bài tập dài cung cấp điện

dai hoc bach khoa ha noi

Trang 1

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

1.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY

Phụ tải tính toán Ptt là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất, nghĩa là phụ tải tính toán cũng gây nên phát nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế phát gây ra.

Ptb ≤ Ptt ≤ Pmax

1.2.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:

1 Theo công suất đặt (định mức) và hệ số nhu cầu.

Trong đó:

+ Pđ, Pđm: công suất đặt, công suất định mức của thiết bị (nhóm thiết bị).

+ Knctd: hệ số nhu cầu về phụ tải tác dụng (tra sổ tay kỹ thuật).

2 Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải tính toán khỏi giá trị trung bình.

Ptt = Ptb + β.σ (1.2) Trong đó:

+ Ptb: công suất trung bình của thiết bị hay nhóm thiết bị.

+ β: mức tán xạ của độ lệch xác định theo hàm phân bố chuẩn.

+ σ: độ lệch khỏi giá trị trung bình.

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

Trong đó:

+ Khd: hệ số hình dáng.

4 Theo công suất trung bình và hệ số cực đại.

Trong đó:

+ Pđm: công suất định mức của phụ tải.

+ kmax: hệ số cực đại tra trong sổ tay kỹ thuật.

5 Theo suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm.

Trong đó:

+ M: số đơn vị sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm.

Trang 2

+ W0: suất tiêu hao điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm + Tmax: thời gian sử dụng công suất lớn nhất.

Trang 3

BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN

3

Nhóm 1

Trang 4

6 Theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.

Với nhà máy liên hợp dệt ta đang thiết kế, phân xưởng sửa chữa cơ khí đã biết vị trí, công suất đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị nên ta xác định Ptt theo công suất trung bình

và hệ số cực đại Các phân xưởng còn lại chỉ biết diện tích mặt bằng và công suất đặt nên

ta tính Ptt theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Phụ tải chiếu sáng xác định theo phương pháp sử dụng suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích.

1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

1.2.2.1 Chia nhóm phụ tải:

Ta nhận thấy trong nhóm thiết bị có máy biến áp hàn (57) là thiết bị dùng điện 1 pha làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại Trước khi tính toán ta phải qui đổi thiết bị này về 3 pha làm việc ở chế độ dài hạn theo công thức:

1.2.2.2 Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị

Như đã nói ở trên ta sẽ dùng phương pháp xác định Ptt theo công suất trung bình và hệ số cực đại.

Đầu tiên cần xác định công suất tính toán của từng động cơ và của từng nhóm động cơ trong phân xưởng.

+ Với 1 động cơ:

Ptt = Pđm

(1.8) + Với nhóm động cơ n ≤ 3:

Trang 5

Ptt =

(1.9) + Với nhóm động cơ n ≥ 4:

Trong đó:

+ ksd: hệ số sử dụng của nhóm thiết bị (tra sổ tay kỹ thuật).

+ kmax: hệ số cực đại, tra bảng theo ksd và nhq.

+ nhq: số thiết bị dùng điện hiệu quả.

Số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq là số thiết bị điện có cùng công suất và cùng chế độ làm việc tương đương với nhóm thiết bị thực (gồm n thiết bị điện có chế độ làm việc và công suất định mức khác nhau) về mặt phát nóng và mức độ phá hủy cách điện đối với dây dẫn.

Trang 6

+ P1: tổng công suất của n1 thiết bị trên

Khi xác định giá trị nhq có thể loại trừ một số thiết bị trong nhóm nếu tổng công suất định mức của chúng nhỏ hơn 5% công suất tổng của toàn nhóm (các thiết bị đã loại ra không tính vào giá trị của n).

Ở đây ksd = 0,16 < 0,2 nên ta xác định nhq theo công thức (1.13) Bảng tra kmax chỉ bắt đầu từ nhq = 4, khi nhq < 4 phụ tải tính toán được xác định theo công thức:

Với kti : hệ số tải Nếu không biết có thể lấy gần đúng:

kt = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ lâu dài.

kt = 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.

1.Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 1

Nhóm 1

Trang 7

16 Máy doa ngang 1 5 5

Trang 8

Cộng nhóm 2 14 99 I

Công suất đặt của máy 5 bằng:

2 < 99.0,05 = 4,95 kW nên khi tính toán nhq ta loại máy 5.

