Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp

Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng gồm các thiết bị cho trong mục 2. Điện áp lưới phân phối là 22kV; công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện ; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch =2,5 s. Tỷ lệ phụ tải điện loại I và II là 75%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp . Hệ số công suất cần nâng lên là . Giá thành tổn thất điện năng

1

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN Error! Bookmark not defined. 1.1 Tính toán phụ tải chiếu sáng Error! Bookmark not defined 1.2 Tính toán phụ tải động lực 10

1.2.1 Phân chia nhóm các thiết bị 10

1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải 12

1.3 Phụ tải tính toán tổng hợp 17

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG 18

2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (TBA) phân xưởng 18

2.1.1 Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng 18

2.1.2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp 22

2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp 22

2.2.1 Chọn số lượng máy biến áp 22

2.2.2 Chọn công suất máy biến áp 23

2.2.3 Chọn máy biến áp cho phân xưởng 23

2.2.4 Chọn dây dẫn đến trạm biến áp của xưởng 24

2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 26

2.3.1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng 26

2.3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 30

CHƯƠNG 4:LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ CỦA SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 43

3.1 Lựa chọn các thiết bị của sơ đồ nối điện 43

3.1.1 Chọn tủ phân phối và tủ động lực 43

3.1.2 Chọn dao cách ly 48

3.1.3 Chọn máy cắt phụ tải 48

3.1.4 Chọn cầu chảy cao áp 49

3.1.5 Chọn thanh góp hạ áp của TBA 49

3.1.6 Chọn Aptomat bảo vệ TBA 49

3.2 Tính toán ngắn mạch phía cao áp của mạng điện 50

3.2.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế 50

3.2.2 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị và dây cáp đã chọn 51

3.3 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của mạng điện 52

2

3.3.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế (xét cho đoạn đường dây từ HT –TĐL1) 52

3.3.2 Các thông số của sơ đồ thay thế 52

3.3.3 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị và dây cáp đã chọn 53

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 58

4.1 Xác định hao tổn điện áp 58

4.1.2.Tổn thất điện áp trong máy biến áp 59

4.2 Xác định hao tổn công suất 59

4.2.1 Hao tổn công suất trên đường dây 59

4.2.2 Hao tổn công suất trong trạm biến áp 61

4.3 Xác định tổn thất điện năng 62

CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN TỤ BÙ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 64

5.1 Khái quát 64

5.1.1.Ý nghĩa việc chọn bù công suất phản kháng 64

5.1.2 Các biện pháp bù công suất phản kháng 64

5.2 Tiến hành bù công suất phản kháng 65

5.2.1 Xác định dung lượng bù 65

5.2.2 Chọn thiết bị bù và vị trí bù 65

5.3 Tính toán dung lượng bù cần thiết 65

5.3.1 Tính toán bù tại TĐL 65

5.3.2 Tính toán bù cho các TĐL còn lại 65

5.4 Đánh giá hiệu quả, toán toán kinh tế bù công suất phản kháng 66

5.4.1 Tính toán cho Nhóm 3 66

5.4.2 Tính toán cho các nhóm còn lại 66

5.4.3 Tính toán cho đoạn TBA – TPP 66

5.4.4 Tính toán cho đoạn từ Nguồn – TBA bỏ qua tổn hao trong MBA 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

3

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghiệp Điện Lực giữ vai trò rất quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước, yêu cầu về sử dụng điện & thiết bị điện ngày càng tăng Việc trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người cung cấp điện năng cho các thiết bị của khu vực kinh tế, các xí nghiệp là rất cần thiết

Cung cấp điện cũng là một trong những môn chuyên ngành quan trọng của khoa Kỹ Thuật Điện - Trường Đại học Điện Lực Bộ môn giúp sinh viên có thể hiểu

sơ lược về cách thiết kế một hệ thống cung cấp điện cho một ngành nghề cụ thể sao cho đem lại hiệu quả thực tiễn cao, đáp ứng nhu cầu hiện tại và tương lai Tuy nhiên, nếu không bắt tay vào làm mà chỉ học trong giáo trình thì lý thuyết mãi mãi chỉ là lý

thuyết Vậy nên, chúng em đã được giao làm đồ án môn học này với đề tài “Thiết kế

cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp” Thông qua việc làm đồ

án, chúng em đã được làm quen với các hệ thống cung cấp điện, biết vận dụng kiến thức đã học để nghiên cứu thực hiện một nhiệm vụ tương đối toàn diện về lĩnh vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng

Với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo X đến nay bản đồ án môn học của em đã

hoàn thành Dù đã cố gắng hoàn thành xong bản đồ án, vẫn khó có thể tránh khỏi nhiều sai sót và hạn chế Em kính mong được sự đóng góp ý kiến của thầy giáo hướng dẫn, các thầy cô trong khoa, nhà trường để bản đồ án của em hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm

4

Thiết kế cung cấp điện

“ Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp ”

A Dữ kiện

Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng gồm các thiết bị cho trong mục 2 Điện

áp lưới phân phối là 22kV; công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện S k 150MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch t =2,5 s Tỷ lệ phụ tải điện loại I và II là 75% Hao tổn điện áp cho k

phép trong mạng điện hạ áp U cp 3, 5% Hệ số công suất cần nâng lên là cos0,9 Giá thành tổn thất điện năng c 1500 /d kWh

Thời gian sử dụng công suất cực đại T M =4500(h) Chiều cao phân xưởng h=5,5 (m) Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=900 (m)

Các tham số khác lấy trong phụ lục, sổ tay thiết kế cung cấp điện, hoặc catalog của nhà sản xuất

Bảng 1: Bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng

6

1011

303133

17

1819

32

29

282725

26

98

6

B Nội dung của bản thuyết minh gồm các phần chính sau:

1 Tính toán phụ tải điện:

1.1 Phụ tải chiếu sáng

1.2 Phụ tải động lực

1.3 Phụ tải tổng hợp

2 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng

2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp

3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

3 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện:

3.1 Chọn dây dẫn của mạng động lực, dây dẫn của mạng chiếu sáng; 3.2 Tính toán ngắn mạch

5 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất

5.1 Xác định dung lượng bù cần thiết

5.2 Lựa chọn vị trí đặt tụ bù

7

CHƯƠNG I

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng

Từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác,

kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp

Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện:

+ Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu và công suất đặt

+ Phương pháp tính theo hệ số kM và công suất trung bình

+ Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Trong thực tế tùy theo quy mô và đặc điểm của công trình, tùy theo giai đoạn thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp

1.1 Phụ tải chiếu sáng

Thiết kế chiếu sáng là yêu cầu cơ bản trong mọi công việc Vấn đề quan trọng nhất trong thiết kế chiếu sáng là đáp ứng các yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác Ngoài ra hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý cùng sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan hoàn cảnh

Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

8

+ Phải tạo ra được ánh sáng giống với ánh sáng ban ngày

Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng kết hợp (kết hợp giữa cục bộ và chung) Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp

Các phân xưởng thường ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số làm việc là 50Hz gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây ra tai nạn lao động Do đó người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho các phân xưởng sửa chữa cơ khí

Việc bố trí đèn khá đơn giản, thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:

Pcs = P0.S = P0.a.b (W) (1.1)

Trong đó:

P0 là suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng

Ta chọn P0= 15 (W/m2)

S là diện tích được chiếu sáng (m2)

a là chiều dài của phân xưởng (m)

b là chiều rộng của phân xưởng (m)

Với chiều dài của phân xưởng là a = 36 m và chiều rộng của phân xưởng là b =24 m, ta có phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí - sửa chữa là:

Pcs = P0.a.b = 15.36.24 =12960 (W) = 12,96 (kW)

Chọn đèn sợi đốt để sử dụng chiếu sáng cho phân xưởng, nên ta có cosφcs = 1 và tanφcs =

0, do đó :

Qcs = Pcs tan𝜑cs =12,96.0 = 0 (kVAr)

Độ rọi yêu cầu Eyc = 100 lux

Lấy hệ số dự trữ k =1.3 và hệ số tính toán Z = 1.1 xác định được quang thông của mỗi đèn như sau:

10

Hình 1.1: sơ đồ bố trí và đi dây từ tủ tới đèn

1.2 Tính toán phụ tải động lực

1.2.1 Phân chia nhóm các thiết bị

Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết

bị điện Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau:

- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây

hạ áp Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng

- Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm

- Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ điện động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn bộ nhà máy Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều vì sẽ khó thi công lắp đặt tủ điện

