cung cấp điện cho nhà máy luyện kim

tính toán thiết kế.xây dựng phương án cung cấp tối ưu

Trang 2

Phần IXác định phụ tải tính toán

của từng phân xởng và của toàn nhà

máy

I) Xác định phụ tải của từng phân xởng

Trong đầu bài đã cho Pđ vàdiện tích nên ta sử dụng phơng pháp xác định công suất phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Lúc đó phụ tải của mỗi phân xởng đợc xác định theo công thức

Pđl=Knc.Pđ

Qđl=Ptt.tgϕ

Trong công thức trên

Knc : Hệ số nhu cầu đợc tra trong sổ tay kỹ thuật

Cos ϕ : Hệ số công suất tính toán tra từ sổ tay kỹ thuật sau đó ta có tg

Pđl và Qđl chỉ là phụ tải động lực Còn phụ tải chiếu sáng của các phân xởng đợc xác định theo công suất chiếu sáng trên một đơ vị diện tích theo công thức

Pcs=po.S

po : Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích

S : Diện tích cần đợc chiếu sáng (Chú ý ở đây diện tích phân xởng đợc tính bằng m2)

Qcs=Pcs.tgϕ

Cosϕ = 1 nếu sử dụng đèn sợi đốt (Ta chọn phơng án này)

Cosϕ = 0,6 -> 0,8 nếu là đèn huỳnh quang

Công suât tính toán của phân xởng là

Qttxn

Pttxn Kdt

Pttxn

n i

i

n i

Kđt : Hệ số đồng thời (xét khả năng phụ tải không đồng thời cực đại)

Kđt=0,9->0,95 khi số phân xởng n=2->4

Kđt=0,8->0,85 khi số phân xởng n=5->10

1) Ban quản lý và phòng thiết kế

Công suất đặt : 80(kW)

Trang 3

Knc=0,7-> 0,8 lÊy b»ng 0,8 (v× nhµ m¸y c«ng nghiÖp thêng cã nhu cÇu s¶n suÊt

71 2 2 2

575 ,

1058 2 2 2

Trang 4

438 ,

967 2 2 2

92 ,

1087 2 2 2

Trang 5

5 ,

1513 2 2 2

95 ,

231 2 2 2

Trang 6

75 ,

1059 2 2 2

97 ,

2110 2 2 2

Trang 7

5 ,

1022 2 2 2

48 2 2 2

Ptt

II) Xác định phụ tải tính toán nhà máy

*) Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy

Trang 8

*) Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy

, 6984 8

8 , 7338

Sttnm

Pttnm

ϕ

III)Vẽ biểu đồ và xác định tâm phụ tải

1) Biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp

Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng có tâm trùng với tâm phụt

ải điện Có diện tích ứng với công suất của phụ tải theo một tỉ lệ xích tuỳ chọn

Biểu đồ đợc chia làm hai phần

Phụ tải động lực (quạt đợc gạch chéo)

Phụ tải chiếu sáng (phần quạt để trắng)

Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải cho các phân xởng đợc xác định theo công thức

Si : phụ tải tính toán thứ i

Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ đợc xác định theo công thức

Để xác định biểu đồ phụ tải ta chọn tỉ lệ xích 2,5kVA/mm2

Từ số liệu tính toán phần trớc và công thức ở trên ta có bảng số liệu sau về

Trang 9

Với quy mô nhà máy mà ta đang thiết kế ta cân xác định tâm phụ tải Tâm phụ tải

là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu ∑

=

n i

Li Pi

1

-> min trên

đồ thi phụ tải

Trong đó

Pi và Li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm

Điểm tâm phụ tải chính là nơi đặt các tram biến áp hoặc trạm phân phối trung tâm

Để xác định đợc tâm phụ tải ta sử dụng phơng pháp sau

trên mặt bằng nhà máy ta xác định một hệ trục toạ độ xoy Từ đó xác định đợc tâmcủa các phân xởng là (xi,yi) =>sẽ xác định đợc toạ độ của tâm phụ tải

Trang 10

8 , 4 6

, 57 1270 9

, 2633 9

, 1755 8

, 378 82 , 1885 3

, 1356 5

, 1604 9

, 1755 6

, 83

6 , 57 1 , 1 1270 7 , 9 9 , 2633 2 , 8 9 , 1755 1 , 6 7 , 378 2 , 6 82 , 1885 7 , 3 34 , 1356 5 , 3 5 , 1604 8 , 0 16 , 1755 8 , 0

