Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nha máy sản xuất đường huyện gia lâm

Trang 1

DIEN CHO NHA MAY SAN XUAT D

DO AN THIET KE HE THONG CUNG CAP

Trang 2

Dé in mén hoe Uguyén xuin Dim -Lbp tilh3 -K46

MO DAU

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MAY

Nhà máy sản xuất đ-ờng đ-ợc xây dựng trên địa bàn Huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội với quy mô khá lớn bao gồm7 phân x- ởng và nhà làm việc

Bảng 1.1 - Danh sách các phân x- ởng và nhà làm việc trong nhà máy

4 Phan x- ong tinh ché 750 2250

5 Kho thanh pham 150 4000

6 Phân x- ởng sữa chữa cơ khí Theo tính toán 700

8 Chiếu sáng phân x- ởng Xác định theo diện tích

Nhà máy có nhiệm vụ sản xuất đ- ờng để phục vụ cho đời sống của nhân dân

và cung cấp cho các xí nghiệp sản xuất l- ơng thực thục phẩm không chỉ để tiêu

đing trong n- ớc mà còn cho xuất khẩu Do tầm quan trọng của nhà máy nên ta có

thể xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại I, cần đ- ợc đảm bảo cung cấp điện liên tục và

an toàn

Theo thiết kế , nhà máy sẽ đ- ợc cấp điện từ một Trạm biến áp trung gian cách

nhà máy 15 km, bằng đ- ờng dây trên không lộ kép, dung l- ợng ngắn mạch phía hạ

áp của Trạm biến áp trung gian là S¡ =250 MVA

Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại T„„„=

4400 h Trong nhà máy có kho củ cảI đ- òng ,kho thành phẩm và phân x- ởng sữa

chữa cơ khí là hộ loại II, các phân x- ởng còn lại đều thuộc hộ loại I

Các nội dung tính toán, thiết kế bao gồm :

Xác định phụ tải tính toán của các phân x- ởng và nhà máy

Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân x- ởng Sửa chữa cơ khí

Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất của nhà máy

Thiết kế chiếu sáng cho phân x- ởng Sửa chữa cơ khí

Trang 3

D6 iu méu hoe WUguyén xuin Pam - Lip tilh3 -K46

CH ONGI

XAC DINH PHU TAI TINH TOAN

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, t- ơng đ- ơng với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ t- ơng tự nh- phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết

bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán đ-ợc sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ

thống cung cấp điện nh- : máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ

tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung

l-ơng bù công suất phản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố nh- : công suất, số I- ợng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và ph- ơng thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nh- ng rất quan trọng Bởi vì nếu phụ tải tính toán xác định đ- ợc nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến sự cố cháy nổ, rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn thực tế nhiều thì các thiết bị điện đ- ợc chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, do đó gây lãng phí

Do tính chất quan trọng nh- vậy nên từ tr-ớc tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều ph- ơng pháp tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải điện

phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh- đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn ch- a có

ph-ơng pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những ph-ơng pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao đ-ợc độ chính xác, kể đến ảnh h- ởng của nhiều yếu tố thì ph- ơng pháp tính lại phức tạp Sau đây là một số ph- ơng pháp tính toán phụ tải th- ờng dùng nhất trong thiết

kế hệ thống cung cấp điện:

- _ Ph-ơng pháp tính theo hệ số nhu cầu

- Ph-ong pháp tính theo công suất trung bình

-_ Ph-ơng pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

- Ph-ong 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 ph- ơng pháp tính toán phụ tải điện thích hợp

Trang 4

Dé in mou hee WUguyén xuin Dam - Lip tilh3 -K46

&1.1 XAC ĐỊNH PHU TAI TINH TOAN CUA PHAN X_ ONG SUA CHUA CO KHI

Phân x- ởng sửa chữa cơ khí là phân x- ởng số 6 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy Phân x- ởng có diện tích bố trí 1200 m?

Thiết bị có công suất lớn nhất là : Máy biến áp hàn di động :24.6 kw Thiết bị có công suất nhỏ nhất là : máy mài dao cắt gọt : 0.63 kw

2.1 Danh sách các thiết bị phân x- ởng sửa chữa cơ khí:

Bộ phận dụng cụ

xác cao

16 | May cat mép 1 866A 4,5

22_ | Máy mài mũi khoét 1 3659 2,9

24 | May dia 1 - 2,2

26 | May để màitròn 1 - 1,2

Trang 5

Dé an mén hoe Uguytn xuin Dam - Lop til? - K46

Bộ phận sửa chữa

33 | Máy tiện ren 1 1624M 7

1.1.1 Phân nhóm phụ tải của phân x- ởng Sửa chữa cơ khí

Trong một phân x- ởng th- ờng có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán đựoc chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm cần tuân theo các nguyên tắc sau:

-_ Các thiết bi trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đ- ờng

dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm đ- ợc vốn đầu t- và tổn thất trên các đ- ờng dây

hạ áp trong phân x- ởng

- Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc

xác định phụ tải tính toán đ-ợc chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn

ph- ơng thức cung cấp điện cho nhóm

-Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần

dùng trong phân x-ởng và toàn nhà máy.Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực th- ờng <(8 + 12)

Tuy nhiên th- ờng rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do

vậy ng-ời thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn ph- ơng án thoả hiệp một cách tốt nhất có thể

Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân x- ởng có thể chia các thiết

bị trong phân x-ởng Sửa chữa cơ khí thành 4 nhóm Kết quả phân nhóm phụ tải

điện đ- ợc trình bày trong bảng 1.1

Trang 6

Dé tn méu hee Uguyén xuin Dim -Lbp tilh3 -K46

Số | Ký hiệu trên Psu(kW) lou

TT Tén thiét bi L-on | mat bang 1máy | Toàn bộ (A)

5

Nhóm I

4 |Máy tiện ren cấp chinh| 1 4 1.7 1.7 4,3

Xác cao

Máy mài vạn năng 1 17 1.75 1.75 4,43

7_ | Mấy mài sắc mũi phay 1 20 1.0 1.0 2,53

8 | May mal mii khoét 1 22 2.9 2.9 7,34

10 | Máy khoan bàn 2 25 0.65 1.3 2.1,64 Céng nhom I 16 63 179,51 Nhóm II

2_| Máy phay VN 1 8 7.0 7.0 17,73

4 _| May phay đứng 2 10 2.8 5.6 2.7,09 5| Máy mài trong 2 11 4.5 9.0 2.11,4

14 | Máy mài thô 1 28 2.8 2.8 7,09

15 _| Máy bào ngang 2 6 7.0 14.0 2.17,73 Cộng nhóm II 18 68.25 172,85 Nhóm II

1_| Máy tiện ren 3 31 4.5 13.5 3.11,4

3| Máy tiện ren 3 34 10 30.0 3.35,32

4 | May khoan h- ớng tam 1 37 4.5 4.5 11,4 5| Máy bào ngang 1 39 10 10 35,32

Trang 7

Nhom IV

3_ | Máy khoan đứng 2 36 4.5 9.0 2.11,4

5| Máy mal pha 1 40 4.5 4.5 11,4

trong đó tất cả các nhóm đều lấy coso = 0.6 )

Tam = San/ V3 U, Sam = Pạ„/CoSỌ

1.1.2 Xác định phụ tải tính toán của phân xuống sửa chữa cơ khí :

Căn cứ vào vị trí ,công suet của các máy đ- ợc bố trí trên mặt bằng phân x- ng sữa chữa cơ khí ta có thé chia lam 4 nhóm phụ tải

1 Tính toán cho nhóm 1: Dùng ph- ơng pháp thiết bị hiệu quả để tính phụ tal tính toán của nhóm I

2 Số liệu phụ tải của nhóm 1 cho trong bang 1.3

Bảng 1.3 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm I

2_| Máy tiện ren 2 2 7.0 14 2.17,73

4 | May tién ren cấp chính| 1 4 1.7 1.7 43

xác cao

9_| May gitia I 24 22 22 5,57

Trang 8

Sy = — —==~ =40 kVA

cosp 0.6

S 40 I,=—t= = 60,8 A

v3U v3*0.38

Lon = pa max + Kae De — Boa * Lda max)

= ky *J dd max thay Koa *T amas)

= 5*35,32 + 0.85(60,8 - 0.2*35,32) = 222,27 A

Trong đó : I,, - dong dién khoi dong cua thiét bi cé dong dién khoi dong

lớn nhất trong nhóm k¿„ - hệ số khởi động, lấy k,¿= 5

TT | Tên thiết bi L-ợng | mặt bằng 1máy | Toàn bộ (A)

Trang 9

9 _| May khoan đứng 1 15 4.5 4.5 11,4

11 | Thiết bị hoá bền 1 23 0.8 0.8 2,02

12 | May mai tron 1 26 1.2 1.2 3,04

13_| Máy mài dao cắt gọt 1 18 0.65 0.65 1,64

14 | May mai tho 1 28 2.8 2.8 7,09

Trang 10

Dé in mén hoe Uguyén xuin Dim -Lbp tilh3 -K46

L,= Si -— 8 57.734

V3u V3 *0.38

Dan = Ta wax + Kar Lr — Kea * Lata max)

= Kaa * Daa max tan — Kea * Lad max)

Số Ký hiệu trên Pow(kW) Ibu

TT | Tén thiét bi L- ong | mat bang 1máy | Toàn bộ (A)

3_ | Máy tiện ren 3 34 10 30.0 | 3.35,32 4_ | Máy khoan h-ớng tâm 1 37 4.5 4.5 11,4

Tra bang PL1.5 [1] tim n,,.= f(n., P.)

