Nội dung

ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, điện lực luôn giữ vai trò vô cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Ngày nay điện năng trở thành năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế. Mỗi khi có một nhà máy mới ,một khu công nghiệp mới, một khu dân cư mới được xây dựng thì ở đó nhu cầu về hệ thống cung cấp điện nảy sinh. Trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, mà đi đầu là công nghiệp, nền công nghiệp nước ta đang có được nhữnh thành tựu đáng kể: các xí nghiệp công nghiệp, các nhà máy với những dây truyền sản xuất hiện đại đã và đang được đưa vào hoạt động. Gắn liền với những công trình đó, để đảm bảo sự hoạt động liên tục, tin cậy và an toàn thì cần phải có một hệ thống cung cấp điện tốt. Đối với sinh viên khoa điện, những kỹ sư tương lai sẽ trực tiếp tham gia thiết kế các hệ thống cung cấp điện như vậy, cho nên ngay từ khi còn là sinh viên thì việc được làm đồ án cung cấp điện là sự tập dượt, vận dụng những lý thuyết đã học vào thiết kế hệ thống cung cấp điện như một cách làm quen với công việc mà sau này ra công tác sẽ phải thực hiện. Đồ án cung cấp điện là một bài tập thiết thực nó gần với những ứng dụng thực tế cuộc sống hàng ngày,tuy khối lượng tính toán là rất lớn song lại thu hút được sự nhiệt tình, say mê của sinh viên. Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự say mê cố gắng, nỗ lực trong công việc của bản thân cùng với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy Ngô hồng Quang, em đã hoàn thành đồ án môn học của mình. Từ đồ án này mà em biết cách vận dụng lý thuyết vào trong tính toán thực tế và càng hiểu sâu lý thuyết hơn. Tuy đã cố gắng cho bài tập thực tế này nhưng do kiến thức còn hạn chế, nên khó tránh khỏi có nhiều thiếu sót. Em mong nhận được sự nhận xét và chỉ bảo của các thầy cô giáo để em rút kinh nghiệm nhằm hoàn thiện hơn kiến thức của bản thân. Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Ngô hồng Quang cùng các thầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án môn học này. Hà nội, tháng 03 năm 2011 Sinh viên Phùng văn Quân GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 1 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Mục lục Chương 1: Giới thiệu chung………………………………………...……... 1.1 Giới thiệu chung về nhà máy………………………...……………….… 1.2 Nội dung thiết kế tính toán…………………………………………….... Chương 2: Xác định phụ tải tính toán các phân xưởng và toàn nhà máy….. 2.1 Đặt vấn đề …………………………………………………………….... 2.2 Xác định PTTT của phân xưởng sửa chữa cơ khí…………………..…. 2.3 Xác định PTTT của các phân xưởng còn lại…………………………. .. 2.4 Xác định PTTT của toàn nhà máy……………………………………… 2.5 Xác định tâm phụ tải và vẽ đồ thị phụ tải……………………………… Chương 3:Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy………………………… 3.1 Phương án về các trạm biến áp phân xưởng…………………………… 3.2 Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng………………………. 3.3 Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng………….. 3.4 Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn……………………………. Chương 4: Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng SCCK…………….. 4.1 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối…………………………………….. 4.2 Tính ngắn mạch phía hạ áp PX SCCK………………………………… 4.3 Lựa chọn thiết bị trong tủ động lực và dây dẫn………………………… Chương 5: Tính toán bù công suất phản kháng…...................................... 5.1 Đặt vấn đề………………………………………………………………. 5.2 Chọn thiết bị bù……………………………………………………….. Chương 6: Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho PX SCCK ……........... 6.1 Đặt vấn đề………………………………………………………………. 6.2 Lựa chọn số lượng và công suất hệ thống đèn chiếu sáng…………..... 6.3 Thiết kế mạng điện của hệ thống chiếu sáng………………………….. GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 2 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ CHƯƠNG 1 1.1 1.1.1 - 1.1.2 GIỚI THIỆU CHUNG Giới thiệu chung về nhà máy Nhà máy chế tạo vòng bi được xây dựng trên địa bàn tỉnh Hà Tây với quy mô lớn gồm: 10 phân xưởng, trong đó có các phòng thí nghiệm, phòng kiểm tra kỹ thuật, phòng thử nghiệm, nhà kho và văn phòng. Do đặc điểm công nghệ nên nhà máy được xây dựng cách xa khu vực đông dân cư. Công nghiệp cơ khí nói chung và nhà máy chế tạo vòng bi nói riêng là một ngành sản xuất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân của nước ta, có nhiệm vụ cung cấp sản phẩm cơ khí cho nền công nghiệp. Trong nhà máy chế tạo vòng bi có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng, phong phú và phức tạp như các hệ thống rèn, hệ thống nén ép... Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và hiện đại do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao. Đặc điểm và phân bố phụ tải Thời gian sử dụng công suất cực đại của nhà máy là T max=5000h,các thiết bị làm việc gần với công suất định mức. Các thiết bị làm việc với điện áp 380V. Phân loại phụ tải nhà máy như sau: Nhà kho, phân xưởng cơ khí, phòng thiết kế, phòng thí nghiệm, phòng thử nghiệm thuộc phụ tải loại 3 Phân xưởng luyện thép và phân xưởng hóa chất thuộc phụ tải loại 1 Các phân xưởng còn lại như trạm bơm,lò ga,… thuộc phụ tải loại 2 Quy mô các phân xưởng trong nhà máy như sau: STT Tên phân xưởng Diện tích (m2) Công suất đặt(KW) 1 Phòng thí nghiệm 975 120 2 Phân xưởng số 1 2362,5 3500 3 Phân xưởng số 2 1575 4000 4 Phân xưởng số 3 1312,5 3000 5 Phân xưởng số 4 950 2500 6 Phân xưởng SCCK 250 Theo tính toán 7 Lò ga 312,5 400 8 Phân xưởng rèn 925 1600 9 Bộ phận nén ép 200 600 10 Trạm bơm 337,5 200 Trong đó S của các phân xưởng được tính theo tỷ lệ xích như sau: 1:5000 Quy mô của phân xưởng SCCK: Đặc điểm công nghệ - Các thiết bị có công suất nhỏ nhưng số thiết bị trong phân xưởng lớn - Các máy móc đều tận dụng ở mức độ cao, nhà máy tổ chức làm việc 3 ca do đó đồ thị phụ tải tương đối bằng phẳng, hệ số đồng thời của các phụ tải khá cao khoảng 0,85-0,9 và hệ số nhu cầu cũng khá cao. GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 3 ĐHBKHN 1.2 - Đồ án môn học CCĐ - Các thiết bị trong phân xưởng SCCK đều có ksd =0,15 và cosφ = 0,6 - Nguồn cung cấp nhà máy được lấy từ trạm biến áp trung gian quốc gia có công suất vô cùng lớn - Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực 250MVA - Đường dây nối từ TBA khu vực về nhà máy dùng loại AC hoặc cáp XLPE - Khoảng cách từ TBA khu vực đến nhà máy: 10,5 km Nội dung thiết kế, tính toán Giới thiệu chung về nhà máy Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy Lựa chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống điện về nhà máy Lựa chọn số lượng,dung lượng và vị trí đặt trạm biến áp trung gian (trạm biến áp chính) hoặc trạm phân phối trung tâm Lựa chọn số lượng,dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng Lập và lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy Thiết kế chi tiết HTCCĐ theo sơ đồ đã lựa chọn Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng SCCK Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao cosφ cho nhà máy Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng SCCK. CHƯƠNG 2 GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 4 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1 2.2 2.2.1 - Đặt vấn đề Phụ tải tính toán là đại lượng đầu vào quan trọng nhất của bài toán quy hoạch thiết kế cũng như vận hành hệ thống CCĐ. Nếu xác định sai phụ tải tính toán thì ý nghĩa của kết quả nhận được bị suy giảm đi rất nhiều. Khi phụ tải tính toán xác định được quá lớn so với phụ tải thực tế thì hệ thống CCĐ được thiết kế sẽ quá dư thừa công suất gây ra lãng phí và ứ đọng vốn đầu tư thậm chí còn làm gia tăng tổn thất. Ngược lại nếu phụ tải tính toán xác định được quá nhỏ so với thực tế thì hệ thống CCĐ không đủ CCĐ cho phụ tải, có thể gây sự cố. Đã có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán tuy nhiên chưa có 1 phương pháp nào được hoàn thiện. Phương pháp đơn giản có khối lượng tính toán ít thường cho kết quả thiếu tin cậy còn những phương pháp có kết quả đủ tin cậy thường đòi hỏi nhiều thông tin về phụ tải, khối lượng tính toán lớn, phương pháp tính toán phức tạp đôi khi không áp dụng được trong thực tế. Chính vì vậy nhiệm vụ làm thiết kế là phải lựa chọn được phương pháp thích hợp tùy thuộc vào yêu cầu và điều kiện hoàn cảnh thi công. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng SCCK Phân nhóm phụ tải và xác định phụ tải của các phân nhóm phụ tải Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc rất khác nhau,muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác ta cần phải phân nhóm thiết bị điện.Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo các nguyên tắc sau: Các thiết bị trong cùng 1 nhóm thì đặt ở gần nhau để giảm tổng chiều dài đường dây hạ áp từ tủ động lực đến các thiết bị nhờ vậy sẽ giảm được tổng vốn đầu tư và tổn thất trên các thiết bị này. Các thiết bị trong cùng 1 nhóm nên có chế độ làm việc giống nhau để dễ chọn phương thức cấp điện cho nó và xác định phụ tải tính toán chính xác hơn. Tổng công suất của các nhóm nên xấp xỉ nhau để có thể chọn được ít chủng loại tủ trong nhà máy. Thường khó để thõa mãn cùng lúc 3 nguyên tắc trên do vậy khi thiết kế người ta càn chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất. Dựa trên nguyên tắc trên và căn cứ vào vị trí địa lý,chia theo hình học và theo bộ phận sửa chữa nên ta được 5 nhóm như sau: BẢNG TỔNG HỢP KẾT QUẢ PHÂN NHÓM PHỤ TẢI ĐIỆN GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 5 ĐHBKHN STT Tên máy Đồ án môn học CCĐ Số lượng Nhóm I 1 Máy tiện ren 2 2 Máy tiện ren 2 3 Máy tiện ren 2 4 Máy tiện ren cấp chính xác cao 1 5 Máy để mài tròn 2 6 Máy doa tọa độ 1 Cộng theo nhóm I 9 Nhóm II 1 Máy bào ngang 2 2 Máy phay đứng 2 3 Máy phay ngang 1 4 Máy phay vạn năng 1 5 Máy mài dao cắt gọt 1 6 Máy mài trong 1 7 Máy mài phẳng 1 8 Máy mài tròn 1 9 Máy xọc 1 Cộng theo nhóm II 11 NhómIII 1 Máy tiện ren 3 2 Máy ép tay kiểu vít 1 3 Máy khoan bàn 2 4 Máy mài thô 1 5 Máy cắt ép 1 6 máy mài mũi khoan 1 7 Máy mài sắc mũi phay 1 8 Máy mài dao chuốt 1 9 Máy giũa 1 10 Máy mài vạn năng 1 11 Máy khoan đứng 1 12 T.Bi để hóa bền kim loại 1 Cộng theo nhóm III 15 Nhóm VI 1 Máy khoan đứng 1 2 Máy tiện ren 2 3 Máy tiện ren 3 4 Máy tiện ren 1 GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 Ký hiệu trên mặt bằng ∑P kW Iđm (A) 3 2 1 4 26 5 14 14 20 1,7 1,2 2,8 53,7 36,4 36,4 58,1 4,2 3,1 7,3 139,2 6 10 9 8 18 11 12 13 7 14 5,6 7 7 0,63 4,5 2,8 2,8 2,8 47,13 36,4 14,3 18,2 1,6 11,7 11,7 7,3 7,3 7,3 133,2 34 27 25 28 16 19 20 21 24 17 15 23 21 2 2,4 2 4,5 1,5 1 0,65 2,2 1,75 4,5 0,8 44,3 54,6 5,2 6,25 5,2 11,7 4,1 2,6 1,58 5,6 4,48 11,7 2,05 114,86 14 35 31 32 28 28 13,5 7 7,3 72,9 35,1 18,2 6 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ 5 Máy khoan bàn 6 Máy bào ngang Cộng theo nhóm IV 1 1 9 Nhóm V 1 1 2 1 1 6 1 Máy bào ngang 2 Máy biến áp hàn 3 Máy khoan đứng 4 Máy tiện ren 5 Máy khoan hướng tâm Cộng theo nhóm V 42 38 0,65 2,8 54,75 1,5 7,3 142,38 39 43 36 33 37 10 -24,6 -9 7 4,5 55,1 25,5 64,06 23,4 18,2 11,7 142,58 ∑P [kW] Iđm (A) 14 14 20 1,7 1,2 2,8 53,7 36,4 36,4 58,1 4,2 3,1 7,3 139,2 Tính toán từng nhóm phụ tải điện. Phụ tải nhóm I STT Số lượng Tên máy Ký hiệu trên mặt bằng Nhóm I 3 1 Máy tiện ren 2 2 2 Máy tiện ren 2 1 3 Máy tiện ren 2 4 Máy tiện ren cấp chính xác cao 1 4 26 5 Máy để mài tròn 1 5 6 Máy doa tọa độ 1 Cộng theo nhóm I 9 - Dòng điện định mức được xác định theo công thức: Iđm = Pdm 3.U. cos  Ta có: n = 9, n1 = 6 do đó: 9 P=  P đm =53,7 kW 1 6 P1=  P đm = 48 kW 1 Ta có: n*= n n 1 6 48  và P*= P1  = 0,75 9 53 , 7 P Tra bảng 3.2 tài liệu 1 ta có : với ksd=0,15 và nhq=9 tìm được kmax=2,31 Vậy phụ tải tính toán nhóm 1 là: Ptt1=kmax.ksd.P=0,15.2,31.53,7=27,72 kW Qtt1=Ptt1.tgφ = 27,72 x 1,33=36,868 kVAr 2 Stt1= (Ptt1  Q2tt1 )  (27,722  36,8682 ) 46,126 kVA GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 7 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Stt1 Itt1= 3U Phụ tải nhóm II STT  46,126 70,08 (A) 3.0,38 Số lượng Tên máy Ký hiệu trên mặt bằng Nhóm II 2 2 1 1 1 1 1 1 1 11 1 Máy bào ngang 2 Máy phay đứng 3 Máy phay ngang 4 Máy phay vạn năng 5 Máy mài dao cắt gọt 6 Máy mài trong 7 Máy mài phẳng 8 Máy mài tròn 9 Máy xọc Cộng theo nhóm II 6 10 9 8 18 11 12 13 7 ∑P [kW] Iđm (A) 14 5,6 7 7 0,63 4,5 2,8 2,8 2,8 76,42 36,4 14,3 18,2 1,6 11,7 11,7 7,3 7,3 7,3 133,2 - Dòng điện định mức được xác định theo công thức : Pdm Iđm = 3.U . cos  Ta có: n = 11, n1 = 5 do đó: 11 P=  P đm =76,42 kW 1 5 P1=  P đm =32,5 kW 1 Ta có: n*= n n 5 32,5  và P*= P1  = 0,5 11 76 , 42 P 1 Tra bảng 3.3 tài liệu 1 tìm nhq* = f(n*.P*)=f(0,57.0,5)= 0,545  nhq = nhq*.n = 11.0,845 = 11,83 chọn nhq= 8 thiết bị Tra bảng 3.2 tài liệu 1 ta có : với ksd=0,15 và nhq=12 tìm được kmax=1,96 Vậy phụ tải tính toán nhóm 2 là: Ptt2=kmax.ksd.P=0,15.1,96.76,42=22,467 kW Qtt2=Ptt2.tgφ = 22,467.1,33=29,881 kVAr Stt2= (Ptt22  Q2tt 2 )  (22,467 2  29,8812 ) 37,385 kVA Itt2= Stt 2 3U Phụ tải nhóm III GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179  37,385 56,8 A 3.0,38 8 ĐHBKHN STT Đồ án môn học CCĐ Số lượng Tên máy Ký hiệu trên mặt bằng NhómIII 3 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 15 1 Máy tiện ren 2 Máy ép tay kiểu vít 3 Máy khoan bàn 4 Máy mài thô 5 Máy cắt ép 6 máy mài mũi khoan 7 Máy mài sắc mũi phay 8 Máy mài dao chuốt 9 Máy giũa 10 Máy mài vạn năng 11 Máy khoan đứng 12 T.Bi để hóa bền kim loại Cộng theo nhóm III 34 27 25 28 16 19 20 21 24 17 15 23 ∑P [kW] Iđm (A) 21 2 2,4 2 4,5 1,5 1 0,65 2,2 1,75 4,5 0,8 60,15 54,6 5,2 6,25 5,2 11,7 4,1 2,6 1,58 5,6 4,48 11,7 2,05 114,86 - Dòng điện định mức được xác định theo công thức : Iđm = Pdm 3.U. cos  Ta có: n = 15,n1 = 5 do đó: 15 P=  P đm =60,15 kW 1 5 P1=  P đm =30 kW 1 Ta có: n*= n 5 n 15 1 và P*= P  30 = 0,52 P 60,15 1 Tra bảng 3.3 tài liệu 1 tìm nhq* = f(n*,P*)=f(0,29;0,52)= 0,765  nhq = nhq*.n = 15.0,765 = 10,7183 ;chọn nhq= 11 thiết bị Tra bảng 3.2 tài liệu 1 ta có : với ksd=0,15 và nhq=11 tìm được kmax=2,03 Vậy phụ tải tính toán nhóm 3 là: Ptt3=kmax.ksd.P=0,15. 2,03. 60,15 =18,316 kW Qtt3=Ptt3.tgφ = 18,316.1,33=24,36 kVAr 2 Stt3= (Ptt3  Q 2tt3 )  (18,316 2  24,362 ) 30,478 kVA Stt3 30,478  46,31 A Itt3= 3U 3.0,38 Phụ tải nhóm IV GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 9 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ STT Số lượng Tên máy Ký hiệu trên mặt bằng Nhóm VI 1 Máy khoan đứng 1 14 2 Máy tiện ren 2 35 3 Máy tiện ren 3 31 4 Máy tiện ren 1 32 5 Máy khoan bàn 1 42 6 Máy bào ngang 1 38 Cộng theo nhóm IV 9 - Dòng điện định mức được xác định theo công thức : ∑P [kW] Iđm (A) 28 28 13,5 7 0,65 2,8 82,55 7,3 72,9 35,1 18,2 1,5 7,3 142,38 Pdm 3.U. cos  Iđm = Ta có: n = 9,n1 = 3 do đó: 9 P=  P đm =82,55 kW 1 3 P1=  P đm =56 kW 1 Tacó: n*= n  3 và P = P  56 P 82,55 n 9 1 1 * = 0,57 Tra bảng 3.3 tài liệu 1 tìm nhq* = f(n*,P*)=f(0,35;0,57)= 0,775  nhq = nhq*.n = 9. 0,775= 13,175; chọn nhq= 3 thiết bị Tra bảng 3.2 tài liệu 1 ta có: với ksd=0,15 và nhq=9 tìm được kmax=1,095 Vậy phụ tải tính toán nhóm 4 là: Ptt4=kmax.ksd.P=0,15 . 1,095. 82,55 =23,589 kW Qtt4=Ptt4.tgφ = 23,589 . 1,33=31,373 kVAr Stt4= (Ptt24  Q2tt 4 )  (23,5892  31,3732 ) 39,252 kVA Itt4= Stt 4 3U Phụ tải nhóm V STT 1 2 3  39,252 59,64 A 3.0,38 Tên máy Máy bào ngang Máy biến áp hàn Máy khoan đứng GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 Số lượng Nhóm V 1 1 2 Ký hiệu trên mặt bằng ∑P [kW] Iđm (A) 39 43 36 10 24,6 9 25,5 64,06 23,4 10 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ 4 Máy tiện ren 1 33 5 Máy khoan hướng tâm 1 37 Cộng theo nhóm V 6 - Dòng điện định mức được xác định theo công thức : 7 4,5 55,1 18,2 11,7 142,58 Pdm 3.U. cos  Iđm = Ta có: n = 6,n1 = 1 do đó: 6 P=  P đm =55,1kW 1 2 P1=  P đm =24,6 kW 1 n  3 =0,5 và P = P Ta có: n = n 6 P 1 * * 2  55,1 =2,9 19 Tra bảng 3.3 tài liệu 1 tìm nhq* = f(n*,P*)=f(0,35;0,57)= 0,775  nhq = nhq*n = 6. 0,775= 7; chọn nhq= 6 thiết bị Tra bảng 3.2 tài liệu 1 ta có: với ksd=0,15 và nhq=13 tìm được kmax=1,095 Vậy phụ tải tính toán nhóm 4 là: Ptt4=kmax.ksd.P=0,15. 1,095. 82,55 =23,589 kW Qtt4=Ptt4.tgφ = 23,589.1,33=31,373 kVAr Stt4= (Ptt24  Q2tt 4 )  (23,5892  31,3732 ) 39,252 kVA Stt 4 39,252 59,64 A 3U 3.0,38 2.2.2 Tính toán phụ tải chiếu sáng phân xưởng SCCK Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích. Công thức tính: Pcs=p0.F Trong đó: p0 là suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích chiếu sáng (W/m2) F là diện tích chiếu sáng (m2) Trong phân xưởng SCCK hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt,tra bảng ta tìm được p0 = 15 (W/m2). Ta có: Pcs=p0.F = 15.5000= 3750 W =3,75 kW Qcs= Pcs.tgφcs =0 (vì dùng đèn sợi đốt) 2.2.3 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng SCCK Phụ tải tác dụng của phân xưởng: Itt4=  4 Pđl=Kđt.  PttNi =0,8.(27,72 + 22,467 + 18,316 + 23,589) = 73,674 kW 1 Phụ tải phản kháng của phân xưởng: 4 Qđl=Kđt.  QttNi =0,8.( 36,868 + 29,881 + 24,36 + 31,373)= 97,986 kVAr 1 Phụ tải tác dụng của phân xưởng: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 11 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Ppx=Pđl+Pcs=73,674 +3,75=77,424 kW Phụ tải phản kháng của phân xưởng: Qpx=Qđl+Qcs=97,986 kVAr Phụ tải toàn phần của phân xưởng: 2  77,4242  97,986 2 = 124,883 kVA Spx= Ppx2  Qpx Spx 124,883  189,74 A 3U 3.0,38 2.3 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng còn lại 2.3.1 Phòng thí nghiệm Công suất đặt: 120 kW Diện tích: 975 m2 Tra bảng PL 1.3 ta được: knc=0,7;cosφ = 0,8 Tra bảng PL 1.7 ta tìm được suất chiếu sáng : p 0=20 W/m2 ở đây ta sử dụng bóng đèn sợi đốt nên cosφcs=1,tgφcs=0. * Công suất tính toán động lực: Ipx= Pđl = knc. Pđ = 0,7 .120 = 84 kW Qđl = Pđl. tg = 84 . 0,75= 63 kVAr * Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0. F = 20 . 975 .10-3 =19,5 kW Qcs = Pcs. tgcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 84 + 19,5 = 103,5 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Qtt = Qđl + Qcs = 63 kVAr * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: Stt = Itt = Ptt2  Qtt2 = 103,5 2 632 121,166 kVA Stt 121,166  = 184,093 A U 3 0,38 3 2.3.2 Phân xưởng số 1. Công suất đặt: 3500 kW Diện tích: 2362,5 m2 Tra bảng PL 1.3 ta được: knc=0,3;cosφ = 0,6 Tra bảng PL 1.7 ta tìm được suất chiếu sáng : p 0=15 W/m2 ở đây ta sử dụng bóng đèn sợi đốt nên cosφcs=1,tgφcs=0. * Công suất tính toán động lực: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 12 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Pđl = knc. Pđ = 0,3 .3500 = 1050 kW Qđl = Pđl. tg = 1050.1,33= 1396,5 kVAr * Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0. F = 15. 2362,5.10-3 =35,438 kW Qcs = Pcs. tgcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 1050 + 35,438 = 1085,438 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Qtt = Qđl + Qcs = 1396,5 kVAr * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: Stt = Itt = Ptt2  Qtt2 = 1396,52  1085,438 2 1768,725 kVA Stt 1768,725  = 2687,3 A U 3 0,38 3 2.3.3 Phân xưởng số 2. Công suất đặt: 4000 kW Diện tích: 1575 m2 Tra bảng PL 1.3 ta được: knc=0,3;cosφ = 0,6 Tra bảng PL 1.7 ta tìm được suất chiếu sáng : p 0=15 W/m2 ở đây ta sử dụng bóng đèn sợi đốt nên cosφcs=1,tgφcs=0. * Công suất tính toán động lực: Pđl = knc. Pđ = 0,3 .4000 = 1200 kW Qđl = Pđl. tg = 1200.1,33= 1596 kVAr * Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0. F = 15. 1575.10-3 =23,625 kW Qcs = Pcs. tgcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 1200 + 23,625 = 1223,625 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Qtt = Qđl + Qcs = 1596 kVAr * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: Stt = Ptt2  Qtt2 = GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 15962  1223,625 2 2011,088 kVA 13 ĐHBKHN Itt = Stt U 3 Đồ án môn học CCĐ  2011,088 = 3055,532 A 0,38 3 2.3.4 Phân xưởng số 3. Công suất đặt: 3000 kW Diện tích: 1312,5 m2 Tra bảng PL 1.3 ta được: knc=0,3;cosφ = 0,6 Tra bảng PL 1.7 ta tìm được suất chiếu sáng : p 0=15 W/m2 ở đây ta sử dụng bóng đèn sợi đốt nên cosφcs=1,tgφcs=0. * Công suất tính toán động lực: Pđl = knc. Pđ = 0,3 .3000 = 900 kW Qđl = Pđl. tg = 900.1,33= 1200 kVAr * Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0. F = 15. 1312,5.10-3 =19,69 kW Qcs = Pcs. tgcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 900 + 19,69 = 919,69 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Qtt = Qđl + Qcs = 1200 kVAr * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: Stt = Itt = Ptt2  Qtt2 = S tt U 3  919,69 2  1200 2 1511,9 1511,9 0,38 3 kVA = 2297,1 A 2.3.5 Phân xưởng số 4. Công suất đặt: 2500 kW Diện tích: 950 m2 Tra bảng PL 1.3 ta được: knc=0,3;cosφ = 0,6 Tra bảng PL 1.7 ta tìm được suất chiếu sáng : p 0=15 W/m2 ở đây ta sử dụng bóng đèn sợi đốt nên cosφcs=1,tgφcs=0. * Công suất tính toán động lực: Pđl = knc. Pđ = 0,3 .2500 = 750 kW Qđl = Pđl. tg = 750.1,33= 1000 kVAr * Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0. F = 15.950.10-3 =14,25 kW Qcs = Pcs. tgcs = 0 GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 14 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 750 + 14,25 = 764,25 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Qtt = Qđl + Qcs = 1000 kVAr * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: Stt = Itt = Ptt2  Qtt2 = S tt U 3  1000 2  764,25 2 1258,6 1258,6 0,38 3 kVA = 1912 A 2.3.6 Lò ga. Công suất đặt: 400 kW Diện tích: 312,5 m2 Tra bảng PL 1.3 ta được: knc=0,7;cosφ = 0,8 Tra bảng PL 1.7 ta tìm được suất chiếu sáng : p 0=15 W/m2 ở đây ta sử dụng bóng đèn sợi đốt nên cosφcs=1,tgφcs=0. * Công suất tính toán động lực: Pđl = knc. Pđ = 0,7 .400 = 280 kW Qđl = Pđl. tg = 280.1,33= 373,33 kVAr * Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0. F = 15. 312,5.10-3 =4,688 kW Qcs = Pcs. tgcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 280 + 4,688 = 284,688 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Qtt = Qđl + Qcs = 373,33 kVAr * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: Stt = Ptt2  Qtt2 = 284,688 2 373,332 469,494 kVA Stt 469,494  Itt = = 713,322 A U 3 0,38 3 2.3.7 Phân xưởng rèn. Công suất đặt: 1600 kW Diện tích: 925 m2 Tra bảng PL 1.3 ta được: knc=0,5;cosφ = 0,6 Tra bảng PL 1.7 ta tìm được suất chiếu sáng : p 0=15 W/m2 ở đây ta sử dụng bóng đèn sợi đốt nên cosφcs=1,tgφcs=0. * Công suất tính toán động lực: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 15 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Pđl = knc. Pđ = 0,5 .1600 = 800 kW Qđl = Pđl. tg = 800.1,33= 1064 kVAr * Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0. F = 15. 925.10-3 =13,88 kW Qcs = Pcs. tgcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 800 + 13,88 = 813,88 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Qtt = Qđl + Qcs = 1064 kVAr * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: Stt = Itt = Ptt2  Qtt2 = S tt U 3  1340 0,38 3 1064 2  813,88 2 1340 kVA = 2036 A 2.3.8 Bộ phận nén ép. Công suất đặt: 600 kW Diện tích: 200 m2 Tra bảng PL 1.3 ta được: knc=0,7;cosφ = 0,8 Tra bảng PL 1.7 ta tìm được suất chiếu sáng : p 0=15 W/m2 ở đây ta sử dụng bóng đèn sợi đốt nên cosφcs=1,tgφcs=0. * Công suất tính toán động lực: Pđl = knc. Pđ = 0,7 .600 = 420 kW Qđl = Pđl. tg = 420.0,75= 315 kVAr * Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0. F = 15. 200.10-3 =3 kW Qcs = Pcs. tgcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 420 + 3 = 423 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Qtt = Qđl + Qcs = 315 kVAr * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: Stt = Ptt2  Qtt2 = 3152  4232 527,403 kVA Stt 527,403  Itt = = 801,306 A U 3 0,38 3 2.3.9 Trạm bơm. Công suất đặt: 200 kW Diện tích: 337,5 m2 Tra bảng PL 1.3 ta được: knc=0,6;cosφ = 0,7 Tra bảng PL 1.7 ta tìm được suất chiếu sáng : p 0=15 W/m2 ở đây ta sử dụng bóng đèn sợi đốt nên cosφcs=1,tgφcs=0. * Công suất tính toán động lực: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 16 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Pđl = knc. Pđ = 0,6 .200 = 120 kW Qđl = Pđl. tg = 120.1,02= 122,4 kVAr * Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0. F = 15. 337,5.10-3 =5,1 kW Qcs = Pcs. tgcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 120 + 5,1 = 125,1 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Qtt = Qđl + Qcs = 122,4 kVAr * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: Ptt2  Qtt2 = Stt = Itt = S tt  U 3 Tên phân 175 0,38 3 122,4 2  125,12 175 = 265,9A Pđ xưởng PTN PX 1 PX 2 PX 3 PX 4 kW 120 3500 4000 3000 2500 PX SCCK Lò ga 400 PX rèn 1600 Bộphận nén ép600 Trạm bơm 200 Tổng Po Pđl Knc Cos kW kW 0,7 0,8 20 84 0,3 0,6 15 1050 0,3 0,6 15 1200 0,3 0,6 15 900 0,3 0,6 15 750 0,7 0,5 0,7 0,6 kVA 0,6 0,8 0,6 0,8 0,7 15 15 15 15 15 Pcs Ptt Qtt kW kW kVAr 19,5 103,5 63 35,438 1085,438 1396,5 23,625 1223,625 1596 19,69 919,69 1200 14,25 764,25 1000 73,674 3,75 280 4,688 800 13,88 420 3,0 120 5,1 Stt kVA A 121,166 184,093 1768,725 2687,3 2011,088 3055,532 1511,9 2297,1 1258,6 1912 77,424 97,986 124,883 189,74 284,688 373,33 469,494 713,322 813,88 1064 1340 2306 423 315 527,403 801,306 125,1 122,4 175 265,9 5820,595 7228,216 9308,259 Bảng phụ tải tính toán của các phân xưởng 2.4 Xác định phụ tải tính toán của nhà máy Phụ tải tính toán tác dụng của nhà máy là: 10 P pxi Pnm=Kđt 1 = 0,85. 5820,595= 4947,506 kW Phụ tải tính toán phản kháng của nhà máy là: 10 Q pxi Qnm=Kđt 1 =0,8. 7228,216= 6143,984 kVAr Phụ tải tính toán toàn phần nhà máy: 2 Snm= Pnm  Q 2nm  4947,5062  6143,9842  7888,368 kVA Hệ số công suất nhà máy: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 Itt 17 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Pnm 4947,506  0,63 Snm 7888,368 2.5 Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải. 2.5.1 Tâm phụ tải điện. Tâm phụ tải điện là điểm quy ước nào đó sao cho mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu Cosφnm= n Biểu thức :  P .l i i  min 1 Trong đó: Pi,li là công suất và khoảng cách phụ tải thứ i đến tâm phụ tải. Tâm phụ tải là điểm tốt nhất để đặt các trạm biến áp,trạm phân phối trung tâm,tủ phân phối,tủ động lực,…nhằm giảm vốn đầu tư và tổn thất. Tọa độ tâm phụ tải là: M(x0,y0,z0) trong đó: n S x i x0= 1 n n i S y i ; y0= 1 n  Si  Si 1 1 n i S z i ; z0 = i 1 n S i 1 với Si là công suất phụ tải thứ i xi,yi,zi là tọa độ phụ tải thứ i tính theo 1 tọa độ tùy ý chọn 2.5.2 Biểu đồ phụ tải điện Biểu đồ phụ tải là những vòng tròn có tâm trùng với tâm phụ tải,có diện tích tỷ lệ với công suất của phụ tải. Biểu đồ phụ tải thường được chia làm 2 phần: Phần gạch chéo tỷ lệ với công suất động lực của phụ tải Phần để trắng tỷ lệ với công suất chiếu sáng của phụ tải Bên cạnh có 1 phân thức thể hiện,trong đó tử số là số thứ tự phụ tải và mẫu số là tổng công suất tính toán. Biểu đồ phụ tải dùng để giúp cho người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tải trên toàn bộ mặt bằng thiết kế trên cơ sở đó định ra được các phương án cung cấp điện. Để vẽ được các phụ tải cho các phân xưởng, ta coi các phụ tải của các phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng trên mặt bằng. Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức: R i= Si m trong đó m là tỷ lệ xích, chọn m = 8 kVA/mm2 GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 18 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định qua công thức:  cs  360.Pcs Ptt Kết quả tính toán Ri và  cs của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được ghi ở bảng sau: STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tên phân xưởng PTN PX 1 PX 2 PX 3 PX 4 PX SCCK Lò ga PX rèn Bộ phận nén ép Trạm bơm Pcs kW 19,5 35,438 23,625 19,69 14,25 3,75 4,688 13,88 3,0 5,1 Ptt kW 103,0 1085,438 1223,625 919,69 764,25 77,424 284,688 813,88 423 125,1 Stt kVA 121,166 1768,725 2011,088 1511,9 1258,6 124,883 469,494 1340,0 527,403 175,0 R mm 2,2 8,39 8,95 7,76 7,08 2,23 4,32 7,3 4,58 2,64  cs (o ) 68,2 11,8 7,0 7,7 6,7 17,4 5,9 6,1 2,6 14,7 Bảng bán kính R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các phân xưởng Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy vẽ một hệ truc tọa độ Oxy,xác định tâm các phân xưởng,tính toán ta có tọa độ tâm phụ tải như sau: n S y i y0= i 1 = 4,9 n S i 1 n S x i x0 = 1 n S i = 5,7 i 1 Vậy tọa độ của tâm phụ tải là M(4,9;5,7) Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy cơ khí được vẽ trên hình sau: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 19 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY 3.1Đặt vấn đề Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau: 1. Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật. 2. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 20 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ 3. Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành. 4. An toàn cho người và thiết bị. 5. Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện. 6. Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế. 3.2 Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho máy bao gồm các bước: 1. Vạch các phương án cung cấp điện. 2. Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại, tiết diện các đường dây cho các phương án. 3. Tính toán kinh tế - kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý. 4. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn. Vạch các phương án cung cấp điện Trước khi vạch ra các phương án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đường dây tải điện từ hệ thống về nhà máy. Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải: U = 4,34. l  0,016 Ptt [kV] Trong đó: Ptt – Công suất tính toán của nhà máy [kW] Ta tính được ở chương 2: Pttnm = 4947,506 kW l - Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [km] Theo đề ra ta có: l = 10 km Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là: U = 4,34. 10  0,016.4947,506 = 40,98 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 xưởng có thể đưa ra các phương án cung cấp điện: 3.3. Phương án về các trạm biến áp phân xưởng: Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 21 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ 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 lượng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA được 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 trường 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 loại phụ tải trong nhà máy: - Trong nhà máy chế tạo vòng bi có : * Phân xưởng 1, phân xưởng 2, phân xưởng 3, phân xưởng 4,phân xưởng 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 như bị ngừng cấp điện thì sẽ dẫn đến tình trạng hư hỏng, rối loạn và thiếu hụt sản phẩm, ngừng trệ sản xuất và lãng phí nhân công, vì vậy các bộ phận và phân xưởng này được xếp vào phụ tải loại 1. * Phân xưởng sửa chữa cơ khí, 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 nhưng không quá 8 giờ... và các phân xưởng này được xếp vào phụ tải loại 3. Trạm bơm, lò ga xếp vào loại 2. - 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 6 bộ phận có công suất lớn được xếp vào hộ loại 1 còn lại xếp vào hộ loại 3. Như vậy phụ tải loại 1 chiếm gần bằng 60 % nên nhà máy chế tạo vòng bi được xếp vào hộ phụ tải loại 1. + Để tránh việc làm cản trở tới quá trình sản xuất bên trong các phân xưởng; việc phòng cháy, nổ dễ dàng, thuận lợi; tiết kiệm về xây dựng, ít GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 22 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ ảnh hưởng tới các công trình khác và việc làm mát tự nhiên được tốt hơn ta chọn vị trí trạm biến áp ở ngoài và liền kề các phân xưởng. 4. Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện: n. khc. SđmB  Stt và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA (trong trạm có nhiều hơn 1 MBA): (n-1). khc.kqt. SđmB  Sttsc Trong đó: n - số máy biến áp có trong TBA khc - 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, khc = 1 kqt - hệ số quá tải sự cố, kqt = 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 vượt quá 6h và trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải  0,93. Sttsc- 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 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 1 có 30 là phụ tải loại 3 nên Sttsc = 0,7. Stt 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. Phương án chọn: Đặt 6 TBA phân xưởng, trong đó: * Trạm biến áp B1: cấp điện cho Phòng thí nghiệm và Phân xưởng 1. Đây là một trong những bộ phận quan trọng nên trạm cần đặt 2 máy biến áp làm việc song song. n. khc. SđmB  Stt = 121,166 +1768,725 =1889,891 kVA SđmB  S tt = 944,946 kVA 2 Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1000 kVA GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 23 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1). kqt. SđmB  Sttsc = 0,7. Stt 0,7Stt 0,7.1889,891  944,946 kVA SđmB  1,4 1,4 Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy Sđm = 1000 kVA là hợp lý. * Trạm biến áp B2: cấp điện cho Phân xưởng 2, đặt 2 máy biến áp làm việc song song. n. khc. SđmB  Stt = 2011,088 kVA SđmB  S tt = 1005,544 kVA 2 Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1). kqt. SđmB  Sttsc = 0,7. Stt SđmB  0,7Stt 0,7.2011,088  1005,544 kVA 1,4 1,4 Vậy trạm biến áp B2 đặt hai máy biến áp Sđm = 1250 kVA * Trạm biến áp B 3: cấp điện cho phân xưởng 3 và phân xưởng sửa chữa cơ khí, trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song. n. khc. SđmB  Stt = 1511,9 + 124,883 =1636,783 kVA SđmB  S tt = 818,392 kVA 2 Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1000 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1). kqt. SđmB  Sttsc = 0,7. Stt 0,7Stt 0,7.1636,783  818,392 kVA SđmB  1,4 1,4 Vậy trạm biến áp B3 đặt hai máy Sđm = 1000 kVA là hợp lý. * Trạm biến áp B4: cấp điện cho phân xưởng 4 và bộ phận nén ép . Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. n. khc. SđmB  Stt = 1258,6 + 527,403 = 1786,003 kVA GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 24 ĐHBKHN SđmB  Đồ án môn học CCĐ S tt = 893 kVA 2 Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1000 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1). kqt. SđmB  Sttsc = 0,7. Stt 0,7Stt 0,7.1786,003  893 kVA SđmB  1,4 1,4 Vậy trạm biến áp B4 đặt hai máy biến áp SđmB = 1000 kVA. * Trạm biến áp B5: cấp điện cho phân xưởng rèn. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. n. khc. SđmB  Stt = 1340 kVA SđmB  S tt = 670 kVA 2 Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 800 kVA Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1). kqt. SđmB  Sttsc = 0,7. Stt SđmB  0,7 S tt 0,7.1340  670 1,4 1,4 kVA Vậy trạm biến áp B5 đặt hai máy Sđm = 800 kVA là hợp lý. * Trạm biến áp B6: cấp điện cho lò ga + trạm bơm. Trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song. n. khc. SđmB  Stt = 469,494 +175 = 644,494 kVA SđmB  S tt = 322,247 kVA 2 Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 500 kVA Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1). kqt. SđmB  Sttsc = 0,7. Stt 0,7Stt 0,7.644,494  322,247 kVA SđmB  1,4 1,4 Vậy trạm biến áp B6 đặt hai máy biến áp Sđm = 500 kVA là hợp lý. 3.4. Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng: Trong các nhà máy thường sử dụng các kiểu TBA phân xưởng: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 25 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ * Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác. * Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ một phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao. * Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ vậy có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều chiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất . Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu tư xây dựng trạm sẽ bị gia tăng. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến áp đã nêu. Để đảm bảo an toàn cho người cũng như thiết bị, đảm bảo mỹ quan công nghiệp ở đây sẽ sử dụng loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuất. Vị trí các TBA phân xưởng cần tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp từ các TBA. Xác định vị trí đặt các TBA: - Càng gần tâm phụ tải càng tốt nhằm giảm vốn đầu tư và tổn thất trong mạng điện - Thuận tiện cho việc vận chuyển,lắp ráp,quản lý và vận hành. - Kinh tế Dựa vào các tiêu chí trên mà ta đưa ra vị trí lắp các TBA theo các phương án trình bày dưới. 3.5. Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng: 1. Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 26 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ a. Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu: Đưa đường dây trung áp 35 kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ đưa trực tiếp điện áp cao vào các trạm biến áp phân xưởng sẽ giảm được vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm, giảm được tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng. Tuy nhiên nhược điểm của sơ đồ này là 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 lớn và tập trung nên ở đây ta không xét đến phương án này. b. Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm ( TPPTT ): Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua TPPTT. Nhờ vậy việc quản lý, vận hành mạng điện cao áp của nhà máy sẽ thuận lợi hơn, tổn thất trong mạng giảm, độ tin cậy cung cấp điện được gia tăng, song vốn đầu tư cho mạng cũng lớn hơn. Trong thực tế đây là phương án thường được sử dụng khi điện áp nguồn không cao (  35 kV ), công suất các phân xưởng tương đối lớn. 2. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian, trạm phân phối trung tâm: Dựa trên hệ trục toạ độ xOy đã chọn có thể xác định được tâm phụ tải điện của nhà máy như chương 2 : n n x0   S i .x i i 1 n S i 1 i  S .y i = 4,9 y0  i 1 n S i = 5,7 i i 1 Trong đó: Si: Công suất tính toán của phân xưởng thứ i. xi, yi: toạ độ tâm phụ tải của phân xưởng thứ i. Vậy vị trí tốt nhất để đặt TBATG hoặc TPPTT có toạ độ M ( 4,9 ; 5,7 ). 3. Lựa chọn phương án nối dây của mạng cao áp: Nhà máy thuộc phụ tải loại 1, nên đường dây từ trạm biến áp trung gian về trung tâm cung cấp (trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm) của nhà máy sẽ dùng dây trên không lộ kép. GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 27 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên ở mạng cao áp trong nhà máy ta sử dụng sơ đồ hình tia, lộ kép. Sơ đồ này có ưu điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, các trạm biến áp phân xưởng đều được cấp điện từ một đường dây riêng nên ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ, tự động hoá và dễ vận hành. Để đảm bảo mỹ quan và an toàn, các đường cáp cao áp trong nhà máy đều được đặt trong hào cáp xây dọc theo các tuyến giao thông nội bộ. Từ những phân tích trên có thể đưa ra 4 phương án thiết kế mạng cao áp như sau : GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 28 ĐHBKHN GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 Đồ án môn học CCĐ 29 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Tính toán kinh tế - kỹ thuật,lựa chọn các phương án tối ưu Để so sánh và lựa chọn phương án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z và chỉ xét đến những phần khác nhau trong các phương án để giảm khối lượng tính toán: Z = ( avh + atc )K + c.A  min Hoặc công thức: Z = ( avh + atc )K + 2 3.I max .RC  min trong đó: avh - hệ số vận hành, avh = 0,1 atc - hệ số tiêu chuẩn, atc = 0,125. K - vốn đầu tư xây dựng. c - giá tiền 1kWh tổn thất điện năng, c = 1000 đ/kWh. A - Tổn thất điện năng trong toàn mạng điện. A= ATBA +AD với : ATBA :Tổn thất điện năng trong TBA A TBA  S 1 n.P0 .t  .PN . tt n  S dmB 2   .  kWh Trong đó : n là số MBA trong trạm P0 tổn thất công suất không tải của MBA (kW) Pn :Tổn thất ngắn mạch của MBA (kW) Stt :là công suất tính toán phân xưởng (kVA) SđmB:là công suất định mức MBA ( kVA) t là thời gian đóng MBA làm việc  là thời gian tổn thất công suất lớn nhất ; (h)  = (0,124+Tmax.10-4)2 . 8760; (3-21) Với các phân xưởng làm việc 3 ca liên tục ta lấy Tmax = 5000 h Nên  =(0,124+5000.10-4)2 . 8760 = 3411h AD =PD .  Trong đó : PD : Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây (KW) P = 2 S ttpx 2 U dm .R.10  3 [kW]  Sttpx: là công suất tính toán phân xưởng (kVA)  Uđm :Điện áp định mức của mạng (kV) *R = 1 r0. l [], n  n: Số đường dây đi song song. 3.5.1 Phương án 1 : GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 30 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) nhận điện 35 kV từ hệ thống về, cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp B1,B2,B3,B4,B5 hạ điện áp từ 35 kV xuống 0,4 kV để cung cấp điện cho các phân xưởng. 1. Chọn MBA phân xưởng và xác định tổn thất điện năng A trong các TBA * Chọn máy biến áp phân xưởng: Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở phần trên (3.2.1) ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBAPX do Công ty cổ phần chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất. Tên trạm Sđm biến áp B1 B2 B3 B4 B5 Uc/Uh Số (kVA) (kV) máy 1000 35/0,4 2 1250 35/0,4 2 1000 35/0,4 2 1000 35/0,4 2 1000 35/0,4 2 GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 P0 Pn Un (kW) 1,6 1,75 1,6 1,6 1,6 (kW) % 11,7 6 13,65 6 11,7 6 11,7 6 11,7 6 Đơn giá Tổng tiền (106đ) 152 168 152 152 152 (106 đ) 304 366 304 304 304 31 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Tổng vốn đầu tư MBA 1582.106 đ Bảng kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 3 * Xác định tổn thất điện năng A trong các TBA: Tính cho Trạm biến áp B1: SđmB = 1000 kVA P0 = 1,6 kW PN = 11,7 kW  S 2 tt  . (kWh) Ta có A n. P0 .t   P N ,  S   đm  A 2.1,6.8760   1889,891  1 11,7.  2  1000  2 .3411 99302,712 (kWh) (kWh) Các TBA khác cũng tính toán tương tự, kết quả cho trong bảng sau : P0 Pn Tên Sđm Stt ΔA trạm (kVA) Số máy (kW) (kW) (kVA) (kWh) B1 1000 2 1,6 11,7 1889,891 99302,712 B2 1250 2 1,75 13,65 2011,088 90919,635 B3 1000 2 1,6 11,7 1636,783 81490,873 B4 1000 2 1,6 11,7 1786,003 91682,520 B5 1000 2 1,6 11,7 1984,494 106616,549 Tổng tổn thất điện năng : 470012,289 kWh Bảng kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của PA3 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện: * Chọn cáp cao áp từ TPPTT về các TBAPX: - TPPTG của nhà máy được lấy điện từ TBA khu vực cách nhà máy 10,5 km bằng đường dây trên không có chủng loại dây là nhôm có lõi thép đi lộ kép treo trên cột bê tông ly tâm. - TPPTT đến các TBAPX được dùng cáp ngầm. Đối với phân xưởng là phụ tải loại 1 thì đi bằng cáp kép và loại 3 đi bằng cáp đơn. Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt. Đối với nhà máy chế tạo thiết bị công nghiệp làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 32 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ suất lớn nhất Tmax = 5000 h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng 5(trang 294,TL1), tìm được Jkt = 3,1 A/mm2. Tiết diện kinh tế của cáp: I max Fkt = J mm2 kt Các cáp từ TPPTT về các TBAPX đều là cáp lộ kép nên: Imax = S ttpx 2. 3.U dm Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện dòng sự cố: k. Icp  Isc Trong đó: Isc: Dòng điện khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2. Imax k = k1. k2.k3 là hệ sô hiệu chỉnh k1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k1 = 1. k2: Hệ số hiệu chỉnh tính đến việc lắp đặt nhiều cáp song song trong cùng 1 rãnh,các rãnh đều đặt 2 cáp cách nhau 300mm.Tra bảng PL 4.22 tìm được k2=0,93 k3:hệ số hiệu chỉnh tính đến phương thức lắp đặt cáp (thường k3=1) Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện Ucp. - Chọn cáp từ TPPTT đến B1 Imax = S ttpx 2 3.U dm = 1889,891 2 3.35 54,556 A Tiết diện kinh tế của cáp: I max Fkt = j = kt 54,556 17,6 mm2 3,1 Tra PL 4.32 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 16 mm 2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng LS VINA (Nhật) chế tạo có Icp=110 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 33 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ 0,93. Icp = 0,93. 110 = 102,3 A < Isc = 2. Imax = 2.54,556 =109,112 A Cáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên phải tăng 1 cấp tiết diện cáp.Chọn F=25 mm2. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93. 140 = 130,2A >Isc = 2. Imax = 2.54,556 =109,112 A Vậy chọn cáp XLPE của LS VINA, có tiết diện 25 mm2  2 XLPE (3x25). - Chọn cáp từ TPPTT đến B2 đường cáp lộ kép: Imax = S ttpx 2. 3.U dm = 2011,088 2. 3.35 =58,055 A Tiết diện kinh tế của cáp: 58,055 I max 18,727 mm2 Fkt = j = 3,1 kt Tra PL 4.32 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 25 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng LS VINA (Nhật) chế tạo có Icp = 140 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93. 140 = 130,2A >Isc = 2. Imax = 2.58,055 =116,11 A Cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng . Vậy chọn cáp XLPE của LS VINA, có tiết diện 25 mm2  2 XLPE (3x25). - Chọn cáp từ TPPTT đến B3 ,đường cáp lộ kép: Imax = S ttpx 2. 3.U dm = 1636,783 2. 3.35 = 47,25 A Tiết diện kinh tế của cáp: I max Fkt = j = kt 47,25 15,242 mm2 3,1 Tra PL 4.32 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 16 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng LS VINA (Nhật) chế tạo có Icp =110 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 34 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ 0,93. Icp = 0,93. 110 = 102,3 A > Isc = 2. Imax = 2 .47,25 = 94,5 A Cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE của LS VINA, có tiết diện 16 mm2  2 XLPE (3x16). - Chọn cáp từ TPPTG đến B4 , đường cáp lộ kép: Imax = Sttpx 2. 3.U dm = 1786,003 2. 3.35 = 51,557 A Tiết diện kinh tế của cáp: I max 51,557 16,63 mm2 Fkt = = jkt 3,1 Tra bảng PL 4.32 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp F=25 mm 2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện 2XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng LS VINA (Nhật) chế tạo có Icp = 140 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93. 140 = 130,2A >Isc = 2. Imax = 2.51,557 =103,114 A Vậy chọn cáp XLPE của LS VINA ,có tiết diện 25 mm2  2 XLPE (3x25). - Chọn cáp từ TPPTT đến B5, đường cáp lộ kép: Imax = S ttpx 2. 3.U dm = 1984,494 2. 3.35 = 57,287 A 57,287 I max 18,48 mm2 Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = j = 3,1 kt Tra bảng PL 4.32 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F=25 mm2, cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng LS VINA ( Nhật ) chế tạo có Icp = 140 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93. 140 = 130,2A >Isc = 2. Imax = 2.57,287=114,574 A Vậy chọn cáp XLPE của LS VINA, có tiết diện 25 mm2  2 XLPE (3x25). *Chọn cáp hạ áp từ TBA phân xưởng đến các phân xưởng Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án, các đoạn giống nhau bỏ qua không xét tới trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án. Cụ thể đối với phương án 1, ta chỉ cần chọn cáp từ trạm biến áp B5 đến Lò ga và trạm bơm (B5 -7 và B5-10) GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 35 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Đoạn đường cáp ở đây cũng rất ngắn, tổn thất điện áp không đáng kể, nên có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện Ucp. - Chọn cáp từ TBA B5 đến lò ga (phụ tải loại 2): Sttpx 469,494  356,66 A Imax = 2. 3.U dm 2. 3.0,38 Ta sử dụng mỗi pha 2 cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết diện F = 150 mm 2 với Icp = 395A và một cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết diện F = 150 mm 2 làm dây trung tính do hãng LENS chế tạo.Trong trường hợp này, hệ số điều chỉnh k hc = 0,93 do có 14 sợi cáp đặt chung trong một hào cáp . Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện chọn cáp: 0,93.2.Icp=734,7A > Isc = 2. Imax = 2. 356,66= 713,132 A Cáp đã chọn có F= 2.(7x150) mm2 thỏa mãn yêu cầu - Chọn cáp từ TBA B5 đến trạm bơm (phụ tải loại 2): Sttpx 175  132,94 A Imax = 2. 3.U dm 2. 3.0,38 Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo có F=2. (3x150+1x150) mm2 có Icp =395 A Kiểm tra: 0,93.Icp =367,35A  Isc = 2. Imax = 2.132,94= 265,88A Cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện. Bảng tính chọn cáp từ TPPTT đến TBAPX. Đường cáp F (mm2) l (m) TPPTT-B1 2.(25 x 3 ) 160 TPPTT-B2 2.(25 x 3 ) 160 TPPTT-B3 2.(16 x 3 ) 400 TPPTT-B4 2.(25 x 3 ) 200 TPPTT-B5 2.(25 x 3 ) 230 B5-7 2.(150 x 7) 240 B5-10 2.(150 x 4) 290 Tổng vốn đầu tư cáp 1132,8.106 đ ro R Đơn giá Tổng tiền -3 (/km) (10 ) (103/m) (103đ) 0,927 0,927 1,47 0,927 0,927 0,15 0,12 74,16 74,16 294 92,7 106,61 18 17,4 280 280 240 280 280 1560 1560 44800 44800 96000 56000 64400 374400 452400 Bảng kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 1. * Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây : Tương tự như phương án 1, P được xác định theo công thức sau: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 36 ĐHBKHN P = R= S2ttpx 2 dm Đồ án môn học CCĐ .R.10 6 (kW) U Trong đó: 1 r0. l () n n: Số đường dây đi song song. Đường cáp F (mm2) R Uđm -3 (10 ) (kV) Stt (kVA) TPPTT-B1 2.(25 x 3 ) 74,16 35 1889,891 TPPTT-B2 2.(25 x 3 ) 74,16 35 2011,088 TPPTT-B3 2.(16 x 3 ) 294 35 1636,783 TPPTT-B4 2.(25 x 3 ) 92,7 35 1786,003 TPPTT-B5 2.(25 x 3 ) 106,61 35 1984,494 B5-7 2.(150 x 7) 18 0,38 469,494 B5-10 2.(150 x 4) 17,4 0,38 175 Tổng tổn thất công suất trên đường dây 32,854 kW P (kW) 0,216 0,245 0,643 0,241 0,343 27,476 3,69 B¶ng tæn thÊt c«ng suÊt trªn c¸c ®êng d©y cña ph¬ng ¸n 1 * Xác định tổn thất điện năng trên đường dây : Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: AD = PD.  [kWh] Ta đã tính được  = 3411 h. AD = PD.  = 32,854 . 3411 = 112064,994 kWh. * Mạng cao áp trong phương án có điện áp 35kV từ TPPTT đến 5TBAPX.Trạm PPTT có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ lộ dây kép của đường dây trên không đưa từ hệ thống về. * Với 5 TBA, mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 12 máy cắt cấp điện áp 35 kV cộng thêm một máy cắt phân đoạn thanh góp cấp điện áp 35 kV ở trạm PPTT tổng cộng là 13 máy cắt điện. * Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án 3: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 37 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ KMC = n . M Trong đó: - n là số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến. - M là giá máy cắt , M = 570.106 (đ) KMC = n . M = 13 . 570 .106= 7410.106 đ Chi phí tính toán của phương án 1: Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ đến giá thành các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án ( K = K B + KD + KMC) , những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét tới. Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: A = AB + AD Chi phí tính toán Z1 của phương án 1: Vốn đầu tư : K3 = KB + KD + KMC= 1582.106 + 1132,8.106 + 7410.106 K3 = 10124,8. 106đ Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây A1 = AB + AD = 470012,289 + 112064,994 = 582077,283 kWh Vậy : Z1 = ( avh + atc ). K3 + c. A3 Z1 = ( 0,1 + 0,125 ). 10124,8.106 + 1000. 582077,283 Z1 = 2860,157 .106 đ 3.3.4 Phương án 2 GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 38 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) nhận điện 35 kV từ hệ thống về, cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp B1,B2,B3,B4,B5 hạ điện áp từ 35 kV xuống 0,4 kV để cung cấp điện cho các phân xưởng. 1. Chọn MBA phân xưởng và xác định tổn thất điện năng A trong các TBA * Chọn máy biến áp phân xưởng: Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở phần trên ( 3.2.1 ) ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBAPX do Công ty cổ phần chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất. Tên trạm Sđm Uc/Uh biến áp (kVA) (kV) B1 1000 35/0,4 B2 1250 35/0,4 B3 1000 35/0,4 B4 1000 35/0,4 B5 800 35/0,4 B6 500 35/0,4 Tổng vốn đầu tư MBA GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 Số P0 máy (kW) 2 1,6 2 1,75 2 1,6 2 1,6 2 1,48 2 1,3 2102.106 đ Pn Un Đơn giá Tổng tiền (kW) 11,7 13,65 11,7 11,7 10,14 7,8 (%) 6 6 6 6 6 6 (106đ) 152 168 152 152 140 120 (106đ) 304 366 304 304 280 240 39 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Bảng kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 2 * Xác định tổn thất điện năng A trong các TBA: 2  S  1 Ta có: A n.P0 .t  .PN . tt  . [kWh] n  SdmB  Các TBA khác cũng tính toán tương tự, kết quả cho trong bảng sau : Tên Sđm P0 Pn Stt ΔA trạm (kVA) Số máy (kW) (kW) (kVA) (kWh) B1 1000 2 1,6 11,7 1889,891 99302,712 B2 1250 2 1,75 13,65 2011,088 90919,635 B3 1000 2 1,6 11,7 1636,783 81490,873 B4 1000 2 1,6 11,7 1786,003 91682,520 B5 800 2 1,48 10,14 1340 74449,433 B6 500 2 1,3 7,8 469,494 34505,167 Tổng tổn thất điện năng : 472350,340 kWh Bảng kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của PA2 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất,tổn thất điện năng mạng điện: * Tương tự như phương án 2, từ TPPTT đến các trạm biến áp phân xưởng chọn cáp cao áp theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt. Sử dụng cáp lõi đồng với Tmax = 5000h tra được Jkt = 3,1mm2. Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = I max mm2 j kt Các cáp từ TPPTT đến các trạm biến áp phân xưởng đều là cáp lộ kép nên: Imax = S ttpx 2. 3.U dm Chọn cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng LS VINA (Nhật) chế tạo. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: khc. Icp  Isc khc = 0,93 ( hai cáp đặt chung trong 1 rãnh ) Vì chiều dài cáp từ TPPTT đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện Ucp. * Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 40 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Tương tự như phương án 2, 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 lại theo điều kiện Ucp. Cáp hạ áp đều chọn loại cáp 4 lõi do hãng LENS chế tạo. Tổng hợp kết quả chọn cáp của phương án 2 được ghi trong bảng sau : Đường cáp F (mm2) l (m) TPPTT-B1 2.(25 x 3 ) 160 TPPTT-B2 2.(25 x 3 ) 160 TPPTT-B3 2.(16 x 3 ) 400 TPPTT-B4 2.(25 x 3 ) 200 TPPTT-B5 2.(16 x 3 ) 230 TPPTT-B6 2.(16 x 3 ) 430 B6-10 2.(150 x 4) 160 Tổng vốn đầu tư cáp 1226,4.106 đ ro R Đơn giá Tổng tiền -3 (/km) (10 ) (103đ/m) (103đ) 0,927 0,927 1,47 0,927 1,47 1,47 0,12 74,16 74,16 294 92,7 169,05 316,05 9,6 280 280 240 280 280 1560 1560 44800 44800 96000 56000 64400 670800 249600 Bảng kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 2. * Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây: Tương tự như phương án 1, P được xác định theo công thức sau: P = R= S2ttpx 2 dm .R.10 6 [kW] U Trong đó: 1 r0. l  n n: Số đường dây đi song song. Đường F R Uđm Stt P 2 -3 dây cáp (mm ) (10 ) (kV) (kVA) (kW) TPPTT -B1 2.(25 x 3 ) 74,16 35 1889,891 0,216 TPPTT -B2 2.(25 x 3 ) 74,16 35 2011,088 0,245 TPPTT -B3 2.(16 x 3 ) 294 35 1636,783 0,643 TPPTT -B4 2.(25 x 3 ) 92,7 35 1786,003 0,241 TPPTT -B5 2.(16 x 3 ) 169,05 35 1340 0,248 TPPTT -B6 2.(16 x 3 ) 316,05 35 644,494 0,107 B6-10 2.(150 x 4) 9,6 0,38 175 2,036 Tổng tổn thất công suất trên dây cáp : 3,736 kW Bảng tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của PA2 GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 41 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ * Xác định tổn thất điện năng trên đường dây : Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: AD = PD.  [kWh] Ta đã tính được  = 3411 h. AD = PD.  = 3,736 . 3411 = 12743,496 kWh. * Mạng cao áp trong phương án có cấp điện áp 35 kV từ TPPTT đến 6 TBAPX. Trạm BAPX có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian. * Với 6 TBA, mỗi trạm có 2MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 12 máy cắt điện cấp điện áp 35kV cộng thêm 1 máy cắt liên lạc giữa hai thanh góp điện áp 35 kV ở TPPTT. Tổng cộng là 13 máy cắt. * Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án 2: KMC = n . M Trong đó: - n là số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến. - M là giá máy cắt , M = 570.106 đ với máy cắt cao áp KMC = n . M = 13.570.106= 7410.106 đ Chi phí tính toán của phương án 2: Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ đến giá thành các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án ( K = K B + KD + KMC) , những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét tới. Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: A = AB + AD Chi phí tính toán Z2 của phương án 2: Vốn đầu tư : K2 = KB + KD + KMC= 2102.106 + 1226,4.106 + 7410.106 K2 = 10738,4.106 đ Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 42 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ A2 = AB + AD = 472350,34 + 12743,496 = 485093,836 kWh Vậy : Z4 = ( avh + atc ). K4 + c. A2 Z2 = ( 0,1 + 0,125 ). 10738,4. 106 + 1000. 485093,836 Z2 = 2901,234.106 đ Bảng tổng hợp chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật các phương án. Phương án Phương án 1 Phương án 2 Vốn đầu tư (106đ) 10124,8 10738,4 Tổn thất điện năng (kWh) 582077,283 485093,836 Chi phí tính toán (106đ) 2860,157 2901,234 Nhận xét: Từ những kết quả tính toán cho thấy Phương án 1 và 2 gần như tương đương về mặt kinh tế do có chí tính toán chênh nhau không đáng kể. Phương án 2 có số trạm biến áp tuy lớn hơn nhưng sẽ thuận lợi hơn trong công tác xây lắp, quản lý và vận hành do vậy ta chọn phương án 2 làm phương án thiết kế. 3.4 Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn 3.4.1 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm Đường dây cung cấp điện từ TBATG của hệ thống về TPPTT của nhà máy dài 10,5 km sử dụng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép. Với mạng cao áp có Tmax lớn, dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt ,tra theo bảng phụ lục ta có: với T max=5000h thì jkt= 1,1A/mm2. *Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn: I max  Sttnm 2. 3.U dm  7888,368 65,06 A 2. 3.35 Tiết diện kinh tế: Fkt  I max 65,06  59,15 mm 2 jkt 1,1 Ta chọn dây dẫn loại AC-70 có Icp= 265 A, r0 =0,45 Ω/km, x0=0,44 Ω/km Kiểm tra theo điều kiện sự cố đứt một dây: Isc = 2.Imax = 2.65,06=130,12 A < Icp= 265 A Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 43 ĐHBKHN U  Đồ án môn học CCĐ Pttnm .R  Q ttnm .X 4947,506.4,5  6143,984.4,4  1400V U dm 35 U < U cp=5%.35000=1750V Ta thấy dây dẫn đã chọn thỏa mãn các điều kiện kiểm tra. 3.4.2 Tính toán ngắn mạch và lựa chọn thiết bị điện 1. Tính toán ngắn mạch phía cao áp: Mục đích của tính ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn được chọn khi có ngắn mạch trong hệ thống. Dòng điện ngắn mạch tính toán để chọn khí cụ điện là dòng điện ngắn mạch ba pha. Khi tính toán ngắn mạch phía cao áp do không biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện Quốc gia nên cho phép gần đúng điện kháng của hệ thống điện quốc gia thông qua công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung gian và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn. Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ diện cần tính toán 6 điểm ngắn mạch sau: N - điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt và thanh góp. N1 ... N6 - điểm ngắn mạch phía cao áp các TBAPX để kiểm tra cáp và thiết bị cao áp trong các trạm. Điện kháng của hệ thống được tính theo công thức sau: XHT = U2 SN [] Trong đó: SN - công suất ngắn mạch về phía hạ áp của máy biến áp trung gian, SN = 250 MVA; U - điện áp của đường dây, U = U tb = 1,05.35=36,75 kV. Điện trở và điện kháng của đường dây: 1 R = .r0 .1 [] 2 1 X = .x 0 .1 [] 2 Trong đó: r0, x0 - điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn [/km], L - chiều dài đường dây [km]. Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I" bằng dòng điện ngắn mạch ổn định I , nên có thể viết: U IN = I" = I = 3.Z N Trong đó: ZN = tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch thứ i (). GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 44 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ U - điện áp của đuờng dây (kV). Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: ixk = 1,8 . 2.I N (kA) N MC C¸p TBATG PPTT BATX N1 HT XHT N2 ZD ZC Sơ đồ tính toán ngắn mạch Thông số đường dây trên không và cáp F (mm2) 2.(25 x 3 ) TPPTT-B1 2.(25 x 3 ) TPPTT-B 2 2.(16 x 3 ) TPPTT-B 3 2.(25 x 3 ) TPPTT-B 4 2.(16 x 3 ) TPPTT-B 5 2.(16 x 3 ) TPPTT-B 6 TBATG-TPPTT AC-95 Đường cáp L (m) 160 160 400 200 230 430 10000 R0 (/km) 0,927 0,927 1,47 0,927 1,47 1,47 0,45 X0 (/km) 0,135 0,135 0,142 0,135 0,142 0,142 0,44 R () 0,74 0,74 2,94 0,93 1,69 3,16 2,25 X () 0,011 0,011 0,028 0,014 0,016 0,031 2,2 * Tính điểm ngắn mạch N tại thanh góp trạm phân phối trung tâm: U 2 36,752  5,402  XHT = SN 250 R = Rdd = 2,25  X = Xdd + XHT = 5,402 + 2,2 = 7,602  U 36,75  2,68 IN = 2 2 3.Z N 3. 2,25  7,602 ixk = 1,8. kA 2.I N 1,8. 2. 2,66 = 6,82 kA * Tính điểm ngắn mạch tại N1 (tại thanh cái TBAPX B1) GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 45 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ U 2 36,752  5,402  XHT = SN 250 R = Rdd + Rc l = 2,25 + 0,74 = 2,99  X = Xdd + XHT + Xc l = 2,2 + 5,402 + 0,011 = 7,613  U 36,75  2,594 IN1 = kA 3.Z N 3. 2,992  7,6132 ixk = 1,8. 2.I N1 1,8. 2. 2,594 = 6,604 kA Tính tương đối với các điểm ngắn mạch khác, ta có kết quả tính toán ngắn mạch ghi trong bảng sau. Bảng kết quả tính toán ngắn mạch. Điểm ngắn mạch N1 N2 N3 N4 N5 N6 N IN (kA) 2,594 2,594 2,299 2,571 2,474 2,268 2,68 IXK (kA) 6,604 6,604 5,853 6,544 6,298 5,773 6,82 2. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện: a. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt, thanh dẫn của TPPTT: Căn cứ vào số liệu kĩ thuật đã tính được của nhà máy ta chọn được các tủ hợp bộ của hãng SIEMENS như sau * Máy cắt 8DC11 được chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức:Uđm.MC > Uđm.m = 35 kV Dòng điện định mức: :Iđm.MC = 630 A > IIvmax = 2. Ittnm = 130,12 A Dòng điện cắt định mức: :Iđm.cắt = 25 kA > IN = 2,45 kA Dòng điện ổn định cho phép:iđm.d = 63 kA > ixk = 6,82 kA * Thanh dẫn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động. b. Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp BU: BU được chọn theo điều kiện: Điện áp định mức: Uđm.BU > Uđm.m =35 kV Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS36, kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo. Bảng thông số kỹ thuật của BU loại 4MS34. Thông số kỹ thuật Udm (kV) GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 4MS36 36 46 ĐHBKHN U chịu đựng tần số công nghiệp 1 (kV) U chịu đựng xung 1,2/50 us (kV) U1đm (kV) U2đm (kV) Tải định mức (VA) Đồ án môn học CCĐ 70 170 35/ 3 100/ 3 ,110/ 3 400 c. Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BI: BI được chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm.BI > Uđm.m = 35 kV Dòng điện sơ cấp định mức: k qtbt .Sdm.BA 1,3.1250 I  22,34 A Iđm.BI > max  1,2 1,2. 3.35 1,2. 3.35 Chọn BI loại 4ME16, kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo. Bảng thông số kỹ thuật của BI loạiME16 4ME16 Thông Số Kỹ thuật 36 Udm (kV) U chịu đựng tần số công nghiệp 1 (kV) 70 170 U chịu đựng xung 1,2/50 us (kV) 5-1200 IIđm (A) IIIđm (A) 1 hoặc 5 Iôdnhiệt Is (kA) 80 Iôddng (kA) 120 d. Lựa chọn chống sét van: Nhiệm vụ chống sét đánh từ đường dây trên không truyền vào trạm biến áp và trạm phân phối Chống sét van được chọn theo cấp điện áp Uđm.m = 35kV.Ta chọn loại chống sét van 3EE1 do hãng Siemens chế tạo có Uđm = 36kV 3.4.3 Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng: Vì các TBAPX đặt rất gần TPPTT nên phía cao áp chỉ cần đặt dao cách ly và cầu chì. Dao cách ly dùng để cách ly máy biến áp khi cần sửa chữa. Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho máy biến áp. Phía hạ áp đặt áptômát tổng và các áptômát nhánh, thanh cái hạ áp được phân đoạn bằng áptômát phân đoạn. Để hạn chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm và làm đơn giản việc bảo vệ ta chọn phương thức cho hai máy biến áp làm việc độc lập (áptômát phân đoạn của thanh cái hạ áp thường ở trạng thái cắt). Chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố mới sử dụng áptômát phân đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn đi với máy biến áp bị sự cố. GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 47 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ 1. Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp: Ta sẽ sử dụng chung một loại dao cách ly cho tất cả các TBA để dễ dàng cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau: Bảng thông số kỹ thuật của dao cách ly 3DC. UĐM (kV) IĐM (A) INT (kA) INMAX (KA) 36 630 20 50 2. Lựa chọn và kiểm tra cầu trì cao áp: Dùng chung một loại cầu chì cao áp cho tất cả các trạm biến áp dể dễ dàng cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Cầu chì được chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức:Uđm.m = 35 kV k qtbt .Sdm.BA 1,3.1250  26,81 A Dòng điện định mức: Iđm.CC > Ilv max  3.35 3.35 Dòng điện cắt định mức: Idm.cắt > IN1 = 6,604 kA (B1,B2 có dòng ngắn mạch trên thanh cái là lớn nhất) Bảng thông số kỹ thuật của cầu chì loại 3GD1 603-5B UĐM (kV) IĐM (A) Icắtmin (A) Icắtmax (kA) 36 16 62 31,5 3.Lựa chọn và kiểm tra áptômát: MCCB tổng, MCCB phân đoạn, MCCB nhánh đều chọn dùng các MCCB do hãng Schneider chế tạo. MCCB được chọn theo các điều kiện sau: * Đối với MCCB tổng và MCCB phân đoạn. Điện áp định mức: Uđm A > Ulv m = 0,38 kV Dòng điện định mức: Iđm A > Ilv m k qtbt .Sdm.BA với: Ilv max  3U dm Trạm biến áp B2 có Sđm.BA = 1250 kVA k qtbt .Sdm.BA 1,3.1250 Ilv max   2469,6 A 3U dm 3.0,38 Trạm biến áp B1 ; B3 ; B4 có Sdm.BA = 1000 kVA k qtbt .Sdm.BA 1,3.1000 Ilv max   1975,14 A 3U dm 3.0,38 Trạm biến áp B5 có Sdm.BA = 800 kVA GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 48 ĐHBKHN Ilv max  Đồ án môn học CCĐ k qtbt .Sdm.BA 3U dm  1,3.800 1580,12 A 3.0,38 Trạm biến áp B6 có Sdm.BA = 500 kVA k qtbt .Sdm.BA 1,3.500 Ilv max   987,573 A 3U dm 3.0,38 Bảng kết quả chọn MCCB tổng và MCCB phân đoạn. Tên trạm Số lượng 3 3 3 3 Loại Uđm (kV) 415 415 415 415 B2 NW25H24F2 NW2 0H24F2 B1, B3,B4 NW16H24F2 B5 NW08H24F2 B6 * Đối với MCCB nhánh Điện áp định mức: Uđm.BI > Uđm.m = 0,4 kV Sttpx Dòng điện định mức: Iđm.A > Itt = n. 3.U dm Iđm (A) 2500 2000 1600 800 IcắtN (kA) 85 85 85 50 Số cực 4 4 4 4 Trong đó: n- số MCCB nhánh đưa điện về phân xưởng. kết quả lựa chọn các MCCB nhánh được ghi trong bảng bên dưới Bảng kết quả lựa chọn MCCB nhánh, loại 4 cực của Schneider. Tên phân xưởng STT (kVA) ITT (A) loại NS250N Phòng thí nghiệm 121,166 184,093 Phân xưởng số 1 1768,725 2687,3 Phân xưởng số 2 2011,088 3055,532 Phân xưởng số 3 1511,9 2297,1 Phân xưởng số 4 1258,6 1912 PXSCCK 124,883 189,74 Lò ga 469,494 713,322 1340 2306 Phân xưởng Rèn GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 NW32H2 4F2 NW32H2 4F2 NW16H2 4F2 NW25H2 4F2 NS250N 250A NW10H2 4F2 NW25H2 4F2 Số Uđm Lượng (V) Iđm (A) Icắt n (kA) 3 415 250 36 3 415 3200 85 3 415 3200 85 3 415 2500 85 3 415 2500 85 3 415 250 36 3 415 800 50 3 415 2500 85 49 ĐHBKHN Bộ phận Nén ép Trạm bơm Đồ án môn học CCĐ 527,403 801,306 175 265,9 NW10H2 4F2 NS400H 400A 3 415 800 85 3 415 400 70 3. Lựa chọn thanh góp Thanh góp là nơi nhận điện từ nguồn cung cấp và phân phối điện cho các phụ tải. Thanh góp là phần tử cơ bản của thiết bị phân phối. Tùy theo dòng phụ tải mà thanh dẫn có cấu tạo khác nhau. Khi dòng điện lớn thì dùng thanh dẫn ghép từ hai hay ba thanh dẫn chữ thập đơn trên mỗi pha. Nếu dòng quá lớn thì dùng thanh dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng gần, đồng thời tăng khả năng làm mát cho chúng. Các thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: Stt k1*k2*Icp> Icb = (A) 3.U dm Trong đó: k1 : hệ số đặt thanh góp (k1=1 với thanh góp đặt đứng) k2 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường (k2=1)  Tính chọn thanh dẫn cho trạm B1 Stt =1889,891 kVA 1889,891 2871,4 A Icb = 3.0,38 Các trạm có công suất tính toán gần giống nhau nên để đơn giản ta chọn cùng loại thanh dẫn. Chọn loại thanh dẫn bằng đồng có kích thước (100 x 10) mm2, mỗi pha ghép 3 thanh với Icp = 4650 A. 4. Kiểm tra cáp đã chọn Để đơn giản ở đây chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất IN1 = 2,594 kA Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt: F > . I . t qd Trong đó:  - hệ số nhiệt độ, cáp lõi đồng  = 6 I - dòng điện ngắn mạch ổn định. Iqđ - thời gian quy đổi được xác định như tổng thời gian tác động của bảo vệ chính đặt tại máy cắt điện gần điểm sự cố với tời gian tác động toàn phần của máy cắt điện, Iqđ = f (" , t), t - thời gian tồn tại ngắn mạch ( thời gian cắt ngắn mạch ), lấy t = 0,5 s.  " I" , ngắn mạch xa nguồn (IN = I" = I) nên = 1. I GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 50 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Tra đồ thị (trang 109, TL4), tìm được tqđ = 0,4. Tiết diện ổn định nhiệt của cáp: F > . I . t qd = 6. 2,594. 0,4 =9,844 mm2 Vậy cáp đã chọn cho các tuyến là hợp lý. Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn nhà máy 35kV BU 2AC- BCC 6 B1 2AC- BU MC MC MCLL TG 35 KV GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp CD : T2 K47 MSSV: 0,4 KVTC07-4179 35kV B2 B3 TG 35 KV B4 B5 51 B6 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PX SỬA CHỮA CƠ KHÍ Phân xưởng sửa chữa cơ khí có diện tích là 250 m 2, gồm 53 thiết bị điện được chia làm 4 nhóm. Công suất tính toán của phân xưởng là 124,883 kVA,trong đó có 3,75 kW sử dụng cho hệ thống chiếu sáng. Để cung cấp điện cho phân xưởng Sửa chữa Cơ khí ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp. Điện năng từ trạm biến áp B3 được đưa về tủ phân phối của phân xưởng. Trong tủ phân phối đặt 1 áptômát tổng và 5 áptômát nhánh cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiêú sáng. Từ tủ phân phối đến các tủ động lực và chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lý và vận hành. Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, các phụ tải có công suất lớn và quan trọng sẽ nhận điện trực tiếp từ thanh cái của tủ, các phụ tải có công suất bé và ít quan trọng hơn được ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông. Để dễ dàng thao tác và tăng thêm độ tin cậy cung cấp điện, tại các đầu vào và ra của tủ đều đặt các áptômát làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng. Tuy nhiên giá thành của các tủ sẽ đắt hơn khi dùng cầu dao và cầu chì, song đây cũng là xu hướng thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại. 4.1. Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối: Hình 4.1 - Sơ đồ tủ phân phối. 4.1.1. Chọn cáp từ trạm biến áp B3 về tủ phân phối của phân xưởng: Theo kết quả tính toán ở chương III, ta có: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 52 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ * Cáp từ TBA B3 về tủ phân phối của phân xưởng là cáp đồng hạ áp 4 ruột, cách điện PVC do hãng Lens chế tạo loại (3*150+150) mm 2 Icp = 395 A, đặt trong hào cáp. * Trong tủ hạ áp của TBA B 3, ở đầu đường dây đến tủ phân phối đã đặt 1 MCCB loại NS250N do hãng Schneider chế tạo, IđmA = 250 A. Kiểm tra cáp theo điều kiện phân phối với MCCB: Icp > I kddt 1,25.I dmA 1,25.250   208,33 1,5 1,5 1,5 A Vậy tiết diện cáp đã chọn là hợp lý. 4.1.2. Lựa chọn MCCB cho tủ phân phối: Các MCCB được chọn theo các điều kiện tương tự như đã trình bày ở chương III kết quả được ghi trong bảng 4.1. Bảng 4.1 - kết quả lựa chọn MCCB của Schneider cho tủ phân phối. Tuyến cáp TPPTT - ĐL1 TPPTT – ĐL2 TPPTT – ĐL3 TPPTT – ĐL4 MCCB tổng ITT(A) 70,08 56,8 46,31 59,64 189,74 loại IĐM (A) Uđm(V) ICắtN (kA) Số cực NS100N 100 415 36 4 NS100N 415 36 80 4 NS100N 63 415 36 4 NS100N 415 36 80 4 415 70 NS250N 200 4 4.1.3. Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực: Các đường cáp từ tủ phân phối (TPP) đến các tủ động lực (TĐL) được đi trong rãnh cáp nằm dọc tường phía trong và bên cạnh lối đi lại của phân xưởng. Cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ và điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Do chiều dài cáp không lớn nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Điều kiện chọn cáp: khc . Icp > Itt Trong đó: Itt - dòng điện tính toán của nhóm phụ tải. Icp - dòng điện phát nóng cho phép, tương ứng với từng loại dây, từng tiết diện. khc - hệ số hiệu chỉnh, ở đây lấy khc = 1. Điều kiện kiểm tra phối hợp và thiết bị bảo vệ của cáp, khi bảo vệ bằng áptômát: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 53 ĐHBKHN Icp > Đồ án môn học CCĐ I kddt 1,25.I dmA  A 1,5 1,5 * Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ ĐL1: Icp > Itt = 70,08 A I 1,25.I dmA 1,25.100  83 A Icp > kddt  1,5 1,5 1,5 Kết hợp lại điều kiện chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do hãng Lens chế tạo, tiết diện với F = 16 mm2 , Icp = 100 A. Các tuyến cáp khác được chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng 4.2. Bảng 4.2 - Kết quả cáp từ TPP đến các TĐL Tuyến cáp ITT(A) Ikddt/1,5 Fcáp(A) Icp (A) TPPTT - ĐL1 TPPTT - ĐL2 TPPTT - ĐL3 TPPTT - ĐL4 70,08 56,8 46,31 59,64 83 66,67 52,5 66,67 4G16 4G10 4G6 4G10 100 75 54 75 4.2. Tính ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí để kiểm tra cáp và áptômát Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp ta xem máy biến áp B 3 là nguồn được nối với hệ thống vô cùng lớn) vì vậy điện áp trên thanh cái cao áp của trạm được coi là không thay đổikhi ngắn mạch, ta có: I N = I" = I. Giả thiết này sẽ làm cho giá trị dòng ngắn mạch tính toán được sẽ lớn hơn thực tế nhiều bởi rất khó giữ được điện áp trên thanh cái cao áp của TBAPP không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch sau MBA. Song nếu với dòng điện ngắn mạch tính toán này làm các thiết bị lựa chọn thoả mãn điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt thì chúng hoàn toàn có thể làm việc tốt trong điều kiện thực tế. Để giảm nhẹ khối lượng tính toán, ở đây ta sẽ chỉ kiểm tra thêm các tuyến cáp còn nghi vấn, việc tính toán cũng được tiến hành tương tự. Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 54 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ N1 N2 TG2 TG3 TG1 B3 A1 C1 A2 A3 C2 A2 A3 Hình 4.3: Sơ đồ thay thế N1 ZB3 ZA1 ZTG1 ZA2 ZC1 N2 ZA2 ZTG2 ZA3 ZC2 ZA3 ZTG3 4.2.1. Các thông số của sơ đồ thay thế: * Điện trở và điện kháng máy biến áp: Sđm = 1000 kVA Pn = 11,7 kW Un% = 6 % RB= Pn .U 2 dm 11,7.1000.(0,4) 2  1,872 m S2 dm 10002 XB= Un% .U 2 dm 6.(0,4)2 .103  9,6 m 100.S dm 100.1000 * Thanh góp trong tủ phân phối - TG1: Kích thước: 60 x 10 mm2 mỗi pha ghép ba thanh Chiều dài: 1 = 1,2 m Khoảng cách trung bình hình học: D = 300 mm Tra bảng 4.11 (TL1), tìm được: 1 1 r0 = 0,020 m/m  RTG1 = .r0 .l  .0,020.1,2 0,008 m 3 3 1 1 .x 0 .l  .0,157.1,2 0,0628 m 3 3 * Thanh góp trạm biến áp phân xưởng - TG2: Kích thước: 100 x 10 mm2 mỗi pha ghép ba thanh x0 = 0,157 m/m  XTG1 = GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 55 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ chọn theo điều kiện: khc. Icp > Ittpx = 189,74 A ( lấy khc = 1 ) Chọn loại thanh cái bằng đồng có kích thước: 30x3 mm2 với Icp = 405 A Chiều dài: 1 = 1,2 m Khoảng cách trung bình hình học: D = 300 mm Tra bảng 4.11 (TL1), tìm được: r0 = 0,223 m/m  RTG2 = .r0 .l 0,223.1,2 0,2676 m x0 = 0,235 m/m  XTG2 = .x0 .l 0,235.1,2 0,282 m * Điện trở và điện kháng của MCCB Tra PL 3.12 và PL 3.13 (TL1) tìm được: MCCB loại NS1600N RA1 = 0,12 m XA1 = 0,094 m MCCB loại NS250N: RA2 = 0,36 m XA2 = 0,28 m RT2 = 0,6 m MCCB loại NS100N: RA3 = 1,3 m XA3 = 0,86 m RT3 = 0,75 m * Cáp tiết diện 3*70+50 mm2 - C1: Chiều dài: 1 = 30 m Tra bảng 4.28 (TL1), tìm được: r0 = 0,193 m/m  RC1 = r0 .l 0,193.30 5,79 m x0 = 0,17 m/m  XC1 = x 0 .l 0,17.30 2,55 m * Cáp tiết diện 4G16 mm2 - C2: Chiều dài: 1 = 60 m Tra bảng 4.29 (TL1), tìm được: r0 = 1,15 m/m  RC2 = r0 .l 1,15.60 69 m x0 = 0,0947 m/m  XC2 = x0 .l 0,0947.605,682 m 4.2.2. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn: 1. Tính ngắn mạch tại N1 R1 = RB + RA1 + RTG1 + 2. RA2 +2. RT2 + RC1 R1 = 1,872 + 0,12 + 0,008 +2. 0,36 + 2. 0,6 + 5,79 = 9,71 m X1 = X B + X A1 + X TG1 + 2. XTG2 + X C1 X1 = 9,6 + 0,094 + 0,0628 + 2. 0,28 + 2,55 = 12,867 m Z1 = R2 1  X 2 1  9,712  12,8672 16,12 m GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 56 ĐHBKHN IN1 = Đồ án môn học CCĐ U 3.Z 1  400 3.16,12 14,33 kA ixk1 = 2.1,8.I N1  2.1,8.14,33 36,48 kA Kiểm tra MCCB: Loại NS250N có Icắt N = 70 kA Loại NS100N có Icắt N = 36 kA Vậy các MCCB đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định động. Kiểm tra cáp tiết diện 3*70+50 mm2: Tiết diện ổn định nhiệt của cáp F > . I. tqd 6.14,33. 0,4 54,38 mm2 Vậy chọn cáp 3*70+50 mm2 là hợp lý. 2. Tính ngắn mạch tại N2 R2 = R1 + 2. RA3 + 2. RT3 + RTG2 + RC2 R2 = 9,71 2.1,3  2.0,75  0,2676  69 83,07 m X2 = X 1 + 2. X A3 + X TG2 + X C2 X2 = 12,867  2.0,86  0,282  5,682 20,547 m Z2 = IN2 = ixk2 = R2 2  X 2 2  83,072  20,5472 85,57 m U 3.Z 2  400 3.85,57 2,7 kA 2.1,8.I N2  2.1,8.2,7 6,87 kA Kiểm tra MCCB: Loại NS100N có Icắt N = 36 kV Vậy các MCCB đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định động. Kiểm tra cáp tiết diện 4G16 mm2: Tiết diện ổn định nhiệt của cáp F > . I. tqd 6.2,7. 0,4 10,25 mm2 Vậy chọn cáp 4G16 là hợp lý. 4.3. Lựa chọn thiết bị trong các tủ dộng lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xưởng: Các MCCB tổng của các tủ động lực có động lực có thông số tương tự các áptômát nhánh tương ứng trong tủ phân phối, kết quả lựa chọn ghi trong bảng 4.3. Hình 4.4 - Sơ đồ tủ động lực AT GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 A 57 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Bảng 4.3 - Kết quả lựa chọn MCCB tổng trong các TĐL. Itt Uđm Iđm loại Iđm (A) P (A) (V) (A) ĐL1 70,08 NS100N 80 415 36 4 ĐL2 56,8 NS100N 63 415 36 4 ĐL3 46,31 NS100N 63 415 36 4 ĐL4 59,64 NS100N 63 415 36 4 ĐL5 55,4 NS100N 63 415 36 4 Các MCCB đến các thiết bị và nhóm thiết bị trong các tủ động lực cũng được chọn theo các điều kiện đã nêu ở phần trên. Ví dụ chọn MCCB cho đường cáp từ TĐL1 đến máy doa tọa độ 4,5 kW, cos = 0,6: Uđm.A > Uđm.m = 0,38 kV Ptt 4,5  11,4 Iđm.A > Itt = A 3.cos .U dm.m 3.0,6.0,38 Tủ động lực Chọn MCB loại C60N do hãng Schneider chế tạo có Iđm.A = 20 A; Icắt N = 6kA; Uđm.A = 400/415 V; 4cực 3. Các đường cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: khc. Icp > Itt Trong đó: Itt - dòng điện tính toán của động cơ. Icp - dòng điện phát nóng cho phép tương ứng với từng loại dây, từng tiết diện. khc - hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = 1. Và kiểm tra phối hợp với thiếtbị bảo vệ của cáp, khi bảo vệ bằng áptômát: Icp > I kddt 1,25.I dmA  A 1,5 1,5 Ví dụ: Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến máy tiện ren 4,5 kW và máy tiện ren 3,2 kW. cos = 0,6 Icp > Itt = 19,5 A I 1,25.I dmA 1,25.20  16,67A Icp > kddt  1,5 1,5 1,5 Kết hợp hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng bốn lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện 2,5 mm2 với Icp = 25 A. Cáp được đặt trong ống thép có đường kính 3/4" chôn dưới nền phân xưởng. Các MCCB, MCB và đường cáp khác được chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng 4.4. Do công suất của thiết bị trong phân xưởng không lớn GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 58 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ và đều được bảo vệ bằng áptômát nên ở đây không tính toán ngắn mạch trong phân xưởng để kiểm tra các thiết bị lựa chọn theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. Bảng 4.4 - Kết quả chọn MCB trong các TĐL và cáp đến các thiết bị. Tên máy 1 NHÓM I Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren cấp chính xác cao Máy để mài tròn Máy doa tọa độ NHÓM II Máy bào ngang Máy phay đứng Máy phay ngang Máy phay vạn năng Máy mài dao cắt gọt Máy mài trong Máy mài phẳng Máy mài tròn Máy xọc NHÓM III Máy khoan đứng Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan bàn Máy bào ngang NHÓM IV Máy khoan đứng Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan bàn GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 Phụ tải Ptt Itt (kw) (A) 2 3 dây dẫn tiết Icp diện (A) 4 5 MCB Mã Hiệu 6 10 10 4,5 4,5 25,32 25,32 11,4 4G2,5 4G2,5 4G1,5 31 31 23 32 32 16 25 25 13,33 11,4 4G1,5 23 C60H C60H C60H C60H 16 13,33 7,0 4,5 17,73 11,4 4G2,5 4G1,5 23 23 C60H C60H 25 16 20,83 13,33 4,5 4,5 7,0 4,5 5,62 7,0 4,5 5,62 7,0 11,4 11,4 17,73 11,4 14,2 17,73 11,4 14,2 17,73 4G1,5 4G1,5 4G2,5 4G1,5 4G1,5 4G2,5 4G1,5 4G1,5 4G2,5 23 23 23 23 23 23 23 23 23 C60H C60H C60H C60H C60H C60H C60H C60H C60H 16 16 25 16 16 25 16 16 25 13,33 13,33 20,83 13,33 13,33 20,83 13,33 13,33 20,83 4,5 5,62 7,0 4,5 5,62 7,0 11,4 14,2 17,73 11,4 14,2 17,73 4G1,5 4G1,5 4G2,5 4G1,5 4G1,5 4G2,5 23 23 23 23 23 23 C60H C60H C60H C60H C60H C60H 16 16 25 16 16 25 13,33 13,33 20,83 13,33 13,33 20,83 1,7 0,6 3,0 7,0 10,0 4,3 1,52 7,6 17,73 25,32 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G2,5 4G2,5 23 23 23 23 31 C60H C60H C60H C60H C60H 6 6 10 25 30 5,0 5,0 8,33 20,83 25 Iđm Ikddt/1,5 (A) (A) 7 8 59 ĐHBKHN Máy bào ngang NHÓM V Máy bào ngang Máy biến áp hàn Máy khoan đứng Máy tiện ren Máy khoan hướng tâm Đồ án môn học CCĐ 7,0 17,73 4G2,5 23 C60H 25 20,83 4,5 7,0 2,8 10,0 11,4 17,73 7,09 25,32 4G1,5 4G2,5 4G1,5 4G2,5 23 23 23 31 16 25 10 30 13,33 20,83 8,33 25 2,8 7,09 4G1,5 23 C60H C60H C60H C60H C60H 10 8,33 CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY 5.1. Đặt vấn đề: Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện năng được sản suất ra. Hệ số công suất cos là một trong các chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số công suất cos là một chủ trương lâu dài GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 60 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản suất, phân phối và sử dụng điện năng. Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q. Công suất tác dụng là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong thiết bị dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công. Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát và hộ tiêu thụ dùng điện là một quá trình dao động. Mỗi chu kỳ của dòng điện, Q đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong 1/2 chu kỳ của dòng điện bằng không. Việc tạo ra công suất phản kháng không đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay máy phát điện. Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không nhất thiết phải lấy từ nguồn. Vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các máy sinh ra Q (tụ điện, máy bù đồng bộ,... ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng. Khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất cos của mạng được nâng cao, giữa P, Q và góc  có quan hệ sau: =arctg P Q Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống, do đó góc  giảm, kết quả là cos tăng lên. Hệ số công suất cos được nâng cao lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau: * Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. * Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện. * Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp. * Tăng khả năng phát của máy phát điện. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos * Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên: là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hoá các quá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý hơn,... Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên rất có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không phải đặt thêm thiết bị bù. GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 61 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ * Nâng cao hệ số công suất cos bằng biện pháp bù công suất phản kháng. Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu của chúng. 5.2.Chọn thiết bị bù: Để bù công suất phản kháng cho các hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích thích,... ở đây ta lựa chọn các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ điện có ưu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng, không có phần quay như máy bù đồng độ nên lắp ráp, vận hành và bảo quản dễ dàng. Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của các phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ vốn đầu tư ngay một lúc. Tuy nhiên, tụ điện cũng có một số nhược điểm nhất định. Trong thực tế với các nhà máy xí nghiệp có công suất không thật lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suất. Vị trí các thiết bị bù ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả bù. Các bộ tụ điện bù có thể đặt ở TPPTT, thanh cái cao áp, hạ áp của TBAPP, tại các tủ phân phối, tủ động lực hoặc tại đầu cực cácphụ tải lớn. Để xác định chính xác vị trí và dung lượng đặt các thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng phương án đặt bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể. Song theo kinh nghiệm thực tế, trong trường hợp công suất và dung lượng bù công suất phản kháng của các nhà máy, thiết bị không thật lớn có thể phân bố dung lượng bù cần thiết đặt tại thanh cái hạ áp của các TBAPX để giảm nhẹ vốn đâù tư và thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành. 5.3. Xác định dung lượng bù: 5.3.1. Xác định dung lượng bù: Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy được xác định theo công thức sau: Qbù = Pttnm . (tg1 - tg2) .  Trong đó: Pttnm - phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy (kW). 1 - góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù, cos1 = 0,7 2 - góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù, cos2 = 0,95  - hệ số xét tới khả năng nâng cấp cos bằng những biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù, =0,9 ÷ 1. Với nhà máy đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần thiết: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 62 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Qbù = Pttmn . (tg1 - tg2) .  Qbù = 4947,506 (1,02- 0,33).1= 3413,779 kVAr 5.3.2. Phân bố dung lượng bù cho các TBAPX. Từ trạm phân phối trung tâm và các máy biến áp phân xưởng là mạng hình tia gồm 6 nhánh có sơ đồ nguyên lý thay thế tính toán như sau: Hình 5.2: Sơ đồ thay thế mạng cao áp để phân bố dung lượng bù TPPTT RC1 Rc2 RC3 Rc4 RB1 RB2 RB3 RB4 Q1 Qb1 Q2 Qb2 Q3 Qb3 Q4 Qb4 Qb5 RC5 RB5 RC6 RB6 Q5 Q6 Qb6 Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho các nhánh của mạng hình tia: (Q  Q bù ) .R td Qbi = Qi Ri Trong đó: Qbi - công suất phản kháng cần bù tại đặt tại phụ tải thứ i [kVAr] Qi - công suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải thứ i [kVAr] 6 Q= Q 1 - phụ tải tính toán phản kháng tổng của nhà máy. i 1 Q = 6143,984 kVAr Qbù – Tổng dung lượng bù của mạng Ri - điện trở của nhánh thứ i []. 1  1 1 1  Rtđ =    ...   Rn   R1 R 2 Rtđ - Điện trở tương đương của mạng. []. Thay số vào ta có: Trạm biến áp RB () RC() B1 14,333 0,074 B2 10,702 0,074 GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 Ri=RB+RC () 14,407 10,776 63 ĐHBKHN B3 B4 B5 B6 Đồ án môn học CCĐ 14,333 14,333 19,409 38,220 0,294 0,093 0,169 0,316  1 1 1 1 1 1  Rtđ =         R1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6  14,627 14,426 19,578 38,536 1 1 1 1 1 1 1   1 Rtđ =         14,407 10,776 14,627 14,426 19,578 38,536  Rtđ = 2,653  Xác định dung lượng bù tối ưu cho từng nhánh 2,653  756,742 kVAr Qb1 =(63 +1396,5) - (6143,984 - 3413,779). 14,407 Qb2 =1596 - (6143,984 - 3413,779). 2,653  723,837 kVAr 10,776 Qb3 = (1200+97,986) - (6143,984 - 3413,779). Qb4 = (1000+315 ) - (6143,984 - 3413,779). Qb5 = 1064 - (6143,984 - 3413,779). 2,653 602,79 kVAr 14,627 2,653  612,904 kVAr 14,426 2,653 494,032kVAr 19,578 Qb6=(373,33+122,4)-(6143,984 - 3413,779). 2,653 207,77 kVAr 38,536 Qb = (756,742+723,837+602,79+612,904+494,032+207,77) Qb =3413,775 kVAr Kết quả phân bố dung lượng bù cho từng nhánh được ghi trong bảng5.4. Bảng 5.4 - kết quả phân bố dung lượng bù trong nhà máy Tuyến cáp TPPTT - B1 TPPTT - B2 TPPTT - B3 TPPTT - B4 TPPTT - B5 R () 14,407 10,776 14,627 14,426 19,578 GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 Qtt (kVAr) 1459,5 1596 1297,986 1315 1064 Qb (kVAr) 756,742 723,837 602,79 612,904 494,032 Loại tụ KC2-0,38-50-3Y3 KC2-0,38-50-3Y3 KC2-0,38-50-3Y3 KC2-0,38-50-3Y3 KC2-0,38-50-3Y3 Qtụ (kVAr) 50 50 50 50 50 Số lượng 16 15 12 13 10 64 ĐHBKHN TPPTT - B6 38,536 Đồ án môn học CCĐ 495,730 207,77 KC2-0,38-50-3Y3 50 5 Hệ số Cosφ của nhà máy sau khi đặt bù Tổng công suất của các tụ bù: Qtụbù =3550 kVAr Tổng công suất phản kháng truyền trong lưới cao áp nhà máy Q = Qnm - Qtụbù = 6143,984 – 3550 =2593,984 kVAr Q 2593,984 tg   0,524 Pnm 4947,506 Suy ra Cosφ = 0,9 Như vậy sau khi lắp đặt tụ bù cho lưới điện thì hệ số công suất của nhà máy đạt yêu cầu. Hình 5.3 - Sơ đồ lắp ráp tụ bù cos cho trạm 2 máy biến áp Tủ áptômát tổng Tủ phân Tủ bù Tủ phối cho cos áptômát các PX phân đoạn GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 Tủ bù Tủ phân Tủ cos phối cho áptômát các PX tổng 65 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 6.1. Đặt vấn đề Trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động, an toàn trong sản xuất và sức khoẻ của người lao động. Nếu ánh sáng không đủ, người lao động sẽ phải làm việc ở trạng thái căng thẳng, hại mắt và ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ, kết quả hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật và năng suất lao động thấp, thậm chí còn gây tai nạn trong khi làm việc. Cũng vì vậy hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: * Không bị loá mắt. * Không bị loá do phản xạ. * Không tạo ra những khoảng tối bởi những vật bị che khuất. * Phải có độ rọi đồng đều. * Phải tạo được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt. 6.2. Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu Hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng của phân xưởng Sửa chữa cơ khí sẽ dùng cái bóng đèn sợi đốt sản suất tại Việt Nam. Phân xưởng Sửa chữa cơ khí được bố trí trong 1 dãy nhà: - Chiều dài (a) : 25 m -Chiều rộng (b) : 10 m -Tổng diện tích: 250 m2. GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 66 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ -Nguồn điện sử dụng: U = 220V lấy từ tủ chiếu sáng của TBA của phân xưởng B3. -Độ rọi yêu cầu: E = 30 Lx -Hệ số dự trữ: k = 1,3 -Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: H = h - hc - hIv = 4,5 - 0,7 - 0,8 = 3 m Trong đó: h-chiều cao của phân xưởng (tính từ nền đến trần của phân xưởng), h = 4,5 m hc - khoảng cách từ trần đến đèn, hc = 0,7 m hlv - chiều cao từ nền phân xưởng đến mặt công tác, hlv = 0,8 m. Hệ số phản xạ của trần: ρtrần = 50%. Hệ số phản xạ của tường: ρtường = 30%. * Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng SCCK ở đây ta áp dụng phương pháp hệ số sử dụng : Công thức tính toán: E.S.Z.k F= n.k sd Trong đó: F - quang thông của mỗi đèn, (lumen), E - độ rọi yêu cầu, (lx) S - diện tích cần chiếu sáng, (m2) k - hệ số dự trữ. n - số bóng đèn có trong hệ thống chiếu sáng chung, ksd - hệ số sử dụng, Z - hệ số phụ thuộc vào loại đèn và tỉ số L/H, thường lấy Z = 0,8÷1,4 Tra bảng 10-7 (trang 191, TL1) tìm được L/H = 1,8 L = 1,8 . H = 1,8 . 3 = 5,4 m, chọn L = 5 m. Hình 6.1 - Sơ đồ tính toán chiếu sáng hc = 0,7m H GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 67 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ hlv Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng ta sẽ bố trí đèn như sau: Bố trí bố trí 2 dãy đèn, mỗi dãy gồm 5 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5 m, khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất là 2,5m. Tổng số bóng đèn cần dùng n = 10 bóng. Chỉ số của phòng: a.b  H.(a.b) Với quan hệ hệ số phản xạ của trần là 50% và hệ số phản xạ của tường là 30% ta tra PL 6.13 (TL1) ta có: ksd = 0,48. Lấy hệ số tính toán Z = 1,3. Quang thông của mỗi đèn: E.S.Z.k 30.250.1,3.1,3  2640,625 F= n.k sd 10.0,48 Chọn đèn sợi đốt công suất Pđ = 200 W, có quang thông F = 2528 lm. Tổng cộng công suất chiếu sáng toàn phân xưởng: Pcs= n.Pđ = 10.200 = 2 kW 6.3. Thiết kế mạng điện của hệ thống chiếu sáng chung Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng ta đặt một tủ chiếu sáng trong phân xưởng gồm 1 áptômát tổng loại ba pha bốn cực và 2 áptômát nhánh một pha hai cực cấp cho 2 dãy đèn mỗi dãy có 5 bóng. Chọn MCB tổng: Chọn MCB theo điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm.A > Uđm.m = 0,38 kV Dòng điện định mức: Pcs 2  3,04 A Iđm.A > Itt = 3.cos .U dm.m 3.1.0,38 Chọn MCB tổng loại C60H do hãng Schneider chế tạo có các thông số sau: Iđm.A = 25 A; Icắt N = 15 kA; Uđm.A = 415 V; 4cực Chọn cáp tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng: Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: Điều kiện chọn cáp: khc . Icp > Itt Trong đó: GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 68 ĐHBKHN Đồ án môn học CCĐ Itt - dòng điện tính toán của nhóm phụ tải. Icp - dòng điện phát nóng cho phép, tương ứng với từng loại dây, từng tiết diện. khc - hệ số hiệu chỉnh, ở đây lấy khc = 1. Kiểm tra theo điều kiện phối hợp và thiết bị bảo vệ của cáp, khi bảo vệ bằng áptômát: I kddt 1,25.IdmA 1,25.25   20,83 Icp > A 1,5 1,5 1,5 Chọn cáp 4G 1,5mm2 cách điện PVC của hãng LENS có Icp = 31A. * Chọn MCB nhánh: Chọn MCB cho dãy gồm 5 bóng: Điện áp định mức: Uđm.A > Uđm.m = 0,38 kV Ptt 5.Pd 5.0,2   4,55 A Dòng điện định mức: Iđm.A > Itt = U dm.m U dm.m 0,22 Chọn MCB loại C60a do hãng Schneider chế tạo có các thông số sau: Iđm.A = 6 A; Icắt N = 4,5 kA; Uđm.A = 415 V; 2cực Chọn cáp tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng: Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: khc . Icp > Itt Kiểm tra theo điều kiện phối hợp và thiết bị baỏ vệ của cáp, khi bảo vệ bằng áptômát: I kddt 1,25.IdmA 1,25.6   5 A Icp > 1,5 1,5 1,5 Chọn loại cáp đồng 3 lõi tiết diện 2 x 1,5 mm 2 có Icp = 26 A cách điện PVC của hãng LENS chế tạo. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. 2. 3. 4. Thiết kế hệ thống cung cấp điện (Ngô hồng Quang). Hệ thống cung cấp điện (Phan đăng Khải). Cơ khí đường dây (Ngô hồng Quang). Quy hoạch và thiết kế mạng điện địa phương (Đặng ngọc Ninh, Ngô hồng Quang, Bùi ngọc Thư, Nguyễn Hiền). GVHD: Ngô hồng Quang SV : Phùng văn Quân Lớp : T2 K47 MSSV: TC07-4179 69