Vậy với nhóm 2, ta có n = 13 và n1 = 7

P1 = 14.2+9*2+8*3 = 70 kW

P = 99– 2= 97 kW

n* = = 137 = 0,538; p* = = 7097= 0,72 Với n* = 0,538 và p* = 0,72 tra [PL I.4 – TL1] tìm được nhq* = 0,85

Trang 9

Công suất đặt của 3 máy 52,59 va 60 bằng:

5 < 111.0,05 = 5,55 kW nên khi tính toán nhq ta loại 3 máy này.

Trang 10

Công suất đặt của máy 15 và 28 bằng:

2< 55.0,05 = 2,75 kW nên khi tính toán nhq ta loại 2 máy này.

Với nhóm 4, ta có n = 4 và n1 = 3

P1 = 30+30+25 = 85kW

Trang 11

Với kti : hệ số tải Nếu không biết có thể lấy gần đúng:

kt = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ lâu dài.

kt = 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.

Đối với phân xưởng nhiệt luyện thì các thiết bị đều kt = 0,9

1.2.2.3 Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:

Trang 12

Suất phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí:

P0 = 15W/m2, tra [PL I.2 – TL1]

Thay số ta được:

Pcs = 15.1296 = 19,44 kW

Chiếu sáng dùng bóng đèn sợi đốt với Qcs = 0 (cosφ = 1).

1.2.2.4 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng SCCK

Công suất tính toán động lực:

Pđl = kđt.

(1.18)

Qđl = kđt.

(1.19) Trong đó:

Qtt = Qđl + Qcs = Qđl = 232,77 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:

1.2.3 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng còn lại

Vì các phân xưởng khác chỉ biết công suất đặt nên ta xác định phụ tải tính toán bằng phương pháp dựa vào công suất đặt và hệ số nhu cầu.

Ptt = knctd.Pđ = knctd.Pđm

Trong đó:

+ Pđ, Pđm: công suất đặt, công suất định mức của thiết bị (nhóm thiết bị).

+ Knctd: hệ số nhu cầu về phụ tải tác dụng (tra sổ tay kỹ thuật).

1.2.3.1 Phân xưởng luyện gang

Công suất đặt: 4000 kW

Diện tích: F = 5305,5 m2

Tra [PL I.7 – TL1]: P0 = 15 W/m2

Tra [PL I.3 – TL1]: knc = 0,7

Trang 13

cosφ = 0,9 -> tagφ = 0,48 Công suất tính toán động lực:

Pđl = knc.Pđ = 0,7.4000 = 2800 kW Công suất tính toán chiếu sáng:

Pcs = P0.F = 15.10-3 5305,5= 79,58 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

Ptt = Pđl + Pcs = 2800 + 79,58 = 2879,58 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

Qtt = Qđl = Pđl.tgφ = 2800.0,48 = 1344 kVAr Công suất tính toán toàn phân xưởng:

Pđl = knc.Pđ = 0,7.3500= 2450 kW Công suất tính toán chiếu sáng:

Pcs = P0.F = 15.10-3.3780 = 56,7 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

Qtt = Qđl = Pđl.tgφ = 2450.0,48 = 1176 kVAr Công suất tính toán toàn phân xưởng

Trang 14

Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

Pcs = P0.F = 15.10-3.2126,25 = 31,9 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

Trang 15

Pcs = P0.F = 15.10-3.5001,75 = 75 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

Ptt = Pđl + Pcs = 1500+75 = 1575 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

Pcs = P0.F = 15.10-3.1640,25 = 24,6 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

Ptt = Pđl + Pcs = 650+24,6 = 674,6 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

Qtt = Qđl = Pđl.tgφ = 650.0,75 = 487,5 kVAr Công suất tính toán toàn phân xưởng

1.2.3.8 Ban quản lý và phòng thí nghiệm

Công suất đặt: 320 kW

Trang 16

Tra [PL I.7 – TL1]: P0 = 15 W/m2

Tra [PL I.3 – TL1]: knc = 0,8

cosφ = 0,8 -> tagφ = 0,75 Công suất tính toán động lực:

Pđl = knc.Pđ = 0,8.320 = 256 kW

Qđl = Pđl.tgφ = 256.0,75 = 192 kVAr Công suất tính toán chiếu sáng:

Pcs = P0.F = 15.10-3.2754 = 41,3 kW Thực hiện chiếu sáng bằng bóng đèn huỳnh quang

cosφcs = 0,8 -> tagφcs = 0,75 Công suất phản kháng cho chiếu sáng:

Qcs = Pcs.tgφ = 41,3.0,75 = 30,98 kVAr Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

Ptt = Pđl + Pcs = 256 + 41,3=297,3 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

Qtt = Qđl + Qcs = 192 + 30,98 = 222,98 kVAr Công suất tính toán toàn phân xưởng

Phụ tải tính toán của các phân xưởng

TT Tên phân xưởng Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA)

1.2.4 Xác định phụ tải tính tóan của toàn nhà máy

Phụ tải tính toán tác dụng của nhà máy:

Ptt = kđt = 0,85.12932,3 = 10992,45 kW

Trang 17

Phụ tải tính toán phản kháng của nhà máy:

Qtt = kđt = 0,85.9766,85 = 8301,82 kVAr Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy:

+ St: phụ tải tính toán ở năm thứ t

+ S0: phụ tải tính toán ở năm đầu tiên

+ t: thời gian dự báo

+ p: tốc độ tăng trưởng phụ tải tương đối hàng năm

+ α: hệ số phát triển hàng năm của phụ tải hay suất tăng phụ tải trung bình hàng năm (được dự báo), lấy α = 0,0375.

Xét trong khoảng 10 năm, áp dụng công thức (1.21):

Stt(10) = 13775,13.(1 + 0,0375.10) = 18940,8 kVA Tương tự:

Ptt(10) = 12932,3.(1 + 0,0375.10) = 17781,9 kW

Qtt(10) = 9766,85.(1 + 0,0375.10) = 13429,4 kVAr

1.3 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ VẼ BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI

Việc phân bố 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 được chi phí hàng năm nhỏ Để xác định được 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 xưởng theo một tỉ lệ lựa chọn.

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

Trang 18

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

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

Hình 1.2 – Biểu đồ phụ tải điện

1.3.1 Xác định bán kính vòng tròn phụ tải

(1.22) Trong đó:

+ Ri: bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i

+ Stti: phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i

+ m: tỷ lệ xích, ở đây ta chọn tỷ lệ xích 2,5 kVA/mm2

Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải:

αcs =

Kết quả tính R và αcs cho các phân xưởng

TT Tên phân xưởng Pcs (kW) Stt (kVA) R (mm) αcs (độ)

Trang 19

Đồ thị phụ tải cung cấp điện

1.3.2 Xác định tâm phụ tải của nhà máy

Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy, ta dựng một hệ tọa độ x0y Sau đó ta tìm tọa độ điểm M (x,y) là vị trí tối ưu đặt trạm biến áp trung gian (TBATG) hoặc trạm phân phối trung tâm (TPPTT) sao cho tổn thất công suất, tổn thất điện năng và tổn thất điện áp trong lưới điện nhà máy là nhỏ nhất

Tọa độ điểm M (tâm phụ tải điện) được xác định như sau:

Trang 20

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

Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa dạng Nó phụ thuộc vào giá trị của nhà máy và công suất yêu cầu của nó Khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các yếu tố đặc biệt đặc trưng 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 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 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 những yêu cầu cơ bản sau:

1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật.

2 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.

Trang 21

3 Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành.

4 An toàn cho người và thiết bị.

5 Dễ dàng phát triển đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải.

6 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế.

2.1 VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

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

Trong thực tế, khi tính toán thiết kế hệ thống điện thường sử dụng các công thức kinh nghiệm của các nước.

- Đông Đức cũ (công thức Weikert):

+ U: điện áp truyền tải (kV)

+ L: khoảng cách truyền tải (km)

+ P: công suất truyền tải (MW)

Ở đây ta dùng công thức Still để tính toán Với Ptt = 12932,3KW

và L = 15 km thay vào công thức (2.2) ta tính được:

U = 4,34√15+16.12,9323 = 64,65 kV Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp là 35 kV.

