Đồ án Cung Cấp điện cho phân xưởng

ĐH Điện Lực Bài 38A “Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp” kiện Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng. Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70%.

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghiệp đóng một vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóađất nước Điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tếquốc dân

Nhu cầu điện ngày càng tăng Vì vậy, việc nâng cao chất lượng điện, an toàn trong việc

sử dụng và trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu thiếtyếu của con người trong sinh hoạt và sản xuất, cung cấp điện năng cho cá khu vực kinh tế trọngđiểm, các khu chế xuất, các xí nghiệp nhà máy là rất cần thiết Do đó, việc thiết kế một hệ thốngcung cấp điện cho một ngành nghề cụ thể cần đem lại hiệu quả thực tiễn cao, đáp ứng nhu cầu

hiện tại và tương lai Trong số đó “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất

công nghiệp” là một đề tài có tính thiết thực cao Nếu giải quyết được vấn đề này sẽ góp phần

không nhỏ trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước

Đồ án môn học “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí”

giúp cho các sinh viên nghành hệ thống điện làm quen với các hệ thống cung cấp điện Côngviệc làm đồ án giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức đã học để nghiên cứu thực hiện một nhiệm

vụ tương đối toàn diện về lĩnh vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng

Với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy TS.Phạm Mạnh Hải cùng các thầy cô trong trường

đến nay bản đồ án môn học của em đã hoàn thành Em kính mong được sự đóng góp ý kiến củacác thầy cô trong khoa, nhà trường để bản đồ án của em hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảmơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2015

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

Giáo viên hướng dẫn : Phạm Mạnh Hải Sinh viện thực hiện : Bùi Văn Chính Lớp : D7 – H1

Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng

số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70% Hao tổn điện

áp cho phép trong mạng điện hạ áp 3,5% Hệ số công suất cấn nâng lên là cosϕ =

0,90 Hệ số chiết khấu i=12%; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện

k

S

, MVA;Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch

đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ

Thời gian sử dụng công suất cực đại

M

T

=4500(h) Chiều cao phân xưởng h=4,7(m) Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=150(m).

Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện

Số hiệu trên sơ

18 19

29 32

33 31 30

28 27 25 26 22

21 20

23

24

Hình 1.1 : Sơ đồ mặt bằng phân xưởngB Nội dung của bản thuyết trình

gồm các phần chính như sau:

I Thuyết Minh

1 Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng

2 Tính toán phụ tải điện:

2.1 Phụ tải chiếu sáng

2.2 Phụ tải thông thoáng và làm mát

2.3 Phụ tải động lực

2.4 Phụ tải tổng hợp

3 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng

3.1 Xác định vị trí đặt máy biến áp phân xưởng

3.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp

3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu( so sánh ít nhất 2 phuowng án)

4 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện

4.1 Chọn dây dẫn cuả mạng động lực, dây dẫn của mạng chiếu sáng

4.2 Tính toán ngắn mạch

4.3 Chọn thiết bị bảo vệ đo lường

5 Tính toán chế độ mạng điện

5.1 Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp

5.2 Xác định tổn hao công suất

5.3 Xác định tổn thất điện năng

6 Tính chọn bù và nâng cao hệ số công suất

6.1 Xác định dung lượng bù cần thiết

6.2 Lựa chọn vị trí đặt bù

6.3 Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng

6.4 Phân tích kinh tế- Tài chính bù công suất phản kháng

1 Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng phân xưởng với bố trí của các tủ phân phối, các thiết bị

2 Sơ đồ nguyên lý của mạng điện có chỉ rõ các mã hiệu và các tham số của các thiết bị

được chọn

3 Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bàng và mặt cắt trạm biến áp

4 Sơ đồ chiếu sáng và sơ đồ nối đất

5 Bảng số liệu tính toán mạng điện

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG

CHO PHÂN XƯỞNG

Thiết kế chiếu sáng là yêu cầu cơ bản trong mọi công việc Vấn đề quan trọng nhất trongthiết kế chiếu sáng là đáp ứng các yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác.Ngoài ra hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọnhợp lý cùng sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan hoàn cảnh Thiết kế chiếusáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

o Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày

Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng kết hợp( kết hợp giữa cục bộ và chung ) Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà cácthiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phânxưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp

Các phân xưởng thường ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số làm việc là50Hz gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hànhmáy, dễ gây ra tai nạn lao động Do đó người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho các phân xưởngsửa chữa cơ khí

Việc bố trí đèn khá đơn giản, thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữnhật

1 Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng.

