Đồ án Nghiên cứu tổng quan hệ thống cung cấp điện của công ty nhựa Thiếu Niên Tiền Phong cơ sở 2-Dương Kinh-Hải Phòng

114 trang huongle 2960

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu tổng quan hệ thống cung cấp điện của công ty nhựa Thiếu Niên Tiền Phong cơ sở 2-Dương Kinh-Hải Phòng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_an_nghien_cuu_tong_quan_he_thong_cung_cap_dien_cua_cong_t.pdf

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu tổng quan hệ thống cung cấp điện của công ty nhựa Thiếu Niên Tiền Phong cơ sở 2-Dương Kinh-Hải Phòng

LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, nƣớc ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, máy móc dần thay thế cho sức lao động của con ngƣời. Để thực hiện đƣợc chính sách công nghiệp hóa, hiện đại hóa các ngành nghề thì không thể tách rời đƣợc việc nâng cấp và cải tiến hệ thống cung cấp điện để có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu tăng trƣởng không ngừng về điện. Với sự định hƣớng của thầy giáo Nguyễn Doãn Phong , của bản thân và cùng với kiến thức đã học tại bộ môn điện công nghiệp- Trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng em đã đƣợc nhận đề tài tốt nghiệp:” Nghiên cứu tổng quan hệ thống cung cấp điện của công ty nhựa Thiếu Niên Tiền Phong cơ sở 2-Dƣơng Kinh- Hải Phòng”. Ngoài phần mở đầu và phần kết luận đồ án của em gồm 4 chƣơng : Chƣơng 1: Tổng quan về cung cấp điện công ty nhựa Tiền Phong Chƣơng 2 : Xây dựng các phƣơng án cấp điện cho công ty Nhựa Tiền Phong Chƣơng 3 : Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện Chƣơng 4 : Thiết kế mạng hạ áp và tính bù công suất phản kháng 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 đƣợc những đóng góp quý báu và sự chỉ bảo của các thầy cô giáo bổ sung cho đồ án của em đƣợc hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự hƣớng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Th.s Nguyễn Doãn Phong đã hƣớng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện và hoàn thành đồ án này. Em Xin Chân Thành Cảm Ơn ! 1
CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY NHỰA THIẾU NIÊN TIỀN PHONG 1.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Hiện nay nền kinh tế nƣớc ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống vật chất và tinh thần của ngƣời dân ngày càng đƣợc nâng cao nhanh chóng. Cùng với sự phát triển nhanh chóng đấy thì nhu cầu điện năng càng tăng trƣởng không ngừng. Do vậy, hệ thống cung cấp điện trong các lĩnh vực ngày càng phát triển và đƣợc cải thiện mạnh mẽ để phục vụ cho đời sống vật chất và tinh thần của con ngƣời. 1.1.1. Vai trò của việc cung cấp điện trong các lĩnh vực - Trong công nghiệp: có nhu cầu sử dụng điện năng lớn nhất. Hệ thống cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp có vai trò rất quan trọng ảnh hƣởng đến quá trình sản xuất và chất lƣợng sản phẩm. Do vậy đảm bảo độ tin cậy hệ thống cung cấp điện và nâng cao chất lƣợng điện năng là mối quan tâm hàng đầu của các đề án thiết kế cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp. - Trong nông nghiệp: Đây là lĩnh vực có nhiều loại phụ tải. Ngày nay đất nƣớc đang trên đà phát triển, hội nhập do đó nhu cầu sử dụng điện năng ở nông thôn đóng vai trò quan trọng đến sự phát triển sản xuất, nuôi trồng của ngƣời dân ở nông thôn, điện năng ở nông thôn hiện nay cũng cần phải đƣợc đảm bảo tin cậy, chắc chắn. - Thƣơng mại, dịch vụ: Lĩnh vực này có nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng.Lĩnh vực này góp phần vào sự phát triển kinh tế, xã hội của đất nƣớc, vì vậy hệ thống cung cấp điện ngày càng đƣợc nâng cao và cải thiện 1.1.2. Các yêu cầu chung khi thiết kế cấp điện - Độ tin cậy cấp điện: Mức độ đảm bảo liên tục tùy thuộc vào tính chất và 2
yêu cầu của phụ tải. - Chất lƣợng điện năng: Đƣợc đánh giá qua 2 chỉ tiêu là tần số và điện áp. Tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện quốc gia điều khiển, còn điện áp do ngƣời thiết kế phải đảm bảo về chất lƣợng điện áp. - An toàn: Công trình cấp điện phải đƣợc thiết kế có tính an toàn cao, an toàn cho ngƣời vận hành, ngƣời sử dụng và an toàn cho chính các thiết bị điện và toàn bộ công trình. - Kinh tế: Một đề án cấp điện ngoài đảm bảo đƣợc vấn đề tin cậy, chất lƣợng, an toàn thì cũng cần phải đảm bảo về kinh tế. Ngoài ra ngƣời thiết kế cũng cần phải lƣu ý đến hệ thống cấp điện thật đơn giản thi công, dễ vận hành, dễ sử dụng, dễ phát triển 1.2. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY NHỰA THIẾU NIÊN TIỀN PHONG 1.2.1.Quá trình xây dựng và phát triển Công ty CP Nhựa Thiếu niên Tiền Phong Địa chỉ : Số 2 An Đà, Phƣờng Lạch Tray, Quận Ngô Quyền, Thành phố Hải Phòng . Công ty CP Nhựa Thiếu niên Tiền Phong tiền thân là Nhà máy Nhựa Thiếu niên Tiền phong, đƣợc thành lập từ năm 1960 với quy mô gồm 4 nhà xƣởng chính: Phân xƣởng cơ khí, phân xƣởng nhựa trong (polystyrol) và phân xƣởng bóng bàn, đồ chơi. Ngày 19/05/1960, Nhà máy Nhựa Thiếu niên Tiền phong chính thức khánh thành đi vào hoạt động với nhiệm vụ chủ yếu: Chuyên sản xuất các mặt hàng phục vụ thiếu niên nhi dồng. Với ý nghĩa lịch sử thiêng liêng đó, 50 năm qua, tập thể CBCNV Công ty đã từng bƣớc nỗ lực hết mình, phát huy tinh thần chủ động, sáng tạo, dám nghĩ dám làm, đƣa Công ty từng bƣớc phát triển vững mạnh đảm bảo hoàn thành xuất xắc các nhiệm vụ mà Đảng, Nhà nƣớc và nhân dân giao phó. Trải qua nhiều thăng trầm, ngày 29/4/1993 với Quyết định số 386/CN/CTLD của Bộ Công Nghiệp Nhẹ (nay là Bộ Công Thƣơng), nhà máy Nhựa Thiếu niên Tiền Phong đƣợc đổi tên thành Công ty Nhựa Thiếu niên 3
