Đề tài Thiết kế hệ thống điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương
Tài liệu Đề tài Thiết kế hệ thống điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương: BÀI TẬP DÀI MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN ĐỀ TÀI: thiết kế hệ thống điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương Các nguyên tắc phân nhóm phụ tải : Các thiết bị cùng nhóm nên đặt gần nhau để giảm chiều dài mạng điện hạ áp nhờ vậy có thể giảm vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng. Chế độ làm việc của các thiết bị cùng nhóm nên giống nhau để việc xác định phương trình phụ tải được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm . Tổng công suất của 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 không nên quá nhiều bởi số đầu ra của tủ động lực thường ≤ (8 ÷12) . Thường thì rất khó để thoả mãn cả ba nguyên tắc trên do vậy nhiệm vụ của người thiết kế là phải lựa chọn phương án phân nhóm hợp lý nhất . Dựa trên ba nguyên tắc trên và sự phân bố về vị trí , công suất của các phụ tải ta có thể chia phân xưởng sửa chữa cơ khí thành 4 nhóm . sự phân chia thành các n...
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Đề tài Thiết kế hệ thống điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BÀI TẬP DÀI MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
ĐỀ TÀI: thiết kế hệ thống điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương
Các nguyên tắc phân nhóm phụ tải :
Các thiết bị cùng nhóm nên đặt gần nhau để giảm chiều dài mạng điện hạ áp nhờ vậy có thể giảm vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng.
Chế độ làm việc của các thiết bị cùng nhóm nên giống nhau để việc xác định phương trình phụ tải được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm .
Tổng công suất của 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 không nên quá nhiều bởi số đầu ra của tủ động lực thường ≤ (8 ÷12) .
Thường thì rất khó để thoả mãn cả ba nguyên tắc trên do vậy nhiệm vụ của người thiết kế là phải lựa chọn phương án phân nhóm hợp lý nhất .
Dựa trên ba nguyên tắc trên và sự phân bố về vị trí , công suất của các phụ tải ta có thể chia phân xưởng sửa chữa cơ khí thành 4 nhóm . sự phân chia thành các nhóm cho trong bảng 1.1 sau :
1. Bảng 1.1: phân nhóm phụ tải phân xưởng sửa chữa cơ khí .
Nhóm I
Stt
Tên thiết bị
Số
lượng
Công suất tác dụng /1máy
Pđm(kw)
Tổng công suất của nhóm máy
Dòng điện
Iđm ( A)
1.
Máy mài tròn vạn năng .
1
2.8
2.8
7.09
2.
Máy phay răng
1
4.5
4.5
11.39
3.
Máy phay vạn năng
1
7
7
17.73
4.
Máy tiện ren
1
8.1
8.1
20.51
5.
Máy tiện ren
1
10
10
25.32
6.
Máy tiện ren
1
14
14
35.45
7.
Máy tiện ren .
1
4.5
4.5
11.39
8.
Máy tiện ren.
1
10
10
25.32
9.
Máy khoan đứng.
1
0.85
0.85
2.15
Tổng :
9
61.75
61.75
156.35
Nhóm II
Stt
1.
Khoan bàn .
1
0.65
0.65
1.64
2.
Máy mài thô.
1
2.8
2.8
7.09
3.
Máy khoan đứng.
1
2.8
2.8
7.09
4.
Máy bào ngang.
1
4.5
4.5
11.39
5.
Lò điện để luyện kim.
1
5
5
8.44
6.
Lò điện để nấu chảy babit.
1
10
10
16.88
7.
Lò điện để mạ thiếc.
1
3.5
3.5
5.91
8.
Quạt lò đúc đồng.
1
1.5
1.5
3.25
9.
Máy khoan bàn.
1
0. 65
0.65
1.64
10.
Máy uốn các tấm mỏng.
1
1.7
1.7
4.3
11.
Máy mài phá
1
2.8
2.8
7.09
12.
Máy hàn điểm.
1
13
13
32.89
Tổng:
12
48.9
107.61
Nhóm III
Stt
1.
Máy tiện ren .
1
20
20
50.64
2.
Bàn
1
0.85
0.85
2.15
3.
Máy khoan bàn .
1
0.85
0.85
2.15
4.
Bể dầu có tăng nhiệt .
1
2.5
2.5
4.22
5.
Máy cạo .
1
1
1
2.53
6.
Máy nén cắt liên hợp .
1
1.7
1.7
4.3
7.
Máy mài phá .
1
2.8
2.8
7.09
8.
Quạt lò rèn .
1
1.5
1.5
3.25
9.
Máy khoan đứng.
1
0.85
0.85
2.15
Tổng :
9
32.05
78.48
Nhóm IV
stt
1.
Máy cưa kiểu đai .
1
1
1
2.53
2.
Máy mài thô.
1
2.8
2.8
7.09
3.
Bể ngâm dung dịch kiềm.
1
3
3
5.06
4.
Bể ngâm nước nóng .
1
3
3
5.06
5.
Máy cuốn dây.
1
1.2
1.2
3.04
6.
máy cuốn dây.
1
1
1
2.53
7.
Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt .
1
3
3
5.06
8.
Tủ xây.
1
3
3
7,6
9.
Máy khoan bàn .
1
0.65
0.65
1.64
10.
Bể khử dầu mỡ .
1
3
3
5.06
11.
chỉnh lưu sêlênium.
1
0.65
0.65
1.65
Tổng:
11
22.3
22.3
43,78
2. Xác định phụ tải tính toán các phụ tải:
a, Tính cho nhóm I:
Ptt1 = kmax.ksd.ΣPđm;
ksd = 0,15 ; cos φ = 0,6; tg φ = 1,33;
n1 = 5 ; n = 9 ; n* = = 0,555;
P1 = 49,1 ( kW) ; P = 61,75 (kW) ; p* = = 0,795;
n*hq = 0,75 ; nhq = 9.0,75 = 7 ;
kmax = 2,48 ;
Ptt1 = 2,48 . 0,15 .61,75 = 22,97 (kW);
Qtt1= 22,97. 1,33 = 30,55 (kVAr) ;
Stt1= = = 38,22 (kVA);
Itt1 = = = 58,07 (A) ;
Idn1 = Itt1 + Ikdmax – ksd.Iđmmax
= 58,07 + 5.35,45 – 0,15.35,45
= 230(A);
b, tính cho nhóm II:
ksd = =0,44 ; cos φ = = 0,716; tg φ = 0,975 ;
ta có = = 20 > 3 ; ksd = 0,44 > 0,2 ;
nhq = = =7,52 ≈ 8 ;
kmax = 1,5 ;
ptt2 = 1,5.0,44.48,9 = 32,27(kW);
Qtt2 = 32,27.0,975 = 31,46 (kVAr);
Stt2 = = 45,07 (kVA);
Itt2 = = 68,48 (A);
Idn = Itt + Ikdmax –ksd.Iđmmax
= 68,48 + 2.32,89 – 0,15.32,89 = 129,33(A);
c, tính cho nhóm III:
ksd = = 0,214 ; cos φ = = 0,628 ; tg φ = 1,24 ;
= = 23,53 > 3 và ksd = 0,214 > 0,2
nhq = = = 3,2 ≈ 3 ;
vì n = 9 > 3 ; nhq = 3 < 4 nên
Ptt3 = Σkti.pi = 0,9 . 32,05 = 28,85 (kW); (các thiết bị có hệ số phụ tải kt = 0,92 ) ;
Qtt3 = 28,85.1,24 = 35,77 (kVAr) ;
Stt3 = = 45,95 (kVA);
Itt3 = = 69,81 (A) ;
Idn3 = 69,81 +5.50,64 – 0,15.50,64
= 315,41 (A);
d,tính cho nhóm IV:
ksd = = 0,45; cos φ = = 0,76; tg φ = 0,855;
= = 4,16 > 3 do đó
nhq = = = 14,9 ≈15 > 11 = n do đó ta phải dùng cách khác.
n1 = 6 ; n = 11 ; n* = = 0,545 ;
P1 = 17,8 (kW) ; P = 22,3 (kW); p* = = 0,8 ;
n*hq = 0,75 ; nhq = 11.0,75 = 8,25 ≈ 8 ;
kmax = 1,46;
Ptt4 = 1,46.0,45.22,3 = 14,65(kW) ;
Qtt4 = 14,65 .0,855 = 12,53(kVAr);
Stt4 = = 19,28 (kVA);
Itt4 = = 29,29 (A) ;
Idn4 = 29,29 + 5.7,09 – 0,45.7,09
= 61,55(A) ;
E,Tìm công suất chiếu sáng cho pxscck theo suất công suất trên một đơn vị diện tích ,
Diện tích phân xưởng sửa chữa cơ khí : F = 75.30 = 2250 m2,
Suất phụ tải chiếu sáng : p0 = 15 W/m2;
Pttcs = 15.2250 = 33750 (W) =33,75 (kW);
Qttcs = Pttcs.tg φ = 0 (vì dùng đèn sợi đốt nên tg φ = 0 ) ;
Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng:
Ptt = kđt .ΣPtti = 0,9.(22,97 +32,27 + 28,85 + 14,65 ) = 88,87(kW);
Qtt = kđt .ΣQtti = 0,9.(30,55+31,46 +35,77+12,53)= 99,28(kVAr);
Phụ tải tính toán toàn phân xưởng :
Pttpxscck = Ptt + Pcs = 88,87 + 33,75= 122,62 (kW) ;
Qttpxscck = Qtt = 99,28 (kVAr) ;
Sttpxscck = = 157,77 (kVA) ;
Cos φ = = = 0,78 ;
Ittpxscck = = = 239,71(A) ;
Kết quả tính toán trên được cho trong bảng sau:
3, bảng 3.1 :phụ tải điện phân xưởng xửa chữa cơ khí.
Tên nhóm và thiết bị .
Số lượng
Ký hiệu trên bản vẽ .
Công suất đặt Po
(kW)
Iđm
(A)
Ksd
Cos φ /tg φ
Nhq
Kmax
Phụ tải tính toán
Ptt
Qtt
Stt
Itt
nhómI
Máy mài tròn vạn năng.
1
9
2,8
7,09
0,15
0,6/1,33
Máy phay răng
1
10
4,5
11,4
0,15
0,6/1,33
Máy phay vạn năng
1
11
7
17,73
0,15
0,6/1,33
Máy tiện ren
1
12
8,1
20,51
0,15
0,6/1,33
Máy tiện ren
1
13
10
25,32
0,15
0,6/1,33
Máy tiện ren
1
14
14
35,45
0,15
0,6/1,33
Máy tiện ren .
1
15
4,5
11,39
0,15
0,6/1,33
Máy tiện ren.
1
16
10
25,32
0,15
0,6/1,33
Máy khoan đứng .
1
18
0,85
2,15
0,15
0,6/1,33
Cộng theo nhóm I
9
61,75
156,36
7
2,48
22,97
30,55
38,22
58,07
Nhóm II
Khoan bàn .
1
3
0,65
1,64
0,15
0,6/1,33
Máy mài thô.
1
5
2,8
7,09
0,15
0,6/1,33
Máy khoan đứng.
1
6
2,8
7,09
0,15
0,6/1,33
Máy bào ngang.
1
7
4,5
11,39
0,15
0,6/1,33
Lò điện để luyện khuôn .
1
56
5
8,44
0,7
0,9/0,484
Lò điện để lấu chảy babit.
1
57
10
16,88
0 ,7
0,9/0,484
Lò điện để mạ thiếc.
1
58
3,5
5,91
0,7
0,9/0,484
Quạt lò đúc đồng.
1
60
1,5
3,25
0,6
0,7/1,02
Máy khoan bàn.
1
62
0, 65
1,64
0,15
0,6/1,33
Máy uốn các tấm mỏng.
1
64
1,7
4,3
0,15
0,6/1,33
Máy mài phá
1
65
2,8
7,09
0,15
0,6/1,33
Máy hàn điểm.
1
66
13
32,89
0,4
0,6/1,33
Cộng theo nhóm II
12
48,9
107,61
8
1,5
32,27
31,46
45,07
68,48
Nhóm III
Máy tiện ren .
1
17
20
50,64
0,15
0,6/1,33
Bàn
21
0,85
2,15
0,15
0,6/1,33
Máy khoan bàn .
1
22
0,85
2,15
0,15
0,6/1,33
Bể dầu có tăng nhiệt .
1
26
2,5
6,33
0,15
0,6/1,33
Máy cạo .
1
27
1
2,53
0,15
Máy nén cắt liên hợp .
1
31
1,7
4,3
0,15
0,6/1,33
Máy mài phá .
1
34
2,8
7,09
0,15
Quạt lò rèn .
1
36
1,5
3,8
0,15
0,6/1,33
Máy khoan đứng.
1
38
0,85
2,2
0,15
0,6/1,33
Cộng theo nhóm III
7
32,05
81,19
3,
28,85
33,77
45,95
69,81
nhómIV
Máy cưa kiểu đai .
1
1
1
2,53
0,15
0,6/1,33
Máy mài thô.
1
30
2,8
7,09
0,15
0,6/1,33
Bể ngâm dung dịch kiềm.
1
41
3
7, 6
0,7
0,9/0,484
Bể ngâm nước nóng .
1
42
3
7,6
0,7
0,9/0,484
Máy cuốn dây.
1
45
1,2
3,04
0,15
máy cuốn dây.
1
46
1
2,53
0,15
0,6/1,33
Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt .
1
47
3
7,6
0,7
0,9/0,484
Tủ xây.
1
48
3
7,6
0,15
Máy khoan bàn .
1
49
0,65
1,65
0,15
chỉnh lưu sêlênium.
1
50
0,65
1,65
0,15
Bể khử dầu mỡ .
1
55
3
7,6
0,6/1,33
Cộng theo nhóm IV
11
22,3
56,49
8
1,46
14,65
12,53
19,28
29,29
4, xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng còn lại:
Ta dùng công thức :
Ptt = knc .Pđặt .
Qtt = Ptt . tg φ .
Stt = .
Itt = .
A, xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí chính .
