CUNG cấp điện CHO NM cơ KHÍ địa PHƯƠNG

- Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp, thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm, gây thiệt hại về kinh tế, do đó ta xếp xí n

Phần I Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa Phơng

Chơng I Giới thiệu chung về xí nghiệp

1 Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của xí nghiệp

- Nhà máy cơ khí mà em thiết kế là nhà máy cơ khí địa phơng Nhiệm

vụ sản xuất chủ yếu của nhà máy là chế tạo, lắp đặt những kết cấu kim loại, gia công, sửa chữa lắp ráp cơ khí phục vụ cho sự nghiệp cơ khí hoá sản xuất nông nghiệp địa phơng, các mặt hàng thiết yếu dùng trong xây dựng, sinh hoạt Ngoài những mặt hàng trên nhà máy còn có dây chuyền sản xuất bi gang, phục vụ cho các máy nghiền than của các nhà máy Xi măng và các nhà máy Nhiệt điện

Để thực hiện tốt nhiệm vụ sản xuất chiến lợc của mình, không những chỉ đòi hỏi về tính chất công nghệ mà còn yêu cầu đảm bảo chất lợng và độ tin cậy cao trong lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy

1.2 Quy mô, năng lực của xí nghiệp:

- Xí nghiệp có tổng diện tích là 22525m2 nhà xởng, bao gồm 10 phân xởng, đợc xây dựng tập trung tơng đối gần nhau, với tổng công suất dự kiến phát triển sau 10 năm sau là 12MVA

- Dự kiến trong tơng lai xí nghiệp sẽ đợc mở rộng và đợc thay thế, lắp

đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tơng lai về mặt kỹ thuật và kinh tế, phải đề ra phơng pháp cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không để quá d thừa dung lợng mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn không khai thác hết dung lợng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí

2 Quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp:

- Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp, thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm, gây thiệt hại về kinh tế, do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại II.

- Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải

đảm bảo chất lợng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp

và cho các phân xởng quan trọng trong xí nghiệp

3 Giới thiệu phụ tải điện của toàn xí nghiệp.

3.1 Các đặc điểm của phụ tải điện.

- Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp có thể phân ra làm hai loại phụ tải:

+ Phụ tải động lực

+ Phụ tải chiếu sáng

- Phụ tải động lực thờng có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị với độ lệch điện áp cho phép ∆UCf = ± 5% Uđm Công suất của chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục kw, và đợc cấp bởi tần

số f=50Hz

- Phụ tải chiếu sáng thờng là phụ tải một pha, công suất không lớn Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thờng dùng dòng điện tần số f

= 50Hz Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng ∆UCf = ±2,5%

3.2 Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp.

- Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phơng thức cấp điện cho từng thiết bị cũng nh cho các phân xởng trong xí nhiệp, đánh giá tổng thể toàn xí nghiệp cơ khí ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tải loại II là 67% Phụ tải loại II lớn gấp 2 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp đợc đánh giá là hộ phụ tải loại II, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải đợc đảm bảo liên tục

4 Phạm vi đề tài.

- Đây là một đề tài thiết kế tốt nghiệp, nhng do thời gian có hạn nên việc tính toán chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lợng lớn, đòi hỏi thời gian dài, do đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan trọng của công trình

- Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập đến:

+ Thiết kế mạng điện phân xởng

+ Thiết kế mạng điện xí nghiệp

+ Tính toán công suất bù cho xí nghiệp

+ Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xởng

+ Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa cơ khí

Chơng II xác định phụ tải tính toán các phân xởng và toàn xí nghiệp.

1 Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sửa chữa cơ khí.

1.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xởng sửa chữa cơ khí

- Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn

- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau :

+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc

+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau, tránh trồng chéo dây dẫn+ Công suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênh lệch giữa các nhóm

+ Số lợng thiết bị trong nhóm nên có một giới hạn

Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng xởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) nh sau :

1.2 Xác định phụ tải động lực tính toán của phân xởng.

a Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán

- Theo công suất trung bình và hệ số cực đại

- Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung bình.