Tiền phong. Theo đó Công ty Nhựa Thiếu niên Tiền phong trở thành một doanh nghiệp Nhà nƣớc, sản xuất các sản phẩm từ chất dẻo. Với mô hình tổ chức mới, chủ động đáp ứng nhu cầu của thị trƣờng, Công ty đã mạnh dạn chuyển đổi mặt hàng truyền thống từng nổi tiếng một thời nhƣng hiệu quả thấp để chuyển hẳn sang sản xuất ống nhựa PVC, PEHD Từ những bƣớc đi đúng đắn, vững chắc, sản phẩm của Công ty đã và đang chiếm lĩnh thị trƣờng bằng uy tín về chất lƣợng cũng nhƣ tính cạnh tranh về giá bán. Đến ngày 17/8/2004, công ty Nhựa Thiếu niên Tiền Phong đã đƣợc chuyển đổi sang hình thức công ty Cổ phần bằng quyết định số 80/2004/QD-BCN cảu bộ Công nghiệp. Đánh dấu một bƣớc đi phát triển mới của công ty. Cùng với quá trình đổi mới nền kinh tế và thực hiện công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nƣớc, Công ty đã mạnh dạn đầu tƣ, đổi mới nhiều chủng loại sản phẩm cho phù hợp với nhu cầu thị trƣờng . Mặt hàng ống nhựa u. PVC, PEHD, PPR dung trong lĩnh vực cung cấp nƣớc sạch, tiêu thoát nƣớc thải phục vụ nhu cầu dân dụng và sử dụng trong các nghành xây dựng, công nghiệp, nông nghiệp đã nhanh chóng chiếm lĩnh thị trƣờng Với phƣơng châm “Chất lƣợng là trên hết, đảm bảo quyền lợi chính đáng cho ngƣời tiêu dùng” thƣơng hiệu Nhựa Tiền Phong đã đƣợc khẳng định trên thị trƣờng có sức lan tỏa mạnh mẽ. Tiếp tục duy trì hệ thống kiểm soát chất lƣợng một cách chặt chẽ, đồng thời lựa chọn đa phƣơng thức phục vụ nhằm tối đa nhu cầu khách hàng. Vì vậy trong những năm tới, công ty chắc chắn sẽ duy trì đƣợc tốc độ phát triển cao, giữ vững và ngày càng mở rộng thị trƣờng, không chỉ thị trƣờng trong nƣớc mà còn vƣơn ra thị trƣờng nƣớc ngoài. Công ty cũng đã đăng ký bộ hộ nhãn hiệu hàng hóa 5 nƣớc Trung Quốc, Lào, Thái Lan, Campuchia và Myanma. Với mạng lƣới tiêu thụ gồm 6 Trung tâm bán hàng trả chậm và gần 300 đại lý bán hàng, sản phẩm Nhựa Tiền phong đã và đang có mặt ở các miền trên cả nƣớc. Đặc biệt tại miền Bắc, sản phẩm Nhựa Tiền Phong sẽ 4
chiếm 70-80% thị phần ống nhựa. Để hòa nhịp tốc độ phát triển của đất nƣớc, công ty phấn đấu doanh thu bán hàng, GTSXCN, lợi nhuận ròng và nộp ngân sách năm sau sẽ tăng hơn năm trƣớc từ 10-15%. Từng bƣớc nâng cao đời sống của CBCNV, qua đó tạo điều kiện để công ty thực hiện tốt công tác từ thiện và an sinh xã hội. 1.2.2. Kết cấu sản suất công ty Kết cấu dây chuyền sản xuất của công ty đƣợc mô tả nhƣ hình 1.1. Trong đó bao gồm hai bộ phận: Bộ phận sản xuất chính là các phân xƣởng, một, hai, ba, bốn Bộ phận sản xuất phụ trợ là phân xƣởng sản xuất cơ điện có nhiệm vụ chế tạo, sửa chữa máy móc khuôn mẫu cho các phân xƣởng chính.Ngoài ra còn có các kho nguyên vật liệu và kho chứa thành phẩm. Hình 1.1. Sơ đồ dây chuyền sản xuất trong công ty Nhựa Tiền Phong Giải thích ký hiệu: Kho NL : Kho nguyên liệu Kho PP : Kho phế phẩm Kho TP: Kho thành phẩm PXi trong đó i = 1, 2, 3, 4, PX1 :Chuyên sản xuất các loại sản phẩm ống UPVC từ 048 đến 0500mm và các loại sản phẩm ống xẻ lọc nƣớc. PX2 : Chuyến sản xuất các loại sản phẩm ống từ 021 đến 024mm và các loại sản phẩm ống PROFILE và ống PEHD. PX3 :Chuyên sản xuất các loại sản phẩm ép phun phụ tùng ống. PX4 : Chuyên sản xuất các loại nguyên liệu đầu và ( trộn bột ) và các loại 5
phụ tùng nung hàn. Khối SP : Sản phẩm sau mỗi phân xƣởng. Khối KT : Kiểm tra sản phẩm sau mỗi phân xƣởng. 1) Công ty có 8 phòng ban chức năng với các nhiệm vụ sau: * Phòng tổ chức lao động ( TCLĐ). - Giúp giám đốc quản lý về nhân lực, bố trí lao động vŕ đŕo tŕo CBNV. - Quản lý hồ sơ, thực hiện các chế độ chính sách bảo hiểm xã hội. - Lập kế hoạch tiền lƣơng, duyệt quỹ tiền hàng tháng đối với các đơn vị. - Phụ trách công tác bảo vệ, phòng cháy chữa cháy và an toàn lao động. * Phòng tài chính kế toán (TCKT) - Theo dõi các quản ls về mặt tài chính của doanh nghiệp, hoạch toán thu chi và xây dựng các kế hoạch tài chính. - Phản ánh thu chi vào khoản hạch toán chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm, phân phối lợ nhuận, lập báo cáo tài chính. * Phòng kế hoạch vật tƣ ( KHVT) - Xây dựng kế hoạch sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp theo định kỳ ( năm, quý, tháng) - Lập các dự án đầu tƣ nguyên liệu, bảo quản vật tƣ nguyên liệu. Cung ứng vật tƣ, nguyên liệu và các thiết bị đầu vào * Phòng tiêu thụ: - Phụ trách khâu tiêu thụ sản phẩm của công ty, lập kế hoạch tiêu thụ hàng tháng, hàng quý, bảo quản các kho sản phẩm. Điều động các phƣơng tiện vận chuyển sản phẩm cho các tổng đại lý và khách hàng, theo dõi và quản lý mạng đại lý, hàng tháng thu tiền về nộp cho tài vụ. - Đặc biệt ngoài các nhiệm vụ trên, phòng còn phải làm công tác Marketing và dự báo thị trƣờng cung cấp thông tin cho phòng kế hoạch để lập kế hoạch SX-KD. * Phòng kỹ thuật sản xuất (KTSX). - Theo dõi và quản lý các thiết bị sản xuất, lập kế hoạch bảo dƣỡng duy 6
tu thiết bị, bố trí mặt hàng sản xuất. Xây dựng các quy trình công nghệ và quy trình vận hành thiết bị, cùng với phòng TCLĐ lập các định mức sản phẩm, định mức vật tƣ nguyên liệu. * Phòng nghiên cứu thiết kế (NCTK). - Nghiên cứu phát triển khoa học kỹ thuật, nghiên cứu thay đổi mẫu mã sản phẩm và phát triển mặt hàng mới. * Phòng chất lƣợng (KCS). - Quản lý hệ thống tiêu chuẩn chất lƣợng sản phẩm của doanh nghiệp, kiểm tra chất lƣợng sản phẩm trƣớc khi xuất xƣởng. * Phòng hành chính - quản lý -y tế (HC-QL-YT). - Chăm lo đời sống, sức khoẻ cho cán bộ công nhân viên, tiếp khách, in ấn, văn thƣ. 1.3. CƠ SỞ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN Xác định nhu cầu sử dụng điện của công trình là nhiệm vụ đầu tiên của việc thiết kế cung cấp điện. Xác định chính xác phụ tải tính toán là một việc rất quan trọng vì khi phụ tải tính toán đƣợc xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ của các thiết bị, đôi khi dẫn đến cháy nổ và nguy hiểm. Còn nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế thì các thiết bị đƣợc chọn sẽ quá lớn và sẽ gây lãng phí về kinh tế. 1.3.1. Các thông số đặc trƣng của thiết bị tiêu thụ điện a) Công suất định mức Pđm Pđm : Là công xuất ghi trên nhãn hiệu máy hoặc ghi trong lý lịch máy. Đối với công suất định mức động cơ chính là công suất trên trục động cơ. Công suất đầu vào của động cơ là công suất đặt, [TL3;tr 26] Pđm Pđ ( 1-1) đc 7