Bài toán thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng:

Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí – sửa chữa có kích thước a x b x h là 36 244,7 m Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu sám,với độ rọi yêu cầu là Eyc =

50 lux.( theo bảng 18.phụ lục A trang 458 (1))

Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 60 lux nhiệt độ màu cần thiết là

Biểu đồ kruithof

Chọn độ cao treo đèn là : h’ = 0,5 m ; Chiều cao mặt bằng làm việc là : hlv = 0,9 m ;

Chiều cao tính toán là : h = H – hlv – h’ = 4,7 – 0,9 =3,8 m;

≤

<

 thỏa mãnVậy số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo đồng đều chiếu sáng là Nmin = 54;

Hệ số không gian:

Căn cứ đặc điểm của nội thất chiếu sáng có thể coi hệ số phản xạ của trần: tường: sàn là70:50:30 (Tra bảng 47.phụ lục trang 313 (2)) ứng với hệ số phản xạ đã nêu trên và hệ số khônggian là kkg =3,789 ta tìm được hệ số lợi dụng kld = 0,58; Hệ số dự trữ lấy bằng kdt=1,2; hệ số hiệudụng của đèn là

58,0

=

η

Xác định quang thông tổng:

Số lượng đèn tối thiểu là:

Như vậy tổng số đèn cần lắp đặt là 54 được bố trí như sau:

Ta bố trí 6 dãy đèn mỗi dãy gồm 9 bóng,khoảng cách giữa các đèn là 4m về chiều dài và4m theo chiều rộng phân xưởng Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất là 2mtheo chiều dài và 2 m theo chiều rộng

Kiểm tra độ rọi thực tế:

CHƯƠNG II:TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải

thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện

Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làmviệc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy xác địnhchính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng

Từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tínhtoán phụ tải điện Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trênnên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Nhữngphương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nângcao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phứctạp

Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế

và công suất trung bình

• Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

• Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất

Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế

sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp

2.2 Phụ tải động lực

a.Phân nhóm các phụ tải động lực

Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việckhác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bịđiện Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau:

+ Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dàiđường dây hạ áp Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ

áp trong phân xưởng

+ Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác địnhphụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức cungcấp điện cho nhóm

+ Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủđộng lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy Số thiết bị trong một nhómcũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường là 8 ÷ 12

Tuy nhiên thường rất khó khăn để thỏa mãn cả 3 điều kiện trên, vì vậy khi thiết

kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhấttrong các phương án có thể

Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết

bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 5 nhóm Kết quảphân nhóm phụ tải được trình bày ở bảng sau :

Bảng 2.1: Phân nhóm phụ tải cho xưởng cơ khí sửa chữa.

trên sơ đồ

Hệ sốKsd

cosφ

Công suấtP(kW)

b Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực:

 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 1 :

• Xác định hệ số sử dụng tổng hợp k sdƩ

Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của phụ tải nhóm I theo công thức:

k sd∑

=∑ ∑ i

sdi i

P

k

P

Trong đó :

ksdi là hệ số sử dụng của thiết bị

Pi là công suất đặt của thiết bị

- Vậy hệ số sử dụng tổng hợp của Nhóm 1 là:

• Xác định số phụ tải hiệu quả n hq :

n hq là số thiết bị hiệu quả của nhóm là số thiết bị sử dụng quy ước có công suất bằng

nhau mà tổng công suất bằng với công suất tính toán n hq được xác định theo số thiết bị

tương đối n * và công suất tương đối p* trong nhóm

- Gọi Pnmax là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm

P : Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm (kW)

- Tính (Giáo trình Cung cấp điện - Trần Quang Khánh trang 37):

n = 4P1 = 33 + 33 + 20 + 20 =106

Tính lại n hq =

- Tính hệ số cực đại Kmax (Giáo trình Cung cấp điện - Trần Quang Khánh trang 37):

Phụ tải tính toán của nhóm 1:

Hệ số công suất trung bình của nhóm 1:

 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại :

Với số thiết bị hiệu quả đã tính được, ta có bảng phụ tải tính toán cho các nhóm trong bảng sau:

