Đồ án cung cấp điện cho nhà máy, phân xưởng công nghiệp

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa nước nhà, công nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng, bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được dùng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân. Khi xây dựng nhà máy, khu dân cư, thành phố v.v.. trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu cầu sinh hoạt của con người. Hệ thống cung cấp điện bao gồm các khâu phát điện, truyền tải và phân phối điện năng làm nhiệm vụ cung cấp điện cho một khu vực nhất định. Nguồn của hệ thống này lấy từ hệ thống điện quốc gia và thường dùng cấp điện áp từ trung bình trở xuống. Trong số các xí nghiệp công nghiệp then chốt của nền kinh tế quốc dân hiện nay thì nhà máy chế tạo vòng bi là một nghành sản suất quan trọng. Sản phẩm của nhà máy có mặt ở hầu hết các lĩnh vực của đời sống như máy móc phục vụ sản suất trong nông nghiệp, công nghiệp, xe cộ ... Đặc điểm riêng của nhà máy loại này là có số lượng phân xưởng nhiều và cần mặt bằng sản xuất rộng, dây chuyền công nghệ lớn. Để có một phương án cấp điện hợp lý cho nhà máy cơ khí nói chung cũng như nhà máy sản xuất vòng bi nói riêng trước hết ta phân tích quy mô tổng thể toàn nhà máy, rồi đến từng phân xưởng kèm theo đặc điểm công nghệ cụ thể.

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa nước nhà, công nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng, bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được dùng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân.

Khi xây dựng nhà máy, khu dân cư, thành phố v.v trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu cầu sinh hoạt của con người.

Hệ thống cung cấp điện bao gồm các khâu phát điện, truyền tải và phân phối điện năng làm nhiệm vụ cung cấp điện cho một khu vực nhất định Nguồn của hệ thống này lấy từ hệ thống điện quốc gia và thường dùng cấp điện áp từ trung bình trở xuống.

Trong số các xí nghiệp công nghiệp then chốt của nền kinh tế quốc dân hiện nay thì nhà máy chế tạo vòng bi là một nghành sản suất quan trọng Sản phẩm của nhà máy có mặt ở hầu hết các lĩnh vực của đời sống như máy móc phục vụ sản suất trong nông nghiệp, công nghiệp, xe cộ Đặc điểm riêng của nhà máy loại này là có số lượng phân xưởng nhiều và cần mặt bằng sản xuất rộng, dây chuyền công nghệ lớn

Để có một phương án cấp điện hợp lý cho nhà máy cơ khí nói chung cũng như nhà máy sản xuất vòng bi nói riêng trước hết ta phân tích quy mô tổng thể toàn nhà máy, rồi đến từng phân xưởng kèm theo đặc điểm công nghệ cụ thể.

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Đặng Quốc Thống, người đã trực tiếp

tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này Cảm ơn thầy đã cung cấp cho em những kiến thức cần thiết, có hệ thống của môn học này Kính chúc thầy luôn dồi dào sức khoẻ.

Xin chân thành cảm ơn thầy!

Sinh viên thực hiện đồ án.

Nguyễn Thành Quân

Trang 3

Phụ tải nhà máy chế tạo vòng bi : Nhà máy số 10

Tổng (kW)

1 2 3 4 5 6

Bộ phận dụng cụ

4 Máy tiện ren cấp chính xác cao 1 I - 1.7 1,7

Trang 4

16 Máy cắt mép 1 866A 4.5 4.5

23 Thiết bị để hoá bền kim loại 1 -58 0.8 0.8

Trang 7

Mục lục

* Lời nói đầu

* Chương1: Giới thiệu chung về nhà máy

* Chương2: Xác định phụ tải tính toán

* Chương3: Thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy

* Chương4: Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí

* Chương5: Tính toán bù công suất phản kháng để nang cao hệ số công

suất của nhà máy

* Chương6: Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng Sửa

chữa cơ khí

Trang 8

Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

* Nhà máy chế tạo vòng bi được xây dựng với qui mô lớn bao

gồm 11 phân xưởng và nhà làm việc

* Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy

11 Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo diện tích

* Nhà máy chế tạo vòng bi có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dânphục vụ cho quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Chính vì vậy nhàmáy được xếp vào hộ tiêu thụ loại I, cần được cấp điện liên tục và an toàn

* Nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ điện cách nhà máy 15 km, bằngđường dây trên không lộ kép Dung lượng ngắn mạch về phìa hạ áp của TBA khuvực là Sn= 250 (MVA)

* Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đạiTmax = 5000h Trong đó có phân xưởng sửa chữa cơ khí, phòng thí nghiệm là hộloại III, các phân xưởng còn lại đều thuộc hộ loại I

Nội dung tính toán, thiết kế:

1: Xác định phụ tải tính toán

2: Thiết kế mạng điện cao ápcho nhà máy

* Chọn số lượng dung lượng ,vị trí đặt TBA phân xưởng

Trang 9

* Chọn số lượng dung lượng vị trí đặt TBA trung gian.

* Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy

3: Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng SCCK

4: Tính toán bù công suất phản kháng để nang cao hệ số công suất của nhà máy.5: Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Chương II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG

VÀ TOÀN NHÀ MÁY

2.1.Đặt vấn đề

* Phụ tải điện là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đối với phụ tảithực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện Nói cáchkhác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tảithực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàncho thiết bị về mặt phát nóng

* Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệthống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn tính toán các loại tổn thất: côngsuất, điện năng, điện áp lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng Nó phụthuộc vào các yếu tố như : công suất, số lượng chế độ làm việc

* Có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫnchưa có một phương pháp thật hoàn hảo Có thể đưa ra đây một số phương phápthường được sử dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi qui hoạch vàthiết kế hệ thống cung cấp điện:

1 Xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Ptt=Knc*Pđ

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

Pđ- công suất đặt thiết bị hoặc nhóm thiết bị, khi tính có thể lấyPđ = Pđm

2 Xác định PTTT theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trungbình

Ptt = Khd *Ptb

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

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

3 Xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giátrị trung bình

Ptt=Ptb + b*b

Trang 10

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

b - độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung bình

ao - suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, (KWh/đvsp)

M – số sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm

Tmax- thời gian sử dụng công suất lớn nhất

6 Xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại

Ptt = Kmax * Ptb

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

Kmax - hệ số cực đại, tra trong sổ taykỹ thuật theo quan hệ

Kmax= f (n ,Ksd)

n - số thiết bị dùng điện hiệu quả

7 Phương pháp tính trực tiếp

*Trong các phương pháp trên, phương pháp 1,4,5 dựa theo kinh nghiệm thiết

kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho kết quả gần đúng tuy nhiên đơngiản và tiện lợi Các phương pháp dựa trên cơ sở lý thuyết thống kê có xét đếnnhiều yếu tố nên kết quả chính xác hơn nhưng tính toán lớn và phức tạp

*Trong sơ đồ này phân xưởng sửa chữa cơ khí đã biết vị trí, công suất đặt vàchế độ làm việc từng thiết bị nên khi tính toán phụ tải động có thể sử dụngphương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại Các phânxưởng còn lại biết diện tích và công suất đặt nên khi tính toán phụ tải động lựccủa các phân xưởng này ta áp dụng phương pháp tính theo công suất đặt và hệ sốnhu cầu Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo phương phápsuất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất

2.2.Xác định PTTT của phân xưởng SCCK

Phân xưởng SCCK có vị trí số 6 trong sơ đồ nhà máy, có diện tích 900 (m2),phân xưởng có 50 thiết bị công suất khác nhau Phần lớn thiết bị có chế độ dàihạn

2.2.1 Phương pháp xác định PTTT theo Ptb và Kmax

Trang 11

* PTTT được xác định theo sau: Ptt= Kmax *Ksd *

Ksd- hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật

Kmax - hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo Kmax= f(n, Ksd)

n- 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 hiệu quả phát nhiệt đúng bằng số thiết bị thực tế(có công suất

và chế độ làm việc có thể khác nhau) gây ra trong quá trình làm việc Được xácđịnh như sau:

Với n lớn thì xác định nhq theo biểu thức là phức tạp, ta có thể xác định nhq

theo phương pháp gần đúng sau:

m= Pđm max/Pđm min.

