thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng cơ khí, chương 7 docx

Chng 7: Ph-ơng án cung cấp điện cho các
trạm biến áp phân x-ởng
a. Các ph-ơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân x-ởng:

+ Ph-ơng án sử dụng sơ đồ dẫn sâu:
Đ-a đ-ờng dây trung áp 35 kV vào sâu trong nhà máy đến tận các
trạm biến áp phân x-ởng. Nhờ đ-a điện áp cao vào trạm biến áp
phân x-ởng sẽ giảm đ-ợc vốn đầu t- xây dựng trạm biến áp trung
gian hoặc trạm phân phối trung tâm , giảm đ-ợc tổn thất và nâng
cao năng lực truyền tải của mạng. Tuy nhiên nh-ợc điểm của sơ đồ
này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng
trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải rất cao,
nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải rất lớn và các phân
x-ởng sản xuất nằm tập trung gần nhau nên ở đây ta không xét đến
ph-ơng án này.
+ Ph-ơng án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG).
Nguồn 35 kV từ hệ thống về qua TBATG đ-ợc hạ xuống điện
áp 10 kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân x-ởng. Nhờ vậy
sẽ giảm đ-ợc vốn đầu t- cho mạng điện cao áp trong nhà máy cũng
nh- các TBA phân x-ởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy
cung cấp điện cũng đ-ợc cải thiện. Song phải đầu t- xây dựng
TBATG, gia tăng tổn thất cho mạng cao áp. Nếu sử dụng ph-ơng
án này, vì nhà máy là hộ loại I nên TBATG phải đặt hai máy biến
áp với công suất đ-ợc chọn theo điều kiện:
n.S
đm B
S
ttnm
=12999,84 kVA.
S
đm B

2
ttnm
S
= 6499,92 kVA.
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 7500 kVA.
Kiểm tra lại dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện
quá tải sự cố vói giả thiết các hộ trong nhà máy đều có 30% là phụ
tải loại III có thế tạm ngừng cung cấp điện khi cần thiết:
(n-1).k
qt
.S
đm B
S
tt sc
S
đm B

4,1
.7,0
ttnm
S
=6499,92 kVA.
Vậy tại trạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 MBA loại: 7500 kVA
35/10kV.
+ Ph-ơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT):
Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân x-ởng
thông qua TPPTT. Nhờ vậy việc quản lý, vận hành mạng điện cao

áp nhà máy sẽ thuận lợi hơn , tổn thất trong mạng giảm , độ tin cậy
cung cấp điện đ-ợc gia tăng, song vốn đầu t- cho mạng cũng lớn
hơn . Trong thực tế đây là ph-ơng án th-ờng đ-ợc sử dụng khi điện
áp nguồn không cao hơn 35 kV , công suất các phân x-ởng t-ơng
đối lớn.
b. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian (của nhà máy), trạm
phân phối trung tâm.
Vị trí tốt nhất để đặt trạm biến áp trung gian, trạm phân phối trung
tâm chính là tâm phụ tải của nhà máy. Đó chính là vị trí có tọa độ
là (52,37).
c. Lựa chọn các ph-ơng án nối dây của mạng cao áp.
Do tính chất quan trọng của các phân x-ởng nên mạng cao áp trong
nhà máy ta sử dụng sơ đồ hình tia, lộ kép. Sơ đồ này có -u điểm là
sơ đồ nối dây rõ ràng, các trạm biến áp phân x-ởng đều đ-ợc cấp
điện từ một đ-ờng dây riêng nên ít ảnh h-ởng lẫn nhau, độ tin cậy
cung cấp điện không cao, dễ thực hiện biện pháp bảo vệ, tự động
hóa và dễ vận hành. Để đảm bảo mỹ quan và an toàn các tuyến
giao thông nội bộ. Từ những phân tích thêm có thể đ-a ra 4 ph-ơng
án thiết kế mạng cao áp đ-ợc trình bày trong hình d-ới đây:

Hình 3.1. Dự kiến các ph-ơng án cấp điện cao áp
IV/ So sánh kỹ thuật và kinh tế cho các ph-ơng án
Để so sánh và lựa chọn ph-ơng án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí
tính toán Z và chỉ xét đến những phần khác nhau trong các ph-ơng
án để giảm khối l-ợng tính toán:
Z =(a
vh
+a
tc

).K+3I
2
max
.R..c min
Trong đó:
a
vh
hệ số vận hành , a
vh
= 0,1;
a
tc
hệ số tiêu chuẩn, a
tc
= 0,2;
K-vốn đầu t- cho trạm biến áp và đ-ờng dây;
I
max
-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 tổn thất điện năng, c = 1000 đ/kWh.
1. Ph-ơng án I.
Ph-ơng án sử dụng TBATG nhận điện 35kV từ hệ thống về, hạ
xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân
x-ởng. Các trạm biến áp đều hạ từ điện áp 10kV xuống 0,4kV để
cung cấp cho các phân x-ởng.
a.
Chọn máy biến áp phân x-ởng và xác định tổn thất điện năng
A trong các trạm biến áp.

Hình 4.2. Sơ đồ đi dây ph-ơng án I
*/ Chọn máy biến áp phân x-ởng.
Trên cơ sở chọn đ-ợc sông suất MBA ở phần trên ta có kết quả
chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân x-ởng:
TBA S
đm
(kVA)
U
c
/U
h
(kV)
P
0
(kW)
P
n
(kW)
U
n
(%)
I
0
(%)
Số
máy
Đơn
giá
(10
6

đ)
Thành
tiền
(10
6
đ)
TBATG 7500 38,5/11 24 75 7,5 3,5 2 740 1480
B1 1250 11/0,4 1,74 13,1 5 1,2 2 170 340
B2 1250 11/0,4 1,74 13,1 5 1,2 2 170 340
B3 1000 11/0,4 1,6 10 5 1,3 2 120,8 241,6
B4 1250 11/0,4 1,74 13,1 5 1,2 2 170 340
B5 1250 11/0,4 1,74 13,1 5 1,2 2 170 340
B6 1600 11/0,4 2,19 17,1 5 1 2 170 340
B7 750 11/0,4 12,7 6,51 5 1,4 2 83,3 166,6
Tổng vốn đầu t- cho trạm biến áp: K
B
=3588,2.10
6
đ
Bảng 3.4. Vốn đầu t- cho các trạm biến áp trong ph-ơng án I
*/ Xác định tổn thất điện năng
A trong các trạm biến áp.
Tổn thất điện năng
A trong các trạm biến áp đ-ợc tính theo công
thức:
A = n. P
0
.t +
n
1

. P
n
.
2








dm
tt
S
S
. kWh
Trong đó:
n-số máy biến áp ghép song song. (n = 2)
t-thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm
t=8760 h.
-thời gian tổn thất công suất lớn nhất.
= (0,124 + 10
-4
.T
max
)
2
.8760 h.
Với T

max
= 3960 h ta tính đ-ợc = 2369 h.

P
0
, P
n
tổn thất công suất không tải và tổn thất công
suất ngắn mạch
của MBA
S
tt
công suất tính toán của TBA.
S
dm
công suất định mức của MBA.
Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của
ph-ơng án I.
Tên
TBA
Số
má
y
S
tt
(kVA) S
đm
(kVA
)
P

0
(kW
)
P
n
(kW
)
A(kWh
)
TBAT
G
2 12999,8
4
7500 24 75 687380
B1 2 2262,18 1250 1,74 13,1 81305,5
B2 2 2418,35 1250 1,74 13,1 88547,7
B3 2 1717,4 1000 1,6 10 62968,4
B4 2 2190,42 1250 1,74 13,1 78114,1
B5 2 2239,65 1250 1,74 13,1 80269,3
B6 2 3107,68 1600 2,19 17,1 114781,2
B7 2 1475,49 750 1,27 6,51 52095
Tæng tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c TBA: ΔA
B
=1,25.10
6
kWh
B¶ng 3.5. Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c tr¹m biÕn ¸p ph-¬ng ¸n I