b) Công suất đặt ( Pđ ) - Đối với các thiết bị chiếu sáng, công suất đặt là công suất ghi trên đế hay bầu đèn - Đối với động cơ điện: làm việc ở chế độ ngắn hạn công suất định mức tính toán quy đổi công suất định mức ở chế độ dài hạn tức là quy đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điểm của động có  % = 10% Công thức quy đổi: PP'.đm đm đm (1-2) c) Hệ số sử dụng ( Ksd) - Ksd là tỷ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất đặt Pđ ( hay công suất định mức) trong một khoảng thời gian xem xét (tck), [TL3;tr 28] Ptb Ksd (1-3) Pđm d) Hệ số nhu cầu ( knc< 1) - Hệ số nhu cầu Knc là tỷ số giữa công suất tính toán (trong điều kiện thực tế) hoặc công suất tiêu thụ( trong điều kiện vận hành) với công suất đặt Pđ (công suất định mức Pđm) của nhóm hộ tiêu thụ, [ TL3;tr 29]: PPPtt tt tb Knc . (1-4) PPPđmđ m tb Cũng giống nhƣ hệ số cực đại hệ số nhu cầu thƣờng tính cho phụ tải tác dụng. Đối với phụ tải chiếu sáng Knc = 0.8 e) Hệ số đồng thời Kđt - Hệ số Kđt là tỷ số giữa công suất tác dụng tính toán cực đại Ptt tại nút khảo sát của hệ thống cung cấp điện với tổng các công suất tác dụng tính toán. Ptt Kdt n (1-5)  Ptti 1 8
f) Số thiết bị tiêu thụ điên năng hiệu quả Giả thiết có một nhóm gồm n thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc khác nhau thì nhq là số thiết bị tiêu thụ điên năng hiệu quả của nhóm đó, là một số quy đổi gồm có nhq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc nhƣ nhau và tạo lên phụ tải tính toán bằng phụ tải điện tiêu thụ bởi n thiết bị tiêu thụ trên. 1.3.2. Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán. a) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu - Xác định phụ tải tính toán tác dụng: [ TL1,Tr12,CT 2.1] PPPtt nc. đ (1-6) Thƣờng PPđđ m PKPtt nc. dm (1-7) - Xác định phụ tải tính toán phản kháng: [ TL1,Tr 12, CT 2.2] Qtt P tt . tg (KVAr) (1-8) - Xác định phụ tải tính toán toàn phần: 22 SPQtt tt tt ( KVA) ( 1-9) b) Xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích. PPStt 0. (1-10) 2 Với P0 : Công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích (KW/m ) S : Diện tích (m2) Phƣơng pháp này chỉ sử dụng cho thiết kế sơ bộ. c) Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu thụ điên năng trên một đơn vị sản phẩm M.W0 PPtt ca ( 1- 11 ) Tca Trong đó: M: Số lƣợng sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm W0 : Suất tiêu hao điên năng trên một đơn vị sản phẩm Tca : Thời gian sử dụng công suất cực đại. 9
e) Xác định phụ tải tính toán của các thiết bị điện một pha - Khi có thiết bị điện một pha trƣớc tiên phải phân phối các thiết bị này vào ba pha sao cho sự không cân bằng giữa các pha là ít nhất. - Nếu tại điểm cung cấp phần công suất không cân bằng 15% tổng công suất tại điểm xét thì phải quy đổi các thiết bị một pha thành ba pha. Các thiết bị một pha thƣờng đƣợc nối vào điện áp một pha: PPtt3 pha 3. tt (1 pha )max (1- 12) Khi thiết bị một pha nối vào điện áp dây PPtt3 pha 3. tt (1 pha ) (1-13) Khi thiết bị một pha nối vào điện áp pha và thiết bị một pha nối vào điện áp dây thì ta phải quy đổi các thiết bị nối vào điện áp dây thành các thiết bị nối vào điện áp pha, phụ tải tính toán thì bằng tổng phụ tải của một pha nối vào điện áp pha và phụ tải quy đổi của thiết bị một pha nối vào điện áp dây. Sau đó tính phụ tải ba pha bằng ba pha phụ tải của pha đó có tải lớn nhất. f) Xác định phụ tải đỉnh nhọn - Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải xuất hiện trong thời gian rất ngắn tù 1 đến 2 giây, thông thƣờng ngƣời ta tính dao động đỉnh nhọn và sử dụng nó để kiểm tra về độ lệch điện áp cho các thiết bị bảo vệ tính toán tự động của các động cơ điện, dòng điện đỉnh nhọn thƣờng xuất hiện khi khởi động máy của các động cơ điện hoặc các máy biến áp hàn. Đối với một thiết bị thì dòng điện mở máy của động cơ chính bằng dòng điện đỉnh nhọn. IIKI . (1-14) nmđ . nhon nm đm Trong đó : K nm : hệ số mở máy của động cơ Với động cơ một chiều Knm = 2,5 10
Với động cơ không đồng bộ roto lồng sóc 3 pha Knm= 5  7. Với máy biến áp hàn Knm > 3 - Đối với một nhóm thiết bị thì dao động đỉnh nhọn xuất hiện khi máy dao động mở máy lớn nhất trong nhóm các động cơ mở máy, còn các động cơ khác thì làm việc bình thƣờng. Sơ đồ mặt bằng công ty Nhựa Tiền Phong 11
Y T KVT PX CÐ PX 4 PX 5 PX 3B PX 2 PX 3A PX 1 K T P ÐU ? NG S? D?CHUNG NG K H C Ðu?ng di ch? Huong Ðu?ng 355 Ðu?ng di 353 Hình 1.2. Sơ đồ mặt bằng công ty Nhựa Tiền Phong 12
1.4. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÔNG TY NHỰA TIỀN PHONG 1.4.1. Xác định phụ tải tính toán cho phân xƣởng sản xuất chính. a) Phụ tải tính toán cho phân xưởng 1 Dựa vào vị trí , công suất của các máy trong phân xƣởng 1 quyết định chia phân xƣởng 1 thành 3 nhóm phụ tải. + Tính toán phụ tải nhóm 1. Bảng 1.1. Thống kê phụ tải nhóm 1 phân xƣởng 1. P đmi Pđmi STT Tên thiết bị Số lƣợng cos Ksd kW kW 1 Máy PEHD 70/1 1 170 170 0,7 0,6 2 Máy PEHD 70/2 1 173 173 0,7 0,6 3 Máy nóng SICA/1 1 165 165 0,7 0,6 4 Máy nóng SICA/2 1 165 165 0,7 0,6 5 Máy 60KK2 1 80 80 0,7 0,6 6 Máy 50KK1 1 80 80 0,7 0,6  6 833 0,7 0,6 Ta có : n= 6, n = 4, P = 673, P = 833 (kW) 1 1  n 4 n*= 1 = = 0,66 n 6 P 673 P*= 1 = 0,8 P 833  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,86 → nhq n hq *. n 0,86.6 5,16 Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=5,16 → kmax = 1,41 13
Phụ tải tính toán nhóm 1: Ptt1 k max k sd  p 1,41. 0,6. 833 = 704,7(kW ) Có Cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02 Qtt = Ptt . tgφ = 704,7.1,02 = 718,8 (kVAr) 2 2 2 2 SPQtt1 tt 1 tt 1 704,7 718,8 1006,6 (kVA ) + Tính toán phụ tải nhóm 2: Bảng 1.2. Thống kê phụ tải nhóm 2 phân xƣởng 1. P Số đmi Pđmi STT Tên thiết bị cos Ksd lƣợng kW kW 1 Trạm khí nén 4 25 100 0,8 0,65 2 Máy 60KR1 1 95 95 0,7 0,6 3 Máy 60KK1 1 85 85 0,7 0,6 4 Máy nghiền hàn quốc 1 170 170 0,7 0,6 5 Máy nghiền Đức 1 150 150 0,7 0,6 6 Máy KME 500 1 100 100 0,7 0,6 7 Hệ máy lạnh và bơm nƣớc 1 110 110 0,8 0,6 8 Hệ máy xẻ ống dọc 17 2.5 42,5 0,8 0,65  27 852,5 0,72 0,6 Ta có : n= 27, n = 5, P = 625, P = 852,5 (kW) 1 1  n 5 n*= 1 = = 0,18 n 27 P 625 P*= 1 = 0,73 P 852,5  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,28 → nhq n hq *. n 0,28.27 7,56 Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=7,56 14