Trang 11

Dan = La max + Kan — Kea * Lda max )

= Kea *Laamax + Karn — Koa * 1 aa maxy

= 5*35,32 + 0.85(65,4 — 0,2*35,32) = 226,18 A

4 Tính toán cho nhóm 4: Số liệu phụ tải của nhóm 4 cho trong bảng 1.6

Bảng 1.6 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm IV

Số | Ký hiệu trên Ppw(kW) Ibu

TT | Tên thiết bị L-ong | mat bang 1 may Toan (A)

bo

Nhom IV

3_| May khoan ding 2 36 45 90 | 2114

Tra bang PL1.5 [1] tim n,,.= f(a:, Ps)

ta d- gc n,,.= 0,63

=_ mụ= n„.*n=0,63*§ =5

Tra bảng PLI.6 [I]tfìm k„¿=f(z„,k„) với nụu =5, K„ =0,2

Trang 12

đạp = Lam + Kar De — Kea * La max)

= Kea * Dga max + Kae Le — Kea * Ltd max)

= 5*35,45 + 0.85(76,53 — 0,2*35,45) = 236,27 A

=76,53A

1.1.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân x- ởng sửa chữa cơ khí

Phụ tải chiếu sáng của phân x-ởng sửa chữa cơ khí đ-ợc xác định theo ph- ơng pháp suất chiếu sáng trên I đơn vị diện tích :

Trang 13

COSØ,„ =

Trang 14

Db in mén hoe Uyguyén xuia Dim - Lb p tila3 -R4AC

Hệ số Số | Hệ

Tên nhóm Số |KH | Công sử thiết | số Phụ tải tính toán

và thiết bị điện l-ợn | trên | suất đặt Lam dung cosp bị | cực

g ¡mặt | P,(KW) (A) Kea “te9 hiệu đại

Máy tiện ren 2 3 10.0 2.35,32 0,2 0.6/1.33

Máy tiện ren cấp chính| 1 4 1.7 4,3 0,2 0.6/1.33

xắc cao

Máy doa toạ độ 1 5 2.0 5.06 0,2 0.6/1.33

Máy mài vạn năng 1 17 1.75 4,43 0,2 0.6/1.33

Máy mài mũi khoan 1 19 1.5 3,8 0,2 0.6/1.33

Mấy mài sắc mũi phay 1 20 1.0 2,53 0,2 0.6/1.33

Máy mài dao chuốt 1 21 0.65 1,64 0,22 | 0.6/1.33

Máy mài mũi khoét 1 22 2.9 7,34 0,2 0.6/1.33

Trang 15

Dé du mén hee Uguyén xuin Dam - Lp tilt? -K46

May mal phang 1 12 2.8 7,09 0,2 0.6/1.33

Máy mài dao cắt gọt 1 18 0.65 1,64 0,2 0.6/1.33

Máy mài thô 1 28 2.8 7,09 0,2 0.6/1.33

May bao ngang 2 6 7.0 2.17,73 0,2 0.6/1.33

14 | 1,67 | 22,8 | 30,

Nhóm III

Máy tiện ren 3 31 4.5 3.11,4 0.2 0.6/1.33

Máy tiện ren 1 32 7.0 17,73 0,2 0.6/1.33

Máy tiện ren 3 34 10 3.3532 | 0,2 0.6/1.33

Máy khoan h- 6ng tam 1 37 4.5 11,4 0,2 0.6/1.33

Trang 16

Dé in min hoe Uguytn xuin Dim - Lop tlta3 -K4AC

Nhóm IV

May tien ren 1L T3 70 1773 | 02 | 06133

May tiện ren 1) 35 14 3545 | 02 | 06/133

Máy khoan đứng 2 36 4.5 2.11,4 0,2 0.6/1.33

Máy bào ngang 1 38 2.8 7,09 0,2 0.6/1.33

May mal pha 1 40 4.5 11,4 0,2 0.6/1.33

Trang 17

Dé in min hoe WUguyén xuin Dam - Lop tda3 - RAC

É1.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHAN X_ ONG CON LAI

Do các phân x- ởng này chỉ biết công suất đặt và diện tích của các phân x-ởng nên phụ tải tính toán đ- ợc xác định theo công suất đặt và hệ số nhu

Tra bang PL1.2[1] ta tim d- ợc suất chiếu sáng pạ = 12 W/m?

