Tài liệu Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế cung cấp điện 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 bị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp,

cấp điện

Lời giới thiệu

ông 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 khu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết

Hệ thống cung cấp điện là hệ thống gồm các khâu sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng Ngày nay điện năng đã trở thành dạng năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực Khi xây dựng một nhà máy, một khu vực kinh tế, một thành phố Trước hết chúng ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để đảm bảo đủ điện năng cho máy móc, các nhà máy và nhu cầu sinh hoạt của con người Sự phát triển của sản xuất và nhu cầu sử dụng năng lượng điện đã dẫn đến việc hình thành các hệ thống điện ngày càng lớn với điện áp chuyển tải ngày càng cao làm nảy sinh nhiều vấn đề khó khăn, phức tạp Những người làm chuyên môn cần nắm vững kiến thức cơ bản và hiểu biết sâu rộng về hệ thống điện thì mới có thể đáp ứng được yêu cầu hiện nay Bản đồ án này đối với em là một sự tập dượt qúy báu khi bước vào thực tế đầy khó khăn Đồ án gồm 2 phần:

C

Chương 2; 3: Thiết kế mạng cao áp cho nhà máy

Chương 4: Tính bù công suất phản kháng cho nhà máy

Chương 5: Thiết kế nối đất cho nhà máy

Phần 2 : Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Chương 1: Khái niệm về ánh sáng

Chương 2 : Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Đến nay bản đồ đã được hoàn thành, mặc dù bản thân em đã rất cố gắng nhưng chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo thêm của các thầy, cô

Em xin chân thành cảm ơn thầy: Trần Tấn Lợi đã hướng dẫn

en hoàn thành đồ án này Xin cảm ơn quí thầy, qúi cô và các bạn đã giúp em trong suốt quá trình học tập và làm đồ án này

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 chế tạo vòng bi nói riêng là những mục tiêu hàng đầu trong việc sản xuất

ra sản phẩm và phát triển nền kinh tế quốc dân

- Nhà máy chế tạo vòng bi mà em thiết kế là nhà máy có nhiệm vụ sản xuất chế tạo các loại vòng bi phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Ngoài những mặt hàng trên nhà máy còn có dây chuyền sản xuất bi gang, phục vụ cho các máy nghiền than của các nhà máy Xi măng và các nhà máy Nhiệt điện

cấp điện

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 34.975m2 nhà xưởng, bao gồm 10 phân xưởng, được xây dựng tập trung tương đối gần nhau, với tổng công suất dự kiến phát triển sau 10 năm sau là 15MVA

- 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 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA XÍ NGHIỆP:

cấp điện

* BPHC & QL - Bộ phận hành chính và quản lý

* PXCSCK - Phân xưởng sửa chữa cơ khí

* PX SÔ 1 - Phân xưởng số 1

* PX SÔ 2 - Phân xưởng số 2

* PX SÔ 3 - Phân xưởng số 3

* PX SÔ 4 - Phân xưởng số 4

* PX REN - Phân xưởng rèn

- Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp, thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, gây thiệt hại lớn về kinh tế, do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại I

- Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp

3 GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TOÀN XÍ NGHIỆP

3.1 Các đặc điểm của phụ tải điện

- Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp có thể phân ra làm hai loại phụ tải:

+ Phụ tải động lực

+ 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% U đm 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%

cấp điện

3.2 Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp

- 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 bị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp, đánh giá tổng thể toàn nhà máy chế tạo vòng bi ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tải loại I là 82% Phụ tải loại I lớn gấp 4 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại I, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục

4 PHẠM VI ĐỀ TÀI.

- Đây là một đề tài thiết kế tốt nghiệp, nhưng do thời gian có hạn nên việc tính toán chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lượng lớn, đòi hỏi thời gian dài, do đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan trọng của công trình

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

+ Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí và toàn nhà máy

+ Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

+ Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

+ Tính toán nâng cao hệ số cho toàn nhà máy

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

19 Lò điện để hoá cứng kim loại 17 1 W-90 90,0

33 Cẩu trục cánh có pa lăng điện 1 - -

I- XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SCCK

1/ Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Phụ tải tính toán là số liệu cơ bản, dùng để thiết kế cung cấp điện, phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết không đổi tương đương với phụ tải thực tế về mặt phát nóng của thiết bị Có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán khác nhau, tùy theo từng trường hợp cụ thể mà áp dụng phương pháp phù hợp

Ví dụ: Như khi xác định phụ tải tính toán của nhóm thiết bị, yêu cầu chính xác, thì phải sử dụng phương pháp số thiết bị hiệu quả

Phương pháp xác định phụ tải tính toán được xem là quan trọng, trong việc thiết kế cung cấp điện Người ta thường quan tâm đến các thông số cơ bản khi thiết kế, có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán & ngày càng được hoàn thiện về mặt lý thuyết

Khi tiến hành thì phải sử dụng đến một số đại lượng, ví dụ như: Pđm,

Pđ, Ptb & các hệ số tính toán

Sau đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng:

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

cấp điện

• Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất

• Phương pháp tính theo hệ số yêu cầu

• Phương pháp tính theo công suất trung bình

1.1/ Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt P đ , & hệ số nhu cầu Knc

1 P K

P K

P K

n

i nc di n

i nc d nc

Knc: Thường được cho trong các số tay về cung cấp điện

Pđ: Công suất đặt của phân xưởng

Qtt = Ptt tgϕ (1.2)

( 1 1 3 )

cos

2 2

ϕ

P Q

P

TT TT

tt = + =

Qtt: Công suất phản kháng

Stt: Công suất toàn phần tính toán

Trong phương pháp này, nếu các hệ số công suất cosϕ của các động cơ khác nhau thì ta phải tính toán cosϕtb

2 1

2 1

2

cos cos

P P

P

P P

P

n

n tb

n

+ + +

+ + +

i

i i

Knc = Kmax Ksd lại phụ thuộc vào số lượng thiết bị & chế độ vận hành

cấp điện

1.2/ Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích

Ptt = Po F (KW) (1.2) Po: Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích (KW/m2)

M: Là số sản phẩm được sản xuất ra trong một năm

W0: Suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm (Kwh/sản phẩm)

Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)

1.4/ Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại & công suất trung bình (Phương pháp số thiết bị hiệu quả)

Ksd: hệ số sử dụng của thiết bị, tra trong sổ tay

Kmax : Hệ số cự đại, có thể tra trên đồ thị hoặc bảng Kmax = t(Ksd, nhq) Pđm: Tổng công suất định mức của các thiết bị trong nhóm (KW)

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, & thường được dùng để xác định phụ tải tính toán của nhóm thiết bị

+ Nếu n≤ 3 và nhq < 4 thì tính như sau:

Ptt = ΣPđmi ( KW ) (1.4.2)

Kpti: Hệ số phụ tải của thiết bị thứ i

+ Nếu nhq > 300 & Ksd< 0,5 thì lấy ứng với nhq = 300;

còn nếu nhq > 300 & Ksd ≥ 0,5 thì Ptt = 1,05 Ksd Pđm (1.4.5)

+ Đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (các máy bơm, quạt

nén khí ) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình

Ptt = Ptb = Ksd Pđm (KW) (1.4.6)

+ Nếu có thiết bị 1 pha thì cố gắng phân phối đều phụ tải cho các pha

& phải tính quy đổi về 3 pha

2/ Tính toán cụ thể cho từng phân xưởng của nhà máy sản xuất

11 Chiếu sáng phân xưởng XĐ theo diện tích

2.1/ Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

a 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 :

cấp điện

* Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

- Theo công suất trung bình và hệ số cực đại

- Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung

bình

- Theo công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải

- Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

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

* Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1

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)

+ nhq : số thiết bị dùng điện hiệu quả

Vì hệ số sử dụng Ksd và hệ số cosϕ của nhóm1khác nhau nên

dhi

n sdi

P

P K

1

1

(2-3)

85 , 119

1 , 0 3 , 0 85 , 4 7 , 0 ).

7 5 , 2 8 , 2 ( 2 , 0 ).

2 , 3 20 6 5 , 4 56

ϕ (2-4)

85 , 119

5 , 0 656 , 2 8 , 0 3 , 12 6 , 0 7 ,

cấp điện

Ta có =∑n1

1 dm

1 P P

+ Pđm : công suất định mức của n1 thiết bị

; n

; 18 , 0 11

, 78 44 ,

65 2 2 2

P

S tt = tt + tt = + =

) ( 3 , 155 380

3

10 22 , 102

3

3

A U

S

I tt

• Một số công thức được dùng để tính toán:

- Công thức quy đổi chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại về chế độ làm việc dài hạn của thiết bị:

2) - (2

% K P

P

d dm

qd =

+ Kd%: Hệ số đóng điện phần trăm

- Công thức quy đổi phụ tải 1 pha sang phụ tải 3 pha khi đấu vào điện áp dây

cấp điện

Pđm.tđ = 3Pđm.ph.max (2-5)

+ Pđm.ph.max :phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất (kw)

• Tương tự tính toán cho các nhóm khác, kết quả ghi được trong bảng B2-3

cấp điện

cấp điện

1.3 Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng:

+ 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 = 18 x 87,5 =1575 (m2)

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

cấp điện

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

Pttpx = 0,85 (65,44 + 84,63 + 62,3 + 80,57 + 79,8) + 23,6 = 340,43 (kw) Qttpx=0,85.(78,53+106,63 + 82,86 +107,16 + 79) = 386,0 (KVAR)

Stt.px = 340 , 43 2 + 386 , 0 2 = 514 , 71 (KVA)

1.5 Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

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 Iđm(max)) (2-8)

Trong đó:

Ikđ(max) - Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy

Ikđ(max)= Kkđ.Iđm(max)

Với động cơ không đồng bộ lấy Kkđ=5÷7

Với động cơ đồng bộ lấy Kkđ=2÷3

Itt - Dòng điện tính toán của nhóm máy

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

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

cấp điện

2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG KHÁC VÀ TOÀN XÍ NGHIỆP

2.1 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng

Các phân xưởng của nhà máy sản xuất vòng bi đều là các phân xưởng truyền thống quen thuộc & có thể tra các hệ số tính toán của chúng trong các tài liệu về cung cấp điện (P.L 1.3)

Trong phần này phụ tải tính toán của các phân xưởng được xác định bằng phương pháp hệ số nhu cầu

Ptt = Pđ Knc (KW) (2.1)

Trong đó:

Ptt : Công suất tính toán của phân xưởng đó

Knc: Hệ số nhu cầu của phân xưởng đó

Pđ: Công suất đặt của phân xưởng đó

Qtt = Ptt tgϕ (KVAR) (2.2)

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định như sau:

Pcs = P0 F (2.3)

Trong đó:

Pcs : Công suất chiếu sáng của phân xưởng (W)

P0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên 1 đơn vị điện tích

F: Diện tích của phân xưởng đó (m2)

Hệ thống chiếu sáng phân xưởng dùng toàn bộ các đèn sợi đốt có hệ số công suất cosϕ = 1

Công suất tính toán của toàn phân xưởng được xác định theo công thức sau:

Stt = Ptt PCS Qtt

2 2

) ( + + (KVA) (2.4)

Diện tích mặt bằng của phân xưởng là: F = 65x110 = 7.150 m2

Suất phụ tải chiếu sáng trên 1 đơn vị diiện tích là P0 = 14 (W/m2)

= + +P Q

Stt =1000 (KVA) (phân xưởng số 1)

Tính toán tương tự như các phân xưởng còn lại

Kết quả tính toán cho từng phân xưởng được trình bày trong bảng 6

Bảng 6: Bảng kết quả tính toán phụ tải tính toán của toàn nhà máy

cấp điện

Tr bơm 300 0,4 0,8 0,75 1925 12 120 23,1 143,1 107,32 178,87

2.2 Xác định phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp:

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

) ( 14 , 5087 10

1

10

1

kw P

P k

, 4999 14

14 ,

S

P Cosϕ

2.3 Tính sự tăng trưởng của phụ tải trong 10 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: (α 1 = 0,0655) trang 262 sách

CCĐXNCN

t - Số năm dự kiến (t = 10 năm)

- 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

+ 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

+ m : tỉ lệ xích KVA/mm2

• Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải :

360

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

1757

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

a/ Xác định tâm phụ tải điện của nhà máy

Góc phụ tải chiếu sáng

Phụ tải động lực

α cs

x0; y0: Là tọa độ tâm phụ tải điện của nhà máy

Xi; Yi: Là tọa độ tâm phụ tải điện của phân xưởng thứ i

Xét nhà máy trong hệ tọa độ vuông góc, với gốc tọa độ là điểm O ở góc trái phía dưới của nhà máy & 2 trục tọa độ OX (trục hoành) OY (trục tung), đơn vị tính bằng mét: Khi đó tâm phụ tải điện của các phân xưởng có tọa độ như trình bày ở bảng 7 dưới dây

cấp điện

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, khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải 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 (ĐTCCCĐ) cao, các đặc điểm của quá trình sản xuất và quá trình công nghệ 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 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 TỔNG HỢP PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA XÍ NGHIỆP:

cấp điện

- Kinh nghiệm cho thấy rằng phụ tải điện của xí nghiệp tăng lên không ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng, tăng năng suất của các máy chính, tăng dung lượng năng lượng, thay hoặc hoàn thiện các thiết bị công nghệ, xây lắp thêm các thiết bị công nghệ, Để hợp lý hoá sơ đồ cung cấp điện và tất cả các phần tử của nó phụ thuộc vào việc đánh giá đúng đắn phụ tải điện, nếu không tính đến sự phát triển của phụ tải sẽ dẫn đến phá hoại các thông số tối ưu của lưới

- Nhưng do không có thông tin cụ thể về sự phát triển của phụ tải điện của xí nghiệp nên ở đây ta không xét đến mức gia tăng của phụ tải trong tương lai do đó phụ tải tính toán Stt đã tính trước với số năm dự kiến là 10 Stt(10) = 1104,93 KVA

Ptt(10) = 8853,69 kw

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

3.1 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)

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

cấp điện

Thay các giá trị PttXN(10) = 8853,69 kw và l = 5km vào công thức (3-1a) trên ta tính được U = 52,55 kv Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp là Uđm =35 kv

4 CÁC PHƯƠNG PHÁP CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÍ NGHIỆP :

4.1 Các phương án về trạm nguồn:

- 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)

cấp điện

- 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)

4.2 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 (53,76;34,75)

+ 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 gần phân xưởng số 2 (ký hiệu số 5 trên mặt bằng )

• Trạm biến áp phân xưởng :

cấp điện

- 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

+ 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

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

5.1 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

- Phân xưởng số 1, ký hiệu trên mặt bằng số 2

- Phân xưởng số 2, ký hiệu trên mặt bằng số 3

- Phân xưởng số 3, ký hiệu trên mặt bằng số 4

- Phân xưởng số 4, ký hiệu trên mặt bằng số 5

- Lò ga, ký hiệu trên mặt bằng số 7

- Phân xưởng rèn, ký hiệu trên mặt bằng số 8

- Bộ phận nén ép, ký hiệu trên mặt bằng số 9

• Phụ tải loại 3 gồm:

- Phòng thí nghiệm, ký hiệu trên mặt bằng số 1

- Phân xưởng (SCCK), ký hiệu trên mặt bằng số 6

- Trạm bơm, ký hiệu trên mặt bằng số 10

• Số lượng trạm biến áp được chọn như sau:

- Phân xưởng là phụ tải loại 1, cần đặt 2 MBA cho trạm BAPX đó, phụ tải loại 3 dùng chung trạm BAPX với phụ tải loại 1

- 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:

cấp điện

+ Trạm B1 (2MBA) : Cấp cho PX số 1 và phòng thí nghiệm

+ Trạm B2 (2 MBA): Cấp điện cho PX số 2

+ Trạm B3 (2 MBA): Cấp điện cho PX số 3

+ Trạm B4 (2 MBA) : Cấp điện cho PX số 4

+ Trạm B5 (2 MBA): Cấp điện cho lò ga + PX sửa chữa cơ khí

+ Trạm B6 (2 MBA): Cấp điện cho phân xưởng rèn

+ Trạm B7 (2 MBA): Cấp điện cho bộ phận nén ép + trạm bơm

5.2 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 : SdmB≥STT (3-2)

Nếu 2 MBA

S S

k

S S

sc dmB qtsc

TT dmB 2

≥

≥

(3-3)

Trong đó:

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

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

, 1

93 , 11804 4

, 1

) ( 47 , 5902 2

93 , 11804 2

TT dmB

- Công thức hiệu chỉnh công suất theo nhiệt độ [ giáo trình: CCĐXN ]

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= 240C, θmax=420C, như vậy công suất định mức sau khi hiệu chỉnh S’đm=0,75Sđm→S’đm=0,75.10000= 7500(KVA) Bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp trung tâm:

Bảng 3-1

Sđm kVA

cấp điện

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

- Trạm biến áp phân xưởng B1

) ( 678 , 877 4

, 1

75 , 1228 4

, 1

) ( 375 , 614 2

75 , 1228 2

tt dmB

Bảng 3-2

Ký

hiệu Tên phân xưởng

S tt (kVA) Số máy

6 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

cấp điện

- 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; B7 dùng cáp lộ kép

Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp phân xưởng và trạm biến áp trung tâm trên mặt bằng, đề ra 3 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 và phương án 3; các trạm biến áp xa trạm BATT của nhà máy, lấy liên 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 3 phương án)

Tra bảng với dây dẫn AC và Tmax=4500h được Jkt =1,1(A/mm2)

- Trạm biến áp trung tâm (BATT)

- Trạm biến áp phân xưởng (BAPX)

- Cáp cao áp

- Cáp hạ áp

cấp điện

Ta có

) ( 51 , 88 1 , 1

37 , 97 F

;

).

( 37 , 97 35 3 2

93 , 11804 3

kt

ttXN kt

dm

ttXN ttXN

Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 95mm2, ký hiệu AC-95 có Icp =330(A)

- Kiểm tra sự cố khi đứt một dây : 173 , 2 ( A )

35 3

7500 4 , 1 U 3

S , 1 I

dm

dmB

Icp > Ittsc = 173,2 (A) Dây dẫn chọn thoả mãn

- Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp, vì tiết diện dây đã chọn vượt cấp cho sự gia tăng của phụ tải trong tương lai, nên không cần kiểm tra theo ΔU

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

Sau đây lần lượt tính toán kinh tế kỹ thuật cho 3 phương án Mục đích tính toán của phần này là so sánh tương đối giữa 3 phương án cấp điện, chỉ cần tính toán so sánh phần khác nhau giữa 3 phương án Cả 3 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

3 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