thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng cơ khí, chương 5 doc

Ch-ơng 5
thiết kế mạng điện cao áp cho
nhà máy sản xuất máy kéo
I. Nguồn điện
Nguồn điện các nhà máy 15 km, dung l-ợng ngắn mạch phía
hạ áp của trạm biến áp khu vực là 250 MVA.
Cấp điện áp hợp lý cho đ-ờng dây tải điện từ hệ thống về nhà
máy đ-ợc tính theo công thức Still:
PlU 16.34,4 kV
Trong đó:
P Công suất truyền tải, MW
l Chiều dài đ-ờng dây, km
ở ch-ơng tr-ớc ta đã tính đ-ợc P
tt
= 9 MW nên
9.1615.34,4
tt
U =55 kV
Vậy ta sẽ chọn cấp điện áp cho đ-ờng dây tải điện từ nguồn điện về
nhà máy là 35 kV.
II / Biểu đồ phụ tải của toàn nhà máy
Xác định các vòng tròn phụ tải của các phân x-ởng:
Ta biểu diễn biểu đồ phụ tải của các phân x-ởng là những vòng
tròn có diện tích tỉ lệ với công suất tính toán của phân x-ởng đó và
đ-ợc tính toán qua công thức :
S
tti
= . R
2
i
. m

Trong đó :
S
tti
: là công suất tính toán của phân x-ởng thứ i
R
2
i
: là bán kính vòng tròn phụ tải của phân x-ởng thứ i
m : là hệ số tỉ lệ (kVA/mm
2
)
Từ công thức (4-1) ta có:

m
S
R
tti
i
.


(mm)
ở đ-ờng tròn phụ tải ta chia đ-ờng tròn ra làm hai phần :

+ Phần gạch chéo : n
ói lên công suất động lực của phân x-ởng
+ Phần không gạch chéo: nói lên công suất chiếu sáng của phân
x-ởng
Nhìn vào biểu đồ phụ tải thì chúng ta có thể đánh giá đ-ợc khái
quát tỉ lệ phần công suất động lực với công suất chiếu sáng của

phân x-ởng cũng nh- toàn nhà máy.
Trong biểu đồ hình tròn thì độ lớn của góc
nó biểu thị
cho độ lớn của công suất tính toán chiếu sáng, nó đ-ợc xác định
theo biêủ thức :
0
360.
tt
cs
P
P


Tính cho ban quản lý và phòng thiết kế ta có:
P
tt
= 81,1 kW
P
cs
= 25,1 kW
Ta chọn tỉ lệ xích = 5 kVA/mm
2
Ta có :
mm
m
S
R
tt
3
5.14,3

18,104
.
1


00
111360.
1,81
1,25
360.
tt
cs
P
P

Cũng nh- trên ta tính toán cho các phân x-ởng khác ta có:
Kết quả tính toán bán kính và góc giới hạn chiếu sáng của biểu đồ
phụ tải các phân x-ởng (m=5 kVA/mm
2
).
Tâm phụ
tải
Ký
hiệu
trên
mặt
bằng
Tên phân x-ởng
P
cs

kW
P
tt
kW
S
tt
x,
mm
y,
mm
R
mm

cs
1 BQL và phòng thiết
kế
25,1 81,1 104,18 2 42 3 111
2 Phân x-ởng cơ khí
số 1
36,3 1476,6
3
2418,3
5
18 65 12 9
3 Phân x-ởng cơ khí
số 2
47,25 1327,2
5
2158,6
5

12 16 12 13
4 PX luyện kim màu 37,5 117,5 1569,1
8
45 65 10 12
5 PX luyện kim đen 67,5 1567,5 2190,4
2
40 12 12 16
6 PX sửa chữa cơ khí 16,5 99,26 148,22 68 68 3 60
7 Phân x-ởng rèn 48 1308 2125,8
3
64 10 12 13
8 Phân x-ởng nhiệt
luyện
56,25 2506,2
5
3107,6
8
87 51 14 8
9 Bộ phận nén khí 26,25 1046,2
5
1475,4
9
106 39 10 9
10 Kho vật liệu 57,25 105,75 113,82 91 14 3 197
Bảng 3.1 Tính toán các đ-ờng tròn phụ tải
Từ kết quả tính toán trong bảng ta vẽ đ-ợc biểu đồ phụ tải của các
phân x-ởng nh- hình vẽ sau:
Biểu đồ phụ tải nhà máy:
III / Các ph-ơng án cung cấp điện cho các phân x-ởng
Từ các số liệu tính toán ta thấy quy mô sản xuất của nhà máy