- Theo công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải

- Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Vì đã có thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biết

đợc công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, nên ta xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

b Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1

Công thức tính phụ tải tính toán:

Ptt =Kmax Ptb = Kmax Σ Ksdi Pđmi. ( 2-1)

Trong đó:

+ Ptb : công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất (kw)+ Pđm : công suất định mức của phụ tải (kw)

+ Ksd : hệ số sử dụng công suất của nhóm thiết bị

(Bảng phụ lục 1 trang 253 TKCĐ)

+ Kmax: hệ số cực đại công suất tác dụng, tra đồ thị hoặc tra bảng theo hai đại lợng Ksd và nhq

+ nhq : sè thiÕt bÞ dïng ®iÖn hiÖu qu¶

- Ta thÊy víi nhãm m¸y c«ng cô cã Ksd =0,16; tõ cosϕ=0,6

; n

; 11 , 0 9

Ptt = 3,11 0,16 (10 + 10 + 28 + 4,5 + 4,5 + 2,8 + 2,5 + 4,85 + 3,2) = 35 (kw)

Qtt = Ptt tgϕ = 35 1,33 = 46,55 (KVAR)

) KVA ( 24 , 58 55 , 46 35 Q

P

tt

2 tt

) A ( 486 , 88 380 3

10 24 , 58 U 3

S

I

3 tt

% K P

dm

dm sd

+ Pđm.ph.max :phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất (kw)

Bảng kết quả tính toán B2-3 ở trang sau:

1.3 Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xởng:

Phụ tải chiếu sáng đợc tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích Công thức tính :

Pcs =P0 F (2-6)

Trong đó :

+ P0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m2)

+ F : Diện tích cần đợc chiếu sáng (m2)

- Diện tích chiếu sáng toàn phân xởng F = 48 x 25 =1200 (m2)

- Suất phụ tải chiếu sáng chung cho phân xởng sửa chữa cơ khí

+ Pcs : phụ tải chiếu sáng (kw)

+ P tt.nhi, Qtt.nhi : công suất tác dụng, phản kháng tính toán của nhóm thứ i.Thay các giá trị tính toán đợc ở trên vào công thức ( 2-7) đợc:

Pttpx = 0,85 (35 + 32,33 + 80,74 + 82,05 + 63,92) + 18 = 268,0 (kw)

Qttpx=0,85.(46,55+43,0 = 107,38 + 109,13 + 85,01) = 332,41 (KVAR)

Stt.px = 268 , 02 + 332 , 52 = 427 , 06 ( KVA )

1.5 Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị.

Phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy, còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thờng và đợc tính theo công thức sau:

Iđn = Ikđ(max) + (Itt - Ksd Iđm(max)) (2-8)

Trong đó:

Ikđ(max) - Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy

Itt - Dòng điện tính toán của nhóm máy

Iđm(max) - Dòng định mức của thiết bị đang khởi động

Ksd - Hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

- Vì các phân xởng khác chỉ biết công suất đặt do đó phụ tải tính toán

đợc xác định theo phơng pháp hệ số nhu cầu (knc)

Công thức tính :

Pđl = knc Pđ

Q®l = Qtt = Ptt tgϕ

ϕ

= +

=

cos

pQp

tt

2 tt

Phô t¶i chiÕu s¸ng : tÝnh theo c«ng thøc (2-6) ë trªn

a TÝnh to¸n cho ph©n xëng kÕt cÊu kim lo¹i :

Pcs = P0 F = 15 1750 = 26,25 (kw)

+ C«ng suÊt tÝnh to¸n t¸c dông cña ph©n xëng:

Ptt = P®l + Pcs = 1365 + 26,25 = 1391,25 (kw)

83 , 1545 9

, 0

25 , 1391 cos

2.2 Xác định phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp:

- Phụ tải tính toán tác dụng của toàn xí nghiệp:

) kw ( 2 , 4663 P

P k P

10

1 csi

10

1 ttidl

, 4156 2

, 4663

- Hệ số công suất của toàn xí nghiệp:

75 , 0 95 , 6246

2 , 4663 S

P Cos

ttXN

ttXN

ϕ

2.3 Tính sự tăng trởng của phụ tải trong 10 năm sau:

- Công thức xét đến sự gia tăng của phụ tải trong tơng lai:

S(t) = Stt (1 + α1t); trong 262 sách tra cứu CCĐXNCN

Trong đó:

Stt - Công suất tính toán của xí nghiệp ở thời điểm hiện tại

α1 - Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải: (α1 = 0,083 - 0,101) (trang

262 sách CCDXNCN)

t - Số năm dự kiến (t = 10 năm)

Vậy S(10) = 6246,95 (1 + 0,95 10) = 12181,55 (KVA)

→ P(10) = S(10) Cosϕ = 12181,55 0,75 = 9136,16 (Kw)

3 Xác định biểu đồ phụ tải:

- Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi xí nghiệp là một vấn đề quan trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu kinh tế,

kỹ thuật cao, đảm bảo đợc chi phí hàng năm nhỏ Để xác định đợc vị trí đặt các trạm biến áp ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng tổng của xí nghiệp

- Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xởng theo một tỉ lệ lựa chọn

- Mỗi phân xởng có một biểu đồ phụ tải Tâm đờng tròn biểu đồ phụ tải trùng với tâm của phụ tải phân xởng, tính gần đúng có thể coi phụ tải của phân xởng đồng đều theo diện tích phân xởng

- Biểu đồ phụ tải cho phép hình dung đợc rõ ràng sự phân bố phụ tải trong xí nghiệp

- Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt tơng ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng.

3.1 Xác định bán kính vòng tròn phụ tải:

m

S

R ttPXi

i= Π ( 2-10 )

Trong đó :

+ SttPXi : Phụ tải tính toán của phân xởng thứ i, (KVA)

+ Ri : Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xởng thứ i, mm

360

Trên sơ đồ mặt bằng xí nghiệp vẽ một hệ toạ độ xoy, có vị trí toạ độ trọng tâm của các phân xởng là ( xi, yi ) ta xác định đợc toạ độ tối u M0(x0,

1 Tên phân xởng; Công suất tính toán của phân xởng

• Xác định trọng tâm phụ tải của xí nghiệp:

9 , 5 25 , 401 3 , 4 19 , 742 3 , 8 84 , 1104 3

, 1 1290 5

, 3 83 , 1545

x0

+ +

+ +

=

44 , 8043

9 , 1 44 , 134 8 75 , 453 7 , 5 7 , 446 5 , 5 83 , 619 3 , 5 25 , 1231

= +

+ +

+ +

44 , 8043

3 , 4 25 , 1231 3

, 1 19 , 742 2 84 , 1104 5

, 5 1290 5

, 5 83 , 1454

44 , 8043

9 , 1 25 , 401 7 , 0 44 , 134 5 75 , 453 7 , 5 7 , 446 1 83 ,

thiết kế mạng đIện cao áp

cho xí nghiệp

1 Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện :

- Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa dạng Nó phụ thuộc vào giá trị của xí nghiệp và công suất yêu cầu của nó, khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lu ý tới các yếu tố đặc biệt đặc tr-

ng cho từng xí nghiệp công nghiệp riêng biệt, điều kiện khí hậu, địa hình, các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện (ĐTCCCĐ) cao, các

đặc điểm của quá trình sản xuất và quá trình công nghệ Để từ đó xác

định mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp

điện hợp lý

- Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện chủ yếu căn cứ độ tin cậy, tính kinh tế và tính an toàn Độ tin cậy của sơ đồ cấp điện phụ thuộc vào loại hộ tiêu thụ mà nó cung cấp, căn cứ vào loại hộ tiêu thụ để quyết định số lợng nguồn cung cấp của sơ đồ