Bảng 2.3: Bảng phụ tải tính toán của các nhóm

tổng 1.81 261.12 230.03 Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng lấy kdt =0,9 tra theo trang 33 (3)

CHƯƠNG III : SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA

PHÂN XƯỞNG

3.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

Vị trí đặt trạm biến áp cần dựa theo các quy tắc sau:

- Vị trí của trạm càng gần tâm phụ tải của khu vực được cung cấp điện càng tốt

- Vị trí đặt trạm phải bảo đảm đủ chỗ và thuận tiện cho các tuyến đường dây đưađiện đến trạm cũng như các phát tuyến từ trạm đi ra, đồng thời phải đáp ứng cho sự phát triểntrong tương lai

- vị trí trạm phải phù hợp với quy hoạch của xí nghiệp và các vùng lân cận

- Vị trí của trạm phải bảo đảm các điều kiện khác như: cảnh quan môi trường, có khảnăng điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp

- Vị trí của trạm biến áp được lựa chọn sao cho tổng tổn thất trên các đường dây lànhỏ nhất

*Phương thức đặt trạm biến áp:

Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể, các trạm biến áp có thể lắp đặt theo các phương thức khác nhau:lắp đặt bên trong nhà xưởng, gắn vào tường phía trong nhà xưởng, gắn vào tường phía ngoài,đặt độc lập bên ngoài, đặt trên mái, dưới tầng hầm

Từ sơ đồ mặt bằng phân xưởng, có nhận xét: có thể đặt trạm biến áp sát tường phía trongnhà xưởng ngay sau lối ra vào Phương án này có thể tiết kiệm được dây dẫn mạng hạ áp cũngnhư tiết kiệm được không gian

3.2 Xác đinh tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng

- Tâm qui ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi một điểm M có toạ độ

được xác định : M(Xnh,Ynh) theo hệ trục toạ độ xOy

Xnh= ∑

∑

n i

n i i

S

x S

n i i

S

y S

1

1

;

Trong đó:

Xnh; Ynh : toạ độ của tâm các nhóm phụ tải điện của phân xưởng

xi ; yi : toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục toạ độ xOy đã chọn

Si : công suất của phụ tải thứ i

Ta có bảng công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng trên hệ tọa độ xOy

Bảng 3.1: Bảng công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng

STT Tên thiết bị trên sơ đồSố hiệu cosφ

CôngsuấtP(kW)

24.47

1461.80

9 Máy khoan

13.989

15.50

Tọa độ tâm của nhóm 1 là :

Tính toán tương tự cho các nhóm khác

Ta có tọa độ tâm của các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng:

Bảng 3.2 :Tâm tọa độ các nhóm và tâm phân xưởng

23.10

3.3 Chọn công suất và số lượng máy biến áp.

a Chọn số lượng máy biến áp

Việc lựa chọn đúng số lượng MBA dựa trên cơ sở độ tin cậy cung cấp điện Các phụ tảithuộc hộ tiêu thụ loại I, TBA cần đặt từ 2 MBA trở lên nối với các phân đoạn khác nhau củathanh góp, giữa các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết Hộ tiêu thụ loại III chỉ cần đặt 1MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ) Ở đây số phụ tải loại I chiếm 70%, ta sẽ sử dụng

2 máy biến áp làm việc song song

b Chọn công suất máy biến áp

Tổng quan cách chọn:

Chọn sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cung cấp đủ điện năngcho phụ tải và có dự trữ một lượng công suất đề phòng khi sự cố, đảm bảo độ an toàn cung cấpđiện, tuổi thọ máy, tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật Được tiến hành dựa trên công suất tính toán toànphần của phân xưởng và một số tiêu chuẩn khác: ít chủng loại máy, khả năng làm việc quá tải,

đồ thị phụ tải Sau đây là một số tiêu chuẩn chọn máy biến áp:

• Khi làm việc ở điều kiện bình thường :

n.k hc. S đmB ≥ S tt (kVA)

Trong đó:

- n : Số máy biến áp của trạm

- k hc : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, lấy k hc = 1

• Kiểm tra khi xảy ra sự cố một máy biến áp( đối với trạm có nhiều hơn 1 MBA):

(n-1).k hc. k qt S đmB ≥ S ttsc

Trong đó:

- k qt : Hệ số quá tải sự cố, lấy k qt = 1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quátải không quá 5ngày đêm Thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượtquá 6h và trước khi quá tải MBAvận hành thì hệ số tải không quá 0,93