→ kmax = 1,33 Phụ tải tính toán nhóm 1: Ptt2 k max k sd  p 1,33. 0,6. 852,5 = 680,3 (kW) Có Cosφ = 0,72 → tgφ = 0,96 Qtt = Ptt . tgφ = 680,3.0.96 = 653,1 (kVAr) 2 2 2 2 SPQtt1 tt 1 tt 1 680,3 653,1 943,1 (kVA ). + Tính toán phụ tải chiếu sáng phân xƣởng 1: 2 Chọn P0 = 15 (W/ m ) Pcs = .S = 15. 8568 = 128520 (W ) = 128,5 ( kW ) Phụ tải tác dụng tính toán phân xƣởng 1: PPX 1 =  PKTT. TT = ( 704,7 + 608,3). 0,85 = 1116,05 ( kW) Công suất phản kháng tính toán phân xƣởng 1 Có Cosφ = 0,72 → tgφ = 0,96 QPX 1 = 1116,05. 0,96 = 1071,4 (kVAr) Công suất toàn phần phân xƣởng 1 22 2 2 SPQtt px11 px = 1116,05 1071,4 = 1547 (kVA ). b) Phụ tải tính toán của phân xưởng 2 Dựa vào vị trí và công suất các máy trong phân xƣởng quyết định chia phân xƣởng thành 3 nhóm phụ tải. + Tính toán phụ tải nhóm 1 phân xƣởng 2. 15
Bảng 1.3. Thống kê phụ tải nhóm 1 phân xƣởng 2. P P STT Tên thiết bị Số lƣợng đmi  đmi cos Ksd (kW) (kW) 1 Máy PEHD 90 1 154 154 0,7 0,6 2 Máy PEHD 70 1 135 135 0,7 0,6 3 Máy PPR 1 75 75 0,7 0,6 4 Máy 50 KR1 1 76 76 0,7 0,6 5 Máy 50 KR2 1 75 75 0,7 0,6 6 Máy 600 KK 1 75 75 0,7 0,6 7 Máy C/E 7/2 1 60 60 0,7 0,6  7 810 0,7 0,6 Ta có : n= 7 , n = 2, P = 289, P = 810 (kW) 1 1  n 2 n*= 1 = = 0,28 n 7 P 289 P*= 1 = 0.35 P 810  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,90 → nhq n hq *. n 0,90.7 6,58 Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=6,58 → kmax = 1,37 Phụ tải tính toán nhóm 1: Ptt1 k max k sd  p 1,37. 0,6. 810= 665,8(kw ) Có Cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02 Qtt = Ptt . tgφ = 665,8.1,02 = 679,11(kVAr) 2 2 2 2 SPQtt1 tt 1 tt 1 665,6 679,11 945,2 (kVA ) + Tính toán phụ tải nhóm 2 phân xƣởng 2 16
Bảng 1.4. Thống kê phụ tải nhóm 2 phân xƣởng 2 P STT Tên thiết bị Số lƣợng đmi Pđmi cos Ksd (kW) (kW) 1 Máy  65 1 57 57 0,7 0,6 2 Máy nghiền 1 130 130 0,7 0,6 3 Máy xay 1 80 80 0,7 0,6 4 Máy 63/2 1 125 125 0,7 0,6 5 Máy 50/2 1 60 60 0,7 0,6 6 Máy 63/1 1 100 100 0,7 0,6 7 Máy 50/6 1 70 70 0,7 0,6  7 622 0,7 0,6 Ta có : n= 7 , n =5, P = 505, P = 622 (kW) 1 1  n 5 n*= 1 = = 0,71 n 7 P 505 P*= 1 = 0,81 P 622  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,90 → nhq n hq *. n 0,90.7 6,58 Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=6,58 → kmax = 1,37 Phụ tải tính toán nhóm 2: Ptt2 k max k sd  p 1,37. 0,6. 622= 511,2(kW ) Có Cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02 Qtt = Ptt . tgφ = 511,2.1,02 = 521,41(KVAr) 2 2 2 2 SPQtt2 tt 2 tt 2 511,2 521,4 730,2 (kVA + Tính toán phụ tải nhóm 3 phân xƣởng 2 17
Bảng 1.5. Thống kê phụ tải nhóm 3 phân xƣởng 2 P STT Tên thiết bị Số lƣợng đmi Pđmi cos Ksd (kW) (kW) 1 Máy 50/3 1 64 64 0,7 0,6 2 Máy 50/5 1 55 55 0,7 0,6 3 Máy 50/4 1 80 80 0,7 0,6 4 Hệ máy nén khí 2 45 90 0,7 0,6 5 Hệ máy lạnh và bơm 1 150 150 0,8 0,6 6 Hệ thnƣốngớc trộn 2 85 170 0,7 0,6  8 609 0,7 0,6 Ta có : n=8 , n =3, P = 400, P = 609 (kW) 1 1  n 3 n*= 1 = = 0,37 n 8 P 400 P*= 1 = 0,65 P 609  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,68 → nhq n hq *. n 0,68.8 5,44 Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=5,44 → kmax = 1,41 Phụ tải tính toán nhóm 3: Ptt3 k max k sd P tt 1,41. 0,6. 609= 515,2(kW ) Có Cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02 Qtt = Ptt . tgφ = 515,2.1,02 = 525,5(kVAr) 2 2 2 2 SPQtt3 tt 3 tt 3 515,2 525,5 735,9 (kVA ) + Tính toán phụ tải chiếu sáng phân xƣởng 2: 2 Chọn P0 = 15 (W/ m ) 18
Pcs = P0 .S = 15. 5670 = 85050 (W ) = 85,5 (kW) Phụ tải tác dụng tính toán phân xƣởng 2: PPX 2 =  PKTT. TT = ( 665,8+511,2+515,2). 0,85=1438,37(kW) Công suất phản kháng tính toán phân xƣởng 2 Có Cosφ = 0,72 → tgφ = 0,96 QPX 2 = 1438,37. 0,96 = 1380,8 (KVAr) Công suất toàn phần phân xƣởng 2 22 2 2 SPQtt px22 px = 1438,37 1380,8 = 1993,8 ( kVA) c) Phụ tải tính toán phân xưởng 3A. Dựa vào công suất và vị trí của các máy trong phân xƣởng quyết định chia phân xƣởng 3A thành 3 nhóm phụ tải. + Tính toán phụ tải nhóm 1. Bảng 1.6. Thống kê phụ tải nhóm 1 phân xƣởng 3A P STT Tên thiết bị Số lƣợng đmi Pđmi cos Ksd (kW) (kW) 1 Máy HQ 350T 1 147 147 0,7 0,6 2 Máy HQ 850T 1 150 150 07 0,6 3 Máy HQ-6 1 75 75 07 0,6 4 Máy HQ-7 1 63 63 0,7 0,6 5 Máy HQ-8 1 70 70 0,7 0,6 6 Máy HQ-11 1 55 55 0,7 0,6 7 Máy HQ-12 1 75 75 0,7 0,6  635 0.7 0,6 Ta có : n= 7 , n = 2, P = 297, P = 635 (kW) 1 1  n 2 n*= 1 = = 0,28 n 7 19
P 297 P*= 1 = 0.46 (kW) P 635  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,78 → nhq n hq *. n 0,78.7 5,46 Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=5,46 → kmax = 1,41 Phụ tải tính toán nhóm 1: Ptt1 k max k sd  p 1,41. 0,6.635= 537,21(kW+) Có Cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02 Qtt = Ptt . tgφ = 537,21.1,02 = 547,95(kVAr) 2 2 2 2 SPQtt1 tt 1 tt 1 537,21 547,95 767,36 (kVA ) + Tính toán phụ tải nhóm 2 cho phân xƣởng 3A Bảng 1.7. Thống kê phụ tải nhóm 2 phân xƣởng 3A P STT Tên thiết bị Số lƣợng đmi Pđmi cos Ksd (kW) (kW) 1 Máy trộn 100L 1 120 120 0,7 0,6 5 Máy trộn 200L 1 136 136 0,7 0,6 3 Máy hóa dẻo 1 87 87 0,7 0,6 4 Máy HQ-1 1 80 80 0,7 0,6 5 Máy HQ-2 1 55 55 0,7 0,6 6 Máy HQ-3 1 55 55 0,7 0,6 7 Máy HQ-4 1 75 75 0,7 0,6  7 508 0,7 0,6 20
Ta có : n= 7 , n =5, P = 505, P = 622 (kW) 1 1  n 5 n*= 1 = = 0,71 n 7 P 505 P*= 1 = 0,81 P 622  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,90 → nhq n hq *. n 0,90.7 6,58 Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=6,58 → kmax = 1,37 Phụ tải tính toán nhóm 2: Ptt2 k max k sd  p 1,37. 0,6. 622= 511,2 (kW ) Có Cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02 Qtt = Ptt . tgφ = 511,2.1,02 = 521,41(kVAr) 2 2 2 2 SPQtt2 tt 2 tt 2 511,2 521,4 730,2 (kVA ) Tính toán phụ tải nhóm 3 phân xƣởng 3A Bảng 1.8. Thống kê phụ tải nhóm 3 phân xƣởng 3A P STT Tên thiết bị Số lƣợng đmi Pđmi cos Ksd (kW) (kW) 1 Máy HQ-600T 1 150 150 0,7 0,6 2 Máy HQ-200T 1 90 90 0,7 0,6 3 Máy HQ-5 1 65 65 0,7 0,6 4 Máy HQ-10 1 60 60 0,7 0,6 5 Máy HQ-13 1 50 50 0,7 0,6 6 Nhà nghiền 1 85 85 0,7 0,6 7 Hệ máy lạnh và bơm nƣớc 5 40 200 0,8 0,6  11 700 0,7 0,6 Ta có : n=11 , n1=3, = 325, = 700 (kW) 21
