›
›

Luận văn Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo công cụ

pdf 117 trang phuongnguyen 5601
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo công cụ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfluan_van_thiet_ke_cung_cap_dien_cho_nha_may_che_tao_cong_cu.pdf

Nội dung text: Luận văn Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo công cụ

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG Luận văn Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo công cụ
  2. LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, nền kinh tế nước ta đã có bước phát triển vượt bậc, hội nhập với khu vực và thế giới. Trong lĩnh vực cung cấp điện, nhiều thế hệ thiết bị điện mới được sử dụng nên hệ thống cung cấp điện có nhiều thay đổi. Các nhà máy xí nghiệp hiện đại được xây dựng. Khoảng 70% điện năng sản xuất ra được sử dụng trong các xí nghiệp công nghiệp, vấn đề cung cấp điện cho lĩnh vực công nghiệp có ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế quốc dân. Đứng về mặt sản xuất và tiêu thụ điện năng, công nghiệp là lĩnh vực tiêu thụ nhiều điện năng nhất. Vì vậy, cung cấp và sử dụng hợp lý điện năng trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác khả năng của các nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả lượng điện năng sản xuất ra. Các xí nghiệp công nghiệp điện có đặc điểm chung là thiết bị dùng điện được tập trung với mật độ cao, làm việc liên tục trong suốt năm và ít có tính chất mùa vụ. Tuy thế do quá trình công nghệ của các xí nghiệp công nghiệp rất khác nhau nên hệ thống cung cấp điện của chúng cũng mang nhiều đặc điểm riêng biệt và nhiều hình nhiều vẻ. Qua thời gian học tập, em được giao đề tài tốt nghiệp: ” Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo công cụ ” Trong thời gian thực hiện đề tài, được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của các thầy cô trong khoa ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Trường ĐHDL Hải Phòng và trực tiếp là thầy Th.s Nguyễn Đức Minh em đã hoàn thành xong đề tài tốt nghiệp của mình. Em xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó! Hải Phòng, Ngày 05 tháng 10 năm 2010. Sinh viên Trần Trung Kiên
  3. CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1. Khái quát về nhà máy Nhà máy chế tạo công cụ mà em thiết kế cung cấp điện là nhà máy có nhiệm vụ sản xuất chủ yếu là sản xuất công cụ , đây là một trong những phụ tải quan trọng , có công suất tiêu thụ điện năng lớn , yêu cầu về điện năng của nhà máy là được cung cấp điện năng có chất lượng tốt , tức là đảm bảo yêu cầu về tần số và điện áp , độ tin cậy cung cấp điện cao. Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm , gây thiệt hại về kinh tế . Cụ thể trong nhà máy có Ban quản lý , Phòng thiết kế , Phân xưởng sửa chữa cơ khí và kho vật liệu cho phép mất điện trong thời gian ngắn nên ta xếp vào phụ tải loại III . Các phân xưởng còn lại đều xếp vào phụ tải loại I , như vậy phụ tải loại I chiếm khoảng 97% , do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại I. Để quy trình sản xuất của nhà máy đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn nhà máy. 1.2. Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy Nhà máy cung cấp điện trong đề tài thiết kế cung cấp điện có quy mô khá lớn . Nhà máy có 10 phân xưởng với các phụ tải điện sau:
  4. Bảng 1.1-Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy Số trên Tên phân xưởng Công suất Diện tích mặt đặt (KW) (m2) bằng 1 Ban quản lý và Phòng thiết kế 80 1538 2 Phân xưởng cơ khí số 1 3600 2125 3 Phân xưởng cơ khí số 2 3200 3150 4 Phân xưởng luyện kim màu 1800 2325 5 Phân xưởng luyện kim đen 2500 4500 6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Tính toán 1100 7 Phân xưởng rèn 2100 3400 8 Phân xưởng nhiệt luyện 3500 3806 9 Bộ phận nén khí 1700 1875 10 Kho vật liệu 60 3738 Theo thiết kế, nhà máy sẽ được cấp điện từ một Trạm biến áp trung gian cách nhà máy 10km, bằng đường dây trên không lộ kép, dung lượng ngắn mạch phía hạ áp của Trạm biến áp trung gian là SN =250 MVA. Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca,thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax= 6000 h.Trong nhà máy có Ban quản lý, Phân xưởng sửa chữa cơ khí và Kho vật liệu là hộ loại III, các phân xưởng còn lại đều thuộc hộ loại I. 1.3. Yêu cầu của đề tài thiết kế
  5. - Đây là một đề tài thiết kế cấp điện vì vậy nó cần phải thỏa mãn những yêu cầu sau: + Độ tin cậy cung cấp điện +Chất lượng điện năng +An toàn +Kinh tế - Nhiệm vụ của bản thiết kế tốt nghiệp gồm những nội dung chính sau: Chương 1 : Giới thiệu chung về nhà máy Chương 2 : Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy Chương 3 : Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho toàn nhà máy Chương 4 : Thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Chương 5: Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Chương 6 : Tính bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cho nhà máy
  6. CHƢƠNG 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƢỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1. Xác định phụ tải tính toán của phân xƣởng sửa chữa cơ khí Để tính phụ tải tính toán có các phương pháp sau: - Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. - Xác định phụ tải tính toán theo xuất phụ tải trên một dơn vị diện tích. - Xác định phụ tải tính toán theo xuất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm. - Xác định phụ tải theo hệ số cực đại Kmax và công suất trung bình hay con gọi là phương pháp số thiết bị điện có hiệu quả. Tôi chọn phương pháp 4 để tính toán cho Phân xưởng sửa chữa cơ khí. Nội dung của phương pháp như sau: - Với 1 động cơ thì: Ptt=Pđm - Với nhóm động cơ có số lượng ≤ 3 thì : n Ptt= Pdmi 1 - Với nhóm động cơ có số lượng ≥ 4 thì: Ptt=Kmax.Ksd.Pđm Trong đó: Pđm: Là công suất định mức của thiết bị(kW) Ksd,Kmax Ksd Kmax max=f(Ksd,nhq)
  7. n1 P1 : n* ; P* n P 1 n1 2 P1 * * hq nhq =nhq*.n hq sd max max : n Pdmi .Cos i i 1 Cos TB n Pdmi i 1 n Pdmi .Ksdi i 1 KsdTB n Pdmi i 1 : Khi nhq<4 n Ptt Kti.Pdmi i 1 : Kti: Hệ số tải. Nếu không biết chính xác hệ số tải có thể lấy gần đúng như sau:
  8. Kt=0,9 với các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn. Kt=0,75 với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Cần lưu ý rằng: Nếu trong nhóm có thiết bị điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi tính toán nhq. Pqd Pdm . kd % Kd%: hệ số đóng điện phần trăm. Cũng cần phải quy đổi công suất về 3 pha đối với các thiết bị dung điện 1 pha. Cần phải phân phối đều các thiết bị đó lên 3 pha của mạng. Thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha: Pqđ=3.Pđm Thiết bị một pha đấu vào điện áp dây: Pqđ= 3 .Pđm Phụ tải chiếu sáng phân xưởng được xác định bằng công thức: Pcs=p0.S 2 P0: suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m ). Trong thiết kế sơ bộ có thể lấy theo số liệu tham khảo. S: diện tích cần được chiếu sáng. Phụ tải động lực phản kháng được xác định theo công thức: Qtt=Ptt.tgφ Cuối cùng, phụ tải tính toán tính toán phân xưởng được tính như sau: n Pttpx=kđt Ptti 1 n Qttpx=kđt Qtti 1 2 2 Sttpx= Pttpx Pcspx Qttpx Qcspx 2.1.1. Phân nhóm phụ tải Phân xƣởng sửa chữa cơ khí
  9. Yêu cầu của phân nhóm phụ tải phân xưởng: - Dựa vào vị trí lắp đặt của các thiết bị dùng điện trên mặt phẳng phân xưởng. - Tổng công suất các nhóm không được lệch nhau quá nhiều. - Đi dây thuận lợi (không được chồng chéo lên nhau, đi dây chỉ được gấp khúc 1 lần và góc lượn phải ≥ 900). Tuy nhiên thường rất khó thỏa mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do vậy người thiết kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án thỏa hiệp một cách tốt nhất có thể. Dựa vào nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ theo vị trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong Phân xưởng sửa chữa cơ khí thành 5 nhóm. Kết quả phân nhóm phụ tải điện được trình bày trong bảng 2.1 Bảng 2.1- Bảng phân nhóm phụ tải điện PĐM(kW) IĐM Stt Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu Một máy Tổng (A) Nhóm 1 1 Máy cưa kiểu đại 1 1 1 1 2.53 2 Khoan bàn 1 3 0.65 0.65 1.65 3 Máy mài thô 1 5 2.8 2.8 7.09 4 Máy khoan đứng 1 6 2.8 2.8 7.09 5 Máy mài ngang 1 7 4.5 4.5 11.40 6 Máy xọc 1 8 2.8 2.8 7.09 7 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2.8 2.8 7.09 Tổng 7 17.35 43.93
  10. PĐM(kW) IĐM Stt Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu Một máy Tổng (A) Nhóm 2 1 Máy phay vạn năng 1 10 4.5 4.5 11.40 2 Máy phay vạn năng 1 11 7.8 7.8 19.75 3 Máy tiện ren 1 12 8.1 8.1 20.51 4 Máy tiện ren 1 13 10 10 25.32 5 Máy tiện ren 1 14 14 14 35.45 6 Máy tiện ren 1 15 4.5 4.5 11.40 7 Máy tiện ren 1 16 10 10 25.32 8 Máy tiện ren 1 17 20 20 50.64 9 Cầu trục 1 19 12.1 12.1 30.64 Tổng 9 91 230.43 Nhóm 3 1 Máy khoan đứng 1 18 0.85 0.85 2.15 2 Bàn 1 21 0.85 0.85 2.15 3 Máy khoan bàn 1 2 0.85 0.85 2.15 4 Bể dầu có tăng nhiệt 1 26 2.5 2.5 6.33 5 Máy cạo 1 27 1 1 2.53 6 Máy mài thô 1 30 2.8 2.8 7.09 7 Máy nén cắt liên hợp 1 31 1.7 1.7 4.30 8 Máy mài phá 1 33 2.8 2.8 7.09 9 Quạt lò rèn 1 34 1.5 1.5 3.80 10 Máy khoan đứng 1 36 0.85 0.85 2.15 Tổng 10 15.7 39.76
  11. PĐM(kW) IĐM Stt Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu Một máy Tổng (A) Nhóm 4 1 Bể ngâm dung dịch kiềm 1 41 3 3 7.60 2 Bể ngâm nước nóng 1 42 3 3 7.60 3 Máy cuốn dây 1 46 1.2 1.2 3.04 4 Máy cuốn dây 1 47 1 1 2.53 5 Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt 1 48 3 3 7.60 6 Tủ sấy 1 49 3 3 7.60 7 Máy khoan bàn 1 50 0.65 0.65 1.65 8 Máy mài thô 1 52 2.8 2.8 7.09 9 Bàn thử ngiệm thiết bị điện 1 53 7 7 17.73 Tổng 9 24.65 62.42 Nhóm 5 1 Bể khử dầu mỡ 1 55 3 3 7.60 2 Lò điện để luyện khuôn 1 56 5 5 12.66 3 Lò điện để nấu chảy babit 1 57 10 10 25.32 4 Lò điện để mạ thiếc 1 58 3.5 3.5 8.86 5 Quạt lò đúc đồng 1 60 1.5 1.5 3.80 6 Máy khoan bàn 1 62 0.65 0.65 1.65 7 Máy uốn các tấm mỏng 1 64 1.7 1.7 4.30 8 Máy mài phá 1 65 2.8 2.8 7.09 9 Máy hàn điểm 1 66 13 13 32.92 10 Chỉnh lưu selenium 1 69 0.6 0.6 1.52 Tổng 10 41.75 105.72
  12. 2.1.2. Xác định phụ tải tính toán các nhóm phụ tải 1. Tính toán cho nhóm 1: Số liệu phụ tải của nhóm 1 cho trong bảng 2.2 Bảng 2.2- Danh sách thiết bị thuộc nhóm 1 PĐM(kW) IĐM Stt Tên thiết bị Số lƣợng Kí hiệu Một máy Tổng (A) Nhóm 1 1 Máy cưa kiểu đại 1 1 1 1 2.53 2 Khoan bàn 1 3 0.65 0.65 1.65 3 Máy mài thô 1 5 2.8 2.8 7.09 4 Máy khoan đứng 1 6 2.8 2.8 7.09 5 Máy mài ngang 1 7 4.5 4.5 11.40 6 Máy xọc 1 8 2.8 2.8 7.09 7 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2.8 2.8 7.09 Tổng 7 17.35 43.93 Tra bảng PL I.1[TL1] ta tìm được ksd =0.15, cos =0.6 Số thiết bị: n=7 Tổng công suất nhóm : P=17.35(kW). Số thiết bị: n1=5 Tổng công suất của các thiết bị: P1=2.8+2.8+4.5+2.8+2.8=15.7(kW). n 5 n 1 0.7 * n 7 P 15.7 P 1 0.9 * P 17.35
  13. Tra bảng PL I.5[TL1] tìm nhq* = f(n* , P*) ta được nhq* = 0.8 nhq = *n = 0.8*7= 6 Tra bảng PL I.6[TL1] tìm kmax = f( nhq , ksd) với nhq = 6, ksd = 0.15 ta được kmax = 2.64 Phụ tải tính toán nhóm 1: n Ptt = kmax*ksd* Pddi = 2.64*0.15*17.35 = 6.87 (kW) i 1 Qtt = Ptt*tg = 6.87*1.33 = 9.14 (kVar) 2 2 Stt Ptt Qtt 11.43 (kVA). 2. Tính toán cho nhóm 2: Số liệu phụ tải của nhóm 2 cho trong bảng 2.3 Trong nhóm có cầu trục là thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại ta quy đổi về chế độ dài hạn. Ta có công suất quy đổi tính theo công thức: Pqd Pdm . kd % Trong đó kd- hệ số đóng điện phần trăm, lấy bằng 0.25 Pqd 12.1* 0.25 = 6.05 (kW) Bảng 2.3- Danh sách thiết bị thuộc nhóm 2 PĐM(kW) IĐM Stt Tên thiết bị Số lƣợng Kí hiệu Một máy Tổng (A) Nhóm 2 1 Máy phay vạn năng 1 10 4.5 4.5 11.40 2 Máy phay vạn năng 1 11 7.8 7.8 19.75
  14. PĐM(kW) IĐM Stt Tên thiết bị Số lƣợng Kí hiệu Một máy Tổng (A) 3 Máy tiện ren 1 12 8.1 8.1 20.51 4 Máy tiện ren 1 13 10 10 25.32 5 Máy tiện ren 1 14 14 14 35.45 6 Máy tiện ren 1 15 4.5 4.5 11.40 7 Máy tiện ren 1 16 10 10 25.32 8 Máy tiện ren 1 17 20 20 50.64 9 Cầu trục 1 19 6.05 6.05 30.64 Tổng 9 84.95 230.43 Tổng công suất nhóm : P=84.95(kW). Số thiết bị: n1=4 Tổng công suất của các thiết bị: P1=10+14+10+20= 54(kW). n 4 n 1 0.45 * n 9 P 54 P 1 0.65 * P 84.95 Tra bảng PL I.5[TL1] tìm nhq* = f(n* , P*) ta được nhq* = 0.81 nhq = *n = 0.81*9= 7 Tra bảng PL I.6[TL1] tìm kmax = f( nhq , ksd) với nhq = 7, ksd = 0.15 ta được kmax = 2.48 Phụ tải tính toán nhóm 2: n Ptt = kmax*ksd* Pddi = 2.48*0.15*84.95 = 31.6 (kW) i 1
  15. Qtt = Ptt*tg = 31.6*1.33 = 42.03 (kVar) 2 2 Stt Ptt Qtt 52.58 (kVA). 3.Tính toán cho nhóm 3: Số liệu phụ tải của nhóm 3 cho trong bảng 2.4 Bảng 2.4- Danh sách thiết bị thuộc nhóm 3 PĐM(kW) IĐM Stt Tên thiết bị Số lƣợng Kí hiệu Một máy Tổng (A) Nhóm 3 1 Máy khoan đứng 1 18 0.85 0.85 2.15 2 Bàn 1 21 0.85 0.85 2.15 3 Máy khoan bàn 1 2 0.85 0.85 2.15 4 Bể dầu có tăng nhiệt 1 26 2.5 2.5 6.33 5 Máy cạo 1 27 1 1 2.53 6 Máy mài thô 1 30 2.8 2.8 7.09 7 Máy nén cắt liên hợp 1 31 1.7 1.7 4.30 8 Máy mài phá 1 33 2.8 2.8 7.09 9 Quạt lò rèn 1 34 1.5 1.5 3.80 10 Máy khoan đứng 1 36 0.85 0.85 2.15 Tổng 10 15.7 39.76 Tổng công suất nhóm : P=15.7(kW). Số thiết bị: n1=5 Tổng công suất của các thiết bị: P1=2.5+2.8+1.7+2.8+1.5= 11.3 (kW).