Pđm max : Công suất định mức của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm

Pđm min : Công suất định mức của thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm

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

Khi tính được n* và P* tra sổ tay tìm đựơc nhq* = f(n* , P*) Từ đó tínhđược: nhq= nhq* * n

Khi xác định PTTT theo phương pháp dùng nhq trong một số trường hợp

1

* Trong đó: Ktt-hệ số phụ tải thiết bị thứ i, có thể lấy gần đúng

Ktt= 0.9 đối với thiết bị làm việc chế độ dài hạn

Ktt= 0.75 đối với thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại

Trang 12

*Nếu thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (máy bơm, quạt gió ) PTTT

có thể lấy bằng giá trị trung bình

*Nếu mạng có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết bị ba pha củamạng, phải quy đổi công suất phụ tải 1 pha về phụ tải 3 pha tương đương

Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha: Pqđ= 3*Ppha max

*Nếu trong có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải qui đổi vềchế độ dài hạn : Pqđ=  *Pđm.p

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

2.2.2 Trình tự xác định PTTT theo Ptb và Kmax.p

1 Phân nhóm phụ tải, việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau:

*Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dàiđường dây hạ áp

*Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có chế độ làm việc giống nhau

để xác định PTTT chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức

cung cấp điện cho nhóm

*Tổng công suất các nhóm nên tương đương nhau để giảm chủng loại

tủ động lực dùng trong phân xưởng và nhà máy.

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

TT Tên thiết bị SL Kí hiệu

trên mặtbằng

Pđm(kW)

Tổng(kW)

Iđm

(A)

Nhóm I

Trang 13

Tổng(kW)

Iđm

(A)

Trang 14

1 2 3 4 5 6 7

Nhóm I

=0.69 Tra bảng PL1.4(TL1): nhq* = 0.76

.3821

2 2

A U

S I

kVA Q

P S

dm tt

tt

tt tt

Trang 15

Ikđmax : dòng điện khởi động max

Iđn = 5.Ikđmax +0,8.(73,86-0,15.25,33) =182,7 (A)

b.Tính toán nhóm II: Số liệu phụ tải của nhóm II cho trong bảng 2.3

Bảng 2.3 – Danh sách các thiết bị thuộc nhóm II

trên mặtbằng

Pđm(kW)

Tổng(kW)

Trang 16

31.11

*3/

)(31,1104

.980

2 2

A U

S I

kVA Q

P S

dm tt

tt

tt tt

c.Tính toán nhóm III: Số liệu phụ tải nhóm III cho trong bảng 2.4

Bảng 2.4 – Danh sách các thiết bị thuộc nhóm III

trên mặtbằng

Pđm(kW)

Tổng(kW)

Trang 17

80 

= 0.59 Tra bảng PL1.4(TL1): nhq* = 0.37

38.0

*3/(

50.165

*3/

)(50.16528

.13246

2 2

A U

S I

kVA Q

P S

dm tt

tt

tt tt

3.Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng SCCK

* Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng xác định theo suất chiếu sáng trên mộtđơn vị diện tích:

Pcs = po * S

Pcs - suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích [W/m2]

S - Diện tích được chiếu sáng

* Phân xưởng SCCK, hệ thống chiéu sáng sử dụng đèn sợi đốt, tra bảng PL1.7tìm được po = 12 [W/m2]

Pcs = P0 *S = 12* 900 = 10.8 (kW)

Loại đèn sợi đốt có cos = 1 nên Qcs =0

4.Xác định PTTT cho toàn phân xưởng

i Ptti = 0.8* (29,21 +6,80 +99,46) = 108.38 (kW)

Phụ tải phản kháng toàn phân xưởng

Trang 18

Qx = Kđt *



3 1

i Qtti = 0.8* (38,85+ 9,04 + 132.28) = 144,14 (kVAR)

Phụ tải toàn phần của phân xưởng

) ( 16 , 284 ) 38 , 0

* 3 /(

03 , 187

* 3 /

) ( 03 , 187 14

144 8

10 38

2 2

A U

S I

kW Q

P P Sttx

dm ttx

ttx

x cs x

2.3 Xác định PTTT cho các phân xưởng còn lại

Vì các phân xưởng còn lại biết công suất đặt và diện tích nên ta xácđịnh PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

2.3.1 Phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Pdi, Pdmi - công suất đặt và công suất định mức thiết bị thứ i

knc - hệ số nhu cầu tra trong sổ tay

Nếu hệ số công suất Cosφ của các thiết bị trong nhóm sai khác nhau không nhiềuthì cho phép sử dụng hệ số công suất trung bình để tính toán:

`

n

n n TB

P P

P

P P

P Cos

cos cos

.

