Bài tập dài cung cấp điện thầy tiến

bài tập dài hệ thống cung cấp điện

VIỆN ĐIỆN

BÀI TẬP LỚN

HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Sinh viên thực hiện:

Giáo viên hướng dẫn: TS Lê Việt Tiến.

Hà Nội, tháng 11 năm 2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

I ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ

Thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy

II CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

1 Phụ tải điện của nhà máy ( Hình 1 và Bảng 1)

2 Phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí ( Hình 2 và bảng 2 )

3 Điện áp nguồn: Uđm = 22kV

4 Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực: 250 MVA

5 Đường dây cung cấp điện cho nhà máy: Dùng dây nhôm lõi thép ( AC ) đặt treo trên không

6 Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: 15 km

7 Công suất của nguồn điện: Vô cùng lớn

8 Nhà máy làm việc : 3 ca, Tmax = 4000 giờ

III NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN

1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chũa cơ khí và toàn nhà máy;2.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa nước nhà hiện nay thì ngành Công nghiệp Điện năng đã thực sự trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn, vàvai trò của nó đối với các ngành công nghiệp khác ngày càng được khẳng định Cóthể nói, phát triển công nghiệp, đẩy mạnh công cuộc đổi mới đất nước đã gắn liềnvới sự phát triển của ngành công nghiệp Điện năng

Khi xây dựng một nhà máy mới, một khu công nghiệp mới hay một khu dân cư mới…thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó

Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa, ngành công nghiệp nước ta đang ngày một khởi sắc, các nhà máy, xí nghiệp không ngừng được xây dựng Gắnliền với các công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế và xây dựng Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, cùng với những kiến thức được học tại Trường đại

học Bách Khoa Hà Nội, em đã nhận được đề tài thiết kế môn học : Thiết kế Hệ

Thống Cung Cấp Điện cho Nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương Đây là một

đề tài thiết kế rất bổ ích, vì thực tế những nhà máy Công nghiệp Địa phương ở nước

ta vẫn còn đang trong giai đoạn phát triển, tìm tòi, hoàn thiện và đi lên

Trong thời gian làm bài tập dài vừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân,

cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Lê Việt Tiến, em đã

hoàn thành xong bài tập môn học của mình

Một lần nữa, em xin gửi đến thầy Lê Việt Tiến, cùng các thầy cô giáo

trong bộ môn Hệ Thống Điện lòng biết ơn sâu sắc nhất !

Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2012

Sinh viên

Nguyễn Văn Dương

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY.

Nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương là nhà máy có 100% vốn đầu tư củaNhà nước, do địa phương quản lý, có nhiệm vụ sản xuất các loại máy công cụ,

phục vụ cho nhu cầu của địa phương và các vùng lân cận Toàn bộ khuôn viên

nhà máy rộng gần 20.000 m 2 , nằm ở phía Bắc thành phố Hà Nội Đây là một

nhà máy lớn với tổng công suất hơn 9000 kW bao gồm 9 phân xưởng, làm việc

3 ca

Như chúng ta đã biết, ngành cơ khí là một ngành sản xuất hết sức quan trọng,đóng vai trò then chốt trong nền kinh tế quốc dân.Kinh tế càng phát triển thì nhucầu cũng như yêu cầu về chất lượng với các máy móc cơ khí càng tăng.Với

nhiệm vụ là nhà máy chế tạo ra các loại máy công cụ, nhà máy cơ khí số I đóngvai trò rất quan trọng đối với lĩnh vực sản xuất công nghiệp trong cả nước.Do

tầm quan trọng của nhà máy như vậy, nên khi thiết kế cung cấp điện, nhà máy

được xếp vào hộ tiêu thụ loại I, đòi hỏi độ tin cậy cấp điện cao nhất.Trong phạm

vi nhà máy, các phân xưởng tùy theo vai trò và qui trình công nghệ, được xếp

vào hộ tiêu thụ loại I: các phân xưởng quan trọng nằm trong dây chuyền sản

xuất khép kín, hoặc loại II: các phân xưởng phụ, bộ phận hành chính …

Năng lượng điện cung cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thống lưới điện quốcgia thông qua trạm biến áp trung gian cách nhà máy 15km.Về phụ tải điện : do

sản xuất theo dây chuyền, nên hệ thống phụ tải của nhà máy phân bố tương đốitập trung, đa số phụ tải của nhà máy là các động cơ điện, có cấp điện áp chủ yếu

là 0,4 kV; có một số ít thiết bị công suất lớn làm việc ở cấp điện áp 3 kV: lò

nhiệt, các động cơ công suất lớn …Tương ứng với qui trình và tổ chức sản xuất,thời gian sử dụng công suất cực đại của nhà máy Tmax=4000 giờ