- Sơ đồ cung cấp điện (SĐCCĐ) phải có tính an toàn đảm bảo an toàn tuyệt đối cho ngời và thiết bị trong mọi trạng thái vận hành Ngoài ra, khi lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cũng phải lu ý tới các yếu tố kỹ thuật khác nh đơn giản, thuận tiện cho vận hành, có tính linh hoạt trong sự cố, có biện pháp tự

động hoá

2 Tổng hợp phụ tải tính toán của xí nghiệp:

- Kinh nghiệm cho thấy rằng phụ tải điện của xí nghiệp tăng lên không ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng, tăng năng suất của các máy chính, tăng dung lợng năng lợng, thay hoặc hoàn thiện các thiết bị công nghệ, xây lắp thêm các thiết bị công nghệ, Để hợp lý hoá sơ đồ cung cấp

điện và tất cả các phần tử của nó phụ thuộc vào việc đánh giá đúng đắn phụ

tải điện, nếu không tính đến sự phát triển của phụ tải sẽ dẫn đến phá hoại các thông số tối u của lới.

- Nhng do không có thông tin cụ thể về sự phát triển của phụ tải điện của xí nghiệp nên ở đây ta không xét đến mức gia tăng của phụ tải trong t-

ơng lai do đó phụ tải tính toán Stt đã tính trớc với số năm dự kiến là 10

l 17

U = + (c)

Trong đó:

+ U : Điện áp truyền tải tính bằng (kv)

+ l : Khoảng cách truyền tải tính bằng (km)

+ P : Công suất truyền tải tính bằng (1000 kw)

3.2 Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống về xí nghiệp.

Thay các giá trị PttXN(10) = 9136,16 kw và l = 5km vào công thức (3-1a) trên ta tính đợc U = 53,36 kv Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp là Uđm =35 kv

4 Các phơng pháp cung cấp điện cho xí nghiệp :

4.1 Các phơng án về trạm nguồn:

- Giới thiệu những sơ đồ đặc trng cung cấp điện cho xí nghiệp chỉ từ

hệ thống (Hình 19 - 14a, b, c, d - Tra cứu CCĐXNCN)

- Ta thấy nếu dùng sơ đồ dẫn sâu từ mạng 35kv xuống điện áp 0,4kv thì có lợi giảm đợc tổn thất nhng chi phí cho các thiết bị cao Loại sơ đồ này phù hợp với các xí nghiêp có các phân xởng nằm cách xa nhau (Hình b)

- Nếu dùng sơ đồ trạm biến áp trung tâm 35/10kv cấp điện cho các biến áp phân xởng 10/0,4kv thì chi phí cho các thiết bị thấp và với loại hình phân xởng đặt gần nhau thì tổn thất không lớn (Hình c)

Theo phân tích trên ta dùng sơ đồ trạm nguồn là trạm biến áp trung tâm 35/10kv cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng (BAPX)

4.2 Chọn vị trí xây dựng trạm :

• Trạm biến áp trung tâm

- Trạm biến áp trung tâm nhận điện từ trạm biến áp trung gian (BATG) hay đờng dây của hệ thống có điện áp 35kv biến đổi xuống điện áp 10kv cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng

- Vị trí xây dựng trạm đợc chọn theo nguyên tắc chung sau:

+ Gần tâm phụ tải điện M0 (4,8; 3,8)

+ Thuận lợi cho giao thông đi lại và mỹ quan

Trạm biến áp đặt vào tâm phụ tải điện, nh vậy độ dài mạng phân phối cao áp, hạ áp sẽ đợc rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện đảm bảo hơn

Vậy ta chọn xây dựng trạm biến áp trung tâm gần phân xởng số 2 (ký hiệu số 5 trên mặt bằng )

• Trạm biến áp phân xởng :

- Trạm biến áp phân xởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xí nghiệp 10kv xuống điện áp phân xởng 0,4kv cung cấp cho các phụ tải động lực và chiếu sáng của phân xởng

