Tài liệu Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo docx
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (396.22 KB, 30 trang )
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
1
Chương I: giới thiệu chung về nhà máy
Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo ra các loại máy kéo để cung cấp cho các ngành
kinh tế trong nước và xuất khẩu.Đứng về mặt tiêu thụ điện năng thì nhà máy là một
trong những hộ tiêu thụ lớn. Do tầm quan trọng của nhà máy nên ta có thể xếp nhà
máy vào hộ tiêu thụ loại I, cần được đảm bảo cung cấp điện liên tục và an toàn.
Nhà máy được làm việc theo chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cự
c đại
T
max
=4500h. Trong nhà máy có ban quản lý, phân xưởng sữa chữa cơ khí và kho vật
liệu là hộ loại II, các phân xưởng còn lại đều thuộc hộ loại I.
Bảng 1.1:Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy
Số trên
mặt bằng
Tên phân xưởng Công suất đặt(kVA) Diện tích
1 Ban quản lý và phòng thiết kế 80(chưa kể chiếu
sáng)
1925
2 Phân xưởng cơ khí số1 1500 1875
3 Phân xưởng cơ khí số 2 2500 2000
4 Phân xưởng luyện kim màu 2100 2400
5 Phân xưởng luyện kim đen 2300 4000
6 Phân xưởng sữa chữa cơ khí 760 1500
7 Phân xưởng rèn 1350 2100
8 Phân xưởng nhiệt luyện 1500 3150
9 Bộ phận nén khí 1200 1350
10 Kho vật liệu 60 2750
11 Chiếu sáng các phân xưởng Xác định theo diện
t
í
ch
Chương II: Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy và của từng phân xưởng
I) Xác định phụ tải của từng phân xưởng
Trong đầu bài đã cho Pđ và diện tích nên ta sử dụng phương pháp xác định công suất
phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
Lúc đó phụ tải của mỗi phân xưởng được xác định theo công thức
Pđl=Knc.Pđ
Qđl=Ptt.tg
ϕ
Trong công thức trên
Knc : Hệ số nhu cầu được tra trong sổ tay kỹ thuật
Cos
ϕ
: Hệ số công suất tính toán tra từ sổ tay kỹ thuật sau đó ta có tg
Pđl và Qđl chỉ là phụ tải động lực. Còn phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được
xác định theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích theo công thức
Pcs=p
o
.S
p
o
: Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích
S : Diện tích cần được chiếu sáng (Chú ý ở đây diện tích phân xưởng được tính bằng
m
2
)
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
2
Qcs=Pcs.tg
ϕ
Cos
ϕ
= 1 nếu sử dụng đèn sợi đốt
Cos
ϕ
= 0,6 -> 0,8 nếu là đèn huỳnh quang
Công suât tính toán của phân xưởng là
Ptt=Pđl+Pcs
Qtt=Qđl+Qcs
Từ đó ta có
22
QttPttStt +=
Khi đã biết được phụ tải tính toán của từng phân xưởng ta có thể có phụ tải của toàn
xí nghiệp bằng cách lấy tổng phụ tải của từng phân xưởng có kể đến hệ số đồng thời
Qttxn
Pttxn
QttxnKdtQttxn
PttxnKdtPttxn
n
i
i
n
i
i
=
=
=
∑
∑
=
=
ϕ
cos
.
1
1
Kđt : Hệ số đồng thời (xét khả năng phụ tải không đồng thời cực đại)
Kđt=0,9->0,95 khi số phân xưởng n=2->4
Kđt=0,8->0,85 khi số phân xưởng n=5->10
1) Ban quản lý và phòng thiết kế
Công suất đặt: 80 kw
Diện tích: 1925 m
2
Tra bảng ta được k
nc
=0,8; cos
8,0
=
ϕ
Tra bảng PL1.7(TL1), ta được suất chiếu sáng p
0
=15(
2
m
W
), ở đây ta sử dụng đèn
huỳnh quang nên ta có cos
85,0=
cs
ϕ
;
*công suất tính toán động lực:
P
dl
=k
nc
P
d
=0,8.80=64(kW)
Q
dl
=P
dl
.tg
4875,0.64 ==
ϕ
(kVAr)
*Công suất tính toán chiếu sáng
P
cs
=p
0
.S=15.1925=28,9 kW
Q
cs
=P
cs
.tg
ϕ
cs
=28,9.0,62=17,9 kVAr
*Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:
P
tt
=P
dl
+P
cs
=64+28,9=92,9 kW
*Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:
Q
tt
=Q
dl
+Q
cs
=48+17,9=65,9 kVAr
*Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:
S
tt
=
22
tttt
QP +
= =+
22
9,659,92 113,9 kVA
I
tt
=
A
U
S
tt
1,173
3.38,0
9,113
3
==
2)Phân xưởng cơ khí số 1:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
3
Công suất đặt:1500 kw
Diện tích:1875 m
2
Tra bảng PL1.3(TL1) với phân xưởng cơ khí ta tìm được k
nc
=0,3;cos
ϕ
=0,6
Tra bảng PL1.7(TL1)ta được suất chiếu sángp
0
=14W/m2, ở đây ta sử dụng đèn sợi
đốt nên có
1cos =
ϕ
*Công suất tính toán động lực:
P
dl
=k
nc.
P
d
=0,3.1500=450 kW
Q
dl
=P
dl
.tg
=
ϕ
450.1,33=598,5 kVAr
*Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
=p
0.
S=14.1875=26,2 kW
Q
cs
=P
cs.
tg
0=
cs
ϕ
kVAR
*Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:
P
tt
=P
dl
+P
cs
=450+26,2=476,2 kW
*Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:
Q
tt
=Q
dl
=598,5 kVAR
*Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:
S
tt
=
8,7645,5982,476
22
22
=+=+
tttt
QP
kVA
3)Phân xưởng cơ khí số 2:
Công suất đặt:2500 kW
Diện tích:2000 m
2
Tra bảng PL1.3(TL1) với phân xưởng cơ khí ta tìm được k
nc
=0,3;cos
6,0=
ϕ
Tra bảng PL1.7(TL1) ta được suất chiếu sáng p
0
=14W/m2 ở đây ta sử dụng đèn sợi
đốt nên có
=
ϕ
cos
1
*Công suất tính toán động lực:
P
dl
=k
nc.
P
d
=0,3.2500=750 kW
Q
dl
=P
dl
.tg
ϕ
=750.1,33=997,5 kVAR
*Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
=p
0
.S=14.2000=28 kW
Q
cs
=0 kVAR
*Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:
P
tt
=P
dl
+P
cs
=750+28=778 kW
*Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:
Q
tt
=Q
dl
=997,5 kVAR
*Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:
S
tt
=
12655,997778
22
22
=+=+
tttt
QP
kVA
4)Phân xưởng luyện kim mầu:
Công suất đặt: 2100 kW
Diện tích: 2400 m
2
Tra bảng PL1.3(TL1) với phân xưởng luyện kim màu ta tìm được k
nc
=0,6; cos
8,0
=
ϕ
Tra bảng PL1.7(TL1)ta được suất chiếu sáng p
0
=15W/m2, ở đây ta sử dụng đèn sợi
đốt nên ta có cos
1=
ϕ
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
4
*Công suất tính toán động lực:
P
dl
=k
nc
.P
d
=0,6.2100=1260 kW
Q
dl
=P
dl
.tg
=
ϕ
1260.0,75=945 kVAR
*Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
=p
0
.S=15.2400=36 kW
Q
cs
=P
cs
.tg
ϕ
=0 kVAR
*Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:
P
tt
=P
dl
+P
cs
=1260+36=1296 kW
*Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:
Q
tt
=Q
dl
=945 kVAR
*Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:
S
tt
=
16049451296
22
22
=+=+
tttt
QP
kVA
5)Phân xưởng luyện kim đen:
Công suất đặt:2300 kW
Diện tích :4000 m
2
Tra bảng PL1.3(TL1)với phân xưởng luyện kim đen ta tìm đượck
nc
=0,6;cos 8,0=
ϕ
Tra bảng PL1.7(TL1)ta được suất chiếu sáng p
0
=15 W/m
2
ở đây ta sử dụng đèn sợi
đốt nên có cos
ϕ
cs
=1
*Công suất tính toán động lực:
P
dl
=k
nc
.P
d
=0,6.2300=1380 kW
Q
dl
=P
dl
.tg
ϕ
=1380.0,75=1035 kVAR
*Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
=p
0
.S=15.4000=60 kW
Q
cs
=0 kVAR
*Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:
P
tt
=P
dl
+P
cs
=1380+60=1440 kW
*Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:
Q
tt
=Q
dl
=1035 kVA
*Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:
S
tt
=
4,177310351440
22
22
=+=+
tttt
QP
kVA
6)Phân xưởng sữa chữa cơ khí:
Công suất đặt: 760 kW
Diện tích: 1500 m
2
Tra sổ tay kỹ thuật ta có
k
nc
= 0,3 ;cos
ϕ
= 0,6 ;p
o
=16 (kW/m
2
* Công suất tính toán động lực:
P
dl
= k
nc
. P
d
= 0,3.760 =228 kW
Q
dl
= P
dl
. tg
ϕ
= 228 . 1,3 = 296,4 kVAR
* Công suất tính toán chiếu sáng
P
cs
= p
o
. S = 16. 1500 = 24 kW
Q
cs
= 0
* Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xưởng
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
5
P
tt
= P
dl
+ P
cs
=228+ 24 =252 kW
* Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng
Q
tt
= Q
dl
+ Q
cs
= Q
dl
= 296,4 kVAR
*) Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng
)(3894,296252
22
22
kVAQPS
tttttt
=+=+=
7)Phân xưởng rèn:
Công suất đặt:1350 kW
Diện tích:2100 m
2
Tra bảng PL1.3(TL1) với phân xưởng rèn ta tìm được k
nc
=0,5;cos
6,0=
ϕ
Tra bảng PL1.7(TL1) ta được suất chiếu sáng p
0
=15 W/m
2
ở đây ta sử dụng đèn sợi
đốt nên có
1cos =
cs
ϕ
*Công suất tính toán động lực:
P
dl
=k
nc
.P
d
=0,5.1350=675 kW
Q
dl
=P
dl
.tg
ϕ
=675.1,33=897,75 kVAR
*Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
=p
0
.S=15.2100=31,5 kW
Q
cs
=0 kVAR
*Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:
P
tt
=P
dl
+P
cs
=675+31,5=706,5 kW
*Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:
Q
tt
=Q
dl
=897,75 kVAR
*Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:
S
tt
=
4,114275,8975,706
22
22
=+=+
tttt
QP
kVA
8)Phân xưởng nhiệt luyện:
Công suất đặt:1500
Diện tích: 3150m
2
Tra bảngPL1.3(TL1) với phân xưởng nhiệt luyện được k
nc
=0,6; 8,0cos =
ϕ
Tra bảng PL1.7(Tl1)ta được suất chiếu sáng p
0
=15W/m
2
ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt
nên
1cos =
ϕ
*Công suất tính toán động lực:
P
dl
=k
nc
.P
d
=0,6.1500=900 kW
Q
dl=
P
dl
.tg
=
ϕ
900.0,75=675 kVAR
*Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
=p
0
.S=15.3150=47,25 kW
Q
cs
=0
*Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:
P
tt
=P
dl
+P
cs
=900+47,25=947,25 kW
*Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:
Q
tt
=Q
dl
=675 kVAR
*Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:
S
tt
=
1,116367525,947
22
22
=+=+
tttt
QP
kVA
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
6
9)Bộ phận nén khí:
Công suất đặt:1200 kW
Diện tích:1350 m
2
Tra bảng Pl1.3(TL1)với bộ phận nén khí được k
nc
=0,6;cos
8,0
=
ϕ
Tra bảng PL1.7(TL1)ta được suất chiếu sáng p
0
=10W/m
2
,ở đây ta sử dụng đèn sợi
đốt nên cos
1=
cs
ϕ
*Công suất tính toán động lực:
P
dl
=k
nc
.P
d
=0,6.1200=720 kW
Q
dl
=P
dl
.tg
=
ϕ
720.0,75=540 kVAR
*Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
=p
0
.S=10.1350=13,5 kW
Q
cs
=P
cs
.tg
cs
ϕ
=0 kVAR
*Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:
P
tt
=P
dl
+P
cs
=720+13,5=733,5 kW
*Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:
Q
tt
=Q
dl
=540 kVAR
*Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:
S
tt
=
8,9105405,733
22
22
=+=+
tttt
QP
kVA
10)Kho vật liệu:
Công suất đặt:60 kW
Diện tích: 2750m
2
Tra bảng PL1.3(TL1) với kho vật liệu ta được k
nc
=0,7;cos
8,0
=
ϕ
Tra bảng PL1.3(TL1) ta được suất chiếu sáng p
0
=10W/m
2
ở đây ta sử dụng đèn sợi
đốt nên có cos
1=
cs
ϕ
*Công suất tính toán động lực:
P
dl
=k
nc
.P
d
=0,7.60=42 kW
Q
dl
=P
dl
.tg
=
ϕ
42.0,75=31,5 kVAR
*Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
=p
0
.S=10.2750=27,5 kW
Q
cs
=0 kVAR
*Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:
P
tt
=P
dl
+P
cs
=42+27,5=69,5 kW
*Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:
Q
tt
=Q
dl
=31,5 kVAR
*Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:
S
tt
=
=+=+
22
22
5,315,69
tttt
QP
76,3 kVA
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
7
Kết quả xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng được trình bày trong bảng sau:
Tên
phân
xưởng
P
d
K
nc
cos
ϕ
p
0
(W/
m
2
)
P
dl
(kW) P
cs
(kW)
P
tt
(kW)
Q
tt
(kVAR)
S
tt
(kVA)
1 80 0,8 0,8 15 64 28,9 92,9 65,9 113,9
2 1500 0,3 0,6 14 450 26,2 476,2 598,5 764,8
3 2500 0,3 0,6 14 750 28 778 997,5 1265
4 2100 0,6 0,8 15 1260 36 1296 945 1604
5 2300 0,6 0,8 15 1380 60 1440 1035 1773,4
6 760 0,3 0,6 16 228 24 252 296,4 389
7 1350 0,5 0,6 15 675 31,5 706,5 897,75 1142,4
8 1500 0,6 0,8 15 900 47,25 947,25 675 1163,1
9 1200 0,6 0,8 10 720 13,5 733,5 540 910,8
10 60 0,7 0,8 10 42 27,5 69,5 31,5 76,3
II) Xác định phụ tải tính toán nhà máy
*) Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy
∑
=
=
n
i
PttiKdtPttnm
1
.
Trong đó
K
dt
= 0,8 (hệ số đồng thời)
Pttnn = 0,8. 6798,85 =5433,48(kW)
*) Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy
∑
=
=
n
i
QttiKdtQttnm
1
.
Qttnm = 0,8. 6082,55 =4866,04(kVAr)
*) Phụ tải tính toán nhà máy
)(9,729304,486648,5433
22
kVASttnm =+=
*) Hệ số công suất của toàn nhà máy
74,0
9,7293
48,5433
cos ===
Sttnm
Pttnm
ϕ
III)Vẽ biểu đồ và xác định tâm phụ tải
1) Biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp
Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng có tâm trùng với tâm phụtải
điệnCó diện tích ứng với công suất của phụ tải theo một tỉ lệ xích tuỳ chọn. Biểu đồ
được chia làm hai phần
Phụ tải động lực (quạt được gạch chéo)
Phụ tải chiếu sáng (phần quạt để trắng)
Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng
được xác định theo công thức
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
8
Π
=
m
Si
Ri
Ri : Bán kính biểu đồ phụ tải thứ i
m : tỉ lệ xích tuỳ chọn
Si : phụ tải tính toán thứ i
Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công thức
Ptt
Pcs
cs
.360
=
α
Để xác định biểu đồ phụ tải ta chọn tỉ lệ xích 3kVA/mm
2
Từ số liệu tính toán phần trước và công thức ở trên ta có bảng số liệu sau
về R và
cs
α
Th
ứ tự
Tên phânxưởng Pcs(kW) Ptt(kW) Stt(kVA) Ri
mm
cs
α
(độ)
1 Ban quản lý và thiết kế 28,9 92,9 113,9 3,5 112
2 Phân xưởng cơ khí 1 26,2 476,2 764,8 9 19,8
3 Phân xưởng cơ khí số 2 28 778 1265 11,6 13
4 Phân xưởng luyện kim màu 36 1296 1604 13 10
5 Phân xưởng luyện kim đen 60 1440 1773,4 13,7 15
6 P/x sửa chũa cơ khí 24 252 389 6,4 34,3
7 Phân xưởng
r
èn 31,5 706,5 1142,4 11 16,1
8 Phân xưởng nhiệt luyện 47,25 947,25 1163,1 11,1 18
9 Bộ phận nén khí 13,5 733,5 910,8 9,8 6,6
10 Kho vật liệu 27,5 69,5 76,3 8,1 142,4
2) Xác định tâm phụ tải
Với quy mô nhà máy mà ta đang thiết kế ta cân xác định tâm phụ tải. Tâm phụ tải là
điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu
∑
=
n
i
LiPi
1
. -> min trên đồ thị
phụ tải.
Trong đó
Pi và Li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm
Điểm tâm phụ tải chính là nơi đặt các tram biến áp hoặc trạm phân phối trung tâm
Để xác định được tâm phụ tải ta sử dụng phương pháp sau
trên mặt bằng nhà máy ta xác định một hệ trục toạ độ xoy. Từ đó xác định được tâm
của các phân xưởng là (xi,yi) =>sẽ xác định được toạ
độ của tâm phụ tải
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
9
∑
∑
∑
∑
∑
∑
=
=
=
=
=
=
=
=
=
n
i
n
i
i
n
i
n
i
i
n
i
n
i
i
Si
Siz
z
Si
Siy
y
Si
Six
x
1
1
.
1
1
.
1
1
.
Trong thực tế z rất ít được quan tâm vì ta chỉ quam tâm đến phương diện mặt bằng là
chủ yếu
Theo số liệu ban đầu ta có
7,5
3,768,9101,11634,11423894,1773160412658,7649,113
3,76.1,18,910.7,91,1163.2,84,1142.1,6389.2,64,1773.7,31604.5,31265.8,08,764.8,09,113.5,0
1,4
3,768,9101
,11634,11423894,1773160412658,7649,113
3,76.5,18,910.8,31,1163.8,44,1142.7,0389.2,64,1773.11604.7,51265.2,18,764.7,59,113.5,3
1
1
.
1
1
.
=
+++++++++
+++++++++
=
=
=
+++++++++
+++++++++
=
=
∑
∑
∑
∑
=
=
=
=
n
i
n
i
i
n
i
n
i
i
Si
Siy
x
Si
Six
y
Phần II
Thiết kế mạng cao áp của nhà máy
I)Lựa chọn điện áp truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp
Ta dựa vào biểu thức kinh nghiệm:
U=4,34.
Pl 016,0+
(kV)
Trong đó:
P:Công suất tính toán của nhà máy(kV)
L :khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy(km)
L=10km
Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy là:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
10
U=4,34.
7,4248,5433.016,010 =+
kV
II)Chọn sơ đồ cung cấp điện
*Các trạm biến áp được lựa chọn dựa trên nguyên tắc sau:
1. Vị trí đặt trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải; thuận tiện
cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành sữa chữa, an toàn và kinh tế.
2. Số lượng MBA đặt trong các trạm biến áp được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu
cung cấp điện của phụ tải, đ
iều kiện vận chuyển và lắp đặt;chế độ làm việc của
phụ tải. Trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt 1 MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi
cho việc vận hành, nhưng độ tin cậy không cao. Các TBA cung cấp cho hộ loại
I và loại II chỉ nên đặt 2 MBA , hộ loại III có thể chỉ đặt 1 MBA.
3. Dung lượng MBA được chọn theo điều kiện :
n.k
hc
.S
dmB
>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
dmB
>S
ttsc
Trong đó:
n-số máy biến áp có trong trạm biến áp
k
hc
-Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, 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
=1,4nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành
quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá
6h và trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải <0,93
S
ttsc
-công suất tính toán sự cố.Khi sự cố một máy biến áp có thể loại bỏ
một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA nhờ vậy có
thể giảm 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 3 nên S
ttsc
=0,7S
tt
Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà maý để tạo điều kiện
thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt vận hành, sữa chữa, thay thế.
*Các phương án cung cấp điện:
Phương án 1:
Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian nhận điện từ hệ thống về
hạ xuống điện áp 6kV sau đó về cung cấp về cho các trạm biến áp phân xưởng.Sử
dụng 6 trạm biến áp phân xưởng.Các trạm biến áp B
1
,B
2
,B
3
,B
4
,B
5
,B
6
hạ điện áp từ
6kV xuống 0,4kV để cung cấp điện cho các phân xưởng.
Phương án 2
: Phương án này sử dụng trạm biến áp trung gian nhận điện từ hệ thống
về hạ áp xuống điện áp 6kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Sử
dụng 5 trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp B
1
,B
2
,B
3
,B
4
,B
5
hạ điện áp từ 6kV
xuống 0,4kV để cung cấp cho các phân xưởng.
Phương án 3
: Phương án này sử dụng trạm phân phối trung tâm nhận điện từ hệ
thống về cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp B
1
,B
2
,B
3
,B
4
,B
5
,B
6
hạ điện áp từ 10kV xuống 0,4kV để cung cấp điện cho các phân xưởng.
Phương án 4
: Phương án này sử dụng trạm phân phối trung tâm nhận điện từ hệ
thống về cấp cho các trạm biến áp phân xưởng.Các trạm biến áp B
1
,B
2
,B
3
,B
4
,B
5
hạ
điện áp từ 10kV xuống 0,4kV để cung cấp điện cho các phân xưởng.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
11
Với quy mô như nhà máy ta chỉ cần đặt một trạm phân phối trung tâm nhận điện từ
trạm biến áp trung gian rồi phân phối cho các trạm biến áp phân xưởng. Ta chọn các
phương án dùng 5 trạm biến áp phân xưởng.
III)Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm
Hợp lý và kinh tế nhất là tại tâm của phụ tải
Theo hệ toạ độ đã chọn như trong phần trước thì vị trí đặt trạm phân phối trung tâm
sẽ là:
X= 5,7
Y= 4,1
IV)Xác định vị trí số lượng và dung lượng máy biến áp
1) Số lượng và vị trí
Căn cứ vào vị trí và công suất của các phân xưởng ta chọn phương án 4
-Trạm biến áp B
1
cấp cho Ban quản lý và phòng thiết kế và phân xưởng phân xưởng
cơ khí số 2 đặt 2 máy làm việc song song
-Trạm biến áp B
2
cấp điện cho phân xưởng cơ khí số1 và phân xưởng luyện kim
màu.Trạm đặt 2 MBA làm việc song song.
-Trạm biến áp B
3
cấp điện cho phân xưởng sữa chữa cơ khí và phân xưởng nhiệt
luyện.Trạm đặt 2 MBA làm việc song song.
-Trạm biến áp B
4
cấp điện cho phân xưởng luyện kim đen , trạm đặt 2MBA làm việc
song song.
-Trạm biến áp B
5
cấp điện cho phân xưởng rèn ,bộ phận nén khí và kho vật
liệu.Trạm đặt 2MBA làm việc song song.
Ta sử dụng các trạm kề có một tường chung với tường phân xưởng. Chọn các máy
do Việt Nam sản xuất nên không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ
2) Chọn dung lượng máy biến áp
*trạm biến áp B
1
: n.k
hc
S
dmB
>S
tt
=1378,9kVA
S
dmB
>
2
tt
S
=689,45kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
dm
=1000kVA
Kiểm tra điều kiện sự cố:S
ttsc
lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng cơ
khí số 2 sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng , còn ban
quản lý và phòng thiết kế là phụ taỉ loại III nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp
điện. (n-1).k
qt.
.S
dmB
>S
ttsc
=0,7.S
tt
S
dmB
>
4,1
.7,0
tt
S
=
5,632
4,1
)9,1139,1378.(7,0
=
−
kVA
Vậy trạm biến áp B
1
đặt 2 máy S
dm
=1000kVA là hợp lý
*Trạm biến áp B
2
: n.k
hc
.S
dmB
>S
tt
=2368,8kVA
S
dmB
>
2
tt
S
=1184,4kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
dm
=1600kVA
Kiểm tra điều kiện sự cố (n-1).k
qt
.S
dmB
>S
ttsc
=0,7.S
tt
S
dmB
> 4,1184
4,1
.7,0
=
tt
S
kVA
Vậy trạm biến áp B
2
đặt hai máy S
dm
=1600kVA là hợp lý
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
12
*Trạm biến áp B
3
: n.k
hc
.S
dmB
>S
tt
=1552,1kVA
S
dmB
>
1,776
2
=
tt
S
kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
dm
=1000kVA
Kiểm tra điều kiện sự cố: (n-1).k
qt
.S
dmB
>S
ttsc
=0,7.S
tt
S
dmB
>
=
−
=
4,1
)3891,1552.(7,0
4,1
.7,0
tt
S
581,55kVA
Vậy trạm biến áp B
3
đặt 2 máy S
dm
=1000kVA là hợp lý
*Trạm biến áp B
4
: n.k
hc
.S
dmB
>S
tt
=1773,4kVA
S
dmB
>
=
2
tt
S
886,7kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
dm
=1000kVA
Kiểm tra điều kiện sự cố: (n-1).k
qt
.S
dmB
>S
ttsc
=0,7.S
tt
S
dmB
> =
4,1
.7,0
tt
S
886,7kVA
Vậy trạm biến áp B
4
đặt 2 máy S
dm
=1000kVA là hợp lý
*Trạm biến áp B
5
: n.k
hc
.S
dmB
>S
tt
=2129,5kVA
S
dmB
>
=
2
tt
S
1064,75kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
dm
=1600kVA
Kiểm tra điều kiện sự cố: (n-1).k
qt
.S
dmB
>S
ttsc
=0,7.S
tt
S
dmB
> =
−
=
4,1
)605,2129.(7,0
4,1
.7,0
tt
S
1034,75kVA
Vậy trạm biến áp B
5
đặt 2 máy S
dm
=1600kVA là hợp lý.
Kết quả lựa chọn MBA
Tên
MBA
S
dm
(kVA)
0
PΔ
(kW)
N
PΔ
(kW)
U
N
(%)
I
0
(%)
Số
máy
Đơn giá
(10
3
Đ)
Thành tiền
(10
3
Đ)
B
1
1000 2,1 12,6 6,5 1,5 2 121 800 243 600
B
2
1600 2,8 18 6,5 1,4 2 202 500 405 000
B
3
1000 2,1 12,6 6,5 1,5 2 121 800 243 600
B
4
1000 2,1 12,6 6,5 1,5 2 121 800 243 600
B
5
1600 2,8 18 6,5 1,4 2 202 500 405 000
V) Các phương án đi dây mạng cao áp
Vì nhà máy thuộc hộ loại 1 nên ta sẽ dùng đường dây trên không lộ kép đẻ tải điện
từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm của nhà máy. Các trạm phân
phối đến các trạm biến áp phân xưởng đều là đường dây tải cho hộ loại một nên tất cả
ta đi bằng lộ kép. Để đảm bảo mỹ quan và an toàn ta dùng cáp ngầm
Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp và trạm phân phối trung tâm ta có các phương
án
đi dây như sau
Phương án số 1 : Các tram được cấp điện trực tiếp từ trạm phân phối trung tâm
Phương án số 2 : Các tram ở xa trạm phân phối trung tâm được nối liên thông với các
tram ở gần
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
13
8
9
10
7
5
3
1
B1
B2
B3
B4 B5
Đường đi từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm của nhà máy dài
3,3(km) ta sử dụng đường dây trên không dây nhôm lõi thép.
Tra sổ tay kỹ thuật ta có Tmax = 4000-> 4500(h)
Với giá trị Tmax như trên ta có mật độ dòng kinh tế Jkt = 1,1A/mm
2
)(87
1,1
7,95
)(7,95
22.3.2
9,7293
.3.2
2
mm
Jkt
Ittnm
Fkt
A
Udm
Sttnm
Ittnm
===
===
Chọn dây AC-95
Kiểm tra dòng sự cố
Icp =330(A)
Isc = 2.Ittnm = 2.95,7 =191,4(A)
Thoả nãm
Không cần kiểm tra tổn thất điện áp do đường dây ngắn
Sau khi chọn được đường đi dây từ trạm biến áp trung gian về tram phân phối ta tiến
hành tính toán chi tiết cho từng phương án
Dự kiến chọn dây cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do FURUKAWA
chế tạo với Jkt = 3,1 (A/mm
2
)
F
kt
=
2
max
mm
j
I
kt
I
max
=
dm
ttpx
U
S
.3.2
VI)Các phương án:
1) Phương án số 1
a) Sơ đồ phương án
2 4
b) Lựa chọn trạm biến áp và dây dẫn
*)Trạm B1
6
8
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
14
)(13
1,3
8,39
)(8,39
10.3.2
9,1378
.3.2
2
1
1
1
mm
Jkt
Itt
F
A
Udm
Sb
Itt
===
===
Chọn dây có tiết diện F=16(mm
2
)
Kiểm tra dòng điện cho phép
Icp = 110(A)
Isc = 2.Itt = 2.39,8 =79,6(A)
Để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Isc < k
hc
.Icp
k
hc
= k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép đi ngầm)
=> Isc = 79,6 < 0,93.Icp = 0,93.110 =102,3 (A)
Vậy dây đã chọn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Còn
Δ
Ucp không cần kiểm tra do dây tương đối ngắn
Dây cho đường đi từ PPTT đến B1 là 2xXLPE(3x16)
*) Trạm B2
)(1,22
1,3
4,68
)(4,68
10.3.2
8,2368
.3.2
2
2
2
2
mm
Jkt
Itt
F
A
Udm
Sb
Itt
===
===
Chọn dây có tiết diện F=35(mm
2
)
Kiểm tra dòng điện cho phép
Icp = 170(A)
Isc = 2.Itt = 2.68,4 =136,8(A)
Để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Isc < k
hc
.Icp
k
hc
= k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép đi ngầm)
=> Isc =136,8 < 0,93.Icp = 0,93.170 =158,1 (A)
Vậy dây đã chọn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Còn
Δ Ucp không cần kiểm tra do dây tương đối ngắn
Dây cho đường đi từ PPTT đến B2 là 2xXLPE(3x35)
*) Trạm B3
)(5,14
1,3
8,44
)(8,44
10.3.2
1,1552
.3.2
2
3
3
3
mm
Jkt
Itt
F
A
Udm
Sb
Itt
===
===
Chọn dây có tiết diện F=16(mm
2
)
Kiểm tra dòng điện cho phép
Icp = 110(A)
Isc = 2.Itt = 2.44,8 = 89,6(A)
Để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
15
Isc < k
hc
.Icp
k
hc
= k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép đi ngầm)
=> Isc = 89,6 < 0,93.Icp = 0,93.110 =102,3 (A)
Vậy dây đã chọn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Còn
Δ
Ucp không cần kiểm tra do dây tương đối ngắn
Dây cho đường đi từ PPTT đến B3 là 2xXLPE(3x16)
*) Trạm B4
)(5,16
1,3
2,51
)(2,51
10.3.2
4,1773
.3.2
2
4
4
3
mm
Jkt
Itt
F
A
Udm
Sb
Itt
===
===
Chọn dây có tiết diện F=25(mm
2
)
Kiểm tra dòng điện cho phép
Icp = 140(A)
Isc = 2.Itt = 2.51,2 = 102,4(A)
Để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Isc < k
hc
.Icp
k
hc
= k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép đi ngầm)
=> Isc = 102,4 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)
Vậy dây đã chọn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Còn
Δ
Ucp không cần kiểm tra do dây tương đối ngắn
Dây cho đường đi từ PPTT đến B4 là 2xXLPE(3x25)
*) Trạm B5
)(84,19
1,3
5,61
)(5,61
10.3.2
5,2129
.3.2
2
5
5
5
mm
Jkt
Itt
F
A
Udm
Sb
Itt
===
===
Chọn dây có tiết diện F=25(mm
2
)
Kiểm tra dòng điện cho phép
Icp = 140(A)
Isc = 2.Itt = 2.61,5 = 123(A)
Để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Isc < k
hc
.Icp
k
hc
= k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép đi ngầm)
=> Isc = 123 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)
Vậy dây đã chọn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Còn
Δ
Ucp không cần kiểm tra do dây tương đối ngắn
Dây cho đường đi từ PPTT đến B5 là 2xXLPE(3x25)
*)Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng
Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Các đường cáp ở đây đều
rất ngắn, tổn thất điện áp không đáng kể nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
16
điều kiện
cp
UΔ
. Cáp hạ áp đều chọn loại cáp bốn lõi do hãng LENS chế tạo, riêng đối
với đoạn cáp từ trạm biến áp B2 đến phân xưởng luyện kim màu do có dòng I
max
lớn:
A
U
S
I
dm
ttpx
5,1709
4,0.3.2
8,2368
.3.2
max
===
nên mỗi pha sử dụng hai cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết diện F=630mm
2
với
I
cp
=1088A và một cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết diện F=630mm
2
làm dây trung tính do
hãng LENS chế tạo. trong trường hợp này hệ số hiệu chỉnh k
hc
=0,83 do có 14 sợi cáp
đặt chung trong một rãnh cáp.
Kết quả chọn cáp cho phương án số 1
đường cáp F(mm
2)
L (m) R
0
đơn giá
(10
3
Đ/m)
Thành tiền
(10
3
Đ)
TPPTT-B1 3*16 85 1,47 48 8160
TPPTT-B2 3*35 100 0,67 105 21000
TPPTT-B3 3*16 90 1,47 48 8640
TPPTT-B4 3*25 35 0,93 75 5250
TPPTT-B5 3*25 95 0,93 75 14250
B1-1 3*50+35 60 0,387 84 10080
B2-4 3*630+630 30 0,047 726 43560
B3-6 3*120+70 35 0,153 205 7175
c) Tính toán kinh tế -kỹ thuật
*) Xác định tổn thất công suất tác dụng
Δ
P
)(10
3
2
2
kW
n
R
U
S
P
−
=Δ
• Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây cáp từ PPTT-B1
)(2,110.10.85.
2
47,1
.
10
9,1378
10
33
2
3
2
2
kW
n
R
U
S
P =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==Δ
−−−
• Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây cáp từ PPTT-B2
)(9,110.10.100.
2
67,0
.
10
8,2368
10
33
2
3
2
2
kW
n
R
U
S
P =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==Δ
−−−
• Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây cáp từ PPTT-B3
)(6,110.10.90.
2
47,1
.
10
1,1552
10
33
2
3
2
2
kW
n
R
U
S
P =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==Δ
−−−
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
17
• Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây cáp từ PPTT-B4
)(5,010.10.35.
2
93,0
.
10
4,1773
10
33
2
3
2
2
kW
n
R
U
S
P =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==Δ
−−−
• Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây cáp từ PPTT-B5
)(210.10.95.
2
93,0
.
10
5,2129
10
33
2
3
2
2
kW
n
R
U
S
P =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==Δ
−−−
Tương tự tổn thất trên B1-1:
kP 821,0
=
Δ
W
B2-4:
kWP 8,2
=
Δ
B2-6:
kWP 7,1
=
Δ
Tổng kết ta có bảng kết quả sau
Đường
cáp
F(mm
2
) L(m) r
o
(
Ω
/km) R(
Ω
)
Δ
P(kW)
PPTT-B1 3*16 85 1,47 124,95 1,2
PPTT-B2 3*35 100 0,67 670 1,9
PPTT-B3 3*16 90 1,47 132,3 1,6
PPTT-B4 3*25 35 0,93 32,55 0,5
PPTT-B5 3*25 95 0,93 88,35 2
B1-1 3*50+35 60 0,387 23,22 0,821
B2-4 3*630+630 30 0,047 1,41 2,8
B2-6 3*120+70 35 0,153 5,355 1,7
*) Tính toán về kinh tế
Để lựa chọn một phương án tối ưu trong nhiều phương án về mặt kinh tế ta dựa vào
hàm chi phí tính toán hàg năm Z. Ta chỉ tính phần khác nhau giữa hai phương án
Hàm chi phí tính toán
Z = (a
vh
+a
tc
).K+
Δ
A.C +
B
A
Δ
.C
Trong đó
avh : Hệ số vận hành
atc : Hệ số tiêu chuẩn atc=0,2
K : Vốn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây
∑
=
=
n
i
LiKoiK
1
.
Koi : Giá tiền 1m cáp tiết diện
Li : chiều dài tuyến cáp có tiết diện i
Δ
A : Tổn thất điện năng trong mạng cao áp xí nghiệp
Δ A = Δ Pmax.
τ
∑
=
Δ=Δ
n
i
PiP
1
max
τ
: thời gian tổn thất công suất lớn nhất
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
18
τ
=(0,124+Tmax.10
-4
)
2
.8760
C : Giá 1kWh điện năng C=750đ/kWh
τ
.).(.
1
2
0
dmB
tt
NB
S
S
P
n
tPnA Δ+Δ=Δ
trong đó: n:số máy biến áp ghép song song
t:thời gian máy biến áp vận hành, t=8760h
và cos
ϕ
=0,74 tìm được
τ
=3300h
=Δ
B
A
114154,8kWh
Tính toán chi tiết cho phương án
K =( 8160+21000+8640+5250+14250+10080+43560+7175 +405000).10
3
= 523115.10
3
(đ)
Δ
A = (1,2+1,9+1,6+0,5+2+0,821+2,8+1,7).3300 =41319,3(kWh)
Z = (0,1+0,2).523115.10
3
+(41319,3+114154,8).750 = 273540,1.10
3
(đ)
2) Phương án số II
Đặt 6 trạm biến áp phân xưởng, trong đó :
*Trạm biến áp B
1
: cấp điện cho ban quản lý, phòng thiết kế và phân xưởng cơ
khí số 1, trạm đặt 2 MBA làm việc song song.
n.k
hc
S
đmB
> S
tt
=878,7kVA
S
đmB
>
=
2
tt
S
439,4kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 1000kVA
Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố:S
ttsc
lúc này chính là công suất tính toán của phân
xưởng số 1 sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng, còn
ban quản lý và phòng thiết kế là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung
cấp điện:
( n-1).k
qt
.S
đmB
>S
ttsc
=0,7S
tt
S
đmB
>
4,382
4,1
8,764.7,0
4,1
.7,0
==
tt
S
Vậy trạm biến áp B
1
đặt hai máy S
đm
=1000kVA là hợp lý
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
19
* Trạm biến áp B
2
: Cấp điện cho phân xưởng luyện kim màu và phân xưởng
sữa chữa cơ khí . Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song:
n.k
hc
.S
đmB
>S
tt
=1993kVA
S
đmB
>
kVA
S
tt
5,996
2
=
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
=1000kVA
Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :S
ttsc
lúc này chính là công suất tính toán của
phân xưởng luyện kim màu sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong
phân xưởng còn phân xưởng sửa chữa cơ khí là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể
tạm ngừng cung cấp điện
( n-1).k
qt
.S
đmB
>S
ttsc
=0,7S
tt
S
đmB
> 802
4,1
1604.7,0
4,1
.7,0
==
tt
S
kVA
Vậy trạm biến áp B
2
đặt hai máy S
đm
=1000kVA là hợp lý.
*Trạm biến áp B
3
cấp điện cho phân xưởng cơ khí số 2, trạm đặt hai máy biến
áp song song :
n.k
hc
.S
đmB
>S
tt
=1265kVA
S
đmB
>
kVA
S
tt
5,632
2
=
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
=1000kVA
Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :
( n-1).k
qt
.S
đmB
>S
ttsc
=0,7S
tt
S
đmB
> 5,632
4,1
1265.7,0
4,1
.7,0
==
tt
S
kVA
Vậy trạm biến áp B
2
đặt hai máy S
đm
=1000kVA là hợp lý.
*Trạm biến áp B
4
: cấp điện cho phân xưởng luyện kim đen trạm đặt hai máy
biến áp làm việc song song
n.k
hc
.S
đmB
>S
tt
=1773,4kVA
S
đmB
>
kVA
S
tt
7,886
2
=
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
=1000kVA
Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :
( n-1).k
qt
.S
đmB
>S
ttsc
=0,7S
tt
S
đmB
> 7,886
4,1
4,1773.7,0
4,1
.7,0
==
tt
S
kVA
Vậy trạm biến áp B
4
đặt hai máy S
đm
=1000kVA là hợp lý
*Trạm biến áp B
5
: Cấp điện cho phân xưởng rèn bộ phận nén khí và kho
vật liệu. Trạm đặt hai máy làm việc song song:
n.k
hc
.S
đmB
>S
tt
=2129,5kVA
S
đmB
>
kVA
S
tt
75,1064
2
=
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
=1600kVA
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
20
Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :S
ttsc
lúc này chính là công suất tính toán của phân
xưởng rèn và bộ phận nén khí sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong
phân xưởng còn kho vật liệu là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung
cấp điện.
( n-1).k
qt
.S
đmB
>S
ttsc
=0,7S
tt
S
đmB
> kVA
S
tt
6,1026
4,1
2,2053.7,0
4,1
.7,0
==
Vậy trạm biến áp B
5
đặt hai máy S
đm
=1600kVA là hợp lý.
*Trạm biến áp B
6
: Cấp điện cho phân xưởng nhiệt luyện. Trạm đặt hai
máy làm việc song song
n.k
hc
.S
đmB
>S
tt
=1163,1kVA
S
đmB
>
kVA
S
tt
55,581
2
=
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
=1000kVA
Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :
( n-1).k
qt
.S
đmB
>S
ttsc
=0,7S
tt
S
đmB
> kVA
S
tt
55,581
4,1
1,1163.7,0
4,1
.7,0
==
Vậy trạm biến áp B
6
đặt hai máy S
đm
=1000kVA là hợp lý.
Tên TBA S
dm
(KVA)
0
PΔ
(kW)
N
P
Δ
(kW)
U
N
(%) I
0
(%) Số máy
B1 1000 2,1 12,6 6,5 1,5 2
B2 1000 2,1 12,6 6,5 1,5 2
B3 1000 2,1 12,6 6,5 1,5 2
B4 1000 2,1 12,6 6,5 1,5 2
B5 1600 2,8 18 6,5 1,4 2
B6 1000 2,1 12,6 6,5 1,5 2
Tương tự như phương án I, từ TPPTT đến các trạm biến áp phân xưởng chọn cáp cao
áp theo mật độ kinh tế dòng điện j
kt
. Sử dụng cáp lõi đồng với T
max
= 4500h tra được
j
kt
=3,1A/mm
2
b) Lựa chọn trạm biến áp và dây dẫn
*)Trạm B1
)(19,8
1,3
4,25
)(4,25
10.3.2
7,878
.3.2
2
1
1
1
mm
Jkt
Itt
F
A
Udm
Sb
Itt
===
===
Chọn dây có tiết diện F=16(mm
2
)
Kiểm tra dòng điện cho phép
Icp = 110(A)
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
21
Isc = 2.Itt = 2.25,4 =50,8(A)
Để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Isc < k
hc
.Icp
k
hc
= k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép đi ngầm)
=> Isc = 50,8 < 0,93.Icp = 0,93.110 =102,3 (A)
Vậy dây đã chọn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Còn
Δ
Ucp không cần kiểm tra do dây tương đối ngắn
Dây cho đường đi từ PPTT đến B1 là 2xXLPE(3x16)
*) Trạm B2
)(5,18
1,3
5,57
)(5,57
10.3.2
1993
.3.2
2
2
2
2
mm
Jkt
Itt
F
A
Udm
Sb
Itt
===
===
Chọn dây có tiết diện F=25(mm
2
)
Kiểm tra dòng điện cho phép
Icp = 140(A)
Isc = 2.Itt = 2.57,5 =115(A)
Để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Isc < k
hc
.Icp
k
hc
= k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép đi ngầm)
=> Isc =115 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)
Vậy dây đã chọn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Còn
Δ Ucp không cần kiểm tra do dây tương đối ngắn
Dây cho đường đi từ PPTT đến B2 là 2xXLPE(3x25)
*) Trạm B3
)(8,11
1,3
5,36
)(5,36
10.3.2
1265
.3.2
2
3
3
3
mm
Jkt
Itt
F
A
Udm
Sb
Itt
===
===
Chọn dây có tiết diện F=16(mm
2
)
Kiểm tra dòng điện cho phép
Icp = 110(A)
Isc = 2.Itt = 2.36,5 =73(A)
Để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Isc < k
hc
.Icp
k
hc
= k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép đi ngầm)
=> Isc = 73 < 0,93.Icp = 0,93.110 =102,3 (A)
Vậy dây đã chọn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Còn
Δ
Ucp không cần kiểm tra do dây tương đối ngắn
Dây cho đường đi từ PPTT đến B3 là 2xXLPE(3x16)
*) Trạm B4
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
22
)(5,16
1,3
2,51
)(2,51
10.3.2
4,1773
.3.2
2
4
4
3
mm
Jkt
Itt
F
A
Udm
Sb
Itt
===
===
Chọn dây có tiết diện F=25(mm
2
)
Kiểm tra dòng điện cho phép
Icp = 140(A)
Isc = 2.Itt = 2.51,2 = 102,4(A)
Để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Isc < k
hc
.Icp
k
hc
= k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép đi ngầm)
=> Isc = 102,4 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)
Vậy dây đã chọn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Còn
Δ
Ucp không cần kiểm tra do dây tương đối ngắn
Dây cho đường đi từ PPTT đến B4 là 2xXLPE(3x25)
*) Trạm B5
)(84,19
1,3
5,61
)(5,61
10.3.2
5,2129
.3.2
2
5
5
5
mm
Jkt
Itt
F
A
Udm
Sb
Itt
===
===
Chọn dây có tiết diện F=25(mm
2
)
Kiểm tra dòng điện cho phép
Icp = 140(A)
Isc = 2.Itt = 2.61,5 = 123(A)
Để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Isc < k
hc
.Icp
k
hc
= k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép đi ngầm)
=> Isc = 123 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A)
Vậy dây đã chọn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
*)Trạm B6:
)(8,10
1,3
6,33
)(6,33
10.3.2
1,1163
.3.2
2
6
6
6
mm
Jkt
Itt
F
A
Udm
Sb
Itt
===
===
Chọn dây có tiết diện F=16(mm
2
)
Kiểm tra dòng điện cho phép
Icp = 110(A)
Isc = 2.Itt = 2.33,6 =67,2(A)
Để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Isc < k
hc
.Icp
k
hc
= k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép đi ngầm)
=> Isc = 67,2 < 0,93.Icp = 0,93.110 =103,2 (A)
Vậy dây đã chọn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật
Còn
Δ
Ucp không cần kiểm tra do dây tương đối ngắn
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
23
Dây cho đường đi từ PPTT đến B6 là 2xXLPE(3x16)
*)Chọn cáp hạ áp từ trạm 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 ở đây đều rất ngắn tổn thất điện áp không đáng kể nên có thể bỏ
qua.Cáp hạ áp đều chọn loại cáp 4 lõi do hãng LENS chế tạo.
Kết quả chọn cáp cho phương án số 2
đườ
ng cáp F(mm
2)
L (m) R
0
đơn giá
(10
3
Đ/m)
Thành tiền
(10
3
Đ)
TPPTT-B1 3*16 120 1,47 48 11520
TPPTT-B2 3*25 50 0,93 75 75000
TPPTT-B3 3*16 90 1,47 48 8640
TPPTT-B4 3*25 35 0,93 75 5250
TPPTT-B5 3*25 95 0,93 75 14250
TPPTT-B6 3*16 70 1,47 48 6720
B1-1 3*50+35 40 0,387 84 6720
B2-6 3*120+70 30 0,153 205 6150
c) Tính toán kinh tế -kỹ thuật
*) Xác định tổn thất công suất tác dụng
Δ
P
)(10
3
2
2
kW
n
R
U
S
P
−
=Δ
• Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây cáp từ PPTT-B1
)(68,010.10.120.
2
47,1
.
10
7,878
10
33
2
3
2
2
kW
n
R
U
S
P =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==Δ
−−−
• Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây cáp từ PPTT-B2
)(92,010.10.50.
2
93,0
.
10
1993
10
33
2
3
2
2
kW
n
R
U
S
P =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==Δ
−−−
• Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây cáp từ PPTT-B3
)(1,110.10.90.
2
47,1
.
10
1265
10
33
2
3
2
2
kW
n
R
U
S
P =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==Δ
−−−
• Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây cáp từ PPTT-B4
)(5,010.10.35.
2
93,0
.
10
4,1773
10
33
2
3
2
2
kW
n
R
U
S
P =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==Δ
−−−
• Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây cáp từ PPTT-B5
)(210.10.95.
2
93,0
.
10
5,2129
10
33
2
3
2
2
kW
n
R
U
S
P =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==Δ
−−−
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
24
• Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây cáp từ PPTT-B6
)(7,010.10.70.
2
47,1
.
10
1,1163
10
33
2
3
2
2
kW
n
R
U
S
P =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==Δ
−−−
Tương tự tổn thất trên B1-1:
kP 55,0
=
Δ
W
B2-6:
kWP 44,1
=
Δ
Tổng kết ta có bảng kết quả sau
Đường
cáp
F(mm
2
) L(m) r
o
(
Ω
/km) R(
Ω
)
Δ
P(kW)
PPTT-B1 3*16 120 1,47 176,4 0,68
PPTT-B2 3*25 50 0,93 46,5 0,92
PPTT-B3 3*16 90 1,47 132,3 1,1
PPTT-B4 3*25 35 0,93 32,55 0,5
PPTT-B5 3*25 95 0,93 88,35 2
PPTT-B6 3*16 70 1,47 102,9 0,8
B1-1 3*50+35 40 0,387 15,48 0,55
B2-6 3*120+70 30 0,153 4,59 1,44
*) Tính toán về kinh tế
Để lựa chọn một phương án tối ưu trong nhiều phương án về mặt kinh tế ta dựa vào
hàm chi phí tính toán hàg năm Z.
Hàm chi phí tính toán
Z = (a
vh
+a
tc
).K+
Δ
A.C
Trong đó
avh : Hệ số vận hành
atc : Hệ số tiêu chuẩn atc=0,2
K : Vốn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây(trong bài tập này ta chỉ phải
tính toán với vốn đầu tư đường dây)
∑
=
=
n
i
LiKoiK
1
.
Koi : Giá tiền 1m cáp tiết diện
Li : chiều dài tuyến cáp có tiết diện i
Δ
A : Tổn thất điện năng trong mạng cao áp xí nghiệp
Δ
A
B
=
Δ
Pmax.
τ
∑
=
Δ=Δ
n
i
PiP
1
max
τ
: thời gian tổn thất công suất lớn nhất
τ
=3300h
C : Giá 1kWh điện năng C=750đ/kWh
Tính toán chi tiết cho phương án
K =(11520+75000+8640+5250+14250+6720+6720+6150+243600.2).10
3
= 621450.10
3
(đ)
Δ
A
D
= (0,68+0,92+1,1+0,5+2+0,8+0,55+1,44).3300=26367(kWh)
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN
25
A
Δ
=119370,9+64916,7=184287,6kWh
Z = (0,1+0,2).621450.10
3
+(26367+184287).750
=(186435+157990,5).10
3
=344425.10
3
Vậy ta chọn phương án số 1
VII) Thiết kế chi tiết mạng đi dây
1)Trạm phân phối trung tâm
Là nơi trực tiếp nhận điện từ hệ thống về để cung cấp điện cho nhà máy. Đây là nhà
máy thuộc hộ phụ tải loại một nên trạm phân phối trung tâm được cung cấp bởi hai
thanh góp phân đoạn, liên lạc giữa hai thanh góp bằng một máy cắt hợp bộ liên lạc
giữa hai phân đoạn
*)Trên mỗi phân đoạn thanh góp đặt một máy biến áp
đo lường cấp nguồn áp cho các
mạch đo lường, bảo vệ , tín hiệu, điều khiển. Ngoài ra còn có cuộn tam giác hở để
báo chạm đất một pha.
*) Đường dây đi từ trạm biến áp trung gian về là đường dây trên không nên trên mỗi
phân đoạn thanh góp đặt các chống sét van
*) Trên các lộ của đầu đường dây đi tới trạm biến áp phân xưởng dùng các tủ hợp bộ
do hãng SIEMEN. Máy cắt loại 8DC11 với các thông số sau.
Loại MC Cách điện Iđm(A) Uđm(kV) Icđm(kA) Icmax(kA)
8DC11 SF
6
1250 12 25 63
2)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 T
max
lớn dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế j
kt
tra
theo bảng dây dẫn AC có thời gian sử dụng công suất lớn nhất T
max
=4500h ta có
j
kt
=1,1A/mm
2
Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn:
I
ttnm=
==
10.3.2
9,7293
.3.2
dm
ttnm
U
S
210,6A
Tiết diện kinh tế F
kt
=
2
5,191
1,1
6,210
mm
j
I
kt
ttnm
==
Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 240mm
2
*Kiểm tra theo điều kiện sự cố đứt một dây
I
sc
=2.I
ttnm
=2.210,6A
I
sc
=421,2A<I
cp
=605A
Dây dẫn thoả mãn điều kiện sự cố
*Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép
Với dây dẫn ACO-240 có r
0
=0,13
km/
Ω
,x
0
=0,357
km/
Ω
V
U
XQRP
U
dm
ttnmttnm
2,122
10.2
357,0.04,486613,0.48,5433
=
+
=
+
=Δ
Ta thấy dây dẫn thoả mãn điều kiện
2) Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện
a) Tính toán ngắn mạch phía cao áp