knc = 0.6; cos φ = 0.7; tg φ = 1.02 ;
Pđặt = 1200 (kW),
Ptt = 0,6.1200 = 720 (kW);
Qtt = 720.1,02 = 734,4 (kVAr) ;
Stt = = 1028,5 (kVA);
Itt = =1562,6 (A) =1,56 (kA);
diện tích phân xưởng F = 7875 m2 ;
suất phụ tải chiếu sáng của phân xưởng p0 = 15 W/ m2 ;
Pcs = F.p0 = 7875.15 = 118125 (W) = 118,125(kW);
Qcs = 0 (dùng đèn sợi đốt nên tg φ = 0 );
Công suất toàn phân xưởng:
Ppxckc = 720 + 118,125 = 838,125(kW);
Qpxckc = 734,4 (kVAr) ;
Spxckc = = 1114,36(kVA);
Itt = = 1693,1 (A) = 1,69(kA);
B,xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng lắp ráp :
knc = 0,4 ; cos φ = 0,6 ; tg φ = 1,33;
Pđặt = 800 (kW);
Ptt = 0,4.800 = 320 (kW);
Qtt = 320.1,33 = 425,6 (kVAr);
Diện tích phân xưởng lắp ráp F = 7224 m2 ;
suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15 w/m2 ;
Pcs =7224.15 =108360 (w) = 108,36 (kW);
Qcs = 0 ;
phụ tải toàn phân xưởng :
Ppxlr = 320 + 108,36 = 428,36(kW) ;
Qpxlr = 425,6 (kVAr);
Spxlr = =603,84(kVAr);
Itt = = 826,83 (A) = 0,8268 (kA);
C, xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng rèn :
knc = 0,6 ; cos φ = 0,7 ; tg φ = 1,02 ;
Pđặt = 600 (kW) ;
Ptt = 0,6.600 =360(kW) ;
Qtt = 360.1,02 = 367,2 (kVAr);
Stt = = 514,2 (kVA);
Diện tích phân xưởng rèn F = 3000 m2 ;
Suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15W/m2 ;
Phụ tải chiếu sáng :
Pcs =3000.15 = 45000 (W) = 45 (kW) ,
Qcs = 0 ;
Phụ tải toàn phân xưởng :
Ppxr = 360 +45 = 405 (kW);
Qpxr = 367,2 (kVAr);
Spxr ==546,68(kVA);
Itt = =830,59 (A) = 0,83(kA);
D,xác định phụ tải phân xưởng đúc :
knc = 0,7 ; cos φ = 0,8 ;tg φ = 0,75 ;
Pđặt = 400 (kW);
Ptt = 0,7.400 = 280 (kW) ;
Qtt = 280.0,75 = 210 (kVAr);
Stt = = 350 (kVA) ;
diện tích phân xưởng đúc F = 2250 m2;
suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15 W/m2 ;
Pcs = 2250.15 = 33750 (W) = 33,75 (kW) ;
Qcs = 0 ;
phụ tải toàn phân xưởng :
Ppxd = 280 +33,75 = 313,75(kW);
Qpxd = 210 (kVAr);
Spxd = = 377,54 (kVA);
Itt = = 573,61 (A) = 0,573 (kA);
E, xác định phụ tải cho bộ phận nén ép :
knc = 0,6 ; cos φ = 0,7 ; tg φ = 1,02;
Pđặt = 450 (kW) ;
Ptt = 0,6.450 = 270 (kW);
Qtt = 1,02.270 = 275,4 (kVAr);
Stt = = 385,7 (kVA);
diện tích của bộ phận nén ép F = 2100m2 ;
suất phụ tải chiếu sáng của bộ phận nén ép p0 = 15 W/m2 ;
phụ tải chiếu sáng
Pcs = 2100.15 = 31500 (W) = 31,5 (kW) ;
Qcs = 0 ;
Phụ tải toàn bộ phận nén ép
Pbpn = 270 +31,5 = 301,5 (kW);
Qbpn = 275,4 (kVAr);
Sbpn = = 408,35 (kVA);
Itt = = 620,42 (A) = 0,62 (kA);
F, phân xưởng kết cấu kim loại :
knc = 0,6 ; cos φ = 0,7 ; tg φ = 1,02 ;
Pđặt = 230 (kW) ;
Ptt = 0,6.230 = 138 ( kW) ;
Qtt = 138.1,02 = 140,76 (kVAr);
Diện tích phân xưởng kết cấu kim loại :
F = 4500 m2 ; suất chiếu sáng p0 = 15 (W/m2);
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng kết cấu kim loại :
Pcs = 4500.15 = 67500 (W) = 67,5 (kW) ;
Qcs = 0 ;
Phụ tải tính toán toàn phân xưởng kết cấu kim loại :
Pppkckl = 138 + 67,5 = 205,5 (kW) ;
Qppkckl = 140,76 (kVAr) ;
Sppkckl = = 249,08 (kVA);
Itt = = 378,44 (A);
G,xác định phụ tải tính toán cho văn phòng và phòng thiết kế :
knc = 0,7 ; cos φ = 0,8 ; tg φ = 0,75 ;
Pđặt = 80 (kW) ;
Ptt = 0,7.80 = 56 (kW) ;
Qtt= 56.0,75 = 42 (kVAr) ;
Diện tích của văn phòng và thiết kế F = 3300 m2;
Suất chiếu sáng p0 = 15 (W/m2);
Phụ tải chiếu sáng :
Pcs = 3300.15 = 49500 (W) = 49,5 (kW) ;
Qcs = 0;
Phụ tải tính toán cho văn phòng và thiết kế :
Pvpvptk = 56 + 49,5 = 105,5 (kW) ;
Qvpvptk = 42 (kVAr);
Svpvptk = = 113,55(kVA);
Itt = =172,52 (A);
H,xác định phụ tải tính toán cho trạm bơm :
knc = 0,7; cos φ = 0,8 ; tg φ = 0,75 ;
Pđặt = 130 (kW) ;
Ptt = 0,7.130 = 91(kW);
Qtt = 91.0,75 = 68,25 (kVAr);
Diện tích của trạm bơm F = 1050 m2;
Suất chiếu sáng của trạm bơm p0 = 12 (W/m2);
Phụ tải chiếu sáng của trạm bơm :
Pcs = 1050.12 = 12600(W) = 12,6 (kW) ;
Qcs = 0 ;
Phụ tải tính toán của trạm bơm :
Ptb = 91 +12,6 = 103,6 (kW);
Qtb = 68,25 (kVAr);
Stb = = 124,06 (kVA);
Itt = = 188,49 (A);
Ta có bảng tổng kết phụ tải tính toán của các phân xưởng toàn nhà máy :
Bảng 4.1 : phụ tải tính toán các phân xưởng :
Tên phân xưởng .
Pđ (kW)
knc
Cos φ
P0 (W/m2)
Pđl (kW)
Pcs (kW)
Ptt (kW)
Qtt (kVAr)
Stt (kVA)
Phân xưởng sửa chữa cơ khí
15
88,87
33,75
122,62
99,28
157,77
Phân xưởng cơ khí chính
1200
0,6
0,7
15
720
118,125
838,125
734,4
1114,36
Phân xưởng lắp ráp
800
0,4
0,6
15
320
108,36
428,36
425,6
603,84
Phân xưởng rèn
600
0,6
0,7
15
360
45
405
367,2
546,68
Phân xưởng đúc
400
0,7
0,8
15
280
33,75
313,75
210
377,54
Bộ phận nén ép
450
0,6
0,7
15
270
31,5
301,5
275,4
408,35
Phân xưởng kết cấu kim loại
230
0,6
0,7
15
138
67,5
205,5
140,76
249,08
Văn phòng và phòng thiết kế
80
0,7
0,8
15
56
49,5
105,5
42
113,55
Trạm bơm
130
0,7
0,8
12
91
12,6
103,6
68,25
124,06
5,xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy :
Phụ tải tính toán tác dụng của nhà máy :
Pttnm = kđt. ΣPtti
= 0,8.(122,62+838,125+428,36+405+313,75+301,5+205,5+105,5+103,6)
= 2259,164 (kW);
Phụ tải tính toán phản kháng :
Qttnm = kđt. ΣQtti
= 0,8 .(99,28+734,4+425,6+367,2+210+275,4+140,76+42+68,25)
= 1890,344 (kVAr);
Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy :
Sttnm = = 2945,71 (kVA);
Hệ số công suất của nhà máy :
Cos φnm = = 0,77 ;
6, xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải :
Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị nhỏ nhất
min
Trong đó :
Pi và li – công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải .
Để xác định tâm phụ tải ta sử dụng công thức :
Xo = ; Yo = ; Zo = ;
Trong đó :
Xo ,Yo, Zo – toạ độ của tâm phụ tải điện .
Xi, Yi,Zi – toạ độ của phụ tải thứ i .
Si – công suất của phụ tải thứ i.
Trên 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 ,tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới .
Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng ,có tâm trùng với tâm của phụ tải điện , có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỷ lệ xích nào đó tuỳ chọn . 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 của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức :
Ri = ; trong đó
m là tỷ lệ xích , ở đây chọn m = 1 kVA/ mm2 ;
góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo biểu thức :
αcs = ;
kết quả tính toán Ri và αcs được cho trong bảng sau :
Bảng6.1: Ri và αcs của các phân xưởng :
STT
Tên phân xưởng.
Pcs
(kW)
Ptt
(kW)
Stt
(kVA)
Tâm phụ tải
R
(mm)
αcs(o)
X(mm)
Y(mm)
1
Phân xưởng cơ khí chính
118,12
838,12
1114,36
37
27
18,8
38
2
Phân xưởng lắp ráp
108,36
428,36
603,84
35
75
13,86
64,6
3
Phân xưởng sửa chữa cơ khí
33,75
122,62
157,77
62
20
7,09
77
4
Phân xưởng rèn
45
405
546,68
62
40
13,19
29,63
5
Phân xưởng đúc
33,75
313,75
377,54
60
66
10,96
32,18
6
Bộ phận nén ép
31,5
301,5
408,35
60
84
11,4
27,77
7
Phân xưởng kết cấu kim loại
67,5
205,5
249,08
87
27
8,9
97,56
8
Văn phòng và phòng thiết kế
49,5
105,5
113,55
87
75
6,01
156,94
9
Trạm bơm
12,6
103,6
124,06
19
79
6,28
36,56
Hình 1: biểu đồ phụ tải của nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương.
y
85
30
79
19
75
35
84
60
66
62
37
27
x
40
20
x
89
7, Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy :
Cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện từ hệ thống về nhà máy xác định theo biểu thức kinh nghiệm
U = 4,34
(l :khoảng cách từ nguồn điện đến nhà máy
P:công suất tác dụng tính toán của nhà máy.)
U = 4,34=31,038(kV);
Ta chọn cấp điện áp 35 kV ;
Dựa vào vị trí , công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng ta có thể đưa ra các phương án cung cấp điện :
7.1 :phương án về các trạm biến áp phân xưởng :
Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn 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 (MBA) ;an toàn và kinh tế.
2.Số lượng MBA đặt trong các TBA được lựa chọn 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 nên đặt 2 MBA , hộ loại III chỉ cần đặt 1 MBA .
3.dung lượng các MBA được chọn theo 2 điều kiện :
n.khc.SđmB ≥ Stt.
Theo chế độ sự cố một máy biến áp (trong trạm có nhiều hơn 1MBA)
(n- 1).kqt.SđmB ≥ Sttsc.
Trong đó : n – số máy biến áp có trong TBA.
khc – hệ số hiêụ chỉnh máy biến áp ,ở đây ta chọn máy biến áp sản xuất tại Việt Nam nên khc = 1; SđmB – công suất định mức của máy biến áp .
Stt – công suất tính toán của phụ tải mà MBA sẽ cung cấp điện.
kqt – hệ số quá tải ,ở đây ta chọn kqt = 1.4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm ,thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6 h ,trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,93;
Sttsc – công suất tính toán khi xảy ra sự cố .Sttsc = 0,7 Stt,
a,phương án I :đặt4 TBA trong đó :
Øtrạm biến áp I cung cấp điện cho các phân xưởng (1):
n.khc.SđmB ≥ Stt =1114,36 (kVA);
SđmB ≥ = = 557,18 (kVA),
(1 trạm đặt 2 MBA,dùng các MBA do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo)
ta chọn loại có Sđm = 560 kVA do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo ,
Theo điều kiện sự cố :
SđmB ≥ ở đây Sttsc = 0,7Stt = 0,7.1114,36 = 780,052 kVA; kqt = 1,4;
SđmB ≥ = 557,18 (kVA) ;như vậy chọn Sđm =560 kVA là hợp lý ;
Øtrạm biến áp II cung cấp điện cho các phân xưởng (3,7,8):
n.khc.SđmB ≥ Stt = (157,77+249,08+113,55) = 520,4 kVA;
SđmB ≥ =260,2 kVA;
Chọn loại có dung lượng Sđm = 360kVA; do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo
Theo điều kiện sự cố :
Sttsc = 0,7.(520,4-157,77)= 253,841 kVA; (phân xưởng sửa chữa cơ khí là phụ tải loại 3 nên khi sự cố xảy ra có thể ngừng cung cấp điện )
SđmB ≥ = 181,315kVA;
Như vậy ta chọn Sđm = 320kVA là hợp lý ;
Øtrạm biến áp III cung cấp điện cho nhóm phụ tải (4,5,9):
n.khc.SđmB ≥ Stt = (546,68+377,54+124,06) = 1048,28 kVA;
SđmB ≥ = 524,14 kVA;
Ta chọn máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 560 kVA;
Theo điều kiện sự cố :
Sttsc = 0 ,7.1048,28 = 733,796 kVA;
SđmB ≥ = 524,14 kVA;
Như vậy ta chọn máy có Sđm = 560 kVA là hợp lý ;
Øtrạm biến áp IV cung cấp điện cho nhóm phân xưởng(2,6) :
n.khc.SđmB ≥ Stt = (603,84+408,35) = 1012,19 kVA;
SđmB ≥ = 506,095 kVA;
Ta chọn máy biến áp do ; Theo điều kiện sự cố :
Sttsc = 0,7.1012,19 = 708,533 kVA;
SđmB ≥ = 506,095 kVA;
Như vậy ta chọn máy có Sđm = 560 kVA là hợp lý ;
b,phương án II đặt 4TBA trong đó :
Øtrạm biến áp I cung cấp điện cho các phụ tải (1) :
phụ tải 1 là các phụ tải loại 1 do vậy ta dùng trạm có 2 máy biến áp ,
n.khc.SđmB ≥ Stt = 1114,36kVA,
SđmB ≥ =557,18 kVA;
Ta chọn loại máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 560 ;Theo điều kiện sự cố :
Sttsc = 0,7.1114,36 = 780,052 kVA;
SđmB ≥ = 557,18 kVA
Như vậy ta chọn Sđm = 560 kVA là hợp lý ;
Øtrạm biến áp II cung cấp điện cho các phụ tải (2,5,9)
trong trạm đặt hai máy biến áp
n.khc. SđmB ≥ Stt = (603,84+377,54+124,06 ) = 1105,44 kVA;(n = 2; khc = 1);
SđmB ≥ = 552,72 kVA;
Ta chọn loại máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 560 ; Theo điều kiện sự cố :
Sttsc = 0,7.1105,44 = 773,808 kVA;
SđmB ≥ = 552,72 kVA;
Như vậy ta chọn máy biến áp có dung lượng Sđm = 560kVA là hợp lý ;
Øtrạm biến áp III cung cấp điện cho các phân xưởng (3,4,7);
Trạm biến áp đặt 2 máy biến áp ;
n.khc.SđmB ≥ Stt = (157,77+546,68+249,08) = 953,53 kVA ;
SđmB ≥ = 476,765 kVA ;
Ta chọn máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 560 ; Theo điều kiện sự cố khi một máy biến áp bị hỏng tổng tải dồn vào máy còn lại :
Sttsc = 0,7.(953,53-157,77) = 557,032kVA ;
SđmB ≥ = 397,88 kVA ;
Như vậy ta chọn máy biến áp dung lượng Sđm = 560 kVA là hợp lý ;
Øtrạm biến áp IV cung cấp điện cho các phân xưởng (6,8) :
Trạm biến áp đặt 2 máy biến áp ;
n.khc.SđmB ≥ Stt = (408,35+113,55) = 521,9 kVA ;
SđmB ≥ = 260,95 kVA ;
Ta chọn máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 320 kVA Theo điều kiện sự cố :
Sttsc = 0,7.521,9 = 365,33 kVA
SđmB ≥ = 260,95 kVA ;
Như vậy ta chọn Sđm = 320 kVA là hợp lý ;
7,2,xác định vị trí các trạm biến áp phân xưởng :
Ta có thể đặt các trạm biến áp phân xưởng tại tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện :
A, cho phương án I :
Øtâm phụ tải của phân xưởng 1:
X01 = 37 mm;
Y01=27 mm ;
Trạm biến áp I (B1) đặt tại vị trí (37 ; 27);
Øtâm phụ tải của nhóm phân xưởng(3,7,8) :
X02= = = 78,9 mm ;
Y02 = = = 36,8 mm ;
Trạm biến áp II (B2) đặt tại vị trí (78,9 ; 36,8 ) ;
Øtâm phụ tải của nhóm phân xưởng (4,5,9):
X03 = = =55,1 mm;
Y03 = = = 54 mm;
Trạm biến áp III (B3)đặt tại vị trí (55,1 ; 54) ;
Øtâm phụ tải của nhóm phụ tải (2,6) :
X04 = = = 45 mm ;
Y04 = = = 78,63 mm ;
Trạm biến áp IV(B4) đặt tại vị trí (45 ; 78,63) ;
B,cho phương án II :
Øtâm phụ tải của phân xưởng 1 :
X01 = 37 mm ;
Y01 =27 mm ;
Trạm biến áp I (B1) đặt tại vị trí ( 37; 27 );
Øtâm phụ tải của nhóm phân xưởng (2,5,9) :
X02 = = =41,7 mm;
Y02 = == 72,4 mm;
Trạm biến áp II (B2) đặt tại vị trí (41,7 ; 72,4) ;
Øtâm phụ tải của nhóm phụ tải (3,4,7) :
X03 = == 68 mm ;
Y03 = = =34 mm ;
Trạm biến áp III (B3) đặt tại vị trí (68 ; 34) ;
Øtâm phụ tải của nhóm phụ tải (6,8) :
X04 = = = 66,3 mm ;
Y04 = == 82 mm ;
Trạm biến áp IV (B4) đặt tại vị trí (66,3 ; 82) ;
Bảng 7.1: kết quả xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng :
Phương án
Tên trạm
vị trí đặt
X0 (mm)
Y0(mm)
Phương án I
B1
B2
B3
B4
37,27
78,9
55,1
45
27
36,8
54
78,63
Phương án II
B1
B2
B3
B4
37
41,7
68
66,3
27
72,4
34
82
7,3 :phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng :
Ta dùng4 phương án phương án để đưa điện từ nguồn về nhà máy ,2phương án dùng trạm biến áp trung gian cung cấp điện cho 2 phương án trạm biến áp phân xưởng , 2 phương án dùng trạm phân phối trung tâm cung cấp điện cho 2 phương án trạm biến áp phân xưởng ;