2 1

2 2 1

Trang 19

27 162

Tra bảng PL1.7 ta có po =15 (W/m2) và sử dụng đèn sợi đốt coscs=1

*Công suất tính toán động lực:

58 1810

* Công suất tính toán động lực:

Pđl = Knc* Pđ = 0.3 * 4000 = 1200 (kW)

Qđl = Pđl * tg = 1200 *1.33 = 1596 (kVAR)

* Công suất tính toán chiếu sáng:

Trang 20

98 2054

Tra bảng PL1.7 ta có po =15(W/m2) và sử dụng đèn sợi đốt coscs=1

24 1541

U

(A)5.Phân xưởng số 4:

Công suất đặt: 2500 (kW)

Diện tích: 5250 (m2)

Tra bảng PL1.3 ta có Knc = 0.3 và cos = 0.6

Tra bảng PL1.7 ta có po =15(W/m2) và sử dụng đèn sợi đốt có coscs = 1

* Công suất tính toán động lực:

Pđl = Knc* Pđ = 0.3 * 2500 = 750 (kW)

Qđl = Pđl * tg = 750 * 1.33 = 997.5 (kVAR)

Trang 21

85 1296

Tra bảng PL1.7 ta có po =10 (W/m2) và sử dụng đèn sợi đốt có coscs= 1

91 407

U

(A)7.Phân xưởng rèn:

Công suất đặt:1600 (kW)

Pđl = Knc* Pđ = 0.5 * 1600 = 800 (kW)

Qđl = Pđl * tg = 800 * 1.33 = 1066.67 (kVAR)

Trang 22

36 1367

Tra bảng PL1.7 ta có po =10 (W/m2) và sử dụng đèn sợi đốt có cosc s= 1

43 456

U

(A)9.Trạm bơm:

Công suất đặt: 200 (kW)

Tra bảng PL1.7 ta có po =10 (W/m2) và sử dụng đèn sợi đốt có cosc s= 1

Pđl = Knc * Pđ = 0.6 * 200 = 120 (kW)

Qđl = Pđl * tg = 120 * 0.75 = 90 (kVAR)

Trang 23

00 161

U

(A) Bảng – Phụ tải tính toán của các phân xưởng:

Tên phân xưởng Pđ

Trang 24

Cos ttnm= Pttnm/ Sttnm = 4917.95/7534.82 = 0.65

2.5 Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải

2.5.1 Tâm phụ tải điện

*Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn mô men phụ tải đạt giá trị đạt cực tiểu

*Để xác định toạ độ của tâm phụ tải sử dụng biểu thức sau:

Trong đó: xo, yo, zo – toạ độ tâm phụ tải điện

xi, yi, zi- toạ độ phụ tải thứ i

Si- công suất phụ tải thứ i

* Trong thực tế ít quan tâm đến toạ độ z Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất đểđặt các trạm biến áp, trạm phân phố, tủ phân phối, tủ động lực nhằm tiết kiệm chiphí cho đường dây và giảm tổn thất trên lưới điện

2.5.2 Biểu đồ phụ tải điện:

*Biểu đồ phụ tải điện là vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâmphụ tải, có diện tích tương ứng với công suất phụ tải theo một tỉ lệ xích nào đó.Biểu đồ phụ chia làm 2 phần:phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng

* Để vẽ biểu đồ phụ tải cho các phân xương, nếu coi phụ tải của các phânxưởng phân bố đều theo diện tích phân xương thì tâm phụ tải có thể lấy trùng vớitâm hình của phân xưởng trên mặt bằng

* Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định:

Trong đó: m - tỉ lệ xích (kVA/cm2 hoặc kVA/mm2 )

Si - công suất phụ tải thứ i

Ri - bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xởng thứ i

Góc phụ tải chiếu sáng được xác định:

n

i

S x

1 1

n i i

S y

1

n i i

S z

1

Trang 25

TT Tên phân xưởng Pcs

Y(mm)

R(mm) cs o

Trang 27

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY

3.1 Đặt vấn đề

* 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 thoảmãn những yêu cầu cơ bản 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 để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện

6 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế

*Trình tự tính toán thiết kế cho mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm cácbước:

1 Vạch các phương án cung cấp điện

2 Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và chủngloại, tiết diện các đường dây cho các phương án

