Bài tập dài Hệ thống cung cấp điện

Bài tập dài Hệ thống cung cấp điện đại học bách khoa Hà Nội Trong sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa nước nhà, công nghiệp điện lực giữ vài trò đặc biệt quan trọng, bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. Khi xây dựng nhà máy, khu dân cư, thành phố,….trước tiên phải xây dựng hệ thống cung cáp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu cầu sinh hoạt của con người. Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu điện điện lớn nhất. Trong tình hình kinh tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải tự hạch toán kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm.Điệ năng thực sự đóng góp một phần quan trọng vào lỗ lãi của xí nghiệp. Nếu một tháng xảy ra mất điện 1,2 ngày xí nghiệp không có lãi, nếu mất điện lâu hơn xí nghiệp sẽ thua lỗ. Chất lượng điện xấu(chủ yếu là điện áp thấp) sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, gây phế phẩm, giảm hiệu suất lao động.Chất lượng điện áp đặc biệt quan trọng với xí nghiệp may, xí nghiệp hóa chất, xí nghiệp chế tạo lắp đặt cơ khí,…Vì thế, đảm bảo độ tin cậy cấp điện và nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu của các đề án thiết kế cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp. Với một sinh viên theo học chuyên ngành điện, sẽ phải nắm vững và ứng dụng được các kiến thức đã học vận hành, sửa chữa thiết bị điện khi có sự cố, hoặc thiết kế các hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, phân xưởng khi có yêu cầu.. Hệ Thống Cung Cấp Điện là môn cung cấp các kiến thức hữu ích cho sinh viên trong việc thiết kế cung cấp điện. Bài tập lớn này giúp cho sinh viên bước đầu làm quen, biết và nắm rõ các bước, phương pháp thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Việt Tiến đã hướng dẫn em hoàn thành bài tập lớn môn Hệ Thống Cung Cấp Điện với đề tài là “Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen”.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

***VIỆN ĐIỆN***

BÀI TẬP DÀI MÔN HỆ THỐNG

CUNG CẤP ĐIỆN

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

CHO MỘT NHÀ MÁY CÔNG

: Hoàng Xuân Trí

Hà Nội,1/2019

MỞ ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa nước nhà, công nghiệp điện lực giữ vài trò đặc biệt quan trọng, bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân Khi xây dựng nhà máy, khu dân cư, thành phố,….trước tiên phải xây dựng hệ thống cung cáp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu cầu sinh hoạt của con người Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu điện điện lớn nhất Trong tình hình kinh tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ,các tổ hợp sản xuất đều phải tự hạch toán kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm.Điệ năng thực sự đóng góp một phần quan trọng vào lỗ lãi của xí nghiệp Nếu một tháng xảy ra mất điện 1,2 ngày xí nghiệp không có lãi, nếu mất điện lâu hơn xí nghiệp

sẽ thua lỗ Chất lượng điện xấu(chủ yếu là điện áp thấp) sẽ làm ảnh hưởnglớn đến chất lượng sản phẩm, gây phế phẩm, giảm hiệu suất lao

động.Chất lượng điện áp đặc biệt quan trọng với xí nghiệp may, xí nghiệp hóa chất, xí nghiệp chế tạo lắp đặt cơ khí,…Vì thế, đảm bảo độ tin cậy cấp điện và nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu của các

đề án thiết kế cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp Với một sinh viên theo học chuyên ngành điện, sẽ phải nắm vững và ứng dụng được các kiến thức

đã học vận hành, sửa chữa thiết bị điện khi có sự cố, hoặc thiết kế các hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, phân xưởng khi có yêu cầu

Hệ Thống Cung Cấp Điện là môn cung cấp các kiến thức hữu ích cho sinh viên trong việc thiết kế cung cấp điện Bài tập lớn này giúp cho sinh viên bước đầu làm quen, biết và nắm rõ các bước, phương pháp thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Việt Tiến đã hướng dẫn em hoànthành bài tập lớn môn Hệ Thống Cung Cấp Điện với đề tài là “Thiết kếcung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen”

