Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng

Xét khu vực 1 và khu vực 2 của phân xưởng có cùng kích thước là 24×36 m2 ta chọn: Khoảng cách giữa các đèn trong cùng một hàng ngang là L_n=3(m); bóng hàng ngang cách tường gần nhất q=1,5(m) Khoảng cách giữa các đèn trong cùng một hàng dọc là L_d=6(m); bóng hàng dọc cách tường gần nhất p=3(m)

Mục Lục LỜI MỞ ĐẦU Error! Bookmark not defined

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN 4

1.1 Phụ tải chiếu sáng và ổ cắm phân xưởng: 4

1.1.1 Tính toán lựa chọn đèn 4

1.2 Phụ tải thông thoáng và làm mát 7

1.3 Phụ tải động lực 8

1.3.1 Phân nhóm các phụ tải động lực 8

1.3.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực 10

1.4 Lựa chọn ổ cắm cho hệ thống 16

1.5 Phụ tải 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) của 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 23

2.2.1 Chọn số lượng máy biến áp 23

2.2.2 Chọn công suất máy biến áp 24

2.2.3 Chọn MBA cho phân xưởng 25

2.2.4 Chọn dây dẫn tới trạm biến áp của phân xưởng 25

2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 27

2.3.1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng 27

2.3.2 Chọn tủ phân phối, tủ động lực 29

2.3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 31

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ 41

CỦA SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 41

3.1 Chọn dây dẫn của mạng điện động lực, dây dẫn mạng điện chiếu sáng 41

3.1.1 Chọn dây dẫn cho mạng điện động lực 41

3.1.2 Chọn dây dẫn mạng điện chiếu sáng 41

3.2 Tính toán ngắn mạch 46

3.2.1 Tính ngắn mạch tại điểm N2 ( Thanh cái phía hạ áp TBA ) 49

3.2.3 Tính ngắn mạch tại điểm N3 ( Tủ phân phối ) 50

3.2.4 Tính ngắn mạch tại điểm N4 ( Tủ động lực ) 50

3.2.5 Tính ngắn mạch tại N5 51

3.3 Chọn thiết bị bảo vệ 53

3.3.1 Chọn thiết bị bảo vệ phía cao áp 53

3.3.2 Chọn thiết bị bảo vệ phía hạ áp 57

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 63

4.1 Khái quát chung 63

4.1.1 Ý nghĩa của bù công suất phản kháng 63

4.1.2 Các biện pháp bù công suất phản kháng 63

4.2 Tiến hành bù công suất phản kháng 65

4.2.1 Xác định dung lượng bù: 65

CHƯƠNG 5: HOẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH 65

5.1 Tổng chi phí đầu tư thiết bị 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

Lời nói đầu

Điện năng là một dạng năng lượng có tầm quan trọng rất lớn trong bất kỳ lĩnh vực nào trong nền kinh tế quốc dân và đời sống xã hội Việc cung cấp điện hợp lý và đạt hiệu quả

là vô cùng cần thiết Nó đòi hỏi người kỹ sư tính toán và nghiên cứu sao cho đạt hiệu quả cao,hợp lý ,tin cậy và đảm bảo chất lượng cả về kinh tế và kỹ thuật đặc biệt là đối với các xí nghiệp công nghiệp nói riêng và ngành công nghiệp cũng như các ngành kinh

tế khác nói chung

Một phương án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp một cách hài hòa các yêu cầu về kinh tế,độ tin cậy cung cấp điện,độ an toàn cao,thẩm mỹ,…Đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện,tiện lợi vận hành,sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép.Hơn nữa phải thuận lợi cho việc mở rộng

và phát triển trong tương lai

Với đề tài : “ Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng”,em đã cố gắng học hỏi,tìm hiểu để hoàn thành một cách tốt nhất.Trong thời gian thực hiện đề tài ,cùng với sự cố gắng của bản thân đồng thời em đã nhận được sựu giúp đỡ tận tình của X – Người đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này

Do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em không thể tránh khỏi những thiếu sót Vậy

em kính mong nhận được sự góp ý bảo ban của các thầy cô cùng với sự giúp đỡ của các bạn để em có thể hoàn thiện đề tài của mình và hoàn thành tốt việc học tập trong nhà trường cũng như công việc này

Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, tháng năm

Sinh viên

CHƯƠNG 1: 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

 Phương 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 phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp

1.1 Phụ tải chiếu sáng và ổ cắm phân xưởng:

1.1.1 Tính toán lựa chọn đèn

Xét khu vực 1 và khu vực 2 của phân xưởng có cùng kích thước là 24×36 m2 ta chọn:

Khoảng cách giữa các đèn trong cùng một hàng ngang là 𝐿𝑛 = 3(𝑚); bóng hàng ngang cách tường gần nhất 𝑞 = 1,5(𝑚)

Khoảng cách giữa các đèn trong cùng một hàng dọc là 𝐿𝑑 = 6(𝑚); bóng hàng dọc cách tường gần nhất 𝑝 = 3(𝑚)

Như vậy ta có 6 hàng và mỗi hàng có 4 bộ đèn nên tổng cộng có 𝑁 = 24 bộ đèn Mỗi bộ đèn có 𝑛 = 2 bóng đèn

Kiểm tra mức độ đồng đều về ánh sáng:

Lấy hệ số dự trữ 𝑘 = 1,3 và hệ số tính toán 𝑍 = 1,1 ta xác định được quang thông mỗi đèn như sau:

Sơ đồ mặt bằng chiếu sáng phân xưởng

24m

36m

3m 3m

6m

1,5m

1.2 Phụ tải thông thoáng và làm mát

Lưu lượng gió cần cấp vào xưởng là:

𝑄𝑔𝑖ó =𝐷.𝑅.𝐻

𝑎 𝑟 (𝑚3/𝑝ℎ𝑢𝑡())

𝑎𝑟: tỉ số trao đổi không khí

D,R,H : chiều dài, rộng, cao của phân xưởng; với D = 36(m),R =24 (m),là chiều rộng – dài phân xưởng (đo theo đề bài);H = 5(m)– chiều cao của phân xưởng

Hệ số nhu cầu của quạt hút là: 𝑘𝑛𝑐𝑞ℎ = 𝑘𝑠𝑑 +1−𝑘𝑠𝑑

√𝑛 = 0,7 +1−0,7

√14 = 0,78 (1.10) Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng-làm mát:

𝑃𝑙𝑚 = 𝑘𝑛𝑐𝑞ℎ∑𝑛𝑖=1𝑃đ𝑚𝑞𝑖 = 0,78.14.215 = 2347,8(𝑊) = 2,3478(𝑘𝑊)

𝑆𝑙𝑚 = 𝑃𝑙𝑚

𝑐𝑜𝑠 𝜙 =

2,34780,8 = 2,93475(𝑘𝑉𝐴)

Qlm = √𝑆𝑙𝑚2 − 𝑃𝑙𝑚2 = √2,934752− 2,34782 = 1,671 (kVAr)

Thiết bị P(W)

Lượng gió (m3/h)

1.3 Phụ tải động lực

1.3.1 Phân nhóm các phụ tải động lực

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 điện 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 trong 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 động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường là 8 ÷ 12

Tuy nhiên thường rất khó khăn để thỏa mãn cả 3 điều kiện trên, vì vậy khi thiết kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhất trong các phương án có thể

Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 5 nhóm Kết quả phân nhóm phụ tải được trình bày ở bảng 1.1

Bảng 1.1 : Phân nhóm thiết bị điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí

trên sơ đồ Hệ số k sd

cos Công suất

P (kW) NHÓM 1

STT Tên thiết bị Số hiệu

NHÓM 4

1.3.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực

1) Xác định phụ tải cho nhóm 1 (Sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu)

Xác định hệ số sử dụng tổng hợp 𝑘𝑠𝑑𝛴

Hệ số sử dụng tổng hợp của phụ tải nhóm 𝑖 theo công thức :

𝑘𝑠𝑑Σ =∑ 𝑃𝑖 𝑘𝑠𝑑𝑖

∑ 𝑃𝑖 (1.11) Trong đó:

𝑘𝑠𝑑𝑖: Hệ số sử dụng của thiết bị 𝑖

Xác định số thiết bị hiệu quả :

Số thiết bị điện làm việc hiệu quả 𝑛ℎ𝑞: là số thiết bị điện qui đổi có công suất định

mức và chế độ làm việc giống nhau tạo nên phụ tải tính toán tương ứng với số thiết bị

điện đang khảo sát:

Gọi 𝑃𝑛𝑚𝑎𝑥 là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm, ta có:

𝑛∗ =𝑛1

𝑛 𝑃∗= 𝑃1

𝑃 =∑ 𝑃𝑗

𝑛1 𝑗=1

P: Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm,(kW)

Từ 𝑛∗ = 0,556 và 𝑃∗ = 0,805 ta tính được n*hq theo công thức sau (trang 37,Giáo trình

cung cấp điện (Ngô Hồng Quang))