* Công suất tính toán động lực :

Trang 18

* Công suất tính toán phản kháng của phân x- ởng :

Qupx = Pape t8e = 385,3 0,62 = 239 kVar

* Công suất tính toán toàn phần của phân x- ong :

Supe =| Pipe + Qine = V385,3° + 2397 = 484,05 kVA

Quy, = Pape #89 = 547,4 0,75 = 410,55 kVar

* Công suất tính toán toàn phần của phân x- ởng :

Sipe = [Pa + O2, =+|547,4) +410,55° =684,25 kVA

Trang 19

Quox = Pape te = 377,25 1,33 = 501,74 kVar

Quox = Pape tg@ = 558/75 0,75 = 419,06 kVar

Trang 20

Qupx = Pape tg@ = 145 0,75 = 108,75 kVar

* Công suất tính toán toàn phần của phân x- ởng :

Sipe = {Pan +3, = V145? + 108,75? = 181,25 kVA

Trang 21

Quox = Prpx tee = 432 0,75 = 324 kVar

Sipe = Pa, + O2,, = 432? +324? = 540 kVA

Py F Py Po Pos Py Q Se

Ten phan x-ng | (KW) | m? | Kye | cosọ | @W/m)| Œ&W) | (kW) | (kW) | (KVar) | (kVA)

Kho cui cal d- ong 350 8755 0,8 | 0,85 12 280 105,3 385.3 239 484.05 Phân x- ởng thái và 700 3825 0.7 0,8 15 490 574 5474 410,55 | 684,25

nau cu cal d- dng

Bộ phận cô đặc 550 3375 0.6 | 0/7 14 330 47,25 | 377,25 | 501,77 | 627,74 Phân x- ởng tinh chế |_ 750 2250 0,7 0,8 15 525 33,75_| 558,75 | 419,06 | 698,44 Kho thành phẩm 150 4000 0,7 0,8 10 105 40 145 108.75 | 181,25

PX sữa chữa cơ khí 1200 0,64 15 79,05 84 87,45 116,3 150,7 Tram bom 600 1200 0,7 0,8 10 420 12 432 324 540

Trang 22

€1.2 XAC DINH PHU TAI TÍNH TOAN CUA TOAN NHA MAY

1 Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy

Pram = Kay, Py: = 0,85.(385,3 + 547,4 + 377,25 + 558,75 +145 + 87,45 + 432)

3 Phụ tải tính toán toàn phần của toàn nhà máy

S =A|P”m + „7 =A|2153,18? +1801,51? =2807,42 kVA

4 Hệ số công suất của toàn nhà máy

Trang 23

Dé in min hoe WUguyén xuin Dim - Lop tilt? -

K4O

€1.2 XAC BINH TAM PHU TAI DIEN VA VE BIEU BO PHU TAI

Tam phu tai 1a vi trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm biến áp

Trong d6: — Xo, Yo, Zp - toa do tam phu tải

X¡,y,.Z¡ - toạ độ phụ tải thứ ¡

Š là công suất phụ tải thứ ¡ Trong thực tế ng- ời ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0

Chọn tỉ lệ xích 3 kVA/mm?, từ đó tìm đ- ợc bán kính của biểu đồ phụ tải :

Bộ phận cô đặc 4125 | 37125 |_ 6114 88 5 816 | 45 Phân x-ởng tỉnh chế | 33/75 | 558/75 | 69844 101 5 861 | 2174 Kho thành phẩm 40 145 181,25 101 12 438 | 99431

PX sữa chữa cơ khí 84 87,45 150,7 74 44 4 | 34.58 Trạm bơm 12 432 540 45 44 7,57 10

Trang 24

Đồ án môn học Nguyên Xuân Đàm LópTĐH3 K46

CH ONGII

THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO CỦA NHÀ MÁY

Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp điện có ảnh h- ởng rất lớn đến vấn đề kinh tế kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện đ- ợc gọi là hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật sau :

Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế

Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành

An toàn cho ng- ời và thiết bị

Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng tr- ởng của phụ tải

Trình tự tính toán và thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các b- ớc sau :

1.Vạch ra các ph- ơng án cung cấp điện

2 Lựa chọn vị trí , số I- ợng , dung I- ợng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại , tiết diện đ- ờng dây cho các ph- ơng án

3 Tính toán thiết kế kỹ thuật để lựa chọn ph- ơng án hợp lý

4 Thiết kế chỉ tiết các ph- ơng án lựa chọn

Tr- ớc khi vạch ra các ph- ơng án cụ thể cho việc cấp điện áp hợp lý cho đ- ờng dây tải điện

từ hệ thống về nhà máy Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải là :

U =434V7+0.016P (kV)

Trong đó :

P - công suất tính toán của nhà may [kW]

1 - khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [km]

Ta có U =4.3415+0.016.2153,18 =30,52 (kV)

Trạm biến áp trung gian có các mức điện áp là 22kV va 6 kV Nh- vậy ta chọn cấp điện

áp cung cấp cho nhà máy là 22 kV

Thitt kéhé thong eung cp dién cho nha mity sin xudt & bug 23

Trang 25

£2.1 CÁCPH ƠNG ÁN CẤP ĐIỆN 2.1.1 Ph- ơng án về các trạm biến áp phân x- ởng

Nguyên tắc lựa chọn các trạm biến áp :