Trong chiến lược sản xuất và phát triển, nhà máy sẽ thường xuyên nâng cấp,cải tiến qui trình kỹ thuật, cũng như linh hoạt chuyển sang sản xuất cả các sản

phẩm phù hợp với nhu cầu của nền kinh tế.Do vậy, trong quá trình thiết kế cungcấp điện, sẽ có sự chú ý đến yếu tố phát triển, mở rộng trong tương lai gần 2-3

năm cũng như 5-10 năm của nhà máy

2

8 6

STT Tên phân xưởng Công suất đặt

(kW) Loại hộ tiêu thụ

7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán III

10 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích

Bảng 1.1: Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy

1.2 NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÍNH.

Hệ thống cung cấp điện hiểu theo nghĩa rộng bao gồm: các khâu phát điện, truyền tải và phân phối điện năng.Đối với nhà máy đang xét, hệ thống cung cấp điện hiểu theo nghĩa hẹp là: hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, làm nhiệm

vụ cung cấp điện cho một khu vực nhất định.Nguồn của hệ thống cung cấp này lấy

từ hệ thống lưới điện quốc gia với cấp thích hợp ( thường dùng cấp điện áp từ trungbình trở xuống : 35 kV, 10kV, 6kV)

Việc thiết kế cung cấp điện với mục tiêu cơ bản là : đảm bảo cho hộ tiêu thụ

có đủ lượng điện năng yêu cầu, với chất lượng điện tốt.Các yêu cầu chính đối vớimột hệ thống cung cấp điện được thiết kế bao gồm: độ tin cậy cung cấp điện, chấtlượng điện,an toàn cung cấp điện, kinh tế Tùy theo qui mô của công trình lớn haynhỏ, mà các thiết kế có thể phân ra cụ thể hoặc gộp một số bước với nhau Mỗi giaiđoạn và vị trí thiết kế lại có các phương án riêng phù hợp

Đối với nhà máy cơ khí địa phương, các bước thiết kế hệ thống cung cấpđiện gồm:

1.Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy

2.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy :

a) Chọn số lượng, dung lượng và vị trí lắp đặt các trạm biến ápphân xưởng

b) Chọn số lượng, dung lượng và vị trí lắp đặt các trạm biến áptrung gian hoặc trạm phân phối trung tâm

c) Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY

2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụtải thực tế (biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện.Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên đến nhiệt độ tương tựnhư 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 (PTTT),được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bịtrong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảovệ…PTTT còn được dùng để tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổnthất điện áp, lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng…PTTT phụ thuộc vàonhiều 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…Nếu PTTT xác định được nhỏ hơn phụ tảithực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến cháy nổ…Ngược lại, các thiết bị được chọn nếu dư thừa công suất sẽ làm ứ đọng vốn

đầu tư, gia tăng tổn thất…Cũng vì vậy, đã có nhiều công trình nghiên cứu về

phương pháp xác định PTTT, song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào thật hoàn thiện.Những phương pháp có kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại.Có thể đưa ra đây một số phương pháp thường sử dụng nhiều hơn cả để xác định PTTT khi quy hoạch và thiết kế hệ thống cung cấp điện:

2.1.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt

và hệ số nhu cầu knc

Ptt = knc Pđ

Trong đó :

Knc - hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật

Pđ - công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính

toán có thể xem gần đúng Pđ =Pđm (kW)

2.1.2 Phương pháp xác định PTTT theo hình dáng của đồ thị phụ tải và

công suất trung bình :

Ptt = khd Ptb

Trong đó:

Khd - hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kĩ thuật

Ptb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)

Ptb= ∫0

t

P (t) dt

2.1.3 Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch

của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình :

Ptt= Ptb ± βσ

Trong đó :

Ptb -công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)

σ -độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình

Pđm -công suất định mức của thiết bị hoặc nhóm thiết bị(kW)

kmax -hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ :

kmax = f (nnq, ksd )

ksd -hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kĩ thuật

nhq -số thiết bị dùng điện hiệu quả

2.1.5 Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một

a0 -suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/đvsp)

M-số sản phẩm sản xuất được trong một năm

T max -thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)

Phương pháp này thường được dùng để xác định PTTT cho các XNCN có số

phụ tải ít, sản xuất tương đối ổn định

2.1.6 Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên đơn vị

diện tích:

Ptt = p0 FTrong đó:

P0-suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích (W/m2 )

F -diện tích bố trí thiết bị (m2 )

Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp :1,5&6 là dựa trên kinh nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho kết quả gần đúng Tuy nhiên, chúng khá đơn giản và tiện lợi.Các phương pháp còn lại xây dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê, có xét đến nhiều yếu tố Do đó, có kết quả chính xác hơn, nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp Tùy theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có được về phụ tải, người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định PTTT.