2.1.2 Phương án về các trạm biến áp phân xưởng:

Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn trên các nguyên tắc sau:

1 Vị trí đặt các trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu: gần tâm phụ

tải, thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy

biến áp; an toàn và kinh tế

2 Số lượng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA được chọn căn cứ

vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển và lắp

Trang 22

đặt; chế độ làm việc của phụ tải Trong mọi trường hợp, TBA chỉ đặt một MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp điện không cao Các TBA cung cấp điện cho hộ loại một và hộ loại hai chỉ nên đặt hai MBA, hộ loại ba có thể chỉ đặt một MBA

3 Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện:

n: số biến áp có trong TBA

khc : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, nếu chọn loại MBA chế tạo ở Việt Nam thì không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1

kqt : hệ số quá tải sự cố, kqt = 1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày

đêm không vượt quá 6h và trước khi quá tải, MBA vận hành với hệ số

tải ≤ 0,93

Sttsc : công suất tính toán sự cố Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường Giả thiết trong các hộ loại một có 30% là phụ tải loại ba nên

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc

lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng luyện gang và trạm bơm sau khi đã cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng Do không biết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB ≥ Sttsc = 0,7.Stt

SđmB ≥0 , 7 S tt/1 ,4 =1588,9 KVA

Vậy TBA B1 đặt hai MBA có Sđm = 1600 KVA là hợp lý

Trang 23

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng lò Mactin và phân xưởng cán nóng sau khi đã cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng Do không biết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

SđmB ≥0,7Stt/1,4=0,7.2768,78/1,4=1384,4KVA

• Trạm biến áp B3:

Cấp điện cho phân xưởng máy cán phôi tấm và ban quản lý và phòng thí

nghiệm Trạm đặt 2 MBA làm việc song song

n.khc.SđmB ≥ Stt =1729,5+317,63= 2047,13KVA

SđmB ≥ Stt /2 = 1023,56 KVA Chọn MBA tiêu chuẩn 1600 KVA do Việt Nam chế tạo

SđmB ≥0,7Stt/1,4=0,7.2399,75/1,4=1199,875 KVA

Trang 24

Cấp điện cho phân xưởng máy cán nguội và phân xưởng sửa chữa cơ khí.

Trạm đặt 2 MBA làm việc song song

n.khc.SđmB ≥ Stt =2593,6+303,73=2897,33KVA

SđmB ≥0,7Stt/1,4=0,7.832,3/1,4=416,15 KVA

2 Phương án II: Đặt 6 trạm biến áp phân xưởng, trong đó gồm:

Trang 25

Cấp điện cho phụ tải 0,4KV của phân xưởng luyện gang Trạm đặt 2

MBA làm việc song song

SđmB ≥ Stt /2 = 1588,9 (KVA)

Chọn MBA tiêu chuẩn Sđm=1600 KVA do Việt Nam chế tạo

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc

lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng luyện gang và trạm bơm

sau khi đã cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng Do

không biết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

SđmB ≥0,7Stt/1,4=0,7.2768,78/1,4=1384,4KVA

Cấp điện cho phân xưởng máy cán phôi tấm và ban quản lý và phòng thí

nghiệm Trạm đặt 2 MBA làm việc song song

n.khc.SđmB ≥ Stt =1729,5+317,63= 2047,13KVA

Trang 26

SđmB ≥0,7Stt/1,4=0,7.2399,75/1,4=1199,875 KVA

Cấp điện cho phân xưởng máy cán nguội và phân xưởng sửa chữa cơ khí.

Trạm đặt 2 MBA làm việc song song

n.khc.SđmB ≥ Stt =2593,6+303,73=2897,33KVA

SđmB ≥0,7Stt/1,4=0,7.3028,1/1,4=1514 KVA

Trang 27

3 Phương án III:

Giống như phương án I nhưng thay TBATG bằng TPPTT

4 Phương án IV:

Giống như phương án II nhưng thay TBATG bằng TPPTT

2.1.4 Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng

1 Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng

a Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu:

Phương án này đưa đường dây trung áp 22 KV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng Nhờ đưa trực tiếp điện áp cao vào các TBA phân xưởng sẽ giảm được vốn đầu tư xây dựng TBA trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm, giảm được tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng Tuy nhiên, nhược điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải rất cao, nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải lớn và tập trung nên ở đây ta không xét đến phương án này

b Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG):