1 Vị trí đặt cá trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu : gần tâm phụ tải, thuận tiện cho

việc lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp, an toàn và kinh tế

2 Số I-ơng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp đ- ợc lựa chọn dựa vào các yêu cầu

cung cấp điện của phụ tải : điều kiện vận chuyển và lắp đặt ; chế độ làm việc của phụ tải

Trong mọi tr- ờng hợp trạm biến áp chỉ đặt một máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành song độ tin cậy cung cấp điện không cao Các trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại I và II nên dùng hai máy biến áp còn hộ loại II thì chỉ cần một máy biến áp

3 Dung l- ợng các máy biến áp đ- ợc lựa chọn theo điều kiện:

NkyS img 2S 4

và kiểm tra điều kiện sự cố một máy biến áp :

(®=Đk,„k„Š¿„„ 3 Š

Trong đó :

n - số máy biến áp có trong trạm

kạ„ - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi tr- ờng ( ta lấy k„„= 1)

k„ - hệ số quá tải sự cố, lấy k„=1.4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm và thời gian quá tải 1 ngày đêm không quá 6h

S„„„ - công suất tính toán sự cố Khi sự cố một MBA ta có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung I- ợng của các MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ đ-ợc vốn đầu t- và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình th- ờng Giả thiết trong

các hộ loại I có 30% là phụ tải loại HI nên §S,,, = 0.7*S,,

Đồng thời cũng nên giảm chủng loại các máy biến áp dùng trong nhà máy để thuận lợi cho việc mua sắm , lắp đặt , vận hành , sửa chữa và thay thế

I.PH ONG AN 1: Dat 4 TBA phan x-ởng

- _ Trạm BI: Cấp điện cho Kho củ cả[ đ- ờng và Phân x- ởng thal va nau cui cal d- ong

- _ Trạm B2: Cấp điện cho Bộ phận cô đặc và phân x- ởng tinh chế

- _ Trạm B3: Cấp điện cho kho thành phẩm và phân x- ởng sữa chữa cơ khí

- Tram B4: Cap dién cho Tram bơm

1 Tram bién dp B1: C&p dién cho kho ct cal d- ong va phan x- ong thal va nau cu cal d- dng

Trạm đ- ợc đặt hai máy biến áp làm việc song song

n* ky * Sing 2 Sy

ta CÓ: Sx = 484,05 + 684,25 = 1168,3kKVA

Trang 26

Đồ án môn học Nguyễn Xuân Đàm LópTĐH3 K46

Ta chọn MBA tiêu chuẩn S„„ = 750 (KVA)

Kiểm tra lại dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp

ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng trong Phân x- ởng thal va nau cui cal đ-òng và toàn bộ điện của kho củ cải đường ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại II)

(n=Dk„Š„„¿ > S„„= 07.5,

= Sip > — =34212 kVA

*

Vậy trạm biến áp B1 dat 2 MBA c6 S,,, = 750 kVA là hợp lý

2 Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho bộ phận cô dặc và phân x- ởng tỉnh chế

ta CÓ: S,, = 627,74 + 698,44 = 1326,18 kVA

1326,18

2

=> Sang 2 = 663,09 kVA

Ta chọn MBA tiêu chuẩn S„„ = 750 kVA

Kiểm tra dung l-ơợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta

có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của bộ phận cô đặc và phân x- ởng tỉnh chế :

(n=1)k„Š„„ > S tse

> 0,7.1326,18

=> Sing 2 = 663,09 kVA

Vay trạm biến áp B2 dat 2 MBA 6 Sm = 750 kVA là hợp lý

3 Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho kho thành phẩm và phân x- ởng sữa chữa cơ khí Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song

ta có: S,= 181,25 + 150,7 = 331,95 kVA

> 331,95 -

dmb =

>% 166 kVA

Ta chọn MBA tiêu chuẩn S„„ = 250 (kVA)

Do cả kho thành phẩm và phân x- ởng sữa chữa cơ khí đều là hộ tiêut hụ loại II nên khi gap sự cố ta có thể tạm ngừng cung cấp điện cho cả 2 khu vực trên

4 Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho Trạm bơm Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song

ta CÓ: S,= 540 kVA

= Sip > = =270 kVA

Ta chon MBA tiéu chuan S,,, = 400(kVA)

Kiểm tra dung l- ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố :

(=T)k„Š ¿my > S„„

Trang 27

Vay tram biến áp B4 đặt 2 MBA cé S,,, = 400 kVA là hợp lý

Il PH ƠNG ÁN2: Đặt 5 TBA phân x-ởng

- Tram B1: Cap dién cho kho cu cal d- ong va phan x- ong thái và nấu củ cảI đường