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ MÁY

LUYỆN KIM ĐEN 5

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 5

• Bảng phụ tải và sơ đồ mặt bằng của nhà máy luyện kim đen 6

2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 8

2.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt (Pđ) và hệ số nhu cầu (knc) 8 2.2 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (kmax) và công suất trung bình (Ptb) 9

2.3 Xác định phụ tải tính toán của phụ tải phân bố đều 10

3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN ……… 10

3.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí 10

3.1.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải điện 10

3.1.2 Xác định phụ tải tính toán của nhóm phụ tải………

……….11

3.1.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng sữa chữa cơ khí ……….…15

3.1.4 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng khác trong nhà máy ………… ….15

3.1.5 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy……… ……

……… 15

3.1.6 Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và nhà máy………

……….……16

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY 18

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 18

2 VẠCH RA CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN 18

2.1 Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp của nhà máy 18

2.2 Các phương án sơ đồ cung cấp điện của mạng cao áp nhà máy 18

2.2.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy 18

2.2.2 Chọn phương án trạm biến áp phân xưởng 18

2.2.3 Chọn sơ đồ cấp điện từ trạm trung tâm tới các trạm biến áp phân

xưởng 19

3 TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG

ÁN 22

3.1 Tính toán máy biến áp………

……….22

3.2 Tính toán dây dẫy………

………25

3.2.1 Chọn dây dẫn từ TBATG đến trạm TPPTT……… 25

3.2.2 Chọn cáp từ TPPTT đến các TBAPX……… 26

3.3 Tính toán máy cắt………

………34

3.3.1 Sơ đồ trạm phân phối trung tâm……….34

3.3.2 Phương án 1……… 35

3.3.3 Phương án 2……… 36

3.3.4 Phương án 3……… 36

3.3.5 Phương án 4……… 37

3.4 Tính toán chi phí hàng năm………

…….37

4 THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN……… 37

4.1 Chọn thiết diện dây dẫn nối từ hệ thống điện về nhà máy……….38

4.2 Tính toán ngắn mạch……… 39

4.3 Kiểm tra các thiết bị đã được chọn sơ bộ……… 42

4.4 Lựa chọn các thiết bị phân phối điện khác 44

4.4.1 Tại trạm phân phối trung tâm 44

4.4.2 Tại trạm biến áp phân xưởng 45

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN

1, ĐẶT VẤN ĐỀ

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó nhiệm vụ đầutiên là xác định phụ tải điện của công trình ấy.Tùy theo quy mô của côngtrình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc cònphải kể đến khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5 năm, 10năm hoặc lâu hơn nữa Ví dụ xác định phụ tải điện cho một phân xưởng thìchủ yếu là dựa vào máy móc thực tế đặt trong phân xưởng đó, xác địnhphụ tải điện cho một xí nghiệp thì phải tính đến khả năng phát triển củachúng trong thời gian 5, 10 năm sắp tới Như vậy xác định phụ tải điện làgiải bài toàn dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn

Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngaysau khi công trình đi vào vận hành Phụ tải đó thường được gọi là phụ tảitính toán Người thiết kế cần biết phụ tải tính toán để chọn các thiết bịđiện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, ….để tínhcác tổn thất công suất, điện áp, để chọn các thiết bị bù, Như vậy phụ tảitính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện

Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và số lượngcác máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình

độ vận hành của công nhân,…Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán

là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng Bởi vì nếu phụ tải tínhtoán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ cácthiết bị điện, có khi dẫn tới cháy, nổ rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toánlớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn sovới yêu cầu và gây ra lãng phí

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đươngvới phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất Nói một cáchkhác, phụ tải tính toán cũng làm nóng vật dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt

độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra Như vậy nếu chọn các thiết bị điệntheo phụ tải tính toán thì có thể đảm bảo an toàn về mặt phát nóng chocác thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành

Hộ tiêu thụ là bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện Tùytheo mức độ quan trọng mà hộ tiêu phụ được phân thành ba loại:

Hộ loại 1: là hộ tiêu thụ mà khi bị ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đếnnguy hiểm đối với tính mạng con người, gây thiệt hại lớn về kinh tế( hưhỏng máy móc, thiết bị, gây ra hàng loạt phế phẩm), ảnh hưởng lớn đếchính trị, quốc phòng,…Ví dụ như nhà máy hóa chất, sân bay, bến cảng,phòng mổ bệnh viện, hệ thống rada quân sự,…Đối với hộ loại 1 phải đượccung cấp ít nhất từ hai nguồn điện độc lập, hoặc phải có nguồn dự phòngnóng

Hộ loại 2: là hộ tiêu thụ mà khi bị ngừng cung cấp điện sẽ gây rathiệt hại lớn về kinh tế như hư hỏng một bộ phận máy móc thiết bị, gây raphế phẩm, ngưng trệ sản xuất Ví dụ như nhà máy cơ khí, nhà máy thựcphẩm, khách sạn lớn,… Cung cấp điện cho hộ loại 2 thường có thêm nguồn

dự phòng Vấn đề ở đây là phải so sánh giữa vốn đầu tư cho nguồn dưphòng và hiệu quả kinh tế đưa lại do không bị ngừng cung cấp điện

Hộ loại 3: là những hộ tiêu phụ điện còn lại như khu dân cư, trườnghọc, phân xưởng phụ, nhà kho của các nhà máy,…Đối với hộ loại 3 chophép mấy điện trong thời gian ngắn để sửa chữa, khắc phục các sự số.Thông thường hộ loại 3 được cung cấp điện từ một nguồn

• Bảng phụ tải và sơ đồ mặt bằng của nhà máy luyện kim đen

Bảng 1.1: Phụ tải của nhà máy luyện kim đen

Hình 1.1: Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy luyện kim đen

Hình 1.2: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí

7

2, CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

2.1, Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt (P đ ) và hệ số nhu cầu (K nc )

Thông tin ban đầu biết được là công suất đặt Pđ (kW) và diện tích S của các phân xưởng và phòng ban của công ty

Pđ : Công suất đặt (kW)

n : Số phụ tải

P0: Suất phụ tải chiếu sáng trên 1m2 diện tích sản xuất (kW/m2)

S: Diện tích sản xuất tức là diện tích dùng để đặt máy sản xuất(m2)

Pđl,Qđl: Các phụ tải động lực

Pcs,Qcs: Các phụ tải chiếu sáng

Cuối cùng PTTT cả xí nghiệp xác định bằng cách lấy tổng phụ tải các PX

có kể đến việc sử dụng đồng thời các thiết bị của xí nghiệp

Kđt = 0.9 ÷ 0.95 khi số phân xưởng n = 2 ÷ 4

Kđt = 0.8 ÷ 0.85 khi số phân xưởng n = 5 ÷ 10

Với ý nghĩa là khi số PX càng lớn thì Kđt càng nhỏ PTTT theo các công thức trên dùng để thiết kế mạng điện cao áp của xí nghiệp

 Phương pháp trên có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện, vì thế là một trong những phương pháp được dùng rộng rãi Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là kém chính xác Bởi vì hệ số Knc tra được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy.Vì vậy nếu chế độ và số thiết bị trongnhóm thay đổi nhiều thì kết quả tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu

n : Số máy trong nhóm

Kmax : Hệ số cực đại của nhóm phụ tải = f(nhq,Ksd)

nhq : Số thiết bị sử dụng hiệu quảNếu hệ số sử dụng của các thiết bị trong nhóm khác nhau ta tính hệ số sửdụng trung bình

- Lưu ý tra bảng chỉ bắt đầu từ nhq = 4

+ Khi n ≤ 3, nhq < 4 PTTT được xác định theo công thức

kt.i = 0,9 : Nếu thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

kt.i = 0,75 : Nếu thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại-

- Cần lưu ý, nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thì phải quy đổi về chế độ làm việc dài hạn trước khi xác định nhq