Vì nhà máy là phụ tải là loại 1 nên trạm biến áp trung gian đặt 2 máy ;
n,khc,SđmB ≥ Sttnm = 2945,71 kVA;
SđmB ≥ = 1472,86 kVA;
Ta chọn máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐÔNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 1500 kVA theo đơn đặt hàng ;
Kiểm tra lại theo điều kiện sự cố :
Sttsc = 0,7.2945,71 = 2062 kVA;
SđmB = = 1472,86 kVA;
Như vậy ta chọn như vậy là hợp lý ;
Øxác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian (của nhà máy ) , trạm phân phối trung tâm:
X0 = ; trong đó Si là công suất toàn phần của phân xưởng thứ i ; xi là toạ độ của phân xưởng thứ i ,
X0 = = = 50,63 mm;
Y0 = = = 49,97 mm;
vị trí tốt nhất để đặt TBATG hoặc TBATG có toạ độ (57 ; 44) theo vị trí nhà xưởng ;
A, phương án 1 :
Dùng trạm biến áp trung gian hạ áp từ cấp điện áp từ 35kV xuống còn 10 kV cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng ;
Øchọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp :
Hình 2: sơ đồ phương án 1 :
1
2
3
4
5
6
7
8
9
B1
B2
B4
Từ hệ thống điện
B3
TBATG
Chọn máy biến áp phân xưởng :
Trên cơ sở kết quả chọn công suất máy biến áp trong các trạm ở phần trên ta có bảng chọn máy biến áp một cách chi tiết sau :
Bảng 7.2 : kết quả chọn máy biến áp tại các TBA trong phương án 1 ;
Tên TBA
Sđm
(kVA)
Uc/Uh
(kV)
ΔPo
(kW)
ΔPN
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Số máy
đơn giá
(106Đ)
Thành tiền (106Đ)
TBATG
1500
35/10
6,6
20
6,5
5
2
105
210
B1
560
10/0,4
2,5
9,4
5,5
6,0
2
75
150
B2
320
10/0,4
1,9
6,2
5,5
7
2
50
100
B3
560
10/0,4
2,5
9,4
5,5
6,0
2
75
150
B4
560
10/0,4
2,5
9,4
5,5
6,0
2
75
150
Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp : KB = 760,106 Đồng
Các máy biến áp đều do công ty thiết bị điện ĐÔNG ANH chế tạo nên không cần phải hiệu chỉnh nhiệt độ;
Øxác định tổn thất điện năng ΔA trong các TBA:
Để tính tổn thất trong các trạm biến áp ta sử dụng công thức
ΔA = n.ΔPo.To + .ΔPN.()2.τ;
Trong đó :
n: số máy biến áp trong trạm làm việc song song ;
ΔPo ,ΔPN : là tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp ;
To : thời gian vận hành trong 1 năm = 8760 h ;
τ: thời gian tổn thất công suất cực đại ,đối với nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương làm việc 3 ca Tmax = 5500h do đó : τ = (0,124+)2.8760 = 3979,5h;
Stt,SđmB :là công suất tính toán của TBA, công suất định mức của máy biến áp làm việc trong trạm;
Kết quả tính toán ghi trong bảng sau:
Bảng 7.3: kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 1;
Tên TBA
Số máy
Stttba
(kVA)
SđmB
(kVA)
ΔPo
(kW)
ΔPN
(kW)
ΔA
(kWh)
TBATG
2
2945,71
1500
6,6
20
269102,9
B1
2
1114,36
560
2,5
9,4
117853,7
B2
2
520,4
320
1,9
6,2
65910
B3
2
1048,28
560
2,5
9,4
109331,5
B4
2
1012,19
560
2,5
9,4
104897
Tổng tổn thất điện năng trong các trạm ΔAb = 667095,1kWh;
Tổn thất công suất công suất trong các trạm biến áp :
Ta có ΔS =
Stttba : công suất tính toán trạm biến áp cần cung cấp cho phụ tải ;
ΔQo = ; kết quả tính toán cho trong bảng sau :
Bảng 7.4: tổn thất công suất toàn phần trong các trạm biến áp :
Tên trạm
Số MBA
ΔPo
(kW)
ΔPn
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Stttba
(kVA)
Sđm
(kVA)
ΔQo
(kVar)
ΔS
(kVA)
B1
2
2,5
9,4
5,5
6,0
1114,36
560
33,6
130,33
B2
2
1,9
6,2
5,5
7
520,4
320
22,4
69,12
B3
2
2,5
9,4
5,5
6,0
1048,28
560
33,6
121,25
B4
2
2,5
9,4
5,5
6,0
1012,19
560
33,6
117,6
Øchọn dây và xác định tổn thất công suất ,tổn thất điện
năng trong mạng điện:
Chọn cáp từ TBATG về các trạm biến áp phân xưởng:
Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt , đối với nhà máy đang xét làm việc 3 ca , thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 5500 h , sử dụng cáp lõi đồng ,ta có j kt = 2,7 (A /mm2),
Tiết diện kinh tế của cáp :Fkt = (mm2)
Từ TBATG về các trạm biến áp phân xưởng ta dùng cáp lộ kép nên
Imax = ;
Dựa vào trị số Fkt tính ra được ,tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất ,
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :
khc.Icp ≥ Isc
Trong đó:
Isc : dòng điện chạy trong cáp khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp Isc = 2Imax,
khc = k1.k2;
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 đặt 2 cáp ,khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm , tra trong bảng ta được k2 = 0,93 .
vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBA ngắn nên có thể bỏ qua tổn thất điện áp do đó không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔUcp;
chọn cáp từ TBATG đến B1:
Imax = = = 35,93 A;
Tiết diện kinh tế của cáp
Fkt = = 13,3 (mm2); tra bảng ta chọn cáp có tiết diện gần nhất F = 16 mm2 ,cáp đồng 10 kV ,3 lõi cách điện XLPE ,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo ,Icp = 110 A ;
Kiểm tra tiết diện đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.110 = 102,3 > 71,86 = 2,Imax = 2.35,93 ;
2 XLPE(3X16)
Vậy chọn cáp XLPE của hãng FURUKAWA,
có tiết diện 16 mm2 ,
Chọn cáp từ TBATG đến B2 :
Stttba2 = 520,4 kVA ; ΔS = 69,12kVA;
Imax = = 17,1A ;
F = = 6,33 mm2;
Chọn cáp có tiết diện gần nhất F = 16mm2 do hãng FURUKAWA chế tạo có Icp = 110 A ;
Theo điều kiện phát nóng :
0,93.110 = 102,3 (A) > 34,2(A) = 2.17,1 = 2.Imax ;
Vậy ta chọn cáp XLPE của hãng FURUKAWA,
2 XLPE(3X16)
có tiết diện 16mm2 ,
Chọn cáp từ TBATG đến B3:
Stttba3 = 1048,28 kVA;
ΔS = 121,25 kVA;
Imax = = 33,76 (A);
F = = 12,5 (mm2);
Ta chọn tiết diện gần nhất F = 16 mm2 do hãng FURUKAWA chế tạo có Icp = 110 A ;
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :
0,93.110 = 102,3 (A) > 67,52 (A) = 2.Imax ;
2XLPE(3X16)
Vậy ta chọn cáp 10kV,cách điện XLPE ,đai thép ,vỏ PVC của hãng FURUKAWA,
có tiết diện 16mm2 ,
Chọn cáp từ TBATG đến B4:
Stttba4 = 1012,19 kVA ;
ΔS = 117,6 kVA ;
Imax = = 32,61(A) ;
Fkt = = 12,1 mm2;
Chọn tiết diện gần nhất F = 16 mm2 , do hãng FURUKAWA chế tạo có Icp = 110 A ;
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :
0,93.110 = 102,3 (A) > 65,22 (A) = 2.Imax ;
2XLPE(3X16)
Vậy ta chọn cáp XLPE-10 kV của hãng FURUKAWA,
có tiết diện 16mm2 ,
Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng :
Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án ,các đoạn giống nhau không xét đến trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án .
Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép ,đoạn đường cáp ở đây cũng ngắn ,tổn thất điện áp không đáng kể ,nên có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện ΔUcp ,
Chọn cáp từ trạm biến áp B2 tới phân xưởng sửa chữa cơ khí (3):
Phân xưởng sửa chữa cơ khí xem như phụ tải loại 3do đó ta dùng lộ đơn từ trạm biến áp về phân xưởng ;
Imax = = = 239,7 (A) ;
k2 = 1;ta dùng cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện (3x70+50) có dòng điện cho phép Icp = 254 A ;khi đó 254 (A) > 239,7 (A)
chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp B3 về phân xưởng đúc (5) :
Ta xem (5) là phụ tải loại 1 nên dùng lộ kép
Imax = = =286,8 (A) ;
Đối với mỗi pha của mỗi lộ ta dùng cáp đồng 1 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo Icp = 750 A ;tíêt diện 500 mm2 khoảng cách mỗi sợi là 300 mm,ta dùng 1 sợi làm dây trung tính do đó
k2 = 0,85 ; khi đó
k2.Icp = 0,85.750 (A) = 635,7(A) > 573,6 (A) = 2Imax ;
chọn cáp từ trạm biến áp B4 về bộ phận nén ép (6) :
Bộ phấn nén ép là phụ tải loại 2 nên ta dùng lộ kép
Imax = = = 310,2 A;
Đối với mỗi pha của mỗi lộ ta dùng cáp đồng 1 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo Icp = 750 A ;tíêt diện 500 mm2 ,ta dùng 1 sợi làm dây trung tính ,khoảng cách mỗi sợi là 300 mm do đó
k2 = 0,85 ; khi đó
k2.Icp = 0,85.750 (A) = 635,7(A) > 620,4 (A) = 2Imax
chọn cáp từ trạm biến áp B2 về văn phòng và phòng thiết kế :
Ta dùng lộ kép
Imax = = = 86,26 A;
k2 = 0,93 ;
k2.Icp > Isc = 2. Imax = 172,52 A ;
Icp > 172,52/0,93 = 185,5 A ;
Ta chọn cáp 3 lõi +trung tính cách điện PVC do LENS chế tạo có tiết diện (3x50 +35).Icp = 206 A ;
chọn cáp từ B3 về trạm bơm (9) :
Ta dùng lộ kép
Imax = = = 94,24 A
k2.Icp > Isc = 2. Imax = 188,48 A
Icp > 188,48/0,93 = 202,7 A
Ta chọn cáp 3 lõi +trung tính cách điện PVC do LENS chế tạo có tiết diện (3x50 +35).Icp = 206 A ;
Bảng 7.5: kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 1 :
đường cáp
Tiết diện F(mm2)
Chiều dài L(m)
Ro
(Ω/km)
R(Ω)
đơn giá (103Đ/m)
Thành tiền
(103Đ)
TBATG-B1
2(3x16)
137,5
1,47
0,101
40
11000
TBATG –B2
2(3x16)
168,75
1,47
0,124
40
13500
TBATG-B3
2(3x16)
37,5
1,47
0,028
40
3000
TBATG –B4
2(3x16)
312,5
1,47
0,23
40
25000
B2 - 3
3x70+50
131,25
0,268
0,035
150
19687,5
B3- 5
2(3x500+500)
112,5
0,0366
0,002
480
108000
B4- 6
2(3x500+500)
75
0,0366
0,0014
480
72000
B2-8
2(3x50+35)
143,75
0,387
0,0278
130
37375
B3-9
2(3x50+35)
375
0,387
0,0726
130
97500
Tổng vốn đầu tư cho đường dây : Kđ = 387062,5 103 Đ
Øxác định tổn thất công suất trên đường dây :
Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức :
ΔP = (kW) ;
Trong đó :
R = ro.l (Ω);
n: số đường dây của một pha đi song song ;
đối với các cáp cao áp từ TBATG về các trạm biến áp phân xưởng thì Stt = công suất tính toán của phân xưởng màtrạm biến áp cần cung cấp (Sttpx) + tổn thất công suất trong các máy biến áp của trạm biến áp (ΔS);
Ta có ΔS =
Stttba : công suất tính toán trạm biến áp ;
ΔQo = ;
đối với cáp hạ áp thì Stt là công suất tính toán của phân xưởng mà cáp đó cung cấp điện ;
Kết quả tính toán được cho trong bảng sau:
Bảng 7.6: tổn thất công suất toàn phần trong các trạm biến áp :
Tên trạm
Số MBA
ΔPo
(kW)
ΔPn
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Stttba
(kVA)
Sđm
(kVA)
ΔQo
(kVar)
ΔS
(kVA)
B1
2
2,5
9,4
5,5
6,0
1114,36
560
33,6
130,33
B2
2
1,9
6,2
5,5
7
520,4
320
22,4
69,12
B3
2
2,5
9,4
5,5
6,0
1048,28
560
33,6
121,25
B4
2
2,5
9,4
5,5
6,0
1012,19
560
33,6
117,6
Bảng7.7 : tổn thất công suất tác dụng trên các đường cáp phương án 1 :
đường cáp
F(mm2)
L(m)
ro(Ω/km)
R(Ω)
Stt(kVA)
ΔP(kW)
TBATG-B1
2(3x16)
137,5
1,47
0,101
1244,69
1,565
TBATG –B2
2(3x16)
168,75
1,47
0,124
589,52
0,431
TBATG-B3
2(3x16)
37,5
1,47
0,028
1169,53
0,383
TBATG –B4
2(3x16)
312,5
1,47
0,23
1129,79
2,936
B2 - 3
3x70+50
131,25
0,268
0,035
157,77
6,033
B3- 5
2(3x500+500)
112,5
0,0366
0,002
377,54
1,974
B4- 6
2(3x500+500)
75
0,0366
0,0014
408,35
1,617
B2-8
2(3x50+35)
143,75
0,387
0,0278
113,55
2,482
B3-9
2(3x50+35)
375
0,387
0,0726
124,06
7,738
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn :ΣΔPo = 25,16 kW
Øxác định tổn thất điện năng trên đường dây :
Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức:
ΔAđ = ΣΔPđ.τ
Trong đó :
τ- thời gian tổn thất công suất lớn nhất ,
τ = (0,124+ )2.8760 = 3979 h ;
do đó ΔAđ = 25,16.3979 = 100111,64 kWh;
Øvốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 1:
Mạng cao áp trong phương án có điện áp 10 kV từ TBATG đến 4 trạm biến áp phân xưởng ,TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trong trạm .
Với 4 TBA ,mỗi trạm có hai máy biến áp nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp ,vậy trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 8 máy cắt điện cấp điện áp 10 kV cộng thêm 1 máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 10 kV ở TBATG và 2 máy cắt ở phía hạ áp của 2 máy biến áp trong TBATG,tổng cộng là 11 máy cắt ,
.vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án 1 :
Kmc = n,M
Trong đó :
n- số máy cắt trong mạng cần dùng ;
M – giá 1 máy cắt ,M= 12000 USD (10 kV) ;
Tỷ giá quy đổi 1 USD = 15,868 . 103 (Đ)
M = 12000.15,868.103 = 190,416 .106 (Đ) ;
Kmc = 11 . 190,416 . 106 = 2094,6 .106(Đ) ;
Øchi phí tính toán của phương án 1 :
Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án ;
(K = Kb + Kđ+Kmc)những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét đến ;
tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây :
ΔA = ΔAb + ΔAđ,
Chi phí tính toán Z1 của phương án 1 :
Vốn đầu tư :
K1 = Kb + Kđ+Kmc = 760 106 +387,0625 106 +2094,6 106
=3241,6625 106(Đ);
tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây:
ΔA1 = ΔAb+ΔAđ = 667095,1 + 100111,64
= 767206,74 kWh;
Chi phí tính toán :
Z1 = (avh + atc) .K1 + c.ΔA1
= ( 0,1+ 0,2) . 3241,6625 106+ 1000. 767206,74
= 1739,70549 . 106 (Đ) ;
B,phương án 2 :
Ta sử dụng trạm biến áp trung gian hạ cấp điện áp 35 kV xuống cấp điện áp 10 kV cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng B1,B2,B3,B4 trong phương án 2 về trạm biến áp phân xưởng ,các trạm biến áp này sẽ hạ cấp điện áp 10 kV xuống còn 0,38 kV cung cấp cho các phụ tải của nhà máy :
hình 3 :sơ đồ phương án 2 :
9
2
1
3
4
5
6
7
8
từ hệ thống đến
TBATG
B2
B3
B4
Øchọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp :
chọn máy biến áp trong các trạm biến áp :
tương tự như phương án 1 ta có bảng chọn máy biến áp:
bảng 7.8 :kết quả chọn các MBA trong các TBA phương án 2 :
Tên TBA
Sđm
(kVA)
Uc/Uh
(kV)
ΔPo
(kW)
ΔPN
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Số máy
đơn giá
(106Đ)
Thành tiền (106Đ)
TBATG
1500
35/10
6,6
20
6,5
5
2
105
210
B1
560
10/0,4
2,5
9,4
5,5
6,0
2
75
150
B2
560
10/0,4
2,5
9,4
5,5
6,0
2
75
150
B3
560
10/0,4
2,5
9,4
5,5
6,0
2
75
150
B4
320
10/0,4
1,9
6,2
5,5
7
2
50
100
tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp :Kb = 760 . 106 Đ
xác định tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp :
Tương tự như phương án 1 ,tổn thất điện năng ΔA trong các trạm được tính theo công thức :
ΔA = n.ΔPo.To + .ΔPN.()2.