Áp dụng công thức thực nghiệm (trang 37,Giáo trình cung cấp điện (Ngô Hồng

Quang)):

𝑘𝑀 = 1 + 1,3√ 1 − 𝑘𝑠𝑑Σ

𝑛ℎ𝑞 𝑘𝑠𝑑Σ + 2 (1.14) Thay số vào ta có:

𝑘𝑀 = 1 + 1,3√ 1 − 0,32

11.0,32 + 2= 1,45 Phụ tải tính toán:

2) Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại

Các nhóm còn lại được tính toán tương tự như nhóm 1, kết quả cho trong bảng 1.2 và 1.3

Bảng 1.2 :Kết quả tính số thiết bị hiệu quả của các nhóm

Bảng 1.3 Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải

STT Tên thiết bị Số hiệu

trên sơ đồ k sd cos P (kW) P.k sd P.cos k sd n hq k max P tt

(kW) costb NHÓM 1

5 Lò điện kiểu buồng 5 0.32 0.92 30 9,6 27.6

6 Lò điện kiểu buồng 6 0.32 0.92 55 17,6 50.6

Tổng 67.8 28.01 54.53

STT Tên thiết bị Số hiệu

trên sơ đồ k sd cos P (kW) P.k sd P.cos k sd n hq k max P tt costb

NHÓM 3

1 Máy mài tròn vạn năng 20 0.47 0.6 2.8 1.316 1.68

0.434 5 0.47 13.49 0,609

2 Máy mài tròn vạn năng 21 0.47 0.6 7.5 3.525 4.5

3 Máy mài tròn vạn năng 22 0.47 0.6 4.5 2.115 2.7

Bảng 1.4 : Tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán của các nhóm

𝑃𝑡𝑡𝑑𝑙𝑝𝑥:là công suất tác dụng tính toán động lực của phân xưởng

kđt : Là hệ số đồng thời đạt giá trị max công suất tác dụng

Ptti : Là công suất tác dụng tính toán nhóm thứ i

≫ 𝑡𝑎𝑛 𝜑𝑑𝑙 = 0,57 => 𝑄𝑡𝑡𝑑𝑙 = 𝑃𝑡𝑡𝑑𝑙 𝑡𝑎𝑛 𝜑𝑑𝑙 = 231,94.0,57 = 132,2058 (kVAr)

1.4 Lựa chọn ổ cắm cho hệ thống

Áp dụng nguyên tắc phân bố vị trí đặt ổ cắm cho phân xưởng cách nhau 6m, vị trí ổ

Kết quả phụ tải tính toán của phân xưởng được tổng hợp trong bảng 1.5

Bảng 1.5: Kết quả phụ tải tính toán của phân xưởng

- Hệ số công suất của toàn phân xưởng là:

𝑐os𝜑𝑝𝑥 =𝑃𝑡𝑡𝑑𝑙𝑝𝑥.𝑐os𝜑𝑑𝑙+𝑃𝑐𝑠.𝑐os𝜑𝑐𝑠+𝑃𝑜𝑐.𝑐os𝜑𝑜𝑐+𝑃𝑙𝑚.𝑐os𝜑𝑙𝑚

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

2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (TBA) của 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 tọa độ được xác định: 𝑀(𝑋𝑛ℎ, ; 𝑌𝑛ℎ) theo hệ trục tọa độ xOy Gốc tọa độ 0 (0;0) lấytại điểm thấp nhất của phân xưởng phía tay trái

Với:

Xnh =

Ynh =

Trong đó:

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

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

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

Ta có bảng công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng trên hệ tọa độ xOy:





n i

n i i

S

x S

1 1





n i

n i i

S

y S

1 1

STT Tên thiết bị trên sơ đồ Số hiệu cos P (kW) S (kVA) X (m) Y (m) S.X S.Y

Tổng 67,8 85.00 370.44 389.89

STT Tên thiết bị trên sơ đồ Số hiệu cos P (kW) S (kVA) X Y S.X S.Y

NHÓM 3

NHÓM 4

Tọa độ tâm nhóm 1 là:

𝑋𝑛ℎ1 =∑ 𝑆𝑖 𝑋𝑖

∑ 𝑆𝑖 =

5063,52349,43 = 14,49(𝑚)

𝑌𝑛ℎ1 =∑ 𝑆𝑖 𝑌𝑖

∑ 𝑆𝑖 =

4361,21349,43 = 12,48(𝑚) Tọa độ tâm các nhóm còn lại tính tương tự như nhóm 1, kết quả cho trong bảng 2.2