Trong bài tập này, với phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta đã biết vị trí, công suất đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng Nên khi tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại Các phân xưởng còn lại, do chỉ biết diện tích và công suất đặt của nó, nên để xác định phụ tải động lực của các phân xưởng này, ta áp dụng phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất

2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng sửa chữa số 3 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy Phân xưởng có diện tích bố trí thiết bị là 65,25x15,75(m2 ) Trong phân xưởng có 70 thiết bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất lớn nhất là 30 kW (lò điện), song cũng có những thiết bị có công suất rất

nhỏ (0,5kW) Phần lớn các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, chỉ có máy biến

áp hàn (số 57) là có chế độ ngắn hạn lặp lại Những đặc điểm này cần được quan tâm khi phân nhóm phụ tải, xác định PTTT và lựa chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

2.2.1 Giới thiệu phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình

ksd - hệ số sử dụng , tra trong sổ tay kĩ thuật

Nếu ksd sai khác nhau nhiều thì xác định giá trị trung bình :

ksd =

∑

i=1 n

k sdi P đ mi

∑

i=1 n

P đ mi

Trong đó:

kmax : hệ số cực đại , tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ:

kmax = f (n hq ,k sd )

nhq - số thiết bị dùng điện hiệu quả

Số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq là số thiết bị có cùng công suất, cùng chế độ làm việc, gây ra một hiệu quả phát nhiệt (hoặc mức độ hủy hoại cách điện ) đúng bằng phụ tải thực tế (có công suất và chế độ làm việc khác nhau…) gây ra trong quá trình làm việc, nhq được xác định bằng biểu thức tổng quát sau:

nhq =

P đ mi

∑

i= 1 n

Khi n lớn thì việc xác định nnq theo biểu thức trên khá phức tạp, nên có thể xác định

nhq theo các phương pháp gần đúng, với sai số tính toán nằm trong khoảng ≤ ±10 %

của thiết bị có công suất lớn nhất.

P và P1 :tổng công suất của n và n1 thiết bị

Sau khi tính được n* và P*, tra sổ tay kĩ thuật ta tìm được:

*= f (n* ,P* )

Từ đó, tính được nhq theo công thức ;

nhq=nhq* n

-Chú ý:

* Nếu trong mạng có các thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết

bị cho ba pha của mạng, trước khi xác định n hq , phải qui đổi công suất của các phụ tải một pha về ba pha tương đương:

-Nếu các thiết bị một pha đấu vào điện áp pha:

kđ - hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lý lịch máy

2.2.2 Trình tự xác định PTTT theo phương pháp Ptb và Kmax

2.2.2.1 Phân nhóm phụ tải

Trong mỗi phân xưởng, thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc rất khác nhau, muốn xác định PTTT được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm thiết bị điện cần phải tuân theo nguyên tắc sau:

1 Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm đi chiều dài đường dây hạ áp, nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng

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

để việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm

3 Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ độnglực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy Số thiết bị trong cùng nhóm cũng không nên quá nhiều bởi vì số đầu ra của tủ động lực thường trong khoảng (8 ÷

12)

Tuy nhiên, thường thì rất khó thỏa mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên,

dovậy, người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất 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 xưởng, có thể chia các thiết bị trong phân xưởng sửa chữa cơ khí thành 6 nhóm Kết quả phân nhóm phụ tải điện được trình

4 Máy xọc 3 13 8 24

Bảng 2.1-Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện.

