›
›

Đồ án Cung cấp điện Xí nghiệp Hồng Tuấn - Đinh Chính Bình

pdf 119 trang huongle 2000
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Cung cấp điện Xí nghiệp Hồng Tuấn - Đinh Chính Bình", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_cung_cap_dien_xi_nghiep_hong_tuan_dinh_chinh_binh.pdf

Nội dung text: Đồ án Cung cấp điện Xí nghiệp Hồng Tuấn - Đinh Chính Bình

  1. LỜI MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước hiện nay thì ngành Công nghiệp Điện năng đã thực sự trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn, và vai trò của nó đối với các ngành công nghiệp khác ngày càng được khẳng định. Có thể nói, phát triển công nghiệp, đẩy mạnh công cuộc đổi mới đất nước đã gắn liền với sự phát triển của ngành công nghiệp Điện năng. . Đ dân lập Hải Phòng nghiệp: Cung c đ Xí nghiệp Hồng Tuấn. Ngoài phần mở đầu và phần kết luận đồ án của em gồm 4 chương : Chƣơng 1: Giới thiệu chung về nhà máy Chƣơng 2: Xác định phụ tải tính toán các phân xƣởng và toàn nhà máy Chƣơng 3: Thiết kế mạng cao áp cho nhà máy và mạng điện hạ áp cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí Chƣơng 4: Tính toán bù công suất phản kháng và thiết kế hệ thống chiếu sáng Trong quá trình làm đồ án do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được những đóng góp quý báu và sự chỉ bảo của các thầy cô giáo bổ sung cho đồ án của em được hoàn thiện hơn. 1
  2. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy ThS.Nguyễn Đoàn Phong đã hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện và hoàn thành đồ án này. Hải Phòng, tháng 7 năm 2014 Sinh viên thực hiện Đinh Chính Bình 2
  3. CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1. LOẠI NGÀNH NGHỀ, QUY MÔ NHÀ MÁY Xí nghiệp Hồng Tuấn xí nghiệp chuyên , và xuất khẩu 20.000 m 2 phía Nam Cầu Kiền huyện Thuỷ Nguyên TP Hải Phòng xí nghiệp 3 ca. . . . , việc cấp điện ổn định liên tục được đặt lên hàng đầu . y loại 110kV E2.11 - Thủy Nguyên 2 cách Xí nghiệp khoảng 15km. 0,4 kV : ứng với qui trình và tổ chức sản xuất, thời gian sử dụng công suất cực đại của nhà máy Tmax=5000 giờ. 3
  4. Trong chiến lược sản xuất và phát triển, nhà máy sẽ thườ . - - . Từ hệ thống điện đến 6 9 2 8 5 4 7 1 3 Hình 1.1- Sơ đồ mặt bằng nhà máy 4
  5. 1.1- Số trên Công suất đặt Tên phân xƣởng mặt bằng kW 1 1200 2 800 3 Theo tính toán 4 600 5 400 6 450 7 230 8 80 9 130 10 Theo tính toán 5
  6. MÆt b»ng ph©n x•ëng SCCK - B¶n vÏ sè 2 TØ lÖ 1:10 46 44 27 43 43 45 39 36 38 40 21 Hình Hình 1.2 60 30 47 35 32 Phßng kiÓm 50 60 Phßng Bé phËn nhiÖt luyÖn tra kü thuËt Bé phËn mµi thö nghiÖm 63 41 61 56 59 51 31 33 30 49 48 31 38 - 34 42 Sơ đ Khu l¾p r¸p 58 57 ồ m ặ 55 64 67 15 7 t b t 54 28 11 25 ằ 66 Kho ng ng phân xư Bé phËn rÌn Kho phô tïng vµ Bé phËn söa ch÷a ®iÖn thµnh Bé phËn khu«n vËt liÖu 64 phÈm 6 64 68 30 62 53 70 24 63 30 23 ở ng s ử 29 a ch 10 12 12 8 13 13 13 13 17 20 ữ a cơ khí Bé phËn m¸y c«ng cô 9 3 9 7 4 4 14 16 6 5 5 18 19 2 2 2 1 28
  7. Bảng 1.2-Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa cơ khí TT Tên thiết bị Số Nhãn hiệu PĐM (kW) lƣợng 1 Máy Toàn bộ 1 2 3 4 5 6 Bộ phận máy 1 Máy tiện ren 1 1616 4,5 4,5 2 Máy tiện tự động 3 TD-IM 5,1 15,3 3 Máy tiện tự động 2 2A-62 14,0 28,0 4 Máy tiện tự động 2 1615M 5,6 11,2 5 Máy tiện tự động 1 1615M 2,2 2,2 6 Máy tiên Revon ve 1 IA-I8 1,7 1,7 7 Máy phay vạn năng 2 678M 3,4 6,8 8 Máy phay ngang 1 678M 1,8 1,8 9 Máy phay đứng 2 6H82 14,0 28,0 10 Máy phay đứng 1 6H-12R 7,0 7,0 11 Máy mài 1 - 2,2 2,2 12 Máy bàp ngang 2 7A35 9,0 18,0 13 Máy xọc 3 S3A 8,4 25,2 14 Máy xọc 1 7417 2,8 2,8 15 Máy khoan vạn năng 1 A135 4,5 4,5 16 Máy doa ngang 1 2613 4,5 4,5 17 Máy khoan hướng tâm 1 4522 1,7 1,7 18 Máy mài phẳng 2 CK-371 9,0 18,0 19 Máy mài tròn 1 3153M 5,6 5,6 20 Máy mài trong 1 3A24 2,8 2,8 21 Máy mài dao cắt gọt 1 3628 2,8 2,80 22 Máy mài sắc vạn năng 1 3A-64 0,65 0,65 23 Máy khoan bàn 2 HC-12A 0,65 1,30 24 Máy ép kiểu truc khuỷu 1 K113 1,70 1,70 7
  8. 25 Tấm cữ (đánh dấu) 1 - - - 26 Tấm kiểm tra 1 - - - 27 Máy mài phá 1 3M364 3,00 3,00 28 Cưa tay 1 - 1,35 1,35 29 Cưa máy 1 872 1,70 1,70 30 Bàn thợ nguội 7 - - - Bộ phận nhiệt luyện 31 Lò điện kiểu buồng 1 H-30 30 30 32 Lò điện kiểu đứng 1 S-25 25 25 33 Lò điện kiểu bể 1 B-20 30 30 34 Bể điện phân 1 PB21 10 10 35 Thiết bị phun cát 1 331 - - 36 Thùng xói rửa 1 - - - 37 Thùng tôi 1 - - - 38 Máy nén 2 - - - 39 Tấm kiểm tra 1 - - - 40 Tủ điều khiển lò điện 1 - - - 41 Bể tôi 1 - - - 42 Bể chứa 1 - - - Bộ phận sữa chữa 43 Máy tiện ren 2 IK620 10,0 20,0 44 Máy tiện ren 1 1A-62 7,0 7,0 45 Máy tiện ren 1 1616 4,5 4,5 46 Máy phay ngang 1 6P80G 2,8 2,8 47 Máy phay vạn năng 1 678 2,8 2,8 48 Máy phay răng 1 5D32 2,8 2,8 49 Máy xọc 1 7417 2,8 2,8 50 Máy bào ngang 2 - 7,6 15,2 51 Máy mài tròn 1 - 7,0 7,0 52 Máy khoan đứng 1 - 1,8 1,8 8
  9. 53 Búa khí nén 1 PB-412 10,0 10 54 Quạt 1 - 3,2 3,2 55 Lò tăng điện 1 - - - 56 Thùng tôi 1 - - - 57 Biến áp hàn 1 CTE24 12,5 12,5 58 Máy mài phá 1 3T-634 3,2 3,2 59 Khoan điện 1 P-54 0,6 0,6 60 Máy cắt 1 872 1,7 1,7 61 Tấm cữ (đánh dấu) 1 - - - 62 Thùng xói rửa 1 - - - 63 Bàn thợ nguội 3 - - - 64 Giá kho 5 - - - Bộ phận sữa chữa điện 65 Bàn nguội 3 - 0,50 1,50 66 Máy cuốn dây 1 - 0,50 0,50 67 Bàn thí nghiệm 1 - 15,00 15,00 68 Bể tấm có đốt nóng 1 - 4,00 4,00 69 Tủ sấy 1 - 0,85 0,85 70 Khoan bàn 1 HC-12A 0,65 0,65 Dự kiến trong tương lai nhà máy sẽ được mở rộng và được thay thế, lắp đặt thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ thuật và về mặt kinh tế, phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất cũng như không để qúa dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm nhà máy vẫn chưa khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí. 9
  10. 1.2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA NGHÀ MÁY Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản suất của nhà máy thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, năng suất của nhà máy. Dẫn đến thiệt hại về kinh tế. Do đó ta xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ điện loại 2 1.3. GIỚI THIỆU PHỤ TẢI CỦA TOÀN NHÀ MÁY 1.3.1.Các đặc điểm của phụ tải điện - Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân làm 2 loại tải: + Phụ tải động lực + Phụ tải chiếu sáng - Phụ tải động lực và chiếu sáng thường làm việc ở tần số dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/220 ở tần số công nghiệp f =50Hz 1.3.2.Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy Vì xí nghiệp có quy mô tương đối lớn, năng suất, chất lượng sản phẩm của xí nghiệp có ảnh hưởng tới sự phát triển của các nhà máy sản xuất cơ khí khác có liên quan, vậy nhóm phụ tải trong nhà máy được đánh giá là hộ phụ tải loại 2, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục. 10
  11. CHƢƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƢỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ . (PTTT), : . . . 11
  12. - k nc P = k .P (2-1) tt nc đ : k nc - . Pđ - đ =Pđm (kW). - P = k .P (2-2) tt hd tb : k hd - . P tb - (kW). t P(t)dt 0 A Ptb tt - P P (2-3) tt tb : P tb - (kW) - - - Ptt k max .k sd .P dm (2-4) 12
  13. : P đm - (kW). k max - : k max f(n hq ,k sd ) k sd - . n hq - . - a0 .M Ptt (2-5) Tmax : a 0 - (kWh/đvsp). - . T max - (h) . - P ttp o .F (2-6) : 2 po- (W/m ). - (m 2 ). - : . . 13
  14. , . . - V . 2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng sửa chữa số 3 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy. Phân xưởng có diện tích bố trí thiết bị là 75x44(m 2 ). Trong phân xưởng có 70 thiết bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất lớn nhất là 30kW (lò điệ . 2.2.1. P kmax ( nhq) y : n P ttk max .k sd . Pđmi (2-7) i1 : P đmi - . - . 14
  15. k sd - . sd : n ksdi .P dmi i1 ksd n Pdmi i1 k max - : k maxf (n hq ,k sd ) n hq - . hq , nhq : n 2 (P)dmi i1 nhq n ) (2-8) 2 (Pdmi ) i1 : P ddi - . - . hq hq 10%. Pdmmax m= 3 sd 0,4 hq n. Pdmmin 1 : 15
  16. n hq n n1 : P dd max - . P ddmin - . m >3 sd 0,2 n hq : n 2. Pddi 1 n hq n Pdd max hq : n P : n 1 P 1 * n * P : n – . n 1 - . 1 : 1 . * * : n hq f(n ,P ) hq ; n hqn hq .n 16
  17. hq sau: 3 hq 4 : n P ttP ddi 1 hq 4 : n P ttk pti .P ddi 1 sd 0,5 : n P tt1,05.k sd . P ddi 1 : n P ttP tb k sd . P ddi 1 hq pha v : - : P qđ3.P pha max 17
  18. - : P qđ3.P pha max tb max a) : : . . (8 12) t . 2.1 18
  19. 2.1- . P đm (kW) TT I (A) đm 1 2 3 4 5 6 7 1 1 1 4,5 4,5 11,4 2 3 2 5,1 15,3 3x12,91 3 2 3 14,0 28,0 2x35,45 4 2 4 5,6 11,2 2x14,18 5 1 5 2,2 2,2 5,57 6 3 13 8,4 25,2 3x21,27 7 1 14 2,8 2,8 7,09 8 2 12 9,0 18,0 2x22,79 15 107,2 271,46 1 1 6 1,70 1,70 4,30 2 1 7 3,40 3,40 8,61 3 1 8 1,80 1,80 4,56 4 2 9 14,00 28,00 2x35,45 5 1 10 7,00 7,00 17,73 6 1 16 4,50 4,50 11,40 7 1 17 1,70 1,70 4,30 8 2 18 18,00 36,00 2x45,58 9 1 19 5,60 5,60 14,18 10 1 20 2,80 2,80 7,09 11 Cưa tay 1 28 1,35 1,35 3,42 12 1 29 1,70 1,70 4,30 14 95,55 241,96 1 1 21 2,80 2,80 7,09 2 1 22 0,65 0,65 1,65 3 2 23 0,65 1,30 2x1,65 19
  20. 4 1 24 1,70 1,70 4,30 5 1 27 3,00 3,00 7,60 6 Cưa tay 1 28 1,35 1,35 3,42 7 1 7 3,40 3,40 8,61 8 1 11 2,20 2,20 5,57 9 1 15 4,50 4,50 11,40 10 20,90 52,93 1 1 31 30 30 75,97 2 1 32 25 25 63,31 3 1 33 30 30 75,97 4 1 34 10 10 25,32 4 95 240,57 1 2 43 10,0 20,0 2x25,32 2 1 44 7,0 7,0 17,73 3 1 45 4,5 4,5 11,40 4 1 46 2,8 2,8 7,09 5 1 47 2,8 2,8 7,09 6 1 48 2,8 2,8 7,09 7 1 49 2,8 2,8 7,09 8 2 50 7,6 15,2 2x19,25 9 1 51 7,0 7,0 17,73 10 1 52 1,8 1,8 4,56 11 1 53 10,0 10,0 25,32 12 1 54 3,2 3,2 8,10 13 1 57 12,5 12,5 31,65 14 1 58 3,2 3,2 8,10 15 1 59 0,6 0,6 1,52 16 1 60 1,7 1,7 4,30 18 97,9 247,91 1 3 65 0,50 1,50 3x1,27 2 1 66 0,50 0,50 1,27 20
  21. 3 1 67 15,00 15,00 37,98 4 1 68 4,00 4,00 10,13 5 1 69 0,85 0,85 2,15 6 1 70 0,65 0,65 1,65 8 22,5 56,98 : 1) Tính toán cho nhóm I đm : đm . - M 380V. 2.2- P đm (kW) TT I (A) TRÊN đm 1 2 3 4 5 6 7 1 1 1 1 4,5 4,5 11,4 2 3 2 5,1 15,3 3x12,91 3 2 3 14,0 28,0 2x35,45 4 2 4 5,6 11,2 2x14,18 5 1 5 2,2 2,2 5,57 6 3 13 8,4 25,2 3x21,27 7 1 14 2,8 2,8 7,09 8 2 12 9,0 18,0 2x22,79 15 107,2 271,46 21
  22. , : k sd 0,15&cos 0,6 - -trang 253) : = 15 1 2 n 1 =7 n7 n1 0,47 n 15 P 14.2 9.2 8,4.3 P1 0,66 P 107,2 hq*=0,81 : n hqn hq .n 0,81.15 12,15 hq 12 ) sd0,15&n hq 12 max 1,96 : : 22
  23. Ikđmax - . 2) Tính toán cho nhóm II 2.3- P đm (kW) TT I (A) đm 1 2 3 4 5 6 7 1 1 6 1,70 1,70 4,30 2 1 7 3,40 3,40 8,61 3 1 8 1,80 1,80 4,56 4 2 9 14,00 28,00 2x35,45 5 1 10 7,00 7,00 17,73 6 1 16 4,50 4,50 11,40 7 1 17 1,70 1,70 4,30 8 2 18 9,00 18,00 2x45,58 9 1 19 5,60 5,60 14,18 10 1 20 2,80 2,80 7,09 11 Cưa tay 1 28 1,35 1,35 3,42 12 1 29 1,70 1,70 4,30 14 77,55 241,96 k sd 0,15&cos 0,6 1.1-TL1). : = 14 1 2 1 =5; n5 n1 0,36 n 14 P 9.2 14.2 7 P1 0,683 P 77,55 23
  24. 1.5(TL1) n hq 0,65 : n hqn hq .n 0,65.14 9 hq 9) ksd 0,15& n hq 9 k max 2,2 : Ptt k max .k sd .P 2,2.0,15.77,55 25,59(kW) Qtt P tt .tg 25,59.1,33 34,04(kVar) P 25,59 Stt 43(kVA) tt cos 0,6 Stt 43 Itt 65,33(A) U 3 0,38. 3 Idn I kđ max I ttnhóm k sd .I ddkd Idn 5.35,45 65,33 0,15.35,45 237,26(A) 3) Tính toán nhóm III 2.4- TT P (kW) I (A) đm đm 1 2 3 4 5 6 7 1 1 21 2,80 2,80 7,09 2 1 22 0,65 0,65 1,65 3 2 23 0,65 1,30 2x1,65 4 1 24 1,70 1,70 4,30 5 1 27 3,00 3,00 7,60 6 Cưa tay 1 28 1,35 1,35 3,42 7 1 7 3,40 3,40 8,61 8 1 11 2,20 2,20 5,57 9 1 15 4,50 4,50 11,40 10 20,9 52,93 24
  25. k sd 0,15&cos 0,6 1.1-TL1). : = 10; 1 ủa thiết bị có công suất 2 lớn nhấ 1 =4; n4 n1 0,4 n 10 P 2,8 3,0 3,4 4,5 P1 0,66 P 20,9 hq 0,74 : n hqn hq* .n 0,74.10 7,4 hq 8) ksd 0,15& n hq 8 k max 2,31 II: Ptt k max .k sd .P 0,15.2,31.20,9 7,24(kW) Qtt P tt .tg 7,24.1,33 9,63(kVar) P 7,24 Stt 12,1(kVA) tt cos 0,6 Stt 12,1 Itt 18,33(A) U. 3 0,38. 3 Idn I kđ max (I ttnhóm K sd .I ddkd ) Idn 5.11,4 (18,33 0,15.11,4) 73,62(A) 4) Tính toán cho nhóm IV 25
  26. 2.5- P đm (kW) TT I (A) đm 1 2 3 4 5 6 7 1 1 31 30 30 75,97 2 1 32 25 25 63,31 3 1 33 30 30 75,97 4 1 34 10 10 25,32 4 95 240,57 Tra : k sd 0,75&cos 0,95 : (30 25 30 10)2 n 3,57 hq 302 25 2 30 2 10 2 >3 & n hq : n Ptt k pti .Pđmi 0,9.95 85,5(kW) 1 Qtt P tt .tg 85,5.0,33 28,2(kVar) P Stt 90(kVA) tt cos S 90 Itt 136,74(A) tt U. 3 0,38. 3 Idn I kđ max (I ttnhóm k sd .I ddkđ ) Idn 5.47,98 (136,74 0,75.47,98) 340,66(A) 5) Tính toán nhóm V 26
  27. 2.6- P (kW) TT đm I (A) đm 1 2 3 4 5 6 7 1 2 43 10,0 20,0 2x25,32 2 1 44 7,0 7,0 17,73 3 1 45 4,5 4,5 11,40 4 1 46 2,8 2,8 7,09 5 1 47 2,8 2,8 7,09 6 1 48 2,8 2,8 7,09 7 1 49 2,8 2,8 7,09 8 2 50 7,6 15,2 2x19,25 9 1 51 7,0 7,0 17,73 10 1 52 1,8 1,8 4,56 11 1 53 10,0 10,0 25,32 12 1 54 3,2 3,2 8,10 13 1 57 12,5 12,5 31,7 14 1 58 3,2 3,2 8,10 15 1 59 0,6 0,6 1,52 16 1 60 1,7 1,7 4,30 18 97,9 247,91 ). Pqđ 3. đm .P đm 3. 0,25.24.0,35 12,5(kW) : cos 0,35 : k sd 0,15&cos 0,6 1.1-TL1). : 27
  28. =18 1 ủa thiết bị có công suất lớn nhấ 2 1 =8; n8 n1 0,44 n 18 P 71,7 P1 0,732 P 97,9 hq 0,71 : n hqn hq .n 0,71.18 12,7 hq 12 ) k 0,15& n 12 k 1,96 sd hq max V: Ptt k max .k sd .P 0,15.1,96.97,7 28,72(kW) Qtt P tt .tg 28,72.1,33 38,20(kVAr) P 28,72 Stt 47,87(kVA) tt cos 0,6 Stt 47,87 Itt 72,73(A) U 3 0,38 3 Idn I kđ max (I tt k sd .I ddmax ) Idn 5.31,7 (72,73 0,15.31,7) 226,475(A) 6) Tính toán cho nhóm VI 2.7- P đm (kW) TT I (A) đm 1 2 3 4 5 6 7 1 3 65 0,50 1,50 3x1,27 28
  29. 2 1 66 0,50 0,50 1,27 3 1 67 15,00 15,00 37,98 4 1 68 4,00 4,00 10,13 5 1 69 0,85 0,85 2,15 6 1 70 0,65 0,65 1,65 8 22,5 56,97 : k sd 0,15&cos 0,6 1.1-TL1). : =6 1 ủa thiết bị có công suất lớn nhấ 2 1 =1 n1 n1 0,125 n8 P 15 P1 0,67 P 22,5 Tra hq 0,28 : n hqn hq .n 0,28.6 1,68 hq 2 ) Do n hq : n Ptt k pti .Pđmi 0,9.21,5 19,35(kW) 1 Qtt P tt .tg 19,35.1,33 25,73(kVar) P Stt 32,25(kVA) tt cos S 32,25 Itt 49(A) tt U 3 0,38 3 29
  30. (SCCK) : Pcs p 0 .F (2-9) : 2 p 0 - (W/m ) - (m 2 ) 2 0 14 (W / m ). : Pcs p 0 .F 14.3300 46200(W) 46,2(kW) Q0cs d) : n Ppx kđt P tti 1 Ppx 0,85.(31,52 25,59 7,24 85,5 28,72 19.35) Ppx 168,232(kW) : k đt - đt =0,85 : n Qttpx kđt Q tti 1 Qttpx 0,85.(41,92 34,04 9,63 28,2 38,2 25,73) Qttpx 151(kVAr) : 30
  31. 2 2 2 2 Sttpx (P px Q cs ) Q px (168,232 46,2) 151 262,3(kVA) S 262,2 Ittpx 398,47(A) ttpx U. 3 0,38. 3 Pttpx 214,432 cospx 0,82 Sttpx 262,2 2.3. XÁC ĐỊNH PTTT CHO CÁC PHÂN XƢỞNG KHÁC VÀ TOÀN NHÀ MÁY . : n Ptt k nc . Pđi i1 Qtt P tt .tg P SPQ22 tt tt tt tt cos n đP đm P tt k nc . P đmi i1 : Pđi ,Pđmi . Ptt ,Qtt ,Stt & . 31
  32. n . k nc . : n P.cosii i1 cos tb n (2-10) Pi i1 : : 1200 (kW) : 1026 (m 2 ) .PLI.3 k nc = 0,4 & cos =0,5 2 .PLI.2 0 14(W / m ) cs 1. : Pđl k nc .P đ 0,4.1200 480(kW) : Pcs p 0 .S 14.1026 14,36(kW) : Ptt Pđl P cs 480 14,36 494,36(kW) : Qtt Qđl P đl .tg 480.1,73 831(kVAr) : 2 2 2 2 Sttpx P tt Q tt 494,36 831 956(kVA) 32
  33. : : 800 (kW) : 980 (m 2 ) .PLI.3 k nc = 0,4 & cos =0,55 2 .PLI.2 0 15(W / m ), cs 1. : Pđl k nc .P đ 0,4.800 320(kW) : Pcs p 0 .S 15.980 14,7(kW) : Ptt Pđl P cs 320 14,7 334,7(kW) : Qtt Qđl P đl .tg 320.1,52 486,4(kVAr) : 2 2 2 2 Sttpx P tt Q tt 334,7 486,4 597(kVA) : : 600 (kW) : 465,6 (m ) .PLI.3 k = 0,55 & cos =0,65 2 .PLI.2 0 15(W/ m ) cs 1. : Pđl k nc .P đ 0,6.600 360(kW) : Pcs p 0 .S 15.465,6 6,98(kW) : 33
  34. Ptt Pđl P cs 360 6,98 366,98(kW) : Qtt Qđl P đl .tg 360.1,17 421,2(kVAr) : 2 2 2 2 Sttpx P tt Q tt 366,98 421,2 551(kVA) : : 400 (kW) : 500 (m 2 ) .PLI.3 k nc = 0,7 & cos =0,65 2 .PLI.2 0 15(W/ m ) cs 1. : Pđl k nc .P đ 0,7.400 280(kW) : Pcs p 0 .S 15.500 7,5(kW) : Ptt Pđl P cs 280 7,5 288(kW) : Qtt Qđl P đl .tg 280.1,2 336(kVAr) : : 450 (kW) : 336 (m ) .PLI.3 k = 0,7 & cos =0,7 2 .PLI.2 0 15(W/ m ) cs 1. : 34
  35. Pđl k nc .P đ 0,7.450 315(kW) : Pcs p 0 .S 15.336 5,04(kW) : Ptt Pđl P cs 315 5,04 320,04(kW) : Qtt Qđl P đl .tg 315.1,02 321,3(kVAr) : 2 2 2 2 Sttpx P tt Q tt 320,04 321,3 454,4(kVA) : : 230 (kW) : 672 (m 2 ) .PLI.3 k nc = 0,8 & cos =0,65 2 .PLI.2 0 15 (W / m ) cs 1. : Pđl k nc .P đ 0,8.230 184(kW) : Pcs p 0 .S 15.672 10,08(kW) : Ptt Pđl P cs 184 10,08 194,08(kW) : Qtt Qđl P đl .tg 184.1,2 220,8(kVAr) : 2 2 2 2 Sttpx P tt Q tt 194,08 220,8 291,5(kVA) : 35
  36. : 80 (kW) : 1000 (m 2 ) .PLI.3 k nc = 0,8 & cos =0,7 2 .PLI.2 0 20(W/ m ) cs 1. : Pđl k nc .P đ 0,8.80 64(kW) : Pcs p 0 .S 20.1000 20(kW) : Ptt Pđl P cs 64 20 84(kW) : Qtt Qđl P đl .tg 64.1,02 65,3(kVAr) : 2 2 2 2 Sttpx P tt Q tt 84 65,3 106,4(kVA) : : 130 (kW) : 256 (m ) .PLI.3 k = 0,7 & cos =0,6 2 .PLI.2 0 15(W/ m ) cs 1. : Pđl k nc .P đ 0,7.130 91(kW) : Pcs p 0 .S 15.256 3,84(kW) : 36
  37. Ptt Pđl P cs 91 3,84 94,84(kW) : Qtt Qđl P đl .tg 91.1,33 121,33(kVAr) : 2 2 2 2 Sttpx P tt Q tt 94,84 121,33 153(kVA) n Pttnm k dt . P ttpxi 2072,3 Kw i1 2511,2kVAr 22 SPQttnm ttnm ttnm 3255,8 kVA 2.4. XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI VÀ VẼ ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN - P.lii . : P i . li . - ( x 0 ,y0 ,z0 : n n n Si .x i S i .y i S i .z i i 1 i 1 i 1 x 0n;y 0 n ;z 0 n SSSi i i i 1 i 1 i 1 : S : 37
  38. ( x i , yi ,zi . - . 2.4.2. - . - . Tâm đư . - : ( ). - : Si i R m. (2-11) : = 10(kVA/mm 2 ) - : 360.Pcs cs Ptt (2-12) 38
  39. 2.8- i & αcs TT P cs P tt S tt m R 2 0 (kW) (kW) (kVA) (kVA/m ) (mm) cs 1 14,36 494,4 956 10 5,52 10,46 2 14,7 334,7 597 10 4,36 15,81 3 46,2 214,5 261 10 2,88 77,54 4 6,98 366,9 441 10 3,75 6,85 5 7,5 288,0 551 10 4,19 9,38 6 5,04 320,0 454,4 10 3,8 5,67 7 10,08 194,1 291,5 10 3,05 18,70 8 20 84,0 173,7 10 2,35 85,71 9 3,84 94,8 152,5 10 2,20 14,58 39
  40. y 9 2 6 8 152,5 597 454,4 173,7 78 75 71 68 5 61 411 4 1 551 956 36 7 29 291,5 24 3 18 261 0 10 31 56 78 80 x Hình 2.1-Sơ đồ phụ tải toàn nhà máy 40
  41. CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY VÀ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 3.1. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật của hệ thống.Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau: - Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kĩ thuật. - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện - An toàn đối với người và thiết bị - Thuận lợi và dễ dàng trong thao tác vận hành và linh hoạt trong xử lý sự cố. - Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải điện. - Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế. Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy gồm các bước sau: - Vạch các phương án cung cấp điện - 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. - Tính toán kinh tế kĩ thuật để lựa chọn phương án hợp lý. - Thiết kế chi tiết phương án được chọn 3.1.1. Các phƣơng án cung cấp điện Trước khi vạch ra các phương án cụ thể, cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đường dây truyền tải điện từ hệ thống về nhà máy. Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải: 41
  42. U=4,34. l 0,016.P (kV) (3-1) Trong đó: P: Công suất tính toán của nhà máy (kW) l: Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (km) Ở đây, l=15 km Vì vậy, cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy: U=4,34. 15 0,016.2072,3 30,12(kV) Từ kết quả tính toán, ta chọn cấp điện áp trung áp 35 kV từ hệ thống cấp cho nhà máy. Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng, ta có thể đưa ra các phương án cung cấp điện như sau: a) Phương án về các trạm biến áp phân xưởng Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn trên các nguyên tắc : Vị trí đặt TBA phải thỏa mãn: + Gần tâm phụ tải: Giảm vấn đề đầu tư và tổn thất trên đường dây. + Thuận tiện cho vận chuyển, lắp đặt, quản lí và vận hành sau này. + An toàn và kinh tế. Số lượng máy biến áp (MBA) có trong TBA được lựa chọn căn cứ vào: + Yêu cầu cung cấp điện của phụ tải (loại 1, loại 2 hay loại 3) + Yêu cầu vận chuyển và lắp đặt + Chế độ làm việc của phụ tải. Dung lượng TBA: + Điều kiện chọn: n.khc .S ddB S tt (3-2) + Điều kiện kiểm tra: (n 1).khc .k qt .S ddB S ttsc (3-3) Trong đó: 42
  43. n : Số máy biến áp có trong một TBA k hc : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ. Chọn loại MBA do ABB sản xuất tại Việt Nam nên không cần phải hiệu chỉnh nhiệt độ, k =1. K qtsc : Hệ số quá tải sự cố ; k qt =1,4 nếu thỏa mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6h và trước khi MBA vận hành với hệ số quá tải 0,93. S ttsc : Công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy, có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường.Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên S tt0,7.S tt . Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA để dễ dàng trong những lúc thay thế, dung lượng các MBA được chọn nên nhỏ hơn 1000 (kVA) để tiết kiệm vốn đầu tư ban đầu và để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế. - Căn cứ vào công suất tính toán của từng phân xưởng trong nhà máy và sơ đồ mặt bằng nhà máy, ta có thể đưa ra các phương án xây dựng TBA như sau: 1) Phương án 1: Đặt 5 trạm biến áp phân xưởng (TBAPX). - Trạm biến áp B 1 : Cấp điện cho phân xưởng cơ khí chính, trạm đặt 2 MBA làm việc song song. + Chọn dung lượng MBA: n.khc .SđmB S tt 956(kVA) 2.1.SđmB S tt S Stt 478(kVA) đmB 2 Chọn MBA tiêu chuẩn ba pha hai cuộn dây do Việt Nam chế tạo ra loại 560kVA-10/0,4 (kVA) . 43
  44. + Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố : S ttsc lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng cơ khí chính sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng. (n 1).kqt .SđmB S qtsc 0,7.S tt 0,7.S 0,7.956 Stt 478(kVA) đmB 1,4 1,4 Trạm biến áp B 1 đặt 2 MBA 560-10/0,4 (kVA) là hợp lý. - Trạm biến áp B 2 : Cấp điện cho phân xưởng lắp ráp và trạm bơm, trạm đặt 2 MBA làm việc song song. + Chọn dung lượng MBA: n.khc .SđmB S tt 749,5(kVA) 2.1.SđmB S tt S Stt 374,75(kVA) đmB 2 Chọn loại MBA 400-10/0,4 do Việt Nam sản xuất. + Kiểm tra lại dung lượng MBAchọn theo điều kiện quá tải sự cố: S ttsc (n 1).kqt .SđmB S qtsc 0,7.S tt 0,7.S 0,7.749,5 Stt 374,75(kVA) đmB 1,4 1,4 Trạm biến áp B 2 đặt 2 MBA 400-10/0,4 (kVA) là hợp lý. - Trạm biến áp B 3 :Cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí và phân xưởng rèn, trạm đặt 2 MBA làm việc song song. + Chọn dung lượng MBA: n.khc .SđmB S tt 702(kVA) 2.1.SđmB S tt S Stt 351(kVA) đmB 2 Chọn MBA tiêu chuẩn ba pha hai cuộn dây do Việt Nam chế tạo ra loại 44
  45. 400-10/0,4 (kVA) + Kiểm tra lại dung lượng MBAchọn theo điều kiện quá tải sự cố: S ttsc (n 1).kqt .SđmB S qtsc 0,7.S tt 0,7.S 0,7.702 Stt 351(kVA) đmB 1,4 1,4 Trạm biến áp B 3 đặt 2 MBA 400-10/0,4 (kVA) là hợp lý. - Trạm biến áp B 4 :Cấp điện cho phân xưởng đúc và bộ phận nén ép, trạm đặt 2 MBA làm việc song song. + Chọn dung lượng MBA: n.khc .SđmB S tt 1005,4(kVA) 2.1.SđmB S tt S Stt 502,7(kVA) đmB 2 Chọn MBA tiêu chuẩn ba pha hai cuộn dây do Việt Nam chế tạo ra loại 560kVA-10/0,4kV + Kiểm tra lại dung lượng MBAchọn theo điều kiện quá tải sự cố: S ttsc (n 1).kqt .SđmB S qtsc 0,7.S tt 0,7.S 0,7.1005 Stt 502,7(kVA) đmB 1,4 1,4 Trạm biến áp B 4 đặt 2 MBA 560-10/0,4 (kVA) là hợp lý. - Trạm biến áp B 5 : Cấp điện cho phân xưởng kết cấu kim loại, văn phòng và phòng thí nghiệm, trạm đặt 1MBA. S (291,5 173,7) 465,2(kVA) tt SđmB 465,2(kVA) + Chọn một MBA loại 560-10/0,4 do Việt Nam chế tạo 45
  46. 3.1- 1 Tên TBA MBA (kVA) B1 2 560 B2 2 400 B3 2 400 B4 2 ậ 560 B5 1 560 - 1 : . : n.khc .SđmB S tt 956(kVA) 2.1.SđmB S tt S Stt 478(kVA) đmB 2 560kVA-10/0,4kV. : S ttsc . (n 1).kqt .SđmB S qtsc 0,7.S tt 0,7.S 0,7.956 Stt 478(kVA) đmB 1,4 1,4 1 2 MBA 560kVA- . - 2 : . : 46
  47. n.khc .SđmB S tt 749,5(kVA) 2.1.SđmB S tt S Stt 374,75(kVA) đmB 2 Chọn loại MBA 400-10/0.4 do Việt Nam sản xuất. : S ttsc (n 1).kqt .SđmB S qtsc 0,7.S tt 0,7.S 0,7.749,5 Stt 374,75(kVA) đmB 1,4 1,4 2 2 MBA 400kVA- . - 3 . : n.khc .SđmB S tt 993,5(kVA) 2.1.SđmB S tt S Stt 496,8(kVA) đmB 2 560kVA-10/0,4kV. : S ttsc (n 1).kqt .SđmB S qtsc 0,7.S tt 0,7.S 0,7.993,5 Stt 496,8(kVA) đmB 1,4 1,4 3 2 MBA 560kVA-10/0,4kV . - 4 : , . 47
  48. : n.khc .SđmB S tt 1108(kVA) 2.1.SđmB S tt S Stt 554(kVA) đmB 2 560kVA-10/0,4kV . : S ttsc (n 1).kqt .SđmB S qtsc 0,7.S tt 0,7.S 0,7.1108 Stt 554(kVA) đmB 1,4 1,4 4 2 MBA 560kVA-10/0,4kV . 3.2- 2 Tên TBA MBA (kVA) B1 2 560 B2 2 400 B3 2 560 B4 2 & PTN 560 . : - . - không cao. 48
  49. - . - . - . . - : . + Tuy nhiên, . - (TBATG): 49
  50. : 2.S S 3255,8 đmB ttnm SđmB 1627,9(kVA) 1800kVA -35/10kV đm = 1800 (kVA). . - Phương (TPPTT). thông qua TBATT. , ( 35 k . . - : nn Si .x i S i .y i i 1 i 1 x00nn ;y SSii i 1 i 1 50
  51. : S i . xii ;y . n S .x ii 146717,45 xi1 44,45 0 n 3255,8 Si i1 n S .y ii 137805,48 yi1 41,75 0 n 3255,8 Si i1 - 0 - : x 0 45 & y0 34 4). : - . - : , . : 51
  52. Tõ hÖ thèng ®iÖn ®Õn Tõ hÖ thèng ®iÖn ®Õn 6 6 9 2 9 2 B4 8 B4 8 B2 5 B2 5 B1 B5 4 B1 4 1 B3 7 1 B3 7 3 3 Phương án 1 Phương án 2 Tõ hÖ thèng ®iÖn ®Õn Tõ hÖ thèng ®iÖn ®Õn 6 6 9 9 2 2 B4 8 B4 8 B2 5 B2 5 B5 B1 B1 4 4 1 B3 7 1 B4 7 3 3 Ph•¬ng ¸n 4 Ph•¬ng ¸n 3 Hình 3.1 - Các phương án thiết kế mạng điện cao áp 52
  53. 3.1.2. Tính toán kinh tế - kỹ thuật và lựa chọn phƣơng án hợp lý - . Z (a a ).K 3.I2 .R. .c min vh tc max Hay Z (avh a tc ).K A.c min : Z a vh , a =0,1 a tc , a =0,2 K I max R . C , c=1000đ/ kWh A . 1. . : 53
  54. Từ hệ thống điện đến 6 9 2 B4 8 B2 5 B5 B1 4 B3 7 1 3 Hình 3.2- Sơ đồ phương án 1 - Chọn máy biến áp phân xưởng : 3.3- 1 Tên S đm U/Uch P0 PN U N I 0 Đơn TBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) (%) (10 đ) 10 6 đ TBA 1800 35/10 5,20 20 6,0 0,9 2 213 426 TG B 1 560 10/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131 B 2 400 10/0,4 0,84 4,46 4,0 1,5 2 50,4 100,8 B 3 400 10/0,4 0,84 4,46 4,0 1,5 2 50,4 100,8 B 4 560 10/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131 B 5 560 10/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 1 65,5 65,5 6 : K B 955,1.10 (đ) 54
  55. - A : 1Stt 2 A n.P.t0N .P.( ).(kWh) (3-6) nSđmB : n . t : t=8760(h) . max =5000(h) nên: 42 T =(0,124 10 .Tmax ) .8760 3411(h) P0 , PN MBA. S tt : Phụ tả . S đmB 2 1 Stt A n. P0N .t . P . . (kWh) 202700,9(kWh) nSđmB 3.4- 1 Tên S tt S đm P0 PN A TBA (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh) TBATG 2 3255,8 1800 5,20 20,00 202700,9 B 1 2 956 560 0,94 5,21 42364,6 B 2 2 749,5 400 0,84 4,46 41422,8 B 3 2 702 400 0,84 4,46 38145,1 B 4 2 1005,4 560 0,94 5,21 45110 B 5 1 465,2 560 0,94 5,21 20498 : A B =390241,4 (kWh) 55
  56. . - . kt max J =3,1(A/mm 2 ). : Imax 2 Fkt (mm ) (3-7) Jkt : Sttpx Imax (A) (3-8) 2. 3.Uđm : Sttpx Imax (A) (3-9) 3.Uđm kt : khc .I cp I sc (3-10) : k hck 1 .k 2 k 1 1 =1. k 2 . I sc . 56
  57. k hc0,93;I sc 2.I max hc =1; I scI max ) Ucp . - 1 : Sttpx 956 Imax 27,6(A) 2. 3.Uđm 2. 3.10 : Imax 27,6 2 Fkt 8,9(mm ) Jkt 3,1 =16 (mm 2 cao thế cp =110 (A). : 0,93.Icp 0,93.110 102,30(A) I sc 2.I max 2.27,6 55,2(A) 16 (mm ) 2XLPE(3x16). - 2 : Sttpx 749,5 + Imax 21,64(A) 2. 3.Uđm 2 3.10 : Imax 21,64 2 Fkt 6,98(mm ) Jkt 3,1 t F=16 (mm =110 (A). 57
  58. : 0,93.Icp 0,93.110 102,30(A) I sc 2.I max 2.21,64 43,28(A) 16 (mm 2 ) 2XLPE(3x16). - 3 : Sttpx 702 + Imax 20,26(A) 2 3.Uđm 2 3.10 : Imax 20,26 2 Fkt 6,54(mm ) Jkt 3,1 F=16 (mm cp =110 (A). : 0,93.Icp 0,93.110 102,30(A) I sc 2.I max 2.20,26 40,53(A) . FURUKA 16 (mm ) 2XLPE(3x16). - 4 : Sttpx 1005,4 + Imax 29,02(A) 2 3.Uđm 2 3.10 : Imax 29,02 2 Fkt 9,4(mm ) Jkt 3,1 F=16 (mm cp =110 (A). : 58
  59. 0,93.Icp 0,93.110 102,30(A) I sc 2.I max 2.29,02 58,04 (A) 16 (mm 2 ) 2XLPE(3x16). - 5 : Do TBA B 5 : Sttpx 465,2 + Imax 26,86(A) 3.Uđm 3.10 : Imax 26,86 2 Fkt 8,66(mm ) Jkt 3,1 F=16 (mm 2 , đai cp =110 (A). : 0,93.Icp 0,93.110 102,30(A) I sc 2.I max 2.26,86 53,72(A) 16 (mm ) 2XLPE(3x16). - 8). : Stt 173,7 Imax 250,7(A) 3.Uđm 3.0,4 59
  60. 2 =1. : IIcp max 2 (4 G 95) (mm cp ) = 296 (A) : 1 R= .r .L( ) (3-11) n 0 3.5- 1 F L r 0 R (mm ) (m) ( / km ) ( ) (10 3 đ / m) (10 3 đ ) TBATG-B 1 2*(3*16) 175 1,47 0,129 48 16800 TBATG-B 2*(3*16) 360 1,47 0,2646 48 34560 TBATG-B 3 2*(3*16) 125 1,47 0,092 48 12000 TBATG-B 4 2*(3*16) 185 1,47 0,136 48 17760 TBATG-B 5 (3*16) 150 1,47 0,2205 48 7200 B -8 4 G 95 125 0,193 0,0241 48 6000 3 : KD = 94320.10 (đ) - : 2 Sttpx 3 P2 .R.10 (kW) (3-12) Uđm Trong : 1 R= .r .L( ) (3-13) n 0 . P -B 1 : 60
  61. 2 2 Sttpx 33956 P22 .R.10 .0,129.10 1,18(kW) Uđm 10 3.6- 1 F L r 0 R S tt P (mm 2 ) (m) ( / km ) ( ) (kVA) (kW) TBATG-B 1 2*(3*16) 175 1,47 0,129 956 1,18 TBATG-B 2 2*(3*16) 360 1,47 0,2646 749,5 1,48 TBATG-B 3 2*(3*16) 125 1,47 0,092 702 0,45 TBATG-B 4 2*(3*16) 185 1,47 0,136 1005,4 1,37 TBATG-B 5 (3*16) 150 1,47 0,2205 465,2 0,47 B -8 4 G 95 125 0,193 0,0241 173,7 4,5 PD =9,45(kW) - : ADD P . (kWh) (3-14) : ; max =3411 (h). ADD P . 9,45.3411 32233,95(kWh) 1. - 2 MBATG. - BB14 5 . ạng cao áp của phân xưởng, ta sử dụ ệ 10 kV cộng thêm 1 máy cắt phân đoạn thanh góp cấ . - 1: 61
  62. KMC n.M (3-15) : . , M=12000USD (10kV) : 1USD=20,8.10 3 (VNĐ) 36 KMC 12.12000.20,8.10 2995,2.10 (VNĐ) 1 - Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện, chỉ tính đến giá thành cáp, MBA và máy cắt điện khác nhau giữa các phương án, các phần giống nhau đã được bỏ qua không xét đến: K K B K D K MC (3-16) - Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây: A A B A D (3-17) - Chi phí tính toán Z 1 của phương án 1: + Vốn đầu tư : 66 K1 K B K D K MC (955,1 94,32 2995,20).10 3324,62.10 (VNĐ) + Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây: A1 A B A D 390241,4 32233,95 422475,35(kWh) + Chi phí tính toán: Z1 (a vh a tc ).K 1 c. A 1 6 (3-18) Z1 (0,1 0,2).3324,62.10 1000.422475,35 6 Z1 1419,86.10 (VNĐ) 62
  63. b) Phương án 2. - Phương án 2 sử dụng TBATG nhận điện từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10 kV cung cấp cho các TBAPX.Các TBAPX hạ điện áp từ 10 kV xuống 0,4 kV cung cấp cho các phân xưởng. Từ hệ thống điện đến 6 9 2 B4 8 B2 5 Hình 3.3- Sơ đồ phương án 2 B1 4 B3 7 1 3 - Chọn MBA trong các TBA: Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở phần trên, ta có bảng kết quả chọn MBA do công ty điện Đông Anh sản xuất. 3.7- 2 Tên S đm U/Uch P0 PN U N I 0 Đơn TBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) (%) t 10 6 đ (10 đ) TBATG 1800 35/10 5,20 20,0 6,0 0,9 2 213 426 B1 560 10/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131 B 2 400 10/0,4 0,84 4,46 4,0 1,5 2 50,4 100,8 B 3 560 10/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131 63
  64. B 4 560 10/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131 6 : KB = 920.10 - A + Tương tự như phương án 1, tổn thất điện năng A TBA được xác định theo công thức: 1 Stt 2 A n.P.t0N .P.( ).(kWh) nSđmB 3.8- 2 Tên S tt S đm P0 PN A TBA (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh) TBATG 2 3255,8 1800 5,20 20,0 202700,9 B1 2 956 560 0,94 5,21 42364,6 B 2 2 749,5 400 0,84 4,46 41422,8 B 3 2 993,5 560 0,94 5,21 44436 B 4 2 1039,1 560 0,94 5,21 47056 : AB = 377980 (kWh) . - Chọn cáp từ TBATG về các TBAPX. + Tương tự như phương án 1, từ TBATG về TBAPX, các cao áp được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế J kt . Sử dụng cáp lõi đồng với T max =5000 (h), ta có J =3,1 (A/mm 2 ). : Imax 2 Fkt (mm ) Jkt : 64
  65. Sttpx Imax (A) 2 3.Uđm : Sttpx Imax (A) 3.Uđm + Chọn cáp đồng 3 lõi 10 kV, cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo. + khc .I cp I sc với k hc = 0,93 và I sc2.I max nếu 2 cáp đặt chung trong 1 rãnh và k hc =1; I scI max nếu 1 cáp đặt trong 1 rãnh (cáp lộ đơn) 3.9- 2 F L r 0 R (mm 2 ) (m) ( / km ) ( ) (10 3đ/m) (10 3đ ) TBATG-B1 2*(3*16) 175 1,47 0,129 48 16800 TBATG-B 2 2*(3*16) 360 1,47 0,2646 48 34560 TBATG-B 3 2*(3*16) 125 1,47 0,092 48 12000 TBATG-B 4 2*(3*16) 185 1,47 0,136 48 17760 B -7 4 G 95 80 0,193 0,0154 48 3840 B -8 4 G 185 100 0,0991 0,01 48 4800 3 : KD = 89760.10 - : 2 Stt 3 P2 .R.10 (kW) Uđm 65
  66. 3.10- 2 F L r 0 R S tt P 2 (mm ) (m) ( / km) ( ) (kVA) (kW) TBATG-B1 2*(3*16) 175 1,47 0,129 929,86 1,03 TBATG-B 2 2*(3*16) 360 1,47 0,2646 1248,20 1,45 TBATG-B 3 2*(3*16) 125 1,47 0,092 926,93 2,48 TBATG-B 4 2*(3*16) 185 1,47 0,136 1158,73 1,66 B -7 4 G 95 80 0,193 0,0154 291,5 8,17 B 4 -8 4 G 185 100 0,0991 0,01 173,7 1,89 PD =15,3 (kW) - ADD P . 15,3.3411 52188,3(kWh) 2. - 2 MBATG. - 4 TBA, mỗi trạ . ạng cao áp của phân xưởng, ta sử dụ ệ 10 kV cộng thêm 1 máy cắt phân đoạn thanh góp cấ . - 2: KMC n.M : . , M=12000USD (10kV) : 1USD=20,8.10 3 (VNĐ) 36 KMC 11.12000.20,8.10 2745.10 (VNĐ) 66
  67. 2. - Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện, chỉ tính đến giá thành cáp, MBA và máy cắt điện khác nhau giữa các phương án, các phần giống nhau đã được bỏ qua không xét đến: K K B K D K MC - Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây: A A B A D - Chi phí tính toán Z 2 của phương án 2: 6 Z2 (a vh a tc ).K 2 c. A 2 1372.10 (VNĐ) c) Phương án 3. - Phương án này sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) nhận điện từ hệ thống về cấp cho các TBAPX. Các TBAPX B1,B,B,B 2 3 4 ,B5 hạ điện áp từ 35 kV xuống 0,4 kV cung cấp cho các phân xưởng. Từ hệ thống điện đến 6 9 2 B4 8 B2 5 Hình 3.4 - Sơ đồ phương án 3 B5 B1 4 7 1 B3 3 67
  68. - Chọn MBA trong các TBA: Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở phần trên, ta có bảng kết quả chọn MBA do công ty điện Đông Anh sản xuất. 3.11- 3 Đơn Tên S đm U/Uch P0 PN U N I 0 TBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) (%) (10 đ) 10 6 đ B1 560 35/0,4 1,06 5,47 5,0 1,5 2 79,10 158,2 B 2 400 35/0,4 0,92 4,6 5,0 1,5 2 60,70 121,4 B 3 400 35/0,4 0,92 4,6 5,0 1,5 2 60,70 121,4 B 4 560 35/0,4 1,06 5,47 5,0 1,5 2 79,10 158,2 B5 560 35/0,4 1,06 5,47 5,0 1,5 1 79,10 79,1 6 : K B 638,3.10 (đ) - A + Tương tự như phương án 1, tổn thất điện năng A TBA được xác định theo công thức: 1Stt 2 A n.P.t0N .P.( ).(kWh) nSđmB 3.12- 3 Tên S tt S đm P0 PN A TBA (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh) B1 2 956 560 1,06 5,47 45759,3 B 2 749,5 400 0,92 4,60 43662,8 B 2 702 400 0,92 4,60 40282,12 B 2 1005,4 560 1,06 5,47 43144,36 B5 1 465,2 560 1,06 5,47 22150 : A B =194999(kWh) 68
  69. . - Chọn cáp từ TPPTT về các TBAPX. + Tương tự như phương án 1, từ TPPTT về TBAPX, các cao áp được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế J kt .Sử dụng cáp lõi đồng với T max 2 =5000 (h), ta có J kt =3,1 (A/mm ). : Imax 2 Fkt (mm ) Jkt : Stt Imax (A) 2 3.Uđm : Stt Imax (A) 3.Uđm + Chọn cáp đồng 3 lõi 10 kV, cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo. + khc .I cp I sc với k hc = 0,93 và I sc2.I max nếu 2 cáp đặt chung trong 1 rãnh và k =1; I scI max nếu 1 cáp đặt trong 1 rãnh (cáp lộ đơn) 3.13- 3 F L r 0 R (mm 2 ) (m) ( / km ) ( ) (10 3 đ / m) (10 3 đ ) TPPTT-B1 2*(3*50) 175 0,494 0,043 130 45500 TPPTT -B 2 2*(3*50) 360 0,494 0,089 130 93600 TPPTT -B 3 2*(3*50) 125 0,494 0,031 130 32500 TPPTT -B 4 2*(3*50) 185 0,494 0,046 130 48100 69
  70. TPPTT-B5 3*50 150 0,494 0,074 130 19500 B5-8 4G95 125 0,193 0,0241 48 6000 3 : KD = 245200.10 (đ) - : 2 Stt 3 P2 .R.10 (kW) Uđm 3.14- 3 F L r 0 R S tt P 2 (kW) (mm ) (m) ( / km ) ( ) (kVA) TPPTT-B1 2*(3*50) 175 0,494 0,043 956 0,032 TPPTT -B 2 2*(3*50) 360 0,494 0,089 749,5 0,041 TPPTT -B 3 2*(3*50) 125 0,494 0,031 702 0,012 TPPTT -B 4 2*(3*50) 185 0,494 0,046 1005,4 0,040 TPPTT –B5 3*50 150 0,494 0,074 465,4 0,013 B5-8 4G95 125 0,193 0,0241 173,7 4,5 P D =4,638 (kW) - : ADD P . 4,638.3411 15796(kWh) 3. - Mạng cao áp trong phương án có điện áp 35 kV từ TPPTT đến 5 TBAPX. TPPTT có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 lộ dây kép của đường dây trên không đưa điên từ hệ thống về. - Trong 5 TBA, có 4 trạm mỗi trạm có 2 MBA và 1 TBA có 1 MBA nhận điện trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng, ta sử dụng 9 máy cắt 70
  71. điện cấp 35kV cộng thêm 2 máy cắt trên đường dây từ TBA khu vực về TPPTT và 1 máy cắt phân đoạn thanh góp cấp 35kV ở TPPTT, tổng cộng là 13 máy cắt điện - Vốn đầu tư mua máy cắt trong phương án 3: KMC = n.M Tỷ giá quy đổi tạm thời: 1USD =20,8.103 (VNĐ) 3 6 → KMC = 13.12000.20,8.10 =3244,8 .10 (VNĐ) 3. - Chi phí tính toán Z 3 của phương án 3: Z3 (a vh a tc ).K 3 c. A 3 66 Z3 (0,1 0,2).3348,3.10 1000.210795 1215,3.10 VNĐ d) Phương án 4. - Phương án này sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) nhận điện từ hệ thống về cấp cho các TBAPX. Các TBAPX B1,B,B,B 2 3 4 hạ điện áp từ 35 kV xuống 0,4 kV cung cấp cho các phân xưởng. 6 9 2 B4 8 B2 5 Hình 3.5 - Sơ đồ phương án 4 B1 4 7 1 B3 3 71
  72. - Chọn MBA phân xưởng: Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở phần trên, ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBAPX do công ty điện Đông Anh sản xuất. 3.15- 4 Tên S đm U/Uch P0 PN U N I 0 Đơn TBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) (%) (10 đ) 10 6 Đ B1 560 35/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131 B 2 400 35/0,4 0,84 4,46 4,0 1,5 2 50,4 100,8 B 3 560 35/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131 B 4 560 35/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131 6 : K B 493,8.10 (đ) - A : + Tương tự như phương án 1, tổn thất điện năng A TBAPX được xác định theo công thức: 1Stt 2 A n.P.t0N .P.( ).(kWh) nSđmB Với =3411(h) ứng với T max =5000 (h) 3.16- phương án 4 Tên S tt S đm P0 PN A TBA (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh) B 2 956 560 0,94 5,21 42364,6 B 2 749,5 400 0,84 4,46 41422,8 B 2 993,5 560 0,94 5,21 50972 B 2 1039,1 560 0,94 5,21 47056 : A B =181815,4 (kWh) 72
  73. . - Chọn cáp từ TPPTT về các TBAPX. + Tương tự như phương án 1, từ TPPTT về TBAPX, các cao áp được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế J kt .Sử dụng cáp lõi đồng với T max =5000 (h), ta có J =3,1 (A/mm 2 ). : Imax 2 Fkt (mm ) Jkt : Sttpx Imax (A) 2. 3.Uđm : Stt Imax (A) 3.Uđm + Chọn cáp đồng 3 lõi cao áp, cách điện XLPE,đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo. + khc .I cp I sc với k hc = 0,93 và I sc2.I max nếu 2 cáp đặt chung trong 1 rãnh và k =1; I scI max nếu 1 cáp đặt trong 1 rãnh (cáp lộ đơn) 3.17- 4 F L r 0 R (mm 2 ) (m) ( / km ) ( ) (10 3 đ / m) (10 3 đ ) TPPTT-B1 2*(3*50) 175 0,494 0,043 130 45500 TPPTT -B 2 2*(3*50) 360 0,494 0,089 130 93600 TPPTT -B 3 2*(3*50) 125 0,494 0,031 130 32500 TPPTT -B 4 2*(3*50) 185 0,494 0,046 130 48100 B3-7 4G95 80 0,193 0,0154 48 3840 73
  74. B4-8 4G185 100 0,0991 0,01 48 4800 3 : K D 228340.10 (đ) - : 2 Stt 3 P2 .R.10 (kW) Uđm 3.18- 4 F L r 0 R S tt P (mm 2 ) (m) ( / km ) ( ) (kVA) (kW) TPPTT-B1 2*(3*50) 175 0,494 0,043 956 0,032 TPPTT -B 2 2*(3*50) 360 0,494 0,089 749,5 0,041 TPPTT -B 3 2*(3*50) 125 0,494 0,031 1103,5 0,031 TPPTT -B 4 2*(3*50) 185 0,494 0,046 1039,1 0,041 B3-7 4G95 80 0,193 0,0154 291,5 8,17 B4-8 4G185 100 0,0991 0,01 173,7 1,89 PD =10,205 (kW) - : ADD P . (kWh) : max =3411 (h). ADD P . 10,205.3411 34809(kWh). 4. - Mạng cao áp trong phương án có điện áp 35 kV từ TPPTT đến 4 TBAPX. TPPTT có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 lộ dây kép của đường dây trên không đưa điên từ hệ thống về. - Trong 4 TBA, mỗi TBA đều có 2 MBA nhận điện trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao 74
  75. áp của phân xưởng, ta sử dụng 8 máy cắt điện cấp 35kV cộng thêm 2 máy cắt sử dụng cho đường dây từ TBA khu vực về TPPTT và 1 máy cắt phân đoạn thanh góp cấp 35kV ở TPPTT, tổng cộng là 11 máy cắt điện. - 4: KMC n.M : . , M=12000USD (10kV) : 1USD=20,80.10 3 (VNĐ) 36 KMC 11.12000.20,8.10 2745.10 (VNĐ) 4. Z4 (a vh a tc ).K 4 c. A 4 6 Z4 (0,1 0,2).2807,1.10 1000.216624,4 6 Z4 1058,8.10 (VNĐ) e) Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án. Bảng 3.19-Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án Phƣơng án Vốn đầu tƣ Tổn thất điện Chi phí tính toán (106 đ) năng (kWh) (106 đ) Phương án 1 3324,62 422475,35 1419,86 Phương án 2 3096 443776 1372 Phương án 3 3348,3 210795 1215,3 Phương án 4 2807 216624,4 1058,8 Nhận xét: Kết quả tính toán cho thấy, phương án 1 và phương án 2 có tổn thất điện năng lớn hơn phương án 3 và 4 nhiều, hơn nữa, chi phí tính toán Z1, Z2 đều lớn hơn nên loại bỏ không lựa chọn. Trong 2 phương án 3 và 4, thì phương án 4 có số vốn đầu tư và chi phí tính toán nhỏ hơn phương án 3 (còn 75
  76. tổn thất điện năng là như nhau). Mặt khác, phương án 3 có nhiều chủng loại MBA hơn nên không tiện cho việc thay thế sửa chữa. Đặc biệt là chi phí tính toán cho phương án 4 nhỏ hơn.Vậy chọn phương án 4 làm phương án thiết kế. 3.1.3. Thiết kế chi tiết cho phƣơng án đƣợc chọn a) Chọn dây dẫn từ TBA khu vực về TPPTT. - Đường dây cung cấp từ TBATG của hệ thống về TPPTT của nhà máy dài 15(km). Sử dụng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép. - Với mạng cao áp có T max lớn, dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế J kt . Tra bảng 4.3 ( trang 194 TL2-Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV-Ngô Hồng Quang) với dây dẫn AC có thời 2 gian sử dụng công suất lớn nhất T max =5000(h), ta có J kt = 1,1 (A/mm ). - Dòng điện tính toán chạy trên dây dẫn: = 26,85 (A) (3-19) Tiết diện kinh tế của cáp: Ittnm 26,85 2 Fkt 24,41(mm ) Jkt 1,1 Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 35(mm 2 ). Tra phụ lục bảng 4.61 TL2 với dây dẫn AC-35 có I cp =170(A). - Kiểm tra dây dẫn theo sự cố đứt 1 dây: I 2.I 2.26,85 53,71(A) I 170(A) sc ttnm cp Vì vậy, dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện sự cố. - Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép: Với dây dẫn AC-35 có khoảng cách trung bình hình học giữa các dây Dtb= 2 (m), tra bảng 4.61 TL5 (trang 276) được r 0 0,85( /km) và x 0 0,403( / km). (Xem bảng4.71-trang 284-TLII). 76
  77. P .R Q .X 2072,3.0,85.15 2511,2.0,403.15 U ttnm ttnm Uđm 2.35 U 594,3(V). r .l x .l (Ở đây ta dùng đường dây lộ kép nên: R= 00;X ). 22 Ta thấy: U Ucp 5%.Uđm 1750(V) Dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Vậy chọn dây AC-35. b) Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện. - Mục đích của tính toán 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 ngắn mạch 3 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 tính toán gần đúng điện kháng của hệ thống điện quốc gia thông qua công suất ngắn mạch về giá trị hạ áp của TBATG và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn. N N i MC §DK C¸p TPPTT TBAPX N N i X ht Zd Zci HT Hình 3.6- Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch 1.Sơ đồ nguyên lý: TBATG : Trạm biến áp trung gian TPPTT : Trạm phân phối trung tâm 77
  78. TBAPX : Trạm biến áp phân xưởng MC 1 , MC 2 : Máy cắt đầu và cuối nguồn của đường dây cung cấp điện. ĐDK : Đường dây trên không. 2.Sơ đồ thay thế: HT : Hệ thống điện quốc gia Z d : Tổng trở của đường dây trên không. Z c : Tổng trở của cáp. Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện cần phải tính toán 5 điểm ngắn mạch sau: N : Điểm ngắn mạch trên thanh cái TPPTT để kiểm tra máy cắt và thanh góp. N i (i =1 4): Điểm ngắn mạch trên thanh cái TPPTT để kiểm tra cáp và thiết bị cao áp của mạng. Điện kháng của hệ thống điện được tính theo công thức: 2 Utb X()ht (3-20) SN Trong đó: S N : Công suất của máy cắt MC (ngắn mạch về phía hạ áp của máy biến áp trung áp hệ thống ). S =250 (MVA). U tb : Điện áp trung bình của đường dây Utb 1,05.Uđm 1,05.35 36,75(kV) - Điện trở và điện kháng của đường dây: r .l x .l R00 ( );X ( ) 22 Trong đó: r ,x 0 0 : Điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn ( / km). L : Chiều dài đường dây (l=15 km). 78
  79. Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I” bằng dòng điện ngắn mạch ổn định I nên ta có thể viết: U I I" I tb N 3.Z N (3-21) Trong đó: Z N : Tổng trở từ hệ thống điện đến điểm ngắn mạch cần tính ( ). U tb : Điện áp trung bình của đường dây. - Trị số dòng ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: Ixk 1,8. 2.I N (kA). (3-22) Bảng 3.20-Thông số của đường dây trên không và cáp F L r 0 x R X (mm 2 ) (m) ( / km ) ( / km ) ( ) ( ) TBATG-TPPTT AC-35 10000 0,85 0,403 4,25 2,02 TPPTT-B1 3*50 175 0,494 0,14 0,043 0,012 TPPTT -B 2 3*50 360 0,494 0,14 0,089 0,025 TPPTT -B 3 3*50 125 0,494 0,14 0,031 0,009 TPPTT -B 4 3*50 185 0,494 0,14 0,046 0,013 - Tính điểm ngắn mạch N tại thanh góp TPPTT: 22 Utb 36,75 Xht 5,4( ) SN 250 R Rđd 4,25( ) X Xht Xđd 5,4 2,02 7,42( ) U 36,75 36,75 Itb 2,48(kA) N 22 3.ZNN 3.Z 3. 4,25 7,42 Ixk 1,8. 2.I N 1,8. 2.2,48 6,3(kA) - Tính điểm ngắn mạch N 1 tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B1 79
  80. 22 Utb 36,75 Xht 5,4( ) SN 250 R Rđd R c 4,25 0,043 4,293( ) X Xht Xđd X c 5,4 2,02 0,012 7,432( ) U 36.75 36.75 Itb 2,47(kA) N 22 3.ZNN 3.Z 3. 4,293 7,432 Ixk 1,8. 2.I N 1,8. 2.2,38 6,3(kA) Bảng 3.21-Kết quả tính toán ngắn mạch Điểm ngắn mạch I N (kA) I xk (kA) N 2,48 6,31 N 1 2,47 6,29 N 2 2,46 6,26 N 3 2,47 6,29 N 4 2,47 6,29 c) Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện. 1) Trạm phân phối trung tâm : TPPTT là nơi trực tiếp nhận điện từ hệ thống về để cung cấp điện cho nhà máy nên việc lựa chọn sơ đồ nối dây của trạm có ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề an toàn cung cấp điện cho nhà máy.Do đó, sơ đồ cần phải thỏa mãn các điều kiện cơ bản như:đảm bảo cung cấp điện liên tục theo yêu cầu của phụ tải, rõ ràng và thuận tiện cho việc vận hành và xử lý sự cố, an toàn khi sửa chữa và hợp lý về mặt kinh tế trên cơ sở bảo đảm các yêu cầu kỹ thuật. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt, thanh dẫn của TPPTT. Các máy cắt đặt tại TPPTT gồm có 2 máy cắt nối đường dây trên không cấp điện cho trạm và 2 phân đoạn thanh góp.Trên mỗi phân đoạn thanh góp có 4 máy cắt nối thanh góp với các tuyến cáp cấp điện cho 4 TBAPX.Một máy cắt nối giữ 2 phân đoạn thanh góp.Các máy cắt có nhiệm vụ đóng cắt 80
  81. mạch điện cao áp đồng thời cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành.Ngoài ra, máy cắt còn có chức năng cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện.Căn cứ vào các số liệu kỹ thuật đã tính được của nhà máy, chọn các tủ máy cắt hợp bộ của SIEMENS loại 8DC11 cách điện SF6, không cần bảo trì. - Các điều kiện chọn máy cắt 8DC11: Điện áp định mức : UđmMC 36 U đmnm 35(kV) (3-23) Dòng điện định mức : IđmMC 1250(A) I lvmax 2.I ttnm 2.26,85 53,7(A) (3-24) Dòng điện cắt định mức : Iđm.cắt 25(kA) IN 1,94(kA) (3-25) Dòng điện ổn định cho phép : iđmôđ 63(kA) i xk 4,94(kA) (3-26) - Vì thanh dẫn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động. Bảng 3.22-Thông số máy cắt đặt tại TPPTT Loại MC Cách điện I đm (A) U đm (kV) Icắt (kA) Icắt max (kA) 8DC11 SF6 1250 36 25 63 Lựa chọn kiểm tra BU - BU thường đấu theo sơ đồ Y / Y; / .Ngoài ra còn có loại BU 3 pha 5 trụ Y0 / Y0 / (đấu sao không, sao không, tam giác hở). Trong đó, cuộn tam giác hở, ngoài chức năng thông thường còn có nhiệm vụ báo chạm đất 1 pha. BU thường dùng cho mạng trung tính cách điện (10 kV; 35kV). - BU được chọn theo điều kiện điện áp định mức: UđmBU U đmnm 35(kV) 81
  82. Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS36, kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo có các thông số như sau: Bảng 3.23-Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS36 Thông số kỹ thuật 4MS36 Uđm (kV) 36 U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) 70 U chịu đựng xung 1,2/50 s(kV) 170 U1đm (kV) 35/ 3 U2đm (kV) 100/ 3 Tải định mức (VA) 400 Tñ MC Tñ BU Tñ MC Tñ BU Tñ MC C¸c tñ MC ®Çu ra cña ph©n ®o¹n TG1 C¸c tñ MC ®Çu ra cña ph©n ®o¹n TG2 ®Çu vµo vµ CSV ph©n vµ CSV ®Çu vµo ®o¹n H×nh 3.7: S¬ ®å ghÐp nèi tr¹m ph©n phèi trung t©m TÊt c¶ c¸c tñHình hîp bé 3.7®Òu -cña Sơ h·ng đồ Siemens, ghép nối c¸ch trạm ®iÖn b»ngphân SF6, phối lo¹i 8DC11,trung tâm kh«ng cÇn b¶o tr×. Dao c¸ch ly cã 3 vÞ trÝ: hë m¹ch, nèi m¹ch vµ tiÕp ®Êt. Tất cả các tủ hợp bộ đều của hãng Siemens, cách điện bằng SF6, loại DC11, không cần bảo trì. Dao cách ly có 3 vị trí: hở mạch, nối mạch và tiếp đất. Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BI: - Máy biến dòng điện BI có chức năng biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số bất kỳ xuống 5 A (hoặc 1A và 10A) nhằm cấp nguồn dòng cho đo lường, tự động hóa và bảo vệ rơle. - BI được chọn theo điều kiện: Điện áp định mức: UđmBI U đmnm 35(kV) 82
  83. Dòng điện sơ cấp định mức : Khi có sự cố, MBA có thể quá tải 30% nên BI chọn theo dòng cưỡng bức qua máy biến áp có công suất lớn nhất trong mạng là 1000 (kVA). Ik .S 1,3.560 Imax qtbt đmBA 10(A) (3-27) đmBI 1,2 1,2. 3.35 1,2. 3.35 Vậy chọn BI loại 4ME16 kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo có các thông số kỹ thuật như sau: Bảng 3.24-Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME16 Thông số kỹ thuật 4ME16 Uđm (kV) 36 U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) 70 U chịu đựng xung 1,2/50 s(kV) 170 I1đm (kV) 5-1200 I2đm (kV) 1hoặc 5 Iôđ nhiệt (kA) 80 Iôđ động (kA) 120 Lựa chọn chống sét van. - Chống sét van là một thiết bị có nhiệm vụ chống sét đánh từ đường dây trên không truyền vào TBA và TPP. Chống sét van được làm bằng một điện trở phi tuyến: Với điện áp định mức của lưới điện, điện trở chống sét có trị số vô cùng, không cho dòng điện đi qua, còn khi có điện áp sét thì điện trở giảm sét đến không, chống sét van tháo dòng điện xuống đất. Chống sét van được chế tạo ở nhiều cấp điện áp. Với nhà máy thiết kế, ta chọn chống sét van theo cấp điện áp Uđm.nm=35 (kV). Chọn loại chống sét van do Liên Xô (cũ) sản xuất loại PBC- 35 có Uđm = 35 kV 2) Trạm biến áp phân xưởng : - Ở đây, tất cả các TBAPX đều đặt 2 máy biến áp. Vì các TBAPX đặt không xa TPPTT nên ở phía cao áp chỉ cần đặt cầu dao và cầu chì. Dao cách 83
  84. ly dùng để cách ly MBA khi sửa chữa, còn cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho MBA. Phía hạ áp đặt Aptomat tổng và Aptomat nhánh, thanh cái hạ áp được phân đoạn Aptomat phân đoạn. Để hạn chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm và đơn giản cho việc bảo vệ, chọn phương thức cho 2 MBA làm việc độc lập (aptomat phân đoạn của thanh cái hạ áp ở trạng thái cắt). Chỉ khi nào 1 MBA bị sự cố mới sử dụng Aptomat phân đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn đi với MBA sự cố DCL CC A tæng A nh¸nh Tñ ph©n phèi Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp. - Dao cách ly được chọn theo các điều kiện: Điện áp định mức : UđmMC U đmnm 35(kV) Dòng điện định mức : IđmCL I lvmax 2.I ttnm 2.26,85 53,7(kA) (3-28) Dòng điện ổn định động cho phép : Iđmđ I xk 6,08(kA) (3-29) 84
  85. Chọn loại 3DC do hãng Siemens chế tạo với các thông số kỹ thuật sau: Bảng 3.25-Thông số kỹ thuật của dao cách ly 3DC Uđm (kV) Iđm (A) Int (A) Inmax (kA) 36 630 35 50 Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp: - Cầu chì là thiết bị bảo vệ, có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện khi có dòng điện lớn quá trị số cho phép đi qua. Nói cách khác, chức năng của cầu chì là bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Trong lưới điện cao áp (U>1000V), cầu chì thường được dùng ở các vị trí: + Bảo vệ MBA đo lường ở các cấp điện áp. + Kết hợp với cầu dao phụ tải thành máy cắt phụ tải để bảo vệ các đường dây trung áp. + Đặt phía cao áp của TBA phân phối để bảo vệ ngắn mạch cho MBA. - Cầu chì được chế tạo theo nhiều kiểu và ở nhiều cấp điện áp khác nhau. Ở cấp điện áp trung áp và cao áp thường sử dụng loại cầu chì ống. - Các điều kiện chọn cầu chì: + Điện áp định mức: Uđmcc U đmnm 35(kV) + Dòng điện định mức: Khi sự cố 1 MBA thì máy còn lại có thể quá tải 30%: k .S 1,3.560 I Iqtbt đmBA 12(A) (3-30) đmcc lvmax 3.35 3.35 Ở đây tính cho TBA có SđmB=560 kVA có dòng ngắn mạch là max. + Dòng điện cắt định mức ( chọn theo dòng ngắn mạch lớn nhất của MBA trên thanh cái): Iđmcắt I 2,36(kA) (3-31) N3 85
  86. Vậy, chọn loại cầu chì ống do hãng Siemens chế tạo loại 3GD1 605-5B Bảng 3.26-Thông số kỹ thuật của cầu chì loại 3GD 1605-5B Uđm (kV) Iđm (A) Icắt N min (A) Icắt (kA) 36 25 120 31,50 Lựa chọn và kiểm tra aptômat: - Aptômat tổng, áptômat phân đoạn và áptômát nhánh đều chọn dùng các áptômat không khí do hãng Merlin chế tạo. - Với trạm 2 MBA đặt 2 tủ áptômat tổng và một tủ áptômat phân đoạn là 2 tủ áptômat nhánh. - Aptômat tổng và các aptômat phân đoạn được chọn theo các điều kiện: + Điện áp định mức: UđmA U đmnm 0,8(kV) (3-32) + Dòng điện định mức: kqtbt .SđmBA IIđmA lvmax (3-33) 3.Uđmnm Ta có: k .S 1,3.560 I Iqtbt đmBA 1106(A) đmA lvmax 3.0,38 3.0,38 Bảng 3.27-Kết quả chọn Áptômát tổng và Aptômát phân đoạn Tên trạm Loại Số lượng Uđm(V) Iđm(A) Icắt N(A) Số cực B1, B2, B3,B4 M12 3 690 1250 40 3 - Áptômát nhánh được chọn theo các điều kiện: + Điện áp định mức: UđmA U đmnm 0,38(kV) (3-34) + Dòng điện định mức: 86
  87. Stt IIđmA tt (3-35) n. 3.Uđmnm n: Số áptômát nhánh đưa điện về phân xưởng Bảng 3.28-Kết quả chọn áptômát nhánh loại 4 cực của Merlin Gerlin Stt Itt Loại Số Uđm Iđm IcắtN Tên phân xƣởng (kVA) (A) lƣợng (V) (A) (kA) PX.cơ khí chính 956 726,24 C801N 2 690 800 25 PX.lắp ráp 597 453,5 NS630N 2 690 630 10 PX.sửa chữa cơ khí 261 198,3 NS400N 2 690 400 10 PX.rèn 551 418,6 NS630N 2 690 630 10 PX.đúc 411 312,2 NS400N 2 690 400 10 Bộ phận nén ép 454,4 345,2 NS400N 2 690 400 10 PX.kết cấu kim loại 291,5 221,4 NS400N 2 690 400 10 Văn phòng & phòng thiết kế 173,7 264 NS400N 2 690 400 10 Trạm bơm 152,5 231,6 NS400N 2 690 400 10 Lựa chọn thanh góp. - Các thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Dòng điện cưỡng bức tính với TBA B2 có Stt=1103,5 (kVA). Stt 1103,5 k1 .k 2 .I cp I cb 1677(A) (3-36) 3.Uđmnm 3.0,38 Trong đó: k1=1: Với thanh góp đặt đứng k2=1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường Icp I cb 1677(A) Vậy, chọn thanh dẫn đồng tiết diện hình chữ nhật có kích thước 60x6 (mm 2 ), mỗi pha ghép 2 thanh với Icp= 1740(A). Kiểm tra cáp đã chọn. - Để đơn giản, ở đây ta chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất: IN1=2,38 (kA). 87
  88. - Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt: F .I . tqđ (3-37) tqđ f ( ",t) Với t : Thời gian tồn tại ngắn mạch, lấy t=0,5(s). I" " (3-38) I Vì ngắn mạch là xa nguồn nên : " IN I I " 1 -Tra đồ thị trang 109 TL VI tìm được tqđ = 0,4 Vậy, tiết diện ổn định nhiệt của cáp: 2 F .I . tqđ 6.2,38. 0,4 9,03(mm ) Vậy, chọn cáp 50 mm 2 là hợp lý. 88
  89. Tõ TBATG ®Õn Tõ TBATG ®Õn AC-35 AC-35 4ME16 4ME16 Hình Hình 3.8 8DC11 8DC11 8DC11 35 kV 35 kV – 8DC11 8DC11 8DC11 8DC11 Sơ đ PBC-35 4ME16 4MS34 4MS34 4ME16 ồ nguyên m lý XPLE 3*50 XPLE 3*50 89 ạ XPLE 3*50 ng cao áp cao c ng 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC ủ a nhà máy 3GD1 605-5B 3GD1 605-5B 3GD1 605-5B 3GD1 605-5B B1 (2*560) B2(2*400) B3 (2*560) B4 (2*560) M12 60*6 M12 M12 M12 Ph©n x•ëng ®óc, bé phËn nÐn Ðp Ph©n x•ëng c¬ khÝ chÝnh Ph©n x•ëng l¾p r¸p, v¨n Ph©n x•ëng söa ch÷a c¬ khÝ v¨n phßng vµ phßng thiÕt kÕ phßng vµ phßng thiÕt kÕ Ph©n x•ëng rÌn Ph©n x•ëng kÕt cÊu kim lo¹i
  90. 3.2. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ Phân xưởng sửa chữa cơ khí có diện tích là 3300 m 2 , gồm 70 thiết bị được chia làm 6 nhóm. Công suất tính toán của phân xưởng là 261 kVA, trong đó có 46,2 kW sử dụng cho hệ thống chiếu sáng. Để cấp điện cho PX.SCCK 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 Aptomat tổng và 7 Aptômat nhánh cấp điện cho 6 tủ động lực và một tủ chiếu 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 (xích). 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 áptômat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng. Tuy nhiên, giá thành của 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. 3.2.1.Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của phân xƣởng sửa chữa cơ khí để kiểm tra cáp và aptomat Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp, ta xem máy biến áp B3 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 đổi khi ngắn mạch, ta có IN I" I . Giả thiết này sẽ làm cho dòng ngắn mạch tính toán lớn hơn thực tế nhiều bởi vì rất khó giữ được điện áp trên thanh cái cao áp của trạm biến áp phân phối không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch sau MBA. Song nếu với dòng ngắn mạch tính toán này mà các thiết bị lựa chọn thỏa mãn điều kiện ổn định động và ổn định 90
  91. 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 với tuyến cáp có khả năng xảy ra sự cố nặng nề nhất. Khi cần thiết có thể kiểm tra thêm các tuyến cáp còn nghi vấn, việc tính toán cũng được tiến hành tương tự. a) Các thông số của sơ đồ thay thế. - Điện trở và điện kháng máy biến áp: Sđm=1000 (kVA) Pn 13(kV) Un % 6,5% P .U2 13.0,426 .10 Rn đm 2,08(m ) B S26 10 đm 2 26 Un .Uđm 6,5.0,4 .10 XB 10,4(m ) 100.Sđm 100.1000 - Thanh góp tram biến áp phân xưởng-TG1: Kích thước : 100x10 (mm 2 ), mỗi pha ghép 3 thanh. Chiều dài : l=1.2 (m). Khoảng cách trung bình hình học: D=300 (mm). Tra PL4.11-TL1, tìm được: 11 R .r .l .0,020.1,2 0,008(m ) TG1 33 0 x0 0,157(m / m) 11 X .x .l .0,157.1,2 0,063(m ) TG1 33 0 - Thanh góp trong tủ phân phối-TG2: Chọn theo điều kiện: khc.Icp Ittpx=398,47 (A). Chọn loại thanh cái bằng đồng có kích thước:30x3 (mm ), với Icp=405 (A). Chiều dài : l =1,2 (m). 91
  92. Khoảng cách trung bình hình học: D=300 (mm). Tra PL4.11-TL1, tìm được: r0 0,223(m / m) 11 R .r .l .0,223.1,2 0,268(m ) TG2 33 0 x0 0,235(m / m) 11 X .x .l .0,235.1,2 0,282(m ) TG2 33 0 - Điện trở và điện kháng của MCCB : Tra PL3.12 và 3.13-TL1 tìm được : MCCB loại CM2000N : R 0,08(m );X 0,09(m ) AA11 MCCB loại NS400H : R 0,10(m );X 0,15(m );R 0,4(m ) AAT2 2 2 MCCB loại NS160N : R 0,55(m );X 0,74(m );R 0,65(m ) AAT3 3 3 2 - Cáp tiết diện 3x120+70 (mm )-C1: Chiều dài : l=60 (m). Tra PL4.28, tìm được : r0 0,153(m / m) RC0 r .l 0,153.60 9,18(m ) 1 x0 0,157(m / m) X x .l 0,157.60 9,42(m ) C01 b) Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị đã chọn : 1) Tính toán ngắn mạch tại N1 : R R R R 2.R 2.R R 12,348(m ) N1 B A 1 TG 1 A 2 T 2 C 1 X X X X 2.X X 20,273(m ) N1 B A 1 TG 1 A 2 C 1 92
  93. Z R22 X 23,74(m ) NNN1 1 1 U 400 I 9,73(kA) N1 3.Z 3.23,74 N1 I 2.1,8.I 24,77(kA) xk11 N - Kiểm tra MCCB : Loại NS160N có IcắtN=36(kA) Loại NS400H có IcắtN=70(kA) Vậy, các máy cắt được chọn đều thỏa mãn điều kiện ổn định động. Kiểm tra cáp tiết diện 3x120+70 (mm 2 ) Tiết diện ổn định nhiệt của cáp : 2 F .I . tqđ 6.9,73. 0,4 36,92(mm ) Vậy, chọn cáp 3x120+70 (mm ) là hợp lý. 2) Tính toán ngắn mạch tại N2 : R R R 2.R 2.R R 34,366(m ) N2 N 1 TG 2 A 3 T 3 C 2 X X X 2.X X 29,885(m ) N2 N 1 TG 2 A 3 C 2 Z R22 X 45,54(m ) NNN2 2 2 U 400 I 5,07(kA) N2 3.Z 3.45,54 N2 I 2.1,8.I 12,91(kA) xk22 N Kiểm tra MCCB : Loại NS160N có IcắtN=36(kA) Vậy, các máy cắt được chọn đều thỏa mãn điều kiện ổn định động. Kiểm tra cáp tiết diện 4G35 Tiết diện ổn định nhiệt của cáp : 2 F .I . tqđ 6.5,07. 0,4 19,24(mm ) 93
  94. Vậy, chọn cáp 4G35 là hợp lý 3.2.2. Lựa chọn thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xƣởng A tæng A nh¸nh Tñ ®éng lùc - Các MCCB tổng của các tủ động lực có thông số tương tự các áptômát nhánh tương ứng trong tủ phân phối Bảng 3.29-Kết quả lựa chọn MCCB tổng trong các TĐL Tủ động lực Itt(A) Loại Uđm(V) Iđm(A) IcắtN(kA) Số cực ĐL1 79,81 NS100N 415 100 25 4 ĐL2 65,33 NS100N 415 100 25 4 ĐL3 18,33 C60H 415 60 15 4 ĐL4 136,74 NS160N 415 160 36 4 ĐL5 72,73 NS100N 415 100 10 4 ĐL6 49 C60H 415 60 15 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 trên. Ví dụ chọn MCCB cho đường cáp từ TĐL đến máy tiện tự động 5,1 (kW) và máy tiện ren 4,5 (kW), cos 0,6 Ptt 4,5 5,1 IđmA 24,31(A) 3.cos .Uđm 3.0,6.0,38 94
  95. Chọn MCB loại NC45a do hãng Merlin Gerin chế tạo có IđmA=25 (A), Icắt=4,5 (A), Uđm=400 (V), 4 cực. Tương tự như trên ta sẽ lấy một ví dụ kiểm tra đối với cáp từ tủ động lực 1đến 2 máy tiện tự động (2:Số trên bản vẽ). Icp I tt 24,31(A) I 1,25.25 Ikddt 20,83(A) cp 1,5 1,5 Kết hợp hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do 2 hãng Lens chế tạo, tiết diện 2,5 (mm ) với Icp=31 (A). Cáp được đặt trong ống thép có đường kính 3/4” chôn dưới nền phân xưởng. Bảng 3.30-Kết quả lựa chọn áptômát trong các tủ động lực và cáp đến các thiết bị Phụ tải Dây dẫn MCB Số Tên máy SL Số TT trên Ptt Itt (A) Tiết Icp Dô.thép Mã Iđm Ikđđt bản (kW) diện (A) hiệu (A) /1.5 vẽ (A) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhóm I 1 Máy tiện ren 1 1 4,5 11,4 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 2 Máy tiện tư động 3 2 5,1 12,91 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 3 Máy tiện tư động 2 3 14 35,45 4G4,0 42 3/4” NC45a 40 33,0 4 Máy tiện tư động 2 4 5,6 14,18 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 5 Máy tiện tư động 1 5 2,2 5,57 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 6 Máy xọc 3 13 8,4 21,7 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6 7 Máy xọc 1 14 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 8 Máy bào ngang 2 12 9 22,9 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6 Nhóm II 1 Máy tiện revon 1 6 1,7 4,3 4G1,5 23 3/4” NC45a 16 13,3 ve 2 Máy phay vạn 1 7 3,4 8,61 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 năng 3 Máy phay ngang 1 8 1,8 4,56 4G1,5 23 3/4” NC45a 16 13,3 4 Máy phay đứng 2 9 14 35,45 4G4,0 42 3/4” NC45a 40 33,0 5 Máy phay đứng 1 10 7 17,73 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6 6 Máy doa ngang 1 16 4,5 11,4 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 7 Máy khoan 1 17 1,7 4,3 4G1,5 23 3/4” NC45a 16 13,3 95
  96. hướng tâm 8 Máy mài phẳng 2 18 9 22,79 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6 9 Máy mài tròn 1 19 5,6 14,18 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 10 Máy mài trong 1 20 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 Nhóm III 1 Máy mài dao cắt 1 21 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 gọt 2 Máy mài sắc vạn 1 22 0,65 1,65 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 năng 3 Máy khoan bàn 2 23 0,65 1,65 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 4 Máy ép trục 1 24 1,7 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 khuỷu 5 Máy mài phá 1 27 3 7,60 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 6 Cưa tay 1 28 1,35 3,42 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 7 Cưa máy 1 29 1,7 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 8 Máy phay vạn 1 7 3,4 8,61 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 năng 9 Máy mài 1 11 2,2 5,57 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 10 Máy khoan vạn 1 15 4,5 11,40 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 năng Nhóm IV 1 Lò điện kiểu 1 31 30 47,98 4G6,0 54 3/4” NC45a 50 41,5 buồng 2 Lò điện kiểu 1 32 25 39,98 4G4,0 42 3/4” NC45a 40 33,2 đứng 3 Lò điện kiểu bể 1 33 30 47,98 4G4,0 54 3/4” NC45a 50 41,5 4 Bể điện phân 1 34 10 15,99 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 Nhóm V 1 Máy tiện ren 2 43 10 25,32 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6 2 Máy tiện ren 1 44 7 17,73 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 3 Máy tiện ren 1 45 4,5 11,40 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 4 Máy phay ngang 1 46 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 5 Máy phay vạn 1 47 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 năng 6 Máy phay răng 1 48 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 7 Máy xọc 1 49 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 8 Máy bào ngang 2 50 7,6 19,25 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 9 Máy mài tròn 1 51 7 17,73 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 10 Máy khoan đứng 1 52 1,8 4,56 4G1,5 23 3/4” NC45a 16 13,3 11 Búa nén khí 1 53 10 25,32 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6 12 Quạt 1 54 3,2 8,10 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 13 Biến áp hàn 1 57 12,5 31,58 4G4,0 42 3/4” NC45a 32 26,6 14 Máy mài phá 1 58 3,2 8,10 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 96
  97. 15 Khoan điện 1 59 0,6 1,52 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 16 Máy cắt 1 60 1,7 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 Nhóm VI 1 Bàn nguội 1 65 0,5 1,27 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 2 Máy cuốn dây 1 66 0,5 1,27 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 3 Bàn thí nghiệm 1 67 15 37,98 4G4,0 42 3/4” NC45a 40 3,2 4 Bể tấm có đốt 1 68 4 10,13 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8 nóng 5 Tủ sấy 1 69 0,85 21,5 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 6 Khoan bàn 1 70 0,65 1,65 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3 Kết luận : Mạng điện hạ áp thiết kế thỏa mãn yêu cầu về cung cấp điện được lựa chọn trong mạng điện đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về kỹ thuật và có tính khả thi. 97
  98. Tõ tr¹m biÕn ¸p ®Õn TBA NS400N NS400N NC100H NC100H C60A NC100H C60H NC100H T§L I C60H T§L VI NC45a NC45a 4G1,5 4G4,0 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G2,5 4G2,5 4G1,5 4G1,5 4G2,5 4G2,5 4G2,5 4G2,5 3 3 4 4 12 12 13 13 13 1 2 14 2 2 5 65 66 67 68 69 70 P®m 14 14 5,6 5,6 9,0 9,0 8,4 8,4 8,4 9,6 7,9 7,3 P®m 1,00 15 4,0 1,50 I tt 35,45 35,45 14,18 14,18 22,9 22,9 21,7 21,7 21,7 24 19,91 18,48 I tt 2,54 37,98 10,13 3,80 T§L V T§L II NC100H NC100H NC45a NC45a 4G1,5 4G1,5 4G2,5 4G2,5 4G2,5 4G1,5 4G1,5 4G2,5 4G2,5 4G2,5 4G2,5 4G1,5 4G4,0 4G4,0 4G2,5 4G2,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 9 9 10 18 19 20 28 29 6 7 8 17 54 58 59 48 49 43 43 44 45 46 47 50 50 51 53 P®m 14 14 7,00 9,00 5,6 5,85 5,1 3,5 P®m 6,0 5,6 10,00 10,00 7,0 4,5 5,6 7,6 7,6 7,0 10,0 I tt 35,45 35,45 17,73 22,79 14,18 14,81 12,91 8,86 I tt 17,52 14,18 25,32 25,32 17,73 11,4 14,18 19,25 19,25 17,73 25,32 T§L III C60A NS160N T§L IV NC45a NC45a C60N 4G4,0 4G6,0 4G6,0 4G6,0 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 Tñ chiÕu s¸ng 7 23 24 11 28 21 27 15 31 31 32 33 34 P®m 5,75 3,55 5,8 4,5 P®m 30 30 25 30 10 I tt 14,56 8,99 14,69 11,4 I tt 47,98 47,98 39,98 47,98 15,99 Hình 3.9 – Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho phân xưởng SCCK 98
  99. Tr¹m B3 36 38 40 21 46 45 60 39 27 44 43 32 30 35 Bé phËn nhiÖt Hình Hình 3.10 47 43 60 luyÖn Bé phËn 48 51 63 38 61 56 34 41 mµi 31 31 57 59 33 42 Khu l¾p r¸p 49 58 50 – Sơ đồ đi dây cho hạáp phân xưởng SCCK 55 67 28 15 64 11 7 54 66 Kho 25 Bé phËn rÌn Kho phô tïng 69 thµnh 64 vµ vËt liÖu phÈm 24 Bé phËn khu«n 62 53 68 30 99 70 65 30 23 10 29 12 12 8 13 13 13 13 20 17 Bé phËn m¸y c«ng cô 9 3 9 7 4 4 16 6 14 5 5 18 19 2 2 2 1 28
  100. CHƢƠNG 4. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 4.1. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 4.1.1. Đặt vấn đề Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất to lớn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng 50% tổng số điện năng sản xuất 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 gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản xuất, 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 các thiết bị dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hóa trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh công. Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát và hộ tiêu dùng điện là một quá trình dao động. Mỗi chu kỳ của dòng điện, thì Q đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong nửa chu kỳ của dòng điện bằng 0. 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 thụ dùng điện không nhất thiết phải là nguồn. Vì vậy, để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ tiêu thụ 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, 100
  101. do đó hệ số công suất cos của mạng được nâng cao. Giữa P, Q và góc có quan hệ như sau: P arctg (4-1) Q + Khi 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 lên sẽ đưa đến các hiệu quả sau: + Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. + Giảm 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 cosφ 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 hóa các quy 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 cosφ tự nhiên rất có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không cần phải đặt thêm tụ bù. + Nâng cao hệ số công suất cosφ bằng biện pháp bù công suất phản kháng: Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu thụ điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu của chúng, nhờ vậy sẽ giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của chúng. 4.1.2.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 có ưu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng, 101
  102. không có phần quay như máy bù đồng bộ nên lắp ráp, vận hành và bảo quản dễ dàng. Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tùy theo sự phát triển của phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta cho 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 nên trong thực tế với các xí nghiệp, nhà máy 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 đặt 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 các đầu cực các phụ tải lớn. Để xác định chính xác vị trí và dung lượng thiết bị bù cần phải so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng phương án đặt bù cho một 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 đặt tại thanh cái hạ áp của các TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư và thuận lợi cho công tác quản lý vận hành. 4.1.3.Xác định và phân bố dung lƣợng bù a) Xác định dung lượng bù : Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy được xác định theo công thức sau: Qbù = Pttnm.(tgφ1 – tgφ2 ).α (4-2) Trong đó: Pttnm : Phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy (kW) φ1: Góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù: cos 1=0,64 φ2: Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù, cos 2=0,95 102
  103. α: Hệ số xét tới khả năng nâng cao cosφ bằng những biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù, α = 0,9 1. Với nhà máy đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần đặt: Qbù = Pttnm.(tgφ1–tgφ2).α Qbù = 2072,3.(1,21-0,33) = 1826,35 (kVAr) b) Phân bố dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng : Từ trạm phân phối trung tâm về các máy biến áp phân xưởng là mạng hình tia gồm bốn nhánh có sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế như hình 4.1. TPPTT RC1 RC2 RC3 RC4 RB1 RB2 RB3 RB4 Q1 -Qb1 Q2 -Qb2 Q3 -Qb3 Q4 -Qb4 Hình 4.1- Sơ đồ thay thế mạng cao áp để phân bố dung lượng bù Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho các nhánh của mạng hình tia: R t® Qbi = Qi – (Q – Qb). (4-3) R i Trong đó: 4 Q = Qi = 2954,35 (kVAr): Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy. i 1 Ri = RB + RC (4-4) 2 PN .UđmBA 3 RB = 2 .10 ( ) : Điện trở máy biến áp SđmBA 103
  104. 1 RC = . r0.L ( ) : Điện trở của đường cáp n Bảng 4.1- Kết quả tính điện trở của mỗi nhánh F L r0 RC Ri RB ( ) Đƣờng cáp 2 (mm ) (m) ( / km ) ( ( ) TPPTT-B1 3*50 175 0,494 10,68 0,043 10,723 TPPTT-B2 3*50 360 0,494 12,6 0,089 17,689 TPPTT-B3 3*50 125 0,494 10,68 0,031 10,711 TPPTT-B4 3*50 185 0,494 10,68 0,046 10,726 1 1 1 -1 Rtđ = ( ) (4-5) R1 R 2 R n 1 1 1 1 -1 Rtđ = ( ) = 3,97 ( ) 10,723 17,689 10,711 10,726 Dung lượng bù tối ưu cho các nhánh: 3,97 Qb1 = 831 – (2954,35– 1826,35). 413,38 (kVAr) 10,723 3,97 Qb2 = 607,33– (2954,35– 1826,35). 354,17(kVAr) 17,689 3,97 Qb3 = 793 – (2954,35 – 1826,35). 508,34(kVAr) 10,711 3,97 Qb4 = 722,6– (2954,35 – 1826,35). 305,1 (kVAr) 10,726 104
  105. Bảng 4.2-Kết quả phân bố dung lượng bù trong nhà máy Q Q Tổng Q bù TBA Loại tụ bù Số bộ bù yêu cầu (kVAr) (kVAr) (kVAr) B1 DLE-3H100K5T 100 5 500 413,38 B2 DLE-3H100K5T 100 4 500 354,17 B3 DLE-3H100K5T 100 6 600 508,34 B4 DLE-3H100K5T 100 5 500 305,1 Với trạm B1, B2, B3, B4 chúng ta sử dụng tụ hạ áp bù cos điện áp 440V do DAE YEONG chế tạo, đặt tại thanh cái hạ áp của các trạm. Các thiết bị được tra từ bảng 6.5 TL III. Tñ ¸pt«mat Tñ ph©n phèi Tñ bï cos Tñ ¸pt«mat Tñ bï cos Tñ ph©n phèi Tñ ¸pt«mat tæng cho c¸c PX ph©n ®o¹n cho c¸c PX tæng H×nh 5.2: S¬ ®å l¾p r¸p tñ bï cos cho tr¹m hai m¸y biÕn ¸p Hình 4.2- Sơ đồ lắp ráp tủ bù cos cho trạm hai máy biến áp Cos của nhà máy sau khi đặt bù: + Tổng công suất của các tụ bù Qtb = 2100(kVAr). + Lượng công suất phản kháng truyền trong lưới cao áp của nhà máy: Q = Qttnm – Qtb = 2954,35-2100=854,35( kVAr) + Hệ số công suất phản kháng của nhà máy sau khi bù: Q 854,35 tg = 0,41 cos = 0,93 Pttnm 2072,3 105
  106. Kết luận: Sau khi lắp đặt tụ bù cho lưới hạ áp của nhà máy, hệ số công suất cos của nhà máy đã đạt yêu cầu của EVN. 4.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 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 trong trạng thái căng thẳng hai mắt và ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ. Kết quả là 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. 4.2.1. Lựa chọn số lƣợng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung Hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sửa chữa cơ khí sẽ dùng bóng đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam. Phân xưởng sửa chữa cơ khí được chia thành hai dãy nhà: + Dãy nhà số 1: Chiều dài: a1 = 45 (m), chiều rộng: b1 = 44 (m). + Dãy nhà số 2: Chiều dài: a2 = 30 (m), chiều rộng: b2 = 44 (m). Tổng diện tích của phân xưởng: S = 3300 m2 Nguồn điện sử dụng: U = 220V, lấy từ tủ chiếu sáng của TBAPX B3. + Độ rọi đèn yêu cầu: E = 30 (lx). + Hệ số dự trữ: k = 1,3 106
  107. + Độ treo cao đèn: H = h – h1 – h2 = 4,5 – 0,7 – 0,8 = 3 (m) (4-6) Trong đó: h = 4,5m : Chiều cao của phân xưởng. h1 : Khoảng cách từ trần đến bóng đèn, thường h1 = 0,5 0,7 (m), chọn h1 = 0,7 (m). h2 : Chiều cao từ nền phân xưởng đến mặt công tác, thường h2 = 0,7 0,9 (m), chọn h2 = 0,8 (m). Hệ số phản xạ của tường: tg = 30%. Hệ số phản xạ của trần: tr = 50%. h 1 H h h2 Hình 4.3-Sơ đồ tính toán chiếu sáng Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, ở đây sẽ áp dụng phương pháp hệ số sử dụng: E.S.Z.k F (lumen) (4-7) n.ksd Trong đó: F(Lumen) : Quang thông của mỗi đèn. E(lx) : Độ rọi yêu cầu S(m2) : Diện tích cần chiếu sáng. 107
  108. K : Hệ số dự trữ. n : Số bóng đèn có trong hệ thống chiếu sáng chung. L: Khoảng cách giữa hai đèn kề nhau (m). Z: Hệ số phụ thuộc loại đèn và tỷ số L/H, thường lấy Z = 0,8 1,4 Các hệ số được tra tại các bảng: 5.1; 5.2; 5.3; 5.5 trang 134,145 và phụ lục VIII TL2. + Tra bảng 5.1 tìm được L/H=1.8 L = 1,8.H = 1,8.3 = 5,4 (m) + Căn cứ vào bề rộng phòng, chọn L = 5 (m). + Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng ta sẽ bố trí đèn như sau: Dãy nhà số 1 có chiều dài 45(m), chiều rộng 44 (m) sẽ bố trí 8 dãy đèn, mỗi dãy gồm 9 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5(m), khoảng cách từ tường đến dãy đền gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 2,5(m), theo chiều rộng phân xưởng là 2(m).Tổng cộng số bóng đèn cần dùng là 8.9= 72 (bóng). Dãy nhà số 2 có chiều dài 30(m), chiều rộng 44(m) bố trí 8 dãy đèn, mỗi dãy gồm 6 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5(m), khoảng cách từ tường đến dãy đền gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 2,5(m),theo chiều rộng phân xưởng là 2 (m). Tổng cộng số bóng đèn cần dùng là: 8.6 = 48 (bóng). Chỉ số của phòng: a.b = (4-8) H.(a b) a11 .b 45.44 1 = 7 H.(a11 b ) 3(45 44) a22 .b 30.44 2 = 5.9 H.(a22 b ) 3.(30 44) Ở đây ai, bi là chiều dài và chiều rộng của dãy nhà thứ i. 108
  109. Với hệ số phản xạ của tường là 30% và hệ số phản xạ của trần là 50%, tra PL VIII.1 TL1 tìm được hệ số sử dụng là ksd1=0,49 và ksd2=0,48 Lấy hệ số dự trữ k = 1,3, hệ số tính toán Z = 1,1 xác định được quang thông của mỗi đèn: E.S1 .Z.k 30.1980.1,2.1,3 F1 = = = 2626,5 (lumen) n1 .k sd1 72.0,49 E.S2 .Z.k 30.1320.1,2.1,3 F2 = = = 2681,2 (lumen) n2 .k sd2 48.0,48 Cả hai dãy nhà đều chọn đèn sợi đốt có công suất Pđ = 200 (W), có quang thông F = 3000 (lumen). Tổng công suất chiếu sáng toàn phân xưởng: P = n.Pđ = ( 72 + 48 ).200 = 24 (kW) 4.2.2. 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 cho phân xưởng gồm một aptômat tổng 3 pha 4 cực và 11 aptômat nhánh một pha hai cực trong đó có 6 aptômat cấp cho 6 dãy đèn mỗi dãy 16 bóng, 5 aptômat cấp điện cho 5 dãy đèn mỗi dãy 10 bóng. Chọn aptômat tổng: Aptômat tổng được chọn theo hai điều kiện: + Điện áp định mức: UđmA Uđmm = 0,38 (kV) + Dòng điện định mức: PCS 21,9 IđmA Itt= 33,27(A). 3.U 3.0,38 Chọn aptômat loại C60N 4 cực 3 pha do hãng Merin Gernin sản xuất có các thông số kỹ thuật sau: IđmA = 63 (A); Uđm = 440 (V); Icắt N = 6 (kA). Chọn cáp từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng: 109
  110. + Cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép: khc. Icp Itt = 33,27 (A) Trong đó: Itt: Dòng điện tính toán của hệ thống chiếu sáng chung. Icp: Dòng điện cho phép tương ứng với từng loại dây. khc: Hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = 1. Chọn cáp 4G2,5 cách điện PVC của LENS có Icp = 41 (A). + Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ khi bảo vệ bằng aptômat: Ik®®t 1,25.I®mA 1,25.63 IđmA = = = 52,5(A) 1,5 1,5 1,5 Vậy cáp đã chọn là hợp lý. Chọn aptômat nhánh: + Chọn cho dãy 9 bóng (P=200W) Điện áp định mức: UđmA Uđmm = 0,22 (kV) Dòng điện định mức: Ikddt n.Pđ 9.0,2 IđmA Itt = 8,2 (A) 1,5 Uđmm 0,22 Vậy chọn aptômat loại C60L loại 1 pha 2 cực do hãng Merin Gerin sản xuất với các thông số sau: IđmA = 25 (A); Uđm = 440(A); IcắtN = 20 (kA). + Chọn aptômat cho dãy 6 bóng (P = 200W): Điện áp định mức: UđmA Uđmm = 0,22 (kV). Dòng điện định mức: Ikddt n.Pđ 6.0,2 IđmA Itt = 5,45 (A). 1.5 Uđmm 0,22 110
  111. Vậy chọn aptômat loại C60L loại 1 pha 2 cực do hãng Merin Gerin sản xuất với các thông số sau: IđmA = 25 (A); Uđm = 440(A); IcắtN = 20 (kA). Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn: + Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép: khc. Icp Itt = 10,9 (A) 2 Chọn loại cáp đồng 2 lõi tiết diện 2*1,5 (mm ) có Icp = 26 (A) do LENS chế tạo. + Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ khi bảo vệ bằng aptômat: Ik®®t 1,25.I®mA 1,25.25 IđmA = = = 20,83(A) 1,5 1,5 1,5 Vậy cáp đã chọn là hợp lý. 111
  112. Tñ PP NS400N C60N 50A §L1 §L2 §L3 §L4 §L5 §L6 Tñ CS PVC (4G2,5) C60N C60L PVC (2x1,5) PVC (2x1,5) Hình 4.4-Sơ đồ mạng điện chiếu sáng phân xưởng sửa chữa cơ khí 112
  113. KẾT LUẬN Qua thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo ThS.Nguyễn Đoàn Phong em đã cố gắng hoàn thành đề tài: “ Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cơ khí Hồng Tuấn”. Trong đồ án em đã thực hiện được những vấn đề sau : - Giới thiệu về nhà máy - Thống kê phụ tải và tính toán phụ tải - Lựa chọn dung lượng và số lượng máy biến áp cung cấp cho phụ tải điện - Tính chọn các thiết bị cao áp và hạ áp - Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các phần tử đã chọn - Bù cos cho toàn nhà máy Trong thời gian thực hiện đồ án em đã thấy rõ được tầm quan trọng của nguồn điện năng ảnh hưởng tới các yếu tố trong mọi lĩnh vực đời sống sinh hoạt và kinh doanh sản xuất. Khi thiết kế cung cấp điện cho công ty, xí nghiệp việc đảm bảo độ tin cậy và nâng cao chất lượng điện năng là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu. Phương án cấp điện tối ưu sẽ đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế, đảm bảo độ tin cậy cũng như độ an toàn khi sử dụng. Do trình độ còn kém và thời gian hạn chế nên đồ án của em còn nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được sự giúp đỡ của thầy cô và các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn đến các thấy cô trong khoa Điện - Điện tử, đặc biệt là thầy giáo ThS.Nguyễn Đoàn Phong đã hướng dẫn tận tình trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp của em vừa qua. Hải Phòng, tháng 7 năm 2014 Sinh viên: Đinh Chính Bình 113
  114. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trần Bách (2006), Lưới điện và hệ thống điện, nhà xuất bản khoa hoc và kĩ thuật 2. Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạch Hoạch (2000), Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp đô thị và các nhà cao tầng, nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật 3. Nguyễn Bội Khuê- Nguyễn Công Hiền- Nguyễn Xuân Phú( 2001), Cung cấp điện, nhà xuất bản khoa hoc và kĩ thuật 4. Ngô Hồng Quang (2001), Sổ tay lựa chọn và tra cứu các thiết bị điện từ 0,4 kV- 500kV, nhà xuất bản khoa học- kĩ thuật 5. Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm (1997), Thiết kế cấp điện, Nhà xuất bản Khoa học- Kĩ thuật 6. Bùi Ngọc Thư (2002), Mạng cung cấp và phân phối điện, nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật 7. Tài liệu trên các website: + + 114
  115. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 3 1.1. Loại ngành nghề,quy mô nhà máy 3 1.2. Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy 10 1.3. Giới thiệu phụ tải của toàn nhà máy 10 1.3.1.Các đặc điểm của phụ tải điện 10 1.3.2.Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy 10 CHƢƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƢỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY 11 2.1. Đặt vấn đề 11 2.2. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí 14 14 tb max 18 2.3. Xác định PTTT cho các phân xưởng khác và toàn nhà máy 31 31 32 37 2.4. Xác định tâm phụ tải điện và vẽ đồ thị phụ tải điện 37 37 38 CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TRUNG ÁP CHO NHÀ MÁY VÀ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 41 115
  116. 3.1. Thiết kế mạng điện trung áp cho nhà máy 41 3.1.1. Các phương án cung cấp điện 41 3.1.2. Tính toán kinh tế - kỹ thuật và lựa chọn phương án hợp lý 53 3.1.3. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn 76 3.2. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 90 3.2.1.Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí để kiểm tra cáp và aptomat 90 3.2.2. Lựa chọn thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xưởng 94 CHƢƠNG 4. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 100 4.1. Tính toán bù công suất phản kháng 100 4.1.1. Đặt vấn đề 100 4.1.2.Chọn thiết bị bù 101 4.1.3.Xác định và phân bố dung lượng bù 102 4.2.Thiết kế hệ thống chiếu sang chung của phân xưởng sửa chữa cơ khí 106 4.2.1. Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung 106 4.2.2. Thiết kế mạng điện của hệ thống chiếu sáng chung 109 KẾT LUẬN 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 116
  117. DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1- Sơ đồ mặt bằng nhà máy 4 Hình 1.2-Sơ đồ mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí 6 Hình 2.1-Sơ đồ phụ tải toàn nhà máy 40 Hình 3.1 - Các phương án thiết kế mạng điện cao áp 52 Hình 3.2- Sơ đồ phương án 1 54 Hình 3.3- Sơ đồ phương án 2 63 Hình 3.4 - Sơ đồ phương án 3 67 Hình 3.5 - Sơ đồ phương án 4 71 Hình 3.6- Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch 77 Hình 3.7- Sơ đồ ghép nối trạm phân phối trung tâm 82 Hình 3.8 – Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp của nhà máy 89 Hình 3.9 – Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho phân xưởng SCCK 98 Hình 3.10 – Sơ đồ đi dây hạ áp cho phân xưởng SCCK 99 Hình 4.1- Sơ đồ thay thế mạng cao áp để phân bố dung lượng bù 103 Hình 4.2- Sơ đồ lắp ráp tủ bù cos cho trạm hai máy biến áp 105 Hình 4.3-Sơ đồ tính toán chiếu sáng 107 Hình 4.4-Sơ đồ mạng điện chiếu sáng phân xưởng sửa chữa cơ khí 112 117
  118. DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU - 5 Bảng 1.2-Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa cơ khí 7 - . 19 - 21 - m II 23 - 24 - 26 - 27 - 28 - i & αcs 39 - 1 46 - 2 48 - 1 54 - ổ 1 55 - 1 60 - 1 61 - 2 63 - 2 64 - 2 65 - 2 66 - 3 67 118
  119. - 3 . 68 - 3 69 - 3 70 - 4 72 - 4 . 72 - 4 73 - 4 74 Bảng 3.19-Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án 75 Bảng 3.20-Thông số của đường dây trên không và cáp 79 Bảng 3.21-Kết quả tính toán ngắn mạch 80 Bảng 3.22-Thông số máy cắt đặt tại TPPTT 81 Bảng 3.23-Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS36 82 Bảng 3.24-Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME16 83 Bảng 3.25-Thông số kỹ thuật của dao cách ly 3DC 85 Bảng 3.26-Thông số kỹ thuật của cầu chì loại 3GD 1605-5B 86 Bảng 3.27-Kết quả chọn Áptômát tổng và Aptômát phân đoạn 86 Bảng 3.28-Kết quả chọn áptômát nhánh loại 4 cực của Merlin Gerlin 87 Bảng 3.29-Kết quả lựa chọn MCCB tổng trong các TĐL 94 Bảng 3.30-Kết quả lựa chọn áptômát trong các tủ động lực và cáp đến các thiết bị 95 Bảng 4.1- Kết quả tính điện trở của mỗi nhánh 104 Bảng 4.2-Kết quả phân bố dung lượng bù trong nhà máy 105 119