Nguồn 35 KV từ hệ thống về qua TBATG được hạ xuống điện áp 10

KV để cung cấp cho các TBA phân xưởng Nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu

tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy cũng như các TBA phân xưởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp điện cũng được cải thiện Song phải đầu tư để xây dựng TBATG, gia tăng tổn thất trong mạng cao áp Nếu

sử dụng phương án này, vì nhà máy được xếp vào hộ tiêu thụ loại I nên TBATG có thể đặt một máy hay hai MBA, tuỳ thuộc vào các phân tích kinh

tế kỹ thuật và điều kiện kinh tế quyết định Đối với nhà máy luyện kim thì yêu cầu cung cấp điện cao, hơn nữa phụ tải của nhà máy lớn nên ta sử dụng hai MBA với công suất được chọn theo điều kiện:

n.SđmB ≥ Sttnm = 16258,87 KVA

SđmB ≥ Sttnm/2 =8129,435 KVA

Chọn loại MBA tiêu chuẩn Sđm = 10000 KVA

Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố vớigiả thiết các hộ loại II trong nhà máy đều có 30% là phụ tải loại III có thể tạmngừng cung cấp điện khi cần thiết:

(n-1).kqt.SđmB ≥ Sttsc

SđmB ≥ (0,7.Stt)/1,4 = 8129,435 KVA

Vậy tại TBATG sẽ đặt hai MBA dung lượng 10000 KVA

c Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm

Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các TBA phân xưởng thông qua các trạm phân

Trang 28

nhà máy sẽ thuận lợi hơn, tổn thất trong mạng giảm

Độ tin cậy của mạng gia tăng, song vốn đầu tư xây dựng mạng cũng lớn hơn

Trong thực tế, phương án này chỉ được sử dụng khi điện áp nguồn không cao

Lựa chọn phương án đi dây của mạng cao áp:

Nhà máy thuộc hộ loại I, nên dây dẫn từ đường dây trung áp tới nhà máy sử

dụng dây dẫn không lộ kép, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên ở mạng cao áp trong nhà máy ta

sử dụng sơ đồ hình tia, lộ kép Sơ đồ này có ưu điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, các

biến áp phân xưởng đều 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 các biện pháp bảo

vệ, tự động hoá và dễ vận hành Để đảm bảo mỹ quan và an toàn, các đường cáp

cao áp trong nhà máy đều được đặt trong hào cáp xây dọc theo các tuyến giao

thông nội bộ

2.2 Tính toán kinh tế-kỹ thuật lựa chọn phương án hợp lý:

Để so sánh và lựa chọn phương án hợp lý, ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z và chỉ

xét đến những phần khác nhau trong các phương án để giảm khối lượng tính toán

Z = (avh + atc)K + 3(Imax)2R.τ.c → min

Trong đó:

avh: hệ số vận hành, avh = 0,1

atc : hệ số tiêu chuẩn, atc = 0,2

K : vốn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây Imax: dòng

điện lớn nhất chạy qua thiết bị

R : điện trở của thiết bị

τ: thời gian tổn thất công suất lớn nhất

c: giá tiền tổn thất 1 KWh tổn thất điện năng, c = 1000đ/KWh

2.2.1 Phương án 1:

Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG) nhận điện từ hệ thống về

hạ xuống điện áp 10KV sau đó cung cấp điện cho các TBA phân xưởng Các TBA

B1, B2, B3, B4, B5,B6,B7 hạ điện áp từ 10 KV xuống 0,4 KV

1 Chọn MBA phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong MBA:

• Chọn MBA phân xưởng :

Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở phần trên ta có kết quả chọn MBA

cho các TBA phân xưởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh chế tạo:

Tªn

TBA S ®m U c /U h DP0 DP N U n % I 0 % Sè m¸y §¬n gi¸ Thµn h

tiÒn (kVA

Trang 29

0 6B1 1600 10/0,

Tổng vốn đầu t cho TBA :K B =3541,6.10 6 đ

* Xác định tổn thất điện năng DA trong các TBA:

Tính cho Trạm biến áp Trung gian:

Tổn thất điện năng ΔA trong cỏc TBA được tớnh theo cụng thức:

n : số MBA ghộp song song

t : thời gian MBA vận hành, với MBA vận hành suốt năm t = 8760h

τ : thời gian tổn thất cụng suất lớn nhất, cú được bằng cỏch tra theo

đường cong quan hệ τ = f(Tmax , Cosϕ) hoặc tớnh gần đỳng:

τ = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 với Tmax = 4000h tỡm đượcτ = 2405 h

ΔP0, ΔPN : tổn thất khụng tải và tổn thất cụng suất ngắn mạch của MBA

Stt: cụng suất tớnh toỏn của TBA

SđmB: cụng suất định mức của MBA

Tớnh cho TBA trung gian:

Trang 30

2 Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng:

• Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về các TBA phân xưởng:

Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt Đối với nhà máy luyện kimđen làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4000 h, sử dụng cáp lõi

thép, tra bảng 5 (trang 294 htccd) ta tìm được jkt = 3.1A/mm2

Tiết diện kinh tế của cáp:

Fkt =

Imax

j kt mm2Các cáp từ TBATG về các TBA phân xưởng đều là cáp lộ kép nên:

Imax =

S ttpx

2.√3.U dm

Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất

Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:

khc Icp  Isc

Trong đó:

Isc : dòng điện khi xảy ra sự cố đứt một cáp, Isc = 2 Imax khc = k1.k2

k1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k1 = 1

k2 : hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, các rãnh đều đặt hai cáp,

Trang 31

khoảng cách giữa các sợi cáp là 300mm

Theo PL IV.22 (TL1) ta tìm được k2 = 0,93

Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua

không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔUcp

0,93.Icp = 0,93 129= 119,97 < Isc = 2.Imax = 183,4 ACáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên phải tăng tiết diện cáp Chọn cáp có

tiết diện F = 95 mm2 có Icp = 232 A

0,93.Icp = 0,93 232= 215,76 A > Isc = 2.Imax = 183,4 A

Thoả mãn điều kiện phát nóng Vậy chọn cáp đồng 3 lõi 6KV cách điện XPLE của

ALCATEL có tiết diện 95 mm2

0,93.Icp = 0,93 129= 119,97 < Isc = 2.Imax = 159,2ACáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên phải tăng tiết diện cáp Chọn

cáp có tiết diện F = 70 mm2 có Icp = 191 A

Trang 32

0,93.Icp = 0,93 108= 100.44< Isc = 2.Imax = 118 ACáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên phải tăng tiết diện cáp Chọn cáp có

0,93.Icp = 0,93 191= 177,63A > Isc = 2.Imax = 118A

0,93.Icp = 0,93 108= 100.44< Isc = 2.Imax = 138,54 ACáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên phải tăng tiết diện cáp Chọn cáp có

0,93.Icp = 0,93 191= 177,63A > Isc = 2.Imax = 138,54A

• Chọn cáp từ TBATG đến TBAB5:

Trang 33

0,93.Icp = 0,93 129= 119,97 < Isc = 2.Imax = 167,28ACáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên phải tăng tiết diện cáp Chọn cáp có

0,93.Icp = 0,93 191= 177,63A > Isc = 2.Imax = 167,28A

0,93.Icp = 0,93 108= 100.44< Isc = 2.Imax = 126,76ACáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên phải tăng tiết diện cáp Chọn cáp có

0,93.Icp = 0,93 191= 177,63A > Isc = 2.Imax = 126,76A

Trang 34

Fkt =

Imax

j kt =

243,1=7,7mm2Tra PLIV.25(TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 25 mm2,cáp nhôm 3 lõi 6KVcách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng ALCATEL(PHÁP) chế tạo có Icp = 108 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:

0,93.Icp = 0,93 108= 100.44> Isc = 2.Imax = 48AThoả mãn điều kiện phát nóng Vậy chọn cáp đồng 3 lõi 6KV cách điện XPLE của

• Chọn cáp hạ áp từ TBA phân xưởng đến các phân xưởng:

Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án, các

đoạn giống nhau bỏ qua không xét tới trong quá trình so sánh kinh tế giữa

các phương án Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép

Đoạn đường cáp ở đây cũng rất ngắn , tổn thất điện áp không đáng kể , nên có thể bỏ qua

không kiểm tra lại theo điều kiện ΔUcp

* Chọn cáp từ TBA B5 đến phân xưởng sửa chữa cơ khí:

Phân xưởng sửa chữa cơ khí được xếp vào hộ tiêu thụ loại 3 nên dùng cáp lộ đơn để cung cấp điện:

Imax =

S ttpx

√3.U dm =303,73√3.0,38 =461,5A  Isc = 461,5 A

Chỉ có 1 cáp đi trong rãnh nên K2 = 1 Điều kiện chọn cáp : Icp ≥ I max

Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện (3x240+95)mm2 với

Trang 35

*Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây:

Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây được tính theo công thức:

n : số đường dây đi song song

• Tổn thất ΔP trên đoạn cáp TBATG-B1:

Các đường dây khác cũng được tính tương tự, kết quả cho trong bảng

Tiêu đề	Bài Tập Dài Cung Cấp Điện
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Cung Cấp Điện
Thể loại	Bài Tập Dài
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	644,15 KB