thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo, chương 6 ppt

Chng 6: xác định tâm phụ tải điện và vẽ
biểu đồ phụ tải
Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm
biến áp phân phối, tủ động lực
Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ
tải đạt giá trị min : min

ii
lP
Trong đó P
i
, l
i
là công suất tiêu thụ và khoảngcách từ thiết
bị thứ i tới tâm
Để xác định tâm phụ tải điện ta dùng công thức :






n
i
i
n
i
ii
S
xS
x

1
1
0
;





n
i
i
n
i
ii
S
yS
y
1
1
0
;





n
i
i

n
i
ii
S
zS
z
1
1
0
Trong đó : x
0
, y
0
, z
0
- toạ độ tâm phụ tải
x
i
,y
i
,z
i
- toạ độ phụ tải thứ i
S
i
là công suất phụ tải thứ i
Trong thực tế ng-ời ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z
=0
Chọn tỉ lệ xích 3 kVA/mm
2

, từ đó tìm đ-ợc bán kính của
biểu đồ phụ tải :


m
S
R
i
i

Góc phụ tải chiếu sáng đ-ợc tính theo công thức :
tt
cs
cs
P
P
.360


Kết quả tính toán R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải
các phân x-ởng cho trong bảng 1.11
Bảng 1.11 - Kết quả xác định R và

cs
cho các phân x-ởng
Tâm phụ
tảiTên phân
x-ởng
P
CS

(k
W)
P
tt
(kW)
S
tt
(kVA)
X(m
m)
Y(m
m)
R
cs

Ban QL và P.
T kế
22.5 86.5 106.3
7
0.5 10 3.36 93.
64
P/x cơ khí số
1
30 1110 1815.
31
3 15.6 13.8
8
9.7
3
P/x cơ khí số 37.5 997.5 1620. 3.8 4 13.1 13.

2 25 1 53
P/x luyÖn kim
mµu
40.5 1120.
5
1382.
61
8.8 16.5 12.1
1
13
P/x luyÖn kim
®en
45 1545 1911.
19
8.2 4 14.2
4
10.
49
P/x Söa ch÷a
c¬ khÝ
14.4 172.8
6
223.3
5
13.6 16.2 4.87 30
P/x RÌn 54 1314 1838 13.2 4 13.9
6
14.
79
P/x nhiÖt

luyÖn
63 2513 3113.
13
18 13.5 18.1
7
9
Bé phËn NÐn
khÝ
24 1214 1506.
77
22 11.2 12.6
4
7.1
2
Kho vËt liÖu 48 90 95.35 19 5.2 3.18 192
thiết kế mạng cao áp cho của nhà máy
Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp điện có ảnh h-ởng rất lớn đến
vấn đề kinh tế kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện
đ-ợc gọi là hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật sau :
1. Đảm bảo các chỉ tiêu 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 ng-ời và thiết bị
6. Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng tr-ởng của phụ
tải
Trình tự tính toán và thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm
các b-ớc sau :
1.Vạch ra các ph-ơng án cung cấp điện
2. Lựa chọn vị trí , số l-ợng , dung l-ợng của các trạm biến áp

và lựa chọn chủng loại , tiết diện đ-ờng dây cho các ph-ơng án
3. Tính toán thiết kế kỹ thuật để lựa chọn ph-ơng án hợp lý
4. Thiết kế chi tiết các ph-ơng án lựa chọn
Tr-ớc khi vạch ra các ph-ơng án cụ thể cho việc cấp điện áp hợp
lý cho đ-ờng dây tải điện từ hệ thống về nhà máy. Biểu thức kinh
nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải là :

PlU 016.034.4 (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
37.5169.8130*016.01034.4 U (kV)
Trạm biến áp trung gian có các mức điện áp là 22kV và 6 kV.
Nh- vậy ta chọn cấp điện áp cung cấp cho nhà máy là 22 kV.
các ph-ơng án cấp điện
2.1.1 Ph-ơng án về các trạm biến áp phân x-ởng
Nguyên tắc lựa chọn các trạm biến áp :
1. Vị trí đặt cá trạm biến áp phải thoả 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 l-ợng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp đ-ợc 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 tr-ờng
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 l-ợng các máy biến áp đ-ợc lựa chọn theo điều kiện:

ttdmBhc
SSnk
và kiểm tra điều kiện sự cố một máy biến áp :