, 378 82 , 1885 3

, 1356 5

, 1604 16

, 1755 6

, 83

6 , 57 4 , 8 1270 8 , 3 9 , 2633 8 , 4 9 , 1755 7 , 0 7 378 2 , 6 82 , 1885 1 3 , 1356 7 , 5 5 , 1604 2 , 1 16 , 1755 7 , 5

+ +

+

=

= +

+ +

Trang 11

Phần II

Thiết kế mạng cao áp của nhà máy

Với quy mô nh nhà máy ta chỉ cần đặt một trạm phân phối trung tâm nhậnđiện

từ trạm biến áp trung gian về rồi phânpơhối cho các trạm biến áp phân xởng

I) Xác định vị trí đặt tram phân phối trung tâm

Hợp lý và kinh tế nhất là tại tâm của phụ tải

Theo hệ toạ độ đã trọn nh trong phần trớc thì vị trí đặt tram phân phối trung tâm sẽ là

x-Trạm biến áp B2 cấp điện cho phân xởng 2 (Phân xởng cơ khí sô1)

Trạm biến áp B3 cấp điện cho phân xởng số 4(Phân xởng luyện kim màu) và phân xởng số 6(Phân xởng sửa chũa cơ khí)

Trạm biến áp B4 cấp điện cho phân xởng số 5 (Phân xởng luyện kim đen)

Trạm biến áp B5 cấp điện cho phân xởng số 7(Phân xởng rèn) và phân xởng số 10 ( Kho vật liệu)

Trạm biến áp B6 cấp điện cho phân xởng số 8 (Phân xởng nhiệt luyện)

Trạm biến áp B7 cấp điện cho phân xởng số 9(Bộ phận nén khí)

Tất cả các trạm đều cấp điện cho hộ loại 1 nên tất cả các trạm này phải đặt hai trạm biến áp Ta sử dụng các trạm kề có một tờng chung với tờng phân xởng Chọncác máy do Việt Nam sản xuất nên không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ

2) Chọn dung lợng máy biến áp

Ta chọn dung lợng máy biến áp theo công thức sau

) 1

, 1

1 , 1688 )

Trang 12

) ( 1254 4

, 1

16 , 1755 )

, 1

7 , 1734 )

, 1

82 , 1885 )

, 1

5 , 1813 )

, 1

9 , 2633 )

, 1

1270 )

Kết quả chọn máy biến áp đợc tổng kết trong bảng sau

Thứ tự Tên phân xởng Stt(kVA) Số máy Sđmbiến áp Tên trạm1)

3) Ban quản lý và phòng thiếtkế

Phân xởng cơ khí số 2

4)

6) Phân xởng sửa chũa cơ khíPhân xởg luyện kim màu 1734,7 2 1400 B3

Trang 13

điện từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tân của nhà máy Các trạmphân phối đến các trạm biến áp phân xởng đều là đờng dây tải cho hộ loại một nên tất cả ta đi bằng lộ kép Để đảm bảo mỹ quan và an toàn ta dùng cáp ngầm

Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp và trạm phân phối trung tâm ta có các phơng

án đi dây nh sau

Phơng án số 1 : Các tram đợc cấp điện trực tiếp từ trạm phân phối trung tâm

Phơng án số 2 : Các tram ở xa trạm phân phối trung tâm đợc nối liên thông với các tram ở gần

Đờng đi từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm của nhà máy dài 3,3(km) ta sử dụng đờng dây trên không dây nhôm lõi thép

Tra sổ tay kỹ thuật ta có Tmax = 4000-> 4500(h)

Với giá trị Tmax nh trên ta có mật độ dòng kinh tế Jkt = 1,1A/mm2

) ( 9 , 265 1

, 1

5 , 292

) ( 5 , 292 10

3 2

13 , 10131

Ittnm

Fkt

A Udm

Không cần kiểm tra tổn thất điện áp do đờng dây ngắn

Sau khi chọn đợc đờng đi dây từ trạm biến áp trung gian về tram phân phối ta tiến hành tính toán chi tiết cho từng phơng án

Dự kiến chọn dây cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do

FURUKAWA chế tạo với Jkt = 3,1 (A/mm2)

Trang 14

a) Sơ đồ phơng án

B5 B4

37,5m B1

,

3

49

) ( 49 10 3 2

1 , 1688

3

.

2

2 1

1

mm Jkt

Itt

F

A Udm

Chọn dây có tiết diện F=25(mm2)

Kiểm tra dòng điện cho phép

Icp = 140(A)

Isc = 2.Itt = 2.49 = 98(A)

Để dáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật

Isc < khc.Icp

khc = k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép đi ngầm)

=> Isc = 98 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)

Vậy dây đã chọn đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật

Còn ∆Ucp không cần kiểm tra do dây tơng đối ngắn

Dây cho đờng đi từ PPTT đến B1 là 2xXLPE(3x25)

*) Trạm B2

) ( 3 , 16 1 , 3

7 , 50

) ( 7 , 50 10 3 2

16 , 1755

3

.