- Vị trí các trạm phân xởng cũng đặt ở gần tâm phụ tải phân xởng, không ảnh hởng tới quá trình sản xuất, thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa

+ Trạm đặt trong phân xởng: giảm đợc tổn thất, chi phí xây dựng, tăng tuổi thọ thiết bị, nhng khó khăn trong vấn đề chống cháy nổ

+ Trạm đặt ngoài phân xởng: tổn thất cao, chi phí xây dựng lớn, dễ dàng chống cháy nổ

+ Trạm đặt kề phân xởng: tổn thất và chi phí xây dựng không cao, vấn

đề phòng cháy nổ cũng dễ dàng

Vậy trạm biến áp đợc chọn xây dựng kề phân xởng

5 Xác định số lợng, dung lợng cho các máy biến áp:

5.1 Xác định số lợng máy biến áp:

- Chọn số lợng máy biến áp cho các trạm chính cũng nh trạm biến áp phân xởng có ý nghĩa quan trọng đối với việc xây dựng một sơ đồ cung cấp

điện hợp lý

- Kinh nghiệm tính toán và vận hành cho thấy là trong một trạm biến

áp chỉ cần đặt một máy biến áp là tốt nhất, khi cần thiết có thể đặt hai máy, không nên đặt quá hai máy

+ Trạm một máy biến áp có u điểm là tiết kiệm đất đai, vận hành đơn giản trong hầu hết các trờng hợp có chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhất nhng có nhợc điểm mức đảm bảo an toàn cung cấp điện không cao

+ Trạm hai máy biến áp thờng có lợi về kinh tế hơn so với các trạm ba máy và lớn hơn

Khi thiết kế để quyết định chọn đúng số lợng máy biến áp cần phải xét

đến độ tin cậy cung cấp điện

- Dựa vào tính năng và mức độ quan trọng của từng phân xởng trong xí nghiệp có thể phân ra hai loại phụ tải sau :

• Phụ tải loại 2 gồm :

- Phân xởng kết cấu kim loại (KCKL), ký hiệu trên mặt bằng số 1

- Phân xởng là phụ tải loại 2, cần đặt 2 MBA cho trạm BAPX đó

- Phân xởng là phụ tải loại 3 cần đặt 1 MBA cho trạm BAPX đó

- Căn cứ vào vị trí, công suất tính toán và yêu cầu độ tin cậy CCĐ của phân xởng, quyêt định đặt 7 trạm (BAPX) nh sau:

+ Trạm B1 (2MBA) : Cấp cho PXKCKL

+ Trạm B2 (2 MBA): Cấp điện cho PXLRC khí

+ Trạm B3 (2 MBA): Cấp điện cho phân xởng đúc

+ Trạm B4 (2 MBA) : Cấp điện cho PXN khí + BPHC & BQL

+ Trạm B5 (2 MBA): Cấp điện cho trạm bơm và bộ phận thử nghiệm.+ Trạm B6 (1 MBA): Cấp điện cho phân xởng rèn

+ Trạm B7 (1 MBA): Cấp điện cho phân xởng SCCK+ PX Gia công gỗ

5.2 Chọn dung lợng máy biến áp:

- Chọn công suất máy biến áp đảm bảo độ an toàn cung cấp điện (A.T.C.C.Đ) Máy biến áp đợc chế tạo với các cỡ tiêu chuẩn nhất định, việc lựa chọn công suất máy biến áp không những đảm bảo độ an toàn cung cấp

điện, đảm bảo tuổi thọ của máy mà còn ảnh hởng lớn đến các chỉ tiêu kinh

tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện

- Các máy biến áp của các nớc đợc chế tạo với các định mức khác nhau về nhiệt độ môi trờng xung quanh, vì vậy khi dùng máy biến áp ở những nơi có điều kiện khác với môi trờng chế tạo cần tiến hành hiệu chỉnh công suất định mức của máy biến áp

• Điều kiện chọn công suất máy biến áp

- Nếu 1MBA : SdmB ≥STT (3-2)