- _ Trạm B2: Cấp điện cho bộ phận cô đặc

- _ Trạm B3: Cấp điện cho Phân x- ởng tinh chế và kho thành phẩm

- _ Trạm B4: Cấp điện cho Phân x- ởng sử chữa cơ khí

- Tram BS: Cap dién cho Tram bom

1 Tram bién dp B1: Cap dién cho kho ct cal d- ong va phan x- ong thal va nau cu cal d- dng

Trạm đ- ợc đặt hai máy biến áp làm việc song song

n* ke * Sang 2 Su

ta CÓ: Sy = 484,05 + 684,25 = 1168,3kKVA

>=5 > 1168,3

dmB = =584,15 kVA

Ta chon MBA tiéu chudn S,,, = 750 (kVA)

Kiểm tra lại dung l- ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp

ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng trong Phân x-ởng thái và nấu củ cảI

đ-òng và toàn bộ điện của kho củ cảI đường ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại IID)

(n=Dk pS any 2 Sine = O57 Sy

0,7.684,25

tse

> Sims 2 = 342,12 kVA

Vậy trạm biến áp BI dat 2 MBA c6 Sy, = 750 KVA là hợp lý

2 Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho Bộ phận cô đặc Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song, song

ta CÓ: S;= 627,74 kVA

627,74

Kiểm tra dung I- ong may theo điều kiện quá tải sự cố :

(Dk gS an 2 Suse

*

Trang 28

3 Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho Phân x-ởng tỉnh chế và kho thành phẩm Trạm đặt hai

máy biến áp làm việc song song

ta CÓ: Si = 698,44 + 181,25 = 879,69 kVA

= Sie > ane

= 439,85 kVA

Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta

có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phân x- ởng tỉnh chế và toàn bộ điện

Kho thành phẩm ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại II)

(2-DkyS ino 2S, tre

3 5, 2 STORM 349.22 kVA

Vay trạm biến áp B3 đặt 2 MBA có S¿„ = 500 kVA là hợp lý

4 Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho Phân x- ởng sữa chữa cơ khí Trạm đặt một máy biến áp làm việc :

ta CÓ: S, = 150,7 kVA

Ta chon MBA tiéu chuan S,,, = 250 (kVA)

Phân x- ỏng sữa chữa cơ khí là hột iéu thụ loại II nên khi gặp sự cố thì ta có thể tạm ngừng

cung cấp điện

5 Trạm biến áp B5 : : Cấp điện cho Trạm bơm Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song

ta CÓ: S, =540 kVA

= Sign > = =270 kVA

Ta chọn MBA tiêu chuẩn S„„ = 400(kVA)

Kiểm tra dung l- ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố :

Trang 29

Trong d6: — Xo, Yo, Zy - toa do tam phu tai

X;,YjsZ; - toa dO phu tai thiti

Š là công suất phụ tải thứ ¡

Trong thực tế ng- ời ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0

Sau khi tính toán và kiểm tra hiệu chỉnh lại các vị trí đặt trạm ta có bảng vị trí đặt các trạm

biến áp nh- sau:

Bảng 2.1 - Kết quả xác định vị trí đặt các TBA phân x- ởng

én tram dat tram bi

2.1.3 Ph- ơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phản x- ởng

1 ph- ơng pháp dùng sơ đô dẫn sâu

Đ-a đ-ờng dây trung áp 22kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân x- ởng

sẽ giảm đ-ợc vốn đầu t- xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm, giảm đ- ợc tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải Nh- ng nh- ợc điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng theo sơ đồ này rất đắt và yêu cầu trình độ vận hànhcao Nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải lớn và tập trung nên ta không xét đến

ph- ơng án này

2 Ph- ơng pháp sử dụng trạm biến áp trung gian

Nguồn 22kV từ hệ thống về qua trạm biến áp trung gian đ- ợc hạ áp xuống 6kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân x- ởng Nhờ vậy sẽ giảm đ- ợc vốn đầu t- cho mạng điện cao áp

trong nhà máy và trong các trạm biến áp phân x- ởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy

cung cấp điện cũng đ- ợc cải thiện Song phải đầu t- để xây dựng trạm biến áp trung gian, gia

tăng tổn thất trong mạng cao áp Nếu sử dụng ph- ơng án này, vì nhà máy thuộc hộ tiêu thu loại 1 nên tại trạm biến áp trung gian ta đặt hai máy biến áp với dung I- ợng đ- ợc lựa chọn nh-

Trang 30

Kiểm tra dung l- ong của máy khi xẩy ra quá tải sự cố: khi xảy ra sự cố ở một máy biến

áp ta có thể tạm ngừng cung cấp điện cho tất cả các phụ tải loại II trong nhà máy Do đó ta dễ dàng thấy đ- ợc máy biến áp đ- ợc chọn thoả mãn điều kiện khi xảy ra sự cố

Vậy tại tạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 MBA S„„ = 1800kV - 22/6 kV

