thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo vòng bi, chương 8 docx

Ch-ơng 8
thiết kế mạng điện cao áp
cho nhà máy Chế tạo vòng bi
3.1 Đặt vấn đề
Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh h-ởng rất lớn đến các
chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện
đ-ợc coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau:
1. Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật.
2. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
3. Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành.
4. An toàn cho ng-ời và thiết bị.
5. Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng tr-ởng của phụ
tải điện.
6. Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế.

Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho máy bao gồm
các b-ớc:
1. Vạch 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 các đ-ờng dây cho các
ph-ơng án.
3. Tính toán kinh tế - kỹ thuật để lựa chọn ph-ơng án hợp lý.
4. Thiết kế chi tiết cho ph-ơng án đ-ợc chọn.
3.2. Vạch các ph-ơng án cung cấp điện
Tr-ớc khi vạch ra các ph-ơng án cụ thể cần lựa chọn 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:
U = 4,34.
P
tt
l .016,0 [kV]

Trong đó:
P
tt
Công suất tính toán của nhà máy [kW]
Ta tính đ-ợc ở ch-ơng II :P
tt
= 4150,84 kW
l - Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [km]
Theo đề ra ta có : l = 7km
Nh- vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà
máy sẽ là:
U = 4,34. 84,4150.016,015 = 35,6 kV
Từ kết quả tính toán ta chọn cấp điện áp để cung cấp cho nhà máy
là 35 kV.
Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện của các
phân x-ởng có thể đ-a ra các ph-ơng án cung cấp điện:
3.2.1. Ph-ơng án về các trạm biến áp phân x-ởng:
Các trạm biến áp (TBA) đ-ợc lựa chọn dựa trên các nguyên tắc
sau:
1. Vị trí đặt TBA phải thoả mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải;
thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy
biến áp; an toàn và kinh tế.
2. Số l-ợng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA 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 TBA chỉ đặt 1 MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận
hành, song độ tin cậy cung cấp điện không cao. Các TBA cung cấp
cho hộ loại 1 và loại 2 nên đặt hai MBA, hộ loại 3 có thể chỉ đặt 1
MBA.
3. Phân loại các hộ dùng điện trong nhà máy:

- Trong nhà máy chế tạo vòng bi có :
* Phân x-ởng I, phân x-ởng II, phân x-ởng III, phân x-ởng
IV, Lò ga,phân x-ởng rèn, bộ phận nén ép đều là những khâu rất
chủ yếu trong quy trình công nghệ sản xuất ra sản phẩm của nhà
máy. Nếu nh- bị ngừng cấp điện thì sẽ dẫn đến tình trạng h- hỏng,
rối loạn và thiếu hụt sản phẩm, ngừng trệ sản xuất và lãng phí nhân
công, vì vậy các bộ phận và phân x-ởng này đ-ợc xếp vào hộ phụ
tải loại I.
* Phân x-ởng sửa chữa cơkhí, trạm bơm, phòng thí nghiệm
đều là những khâu phụ trong dây truyền sản xuất vì vậy cho phép
tạm ngừng cấp điện trong thời gian sửa chữa thay thế các phần tử bị
sự cố nh-ng không quá một ngày đêm và các phân x-ởng này
đ-ợc xếp vào hộ phụ tải loại III.
- Kết luận chung : qua việc phân tích đánh giá trên ta thấy
trong nhà máy chế tạo vòng bi có 10 bộ phận thì có tới 7 bộ phận
có công suất lớn đ-ợc xếp vào hộ loại I còn lại xếp vào hộ loại III.
Nh- vậy phụ tải loại I chiếm gần bằng 70 % nên nhà máy chế tạo
vòng bi đ-ợc xếp vào hộ phụ tải loại I.
+ Để tránh việc làm cản trở tới quá trình sản xuất bên trong
các phân x-ởng; việc phòng cháy, nổ dễ dàng, thuận lợi ; tiết kiệm
về xây dựng, ít ảnh h-ởng tới các công trình khác và việc làm mát
tự nhiên đ-ợc tốt hơn ta chọn vị trí trạm biến áp ở ngoài và liền kề
các phân x-ởng.
4. Dung l-ợng các MBA đ-ợc chọn theo điều kiện:
n. k
hc
. S
đmB
S
tt

và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA (trong trạm có nhiều
hơn 1 MBA):
(n-1). k
hc
.k
qt
. S
đmB
S
ttsc
Trong đó:
n - số máy biến áp có trong TBA
k
hc
- Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi tr-ờng, ta chọn loại
máy biến áp chế tạo ở 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 thoả 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 và 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 một MBA 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 cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà
máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận
hành, sửa chữa, thay thế.
1. Ph-ơng án 1: Đặt 5 TBA phân x-ởng, trong đó:
* Trạm biến áp B
1
: cấp điện cho Phòng thí nghiệm và Phân x-ởng
I.
Đây là một trong những bộ phận quan trọng nên trạm cần đặt 2
máy biến áp làm việc song song.
n. k
hc
. S
đmB
S
tt
= 117,98 +1468,3 =156,28 kVA
S
đmB

2
tt
S
= 793,14 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 1000 kVA
Kiểm tra dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá
tải sự cố: S
ttsc
lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4
kV của Phòng thí nghiệm và Phân x-ởng I sau khi cắt một số phụ
tải không quan trọng (30% phụ tải loại 3)
(n-1). k
qt
. S
đmB
S
ttsc
= 0,7. S
tt
S
đmB


4,1
6,1610.7,0
4,1
7,0

tt
S
793,14 kVA
Vậy trạm biến áp B
1
đặt hai máy S
đm
= 1000 kVA là hợp
lý.
* Trạm biến áp B
2
: cấp điện cho Phân x-ởng II, đặt 2 máy biến
áp làm việc song song.
n. k
hc
. S
đmB
S
tt
= 1678,2 kVA
S
đmB

2
tt
S
= 839,1 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 1000 kVA

Kiểm tra dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá
tải sự cố: S
ttsc
lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4
kV của Bộ phận dệt sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng
(30% phụ tải loại 3)
(n-1). k
qt
. S
đmB
S
ttsc
= 0,7. S
tt
S
đmB

25,849
4,1
5,1698.7,0
4,1
7,0

tt
S
kVA
Vậy trạm biến áp B
2
đặt hai máy biến áp S
đm

= 1000 kVA
* Trạm biến áp B
3
: cấp điện cho phân x-ởng III và phân x-ởng
sửa chữa cơ khí, trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song.
n. k
hc
. S
đmB
S
tt
= 1258,7 + 261,93 =1520,63 kVA
S
đmB

2
tt
S
= 760,32 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 800 kVA
Kiểm tra lại dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá
tải sự cố:
(n-1). k
qt
. S
đmB
S
ttsc

= 0,7. S
tt
S
đmB

4,1
.7,0
tt
S
= 760,32 kVA
Vậy trạm biến áp B
3
đặt hai máy S
đm
= 800 kVA là hợp lý.
* Trạm biến áp B
4
: cấp điện cho phân x-ởng IV và bộ phận
nén ép . Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song.
n. k
hc
. S
đmB
S
tt
= 1049,4 +516,6 = 1566 kVA
S
đmB

2

tt
S
=783 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 800 kVA
Kiểm tra lại dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá
tải sự cố:
(n-1). k
qt
. S
đmB
S
ttsc
= 0,7. S
tt
S
đmB

4,1
1566.7,0
4,1
.7,0

tt
S
= 783 kVA
Vậy trạm biến áp B
4
đặt hai máy biến áp S

đmB
= 800
kVA.
* Trạm biến áp B
5
: cấp điện cho Lò ga, phân x-ởng rèn và
trạm bơm . Trạm đặt hai máy làm việc song song.
n. k
hc
. S
đmB
S
tt
= 354,52 + 1152,6 + 203,98 =1711,1
kVA
S
đmB

2
tt
S
=855,55 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 1000 kVA.
Kiểm tra lại dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá
tải sự cố:
(n-1). k
qt
. S

đmB
S
ttsc
= 0,7. S
tt
S
đmB

4,1
1,1711.7,0
4,1
.7,0

tt
S
= 855,55 kVA
Vậy trạm B
5
đặt hai máy biến áp S
đm
= 1000 kVA.
2. Ph-ơng án 2: Đặt 6 TBA phân x-ởng, trong đó:
* Trạm biến áp B
1
: cấp điện cho Phòng thí nghiệm và Phân
x-ởng I.
Đây là một trong những bộ phận quan trọng nên trạm cần đặt 2
máy biến áp.
n. k
hc

. S
đmB
S
tt
= 117,98 +1468,3 =156,28 kVA
S
đmB

2
tt
S
= 793,14 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 1000 kVA
Kiểm tra dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá
tải sự cố: S
ttsc
lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4
kV của Phòng thí nghiệm và Phân x-ởng I sau khi cắt một số phụ
tải không quan trọng (30% phụ tải loại 3)
(n-1). k
qt
. S
đmB
S
ttsc
= 0,7. S
tt
S

đmB


4,1
6,1610.7,0
4,1
7,0
tt
S
793,14 kVA
Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy S
đm
= 1000 kVA là hợp
lý.
* Trạm biến áp B
2
: cấp điện cho Phân x-ởng II, đặt 2 máy biến
áp làm việc song song.
n. k
hc
. S
đmB
S
tt
= 1678,2 kVA
S
đmB

2
tt

S
= 839,1 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 1000 kVA
Kiểm tra dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá
tải sự cố: S
ttsc
lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4
kV của Bộ phận dệt sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng
(30% phụ tải loại 3)
(n-1). k
qt
. S
đmB
S
ttsc
= 0,7. S
tt
S
đmB

25,849
4,1
5,1698.7,0
4,1
7,0

tt
S

kVA
Vậy trạm biến áp B
2
đặt hai máy biến áp S
đm
= 1000 kVA
* Trạm biến áp B
3
: cấp điện cho phân x-ởng III và phân x-ởng
sửa chữa cơ khí, trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song.
n. k
hc
. S
đmB
S
tt
= 1258,7 + 261,93 =1520,63 kVA
S
đmB

2
tt
S
= 760,32 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 800 kVA
Kiểm tra lại dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá
tải sự cố:
(n-1). k

qt
. S
đmB
S
ttsc
= 0,7. S
tt
S
đmB

4,1
.7,0
tt
S
= 760,32 kVA
Vậy trạm biến áp B
3
đặt hai máy S
đm
= 800 kVA là hợp lý.
* Trạm biến áp B
4
: cấp điện cho phân x-ởng IV và bộ phận
nén ép . Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song.
n. k
hc
. S
đmB
S
tt

= 1049,4 +516,6 = 1566 kVA
S
đmB

2
tt
S
=783 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 800 kVA
Kiểm tra lại dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá
tải sự cố:
(n-1). k
qt
. S
đmB
S
ttsc
= 0,7. S
tt
S
đmB

4,1
1566.7,0
4,1
.7,0

tt

S
= 783 kVA
Vậy trạm biến áp B
4
đặt hai máy biến áp S
đmB
= 800 kVA.
* Trạm biến áp B
5
: cấp điện cho phân x-ởng rèn .Trạm đặt hai
máy biến áp làm việc song song.
n. k
hc
. S
đmB
S
tt
= 1152,6 kVA
S
đmB

2
tt
S
= 576,3 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 800 kVA
Kiểm tra dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá
tải sự cố: S

ttsc
lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4
kV của Bộ phận kéo sợi sau khi cắt một số phụ tải không quan
trọng (30% phụ tải loại 3)
(n-1). k
qt
. S
đmB
S
ttsc
= 0,7. S
tt
S
đmB


4,1
6,1152.7,0
4,1
7,0
tt
S
576,3 kVA
Vậy trạm biến áp B
5
đặt hai máy S
đm
= 800 kVA là hợp
lý.
* Trạm biến áp B

6
: cấp điện cho lò ga + trạm bơm. Trạm đặt 2
máy biến áp làm việc song song.
n. k
hc
. S
đmB
S
tt
= 354,52 +203,98 =558,5 kVA
S
đmB

2
tt
S
= 279,25 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 315 kVA
Kiểm tra dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá
tải sự cố: S
ttsc
lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4
kV của Bộ phận dệt sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng
(30% phụ tải loại 3)
(n-1). k
qt
. S
đmB

S
ttsc
= 0,7. S
tt
S
đmB

25,279
4,1
5,558.7,0
4,1
7,0

tt
S
kVA
VËy tr¹m biÕn ¸p B
6
®Æt hai m¸y biÕn ¸p S
®m
= 315 kVA lµ hîp
lý.