Kết quả tính trong các trạm được cho trong bảng sau :
Bảng7.9: tổn thất điện năng trong các TBA :
Tên TBA
Số máy
Stttba
(kVA)
SđmB
(kVA)
ΔPo
(kW)
ΔPN
(kW)
ΔA
(kWh)
TBATG
2
2945,71
1500
6,6
20
269102,9
B1
2
1114,36
560
2,5
9,4
117853,7
B2
2
1105,44
560
2,5
9,4
116672,9
B3
2
953,53
560
2,5
9,4
98020,6
B4
2
521,9
320
1,9
6,2
66098,3
Tổng tổn thất điện năng trong các TBA : ΔAb = 667748,4 kWh;
Tổn thất công suất công suất trong các trạm biến áp :
Ta có ΔS =
Stttba : công suất tính toán trạm biến áp cần cung cấp cho phụ tải ;
ΔQo = ;kết quả tính toán cho trong bảng sau :
Bảng 7.10: tổn thất công suất toàn phần trong các trạm biến áp :
Tên trạm
Số MBA
ΔPo
(kW)
ΔPn
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Stttba
(kVA)
Sđm
(kVA)
ΔQo
(kVar)
ΔS
(kVA)
B1
2
2,5
9,4
5,5
6,0
1114,36
560
33,6
130,33
B2
2
2,5
9,4
5,5
6,0
1105,44
560
33,6
129,33
B3
2
2,5
9,4
5,5
6,0
953,53
560
33,6
113,39
B4
2
1,9
6,2
5,5
7
521,9
320
22,4
69,26
Øchọn dây và xác định tổn thất công suất ,tổn thất điện
năng trong mạng điện:
Chọn cáp từ TBATG về các trạm biến áp phân xưởng:
Tương tự như phương án 1,Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt , đối với nhà máy đang xét làm việc 3 ca , thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 5500 h , sử dụng cáp lõi đồng ,
ta có j kt = 2,7 (A /mm2),
Tiết diện kinh tế của cáp :Fkt = (mm2)
Từ TBATG về các trạm biến áp phân xưởng ta dùng cáp lộ kép nên
Imax = ;
Dựa vào trị số Fkt tính ra được ,tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất.
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :
khc.Icp ≥ Isc ,giá trị khc như phương án 1 .
chọn cáp từ TBATG đến B1:
Imax = = = 35,93 A;
Tiết diện kinh tế của cáp
Fkt = = 13,3 (mm2); tra bảng ta chọn cáp có tiết diện gần nhất F = 16 mm2 ,cáp đồng 10 kV ,3 lõi cách điện XLPE ,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo ,Icp = 110 A ;
Kiểm tra tiết diện đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.110 = 102,3 > 71,86 = 2.Imax = 2.35,93 ;
2 XLPE(3X16)
Vậy chọn cáp XLPE của hãng FURUKAWA,
có tiết diện 16 mm2 ,
Chọn cáp từ TBATG đến B2 :
Stttba2 = 1105,44 kVA ; ΔS = 129,33kVA;
Imax = = 35,64 A ;
F = = 13,2 mm2; chọn cáp có tiết diện gần nhất F = 16mm2 do hãng FURUKAWA chế tạo có Icp = 110 A ;
Theo điều kiện phát nóng :
0,93.110 = 102,3 (A) > 71,28 (A) = 2.35,64= 2,Imax ;
2 XLPE(3X16)
Vậy ta chọn cáp XLPE của hãng FURUKAWA,
có tiết diện 16mm2 ,
Chọn cáp từ TBATG đến B3:
Stttba3 = 953,53 kVA;
ΔS = 113,39 kVA;
Imax = = 30,8 (A);
F = = 11,4 (mm2);
Ta chọn tiết diện gần nhất F = 16 mm2 do hãng FURUKAWA chế tạo có Icp = 110 A ;
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :
0,93.110 = 102,3 (A) > 61,6 (A) = 2.Imax ;
2XLPE(3X16)
Vậy ta chọn cáp 10kV,cách điện XLPE ,đai thép ,vỏ PVC của hãng FURUKAWA,
có tiết diện 16mm2 ,
Chọn cáp từ TBATG đến B4:
Stttba4 = 521,9 kVA ;
ΔS = 69,2 kVA ;
Imax = = 17,06 (A) ;
Fkt = = 6,32 mm2;
Chọn tiết diện gần nhất F = 16 mm2 , do hãng FURUKAWA chế tạo
có Icp = 110 A ;
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :
0,93.110 = 102,3 (A) > 34,12 (A) = 2.Imax ;
2XLPE(3X16)
Vậy ta chọn cáp XLPE-10 kV của hãng FURUKAWA,
có tiết diện 16mm2 ,
Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng :
Tương tự như phương án 1, ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án ,các đoạn giống nhau không xét đến trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án .
cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép ,đoạn đường cáp ở đây cũng ngắn ,tổn thất điện áp không đáng kể ,nên có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện ΔUcp .
chọn cáp từ trạm biến áp B3 tới phân xưởng sửa chữa cơ khí (3):
Phân xưởng sửa chữa cơ khí xem như phụ tải loại 3do đó ta dùng lộ đơn từ trạm biến áp về phân xưởng ;
Imax = = = 239,7 (A) ;
k2 = 1;ta dùng cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện (3x70+50) có dòng điện cho phép Icp = 254 A ;khi đó 254 (A) > 239,7 (A)
Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp B3 về phân xưởng đúc (5) :
Ta xem (5) là
phụ tải loại 1 nên dùng lộ kép
Imax = = = 286,8 (A) ;
đối với mỗi pha của mỗi lộ ta dùng cáp đồng 1 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo Icp = 750 A ;tíêt diện 500 mm2 khoảng cách mỗi sợi là 300 mm,ta dùng 1 sợi làm dây trung tính do đó
k2 = 0,85 ; khi đó
k2.Icp = 0,85.750 (A) = 635,7(A) > 573,6 (A) = 2Imax ;
Ta có tiết diện đường cáp 2(3x500 +500) ;
Chọn cáp từ trạm biến áp B3 phân xưởng kết cấu kim loại (7) :
Bộ phận kết cấu kim loại là phụ tải loại 2 nên ta dùng lộ kép
Imax = = = 189,22 A;
Theo điều kiện phát nóng :
k2.Icp ≥ Isc = 2.Imax = 2.189,22 = 378,44 (A) ;
k2 = 0,93;
Icp ≥ 378,44/0,93 = 406,9 A;
Ta chọn cáp đồng hạ áp cách điện PVC do LENS chế tạo tiết diện 2 (3x185+70) có dòng cho phép Icp = 434 A;
Chọn cáp từ trạm biến áp B4 về văn phòng và phòng thiết kế(8) :
Ta dùng lộ kép
Imax = = = 86,26 A;
k2 = 0,93 ;
k2.Icp > Isc = 2. Imax = 172,52 A ;
Icp > 172,52/0,93 = 185,5 A ;
Ta chọn cáp 3 lõi +trung tính cách điện PVC do LENS chế tạo có tiết diện 2(3x50 +35) ,Icp = 206 A ;
Chọn cáp từ B2 về trạm bơm (9) :
Ta dùng lộ kép
Imax = = = 94,24 A
k2.Icp > Isc = 2. Imax = 188,48 A
Icp > 188,48/0,93 = 202,7 A
Ta chọn cáp 3 lõi +trung tính cách điện PVC do LENS chế tạo có tiết diện 2(3x50 +35) .Icp = 206 A ;
Bảng 7.11: kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 2 :
Đường cáp
Tiết diện F(mm2)
Chiều dài L(m)
Ro
(Ω/km)
R(Ω)
đơn giá (103Đ/m)
Thành tiền
(103Đ)
TBATG-B1
2(3x16)
137,5
1,47
0,101
40
11000
TBATG –B2
2(3x16)
250
1,47
0,184
40
20000
TBATG-B3
2(3x16)
137,5
1,47
0,101
40
11000
TBATG –B4
2(3x16)
306,25
1,47
0,225
40
24500
B3 - 3
3x70+50
56,25
0,268
0,015
150
8437,5
B2- 5
2(3x500+500)
81,25
0,0366
0,0015
480
78000
B3- 7
2(3x185+70)
100
0,991
0,0496
360
72000
B4-8
2(3x50+35)
112,5
0,387
0,0218
130
29250
B2-9
2(3x50+35)
168,75
0,387
0,0327
130
43875
Tổng vốn đầu tư cho đường dây : Kđ = 298062,5 103 Đ
Xác định tổn thất công suất trên đường dây :
Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức :
ΔP = (kW) ;
Trong đó :
R = ro.l (Ω);
n: số đường dây của một pha đi song song ;
đối với các cáp cao áp từ TBATG về các trạm biến áp phân xưởng thì Stt = công suất tính toán của phân xưởng màtrạm biến áp cần cung cấp (Stttba) + tổn thất công suất trong các máy biến áp của trạm biến áp (ΔS);
Ta có ΔS =
Stttba : công suất tính toán trạm biến áp ;
ΔQo = ;
đối với cáp hạ áp thì Stt là công suất tính toán của phân xưởng mà cáp đó cung cấp điện ;
Kết quả được tính ở phần trên được cho trong bảng sau:
Bảng 7.12: tổn thất công suất toàn phần trong các trạm biến áp :
Tên trạm
Số MBA
ΔPo
(kW)
ΔPn
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Stttba
(kVA)
Sđm
(kVA)
ΔQo
(kVar)
ΔS
(kVA)
B1
2
2,5
9,4
5,5
6,0
1114,36
560
33,6
130,33
B2
2
2,5
9,4
5,5
6,0
1105,44
560
33,6
129,33
B3
2
2,5
9,4
5,5
6,0
953,53
560
33,6
113,39
B4
2
1,9
6,2
5,5
7
521,9
320
22,4
69,26
Bảng 7.13 : tổn thất công suất tác dụng trên các đường cáp phương án 2 :
Đường cáp
F(mm2)
L(m)
ro(Ω/km)
R(Ω)
Stt(kVA)
ΔP(kW)
TBATG-B1
2(3x16)
137,5
1,47
0,101
1244,69
1,565
TBATG –B2
2(3x16)
250
1,47
0,184
1234,77
2,805
TBATG-B3
2(3x16)
137,5
1,47
0,101
1066,92
1,149
TBATG –B4
2(3x16)
306,25
1,47
0,225
591,16
0,786
B3 - 3
3x70+50
56,25
0,268
0,015
157,77
2,586
B2- 5
2(3x500+500)
81,25
0,0366
0,0015
377,54
1,48
B3- 7
2(3x185+70)
100
0,991
0,0496
249,08
21,31
B4-8
2(3x50+35)
112,5
0,387
0,0218
113,55
1,946
B2-9
2(3x50+35)
168,75
0,387
0,0327
124,06
3,485
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn :ΣΔPo = 37,112 kW
Xác định tổn thất điện năng trên đường dây :
Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức:
ΔAđ = ΣΔPđ.τ
Trong đó :
τ- thời gian tổn thất công suất lớn nhất ,
τ = (0,124+ )2.8760 = 3979 h ;
do đó ΔAđ = 37,112.3979 = 147668,648 kWh;
Øvốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của
phương án 2
Mạng cao áp trong phương án có điện áp 10 kV từ TBATG đến 4 trạm biến áp phân xưởng ,TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trong trạm .
Với 4 TBA ,mỗi trạm có hai máy biến áp nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp ,vậy trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 8 máy cắt điện cấp điện áp 10 kV cộng thêm 1 máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 10 kV ở TBATG và 2 máy cắt ở phía hạ áp của 2 máy biến áp trong TBATG,tổng cộng là 11 máy cắt.
Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án 2:
Kmc = n.M
Trong đó :
n- số máy cắt trong mạng cần dùng ;
M – giá 1 máy cắt ,M= 12000 USD (10 kV) ;
Tỷ giá quy đổi 1 USD = 15,868 . 103 (Đ)
M = 12000.15,868,103 = 190,416 .106 (Đ) ;
Kmc = 11 . 190,416 . 106 = 2094,6 . 106(Đ) ;
Øchi phí tính toán của phương án 2 :
Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án ;
(K = Kb + Kđ+Kmc) ,những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét đến ;
.tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây :
ΔA = ΔAb + ΔAđ,
Chi phí tính toán Z2 của phương án 2 :
Vốn đầu tư :
K2 = Kb + Kđ +Kmc= 760 106 +298,0625 106 +2094,6 106
=3152,6625 106(Đ);
tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây:
ΔA2 = ΔAb+ΔAđ = 667748,4 + 147668,648
= 815417,048 kWh;
Chi phí tính toán :
Z2 = (avh + atc) .K2 + c. ΔA2
= ( 0,1+ 0,2) . 3152,6625 106+ 1000. 815417,048
= 1761,215798 106 (Đ) ;
C,phương án III:
Phương án này sử dụng trạm PPTT nhận điện từ hệ thống về cấp cho các trạm biến áp phân xưởng ,các trạm biến áp hạ điện áp từ 35 kV xuống còn 0,4 kV cung cấp cho các phân xưởng ;
Hình 4: sơ đồ phương án 3 ;
Từ hệ thống điện
B4
B2
B1
9
8
7
6
5
4
3
2
1
B3
TPPTT
Øchọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp phân xưởng :
Trên cơ sở đã chọn được công suất các máy biến áp ở phần trên ,ta có bảng chọn chi tiết các máy biến áp ,
Bảng 7.14: kết quả chọn máy biến áp tại các TBA trong phương án 3 ;
Tên TBA
Sđm
(kVA)
Uc/Uh
(kV)
ΔPo
(kW)
ΔPN
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Số máy
đơn giá
(106Đ)
Thành tiền (106Đ)
B1
560
35/0,4
3,35
9,4
6,5
6,5
2
75
150
B2
320
35/0,4
2,3
6,2
6,5
7,5
2
50
100
B3
560
35/0,4
3,35
9,4
6,5
6,5
2
75
150
B4
560
35/0,4
3,35
9,4
6,5
6,5
2
75
150
Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp : KB = 760.106 Đồng
Các máy biến áp đều do công ty thiết bị điện ĐÔNG ANH chế tạo nên không cần phải hiệu chỉnh nhiệt độ;
Øxác định tổn thất điện năng ΔA trong các TBA:
để tính tổn thất trong các trạm biến áp ta sử dụng công thức
ΔA = n.ΔPo.To + .ΔPN.()2. τ ;
Trong đó :
n: số máy biến áp trong trạm làm việc song song ;
ΔPo ,ΔPN : là tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp ;
To : thời gian vận hành trong 1 năm = 8760 h ;
τ: thời gian tổn thất công suất cực đại ,đối với nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương làm việc 3 ca Tmax = 5500h ,do đó : τ = (0,124+)2.8760 = 3979h;
Stt,SđmB :là công suất tính toán của TBA, công suất định mức của máy biến áp làm việc trong trạm;
Kết quả tính toán ghi trong bảng sau:
Bảng7.15: kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 3;
Tên TBA
Số máy
Stttba
(kVA)
SđmB
(kVA)
ΔPo
(kW)
ΔPN
(kW)
ΔA
(kWh)
B1
2
1114,36
560
3,35
9,4
132745,7
B2
2
520,4
320
2,3
6,2
72918
B3
2
1048,28
560
3,35
9,4
124223,54
B4
2
1012,19
560
3,35
9,4
119789
Tổng tổn thất điện năng trong các trạm ΔAb = 449676,24 kWh,
.tổn thất công suất công suất trong các trạm biến áp :
Ta có ΔS =
Stttba : công suất tính toán trạm biến áp cần cung cấp cho phụ tải ;
ΔQo = ;kết quả tính toán cho trong bảng sau :
Bảng7.16: tổn thất công suất toàn phần trong các trạm biến áp :
Tên trạm
Số MBA
ΔPo
(kW)
ΔPn
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Stttba
(kVA)
Sđm
(kVA)
ΔQo
(kVar)
ΔS
(kVA)
B1
2
3,35
9,4
6,5
6,5
1114,36
560
36,4
147,06
B2
2
2,3
6,2
6,5
7,5
520,4
320
24
76,58
B3
2
3,35
9,4
6,5
6,5
1048,28
560
36,4
138,526
B4
2
3,35
9,4
6,5
6,5
1012,19
560
36,4
134,086
Øchọn dây và xác định tổn thất công suất ,tổn thất điện
năng trong mạng điện:
Chọn cáp từ TPPTTvề các trạm biến áp phân xưởng:
Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt , đối với nhà máy đang xét làm việc 3 ca , thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 5500 h , sử dụng cáp lõi đồng ,ta có j kt = 2,7 (A /mm2),
Tiết diện kinh tế của cáp :Fkt = (mm2)
Từ TPPTT về các trạm biến áp phân xưởng ta dùng cáp lộ kép nên
Imax = ;
Dựa vào trị số Fkt tính ra được ,tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất ,
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :
khc.Icp ≥ Isc
chọn cáp từ TPPTT đến B1:
Imax = = = 10,4 A;
Tiết diện kinh tế của cáp
Fkt = = 3,85 (mm2); tra bảng ta chọn cáp có tiết diện gần nhất F = 50 mm2 ,cáp đồng 35 kV ,3 lõi cách điện XLPE ,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo ,Icp = 200 A ;
Kiểm tra tiết diện đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.200 = 186 > 20,8 A = 2.Imax = 2.10,4 ;
2 XLPE(3X50)
Vậy chọn cáp XLPE của hãng FURUKAWA,
có tiết diện 50 mm2 ,
Chọn cáp từ TPPTT đến B2 :
Stttba2 = 520,4 kVA ; ΔS = 76,58 kVA;
Imax = = 4,924 A ;
F = = 1,824 mm2; chọn cáp có tiết diện gần nhất
F = 50mm2 do hãng FURUKAWA chế tạo có
Icp = 200 A ;
Theo điều kiện phát nóng :
0,93.200 = 186 (A) > 9,848(A) = 2.4,924 = 2.Imax ;
Vậy ta chọn cáp XLPE của hãng FURUKAWA,
2 XLPE(3X50)
có tiết diện 50mm2 ,
Chọn cáp từ TPPTT đến B3:
Stttba3 = 1048,28 kVA;
ΔS = 138,526 kVA;
Imax = = 9,789 (A);
F = = 3,626 (mm2);
Ta chọn tiết diện gần nhất F = 50 mm2 do hãng FURUKAWA chế tạo có Icp = 200 A ;
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :
0,93.200= 186 (A) > 19,578 (A) = 2,Imax ;
Vậy ta chọn cáp 35kV,cách điện XLPE ,đai thép ,vỏ PVC của hãng FURUKAWA,
2XLPE(3X50)
có tiết diện 50mm2 ,
Chọn cáp từ TPPTT đến B4:
Stttba4 = 1012,19 kVA ;
ΔS = 134,086 kVA ;
Imax = = 9,454(A) ;
Fkt = = 3,5 mm2;
Chọn tiết diện gần nhất F = 50mm2 , do hãng FURUKAWA chế tạo
có Icp = 200 A ;
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :
0,93.200 = 186 (A) > 18,908 (A) = 2.Imax ;
Vậy ta chọn cáp XLPE-35 kV của hãng FURUKAWA,
2XLPE(3X50)
có tiết diện 50mm2 ,
Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng :
Tương tự như các phương án trước ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án ,các đoạn giống nhau không xét đến trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án.
Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép ,đoạn đường cáp ở đây cũng ngắn ,tổn thất điện áp không đáng kể ,nên có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện Δucp.
Phương án III chỉ khác phương án I giữa TPPTT với TBATG do vậy cáp hạ áp giữa chúng là giống hệt nhau ,đồng thời chiều dài cáp cao áp và hạ áp cũng như nhau do đó ta cóthể sử dụng kết quả của phương án 1;
Bảng 7.17: kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 3 :
Đường cáp
Tiết diện F(mm2)
Chiều dài L(m)
Ro
(Ω/km)
R(Ω)
Đơn giá (103Đ/m)
Thành tiền
(103Đ)
TPPTT -B1
2(3x50)
137,5
0,494
0,03396
130
35750
TPPTT –B2
2(3x50)
168,75
0,494
0,0417
130
43875
TPPTT -B3
2(3x50)
37,5
0,494
0,0093
130
9750
TPPTT –B4
2(3x50)
312,5
0,494
0,0772
130
81250
B2 - 3
3x70
+50
131,25
0,268
0,035
150
19687,5
B3- 5
2(3x500+500)
112,5
0,0366
0,002
480
108000
B4- 6
2(3x500+500)
75
0,0366
0,0014
480
72000
B2-8
2(3x50+35)
143,75
0,387
0,0278
130
37375
B3-9
2(3x50+35)
375
0,387
0,0726
130
97500
Tổng vốn đầu tư cho đường dây : Kđ =505187,5 103 Đ
Xác định tổn thất công suất trên đường dây :
Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức :
ΔP = (kW) ;
Trong đó :
R = ro.l (Ω);
n: số đường dây của một pha đi song song ;
đối với các cáp cao áp từ TPPTT về các trạm biến áp phân xưởng thì Stt = công suất tính toán của phân xưởng màtrạm biến áp cần cung cấp (Stttba) + tổn thất công suất trong các máy biến áp của trạm biến áp (ΔS);
Ta có ΔS =
Stttba : công suất tính toán trạm biến áp ;
ΔQo = ;
đối với cáp hạ áp thì Stt là công suất tính toán của phân xưởng mà cáp đó cung cấp điện ;
Kết quả tính toán được cho trong bảng sau:
Bảng 7.18: tổn thất công suất toàn phần trong các trạm biến áp :
Tên trạm
Số MBA
ΔPo
(kW)
ΔPn
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Stttba
(kVA)
Sđm
(kVA)
ΔQo
(kVar)
ΔS
(kVA)
B1
2
3,35
9,4
6,5
6,5
1114,36
560
36,4
147,06
B2
2
2,3
6,2
6,5
7,5
520,4
320
24
76,58
B3
2
3,35
9,4
6,5
6,5
1048,28
560
36,4
138,526
B4
2
3,35
9,4
6,5
6,5
1012,19
560
36,4
134,086
Bảng 7.19 : tổn thất công suất tác dụng trên các đường cáp phương án 3 :
Đường cáp
F(mm2)
L(m)
ro(Ω/km)
R(Ω)
Stt(kVA)
ΔP(kW)
TPPTT -B1
2(3x50)
137,5
0,494
0,03396
1261,42
0,044
TPPTT –B2
2(3x50)
168,75
0,494
0,0417
596,98
0,012
TPPTT -B3
2(3x50)
37,5
0,494
0,0093
1186,806
0,0107
TPPTT –B4
2(3x50)
312,5
0,494
0,0772
1146,276
0,0828
B2 - 3
3x70
+50
131,25
0,268
0,035
157,77
6,033
B3- 5
2(3x500+500)
112,5
0,0366
0,002
377,54
1,974
B4- 6
2(3x500+500)
75
0,0366
0,0014
408,35
1,617
B2-8
2(3x50+35)
143,75
0,387
0,0278
113,55
2,482
B3-9
2(3x50+35)
375
0,387
0,0726
124,06
7,738
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn :ΣΔPo = 19,9935 kW
Xác định tổn thất điện năng trên đường dây :
Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức:
ΔAđ = ΣΔPđ.τ
do đó ΔAđ = 19,9935.3979 = 79554,1365 kWh;
Øvốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 3:
Mạng cao áp trong phương án có điện áp 35 kV từ TPPTT đến 4 trạm biến áp phân xưởng , TPPTT có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ lộ kép đường dây trên không đưa điện về từ hệ thống .
Với 4 TBA ,mỗi trạm có hai máy biến áp nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp ,vậy trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 8 máy cắt điện cấp điện áp 35 kV cộng thêm 1 máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 35 kV ở TPPTT,tổng cộng là 9 máy cắt.
Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án 3:
Kmc = n.M
Trong đó :
n- số máy cắt trong mạng cần dùng ;
M – giá 1 máy cắt ,M= 30000 USD (35 kV) ;
Tỷ giá quy đổi 1 USD = 15,868 . 103 (Đ)
M = 30000.15,868.103 = 476,04 . 106 (Đ) ;
Kmc = 9 . 476,04 . 106 = 4284,36 .106(Đ) ;
Øchi phí tính toán của phương án 3 :
Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án ;
(K = Kb + Kđ+Kmc)những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét đến ;
Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây :
ΔA = ΔAb + ΔAđ,
Chi phí tính toán Z3 của phương án 3 :
vốn đầu tư :
K3 = Kb + Kđ+Kmc = 760 .106 +505,1875 .106+ 4284,36 .106
=5549,5475 .106 (Đ);
tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây:
ΔA3 = ΔAb+ΔAđ = 449676,24 + 79554,1365
= 529230,3765 kWh;
Chi phí tính toán :
Z3 = (avh + atc).K3 + c. ΔA1
= ( 0,1+ 0,2) .5549,5475 .106+ 1000.529230,3765
= 2149,094627. 106 (Đ);
D,phương án IV:
Hình 5 :sơ đồ phương án 4:
B4
B3
B2
từ hệ thống đến
8
7
6
5
4
3
1
2
9
phương án này sử dụng TPPTT nhận điện từ hệ thống có cấp điện áp 35 kV cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng hạ cấp điện áp xuống còn 0,4 kV cung cấp cho các phụ tải ,
Øchọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp :
bảng7.20 :kết quả chọn các MBA trong các TBA phương án 2 :
Tên TBA
Sđm
(kVA)
Uc/Uh
(kV)
ΔPo
(kW)
ΔPN
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Số máy
Đơn giá
(106Đ)
Thành tiền (106Đ)
B1
560
35/0,4
3,35
9,4
6,5
6,5
2
75
150
B2
560
35/0,4
3,35
9,4
6,5
6,5
2
75
150
B3
560
35/0,4
3,35
9,4
6,5
6,5
2
75
150
B4
320
35/0,4
2,3
6,2
6,5
7,5
2
50
100
tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp :Kb = 760 .106 Đ
Xác định tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp :
Tương tự như các phương án trên ,tổn thất điện năng ΔA trong các trạm được tính theo công thức :
ΔA = n.ΔPo.To + .ΔPN.()2.τ
Kết quả tính trong các trạm được cho trong bảng sau :
Bảng 7.21: tổn thất điện năng trong các TBA :
Tên TBA
Số máy
Stttba
(kVA)
SđmB
(kVA)
ΔPo
(kW)
ΔPN
(kW)
ΔA
(kWh)
B1
2
1114,36
560
3,35
9,4
132745,7
B2
2
1105,44
560
3,35
9,4
131564,91
B3
2
953,53
560
3,35
9,4
112912,62
B4
2
521,9
320
2,3
6,2
73106,3
Tổng tổn thất điện năng trong các TBA : ΔAb = 450329,53 kWh;
Tổn thất công suất công suất trong các trạm biến áp :
Ta có ΔS =
Stttba : công suất tính toán trạm biến áp cần cung cấp cho phụ tải ;
ΔQo = ;kết quả tính toán cho trong bảng sau :
Bảng 7.22: tổn thất công suất toàn phần trong các trạm biến áp :
Tên trạm
Số MBA
ΔPo
(kW)
ΔPn
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Stttba
(kVA)
Sđm
(kVA)
ΔQo
(kVAr)
ΔS
(kVA)
B1
2
3,35
9,4
6,5
6,5
1114,36
560
36,4
147,06
B2
2
3,35
9,4
6,5
6,5
1105,44
560
36,4
145,88
B3
2
3,35
9,4
6,5
6,5
953,53
560
36,4
127,2
B4
2
2,3
6,2
6,5
7,5
521,9
320
24
76,75
Øchọn dây và xác định tổn thất công suất ,tổn thất điện
năng trong mạng điện:
Chọn cáp từ TPPTTvề các trạm biến áp phân xưởng:
Tương tự như các phương án trên phương án trên ,Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt , đối với nhà máy đang xét làm việc 3 ca , thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 5500 h , sử dụng cáp lõi đồng ,ta có j kt = 2,7 (A /mm2).
Tiết diện kinh tế của cáp :Fkt = (mm2)
Từ TPPTT về các trạm biến áp phân xưởng ta dùng cáp lộ kép nên
Imax = ;
Dựa vào trị số Fkt tính ra được ,tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất ,
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :
khc.Icp ≥ Isc
chọn cáp từ TPPTT đến B1:
Imax = = = 10,4 A;
Tiết diện kinh tế của cáp
Fkt = = 3,85 (mm2); tra bảng ta chọn cáp có tiết diện gần nhất F = 50 mm2 ,cáp đồng 35 kV ,3 lõi cách điện XLPE ,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo ,Icp = 200 A ;
Kiểm tra tiết diện đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.200= 186 > 20,8 = 2.Imax = 2.10,4 ;
2 XLPE(3X50)
Vậy chọn cáp XLPE của hãng FURUKAWA,
có tiết diện 50 mm2 ,
Chọn cáp từ TPPTT đến B2 :
Stttba2 = 1105,44 kVA ; ΔS = 145,88 kVA;
Imax = = 10,32 A ;
F = = 3,82 mm2; chọn cáp có tiết diện gần nhất F = 50 mm2 do hãng FURUKAWA chế tạo có Icp = 200 A ;
Theo điều kiện phát nóng :
0,93.200 = 186 (A) > 20,64 (A) = 2.10,32= 2.Imax ;
2 XLPE(3X50)
Vậy ta chọn cáp XLPE của hãng FURUKAWA,
có tiết diện 50mm2 ,
Chọn cáp từ TPPTT đến B3:
Stttba3 = 953,53 kVA;
ΔS = 127,2 kVA;
Imax = = 8,9137 (A);
F = = 3,3 (mm2);
Ta chọn tiết diện gần nhất F = 50mm2 do hãng FURUKAWA chế tạo có Icp = 200 A ;
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :
0,93.200 = 186 (A) > 17,8274 (A) = 2.Imax ;
2XLPE(3X50)
Vậy ta chọn cáp 35kV,cách điện XLPE ,đai thép ,vỏ PVC của hãng FURUKAWA,
có tiết diện 50mm2 ,
Chọn cáp từ TPPTT đến B4:
Stttba4 = 521,9 kVA ;
ΔS = 76,75 kVA ;
Imax = = 4,9376 (A) ;
Fkt = = 1,83 mm2;
Chọn tiết diện gần nhất F = 50 mm2 , do hãng FURUKAWA chế tạo
có Icp = 200 A ;
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :
0,93.200 = 186 (A) > 9,8752 (A) = 2,Imax ;
Vậy ta chọn cáp XLPE-35 kV của hãng FURUKAWA,
2XLPE(3X50)
có tiết diện 50 mm2 ,
Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng :
Tương tự như các phương án trên , ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án ,các đoạn giống nhau không xét đến trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án .
Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép ,đoạn đường cáp ở đây cũng ngắn ,tổn thất điện áp không đáng kể ,nên có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện Δucp.