- S ttsc: Công suất tính toán sự cố Khi sự cố một máy biến áp có thể loại bỏ một số phụ tải khôngquan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA (các phụ tảiloại III), nhờ vậy có thể giảm đượcvốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường (kVA)

• Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế

 Chọn máy biến áp cho phân xưởng

• Coi phân xưởng chỉ gồm các hộ tiêu thụ loại I nên ta cần đặt 2 MBA làm việc song

song, ta có:

- Số lượng máy biến áp: n = 2

- Stt = (kVA)

Vậy SđmB ≥ (kVA)

Phương án 1 :Ta chọn 2 máy biến áp, mỗi máy sẽ có

công suất 160 kVA

• Kiểm tra lại máy biến áp trong điều kiện sự cố Khi xảy ra sự cố 1 máy biến áp, ta sẽcắt bớt các phụ tải loại III ra khỏi hệ thống, ta có:

8760

2 0

n

tt k

S

S n

P P

,0

= T Max

τ

TMax: thời gian sử dụng công suất cực đại, h

Vậy tổn thất trong máy biến áp được xác định bằng:

i(1 i) 0,1(1 0,1)

0,11(1 i) 1 (1 0,1) 1

Th là tuổi thọ của trạm biến áp, lấy bằng 25 năm

Hệ số khấu hao của trạm biến áp thể lấy bằng 6,4 %

Do đó : pBA = atc + kkh = 0,11 + 0,064 = 0,174Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án :

Z = p.V + C = (0,174.305,25+ 32,685 ).106 = 85,798.10 6 (đ) Phương án 2 : :Ta chọn 2 máy biến áp, mỗi máy sẽ có công suất 180 kVA.

Máy biến áp ABB 180KVA 22/0.4

• Kiểm tra lại máy biến áp trong điều kiện sự cố Khi xảy ra sự cố 1 máy biến áp, ta sẽcắt bớt các phụ tải loại III ra khỏi hệ thống, ta có:

2 0

n

tt k

S

S n

P P

,0

= T Max

τ

TMax: thời gian sử dụng công suất cực đại, h

Vậy tổn thất trong máy biến áp được xác định bằng:

Chi phí cho thành phần tổn thất là:

C =.cΔ = 20278,98×1500 = 30,418.106 (đ)Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án :

Z = p.V + C = (0,174.312,576+ 30,418 ).106 = 84,806.10 6 (đ)

Có thể nhận thấy phương án 2 có tổng chi phí quy đổi thấp nhất, vì vậy chúng ta chọn phương

án 2( dùng 2 máy biến áp công suất mỗi máy 180kVA).

3.4 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

a Sơ bộ chọn phương án

Mạng điện phân xưởng có các yêu cầu cơ bản sau:

o Đảm bảo cung cấp điện tin cậy và chất lượng cho các phụ tải;

o Thuận tiện và an toàn trong vận hành và sửa chữa;

o Đáp ứng được các yêu cầu về đặc điểm môi trường;

o Có khả năng phát triển mở rộng;

o Áp dụng các thiết bị và công nghệ tiên tiến;

o Chi phí tối thiểu…

Sơ đồ của mạng điện phân xưởng có thể thực hiện theo kiểu hình tia, kiểu đường trục hoặc kếthợp

Sơ đồ hình tia được áp dụng trong các trường hợp:

o các phụ tải tập trung công suất lớn;

o các phụ tải quan trọng đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao;

o các động cơ công suất thấp lấy điện từ tủ phân phối;

o các thiết bị thuộc các phân xưởng có nguy cơ cháy nổ và môi trường nguy hiểm cao.Phân xưởng có 5 tủ phân phối bố trí ở sát tường nhà xưởng, phụ tải tập trung công suất lớn nên

ta sử dụng sơ đồ hình tia

Phân xưởng bố trí một trạm phân phối(TPP) nhận điện từ trạm biến áp(TBA) và phân phối tớicác tủ động lực Mỗi tủ động lực cung cấp điện cho một nhóm phụ tải đã phân nhóm như trên