3 Ph- ơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm

Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân x- ởng thông qua trạm phân

phối trung tâm Nhờ vậy việc quản lý vận hành mạng điện cao áp của nhà máy thuận lợi hơn, vốn đầu t- giảm, độ tin cậy cung cấp điện đ- ợc gia tăng, song vốn đầu t- cho mạng cũng lớn

4 Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm

Ta xác định tâm phụ tải điện của nhà máy theo công thức :

Trong đó: S;- Công suất của phân x- ởng thứ i

X¡, y¡ - toạ độ tâm phụ tải của phân x- ởng thứ i

Xo

Thay số ta có:

Xo=72 ;yạ = 13,38

D6 là vị trí tốt nhất để đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tam

5 Lựa chọn ph- ơng án nối dây cho mạng cao áp của nhà máy

Nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I nên đ-ờng dây từ trạm trung gian Giám về trung tâm

cung cấp của nhà máy sẽ dùng dây trên không lộ kép

Do tính chất quan trọng của các phân x- ởng nên ở mạng cao áp trong nhà máy ta dùng sơ đồ hình tia, lộ kép Ưu điểm của loại sơ đồ này là đ-ờng nối dây rõ ràng, các trạm biến áp phân x-ởng đ-ợc cung cấp điện từ các đ-ờng dây riêng nên ít ảnh h- ởng lẫn nhau, độ tin cậy cao,

dễ dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ, tự động hoá và dễ vận hành Để đảm bảo tính mỹ

quan và an toàn cho toàn nhà máy các đ-ờng dây cao áp đều đ- ợc đặt trong hào cáp xây dọc theo các tuyến giao thông nội bộ Từ những phân tích trên ta có thể đ- a ra 4 ph- ơng án đi dây cho mạng cao áp đ- oc trình bày trên hình 2-I

Trang 31

š2.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PH ONG AN HOP LY

Dé so sánh và lựa chọn ph- ơng án hợp lý ta sử dụng hàm chỉ phí tính toán Z

Z= (ay, +a,)K + 32 nggRtC -> min

Trong đó: a„,- hệ số vận hành, ta lấy a„= 0.1

a, - hệ số tiêu chuẩn, ta lấy a„ = 0.2

K - vốn đầu t- cho trạm biến áp và đ- ờng dây 1;„„ - dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị

R - điện trở của thiết bị + - thời gian tổn thất công suất lớn nhất

C - giá tiền IkWh, ta lay C = 1000 d/kWh

Trang 32

1 Chọn MBA phân x- ổng và xác định tổn thất điện năng AA trong các TBA

Trên cơ sở đã chọn đ- ợc công suất các MBA ở trên ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBA phân x- ởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất

Bảng 2.2 - Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của ph- ơng án 1

Tên | Sim | UdUy| AP, | AP, | Uy | l, | Số | Don | Thành

TBA | (kVA) | (KV) | (kW) | (kW | (%) | (%) | may gia tién

) (10°) (10°) TBAT | 1800 | 22/6.3 | 2,54 | 19,6 | 6,5 | 0,9 2 220,8 441,6

Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp

Tổn thất điện năng AA trong các trạm biến áp đ- ợc tính theo công thức:

Trang 33

Trong đó :

n - số máy biến áp ghép song song ;

AP, , APy - tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA Ñ¿ - công suất tính toán của trạm biến áp

Sámp - công suất định mức của máy biến áp

t - thời gian máy biến áp vận hành, với máy biến áp vận hành suốt một năm t = 8760h + - thời gian tổn thất công suất lớn nhất Tra bảng 4-1[TL2] với

Các trạm biến áp khác cũng đ- ợc tính toán t- ong tu , két qua cho d- ới bảng 2.3

Bảng 2.3 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của ph- ơng an 1

Cáp cao áp đ- ợc chọn theo chỉ tiêu mật độ kinh tế của dòng điện j, Đối với nhà máy chế

tạo máy kéo làm việc 2 ca , thời gian sử dụng công suấtlớn nhất là : T,„„„= 4400 h_, ta dùng

cáp lõi đồng , tra bang 5[Trang 294-TL1] ta tim đ- ợc j,, = 3.1 A/mm?