*Quy đổi công suất định mức máy biến áp hàn:

Bảng 2.2: Danh sách các thiết bị trong nhóm 1

Với nhóm máy này, ở phân xưởng sửa chữa cơ khí , ta có: ksd = 0,15 & cosφ = 0,6( Tra trong bảng PL1.1-Tài liệu tham khảo 1 -trang 253 )

Tra bảng PL1.5( Tài liệu tham khảo 1 - trang 255 ) tìm được nhq*=0,69

Số thiết bị dùng điện hiệu quả:

Bảng 2.3: Danh sách các thiết bị trong nhóm 2

Với nhóm máy này, ở phân xưởng sửa chữa cơ khí , ta có: ksd = 0,15 & cosφ = 0,6( Tra trong bảng PL1.1- Tài liệu tham khảo 1- trang 253 )

*Tính nhq với ksd < 0,2: P= Pđm nhóm =71 ( kW ), n=14

1

2 Pđm max = 7 ( kW ) nên có n1 = 2, P1 = 28 ( kW )

n*= n n1 = 142 = 0,14

P*= P P1 = 2871 = 0,39

Tra bảng PL1.5( Tài liệu tham khảo 1 - trang 255 ) tìm được nhq*=0,67

Số thiết bị dùng điện hiệu quả:

Bảng 2.4: Danh sách các thiết bị trong nhóm 3

Với nhóm máy này, ở phân xưởng sửa chữa cơ khí , ta có: ksd = 0,15 & cosφ = 0,6( Tra trong bảng PL1.1- Tài liệu tham khảo 1- trang 253 )

*Tính nhq với ksd < 0,2: P= Pđm nhóm =65 ( kW ), n=12

2 Pđm max = 4,5 ( kW ) nên có n1 = 7, P1 = 54 ( kW )

n*= n n1 = 127 = 0,58

P*= P P1 = 5465 = 0,83

Tra bảng PL1.5( Tài liệu tham khảo 1 - trang 255 ) tìm được nhq*=0,78

Số thiết bị dùng điện hiệu quả:

Bảng 2.5: Danh sách các thiết bị trong nhóm 4

Với nhóm máy này, ở phân xưởng sửa chữa cơ khí , ta có: ksd = 0,7 & cosφ =0, 95( Tra trong bảng PL1.1- Tài liệu tham khảo 1- trang 253 )

Ta có :

max

min

30310

Tra bảng PL1.6( Tài liệu tham khảo 1 – trang 256 ) với ksd= 0,7 & nhq= 4

Bảng 2.6: Danh sách các thiết bị trong nhóm 5

Với nhóm máy này, ở phân xưởng sửa chữa cơ khí , ta có: ksd = 0,15 & cosφ = 0,6( Tra trong bảng PL1.1- Tài liệu tham khảo 1- trang 253 )

*Tính nhq với ksd < 0,2: P= Pđm nhóm =57 ( kW ), n=12

1

2 Pđm max = 7,5 ( kW ) nên có n1 = 3 , P1 = 31 ( kW )

n*= n n1 = 123 = 0,25

P*= P P1 = 5731 = 0,54

Tra bảng PL1.5( Tài liệu tham khảo 1 - trang 255 ) tìm được nhq*=0,61

Số thiết bị dùng điện hiệu quả:

Bảng 2.7: Danh sách các thiết bị trong nhóm 6

*Quy đổi công suất định mức máy biến áp hàn:

Pđm = S cosφ

Tra sổ tay kỹ thuật: máy biến áp hàn có cosφ = 0,35:

Số thiết bị dùng điện hiệu quả:

p0- suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích chiếu sáng (W/m2 )

F- diện tích của phân xưởng, F= 65,25 15,75= 1027,69 (m2 )

Trong phân xưởng SCCK, hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt, tra

PL1.2(TL1), ta tìm được p0= 14 (W/m2 )

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng:

Pcs= p0.F = 14 1027,69=(W)= 14,39 ( kW )

Qcs= 0 ( đèn sợi đốt có cosφ =0 )

2.2.2.4 Xác định PTTT của toàn phân xưởng :

Phụ tải tác dụng của toàn phân xưởng:

Pttpx=kđt ∑

i=1

n

P tt i với kđt là hệ số đồng thời, đặc trưng cho mức độ làm việc đồng thời của toàn phân xưởng, đánh giá phân xưởng có 6 nhóm thiết bị với gần 70 thiết bị làm việc 3 ca nên mức độ làm việc đồng thời trung bình, nên chọn kđt= 0,85

2.3 XÁC ĐỊNH PTTT CHO CÁC PHÂN XƯỞNG CÒN LẠI

2.3.1 Phân xưởng luyện gang

Với công suất đặt : 4000 (kW)

Diện tích phân xưởng : 4556,3(m2 )

Tra bảng PL I.3( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: knc = 0,6 & cosφ =0,7