Từ sơ đồ mặt bằng phân xưởng, chúng ta xét 2 phương án sau:

o Phương án 1: đặt trạm phân phối tại trung tâm phụ tải và kéo cáp đến từng tủ động lực

o Phương án 2: đặt trạm phân phối tại góc phân xưởng và kéo cáp đến từng tủ động lực

b Xác định sơ đồ nối điện chính, lựa chọn phương án nối điện tối ưu

 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng

Mạng điện phân xưởng thường có các dạng sơ đồ chính sau:

Mạng cáp các thiết bị được dùng điện được cung cấp trực tiếp từ các tủ động lực (TĐL)hoăc từ các tủ phân phối (TPP) bằng các đường cáp độc lập Kiểu sơ đồ CCĐ có độ tin cậy CCĐcao, nhưng chi phí đầu tư lớn thường được dùng ở các hộ loại I và loại II

Hình 3.2 : Sơ đồ hình tia

TÐL

• Sơ đồ đường dây trục chính:

Kiểu sơ đồ phân nhánh dạng cáp : Các TĐL được CCĐ từ TPP bằng các đường cáp chínhcác đường cáp này cùng một lúc CCĐ cho nhiều tủ động lực, còn các thiết bị cũng nhận điện từcác TĐL như bằng các đường cáp cùng một lúc cấp tới một vài thiết bị Ưu điểm của sơ đồ này

là tốn ít cáp, chủng loại cáp cũng ít Nó thích hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bốkhông đồng đều Nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện thấp thường dùng cho các hộ loại III

Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây (đường dây trục chính nằm trong nhà) : Từ các TPP cấpđiện đến các đường dây trục chính Từ các đường trục chính được nối bằng cáp riêng đến từngthiết bị hoặc nhóm thiết bị Loại sơ đồ này thuận tiện cho việc lắp đặt, tiết kiệm cáp nhưng không

đảm bảo được độ tin cậy CCĐ, dễ gây sự cố chỉ còn thấy ở một số phân xưởng loại cũ

Hình 3.4 : Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây

TPP

Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không Bao gồm các đường trục chính và cácđường nhánh Từ các đường nhánh sẽ được trích đấu đến các phụ tải bằng các đường cáp riêng.Kiểu sơ đồ này chỉ thích ứng khi phụ tải khá phân tán công suất nhỏ (mạng chiếu sáng, mạng

sinh hoạt) và thường bố trí ngoài trời Kiểu sơ đồ này có chi phí thấp đồng thời độ tin cậy CCĐcũng thấp, dùng cho hộ phụ tải loại III ít quan trọng.

Hình 3.5: Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không

Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tuỳ theo các yêu cầu riêng của từng phụ tải hoặccủa các nhóm phụ tải.

=> Từ các ưu khuyết điểm của từng dạng sơ đồ và sơ đồ bố trí thiết bị trong phân xưởng

ta chọn dạng sơ đồ hỗn hợp làm phương án nối điện trong phân xưởng

c Tính toán chọn phương án tối ưu.

Ta chọn dây dẫn cao áp từ nguồn điện vào trạm biến áp là dây nhôm lõi thép( AC), dâydẫn hạ áp là cáp đồng

 Nguyên tắc chung chọn dây dẫn và cáp:

Trong mạng điện phân xưởng, dây dẫn và dây cáp được chọn theo những nguyên

- Đảm bảo điều kiện phát nóng

Như vậy nguyên tắc quan trọng nhất chính là đảm bảo điều kiên phát nóng.Sau đây ta sẽxét cụ thể về điều kiện phát nóng

Cáp và dây dẫn được chọn cần thỏa mãn :

Trong đó:- khc: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp và số lượng cáp đi songsong trong rãnh

- Icp : dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây cáp chọn được (A)

- Ilvmax: dòng điện làm việc lớn nhất của phân xưởng, nhóm+) Với cáp từ TBA đến các TPP ta đi lộ kép, cáp được đặt trong hào cáp, khc= 1

+) Với cáp từ TPP đến các TĐL ta đi lộ kép, cáp đặt trong rãnh, khc= 1

+) Với cáp từ TĐL đến các thiết bị ta đi lộ đơn, cáp được đặt trong hào cáp và đi riêng từng tuyến nên khc= 1

Tính toán cụ thể cho từng phương án:

(từ tâm các nhóm động lực ta đặt tủ ĐL sao cho gần tâm và đường đi dây là ngắn nhất).