3 Tính toán kinh tế – kỹ thuật để lựa chọn các phương án hợp lý

4 Thiết kế chi tiết cho các phương án được chọn

3.2 Vạch các phương án cung cấp điện

*Với qui mô nhà máy như số liệu đã tính toán thì toàn nhà máy thuộc hộ tiêuthụ loại I nên đường dây cung cấp điện cho nhà máy sẽ dùng đường dây trênkhông lộ kép Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải:

P l

Trong đó: P- suất tính toán của nhà máy [kW]

l – khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy

Vậy: U  4 34 * 15  0 016 * 4917.95  42 01 (kV)

*TBA khu vực có hai cấp điện áp là 22 kV và 6 kV Ta chọn cấp điện áp đểcung cấp cho nhà máy là 22(kV)

3.2.1.Phương án về các trạm biến áp phân xưởng:

Các trạm biến áp được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau:

*Vị trí: gần tâm phụ tải, thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vần hành,sửa chữa

*Số lượng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA lựa chọn căn cứ vàoyêu cầu cung cấp của phụ tải, vận chuyển, lắp đặt, chế độ làm việc của phụ tải.Trong trường hợp TBA chỉ đặt một MBA sẽ là kinh tế nhất và thuận lợi cho việcvận hành, song độ tin cậy cung cấp điện không cao Các TBA cung cấp cho hộloại I và loại II chỉ nên đặt 2 máy, hộ loại III có thể chỉ đặt 1 máy

Trang 28

*Dung lượng của máy được chọn theo điều kiện:

n*K hc*S dmb S tt

và kiểm tra theo điều kiện sự cố 1 MBA (nếu sử dụng 2 máy)

(n 1 ) *K hc*K qt *S dmb S ttsc

Trong đó: n - số MBA có trong trạm biến áp

Khc - hệ só hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, lấy Khc=1

Kqt - hệ số quá tải sự cố, lấy Kqt=1.4

Sttsc - công suất tính toán sự cố Khi sự cố có thể bỏ một số phụtải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của MBA Giả thiết trong hộ loại I

có 30% phụ tải loại III nên Sttsc= 0.7*Stt

Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại máy biến áp dùng trong nhà máy đểtạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa và thay thế

1.Phương án 1: Đặt 4 MBA phân xưởng:

*TBA (B1): Cấp điện cho phòng thí nghiệm và phân xưởng số 1 trạm đặt 2MBA làm việc song song

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn: Sđm = 1000(kVA)

Kiểm tra: Sttsc lúc này là công suất tính toán sau khi đã cắt bớt một số phụtải không quan trọng trong phân xưởng

(n 1 ) *Khc*Kqt*SdmbSttsc

 

) ( 18 939 4

1

5 94 85 1972

* 7 0 4 1

* 7 0

kVA

Stt

Vậy TBA (B1) đặt 2 máy Sđm = 1000(kVA) là hợp lý

*TBA (B2): Cấp điện cho phân xưởng số 2, phân xưởng sửa chữa cơ khí

và lò ga Trạm đặt 2 MBA làm việc song song

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn: Sđm = 1600 (kVA)

Kiểm tra: Sttsc lúc này là công suất tính toán sau khi đã cắt bớt một số phụ tảikhông quan trọng trong phân xưởng

1324 96 ( )

4 1

92 2649

* 7 0 4 1

* 7 0

Trang 29

*TBA (B3): Cấp điện cho phân xưởng số 3 và số 4.Trạm đặt 2 MBA làmviệc song song

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn: Sđm= 1600(kVA)

Kiểm tra: Sttsc lúc này là công suất tính toán của phân xưởng số 3 và số 4 saukhi đã cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng

1419 05 ( )

4 1

09 2838

* 7 0 4 1

* 7 0

kVA

Stt

Vậy TBA (B3) đặt 2 máy Sđm = 1600 (kVA) là hợp lý

*TBA (B4): Cấp điện phân xưởng rèn, bộ phận nén khí và trạm bơm Trạmđặt 2 MBA làm việc song song

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn: Sđm= 1000 (kVA)

Kiểm tra: Sttsc lúc này là công suất tính toán sau khi đã cắt bớt một sốphụ tải không quan trọng trong phân xưởng

992 40 ( )

4 1

79 1984

* 7 0 4 1

* 7 0

*TBA (B1): Cấp điện cho phòng thí nghiệm và phân xưởng số 1, trạm đặt

2 MBA làm việc song song như phương án 1

*TBA (B2): Cấp điện cho phân xưởng số 2 Trạm đặt 2 MBA làm việcsong song

Trang 30

1027 49 ( )