  16. n 5 n 1 0.5 * n 10 P 11.3 P 1 0.7 * P 15.7 Tra bảng PL I.5[TL1] tìm nhq* = f(n* , P*) ta được nhq* = 0.82 nhq = *n = 0.82*10= 8 Tra bảng PL I.6[TL1] tìm kmax = f( nhq , ksd) với nhq = 8, ksd = 0.15 ta được kmax = 2.31 Phụ tải tính toán nhóm 3: n Ptt = kmax*ksd* Pddi = 2.31*0.15*15.7= 9.07(kW) i 1 Qtt = Ptt*tg = 9.07*1.33 = 12.06 (kVar) 2 2 Stt Ptt Qtt 15.09 (kVA). 4. Tính toán cho nhóm 4: Số liệu phụ tải của nhóm 4 cho trong bảng 2.5 Bảng 2.5- Danh sách thiết bị thuộc nhóm 4 PĐM(kW) IĐM Stt Tên thiết bị Số lƣợng Kí hiệu Một máy Tổng (A) Nhóm 4 1 Bể ngâm dung dịch kiềm 1 41 3 3 7.60 2 Bể ngâm nước nóng 1 42 3 3 7.60 3 Máy cuốn dây 1 46 1.2 1.2 3.04 4 Máy cuốn dây 1 47 1 1 2.53 5 Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt 1 48 3 3 7.60 6 Tủ sấy 1 49 3 3 7.60 7 Máy khoan bàn 1 50 0.65 0.65 1.65
  17. 8 Máy mài thô 1 52 2.8 2.8 7.09 9 Bàn thử ngiệm thiết bị điện 1 53 7 7 17.73 Tổng 9 24.65 62.42 Tổng công suất nhóm : P=24.65(kW). Số thiết bị: n1=1 Tổng công suất của các thiết bị: P1= 7 (kW). n 1 n 1 0.1 * n 9 P 7 P 1 0.3 * P 24.65 Tra bảng PL I.5[TL1] tìm nhq* = f(n* , P*) ta được nhq* = 0.66 nhq = *n = 0.66*9= 6 Tra bảng PL I.6[TL1] tìm kmax = f( nhq , ksd) với nhq = 6, ksd = 0.15 ta được kmax = 2.64 Phụ tải tính toán nhóm 4: n Ptt = kmax*ksd* Pddi = 2.64*0.15*25.65 = 10.16(kW) i 1 Qtt = Ptt*tg = 10.16*1.33 = 13.51 (kVar) 2 2 Stt Ptt Qtt 16.9 (kVA). 5.Tính toán cho nhóm 5: Số liệu phụ tải của nhóm 5 cho trong bảng 2.6 Trong nhóm 5 có máy hàn điểm là thiết bị một pha sử dụng điện áp dây và làm việc ở chế độ ngắn hạn lắp lại nên cần quy đổi về phụ tải 3 pha tương đương, có chế độ làm việc dài hạn:
  18. P 3 * P * k % qd dm d Trong đó kd- hệ số đóng điện phần trăm, lấy bằng 0.25 Pqd 3 *13* 0.25 11.26 (kW) Trong nhóm còn có chỉnh lưu sêlênium là thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại ta quy đổi về thiết bị làm việc dài hạn: Pqd Pdm. kd % Pqd 0.6* 0.25 = 0.3 (kW) Bảng 2.6 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm 5 PĐM(kW) IĐM Stt Tên thiết bị Số lƣợng Kí hiệu Một máy Tổng (A) Nhóm 5 1 Bể khử dầu mỡ 1 55 3 3 7.60 2 Lò điện để luyện khuôn 1 56 5 5 12.66 3 Lò điện để nấu chảy babit 1 57 10 10 25.32 4 Lò điện để mạ thiếc 1 58 3.5 3.5 8.86 5 Quạt lò đúc đồng 1 60 1.5 1.5 3.80 6 Máy khoan bàn 1 62 0.65 0.65 1.65 7 Máy uốn các tấm mỏng 1 64 1.7 1.7 4.30 8 Máy mài phá 1 65 2.8 2.8 7.09 9 Máy hàn điểm 1 66 11.26 11.26 32.92 10 Chỉnh lưu selenium 1 69 0.3 0.3 1.52 Tổng 10 39.71 105.72 Tổng công suất nhóm : P=39.71(kW). Số thiết bị: n1=2
  19. Tổng công suất của các thiết bị: P1= 10+11.26 = 21.26(kW). n 2 n 1 0.2 * n 10 P 21.26 P 1 0.55 * P 39.71 Tra bảng PL I.5[TL1] tìm nhq* = f(n* , P*) ta được nhq* = 0.54 nhq = *n = 0.54*10= 5 Tra bảng PL I.6[TL1] tìm kmax = f( nhq , ksd) với nhq = 5, ksd = 0.15 ta được kmax = 2.87 Phụ tải tính toán nhóm 5: n Ptt = kmax*ksd* Pddi = 2.87*0.15*39.71 = 17.1(kW) i 1 Qtt = Ptt*tg = 17.1*1.33 = 22.74 (kVar) 2 2 Stt Ptt Qtt 28.45 (kVA). Từ kết quả tính toán cho các nhóm, ta lập được bảng tổng hợp kết quả sau:
  20. Bảng 2.7 - Bảng thống kê phụ tải tính toán các nhóm trong Phân xưởng sửa chữa cơ khí Stt Pđ nn1 Ptt Qtt Stt n nhq Kmax Ksd cos tb nhóm (kW) nI (kW) (kVAR) (kVA) 1 17.35 7 5 6 2.64 0.15 0.6 6.87 9.14 11.43 2 84.95 9 4 7 2.48 0.15 0.6 31.6 42.03 52.58 3 15.7 10 5 8 2.31 0.15 0.6 9.07 12.06 15.09 4 24.65 9 1 6 2.64 0.15 0.6 10.16 13.51 16.9 5 39.71 10 2 5 2.87 0.15 0.6 17.1 22.74 28.45 Vậy ta tính được phụ tải tính toán động lực của Phân xưởng sửa chữa cơ khí: 5 Ppx kdt Ptti 0.8( 6.87 31.6 9.07 10.16 17.1) 59.84(kW) i 1 Trong đó : kđt – hệ số đồng thời của toàn phân xưởng , lấy kđt = 0.8 5 Qpx kdt Qtti 0.8 ( 9.14 42.03 12.06 13.51 22.74) 79.58(kVar) i 1
  21. 2.1.3. Tính toán phụ tải chiếu sáng cho Phân xƣởng sửa chữa cơ khí Phụ tải chiếu sáng của Phân xưởng sửa chữa cơ khí được tính theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: Pcs = P0*F Trong đó : 2 P0 - Suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng [W/m ] F - Diện tích được chiếu sáng [m2] Trong phân xưởng sửa chữa cơ khí ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng, tra 2 bảng PL1.2[TL1] ta tìm được p0 = 14 W/m Phụ tải chiếu sáng phân xưởng: Pcs = p0*F = 14*1100 = 15400 W = 15.4 (kW) Qcs =Pcs*tg = 0 (đèn sợi đốt nên cos =0) 2.1.4. Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xƣởng * Phụ tải tác dụng tính toán toàn phân xưởng : Pttpx = Ptt+Pcs = 59.84+15.4 = 75.24 (kW) *Phụ tải phản kháng tính toán toàn phân xưởng : Qttpx = Qtt+Qcs = 79.58+0 = 79.58 (kVar) *Phụ tải tính toán toàn phần của phân xưởng kể cả chiếu sáng : 5 5 2 2 Sttpx ( Ptt Pcs ) ( Qtt Qcs ) i 1 i 1 = 75.242 79.582 = 109.52 (kVA).
  22. 2.2. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy 2.2.1. Phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán của nhà máy Dựa vào số liệu ban đầu, tôi chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán của nhà máy bằng phương pháp tính toán theo công suất đặt Pđ. Phụ tải tính toán của mỗi phân xưởng được tính toán theo công thức: Ptt=Knc.Pđ Qtt=Ptt.tgφ Trong đó: Knc: Hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kĩ thuật theo số liệu thống kê của các xí nghiệp, phân xưởng tương ứng. Cosφ: hệ số công suất tính toán. Cũng tra trong sổ tay kĩ thuật từ đó rút ra tgφ. Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được tính tương tự như cách tính tại Phân xưởng sửa chữa cơ khí. Phụ tải tính toán toàn phần của phân xưởng : 2 2 Stt Ptt Pcs Qtt Qcs Cuối cùng phụ tải tính toán toàn xí nghiệp được xác định bằng cách lấy tổng hợp toàn phụ tải các phân xưởng có kể đến hệ số đồng thời. n n Pttxn=Kđt. Pttpxi =Kđt. Ptti Pcsi 1 1 n n Qttxn=Kđt. Qttpxi =Kđt. Qtti Qcsi 1 1 2 2 SttXN= Pttxn Qttxn P Cosφ= ttxn Qttxn Kđt: hệ số đồng thời . Khi số phân xưởng >5 ta có thể lấy Kđt=0,8 ÷ 0,85
  23. 2.2.2. Phụ tải tính toán của nhà máy chế tạo máy kéo 1. Xác định phụ tải tính toán cho Ban quản lý và phòng thiết kế : Công suất đặt: 80 (kW) Diện tích: 1538 (m2) Tra bảng PL1.3[TL1] với Ban quản lý và phòng thiết kế ta tìm được: knc = 0.75 , cos = 0.85 2 Tra bảng PL 1.2[TL1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 15 W/m Ta dùng đèn huỳnh quang để chiếu sáng : Cosφcs = 0.6, tgφcs = 1.33 - Công suất tính toán động lực : Ptt = knc.Pđ = 0.75*80 = 60 (kW) Qtt = Ptt.tgφ = 60*0.62 = 37.2 (kVar) - Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = P0.S = 15*1538 = 23070 (W) = 23.07 (kW) Qcs = Pcs.tgφcs =23.07*1.33 = 30.68 (kVar) - Phụ tải tính toán toàn phần : 2 2 2 2 Stt Ptt Pcs Qtt Qcs = 60 23.07 37.2 30.68 = 80.36 (kVA) 2. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng cơ khí số 1 : Công suất đặt : 3600 (kW) Diện tích : 2125(m2) Tra bảng PL1.3[TL1] với phân xưởng cơ khí ta tìm được: knc = 0.3 , cos = 0.6 2 Tra bảng PL 1.2[TL1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 14 W/m Ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng : Cosφcs=1 - Công suất tính toán động lực :
  24. Ptt = knc.Pđ = 0.3*3600 = 1080 (kW) Qtt = Ptt.tgφ = 1080*1.33 = 1436.4 (kVar) - Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = P0.S = 14*2125 = 29750 (W) = 29.75 (kW) Qcs = Pcs.tgφcs =0 (kVar) - Phụ tải tính toán toàn phần : 2 2 2 2 Stt Ptt Pcs Qtt Qcs = 1080 29.75 1436.4 = 1815.16 (kVA) 3. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng cơ khí số 2 : Công suất đặt : 3200 (kW) Diện tích: 3150(m2) Tra bảng PL1.3[TL1] với phân xưởng cơ khí ta tìm được: knc = 0.3, cos = 0.6 2 Tra bảng PL 1.2[TL1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 14 W/m Ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng : Cosφcs=1 - Công suất tính toán động lực : Ptt = knc.Pđ = 0.3*3200 = 960 (kW) Qtt = Ptt.tgφ = 960*1.33 = 1276.8 (kVar) - Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = P0.S = 14*3150 = 44100 (W) = 44.1 (kW) Qcs = Pcs.tgφcs =0 (kVar) - Phụ tải tính toán toàn phần : = 960 44.1 2 1276.82 = 1624.33 (kVA) 4. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng luyện kim màu :
  25. Công suất đặt : 1800 (kW) Diện tích : 2325(m2) Tra bảng PL1.3[TL1] với phân xưởng luyện kim màu ta tìm được: knc = 0.6 , cos = 0.85 2 Tra bảng PL 1.2[TL1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 15 W/m Ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng : Cosφcs=1 - Công suất tính toán động lực : Ptt = knc.Pđ = 0.6*1800 = 1080 (kW) Qtt = Ptt.tgφ = 1080*0.62 = 669.3 (kVar) - Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = P0.S = 15*2325 = 34875 (W) = 34.88 (kW) Qcs = Pcs.tgφcs =0 (kVar) - Phụ tải tính toán toàn phần : 2 2 2 2 Stt Ptt Pcs Qtt Qcs = 1080 34.88 669.3 = 1300.35 (kVA) 5. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng luyện kim đen : Công suất đặt : 2500 (kW) Diện tích: 4500(m2) Tra bảng PL1.3[TL1] với phân xưởng luyện kim đen ta tìm được: knc = 0.6 , cos = 0.9 2 Tra bảng PL 1.2[TL1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 15 W/m Ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng : Cosφcs=1 - Công suất tính toán động lực : Ptt = knc.Pđ = 0.6*2500 = 1500 (kW) Qtt = Ptt.tgφ = 1500*0.48 = 720 (kVar)
  26. - Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = P0.S = 15*4500 = 67500 (W) = 67.5 (kW) Qcs = Pcs.tgφcs =0 (kVar) - Phụ tải tính toán toàn phần : 2 2 2 2 Stt Ptt Pcs Qtt Qcs = 1500 67.5 720 = 1724.95 (kVA) 6. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng rèn : Công suất đặt : 2100 (kW) Diện tích: 3400(m2) Tra bảng PL1.3[TL1] với phân xưởng rèn ta tìm được: knc = 0.55, cos = 0.6 2 Tra bảng PL 1.2[TL1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 15 W/m Ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng : Cosφcs=1 - Công suất tính toán động lực : Ptt = knc.Pđ = 0.55*2100 = 1155 (kW) Qtt = Ptt.tgφ = 1155*1.33 = 1536.15 (kVar) - Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = P0.S = 15*3400 = 51000 (W) = 51 (kW) Qcs = Pcs.tgφcs =0 (kVar) - Phụ tải tính toán toàn phần : = 1155 51 2 1536.152 = 1953 (kVA) 7. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng nhiệt luyện : Công suất đặt : 3500 (kW) Diện tích : 3806 (m2)
  27. Tra bảng PL1.3[TL1] với phân xưởng nhiệt luyện ta tìm được: knc = 0.6 , cos = 0.8 2 Tra bảng PL 1.2[TL1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 15 W/m Ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng : Cosφcs=1 - Công suất tính toán động lực : Ptt = knc.Pđ = 0.6*3500 = 2100 (kW) Qtt = Ptt.tgφ = 2100*0.75 = 1575 (kVar) - Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = P0.S = 15*3806 = 57090 (W) = 57.09 (kW) Qcs = Pcs.tgφcs =0 (kVar) - Phụ tải tính toán toàn phần : 2 2 2 2 Stt Ptt Pcs Qtt Qcs = 2100 57.09 1575 = 2670.89 (kVA) 8. Xác định phụ tải tính toán cho Bộ phận nén khí : Công suất đặt : 1700 (kW) Diện tích : 1875 (m2) Tra bảng PL1.3[TL1] với bộ phận nén khí ta tìm được: knc = 0.7 , cos = 0.8 2 Tra bảng PL 1.2[TL1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 12 W/m Ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng : Cosφcs=1 - Công suất tính toán động lực : Ptt = knc.Pđ = 0.7*1700 = 1190 (kW) Qtt = Ptt.tgφ = 1190*0.75 = 892.5 (kVar) - Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = P0.S = 12*1875 = 22500 (W) = 22.5 (kW)
  28. Qcs = Pcs.tgφcs =0 (kVar) - Phụ tải tính toán toàn phần : 2 2 2 2 Stt Ptt Pcs Qtt Qcs = 1190 22.5 892.5 = 1505.56 (kVA) 9. Xác định phụ tải tính toán cho Kho vật liệu : Công suất đặt : 60 (kW) Diện tích : 3738 (m2) Tra bảng PL1.3[TL1] với bộ phận nén khí ta tìm được: knc = 0.7 , cos = 0.8 2 Tra bảng PL 1.2[TL1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 10 W/m Ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng : Cosφcs=1 - Công suất tính toán động lực : Ptt = knc.Pđ = 0.7*60 = 42 (kW) Qtt = Ptt.tgφ = 42*0.75 = 31.5 (kVar) - Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = P0.S = 10*3738 = 37380 (W) = 37.38 (kW) Qcs = Pcs.tgφcs =0 (kVar) - Phụ tải tính toán toàn phần : = 42 37.38 2 31.52 = 85.4 (kVA) Kết quả xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng được trình bày trong bảng 2.8 : B¶ng 2.8 - Phô t¶i tÝnh to¸n cña c¸c ph©n x•ëng Pđ Pcs Ptt Qtt Stt Tên phân xưởng (kW) (kW) (kW) (kVar) (kVA) Ban quản lý và phòng thiết kế 80 23.07 93.07 67.88 80.36
  29. Phân xưởng cơ khí số 1 3600 29.75 1109.75 1436.4 1815.16 Phân xưởng cơ khí số 2 3200 44.1 1004.1 1276.8 1624.33 Phân xưởng luyện kim màu 1800 34.88 1114.88 669.3 1300.35 Phân xưởng luyện kim đen 2500 67.5 1567.5 720 1724.95 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 15.4 75.24 79.58 109.52 Phân xưởng rèn 2100 51 4206 1536.15 1953 Phân xưởng nhiệt luyện 3500 57.09 2157.09 1575 2670.89 Bộ phận nén khí 1700 22.5 1212.5 892.5 1505.56 Kho vật liệu 60 37.38 79.38 31.5 85.4 Tổng 9609.51 8285.11 12869.52 Chọn hệ số kđt=0,8 - Phụ tải tính toán tác dụng toàn nhà máy: n Pttnm=kđt. Ptti =0,8.9609.51=7687.61(kW) 1 - Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy: n Qttnm=kđt. Qtti =0,8.8285.11=6628.09(kVAr) 1 - Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy: 2 2 Sttnm= Pttnm Qttnm =10150.41 (kVA). - Hệ số công suất của nhà máy:
  30. Pttnm 7687.61 Cosφnm= = =0,76 Sttnm 10150.41 Chú ý: Khi kể đến sự phát triển trong tương lai của nhà máy, ta có phụ tải trong tương lai của nhà máy: SNM(t)= SttNM(1+ .t) Lấy =0,06 và thời gian t=10 (năm) Ta có : SNM(10)=10150.41.(1+0,06.10)=16240.66(kVA). 2.2.3. Biểu đồ phụ tải tính toán toàn nhà máy Xác định biểu đồ phụ tải : [Tr35; TL1] Chọn tỷ lệ xích m = 5kVA/mm2, từ đó tìm được bán kính của biểu đồ phụ tải : S R m R : Bán kính biểu đồ phụ tải(mm). S : Phụ tải tính toán của nhà máy(kVA). m : Tỷ lệ xích(kVA/mm2). = 3,14 : hệ số pi. Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ phụ tải được xác định theo biểu thức sau : 360Scs cs Stt cs : Góc của phụ tải chiếu sáng. Scs : Phụ tải chiếu sáng(kVA). Stt : Phụ tải tính toán (kVA). Kết quả tính toán của R và αcs của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được ghi lại trong bảng 2.9 Bảng 2.9– Kết quả xác định R và cs cho các phân xưởng
  31. Tâm phụ tải Tên phân xưởng PCS Ptt Stt X(mm) Y(mm) R cs (kW) (kW) (kVA) (mm) Ban quản lý&Phòng T.K 23.07 93.07 80.36 2 47 3.33 129.3 P/x cơ khí số 1 29.75 1109.75 1815.16 15 71 14 10 P/x cơ khí số 2 44.1 1004.1 1624.33 15 15 13.3 20.3 P/x luyện kim màu 1 34.88 1114.88 1300.35 43 72 2 23.7 P/x luyện kim đen 67.5 1567.5 1724.95 39 15 13.73 25.3 P/x sửa chữa cơ khí 15.4 75.24 109.52 66 78 5 43.9 P/x rèn 51 4206 1953 63 15 14.3 18.7 P/x nhiệt luyện 57.09 2157.09 2670.89 86 59 17 13.8 Bộ phận nén khí 22.5 1212.5 1505.56 105 46 12.7 9.2 Kho vật liệu 37.38 79.38 85.4 91 18 3.5 212.2
  32. CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TOÀN NHÀ MÁY Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp điện có ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề kinh tế kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được gọi là hợp lý phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau: 1. Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kỹ thuật 2. Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế 3. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện 4. Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành 5. An toàn cho người và thiết bị 6. Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải Trình tự tính toán và thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các bước sau: 1. Vách ra phương án cung cấp điện 2. Lựa chọn vị trí, số lượng , dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại , tiết diện đường dây cho các phương án 3. Tính toán thiết kế kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý 4. Thiết kế chi tiết các phương án lựa chọn Trước khi vạch ra các phương án cụ thể cho việc cấp điện áp hợp lý cho đường dây tải điện từ hệ thống vế nhà máy. Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải là: U 4.34 l 0.016P (kV) Trong đó : P – Công suất tính toán của nhà máy [kW] l - Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [km] Ta có : U 4.34 10 0.016*7687.61 50.05 (kV)
  33. Trạm biến áp trung gian có các mức điện áp là 22kV và 6kV . Như vậy ta chọn cấp điện áp cấp cho nhà máy là 22kV. 3.1. Các phƣơng án cấp điện 3.1.1. Phƣơng án về các trạm biến áp phân xƣởng Nguyên tắc lựa chọn các trạm biến áp: 1. Vị trí đặt các trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải, thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp, an toàn và kinh tế. 2. Số lượng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp được lựa chọn dựa vào các 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 trạm biến áp chỉ đặt một máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành song độ tin cậy cung cấp điện không cao. Các trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại I và II nên dùng hai máy biến áp còn hộ loại III thì chỉ cần một máy biến áp. 3. Dung lượng các máy biến áp được lựa chọn theo điều kiện: nkhc S dmB Stt Và kiểm tra điều kiện sự cố một máy biến áp: (n 1)khc kqt SdmB Sttsc Trong đó: n - số máy biến áp có trong một trạm khc - hệ số điều chỉnh theo nhiêt độ môi trường ( ta lấy khc = 1) kqt - hệ số quá tải sự cố, lấy kqt = 1.4 nếu thỏa mãn điều kiện máy biến áp vận hành không quá 5 ngày đêm và và thời gian quá tải 1 ngày đêm không quá 6h. Sttsc – công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một máy biến áp ta có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các máy biến áp, nhờ vậy có thể
  34. nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường. Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên Sttsc = 0.7*Stt . Đồng thời cũng nên giảm chủng loại các máy biến áp dùng trong nhà máy để thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa. I. Phương án I: Đặt 7 trạm biến áp phân xưởng - Trạm B1: Cấp điện cho Ban quản lý-Phòng thiết kế và Phân xưởng cơ khí số 2 - Trạm B2: Cấp điện cho Phân xưởng cơ khí số 1 - Trạm B3: Cấp điện cho Phân xưởng luyện kim màu và Phân xưởng sửa chữa cơ khí - Trạm B4: Cấp điện cho Phân xưởng Nhiệt luyện - Trạm B5: Cấp điện cho Bộ phận nén khí và Kho vật liệu - Trạm B6:Cấp điện cho Phân xưởng rèn - Trạm B7: Cấp điện cho Phân xưởng luyện kim đen 1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Ban quản lý-Phòng thiết kế và Phân xưởng cơ khí số 2.Trạm được đặt hai máy biến áp làm việc song song n * khc * S dmB Stt Ta có: Stt = 80.36+1624.33 = 1704.69 (kVA) 1704.69 S 852.35(kVA) dmB 2 Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sđm = 1000 (kVA) Kiểm tra lại dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố: Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện một số phụ tải không quan trọng trong Phân
  35. xưởng cơ khí số 2 và toàn bộ điện của Ban quản lý-Phòng thiết kế ( vì đây là hộ tiêu thụ loại III) (n 1)kqt SdmB Sttsc 0.7*1624.33 S 812.17(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm B1 đặt 2 MBA có Sđm = 1000 kVA là hợp lý. 2. Trạm biến áp B2: Cấp điện cho Phân xưởng cơ khí số 1. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. Ta có: Stt = 1815.16 (kVA) 1815.16 S 907.58 (kVA) dmB 2 Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn : Sđm = 1000 (kVA) Kiểm tra máy theo điều kiện quá tải sự cố: (n 1)kqt Sdm Sttsc 0.7*1815.16 S 907.58(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm biến áp B2 đặt 2 MBA có Sđm = 1000 kVA là hợp lý. 3. Trạm biến áp B3: Cấp điện cho Phân xưởng luyện kim màu và Phân xưởng sửa chữa cơ khí. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. Ta có: Stt = 1300.35+109.52 = 1409.87 (kVA) 1409.87 S 704.94 (kVA) dmB 2 Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn : Sđm = 1000 (kVA) Kiểm tra máy theo điều kiện quá tải sự cố:
  36. 0.7*1300.35 S 650.18(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 MBA có Sđm = 1000 kVA là hợp lý. 4. Trạm biến áp B4: Cấp điện cho Phân xưởng nhiệt luyện. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. Ta có: Stt = 2670.89 (kVA) 2670.89 S 1335.45 (kVA) dmB 2 Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn : Sđm = 1600 (kVA) Kiểm tra máy theo điều kiện quá tải sự cố: (n 1)kqt Sdm Sttsc 0.7*2670.89 S 1335.45(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm biến áp B4 đặt 2 MBA có Sđm = 1600 kVA là hợp lý. 5. Trạm biến áp B5: Cấp điện cho Bộ phận nén khí và Kho vật liệu. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. Ta có: Stt = 1505.56+85.4 = 1590.96 (kVA) 1590.96 S 795.48 (kVA) dmB 2 Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn : Sđm = 1000 (kVA) Kiểm tra máy theo điều kiện quá tải sự cố: 0.7*1505.56 S 752.78(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm biến áp B5 đặt 2 MBA có Sđm = 1000 kVA là hợp lý. 6. Trạm biến áp B6:
  37. Cấp điện cho Phân xưởng rèn. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. Ta có: Stt = 1953 (kVA) 1953 S 976.5 (kVA) dmB 2 Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn : Sđm = 1000 (kVA) Kiểm tra máy theo điều kiện quá tải sự cố: (n 1)kqt Sdm Sttsc 0.7*1953 S 976.5(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm biến áp B6 đặt 2 MBA có Sđm = 1000 kVA là hợp lý. 7. Trạm biến áp B7: Cấp điện cho Phân xưởng luyện kim đen. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. Ta có: Stt = 1724.95 (kVA) 1724.95 S 862.48 (kVA) dmB 2 Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn : Sđm = 1000 (kVA) Kiểm tra máy theo điều kiện quá tải sự cố: 0.7*1724.95 S 862.48(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm biến áp B7 đặt 2 MBA có Sđm = 1000 kVA là hợp lý. II. Phương án II: Đặt 6 trạm biến áp phân xưởng. - Trạm B1: Cấp điện cho Ban quản lý-Phòng thiết kế và Phân xưởng cơ khí số 2 - Trạm B2: Cấp điện cho Phân xưởng cơ khí số 1 và Phân xưởng luyện kim màu
  38. - Trạm B3: Cấp điện cho Phân xưởng sửa chữa cơ khí và Phân xưởng nhiệt luyện - Trạm B4: Cấp điện cho Bộ phận nén khí và Kho vật liệu - Trạm B5: Cấp điện cho Phân xưởng rèn - Trạm B6: Cấp điện cho Phân xưởng luyện kim đen 1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Ban quản lý-Phòng thiết kế và Phân xưởng cơ khí số 2.Trạm được đặt hai máy biến áp làm việc song song n * khc * S dmB Stt Ta có: Stt = 80.36+1624.33 = 1704.69 (kVA) 1704.69 S 852.35(kVA) dmB 2 Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sđm = 1000 (kVA) Kiểm tra lại dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố: Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện một số phụ tải không quan trọng trong Phân xưởng cơ khí số 2 và toàn bộ điện của Ban quản lý-Phòng thiết kế ( vì đây là hộ tiêu thụ loại III) (n 1)kqt SdmB Sttsc 0.7*1624.33 S 812.17(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm B1 đặt 2 MBA có Sđm = 1000 kVA là hợp lý. 2. Trạm biến áp B2: Cấp điện cho Phân xưởng cơ khí số 1và Phân xưởng luyện kim màu. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. Ta có: Stt = 1815.16+1300.35=3115.51 (kVA) 3115.51 S 1557.76 (kVA) dmB 2
  39. Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn : Sđm = 1600 (kVA) Kiểm tra máy theo điều kiện quá tải sự cố: (n 1)kqt Sdm Sttsc 0.7*3115.51 S 1557.76(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm biến áp B2 đặt 2 MBA có Sđm = 1600 kVA là hợp lý. 3. Trạm biến áp B3: Cấp điện cho Phân xưởng nhiệt luyện và Phân xưởng sửa chữa cơ khí. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. Ta có: Stt = 2670.89+109.52 = 2780.41 (kVA) 2780.41 S 1390.21 (kVA) dmB 2 Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn : Sđm = 1600 (kVA) Kiểm tra máy theo điều kiện quá tải sự cố: 0.7*2670.89 S 1335.45(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 MBA có Sđm = 1600 kVA là hợp lý. 4. Trạm biến áp B4: Cấp điện cho Bộ phận nén khí và Kho vật liệu. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. Ta có: Stt = 1505.56+85.4 = 1590.96 (kVA) 1590.96 S 795.48 (kVA) dmB 2 Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn : Sđm = 1000 (kVA) Kiểm tra máy theo điều kiện quá tải sự cố:
  40. 0.7*1505.56 S 752.78(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm biến áp B4 đặt 2 MBA có Sđm = 1000 kVA là hợp lý. 5. Trạm biến áp B5: Cấp điện cho Phân xưởng rèn. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. Ta có: Stt = 1953 (kVA) 1953 S 976.5 (kVA) dmB 2 Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn : Sđm = 1000 (kVA) Kiểm tra máy theo điều kiện quá tải sự cố: (n 1)kqt Sdm Sttsc 0.7*1953 S 976.5(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm biến áp B5 đặt 2 MBA có Sđm = 1000 kVA là hợp lý. 6. Trạm biến áp B6: Cấp điện cho Phân xưởng luyện kim đen. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. Ta có: Stt = 1724.95 (kVA) 1724.95 S 862.48 (kVA) dmB 2 Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn : Sđm = 1000 (kVA) Kiểm tra máy theo điều kiện quá tải sự cố: 0.7*1724.95 S 862.48(kVA) dmB 1.4 Vậy trạm biến áp B6 đặt 2 MBA có Sđm = 1000 kVA là hợp lý.
  41. 3.1.2. Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xƣởng Để lựa chọn vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng cần xác định tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cấp điện từ các trạm biến áp đó. Để xác định tâm phụ tải điện ta dùng công thức: n n n Si xi Si yi Si zi i 1 i 1 i 1 x0 n ; y0 n ; z0 n Si Si Si i 1 i 1 i 1 Trong đó: x0, y0, z0 – Tọa độ tâm phụ tải xi, yi, zi – Tọa độ phụ tải thứ i Si – Công suất phụ tải thứ i Trong thực tế người ta ít quan tâm đến tọa độ z nên ta cho z = 0 Ta có bảng vị trí đặt các trạm biến áp như sau : Bảng 3.1 – Kết quả xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng Vị trí đặt trạm biến áp Phương án Tên trạm X(mm) Y(mm) biến áp B1 14.2 16.9 B2 15 71 Phương án 1 B3 46.4 72.9 B4 86 59 B5 104 44 B6 63 15 B7 39 15 B1 14.2 16.9 B2 26.9 71.4 Phương án 2 B3 84.4 60.5 B4 104 44 B5 63 15 B6 39 15
  42. 3.1.3. Phƣơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xƣởng 1. Phương pháp xử dụng trạm biến áp trung gian: Nguồn 22kV từ hệ thống về qua trạm biến áp trung gian được hạ áp xuống 6kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy và trong các trạm biến áp phân xưởng, vận hành thuận lợi hơn và độ cung cấp điện cũng được cải thiện. Song khi ta phải đầu tư để xây dựng trạm biến áp trung gian sẽ dẫn tới gia tăng tổn thất trong mạng cao áp. Nếu sử dụng phương án này, vì nhà máy là hộ tiêu thụ loại I nên tại trạm biến áp trung gian ta phải đặt hai máy biến áp với dung lượng được chọn như sau: nkhc SdmB Sttnm 10150.41(kVA) 10150.41 S 5075.21 (kVA) dm 2 Ta chọn máy tiêu chuấn Sđm =6300 (kVA) Kiểm tra dung lượng của máy khi xảy ra quá tải sự cố: Khi xảy ra sự cố ở một máy biến áp ta có thể ngừng cung cấp điện cho tất cả các phụ tải là hộ loại III trong nhà máy. Do đó ta dễ dàng thấy được máy biến áp được chọn thỏa mãn điều kiện khi xảy ra sự cố. Vậy tại trạm biến áp trung gian sẽ đặt hai máy biến áp Sđm=6300 kVA – 22/6 kV 2. Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm: Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua trạm phân phối trung tâm. Nhờ vậy việc quản lý, vận hành mạng điện áp cao áp của nhà máy thuận lợi hơn, vốn đầu tư giảm, độ tin cậy cung cấp điện gia tăng song vốn đầu tư cho mạng cũng lớn. 3. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm: Ta xác định tâm phụ tải điện của nhà máy theo công thức:
  43. Si xi Si yi x0 ; y0 Si Si Trong đó: Si – Công suất của phân xưởng thứ i xi , yi – Tọa độ tâm phụ tải của phân xưởng thứ i Thay số ta có: X0 = 54.4 ; Y0 = 42.5 Đó là vị trí tốt nhất để đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm. 4. Lựa chọn phương án nối dây cho mạng cao áp nhà máy: Nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I nên đường dây từ trạm trung gian về trung tâm cung cấp của nhà máy sẽ dùng dây trên không lộ kép. Trong cung cấp điện Nhà máy thưởng dùng 2 loại sơ đồ là sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh. Ngoài ra người ta cần kết hợp 2 loại sơ đồ đó thành sơ đồ hỗn hợp.Nhưng sơ đồ hình tia, phân nhánh hay hỗn hợp; mỗi loại sơ đồ đều có những ưu nhược điểm riêng của nó và phạm vi sử dụng thuận lợi với từng nhà máy Sơ đồ hình tia: CL1 MCLL CL2 CL3 AB BA
  44. Hình 3.1- Sơ đồ mạng điện hình tia. Trong sơ đồ hình tia, mỗi biến áp được cung cấp điện bằng một đường dây chính nối từ trạm biến áp trung gian. Ngoài ra, để tăng tính liên tục cung cấp điện cho nó do đó người ta sử dung phương pháp 2 nguồn và phương pháp đầu chéo nên được dùng cho hộ phụ tải loại 1 và loại 2. o Ưu điểm: . Đơn giản, dễ thi công và vận hành an toàn. . Độ tin cậy cung cấp điện cao, dễ tự động hóa. o Nhược điểm: . Vốn đầu tư lớn, tăng chi phí kim loại màu. Căn cứ vào các yêu cầu đã nêu ra và tính chất làm việc, yêu cầu công nghệ của nhà máy, tôi chọn sơ đồ cung cấp điện mạng cao áp nhà máy là sơ đồ hình tia, lộ kép. Để đảm bảo tính mỹ quan và an toàn cho nhà máy các đường dây cao áp đều được đặt trong hào cáp xây dọc theo các tuyến giao thông nội bộ. 3.2. Tính toán thiết kế và lựa chọn phƣơng án hợp lý Để so sánh và lựa chọn phương án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z : 2 Z = (avh +atc)K + 3I maxR C -> min. Trong đó: avh – hệ số vận hành, ta lấy avh = 0.1 atc – hế số tiêu chuẩn, ta lấy atc = 0.2 K – vốn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây
  45. Imax – dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị R – điện trở của thiết bị - thời gian tổn thất công suất lớn nhất C – giá tiền 1kWh, ta lấy C = 3000đ/kWh 3.2.1. Phƣơng án 1 Hình 3.2 – Sơ đồ phương án 1 Phương án này dùng trạm biến áp trung gian lấy điện từ hệ thống về, hạ xuống 6kV sau đó cấp cho 7 trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ áp từ 6kV xuống 0.4kV để cung cấp cho các phân xưởng. 1. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp. Trên cơ sở đã chọn được công suất các máy biến áp ở trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất
  46. B¶ng 3.2 - KÕt qu¶ lùa chän MBA trong c¸c TBA cña ph•¬ng ¸n 1 Tên Sđm UC/UH P0 PN UN I0 Số Đơn Thành TBA (kVA) (KV) (kW) (kW) (%) (%) máy giá tiền (106) (106) TBATG 6300 22/6.3 7.65 46.5 7.5 0.9 2 476 952 B1 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 B2 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 B3 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 B4 1600 6.3/0.4 2.8 18 5.5 1.3 2 190.2 380.4 B5 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 B6 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 B7 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 6 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB = 2743.6(10 đ) Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp Tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp được tính theo công thức: 2 1 Stt A n. P0 .t . Pn . . (kWh) n S dmB Trong đó: n – số máy biến áp ghép song song Stt – công suất tính toán của trạm biến áp SđmB – công suất định mức của máy biến áp t – thời gian máy biến áp vận hành, với máy biến áp vận hành suốt một năm t = 8760 (h) - thời gian tổn thất thời gian công suất lớn nhất Với Tmax = 6000 h theo công thức tính gần đúng:
  47. 4 2 (0.124 Tmax 10 ) 8760 Ta tìm được = 4592 (h) Tính cho trạm biến áp trung gian 2 1 Stt Ta có: A n. P0 .t . Pn . . n S dmB 1 10150.41 2 A 2*7.65*8760 * 46.5* * 4592 409604.44 (kWh) 2 6300 Các trạm biến áp khác cũng được tính toán tương tự,kết quả cho dưới bảng 3.3 Bảng 3.3 –Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 1 Tên TBA Số lượng Stt(kVA) Sđm(kVA) P0(kW) PN(kW) A(kWh) TBATG 2 10150.41 6300 7.65 46.5 409604.44 B1 2 1704.69 1000 2.1 12.6 126356.5 B2 2 1815.16 1000 2.1 12.6 133420.4 B3 2 1409.87 1000 2.1 12.6 109140 B4 2 2670.89 1600 2.8 18 167530 B5 2 1590.96 1000 2.1 12.6 95068.15 B6 2 1953 1000 2.1 12.6 143994.25 B7 2 1724.95 1000 2.1 12.6 128144 Tổn thất điện năng trong các TBA: AB = 1313257.74 kWh 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. a. Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng Cáp cao áp được chọn dựa theo chỉ tiêu mật độ kinh tế của dòng điện jkt . Đối với nhà máy chế tạo máy kéo làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn
  48. nhất là Tmax = 6000 (h), ta dùng cáp lõi đồng, tra bảng 5 [Trang 294 – TL2] ta 2 tìm được jkt = 2.7 (A/mm ) I max Tiết diện kinh tế của cáp : Fkt jkt Cáp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưởng đều là các lộ kép nên: Sttpx I max 2 3U dm Dựa vào trị số Fkt đã tính,tra bảng để lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: khc I cp I sc Trong đó: Isc – dòng điện xảy ra khi sự cố đứt một dây cáp, Isc = 2*Imax khc = k1*k2 k1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, ta lấy k1 = 1 k2 – hệ số hiệu chỉnh số dây cáp cùng đặt trong một hào cáp, trong mạng hạ áp các hào đều được đặt hai cáp và khoảng cách giữa các dây là 300 mm. Theo PL 4.22[TL2] ta tìm được k2 = 0.93 Vì chiều dài cáp từ trạm biến áp trung gian đến trạm biến áp phân xưởng ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp. + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B1: Sttpx 1704.69 I max 82.02 (A) 2 3U dm 2 3 *6 Tiết diện kinh tế của cáp là: I max 82.02 2 Fkt 30.38 (mm ) jkt 2.7 Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất
  49. F = 35 mm2 , cáp đồng 3 lõi 6kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 170 (A) Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93*Icp = 0.93*170 = 158.1 Isc = 169.31 (A) Vậy ta chọn cáp XLPE của FURUKAWA, có tiết diện F = 50 mm2 -> 2XLPE (3*50) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B2: Sttpx 1815.16 I max 87.33 (A) 2 3U dm 2 3 *6 Tiết diện kinh tế của cáp là: I max 87.33 2 Fkt 32.34 (mm ) jkt 2.7 Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 35 mm2 , cáp đồng 3 lõi 6kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 170 (A) Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93*Icp = 0.93*170 = 158.1 Isc = 175.86 (A)
  50. Vậy ta chọn cáp XLPE của FURUKAWA, có tiết diện F = 50 mm2 -> 2XLPE (3*50) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B3: Sttpx 1409.87 I max 67.83 (A) 2 3U dm 2 3 *6 Tiết diện kinh tế của cáp là: I max 67.83 2 Fkt 25.12 (mm ) jkt 2.7 Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 25 mm2 , cáp đồng 3 lõi 6kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 140 (A) Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93*Icp = 0.93*140 = 130.2 A Isc = 152.2 (A) Vậy ta chọn cáp XLPE của FURUKAWA, có tiết diện F = 35 mm2 -> 2XLPE (3*50) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B4: Sttpx 2670.89 I max 128.5 (A) 2 3U dm 2 3 *6 Tiết diện kinh tế của cáp là: I max 128.5 2 Fkt 47.59 (mm ) jkt 2.7 Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất
  51. F = 50 mm2 , cáp đồng 3 lõi 6kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 (A) Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93*Icp = 0.93*200 = 186 A Isc = 260.67 (A) Vậy ta chọn cáp XLPE của FURUKAWA, có tiết diện F = 95 mm2 -> 2XLPE (3*50) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B5: Sttpx 1590.96 I max 76.55 (A) 2 3U dm 2 3 *6 Tiết diện kinh tế của cáp là: I max 76.55 2 Fkt 28.35 (mm ) jkt 2.7 Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 25 mm2 , cáp đồng 3 lõi 6kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 140 (A) Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93*Icp = 0.93*140 = 130.2 A Isc = 157 (A)
  52. Vậy ta chọn cáp XLPE của FURUKAWA, có tiết diện F = 35 mm2 -> 2XLPE (3*50) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B6: Sttpx 1953 I max 93.96 (A) 2 3U dm 2 3 *6 Tiết diện kinh tế của cáp là: I max 93.96 2 Fkt 34.8 (mm ) jkt 2.7 Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 35 mm2 , cáp đồng 3 lõi 6kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 170 (A) Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93*Icp = 0.93*170 = 158.1 A Isc = 185.23 (A) Vậy ta chọn cáp XLPE của FURUKAWA, có tiết diện F = 50 mm2 -> 2XLPE (3*50) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B7: Sttpx 1724.95 I max 82.99 (A) 2 3U dm 2 3 *6 Tiết diện kinh tế của cáp là: I max 82.99 2 Fkt 30.74 (mm ) jkt 2.7 Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất
  53. F = 35 mm2 , cáp đồng 3 lõi 6kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 170 (A) Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93*Icp = 0.93*170 = 158.1 A Isc = 171 (A) Vậy ta chọn cáp XLPE của FURUKAWA, có tiết diện F = 50 mm2 -> 2XLPE (3*50) b. Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng Vì ta đang so sánh kinh tế giữa các phương án nên chỉ xét đến các đoạn cáp khác nhau giữa các phương án. Với phương án 1, ta chỉ tính đến đoạn cáp từ B3 đến Phân xưởng luyện kim màu và đến Phân xưởng sửa chữa cơ khí. Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép, độ dài cáp không đáng kể nên coi tổn thất trên cáp bằng không. Ta không cần xét đến điều kiện tổn thất điện áp cho phép. + Chọn cáp từ trạm B3 đến Phân xưởng luyện kim màu: Vì Phân xưởng luyện kim màu là hộ tiêu thụ loại I nên ta dùng cáp lộ kép để cung cấp điện Sttpx 1300.35 I max 987.84 (A) 2. 3U dm 2 3 *0.38 Ta sử dụng mỗi pha 3 cáp đồng 1 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết 2 diện F = 400 (mm ) với Icp = 825 (A) và 1 dây trung tính cùng tiết diện. Kiểm tra lại: 0.85 3 Icp 2 I max => cáp được chọn thỏa mãn
  54. + Chọn cáp từ trạm B3 đến Phân xưởng sửa chữa cơ khí: Vì Phân xưởng sửa chữa cơ khí là hộ tiêu thụ loại III nên ta dùng cáp đơn để cung cấp điện Sttpx 109.52 I max 166.4 (A) 3U dm 3 *0.38 Chỉ có 1 cáp đi trong hào nên k2 = 1. Điều kiện chọn cáp là: I cp I max Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện 2 F = (3*50+35) mm với Icp = 192 (A) Kết quả chọn cáp trong phương án 1 được tổng kết trong bảng sau: Bảng 3.4 – Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 1 2 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ω/m ) R(Ω) Đơn giḠThành tiền (103đ/m) (103đ) 3*35 442 0.668 0.109 84 74256 TBATG-B1 TBATG-B2 3*50 456 0.494 0.113 120 109440 TBATG-B3 3*35 272 0.668 0.091 84 45696 TBATG-B4 3*95 327 0.247 0.04 228 149112 TBATG-B5 3*35 306 0.668 0.102 84 51408 TBATG-B6 3*50 272 0.494 0.067 120 65280 TBATG-B7 3*50 286 0.494 0.071 120 68640 B3->4 3*400+400 27.2 0.047 2.13*10-4 680 110976 B3->6 3*50+35 136 0.524 0.021 204 27744 3 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 702548*10
  55. c. Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây: 2 S ttpx 3 Công thức tính: P 2 R *10 (kW) U dm 1 R R l ( ) n 0 n – số đường dây đi song song Bảng 3.5 – Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án 1 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ω/m2) R(Ω) STT(kW) P(kW) TBATG-B1 3*35 442 0.668 0.109 1704.69 9.37 TBATG-B2 3*50 456 0.494 0.113 1815.16 10.48 TBATG-B3 3*35 272 0.668 0.091 1409.87 6.32 TBATG-B4 3*95 327 0.247 0.04 2670.89 8.15 TBATG-B5 3*35 306 0.668 0.102 1590.96 7.54 TBATG-B6 3*50 272 0.494 0.067 1953 6.9 TBATG-B7 3*50 286 0.494 0.071 1724.96 6.23 B3->4 3*400 27.2 0.047 2.13*10-4 1300.35 2.98 B3->6 3*50 136 0.524 0.021 109.52 8 Tổng tổn thất tác dụng trên dây dẫn: ∑ PD = 65.97 kW d. Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây : Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức : AD PD (kWh) AD 65.97*4592 302934.24 (kWh)
  56. e. Chọn máy cắt : 6300 I cnm I qtBA 1.3 I dmBA 1.3 215 3.22 1000 I c1 I qtBA 1.3 I dmBA 1.3 125 3 6 1600 I c2 I qtBA 1.3 I dmBA 1.3 200.15 3 6 Ta chọn 8DJ20 của Siemens : Tên Loại Cách Iđm Uđm Icắt Icắt Số Thành trạm mắt điện (A) (KV) N3S max lượng tiền cắt (KA) (KA) (106) TBATG 8DJ20 SF6 630 24 31.5 250 3 960 63 125 3 630 B1 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 B2 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 B3 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 B4 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 B5 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 B6 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 B7 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 6 Tổng vốn đầu tư máy cắt KMC = 4530.10 3. Chi phí tính toán của phương án 1 : Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện, ở đây chỉ tính đến giá thành các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án (K=KB + KD + KMC) , những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét tới.
  57. Chi phí tính toán Z1 của phương án 1 là : Vốn đầu tư : 6 6 6 6 K1 = KB + KD =2743.6*10 + 700*10 + 4530*10 =8063.6*10 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây : A1 = AB + AD = 1313257.74 + 302934.24 = 1616191.98 (kWh) Chi phí tính toán là : Z1 = (avh +atc).K1+ A1.C = (0.1+0.125)*8063.6*106+1616191.98 *3000 = 3 430 501 975 (đ) 3.2.2. Phƣơng án 2 Hình 3.3 – Sơ đồ phương án 2
  58. Phương án 2 dùng trạm biến áp trung gian lấy điện từ hệ thống về, hạ xuống 6 kV sau đó cung cấp cho 6 trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ áp từ 6 kV xuống 0.4 kV để cung cấp cho các phân xưởng. 1. Chọn máy biến áp phân xưởng và và xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp Trên cơ sở đã chọn được công suất máy biến áp ở trên ta có bảng kết quả chọn công suất máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất. Bảng 3.6 – Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 2 Tên Sđm UC/UH P0 PN UN I0 Số Đơn Thành TBA (kVA) (KV) (kW) (kW) (%) (%) máy giá tiền (106đ) (106đ) TBATG 6300 22/6.3 7.65 46.5 7.5 0.9 2 476 952 B1 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 B2 1600 6.3/0.4 2.8 18 5.5 1.3 2 190.2 380.4 B3 1600 6.3/0.4 2.8 18 5.5 1.3 2 190.2 380.4 B4 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 B5 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 B6 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 6 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB = 2653.6*10 (đ) , Xác định tổn thất điện năng trong trạm biến áp Tổn thất điện năng A trong trạm biến áp được tính theo công thức: 2 1 Stt A n. P0 .t . Pn . . (kWh) n S dmB
  59. Kết quả cho dưới bảng 3.7 : Bảng 3.7 – Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 2 Tên TBA Số lượng Stt(kVA) Sđm(kVA) P0(kW) PN(kW) A(kWh) TBATG 2 10150.41 6300 7.65 46.5 409604.44 B1 2 1704.69 1000 2.1 12.6 126356.5 B2 2 3115.51 1600 2.8 18 211754.09 B3 2 2780.41 1600 2.8 18 188919.05 B4 2 1590.96 1000 2.1 12.6 95068.15 B5 2 1953 1000 2.1 12.6 143994.25 B6 2 1724.95 1000 2.1 12.6 128144 Tổn thất điện năng trong các TBA: AB = 1307842.54 kWh 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện a. Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng Tương tự như phương án 1,từ trạm biến áp trung gian về tram biến áp phân xưởng cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế dòng điện jkt. Sử dụng cáp 2 lõi đồng với Tmax = 6000h ta có jkt = 2.7 (A/mm ) I max Tiết diện kinh tế của cáp : Fkt jkt Cáp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưởng đều là lộ kép nên :
  60. Sttpx I max 2 3U dm Chọn cáp đồng 3 lõi 6kV cach điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : khc I cp I sc Với khc = 0.93 Vì chiều dài cáp từ trạm biến áp trung gian đến các trạm biến áp phân xưởng ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp. Cách tính tương tự phương án 1. b. Chọn cáp hạ áp từ tram biến áp phân xưởng đến các phân xưởng Tương tự như phương án 1 cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Các đường cáp đều rất ngắn, tổn thất điện áp trên dây cáp không đáng kể nên có thể không cần kiểm tra lại điều kiện Ucp. Cáp hạ áp đều chọn loại cáp 1 lõi do hãng LENS chế tạo, ở đây ta chỉ quan tâm đến những đoạn khác biệt so với phương án khác. + Cáp từ B2 về Phân xưởng cơ khí số 1 : Sttpx 1815.16 I max 1378.93 (A) 2 3U dm 2 3 *0.38 Vì dòng lớn nên mỗi pha ta dùng 3 cáp đồng hạ áp một lõi tiết diện F = 630 2 (mm ) với dòng cho phép Icp = 1088 (A) và một cáp đồng hạ áp cùng tiết diện làm dây trung tính.
  61. Lấy khc = 0.85, kiểm tra lại theo điều kiện khc .Icf < Isc ta thấy cáp được chọn thỏa mãn. + Cáp từ B2 về Phân xưởng luyện kim màu : Sttpx 1300.35 I max 987.84 (A) 2 3U dm 2 3 *0.38 Vì dòng lớn nên mỗi pha ta dùng 3 cáp đồng hạ áp một lõi tiết diện F = 400 2 (mm ) với dòng cho phép Icp = 825 (A) và một cáp đồng hạ áp cùng tiết diện làm dây trung tính. Lấy khc = 0.85, kiểm tra lại theo điều kiện khc .Icf < Isc ta thấy cáp được chọn thỏa mãn. + Chọn cáp từ trạm B3 đến Phân xưởng sửa chữa cơ khí: Vì Phân xưởng sửa chữa cơ khí là hộ tiêu thụ loại III nên ta dùng cáp đơn để cung cấp điện Sttpx 109.52 I max 166.4 (A) 3U dm 3 *0.38 Chỉ có 1 cáp đi trong hào nên k2 = 1. Điều kiện chọn cáp là: I cp I max Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện 2 F = (3*50+35) (mm ) với Icp = 192 (A) + Cáp từ B3 về Phân xưởng nhiệt luyện : Sttpx 2780.41 I max 2112.2(A) 2 3U dm 2 3 *0.38 Vì dòng lớn nên mỗi pha ta dùng 3 cáp đồng hạ áp một lõi tiết diện F = 630 2 (mm ) với dòng cho phép Icp = 1088 (A) và một cáp đồng hạ áp cùng tiết diện làm dây trung tính.
  62. Lấy khc = 0.85, kiểm tra lại theo điều kiện khc .Icf 2 3*630+630 74.8 0.0283 3.5*10-4 1071 480664.8 B2->4 3*400+400 108.8 0.047 8.5*10-4 680 443904 B3->6 3*50+35 136 0.524 0.026 204 34680 B3->8 3*630+630 27.2 0.0283 1.3*10-4 1071 174787.2 3 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 1793133.6 *10 (đ) c. Xác định tổn thất tác dụng trên đường dây : 2 S ttpx 3 Công thức tính : P 2 R *10 (kW) U dm 1 R R l ( ) n 0 n – số đường dây đi song song Kết quả tính toán tổn thất cho trong bảng sau:
  63. Bảng 3.9 – Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án 2 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ω/km) R(Ω) Stt(kVA) P(kW) TBATG-B1 3*35 442 0.668 0.109 1704.69 9.37 TBATG-B2 3*120 380.8 0.196 0.037 3115.51 10.45 TBATG-B3 3*120 312.8 0.196 0.031 2780.41 7.38 TBATG-B4 3*35 306 0.668 0.102 1590.96 7.54 TBATG-B5 3*50 272 0.494 0.067 1953 6.9 TBATG-B6 3*50 286 0.494 0.071 1724.95 6.23 B2->2 3*630+630 74.8 0.0283 3.5*10-4 1815.16 8.1 B2->4 3*400+400 108.8 0.047 8.5*10-4 1300.35 10.68 B3->6 3*50+35 136 0.524 0.026 109.52 9.9 B3->8 3*630+630 27.2 0.0283 1.3*10-4 2780.41 6.61 Tổng tổn thất tác dụng trên dây dẫn: ∑ PD = 83.16 kW d. Xác định tổn thất điện năng trên đường dây : Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức : AD PD (kWh) AD 83.16*4592 381870.72 (kWh) e. Chọn máy cắt : 6300 I cnm I qtBA 1.3 I dmBA 1.3 215 3.22
  64. 1000 I c1 I qtBA 1.3 I dmBA 1.3 125 3 6 1600 I c2 I qtBA 1.3 I dmBA 1.3 200.15 3 6 Ta chọn 8DJ20 của Siemens Tên Loại Cách Iđm Uđm Icắt Icắt Số Thành trạm máy điện (A) (KV) N3S max lượng tiền cắt (KA) (KA) (106đ) TBATG 8DJ20 SF6 630 24 31.5 250 3 960 63 125 3 630 B1 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 B2 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 B3 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 B4 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 B5 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 B6 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 420 6 Tổng vốn đầu tư máy cắt : KMC = 4110.10 đ 3. Chi phí tính toán của phương án 2 : Vốn đầu tư : 6 K2 = KB + KD + KMC =2653.6 +1793 + 4110 =8556.6*10 (đ) Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: A2 = AB + AD = 1307842.54 + 381870.72 = 1689713.26 (kWh) Chi phí tính toán là :
  65. Z2 = (avh +atc).K2+ A2.C = (0.1+0.125)* 8556.6*106+3000 *1689713.26 = 3 614 948 260 (đ) 3.2.3. Phƣơng án 3 Hình 3.4 – Sơ đồ phương án 3 Phương án 3 sử dụng trạm phân phối trung tâm lấy điện từ hệ thống về cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ áp từ 22kV xuống 0.4kV để cấp cho các phân xưởng. 1. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp Trên cơ sở đã chọn được công suất các máy biến áp ở trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất.
  66. Bảng 3.10 – Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 3 Tên Sđm UC/UH P0 PN UN I0 Số Đơn Thành TBA (kVA) (KV) (kW) (kW) (%) (%) máy giá tiền (106đ) (106đ) B1 1000 22/0.4 2.1 12.6 6.5 1.5 2 121.8 243.6 B2 1000 22/0.4 2.1 12.6 6.5 1.5 2 121.8 243.6 B3 1000 22/0.4 2.1 12.6 6.5 1.5 2 121.8 243.6 B4 1600 22/0.4 2.8 18 6.5 1.4 2 202.5 405 B5 1000 22/0.4 2.1 12.6 6.5 1.5 2 121.8 243.6 B6 1000 22/0.4 2.1 12.6 6.5 1.5 2 121.8 243.6 B7 1000 22/0.4 2.1 12.6 6.5 1.5 2 121.8 243.6 6 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp : KB = 1866.6*10 (đ) Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp Tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp được tính theo công thức: 2 1 Stt A n. P0 .t . Pn . . kWh n S dmB Kết quả cho dưới bảng 3.11 Bảng 3.11 – Kết quả tính tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 3 Tên TBA Số lượng Stt(kVA) Sđm(kVA) P0(kW) PN(kW) A(kWh) B1 2 1704.69 1000 2.1 12.6 126356.5 B2 2 1815.16 1000 2.1 12.6 133420.4 B3 2 1409.87 1000 2.1 12.6 109140 B4 2 2670.89 1600 2.8 18 167530 B5 2 1590.96 1000 2.1 12.6 95068.15 B6 2 1953 1000 2.1 12.6 143994.25 B7 2 1724.95 1000 2.1 12.6 128144 Tổn thất điện năng trong các TBA: AB = 903653.3 (kWh)
  67. 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện a. Chọn cáp cao áp từ trạm phân phối trung tâm về trạm biến áp phân xưởng Tương tự như phương án 1, Từ trạm phân phối trung tâm về đến các trạm biến áp phân xưởng cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt. 2 Sử dụng cáp lõi đồng với Tmax = 6000h ta có jkt = 2.7 A/mm I max Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt jkt Cáp từ trạm phân phối trung tâm về các phân xưởng đều là cáp lộ kép nên: Sttpx I max 2 3U dm Chọn cáp đồng 3 lõi 22kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURAKAWA (Nhật) chế tạo Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: khc I cp I sc Với khc = 0.93 Vì chiều dài cáp từ trạm phân phối trung tâm đến các trạm biến áp phân xưởng ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp. Để dễ tính toán ta xét cáp dẫn từ trạm phân phối trung tâm về B4 Sttpx 2670.89 I max 35.05(A) 2 3U dm 2 3.22 I max 35.05 2 => Fkt 13.02(mm ) jkt 2.7 Như vậy chọn đồng loạt cáp XLPE 16 mm2 b. Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng:
  68. Tương tự như phương án 1, cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Các đường cáp đều rất ngắn, tổn thất điện áp trên cáp không đáng kể nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại điều kiện Ucp. Bảng 3.12 – Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp cua phương án 3 2 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ω/m ) R(Ω) Đơn giá Thành tiền (103đ/m) (103đ) 3*16 442 1.47 0.32 58 51272 TPPTT-B1 TPPTT -B2 3*16 456 1.47 0.34 58 52896 TPPTT-B3 3*16 272 1.47 0.2 58 31552 TPPTT-B4 3*16 327 1.47 0.24 58 37932 TPPTT-B5 3*16 306 1.47 0.22 58 35496 TPPTT-B6 3*16 272 1.47 0.2 58 31552 TPPTT-B7 3*16 286 1.47 0.21 58 33176 B3->4 3*400+400 27.2 0.047 2.13*10-4 680 110976 B3->6 3*50+35 136 0.524 0.021 204 27744 3 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 412596*10 (đ) c. Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây: 2 S ttpx 3 Công thức tính: P 2 R *10 (kW) U dm 1 R R l ( ) n 0 n – số đường dây đi song song
  69. Bảng 3.13– Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án 3 2 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ω/m ) R(Ω) STT(kW) P(kW) TPPTT-B1 3*16 442 1.47 0.32 1704.69 2.05 TPPTT-B2 3*16 456 1.47 0.34 1815.16 2.17 TPPTT-B3 3*16 272 1.47 0.2 1409.87 1.28 TPPTT-B4 3*16 327 1.47 0.24 2670.89 1.54 TPPTT-B5 3*16 306 1.47 0.22 1590.96 1.41 TPPTT-B6 3*16 272 1.47 0.2 1953 1.28 TPPTT-B7 3*16 286 1.47 0.21 1724.95 1.34 B3->4 3*400+400 27.2 0.047 2.13*10-4 1300.35 2.98 B3->6 3*50+35 136 0.524 0.021 109.52 8 Tổng tổn thất tác dụng trên các đường dây: ∑ PD =22.05 (kW) d. Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây : Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức : AD PD (kWh) AD 22.05*4592 101253.6 (kWh) e. Chọn máy cắt : 1000 I c1 I qtBA 1.3 I dmBA 1.3 34.157(A) 3 22 1600 I c2 I qtBA 1.3 I dmBA 1.3 54.65(A) 3 22 Ta chọn 8DJ20 của Siemens:
  70. Tên Loại Cách Iđm Uđm Icắt Icắt Số Thành trạm máy điện (A) (KV) N3S max lượng tiền cắt (KA) (KA) (106đ) B1 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 640 B2 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 640 B3 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 640 B4 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 640 B5 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 640 B6 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 640 B7 8DJ20 SF6 630 6 63 125 2 640 6 Tổng vốn đầu tư máy cắt : KMC = 4480.10 (đ) 3. Chi phí tính toán phương án 3: Vốn đầu tư : 6 K3 = KB + KD + KMC =1866.6 + 412.6 + 4480 = 6759.2*10 (đ) Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: A3 = AB + AD = 903653.3 + 101253.6 = 1004906.9 (kWh) Chi phí tính toán là : Z3 = (avh +atc).K3+ A1.C = (0.1+0.125)* 6759.2*106+3000 *1004906.9 = 2 525 726 900 (đ) Như vậy ta có kết quả tính toán cho 3 phương án như sau:
  71. Bảng 3.14 – Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án Phương án Vốn đầu tư (106đ) Tổn thất điện Chi phí tính toán năng (kWh) (đ) Phương án 1 8063.6 1 616 191.98 3 430 501 975 Phương án 2 8556.6 1 689 713.26 3 614 948 260 Phương án 3 6759.2 1 004 906.9 2 525 726 900 Nhận xét: Từ các kết quả tính toán cho thấy phương án 3 là phương án tốt hơn cả nên ta chọn phương án này. 3.3. Thiết kế chi tiết cho phƣớng án đƣợc chọn 3.3.1. Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm Đường dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm của nhà máy dài 10km, sử dụng 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 bảng 5 ( trang 294, TL2), dây AC có thời gian sử dụng công suất lớn 2 nhất Tmax = 6000h , ta có jkt = 1 A/mm Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn là: Sttnm 10150.41 Ittnm 132.81 (A) 2. 3U dm 2 * 3 * 22 Tiết diện kinh tế là : Ittnm 132.81 2 Fkt 132.81 (mm ) jkt 1
  72. Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 120mm2. Tra bảng PL 4.12[TL2] dây dẫn AC- 120 và Dtb= 2m có Icp = 380 (A) * Kiểm tra dây đã chọn theo điều kiện khi xảy ra sự cố đứt một dây: Isc = 2*Ittnm =2*132.81 = 265.62 < Icp = 380 (A) Vậy dây đã chọn thỏa mãn điều kiện sự cố. * Kiểm tra dây đã chọn theo điều kiện tổn thất điện năng: Với dây AC-120 có khoảng cách trung bình hình học 2m, tra bảng PL 4.6[TL2] ta có: r0 = 0.27 /km và x0 = 0.365 /km P R Q X 7687.61*0.27*10 6628.09*0.365*10 U ttnm ttnm 1017 (V ) Udm 2 22 U U cp 5%.U dm 1100 (V) Dây đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất cho phép Vậy ta chọn dây AC-120 3.3.2. Sơ đồ trạm phân phối trung tâm Trạm phân phối trung tâm là nơi nhận điện từ hệ thống về cung cấp cho nhà máy, do đó vấn đề chọn sơ đồ nối dây có ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề an toàn điện cho nhà máy. Sơ đồ phải thỏa mãn các điều kiện như: Cung cấp điện liên tục theo yêu cầu của phụ tải, thuận tiện trong vấn đề vận hành và xử lý sự cố, an toàn lúc vận hành và sửa chữa, hợp lý về kinh tế trên yêu cầu đảm bảo về kỹ thuật. Nhà máy chế tạo máy kéo được xếp vào loại phụ tải loại I, do đó trạm phân phối trung tâm được cung cấp điện bằng đường dây kép với hệ thống thanh góp có phân đoạn. Trên mỗi phân đoạn thanh góp có đặt một máy biến áp đo lường hợp bộ ba pha năm trụ có cuộn tam giác hở báo chạm đất một pha trên cáp 22kV. Để chống sét từ đường dây truyền vào trạm đặt chống sét van trên các
  73. phân đoạn của thanh góp. Máy biến dòng được đặt trên tất cả các lộ vào ra của trạm có tác dụng biến đổi dòng điện lớn ( phía sơ cấp ) thành dòng 5A cung cấp cho các thiết bị đo lường và bảo vệ. Chọn dùng các tủ hợp bộ của Siemens, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì, hệ thống chống sét trong tủ có dòng định mức 1250A Bảng 3.15 – Thông số máy cắt đặt tại TPPTT Loại máy cắt Cách điện Idm (A) Udm (kV) Icắt 3s (kA) Icắtt nmax (kA) 8DC11 SF6 1250 24 25 63 nh¸nh Hình 3.8 – Sơ đồ hệ thống một thanh góp phân đoạn Toàn trạm phân phối trung tâm có 21 tủ Trong đó: - 2 tủ máy cắt đầu vào - 2 tủ chống sét - 2 tủ BU - 1 tủ máy cắt phân đoạn - 14 tủ máy cắt đầu ra
  74. 3.3.3. Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện 1. Tính ngắn mạch phía cao áp Mục đích của việc 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 dòng ngắn mạch 3 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 toán gần đúng điện áp ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung gian và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế để tính toán ngắn mạch được thể hiện trong hình 3.9: N N1 MC ĐDTK BAKV Cáp PPTT BAPX XH N N1 Zd ZCi HT Hình 3.9 – Sơ đồ tính toán ngắn mạch Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện ta cần tính toán 6 điểm ngắn mạch sau: N : điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt và thanh góp
  75. N1-> N7 : là điểm ngắn mạch phía cao áp các trạm biến áp phân xưởng để kiểm tra cáp và các thiết bị trong trạm. Điện kháng của hệ thống được tính theo công thức: U 2 X HT ( ) S N Trong đó: SN - công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung gian SN = 250 (MVA) U - điện áp của đường dây, U = Utb = 22 (kV) Điện trở và điện kháng của đường dây là: R = r0 .L / 2 ; X = x0 . L / 2 Trong đó: r0 , x0 - điện trở và điện kháng trên 1 km đường dây ( /km) L - chiều dài của đường dây 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 như sau: " U I N I I Z N 3 Trong đó: ZN – tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch thứ i ( ) U – điện áp của đường dây (kV) Trị số dòng ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: ixk 1,8. 2I N (kA)
  76. Bảng 3.16 – Thông số đường dây trên không và cáp 2 2 Đường cáp F(mm) L(km) R0(Ω/m ) X0(Ω/m ) R(Ω) X(Ω) TPPTT-B1 3*16 0.442 1.47 0.142 0.32 0.031 TPPTT-B2 3*16 0.456 1.47 0.142 0.34 0.032 TPPTT-B3 3*16 0.272 1.47 0.142 0.2 0.02 TPPTT-B4 3*16 0.327 1.47 0.142 0.24 0.023 TPPTT-B5 3*16 0.306 1.47 0.142 0.22 0.022 TPPTT-B6 3*16 0.272 1.47 0.142 0.2 0.02 TPPTT-B7 3*16 0.286 1.47 0.142 0.21 0.02 TBAKV-TPPTT AC-120 10 0.27 0.365 1.35 1.825 Tính toán điểm ngắn mạch N tại thanh góp trạm phân phối trung tâm: U 2 222 X HT 1.936 ( ) S N 250 R = Rdd = 1.35 ( ) X=Xdd + XHT =1.825 + 1.936 = 3.761 ( ) U 22 I 3.18 (kA) N 2 2 3Z N 3 * 1.35 3.761 ixk 1.8* 2 * I N 1.8* 2 *3.18 8.08 (kA) Tính toán điểm ngắn mạch N1 ( tại thanh cái trạm biến áp B1): R1 = Rdd + Rc1= 1.350 + 0.32 = 1.67 ( ) X=Xdd + XHT + Xc1 = 1.825+ 1.936 + 0.031 = 3.792 ( ) U 24 I 3.07 (kA) N 2 2 3Z N1 3 * 1.936 3.792
  77. ixk 1.8* 2 I N1 1.8* 2 *3.07 7.8 (kA) Tính toán tương tự tại các điểm N2->N7 ta có bảng sau: Bảng 3.17 – Kết quả tính toán ngắn mạch Điểm ngắn mạch IN(kA) IXK(kA) N1 3.07 7.8 N2 3.06 7.79 N3 3.11 7.91 N4 3.1 7.88 N5 3.1 7.88 N6 3.11 7.91 N7 3.11 7.91 N 3.18 8.08 2. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện: - Lựa chọn và kiểm tra máy cắt, thanh dẫn của TPPTT: Máy cắt 8DC11được chọn theo tiêu chuẩn sau: Điện áp định mức: Udm.MC Udm.m = 22 kV Dòng điện định mức: Idm.MC = 1250 A Ilv.max = 2*Ittnm = 265.62 A Dòng điện cắt định mức: Idm.cắt = 25 kA IN = 3.11 kA Dòng điện ổn định cho phép: idm.d = 63 kA ixk = 8.08 kA Thanh dẫn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động - Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp BU: BU được chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: UđmBU Udm.m = 22 kV
  78. Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS34, kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo có các thông số kỹ thuật như sau: Bảng 3.18 – Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS34 Thông số kỹ thuật 4MS34 Uđm (kV) 24 U chịu đựng tần số công nghiệp 1 (kV) 50 U chịu đựng xung 1.2/50 s(kV) 125 U1đm (kV) 22/ 3 U2đm (kV) 110/ Tải định mức (VA) 400 - Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BI: BI được chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức: Udm.B1 Udm.m=22 kV Dòng điện sơ cấp định mức: I max kqtbt S dm.BA 1.3*1600 I dm.BI 45.48A 1.2 1.2* 3 * 22 1.2* 3*.22 Chọn BI loại 4ME14, kiểu hình trụ do Siemens chế tạo có các thông số kỹ thuật như sau: Bảng 3.19 – Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME14 Thông số kỹ thuật 4ME14 Uđm (kV) 24 U chịu đựng tần số công nghiệp 1 (kV) 50 U chịu đựng xung 1.2/50 s(kV) 125 I1đm(kA) 5 - 2000 I2đm(kA) 1 hoặc 5 Iôđ nhiệt 1s (kA) 80 Iôđ động (kA) 120 - Lựa chọn chống sét van: Chống sét van được chọn theo cấp điện áp: Udm.m = 22 kV
  79. Loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có Uđm = 24 kV, loại giá đỡ ngang AZLP501B24 3.3.4. Sơ đồ trạm biến áp phân xƣởng: Tất cả các trạm biến áp phân xưởng đều đặt hai máy biến áp do nhà máy chế tạo Thiết bị điện Đông Anh sản xuất tại Việt Nam. Vì các trạm biến áp này được đặt rất gần trạm phân phối trung tâm nên phía cao áp chỉ cần đặt dao cách ly và cầu chì. Dao cách ly dung để cách ly máy biến áp khi cần sửa chữa. Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho máy biến áp. Phía hạ áp đặt aptomat tổng và các aptomat nhánh. Thanh cái hạ áp được phân đoạn bằng aptomat phân đoạn. Để hạn chế dòng ngắn mạch vể phía hạ áp của trạm và làm đơn giản việc bảo vệ ta lựa chọn phương thức cho hai máy biến áp làm việc độc lập ( aptomat phân đoạn của thanh cái hạ áp thường ở trạng thái cắt ). Chỉ khi nào có một máy biến áp gặp sự cố mới sử dụng aptomat phân đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn đi với máy biến áp bị sự cố. Hình 3.10 – Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng đặt hai máy biến áp Tñ A MBA Tñ A Tñ A MBA Tñ cao ¸p Tñ A tæng ph©n Tñ A tæng Tñ cao ¸p 22/0,4 nh¸nh nh¸nh 22/0,4 ®o¹n
  80. 1. Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp : Ta sẽ dùng một loại dao cách ly cho tất cả các trạm biến áp để thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau : Điện áp định mức : Udm.MC Udm.m = 22kV Dòng điện định mức: Idm.MC Ilv.max = 2*Ittnm= 265.62 kA Dòng điện ổn định động cho phép: idm.d ixk = 8.08 kA Tra bảng PL2.17[TL2] ta chọn dao cách ly 3DC với các thông số kỹ thuật sau: Bảng 3.20 – Thông số kỹ thuật của dao cách ly 3DC Uđm(kV) Iđm (A) INT (kA) IN max (kA) 24 630-2500 16-31.5 40-80 2. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp : Dùng một loại cầu chì cao áp cho tất cả các trạm biến áp để thuận tiện cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Cầu chì được chọn theo các tiêu chuẩn sau : Điện áp định mức : Udm.CC Udm.m = 22 kV kqtbt Sdm.BA 1.3*1600 Dòng điện định mức: I dm.CC I lv max 54.58kA 3U dm.m 3 * 22 Dòng điện cắt định mức: Idm.cắt IN4 = 3.11 kA ( Vì dòng ngắn mạch trên thanh cái của trạm biến áp B3 có giá trị lớn nhất) Tra bảng PL2.19[TL2] ta chọn loại cầu chì 3GD1 413-4B do Siemens chế tạo với các thông số kỹ thuật sau:
  81. Bảng 3.21 – Thông số kỹ thuật của cầu chì loại 3GD1 413-4B Uđm (kV) Iđm (A) Icắt min (A) I cắt N (kA) 24 63 432 31.5 3. Lựa chọn và kiểm tra aptomat : Aptomat tổng, aptomat phân đoạn và các aptomat nhánh đều do Merlin Gerin chế tạo + Aptomat tổng được lựa chọn theo các điều kiện sau : Điện áp định mức : Udm.A Udm.m = 0.38 (kV) Dòng điện định mức : Idm.A Ilv max kqtbt SdmBA Trong đó : I lv max 3U dm.m Các trạm B1, B2, B3, B5, B6, B7 có Sđm = 1000 kVA kqtbtSdmBA 1.3*1000 Nên Ilv max 1975.14 (A) 3U dm.m 0.38 3 Trạm biến áp B4 có Sđm = 1600 kVA kqtbtSdmBA 1.3*1600 Nên Ilv max 3160.23 (A) 3U dm.m 0.38 3 Tra bảng PL3.3[TL2] ta chọn aptomat tổng và aptomat phân đoạn như sau: Bảng 3.22 – Kết quả chọn MCCB tổng và MCCB phân đoạn Tên trạm Loại Số lượng Uđm (V) Iđm (A) Icắt N Số (kA) cực B1,B2,B3, CM2000N 3 415 2000 70 3 B5,B6,B7 B4 CM3200N 3 415 3200 70 3
  82. + Với aptomat nhánh: Điện áp định mức: Udm.A Udm.m = 0.38 (kV) Sttpx Dòng điện định mức: I dm.A I tt n 3U dm.m Trong đó: n – số aptomat nhánh đưa về phân xưởng Kết quả lựa chọn các MCCB nhánh được ghi trong bảng: Bảng 3.23 – Kết quả lựa chọn MCCB nhánh, loại 4 cực của Merlin Gerin Tên phân xưởng STT SL ITT (A) Loại UĐM IĐM(A) IN (kVA) (VA) (kA) Ban QL & P. T/kế 80.36 2 61.81 NS100N 690 100 7.5 P/x cơ khí số 1 1815.16 2 1950.09 CM2500 690 2500 50 P/x cơ khí số 2 1624.33 2 1233.95 CM1600 690 1600 50 P/x luyện kim màu 1300.35 2 987.83 CM1250 690 1250 50 P/x luyện kim đen 1724.95 2 1310.4 CM1600 690 1600 50 P/x Sửa chữa cơ khí 109.52 2 83.2 NS100N 690 100 7.5 P/x Rèn 1953 2 1483.64 CM1600 690 1600 50 P/x Nhiệt luyện 2670.89 2 2029 CM2500 690 2500 50 Bộ phận nén khí 1505.56 2 1143.73 CM1250 690 1250 50 Kho vật liệu 85.4 2 64.88 NS100N 690 100 7.5
  83. 4. Lựa chọn thanh góp: Các thanh góp được lựa chọn theo tiêu chuẩn dòng điện phát nóng cho phép: Stt 2709 khc.Icp Icb 4116 (A) 3U dm 0.38 3 2 Chọn thanh dẫn đồng (100*10 mm ) mỗi pha ghép 3 thanh Icf = 4650 (A) 5. Kiểm tra cáp đã chọn: Với cáp chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất IN3=3.11 (kA) Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt: F 16mm2 6*3.11* 0.5 13.2(mm2 ) Vậy cáp đã chọn cho các tuyến là hợp lý. 6. Kết luận: Các thiết bị đã lựa chọn cho mạng điện cao áp của nhà máy đều thỏa mãn các điều kiện kỹ thuật.
  84. CHƢƠNG 4 THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 4.1. Phân xƣởng sửa chữa cơ khí Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng số 6 trên mặt bằng, có diện tích 1100 m2, trong đó có 70 loại thiết bị (có một số thiết bị không dùng điện) được chia làm 5 nhóm. Công suất tính toán của phân xưởng là 109.52kVA trong đó có 15.4kW là công suất chiếu sáng. 4.2. Chọn sơ đồ đi dây cho Phân xƣởng sửa chữa cơ khí Mạng điện dùng cho phân phối và cung cấp điện cho các tủ động lực của phân xưởng. Việc sơ đồ đi dây phải đảm bảo các yêu cầu: đơn giản, thuận tiện, an toàn, tiết kiệm. Một số sơ đồ hay được sử dụng: - Sơ đồ hình tia: 1 2 3 4 1: trạm biến áp phân xưởng. 2: là cáp dẫn. 3: là tủ động lực. 4: thiết bị dùng điện. Hình 4.1- Sơ đồ mạng điện phân xưởng hình tia
  85. Ưu điểm: o Cung cấp điện an toàn, thuận tiện cho việc sửa chữa và vận hành, bảo vệ tự động hóa. Nhược điểm: o Vốn đầu tư cao cho nên thường được dùng để cung cấp điện cho phụ tải loại 1 và 2. - Sơ đồ hình phân nhánh: 1 2 3 4 1: Trạm biến áp. 2: Đường dây hình tia. 3: Đường dây phân nhánh. 4: Thiết bị dùng điện. Hình 4.2- Sơ đồ mạng điện phân xưởng phân nhánh. Ưu điểm: o Vốn đầu tư ít, thiết kế đơn giản. Nhược điểm: o Độ an toàn cung cấp điện không cao, khó sửa chữa. - Sơ đồ hỗn hợp:
  86. . Thuận tiện cho việc bảo vệ tự động hóa và sửa chữa. Tuy nhiên mức độ cấp điện không cao lắm so với sơ đồ hình tia. Vốn đầu tư hạ. Qua các ưu khuyết điểm của một số sơ đồ trên, căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phân xưởng và vốn đầu tư hợp lý, chọn sơ đồ di dây cho phân xưởng là sơ đồ hỗn hợp. 1 2 3 4 1: Trạm biến áp. 2: Đường dây hình tia. 3: Đường dây phân nhánh. 4: Thiết bị dùng điện. Hình 4.3- Sơ đồ mạng điện phân xưởng kiểu hỗn hợp. Sau khi điện áp được biến đổi từ 22kV xuống 0.4kV được đưa tới tủ phân phối trung tâm nằm trong phân xưởng . Tủ này có nhiệm vụ phân phối điện tới 5 tủ động lực (ĐL) đặt tại 5 nhóm đã thiết bị đã phân chia ở chương 2. - Tủ động lực có nhiệm vụ cung cấp điện đến các thiết bị trong nhóm. Tủ động lực thường đặt ở trung tâm nhóm máy để tiết kiệm đường dây đến các phụ tải và cạnh tường để tiết kiệm diện tích.
  87. - Để dễ dàng vận hành bảo vệ các thiết bị cũng như thuận tiện cho việc bảo quản và sửa chữa cần phải lắp đặt ở tủ phân phối 1 aptomat cho đầu vào và 6 aptomat đầu ra trong đó 5 đầu ra cung cấp điện cho 5 tủ động lực và 1 đầu ra cung cấp cho tủ chiếu sáng. Ở tủ động lực đầu vào sẽ lắp 1 aptomat tổng và đầu ra đặt các aptomat nhánh. Việc sử dụng aptomat ở hạ áp này giúp cho đóng cắt hạ áp , nó có chức năng quan trọng là bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Nó có ưu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm việc chắc chắn , tin cậy , an toàn , đóng cắt đồng thời 3 pha và khả năng tự động hóa cao nên mặc dù có giá thành đắt hơn nhưng ngày nay người ta vẫn thường hay sử dụng thiết bị này thay cho cầu chì. 4.3. Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối mạng hạ áp phân xƣởng Hình 4.4 – Sơ đồ tủ phân phối tới các tủ động lực của phân xưởng Ở tủ phân phối ta cần chọn 1 aptomat tổng ở đầu vào và 6 aptomat nhánh ở đầu ra cho 5 tủ động lực của 5 nhóm và 1 tủ chiếu sáng. - Chọn aptomat tổng : Aptomat tổng được chọn theo điều kiện: Điện áp định mức : Uđm.A Uđm.m = 0,38kV
  88. Sttpx 109.52 Dòng điện định mức: Iđm.A Itt = = 166.4A 3.0,38 3.U dm.m Kết hợp với dòng ngắn mạch sau MBA: IN = 7.91 kA Tra bảng PL4.3[TL1] chọn aptomat loại NS630N có: IđmA=630 (A) , Icắt N = 10 (kA) - Chọn aptomat nhánh: Aptomat nhánh được chọn theo điều kiện: Điện áp định mức : Uđm.A Uđm.m = 0,38kV Sttn hom i Dòng điện định mức: Iđm.A Itt = 3.U dm.m + với tuyến cáp từ tủ phân phối về tủ động lực 1 : Điện áp định mức: Uđm.A Uđm.m = 0,38kV Sttn hom i 11.43 Dòng điện dịnh mức : Iđm.A Itt = = 17.37(A) 3.U dm.m 3.0,38 Tra bảng PL4.3[TL1] chọn aptomat loại C60H 63 có IđmA= 63(A) Chọn tương tự như trên kết hợp với kết quả đã tính toán ở chương 2 ta có bảng kết quả. Bảng 4.1 – Kết quả lựa chọn aptomat của Merlin Gerin cho tủ phân phối Stt Iđm Uđm Icắt N Số Tuyến cáp Itt (A) Loại (kVA) (A) (V) (kA) cực TPP - ĐL1 11.43 17.37 C60H 63 63 440 10 4 TPP - ĐL2 52.58 79.89 NC100H 100 440 6 4 TPP - ĐL3 15.09 22.93 C60H 63 63 440 10 4
  89. TPP - ĐL4 16.9 25.68 C60H 63 63 440 10 4 TPP - ĐL5 28.45 43.22 C60H 63 63 440 10 4 TPP - ĐLcs 15.4 23.4 C60H 63 63 440 10 4 Aptomat 109.52 166.4 NS630N 630 690 10 4 tổng - Chọn thanh cái của trạm biến áp phân xưởng: Chọn tiết diện thanh dẫn theo điều kiện phát nóng Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép(A): K1K2Icp ≥ Itt Trong đó: K1 = 1: Với thanh dẫn đặt đứng. K1 = 0,95: Với thanh dẫn đặt ngang. K2: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường. Chọn dòng điện tính toán là dòng lớn nhất khi MBA quá tải 40% 1000 Itt = 1.4* = 1515.5(A). 3 *0.4 Thanh dẫn bằng đồng nằm ngang k1 = 0,95 mỗi pha có 1 thanh dẫn k2 = 0,888 khi nhiệt độ môi trường là 350C. 1082,5 Icp ≥ = 1796(A). 0,95.0,888 Tra bảng 7.2 [TL2] ta chọn thanh cái bằng đồng hình chữ nhật có kích thước 80x10 tiết diện 800mm2 thông số ghi trong bảng 4.2 có dòng điện cho phép là 1900(A). - Chọn thanh cái của tủ động lực: Chọn tiết diện thanh dẫn theo điều kiện phát nóng
  90. Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép(A): K1K2Icp ≥ Itt Dòng điện tính toán là dòng tính toán của nhóm thiết bị lớn nhất: Itt = 259,2(A). Thanh dẫn bằng đồng nằm ngang k1 = 0,95 mỗi pha có 1 thanh dẫn k2 = 0,888 khi nhiệt độ môi trường là 350C. 259,2 Icp ≥ = 307,3(A). 0,95.0,888 Tra bảng 7.2 [TL2] ta chọn thanh dẫn bằng đồng hình chữ nhật có kích thước 25x3 tiết diện 75mm2 thông số ghi trong bảng 4.2 có dòng điện cho phép là 340(A). Bảng 4.2- Bảng thông số thanh cái hạ áp( nhiệt độ môi trường 250C). Kích thước Tiết diện Khối lượng (kG/m) Dòng điện cho phép (A) (mm) (mm2) Đồng (Mỗi pha một thanh) 80x10 800 7,1 1900 25x3 75 0,668 340 4.3.1. Chọn cáp dẫn điện cho mạng hạ áp phân xƣởng Các đường cáp hạ áp 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 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. - Theo điều kiện phát nóng : Khc.Icp Itt.
  91. Trong đó Khc – hệ số hiệu chỉnh , ở đây lấy Khc = 1 - Cáp được bảo vệ bằng aptomat I kđ K hc .I cp Trong đó : + Khc – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp và số đường cáp đặt song song . Cáp đi từng tuyến riêng trong hầm cáp , Khc = 1 + Ikđ – dòng khởi động của bộ phận cắt mach điện + = 1.5 – đối với khởi động nhiệt = 4.5 - đối với khởi động điện từ Dòng Ikđ được chọn theo dòng khởi động nhiệt , Ikđ nhiệt Iđm.aptomat . Để an toàn thường lấy Ikđ nhiết = 1.25*Iđm aptomat và =1.5. Khi đó công thức trên trở thành : 1,25.IdmA Icp 1,5 4.3.1.1. Chọn cáp từ trạm biến áp đến phân xƣởng: Theo kết quả tính toán ở chương 2 ta có : Cáp chọn từ trạm biến áp phân xưởng B3 về phân xưởng đã tính toán ở chương 2 (cáp dùng ở đây là loại có tiết diện (3*50+35) cách điện PVC của LENS chế tạo Icf =192A). Trong tủ hạ áp của trạm biến áp B3 ở đầu đường dây đến tủ phân phối đã đặt Aptômat loại NS100N do hãng Merlin Gerin chế tạo Iđm=100A Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với aptomat : 1.25 I 1.25*100 I dmA 83.33(A) cf 1.5 1.5
  92. Vậy cáp chọn là hợp lí. 4.3.1.2. Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực - Chọn cáp từ TPP-ĐL1: Ta cũng chọn theo 2 điều kiện như trên. + Điều kiện phát nóng ; Icp Ittnhóm = 11.43(A) + Điều kiện phối hợp với aptomat : I 1.25* I 1.25* 63 I kd .nh dmA 52,5(A) cp 1.5 1.5 Kết hợp 2 điều kiện trên , tra bảng 4.24[TL2] ta chọn cáp PVC 3G10 có Icp = 75(A) Chọn tương tự các tuyến khác kết quả ghi trong bảng sau: Bảng 4.2 – Kết quả chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực 2 Tuyến cáp Itt (A) IđmA (A) FCáp (mm ) Icp (A) PP-ĐL1 17.37 63 3G10 87 PP-ĐL2 79.89 100 3G25 144 PP-ĐL3 22.93 63 3G10 87 PP-ĐL4 25.68 63 3G10 87 PP-ĐL5 43.22 63 3G10 87 PP-ĐLcs 23.4 63 3G4 53 4.4. Lựa chọn thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xƣởng Ta chọn tủ động lực là tủ có 12 đầu ra: - Nhóm 1 có 7 thiết bị ứng với 7 đầu ra
  93. - Nhóm 2 có 9 thiết bị ứng với 9 đầu ra - Nhóm 3 có 10 thiết bị ứng với 10 đầu ra - Nhóm 4 có 9 thiết bị ứng với 9 đầu ra -Nhóm 5 có 10 thiết bị ứng với 10 đầu ra Sau khi chia các thiết bị trong từng nhóm theo các nhóm nhỏ để đi chung đường cáp ta đi lựa chọn cáp và aptomat từ tủ động lực đến các thiết bị. 4.4.1. Lựa chọn aptomat và cáp từ tủ động lực đến các thiết bị 1. Các aptomat đến các thiết bị và nhóm thiết bị trong các tủ động lực cũng được chọn theo các điều kiện đã nêu ở phần trên. Uđm.A Uđm.m = 0,38 kV Ptt Iđm.A Itt = 3.cos .U dm.m 2. Các đường cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: khc. Icp Itt Trong đó: Itt – dòng điện tính toán của động cơ Icp – dòng điện phát nóng cho phép tương ứng với từng loại dây , từng tiết diện khc – hệ số hiệu chỉnh , lấy khc = 1. Và kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ của cáp , khi bảo vệ bằng aptomat : Ikddt 1,25.IdmA Icp 1,5 1,5
  94. Do công suất các thiết bị trong phân xưởng không lớn và đều được bảo vệ bằng aptomat nên ở đây không tính toán ngắn mạch trong phân xưởng để kiểm tra các thiết bị được lựa chọn theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. Với nhóm 1: (Mỗi thiết bị 1 aptomat) - Chọn aptomat cho đường cáp từ tủ ĐL1 đến máy cưa kiểu đại có P = 1 kW , cos = 0.6 Ta chọn theo điều kiện: Uđm.A Uđm.m = 0,38 kV Ptt 1 Iđm.A Itt = 2.53(A) 3 * cos *U dm.m 3 * 0.6 * 0.38 Chọn aptomat loại 50 AF kiểu ABE 53a có Uđm = 600 (V) , Iđm = 5 (A) , có 3 cực. Chọn cáp từ tủ ĐL 1 đến máy cưa kiểu đại P = 1 kW , cos = 0,6 Icp Itt = 2.53 A Ikddt 1.25* IdmA 1.25*5 Icp = 4.17 A 1,5 1.5 1.5 Chọn dây dẫn là cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo tra tại Bảng 4.24[TL2] Chọn loại cáp PVC 3G1.5 có Icp = 31(A). Cáp được đặt trong đường ống thép có đường kính 3/4" chôn dưới nền phân xưởng. - Chọn aptomat cho đường cáp từ tủ ĐL1 đến khoan bàn có P = 0.65 kW , cos = 0.6 Ta chọn theo điều kiện: Uđm.A Uđm.m = 0,38 kV
  95. Ptt 0.65 Iđm.A Itt = 1.65(A) 3 *cos *U dm.m 3 *0.6*0.38 Chọn aptomat loại 50 AF kiểu ABE 53a có Uđm = 600 (V) , Iđm = 5 (A) , có 3 cực. Chọn cáp từ tủ ĐL 1 đến khoan bàn P = 0.65 kW , cos = 0.6 Icp Itt = 1.65 A Ikddt 1.25* IdmA 1.25*5 Icp = 4.17 A 1,5 1.5 1.5 Chọn dây dẫn là cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo tra tại Bảng 4.24[TL2] Chọn loại cáp PVC 3G1,5 có Icp = 31(A). Cáp được đặt trong đường ống thép có đường kính 3/4" chôn dưới nền phân xưởng. - Chọn aptomat cho đường cáp từ tủ ĐL1 đến máy mài ngang có P = 4.5 kW , cos = 0.6 Ta chọn theo điều kiện: Uđm.A Uđm.m = 0,38 kV Ptt 4.5 Iđm.A Itt = 11.39(A) 3 *cos *U dm.m 3 *0.6*0.38 Chọn aptomat loại 50 AF kiểu ABE 53a có Uđm = 600 (V) , Iđm = 15 (A) , có 3 cực. Chọn cáp từ tủ ĐL 1 đến máy mài ngang P = 4.5 kW , cos = 0.6 Icp Itt = 11.39 A 1.25*15 Icp = 12.5 A 1.5
  96. Chọn dây dẫn là cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo tra tại Bảng 4.24[TL2] Chọn loại cáp PVC 3G1.5 có Icp = 31(A). Cáp được đặt trong đường ống thép có đường kính 3/4" chôn dưới nền phân xưởng. - Chọn aptomat cho đường cáp từ tủ ĐL1 đến máy mài thô, máy khoan đứng , máy xọc , máy mài tròn vạn năng có P = 2.8 kW , cos = 0.6 Ta chọn theo điều kiện: Uđm.A Uđm.m = 0,38 kV Ptt 2.8 Iđm.A Itt = 7.09(A) 3 *cos *U dm.m 3 *0.6*0.38 Chọn aptomat loại 50 AF kiểu ABE 53a có Uđm = 600 (V) , Iđm = 15 (A) , có 3 cực. Chọn cáp từ tủ ĐL 1 đến máy mài thô, máy khoan đứng , máy xọc , máy mài tròn vạn năng có P = 2.8 kW , cos = 0.6 Icp Itt = 7.09 A Ikddt 1.25* IdmA 1.25*15 Icp = 12.5 A 1,5 1.5 1.5 Chọn dây dẫn là cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo tra tại Bảng 4.24[TL2] Chọn loại cáp PVC 3G1.5 có Icp = 31(A). Cáp được đặt trong đường ống thép có đường kính 3/4" chôn dưới nền phân xưởng. Chọn hoàn toàn tương tự cho các thiết bị của các nhóm còn lại ta được bảng tổng kết:
  97. Bảng 4.3 – Bảng kết quả lựa chọn dây dẫn và aptomat cho các nhóm trong Phân xưởng sửa chữa cơ khí Ký hiệu Phụ tải Dây dẫn Aptomat Tên máy trên bản P I Tiết I I tt tt cp D Kiểu đm vẽ (kW) (A) diện (A) ố.thép (A) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nhóm 1 Máy cưa kiểu đại 1 1 2.53 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Khoan bàn 3 0.65 1.65 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Máy mài thô 5 2.8 7.09 3G1.5 31 3/4" ABE53a 15 Máy khoan đứng 6 2.8 7.09 3G1.5 31 3/4" ABE53a 15 Máy mài ngang 7 4.5 11.39 3G1.5 31 3/4" ABE53a 15 Máy xọc 8 2.8 7.09 3G1.5 31 3/4" ABE53a 15 Máy mài tròn vạn 7.09 3G1.5 31 3/4" ABE53a 15 năng 9 2.8 Tổng nhóm 17.37 3G10 87 C60H63 63 Nhóm 2 Máy phay vạn năng 10 4.5 11.4 3G1.5 31 3/4" ABE53a 20 Máy phay vạn năng 11 7.8 19.75 3G1.5 31 3/4" ABE53a 20 Máy tiện ren 12 8.1 20.51 3G1.5 31 3/4" ABE53a 30 Máy tiện ren 13 10 25.32 3G1.5 31 3/4" ABE53a 30 Máy tiện ren 14 14 35.45 3G2.5 41 3/4" ABE53a 50 Máy tiện ren 15 4.5 11.4 3G1.5 31 3/4" ABE53a 15 Máy tiện ren 16 10 25.32 3G1.5 31 3/4" ABE53a 30 Máy tiện ren 17 20 50.64 3G4 53 3/4" ABE53a 75 Cầu trục 19 6.05 15.32 3G1.5 31 3/4" ABE53a 20 Tổng nhóm 79.89 3G25 144 NC100 100 H Nhóm 3 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Máy khoan đứng 18 0.85 2.15 Bàn 21 0.85 2.15 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Máy khoan bàn 2 0.85 2.15 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Bể dầu có tăng nhiệt 26 2.5 6.33 3G1.5 31 3/4" ABE53a 10 Máy cạo 27 1 2.53 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Máy mài thô 30 2.8 7.09 3G1.5 31 3/4" ABE53a 10 Máy nén cắt liên hợp 31 1.7 4.3 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5
  98. Ký hiệu Phụ tải Dây dẫn Aptomat Tên máy trên bản P I Tiết I I tt tt cp D Kiểu đm vẽ (kW) (A) diện (A) ố.thép (A) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Máy mài phá 33 2.8 7.09 3G1.5 31 3/4" ABE53a 10 Quạt lò rèn 34 1.5 3.8 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Máy khoan đứng 36 0.85 2.15 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Tổng nhóm 22.93 4G6 54 C60H63 63 Nhóm 4 Bể ngâm dung dịch 7.6 3G1.5 31 3/4" ABE53a 10 kiềm 41 3 Bể ngâm nước nóng 42 3 7.6 3G1.5 31 3/4" ABE53a 10 Máy cuốn dây 46 1.2 3.04 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Máy cuốn dây 47 1 2.53 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Bể ngâm tẩm có tăng 7.6 3G1.5 31 3/4" ABE53a 10 nhiệt 48 3 Tủ sấy 49 3 7.6 3G1.5 31 3/4" ABE53a 10 Máy khoan bàn 50 0.65 1.65 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Máy mài thô 52 2.8 7.09 3G1.5 31 3/4" ABE53a 10 Bàn thử ngiệm thiết bị 17.73 3G1.5 31 3/4" ABE53a 20 điện 53 7 Tổng nhóm 25.68 3G10 87 C60H63 63 Nhóm 5 Bể khử dầu mỡ 55 3 7.6 3G1.5 31 3/4" ABE53a 10 Lò điện để luyện 3G1.5 31 3/4" ABE53a 15 khuôn 56 5 12.66 Lò điện để nấu chảy 3G1.5 31 3/4" ABE53a 30 babit 57 10 25.32 Lò điện để mạ thiếc 58 3.5 8.86 3G1.5 31 3/4" ABE53a 10 Quạt lò đúc đồng 60 1.5 3.8 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Máy khoan bàn 62 0.65 1.65 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Máy uốn các tấm 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 mỏng 64 1.7 4.3 Máy mài phá 65 2.8 7.09 3G1.5 31 3/4" ABE53a 10 Máy hàn điểm 66 11.26 28.51 3G1.5 31 3/4" ABE53a 30 Chỉnh lưu sêlênium 69 0.3 0.76 3G1.5 31 3/4" ABE53a 5 Tổng nhóm 43.22 3G10 87 C60H63 63
  99. CHƢƠNG 5 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 5.1. Đặt vấn đề Vấn đề chiếu sáng cần được hết sức chú ý khi thiết kế các hệ thống cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp. Khi thiết kế chiếu sáng cần chú ý đến nguốn sáng, chiếu sáng công nghiệp, chiếu sáng nhà ở Hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Không bị loá mắt. - Không bị loá do phản xạ. - Không tạo ra những khoảng tối do những vật che khuất. - Phải có độ rọi đồng đều. - Tạo được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt. 5.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng 5.2.1. Chọn hệ thống chiếu sáng. Trong phân xưởng cơ điện, việc chiếu sáng chủ yếu là chiếu sáng chung cho việc đi lại, vận chuyển trong phân xưởng, còn chiếu sáng làm việc thì trên bản thân các máy công cụ đã có chiếu sáng cục bộ. Ta chọn hệ thống chiếu sáng tổng hợp. 5.2.2. Chọn loại đèn và bố trí đèn. Loại đèn: Ta chọn loại đèn là bóng đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam. Phân xưởng sửa chữa cơ khí có diện tích 1100m2, ta lấy chiều cao trung bình từ nền đến trần nhà của phân xưởng là h=4,5m. Các bóng đền được treo cách trần 0,7m bố trí theo các hàng cách đều nhau. Coi mặt công tác cách nền 0,8m.
  100. Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: H = 4,5 - 0,7- 0,8 = 3m Nguồn điện cung cấp cho chiếu sáng được lấy từ tủ chiếu sáng của phân xưởng cơ điện. Điện áp cấp cho bóng đèn là 220V lấy từ điện áp pha. Độ rọi tối thiểu: Emin=30lx Hệ số dự trữ: k=1,2. 5.2.3. Thiết kế chiếu sáng của phân xƣởng. Phương pháp hệ số sử dụng quang thông: phương pháp này dùng để tính toán chiếu sáng chung, không để ý đến hệ số phản xạ của tường, của trần và của vật cản. Tính theo phương pháp này sử dụng biểu thức sau: ESkZ F n.k sd trong đó: F: quang thông của mỗi đèn, lm; E: độ rọi, lx; S: diện tích chiếu sáng, m2; k: hệ số dự trữ; n: số bóng đèn; ksd: hệ số sử dụng của đèn- nó phụ thuộc vào loại đèn, kích thước và điều kiện phản xạ của phòng. Trong bảng độ rọi tiêu chuẩn, người ta cho độ rọi Emin chứ không cho Etb vì vậy khi tính toán cần phải dựa vào hệ số tính toán: Z= Etb/Emin : hệ số Z phụ thuộc vào loại đèn và tỉ số L/H và thường lấy Z=0,8-1,4.
  101. Khi tra bảng để tìm hệ số sử dụng cần xác định trị số gọi là chỉ số của phòng: ab H(a b) trong đó: a,b: chiều dài, chiều rộng của phòng, m; H: khoảng cách từ đèn đến mặt công tác, m; Như vậy, theo yêu cầu của công nghệ của nhà máy, xác định được độ rọi tối thiểu, căn cứ công thức trên tìm được quang thông của một đèn, căn cứ trị số quang thông tìm công suất của một đèn. Khi chọn công suất đèn tiêu chuẩn, người ta có thể cho phép quang thông chênh lệch từ -10% đến +20%. Với phân xưởng sửa chữa cơ khí gồm 1 khu dãy nhà: a = 55m b = 20m =>S = 55*20 = 1100 m2 H=3m a b 55*20 5 1 H(a b) 3.(55 20) Tra bảng PL 8.1[TL1] lấy hệ số phản xạ của tường 50%, của trần 30% ta được ksd=0,48 Khoảng cách giữa các dãy đèn: L=1,8.H=1,8. 3 5m => Ta bố trí 4 dãy đèn , mỗi dãy đèn có các bóng cũng cách nhau 5m nên có 9 bóng, bóng cuối cách tường 2,5m. Vậy tổng cộng khu nhà 1 có 4x9=36 bóng. Lấy hệ số dự trữ k = 1.3 , hệ số tính toán Z = 1.1 ta có:
  102. E.S.Z.k 30*1100*1.1*1.3 F 2730.9(lm) n .k sd 36*0.48 Vậy ta chọn bóng đèn sợi đốt công suất Pđ = 200W có quang thông là 3000lm tiêu chuẩn 220V/230V. Tổng công suất chiếu sáng toàn phân xưởng là: P = 36*200 = 7200 (W) = 7.2 (kW) 5.2.4. Chọn thiết bị và dây dẫn. Để cung cấp điện cho hệ thông chiếu sáng của phân xưởng cơ điện, ta sử dụng một tủ chiếu sáng đặt cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối về bằng đường cáp và có aptomat tổng bảo vệ cho đường cáp này. Tủ chiếu sáng có một áptômat tổng 3 pha và 9 áptômat một pha hai cực mỗi áptômat này lại cấp điện cho 4 bóng đèn. - Chọn áptômat tổng thoả mãn điều kiện: Điện áp định mức: Uđm 380V Pcs 7.2 Dòng điện định mức: Iđm Itt 11.55(A) 3.U dm .cos 3 0.38 1 Tra bảng PL 4.1[TL1] chọn loại áptômat C60H 63 do hãng Merlin Gerin chế tạo có: Uđm=440V; Iđm= 63A loại 4 cực. - Chọn áptômat nhánh đến cụm 4 đèn : Mỗi aptomat cấp cho 4 bóng đèn có công suất: Ptt nhóm = 200.4 = 800 (W). Điện áp định mức: UđmA ≥ UđmLĐ = 0,22(kV). Pcs 800 Dòng điện định mức: IđmA ≥ Itt = = 3.64(A). U đm 220
  103. Tra PL 3.1 [TL3] chọn aptomat của Merlin Gerin có thông số ghi trong bảng: Bảng 5.1- Bảng thông số aptomat chiếu sáng. Loại aptomat Số cực Iđm (A) Uđm (VA) IN (kA) C100E 3 20 500 7,5 - Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng: Dòng chiếu sáng tổng: Pcs 7.6 Ittcs = = 11.55(A). 3U đm cos 3 *0,38 Như chương 4 đã tính toán ta chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC 3G4 do LENS chế tạo có Icp = 53 (A) Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : Khc*Icp ≥ Ittcs Với Khc = 1 ta có : Khc*Icp = 53 (A) > 11.55 (A) Kiểm tra theo điều kiện kết hợp với aptomat : 1,25I dmA KhcIcp 1,5 1.25*63 53(A) 52.5(A). 1.5 Cáp đã chọn thỏa mãn các điều kiện kiểm tra - Chọn cáp từ tủ chiếu sáng đến cụm 4 đèn: Ptt nhóm = 200*4 = 800(W). Pcs 800 Itt nhóm = = 3.64(A). U đm 220 Chọn dây đồng bọc nhựa tiết diện 2,5mm2 thông số ghi trong bảng 5.2 có Icp = 27(A) M(2x2,5). Bảng 5.2 - Bảng thông số dây dẫn chiếu sáng.
  104. Dây dẫn Chiều Chiều Đường Phụ Điện Tiết Đường dày dày vỏ kính tải trở dây Điện diện kính Kết cấu cách bọc tổng dòng dẫn ở áp thử định dây (N0/mm) điện PVC thể điện 200C (V) mức dẫn (mm) (mm) (mm) (A) (Ω/km) (mm2) (mm) 2,5 7/0,67 2,01 0,8 1,5 10,62 27 7,41 1500 Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: Khc.Icp Ittcs Với khc = 1 ta có: KhcIcp = 27(A) > 3.64(A). Kiểm tra theo điều kiện kết hợp với aptomat: 1,25I dmA KhcIcp 1,5 1,25.20 27(A) 16,7(A). 1,5 Dây dẫn đã chọn thỏa mãn các điều kiện kiểm tra.
  105. Chƣơng 6 TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY 6.1. Đặt vấn đề 6.1.1. Tổn thất điện năng trong mạng điện Điện năng được tiêu thụ chủ yếu trong các xí nghiệp công nghiệp. Các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng trên 70% tổng số điện năng sản xuất ra, vì thế vấn đề sử dụng điện hợp lý và tiết kiệm điện năng trong xí nghiệp có ý nghĩa rất lớn. về mặt sản xuất ra là phải tận dụng hết khả năng của các nhà máy phát điện để sản xuất nhiều điện nhất, đồng thời về mặt dùng điện phải hết sức tiết kiệm, giảm tổn thất điện năng đến mức nhỏ nhất. Phấn đấu để 1kWh điện ngày càng làm ra nhiều sản phẩm hoặc chi phí điện năng cho 1 sản phẩm ngày càng giảm. Bảng 6.1- Phân tích tổn thất điện năng trong hệ thống điện(TL3) Tổn thất điện năng (%) của Mạng có điện áp Đường dây Máy biến áp Tổng U ≥ 110kV 13,3 12,4 25,7 U = 35kV 6,9 3,0 9,9 U = 0,1 10kV 47,8 16,6 64,4 Tổng cộng 68,0 32,0 100 6.1.2. Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số cosφ Nâng cao hệ số cosφ là một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng: - Giảm tổn thất công suất trong mạng điện Tổn thất công suất trên đường dây được tính theo công thức:
  106. P 2 Q 2 P2 Q2 ΔQ = R = R R = ΔP(P) + ΔQ(Q) U 2 U 2 U 2 Khi giảm Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần tổn thất công suất ΔQ(Q) do Q gây ra. - Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện Tổn thất điện áp được tính như sau: PR QX PR QX ΔU = U U U U U (P) (Q) Giảm lượng Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần ΔU(Q) do Q gây ra. - Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp Khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng, tức phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng. Dòng điện chạy trên dây dẫn và máy biến áp được tính như sau: P 2 Q 2 I = 3U Biểu thức chứng tỏ trong cùng một tình trạng phát nóng nhất định của đường dây và máy biến áp( I = const) chúng ta có thể tăng khả năng truyền tải công suất tác dụng P của chúng bằng cách giảm công suất phản kháng Q mà chúng tải đi. Vì thế khi vẫn giữ nguyên đường dây và máy biến áp nếu cosφ của mạng được nâng cao thì khả năng truyền tải của chúng được tăng lên - Ngoài ra, việc nâng cao hệ số cosφ còn đưa đến hiệu quả là giảm được chi phí kim loại màu, góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của máy phát điện.