P qđ=P đm √K đ%

kđ%: Hệ số đóng điện phần trăm

- Cũng cần quy đổi công suất 3 pha đối với thiết bị dùng điện 1 pha và 2 pha

Thiết bị dùng điện 1 pha (điện áp pha): Pqđ = 3Pđm

Thiết bị dùng điện 2 pha (điện áp dây): Pqđ = √3Pđm

 Phương pháp trên cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết

bị hiệu quả nhq đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suât lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độl àm việc của chúng

2.3, Xác định phụ tải tính toán của phụ tải phân bố đều

Ptt = σ.STrong đó:

σ: Mật độ phụ tải (W/m2), tra sổ tayS: Diện tích sử dụng (m2)

Áp dụng cho phụ tải phân bố đều trên diện tích sử dụng như phụ tải chiếu sángchung

trong giai đoạn thiết kế sơ bộ

3, XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN

3.1, Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí

3.1.1, Phân loại và phân nhóm phụ tải điện

Để phân loại nhóm phụ tải ta dựa trên những tiêu chí sau:

- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có chế độ làm việc tương tự nhau

- Tổng công suất định mức của các nhóm phụ tải nên xấp xỉ nhau, hơn nữa tổng số phụ tải của các nhóm cũng nên xấp xỉ nhau và nên trong khoảng 8 đến 12 phụ tải

- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau

=> Các tiêu chí trên khó có thể thỏa mãn đồng thời vì đặc điểm của phụ tải thường không xác định Tiêu chí 2 và 3 thường hay sử dụng

- Máy biến áp hàn: cos φ = 0.35

 Phụ tải tính toán nhóm 1

𝑃𝑡𝑡.1 = 1,75*0.2*83.4 = 29.19 𝑘𝑊

𝑄𝑡𝑡.1 = 29.19*tan 𝜑 = 29.19*1,33 = 38.82 𝑘𝑉𝐴𝑟

S tt 1=√P tt.12 +Q tt 12 =48.57 kVA

Bảng 1.3: Thiết bị nhóm 2 PXSCCK Bộ phận nhiệt luyện

Bảng 1.6: Thiết bị nhóm 5 PXSCCK Bộ phận sửa chữa điện

Tra bảng ta được f(0.1;0.6) = 0.25 & f(0.15;0.6)=0.37

Áp dụng công thức nội suy

Tra bảng ta được f(0.35;0.55) = 0.81 & f(0.35;0.6)=0.74

Áp dụng công thức nội suy

 n*

hq = 0.782, nhq = 0.78*6 = 4.69

Tra bảng với K𝑠𝑑 = 0,2 𝑣à 𝑛ℎ𝑞 = 4.68 ta được f(0.2;4)=2.64 & f(0.2;5)=2.42

Áp dụng công thức nội suy => K𝑚𝑎𝑥 = 2.49

Tra bảng ta được f(0.45;0.65) = 0.81 & f(0.45;0.7)=0.76

Áp dụng công thức nội suy

3.1.3, Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí

• Xác định phụ tải động lực của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khíChọn Kđt = 0.8 vì có 7 nhóm thiết bị

σ: Mật độ phụ tải (W/m2), tra sổ tayS: Diện tích sử dụng (m2)

Chọn thiết bị chiếu sáng là đèn sợi đốt => cos φ)cs =1 => tan φ)cs=0Tra bảng ta được σ = 13 ÷16 (W/m2), chọn σ = 15 W/m2 và S= 1174.5m2

Pcs = σ S = 15*1174.5 = 17.617kWQcs = Pcs.tan φ)cs= 0 kVAr

• Phụ tải của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí

Pttpx = Pđlpx + Pcspx = 175.15 + 17.617 = 192.77 kW

Qttpx = Qđlpx + Qcspx = 232.64 + 0 = 232.64 kVAr

S ttXN=√P ttXN2

+Q ttXN2 = 302.13 kVAcos φ)px = 0.64

3.1.4, Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng khác trong nhà máy

Chọn thiết bị chiếu sáng là đèn sợi đốt => cos φ)cs =1 => tan φ)cs=0 => Qcs = 0

=> Qtt= Qđl+Qcs= Qđl

Bảng 1.9: Phụ tải các phân xưởng của nhà máy

STT Tên phânxưởng Pđặt

m 2

σ W/m 2 cos

P cs

kW kWPtt

Q tt

kVA r

9 BQL&PTN 320 0.8 2592 20 0.85 256 158.7 51.9 307.9 158.7 346.4

Toàn

nhà máy 1228 1 921 8

3.1.5, Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy

• Phụ tải tác dụng tính toán của toàn nhà máy:

- Pttpx.i: Phụ tải tính toán của từng phân xưởng

P ttnm=K đt ∑

i =1

9

P ttpx i = 0.8*12281= 9825 kWPhụ tải phản kháng tính toán của nhà máy:

Q ttnm=K đt ∑

i =1

9

Q ttpx i= 0.8*9218 = 7374.4 kVArPhụ tải biểu kiến tính toán của toàn nhà máy:

3.1.6, Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và nhà máy

a)Tâm phụ tải điện

Xác định tâm phụ tải theo phương pháp mômen phụ tải:

Si : Phụ tại tính toán của phụ tải thứ i

b)Biểu đồ phụ tải điện

Để xác định biểu đồ phụ tải, phải chọn tỷ lệ xích m, ở đây ta chọn m =

S = mπRR2 → Bánkính R=√π m S lấy m=4 kVA /m m

2

Góc chiếu sáng αcs = P cs

P tt

Kết quả tính toán bán kính R và góc α cs của biểu đồ phụ tải cho

trong bảng Bảng 1.10: Bán kính R và góc chiếu sáng của đồ thị phụ tải các

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY

1, ĐẶT VẤN ĐỀ

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ

tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện được coi

là hợp lý phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau:

- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật – kinh tế

- Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành

- An toàn cho người và thiết bị

trong tương lai

Trình tự tính toán thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các bước:

- Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến ápvà lựa chọn tiết diện các đường dây cho các phương án

- Tính toán kinh tế kỹ thuật để lựa chọn được phương án hợp lý

- Thiết kế chi tiết cho phương án đã vạch ra

2, VẠCH RA CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN

2.1, Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp của nhà máy

Cấp điện áp vận hành của nguồn điện của mạng cao áp của nhà máy chính

là cấp điện áp của lười điện tại nơi liên kết giữa hệ thống cung cấp điện của nhà máy với hệ thống điện

Xác định điện áp tính toán theo công thức kinh nghiệm: U =4.34∗√L+0.016∗P

hệ thống điện( km)

P: Công suất tính toán của phụ tải nhà máy( kW)

 U =4.34∗√8+0.016∗9825 = 55.78(kV)

 Chọn điệnáp nguồn Ung=35 kV

2.2, Các phương án sơ đồ cung cấp điện của mạng cao áp nhà máy 2.2.1,Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy

Từ nguồn ( tức là từ TBATG của hệ thống điện) cấp điện đến nhà máy theo cách dẫn điện bằng một đường dây từ TBATG của hệ thống điện đến tâm phụ tải( trạm trung tâm) của toàn nhà máy để từ đó phân phối đến các phân xưởng

Tâm phụ tải đã xác định ở phần trên

Tâm phụ tải của nhà máy đặt một trạm phân phối trung tâm( TPPTT) không có máy biến áp, chỉ gồm các thiết bị đóng cắt phân phối tới các TBAPX

2.2.2, Chọn phương án trạm biến áp phân xưởng

• Các nguyên tắc chọn phương án trạm biến áp phân xưởng:

- Chọn ít chủng loại công suất máy biến áp, không nên chọn công suất máy biến áp phân phối trên 1000 kVA vì loại máy này không được sản xuất phổ biến

- Các phụ tải công suất lớn (trên 2000 kVA) có thể được cấp điện từ 2 TBAPX trở lên

- Các phụ tải công suất nhỏ gần nhau có thể được cung cấp chung qua 1

công suất lớn và yêu cầu cung cấp điện

cao nhất

- Số MBA trong một TBAPX được chọn theo yêu cung cấp điện của phụ tải(phân xưởng) quan trọng nhất được cấp từ MBAPX đó Phụ tải loại I và