Tuy nhiên thường rất khó khăn để thỏa mãn cả ba điều kiện trên, vì vậy khi thiết

kế phải tùy thuộc vào điều kiện của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhất trong các phương án có thể

11

Dựa vào nguyên tắc phân nhóm và căn cứ vào vị trí, công suất các thiết bị được

bố trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 3 nhóm Kết quả chia nhóm các phụ tải được trình bày trong bảng sau :

Bảng 1.1: Bảng phân nhóm các thiết bị điện trong phân xưởng

STT Tên thiết bị trên sơ đồ Số liệu Hệ số

k sd Cos 𝛗 Công suất đặt

P (kW) NHÓM 1

12

STT Tên thiết bị trên sơ đồ Số liệu Hệ số

k sd cos φ Công suất đặt

P (kW) NHÓM 4



 (1.2)

Trong đó: k sdi là hệ số sử dụng của thiết bị thứ i

P i là công suất đặt của thiết bị thứ i, (kW)

- Xác định số thiết bị hiệu quả n hq :

nhq là số thiết bị hiệu quả được xác định theo số thiết bị tương đương n* và công suất tương đương P* trong nhóm:

 (1.7)

-Phụ tải tính toán của một nhóm: P tt = k M k sd∑ ∑𝑃𝑖 (1.8)

Từ bảng 1.1 ( phân nhóm các thiết bị điện trong phân xưởng ) và các công thức trên

Ta đưa ra bảng số thiết bị hiệu quả của các nhóm

Bảng 1.2: Bảng số thiết bị hiệu quả của các nhóm trong phân xưởng

14

Bảng 1.3: Bảng kết quả tính toán phụ tải cho các nhóm

STT Tên thiết bị Số liệu

15

STT Tên thiết bị trên sơ đồ Số liệu Hệ số

k sd cos 𝛗 Công suất đặt

P (kW) P.k sd P.cos φ k sdΣ n hq k max P tt

(kW) cos φtb Nhóm 4

16

Từ bảng tính toán trên, ta suy ra bảng tính toán phụ tải tổng hợp :

Bảng 1.4:Bảng tổng hợp kết quả tính toán phụ tải của các nhóm

Pttdlpx: Công suất tác dụng tính toán động lực của phân xưởng, (kW)

kđt: Hệ số đồng thời, vì số nhóm của phân xưởng là 5 nên kđt = 0,9

Ptti: Công suất tác dụng tính toán của nhóm thứ i, (kW)

tan𝜑𝑑𝑙 = 0,62=>Qttdl  Pttdl.tan   242, 249.0, 62 150,1  (kVAr)

1.3 Phụ tải tính toán tổng hợp

Ta có bảng tính toán phụ tải phân xưởng :

Bảng 1.5: Bảng tổng hợp phụ tải tính toán toàn phân xưởng

Loại Phụ Tải

P tt

(kW) cos 𝝋𝒕𝒃

Động Lực 242,249 0,85 Chiếu sáng 12,96 1

- Công suất tác dụng toàn phân xưởng:

- Công suất tính toán toàn phân xưởng là :

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG

2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (TBA) phân xưởng

2.1.1 Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng

Tâm quy ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi một

điểm M có toạ độ xác định : M(X nh , Y nh ) theo trục tọa độ xOy Gốc tọa độ O(0,0) lấy

tại điểm thấp nhất của phân xưởng phía tay trái

Xnh, Ynh : Tọa độ tâm của các nhóm phụ tải trong phân xưởng, (m)

xi, yi : Tọa độ của phụ tải thứ i tính theo hệ trục tọa độ xOy, (m)

Si : Công suất của phụ tải thứ i, (kVA)





n i

n i i

S

x S

1 1





n i

n i i

S

y S

1 1

Bảng 2.1: Công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng trong hệ tọa độ xOy

STT Tên thiết bị

Số liệu trên

6 Máy tiện ren 25 0,69 5,5 7,97 22,46 21,74 179,01 173,27

∑𝑛𝑖=1𝑆𝑖 =

950,32116,48 = 8,16 (m)

Ynh1 = ∑ 𝑆𝑖.𝑦𝑖

𝑛 𝑖=1

∑𝑛𝑖=1𝑆𝑖 =

3877,62116,48 = 33,29 (m)