Tra bảng PL I.2( Tài liệu tra cứu 1- trang 253) ta có: p0=14 ( W/m2 )

Công suất tính toán động lực:

Pđl = knc.Pđ = 0,6 4000 = 2400 ( kW )

Công suất tính toán chiếu sáng:

Chiếu sáng phân xưởng dùng đèn sợi đốt có cosφ = 0 nên Qcs = 0

Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng luyện gang:

Sttpx = √ Ptt2+ Qtt2 = √ 2463,792+2448,522 = 3473,5 ( kVA )

2.3.2 Phân xưởng lò Martin ( lò luyện thép )

Với công suất đặt : 3500 (kW)

Diện tích phân xưởng : 3371,62(m2 )

Tra bảng PL I.3( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: knc = 0,6 & cosφ =0,7

Tra bảng PL I.2( Tài liệu tra cứu 1- trang 253) ta có: p0=15 ( W/m2 )

Công suất tính toán động lực:

Pđl = knc.Pđ = 0,6 3500 = 2100 ( kW )

Công suất tính toán chiếu sáng:

Chiếu sáng phân xưởng dùng đèn sợi đốt có cosφ = 0 nên Qcs = 0

Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng lò Martin:

2.3.3 Phân xưởng máy cán phôi tấm

Với công suất đặt : 2000 (kW)

Diện tích phân xưởng : 1377 (m2 )

Tra bảng PL I.3( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: knc = 0,5 & cosφ =0,6

Tra bảng PL I.2( Tài liệu tra cứu 1- trang 253) ta có: p0=15 ( W/m2 )

Công suất tính toán động lực:

Pđl = knc.Pđ = 0,5 2000 = 1000 ( kW )

Công suất tính toán chiếu sáng:

Chiếu sáng phân xưởng dùng đèn sợi đốt có cosφ = 0 nên Qcs = 0

Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng cán phôi tấm:

2.3.4 Phân xưởng cán nóng

Với công suất đặt : 2800 (kW)

Diện tích phân xưởng : 4323,4(m2 )

Tra bảng PL I.3( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: knc = 0,5 & cosφ =0,6

Tra bảng PL I.2( Tài liệu tra cứu 1- trang 253) ta có: p0=15 ( W/m2 )

Công suất tính toán động lực:

Pđl = knc.Pđ = 0,5 2800 = 1400 ( kW )

Công suất tính toán chiếu sáng:

Chiếu sáng phân xưởng dùng đèn sợi đốt có cosφ = 0 nên Qcs = 0

Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng cán nóng:

2.3.5 Phân xưởng cán nguội

Với công suất đặt : 3000 (kW)

Diện tích phân xưởng : 1711,12 (m2 )

Tra bảng PL I.3( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: knc = 0,5 & cosφ =0,6

Tra bảng PL I.2( Tài liệu tra cứu 1- trang 253) ta có: p0=15 ( W/m2 )

Công suất tính toán động lực:

Pđl = knc.Pđ = 0,5 3000 = 1500 ( kW )

Công suất tính toán chiếu sáng:

Chiếu sáng phân xưởng dùng đèn sợi đốt có cosφ = 0 nên Qcs = 0

Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng cán nguội:

2.3.6 Phân xưởng tôn

Với công suất đặt : 2500 (kW)

Diện tích phân xưởng : 4429,68 (m2 )

Tra bảng PL I.3( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: knc = 0,6 & cosφ =0,7

Tra bảng PL I.2( Tài liệu tra cứu 1- trang 253) ta có: p0=15 ( W/m2 )

Công suất tính toán động lực:

Pđl = knc.Pđ = 0,5 2500 = 1250 ( kW )

Công suất tính toán chiếu sáng:

Chiếu sáng phân xưởng dùng đèn sợi đốt có cosφ = 0 nên Qcs = 0

Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng tôn:

Với công suất đặt : 1000 (kW)

Diện tích phân xưởng : 1377 (m2 )

Tra bảng PL I.3( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: knc = 0,6 & cosφ =0,7

Tra bảng PL I.2( Tài liệu tra cứu 1- trang 253) ta có: p0=12 ( W/m2 )

Công suất tính toán động lực:

Pđl = knc.Pđ = 0,6 1000 = 600 ( kW )

Công suất tính toán chiếu sáng:

Chiếu sáng dùng đèn sợi đốt có cosφ = 0 nên Qcs = 0

Công suất tính toán tác dụng của trạm bơm:

2.3.8 Ban Quản lý và Phòng thí nghiệm

Với công suất đặt : 320 (kW)

Diện tích phân xưởng : 2592 (m2 )

Tra bảng PL I.3( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: k = 0,7 & cosφ =0,8

Tra bảng PL I.2( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: p0=20 ( W/m2 )

Công suất tính toán động lực:

Pđl = knc.Pđ = 0,7 320 = 224 ( kW )

Công suất tính toán chiếu sáng:

Chiếu sáng dùng đèn sợi đốt có cosφ = 0 nên Qcs = 0

Công suất tính toán tác dụng của Ban quản lý và Phòng thí nghiệm:

Pttpx= 0,85.( 170,2+ 2463,79+ 2150,57+ 1020,57+ 1464,85+ 1525,67+ 1316,45+ 616,25+ 262,88 ) = 8792,98 ( kW )

-Phụ tải phản kháng của toàn nhà máy:

Q tt nm=kđt ∑

i=1

n

Q ttpx i =0,8.(153,95+ 2448+ 2142+ 1330+ 1862+ 1995+ 1275+ 612+ 168 )= 9589,16 ( kVAr )

Phụ tải toàn phần của phân xưởng kể cả chiếu sáng:

2.4 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ VẼ ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN

2.4.1 Tâm phụ tải điện

-Tâm phụ tải điện là điểm qui ước nào đó sao cho momen phụ tải ∑ Pi.li đạt

giá trị cực tiểu

Trong đó :

Pi :Công suất của phụ tải thứ i

l i :Khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải

-Tọa độ tâm phụ tải M( x 0 , y 0 , z 0 ) được xác định như sau :

n

i i

n i i i

S

y S y

1

1 0

n i i i

S

z S z

1

1 0

Trong đó :

S i :Công suất toàn phần của phụ tải thứ i

( x i , y i , z i ) :Tọa độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục tọa độ tùy ý chọn

-Trong thực tế thường ta ít quan tâm đến tọa độ z nên ta chỉ xác định tọa độ x và y của tâm phụ tải

-Tâm phụ tải là điểm tốt nhất để đặt các trạm biến áp, tủ phân phối và tủ động lực nhằm giảm vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây

2.4.2 Biểu đồ phụ tải điện

-Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong 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 nhất Để xác định được vị trí đặt các trạm biến áp, ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng tổng thể của toàn xí nghiệp

-Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm của phụ tải điện, có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo một tỷ 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

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

-Bán kính vòng tròn phụ tải của phụ tải thứ i Rpxi được xác định qua biểu thức :

Rpxi = √S ttpx i

m.π

Trong đó:

Pcspxi : công suất chiếu sáng của phân xưởng i.

Pttpxi : công suất tính toán phân xưởng i

T? h?

th?ng d?n M

240,36 7

1832,67

6

868,5 8

3473,5 1

2 3035,3 3

1676,5

9 311,98

5 2511,51

4 2369,14

x (mm)

y (mm) 35,4

72,1

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

Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa dạng Nó phụ thuộc vào giá trị nhà máy và công suất yêu cầu của nó Khi thiết kế các sơ đồ cung cấp cần 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 v.v 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 sau:

1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

2 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

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

Từ hệ thống đến

3.1 VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

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

Điện áp định mức của nguồn cung cấp là 22 kV nên chọn cấp điện áp truyền tải

từ hệ thống về xí nghiệp là cấp 22 kV

3.1.2 Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng3.1.2.1 Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng

a Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu

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 trạm biến áp phân xưởng nên giảm được vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp 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 có giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải cao Ở đây ta không xét phương án này

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

Nguồn 22 kV từ hệ thống qua TBATG được hạ xuống điện áp 10 kV để cung cấp cho các TBA phân xường, nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao

áp trong nhà máy cũng như các TBA phân xưởng, vân 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 Vì nhà máy được xếp là phụ tải loại I nên trong TBATG đặt 2 MBA Dung lượng của MBA được chọn theo điều kiện:

+ Sttnm là công suất tính toán của nhà máy

+ Sttsc là công suất tính toán sự cố với giả thiết khi sự cố một số phụ tải không quan trọng trong nhà máy có thể cắt nhằm giảm nhẹ dung lượng của MBA, nhờ vậy có thể giảm được vốn đầu tư và tổn thất của TBA khi làm việc bình thường Giả thiết trong phân xưởng có 30% là phụ tải loại III thì Sttsc=0,7Sttnm