Ta có sơ đồ đi dây của phương án 1 :

Hình 3.7: Sơ đồ đi dây phương án 1

1 2 3 4

11121314

10

689

1516

17

1819

2932

333130

28272526

22

2120

23

24

• Xác định dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp:

+ Giá trị dòng điện chạy trong dây dẫn cao áp:

Ta có thể sử dụng mật độ dòng điện kinh tế để xác định tiết diện dây dẫn Căn cứ vàobảng số liệu ban đầu ứng với dây nhôm AC theo bảng 9.phụ luc trang 456 (1), ta tìm được jkt =1,1 A/mm2

+ Tiết diện dây dẫn cần thiết:

+ Đối với đường dây cao áp, tiết diện tối thiểu là 35mm2 nên ta chọn loại dây AC - 35 cór0=0,85; x0=0,438(Ω/km) (tra bảng 19 (1)) nối từ nguồn vào TBA

+ Khoảng các từ nguồn điện đến trạm biến áp là:

L = 150-2,265=147,735 (m)+ Xác định tổn hao thực tế:

+ Tổn thất điện năng trong 1 năm :

Trong đó:

8760.)10.124

,0

Tra bảng 5.phụ lục B trang 466 (1) ta có suất vốn đầu tư đường dây cao áp v0 = 80,75(10 6đ/km):

V = 1,6.v0 L = 1,6.80,75.106.150.10-3 =19,38.106 (đ)( vì đường dây đôi, lộ kép)

+ Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao đối với dây dẫn cao áp:

036,0131,0036,01)1,01(

)1,01.(

1,01

)1

(

)1.(

15

15

+

=+

−+

+

=+

−+

+

i

i i

p

h h

= 0,167Với:

Th: thời hạn sử dụng của đường dây; lấy bằng 15 năm

akh: hệ số khấu hao

 Chi phí quy đổi:

Z=pV+C = (0,167.19,38+0,04401).106 = 3,28.106 (đ/năm)

Ta thực hiện phân pha đôi cho mỗi lộ đường dây :

Ta chọn cáp ba lõi đồng.120 cách điện PVC do hãng CADIVI sản suất (tra bảng 4.13 (4))r0=0,153và x0 = 0,078 Ω

/km , Icp=228A theo điều kiện phát nóng ta có :Khc.Icp=1.228=228A ≥ Imax=Isc= 2.Ilvmax=2.106,32= 212,64 → thỏa mãn+ Xác định tổn hao thực tế:

Với L = 2,625 m : chiều dài đường dây từ trạm biến áp đến trạm phân phối

+ Tổn thất điện năng trong 1 năm :

+ Chi phí tổn thất điện năng trng 1 năm :

C = ΔA.cΔ =271,37.1500 = 0,407 106 (đ/năm)+ Vốn đầu tư đường dây:

Tra bảng 4 (5)ta có suất vốn đầu tư đường dây 3 lõi ruột đồng = 943690 (đ/m), vậy:

V = v0.L = 2.943690.2,265 = 4,27.106 (đ)

 Chi phí quy đổi:

Z = pV+C = (0,167.4,27+0,407).106 = 1,12.106 (đ/năm)

Ta chọn cáp ba lõi đồng.35 do hãng CADIVI sản suất (tra bảng 4 (4) (5)) r0=0,524và x0

= 0,09 Ω

/km , Icp=108 A theo điều kiện phát nóng ta có :

Khc.Icp=1.108=108A ≥ Imax=Isc= 2.Ilvmax=2.48,76= 97,52A → thỏa mãn+ Xác định tổn hao thực tế:

Với L = 7,85: chiều dài đường dây từ trạm phân phối đến tủ động lực 1

+ Tổn thất điện năng trong 1 năm:

+ Chi phí tổn thất điện năng trong 1 năm :

C = ΔA.cΔ = 169,38.1500 = 0,254.106 (đ/năm)+ Vốn đầu tư đường dây:

Tra bảng 4 (5)ta có suất vốn đầu tư đường dây 3 lõi ruột đồng = 373890 (đ/m), vậy :

V = v0.L = 2.283250.7,85= 4,42.106 (đ)

 Chi phí quy đổi:

Z=p.V+C = (0,167.5,87+0,254).106 = 1,23.106 (đ/năm)Tính toán tương tự cho các đoạn dây khác của phương án 1, ta có kết quả ghi trong bảng

(ῼ/k m) (V)

(kWh/nă m)

.

10 6 đ/km .10