Tương tự thế, ta tính toán cho 2 nhóm còn lại được kết quả tọa độ tâm của các nhóm

phụ tải và tâm phân xưởng dưới đây :

Bảng 2.2: Tâm của các nhóm phụ tải và tâm của phân xưởng

Hình 2.1: Tâm của các nhóm phụ tải và tâm của phân xưởng

Vãnph?ng

6

1011

303133

17

1819

32

29

282725

26

98

2.1.2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp

Để lực chọn được vị trí tối ưu cho TBA cần thỏa mãn các điều kiện sau:

- Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành cũng như thay thế và sửa chữa sau này (phải đủ không gian để có thể dễ dàng thay máy biến áp, gần các đường vận chuyển…)

- Vị trí trạm phải không ảnh hưởng đến giao thông và vận chuyển vật tư chính của xí nghiệp

- Vị trí trạm còn cần phải thuận tiện cho việc làm mát tự nhiên, có khả năng phòng cháy, phòng nổ tốt đồng thời phải tránh được bị các hóa chất hoặc các khí ăn mòn của chính phân xưởng này có thể gây ra

Vì những lí do trên ta chọn TBA ở phía sát tường cao nhất bên trái, phía ngoài, góc trên của phân xưởng từ trái sang, từ trên xuống

Hình 2.2: Vị trí đặt trạm biến áp của phân xưởng

2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp

2.2.1 Chọn số lượng máy biến áp

Việc lựa chọn đúng số lượng MBA dựa trên cơ sở độ tin cậy cung cấp điện Các phụ tải thuộc hộ tiêu thụ loại I,II TBA cần đặt 2 MBA trở lên Hộ tiêu thụ loại III chỉ cần 1 MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ)

Ở đây phụ tải loại I chiếm 75% nên ta sử dụng 2 MBA làm việc song song

2.2.2 Chọn công suất máy biến áp

Chọn công suất MBA sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cung cấp đủ điện năng cho phụ tải và dự trữ một lượng công suất đề phòng khi sự

cố, đảm bảo độ an toàn cung cấp điện, tuổi thọ máy, tiêu chuẩn kinh tế - kĩ thuật Được tiến hành dựa trên công suất tính toán toàn phần của phân xưởng và một số tiêu chuẩn khác: ít chủng loại máy, khả năng làm việc quá tải, đồ thị phụ tải…

Điều kiện chọn MBA:

- Trong điều kiện làm việc bình thường:

n.khc.SđmB ≥ Stt

- Kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA (đối với trạm có nhiều hơn 1 MBA):

(n-1).khc.kqt.SđmB≥ Sttsc

Trong đó:

n : Số máy biến áp trong trạm

khc: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy chế tạo ở Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, lấy khc = 1

kqt: Hệ số quá tải sự cố, lấy kqt = 1,4

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

- Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế…

2.2.3 Chọn máy biến áp cho phân xưởng

Phân xưởng sản xuất công nghiệp có tỷ lệ phụ tải điện loại I là 75% Vì thế, ta đặt 2 MBA làm việc song song

- Số lượng MBA: n=2

- Phụ tải tính toán toàn phân xưởng: Sttpx = 296,09 (kVA)

Ta đặt 2 MBA làm việc song song thỏa mãn điều kiện :

Vì vậy, ta chọn 2 MBA mỗi máy có công suất là 160(kVA), do công ty thiết bị

điện Đông Anh chế tạo Với cái thông số MBA được ghi ở Bảng 1.6 –Sổ tay lựa chọn

và tra cứu thiết vị điện –Ngô Hồng Quang và bảng giá máy biến áp ABB 2013

Bảng 2.3: Bảng thông số của máy biến áp

Công suất

(kVA)

Điện áp (kV)

2.2.4 Chọn dây dẫn đến trạm biến áp của xưởng

Chọn dây dẫn đến TBA phân xưởng là dây kép cáp lõi đồng

Ở đây ta sử dụng các bảng tra ở phụ lục A sách BT-Cung cấp điện- Trần Quang

Khánh và bảng thông số cáp điện của hãng CADIVI

Ta có dòng điện chạy trên đường dây:

Từ PLB- Bảng 39.pl Ta chọn cáp xặn xoắn ba lõi đồng cách điện XLPE, vỏ

PVC do hãng CADIVI chế tạo Thông số kỹ thuật của cáp như sau :