ttscdmBqthc
SSkkn )1(
Trong đó :
n - số máy biến áp có trong trạm
k
hc
- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi tr-ờng ( ta lấy k
hc
= 1)
k
qt
- hệ số quá tải sự cố, lấy k
qt
=1.4 nếu thoả mãn điều
kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm và thời gian
quá tải 1 ngày đêm không quá 6h
S
ttsc
- công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một MBA ta
có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ
dung l-ợng của các MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ đ-ợc vốn
đầu t- và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình
th-ờng. Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III
nên S
ttsc
= 0.7*S

tt
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 và thay thế
I. ph-ơng án 1: Đặt 6 TBA phân x-ởng
- Trạm B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và phân
x-ởng Cơ khí số 1
- Trạm B2: Cấp điện cho Phân x-ởng luyện kim màu và Phân
x-ởng Sửa chữa cơ khí
- Trạm B3: Cấp điện cho Phân x-ởng Cơ khí số 2
- Trạm B4: Cấp điện cho Phân x-ởng Luyện kim đen
- Trạm B5: Cấp điện cho Phân x-ởng rèn, Bộ phận nén khí và
Kho vật liệu
- Trạm B6: Cấp điện cho phân x-ởng Nhiệt luyện
1.
Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và
Phân x-ởng cơ khí số 1. Trạm đ-ợc đặt hai máy biến áp làm việc
song song
ttdmBhc
SSkn **
ta có: S
tt
= 106.39 + 1815.31 = 1921.7 kVA
85.960
2
7.1921

dmB
S kVA
Ta chọn MBA tiêu chuẩn S

dm
= 1000(kVA)
Kiểm tra lại dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi
gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải
không quan trọng trong Phân x-ởng cơ khí số 1 và toàn bộ điện của
Ban quản lý và Phòng thiết kế ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III)
ttscdmBqt
SSkn )1(
65.907
4
.
1
)39.1067.1921(*7.0



dmB
S kVA
Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 MBA có S
dm
= 1000 kVA là hợp lý
2. Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho Phân x-ởng luyện kim màu và
Phân x-ởng Sửa chữa cơ khí. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc
song song
ta có: S
tt
= 1382.61 + 223.35 = 1605.96 kVA
98.802
2
96.1605

dmB
S kVA
Ta chọn MBA tiêu chuẩn S
dm
= 1000 kVA
Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp
sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không
quan trọng của Phân x-ởng luyện kim màu và toàn bộ điện của
Phân x-ởng sửa chữa cơ khí ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III)

ttscdmqt
SSkn )1(
31.691
4
.
1
61.1382*7.0

dmB
S kVA
Vậy trạm biến áp B2 đặt 2 MBA có S
dm
= 1000 kVA là hợp lý
3. Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho Phân x-ởng Cơ khí số 2. Trạm
đặt hai máy biến áp làm việc song song
ta có: S
tt
= 1620.25 kVA
13.810

2
25.1620

dmB
S kVA
Ta chọn MBA tiêu chuẩn S
dm
= 1000(kVA)
Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố :

ttscdmBqt
SSkn )1(
13.810
4
.
1
25.1620*7.0

dm
S kVA
Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 MBA có S
dm
= 1000 kVA là hợp lý
4. Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho Phân x-ởng Luyện kim đen.
Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song
ta có: S
tt
= 1911.19 kVA
6.955
2

19.1911

dmB
S kVA
Ta chọn MBA tiêu chuẩn S
dm
= 1000(kVA)
Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố :

ttscdmBqt
SSkn )1(
6.955
4
.
1
19.1911*7.0

dm
S kVA
Vậy trạm biến áp B4 đặt 2 MBA có S
dm
= 1000 kVA là hợp lý
5. Trạm biến áp B5 : Cấp điện cho Phân x-ởng Rèn, Bộ phận Nén
khí và Kho vật liệu. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song
ta có: S
tt
= 1838 + 1506.77 + 95.35 = 3440.12 kVA
1720
2
12.3440

dmB
S
kVA
Ta chọn MBA tiêu chuẩn S
dm
= 1800 kVA
Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp
sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không
quan trọng của Phân x-ởng Rèn, Bộ phận Nén khí và toàn bộ điện
của Kho vật liệu ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III)

ttscdmqt
SSkn )1(
39.1672
4
.
1
)35.9512.3440(*7.0



dmB
S kVA
Vậy trạm biến áp B5 đặt 2 MBA có S
dm
= 1800 kVA là hợp lý
6. Trạm biến áp B6 : Cấp điện cho Phân x-ởng Nhiệt luyện. Trạm
đặt hai máy biến áp làm việc song song
ta có: S

tt
= 3113.13 kVA
56.1556
2
13.3113

dmB
S kVA
Ta chọn MBA tiêu chuẩn S
dm
= 1600(kVA)
Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố :

ttscdmBqt
SSkn )1(
56.1556
4
.
1
13.3113*7.0

dm
S kVA
Vậy trạm biến áp B6 đặt 2 MBA có S
dm
= 1600 kVA là hợp lý
II. ph-ơng án 2: Đặt 5 TBA phân x-ởng
- Trạm B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và Phân
x-ởng Cơ khí số 2
- Trạm B2: Cấp điện cho Phân x-ởng cơ khí số 1 và Phân

x-ởng Luyện kim màu
- Trạm B3: Cấp điện cho Phân x-ởng Sửa chữa cơ khí và Phân
x-ởng Nhiệt luyện
- Trạm B4: Cấp điện cho Phân x-ởng Luyện kim đen
- Trạm B5: Cấp điện cho Phân x-ởng Rèn, Bộ phận nén khí và
Kho vật liệu
1.
Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và
Phân x-ởng cơ khí số 2. Trạm đ-ợc đặt hai máy biến áp làm việc
song song
ttdmBhc
SSkn **
ta có: S
tt
= 106.39 + 1620.25 = 1726.64 kVA
32.863
2
64.1726

dmB
S kVA
Ta chọn MBA tiêu chuẩn S
dm
= 1000(kVA)
Kiểm tra lại dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi
gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải
không quan trọng trong Phân x-ởng cơ khí số 2 và toàn bộ điện của
Ban quản lý và Phòng thiết kế ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III)
ttscdmBqt
SSkn )1(

13.810
4
.
1
25.1620*7.0

dmB
S kVA
Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 MBA có S
dm
= 1000 kVA là hợp lý
2. Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho Phân x-ởng cơ khí số 1và Phân
x-ởng Luyện kim màu. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song
song
ta có: S
tt
= 1815.31 + 1382.61 = 3197.92 kVA
9.1598
2
92.3197

dmB
S kVA
Ta chọn MBA tiêu chuẩn S
dm
= 1600(kVA)
Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố :

ttscdmqt
SSkn )1(

9.1598
4
.
1
92.3197*7.0

dmB
S kVA
Vậy trạm biến áp B2 đặt 2 MBA có S
dm
= 1600 kVA là hợp lý
3. Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho Phân x-ởng Sửa chữa cơ khí và
phân x-ởng Nhiệt luyện. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song
song
ta có: S
tt
= 223.35 + 3113.13 = 3336.7 kVA
35.1668
2
7.3336

dmB
S kVA
Ta chọn MBA tiêu chuẩn S
dm
= 1800(kVA)
Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp
sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không
quan trọng của Phân x-ởng Nhiệt luyện và toàn bộ điện của Phân
x-ởng Sửa chữa cơ khí ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III)

ttscdmBqt
SSkn )1(
56.1556
4
.
1
13.3113*7.0

dm
S kVA
Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 MBA có S
dm
= 1800 kVA là hợp lý
4. Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho Phân x-ởng Luyện kim đen.
Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song
ta có: S
tt
= 1911.19 kVA
6.955
2
19.1911

dmB
S kVA
Ta chọn MBA tiêu chuẩn S
dm
= 1000(kVA)
Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố :

ttscdmBqt

SSkn )1(
6.955
4
.
1
19.1911*7.0

dm
S kVA
Vậy trạm biến áp B4 đặt 2 MBA có S
dm
= 1000 kVA là hợp lý
5. Trạm biến áp B5 : Cấp điện cho Phân x-ởng Rèn, Bộ phận Nén
khí và Kho vật liệu. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song
ta có: S
tt
= 1838 + 1506.77 + 95.35 = 3440.12 kVA
1720
2
12.3440

dmB
S
kVA
Ta chọn MBA tiêu chuẩn S
dm
= 1800(kVA)
Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp
sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không
quan trọng của Phân x-ởng Rèn, Bộ phận Nén khí và toàn bộ điện

của Kho vật liệu ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III)

ttscdmqt
SSkn )1(
39.1672
4
.
1
)35.9512.3440(*7.0



dmB
S kVA
Vậy trạm biến áp B5 đặt 2 MBA có S
dm
= 1800 kVA là hợp lý