Phương án 4 chỉ khác phương án 2 giữa TPPTT và TBATG do vậy phương án về cáp hạ áp là giống nhau ,chiều dài các đoạn cáp cao áp cũng giống nhau ;
Bảng7.23: kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 4:
Đường cáp
Tiết diện F(mm2)
Chiều dài L(m)
Ro
(Ω/km)
R(Ω)
Đơn giá (103Đ/m)
Thành tiền
(103Đ)
TPPTT-B1
2(3x50)
137,5
0,494
0,03396
130
35750
TPPTT –B2
2(3x50)
250
0,494
0,06175
130
65000
TPPTT-B3
2(3x50)
137,5
0,494
0,03396
130
35750
TPPTT –B4
2(3x50)
306,25
0,494
0,0757
130
79625
B3 - 3
3x70+50
56,25
0,268
0,015
150
8437,5
B2- 5
2(3x500+500)
81,25
0,0366
0,0015
480
78000
B3- 7
2(3x185+70)
100
0,991
0,0496
360
72000
B4-8
2(3x50+35)
112,5
0,387
0,0218
130
29250
B2-9
2(3x50+35)
168,75
0,387
0,0327
130
43875
Tổng vốn đầu tư cho đường dây : Kđ = 447687,5 103 Đ
Xác định tổn thất công suất trên đường dây :
Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức :
ΔP = (kW) ;
Trong đó :
R = ro.l (Ω);
n: số đường dây của một pha đi song song ;
đối với các cáp cao áp từ TPPTT về các trạm biến áp phân xưởng thì Stt = công suất tính toán của phân xưởng màtrạm biến áp cần cung cấp (Sttpx) + tổn thất công suất trong các máy biến áp của trạm biến áp (ΔS);
Ta có ΔS =
Stttba : công suất tính toán trạm biến áp ;
ΔQo = ;
đối với cáp hạ áp thì Stt là công suất tính toán của phân xưởng mà cáp đó cung cấp điện ;
Kết quả được tính ở phần trên được cho trong bảng sau:
Bảng7.24: tổn thất công suất toàn phần trong các trạm biến áp :
Tên trạm
Số MBA
ΔPo
(kW)
ΔPn
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Stttba
(kVA)
Sđm
(kVA)
ΔQo
(kVAr)
ΔS
(kVA)
B1
2
3,35
9,4
6,5
6,5
1114,36
560
36,4
147,06
B2
2
3,35
9,4
6,5
6,5
1105,44
560
36,4
145,88
B3
2
3,35
9,4
6,5
6,5
953,53
560
36,4
127,2
B4
2
2,3
6,2
6,5
7,5
521,9
320
24
76,75
Bảng7.25 : tổn thất công suất tác dụng trên các đường cáp phương án 4 :
đường cáp
F(mm2)
L(m)
ro(Ω/km)
R(Ω)
Stt(kVA)
ΔP(kW)
TPPTT-B1
2(3x50)
137,5
0,494
0,03396
1261,42
0,044
TPPTT –B2
2(3x50)
250
0,494
0,06175
1251,32
0,0789
TPPTT-B3
2(3x50)
137,5
0,494
0,03396
1080,73
0,0324
TPPTT –B4
2(3x50)
306,25
0,494
0,0757
598,65
0,022
B3 - 3
3x70+50
56,25
0,268
0,015
157,77
2,586
B2- 5
2(3x500+500)
81,25
0,0366
0,0015
377,54
1,48
B3- 7
2(3x185+70)
100
0,991
0,0496
249,08
21,31
B4-8
2(3x50+35)
112,5
0,387
0,0218
113,55
1,946
B2-9
2(3x50+35)
168,75
0,387
0,0327
124,06
3,485
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn :ΣΔPo = 30,9843 kW
Xác định tổn thất điện năng trên đường dây :
Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức:
ΔAđ = ΣΔPđ.τ
do đó ΔAđ = 30,9843 .3979 = 123286,5297 kWh;
ØVốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 4
mạng cao áp trong phương án có điện áp 35 kV từ TPPTT đến 4 trạm biến áp phân xưởng ,TPPTT có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ lộ kép dây trên không chạy từ hệ thống điện về ,
với 4 TBA ,mỗi trạm có hai máy biến áp nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp ,vậy trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 8 máy cắt điện cấp điện áp35 kV cộng thêm 1 máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 35 kV ở TPPTT ,tổng cộng là 9 máy cắt ,
vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án 4:
Kmc = n,M
Trong đó :
n- số máy cắt trong mạng cần dùng ;
M – giá 1 máy cắt ,M= 30000 USD (35 kV) ;
Tỷ giá quy đổi 1 USD = 15,868 .103 (Đ)
M = 30000.15,868,103 = 476,04.106 (Đ) ;
Kmc = 9 . 476,04 106 = 4284,36.106(Đ)
Øchi phí tính toán của phương án 4 :
Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án ;
(K = Kb + Kđ+Kmc) ,những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét đến ;
Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây :
ΔA = ΔAb + ΔAđ,
Chi phí tính toán Z4 của phương án 4 :
Vốn đầu tư :
K4 = Kb + Kđ +Kmc= 760. 106 + 447,6875.106 +4284,36 .106
=5492,0475.106(Đ);
Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây:
ΔA4 = ΔAb+ΔAđ = 450329,53 + 123286,5297
= 573616,0597 kWh;
Chi phí tính toán :
Z4 = (avh + atc).K4 + c. ΔA4
= ( 0,1+ 0,2) .5492,0475 .106+ 1000.573616,0597
= 2221,23031 .106 (Đ) ;
Bảng7.26: tổng hợp chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của các phương án:
Phương án
Vốn đầu tư
(106 Đ)
Tổn thất điện năng (kWh)
Chi phí tính toán (106 Đ)
Phương án 1
3241,6625
767206,74
1739,70549
Phương án 2
3152,6625
815417,048
1761,215798
Phương án 3
5549,5475
529230,3765
2149,094627
Phương án 4
5492,0475
573616,0597
2221,23031
Nhận xét :từ những kết quả tính toán cho trong bảng trên ta thấy phương án 3 và 4 tuy có tổn thất điện năng nhỏ hơn 2 phương án còn lại nhưng 2 phương án 3,4 lại có vốn đầu tư và chi phí tính toán lớn hơn nhiều so với 2 phương án 1,2 do đó ta loại 2 phương án 3,4;
Phương án 1 tuy có vốn đầu tư nhiều hơn phương án 2 một ít
(2,8 %) nhưng lại có tổn thất điện năng và chi phí tính toán nhỏ hơn do đó về lâu dài trong quá trình vận hành thì phương án 1 kinh tế hơn ;vậy ta chọn phương án 1 làm phương án thiết kế ,
7.4 thiết kế chi tiết cho phương án được chọn (dùng TBATG):
A,chọn dây dẫn từ hệ thống điện (trạm biến áp trung gian) về trạm biến áp trung gian của nhà máy
Đường dây từ hệ thống điện về trạm biến áp trung gian của nhà máy dài 15 km ta dùng đường dây trên không ,dây nhôm lõi thép ,lộ kép ;
với mạng cao áp có Tmax lớn ,dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt ,tra theo bảng ta được jkt = 1(A/mm2)
Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn :
Itt = ;
Tổn thất công suất trong trạm trung gian ΔS được tính kết quả cho trong bảng sau:
Bảng 7.27 – tổn thất trong trạm trung gian :
Tên trạm
Số MBA
ΔPo
(kW)
ΔPn
(kW)
Un
(%)
Io
(%)
Stttba
(kVA)
Sđm
(kVA)
ΔQo
(kVAr)
ΔS
(kVA)
TBATG
2
6,6
20
6,5
5
2945,71
1500
75
341,95
Ittđd = = 27,1 A ;
Tiết diện kinh tế :
Fkt = = 27,1 (mm2);
Ta chọn dây AC có tiết diện gần nhất F = 35 mm2, Icp = 170 A (tra trong sách “lưới điện và hệ thống điện ”của TRần Bách trang 335 bảng 6);
kiểm tra theo điều kiện sự cố khi đứt 1 sợi :
Isc =2,Imax = 2.27,1 = 54,2 (A) < 170 (A) = Icp ;
Dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố ,
kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép :
Với dây dẫn AC-35,ở cấp điện áp 35 kV ,khoảng cách trung bình D = 3,5 m có các thông số kỹ thuật ro = 0,85 Ω/km ,
xo = 0,438 Ω/km ;
ΔU = ;
ta có :
Pttnm = 2259,164 kW ;
ΔP = 2. ΔPo + 0,5. ΔPn.(Sttnm/SđmB)2= 51,76 kW;
R = L. ro/2 = 15.0,85/2 = 6,375
Qttnm = 1890,344 kVA;
ΔQ = 2.ΔQo + 0,5.Un.= 338 kVAr;
X= 15.0,438 /2= 3,285 Ω;
ΔU = = 630 V ;
ΔU = 630 (V) < 1750 (V) = 5%Uđm
Dây dẫn đã cho thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp ;
Vậy ta chọn dây AC- 35 ;
B,tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện :
Mục đích của tính toán ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn được chọn khi có ngắn mạch trong hệ thống ,dòng điện ngắn mạch tính toán để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch ba pha ,khi tính toán ngắn mạch phía cao áp do không biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính gần đúng điện kháng của hệ thống điện quốc gia thông qua công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung gian (của hệ thống ) và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn ,
Hình 6 :sơ đồ tính toán ngắn mạch :
Xht
Zd
Zci
HT
TBATG
ĐDK
MC
MC
TBATG
Cáp
TBAPX
N
Ni
N
Ni
N - điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm biến áp trung gian để kiểm tra máy cắt và thanh góp ,
Ni...N7 - điểm ngắn mạch phía cao áp các trạm biến áp phân xưởng để kiểm tra cáp và các thiết bị cao áp của trạm ,
điện kháng của hệ thống được tính gần đúng theo công thức :
Xht = [Ω];
Trong đó :
SN –công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn ,SN = 250 MVA;
U- điện áp trung bình của đường dây ,U= Utb = 1,05.Uđm
= 1,05.35 = 36, 75 kV;
điện kháng và điện trở của đường dây :
R = 0,5.ro.L [Ω]; X = 0,5.xo.L [Ω];
Ro,xo - điện trở và điện dẫn trên 1 km dây dẫn [Ω/km];
L – chiều dài đường dây [km];
Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch “siêu quá độ ” I’’ bằng dòng điện ngắn mạch ổn định I∞ ,nên ta có thể viết :
IN = I’’= I∞ = ;
Trong đó :ZN – tổng trở từ hệ thống điện đến điểm ngắn mạch thứ i (Ω);
Utb - điện áp trung bình của đường dây (kV) ;
trị số dòng điện ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức :
ixk = 1,8.. IN (kA) ;
bảng 7.28 :thông số của đường dây trên không và cáp
Đường cáp
F(mm2)
L(m)
Ro
(Ω/km)
Xo(Ω/km)
R(Ω)
X(Ω)
TBATG HT-TBATG
2(AC-35)
15000
0,85
0,438
6,375
3,285
TBATG-B1
2(3x16)
137,5
1,47
0,07
0,101
0,0048
TBATG –B2
2(3x16)
168,75
1,47
0,07
0,124
0,0059
TBATG-B3
2(3x16)
37,5
1,47
0,07
0,028
0,0013
TBATG –B4
2(3x16)
312,5
1,47
0,07
0,23
0,011
tính điểm ngắn mạch N tại thanh cái trạm biến áp trung gian nhà máy :
XHT = = = 5,4 Ω ;
điện trở của đường dây từ hệ thống về TBATG :
Rd = 6,375 Ω;
Xd = 3,285 Ω;
IN = = 1,97 kA;
Ixk = 1,8..1,97 = 5,01 kA;
tính điểm ngắn mạch Ni (tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B1) :
IN = trong đó :
Utb = 1,05.10 = 10,5 kV;
RΣ = tổng điện trở của máy biến áp,máy biến dòng ,máy biến điện áp ,tủ máy cắt ,đoạn cáp từ TBATG tới B1;
Tương tự cho XΣ= tổng trở kháng của máy biến áp,máy biến dòng ,máy biến điện áp ,tủ máy cắt,đoạn cáp từ TBATG tới B1;
ở đây ta có thể bỏ qua không tính điện trở và trở kháng của máy biến áp đo lường , máy biến dòng tủ máy cắt vì giá trị của chúng rất nhỏ so với máy biến áp và cáp do đó vẫn cho giá trị dòng In để chọn các thiết bị vận hành tốt trong thực tế ;
máy biến áp :
RB = ΔPN..103= 20. .103 = 0,8889 (Ω) ;
XB = UN..10 = 6,5 . .10 = 4,333 (Ω) ;
Điện trở đoạn cáp từ TBATG tới B1 :
Rc = 0,101 Ω;
Xc = 0,0048 Ω;
IN1 = = 1,36 kA ;
Ixk1 = 1,3.,1,36 = 2,5 kA ;
tính toán tương tự đối với các điểm ngắn mạch khác ,ta có kết quả ngắn mạch ghi trong bảng sau :
bảng 7.29 :kết quả tính ngắn mạch :
Điểm ngắn mạch
In(kA)
Ixk(kA)
N
1,97
5,01
N1
1,36
2,5
N2
1,36
2,5
N3
1,37
2,52
N4
1,35
2,48
C,lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện :
Øtrạm biến áp trung gian:
Trạm biến áp trung gian là nơi trực tiếp nhận điện từ hệ thống về để cung cấp điện cho nhà máy ,do đó việc lựa chọn sơ đồ nối dây của trạm có ảnh hưởng lớn và trực tiếp đến vấn đề an toàn cung cấp điện cho nhà máy ,sơ đồ cần phải thoả mãn các điều kiện cơ bản như : đảm bảo cung cấp điện liên tục theo yêu cầu của phụ tải ;phải rõ ràng và thuận tiện trong vận hành và sử lý sự cố , an toàn lúc vận hành và sửa chữa ,hợp lý về mặt kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật ,trạm biến áp được cung cấp bằng lộ kép ,phía hạ áp của trạm là hệ thống thanh góp có phân đoạn ,liên lạc giữa hai phân đoạn thanh góp bằng máy cắt hợp bộ ,vì từ hệ thống về TBATG ta dùng dây trên không nên đầu vào trạm ta đặt chống sét van đồng thời cấp điện áp 35 kV có trung tính cách điện do đó ở đầu vào trạm ta cũng đặt máy biến áp đo lường ba pha năm trụ có cuộn tam giác hở báo chạm đất 1 pha;
Máy biến dòng được đặt ở đầu ra và đầu vào ,biến dòng lớn( phía sơ cấp ) thành dòng 5 A để cung cấp cho các thiết bị đo lường và bảo vệ trong trạm ;
Lựa chọn và kiểm tra máy cắt của trạm biến áp trung gian ;
Các máy cắt đặt tại TBATG gồm có 2 máy cắt nối trạm với lộ kép dây trên không cung cấp điện cho trạm và 1 máy cắt phân đoạn thanh góp và 8 máy cắt ứng với 4 lộ kép nối từ hệ thống thanh góp tới 4 trạm biến áp ,các máy cắt có nhiệm vụ đóng cắt mạch điện cao áp ,đồng thời cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành sưả chữa , máy cắt còn có chức năng cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện .
Căn cứ vào các số liệu kỹ thuật đã tính toán được của nhà máy ta chọn các tủ máy cắt hợp bộ của SIEMENS loại 8DC 11 cách điện SF6 , không cần bảo trì ,hệ thống thanh góp đặt sẵn trong tủ có dòng định mức 1250 A .
2 máy cắt 8DC11 dùng ở đầu vào trạm và 1 máy cắt 8DC11 phân đoạn có cấp điện áp 35 kV được chọn theo các điều kiện :
điện áp định mức :Uđm,MC ≥ Uđm = 35 kV;
Dòng điện định mức :Iđm,MC = 1250 A > 54,2 A= 2.Ittđd =Ilvmax
Dòng điện cắt định mức :Iđm.cắt = 25 kA > 1,97 kA = IN
Dòng điện ổn định động cho phép :iđm.d = 63 kA > 5,01 kA = Ixk
Các máy cắt tổng và phân đoạn phía hạ áp có cấp điện áp 10 kV ;
Điện áp định mức : Uđm,MC ≥ Uđm = 10 kV;
Dòng điện định mức : 1250 A
Dòng điện cắt định mức :
Iđm,cắt = 25 kA > (1,36 1,36 1,37 1,35)
Dòng điện ổn định động cho phép :
iđm.d = 63 kA ;
Bảng7.30 – Thông số máy cắt đặt tại TBATG
Loại MC
Cách điện
Iđm(A)
Uđm(kV)
Icắt3s(kA)
IcắtNMAX(kA)
8DC11
SF6
1250
36
25
63
8DC11
SF6
1250
10,5
25
63
Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BU:
Máy biến áp đo lường còn gọi là máy biến điện áp , ký hiệu BU, có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp bất kì xuống còn 100 V, hoặc 100/ cấp nguồn áp cho các mạch đo lường ,điều khiển tín hiệu ,bảo vệ ,các BU thường đấu theo sơ đồ V/V ; Y/Y,ngoài ra còn có loại BU 3 pha 5 trụ Yo/Yo / Δ(đấu sao 0 ,sao 0 ,tam giác hở ) ,ngoài chức năng thông thường , cuộn tam giác hở có nhiệm vụ báo chạm đất một pha ,BU này thường dùng cho mạng trung tính cách cách điện (10 kV; 35 kV),
BU được chọn theo điều kiện :
đối với đầu vào TBATG ta chọn loại có điện áp định mức :
UđmBU = 35 kV;
đối với các BU còn lại :Uđm,BU ≥ Uđm = 10 kV ;
Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS36 và 4MS32 ,kiểu hình trụ do hãng SIEMENS chế tạo ,
Bảng7.31 :thông số kỹ thuật của BU loại 4MS36 và 4MS32
Kiểu
Uđm
(kV)
U chịu đựng tần số công nghiệp (kV)
U chịu đựng xung 1,2/50μs(kV)
U1đm
(kV)
U2đm(V)
Tải định mức(VA)
4MS36
36
70
170
35/
120/
400
4MS32
12
28
75
12 /
100 /
400
Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BI :
Máy biến dòng điện BI có chức năng biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số bất kỳ xuống 5 A ( đôi khi 1A và 10 A ) nhằm cấp nguồn dòng cho dòng đo lường ,tự động hoá và bảo vệ rơle ,
BI được chọn theo các điều kiện :
Điện áp định mức :
Đối với đầu vào TBATG :Uđm.BI ≥ Uđm = 35 kV ;
Đối với các máy còn lại :Uđm.BI ≥ Uđm = 10 kV;
Dòng điện sơ cấp định mức :khi sự cố máy biến áp có thể qúa tải 30%,BI chọn theo dòng cưỡng bức qua máy biến áp có công suất lớn nhất trong mạng ,
đối với cấp điện áp 35 kV :công suất lớn nhất 1500 kVA;
Iđm.BI ≥ = = = 26,8 A ;
đối với cấp điện áp 10 kV :công suất lớn nhất 560 kVA;
Iđm,BI ≥ = = =35 A ;
Dựa vào các số liệu trên ta chọn BI loại 4ME16 và loại 4ME12
,kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo .
Bảng 7.32: thông số kỹ thuật của BI loại 4ME16 và loại 4ME12
Loại
Uđm
(kV)
U chịu đựng tần số công nghiệp 1(kV)
U chịu đựng xung 1,2/50μs
(kV)
I1đm
(kA)
I2đm
(A)
Iođnhiệt1s
(kA)
Iôđđộng
(kA)
4ME16
36
70
170
5-1200
1hoặc 5
80
120
4ME12
12
28
57
5-1200
1hoặc 5
80
120
Lựa chọn chống sét van :
Chống sét van là một thiết bị có nhiệm vụ chống sét đánh từ đường dây trên không truyền vào trạm biến áp và trạm phân phối ,chống sét van được làm bằng 1 điện trở phi tuyến ,với điện áp định mức của lưới điện , điện trở chống sét có trị số vô cùng lớn không cho dòng điện đi qua ,khi có điện áp sét điện trở giảm đến không ,chống sét van tháo dòng điện sét xuống đất ,
Người ta chế tạo chống sét van ở mọi cấp điện áp ,ở bài này ta sử dụng cấp điện áp 35 kV ;
Ta chọn loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có Uđm = 36 kV;loại giá đỡ ngang AZLP501B36
ØTrạm biến áp phân xưởng :
Các trạm biến áp phân xưởng đều đặt 2 máy biến áp do Công ty Thiết Bị Điện Đông Anh sản xuất ,vì các trạm biến áp phân xưởng đặt không xa TBATG nên phía cao áp chỉ cần đặt cầu dao và cầu chì , dao cách ly dùng để cách ly máy biến áp khi sửa chữa ,cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho máy biến áp ,phía hạ áp đặt áptômát tổng và các áptômát nhánh ,thanh cái hạ áp được phân đoạn bằng áptômát phân đoạn ,để hạn chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm và làm đơn giản việc bảo vệ ta lựa chọn phương thức cho 2 máy biến áp làm việc độc lập (áptômát phân đoạn thanh cái ở trạng thái cắt) , chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố mới sử dụng áptômát phân đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn đi với máy biến áp sự cố ;
Hình 7 :sơ đồ trạm biến áp phân xưởng
Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp :
Cầu dao hay còn gọi là dao cách ly có nhiệm vụ chủ yếu là cách ly phần mang điện và không mang điện ,tạo khoảng cách an toàn trông thấy ,phục vụ cho công tác sửa chữa ,kiểm tra ,bảo dưỡng lưới điện ,dao cách ly cũng có thể đóng cắt dòng không tải của máy biến áp nếu công suất máy không lớn lắm ,cầu dao được chế tạo ở mọi cấp điện áp ,
Ta sẽ dùng chung một loại dao cách ly cho tất cả các trạm biến áp phân xưởng để dễ dàng cho việc mua sắm ,lắp đặt thay thế ,dao cách ly được chọn theo đường cáp nối từ TBATG tới trạm biến áp B1 có dòng điện (Imax ) lớn nhất :
điện áp định mức :Uđm.CL ≥ Uđm = 10 kV ;
Dòng điện định mức :Iđm.CL ≥ 2.Imax = 71,86 A = 2.Imax1 ;
Dòng điện ổn định động cho phép :icp ≥ ixk = 3,487 kA = ixk3;
Chọn loại 3DC do hãng SIEMENS chế tạo
Bảng 7.33:thông số dao cách ly 3DC
Loại
Uđm(kV)
Int(kA)
Inmax(kA)
Iđm(A)
3DC
12
16-63
40-160
400- 2500
Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp :
Cầu chì là thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện khi có dòng điện lớn quá trị số cho phép đi qua ,vì thế chức năng của cầu trì là bảo vệ quá tải và ngắn mạch ,trong lưới điện áp cao (>1000 V) cầu trì thường dùng ở các vị trí sau :
Bảo vệ máy biến áp đo lường ở các cấp điện áp .
Kết hợp với cầu dao phụ tải thành bộ máy cắt phụ tải để bảo vệ các đường dây trung áp ,
đặt phía cao áp của các trạm biến áp phân phối để bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp ;
Cầu chì được chế tạo nhiều kiểu ,ở nhiều cấp điện áp khác nhau ,ở cấp điện áp trung và cao thường sử dụng loại cầu chì ống ,
ta sử dụng chung 1 loại cầu chì cho các trạm biến áp phân xưởngB1 ,B2,B3,B4 ,
điện áp định mức :Uđm.CC ≥ Uđm = 10 kV;
Dòng điện định mức :khi sự cố một máy biến áp máy còn lại có thể quá tải 30%,ta chọn theo máy có công suất lớn nhất:560kVA;
Iđm,CC ≥ Ilvmax = = = 42 A;
Dòng điện cắt định mức :Iđm.cắt ≥ In3 = 0,5617 kA;
Ta chọn loại cầu chì ống cao áp do hãng Siemens chế tạo loại 3GD1 210-3B:
Bảng7.34 :thông số cầu chì loại 3GD 210- 3B
Uđm(kV)
Iđm(A)
Icắt N(kA)
IcắtNmin(A)
12
50
40
225
Lựa chọn và kiểm tra áptômát :
Áptômát là thiết bị đóng cắt hạ áp ,có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch ,do có ưu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm việc chắc chắn ,tin cậy ,an toàn ,đóng cắt đồng thời ba pha và khả năng tự động hoá cao ,nên áptômát đắt tiền vẫn ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lưới điện hạ áp công nghiệp cũng như lưới điện ánh sáng sinh hoạt ,
áptômát tổng , áptômát phân đoạn và áptômát nhánh đều chọn dùng các áptômát do hãng Merlin Gerlin chế tạo :
áptômát được chọn theo các điều kiện sau :
.đối với áptômát tổng và áptômat phân đoạn :
điện áp định mức :Uđm,A ≥ Uđm = 0,38 kV;
Dòng điện định mức :
Iđm,A ≥ Ilvmax = = = 1106 A(máy biến áp có công suất 560 kVA ở các trạm B1,B3,B4);
Iđm,A ≥ Ilvmax = = =632 A (máy biến áp có công suất 320 kVA ở trạm B2 ) ;
Bảng 7.35 :kết quả chon áptômát tổng và áptômát phân đoạn :
Tên trạm
Loại
Số cực
Iđm(A)
Uđm (V)
Icắt N
(kA)
Số lượng
B1,B3,B4
M12
3-4
1250
690
40
9
B2
M08
3-4
800
690
40
3
Đối với áptômát nhánh :
Điện áp định mức :Uđm,A ≥ Uđm = 0,38 (kV) ;
Dòng điện định mức :
Iđm.A ≥ Itt = 2.Imax = (đối với lộ kép khi xảy ra sự cố đứt 1 dây )
Iđm.A ≥ Itt = (đối với lộ đơn);
Kết quả chọn áptômát nhánh cho trong bảng sau:
Bảng7.36 :kết quả chọn áptômát nhánh,loại 4 cực của Merlin Gerin
Tên phân xưởng
Stt(kVA)
Ilvmax
(A)
Loại
Số lượng
Iđm(A)
Uđm
(V)
Icắt N
(kA)
Phân xưởng cơ khí chính
1114,36
1693,1
M20
2
2000
690
55
Phân xưởng lắp ráp
603,84
917,44
M10
2
1000
690
40
Phân xưởng sửa chữa cơ khí
157,77
239,71
NS250N
1
250
690
10
Phân xưởng rèn
546,68
830
M10
2
1000
690
40
Phân xưởng đúc
377,54
573
NS630N
2
630
690
10
Bộ phận nén ép
408,35
620
NS630N
2
630
690
10
Phân xưởng kết cấu kim loại
249,08
378,44
NS400
2
400
690
10
Văn phòng và phòng thiết kế
113,55
172,52
NS250N
2
250
690
8
Trạm bơm
124,06
188,49
NS250N
2
250
690
8
Lựa chọn thanh góp :
Thanh góp là nơi nhận điện năng từ nguồn cung cấp đến và phân phối điện năng cho các phụ tải tiêu thụ ,thanh góp là phần tử cơ bản của thiết bị phân phố , thanh góp còn được gọi là thanh cái hoặc thanh dẫn ,
Tuỳ theo dòng phải tải mà thanh dẫn có cấu tạo cbmmác nhau , khi dòng nhỏ thì dùng thanh cứng hình chữ nhật,khi dòng điện lớn thì dùng thanh dẫn ghép từ hai hay ba thanh dẫn chữ nhật đơn trên mỗi pha ,nếu dòng điện quá lớn thì dùng thanh dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng gần ,đồng thời tăng khả năng làm mát cho chúng ,
Các thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép ,dòng điện cưỡng bức ,tính với trạm biến áp ,điều kiện chọn thanh góp :
k1.k2.Icp ≥ Icb =
Trong đó :
K1 = 1 với thanh góp đặt đứng ;
K2 = 1 ;hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ theo môi trường ;
Ta có bảng chọn thanh góp trong các trạm biến áp
Bảng 7.37:lựa chọn thanh góp cho các trạm biến áp
Tên trạm
Stt(kVA)
Icb(A)
thanh góp (bằng đồng)
kích thước
(mm2)
Dòng điện cho phép (A)
B1
1114,36
1693
100x6
1810
B2
520,4
790,67
50x5
860
B3
1048,28
1592,7
80x8
1690
B4
1012,19
1537,9
80x8
1690
Kiểm tra cáp đã chọn :
Để đơn giản ở đây chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất
IN3 = 1,37 (kA) ;
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt :
F ≥ α.I∞.
Trong đó :
α- hệ số nhiệt độ ,cáp lõi đồng α=6 ;
I∞- dòng điện ngắn mạch ổn định .
tqd –thời gian quy đổi được xác định như tổng thời gian tác động của bảo vệ chính đặt tại máy cắt điện gần điểm sự cố với thời gian tác động toàn phần của máy cắt điện ,tqd = f(β’’,t).
t- thời gian tồn tại ngắn mạch (thời gian cắt ngắn mạch ),lấy t= 0,5 s ;
β’’= ,ngắn mạch xa nguồn (IN = I’’ = I∞ ) nên β’’= 1 ;
tra đồ thị ta được tqd = 0,4 s
tiết diện ổn định của cáp :
F ≥ 6.1,37.= 5,2 mm2;
Vậy ta chọn cáp có tiết diện 16 mm2 là hợp lý ;
Hình 8 : sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn nhà máy
Biến dòng điện 4ME12
8DC 11
Ac-35
Ac-35
8DC 11
8DC 11
Chống sét van AZLP501B36
Chống sét van AZLP501B36
8DC 11
8DC 11
8DC 11
Biến dòng điện 4ME16
Biến dòng điện 4ME16
Thanh góp 35 kV
Thanh góp 35 kV
Thanh góp 10 kV
Thanh góp 10 kV
B1
B2
B3
B4
8DC 11
8DC 11
8DC 11
8DC 11
8DC 11
8DC 11
8DC 11
Máy biến điện áp
BU
4MS32
Xple 3x16
Xple 3x16
Xple 3x16
Xple 3x16
Xple 3x16
8,thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
Phân xưởng sửa cơ khí có diện tích 2250 m2 tổng số phụ tải của phân xưởng được chia làm 4 nhóm ,công suất tính toán của phân xưởng là 157,77 kVA ,trong đó có 33,75 kW được sử dụng để cung cấp cho hệ thống chiếu sáng ,để cung cấp điện cho các phụ tải của phân xưởng ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp ,điện năng từ trạm biến áp B2 được đưa về tủ phân phối của phân xưởng , trong tủ phân phối có 1 áptômát tổng và 5 áptômát nhánh cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng ,từ tủ phân phối đến các tủ động lực và tủ chiếu sáng ta sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc vận hành và quản lý ,mỗi tủ động lực cung cấp điện cho một nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp ,các phụ tải có công suất lớn và quan trọng sẽ nhận điện trực tiếp từ thanh cái của tủ , các phụ tải có công suất bé và ít quan trọng hơn được ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông (xích) ,để dễ dàng thao tác và tăng thêm độ tin cậy cung cấp điện ,tại các đầu vào và ra của tủ đều đặt các áptômát làm nhiệm vụ đóng cắt ,bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng , tuy nhiên giá thành của tủ sẽ đắt hơn khi dùng cầu dao và cầu chì ,song đây cũng là xu hướng thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại ,
8.1 lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối :
8.1.1 lựa chọn áptômát cho tủ phân phối :
Hình 9 – sơ đồ tủ phân phối
A tổng
A nhánh
Các áptômát được chọn theo các điều kiện tương tự như đã trình bày ở phần chọn áptômát cho các trạm biến áp ,các Itt của phân xưởng và của các nhóm phụ tải trong phân xưởng đã được tính trong phần phân nhóm phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí ;
Bảng 8.1 – kết quả lựa chọn áptômát 4 cực của Merlin Gerlin cho tủ phân phối
Tuyến cáp
Itt(A)
Loại
Iđm(A)
Uđm(V)
Icắt(kA)
B2- TPP
239,71
NS250N
250
690
8
TPP-TĐL1
156,36
NS250N
250
690
8
TPP- TĐL2
107,61
NC125H
125
415
10
TPP-TĐL3
120,06
NC125H
125
415
10
TPP-TĐL4
77,25
NC100H
100
440
6
8,1,2 lựa chọn thanh góp cho tủ phân phối :
Ta chọn theo điều kiện phát nóng :k1.k2.Icp ≥ Ittpxscck = 239,71 (A) ;
k1= k2= 1 ;ta chọn thanh cái bằng đồng tiết diện 25x3 (mm2)
,mỗi pha 1 thanh ,dòng cho phép Icp = 340 (A);
8,1,3 Chọn cáp từ trạm biến áp B2 về tủ phân phối của phân xưởng :
Theo kết quả tính toán ở phương án 1 ,ta có :
Cáp từ trạm biến áp B2 về tủ phân phối của phân xưởng là cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC tiết diện 3x70+50 ,
Icp = 254 (A) ;
Trong tủ hạ áp của trạm biến áp B2 ,ở đầu đường dây đến tủ phân phối đã đặt 1 áptômát loại NS250N do hãng Merlin Gerlin chế tạo ,Iđm.A = 250 A ;
Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với áptômát :
Icp ≥ = = = 208,33 (A);
Vậy tiết diện cáp đã chọn là hợp lý ,
8,1,4 chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực :
Các đường cáp từ tủ phân phối (TPP) đến các tủ động lực (TĐL) được đi trong rãnh cáp nằm dọc tường phía trong và bên cạnh lối đi lại của phân xưởng ,cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép ,kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ và điều kiện ổn định nhiệt khi có ngắn mạch ,do chiều dài cáp không lớn nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép ,
điều kiện chọn cáp :khc,Icp ≥ Itt
Trong đó :
Itt – dòng điện tính toán của nhóm phụ tải ,
Icp – dòng điện cho phép của cáp ,
khc = k1.k2 – hệ số hiệu chỉnh ,
k1=1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ ;
k2= 1 – hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt trong 1 rãnh ,ở đây 1 rãnh chỉ có 1 cáp ,
điều kiện kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ của cáp ,khi bảo vệ bằng áptômát :
Icp ≥ =
Chọn cáp từ TPP đến TĐL1 :
Icp ≥ Itt = 156,36 (A) ;
Iđm.A = 250 (A) ;
Icp ≥ = 208,33 (A) ;
Kết hợp hai điều kiện trên ta phải chọn cáp có
Icp ≥208,33 (A) ;
Ta chọn cáp đồng hạ áp cách điện PVC do LENS chế tạo có tiết diện (3x70 +50) ,Icp = 254 (A) ;
các tuyến cáp khác chọn tương tự ,kết quả cho trong bảng sau:
bảng 8.2 – kết quả chọn cáp từ TPP tới các TĐL
Tuyến cáp
Itt(A)
Ikđđt/1,5
Fcáp(mm2)
Icp(A)
TPP-TĐL1
156,36
208,33
3x70 +50
254
TPP-TĐL2
107,61
104,17
4G16
113
TPP-TĐL3
120,06
104,17
4G25
144
TPP-TĐL4
77,25
83,33
4G10
87
8,2 tính ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí để kiểm tra cáp và áptômát:
Khi tính ngắn mạch phía hạ áp ta xem trạm biến áp B2 là nguồn (được nối với hệ thống vô cùng lớn ) vì vậy điện áp trên thanh cái cao áp của trạm được coi là không thay đổi khi ngắn mạch ,ta có :IN = I’’ = I∞,giả thiết này sẽ làm cho dòng ngắn tính toán được sẽ lớn hơn thực tế nhiều bởi rất khó có thể giữ được điện áp trên thanh cái của TBA B2 không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch sau MBA ,song nếu với dòng ngắn mạch tính toán này mà các thiết bị lựa chọn thoả mãn điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt thì chúng hoàn toàn có thể làm việc tốt trong điều kiện thực tế ,để giảm nhẹ khối lượng tính toán ,ở đây ta chỉ kiểm tra với tuyến cáp có khả năng xảy ra sự cố nặng nề nhất ,khi cần thiết có thể kiểm tra thêm các tuyến cáp còn nghi vấn ,việc tính toán cũng tiến hành tương tự,
