Đề tài Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

Tỡm kiếm & download ebook miễn phớ: bookilook.com Tham gia cỏc khúa học trực tuyến về nhiều lĩnh vực: gkcorp.com.vn Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 1 Lời nói đầu Điện năng là một dạng năng l−ợng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu đ−ợc trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất n−ớc. Nh− chúng ta đã xác định và thống kê đ−ợc rằng khoảng 70% điện năng đ−ợc sản xuất ra dùng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp. Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra đ−ợc điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải điện cho hiệu quả, tin cậy. Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế quốc dân. Nhìn về ph−ơng diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế của quốc gia phát triển liên tục và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới. Nếu ta nhìn về ph−ơng diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là ngành tiêu thụ năng l−ợng nhiều nhất. Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện năng hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác một cách hiệu quả công suất của các nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả l−ợng điện năng đ−ợc sản xuất ra. Một ph−ơng án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo đ−ợc chất l−ợng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa là phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong t−ơng lai. Với đề tài: thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo Đã phần nào giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau này. Trong thời gian làm bài, với sự cố gắng của bản thân, đồng thời với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn hệ thống điện và đặc biệt đ−ợc sự giúp đỡ tận tình của thầy : Phan Đăng Khải em đã hoàn thành tốt bài tập dài của mình. Song do thời gian làm bài không nhiều, kiến thức còn hạn chế, nên bài làm của em không tránh khỏi những thiếu sót. Do vậy em kính mong nhận đ−ợc sự góp ý, chỉ bảo của các thầy các cô để em có đ−ợc những kinh nghiệm chuẩn bị cho công việc sau này. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Đăng Khải cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn. Hà Nội, Ngày 23/06/2006 Sinh Viên Đào Hải Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 2 mục lục Lời nói đầu Trang Ch−ơng I. Giới thiệu chung về nhà máy I. Giới thiệu chung về nhà máy ........................................................................................3 II. Nội dung tính toán thiết kế ..........................................................................................7 Ch−ơng II. Xác định phụ tải tính toán I. Xác định phụ tải tính toán cho phân x−ởng sửa chữa cơ khí ........................................8 1. Phân nhóm phụ tải của phân x−ởng sửa chữa cơ khí....................................................8 2. Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị trong phân x−ởng ................................10 II. Xác định phụ tải tính toán cho nhà máy ................................................................... 16 1. Tính phụ tải tính toán của các phân x−ởng trong nhà máy ....................................... 16 2. Phụ tải tính toán của toàn nhà máy ............................................................................19 Ch−ơng III. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy I. Nguồn điện ................................................................................................................. 20 II / Biểu đồ phụ tải của toàn nhà máy............................................................................ 20 III / Các ph−ơng án cung cấp điện cho các phân x−ởng.................................................22 IV/ So sánh kỹ thuật và kinh tế cho các ph−ơng án29 1. Ph−ơng án I…………………………………………………………………..29 2. Ph−ơng án II…………………………………………………………………34 3. Ph−ơng án III………………………………………………………………...36 4. Ph−ơng án IV……………………………………………………………….40 V. Thiết kế chi tiết cho ph−ơng án đ−ợc chọn 1. Chọn đ−ờng đây từ hệ thống điện về TPPTT………………………………..42 2. Sơ dồ trạm phân phối trung tâm……………………………………………...43 3. Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện…………………………..43 4. Sơ đồ trạm biến áp phân x−ởng……………………………………………...47 Ch−ơng IV. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân x−ởng xửa chữa cơ khí I. Giới thiệu chung……………………………………………………………...49 II. Lựa chọn các ph−ơng án cấp điện. III. Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối 3.1. Chọn cáp từ trạm biến áp phân x−ởng về tủ phân phối của phân x−ởng…..50 3.2. Chọn tủ phân phối cho phân x−ởng 3.3. Lựa chọn MCCB cho tủ phân phối 3.4. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực IV. Tính toán ngắn mạch hạ áp…………………………………………………52 V. Lựa chọn các thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của các phân x−ởng…………………………………………………………………54 Ch−ơng V. Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cosφ cho nhà máy I. Đặt vấn đề……………………………………………………………………58 II. Xác định và phân phối dung l−ợng bù. 2.1. Xác định dung l−ợng bù…………………………………………………...59 2.2. Phân phối dung l−ợng bù cho các trạm biến áp phân x−ởng………………59 Ch−ơng VI. Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân x−ởng Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 3 sửa chữa cơ khí I. Đặt vấn đề…………………………………………………………………….61 II. Lựa chọn số l−ợng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung……….63 III. Thiết kế mạng điện chiếu sáng……………………………………………..63 Tài liệu tham khảo 1. TL1-Thiết kế cấp điện, Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm- Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2. TL2-Cung cấp điện, Chủ biên Nguyễn Xuân Phú- Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật- 2005 3. Ngắn mạch và đứt dây trong hệ thống điện, TS.Phạm Văn Hoà- Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật-2004. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 4 Ch−ơng I Giới thiệu chung về nhà máy I. Giới thiệu chung về nhà máy 1.1. Giới thiệu các quy trình công nghệ trong nhà máy Ngày nay với sự phát triển không ngừng của các nghành khoa học kỹ thuật vì vậy sự phát triển của nghành công nghiệp điện là vô cùng cần thiết và không thể thiếu đ−ợc. Bất kì một quốc gia nào cũng có những tổ hợp, những khu công nghiệp, khu chế xuất mà ở đó có những nhà máy sản xuất nh− : nhà máy dệt, nhà máy thép, nhà máy sản xuất ô tô, máy kéo …. Các nhà máy này đòi hỏi cung cấp cho chúng một l−ợng điện năng rất lớn. Nhà máy sản xuất máy kéo là một nhà máy mà nó phục vụ cho các nghành khác của một quốc gia nh− : giao thông vận tải,nông nghiệp….do vậy nó t−ơng đối quan trọng trong nền công nghiệp. Với một quy trình công nghệ chủ yếu là sản xuất, sửa chữa các chi tiết thiết bị, phụ tùng cho máy kéo. Do đó, việc cung cấp điện cho nhà máy phải phù hợp với với hệ thống điện khu vực và phát triển dựa theo quy luật chung của nền kinh tế. Quy trình công nghệ của nhà máy giữ một vị trí t−ơng đối quan trọng trong nền công nghiệp và nông nghiệp của một đất n−ớc. Chính vì điều này mà mức độ tin cậy cung cấp điện cho nhà máy cũng có một tầm quan trọng. Tuy nhiên khi ngừng cung cấp điện thì chỉ dẫn đến hiện t−ợng ngừng trệ sản xuất và lãng phí lao động và thiệt hại đến kinh tế và sản phẩm bị hỏng. Do đó nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại II và III. 1.2 Phụ tải của nhà máy Phụ tải của nhà máy có nhiều loại phụ tải khác nhau. Mỗi phụ tải có một đặc điểm riêng và các chỉ tiêu xác định điều kiện làm việc khác nhau , đòi hỏi khi cung cấp điện ta phải thoả mãn : * Công suất định mức và dải công suất của toàn nhà máy * Điện á p định mức và dải tần số Điện áp định mức của phụ tải toàn nhà máy phải phù hợp với điện áp của hệ thống điện và t−ơng tự tần số của các thiết bị điện trong nhà máy cũng phải phù hợp với tần số của hệ thống điện. + Điện áp 3 pha 127/220V ; 220/380V cung cấp cho đại bộ phận các thiết bị trong nhà máy với các tần số công nghiệp là 50 Hz. + Điện áp 110V ữ220V cung cấp cho hệ thống chiếu sáng gồm các bóng đèn 110V ữ220V với tần số công nghiệp 50 Hz. 1.3. Yêu cầu về cung cấp điện liên tục Hầu hết các phụ tải tiêu thụ điện trong nhà máy thuộc hộ loại II do đó tuy có tầm quan trọng t−ơng đối lớn nh−ng khi ngừng cung cấp điện nó chỉ dẫn đến thiệt hại về kinh tế do h− hỏng sản phẩm, ngừng trệ sản xuất và lãng phí lao động …… Vì vậy nhà máy có thể chỉ cần cung cấp bằng một nguồn điện nh−ng cũng có thể là hai nguồn điện. Đồng thời cho phép ngừng cấp điện khi đóng nguồn dự trữ bằng tay. Trong nhà máy các hộ loại II chiếm 80% các phụ tải tiêu thụ. Đối với các hộ chiếu sáng, nhà kho, phòng làm việc, thiết kế trong nhà máy là các hộ tiêu thụ loại III do vậy mức độ tin cậy cung cấp điện thấp hơn nên cho phép mất điện trong khoảng thời gian một ngày đêm. Các hộ này đ−ợc thiết kế một nguồn cung cấp và nó chiếm 20 % phụ tải của toàn nhà máy. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 5 1.4. Các thông số của nhà máy Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng nhà máy số 6. mặt bằng ân x−ởng uất đặt ản lý và phòng thiết kế −ởng cơ khí số 1 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 6 −ởng cơ khí số 2 −ởng luyện kim màu −ởng luyện kim đen −ởng sửa chữa cơ khí nh toán −ởng rèn −ởng nhiệt luyện n nén khí t liệu áng phân x−ởng ện tích Bảng 1.1. Phụ tải của nhà máy u trên mặt ết bị g uất (kW) Bộ phận đúc đồng a kiểu đai bàn tay ài thô oan đứng o ngang c ài tròn vạn năng ay răng ay vạn năng n ren n ren n ren n ren n ren n ren Bộ phận lắp ráp oan đứng c ráp oan bàn cân bằng tĩnh tay có tăng nhiệt Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 7 o m n−ớc nóng m Natri Hidroxit ài thô Bộ phận hàn hơi n cắt liên hợp hàn ài phá rèn tay oan đứng n nh dấu Bộ phận sửa chữa điện m dung dịch kiềm m n−ớc nóng vật liệu cách điện tay ốn dây ốn dây m tẩm có tăng nhiệt oan bàn cân bằng tĩnh ài thô nghiệm thiết bị điện Bộ phận đúc đồng có tay đòn dầu mỡ để luyện khuôn để nấu chảy babit để mạ thiếc để đổ babit đúc đồng oan bàn n n các tấm mỏng ài phá n điểm A Buồng nạp điện Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 8 ạp acquui thiết bị −u Selenmium Bảng 1.2. Các thiết bị điện của phân x−ởng sửa chữa cơ khí I. Nội dung tính toán thiết kế Giới thiệu chung về nhà máy. Xác định phụ tải tính toán. Thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy Thiết kế mạng hạ áp cho phân x−ởng sửa chữa cơ khí Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị Tính bù công suất phản kháng Thiết kế chiếu sáng. Ch−ơng II n đ−ợc các thiết bị điện : MBA, dây dẫn và các thiết bị i mới có thể tính đ−ợc các tổn thất I * * * * * * * Xác định phụ tải tính toán Trong thiết kế cung cấp điện thì phụ tải tính toán là số liệu rất quan trọng. Vì nhờ có phụ tải tính toán ta mới có thể chọ đóng cắt cũng nh− các thiết bị bảo vệ khác …, đồng thờ :điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng và ta chọn đ−ợc thiết bị bù. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 9 Để xác định phụ tải tính toán một cách chính xác là rất khó khăn vì phụ tải điện phụ ị và chế độ vận hành cũng nh− i tính toán phụ tải thực tế) khi đó sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết ị và không những thế có thể gây cháy nổ vì các thiết bị bảo vệ đã chọn không đảm bảo −ợc yêu cầu tác động khi xảy ra sự cố. Nếu phụ tải tính toán Ptt > Pthực tế khi đó sẽ dẫn đến lãng phí cho đầu t− vốn nh−ng hông mang lại hiệu quả gì về kinh tế cũng nh− kỹ thuật. hà máy sản xuất máy kéo là một nhà máy lớn bao gồm nhiều phân x−ởng nhỏ cấu ành. Vì vậy để xác định đ−ợc phụ tải tính toán của nhà máy ta phải đi xác định phụ tải nh toán cho các phân x−ởng sau đó ta mới xác định phụ tải tính toán cho toàn nhà máy. ể đ−a ra đ−ợc một ph−ơng pháp tính toán phù hợp ta cần phải lựa chọn dựa trên các h−ơng pháp tính toán đã có. . Xác định phụ tải tính toán cho phân x−ởng sửa chữa cơ khí r−ớc khi xác định phụ tải tính toán cho toàn phân x−ởng ta phân nhóm các phụ tải ra và / Phân nhóm phụ tải của phân x−ởng sửa chữa cơ khí Để phân nhóm phụ tải của phân x−ởng tốt ta cần phải tuân theo các nguyên tắc chung khi phân nhóm : c thiết ùng chế làm việc. + Các thiết bị trong nhóm nên ở gần nhau về vị trí + Tổng công suất của các nhóm trong phân x−ởng nên chênh lệch ít . Từ những nguyên tắc phân nhóm trên ta phân ra đ−ợc phụ tải trong x−ởng sửa chữa cơ khí ra làm 6 nhóm nh Bảng 2.1. Phân nhóm thiết bị trong phân x−ởng thuộc vào các yếu tố nh− : Công suất, số l−ợng các thiết b các quy trình công nghệ của thiết bị trong vận hành. Nếu ta xác định phụ tả không chính xác thì sẽ xảy ra một số tr−ờng hợp sau : +Nếu phụ tải tính toán Ptt < Pthựctế ( b đ + k N th tí Đ p I T tính toán cho các nhóm đó. 1 + Cá bị trong nhóm nên có c độ − trong bảng 2-1 uất đặt định W) óm ết bị điện trong nhóm g u trên mặt ố thiết bị a kiểu đai Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 10 bàn ài thô oan đứng o ngang c ài tròn vạn năng heo nhóm ay răng ay vạn năng n ren n ren n ren n ren n ren n ren I ục heo nhóm oan đứng oan bàn có tăng nhiệt o II ài thô heo nhóm n cắt liên hợp ài phá rèn oan đứng ổng theo nhóm m dung dịch kiềm m n−ớc nóng ốn dây ốn dây m tẩm có tăng nhiệt oan bàn ài thô V nghiệm TBĐ heo nhóm dầu mỡ để luyện khuôn Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 11 để nấu chảy babit để mạ thiếc heo nhóm đúc đồng oan bàn n các tấm mỏng ài phá n điểm −u Selenium heo nhóm 2/ Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị trong phân x−ởng. 2.1/ Các ph−ơng pháp tính phụ tải tính toán định theo công thức: a/ Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Phụ tải tính toán đ−ợc xác (2-1) tbtttt tgPQ = ϕ. (2-2) ϕcostttttt QPS (2- 22 ttP=+= 3) phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất Trong đó: + k : là hệ số nhu cầu nc + Pđi :là công suất đặt của thiết bị thứ i . ở ph−ơng pháp này ta có các −u nh−ợc điểm sau: p ng á này đơn giản toán nhanh. + Ưu điểm : h−ơ ph p , tính : Ph−ơng pháp này không thật chính xác. + Nh−ợc điểm b/ Xác định phụ tải tính toán theo suất Phụ tải tính toán đ−ợc xác định theo công thức sau: Ptt = po.F (2-4) Trong đó : 2 2 +po: là suất phụ tải trên 1m diện tích sản xuất (kW/m ) + F: là diện tích sản xuất m2 Đối với ph−ơng pháp này thì kết quả chỉ gần đúng, vì vậy nó th−ờng đ−ợc dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, tính phụ tải các phân x−ởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố t−ơng đối đều. c / Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm. Xác định theo công thức: maxT Trong 0Ptt .aM= (2-5) đó : +M : là số đơn vị sản phẩm đ−ợc sản xuất ra trong một năm sản phẩm(kWh/đơn vị sản phẩm) + Tmax : là thời gian sử dụng công suất lớn nhất, h +a0 : là suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 12 Ph−ơng pháp này hay đ−ợc dùng cho các thiết bị mà có đồ thị phụ tải ít biến đổi với đại và công suất trung bình ( tải tính toán đ−ợc xác định theo công thức : đại và hệ số sử dụng toán t−ơng đối phức tạp do vậy mà kết quả xác t−ơng đối chính xác. Từ các ph c định phụ tải tính toán đã đ−ợc nêu trên ta thấy rằng các x−ởng dùng điện là 380 V, (U< 1000V) do vậy ta chọn ph−ơng pháp tính theo số thiết bị hiệu quả bởi vì ph−ơng pháp này cho kết quả t−ơng đối 2.2/ Nội dung chi tiết của ph−ơng pháp hệ số k và công suất trung bình P để tính phụ tải kết quả t−ơng đối chính xác. d Ph−ơng pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực ph−ơng pháp số thiết bị hiệu quả ). Ph−ơng pháp này thì phụ Ptt = kmax. ksd.Pđm (2-6) Trong đó ta có: + Pđm: Công suất định mức (kW) + ksd, kmax: là hệ số cực Ph−ơng pháp này có các b−ớc tính định phụ tải tính toán của ph−ơng pháp là −ơng pháp xá thiết bị dùng điện trong phân chính xác. max tb tính toán cho phân x−ởng cho phân x−ởng sửa chữa cơ khí. Từ công thức (2-6) : P = k . k .Ptt max sd đm Trong tr−ờng hợp này khi tính toán cho một nhóm thiết bị thì khi đó công thức (2-6) sẽ nh− sau : ∑= dmisdtt PkkP max .. n = ( 2-7 ) i (kW) a thấy rằng ta cần phải đi xác định hệ số k và ksd Nó nói lên mức độ sử dụng của thiết bị điện trong một chu kỳ làm việc. g thức: +Đối với một thiết bị: i 1 Trong đó : +n : là số thiết bị trong nhóm +Pđmi : công suất định mức của thiết bị thứ Trong 2 công thức (2-6) và (2-7) t max a/Xác định hệ số sử dụng: ksd Hệ số sử dụng là tỉ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất tác dụng định mức của thiết bị. Hệ số ksd đ−ợc xác định theo côn dm d P tb s Pk = (2-8) + Đối với một nhóm có n thiết bị: ∑ ∑ndm PP (2-9) === itbsd Pk 1 n tbiP =i dmi 1 b/ Xác định hệ số cực đại kmax tbP ttPk =max (2-10) Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 13 Hệ số cực đại kmax là tỉ số đ−ợc xác định trong khoảng thời gian đang xét và nó th−ờng đ−ợc ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất. Hệ số này phụ thuộc vào số thiết bị hiệu q và hệ uả số ksd, các yếu tố đặc tr−ng cho chế độ làm việc của các thiết bị trong nhóm. g kmax= f (nhq,ksd) hoặc tra theo bảng c/ Xác định hệ số thiết bị hiệu quả (n ) quả nhq là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc, chúng phụ tải thực tế (gồm các thiết bị có chế ng suất khác nhau ). Trên thực tế ng−ời ta tính kmax theo đ−ờng con PL.1.6.TL1. hq Số thiết bị hiệu đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm độ làm việc và cô Xác định hệ số thiết bị hiệu quả theo công thức : ∑P 2)( n ∑ dmiP 2)( = dmi hqn 1 n (2-1) thực tế ng−ời ta tìm nhq theo bảng tra hoặc đ−ờng cong đã cho tr−ớc trong tài liệu 1 Khi n >5 thì khi đó ta tính hệ số thiết bị hiệu quả theo công thức (2–1 ) là phức tạp. Do vậy tham khảo. Tính nhq theo trình tự sau : P Pn 11 p n ** ; == suất không nhỏ hơn một nửa nhóm. ó tính nhq theo rung bình là một đặc tr−ng tính của phụ tải trong một khoảng thời gian nào đó. o đó để đánh giá giới hạn tính n nhq = n . nhq* (2-2) Trong đó: + n : Số thiết bị trong nhóm + n :Số thiết bị có công 1 công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong + P , P : Tổng công suất ứng với n và n thiết bị. 1 1 Sau khi tính đ−ợc n và p ta sử dụng bảng 3 PL.1.5.TL1 để tìm n , từ đ* * hq* công thức: nhq=nhq*.n d/ Xác định công suất trung bình: (ptb) Phụ tải t Tổng phụ tải trung bình của các thiết bị cho ta căn cứ và toán Phụ tải trung bình đ−ợc xác định theo công thức : t Qq t P tb ∆=∆ ; = = i itb qQ 1 ; thụ trong một khoảng ptb = Đối với một nhóm thiết bị thì: ∑= nn pP ∑ =i itb 1 Trong đó : + ∆P, ∆Q : Điện năng tiêu Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 14 thời gian khảo sát, kW ,kVAr + t : Thời gian khảo sát, h rọng để xác định phụ tải tính toán, tổn ải tính toán. ờng hợp cụ thể ta có thể dùng một số công thức gần đúng sau : Phụ tải trung bình là một thông số rất quan t thất điện năng. e/ Các l−u ý khi áp dụng ph−ơng pháp này để xác định phụ t Trong một số tr− + Tr−ờng hợp : n ≤ 3 và nhq < 4 khi đó phụ tải tính toán đ−ợc xác định theo công thức : ∑ = (2-13) ú ý: Nếu trong nhóm thiết bị có các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì các thiết bị đó phải đ−ợc tính theo công thức : = i đmitt pp 1 n Ch %εdmd PP = + Tr−ờng hợp : n > 3 và nhq < 4 khi đó phụ tải tính toán đ−ợc xác định theo công thức : PP . ( 2-14 ) Trong đó : kpt là hệ số phụ tải từng máy Ta có thể au : = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn i thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại + Tr−ờng hợp : nhq ng với nhq= 300. Nếu nhq > 300 và ksd 0,5 thì khi đó (2-15 ) g nh− : máy bơm, quạt nén tt=Ptb=ksd . Pđm (2-16) thì ta phải cố gắng phân bổ đều các thiết − tải b khoảng thời gian ngắn từ 1sữ2s nó dùng để kiểm tra dao động iệ ủa cầu chì ….và chúng = Im (2-17) à hệ s kđ = 5 đến 7 kđ một chiều : k kđ = 2,5 đn = Immmax + ( Itt - ksd . Iđmm (2-18) Trong đó : óm ∑=tt n k đmipti 1 lấy nh− s kp t kp t = 0,75 đối vớ > 300 và ksd < 0,5 thì hệ số kmax đ−ợc lấy ứ≥ Ptt = 1,05 . ksd . Pđm + Tr−ờng hợp các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳn khí….. P + Nếu trong mạng có các thiết bị một pha bị đó lên 3 pha của mạng và tính phụ tải tính toán cho nó theo ph ơng pháp một số phụ đặc iệt. Phụ tải đỉnh nhọn. iện trongLà phụ tải xuất h điện áp, điều kiện tự khởi động của động cơ, điều k n làm việc c ợ : đ− c xác định nh− sau + Đối với một máy : I =k . Iđn m kđ đm Trong đó : kkđ l ố mở máy. Đối với các động cơ lồng sóc, dây quấn thì : k c lò điện thì : k ≥ 3 Đối với cá Đối với máy, động cơ + Đối với một nhóm máy : I ax) Immmax : là dòng mở máy lớn nhất của thiết bị trong nh Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 15 Iđmmax : là dòng định mức của thiết bị có dòng mở máy lớn nhất. n cho nhóm I 2.3/Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị của phân x−ởng sửa chữa cơ khí. a/ Tính toá uất h mức (KW) ết bị điện trong nhóm u ng ố a kiểu đai bàn ài thô oan đứng o ngang c ài tròn vạn năng Bảng 2.2. Danh sách thiết bị nhóm I Tổng số thiết bị của nhóm I : n =7 Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm: P =17,35 kW Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn à ksd = 0,15 và cosφ =0,6 t b hất : n = 5 n 1 Tổng công suất của n thiết bị là: P = 15,7 kW 1 1 Ta tra bảng 2-2 TL2 ta có k lấy chung cho toàn phân x−ởng lsd ⇒ tgϕ =1,33. +Xác định : n* và p* 9, 07,151 === Pp 71,0 7 1 * === nn 5n 35,17* P Tra bảng ta có nhq*= 0,81 nên nhq= nhq* . n = 0,81.7 ≈ 6 (thiết bị) 15 và nhq =6 kmax=2,64 Phụ tải tính toán của nhóm I: P = k .k ksd=0, ⇒ .∑ = P =2,64.0,15.17,35 = 6,87 kW n t t max sd i đm 1 Qtt=Ptttgtb =6,87.1,33=9,14 kVAr Stt = 45,11 87,6 cos ==ttP kVA 6.0ϕ Vậy dòng điện tính toán : 40,17 38,0.3.3 ==tt UI 45,11 = A 8) n ttS dm Tính dòng đỉnh nhọn của nhóm : áp dụng công thức (2-1 Iđ 5.11, 0,85.32,54 = 84,66 (A) = 4 + Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 16 Việc tính toán với các nhóm còn lại đ−ợc tiến hành hoàn toàn t−ơng tự. Kết quả ghi trong bảng 2.3. Ar Bảng 2.3. Phụ tải tính toán của PXSCCK í. −ợc xác định theo công thức: .F (2-22) F: là diện tích phân x−ởng khí hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt, tra tài liệu khí ta có p0=150020W/m 2 ợi đốt cosφcs=1) n của toàn phân x−ởng. (2-21) =1.110,08 = 110,08 kVA Stt = 2.4/ Tính toán công suất chiếu sáng của phân x−ởng sửa chữa cơ kh Công suất chiếu sáng đ P =pttcs 0 Trong đó : p0: Suất chiếu sáng. Tra theo bảng PL1.2.TL1 Trong phân x−ởng xửa chữa cơ với phân x−ởng sửa chữa cơ ⇒ Pttcs =p0.F =15.1100 = 16,5 kW Qttcs =Pttcs.tgφcs=0 (đèn s 2.5/ Xác định phụ tải tính toá Phụ tải tác dụng của phân x−ởng: Pt tđlpx = kđt∑ ttniP (2-20) 6 1 = 1. 82,76 = 82,76 Phụ tải phản kháng của phân x−ởng: 6 Qttđlpx= kđt∑ 1 Qttni Phụ tải tính toàn phần của toàn phân x−ởng kể cả chiếu sáng. 2222 08,110)5,1676,82()( ++=++ pxcspx QPP = 148,22 kVA II. Xác định phụ tải tính toán cho toàn nhà máy 1/Tính phụ tải tính toán của các phân x−ởng trong nhà máy. Vì khi thiết kế các phân x−ởng còn lại của nhà máy không có những số liệu chi tiết, cụ thể nên phụ tải động lực của các phân x−ởng này đ−ợc xác định theo ph−ơng pháp hệ số nhu cầu. ở ph−ơng pháp này có −u điểm: tính toán đơn giản, thuận tiện nh−ng trái lại nó lại không đạt độ chính xác cao. áp dụng ph−ơng pháp nh− sau : Công thức tính toán phụ tải tác dụng động lực: Pttdlpx=knc.Pđ (2-23) Nguyenvanbientbd47@gmail.com Qttdlpx =Pttdlpx.tgϕt b (2-24) Trong đó : +Pttdlpx: công suất tác dụng động lực của phân x−ởng +Qttdlpx: công suất phản kháng động lực của phân x−ởng +knc: hệ số nhu cầu(trong tài liệu) +Pđ: công suất đặt của các phân x− +tg : đ−ợc xác định từ cosϕ mà cosϕtb đ−ợc xác định cùng với k . Công suất biểu kiến đ xá ịnh o c th : ởng ϕt b tb the nc −ợc c đ ông ức tb ttđtđl ttdlpxttpx P S ϕcos 2+= (2-25) dòng điện tính toán đ xá ịnh o c th : ttdlpxP 2 Q = −ợc c đ the ông ức 3.dm ttpx tt U S I = (2-26) a/ Ta tính tải tính n đ lự o qu lý v hò thiế ế Công suấ kW Diện tích: 1255 m2 Tra bảng PL 1.3.TL1 ta có: k 0,7 osϕ ϕt ,0 Tra bảng ta tìm đ ợc suất chiếu sáng p0 = 20 W/m 2, ở đây ta sử dụng đèn huỳnh quang có cosφcs=0 , tg =0,33 Công suấ nh n đ lực Pđl=knc.Pđ=0,7. 80 = 56 kW Qdl= Pđl.tg cs= 1,02 . 56 = 57,12 kW Công suấ nh n ch sá Pcs= p0.F .12 = 25,1 kW Qcs = Pcs φcs =25,1.0,33 = 8,28 kVAr Công suất tính toán tác dụng của phân x−ởng: Ptt=Pđl+ Công suấ nh toán ph khá củ hân ởng Qtt = Qđl + Qcs= 57,12 + 8,28 = 65,4 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân x−ởng: p t đ hụ ặt: toá ộng c ch ban ản à p ng t k 80 − nc= ; c t b= 0,7 ⇒ tg b= 1 2 ,95 t tí φcs toá ộng : φ t tí =20 .tg toá iếu ng: 55 Pcs= 56+ 25,1 = 81,1 kW ảnt tí ng a p x− : 18,1044,651,81 2222 =+=+= tttttt QPS kVA Itt = 29,15838,0.3 18,104 A b/ Các phân x−ởng còn lại đ− tín oàn àn ng kết ả g ron ảng = ợc h h to t−ơ tự, qu hi t g b . 17 Trang Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 18 I A 15 8, 29 36 74 ,3 0 32 79 ,7 3 23 84 ,1 2 33 27 ,9 9 22 5, 2 32 29 ,8 6 47 21 ,6 3 22 41 ,7 8 17 2, 93 tt S t tp x 10 4, 18 24 18 ,3 5 21 58 ,6 5 15 69 ,1 8 21 90 ,4 2 14 8, 22 21 25 ,8 3 31 07 ,6 8 14 75 ,4 9 11 3, 82 k V A Q tt px k V A r 65 ,4 15 30 19 15 ,2 17 02 ,4 11 01 ,6 11 0, 8 16 75 ,8 18 37 ,5 10 40 ,4 42 ,1 10 99 0, 48 P t tp x kW 81 ,1 11 17 ,5 15 67 ,5 99 ,2 6 13 08 14 76 ,6 3 13 27 ,2 5 25 06 ,2 5 10 46 ,2 5 10 5, 75 Q 57 ,1 2 15 30 đl k V A r 11 0, 08 16 75 ,8 18 37 ,5 10 40 ,4 23 ,0 4 10 63 5, 49 10 99 3, 14 19 15 ,2 17 02 ,4 11 01 ,6 C ôn g su ất Đ L P đ l 56 14 40 12 80 10 80 15 00 82 ,7 6 12 60 24 50 10 20 48 10 21 6, 76 k W Q cs 8, 28 0 0 0 0 0 0 19 ,0 6 27 ,3 4 k V A r 0 0 C ôn su ất C S P c s k W 25 ,1 36 ,6 3 47 ,2 5 37 ,5 67 ,5 16 ,5 48 56 ,2 5 26 ,2 5 57 ,7 5 41 8, 7 co sφ cs 0, 95 1 1 1 1 1 1 1 1 p 0 W /m 2 20 15 15 15 15 15 15 15 15 15 C os φ 0, 7 0, 6 0, 6 0, 7 0, 7 0, 6 0, 6 0, 8 0, 7 0, 9 k n c 0, 7 0, 4 0, 4 0, 6 0, 6 - 0, 6 0, 7 0, 6 0, 8 P đ kW 80 36 00 32 00 18 00 25 00 - 21 00 35 00 17 00 60 D iệ n tí ch m 2 12 55 21 75 31 50 25 00 45 00 11 00 32 00 37 50 17 50 38 50 27 23 0 T ên p hâ n x− ởn g bq l v àp tk PX C K s ố 1 PX C K s ố 2 PX lu yệ n ki m m àu PX lu yệ n ki m đ en PS SC C K PX r èn PX n hi ệt lu yệ n B ộ ph ận n én k hí K ho v ật li ệu K /h iệ u tr ên M B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 T ổn g B ản g 2. 4. P hụ tả i t ín h to án c ủa c ác p hâ n x− ởn g tr on g nh à m áy . Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 19 2. Phụ tải tính toán của toàn nhà máy Phụ tải tính toán của to . àn nhà máy đ−ợc xác định theo công thức : 2 ttnmm Q+ (2-28) 2ttnttnm PS = Q =kđt ng tr−ờng hợp này ta lấy kđt=0,85 c phân x−ởng trong nhà máy. Với: P ttnm =kđt.∑ ttiP = 10 1i ttnm .∑= 10 1i ttiQ Trong đó : +k : là hệ số đồng thời. Trođt +ΣPtti:tổng phụ tải tác dụng tính toán của cá + ΣQtti tổng công suất phản kháng của các phân x−ởng trong nhà máy. Từ đó ta có: P ttnm =0,85. 10635,49 = 9040,17 kW Q ttnm =0,85. 10990,48 =9341,91 kVAr ⇒ S = ( ) 84,1299991,9341)17,9040( 22 =+ kVA ttnm 44,21484,12999S Ittnm = 35.3.3 nmU ==ttnm A Hệ số công suất cosφ của toàn nhà máy: Cosφnm = 84,12999 = S =0,7 17,9040ttnmP ttnm Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 20 Ch−ơng iii thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy sản xuất máy kéo I. Nguồn điện ngắn mạch phía hạ áp của trạm biến áp MVA. hợp lý cho đ−ờng dây tải điện từ hệ thống về nhà máy đ−ợc tính theo công Nguồn điện các nhà máy 15 km, dung l−ợng khu vực là 250 Cấp điện áp thức Still: PlU 34,4= 16. + kV Trong đó: P – Công suất truyền tải, MW l – Chiều dài đ−ờng dây, km ở −ơng tr−ớc ta đã tính đ−ợc P = 9 MW nên ch tt 9.1615.34,4 +=U =55 kV tt Vậy ta sẽ chọn cấp điện áp cho đ−ờng dây tải điện từ nguồn điện về nhà máy là 35 kV. II / Biểu đồ phụ tải của toàn nhà máy Xác định các vòng tròn phụ tải của các phân x−ởng: Ta biểu diễn biểu đồ phụ tải của các phân x−ởng là những vòng tròn có diện tích tỉ lệ với công suất tính toá ng đó và đ−ợc tính toán qua công thức : Stt Trong đó : Stti : là công suất tính toán của phân x−ởng thứ i R2i: là bán kính vòng tròn phụ tải của phân x−ởng thứ i m : là hệ số tỉ lệ (kVA/mm2) Từ công thức (4-1) ta có: n của phân x−ở i = π. R2i. m m.π Stti i = (mm)R ở đ−ờng tròn phụ tải ta chia đ−ờng tròn ra làm hai phần : Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 21 + Phần gạch chéo : nói lên công suất động lực của phân x−ởng + Phần không gạch chéo: nói lên công suất chiếu sáng của phân x−ởng Nhìn vào biểu đồ phụ tải thì chúng ta có thể đánh giá đ−ợc khái quát tỉ lệ phần công suất động lực với công suất chiếu sáng của phân x−ởng cũng nh− toàn nhà máy. Trong biểu đồ hình tròn thì độ lớn của góc α nó biểu thị cho độ lớn của công suất tính toán chiếu sáng, nó đ−ợc xác định theo biêủ thức : 0360. tt cs P P=α Tính cho ban quản lý và phòng thiết kế ta có: Ptt = 81,1 kW Pcs= 25,1 kW Ta chọn tỉ lệ xích = 5 kVA/mm2 Ta có : mm m SR tt 3 5.14,3 18,104 .1 ≈== π 00 111360. 1,81 1,25360. ≈== tt cs P Pα Cũng nh− trên ta tính toán cho các phân x−ởng khác ta có: u sáng của biểu đồ phụ tải các phân x−ởng Kết quả tính toán bán kính và góc giới hạn chiế (m=5 kVA/mm2). ụ tải trên mặt n x−ởng phòng thiết kế ởng cơ khí số 1 ởng cơ khí số 2 n kim màu n kim đen chữa cơ khí ởng rèn ởng nhiệt luyện nén khí liệu Bảng 3.1 Tính toán các đ−ờng tròn phụ tải c phân x−ởng nh− hình Từ kết quả tính toán trong bảng ta vẽ đ−ợc biểu đồ phụ tải của cá vẽ sau: Biểu đồ phụ tải nhà máy: Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 22 III / Các ph−ơng án cung cấp điện cho các phân x−ởng ất của nhà máy là lớn do vậy ta sẽ dự Từ các số liệu tính toán ta thấy quy mô sản xu định đặt 1trạm phân phối trung gian 35kV hoặc 1 trạm biến áp trung gian 35/10 kV để phân phối điện áp cho các máy BA phân x−ởng. Máy BA phân x−ởng ta dự định đặt một số trạm tuỳ heo phụ t tải tính toá Vì đây là nhà máy chế tạo n của các phân x−ởng. máy kéo do vậy vai trò của nó rất quan trọng trong các , do đó cậy cung cấp điện cũng rất cao nên mạng điện nối từ */ Xác định tâm phụ tải của toàn nhà máy ụ a đ−ợc xác định theo công thức : lĩnh vực nó đòi hỏi độ tin trạm biến áp khu vực tới nhà máy ta dùng đ−ờng dây trên không và đi lộ kép và để đảm bảo mỹ quan và an toàn mạng cao áp trong nhà máy ta dùng cáp ngầm. Các trạm biến áp phân x−ởng ta dùng loại trạm kề có một mặt t−ờng giáp với t−ờng của phân x−ởng. Trạm phân phối trung gian 35 kV hoặc trạm biến áp trung gian đặt tại tâm phụ tải của toàn nhà máy. Tâm ph tải củ nhà máy mm 63,521 == ii X ∑n S mm 2,3710 == nY .∑n ii YS .X (4-4) 1 i 0 ∑n S 1 Trong đó : X ∑ iS i,Yi: là toạ độ tâm phụ tải thứ i X0,Yo:là toạ độ tâm phụ tải của toàn nhà máy Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 23 Vởy ta sẽ chọn vị trí ( 52,37) để đặt trạm phân phối trung tâm hoặc trạm biến áp trung p điện cho nhà máy : phải thỏa mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải ; thuận tiện cho việc , sữa chữa máy biến áp ; an toàn và kinh tế. ợng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp đ−ợc 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. tế và thuận lợi cho việc ho hộ loại I và iện sự cố một MBA (trong trạm có nhiều hơn 1 MBA). (n-1). k .S ≥Stt có trong trạm biến áp. ọn loại máy biến áp chế tạo qt = 1,4 nếu thỏa mãn điều kiện MBA vận hành quá tải ô uá 5 ngày đêm , thời gian quá tải trong một ngày đêm không v−ợt quá 6h tr−ớc khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,93. cô ỏ một số phụ tải không − hế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận ặt, thay thế vận hành, sữa chữa và kiểm tra định kỳ. gian. */ Các ph−ơng á n cung cấ 1.Ph−ơng án về các trạm biến áp phân x−ởng: Các trạm biến áp đ−ợc lựa chọn trên các nguyên tắc sau: + Vị trí đặt trạm biến áp vận chuyển , lắp đặt , vận hành + Số l− Trong mọi tr−ờng hợp trạm biến áp đặt 1 máy biến áp sẽ là kinh vận hành, song độ tin cậy cung cấp không cao. Các trạm biến áp cung cấp c loại II nên đặt 2 máy biến áp , hộ loại III có thể chỉ đặt 1 máy biến áp. + Dung l−ợng các máy biến áp đ−ợc chọn theo điều kiện: n.khc.Sđm ≥Stt và kiểm tra theo điều k hc đm Trong đó: n- số máy biến áp k - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi tr−ờng, ta chhc tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1. kqt- hệ số quá tải sự cố, k kh ng q S – ng suất tính toán sự cố. Khi sự cố 1 MBA có thể loại bttsc quan trọng để giảm nhẹ dung l−ợng của MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ đ−ợc vốn đầu t và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình th−ờng. Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên Sttsc = 0,7.Stt Đồng thời cũng cần hạn c lợi cho việc mua sắm, lắp đ a/ Ph−ơng án 1: Đặt 7 TBA phân x−ởng, trong đó: a.1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho phụ tải của Ban quản lý & phòng thiết kế cùng phân k ≥ S ≥ x−ởng cơ khí số 2. n. hc.SddmB tt = 2262,18 kVA SđmB 2 = 1131,09 kVA. 2262,18 ế cùng phân cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân x−ởng (30% n lý & phòng thiết kế là phụ tải loại 3 nên khi sự cố có thể Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn S = 1250 kVA. đm Kiểm tra lại dung l−ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho Ban quản lý & phòng thiết k x−ởng cơ khí số 2 sau khi phụ tải loại 3), còn Ban quả tạm ngừng cung cấp điện: n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt 4,1 )18,10418,2262.(7,0 4,1 .7,0 −=ttS = 1079 kVA. SđmB ≥ Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy biến áp Sđm = 1250 kVA. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 24 a.2. Trạm biến áp B2: Cấp điện cho phụ tải của phân x−ởng cơ khí số 1. n.khc.SddmB ≥ Stt = 2418,35 kVA SđmB ≥ 2 2418,35 = 1209,18 kVA. Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA. quá tải sự cố, ttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân x−ởng cơ khí số 1 sau khi cắt một số k ≥ S ≥ Kiểm tra lại dung l−ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện S phụ tải không quan trọng trong phân x−ởng (30% phụ tải loại 3). n. hc.Sd t sc = 0,7.SttdmB t SđmB 4,14,1 = = 1209,18 kVA. .7,0 ttS 35,2418.7,0 Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy biến áp Sđm = 1250 kVA. a.3. Trạm biến áp B3: Cấp điện cho phụ tải của phân x−ởng luyện kim màu và phân x−ởng sửa chữa cơ khí. n.khc.SddmB ≥ Stt = 1717,4 kVA SđmB ≥ 2 = 858,7 kVA. 1 000 kVA. công suất tính toán cho phân x−ởng luyện kim màu và phân x−ởng an trọng trong phân x−ởng (30% phụ có thể tạm 717,4 Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1 Kiểm tra lại dung l−ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là sửa chữa cơ khí sau khi cắt một số phụ tải không qu tải loại 3), còn phân x−ởng sửa chữa cơ khí là phụ tải loại 3 nên khi sự cố ngừng cung cấp điện: n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt SđmB ≥ )22,1484,1717.(7,0.7,0 − 4,14,1 ttS = = 784,59 kVA. Vậy trạm biến áp B3 đặt hai máy biến áp S = 1000 kVA. đm a.4. Trạm biến áp B4: Cấp điện cho phụ tải của phân x−ởng luyện kim đen. n.k .Shc ddmB S = 2190,42 kVA ≥ tt S ≥ đmB 2 2190,42 = 1095,21 kVA. Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn S = 1250 kVA. á tải sự cố, khi cắt một ≥ đm Kiểm tra lại dung l−ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện qu S lúc này chính là công suất tính toán cho phân x−ởng luyện kim đen sauttsc số phụ tải không quan trọng trong phân x−ởng (30% phụ tải loại 3). n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt SđmB 4,14,1 =tt 42,2190.7,0.7,0 S = 1095,21 kVA. máy biến áp S = 1250 kVA. Vậy trạm biến áp B4 đặt hai đm a.5. Trạm biến áp B5: Cấp điện cho phụ tải của phân x−ởng rèn và kho vậ n.k .S ≥ S = 2239,65 kVA t liệu. hc ddmB tt SđmB ≥ 2 = 1119,83 kVA. 2239,65 Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 25 Kiểm tra lại dung l−ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân x−ởng rèn và kho vật liệu sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân x−ởng (30% phụ tải loại 3). n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt SđmB ≥ 4,1 )82,11365,2239.(7,0 4,1 .7,0 −=ttS = 1062,92 kVA. Vậy trạm biến áp B5 đặt hai máy biến áp Sđm = 1250 kVA. a.6. Trạm biến áp B6: Cấp điện cho phụ tải của phân x−ởng nhiệt luyện. n.khc.SddmB ≥ Stt = 3107,68 kVA SđmB ≥ 2 3107,68 = 1553,84 kVA. i 3). đmB Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1600 kVA. Kiểm tra lại dung l−ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân x−ởng nhiệt luyện sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân x−ởng (30% phụ tải loạ n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt S ≥ 4,14,1 =tt = 1553,84 kVA. Vậy trạm biến áp B6 đặt hai máy biến áp S 68,3107.7,0.7,0 S đm = 1600 kVA. B7a.7. Trạm biến áp : Cấp điện cho phụ tải của Bộ phận nén khí. n.khc.S ≥ Stt = 1475,49 kVA SđmB ≥ ddmB 2 1475,49 = 737,75 kVA. họn m uẩn Sđm = 750 kVA. Kiểm tra lại dung l−ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho Bộ phận nén khí sau khi cắt một số phụ tải đm Vậy ta c áy biến áp tiêu ch không quan trọng trong phân x−ởng (30% phụ tải loại 3). n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt S B ≥ 4,14,1 49,1475.7,0.7,0 =ttS = 737,75 kVA. Vậy trạm biến áp B7 đặt hai máy biến áp Sđm = 750 kVA. b/Ph−ơng án 2: Đặt 6 TBA phân x−ởng, trong đó: b.1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho phụ tải của Ban quản lý & phòng thiết kế cùng phân x−ởng cơ khí số 2. Giống n −ơng án 1 ta có đ−ợc S = 1250 kVA b.2. Trạm biến áp B2 h− ph : Cấp điện cho phụ tải của phân x−ởng cơ khí số 1. Giống nh− ph−ơng án 1, S = 1250 kVA b.3. Trạm biến áp B3: Cấp điện cho phụ tải của phân x−ởng luyện kim màu và phân x−ởng sửa chữa cơ khí. Giống nh− ph−ơng án 1, S = 1000 kVA b.4. Trạm biến áp B4: Cấp điện cho phụ tải của phân x−ởng luyện kim đen. Giống n −ơng án 1, S = 1250 kVA b.5. Trạm biến áp B5 h− ph : Cấp điện cho phụ tải của phân x−ởng rèn, Bộ phận nén khí và kho vật liệu. n.khc.SddmB ≥ Stt = 3692,32 kVA Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 26 SđmB ≥ 2 Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn S 3692,3 chọn theo điều kiện quá tải sự cố, g rèn, bộ phận nén khí và kho vật ệu sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân x−ởng (30% phụ tải loại 3). Kho vật là phụ tải loại 3 n có thể tạm ngừn ung cấp điện khi có sự cố. n.khc.S ≥ S = 0,7.S SđmB ≥ 2 = 1846,16 kVA. đm = 2500 kVA. Kiểm tra lại dung l−ợng máy biến áp đã Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân x−ởn li liệu nê g c ddmB tt sc tt 4,1 )82,11332,3692.(7,0 4,1 .7,0 −=ttS = 1789,25 kVA. Vậy trạm biến áp B5 đặt hai máy biến áp Sđm = 2500 kVA. b.6. Trạm biến áp B6: Cấp điện cho phụ tải của phân x−ởng nhiệt luyện. Giống nh− ph−ơng án 1, S = 1600 kVA 2/ Xác định vị trí các trạm biến áp phân x−ởng. Trong các nhà máy th−ờng sử dụng các kiểu trạm biến áp phân x−ởng: + Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân x−ởng có thể dùng loại liền kề có một t−ờng của trạm chung với t−ờng của phân x−ởng nhờ vậy tiết kiệm đ−ợc vốn xây dựng và ít ảnh h−ởng đến công trình khác. +Trạm lồng cũng đ−ợc sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ một phân x−ởng vì có chi phí đầu t− thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân x−ởng không cao. + Các trạm ụ tải, nhờ hiều chiều dài mạng iảm chi phí kim loại y nên dùng trạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu t− . ung cấp điện cho Ban quản lý & biến áp dùng chung cho nhiều phân x−ởng nên đặt gần tâm ph vậy có thể đ−a điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá n phân phối cao áp của xí nghiệp cũng nh− mạng hạ áp phân x−ởng, g làm dây dẫn và giảm tổn thất. Cũng vì vậ trạm sẽ bị gia tăng. Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến áp đã nêu Để đảm bảo an toàn cho ng−ời cũng nh− thiết bị , đảm bảo mỹ quan công nghiệp ở đây sẽ sử dụng loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuất. Để lựa chọn đ−ợc vị trí đặt các trạm biến áp phân x−ởng cần xác định tâm phụ tải của các phân x−ởng hoặc nhóm phân x−ởng đ−ợc cung cấp điện từ các trạm biến áp đó. * Xác định vị trí đặt trạm biến áp B1 (ph−ơng án 1):c phòng thiết kế cùng phân x−ởng cơ khí số 2. x01 = ∑ ∑ = = n i i n i i S xiS 1 1 . = 65,215818,104 12.65,21582.18,104 + + = 11,54 mm. ∑n yiS . y = 01 ∑ = n i iS 1 =i i 1 = 65,215818,104 + 16. = 17,2 mm B1 tại vị trí M() t các trạm biến áp phân x−ởng đ−ợc ghi trong bảng d−ới đây: 65,215842.18,104 + Căn cứ vào vị trí của nhà x−ởng ta đặt trạm biến áp Đối với các trạm biến áp phân x−ởng khác , tính toán t−ơng tự ta xác định đ−ợc vị trí đặt phù hợp cho các trạm biến áp phân x−ởng trong phạm vi nhà máy. Vị trí đặ Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 27 ặt án m án 1 án 2 Bảng 3.2. Tính toán vị trí đặt cho các trạm biến áp phân x−ởng Vị trí tính toán để đặt trạm biến đ−ợc cho ở bảng trên tuy nhiên trong thực tế không đặt theo vị trí nh− trên mà còn tùy vào vị trí của các phân x−ởng trong nhà máy và thẩm mỹ quan của nhà máy mà ta đặt cho hợp lí. Kết quả đặt các trạm biến áp đ−ợc cho d−ới bảng sau: ặt án m Bảng 3.3. Vị trí đặt các trạm biến áp phân x−ởng trên thực tế 3/ Ph−ơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân x−ởng. a. Các ph−ơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân x−ởng: + Ph−ơng án sử dụng sơ đồ dẫn sâu: Đ−a đ−ờng dây trung áp 35 kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân x−ởng. Nhờ đ−a điện áp cao vào trạm biến áp phân x−ởng sẽ giảm đ−ợc vốn đầu t− xây trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm , giảm đ−ợc tổn thất và nâng cao năng lực truyền là độ tin cậy cung thành đắt và yêu cầu trình độ vận dựng trạm biến áp tải của mạng. Tuy nhiên nh−ợc điểm của sơ đồ này cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 28 hành phải rất cao, nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải rất lớn và các phân x−ởng sản xuất nằm tập trung gần nhau nên ở đây ta không xét đến ph−ơng án này. + P g án sử dụng trạm biến áp trung gian ( h−ơn TBATG). 5 kV từ hệ thống về qua TBATG đ−ợc hạ xuống điện áp 10 kV để cung cấp hờ vậy sẽ giảm đ−ợc vốn đầu t− cho mạng điện cao A phân x−ởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy t− xây dựng TBATG, gia tăng tổn thất , vì nhà máy là hộ loại I nên TBATG phải ặ g suất đ−ợc chọn theo điều kiện: Nguồn 3 cho các trạm biến áp phân x−ởng. N áp trong nhà máy cũng nh− các TB cung cấp điện cũng đ−ợc cải thiện. Song phải đầu cho mạng cao áp. Nếu sử dụng ph−ơng án này đ t hai máy biến áp với côn n.Sđm B ≥ Sttnm =12999,84 kVA. Sđm B ≥ 2 ttnmS = 6499,92 kVA. Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 7500 kVA. Kiểm tra lại dung l−ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố vói giả thiết các hộ trong nhà máy đều có 30% là phụ tải loại III có thế tạm ngừng cung cấp điện khi .S ≥ Stt sc Sđm B ≥ cần thiết: (n-1).kqt đm B 4,1 .7,0 ttnmS =6499,92 kVA. Vậy tại trạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 MBA loại: 7500 kVA – 35/10kV. + Ph−ơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT): Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân x−ởng thông qua TPPTT. Nhờ vậy việc quản lý, vận hành mạng điện cao áp nhà máy sẽ thuận lợi hơn , tổn thất trong mạng giảm , độ tin cậy cung cấp điện đ−ợc gia tăng, song vốn đầu t− cho mạng cũng lớn hơn . Trong thực tế đây là ph−ơng án th−ờng đ−ợc sử dụng khi điện áp nguồn không cao hơn 35 kV , công suất các phân x−ởng t−ơng đối lớn. b. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian (của nhà máy), trạm phân phối trung tâm. Vị trí tốt nhất để đặt trạm biến áp trung gian, trạm phân phối trung tâm chính là tâm phụ tải của nhà máy. Đó chính là vị trí có tọa độ là (52,37). c. Lựa chọn các ph−ơng án nối dây của mạng cao áp. Do tính chất quan trọng của các phân x−ởng nên mạng cao áp trong nhà máy ta sử dụng sơ đồ hình tia, lộ kép. Sơ đồ này có −u điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, các trạm biến áp phân x−ởng đều đ−ợc cấp điện từ một đ−ờng dây riêng nên ít ảnh h−ởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện không cao, dễ thực hiện biện pháp bảo vệ, tự động hóa và dễ vận hành. Để đảm bảo mỹ quan và an toàn các tuyến giao thông nội bộ. Từ những phân tích thêm có thể đ−a ra 4 ph−ơng án thiết kế mạng cao áp đ−ợc trình bày trong hì d−ới đây: nh Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 29 Hình 3.1. D kiến các ơng án cấp điện cao áp IV/ So sánh kỹ thuật và kinh tế cho các ph−ơng án Để so sánh và lựa chọn ph−ơng án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z và chỉ xét đến những phần khác nhau trong các ph−ơng án để giảm khối l−ợng tính toán: Z =(avh +atc).K+3I 2 τ.c → min Trong đó: avh –hệ số vận hành , avh = 0,1; atc –hệ số tiêu chuẩn, atc = 0,2; K-vốn đầu t− cho trạm biến áp và đ−ờng dây; Imax- R-điện tr hân x−ởng. Các trạm biến áp đều hạ từ điện áp 10kV u các phân x−ởng. . họn n ân x−ởng và xác định tổn thất điện năng ∆A trong các trạm ự ph− max.R. dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị; ở của thiết bị; τ – thời gian tổn thất công suất lớn nhất; c- giá tiền 1kWh tổn thất điện năng, c = 1000 đ/kWh. 1. Ph−ơng án I. Ph−ơng án sử dụng TBATG nhận điện 35kV từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp p x ống 0,4kV để cung cấp cho a C máy biế áp ph biến áp. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 30 Hình 2. Sơ đồ đi d4. ây ph−ơng án I */ Chọn máy biến áp phân x−ởng. Trên cơ sở chọn đ−ợc sông suất MBA ở phần trên ta có kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân x−ởng: á iền G ốn đầu t− cho trạm biến áp: KB =3588,2.106 đ Bảng 3.4. Vốn đầu t− cho các trạm ến áp tron ơng án I */ Xác định tổn thất điện năng ∆A trong các trạm áp. Tổn thất điện năng ∆A trong các trạm biến áp đ−ợc tính theo công thức: ∆A = n. ∆P0.t + bi g ph− biến n 1 . ∆Pn. 2⎞ttS ⎟⎟⎠S .τ⎜⎜⎝ ⎛ kWh Trong đó: n-số máy biến áp ghép song song. (n = 2) t-thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm t=8760 h. τ-thời gian tổn thất công nh t. τ = (0,124 + 10-4. Với T dm suất lớn ấ T )2.8760 h. max = 3960 h ta tính đ−ợc τ = 2369 h. max Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 31 ∆P0, ∆Pn – tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch c a M A tính toán của TBA. công suất định mức của MBA. ế tí thất điện năng trong các trạm biến áp của ph−ơng án I. ủ B Stt –công suất Sdm – K t quả nh toán tổn A ) A) W) W) Wh) G 84 8 5 5 7 4 2 1 5 3 8 ,2 9 n thất điện năng trong các TBA: AB =1,25.10 6 kWh∆ Bảng 3.5. Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp ph−ơng án I b. Chọn dây dẫn và xác đ ất, tổn thất điện năng trong mạng điện. */ Chọn cáp cao áp từ trạm áp trung ian về các trạm biến áp phân x−ởng. ịnh tổn thất công su biến g Cáp cao áp đ−ợc chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt . Đối với nhà máy sản xuất máy kéo, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 3960h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng ta tìm đ−ợc jkt = 3,1 A Tiết diệ F = /mm2. n kinh tế của cáp: kt ktj Imax mm2 lộ kép nên: Các cáp từ TBATG về các trạm biến áp phân x−ởng đều là cáp Imax = ttpxS dm Dựa vào trị số F U áp gần nhất. óng: ỏ qua cp .3.2 kt tính ra đ−ợc, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn c Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát n k .I ≥ Ihc cp sc Trong đó: Isc- dòng điện xảy ra khi sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2Imax k =k .khc 1 2 k1- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k1 =1. k2 – hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, các rãnh đều đặt 2 cáp, khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm. Tra phụ lục tìm đ−ợc k2 = 0.93. Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBA ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể b không cần kiểm tra lại theo điều kiện ∆U . Chọn cáp từ TBATG đến B1. S Imax = dmU.3.2 ttpx = 18,2262 = 65,3 A. 10.3.2 Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = ktJ Imax = 1,3 3,65 = 21,06 mm2. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 32 Tra PL V.16.TL1 ta chọn Ftc = 25 mm 2, cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo, dòng điện cho phép d−ới đất ở 250C là: A 170 A iện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: trong bảng 3.6 x−ởng: Icp = 140 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.140 = 130,2 < 2.Imax = 130,6 Vậy ta phải chọn cáp có Ftc = 35 mm 2, Icp = Kiểm tra tiết d 0,93.Icp = 0,93.170 = 158,1 > 2.Imax = 130,6 A Chọn cáp có tiết diện F = 35 mm2 với Icp = 170 A Tính toán hoàn toàn t−ơng tự cho các đ−ờng cáp còn lại. Kết quả ghi */ Chọn cáp hạ áp từ TBA phân x−ởng đến các phân u giữa các ph−ơng án, các đoạn giống nhau g quá trình so sánh kinh tế giữa các ph−ơng án. c chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Đoạn đ−ờng cáp ở đây cũng ành chọn cáp hạ áp. + Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nha không xét đến tron + Cáp hạ áp đ−ợ ngắn, tổn thất điện áp không đáng kể, nên có thể bỏ qua không kiểm tra lại điều kiện ∆Ucp. + Cụ thể đối với ph−ơng án I, ta không cần tiến h Tổng hợp kết quả chọn cáp của ph−ơng án I đ−ợc ghi trong bảng d−ới đây: cáp á km) iền G-B1 G-B2 G-B3 G-B4 G-B5 G-B6 G-B7 ốn đầu t− cho đ−ờng dây: KD = 415,68.106 đ Bảng 3.6. Vốn đầu t− cho đ−ờng dây cáp cao áp ph−ơng án I */ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đ−ờng dây. Tổn thất công suất tác dụng trên đ−ờng dây đ−ợc tính theo công thức: ∆P = dm ttpx 2 .R.10 U S 2 -3 (kW). Trong đó: R = n n: số đ−ờng d y đi so g song 1 .r0.l (Ω). â n P trên đoạn cáp TBATG – B1 : Tổn thất ∆ ∆P = dmU 2 .R.10 =ttpxS 2 -3 210 .0,07.10 =3,58 (kW) 218,2262 -3 g tự, kết quả cho trong bảng d−ới đây: Các đ−ờng dây khác cũng tính toán t−ơn cáp G-B1 8 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 33 G-B2 5 G-B3 G-B4 2 G-B5 5 G-B6 8 G-B7 9 n t công suất tác dụng Σ∆P = 23,22 kW hất Bảng 3.7. Tổng tổn t t công suất tác dụng trên đ−ờng dây cáp cao áp ph−ơng án I */ Xác định tổn thất điện năng trên đ−ờng dây. hấ Tổn thất điện năng trên đ−ờng dây đ−ợc tính theo công thức : ∆AD = ∑∆P D.τ (kWh). Trong đ τ- thời gian tổn biến áp phân x−ởng. TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận đi an và hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ TBA khu vực. + Với 7 TBA , mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầ g áp. Vậy trong mạng cao áp của phân x−ởng ta sử dụng 14 máy cắt điện cấp điện áp 10kV cộng thêm một máy cắt phân đoạn thanh góp hạ áp điện áp 10kV ở TBATG, một máy cắt phân đoạn thanh góp cao áp điện áp 35kV và 2 máy cắt ở phía hạ áp hai MBA của TBA khu vực điện áp 35kV là 18 máy cắt điện. + Vốn đầu t− mua máy cắt điện trong ph−ơng án I: KMC = n.M n- số l−ợng máy cắt trong = 30000 SD (35kV). Tỷ giá quy đổ KMC = n.M = (15.12+3.30).10 .15,8 .10 đ. hành máy biến (K= KB +KD +KMC ), những phần giống nhau đã đ−ợc bỏ qua không tính tới. +Tổn thất điện năng trong các ph−ơng án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đ−ờng dâ ∆AB ∆AD + Chi phí tính toán Z c ơng án I: Vốn đầu t−: K1 = KB + KD + KMC = (3588,2.10 6 + 415,68.106 + 4279,5) = 8283,38.106 đ - Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đ−ờng ∆A=∆AB +∆AD 6 + 55008,18 = 1,305.106 kWh - Chi phí tính toán: Z1 + atc).K1 ∆A1 = =(0,1+ 0,2). 8283,38.106 + 1000. 1,305.106 =3790,014.106 đ 2. Ph−ơng án II ó: thất công suất lớn nhất, τ=2369 với Tmax = 3960 h ∆AD = ∑∆P D.τ = 23,22.2369 = 55008,18 (kWh). c. Vốn đầu t− mua máy cắt điện trong mạng cao áp của ph−ơng án I. + Mạng cao áp trong ph−ơng án có điện áp 10kV từ TBATG đến 7 trạm ện từ hai máy biến áp trung gi u đ−ờn c mạng cần xét đến. U M- giá máy cắt, M = 12000 USD (10kV), M i tạm thời 1USD = 15,85.103 đ 3 65.103 = 4279,5 d/ Chi phí tính toán của ph−ơng án I. +Khi tính toán vốn đầu t− xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá t cáp, áp và máy cắt điện khác nhau giữa các ph−ơng án. y: ∆A= + ủa ph− dây: =1,25.10 =(avh + c. . Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 34 Ph−ơng án sử dụng TBATG nhận điện 35kV từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10kV sau p đều hạ từ điện áp 10kV u các phân x−ởng. y biến áp phân x−ởng và xác định tổn thất điện năng ∆A trong các trạm đó cung cấp cho các trạm biến áp phân x−ởng. Các trạm biến á x ống 0,4kV để cung cấp cho a. Chọn má biến áp. Hình 4.2. Sơ đồ đi dây cao áp ph−ơng án II */ Chọn máy biến áp phân x−ởng. Trên cơ sở chọn đ−ợc sông suất MBA ở phần trên ta có kết quả chọn máy biến áp cho các x−ởng: trạm biến áp phân á iền G ốn đầu t− cho trạm biến áp: KB =3681,6.106 đ Bảng 3.8. Vốn đầu t− máy biến áp trong ph−ơng án II */ Xác định tổn thất điện năng ∆A trong các trạm biến áp. Tổn thất điện năng ∆A trong các trạm biến áp đ−ợc tính theo công thức: ∆A = n. ∆P0.t + n 1 . ∆Pn. τ. 2 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ dm tt S S kWh Trong đó: n-số máy biến áp ghép song song. (n = 2) t-thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm t=8760h. τ-thời gian tổn thất công suất lớn nhất. τ = (0,124 + 10-4.Tmax)2.8760 h. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 35 Với Tmax = 3960 h ta tính đ−ợc τ = 2369 h. ∆P0, ∆Pn – tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA Stt –công suất tính toán của TBA. Sdm –công suất định mức của MBA. Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của ph−ơng án II. A ) A) W) W) Wh) G 84 8 5 5 7 4 2 1 2 ,27 8 ,2 n thất điện năng trong các TBA: ∆AB =1,224.106 kWh Bảng 3.9. Tổn thất trong các trạm biến áp phơng án II b. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. */ Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân x−ởng. Tính hoàn toàn t−ơng t u. ự ph−ơng án I ta có kết quả ghi trong bảng sa cáp á km) iền G-B1 G-B2 G-B3 G-B4 G-B5 0+500) G-B6 ốn đầu t− cho đ−ờng dây: KD =1033,64.106 đ Với đ−ờng dây B5-9 là loại cáp hạ áp 0,4 kV. Bảng 3.10. Chi phí cho các đ−ờng cáp cao áp trong mạng điện */ Xác ph−ơng án II định tổn thất công suất tác dụng trên đ−ờng dây. t tác dụng trên đ−ờng dây đ−ợc tính theo công thức: Tổn thất công suấ oàn toàn t−ơng tự nh− ph−ơng án I, ta có kết quả tính nh− sau: H cáp G-B1 8 G-B2 5 G-B3 G-B4 2 G-B5 2 0+500) 9 G-B6 8 n th công suấ c dụng =104,2 ất t tá Σ∆P 9 kW Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 36 Bảng 3.11. Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện ph−ơng án II */ Xác định tổn thất điện năng trên đ−ờng dây. Tổn thất điện năng trên đ−ờng dây đ−ợc tính theo công thức : ∆AD = ∑∆P D.τ (kWh). Trong đó: τ- thời gian tổn thất công suất lớn nhất, τ=2369 với Tmax = 3960 h ∆AD = 1 c. Vốn đầu t− mua máy cắt điện trong mạng cao áp của ph−ơng án II. trung gian và ạn thanh góp ờng cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân x−ởng ta sử dụng 12 máy cắt điện cấp điện áp 10kV cộng thêm hai máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp ện áp 3 G và 2 máy cắt ở phía hạ áp hai MBATG là 16 máy cắt điện. ng á 3 3 6 9,1) 106 =8614,34.106 đ −ờng dây: 6 vh tc ∆A (0,1+ 0,2). 8614,34.106 + 1000. 1,47.106 =4054,302.106 đ 3. Ph−ơng án III. Ph−ơng án sử dụng TPPTT nhận điện 35kV từ hệ thống về, cung cấp cho các trạm biến áp phân x−ởng. Các trạm biến áp đều hạ từ điện áp 35kV xuống 0,4 kV để cung cấp cho các phân x−ởng. a. Chọn máy biến áp phân g v xác định tổn thất điện năng ∆A trong các trạm biến áp. = ∑∆P D.τ 04,29.2369=247063,01 (kWh). + Mạng cao áp trong ph−ơng án có điện áp 10kV từ TBATG đến 6 trạm biến áp phân x−ởng. TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ TBA khu vực. + Với 6 TBA , mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đo qua máy cắt điện đặt ở đầu đ− 10kV và đi 5kV ở TBAT + Vốn đầu t− mua máy cắt điện trong ph−ơ n II: KMC = n.M = (13.12 + 3.30).10 .15,85.10 = 3899,1.10 đ. d/ Chi phí tính toán của ph−ơng án II. + Chi phí tính toán Z của ph−ơng án II: Vốn đầu t−: K = K + K + K = (3681,6. + 1033,64. + 3B D MC 89 Tổng tổn thất điện năng trong cá trạm biến áp vc à đ 6 ∆A=∆AB +∆AD=1,224.10 + 247063,01 =1,47.10 kWh Chi phí tính toán: Z =(a + a ).K + c. = x−ởn à Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 37 Hình 4.3. Sơ đồ đi dây cao áp ph−ơng án III */ Chọn máy biến áp phân x−ởng. n ta có kết quả chọn máy biến áp cho các Trên cơ sở chọn đ−ợc sông suất MBA ở phần trê trạm biến áp phân x−ởng: á iền ốn đầu t− cho trạm biến áp: KB =2259,8.106 đ Bảng 3.12. Vốn đầu t− cho máy biến áp ph−ơng án III */ Xác định tổn thất điện năng ∆A trong các trạm biến áp. trạm biến áp của ph−ơng án III. Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các A ) A) W) W) Wh) Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 38 8 34 5 51 43 2 03 5 21 8 77 9 62 n thất điện năng trong các TBA: ∆A =557798,91 kWh B Bảng 3.13.Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp ph−ơng án III Ph−ơng án III b. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng tron ạng điệ */ Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân x−ởng. g m n. T−ơng tự nh− ph−ơng án I, và II ta tiến hành chọn cáp cao áp theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt. Sử dụng cáp lõi đồng với Tmax=3960 h ta có jkt=3,1 A/mm 2. Chọn cáp từ TPPTT đến B1. Imax = dm ttpx U S .3.2 = 35.3.2 18,2262 = 18,66 A. Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = ktJ Imax = 66,18 1,3 = 50 mm2 õi 35 kV cách đ = 6,02 mm2. Tra PL V.19.TL1 ta chọn Ftc iện XLPE, đai thép, cp Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng Chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2 với Icp = 200 A Các đờng dây còn lại đ−ợc tính hoàn toàn tơng tự. Kết quả chọn cáp của ph−ơng án III đ−ợc ghi trong bảng d−ới đây: . Cáp đồng 3 l vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo, Icp = 200 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.I ,93.200 = 186 > 2.I = 37,32 = 0 max A cáp á km) iền B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 ốn đầu t− cho đ−ờng dây: KD =314, đ 6 .106 Bảng 3.14. Vốn đầu t− xây dựng đ−ờng dây cáp cao áp trong Ph−ơng án III */ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đ−ờng dây. Tổn thất công suất tác dụng trên đ−ờng dây đ−ợc tính theo công thức: ∆P = dm ó: ttpx U S 2 2 .R.10-3 (kW Trong đ ). Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 39 R = n 1 .r .l (Ω). 0 n: số đ−ờng dây đi song song P = Tổn thất ∆P trên đoạn cáp TPPTT – B1 : 2 2 35 18,2262 dm ttpx U S 2 2 ∆ .10-3 = .R .0,052.10-3=0,22 (kW) Các đ−ờng dây khác cũng tính toán t−ơng tự, kết quả cho trong bảng d−ới đây: cáp ) B1 8 B2 5 B3 B4 2 B5 5 B6 8 B7 9 n thất công suất tác dụng trên dây dẫn ∑∆P = 1,22 kW D Bảng 3.15. Tổn thất công suất trên các đoạn đ−ờng dây cáp cao áp trong ph−ơng án III tổn thất điện năng trên đ−ờng dây.*/ Xác định (kWh). áy cắt điện đặt ở đầu đ−ờng cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân x−ởng ta sử dụng ắt phân đoạn thanh góp điện áp hệ thống tổng cộng là 17 máy cắt t− mua máy cắt điện trong ph−ơng án III: .106 năng trong các trạm biến áp và đ−ờng dây: ,91 + 2890,18 = 560689,09 kWh =3758,06 đ Tổn thất điện năng trên đ−ờng dây đ−ợc tính theo công thức : ∆AD = ∑∆P D.τ Trong đó: τ- thời gian tổn thất công suất lớn nhất, τ=2369 với Tmax = 3960 h ∆AD = ∑∆P D.τ = 1,22.2369=2890,18 (kWh). c. Vốn đầu t− mua máy cắt điện trong mạng cao áp của ph−ơng án II. + Mạng cao áp trong ph−ơng án có điện áp 35kV từ TPPTT đến 7 trạm biến áp phân x−ởng. TPPTT có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian. + Với 7 TBA , mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua m 14 máy cắt điện cấp điện áp 35kV cộng thêm một máy c 35kV ở TPPTT và 2 máy cắt 35 kV ở phía nguồn cấp điện. + Vốn đầu KMC = n.M = 17.30.10 3.15,85.103 = 8083,5 .10 6 đ d/ Chi phí tính toán của ph−ơng án III. Vốn đầu t−: K = K + K + K = (2259,8+ 314,6 + 8083,5)B D MC = 10657,9.106 đ Tổng tổn thất điện ∆A = ∆A +∆A = 557798B D Chi phí tính toán: Z =(a + a ).K + c. ∆A vh tc =(0,1+ 0,2). 10657,9.106 + 1000. 560689,09 .106 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 40 4. Ph−ơng án IV. Về cơ bản là giống ph−ơng án III nh−ng phân x− −ợc cấp điện từ trạm B3 bằng cáp hạ áp 0, ởng 9 đ 4 kV Hình 4.4 Sơ đồ đi dây cao áp ph−ơng án IV . ịnh tổn thất điện năng ∆A trong các trạm iế áp a Chọn máy biến áp phân x−ởng và xác đ b n */ Chọn máy biến áp phân x−ởng. Trên cơ sở chọn đ−ợc công suất MBA ở phần trên ta có kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân x−ởng: á iền ốn đầu t− cho trạm biến áp: KB =2295.106 đ Bảng 3.16. Vốn đầu t− cho trạm biến áp trong ph−ơng án IV */ Xác định tổn thất điện năng ∆A trong các trạm biến áp. Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của ph−ơng án IV. A ) A) W) W) Wh) 8 34 5 51 43 2 03 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 41 2 ,04 8 77 n thất điện năng trong các TBA: ∆AB =534433,12 kWh Bảng 3.17. Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp ph−ơng án IV b Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. . ọn cáp từ trạm PPTT về các trạm biến áp phân x−ởng.*/ Ch cáp á km) iền B1 B2 B3 B4 B5 0+500) B6 ốn đầu t− cho đ−ờng dây: KD =939,6.106 đ Bảng 3.18.Vốn đầu t− xây dựng đ−ờng dây cao áp ph−ơng án IV / Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đ−ờng dây.* cáp ) B1 8 B2 5 B3 B4 2 B5 5 0+500) 9 B6 8 n thất công suất tác dụng trên dây dẫn ∑∆PD= 82,75 kW Bảng 3.19.Tổn thất công suất tác dụng trên các đ−ờng dây cao áp ph−ơng án IV dây. Tổn thất điện năng trên đ−ờng dây đ−ợc tính theo công thức : D = ∑ (kWh). Trong đó: lớn nhất, τ=2369 với Tmax = 3960 h ∆AD = ∑∆P D.τ 5.236 196034 (kW c. Vốn đầu t− m áy cắt trong g cao của p ng án + Mạng cao áp trong ph−ơn có điệ 35kV PTT 6 trạm n áp p x−ởng. TPPTT có hai phân đoạn thanh góp nhận ừ hai biến ng g */ Xác định tổn thất điện năng trên đ−ờng ∆A ∆P D.τ τ- thời gian tổn thất công suất 82,7 9= ,75 h). ua m điện mạn áp h−ơ IV. g án n áp từ TP đến biế hân điện t máy áp tru ian. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 42 BA , mỗi trạm c i MBA n điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua điện đ t ở đầu đ g cáp. trong g cao a ph ởng ta sử dụng 12 máy cắt điện cấp điện áp 35kV cộng thêm mộ y cắt đoạn góp áp 35 PTT và 2 máy cắ kV ở điệ + Vốn đầ 10 = 7132,5 .10 đ g án IV. K B + KD + KMC = (2295+ 939,6+7132,5) .10 6 =10367,1.106 đ Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đ−ờng dây: ∆A=∆AB +∆AD=534433,12 +196034,75 = 730467,87 kWh Chi phí tính toán: Z =(avh + atc).K + c. ∆A =(0,1+ 0,2). 10367,1.106 + 1000. 730467,87 =3840,6.106 đ Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của các ph−ơng án. án + Với 6 T ó ha nhậ máy cắt ặ −ờn Vậy mạn áp củ ân x− t má phân thanh điện kV ở TP t 35 phía nguồn cấp hệ thống tổng cộng là 15 máy cắt n. u t− mua máy cắt điện trong ph−ơng án III: 3 6 KMC = n.M = 15.30.10 3.15,85. d/ Chi phí tính toán của ph−ơn : Vốn đầu t− = K u t− t điện năng (kWh) tính toán (106 đ) án I 8 06 14 án II 4 6 02 án III 9 ,09 6 án IV 1 ,87 Bảng 3.20. Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các ph−ơng án Nhận xét: Từ những kết quả tính toán cho thấy, ph−ơng án III là ph−ơng án hiệu quả nhất. Vậy chọn ph−ơng án III làm ph−ơng án thiết kế. −ợc chọn. Chọn đ−ờng đây từ hệ thống điện về TPPTT. Đ−ờng dây cung cấp điện từ hệ thống về TPPTT của nhà máy dài 15 km sử dụng đ−ờng dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép. * Với mạng cao áp có Tmax lớn , dây dẫn đ−ợc chọn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt, với dây dẫn AC có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 3960 h , ta có jkt = 1,1 A/mm 2. Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn: I = về cả mặt kỹ thuật và kinh tế ế chi tiết cho ph−ơng án đ ta V. Thiết k 1. tt nm dm ttnm U.3.2 S = 35.3.2 12999,84 = 107,2 (A). Ti tkt ết diện kinh tế: F = ktj ttnmI = 1,1 2,107 = 97,5 mm2. Chọn dây AC-95 có Ic * Kiểm tra dây theo sự cố đứt 1 dây: 107,2 = 214,4 A Isc = 214,4 < Icp = 330 A m tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép: p = 330 A. Isc = 2.Itt nm = 2. * Kiể Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 43 Với dây dẫn AC-95 có khoảng cách trung bình hình học Dtb = 5 m có các thông số kỹ thuật r = 0,33 Ω/km ; x = 0,429 Ω/km. ∆U = 0 0 dm ttnmttnm U XQRP .. + = 35 9789341,91.2,4759040,17.2, + .103 = 1,43kV Với ∆Ucp = 5%.Udm = 5%.35 = 1,75 kV > ∆U Dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Vậy chọn dây AC-95. hối trung tâm n điện trực tiếp từ hệ thống về để có ảnh h−ởng lớn và v cung cấp điện liên tục cho phụ tải. Sơ đồ cần phỉa thoả mãn ử lý sự cố, hợp lý về kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật. Trạm phân phối trung tâm đ−ợc cung cấp bởi đ−ờng dây hai mạch có 1 th góp phân đ cắt hợp bộ. Trên mỗi phân đoạn thanh góp đặt một máy biến áp đo l−ờng ba pha năm trụ có cuộn tam giác hở báo trạm đất 1 pha trên cáp 35 kV. Để chông sét từ đ−ờng dây truyền vào trạm ta đặt chống sét van trên các phân đoạn thanh góp. Máy biến dòng đ−ợc đặt trên tất các lộ vào r ạm làm n vụ biến dò dòng điện thứ cấp tiêu chuẩn 5 A để cung cấp cho các dụng cụ đo l−ờng và bảo vệ. 3. Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện: 2.1. Tính toán ngắn mạch 2. Sơ dồ trạm phân p Trạm phân phối trung tâm là nơi nhậ cung cấp cho nhà máy, do đó việc lựa chọn sơ đồ nối dây của trạm trực tiếp đến iệc bảo đảm các yêu cầu cơ bản nh− thuận tiện trong việc vận hành và x anh oạn, giữa hai phân đoạn liên lạc bằng 1 máy cả a của tr hiệm ng điện lớn ( sơ cấp ) thành Mục đích c tính toán ng h là kiểm iều kiện ổn động và ổ hiệt của thiết bị và dây dẫn đ− khi có n mạch trong ống. Dòng ắn mạch tính để chọn k ơ đồ nguy à sơ đồ . dẫn và các khí cụ điện cần tính toán các điểm ngắn mạch ên không ĐDK để kiểm tra máy cắt và thanh góp ở đây ta lấy SN = 250 MVA. - Để chọn khí cho cấp 10 kV : + Phía cao iến áp n x−ởng, cần tính cho điểm ngắn mạch N tại thanh cái cao áp để chọn và kiểm tra cáp, tủ cao áp các trạm + Cần tính điểm yên lý : ủa ắn mạc tra đ định n định n ợc chọn gắn hệ th điện ng ên lý vtoán hí cụ điện là dòng ngắn mạch ba pha.. S mạch đ−ợc thể hiện trên hình d−ới đâythay thế để tính toán ngắn ọn kiểm tra dây Để lựa ch sau: - Để chọn khí cụ điện cho cấp 35 kV, ta cần tính cho điểm ngắn mạch N tại đầu đ−ờng dây tr cụ điện áp trạm b phâ i 'Ni ở đầu các đ−ờng cáp để kiểm tra các máy cắt 10 kV - Sơ đồ ngu - Sơ đồ thay thế . Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 44 Chọn S = 100 c cấp. XHT = cb MVA, Ucb = Utb cá 250NS 100=cbS =0,4 Rd = 2 1 r0l = 2 1 Ω → rd = 0,33.15=2,48 22 37cbcb UZ 100.48,2. == cbdd SRR =0,18 Xd= 2 1 x0l = 2 1 .0,429.15 = 3,22 Ω → xd = 22 37 100.22,3. ==d XX cb cbd cb U S Z =0,26 Rc = c0 lr .. → r = 2 1 c 22 .2 cbcb UU 0 ... cbccbc SlrSR = Với U =cb 10,5 kV Xc = clx .2 1 0 → xc = 202 .2 ... cbc xS cb cbc U SlX Kết quả tính toán ghi trong bảng cbU = −ờng dây F, mm2 L, km x0 /km r0 /km rC, Ω xc, Ω Zc Ω ĐDK 15 ,33 429 ,18 ,26 316 PPTT-B 1 ,21 494 052 005 047 047 PPTT -B 2 ,22 494 054 005 049 049 PPTT -B3 ,14 494 035 002 031 031 PPTT -B4 ,11 494 027 001 025 025 PPTT -B5 ,12 494 ,03 002 027 027 PPTT -B6 ,16 494 ,04 003 036 036 PPTT –B7 ,25 494 062 007 056 056 Bảng 3.21. Giá trị tổng trở của các đ−ờng dây để tính ngắn mạch * Tính ngắn mạch tại các điểm: Tính ngắn mạch tại điểm N. Sơ đồ: I’’= htX 1 ⇒ I’’(kA)=I’’. 37.3.4,0.3 cbU . 100=cbS =3,9 kA Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 45 Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích đ−ợc tính theo biểu thức: i = 1,8. 2 .Ixk N i (kA) xk = 1,8. 2 .3,9 = 9,93 kA Tính ngắn mạch tại điểm N’ Sơ đồ: I’’= 316,04,0 ++ dHT ZX ’’ ’’ 11 = = 1,4 I (kA)=I . 37.3 100cbS⇒ .4,1 .3 = cbU =2,18 kA. rị số dòng điện ngắn mạch xung kích đ−ợc tính theo biểu thức: ixk = 1,8. T 2 .IN (kA) = 1,8. 2 .2,18 =5,55 kA / Tớnh ngắn mạch tại Ni ơ đồ: c S Zi = XHT + Zd + Zc I’’= iZ 1 I’’(kA)=I’’⇒ . cb cb U S .3 kA trong đó Ucb = 10,5 kV rị số dòng điện ngắn mạch xung kích đ−ợc tính theo biểu thức: ixk = 1,8. T 2 .IN (kA) ết quả tính trị số các dòng ngắn mạch trong bảng 3.22. K m ngắn mạch Tổng trở Ω I IN kA Ixk kA cb kA N 0,4 1,56 3,9 9,93 N’ 0,716 1,56 2,18 5,55 N 0,763 1 5,5 7,21 18,35 N2 0,747 5,5 7,36 18,74 N3 0,747 5,5 7,36 18,74 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 46 N4 0,741 5,5 7,42 18,9 N5 0,743 5,5 7,40 18,84 N6 0,752 5,5 7,31 18,62 N7 0,772 5,5 7,12 18,14 Bảng 3.22. Trị số các dòng ngắn mạch 2.2. Lựa chọn thiết bị điện * Máy cắt: Chọn máy 8DC11 của hãng Siemens, cách điện SF6, không bảo trì có các thông số n sau: h− oại máy Iđm A Uđm kV Icắt kA Icắt kA 8DC11 1250 36 25 63 Bảng 3.23. Thông số kỹ thuật của máy cắt 8DC11 n chọn v−ợt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động. iemens chế tạo. 36 Kiểm tra: U = 36 kV≥ U = 35 kV đmMC đm IđmMC = 1250 A ≥ Ilvmax = 2. Ittnm = 2.214,44 = 428,88 A Dòng điện ổn định cho phép: I = 63 kA ≥ I = 5,55 kA câtmax xk * Thanh dẫn: Thanh dẫ * Máy biến điện áp BU: U ≥ U = 35 kV đmBU đmnm Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS36 kiểu hình trụ do hãng S U (kV) đm chịu đựng tần số công nghiệp 1’, kV 70 U chịu đựng xung 1,2/50 s, kV 170 à U1đm, kV 3 35/ U2đm, kV 120/ 3 Tải định mức, VA 400 Bảng 3.24. Thông số kỹ thuật của máy 4MS36 Máy biến dòng điện BI: UđmBI ≥ Uđmmạng = 35 kV Dòng điện sơ cấp định mức: I1đmBI ≥ Ilvmax = 428,88 A họn máy BI 4ME16 do hãng Siemens chế tạo. Uđm, kV 36 * C chịu đựng tần số công nghiệp 1’ , kV 70 U chịu đựng xung 1,2/50 às, kV 170 I , A 1đm 5-1200 I2đm, A 1 hoặc 5 Iôđnhiệt 1s, kA 80 I , kA 120 ôđ động Bảng 3.25. Thông số kỹ thuật của máy 4ME16 * Chống sét van: Chống sét van đ−ợc lựa ch o cấp điện áp 3 loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có Uđm = 30 kV, loại giá đỡ ngang AZLP501B30 ọn the 5 kV. Chọn Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 47 4. Sơ đồ trạm biến áp phân x−ởng. Các trạm biến áp phân x−ởng đều đạt 2 máy biến áp của nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh. Vì các trạm biến áp đặt rất gần trạm phân phối trung tâm nên phía cao áp của Để hạn chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp để cấp điện của ự cố. các trạm chỉ cần đặt cầu chì và dao cách ly. của trạm và làm đơn giản cho việc bảo vệ ta lựa chọn ph−ơng thức cho hai máy biến áp làm việc độc lập ( Aptomat phân đoạn thanh cái hạ áp của 2 máy th−ờng ở trạng thái cắt) chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố mới sử dụng áptomát phân đoạn phụ tải của phân đoạn đi với máy biến áp s 4.1. Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp Ta sẽ dùng chung dao cách ly cao áp cho tất cả các trạm để dễ dàng cho việc mua sắm lắp đặt và thay thế. Dao cách ly đ−ợc chọn theo các yêu cầu sau: UđmDCL ≥ Uđmmạng = 35 kV IđmDCL ≥ Ilvmax = 2. Itt A Chọn dao cách ly 3DC do hãng Siemens h nm = 428,88 A Dòng điện ổn định cho phép: IđmDCL ≥ Ixkmax = 18,9 k c ế tạo. V A 00 Bảng 3.26. Thông số kỹ thuật của dao cách ly 3DC 4.2. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp Dùng chung một loại cầu chì cao áp cho tất cả các trạm biến áp để dễ dàng cho việc m sắm, lắp đặt và thay thế. Cầu chì đ−ợc chọn theo yêu cầu sau: ua Dòng điện định mức IđmCC ≥ UđmCC ≥ Uđmmang = 35 kV == 35.3 1600.4,1 .3 . Ilv max = max BAdmS dmBA qt U 36, Dòn h m cắt ≥ I I = 7,42 kA Chọn lo hì 3 606 – ieme chế tạo k 95 A g cắt địn ức Iđm Nmax = N4 5B do Sại cầu c GD1- ns . V A A Bảng 3.27 Thông số kỹ thuật của cầu chì 3GD1-606-5B 4.3. Lự à k a áptoa chọn v iểm tr mát. Aptomát chọn theo các điều kiện sau: * Đối v mat à Ap phân đo , dùng 3 mat trê ẩttmj bi áp. Điện áp đ ới Apto tổng v tomat ạn apto n mộ ến ịnh mức UđmA ≥ Uđmmang = 0,38 kV Dòng điện định mức IđmA I≥ lvmax = == 38,0.3.3 dmmU 3403,3 A Chọn Aptomat loại M40 do hãng Merlin Gerin chế tạo 4,1. max BAdmqt Sk 1600. A Bảng 3.28. Thông số kỹ t ật của aptomat Mhu 40 4.4. Lựa chọn thanh góp ện phát nóng cho phép, để đơn giản ở đây ta Các thanh góp đ−ợc lựa chọn theo dòng đi chỉ chọn với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 48 ơng I kh đ−ợc đ−a về tủ phân phối của phân x ởng. Trong t n cho 7 tủ hành và ột nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, các phụ tải iện trực tiếp từ thanh cái của tủ, các phụ tải có ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ độ tin cậy cung cấp điện, tại mạch các đầu vào và ra của tủ đều đặt các aptomat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ qua tải và ị trong phân x−ởng. Tuy nhiên giá thành của tủ sẽ đắt hơn khi à cầu chì song đây cũng là xu h−ớng cấp điện cho các xí nghiệp công * Lựa chọn thiết bị điện II. Lựa chọn các ph−ơng án cấp điện. thuộc vào công suất các thiết bị, số l−ợng và sự phân bố của chúng trong mặt bằng phân x−ởng. Ch− V. Thiết kế mạ n hạ áp o phân g xử cơng điệ ch x−ởn a chữa í I. Giới thiệu chung. 1. Phân bố phụ tải của phân x−ởng. Phân x−ởng sửa chữa cơ khí có diện tích 1100 m2 gồm 70 thiết bị đ−ợc chia làm 7 nhóm. Công suất tính toán của phân x−ởng là 148,22 kVA, trong đó có 16,5 kW sử dụng cho hệ thống chiếu sáng. Để cấp điện cho phân x−ởng sửa chữa cơ khí ( PXSCCK) ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp. Điện năng từ trạm biến áp B3 − ủ phân phối đặt một aptomat tổng và 8 aptomat nhánh cấp điệ ủ chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc vậnđộng lực và 1 t quản lý. Mỗi tủ động lực cấp điện cho m có công suất lớn và quan trọng sẽ nhận đ công suất nhỏ và ít quan trọng hơn đ−ợc đồ liên thông. Để dễ dàng cho việc thao tác và tăng ngắn mạch cho các thiết b dùng cầu dao v nghiệp hiện đại. 2. Trình tự thiết kế. * Lựa chọn ph−ơng án cấp điện * Tính toán ngắn mạch hạ áp Sơ đồ cung cấp điện cho các thiết bị trong phân x−ởng phụ Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 49 Sơ đồ cần đảm những điều kiện sau: * Đảm bảo độ tin cậy * Thuận tiện cho việc lắp ráp vận hành iệp mà ta chọn các sơ đồ đi dây cụ thể. ân phối n x−ởng có toạ độ (68,68) * Có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối −u * Cho phép dùng các ph−ơng pháp lắp đặt công ngh phân x−ởng: Các sơ đồ sử dụng trong mạng điện - Sơ đồ hình tia - Sơ đồ đ−ờng dây trục chính e ận sản xuất Tuỳ th o các bộ ph III . Lựa chọn các thiết bị cho tủ ph hTủ phân phối dặt tại tâm p ụ tải của phâ Hình 4.1. Sơ đồ tủ phân phối 3.1. Chọn cáp từ trạm biến áp phân x−ởng về tủ phân phối của phân x−ởng Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 50 Cáp từ trạm biến áp cung cấp cho PXSCCK về tủ phân phối của phân x−ởng tải điện áp 400 V cần phải chịu đựng dòng điện là: 38,0.3 22,148=ttpxSI = cp .3 dmU =225,2 A ồng hạ áp 3 lõi, cách điện PVC do hãng Lens chế tạo loại 3G70 mm2 trong nhà. Vì trạm biến áp đặt tại vị trí có toạ độ (46,65) nên đ−ờng cáp ầu ra ủ động lực số 1 đm ≥ ra dòng điện trong khoảng ≤ 100 A. tủ phân phối đến tủ phân phối ta đặt các o có thông số nh− sau: Do đó chọn cáp đ có Icp = 254 A này có độ dài 111 m 3.2. Chọn tủ phân phối cho phân x−ởng Tủ phân phối cho phân x−ởng phải gồm 8 đ tới các t động lực từ tủ đến tủ động lực số 8. Tủ phân phối phải có U 0,4 kV, chịu dòng I ≥ 225,2 A ở đầu vào và đầu cp 3.3. Lựa chọn MCCB cho * Phía đầu và phía cuối của đ−ờng cáp từ trạm biến áp B3 aptomat loại NS250N do Merlin Gerin chế tạ A Bảng 4.1. Thông số kỹ thuật của máy cắt NS250N Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với aptomat: Icp ≥ 3,2085,1 250.25,1 5,1 .25,1 5,1 ==dmAkddt II A * Các aptomat từ tủ phân phối tới tủ động lực các nhóm phụ tải của phân x−ởng chọn Iđmi ≥ Icpi = nh− sau: dm tti U S .3 Trong đó Stti là công suất của nhóm i, Uđm = 380 V. Các Icpi lấy từ bảng 2.3. Với chiếu sáng thì Pcs = 16,5 kW Kết quả tính ghi trong bảng 4.2. yến cáp Itt A MCCB ố cực đm, A đm, V tN, kA P-ĐL1 7,40 C60a 3 40 440 3 P-ĐL2 9,84 -125H 3 125 415 10 P-ĐL3 9,45 C60a 3 40 440 3 P-ĐL4 8,1 C60a 3 40 440 3 P-ĐL5 3,22 C60a 3 40 440 3 P-ĐL6 25,4 C60a 3 40 440 3 P-Đ 3 L7 6,16 -125H 125 415 10 P-TCS 5,07 C60a 3 40 440 3 Bảng 4.2. Thông số của các MCCB dùng cho tủ động lực và chiếu sáng 3.4. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực Các đ−ờng cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực và chiếu sáng đ−ợc đi trong rãnh cáp nằm dọc t−ờng phía trong và bên cạnh lối đi lại của phân x−ởng. Cáp đ−ợc chọn theo điều 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 ch hép. kiệ họ Khc.Icp ≥ Itt kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ và điều kiện ổn định áp o p Điều n c n cáp: Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 51 Trong đó: Itt – Dòng điện tính toán của nhóm phụ tải Icp – Dòng điện phát nóng cho phép, t−ơng ứng với từng loại dây, từng tiết diện khc – Hệ số hiệu chỉnh, ở đây lấy khc = 1. Điều kiện kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ của cáp, ở đây là aptomat: Icp ≥ 5,1 .25,1 5,1 dmAkddt II = Chọn cáp từ phân phối tới tủ động lực 1 ( ĐL1): Icp ≥ Icp ≥ Itt = 17,40 A 5,1 40.25,1 =33,3 A Kết hợp 2 điều kiện trên ta chọn cáp hạ áp cách điện PVC 3G2,5 do hãng LENS chế tạo có đặt trong nhà) Các ng cáp khác chọn hoàn toàn t−ơng tự, kết quả ghi trong bảng 4.3. Icp = 41 A ( đ−ờ uyến cáp Itt, A IđmA ddt/1,5 oại cáp Icp,A PP-ĐL1 17,40 40 33,33 3G2,5 41 PP-ĐL2 79,84 100 83,33 3G10 87 PP-ĐL3 9,45 40 33,33 3G2,5 41 PP-ĐL4 8,1 40 33,33 3G2,5 41 PP-ĐL5 23,22 40 33,33 3G2,5 41 PP-ĐL6 2 ,4 40 5 33,33 3G2,5 41 PP-ĐL7 46,16 100 83,33 3G10 87 PP-TCS 25,07 40 33,33 3G2,5 41 Bảng 4.3. Thông số của các cáp từ TPP tới các tủ động lực IV. Tính toán ngắn mạch hạ áp Khi tính toán ngắn mạch hạ áp ta coi nguồn cung cấp từ máy biến áp B3 có công suất vô cùng lớn và ngắn mạch là xa nguồn nên IN = I’’=I∞. Để giảm nhẹ khối l−ợng 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. Hình 4.2. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch 4.1. Các thông số của sơ đồ thay thế Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 52 a. T phân x− ng B3.rạm biến áp ở Sđm=1000 kVA, ∆Pn = 10 kW, Un = 5% Rb 3 2 2 = 2 n S 2 . 1000 )4,0.(10. =∆ dmUP =1,6 .10-3 Ω = 1,6 mΩ Xb 10 dmBA = 3 22%.UU 10.1000 )40%.(5 −= dmS =8.10-3 Ω = 8 mΩ b. T ,dmn hanh góp Kích th−ớc thanh góp hạ áp của máy biến áp phân x−ởng là 100x10 mm2 , mỗi pha ghép ba thanh; chiều dài ℓ=1,2 m; Khoảng cách trung bình hình học D = 300 mm, tra bảng 4.5 (Ngắn mạch và đứt dây trong hệ thống điện) ta có: R0 = 0,020 mΩ/m → Rtgha = 3 1 r0.ℓ= 3 1 .0,020.1,2=0,008 mΩ X0 = 0,157 mΩ/m → Xtgha = 3 1 .x0.ℓ= 3 1 .0,157.1,2=0,063 mΩ Thanh góp trong tủ phân phối chọn loại thanh cái bằng đồng có kích th−ớc 30x3 mm2 với Icp = 405 A chiều dài ℓ=1,2 m; khoảng cách trung bình hình học D= 300 mm R0 = 0,223 mΩ/m → Rtg = 3 1 .0,223.1,2=0,268 mΩ X0 = 0,235 mΩ/m → Xtg = 3 1 .0,235.1,2=0,282 mΩ c. Điện trở và điện kháng của MCCB * Với máy NS250N có Iđm =250 A tra trong bảng 4.3 và 4.4 Tài liệu ngắn mạch và dứt dây trong hệ thông điện ta có: Xa1=xcd=0,28 mΩ Ra1 =rcd + rtx =0,36 + 0,5 =0,86 mΩ * Với loại máy C60a có Iđm = 40 A thì: Xa3 = xcd = 2,7 mΩ =Xa4 Ra3 = rcd + rtx = 5,5 +1,3 = 6,8 mΩ =Ra4 * Với máy NC125-H có Iđm = 125 A thì: Xa3 = 0,86 mΩ =Xa4 Ra3 = 1,3 + 0,75 =2,05mΩ =Ra4 d. Các đ−ờng cáp * Với loại cáp 3G70 thì r0 = 0,268 Ω/km ( ở 200C),ℓ=0,111 km Rc1 =0,268.0,111=29,75 mΩ * Với loại cáp 3G10 (tuyến TPP-ĐL2) thì r0 = 1,83 Ω/km, ℓ=2m Rc2 = 3,66 mΩ 4.2. Giá trị các dòng ngắn mạch * Tính ngắn mạch tại N1: RN1 = Rb + Rtgha + Ra1 =1,6 + 0,008 +0,86 = 2,468 mΩ XN1 = X + X + X = 8+ 0,063 +0,28 =8,343 mΩ → Z= b tgha a1 =+ 2 12 1 NN XR 8,7 mΩ Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 53 IN1 = .7,8.3 400 .3 1 = NZ U =26,54 kA Ixk1=1,8. 2 .26,54 = 67,56 kA Kiểm tra aptomat: Loại NS250N có IcắtN = 8 kA < IN1 nên ta phải chọn lại MCCB ở vị trí này. Chọn loại máy CM1250 N có các thông số nh− sau: Số cực Iđm, A Uđm, V IcắtN, kA 3 1250 690 50 Bảng 4.4. Thông số của aptomat CM1250N * Với loại CM1250N có Iđm =1250 A tra trong bảng 4.3 và 4.4 Tài liệu ngắn mạch và dứt dây trong hệ thông điện ta có: Xa1=xcd=0,094 mΩ =Xa2 Ra1 =rcd = 0,12 mΩ = Ra2 RN1 = Rb + Rtgha + Ra1 =1,6 + 0,008 +0,12 = 1,728 mΩ XN1= X + X + X = 8+ 0,063 +0,094 =8,157 mΩ → Z= b tgha a1 =+ 2 12 1 NN XR 8,34 mΩ IN1 = .34,8.3 400 .3 1 = NZ U =27,69 kA Ixk1=1,8. 2 .27,69 = 70,49 kA * Tính ngắn mạch tại N2: RN2 = RN1 + Rc1 + Ra2 =1,728 + 29,75 + 0,12 = 31,598 mΩ XN2 = XN1 + Xa2 = 8,157 + 0,094 = 8,251 mΩ ZN2 = 2 2 2 2 NN XR + =32,66 mΩ IN2 = 66,32.3 400 =7,07 kA Ixk2 = 18 kA Không phải kiểm tra aptomat ở đây vì nó cùng loại với aptomat đầu đ−ờng cáp chính. Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp 3G70: Tiết diện ổn định nhiệt của cáp F ≥ α.I∞. qdt =6.7,07. 4,0 =26,83 mm 2 Vậy chọn cáp 3G70 là hợp lý. * Tính ngắn mạch tại N3: RN3 = RN2 + Rtg + Ra3 =31,598 +0,268 + 3,66 =35,526 mΩ XN3 = XN2 + Xtg = 8,251 +0,282= 8,533 mΩ ZN3 = 2 3 2 3 NN XR + =36,536 mΩ IN2 = 536,36.3 400 =6,32 kA Ixk2 = 16,09 kA Kiểm tra MCCB NC-125H có Icắt N =10 kA > IN3 = 6,32 kA. Kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt của thanh góp trạm phân phối trung tâm là không cần thiết vì ta đã chọn thanh góp v−ợt cấp. * Điểm ngắn mạch N4 không cần tính vì aptomat ở đó là NC-125H. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 54 V. Lựa chọn các thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của các phân x−ởng. Hình 4.3 Sơ đồ tủ động lực 5.1. Các aptomat nhánh trong tủ động lực Việc lựa chọn và kiểm tra aptomat cùng với cáp đến các thiết bị tiêu thụ điện đ−ợc tiến hành t−ơng tự nh− các phần trên. Do công suất các thiết bị trong phân x−ởng không lớn và đều đ−ợc bảo vệ bằng áptomat nên không cần thiết phải tính toán ngắn mạch để kiểm tra các thiết bị điện đã lựa chọn. Bảng5.1. Kết quả chọn aptomat và cáp từ các tủ động lực tới các thiết bị trong PXSCCK Phụ tải Dây dẫn MCCB Tên máy g n MB W A diện A ính ống ép ã hiệu A /1,5 A 1 6 9 1 kiểu đai àn 5 thô an đứng ngang tròn vạn năng y răng y vạn năng ren ren ren ren ren ren c Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 55 I an đứng 5 an bàn 5 ó tăng nhiệt thô V cắt liên hợp phá èn an đứng 5 29 G1,5 dung dịch n−ớc nóng n dây n dây tẩm có tăng an bàn 5 thô nghiệm TBĐ I ầu mỡ để luyện khuôn để nấu chảy để mạ thiếc II đúc đồng an bàn 5 các tấm mỏng phá điểm u Selenium Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 56 Hình 4.4. Sơ đồ cấp điện cho các tủ động lực Ch−ơng V tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 57 I. Đặt vấn đề. Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ phần lớn số diện 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 hay không . Nâng cao hệ số công suất cosφ là một chủ ch−ơng lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất của quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng. Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q. Công suất tác dụng là công suất 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 tạo điều kiện cho quá trình chuyển đổi năng l−ợng.Việc tạo ra công suất phản kháng đòi hỏi tiêu tốn năng l−ợng của động cơ sơ cấp kéo máy phát điện. Tuy vậy công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ không nhất thiết phải lấy từ nguồn. Để tránh phải truyền tải một l−ợng Q khá lớn trên đ−ờng dây, ng−ời ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các thiết bị sinh ra Q nh− tụ điện, máy bù đồng bộ,…để cung cấp trực tiếp cho phụ tải. Công việc này 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 sẽ tăng lên, giữa P,Q và góc φ có quan hệ nh− sau: φ= Q Parctg Khi l−ợng P là không đổi thì nhờ việc bù công suất phản kháng, l−ợng Q truyền tải trên đ−ờng dây giảm xuống, do đó góc φ giảm, kết quả là cosφ tăng lên. Hệ số công suất cosφ đ−ợc nâng lên sẽ đ−a đến những hiệu quả sau đây: 1. Giảm đ−ợc tổn thất công suất trong mạng điện. 2. Giảm đ−ợc tổn thất điện áp trong mạng điện 3. Tăng khả năng truyền tải của đ−ờng dây và máy biến áp Ngoài ra việc tăng hệ số cosφ còn đ−a đến hiệu quả làm giảm đ−ợc chi phí kim loại màu, góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả năng phát của các máy phát điện,.v.v.. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ 1.Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên: Là tìm các biện pháp để các hộ dùng điện giảm bớt l−ợng công suất phản kháng Q tiêu thụ nh−: áp dụng các quá trình công nghệ tiên tiến, sử dụng hợp lý các thiết bị điện,v..v… 2. Nâng cao hệ số công suất cosφ bằng ph−ơng pháp bù: Bằng cách đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng cho chúng, ta giảm đ−ợc l−ợng công suất phản kháng truyền tải trên đ−ờng dây do đó nâng cao đ−ợc hệ số công suất cosφ của mạng. Biện pháp bù không giảm đ−ợc l−ợng công suất phản kháng tiêu thụ của các hộ dùng điện mà chỉ giảm đ−ợc l−ợng công suất phản kháng phải truyền tải trên đ−ờng dâymà thôi. Vì thế chỉ sau khi thực hiện các biện pháp nâng cao cosφ tự nhiên mà vẫn không đạt yêu cầu thì chúng ta mới xét tới ph−ơng pháp bù. II. Xác định và phân phối dung l−ợng bù. 2.1. Xác định dung l−ợng bù Dung l−ợng bù cần thiết cho nhà máy đ−ợc xác định dựa trên công thức sau: Qbù = Pttnm.(tgφ1 – tgφ2).α Trong đó: Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 58 Pttnm- phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy, kW φ1- góc lệch ứng với công suất trung bình tr−ớc bù, cosφ1 = 0,7 φ2 – góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù, cosφ2 = 0,95 α – Hệ số xét tới khả năng nâng cao cosφ bằng những biện pháp đòi hỏi không phải dặt thiết bị bù, α= 0,9 ữ 1. Vậy ta xác định đ−ợc dung l−ợng bù cần thiết: Qbù = 9040,17(1,02 – 0,33).0,95 = 5925,83 kVAr 2.2. Phân phối dung l−ợng bù cho các trạm biến áp phân x−ởng. Từ trạm phân phối trung tâm về các trạm biến áp phân x−ởng là mạng hình tia gồm 7 nhánh có sơ đồ thay thế tính toán nh− sau: Hình 5.1. Sơ đồ thay thế để bù công suất phản kháng Công thức tính l−ợng bù tối −u cho các nhán của mạng hình tia: Qbi = Qi - i bu R QQ − .Rtd Trong đó: Qbi – Công suất phản kháng cần bù đặt tai trạm biến áp i Qi – Công suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải kVAr Q = 10990,48 kVAr – Phụ tải tính toán phản kháng tổng của nhà máy Qbù = 5925,83 kVAr Ri = R + R : Điện trở của nhánh i Rtđ = ci Bi 1 721 )1...11( −+++ RRR - Điện trở t−ơng đ−ơng của mạng, Ω Rtđ = 1,65 Ω t uyến cáp , Ω kVAr kVAr Loại tụ VAr −ợng PPTT-BA1 ,34 67,8 031 C2-0,38-50-3Y3 1 PPTT-BA2 ,34 15,2 78,28 C2-0,38-50-3Y3 4 PPTT-BA3 3,52 12,4 94,3 C2-0,38-50-3Y3 2 PPTT-BA4 ,32 530 91,78 C2-0,38-50-3Y3 6 PPTT-BA5 ,32 17,9 79,68 C2-0,38-50-3Y3 0 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 59 PPTT-BA6 ,94 37,5 02,75 C2-0,38-50-3Y3 9 PPTT-BA7 4,83 40,4 76,5 C2-0,38-50-3Y3 0 Bảng 5.1. Dung l−ợng bù công suất phản kháng Ch−ơng VI . Thiết kế chiếu sáng cho phân x−ởng sửa chữa cơ khí I. Đặt vấn đề. Trong nhà máy, xí nghiệp công nghiệp thì hệ thống chiếu dáng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất l−ợng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động, bảo đảm an toàn lao động và sức khoẻ của ng−ời lao động. Vậy hệ thông chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: * Không bị loá mắt * Không bị loá do phản xạ * Không tạo ta nhứng khoảng tối bởi những vật bị che khuất * Phải có độ rọi dồng đều * Phải tạo đ−ợc ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 60 II. Lựa chọn số l−ợng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung. Để tính toán chiếu sáng cho phân x−ởng SCCK ở đây ta sẽ áp dụng ph−ơng pháp hệ số sử dụng. Hệ thống chiếu sáng chung của phân x−ởng sửa chữa cơ khí sẽ dùng các bóng đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam. Phân x−ởng sửa chữa cơ khí đ−ợc chia làm 2 dãy nhà: Dãy nhà 1: Chiều dài aB1B = 20 m Chiều rộng b B1B = 20 m Dãy nhà 2: Chiều dài aB2B = 35 m Chiều rộng b B2B = 20 m Tổng diện tích: 1100 m P2 P Nguồn điện sử dụng U = 220 V lấy từ tủ chiếu sáng của trạm biến áp phân x−ởng B B3B. Độ treo cao của đèn: H = h - h BcB – h BlvB Trong đó h=4,5 m là chiều cao của phân x−ởng tính từ nền đến trần của phân x−ởng. h BcB = khoảng cách từ trần đến đèn, h BcB = 0,7 m h BlvB – Chiều cao của nền phân x−ởng đến mặt công tác, hBlvB = 0,8 m H=4,5-0,7-0,8=3 m Tra bảng 5.1.TL1 ta có đ−ợc tỷ số L/H=1,8 nên khoảng cách giữa 2 đèn kề nhau là L=5,4 m. Hệ số phản xạ của t−ờng: ρBtuongB = 50 % Hệ số phản xạ của trần: ρBtranB = 30 % Công thức tính toán quang thông của đèn: F= sdkn ESZk . . lumen Trong đó: F-Quang thông của đèn lumen E- Độ rọi yêu cầu lx, tra bảng 5.3.TL1 ta đ−ợc E=30 lx S-Diện tích chiếu sáng, m P2 P k- hệ số dự trữ, tra bảng 5.2. TL1 n- số bóng đèn có trong hệ thống chiếu sáng k Bsd B- hệ số sử dụng Z- hệ số phụ thuộc loại đèn và tỉ số L/H, th−ờng lấy Z=0,8ữ1,4 Căn cứ vào mặt bằng phân x−ởng ta sẽ bố trí bóng đèn nh− sau: Dãy nhà 1 bố trí 4 dãy đèn, mỗi dãy gồm 4 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5 m theo chiều rộng và 5 m theo chiều dài của phân x−ởng. Khoảng cách từ t−ờng phân x−ởng đến dãy đèn gần nhất theo chiều dài phân x−ởng là 2,5 m, theo chiều rộng phân x−ởng là 2,5 m. Tổng số đèn cần dùng là n = 16 bóng. Dãy nhà 2 bố trí 4 dãy đèn, mỗi dãy gồm 7 bóng. Khoảng cách giữa các đèn theo chiều rộng là 5 m, theo chiều dài là 5 m. Khoảng cách từ t−ờng phân x−ởng đến dãy đèn gần nhất theo chiều dài phân x−ởng là 2,5 m, theo chiều rộng phân x−ởng là 2,5 m. Tổng số đèn cần dùng là n = 28 bóng. Chỉ số của phòng: φ= ( )baH ba + . φB1B= ( ) )2020.(3 20.20. 11 11 +=+ baH ba =3,33 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 61 φB2B= ( ) )2035.(3 20.352. 22 2 +=+ baH ba =4,24 Tra bảng ta có: k Bsd1 B =0,46; kBsd2 B =0,48 Quang thông của mỗi bóng đèn: F B1B = 46,0.16 2,1.3,1.400.30 . 11 1 = sdkn ZkES =2543,48 lumen F B2B = 48,0.28 2,1.3,1.700.30 . 22 2 = sdkn ZkES =2437,5 lumen Tra bảng 5.5.TL1 ta chọn đèn sợi đốt công suất 300 W/1đèn , quang thông 4224 lumen Tổng công suất chiếu sáng toàn phân x−ởng P BcsB=(16+28).300=13,2 kW III. Thiết kế mạng điện chiếu sáng Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung của phân x−ởng ta đặt một tủ chiếu sáng trong phân x−ởng gồm 1 MCCB tổng loại 3 pha 4 cực và 5 aptomat cấp cho 4 dãy đèn 5 bóng, 8 aptomat cấp cho 4 dãy đèn 8 bóng U3.1. Chọn MCCB tổng U BđmAB ≥ U BđmB = 0,38 kV Dòng điện định mức I BđmAB ≥ I BttB= 06,201.38,0.3 2,13 cos..3 ==ϕdmm CS U P A Chọn loại MCCB C60L do hãng Merlin Gerin chế tạo, IBđmB =25 A, UBđmB = 440 V, 3 cực. U3.2. Chọn cáp từ tủ phân phối phân x−ởng đến tủ chiếu sáng Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: k BhcB.I Bcp B ≥I BttB = 20,06 A (kBhcB =1) Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ, khi bảo vẹ bằng MCCB: I BcpB ≥ 5,1 40.25,1 5,1 .25,1 5,1 == dmAkddt II =33,33 A Vậy chọn loại cáp 3G2,5 3 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có I BcpB = 41 A. U3.3. Chọn các MCCB nhánh. U Aptomat bảo vệ cho 1 dãy đèn 4 bóng: U BđmAB ≥ U BđmmB = 0,22 kV Dòng điện định mức I BđmAB ≥ I BttB = 220 300.4.4 = Udm Pd =5,45 A Chọn 13 aptomat loại NC45a do hãng Merlin Gerin chế tạo có 2 cực, IBđmB = 6 A, U BđmB = 400 V, 2 cực. U3.4. Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn.U Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: k BhcB.I Bcp B ≥I BttB = 5,45 A (k BhcB =1) Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ, khi bảo vẹ bằng MCCB: I BcpB ≥ 5,1 6.25,1 5,1 .25,1 5,1 == dmAkddt II =5 A Vậy chọn loại cáp đồng hạ áp 2 lõi x 1,5 mmP2P cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có I BcpB = 26 A. Sơ đồ nguyên lý mạng điện chiếu sáng chung cho phân x−ởng sửa chữa cơ khí. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 62