Bảng 2.4 : Bảng thông số dây dẫn TBA

Mã hiệu F (mm 2 ) ro( Ω/km) xo (Ω/km) I cp Cáp được

đặt trong rãnh XPLE.35 35 0,524 0,16 170

*) Kiểm tra điều kiện phát nóng

Ilv≤ k1.k2.Icp và Isc ≤ Icp

Trong đó:

Ilv: Dòng điện làm việc chạy trên cáp khi bình thường, (A)

Isc: Dòng điện chạy trên cáp khi xảy ra sự cố đứt 1 lộ cáp, Isc = 2.Ilv (A)

Icp: Dòng điện lớn nhất cho phép chạy trên cáp (A)

k1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, k1 = 0,96, tra Phụ lục B bảng 41.pl

k2: Hệ số hiệu chỉnh về số lộ cáp cùng đặt trong một hầm cáp, k2 = 0,93, tra

Cdây = 123,28.1800 = 22,19.104 ( đồng )

*) Chi phí quy đổi của đường dây

Zdây = (avh+atc).K + Cdây (2.6)

2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

2.3.1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng

Mạng điện trong phân xưởng có các dạng sơ đồ chính như sau :

● Sơ đồ hình tia

Mạng cáp các thiết bị điện được cung cấp trực tiếp từ tủ động lực (TĐL) hoặc từ các tủ phân phối (TPP) bằng các đường dây cáp độc lập Kiểu sơ đồ CCĐ có độ tin cậy CCĐ cao, nhưng chi phí đầu tư lớn thường được dùng ở các phụ tải loại I và loại II

Hình 2.3 : Sơ đồ hình tia

● Sơ đồ đường dây trục chính

- Kiểu sơ đồ phân nhánh dạng cáp: Các TĐL được CCĐ từ TPP bằng các đường

cáp chính, các đường cáp này cùng một lúc CCĐ cho nhiều TĐL, còn các thiết bị cũng nhận điện từ các TĐL Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp, chủng loại cáp cũng ít Nó thích hợp với phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố không đồng đều Nhược điểm độ tin

cậy CCĐ thấp thường dùng cho phụ tải loại III

TPP

TÐL

Hình 2.4 : Sơ đồ phân nhánh dạng cáp

- Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây (đường dây trục chính nằm trong nhà):

Từ các đường dây trục chính được nối bằng cáp riêng đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị Loại sơ đồ này thuận tiện cho việc lắp đặt, tiết kiệm cáp nhưng không đảm

bảo độ tin cậy

CCĐ, dễ gây ra sự cố chỉ còn thấy ở một số phân xưởng loại cũ

Hình 2.5 : Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây

- Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không: Bao gồm các đường trục

chính và các đường nhánh Từ các đường nhánh sẽ được trích đấu đến các phụ tải bằng các đường cáp riêng Kiểu sơ đồ này chỉ thích ứng khi phụ tải khá phân tán công suất nhỏ (mạng chiếu sáng, mạng sinh hoạt) và thường bố trí ngoài trời Kiểu sơ đồ này có chi phí thấp đồng thời độ tin cậy CCĐ cũng thấp, dùng cho phụ tải loại III ít quan trọng

Hình 2.6 : Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không

TPP

TÐL

TÐL TÐL

TPP

● Sơ đồ thanh dẫn

Từ TPP có các đường cáp dẫn điện đến các bộ thanh dẫn Từ bộ thanh dẫn này sẽ nối bằng đường cáp mềm đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị Ưu điểm của kiểu sơ đồ này là việc lắp đặt và thi công nhanh, giảm tổn thất công suất và điện áp nhưng đòi hỏi chi phí khá cao Thường dùng cho các phụ tải có công suất lớn và tập chung (mật độ phụ tải cao)

- Vị trí tủ nên ở gần tâm của phụ tải (điều này sẽ giảm được tổn thất, cũng như giảm chi phí về dây v v )

- Vị trí tủ phải không gây ảnh hưởng đến giao thông đi lại trong phân xưởng

TPP

- Vị trí tủ phải thuận tiện cho việc lắp đặt và vận hành

- Vị trí tủ phải ở nơi khô ráo, tránh được bụi, hơi a-xit và có khả năng phòng cháy, nổ tốt

