Tài liệu Đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen docx

Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết cị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp, đ



Đồ án môn học

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy

luyện kim đen

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN

Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

1 LOẠI NGÀNH NGHỀ, QUY MÔ VÀ NĂNG LỰC CỦA XÍ NGHIỆP

1.1 Loại ngành nghề:

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân

dân cũng được nâng cao nhanh chóng Trong quá trình công nghiệp hoá,

hiện đại hoá đất nước thì các loại hình doanh nghiệp Nhà nước nói chung

và nhà máy luyện kim đen nói riêng là những mục tiêu hàng đầu trong việc

sản xuất ra sản phẩm và phát triển nền kinh tế quốc dân

Để thực hiện tốt nhiệm vụ sản xuất chiến lược của mình, không những

chỉ đòi hỏi về tính chất công nghệ mà còn yêu cầu đảm bảo chất lượng và

độ tin cậy cao trong lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy

1.2 Quy mô, năng lực của xí nghiệp:

- Xí nghiệp có tổng diện tích là 37800m2 nhà xưởng, bao gồm 9 phân

xưởng, được xây dựng tập trung tương đối gần nhau, với tổng công suất dự

kiến phát triển sau 5 năm sau là 18,6MVA

- Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế,

lắp đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn Đứng về mặt cung cấp điện thì

việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về

mặt kỹ thuật và kinh tế, phải đề ra phương pháp cấp điện sao cho không

gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không để quá dư thừa dung lượng

mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn không khai thác hết dung lượng công suất

dự trữ dẫn đến lãng phí

2 GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TOÀN XÍ NGHIỆP

2.1 Các đặc điểm của phụ tải điện

+ Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp có thể phân ra làm hai loại

phụ tải,đó là Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng

- Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu

trực tiếp đến thiết bị với độ lệch điện áp cho phép ΔUCf = ± 5% Uđm Công

suất của chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục kw, và được cấp bởi

tần số f=50Hz

- Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn

Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện tần số

f = 50Hz Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng ΔUCf = ±2,5%

2.2 Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy

Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan

trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết

cị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp, đánh giá tổng thể toàn nhà

máy ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tải loại II là70% Phụ tải loại II lớn >2 lần

phụ tải loại III, do đó xí nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại II, vì vậy

yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục

3 NỘI DUNG CHỦ YẾU

- Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập đến:

+ Thiết kế mạng điện phân xưởng

+ Thiết kế mạng điện xí nghiệp

+ Tính toán công suất bù cho xí nghiệp

+ Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng

+ Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Chương II

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN XÍ NGHIỆP.

1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ

KHÍ

1.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ

khí

- Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn

- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau :

+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc

+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau, tránh trồng chéo dây dẫn

+ Công suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênh

lệch giữa các nhóm

+ Số lượng thiết bị trong nhóm nên có một giới hạn

Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng

xưởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau :

a Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:

1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ

- Pđi , Pđmi: Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i (KW)

- Ptt , Qtt , Stt : Công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của

nhóm thiết bị (KW, KVAR, KVA)

- n : Số thiết bị trong nhóm

- Knc : Hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra trong các tài liệu

tra cứu

Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là

đơn giản, thuận tiện Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là kém

chính xác Bởi vì hệ số nhu cầu Knc tra được trong sổ tay là một số liệu cố

định cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong

nhóm máy.:

2 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên

1 đơn vị diện tích sản xuất:

2 2

1

tt tt tt tt

tt tt

n i di nc tt

P Q P S

tg P Q

P K

P

= +

P

1

(2-4)

F : Diện tích sản xuất (m2)

Giá trị Po tra được trong các sổ tay

Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố

đồng đều trên diện tích sản xuất, nên nó thường được dùng trong giai đoạn

thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng

3 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung

bình và hệ số cực đại ( còn goi là phương pháp số thiết bị hiệu quả Nhq ) :

Công thức tính :

Ptt= Kmax.Ptb =Kmax Ksd Pđm (2- 6)

Trong đó :

Ptb Công suất trung bình của phụ tải trong cả mạng tải lớn nhất

Pđm Công suất định mức của phụ tải

Ksd Hệ số sử dụng công suất của phụ tải

Kmax Hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung

bình hoá T =30 phút

Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải tính toán cho

một nhóm thiết bị ,cho các tủ động lực cho toàn bộ phân xưởng Nó cho

một kết quả khá chính xácnhưng lại đòi hỏi một lượng thông tin khá đầy đủ

về các loại phụ tải như : chế độ làm việccủa từng phụ tải, công suất đặt của

từng phụ tải , số lượng thiết bị trong nhóm

4 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung

tt P

P = ± β ⋅ σ

Phương pháp nàythường được dùng để tính toán phụ tải cho các thiết

bị của phân xưởng hoạc của toàn bộ nhà máy Tuy nhiên phương pháp này

ít được dùngtrong tính toán thiết kế mớivì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về

phụ tải mà chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành

5 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình

Khd ,Khdq : Hệ sô hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay

Ptb ,Qtb: phụ tải tác dụng và phản kháng trung bình trong ca

mạng tải lớn nhất

Phương này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh cái từ

phân phối phân xưởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biên áp phân xưởng

.Phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó yêu cầu

có đồ thị của nhóm phụ tải

6 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện

năng trên một đơn vị sản phẩm và tổng sản lượng :

Công thức tính:

T

a M

ao -Suất chi phí điện cho một đơn vị sản phẩm (KWh/1đv)

M – Tổng sản phẩm sản xuất ra trong khoảng thời gian khảo sát ( 1

ca , 1năm)

Ptb - Phụ tải trung bình của nhà máy

Kmax - Hệ số cực đại công suất tác dụng

Phương pháp này thường chỉ được sử dụng để ước tính , sơ bộ xác định

phụ tải trong công tác quy hoạch hoặc dùng để quy hoạch nguồn cho xí

nghiệp

7 Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị :

Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất

hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác

trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau:

Iđn= Ikđ(max) + (Itt - ksd.Idm(max)) (2-12)

Trong đó:

Ikd(max)- Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn

nhất trong nhóm máy

Itt - Dòng điện tính toán của nhóm máy

Idm(max) - Dòng định mức của thiết bị đang khởi động

ksd - Hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

Vì đã có thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biết

được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, nên ta xác định

phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

b Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1

7 Máy biến áp 2 17 2,2 ×2

Công thức tính phụ tải tính toán:

Ptt =Kmax Ptb = Kmax Σ Ksdi Pđmi. ( 2-1)

Trong đó:

+ Ptb : công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất (kw)

+ Pđm : công suất định mức của phụ tải (kw)

+ Ksd : hệ số sử dụng công suất của nhóm thiết bị

(Bảng phụ lục 1 trang 253 TKCĐ)

+ Kmax: hệ số cực đại công suất tác dụng, tra đồ thị hoặc tra bảng theo

hai đại lượng Ksd và nhq

+ nhq : số thiết bị dùng điện hiệu quả

- Ta thấy với nhóm máy công cụ có Ksd =0,3;từ cosϕ=0,57⇒ tgϕ =

• Từ Ksd = 0,3và nhq = 8tra bảng [PL: 1.6 TKCĐ] được Kmax = 1,65

vào công thức (2-1) tính được:

Ptt = 1,65 0,3 98,25 =48,6 (K W)

Qtt = Ptt tgϕ = 48,6 1,43= 69,5 (KVAR)

) ( 8 , 84 5 , 69 6 ,

8 , 84

8 ,

84 - 0,3 65,45 =501,9 (A)

• Tương tự tính toán cho các nhóm khác, kết quả ghi được trong

bảng B2-3

• Một số công thức được dùng để tính toán:

- Công thức tính hệ số sử dụng công suất tác dụng trung bình:

p

p k K

dm

dm sd

Bảng kết quả tính toán B2-3 ở trang sau

Bảng B2-3

Ký hiệu trên mặt bằng

Công suất đặt

Hệ số sử

ϕ tg

hiệu

Hệ số cực đại,

Cộng theo nhóm 3 8 137,2 0,46 0,73/0,94 6 1,51 296,94 95,3 89,6 130,8 198,7

Nhóm 4

1.3 Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng:

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

diện tích Công thức tính :

Pcs =P0 F (2-6)

Trong đó :

+ P0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m2)

+ F : Diện tích cần được chiếu sáng (m2)

- Diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng F = 1190 (m2)

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

+ P tt.nhi, Qtt.nhi : công suất tác dụng, phản kháng tính toán của nhóm thứ i

Thay các giá trị tính toán được ở trên vào công thức ( 2-7) được:

35 ,

=

Sttpx Pttpx

3 38 , 0

2 , 559 3

Udm Sttpx

2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG KHÁC

VÀ TOÀN XÍ NGHIỆP

Nhà máy Luyện kim đen bao gồm 9 phân xưởng và khu vực

2.1 Phụ tải tính toán của các phân xưởng:

Phụ tải động lực:

- Vì các phân xưởng khác chỉ biết công suất đặt do đó phụ tải tính toán

được xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu (knc)

=

cos

p Q p

tt 2

tt

Trong đó :

+ Pđ : Công suất đặt của phân xưởng (kw)

+ knc : Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị đặc trưng (tra sổ tay kỹ thuật)

+ tgϕ : Tương ứng với cosϕ đặc trưng của nhóm hộ tiêu thụ

Phụ tải chiếu sáng : tính theo công thức (2-6) ở trên

a Tính toán cho phân xưởng luyện gang

Phân xưởng có công suất đặt Sđ=5000 (KVA)

, 0

9 , 2170

3 , 3101 3

Udm

b Tính toán tương tự cho các phân xưởng khác

Kết quả được được ghi trong bảng B 2-4:

2.2 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy :

- Phụ tải tính toán tác dụng của toàn xí nghiệp:

) ( 3 , 8933 6

, 558 4 , 19468 8 , 0

10 1

10 1

kw P

P k

, 8620 3

3 ,

S

P Cosϕ

2.3 Tính sự tăng trưởng của phụ tải trong 5 năm sau:

- Công thức xét đến sự gia tăng của phụ tải trong tương lai:

S(t) = Stt (1 + α1t); trong 262 sách tra cứu CCĐXNCN

Trong đó:

Stt - Công suất tính toán của xí nghiệp ở thời điểm hiện tại

α1 - Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải: (α1 = 0,083 - 0,101) (trang

- Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi xí nghiệp là

một vấn đề quan trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu

kinh tế, kỹ thuật cao, đảm bảo được chi phí hàng năm nhỏ Để xác định

được vị trí đặt các trạm biến áp ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng

tổng của xí nghiệp

- Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán

của phân xưởng theo một tỉ lệ lựa chọn

- Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải Tâm đường tròn biểu đồ

phụ tải trùng với tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng có thể coi phụ

tải của phân xưởng đồng đều theo diện tích phân xưởng

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

trong xí nghiệp

- Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt tương

ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng

3.1 Xác định bán kính vòng tròn phụ tải:

m

S

Ri= ΠttPXi ( 2-10 )

Trong đó :

+ SttPXi : Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i, (KVA)

+ Ri : Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i, mm

360

m KVA/mm

3.2 Biểu đồ xác định tâm phụ tải

Trên sơ đồ mặt bằng xí nghiệp vẽ một hệ toạ độ xoy, có vị trí toạ độ

trọng tâm của các phân xưởng là ( xi, yi ) ta xác định được toạ độ tối ưu

M0(x0, y0 )

Vòng tròn phụ tải :

9 , 2170

1 Tên phân xưởng; Công suất tính toán của phân xưởng

• Xác định trọng tâm phụ tải của xí nghiệp:

n

1 ii 0 n

s

y s y s

x s

.

3 , 14989

6 , 2798 4 , 5 3 , 3114 4 , 5 5 , 1347 9 , 2 4 , 2594 9 , 2 3 , 3101 7 ,

7 , 269 8 , 7 842 9 , 8 5 , 230 5 , 8 7 , 791 1 ,

3 , 14989

6 , 2798 9 , 5 3 , 3114 4 , 1 5 , 1347 9 , 5 4 , 2594 5 , 1 3 , 3101 3 , 4

0

+ +

+ +

=

y

3 , 14989

7 , 269 4 , 6 842 4 5 , 230 2 , 1 7 , 791 2

Chương III

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP

CHO XÍ NGHIỆP

1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN :

- Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa

dạng Nó phụ thuộc vào giá trị của xí nghiệp và công suất yêu cầu của nó,

- Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện chủ yếu căn cứ độ tin cậy, tính

kinh tế và tính an toàn Độ tin cậy của sơ đồ cấp điện phụ thuộc vào loại hộ

tiêu thụ mà nó cung cấp, căn cứ vào loại hộ tiêu thụ để quyết định số lượng

nguồn cung cấp của sơ đồ

- Sơ đồ cung cấp điện (SĐCCĐ) phải có tính an toàn đảm bảo an toàn

tuyệt đối cho người và thiết bị trong mọi trạng thái vận hành Ngoài ra, khi lựa

chọn sơ đồ cung cấp điện cũng phải lưu ý tới các yếu tố kỹ thuật khác như đơn

giản, thuận tiện cho vận hành, có tính linh hoạt trong sự cố, có biện pháp tự

động hoá

2 XÁC ĐỊNH ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI TỪ HỆ THỐNG ĐẾN XÍ NGHIỆP:

2.1 Công thức kinh nghiệm:

Trong tính toán điện áp truyền tải thông thường người ta sử dụng một

số công thức kinh nghiệm sau:

P 16 l 34 , 4

U = + (a)

4

l P 16

U = (b) (3-1)

P 16

l 17

U = + (c)

Trong đó:

+ U : Điện áp truyền tải tính bằng (kv)

+ l : Khoảng cách truyền tải tính bằng (km)

+ P : Công suất truyền tải tính bằng (1000 kw)

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

Thay các giá trị PttXN(5) =13407,3 kw và l = 10km vào công thức (3-1a)

trên ta tính được U = 64,4 kv Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ

thống đến xí nghiệp là Uđm =35 kv

3 CÁC PHƯƠNG PHÁP CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÍ NGHIỆP :

3.1 Các phương án về trạm nguồn:

3.1.1 Giới thiệu những sơ đồ đặc trưng cung cấp điện cho xí nghiệp

chỉ từ hệ thống (Hình 19 - 14a, b, c, d - Tra cứu CCĐXNCN)

-Sơ đồ a :Dùng khi cấp điện áp của mạch điện bằng cấp điện áp phân phối ,

chỉ dùng cho xí nghiệp có công suất nhỏ

-Sơ đồ b :Sơ đồ dẫn sâu , dẫn điện áp cao vào tận phụ tải Từ hệ thống điện

, điện áp không qua trạm biến áp trung tâm mà được cấp thẳng đến trạm

biến áp phân xưởng có điện áp thứ cấp 0,4-0,6 KV

-Sơ đồ c :Sơ đồ dùng trạm biến áp trung tâm, dúng cho xí nghiệp có công

- Ta thấy nếu dùng sơ đồ dẫn sâu từ mạng 35kv xuống điện áp 0,4kv

thì có lợi giảm được tổn thất nhưng chi phí cho các thiết bị cao Loại sơ đồ

này phù hợp với các xí nghiêp có các phân xưởng nằm cách xa nhau

(Hình b)

- Nếu dùng sơ đồ trạm biến áp trung tâm 35/10kv cấp điện cho các

biến áp phân xưởng 10/0,4kv thì chi phí cho các thiết bị thấp và với loại

hình phân xưởng đặt gần nhau thì tổn thất không lớn (Hình c)

Theo phân tích trên ta dùng sơ đồ trạm nguồn là trạm biến áp trung

tâm 35/10kv cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng (BAPX)

3.2 Chọn vị trí xây dựng trạm :

• Trạm biến áp trung tâm

- Trạm biến áp trung tâm nhận điện từ trạm biến áp trung gian

(BATG) hay đường dây của hệ thống có điện áp 35kv biến đổi xuống điện

áp 10kv cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng

- Vị trí xây dựng trạm được chọn theo nguyên tắc chung sau:

+ Gần tâm phụ tải điện M0 (4,07; 3,24)

+ Thuận lợi cho giao thông đi lại và mỹ quan

Trạm biến áp đặt vào tâm phụ tải điện, như vậy độ dài mạng phân phối

cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung

cấp điện đảm bảo hơn

Vậy ta chọn xây dựng trạm biến áp trung tâm tại tâm của phụ tải, nằm

ở giữa mặt bằng của nhà máy (vị trí xác định trên mặt bằng )

• Trạm biến áp phân xưởng :

- Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xí

nghiệp 10kv xuống điện áp phân xưởng 0,4kv cung cấp cho các phụ tải

động lực và chiếu sáng của phân xưởng

- Vị trí các trạm phân xưởng cũng đặt ở gần tâm phụ tải phân xưởng,

không ảnh hưởng tới quá trình sản xuất, thuận tiện cho việc vận hành và

sửa chữa

- Có 3 hình thức đặt trạm :

+ Trạm đặt trong phân xưởng: giảm được tổn thất, chi phí xây dựng,

tăng tuổi thọ thiết bị, nhưng khó khăn trong vấn đề chống cháy nổ

+ Trạm đặt ngoài phân xưởng: tổn thất cao, chi phí xây dựng lớn, dễ

dàng chống cháy nổ

+ Trạm đặt kề phân xưởng: tổn thất và chi phí xây dựng không cao,

vấn đề phòng cháy nổ cũng dễ dàng

Vậy trạm biến áp được chọn xây dựng kề phân xưởng

4 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG CHO CÁC MÁY BIẾN ÁP:

4.1 Xác định số lượng máy biến áp:

- Chọn số lượng máy biến áp cho các trạm chính cũng như trạm biến

áp phân xưởng có ý nghĩa quan trọng đối với việc xây dựng một sơ đồ cung

cấp điện hợp lý

- Kinh nghiệm tính toán và vận hành cho thấy là trong một trạm biến

áp chỉ cần đặt một máy biến áp là tốt nhất, khi cần thiết có thể đặt hai máy,

không nên đặt quá hai máy

+ Trạm một máy biến áp có ưu điểm là tiết kiệm đất đai, vận hành đơn

giản trong hầu hết các trường hợp có chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhất

nhưng có nhược điểm mức đảm bảo an toàn cung cấp điện không cao

+ Trạm hai máy biến áp thường có lợi về kinh tế hơn so với các trạm

ba máy và lớn hơn

Khi thiết kế để quyết định chọn đúng số lượng máy biến áp cần phải

xét đến độ tin cậy cung cấp điện

- Dựa vào tính năng và mức độ quan trọng của từng phân xưởng trong

xí nghiệp có thể phân ra hai loại phụ tải sau :

• Phụ tải loại 2 gồm :

- Phân xưởng luyện gang, ký hiệu trên mặt bằng số 1

- Phân xưởng Lò Mác tin, ký hiệu trên mặt bằng số 2

- Phân xưởng máy cán phôi tấm, ký hiệu trên mặt bằng số 3

- Phân xưởng cán nóng, ký hiệu trên mặt bằng số 4

- Phân xưởng cán nguội, ký hiệu trên mặt bằng số 5

- Phân xưởng tôn, kí hiệu trên mặt bằng số 6

- Phân xưởng cơ điện, kí hiệu trên mặt bằng số 7

• Phụ tải loại 3 gồm:

- Trạm bơm , kí hiệu trên nặt bằng số 8

- Ban quản lý và phòng thí nghiêm, ký hiệu trê mặt bằng số 9

• Số lượng trạm biến áp được chọn như sau:

- Phân xưởng là phụ tải loại 2, cần đặt 2 MBA cho trạm BAPX đó

- Phân xưởng là phụ tải loại 3 cần đặt 1 MBA cho trạm BAPX đó

- Căn cứ vào vị trí, công suất tính toán và yêu cầu độ tin cậy CCĐ của

phân xưởng, quyêt định đặt 7 trạm (BAPX) như sau:

+ Trạm B1 (2MBA) : Cấp cho PX Luyện gang

+ Trạm B2 (2 MBA): Cấp điện cho PX Lò Mác tin

+ Trạm B3 (2 MBA): Cấp điện cho PX.máy cán phôi tấm

+ Trạm B4 (2 MBA) : Cấp điện cho PX Cán nóng

+ Trạm B5 (2 MBA): Cấp điện cho PX Cán nguội

+ Trạm B6 (2 MBA): Cấp điện cho PX.tôn và PX.cơ điện

+ Trạm B7 (1 MBA): Cấp điện cho trạm bơm ; ban quản lý và phòng

thí nghiệm

-Trạm biến áp trung tâm sử dụng 2 máy biến áp

4.2 Chọn dung lượng máy biến áp:

- Chọn công suất máy biến áp đảm bảo độ an toàn cung cấp điện

(A.T.C.C.Đ) Máy biến áp được chế tạo với các cỡ tiêu chuẩn nhất định,

việc lựa chọn công suất máy biến áp không những đảm bảo độ an toàn cung

cấp điện, đảm bảo tuổi thọ của máy mà còn ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu

kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện

- Các máy biến áp của các nước được chế tạo với các định mức khác

nhau về nhiệt độ môi trường xung quanh, vì vậy khi dùng máy biến áp ở

những nơi có điều kiện khác với môi trường chế tạo cần tiến hành hiệu

chỉnh công suất định mức của máy biến áp

• Điều kiện chọn công suất máy biến áp

- Nếu 1MBA : S S

TT dmB ≥ (3-2)

Nếu 2 MBA

S S

k

S S

sc dmB qtsc

TT dmB

+ SđmB : Công suất định mức của MBA (KVA)

+ Stt : Công suất tính toán của phụ tải ( KVA)

+ Ssc : Công suất phụ tải mà trạm cần chuyển tải khi sự cố (KVA)

+ Kqtsc: Hệ số quá tải sự cố ; Kqtsc = 1,4

Trạm biến áp trung tâm:

) ( 7 , 10640 4

, 1

2 , 18621 8 , 0 4 , 1

) ( 6 , 9310 2

2 , 18621 2

TT dmB

- Chọn MBA do Liên Xô chế tạo loại TDH có Sđm = 10 MVA khi đưa

về lắp đặt trong nước thì công suất định mức của MBA phải được hiệu

100

+ S’đm : công suất định mức sau khi hiệu chỉnh (kVA)

+ Sđm : công suất định mức ghi trên nhãn máy (kVA)

Theo khí hậu miền Bắc lấy θtb= 200C, θmax=400C, như vậy công suất

định mức sau khi hiệu chỉnh S’đm= 8075(KVA)

Bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp trung tâm:

Bảng 3-1

kVA C H ΔPo ΔPn C-H

• Trạm biến áp phân xưởng :

- Nên chọn cùng một cỡ máy hoặc chọn không qúa 2-3 cỡ máy

- Trạm biến áp phân xưởng B 1

) ( 4 , 1661 4

, 1

3 , 3101 75 , 0 4 , 1

) ( 7 , 1550 2

3 , 3101 2

tt dmB

Chọn máy biến áp 1800 KVA của Liên Xô chế tạo, phải hiệu chỉnh

theo điều kiện nhiệt độ

- Trạm biến áp phân xưởng B7 :

Do trạm B7 chỉ có 1 MBA nên điếu kiện chọn MBA là:

SdmB ≥ Stt =1111,7 KVA Vậy ta chọn MBA có công suất định mức là : Sdm = 1800 KVA

Hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ môi trường :

S’dm=1800.(1-0,15 ) (1-0,05) =1454 KVA

• Chọn tương tự cho các trạm biến phân xưởng khác, những máy có

Sđm≤1000kVA, ta chọn MBA của hãng ABB sản xuất tại Việt Nam nên

không phải hiệu chỉnh nhiệt độ Các trạm dùng loại trạm kề, có 1 tường

chung với tường phân xưởng Kết quả chọn ghi trong bảng B3-2

5 CÁC PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG CAO ÁP CỦA XÍ NGHIỆP:

- Trạm biến áp trung tâm của xí nghiệp sẽ được lấy điện từ hệ thống

bằng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép

- Để đảm bảo an toàn, đảm bảo không gian và mỹ quan cho xí nghiệp

mạng cao áp được dùng cáp ngầm Từ trạm BATT đến các trạm biến áp

phân xưởng B1; B2; B3 ; B4 ; B5 ; B6 : dùng cáp lộ kép, đến trạm B7 dùng

cáp lộ đơn

Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp phân xưởng và trạm biến áp trung

tâm trên mặt bằng, đề ra 2 phương án đi dây mạng cao áp

• Phương án 1:

Các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trực tiếp từ trạm BATT

• Phương án 2: các trạm biến áp xa trạm BATT của nhà máy, lấy

điện thông qua các trạm ở gần trạm BATT Các phương án đi dây của

mạng điện xí nghiệp như sau:

(Vẽ các sơ đồ đi dây của 2 phương án)

Trong đó:

- Trạm biến áp trung tâm (BATT)

- Trạm biến áp phân xưởng (BAPX)

- Các cao áp

- Các hạ áp

7 TÍNH TOÁN SO SÁNH CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC

PHƯƠNG ÁN

Đường dây cấp điện từ hệ thống về trạm BATT của xí nghiệp bằng

đường dây trên không, loại dây AC

Tra bảng với dây dẫn AC và Tmax=5000h được Jkt =1,1(A/mm2)

Ta có

) ( 6 , 139 1

, 1

6 , 153 F

;

).

( 6 , 153 35 3 2

2 , 18621 3

kt

ttXN kt

dm

ttXN ttXN

Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 120 mm2, ký hiệu AC-120 có Icp =380(A)

- Kiểm tra sự cố khi đứt một dây :

10 365 , 0 6 , 12922 10

27 , 0 3 ,

∆U=1190,95<5%Udm =0,05.35000=1750 V Vậy chọn dây AC-120 là hợp lý

5.1 Tính toán kinh tế - kỹ thuật cho các phương án:

Sau đây lần lượt tính toán kinh tế kỹ thuật cho 2 phương án Mục đích

tính toán của phần này là so sánh tương đối giữa 2 phương án cấp điện, chỉ

cần tính toán so sánh phần khác nhau giữa 2 phương án Cả 2 phương án

đều có những phần tử giống nhau: đường dây cung cấp từ trạm biến áp

trung gian (BATG) về (BATT), 7 trạm biến áp, vì thế chỉ so sánh kỹ thuật -

kinh tế giữa 2 mạng cáp cao áp Dự định dùng cáp XLPE lõi đồng bọc thép

do hãng FURUKAWA của Nhật Bản, có các thông số kỹ thuật cho trong

phụ lục

a Phương án 1:

Chọn cáp từ trạm BATT đến các trạm biến áp phân xưởng được dùng

cáp đồng 10kv, 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC

Với cáp đồng và Tmax = 5000h, tra bảng được Jkt= 3,1 A/mm2

- Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B1:

) ( 5 , 89 10 3 2

3 , 3101

3 2

1 max

U

S I

dm

TTB v

) ( 8 , 28 1 , 3

5 ,

Chọn cáp có tiết diện F=25mm2, do hãng FURUKAWA chế tạo

- Chọn tương tự cho các đường cáp khác, kết quả ghi trong bảng B 3-3

10 R P

+ S : Công suất truyền tải (kVA)

+ U : Điện áp truyền tải (kV)

3 ,

Trong đó :

+ at c : hệ số thu hồi vốn đầu tư

+ avh : hệ số vận hành

+ Ki : vốn đầu tư

+ YiΔA.= C ΔA : phí tổn vận hành hàng năm

Tính toán với đường cáp lấy :

7 , 1111 2 , 1022 10

3 2

7

Fkt= 19 , 9 2

1 , 3

6 , 61 Im

mm Jkt

Bảng tính toán tổn thất công suất ΔP

5.2 So sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án:

Các tuyến cáp đã chọn vượt cấp, các TBAPX rất gần TBATT, các

phương án coi như điều kiện tổn thất điện áp đã đạt yêu cầu và không đem

Theo bảng trên ta thấy :

- Xét về mặt kinh tế thì phương án 1 có chi phí tính toán hàng năm (Z)

là nhỏ nhất

- Xét về mặt kỹ thuật thì phương án 1 có tổn thất điện năng hàng năm bé nhất

- Xét về mặt quản lý vận hành thì phương án 1 có sơ đồ hình tia →

thuận lợi cho vận hành, sửa chữa

Vậy chọn Phương án 1 làm phương án tối ưu của mạng cao áp

6 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ THUYẾT MINH VẬN HÀNH CỦA PHƯƠNG ÁN TỐI

Tủ Aptomat tổng Tủ Aptomat nhánh

Tủ cao

10/0,4K

Tủ aptômát tổng

Tủ aptômát nhánh

Tủ A phân đoạn

Tủ cao

áp

Hình 3.5 Sơ đồ đấu nối các trạm phân xưởng đặt 2 MBA.

Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn xí nghiệp

35KV

CSV MC

BATT

MC BU