2

2 2

2

mm Jkt

Itt

F

A Udm

Icp = 140(A)

Isc = 2.Itt = 2.50,7 = 101,4(A)

Trang 15

=> Isc = 101,4 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)

*) Trạm B3

) ( 2 , 16 1 , 3

1 , 50

) ( 1 , 50 10 3 2

7 , 1734

3

.

2

2 3

3

mm Jkt

Itt

F

A Udm

Icp = 140(A)

Isc = 2.Itt = 2.50,1 = 100,2(A)

Isc < khc.Icp

=> Isc = 100,2 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)

*) Trạm B4

) ( 6 , 17 1 , 3

1 , 50

) ( 4 , 54 10 3 2

82 , 1885

3

.

2

2 4

4

3

mm Jkt

Itt

F

A Udm

Icp = 140(A)

Isc = 2.Itt = 2.54,4 = 108,8(A)

Isc < khc.Icp

=> Isc = 108,8 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)

*) Trạm B5

1 , 50

) ( 4 , 52 10 3 2

5 , 1813

Sb

Trang 16

Icp = 140(A)

Isc = 2.Itt = 2.52,4 = 104,8(A)

Isc < khc.Icp

=> Isc = 104,4 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)

*) Trạm B6

) ( 5 , 24 1 ,

3

76

) ( 76 10 3 2

9 , 2633

3

.

2

2 6

6

mm Jkt

Itt

F

A Udm

Icp = 170(A)

Isc = 2.Itt = 2.76 = 152(A)

Isc < khc.Icp

=> Isc = 152 < 0,93.Icp = 0,93.170 =158,1 (A)

*) Trạm B7

) ( 8 , 11 1 , 3

7 , 36

) ( 7 , 36 10 3 2

1270

3

.

2

2 1

7

mm Jkt

Itt

F

A Udm

Icp = 110(A)

Isc = 2.Itt = 2.36,7 = 73,4(A)

Isc < khc.Icp

=> Isc = 73,4 < 0,93.Icp = 0,93.110 =102,3 (A)

Trang 17

Kết quả chọn cấp cho phơng án số 1

c) Tính toán kinh tế -kỹ thuật

*) Xác định tổn thất công suất tác dụng ∆P

) ( 10

2

kW n

R U

93 , 0 10

1 , 1688 10

.

2 3

2

kW n

93 , 0 10

16 , 1755 10

.

2 3

2

kW n

93 , 0 10

7 , 1734 10

.

2 3

2

kW n

93 , 0 10

82 , 1885 10

.

2 3

2

kW n

93 , 0 10

5 , 1813 10

.

2 3

2

kW n

R U

Trang 18

) ( 33 , 2 10 10 100 2

67 , 0 10

9 , 2633 10

.

2 3

2

kW n

R U

47 , 1 10

1270 10

.

2 3

2

kW n

R U

Hàm chi phí tính toán

Z = (avh+atc).K+∆A.C

Trong đó

avh : Hệ số vận hành

atc : Hệ số tiêu chuẩn atc=0,2

K : Vốn đầu t cho trạm biến áp và đờng dây(trong bài tập này ta chỉ phải tính toán với vốn đầu t đờng dây)

1

Koi : Giá tiền 1m cáp tiết diện

Li : chiều dài tuyến cáp có tiết diện i

∆A : Tổn thất điện năng trong mạng cao ãpí nghiệp

1

max

τ : thời gian tổn thất công suất lớn nhất

τ =(0,124+Tmax.10-4)2.8760

Trang 19

Tính toán chi tiết cho phơng án

K = 3750000+2812500+1875000+5625000+7500000+10500000+6576000 = 38638500(đ)

b) Lựa chọn trạm biến áp và dây dẫn

*) Cáp cho đờng dây từ PPTT đến điểm rẽ nhánh O của đờng dây đi tới B1 và B2

) ( 1 , 32 1 , 3

4 , 99

4 , 99 10

3 2

16 , 1755 1

, 1688

mm Jkt

=

+

=

Chọn dây cáp XLPE có tiết diện F = 50(mm2)

Kiểm tra các điều kiện dòng sự cố và tổn thất điện áp

Icp = 200(A)

Isc = 2.Itt = 2.99,4 = 198,8(A)

Nếu Isc < khc Icp thì dây đã chọn có thể đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng

khc = k1.k2 = 1.0,93 = 0,93

Ta thấy Isc = 198,8 > 0,93.200 = 186 (A)

Vây cần tăng thêm một cấp

Chọn dây có tiết diện F = 70(mm2)

Kiểm tra dòng điện cho phép thấy

Trang 20

Vậy cáp cho đờng dây này là 2xXLPE(3x70)

*) Cáp cho đờng dây từ điểm tách O đến trạm B1 là

) ( 16 1

,

3

49

) ( 49 10 3 2

1 , 1688

3

.