- Ngoài ra vị trí tủ còn cần phù hợp với phương thức lắp đặt cáp

=> Dựa vào sơ đồ bố trí thiết bị trong phân xưởng ta lựa chọn vị trí tủ phân phối và các tủ động lực ở vị trí thuận lợi và gần tâm các phụ tải nhất có thể

 Chọn loại TPP, TĐL

-Nguyên tắc chung

Các thiết bị điện, sứ và các trang bị dẫn điện trong khi vận hành làm việc ở 3 chế

độ cơ bản: dài hạn, quá tải và ngắn mạch Quá trình lựa chọn các thiết bị nhằm đảm bảo các thiết bị hoạt động đúng chức năng của chúng trong hệ thống, đồng thời đảm bảo tuổi thọ lâu dài của thiết bị Từng loại thiết bị được lựa chọn dựa trên các điều kiện tương ứng đối với thiết bị đó ứng với các chế độ làm việc khác nhau của thiết bị trong hệ thống, cụ thể :

+ Ở chế độ làm việc lâu dài: lựa chọn đúng theo điện áp định mức và dòng điện định mức của thiết bị

Hình 2.8: Sơ đồ tủ phân phối

b, Chọn tủ động lực

Các tủ động lực: Mỗi tủ được cấp điện từ thanh góp tủ phân phối của phân xưởng bằng một đường cáp ngầm hình tia, phía đầu vào đặt Aptomat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng Các nhánh ra cũng đặt các Aptomat nhánh để cung cấp trực tiếp cho các phụ tải, thường các tủ động lực có tối đa 8 – 12 đầu ra

Sơ đồ tủ động lực

Hình 2.9: Sơ đồ tủ động lực 2.3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

- Nguyên tắc chung chọn dây dẫn và dây cáp cho sơ đồ:

+ Đảm bảo tổn thất điện áp trong phạm vi cho phép Trong phân xưởng thì điều kiện này có thể bỏ qua vì chiều dài đường dây rất ngắn nên ΔU không đáng kể

+ Kiểm tra độ sụt áp khi có động cơ lớn khởi động Điều kiện này ta cũng có thể

bỏ qua do phân xưởng không có động cơ có công suất quá lớn

Như vậy, dây dẫn và dây cáp được chọn dựa trên điều kiện phát nóng:

khc.Icp ≥ Ilv.max

Trong đó:

khc: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường đặt cáp và số lượng cáp đi song song trong rãnh

Icp: Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây cáp được chọn (A)

Ilv.max: Dòng điện làm việc lớn nhất của phân xưởng, nhóm hay của thiết bị đơn lẻ

Với cáp từ TBA đến các TPP, ta đi lộ kép, cáp đặt trong hào, khc= 1

Với cáp từ TPP đến các TĐL, ta đi lộ kép, cáp đặt trong rãnh, khc = 1

Với cáp từ TĐL đến các thiết bị ta đi lộ đơn, cáp được đặ trong hào cáp và đi riêng từng tuyến nên khc = 1

PHƯƠNG ÁN 1: Đặt tủ phân phối ở góc trái cao nhất của phân xưởng, gần TBA,

TĐL đặt sát tường

Hình 2.8 : Sơ đồ đi dây phương án 1

Ilv = 𝑆𝑡𝑡𝑛1

2.√3.𝑈đ𝑚 =

64,18 2√3.0,38= 48,76 (A)

Nhà kho

17

18 19

32

29

28 27 25

26

9 8

Dòng làm việc lớp nhất qua dây dẫn là Icp ≥ Ilv = 48,75 (A) nên ta chọn cáp vặn xoắn lõi đồng cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng CADIVI (Việt Nam) chế tạo

5,95.10−6

= 281,6 (kWh)

Chi phí tổn thất hằng năm: C = ΔA.cΔ = 281,6.1800 = 0,507.106(đồng)

Vốn đầu tư đoạn dây (lộ kép): K = 2.v0.L = 2.138,16.5,95.10-3

= 1.64.106(đồng) Chi phí kinh tế: Z = (atc +avh).K +C = (0,1+0,125).1,64.106+ 0,507.106

Tính tương tự cho các đường dây khác, ta sẽ có kết quả cụ thể

Bảng 2.6: Kết quả lựa chọn dây dẫn và chi phí phương án 1

TPP 252,077 154,47 295,64 224,59 490 240 0,844 0,08 0,073 0,03 58,98 1901,57 3,21 106,16 828,41 TPP-