Tiết diện kinh tế của cáp : F„ = J2

Jia

Cáp từ các TBATG về các trạm biến áp phân x- ởng đều là cáp lộ kép nên:

Trang 34

Dựa vào trị số F„ đã tính, tra bảng để lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất

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

k¿ là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ , ta lấy k; = l1;

k¿ là hệ số hiệu chỉnh số dây cáp cùng đặt trong một hào cáp, trong mạng hạ áp,

các hào đều đ- ợc đặt hai cáp và khoảng cách giữa các day 14 300 mm Theo PL

Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất

F = 25mm’, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA

(Nhật ) chế tạo có I,„ =140 A

Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng :

0,93.1,„= 0,93.140 = 130,2 > 2.1„„ = 2.56,23 = 112,46 A

Cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng

Vay ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 25mm”-> 2XPLE (3*25)

+ Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B2:

Tra bang PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất

F = 25mm’, cap déng 3 lõi 6 kV cach dién XPLE, dai thép, vo PVC do hang FURUKAWA

Trang 35

Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, co tiét dién F= 25mm?-> 2XPLE (3*25)

+ Chon cáp từ trạm biến áp trung gian đến B3: Vì kho thành phẩm và phân x- ởng sữa chữa cơ khí là hộ loại III nên ta dùng cáp đơn để cung cấp điện

k,=1, Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất

F= 10 mm), cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, dai thép, vo PVC do hang FURUKAWA (Nhật ) ché tao c6 I, =87 A

I.) = 87 A > 2.Dinax = 63,88 A

=31,94 A

Fy = =10,3 mm?

Vay ta chon cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 10 mm?-> XPLE (3*10)

+ Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B4:

Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất

F= 10 mnỶ, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có I,„ = 87A

0,93.1,, = 0,93.87 = 80,91 A > 2.I„„ = 51,96 A

Vay ta chon cép XPLE cia FURUKAWA, cé tiét dién F= 10mm?-> 2XPLE (3*10)

Trang 36

Vì ta đang so sánh kinh tế giữa các ph- ơng án nên chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác

nhau giữa các ph- ơng án Với ph- ơng án 1, ta chi tính đến đoạn cáp từ B3 đến Phân x- ởng sữa chữa cơ khí

Cáp hạ áp đ- ợc chọn theo điều kiện phát nóng cho phép , độ dài cáp không đáng kể nên

coi tổn thất trên cáp bằng 0, ta không cần xét đến điều kiện tổn thất điện áp cho phép

+ Chọn cáp từ trạm biến áp B3 đến phân x ỏng Sửa chữa sơ khí

Vì phân x- ởng Sửa chữa sơ khí thuộc hộ tiêu thụ điện loại 3 nên ta dùng cáp đơn để cung cấp điện

LÔ cm 150/7

"Y VJ3Ư„ VJ3*0438

Chỉ có một cáp đi trong hào nên k„ = 1 Điều kiện chọn cáp là : 7„ > I,„

Chọn cáp đồng hạ áp 1 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện F=70 mm? với

Trang 37

Kết quả tính toán tổn thất đ- ợc cho trong bảng sau:

Bảng 2.5 - Tổn thất công suất tác dụng trên các đ- ờng dây của ph- ơng án 1

d Xác định tổn thất điện năng trên các đ- ờng dây :

Tổn thất điện năng trên các đ- ờng dây đ- ợc tính theo công thức :

AA, =3)AP,r [kWh]

AA, =11,237.3300 = 37082,1 [kWh]

3 Chỉ phí tính toán của ph- ơng án I

Khi tính toán vốn đầu t- xây dựng mạng điện, ở đây chỉ tính đến giá thành các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các ph- ơng án

(K=K; +K›) , những phần giống nhau khác đã đ- ợc bỏ qua không xét tới

Chỉ phí tính toán Z1 của ph- ơng án 1 là :

Vốn đầu t- :

K, = Ky + Ky =1010684 10° + 54300 10°= 1064.984 (x14)

Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đ- ờng dây:

AAi= AAs + AAp = 274229,5+ 37082,1 = 311311,6 kWh

Chỉ phí tính toán là :

Z1 = (Ay +a,).K,tAA.C

= (0.1+0.2)* 1064,984*10°+311311,6 *10°

= 630,807 10° (4)

Trang 38

1 Chọn MBA phán x- ổng và xác định tổn thất điện năng AA trong các TBA

Trên cơ sở đã chọn đ- ợc công suất các MBA ở trên ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBA phân x- ởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất

Bảng 2.6 - Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của ph- ơng án 2

Tên Sim | UeUn| AP, | AP, | Uy | l | Số | Đơn | Thành

TBA | (kVA)| (KV) | (kW) | (KW) | (%) | (%) | may| giá tiên

Trang 39

Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp

Tổn thất điện năng AA trong các trạm biến áp đ- ợc tính theo công thức:

n dmB

Kết quả cho d- ới bảng 2.7

Bảng 2.7 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của ph- ơng án 2

Tiết diện kinh tế của cáp : F„ =2

Tra bang PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất

F= 25mm’, cáp đồng 3 lõi 6 kV cach dién XPLE, dai thép, vo PVC do hang FURUKAWA

(Nhat ) ché tao có I, =140 A

=56,23 A

=1814 mm?

Tiêu đề	Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nha máy sản xuất đường huyện gia lâm
Trường học	University of Engineering and Technology
Chuyên ngành	Electrical Engineering
Thể loại	Đồ án
Thành phố	Gia Lâm

Định dạng
Số trang	79
Dung lượng	21,47 MB