4 1

89 2054

* 7 0 4 1

* 7 0

944 64 ( )

4 1

27 1889

* 7 0 4 1

* 7 0

kVA

Stt

*TBA (B4): Cấp điện cho phân xưởng số 4 và bộ phận nén khí Trạm đặt 2MBA làm việc song song

876 64 ( )

4 1

28 1753

* 7 0 4 1

* 7 0

kVA

Stt

*TBA (B5): Cấp điện cho lò ga và phân xưởng rèn Trạm đặt 2 MBA làm việcsong song

Trang 31

887 64 ( )

4 1

27 1775

* 7 0 4 1

* 7 0

kVA

Stt

3.3.2 Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng

Trong các nhà máy thường sử dụng các kiểu trạm biến áp phân xưởng:

* Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền

kề có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệmđược vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác

* Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộphân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành và bảo quản thuận lợi song về mặt

an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao

* Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụtải, nhờ vậy có thể đưa điện cao áp tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiềuchiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng,giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất Cũng vì vậy nên dùng trạmđộc lập, tuy nhiên vốn đầu tư xây dựng trạm sẽ bị gia tăng

Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến

áp đã nêu Để đảm bảo an toàn cho người cũng như thiết bị, đảm bảo mỹ quancông nghiệp, ở đây sẽ sử dụng loại trạm xây đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giaothông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sảnxuất

Để lựa chọn được vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng, cần xác định tâmphụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ cáctrạm biến áp đó

40 16 58

1810 27

162

58 1810

* 7 17 27 162

* 9 1 /

*

1 1

04 19 58

1810 27

162

58 1810

* 6 17 27 162

* 1 35 /

Trang 32

B3 37.93 32.19

Phơng ánII

a.Ph ơng án sử dụng sơ đồ dẫn sâu

Phơng án này đa đờng dây trung áp 22 kV vào sâu trongnhà máy đến tận các trạm biến áp phân xởng Nhờ đa trực tiếp

điện áp cao vào các TBA phân xởng sẽ giảm đợc vốn đầu t xâydựng TBATG hoặc trạm phân phối trung gian, giảm đợc tổn thất

và nâng cao năng lực truyền tải của mạng Tuy nhiên, nhợc điểmcủa sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết

bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độ vậnhành phải rất cao, nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải lớn

và tập trung nên ở đây ta không xét đến phơng án này

b.Ph ơng án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG)

Nguồn 22 kV từ hệ thống về qua TBATG đợc hạ xuống điện

áp 6 kV để cung cấp cho các TBA phân xởng Nhờ vậy sẽ giảm

đợc vốn đầu t cho mạng điện cao áp trong nhà máy cũng nh cácTBA phân xởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp

điện cũng đợc cải thiện Song phải đầu t để xây dựng TBATG,gia tăng tổn thất trong mạng cao áp Nếu sử dụng phơng án này,vì nhà máy đợc xếp vào hộ tiêu thụ loại I nên TBATG đặt haiMBA, sử dụng hai MBA với công suất đợc chọn theo điều kiện: n.SđmB  Sttnm = 7871 KVA

SđmB  Sttnm/2 = 3936 KVA

Chọn Sđm = 4000 KVA

Kiểm tra lại dung lợng máy biến áp đã chọn theo điều kiệnquá tải sự cố với giả thiết trong các hộ loại I nhà máy có 30% làphụ tải loại III có thể tạm ngừng cung cấp điện khi cần thiết:

Trang 33

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc

SđmB  (0,7.Stt)/1,4 = 3936 KVA

Vậy tại TBATG sẽ đặt hai MBA dung lợng 4000 KVA

c Ph ơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm

Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các TBA phân xởngthông qua các trạm phân phối trung tâm (TPPTT) Nhờ vậy việcquản lý, vận hành mạng điện cao áp của nhà máy sẽ thuận lợihơn, tổn thất trong mạng giảm Độ tin cậy của mạng gia tăng,song vốn đầu t xây dựng mạng cũng lớn hơn Trong thực tế, ph-

ơng án này chỉ đợc sử dụng khi điện áp nguồn không cao

i i S

y S y

1

1 0

.