2

2 1

1

mm Jkt

Itt

F

A Udm

Icp = 140(A)

Isc = 2.Itt = 2.49 = 98(A)

Isc < khc.Icp

=> Isc = 98 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)

*) Cáp cho đờng dây từ O đến trạm B2 là

) ( 3 , 16 1 , 3

7 , 50

) ( 7 , 50 10 3 2

16 , 1755

3

.

2

2 2

2

mm Jkt

Itt

F

A Udm

Icp = 140(A)

Isc = 2.Itt = 2.50,7 = 101,4(A)

Isc < khc.Icp

=> Isc = 101,4 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)

*) Cáp từ tram PPTT-B3

) ( 2 , 16 1 , 3

1 , 50

) ( 1 , 50 10 3 2

7 , 1734

3

.

2

2 3

3

mm Jkt

Itt

F

A Udm

Icp = 140(A)

Isc = 2.Itt = 2.50,1 = 100,2(A)

Trang 21

=> Isc = 100,2 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)

*) Cáp cho đờng dây từ trạm PPTT-B4

) ( 45 , 34 1

, 3

79 , 106

) ( 79 , 106 10

3 2

5 1813 82

, 1885

mm Jkt

Itt

F

A Udm

= +

=

Icp = 200(A)

Isc = 2.Itt = 2.106,79 = 213,58(A)

khc = k1.k2 = 1.0,93 = 0,93

Ta thấy Isc = 213,58 > 0,93.200 = 186 (A)

Isc =213,58< 0,93.245 = 227,85(A)

*) Cáp cho đờng dây từ B4-B5

) ( 9 , 16 1 , 3

1 , 50

) ( 4 , 52 10 3 2

5 , 1813

3

.

2

2 5

5

mm Jkt

Itt

F

A Udm

Icp = 140(A)

Isc = 2.Itt = 2.52,4 = 104,8(A)

Isc < khc.Icp

=> Isc = 104,4 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)

*) Cáp cho đờng dây từ PPTT-B6

Trang 22

) ( 4 , 36 1 , 3

7 , 112

) ( 7 , 112 10

3 2

1270 9

, 2633

mm Jkt

Itt

F

A Udm

=

+

=

Icp = 200(A)

Isc = 2.Itt = 2.112,7 = 225,4(A)

khc = k1.k2 = 1.0,93 = 0,93

Ta thấy Isc = 225,4 > 0,93.200 = 186 (A)

Isc = 225,7 < 0,93.245 = 227,85(A)

*) Cáp cho đờng dây từ trạm B6-B7

) ( 8 , 11 1 , 3

7 , 36

) ( 7 , 36 10 3 2

1270

3

.

2

2 1

7

mm Jkt

Itt

F

A Udm

Icp = 110(A)

Isc = 2.Itt = 2.36,7 = 73,4(A)

Isc < khc.Icp

=> Isc = 73,4 < 0,93.Icp = 0,93.110 =102,3 (A)

Trang 23

B4-B5 25 75 75000 562,5

c) Tính toán kỹ thuật và kinh tế

*) Xác định tổn thất công suất tác dụng ∆P

) ( 10

2

kW n

R U

342 , 0 10

26 , 3443 10

.

2 3

2

kW n

93 , 0 10

1 , 1688 10

.

2 3

2

kW n

93 , 0 10

16 , 1755 10

.

2 3

2

kW n

93 , 0 10

82 , 1885 10

.

2 3

2

kW n

342 , 0 10

32 , 3699 10

.

2 3

2

kW n

R U

93 , 0 10

5 , 1813 10

.

2 3

2

kW n

R U

Trang 24

• Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đờng dây cáp từ B6-B7

) ( 44 , 0 10 10 37 2

47 , 1 10

1270 10

.

2 3

2

kW n

*)Trên mỗi phân đoạn thanh góp đặt một máy biến áp đo lờng câp nguồn áp cho các mạch đo lờng, bảo vệ , tín hiệu, điều khiển Ngoài ra còn có cuộn tam giác hở

để báo trạm đất một pha

Tiêu đề	Cung cấp điện cho nhà máy luyện kim
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	29
Dung lượng	505 KB