II đặt 2 máy, phụ tải loại III đặt 1 máy

• Dựa vào độ lớn và phân bố phụ tải của nhà máy luyện kim đen

+ TBA B1 cung cấp cho PT của phân xưởng luyện+ TBA B2 cung cấp cho PT của phân xưởng lò Martin+ TBA B3 cung cấp cho PT của phân xưởng cán phôi tấm+ TBA B4 cung cấp cho PT của phân xưởng cán nóng và BQL&PTN

+ TBA B5 cung cấp cho PT của phân xưởng cán nguội và SCCK+ TBA B6 cung cấp cho PT của phân xưởng tôn

+ TBA B8 cung cấp cho PT của trạm bơm

+ TBA B1 cung cấp cho PT của phân xưởng luyện+ TBA B2 cung cấp cho PT của phân xưởng lò Martin+ TBA B3 cung cấp cho PT của phân xưởng cán phôi tấm và BQL&PTN

+ TBA B4 cung cấp cho PT của phân xưởng cán nóng+ TBA B5 cung cấp cho PT của phân xưởng cán nguội và SCCK+ TBA B6 cung cấp cho PT của phân xưởng tôn và trạm bơm

2.2.3, Chọn sơ đồ cấp điện từ trạm trung tâm tới các trạm biến áp phân xưởng

Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên mạng cao áp trong nhà máy nên ta dùng sơ đồ hình tia hoặc liên thông Với phân xưởng loại I ta dùng lộ kép, với phân xưởng thuộc hộ loại III ta dùng đường dây đơn Sơ đồ loại này có nhiều ưu điểm là sơ đồ đấu dây rõ ràng, các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện từ một đường dây riêng nên ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành Các đường cáp cao áp đều được đặt trong các đường xây riêng trong đất dọc theo các tuyến giao thông nội bộ.

Từ đó ta đưa ra 4 phương án thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy:

4 phương án thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy:

Phương án 1:

Phương án 2:

Phương án 3:

Phương án 4:

3, TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN

3.1, Tính toán máy biến áp

Các máy biến áp ở TBAPX đều thuộc loại 35/0.4 kV

a) Phương án 1 và 2

** Chọn máy biến áp

Ví dụ với phân xưởng luyện:

Ptt = 2742 kW; Qtt = 1800 kVAr => Stt = Stba = 3058 kVA

Xét trường hợp sự cố một máy biến áp, máy còn lại có khả năng chạy quá tải trong thời gian 1-2 ngày để sửa chữa, đồng thời cắt bớt các phụ tải không quan trọng Trong trường hợp này công suất máy biến áp được xác định là :

SđmB = 3058

1.4 = 2184 kVA

Các trường hợp khác tương tự ta được bảng sau:

Bảng 3.1: Bảng chọn MBAPX của nhà máy

Kíhiệu

Sđm.

B NB

Thànhtiền(Triệuđồng)

Tổng vốn đầu tư cho MBA: V B =3455.7 triệu đồng

** Xác định tổn thất điện năng của MBA

Tổn thất điện năng máy biến áp

𝜏: Thời gian tổn thất công suất lớn nhất 𝜏 = (0,124 + 10 −4 𝑇 𝑚𝑎𝑥 ) 2 8760,

Với T max = 3750h, ta có 𝜏 = 2190 ℎ

∆𝑃0, ∆𝑃𝑁: Tổn thất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA

SđmB: Công suất định mức của MBA

Smax: Phụ tải lớn nhất của TBA

Ví dụ với trạm B1:

∆𝐴 = 2*3.5*8760 + 12 *22*2190*(30582500)2=97363.9Các trường hợp khác tương tự, ta được bảng sau:

Bảng 3.3: Tổn thất điện năng của MBAPX , Tmax = 3750h

Tính tương tự như phương án trên, ta được bảng sau:

Bảng 3.4: Bảng chọn MBAPX của nhà máy

Kíhiệu

Thànhtiền(Triệuđồng)

Tổng vốn đầu tư cho MBA: V B =2993.6 triệu đồng

Bảng 3.6: Tổn thất điện năng của MBAPX , Tmax = 3750