n 3 n*= 1 = = 0,27 n 11 P 325 P*= 1 = 0,46 P 700  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,78 → nhq n hq *. n 0,78.11 8,58 Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=8,58 → kmax = 1,30 Phụ tải tính toán nhóm 3: P k k p 1,30. 0,6. 700= 546 (kW ) tt3 max sd  tt Có Cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02 Qtt = Ptt . tgφ = 546.1,02 = 556,92 (kVAr) 2 2 2 2 SPQtt3 tt 3 tt 3 546 556,92 779,92 (kVA ) + Tính toán phụ tải chiếu sáng phân xƣởng 3A: 2 Chọn P0 = 15 (W/ m ) Pcs = .S = 15. 6800 = 102000 (W ) = 102 (kW ) Phụ tải tác dụng tính toán phân xƣởng 3A: PPX3 A =  PKTT. TT = ( 537,21+ 511,2+546). 0,85=1355,24 (kW) Công suất phản kháng tính toán phân xƣởng 3A Có Cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02 QPX3 A = 1355,24. 1,02 = 1382,35 (kVAr) Công suất toàn phần phân xƣởng 3A 22 2 2 SPQtt px33 A px A = 1355,24 1382,35 = 1935,8 ( kVA) d) Tính toán phụ tải phân xưởng 3B Dựa vào vị trí và công suất các máy trong phân xƣởng quyết định chia phân xƣởng 3B thành 2 nhóm phụ tải. + Tính toán phụ tải nhóm 1 phân xƣởng 3B 22
Bảng 1.9. Thống kê phụ tải nhóm 1 phân xƣởng 3B Pđmi Số Pđmi STT Tên thiết bị cos Ksd lƣợng (kW) (kW) 1 Máy trộn 750L/1 1 200 200 0,7 0,6 2 Máy trộn 500L 1 150 150 0,7 0,6 Máy lạnh và 30 150 3 5 0,8 0,6 bơm 4 Máy ép thủy lực 1 60 60 0,8 0,6 5 Hệ nghiền 1 50 50 0,7 0,6 6 Máy ép phun s1 1 38 38 0,7 0,6 7 Máy ép phun s2 1 38 38 0,7 0,6  11 686 0,73 0,6 Ta có : n= 11, n = 2, P =350, P = 686 (kW) 1 1  n 2 n*= 1 = = 0,18 n 11 P 350 P*= 1 = 0.5 (Kw) P 686  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,48 → nhq n hq *. n 0,48.11 5,28 Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=5,28 → kmax = 1,41 Phụ tải tính toán nhóm 1: Ptt1 k max k sd  p 1,41. 0,6.686= 580,35 (kW ) Có Cosφ = 0,73 → tgφ = 0,93 Qtt = Ptt . tgφ = 580,35.0,93 = 539,72 (kVAr) 23
2 2 2 2 SPQtt1 tt 1 tt 1 580,35 539,72 792,53 (kVA ) + Tính toán phụ tải nhóm 2 phân xƣởng 3B Bảng 1.10. Thống kê phụ tải nhóm 2 phân xƣởng 3B Số Pđmi Pđmi STT Tên thiết bị cos Ksd lƣợng (kW) (kW) 1 Máy ép phun s3 1 40 40 0,7 0,6 2 Máy ép phun s4 1 40 40 0,7 0,6 3 Máy ép phun s5 1 50 50 0,7 0,6 4 Máy ép phun s6 1 60 60 0,7 0,6 5 Máy ép phun s7 1 35 35 0,7 0,6 6 Máy ép phun s8 1 30 30 0,7 0,6 7 Máy ép phun s9 1 30 30 0,7 0,6 8 Máy ép phun s10 1 40 40 0,7 0,6 9 Máy ép phun s11 1 40 40 0,7 0,6 10 Máy ép phun s12 1 38 38 0,7 0,6 11 Máy ép phun s13 1 38 38 0,7 0,6 12 Máy ép phun s14 1 35 35 0,7 0,6 13 Máy ép phun s15 1 40 40 0,7 0,6  13 516 0,7 0,6 Ta có : n=13 , n =11; P = 456, P = 516 (kW) 1 1  n 11 n*= 1 = = 0,84 n 13 P 456 P*= 1 = 0,88 P 516  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,93 → nhq n hq *. n 0,93.13 12,09 24
Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=12,09 → kmax = 1,23 Phụ tải tính toán nhóm 2: Ptt2 k max k sd  p 1,23. 0,6. 516= 380,8 (kW ) Có Cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02 Qtt = Ptt . tgφ = 380,8.1,02 = 388,4(kVAr) 2 2 2 2 SPQtt2 tt 2 tt 2 380,8 388,4 543,9 (kVA ) + Tính toán phụ tải chiếu sáng phân xƣởng 3B: 2 Chọn P0 = 15 (W/ m ) Pcs = .S = 15. 4500 = 67500 (W ) = 67,5 (kW ) Phụ tải tác dụng tính toán phân xƣởng 3B PPX3 B =  PKTT. TT =( 580,35+380,8). 0,85=816,97(kW) Công suất phản kháng tính toán phân xƣởng 3B Có Cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02 QPX3 B = 816,97. 1,02 = 833,31 (KVAr) Công suất toàn phần phân xƣởng 3B 22 2 2 SPQtt px33 A px A = 816,97 833,31 = 1166,98 ( KVA) 25
e) Tính toán phụ tải phân xưởng 4. Bảng 1.11. Thống kê phụ tải phân xƣởng 4 Số Pđmi Pđmi STT Tên thiết bị cos Ksd lƣợng (kW) (kW) 1 Máy trộn 750L/1 1 200 200 0,7 0,6 2 Máy trộn 600L 1 175 175 0,7 0,6 3 Máy trộn 750L/2 1 210 210 0,7 0,6 4 Máy sản xuất keo 1 20 20 0,7 0,6 5 Ép zoăng 1 45 45 0,7 0,6 6 Máy khuấy 300L 1 125 125 0,7 0,6 7 Máy lạnh và bơm 5 30 150 0,8 0,6 8 Máy ép thủy lực 1 60 60 0,8 0,6 9 Hệ lò nong 1 100 100 0,8 0,6 10 Hệ máy nén khí 3 13 39 0,8 0,6  16 1124 0,74 0,6 Ta có : n=16, n =4 P = 710, P = 1124(kW) 1 1  n 4 n*= 1 = = 0,25 n 16 P 710 P*= 1 = 0,63 P 1124  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,57 → nhq n hq *. n 0,57.16 9,12 Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=9,12 → kmax = 1,28 Phụ tải tính toán phân xƣởng 4 Pttpx4 k max k sd  p 1,28. 0,6.1124=863,23 (kW ) Có Cosφ = 0,74→ tgφ = 0,90 26
Qtt = Ptt . tgφ = 863,23.0,9 = 776,9(kVAr) 2 2 2 2 SPQttpx4 ttpx 4 ttpx 4 863,23 776,9 1161,35 (kVA ) + Tính toán phụ tải chiếu sáng phân xƣởng 4: 2 Chọn P0 = 15 (W/ m ) Pcs = .S = 15. 3600 = 54000 (W ) = 54 (kW) Phụ tải tác dụng tính toán phân xƣởng 4 PPX 4 =  PKTT. TT = 863,23. 0,85=733,74(kW) Công suất phản kháng tính toán phân xƣởng 4 Có Cosφ = 0,74→ tgφ = 0,90 QPX 4 = 733,74. 0,90 = 660,3 (kVAr) Công suất toàn phần phân xƣởng 4 22 2 2 SPQtt px44 px = 733,74 660,3 = 987 ( kVA) f) Tính toán phụ tải phân xưởng 5. Dựa vào vị trí và công suất các máy trong phân xƣởng quyết định chia phân xƣởng 5 thành 2 nhóm phụ tải. + Tính toán phụ tải nhóm 1 phân xƣởng 5 Bảng 1.12. Thống kê phụ tải nhóm 1 phân xƣởng 5 Số Pđmi Pđmi STT Tên thiết bị cos Ksd lƣợng (kW) (kW) 1 Máy ép đùn KME- 90 1 220 220 0,7 0,6 2 Máy ép đùn AMUT 1 100 100 0,7 0,6 3 Máy ép đùn PPR/1 1 180 180 0,7 0,6 4 Máy ép đùn PPR/2 1 150 150 0,7 0,6 5 Máy ép đùn monos 45 1 180 180 0,7 0,6  5 830 0,7 0,6 27
Ta có : n= 5 , n = 4, P =730, P = 830 (kW) 1 1  n 4 n*= 1 = = 0,8 n 5 P 730 P*= 1 = 0.87(kW) P 830  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,95 → nhq n hq *. n 0,75.5 4,75 Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=4,75 → kmax = 1,46 Phụ tải tính toán nhóm 1: Ptt1 k max k sd  p 1,46. 0,6.830= 727,08 (kW ) Có Cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02 Qtt = Ptt . tgφ = 727,08.1,02 = 741,62(kVAr) 2 2 2 2 SPQtt1 tt 1 tt 1 727,08 741,62 1038,57 (kVA ) + Tính toán phụ tải nhóm 2 phân xƣởng 5 Bảng 1.13. Thống kê phụ tải nhóm 2 phân xƣởng 5 Số Pđmi Pđmi STT Tên thiết bị cos Ksd lƣợng (kW) (kW) 1 Máy ép đùn 70/1 1 80 80 0,7 0,6 2 Máy ép đùn 70/2 1 80 80 0,7 0,6 3 Máy ép đùn 70 HQ 1 80 80 0,7 0,6 4 Hệ lạnh và bơm 1 150 150 0,8 0,6 5 Hệ nghiền và bằm 2 47,5 95 0,7 0,6 6 Hệ máy nén khí 1 22 22 0,8 0,6  7 507 0,73 0,6 28