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

Để lựa 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 tu sửa 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 lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt), có khả năng phòng cháy, phòng nổ tốt đồng thời phải tránh được các bị hoá chất hoặc các khí ăn mòn của chính phân xưởng này có thể gây ra

Dựa vào các điều kiện lựa chọn vị trí tối ưu cho TBA và vị trí các phụ tải trong phân xưởng, ta chọn vị trí đặt TBA ở phía sát tường cao nhất bên trái, phía ngoài, góc trên của phân xưởng từ trái sang

Hình 2.1: Vị trí tâm các nhóm phụ tải, tâm phân xưởng và vị trí đặt TBA

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, TBA cần đặt từ 2 MBA trở lên nối với các phân đoạn khác nhau của thanh góp, giữa các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết

 Hộ tiêu thụ loại III chỉ cần đặt 1 MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ)

 Hộ tiêu thụ loại II thì có thể so sánh kinh tế kỹ thuật để quyết định đặt 1 hay 2 máy Trong trường hợp không có đầy đủ số liệu thì có thể đặt 1 máy + máy phát

dự phòng

2.2.2 Chọn công suất máy biến áp

Chọn sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cung cấp đủ điện năng cho phụ tải và có 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 kỹ 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 máy biến áp (đối với trạm có nhiều hơn 1 MBA)

(n – 1).khc.kqt.SđmB Stt.sc

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, 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 không quá 0,93

Stt.sc: Công suất tính toán sự cố Khi sự cố một máy biến áp có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA ( phụ tải loại III), nhờ vậy có thể giảm được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình

2.2.3 Chọn MBA cho phân xưởng

Trong phân xưởng này phụ tải loại I và II là 75% nên ta đặt 2 máy biến áp làm việc song song

-Kiểm tra lại công suất máy đã chọn theo điều kiện sự cố quá tải

Stt.sc lúc này chính bằng công suất tính toán của phân xưởng sau khi cắt bớt các phụ tải loại III (25%)

𝑆 𝑡𝑡.𝑠𝑐

(𝑛−1).𝑘𝑞𝑡=0,75.𝑆𝑡𝑡𝑝𝑥

(𝑛−1).𝑘𝑞𝑡=0,75.291,917

1,4 = 156,38(𝑘𝑉𝐴) < 𝑆𝑀𝐵𝐴 (thỏa mãn) Vậy ta chọn 2 MBA làm việc song song mỗi máy có công suất là 160 kVA

Các thông số của MBA tra theo catalog của công ty cổ phần chế tạo MBA Đông Anh, kết

quả cho trong bảng 2.3

Bảng 2.3: Thông số MBA của phân xưởng

S MBA

(kVA)

Điện áp (kV)

∆P 0 (kW)

∆P N (kW) I 0 (%) U N (%)

Vốn đầu tư MBA (.10 6 đ)

2.2.4 Chọn dây dẫn tới trạm biến áp của phân xưởng

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

- Ta có dòng điện chạy trên đường dây :

Ilv = 𝑆𝑡𝑡.𝑝𝑥

2 . √3 . 𝑈đ𝑚  =   291,917

2 . √3 . 22  =  3,83 (𝐴) Mật độ dòng điện kinh tế ứng với Tmax = 4500 (h) là 𝐽𝑘𝑡 = 3,1 (𝐴 𝑚𝑚⁄ 2) ( bảng 9.pl,

trang 457-Bài tập cung cấp điện (Trần Quang Khánh))

- Vậy tiết diện dây cáp là :

) ( Tra theo thông số cáp trung thế 24kV của Taihan )

 Kiểm tra điều kiện phát nóng :

Ilv ≤ k1.k2.Icp

Isc ≤ Icp

Trong đó :

Ilv : dòng điện làm việc chạy trên cáp khi bình thường

Isc : dòng điện chạy trên cáp khi xảy ra sự cố đứt 1 lộ cáp , Isc = 2.Ilv

Icp : dòng điện lớn nhất cho phép chạy trên cáp

k1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, điều kiện làm mát, lấy k = 1

k2 : hệ số hiệu chỉnh về số lộ cáp cùng đặt trong một hầm cáp, do tính toán sơ bộ nên chọn k2 = 1

 Tổn thất điện năng trong một năm:

 Chi phí tổn thất điện năng

Cday = cΔ.ΔAday = 1500.99,854 = 149,781 103 ( đồng )

 Chi phí quy đổi của đường dây :

Zdây = pdây.Vdây + Cdây

≫Zday = 0,225 95,08800 106 +149,781 103 = 21,544581 106 (đồng)

2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

2.3.1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng

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

Sơ đồ hình tia :Mạng cáp các thiết bị được dùng điện được cung cấp trực tiếp từ các

tủ động lực (TĐL) hoăc từ các tủ phân phối (TPP) bằng các đường cáp độc lập Kiểu

sơ đồ CCĐ có độ tin cậy CCĐ cao, nhưng chi phí đầu tư lớn thường được dùng ở các hộ loại I và loại II

Hình 2.2: 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 tủ động lực, còn các thiết

bị cũng nhận điện từ các TĐL như bằng các đường cáp cùng một lúc cấp tới một vài thiết bị Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp, chủng loại cáp cũng ít Nó thích hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố không đồng đều Nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện thấp thường dùng cho các hộ loại III

Hình 2.3: Sơ đồ phân nhánh dạng cáp

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

các TPP cấp điện đến các đường dây trục chính Từ các đường 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 được độ tin cậy CCĐ, dễ gây sự cố

chỉ còn thấy ở một số phân xưởng loại cũ

Hình 2.4: 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 28ang, 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 hộ phụ tải loại III ít quan trọng

Hình 2.5: Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không

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

TPP

Hình 2.6: Sơ đồ thanh dẫn

Sơ đồ hỗn hợp: Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tuỳ theo các yêu cầu riêng

của từng phụ tải hoặc của các nhóm phụ tải

=> Từ các ưu khuyết điểm của từng dạng sơ đồ và sơ đồ bố trí thiết bị trong phân xưởng ta chọn dạng sơ đồ hỗn hợp làm phương án nối điện trong phân xưởng

2.3.2 Chọn tủ phân phối, tủ động lực

1, Chọn vị trí TPP, TĐL

Vị trí của các tủ phân phối và tủ động lực phân xưởng đều được chọn để thoả mãn một số yếu tố kinh tế - kỹ thuật cũng như an toàn và thuận tiên trong vận hành, tuy vậy đôi lúc để thoả mãn yếu tố này thì lại mâu thuẫn với yếu tố khác và vì vậy việc chọn vị trí đặt tủ nên đồng thời hài hoà các yếu tố và nên được đảm bảo bằng các nguyên tắc sau:

 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

 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

TPP

=> 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

2, 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 2.7: Sơ đồ tủ phân phối

 Sơ đồ tủ động lực:

Hình 2.8: Sơ đồ tủ động lực

2.3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

1, Nguyên tắc chung chọn dây dẫn và dây cáp cho sơ đồ

Trong mạng điện phân xưởng thì cáp và dây dẫn điện được chọn theo các điều kiện sau:

TÐL3

.TPP

.

TÐL

Aptomat tông

Aptomat nhánh

 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 U 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

 Đảm bảo điều kiện phát nóng

Như vậy nguyên tắc quan trọng nhất là đảm bảo điều kiện phát nóng Vì vậy ta chọn dây cáp và dây dẫn thỏa mãn yêu cầu sau:

khc.Icp Ilvmax

Trong đó

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

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

Ilvmax: là dòng điện làm việc lớn nhất của phân xưởng, nhóm, hay các thiết bị điện đơn lẻ

- Với cáp từ TBA đến các TPP ta đi lộ kép, cáp được đặt trong hào cáp, 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 đặt trong hào cáp và đi riêng từng tuyến nên khc = 1

2, Phương án 1

Đặt tủ phân phối ở góc trái cao nhất của phân xưởng, gần TBA, tủ động lực ở sát tường, kéo cáp đi hình tia đến từng thiết bị

Hình 2.9: Sơ đồ đi dây phương án 1

𝑘ℎ𝑐 𝐼𝑐𝑝 ≥ 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥Vậy ta chọn dây cáp lõi đồng cách điện XLPE, vỏ PVC do hãng CADIVI chế tạo có:

F = 240 mm2, r0 = 0,0991 (Ω/km), x0 = 0,059 (Ω/km), Icp = 500 (A) cáp được đặt trong

Bảng 2.4: Kết quả lựa chọn dây dẫn và chi phí phương án 1

P

(kW)

Q (kVAr)

S (kVA)

I max (A)

I cp (A)

r 0 (Ω/km)

x 0 (Ω/km)

V (.10 6 đ)

C (.10 3 đ)

Z (.10 3 đ) TBA-

TPP 262,446 127,82 298,265 221,761 500 240 1,133 0,0991 0,059 0,05 95,621 1024,98 1,858 143,4315 561,4815 TPP-