Sơ đồ nguyên lý thay thế cho sơ đồ đi dây từ trạm biến áp phân xưởng B2 cấp điện cho phân xưởng kết cấu kim loại ,văn phòng và phòng thiết kế và phân xưởng sửa chữa cơ khí ,phân xưởng sửa chữa cơ khí nhận điện từ thanh góp (TG1) của trạm B2,
Hình 10 – sơ đồ nguyên lý
B2
10 kV
0,4 kV
TG1
Tủ phân phối
Tủ động lực 1
A1
A2
A2
A3
A3
C1
C2
TG2
áptômát A1 nối giữa TBA B2 với TG1 ,áptômát A2 đặt ở đầu và cuối đường cáp C1 nối TG1 với TG2 của tủ phân phối ,áptômát A3 đặt ở đầu và cuối đường cáp C2 dẫn điện từ TG2 của tủ phân phối về tủ động lực 1 ,tủ động lực 1 có dòng điện tính toán lớn nhất nên khả năng xẩy ra sự cố nặng nề nhất ,
Hình 11 – sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
HT
ZB2
ZA1
ZTG1
ZA2
ZC1
ZA2
ZTG2
ZA3
ZC2
ZA3
N1
N2
8.2.1 các thông số của sơ đồ thay thế :
Điện trở và điện kháng của mỗi máy biến áp trong trạm B2 :
RB = ΔPn,= 6,2,= 9,7 ,10-6(kΩ) = 9,7(mΩ);
XB = Un, = 5,5, = 27,5 ,10-6 (kΩ) = 27,5 (mΩ);
Điện trở và điện kháng của áptômát A1 (loại M08):
RA1 = 0,288 (mΩ);
XA1 = 0,1 (mΩ);
Điện trở và điện kháng của thanh góp trạm biến áp phân xưởng B2 – TG1:
kích thước 50x5 (mm2) ,chiều dài :L = 1,2 m ;
khoảng cách trung bình hình học :D = 300 mm;
ro = 0,080 (mΩ/m) RTG1 = 1,2.0,080 = 0,096 (mΩ);
xo = 0,2 (mΩ/m) X TG1 = 1,2.0,2 = 0,24 (mΩ);
Điện trở và điện kháng của áptômát A2 (loại NS250N):
RA2 = 0,85 (mΩ);
XA2 = 0,2 (mΩ);
Điện trở và điện kháng của đường cáp C1(3x70+50 ):
Đường cáp dài L = 131,25 (m) ;
ro= 0,268 (mΩ/m) RC1 = 131,25.0,268
= 35,175 (mΩ)
xo = 0,1178(mΩ/m) XC1 = 131,25.0,1178
= 15,46(mΩ);
Điện trở và điện kháng của thanh góp tủ phân phối – TG2 :
kích thước :25x3 (mm2);chiều dài L= 1,2 (m) ;khoảng cách trung bình hình học D = 300 mm ;
ro = 0,268 (mΩ/m); RTG2 = 1,2.0,268
= 0,3216 (mΩ)
xo = 0,244 (mΩ/m); X TG2= 1,2.0,244
= 0,2928(mΩ)
Điện trở và điện kháng của áptômát A3 (loại NS250N):
RA3 = 0,85 (mΩ);
XA3 = 0,2 (mΩ);
Điện trở và điện kháng của đường cáp C2(3x70+50):
đường cáp dài L = 10 (m) ;
ro= 0,268 (mΩ/m) RC1 = 10.0,268
= 2,68 (mΩ)
xo = 0,1178(mΩ/m) XC1 = 10.0,1178
= 1,178(mΩ);
8,2,2 tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn :
Øtính ngắn mạch tại N1 :
RN1 = 9,7+0,288+0,096+2,0,85+35,175 = 47(mΩ);
XN1 = 27,5 +0,1+0,24+2,0,2+15,46 = 43,7 (mΩ);
ZN1 = = 64,2 (mΩ);
IN1 = = 3,4 (kA);
Ixk1 = 1,8. 3,4 =8,65 (kA);
Kiểm tra áptômát :
Loại M08 có Icắt = 40 kA;
Loại NS250N có Icắt = 10 kA > 3,4 kA và
Icắt = 10kA >8,65 (kA)= ixk1
Như vậy các áptômát đã chọn là hợp lý ,
Kiểm tra cáp tiết diện 3x70+50 mm2;
Tiết diện ổn định nhiệt của cáp :
F ≥ α.I∞.= 6.3,4.= 12,9 mm2
Vậy ta chọn cáp (3x70+50 ) là hợp lý ,
Øtính ngắn mạch tại điểm N2 :
RN2 = RN1 +0,3216+2,0,85+2,68 = 51,7 (mΩ);
XN2 = XN1+0,2928+2,0,2+1,178= 45,57 (mΩ);
ZN2 = = 68,9 (mΩ);
IN2 = = 3,18 kA;
Ixk2 = 1,8.3,18 = 8,09 kA;
Kiểm tra các áptômát :
Áptômát A3 là loại NS250N có Icắt =10 kA >3,18 kA và
Icắt =10 kA > 8,09 kA ;
Như vậy ta chọn áptômát NS250N là hợp lý ;
Kiểm tra cáp đã chọn :
Tiết diện ổn định nhiệt của cáp :
F ≥ 6.3,18.= 12,07 mm2;
Vậy ta chọn cáp (3x70+50 ) là hợp lý ;
Lựa chọn thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xưởng :
hình 12 – sơ đồ tủ động lực
A tổng
Anhánh
1,Các áptômát tổng của các tủ động lực có thông số tương tự các áptômát nhánh tương ứng trong tủ phân phối , kết quả lựa chọn ghi trong bảng sau :
Bảng8.3 – kết quả lựa chọn áptômát 4 cực của Merlin Gerlin cho áptômát tổng của các tủ động lực :
Tủ động lực
Itt(A)
Loại
Iđm(A)
Uđm(V)
Icắt(kA)
TĐL1
156,36
NS250N
250
690
8
TĐL2
107,61
NC125H
125
415
10
TĐL3
120,06
NC125H
125
415
10
TĐL4
77,25
NC100H
100
440
6
2,các áptômát đến các thiết bị và nhóm thiết bị trong tủ động lực được chọn theo các điều kiện đã nêu ở phần trên , ví dụ chọn áptômát cho đoạn cáp từ TĐL1 đến máy tiện ren có công suất P = 14 kW ,cos φ = 0,6;
Uđm,A ≥ Uđm,m = 380 (V);
Iđm,A ≥Itt = = = 35,45 (A);
Từ những số liệu trên ta chọn áptômát 4cực C60a do hãng Merlin Gerlin chế tạo,có Uđm,A = 440 (V) ,Iđm,A = 40 (A) ,Icắt = 3 (kA) ;
3,chọn các đường cáp theo điều kiện phát nóng
khc.Icp ≥ Itt, Trong đó :
khc = 1 – hệ số hiệu chỉnh ,
Sau đó ta kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ ở đây là áptômát:
Icp ≥
ví dụ: chọn cáp từ TĐL 1 tới máy tiện ren ở trên ;
Icp ≥ Itt= 35,45 (A) ;
Iđm,A = 40 (A) ;
Icp ≥ = 33,33(A) ;
Từ đó ta phải chọn cáp có Icp ≥35,45 (A) ;
Ta chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo có tiết diện (4G2,5) ,Icp = 41 (A) ;cáp được đặt trong ống thép có đường kính 3/4’’ chôn dưới nền phân xưởng ,
Do công suất các thiết bị trong phân xưởng không lớn và đều được bảo vệ bằng áptômát nên ở đây không tính toán ngắn mạch trong phân xưởng để kiểm tra các thiết bị lựa chọn theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt,
Bảng 8.4 – kết quả chọn áptômát trong các TĐL và cáp đến các thiết bị
Tên máy
Sồ trên bản vẽ
Phụ tải
áptômát
Dây dẫn
Pđm
(kW)
Itt
(A)
Mã
Hiệu
Iđm
(A)
Ikđđt/1,5
(A)
Tiết diện
Icp
(A)
Dô,thép
NHÓM I
Máy mài tròn vạn năng,
9
2,8
7,09
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy phay răng
10
4,5
11,4
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy phay vạn năng
11
7
17,73
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy tiện ren
12
8,1
20,51
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy tiện ren
13
10
25,32
C40a
40
33,33
4G2,5
41
3/4’’
Máy tiện ren
14
14
35,45
C40a
40
33,33
4G2,5
41
3/4’’
Máy tiện ren ,
15
4,5
11,39
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy tiện ren,
16
10
25,32
C40a
40
33,33
4G2,5
41
3/4’’
Máy khoan đứng ,
18
0,85
2,15
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Cộng theo nhóm I
61,75
156,36
Nhóm II
Khoan bàn ,
3
0,65
1,64
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy mài thô,
5
2,8
7,09
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy khoan đứng,
6
2,8
7,09
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy bào ngang,
7
4,5
11,39
Lò điện để luyện khuôn ,
56
5
8,44
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Lò điện để lấu chảy babit,
57
10
16,88
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Lò điện để mạ thiếc,
58
3,5
5,91
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Quạt lò đúc đồng,
60
1,5
3,25
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy khoan bàn,
62
0, 65
1,64
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy uốn các tấm mỏng,
64
1,7
4,3
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy mài phá
65
2,8
7,09
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy hàn điểm,
66
13
32,89
C40a
40
33,33
4G2,5
41
3/4’’
Cộng theo nhóm II
48,9
107,61
Nhóm III
Máy tiện ren ,
17
20
50,64
C60N
63
52,5
4G4
53
3/4’’
Bàn
21
0,85
2,15
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy khoan bàn ,
22
0,85
2,15
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Bể dầu có tăng nhiệt ,
26
2,5
6,33
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy cạo ,
27
1
2,53
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy nén cắt liên hợp ,
31
1,7
4,3
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy mài phá ,
34
2,8
7,09
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Quạt lò rèn ,
36
1,5
3,8
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy khoan đứng,
38
0,85
2,2
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Cộng theo nhóm III
32,05
81,19
nhómIV
Máy cưa kiểu đai ,
1
1
2,53
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy mài thô,
30
2,8
7,09
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Bể ngâm dung dịch kiềm,
41
3
7, 6
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Bể ngâm nước nóng ,
42
3
7,6
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy cuốn dây,
45
1,2
3,04
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
máy cuốn dây,
46
1
2,53
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt ,
47
3
7,6
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Tủ xây,
48
3
7,6
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Máy khoan bàn ,
49
0,65
1,65
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
chỉnh lưu sêlênium,
50
0,65
1,65
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Bể khử dầu mỡ ,
55
3
7,6
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
chỉnh lưu selium
69
0,65
1,65
C60L
25
20,8
4G1,5
31
3/4’’
Cộng theo nhóm IV
22,3
56,49
Kết luận :Mạng điện hạ áp đã thiết kế thoả mãn yêu cầu về cung cấp điện ,các thiết bị lựa chọn trong mạng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về mặt kỹ thuật và có tính khả thi cao
Hình 13 mặt bằng đi dây phân xưởng sửa chữa cơ khí
10
9
11
12
15
16
18
17
13
14
3
5
6
7
55
56
57
58
60
62
64
65
66
38
21
27
22
36
34
31
26
1
30
41
42
45
46
47
49
50
48
69
Hình 14 : sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng SCCK
Tủ chiếu sáng
NS 250N
NS 250N
Tủ động lực 1
Tủ động lực 2
Tủ động lực3
Tủ động lực 4
NS 250N
NS 250N
NC 125H
NC 125H
NC 125H
NC100H
NC100H
9
10
11
12
13
14
16
15
18
NC 125H
5
9
6
7
56
57
58
60
62
64
30
3
65
17
22
27
31
38
36
34
21
26
Tủ chiếu sáng
69
1
41
45
42
46
48
47
49
55
50
Pvc(3x70 +50)
Pvc(3x70 +50)
Cáp
4G16
4G25
4G10
66
9 tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cho nhà máy
9,1 đặt vấn đề :
Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất to lớn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện năng sản xuất ra ,hệ số công suất cosφ là một trong các chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không ,nâng cao hệ số công suất cosφ là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản xuất ,phân phối và sử dụng điện năng ,
Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu dùng công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q ,công suất tác dụng là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện ,còn công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong các máy điện xoay chiều , nó không sinh công Qúa trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát và hộ tiêu dùng điện là một quá trình dao động ,mỗi chu kì của dòng điện Q đổi chiều 4 lần ,giá trị trung bình của Q trong 1/2 chu kì của dòng điện
bằng 0 ,việc tạo ra công suất phản kháng không đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay máy phát điện ,mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không nhất thiết phải là nguồn ,vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây ,người ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các máy sinh ra Q (tụ điện ,máy bù đồng bộ ,,,) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải ,làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng ,khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi ,do đó hệ số công suất cosφ của mạng được nâng cao , giữa P,Q và góc có quan hệ sau:
φ = arctg
khi lượng P không đổi ,nhờ có bù công suất phản kháng ,lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống ,do đó góc φ giảm có nghĩa là cosφ tăng lên ,
hệ số công suất cosφ đựơc nâng cao lên sẽ đưa đến các hiệu quả sau:
.Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện ,
.Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện ,
.Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp ,
.Tăng khả năng phát của máy phát điện ,
Các biện pháp nâng cao hệ số cosφ :
.Nâng cao hệ số cosφ tự nhiên :là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như :hợp lý hoá các quy trình sản xuất ,giảm thời gian chạy không tải của các động cơ ,thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý hơn …Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên rất có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không cần phải đặt thêm thiết bị bù ,
.Nâng cao hệ số công suất cosφ bằng biện pháp bù công suất phản kháng ,Thực chất là đặt các thiết bị bù ờ gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu của chúng ,nhờ vậy sẽ giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của chúng ,
9,2 chọn thiết bị bù :
để bù công suất phản kháng cho các hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng điện tĩnh ,máy bù đồng bộ ,động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích thích … ở đây ta lựa chọn các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy ,sử dụng các bộ tụ điện có ưu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng ,không có phần quay như máy bù đồng bộ nên lắp ráp ,vận hành và bảo quản dễ dàng ,Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ ,vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ vốn đầu tư ngay một lúc ,Tuy nhiên ,tụ điện cũng có một số nhược điểm nhất định ,Trong thực tế với nhà máy ,xí nghiệp có công suất không thật lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suất,
Vị trí đặt các thiết bị bù ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả bù ,Các bộ tụ điện bù có thể đặt ở TBATG ,thanh cái cao áp ,hạ áp của TBAPX, tại các tủ phân phố ,tủ động lực hoặc tại đầu cực các phụ tải lớn ,Để xác định chính xác vị trí và dung lượng thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng phương án đặt bù cho một hệ thống cung cấp điện cụ thể ,S
Các file đính kèm theo tài liệu này:
BTD mon Cung cap dien.docx