Ta có : n=7 , n =4 ; P = 390, P = 507 (kW) 1 1  n 4 n*= 1 = = 0,57 n 7 P 390 P*= 1 = 0,76 P 507  Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) ta đƣợc: n*hq= 0,82 → nhq n hq *. n 0,82.7 5,74 Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd =0,6; nhq=5,74 → kmax = 1,41 Phụ tải tính toán nhóm 2: Ptt2 k max k sd  p 1,41. 0,6. 507= 428,92(kW ) Có Cosφ = 0,73→ tgφ = 0,93 Qtt = Ptt . tgφ = 428,92.0,93 = 398,89 ( kVAr) 2 2 2 2 SPQtt2 tt 2 tt 2 428,92 398,89 585,73 (kVA ) + Tính toán phụ tải chiếu sáng phân xƣởng 5 2 Chọn P0 = 15 (W/ m ) Pcs = .S = 15. 4536 = 68040 (W ) = 68,04(kW ) Phụ tải tác dụng tính toán phân xƣởng 5 PPX 5 =  PKTT. TT =( 727,08+428,92).0,85= 982,6(kW) Công suất phản kháng tính toán phân xƣởng 5 Có Cosφ = 0,72→ tgφ = 0,96 QPX 5 = 982,6 .0,96 = 943,29 (kVAr) Công suất toàn phần phân xƣởng 5 22 2 2 SPQtt px55 px = 982,6 943,29 = 1362,09 ( kVA) 29
g) Phụ tải tính toán phân xưởng cơ điện Phân xƣởng cơ điện chỉ biết đƣợc công suất đặt nên để xác định phụ tải tính toán cho xƣởng ta sử dụng phƣơng pháp Knc và công suất đặt đƣợc trình bày ở mục trên 2 Tra bảng PL 1.3 ở [ TLl,tr 254] chọn Knc= 0,3; cos = 0,5, p0= 15(W/m ) Tính công suất tính toán động lực Pdl = Knc . Pd =0,3. 416 =124,8 (kW) PPScs 0. = 15.2835 = 42525 (W) = 42,525 (kW) Phụ tải tác dụng của phân xƣởng cơ điện PPPcd dl cs = 124,8 + 42,525=167,32 (kW ) Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng cơ điện Cos 0,5 tg 0,73 Qcd P cd . tg = 167,32.0,73 = 122,14 (kVAr) Công suất toàn phần của phân xƣởng cơ điện 2 2 22 SPQcd cd cd 167,32 122,14 = 207,15 (kWA) h) Phụ tải tính toán khu hành chính. S= 800 m2 Tại khu hành chính phụ tải điện chủ yếu là các thiết bị văn phòng và các thiết bị chiếu sáng. Tra bảng PL 1.3 ở [ TLl,tr 254] chọn Knc= 0,7; cos = 0,7, 2 p0= 20(W/m ) Tính công suât tính toán động lực PKPđđln c. = 0,7. 205 = 143,5(kW) + Công suât tính toán chiếu sáng của khu hành chính PPScs 0. = 20. 800 = 16000 (W) = 16(kW) + Phụ tải tác dụng của khu hành chính : PPPhc cslđ = 143,5+16 = 159,5 (kW) + Công suât tính toán phản kháng của khu hành chính Cos = 0,7 -» tg =1,02 30
Qhc = Phc . tg = 159,5 . 1,02 = 162,69 (kVAr) + Công suât toàn phần của khu hành chính 22 22 Shc = PQhc hc = 159,5 162,69 = 227,83 (kWA) i) Phụ tải tính toán của khu y tế, kho vật tư và thành phẩm. + Tính toán phụ tải khu y tế , 2 S= 600 m , Pd = 120 (kW) Lựa chọn thông số Tra bảng PL 1.3 ở [ TLl,tr 254] chọn Knc= 0,8; cos = 0,85, 2 p0= 15(W/m ) -Tính công suât tính toán động lực Pđl = Knc . Pđ = 0,8. 120 = 96(kW) - Công suât tính toán chiếu sáng của khu y tế PPScs 0. = 15. 600 = 9000 (W) = 9 (kW) - Phụ tải tác dụng của khu y tế PPPyt cslđ = 96+ 9 = 105 (kW) - Công suât tính toán phản kháng của khu y tế Cos = 0,85 -» tg =0,62 Qyt = Pyt . tg = 105 . 0,62 = 65,1 (kVAr) - Công suất toàn phần của khu y tế 22 S yt = PQyt yt = 105 +65,1 = 170,1 (kWA) + Tính toán phụ tải kho thành phẩm 2 S= 10500 (m ), Pđ =170 ( KW) Lựa chọn thông số Tra bảng PL 1.3 ở [ TLl,tr 254] chọn Knc= 0,7; cos = 0,8, 2 p0= 16(W/m ) Tính công suất tính toán động lực 31
Pdl = Knc . Pđ =0,7. 170 = 119 (kW) - Công suất tính toán chiếu sáng của kho thành phẩm Pcs= P0. S = 16. 10500 = 168000 (W)= 168 ( kW) - Phụ tải tác dụng của kho thành phẩm PPPktp đ l cs = 119 + 168 = 287 (kW) - Công suất tính toán phản kháng của kho thành phẩm Cos = 0,8 -» tg =0,75 Qktp = Pktp. tg = 287 . 0,75 = 215,25 (kVAr) - Công suất toàn phần của kho thành phẩm 22 22 Sktp = PQktp ktp = 287 215,25 = 358,75 (kWA) + Tính toán phụ tải kho vật tư 2 S= 3600 m , Pđ =380 (kW) Lựa chọn thông số Tra bảng PL 1.3 ở [ TLl,tr 254] chọn Knc= 0,8; cos = 0,85, 2 p0= 16(W/m ) - Tính công suât tính toán động lực Pđl = . Pđ = 0,8. 380 = 404 (kW) - Công suât tính toán chiếu sáng của kho vật tƣ PPScs 0. = 16. 3600 = 57600 (W) =57,6 (kW) - Phụ tải tác dụng của kho vật tƣ PPPkvt cslđ = 404 + 57,6 = 461,6 (kW) - Công suât tính toán phản kháng kho vật tƣ Cos = 0,85 -» tg =0,62 Qkvt = Pkvt . tg = 461,6 . 0,62 = 286,19 (kVAr) - Công suất toàn phần của kho vật tƣ 32
22 22 Skvt = PQkvt kvt = 461,6 286,19 = 543,11 (kWA) Xác định phụ tải tính toán cho toàn công ty nhựa Tiền Phong Phụ tải tính toán cho công ty xác định bằng cách lấy tổng phụ tải các xƣởng có kể đến hệ số đồng thời K dt . Chọn = 0,85 - Công suất tính toán tác dụng toàn công ty : Pct = . Ptt = 0,85.(1116,05 + 1438,37+ 1355,24+ 816,97+ 863,23+ 982,6+ 167,32+ 159,5+ 105+ 287+ 461,6) = 6551,69 (kW) - Công suất tính toán toàn công ty : QKQcty dt. tt = 0,85.(1071,4+ 1380,8+ 1382,35 + 833,31+ 660,3+ 943,29+ 122,14+ 162,69+ 65,1+ 215,25+ 286,19) = 6054,39 (kVAr) - Công suất toàn phần của công ty : 22 22 SPQcty cty cty = 6551,69 6054,39 = 8920,78 (kVA) Biểu đồ phụ tải nhà máy nhựa Tiền Phong Chọn tỷ lệ xích 3 kVA/mm 2 : [ TL1 ;tr 35] S Có S = m. .R 2 nên R = m. Trong đó : S : Công suất toàn phần của các bộ phận trong nhà máy m : Tỷ lệ xích R : Bán kính ( mm) Tính góc chiếu sáng : [TL1 ; tr 35] 0 0 360 .Pcs Góc chiếu sáng : cs = Ptt Tính cho phân xƣởng 1 1547 R = = 12,8 (mm) 3.3,14 3600 .128,5 = = 41,4 0 1116,05 33
Tính cho phân xƣởng 2 R = 1993,8 = 14,5 (mm) 3.3,14 3600 .85,5 0 = =21,4 0 cs 1438,37 Tính cho phân xƣởng 3A R = 1935,8 = 14,3 (mm) 3.3,14 3600 .102 = =25,5 0 1355, 24 Tính cho phân xƣởng 3B R = 1166,98 = 11,1 (mm) 3.3,14 0 = 360 .67,5 =29,7 816,97 Tính cho phân xƣởng 4 987 R = = 10,2 (mm) 3.3,14 3600 .54 = = 22,5 863,23 Tính cho phân xƣởng 5 1362,09 R = = 12,02 (mm) 3.3,14 3600 .68,04 = =24,9 982,6 Tính cho phân xƣởng cơ điện 207,15 R = = 4,7 (mm) 3.3,14 3600 .42,53 = =91,5 167,32 34
Tính cho khu hành chính R = 227,83 = 4,9 (mm) 3.3,14 3600 .16 0 = = 36,1 0 cs 159,5 Tính cho khu y tế R = 170,1 = 4,2 (mm) 3.3,14 0 = 360 .9 =30,8 105 Tính cho khu thành phẩm R = 358,75 = 6,17 (mm) 3.3,14 0 = 360 .168 =210,7 287 Tính cho kho vật tƣ 543,11 R = = 7,6 (mm) 3.3,14 3600 .57,6 = = 44,9 461,6 Vậy ta có bán kính và góc chiếu sáng của đồ thị phụ tải các phân xƣởng nhƣ bảng 1.19 35
Bảng 1.14: Bán kính và góc chiếu sáng của đồ thị phụ tải các phân xƣởng. 0 Stt Tên phân xƣởng P cs P tt (kW) S tt R cs (kW) (kVA) (mm) 1 Phân xƣởng 1 128,5 1116,05 1547 12,8 41,4 2 Phân xƣởng 2 85,5 1438,37 1993,8 14,5 21,4 3 Phân xƣởng 3A 102 1355,24 1935,8 14,3 25,5 4 Phân xƣởng 3B 67,7 816,97 1166,98 11,1 29,7 5 Phân xƣởng 4 54 863,23 987 10,2 22,5 6 Phân xƣởng 5 68,04 982,6 1362 12,02 24,9 7 Phân xƣởng cơ điện 42,52 167,32 207,15 4,7 91,5 8 Khu hành chính 16 159,5 227,83 4,9 36,1 9 Khu y tế 9 105 170,1 4,2 30,8 10 Khu thành phẩm 168 287 358,75 6,17 210,7 11 Kho vật tƣ 57,6 461,6 543,11 7,6 44,9 36
BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI CỦA CÔNG TY NHỰA TIỀN PHONG Y Y T K V T PX CÐ PX 5 PX 3B PX 2 PX 3A PX1 PX 4 K T P K H C X PT CS PT ÐL Hình 1.2. Biểu đồ phụ tải công ty Nhựa Tiền Phong 37
CHƢƠNG 2 XÂY DỰNG CÁC PHƢƠNG ÁN CẤP ĐIỆN 2.1. YÊU CẦU CỦA CUNG CẤP ĐIỆN - Lựa chọn các phƣơng pháp cấp điện là việc rất quan trọng trong việc thiết kế cung cấp điện vì quá trình vận hành khai thác và phát huy hiệu quả hệ thống cung cấp đó phụ thuộc vào việc xác định đúng đắn và hợp lý phƣơng án cấp điện. Phƣơng án đƣợc lựa chọn nhất định phải thỏa mãn các yêu cầu sau: a) Độ tin cậy cung cấp điện Đảm bảo liên tục cấp điện cho khách hàng dùng điện là yêu cầu quan trọng nhất. Mức độ đảm bảo tùy theo loại phụ tải điện + Phụ tải loại 1 Không cho phép mất điện, nếu mất điện sẽ gây ra tổn thất lớn về chính trị, gây nguy hại đến con ngƣời, gây thiệt hại lớn về kinh tế nhƣ: làm rối loạn quá trình sản xuất, hƣ hỏng thiết bị + Phụ tải loại 2 Nếu mất điện sẽ gây thiệt hại về kinh tế nhu ảnh hƣởng lớn đến số lƣợng hoặc gây ra phế phẩm ảnh hƣởng đến hoàn thành kế hoạch sản xuất + Phụ tải loại 3 Với phụ tải loại 3 chỉ cần 1 nguồn cung cấp điện là đủ song vì chất lƣợng cuộc sống ngày càng nâng cao do đó yêu cầu cấp điện cho phụ tải loại 2 buộc các nhà quản lý vận hành cũng nhƣ ngƣời thiết kế phải có tính toán mọi khả năng đê có sự cố mất điện là thấp nhất trong thời gian ngắn nhất b) Đảm bảo chất lượng điện Chất lƣợng của điện năng là điện áp U và tần số f . Bảo đảm chất lƣợng điện năng nghĩa là phải đảm bảo u và f ở giá trị định mức và có thiết bị chỉ cho phép điện áp dao động ± 2,5%
c) Chỉ tiêu kinh tế Chỉ tiêu kinh tế của mạng điện phụ thuộc vào chi phí đầu tƣ và chi phí tổn thất điện năng trong mạng điện. Quan điểm về kinh tế và kỹ thuật phải đƣợc áp dụng linh hoạt từng giai đoạn , tùy theo chính sách của nhà nƣớc d) An toàn Khi thiết kế cung cấp điện cần phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công nhân, ngƣời vận hành, không những vậy mà còn phải an toàn cho vùng nhân sự mà có đƣờng dây điện đi qua 2.2 . XÂY DỰNG CÁC PHƢƠNG ÁN CẤP ĐIỆN Công ty nhựa Tiền Phong- HP đƣợc xác định là hộ tiêu thụ loại 1, nếu bị ngừng cấp điện sẽ gây hậu quả xấu cho kinh tế và thiết bị. Vì vậy yêu cầu cấp điện cho công ty phải liên tục trong cả trƣờng hợp sự cố và bình thƣờng. Do tính chất sản xuất của công ty vì thế để phục vụ cung cấp điện cho các loại phụ tải quan trọng, nguồn cấp điện cho cả công ty đƣợc lấy từ nguồn - 110/22 kV T2.14 bên Kiến An - Đƣờng cáp từ trạm trung áp 110/22 kV Đồ Sơn tới, đƣờng cáp này là đƣờng cáp dự phòng Để đảm báo mỹ quan và an toàn mạng cao áp của nhà máy sử dụng cáp ngầm. Dựa vào cơ sở dữ liệu các giá trị công suất đƣợc tính toán khi xác định phụ tải ban đầu ta tiến hành xác định các phƣơng án cấp điện a) Phương án 1 Để xác định phƣơng án cấp điện cho công ty ta đặt 1 trạm phân phối trung gian và 5 trạm biến áp phân xƣởng . Trạm phân phối nhận điện từ đƣờng dây trên không 22 kV cấp điện cho các trạm biến áp phân xƣởng B1, B2, B3, B4, B5,. Các trạm biến áp phân xƣởng nhận điện từ trạm phân phối trung tâm sau đó hạ điện áp xuống 0,4 kV cung cấp điện cho các phân xƣởng Sx chính và khu văn phòng - Trạm B1 cấp cho phân xƣởng 1 38
- Trạm B2 cấp cho phân xƣởng 2 - Trạm B3 cấp cho phân xƣởng 3B và phân xƣởng 4 - Trạm B4 cấp cho phân xƣởng 5, phân xƣởng cơ điện, khu Y tế và kho vật tƣ - Trạm B5 cấp cho phân xƣởng 3A và khu hành chính b) Phương án 2 Cấp điện cho công ty bằng cách đặt trạm phân phối trung gian hay còn gọi là điểm phân phối và 2 trạm biến áp phân xƣởng B1, B2, B3. Các trạm B1, B2, B3 nhận điện trực tiếp từ nguồn trung áp 110/22 kV, sau đó hạ áp xuống 0,4 kV để cấp điện cho các máy sản xuất trong các phân xƣởng - Trạm B1 cấp điện cho phân xƣởng Px1, Px2, - Trạm B2 cấp điện cho Px4, Px5, kho vật tƣ, Px cơ điện và khu y tế - Trạm B3 cấp điện cho Px3A, Px3B, kho thành phẩm và khu hành chính c) Phương án 3 Để cấp điện cho công ty ta đặt một tram phân phối trung gian và 2 trạm biến áp phân xƣởng B1, B2. Các trạm áp phân xƣởng này nhận điện từ trạm phân phối, sau đó hạ áp xuống 0,4 kV cấp cho các phân xƣởng - Trạm B1 cấp điện cho Px1, Px2, Px5 và kho vật tƣ - Trạm B2 cấp điện cho khu y tế, Px cơ điện, Px3A, Px3B, Px4, kho thành phẩm và khu hành chính 2.2.1. Lựa chọn trạm biến áp và các phƣơng án Lựa chọn máy biến áp bao gồm lựa chọn số lƣợng, công suất, chủng loại, kiểu cách và tính năng khác của máy biến áp. Số lƣợng máy biến áp phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện cho trạm đó. Công suất của trạm đƣợc xác định tùy thuộc vào số lƣợng máy đặt trong trạm - Với 1 máy : SStt đ mB ( 2-1) S - Via 2 may: tt S (2-2). 1,4 đ mB 39
Trong đó: SđmB : Công suất định mức của máy biến áp, nhà chế tạo cho Stt : Công suất tính toán là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải mà ngƣời thiết kế cần tính toán chính xác nhằm lựa chọn máy biến áp cho các thiết bị khác. Hệ số quá tải có giá trị phụ thuộc thời gian quá tải. Lấy hệ số Kqt = 1,4 chỉ đúng trong trƣờng hợp đặt 2 máy bị sự cố một thì máy con lại cho phép quá tải 1,4 ( nghĩa là đƣợc làm việc với công suất vƣợt quá 40 % SđmB ) trong khoảng thời gian 5 ngày 5 đêm. Mỗi máy quá tải không quá 6h và hệ số quá tải trƣớc khi quá tải không quá 0,75 Với các máy ngoại nhập thì cần đƣa vào công ty hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến sự chênh lệch giữa môi trƣờng chế tạo và môi trƣờng sử dụng máy tt K 1 t 0 ( 2- 3 ) nc 100 o Trong đó : t0 : nhiệt độ môi trƣờng nơi chế tạo, C t tt : nhiệt độ nơi sử dụng, +) Xác định tổn thất công suất tác dụng PB cho máy biến áp - Đối với trạm 1 máy làm việc độc lập Stt 2 = PP00 () ( 2-4) Sđm - Đối với trạm n máy làm việc song song PSn tt 2 PB n.() P0 ( 2-5 ) nSđm +) Xác định tổn thất điện năng AB cho trạm biến áp - Đối với trạm 1 máy làm việc độc lập Stt 2 ABn Pt0 P (). (kWh) ( 2-6) Sđm 40