Nếu 2 MBA

S S

k

S S

sc dmB qtsc

TT dmB

+ SđmB : Công suất định mức của MBA (KVA)

+ Stt : Công suất tính toán của phụ tải ( KVA)

+ Ssc : Công suất phụ tải mà trạm cần chuyển tải khi sự cố (KVA)+ Kqtsc: Hệ số quá tải sự cố ; Kqtsc = 1,4

Trạm biến áp trung tâm:

) KVA ( 8701 4

, 1

55 , 12181 4

, 1

) KVA ( 78 , 6090 2

5 , 12181 2

S S

S S

SC dmB

TT dmB

- Công thức hiệu chỉnh công suất theo nhiệt độ [ giáo trình: CCĐXN ]

100

+ S’đm : công suất định mức sau khi hiệu chỉnh (kVA)

+ Sđm : công suất định mức ghi trên nhãn máy (kVA)

Theo khí hậu miền Bắc lấy θtb= 240C, θmax=420C, nh vậy công suất

định mức sau khi hiệu chỉnh S’đm=0,75Sđm→S’đm=0,75.10000= 7500(KVA).Bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp trung tâm:

, 1

83 , 1545 4

, 1

) KVA ( 915 , 772 2

83 , 1545 2

S S

S S

sc dmB

tt dmB

• Chọn tơng tự cho các trạm biến phân xởng khác, những máy có

Sđm≤1000kVA, ta chọn MBA của hãng ABB sản xuất tại Việt Nam nên

không phải hiệu chỉnh nhiệt độ Các trạm dùng loại trạm kề, có 1 tờng chung với tờng phân xởng Kết quả chọn ghi trong bảng B3-2.

6 Các phơng án đi dây mạng cao áp của xí nghiệp:

- Trạm biến áp trung tâm của xí nghiệp sẽ đợc lấy điện từ hệ thống bằng đờng dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép

- Để đảm bảo an toàn, đảm bảo không gian và mỹ quan cho xí nghiệp mạng cao áp đợc dùng cáp ngầm Từ trạm BATT đến các trạm biến áp phân xởng B1; B2; B3 ; B4 ; B5; dùng cáp lộ kép, đến trạm B6; B7 dùng cáp lộ đơn.Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp phân xởng và trạm biến áp trung tâm trên mặt bằng, đề ra 3 phơng án đi dây mạng cao áp

• Ph ơng án 1:

Các trạm biến áp phân xởng đợc cấp điện trực tiếp từ trạm BATT

• Phơng án 2 và phơng án 3; các trạm biến áp xa trạm BATT của nhà máy, lấy liên thông qua các trạm ở gần trạm BATT Các phơng án đi dây của mạng điện xí nghiệp nh sau:

(Vẽ các sơ đồ đi dây của 3 phơng án)

Trong đó:

7 Tính toán so sánh chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cho các phơng án

Đờng dây cấp điện từ hệ thống về trạm BATT của xí nghiệp bằng đờng dây trên không, loại dây AC

Tra bảng với dây dẫn AC và Tmax=4500h đợc Jkt =1,1(A/mm2)

Ta có

) mm ( 34 , 91 1

, 1

47 , 100 F

;

).

A ( 47 , 100 35 3 2

55 , 12181 3

2

2 kt

kt

ttXN kt

dm

ttXN ttXN

Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 95mm2, ký hiệu AC-95 có Icp =330(A)

- Kiểm tra sự cố khi đứt một dây : 173 , 2 ( A )

35 3

7500 4 , 1 U 3

S , 1 I

dm

dmB

Icp > Ittsc = 173,2 (A) Dây dẫn chọn thoả mãn

- Trạm biến áp trung tâm (BATT)

- Trạm biến áp phân xưởng (BAPX)

- Các cao áp

- Các hạ áp

- Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp, vì tiết diện dây đã chọn vợt cấp cho sự gia tăng của phụ tải trong tơng lai, nên không cần kiểm tra theo ∆U.