Trong đú:

Si – cụng suất tớnh toỏn của phõn xưởng thứ i

xi , yi – toạ độ tõm phụ tải của phõn xưởng thứ i

77 34 65 9445

57 328431

08 310927

n

i i i

S

y S y

Vậy vị trớ tốt nhất để đặt TBATG hoặc TPPTT là tại toạ độ M (35,33)

3.Lựa chọn phương ỏn đi dõy của mạng cao ỏp

Vỡ nhà mỏy thuộc hộ số I, sẽ dựng đường dõy lộ kộp dẫn điện từ nguồn điện(TBA khu vực) cỏch nhà mỏy 15(km) về TBATG (hoặc TPPTT) của nhà mỏy

Do tớnh chất quan trọng của cỏc phõn xưởng nờn ở mạng cao ỏp trong nhàmỏy ta sử dụng sơ đồ hỡnh tia, lộ kộp Sơ đồ này cú ưu điểm là sơ đồ nối dõy rừràng, cỏc biến ỏp phõn xưởng đều được cấp điện từ một đường dõy riờng nờn ớtảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện cỏc biệnphỏp bảo vệ, tự động hoỏ và dễ vận hành Để đảm bảo mỹ quan và an toàn, cỏcđường cỏp cao ỏp trong nhà mỏy đều được đặt trong hào cỏp xõy dọc theo cỏctuyến giao thụng nội bộ Từ những phõn tớch trờn ta cú thể đưa ra cỏc phương ỏnthiết kế mạng cao ỏp được trỡnh bày như trong hỡnh vẽ sau:

Trang 34

Từ hệ thống

điện đến P.án 1

Từ hệ thống

điện đến P.án 2

3.3.TÍNH TOÁN KINH TẾ – KỸ THUẬT LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÍ :

Khi so sỏnh giữa cỏc phương ỏn ta chỉ so sỏnh cỏc phần khỏc nhau

Dựa vào hàm chi phớ tớnh toỏn Z: Z1 = (avh + atc)*K1 +c*Imax2*R* 

- dongf điện lớn nhất chạy qua thiết bị

R - điện trở của thiết bị

 - thời gian tổn thất cụng suất lớn nhất

c - giỏ tiền 1kWh c=1000đ/ kWh

Trang 35

3.3.1.Phương án 1

*Sử dụng TBATG nhận điện từ TBA khu vực, hạ điện áp xuống 6kV sau đócung cáp cho cho các TBA phân xưởng Các TBA B1, B2, B3, B4 hạ điện áp xuống0.4 để cung cấp cho các phân xưởng

1.Chọn MBA phân xưởng và xác định tổn thất điện năng

*Chọn MBA phân xưởng: Chọn MBA do CÔNG TY THIẾT BỊ ĐIỆNĐÔNG ANH chế tạo

(KWA)

Uc/Uh(KV)

Đơn giá(1000đ)

Thàn tiền(1000đ)TBATG 4000 22/6.3 4.8

B2 1600 6.3/0

4

1.65

B3 1600 6.3/0

4

1.65

B4 1000 6.3/0

4

1.55

Vốn đầu tư cho TBA: K B 1.993.200.000đ

*Xác định tổn thất điện năng trong các TBA:

* * 1* * ( ) 2 * 

Sdmb

Stt Pn n t Po n



Trong đó: n - số MBA song song

T - MBA vận hành suốt năm t=8760(h)

 - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất sử dụng công thức:  = (0.124 + Tmax * 10-4) 2 * 8760 = 3411(h) với Tmax=5000(h)

Tính cho trạm biến áp trung gian :



Trang 36

kWh

05 225527

3300

* 4000

7871

* 22

* 2

1 8760

* 85 4

* 2

2



b b

b b b

b





Bảng kết quả tổn thất điện năng trong MBA

Tên trạm Số máy Stt (KWA) Sđm (KWA) A (KWH)

Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = Ittnm / Jkt

Các cáp từ TBATG về TBA phân xưởng đều là cáp lộ kép nên:

K1 - hệ số điều chỉnh theo nhiêt độ lấy bằng 1

K2 - hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một dãnh, các rãnh đều đặt

2 cáp, khoảng cách giữa các sơị cáp là 300 (mm), tra bảng ta tìm K2 = 0.93

Vì chiều dài cáp từ TBATG đén TBA phân xưởng ngắn nên ta bỏ qua tổn thấtđiện áp

Định dạng
Số trang	73
Dung lượng	1,72 MB