là lớn do vậy ta sẽ dự định đặt 1trạm phân phối trung gian 35kV
hoặc 1 trạm biến áp trung gian 35/10 kV để phân phối điện áp cho
các máy BA phân x-ởng. Máy BA phân x-ởng ta dự định đặt một
số trạm tuỳ theo phụ tải tính toán của các phân x-ởng.
Vì đây là nhà máy chế tạo máy kéo do vậy vai trò của nó rất
quan trọng trong các lĩnh vực, do đó nó đòi hỏi độ tin cậy cung cấp
điện cũng rất cao nên mạng điện nối từ trạm biến áp khu vực tới
nhà máy ta dùng đ-ờng dây trên không và đi lộ kép và để đảm bảo
mỹ quan và an toàn mạng cao áp trong nhà máy ta dùng cáp ngầm.
Các trạm biến áp phân x-ởng ta dùng loại trạm kề có một
mặt t-ờng giáp với t-ờng của phân x-ởng.
Trạm phân phối trung gian 35 kV hoặc trạm biến áp trung
gian đặt tại tâm phụ tải của toàn nhà máy.
*/ Xác định tâm phụ tải của toàn nhà máy
Tâm phụ tải của nhà máy đ-ợc xác định theo công thức :

mm2,37
.
mm63,52
.
1
1
0
1
1
0

n
i
n
ii
n
i
n
ii
S
YS
Y
S
XS
X
(4-4)
Trong đó : X
i
,Y
i
: là toạ độ tâm phụ tải thứ i
X
0
,Y
o
:là toạ độ tâm phụ tải của toàn nhà máy
Vởy ta sẽ chọn vị trí ( 52,37) để đặt trạm phân phối trung tâm hoặc
trạm biến áp trung gian.
*/ Các ph-ơng án cung cấp điện cho nhà máy :

1.Ph-ơng án về các trạm biến áp phân x-ởng:
Các trạm biến áp đ-ợc lựa chọn trên các nguyên tắc sau:
+ Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu: gần tâm phụ
tải ; thuận tiện cho việc vận chuyển , lắp đặt , vận hành , sữa chữa
máy biến áp ; an toàn và kinh tế.
+ Số l-ợng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp đ-ợc lựa chọn
căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển
và lắp đặt; chế độ làm việc của phụ tải. Trong mọi tr-ờng hợp trạm
biến áp đặt 1 máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận
hành, song độ tin cậy cung cấp không cao. Các trạm biến áp cung
cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt 2 máy biến áp , hộ loại III có thể
chỉ đặt 1 máy biến áp.
+ Dung l-ợng các máy biến áp đ-ợc chọn theo điều kiện:
n.k
hc
.S
đm
S
tt
và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA (trong trạm có nhiều
hơn 1 MBA).
(n-1). k
hc
.S
đm
S
tt
Trong đó:
n- số máy biến áp có trong trạm biến áp.
k

hc
- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi tr-ờng, ta chọn loại
máy biến áp chế tạo tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt
độ, k
hc
= 1.
k
qt
- hệ số quá tải sự cố, k
qt
= 1,4 nếu thỏa mãn điều kiện
MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm , thời gian quá tải
trong một ngày đêm không v-ợt quá 6h tr-ớc khi quá tải MBA vận
hành với hệ số tải
0,93.
S
ttsc
công suất tính toán sự cố. Khi sự cố 1 MBA có thể loại bỏ
một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung l-ợng của
MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ đ-ợc vốn đầu t- và tổn thất của
trạm trong trạng thái làm việc bình th-ờng. Giả thiết trong các hộ
loại I có 30% là phụ tải loại III nên S
ttsc
= 0,7.S
tt
Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy
để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, thay thế vận
hành, sữa chữa và kiểm tra định kỳ.