7.1 Tính toán kinh tế - kỹ thuật cho các phơng án:

Sau đây lần lợt tính toán kinh tế kỹ thuật cho 3 phơng án Mục đích tính toán của phần này là so sánh tơng đối giữa 3 phơng án cấp điện, chỉ cần tính toán so sánh phần khác nhau giữa 3 phơng án Cả 3 phơng án đều

có những phần tử giống nhau: đờng dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian (BATG) về (BATT), 7 trạm biến áp, vì thế chỉ so sánh kỹ thuật - kinh tế giữa 3 mạng cáp cao áp Dự định dùng cáp XLPE lõi đồng bọc thép do hãng FURUKAWA của Nhật Bản, có các thông số kỹ thuật cho trong phụ lục

a Phơng án 1:

Chọn cáp từ trạm BATT đến các trạm biến áp phân xởng đợc dùng cáp

đồng 10kv, 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC

Với cáp đồng và Tmax = 4500h, tra bảng đợc Jkt= 3,1 A/mm2

- Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B1:

) A ( 62 , 44 10 3 2

83 , 1545

3

S I

dm

1 TTB max

v

) mm ( 39 , 14 1 , 3

62 ,

kt

max kt

10 R P

+ S : C«ng suÊt truyÒn t¶i (kVA)

+ U : §iÖn ¸p truyÒn t¶i (kV)

83 , 1545

Hµm chi phÝ tÝnh to¸n hµng n¨m cña mét ph¬ng ¸n:

7.2 So sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phơng án:

Các tuyến cáp đã chọn vợt cấp, các TBAPX rất gần TBATT, các phơng

án coi nh điều kiện tổn thất điện áp đã đạt yêu cầu và không đem so sánh nữa

thuận lợi cho vận hành, sửa chữa

Vậy chọn Ph ơng án 1 làm phơng án tối u của mạng cao áp.

8 Sơ đồ nguyên lý và thuyết minh vận hành của phơng án tối u:

8.1 Sơ đồ nguyên lý : (sơ đồ ở trang sau.)

Hình 3.4 Sơ đồ nối trạm biến áp phân xởng đặt 1 MBA

Hình 3.5 Sơ đồ đấu nối các trạm phân xởng đặt 2 MBA.

Tủ aptômát nhánh

Tủ A phân

Tủ cao áp

Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn xí nghiệp

35KV

CSV MC

BATT

MC BU

8.2 Các thiết bị và nguyên tắc vận hành:

a Các thiết bị:

- Đờng dây trên không 35kv dùng dây AC-95, có đặt máy cắt loại SF6

- Phía cao áp của trạm BATT đặt máy cắt SF6 và đầu vào trạm đặt chống sét van

- Phía hạ áp (10kv) của trạm BATT sử dụng hệ thống một thanh góp gồm hai phân đoạn, chúng đợc liên hệ với nhau bằng máy cắt liên lạc (MCLL)

+ Các máy cắt cấp 10kv đợc sử dụng máy cắt hợp bộ

+ Trên mỗi phân đoạn ta đặt các biến điện áp 3 pha 5 trụ ( BU )

- Phía cao áp (10Kv) trạm biến áp phân xởng dùng tủ cầu dao- cầu chì trọn bộ

- Phía hạ áp (0,4Kv) của trạm BAPX đặt Aptomat tổng (AT) và các Aptomat nhánh, trạm 2 MBA ta đặt thêm Aptomat liên lạc (ATLL)

đóng lại để liên thông giữa hai phân đoạn

- Khi sự cố hay sửa chữa thanh cái của phân đoạn nào thì các MC nối với phân đoạn đó đợc cắt ra

- Bảng thông số kỹ thuật các máy biến áp phân xởng :

tính toán ngắn mạch

1 Mục đích tính ngắn mạch :

- Mục đích tính ngắn mạch là để chọn và kiểm tra các thiết bị

- Do tính toán để chọn thiết bị không đòi hỏi độ chính xác cao nên có thể dùng những phơng pháp gần đúng và ta có số giả thiết sau:

+ Cho phép tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn vì không biết cấu trúc của hệ thống

+ Khi lập sơ đồ tính toán ta bỏ qua những phần tử mà dòng ngắn mạch không chạy qua và các phần tử có điện kháng không ảnh hởng đáng kể nh máy cắt, dao cách ly, aptomat,

+ Mạng cao áp có thể tính hoặc không tính đến điện trở tác dụng Các

hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điện quốc gia, mạng điện tính toán là mạng điện hở, một nguồn cung cấp cho phép ta tính toán ngắn mạch đơn giản trực tiếp trong hệ thống có tên

+ Mạng hạ áp thì điện trở tác dụng có ảnh hởng đáng kể tới giá trị dòng ngắn mạch, nếu bỏ qua trong tính toán sẽ phải sai số lớn dẫn đến chọn thiết bị không chính xác

2 Chọn điểm tính ngắn mạch và tính toán các thông số của sơ đồ.

2.1.Chọn điểm tính ngắn mạch:

- Để chọn khí cụ điện cho cấp 35kv, ta cần tính cho điểm ngắn mạch

N1 tại thanh cái trạm biến áp trung tâm 35/10kv để kiểm tra máy cắt và thanh góp ở đây ta lấy SN = Scắt của máy cắt đầu nguồn

- Để chọn khí cụ điện cho cấp 10kv :

+ Phía hạ áp của trạm biến áp trung tâm, cần tính điểm ngắn mạch N2

tại thanh cái 10kv của trạm để kiểm tra máy cắt, thanh góp

+ Phía cao áp trạm biến áp phân xởng, cần tính cho điểm ngắn mạch

N3 để chọn và kiểm tra cáp, tủ cao áp các trạm

- Cần tính điểm N4 trên thanh cái 0,4kv để kiểm tra Tủ hạ áp tổng của trạm

37 X

• Máy BATT: Loại TMH có Sđm = 7500kVA, UC = 36kv; ∆PN = 65kw;

UN% = 8 Tính RBATT và XBATT quy đổi về phía 10kV

dm

2 dm N

B

3 2

dm

2 dm N

S

U 100

% U X

; 10 S

U P

) ( 116 , 0 10 7500

10 65

2

) ( 07 , 1 10 7500 100

10 8

) ( 011 , 0 10 800 100

4 , 0 5 , 5

3

) ( 10 8 , 8 10 1000 100

4 , 0 5 , 5

N 3 Z

U I

Σ

=

) 065 , 2 717 , 0 ( 65 , 1 3

37 I

I

I

2 2

"

1 N 1

+ +

5 , 10 I

I

I

2 2

"

2 N

5 , 10 65 , 1 R

2 )

5 , 10 ).

065 , 2 717 , 0 ( X

2 )

D

5 , 10 I

2 2

1 C 3

) ( 10 6 , 2 10 08 , 2 5 , 10

4 , 0 36 , 0 R R

R

2 4

BX ) kV 4 , 0 ( QD 3

Σ

) ( 01 , 0 10 8 , 8 5 , 10

4 , 0 304 , 1 X X

R

2 4

BX )

kV 4 , 0 ( QD 3

Σ

01 , 0 ) 10 6 , 2 ( 3

4 , 0 I

2 3

4 Chọn và kiểm tra thiết bị:

4.1 Chọn và kiểm tra máy cắt

• Điều kiện chọn và kiểm tra:

- Điện áp định mức, kv : UđmMC ≥ Uđm.m

- Dòng điện lâu dài định mức, A : Iđm.MC≥ Icb

- Dòng điện cắt định mức, kA : Iđm.cắt≥ IN

- Dòng ổn định động, kA : Iđm.đ ≥ ixk

- Dòng ổn định nhiệt : tđm.nh≥ I∞

nh dm

qd

t t

a Chọn máy cắt đờng dây trên không 35kV:

- Chọn máy cắt SF6 loại 8DB10 do SIEMENS chế tạo có bảng thông số sau: