THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ,...Tính toán tổn thất trong công suất

Trang 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

Nhà máy chế tạo Vòng Bi được xây dựng trên địa bàn với quy mô khá lớn

bao gồm 10 phân xưởng và nhà máy làm việc

Bảng 1.1 - Danh sách các phân xưởng trong nhà máy:

Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo Vòng Bi để cung cấp cho các ngành

kinh tế trong nước và xuất khẩu Đứng về mặt tiêu thụ điện năng thì nhà

máy là một trong những hộ tiêu thụ lớn Do tầm quan trọng của nhà máy

nên ta có thể xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại1, cần được đảm bảo cung cấp

điện liên tục và an toàn

Theo dự kiến của ngành điện, nhà máy sẽ được cung cấp từ Trạm

biến áp Trung gian cách nhà máy 15 km, bằng đường dây trên không lộ

kép, dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm trung gian là SN=250

MVA

Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực

đại TMAX= 5300h Trong nhà máy có phòng Thí nghiệm, phân xưởng Sửa

chữa cơ khí và Trạm bơm là hộ loại III, các phân xưởng còn lại đều thuộc

hộ loại I Mặt bằng bố trí các phân xưởng và nhà làm việc của nhà máy

được trình bày trên hình 1.1

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

Trang 2

4 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất

của nhà máy

5 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí

6 Thiết kế đường dây trên không từ Hệ thống về nhà máy

7 Thiết kế trạm biến áp hợp bộ

8 Thiết kế tủ phân phối và tủ tụ bù cho phân xưởng SCCK

Trang 3

CHƯƠNG II:

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương

với phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ

cách điện Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị nên tới

nhiệt độ tương đương như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị

theo phụ tải tính toán sẽ đảm an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị

trong hệ thống cung cấp như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt,

bảo vệ, Tính toán tổn thất trong công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện

áp; lựa chọn công suất phản kháng, Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều

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 phụ tải tính toán xác định được

nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện có khả

năng dẫn đến sự cố, cháy nổ, Ngược lại, các thiết bị được lựa chọn sẽ dư

thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất, Cũng vì vậy đã có

nhiều công trình nghiên cứu và phương pháp xác định phụ tải tính toán,

song cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào thật hoàn thiện Những

phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính

toán và những thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại Có thể đưa ra

đây một số phương pháp thường được sử dụng nhiều hơn cả để xác định phụ

tải tính toán khi qui hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện:

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

đặt và hệ số nhu cầu

Ptt = Knc.Pd

Trong đó:

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

Pd -công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán có thể xem

gần đúng Pd≈Pdm, [kW]

2 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số 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 kỹ thuật,

Ptb- công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, [kW]

Trang 4

A t

dt t p P

0

) (

3 Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình:

Ptb - Công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, (kW)

δ - Độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình

β - Hệ số tán xạ của δ

4 Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại:

Ptt = Kmax.Ptb = Kmax.Ksd.Pđm

Trong đó:

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

Kmax- hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật,

Kmax= f (nhq, Ksd)

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

nhq - số thiết bị dùng điện hiệu quả

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

đơn vị sản phẩm:

max

0 tt

T

M a

P = Trong đó:

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

M - số sản phẩm sản xuất được trong năm,

Tmax- thời gian sử dụng công suất lớn nhất, (h)

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

tích:

Ptt = p0.F Trong đó:

p0- suất trang bị điện trên một đơn vị điện tích, (W/m2)

F -diệntích bố trí thiết bị, (m2)

7 Phương pháp tính trực tiếp tổng hợp các phương pháp trên, thường

đựoc sử dụng để tính toán cho các phụ tải mang tính tổng hợp

Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp 1, 5 và 6 dựa trên kinh

nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần

Trang 5

đúng tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi Các phương pháp còn lại

được xây dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kết có xét đến nhiều yếu

tố do dó có két quả chính xác hơn nhưng khối lượng tính toán lớn và phức

tạp

Tuỳ 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 đồ án 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

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

còn lại do chỉ biết diện tích và công suất đặt 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 số 6 trong sơ đồ mặt bằng

nhà máy Phân xưởng có diện tích bố trí thiết bị là 1875 m2 Trong phân

xưởng có 53 thiết bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có

công suất lớn nhất là 10 kW ( máy tiện ren) song có những thiết bị có công

suất rất nhỏ (< 0.6 kW) Phần lớn các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn,

chỉ có máy biến áp hàn là có chế độ ngắn hạn lặp lại Những đặc điểm này

cần được quan tâm khi phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính toán và lựa

chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

2.2.1 Giới thiệu phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công

suất trung bình P tb và hệ số cực đại k max (còn gọi là phương pháp số

thiết bị dùng điện hiệu quả n hq ):

theo phương pháp này phụ tải tính toán được xác định theo biểu thức:

Ptt = kmax.ksd.∑

= n

1 1 dmt

PTrong đó:

Pdmi- Công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm,

n - Số thiết bị trong nhóm,

ksd - Hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật,

kmax- Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ kmax=f

(nhq,ksd),

nhq - số thiết bị dùng điện hiệu quả

Trang 6

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 huỷ hoại

cách điện) đúng bằng các phụ tải thực tế (có công suất và chế độ làm

việc có thể khác nhau) đã gây ra trong quá trình làm việc, nhq được xác

định bằng biểu thức tổng quát sau:

nhq = n ( )2

1 i dmi

2 n

1 i

Khi n lớn thì việc xác định nhq theo biểu thức trên khá phiền phức nên

ta có thể xác định nhq theo các phương pháp gần đúng với sai số tính toán

nằm trong khoảng < + 10%

a Trường hợp m =

min dm

max dm

P

<3 và ksdp > 0,4, thì nhq= n có nghĩa nhq chính

bằng số thiết bị trong nhóm

Chú ý nếu trong nhóm có n1 thiết bị mà tổng công suất của chúng

không lớn hơn 5% tổng công suất của cả nhóm thì: nhq= n- n1

Trong đó:

Pdmmax- công suất định mức của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm

Pdmmin- công suất định mức của thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm

b.Trường hợp m =

min dm

max dm

n

1 dmi P

P

< n

c Khi không áp dụng được các trường hợp trên, việc xác định nhq phải

được tiến hành theo trình tự:

Trước hết tính: n* =

n

n1

P*=P

P1

Trong đó: n - số thiết bị trong nhóm,

n1 - số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất

của thiết bị có công suất lớn nhất,

Trang 7

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

Sau khi tính được n* và P* tra theo sổ tay kỹ thuật ta tìm được nhq*=f(n*,

P*), từ đó tính nhq theo công thứ: nhq= nhq*.n

Khi xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị dùng điện

hiệu quả nhq, trong một số trường hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần

đúng sau:

* Nếu n<3 và nhq <4, phụ tải tính toán được tính theo công thức:

Ptt=∑

= n

1 1 dmi

i P k

1 1

. Trong đó: kti - hệ số phụ tải của thiết bị thứ "i" Nếu không có số liệu

chính xác, hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng như sau:

kti = 0.9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn,

kti = 0.75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại,

* Nếu n>300 và ksd > 0,5 phụ tải tính toán được tính theo công thức:

Ptt= k sd∑n P dmi

=1 1

05 , 1

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

khí, )

Ptt=Ptb=k sd∑n P dmi

=1

1

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

cho ba pha của mạng, trước khi xác định nhq phải quy đổi công suất của các

phụ tải 1 pha về phụ tải 3 pha tương đương:

Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha: Pqd = 3.Ppha max

Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây: Pqd = 3 P phamax

* Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn

lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi xác định nhq theo công

thức:

Ptb= εdm PdmTrong đó:εđm - hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lý lịch

máy

2.2.2.Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phương pháp P tb và

k max :

Trang 8

các đường dây hạ áp trong phân xưởng:

* Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau

để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư

và các tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng

* Chế độ độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc xác đinh PTTT được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa

chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm

* Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy Số thiết bị trong một nhóm

cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường

< (8÷12)

Tuy nhiên thường thì rất khó thoả mãn cùng một lúc cả ba nguyên tắc trên phải do vậy 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 4 nhóm Kết

quả phân nhóm phụ tải điện được trình bày trong bảng 2.1

BẢNG 2.1- TỔNG HỢP KẾT QUẢ PHÂN NHÓM PHỤ TẢI ĐIỆN

LƯỢNG

KÝ HIỆU TRÊN MẶT BẰNG

P ĐM (KW) IDM

(A) 1MÁY TOÀN BỘ

Trang 9

Cộng nhóm I: 10 89 225,36

Trang 10

30 Máy khoan đứng 1 5 2,8 2,8 7,09

2 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải:

a Tính toán cho nhóm 1: Số liệu phụ tải của nhóm 1 cho trong bảng 2.2

Bảng 2.2 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm 1

LƯỢNG

KÝ HIỆU TR MẶT BẰNG

P ĐM (KW) I DM

Tra bảng PL1.1 (TL1) tìm được ksd= 0,16; cosϕ= 0,6 ta có:

n = 10; n1= 8

n*= 0 , 8

10

8 n

n1 = = P*= 0 , 89

89

40 40 P

P1 = + = Tra bảng PL1.4 (TL1) tìm được nhq*= 0,89

Số thiết bị sử dụng hiệu quả nhq= nhq*.n= 0,89.10 = 8,9

Tra bảng PL1.5 (TL1.5 (TL.1) với ksd = 0,16 và nhq = 9 tìm được kmax = 2,2

Phụ tải tính toán của nhóm I:

Ptt = kmax.ksd.∑

= n

1 1 dmt

P =0,16 2,2 89 = 31,32 kW

Trang 11

Qtt = Ptt tgϕ = 31,32 1,33 = 41,66 kVAr

Stt= 52 , 2

6 , 0

2 , 31

ϕ

tt P

kVA

Itt = 79 , 3

3 38 , 0

2 , 52 3

I 5 x 25,32 + 0,8 x 75,5 = 187 A

Trong đó: Ikd max - dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện khởi động

lớn nhất trong nhóm; kdt - hệ số đồng thời, ở đây lấy kdt = 0,8

b.Tính toán cho nhóm 2: Số liệu phụ tải của nhóm 2 cho trong bảng 2.3

Tra bảng PL1.1 (TL1) tìm được kst= 0,16; cosϕ= 0,6 ta có:

42 , 90

62 , 71 42

, 90

14 14 10 14 14 62 , 5

P P

Tra bảng PL1.4 (TL1) tìm được nhq*= 0,81

Số thiết bị sử dụng hiệu quả nhq= nhq*.n= 0,81x16 = 12,96

Tra bảng PL1.5 (TL1.1 (TL.1) với ksd = 0,16 và nhq = 13tìm được kmax= 1,96

Bảng 2.3 - Danh sách các thiết bị thuộc nhóm II

LƯỢNG

Trang 12

13 Máy bào ngang 1 trụ 1 13 10,0 10 25,32

1 1 dmt

P = 0,16 1,96 90,42 = 28,36 kW

Qtt = Ptt tgϕ = 28,36 1,33 = 37,71 kVAr

Stt= 61 , 83

6 , 0

1 , 37 cos = =

83 , 61 3 U

Iđn= Ikđ max+ kđt.∑−1 =

1

n tti

I 5 x 25,32 + 0,8 x 90,172 = 198,74 A

c.Tính toán cho nhóm 3: Số liệu phụ tải của nhóm 3 cho trong bảng 2.4

Tra bảng PL1.1 (TL1) tìm được ksd= 0,16; cosϕ = 0,6 ta có:

n = 10; n1= 2

n*= 0 , 2

10

2 n

10 7

P P

Tra bảng PL1.4 (TL1) tìm được nhq*= 0,69

Số thiết bị sử dụng hiệu quả nhq= nhq*.n= 0,69 10 = 6,9

Tra bảng PL1.5 (TL1.1) với ksd = 0,16 và nhq = 7 tìm được kmax = 2,48

Bảng 2.4 - Danh sách các thiết bị thuộc nhóm III

LƯỢNG

PĐM (KW) IDM

Trang 13

1 1 dmt

P =0,16 2,48 37,15 = 14,74 kW

Qtt = Ptt tgϕ = 14,74 1,33 = 19,6 kVAr

Stt= 24 , 57

6 , 0

74 , 14 cos

87 , 24 3 U

I 5 x 25,32 + 0,8 x 33,542 = 153,4 A

d.Tính toán cho nhóm 4: Số liệu phụ tải của nhóm 4 cho trong bảng 2.5

Tra bảng (TL1) tìm được ksd= 0,16; cosϕ = 0,6 ta có:

n = 17; n1= 6

n*= 0 , 35

17

6 n

8 , 5 20 7 14 P

P1

= + + +

DM

(A) 1MÁYTOÀN BỘ

Trang 14

7 Máy phay vạn năng 1 7 4,5 4,5 11,4

Số thiết bị sử dụng hiệu quả nhq= nhq*.n= 0,81 17 = 13,77

Tra bảng PL1.5 (TL1.1 (TL.1) với ksd = 0,16 và nhq = 14 tìm được kmax =

1,85

Phụ tải tính toán của nhóm IV:

Ptt=∑

= n

1 1

72 , 40 3 U

Iđn= Ikđ max+ kđt.∑−1 =

1

n tti

I 5 x 25,32 + 0,8 x 58,09 = 173,07 A

3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG SCCK:

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo phương pháp

chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích:

Pcs= p0 F

Trong đó;

p0 - Suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng (W/m2)

F - Diện tích được chiếu sáng (m2)

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

Trang 15

+ Phụ tải tác dụng của phân xưởng:

Ppx = kdt.∑

= 6

1 1 ttn

P = 0,8 ( 31,32 + 28,36 + 14,74 + 24,43) = 79,08 kW Trong đó: kdt - hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy kđt = 0,8

+ Phụ tải phản kháng của phân xưởng:

Qpx = kdt.∑

= 6

1 1 ttn

P = 0,8 ( 41,66 + 37,71 + 19,6 + 32,49 ) = 105,168 kVAr + Phụ tải toàn phần của toàn phân xưởng kể cả chiếu sáng:

Sttpx= (P px +P cs) 2 +Q2px = (79 , 08 + 26 , 25)2 + 105 , 168 2 =148,84 kVA

Ittpx =

3 38 , 0

84 , 148 3

P

71 , 0 84 , 148

25 , 26 08 ,

2.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG CÒN LẠI:

Do chỉ biết trước công suất đặt và diện tích của cácphân xưởng nên ở

đây sẽ sử dụng phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu

tt 2

1 1

Trong đó:

Pđi , Pđmi - công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i,

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

nhóm thiết bị,

n - số thiết bị trong nhóm,

knc - hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật

Nếu hệ số công suất của các thiết bị trong nhóm sai khác nhau không

nhiều thì cho phép sử dụng hệ số công suất trung bình để tính toán:

Trang 16

cosϕtb =

n 2

1

n n 2

2 1 1

P

P P

cos P

cos P cos P

+ + +

+ +

Tra bảng PL1.7 (TL1), ta được suất chiếu sáng p0 = 0,02 kW/m2, ở đây ta sử

dụng đèn sợi đốt nên có cosϕcs = 1

* Công suất tính toán động lực:

Stt

= 416 , 75 658

, 0

22 ,

2 Phân xưởng số 1:

Công suất đặt: 3500 kW

Diện tích: 14600 m2

Tra bảng PL.3 (TL1) với Phân xưởng số 1 ta tìm được knc = 0,3; cosϕ = 0,6

Tra bảng PL1.7 (TL1), ta được suất chiếu sáng p0 = 0,014 kW/m2, ở đây

ta sử dụng đèn sợi đốt nên có cosϕcs = 1

Pđl = knc Pđ = 0,3 x 3500 = 1050 kW

Qđl = Pđi tgϕ = 1050 x 1,33 = 1396,5 kVAr

* Công suất tính toán chiếu sáng:

Pcs = p0 S = 0,014 x 14600 = 204,4kW

Trang 17

, 0

16 ,

Tra bảng PL1.7 (TL1), ta được suất chiếu sáng p0 = 0,014 kW/m2 ở

đây ta sử dụng đèn sợi đốt nên có cosϕcs = 1

4 ,

Trang 18

Stt

= 2427 , 388 658

, 0

22 ,

Tra bảng PL1.7 (TL1), ta được suất chiếu sáng p0 = 0,014 kW/m2, ở

đây ta sử dụng đèn sợi đốt nên có cosϕcs = 1

Trang 19

= 2011 , 24 658

, 0

399 ,

7 Lò Ga:

Tra bảng PL1.3 (TL1) với Lò Ga ta tìm được knc = 0,6, cosϕ = 0,8

Stt

= 3 U

Stt

= 503 , 29 658

, 0

14 ,

Tra bảng PL1.7 (TL1), ta được suất chiếu sáng p0 = 0,015kW/m2, ở đây

Pđl = knc Pđ = 0,5 x 1600 = 800 kW

Q = P tgϕ = 800 x 1,33 = 1064 kVAr

Trang 20

* Công suất tính toán chiếu sáng:

, 0

32 ,

9 Bộ phận Nén ép:

Tra bảng PL1.3 (TL1) với Bộ phận Nén ép ta tìm được knc = 0,6, cosϕ = 0,8

Tra bảng PL1.7 (TL1), ta được suất chiếu sáng p0 = 0,01 kW/m2, ở đây ta

sử dụng đèn sợi đốt nên có cosϕcs = 1

, 0

66 ,

462 = A

10 Trạm bơm:

Trang 21

Tra bảng PL1.3 (TL1) với trạm bơm tìm được knc = 0,8, cosϕ = 0,85

Tra bảng PL1.7 (TL1), ta được suất chiếu sáng p0 = 0,015 kW/m2, ở đây ta

sử dụng đèn huỳnh quang nên có cosϕcs = 0,85

P 205 , 45 2 + 127 , 372 = 228 , 145 kVA

Itt =

3 U

Stt

= 346 , 725 658

, 0

145 ,

Kết quả xác định PTTT của các phân xưởng được trình bày trong bảng 2.9

BẢNG 2.9 - PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG

S

PHÂN XƯỞNG

P Đ (KW) KNC COSϕ

P 0

m

W P ĐL (kW)

P CS (kW)

P TT (kW)

Q TT (kVAR)

S TT (kVA)

Trang 22

9 Bộ phận Nén ép 600 0,6 0,8 10 360 15,7 375,7 270 462,66 703,12

10 Trạm bơm 200 0,8 0,85 15 160 45,45 205,45 127,37 228,145 346,725

Tổng cộng 6715,58 6997,37 9762,5 14836,67

2.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY:

- PTTT tác dụng của toàn nhà máy

Pttnm = kdt.∑

=

10 1 1

tti P

tti Q

P

81 , 7758

4 ,

5372 =

*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 điều kiện mô men phụ tải đạt giá trị

Pi và li - công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải

Để xác định toạ độ của tâm phụ tải điện có thể sử dụng các biểu thức sau:

n

1 i i

S

x S

; y0 =

∑

n i

n i i S

y S

n i i S

z S

1 1

Trong đó:

x0 ; y0 ; z0 - toạ độ của tâm phụ tải điện,

xi ; yi ; zi - toạ độ của tâm phụ tải thứ i theo một hệ trục toạ độ XYZ tuỳ

chọn,

Trang 23

Si - công suất của phụ tải thứ i

Trong thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z Tâm phụ tải điện là vị trí

tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối nhằm mục

đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện

2.5.2 Biểu đồ phụ tải điện:

Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm tâm

trùng với tâm của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ

tải theo tỉ lệ xích nào đó tuỳ chọn Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế

hình dung được sự phân bố phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó

có cơ sở để lập các phương án cung cấp điện Biểu đồ phụ tải được chia

thành 2 phần: phần phụ tải động lực ( phần hình quạt gạch chéo ) và phần

phụ tải chiếu sáng ( phần hình quạt để trắng )

Để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng, ta coi phụ tải của các

phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ tải có thể

lấy trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt bằng

Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải được xác định qua biểu thức:

R1 =

∏ m.

S1 , trong đó m là tỉ lệ thức, ở đây chọn m = 3 kVA/mm2 Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công

thức sau:

tt

cs cs

P

P 360

=

α

Kết quả tính toán Ri và αcsi của biểu thức phụ tải các phân xưởng

được ghi trong bảng 2.10

BẢNG 2.10 - KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH RI VÀ αcsiCHO CÁC PHÂN XƯỞNG

0 CS α

Trang 24

9 Bộ phận Nén ép 15,7 375,7 462,66 6,6 5,2 7 15

10 Trạm bơm 45,45 205,45 228,145 9 2,6 4,9 79,64

x0 =

5 , 9762

8 , 5 84 , 148 5 , 4 399 , 1323 3 , 4 22 , 1597 3 , 2 4 , 2114 3 , 2 16 , 1877 5 , 0 22 ,

+

5 , 9762

9 145 , 228 6 , 6 66 , 462 8 , 6 32 , 1405 7 , 6 14 ,

y0 =

5 , 9762

1 84 , 184 5 399 , 1323 5 , 1 22 , 1597 5 4 , 2114 5 , 1 16 , 1877 5 , 3 22 ,

+

5 , 9762

6 , 2 145 , 228 2 , 5 66 , 462 4 , 3 32 , 1405 9 , 0 14 ,

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 thoả mãn 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 mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các

bước:

1 Vạch các phương án cung cấp điện

2 Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn

chủng loại, tiết diện các đường dây cho các phương án

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

Trang 25

4 Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn

* 3.2 VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN:

Trước khi vạch ra các phương án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý

cho đường dây tải điện từ hệ thống về nhà máy Biểu thức kinh nghiệm để

lựa chọn cấp điện áp truyền tải:

U = 4,34 l + 0 , 016 P (kV)

Trong đó:

P - công suất tính toán của nhà máy (kW)

l - khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (km)

Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là:

U = 4,34 15 + 0 , 016 5372 , 4 = 43 , 61 (kV)

Trạm biến áp trung gian có các cấp điện áp ra là 22 kV và 6 kV Từ kết

quả tính toán ta chọn cấp điện áp để cung cấp cho nhà máy là 22 kV

Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân

xưởng có thể đưa ra các phương pháp cung cấp điện:

3.2.1 Phương án về các trạm biến áp phân xưởng:

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

1 Vị trí đặt TBA, phải thoả mãn các yêu cầu gần tâm phụ tải : thuận tiện

cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp; an toàn và

kinh tế

2 Số lượng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA được lựa chọn vào

căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải: điều kiện vận chuyển và lắp

đặt; chế độ làm việc của phụ tải Trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt 1 MBA

sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp điện

không cao Các TBA cung cấp cho hộ loại I và loại II chỉ nên đặt 2MBA, hộ

loại III có thể đặt 1 MBA

3 Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện:

n - số máy biến áp có trong TBA,

khc - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy biến áp

chế tạo ở Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1,

kqt - hệ số quá tải sự cố, kqt = 1,4 nên thoả mãn điều kiện MBA vận hành

Trang 26

quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày đêm không

quá 6h và trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải < 0,93

Sttsc - công suất tính toán sự cố Khi sự cố một MBA có thể loạt bỏ 1 số

phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy có

thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm vịêc

bình thường Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên

Sttsc = 0,7 Stt

Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo

điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế

1 Phương án 1: Đặt 5 TBA phân xưởng:

* Trạm biến áp B 1 : cấp điện cho Phòng thí nghiệm và phân xưởng số 2,

trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song

n khc SdmB > Stt = 274,22 + 2114,4 = 2388,62 kVA

SdmB > =

2

S tt

31 , 1194 2

62 ,

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 1250 kVA

Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự

cố Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng số 2 sau khi cắt

bớt một số phụ tải không cần thiết trong phân xưởng, còn Phòng thí nghiệm

là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện:

(n-1) khc kqt SdmB > Sttsc

SdmB > =

4 , 1

S 0,7. tt

2 , 1057 4

, 1

) 22 , 274 62 , 2388 (

7 ,

Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy Sdm = 1250 kVA là hợp lý

* Trạm biến áp B2: cấp điện cho phân xưởng số 1 Trạm đặt hai máy biến

áp làm việc song song

SdmB > =

4 , 1

S 0,7. tt

58 , 938 4

, 1

) 58 , 938 16 , 1877 (

7 ,

Trang 27

Là nhà máy tạo Vòng bi dự kiến phát triển lâu dài và mở rộng ,như vậy

đặt hai máy SđmB = 1000 kVA là hợp lý

* Trạm biến áp B 3 : cấp điện cho phân xưởng số 3 và PXSCCK trạm đặt 2

máy biến áp làm việc song song

n khc SđmB > Stt = 1597,22 + 148,84 =1746,06 kVA

SđmB > =

2

S tt

03 , 783 2

06 ,

Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố:

) 84 , 148 06 , 1746 (

7 ,

Vậy trạm biến áp TBA B2 đặt hai máy Sdm = 1000 kVA là hợp lý

* Trạm biến áp B 4 : Cấp điện cho phân xưởng số 4, và Bộ phận nén ép,

n khc SdmB > Stt = 1323,399 + 462,66 = 1786,059 kVA

SdmB > =

2

S tt

03 , 893 2

059 ,

(n-1) khc kqt SđmB > Sttsc

SdmB > =

1,4

S 0,7. tt

699 , 661 4

, 1

) 66 , 462 059 , 1786 (

7 ,

Vậy trạm biến áp B4 đặt hai máy Sđm = 1000 kVA là hợp lý

* Trạm biến áp B 5: Cấp điện cho phân xưởng Rèn, Lò ga và Trạm bơm,

n khc SđmB > Stt =331,14 + 1405,32 + 228,145 = 1964,605 kVA

SdmB > =

2

S tt

3 , 982 2

1964,605 = kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1000 kVA

Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố;

Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng Rèn sau khi cắt

bớt một số phụ tải không cần thiết trong phân xưởng, còn Trạm bơm là phụ

tải loại III nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện:

SdmB > =

1,4

S 0,7. tt

23 , 868 4

, 1

) 142 , 228 605 , 1964 (

7 ,

Trang 28

2 Phương án 2: Đặt 6 TBA phân xưởng, trong đó:

* Trạm biến áp B 1 : cấp điện cho Phòng thí nghiệm và phân xưởng số 2,

n khc SđmB > Stt = 274,22 + 2114,4 = 2388,62 kVA

SdmB > =

2

S tt

31 , 1194 2

62 ,

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA

SđmB > =

4 , 1

S 0,7. tt

2 , 1057 4

, 1

) 22 , 274 62 , 2388 (

7 ,

Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy Sđm = 1250 kVA là hợp lý

* Trạm biến áp B 2: cấp điện cho phân xưởng số 1 Trạm đặt hai máy biến

SđmB > =

4 , 1

S 0,7. tt

58 , 938 4

, 1

) 58 , 938 16 , 1877 (

7 ,

Vậy TBA B2 đặt hai máy SđmB = 1000 kVA là hợp lý

* Trạm biến áp B 3: cấp điện cho phân xưởng số 3, trạm đặt 2 máy biến

n khc SđmB > Stt = 1597,22 kVA

SđmB > =

2

S tt

61 , 798 2

1597,22 = kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 800 kVA

Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải:

Trang 29

SđmB > =

1,4

S 0,7. tt

61 , 798 4

, 1

22 , 1597 7 ,

* Trạm biến áp B 4: Cấp điện cho phân xưởng SCCK, Lò ga và Trạm

bơm, trạm đặt 1 máy biến áp làm việc song song

2

S tt

06 , 354 2

708,125 = kVA

1,4

S 0,7. tt

67 , 279 4

, 1

) 84 , 148 125 , 708 (

7 ,

* Trạm biến áp B 5: cấp điện cho phân xưởng số 4, trạm đặt 2 máy biến

SdmB > =

2

S tt

7 , 661 2

Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải:

SdmB > =

1,4

S 0,7. tt

61 , 798 4

, 1

22 , 1597 7 ,

* Trạm biến áp B 6: Cấp điện cho phân xưởng Rèn và bộ phận Nén ép

Trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song

n khc SdmB > Stt = 1867,98 kVA

SdmB > =

2

S tt

99 , 933 2

SdmB > =

1,4

S 0,7. tt

66 , 702 4

, 1

) 66 , 462 1867,98 (

7 ,

3.2.2 Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng:

Trang 30

Trong các nhà máy thường sử dụng các kiểu TBA 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

kiệm được 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 bộ một phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp vận hành, bảo quản thuận

lợi song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao

* Trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ

tải , nhờ vậy có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ và rút ngắn khá nhiều

chiều dài mạng phân phôí cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân

xưởng ,giảm chi phí kim lọai làm dây dẫn và giảm tổn thất Cũng vì vậy

nên dùng trạm độc 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 cho người cũng như thiết bị, đảm bảo mỹ quan

công nghiệp ở đây sẽ sử dụng loại trạm xây , đặt gần tâm phụ tải , gần các

trục giao thông trong nhà máy , song cũng cần tính đến khả năng phát triển

và mở rộng sản xuất

Để lựa chon được vị trí các TBA phân xưởng cần xác định tâm phụ tải

của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các TBA

đó

* Xác định vị trí đặt biến áp B1 (phương án 1) cung cấp điện cho Phòng

thí nghiệm và phân xưởng cơ khí số 2

1

1 1

09 , 2 62 , 2388

23 , 5000 4

, 2114 22 , 274

4 , 2114 3 , 2 22 , 274 5 ,

+ +

S

y S

82 , 4 4

, 2114 22 , 274

5 , 1 4 , 2114 22

, 274 5 ,

+ +

Căn cứ vào vị trí của các nhà xưởng ta đặt trạm biến áp B1 tại vị trí

M1 (2,09 ;4,82)

Đối với các trạm biến áp phân xưởng khác, tính toán tương tự ta xác định

được vị trí đặt phù hợp cho các trạm bién áp phân xưởng trong phạm vi nhà

máy

Vị trí các trạm biến áp phân xưởng được ghi trong bảng 3.1

Trang 31

3.2.3 Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng:

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 22kV 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 sẽ giảm được vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc

trạm phân khối 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 giá thành đắt và yêu cầu

trình độ vận hành 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 phương án này

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

Nguồn 22kV từ hệ thống về qua TBATG được hạ xuống điện áp 6kV để

cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng Nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu

tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy cũng như các TBA phân xưởng, vận

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 Nếu

sử dụng phương án này vì nhà máy được xếp vào hộ loại 1 nên trạm

TBATG phải đặt 2 máy biến áp với công suất được chọn theo điều kiện:

7758,81 = kVA chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 4000 kVA

Trang 32

Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố

với giả thiết các hộ loại I trong nhà máy đều có 30% là phụ tải loại III có thể

tạm ngừng cung cấp điện khi cần thiết:

SdmB > =

1,4

S 0,7. tt

3879,41 kVA Vậy tại trạm biến áp trung gian sẽ đặt hai máy MBA 4000 kVA - 22/6 kV

c Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) :

Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông

qua TPPTT Nhờ vậy việc quản lí , vận hành mạng điện cao áp của nhà máy

sẽ thuận lợi hơn tổn thất trong mạng giảm, độ tin cậy cuing cấp điện được

gia tăng , song vốn đầu tư cho mạng cũng lớn hơn Trong thực tế đây là

phương án thường được sử dụng khi điện áp nguồn không cao ( < 22kV) ,

công suất các phân xưởng tương đối lớn

2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian , trạm phân phối trung tâm

Dựa trên hệ trục toạ độ xOy đã chọn có thể xác định được tâm phụ tải

điện của nhà máy :

n i S

y S

1 1

1 1 1

3,235

Trong đó :

Si: công suất tính toán của phân xưởng thứ i

xi, yi: toạ độ tâm phụ tải của phân xưởng thứ i

Vậy vị trí tốt nhất để đặt TBATG hoặc TPPTT có toạ độ M(4,08 ; 3,235 )

3 Lựa chọn phương án nối dây của mạng cao áp

Nhà máy thuộc hộ loại một , nên đường dây từ trạm biến áp trung gian về

trung tâm cung cấp (trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm)

của nhà máy sẽ là dùng dây trên không lộ kép

Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên ở mạng cao áp trong nhà

máy ta sử dụng sơ đồ hình tia, lộ kép Sơ đồ này có ưu điểm là sơ đồ nối dây

rõ ràng, các trạm biến áp phân xưởng đều được cấp điện từ một đường dây

riêng nên ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ

thực hiện các biện pháp bảo vệ, tự động hoá và dễ vận hành Để đảm bảo

mỹ quan và an toàn, các đường dây cao áp trong nhà máy đều được đặt

trong hào cáp xây dọc theo các tuyến giao thông nội bộ Từ những phân

tích trên có thể đưa ra 4 phương án thiết kế mạng cao áp được trình bày trên

hình 3.1

Trang 33

3.3 TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ:

Để so sánh và lựa chọn phương án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính

toán Z và chỉ xét đến những phần khác nhau trong phương án để giảm khối

lượng tính toán:

Z = (avh + atc)K + 3 2

max

l Rτc → min Trong đó:

avh - hệ số vận hành, avh = 0,1;

atc - hệ số tiêu chuẩn, atc = 0,2;

K - vốn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây;

Imax - dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị;

R - điện trở của thiết bị;

τ - thời gian tổn thất công suất lớn nhất;

c - giá tiền 1kWh tổn thất điện năng, c = 1000 đ/kWh

3.3.1 PHƯƠNG ÁN I:

Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG) nhận được từ

hệ thống về, hạ xuống điện áp 6kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp

phân xưởng Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5, hạ điện áp 6kV xuống

0,4kV để cung cấp điện cho các phân xưởng

1 Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng

ΔA trong các TBA

* Chọn máy biến áp phân xưởng:

Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở phần trên (3.2.1) ta

có bảng kết quả chọn MBA cho các TBA phân xưởngdo ABB chế tạo:

Bảng 3.2 - Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án I

Đơn giá (10 3 Đ)

Thành tiền TBATG 4000 22/6,3 6,7 33,50 7,5 0,9 2 400000 800000 B1 1250 6,3/0,4 1,9 15 5,5 1,3 2 190200 380400 B2 1000 6,3/0,4 1,75 13 5 1,4 2 117600 235200 B3 1000 6,3/0,4 1,75 13 5 1,4 2 117600 235200 B4 1000 6,3/0,4 1,75 13 5 1,4 2 117600 235200 B5 1000 6,3/0,4 1,75 13 5 1,4 2 117600 235200

ΣK B =2121200.103 đ

Trang 34

* Xác định tổn thất điện năng ΔA trong các TBA:

Tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp được tính theo công thức:

dmB

tt N S

S P

Trong đó:

n - số máy biến áp ghép song song,

t - thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm

t = 8760h

τ - thời gian tổn thất công suất lớn nhất

Tra bảng PL1.2 với Nhà máy chế tạo Vòng Bi Tmax = 5300h và cosϕ = 0,7

Tra bảng 4-1 (TL1) tìm được τ = 4000h,

ΔP0, ΔPN - tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn

mạch của MBA,

Stt - công suất tính toán của TBA,

SđmB - công suất định mức của MBA

Bảng 3.3 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng các TBA của phương án I

Tên

TBA

Số máy STT (kVA)

Trang 35

2 Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong

mạng điện:

* Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian và các trạm biến áp phân

xưởng

Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt Đối với

nhà máy chế tạo Vòng Bi làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn

nhất Tmax = 5300h Sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng 5 (trang 294, TL4),

I

mm2Các cáp từ TBATG về các TBA phân xưởng đều cáp lộ kép nên:

Imax =

dm

U 3 2 S

Dựa vào vị trí Fkt ta tính được, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn

k1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k1 = 1

k2: Hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, các rãnh

đều đặt 2 cáp, khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm Theo PL 4.22

(TL1) Có K2= 0,93

Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện

áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔUcp

S

= 114 , 92

6 3 2

62 ,

Tiết diện kinh tế của cáp:

Fkt = 42 , 56

7 , 2

92 , 114

kt j

Trang 36

Tra PL 4.30 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F =70

mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng

FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 245 A

Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điề kiện phát nóng:

0,93 Icp = 0,93 245 = 227,85A < Isc = 2 Imax = 2 114,92 = 229,84 A

Cáp đã chọn không thoả mãn các điều kiện phát nóng nên tăng tiết

diện cáp Chọn cáp có tiết diện F = 95 mm2 với Icp = 290 A

Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng:

S

6 3 2

16 ,

1877 = A Tiết diện kinh tế của cáp:

Fkt = 33 , 44

7 , 2

3 , 90

kt j

Tra PL 4.30 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 35

Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:

0,93 Icp = 0,93 170 = 158,1 A < Isc = 2 Imax = 2 90,3 = 180,6 A

S

6 3 2

619 ,

Trang 37

Fkt = 31 , 426

7 , 2

85 , 84

kt j

0,93 Icp = 0,93 170 = 158,1A < Isc = 2 Imax = 2 84,01 = 168,02 A

S

6 3 2

059 ,

Fkt = 31 , 83

7 , 2

93 , 85

kt j

Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:

0,93 Icp = 0,93 170 = 158,1 A < Isc = 2 Imax = 2.85,93 = 171,86 A

diện cáp Chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2 với Icp = 200A

S

6 3 2

605 ,

7 , 2

52 , 94

kt j I

mm2

Trang 38

Tra PL 4.30 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 50 mm2,

cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng

Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điề kiện phát nóng:

0,93 Icp = 0,93 200 = 186 A < Ics = 2 Imax = 2.94,52 = 189,04A

diện cáp Chọn cáp có tiết diện F = 70 mm2 với Icp = 245A

0,93 Icp = 0,93 245 = 227,85 A > Ics = 189,04 A

Vậy chọn cáp F =70 mm2 loại của FURUKAWA, có tiết diện 70 mm2

→ 2 XLPE (3 x 70)

- Chọn cáp hạ áp từ TBAPX đến các phân xưởng :

* Chọn cáp hạ áp từ TBAPX đến các phân xưởng:

Ta chỉ xét đến các đoạn các hạ áp khác nhau giữa các phương án, các

đoạn giống nhau bỏ qua không xét tới trong quá trình so sánh kinh tế giữa

các phương án Cụ thể đối với phương án 1, ta chỉ cần chọn cáp:

Từ trạm biến áp B3 đến PXSCCK (B3 - 6)

Từ TBA B4 đến Bộ phận nén ép

Từ TBA B5 đến Lò ga; Trạm bơm

Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép Đoạn đường

cáp ở đây cũng rất ngắn, tổn thất điện áp không đáng kể, nên có thể bỏ qua

không kiểm tra lại theo điều kiện ΔUcp

Chọn cáp từ TBA B 3 đến PXSCCK (B3 - 6)

PXSCCK được xếp vào hộ tiêu thụ loại III nên dùng cáp lộ đơn để

cung cấp điện Imax =

658 , 0

84 , 148

dm

ttpx U

S

=226,2 (A) Chỉ có một cáp đi trong rãnh nên k2 = 1 Điều kiện chọn cáp Icp > Imax

Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện

F = 3*(70+50) mm2 có Icp = 246 A

Chọn cáp từ TBA B 3 đến Bộ phận nén ép

Bộ phận nén ép được xếp vào hộ tiêu thụ loại I nên dùng cáp lộ kép

để cung cấp điện Imax = 351 , 57

4 , 0 3 2

66 , 462

3

dm

ttpx U

S

(A)

khc Icp > Isc = 2 Imax = 2 351,57= 703,14 A

Trang 39

Ta sử dụng mỗi pha 2 cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết diện F = 150 mm2 với

Icp = 395A và một cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết diện F = 150 mm2 làm dây trung

tính do hãng LENS chế tạo Trong trường hợp này, hệ số điều chỉnh

khc = 0,83 do có 14 sợi cáp đặt chung trong một hào cáp

14 , 331

3

dm

ttpx U

S

(A)

khc Icp > Isc = 2 Imax = 2 251,58 = 503,16 A

Ta sử dụng mỗi pha 2 cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết diện F = 150 mm2 với

Icp = 395A và một cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết diện F = 150 mm2 làm dây trung

tính do hãng LENS chế tạo Trong trường hợp này, hệ số điều chỉnh

khc = 0,83 do có 14 sợi cáp đặt chung trong một hào cáp

145 , 228

dm

ttpx U

S

(A) Chỉ có một cáp đi trong rãnh nên k2 = 1 Điều kiện chọn cáp Icp > Imax

Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết

diện F = 3.(150+70) mm2 có Icp = 395 A ;

Tổng hợp kết quả chọn cáp của phương án I được ghi trong bảng 3.4

Bảng 3.4 - Kết quả cáp của phương án I được ghi trong bảng 3.4

Đường cáp F (mm2) L (m) R0(Ω/km) R(Ω) Đơn giá

103Đ

Thành tiền

103Đ

Trang 40

TBATG B2 2 (3*50) 110 0,387 0,0021 120 28800 TBATG B3 2.(3*50) 120 0,387 0,023 120 28800 TBATG B4 2.(3*50) 120 0,387 0,023 120 28800 TBATG B5 2.(3*70) 150 0,268 0,02 205 61500

* Xác định tổn thất công suất trên các đường dây:

Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây được tình theo công thức:

ΔP = 2

dm

2 ttpx U

n: số đường dây đi song song

- Tổn thất ΔP trên đoạn cáp TBATG B1: ΔP = 2

dm

2 ttpx U

0,011.10-3 kW

Các đường dây khác cũng được tính toán tương tự, kết quả trong bảng 3.5

* Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây:

Tổn thất trên các đường dây được tính theo công thức:

ΔAD = ΣΔPD τ [kWh]

Bảng 3.5 - Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án I

Đường cáp F (mm2) L (m) r0 (Ω/km) R (Ω) Stt (kVA) ΔP (kW)

Định dạng
Số trang	84
Dung lượng	881,23 KB