- Đối với trạm có n máy làm việc song song 1 Stt 2 ABn n.(). Pt0 P  (kWh) (2-7) nSđm Trong đó: PPn , 0 : Tổn thất công suất tác dụng khi ngắn mạch và không tải, cho trong lý lịch máy SStt, đ m : Phụ tải toàn phần và dung lƣợng định mức của máy biến áp, kVAr t : Thời gian vận hành thực tế của máy biến áp  : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất TL[3;trang 49] tra bảng 4.1 Thời gian tổn thất công suất lớn nhất của công ty là 4 2  (0,124 + Tmax.10 ) .8760 42 Tmax = 5000h  (0,124 5000.10 ) .8760 = 3411h 1) Lựa chọn trạm biến áp cho phương án 1 + Xác định công suất và loại máy cho các trạm - Trạm biến áp B1 cấp điện cho phân xƣởng 1 sử dụng công thức (2-2) S 1547 S tt 1105 (kVA) đmB 1,4 1,4 Chọn dùng máy biến áp 22/0,4 kV – 1250 kVA [2;tr29] Tƣơng tự tính chon máy biến áp cho các trạm còn lại. Kết quả ghi ở bảng 2 41
Bảng 2.1: Kết quả lựa chọn máy biến áp cho phƣơng án 1 Trạm S U P P U I Số Đơn Thành đmB c 0 N N 0 U BA (kVA) b (kW) (kw) % % máy giá tiền 106 (đ) 10 6 (đ) B1 1250 22/0,4 1,72 12,91 5,5 1,2 2 380 760 B2 1600 22/0,4 2,1 15,7 5,5 1 2 512 1024 B3 1600 22/0,4 2,1 15,7 5,5 1 2 512 1024 B4 1800 22/0,4 2,42 18,11 6 0,9 2 600 1200 B5 2000 22/0,4 2,72 18,8 6 0,9 2 650 1300  10 4284 Tổng vốn đầu tƣ cho phƣơng án 1 6 K1BA = 4284.10 (đ) + Xác định tổn thất điện năng cho trạm biến áp trong phƣơng án 1 - Trạm B1, áp dụng công thức (2-6), (2-7) ta có: 12,91 1547 A = 2.1,72.8760 + ( ) 2 .3411 = 63858,4 (kWh) B1 2 1250 Tƣơng tự tính cho các trạm còn lại, kết quả ở bảng 2.2 Bảng 2.2: Bảng tổn thất điện năng trong trạm biến áp của phƣơng án 1 Tên trạm Stt SđmB P0 PN Số A (kVA) (kW) (kW) máy (kWh) B1 1547 1250 1,72 12,91 2 63858,4 B2 1993,8 1600 2,1 15,7 2 70158,7 B3 2153,9 1600 2,1 15,7 2 85316,6 B4 2282,4 1800 2,42 18,11 2 92013,8 B5 2522,3 2000 2,72 18,8 2 98651,2  10 410088,7 42
Tổng tổn thất điện năng trạm biến áp phƣơng án 1 ABA1 = 410088,7 (kWh) 2) Lựa chọn biến áp cho phương án 2 + Xác định công suất và các loại máy cho trạm - Trạm biến áp B1 cấp điện cho phân xƣởng 1 và phân xƣởng 2 S 1547 1993,8 S tt 2329,2 (kVA) đmB 1,4 1,4 Chọn dùng 2 máy biến áp 22/0,4 kV công suất 2500 kVA. Tƣơng tự tính chọn máy biến áp cho các trạm còn lại Bảng 2.3: Kết quả lựa chọn máy biến áp cho phƣơng án 2 Trạm S U P P U I Số Đơn Thành đmB c 0 N N 0 U BA (kVA) b (kW) (kw) % % máy giá tiền 106 (đ) 10 6 (đ) B1 2500 22/0,4 3,3 20,41 6 0,8 2 750 1500 B2 2500 22/0,4 3,3 20,41 6 0,8 2 650 1500 B3 2000 22/0,4 2,72 18,8 6 0,9 2 650 1300  6 4300 6 Tổng vốn đầu tƣ cho phƣơng án 2 K2BA = 4300.10 (đ) - Xác định tổn thất điện năng cho các trạm biến áp Áp dụng công thức ( 2-7) cho các trạm biến áp ta có 20,41 3540,8 A 2.3,3.8760 ( )2 .3411 = 127610 (kWh) B2 2 2500 Tính tƣơng tự cho các trạm B2, B3. Kết quả cho ở bảng 2.4 43
Bảng 2.4. Bảng tổn thất điên năng ở phƣơng án 2 Tên trạm Stt SđmB P0 PN Số máy A (kVA) (kW) (kW) (kWh) B1 3540,8 2500 3,3 20,41 2 127610 B2 3269,4 2500 3,3 20,41 2 117348 B3 3689,2 2500 3,3 20,41 2 133580  6 378538 Tổng tổn thất điện năng trạm biến áp phƣơng án 2 : ABA2 = 378538 ( kWh) 3) Lựa chọn biến áp cho phương án 3 + Xác định công suất và loại máy cho trạm - Trạm B1 cấp điện cho Px1, Px2, Px5 và kho vật tƣ S 1362 1993,8 1547 543,1 S tt 3889,8 (kWA) đmB 1,4 1,4 Chọn dùng 2 máy biến áp 22/0,4 kV – 4000 (kVA) - Trạm B2 cấp điện cho khu y tế, Px cơ điện, Px3A, Px3B, Px4, kho thành phẩm và khu hành chính S 170,1 207,15 987 1166,9 1935,8 358,7 227,8 S tt = 3608 đmB 1,4 1,4 (kVA) Chọn dùng 2 máy biến áp 22/0,4 kV- 4000 ( kVA). Bảng 2.5. Kết quả lựa chon máy biến áp cho phƣơng án 3 S U P P U I Trạm đmB c 0 N N 0 Số Đơn Thành BA (kVA) U b (kW) (kw) % % máy giá tiền 106 (đ) 10 6 (đ) B1 4000 22/0,4 4,7 29,4 7 0,7 2 900 1800 B2 4000 22/0,4 4,7 29,4 7 0,7 2 900 1800  4 3600 44
6 Tổng vốn đầu tƣ phƣơng án 3 : K3BA = 3600.10 (đ) + Xác định tổn thất điện năng cho các trạm biến áp. Áp dụng công thức (2-7) ta có 29,4 5445,9 A 2.4,7.8760 ( )2 .3411 = 175257 (kWh) B1 2 4000 29,4 5053,4 A 2.4,7.8760 ( )2 .3411 = 162372 (kWh) B2 2 4000 Bảng 2.6. Bảng tổn thất điện năng của phƣơng án 3 Tên trạm Stt SđmB P0 PN Số máy A (kVA) (kW) (kW) (kWh) B1 5445,9 4000 4,7 29,4 2 175257 B2 5053,4 4000 4,7 29,4 2 162372  4 337629 Tổng tổn thất điện năng trạm biến áp phƣơng án 3: ABA3 337629 (kWh) 2.2.2. Chọn dây dẫn cho các phƣơng án cấp điện Mục đích tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn cho các phƣơng án là so sánh tƣơng đối giữa các phƣơng án cấp điện. Dây dẫn cấp điện cho các phƣơng án ta sử dụng phƣơng án lựa chọn theo điều kiện kinh tế ( tức là mật độ dòng kinh tế), [ TL1;tr 31] I max F kt J kt (2-8) Trong đó : 2 Fkt : tiết diện chuẩn đƣợc lựa chọn theo Jkt , mm Imax : dòng điện cực đại qua dây dẫn, A 2 Jkt : mật độ dòng kinh tế, A/mm Giá trị Jkt đƣợc tra theo bảng 4.3 [TL1; trang 194] sau khi chọn tiết diện dây dẫn hoặc cáp khi cần thiết có thể tra điều kiện phát nóng và tổn thất điện áp 45
F IN t qd (2-9) Trong đó : : hệ số nhiệt độ với đồng = 6, nhôm = 11 tqd: thời gian quy đổi + Xác định tổn thất công suất trên đƣờng dây Tổn thất công suất trên đƣờng dây là không thể tránh khỏi do vậy cần giữ ổn định tổn thất công suất ở mức hợp lý. Khi đó khả năng phải phát của nguồn và khả năng tải của lƣới không bị thay đổi, [TL3;tr 48) - Tổn thất công suất tác dụng 2 S tt 3 Pi 2 R 10 (2-10) U đm - Tổn thất công suất phản kháng 2 Stt 3 QXii2 . .10 (2-11) Uđm Trong đó : Pi : tổn thất công suất tác dụng trên đoạn cáp i, kW Qi : tổn thất công suất phản kháng trên đoạn cáp i, kVAr Stt : phụ tải tính toán của phụ tải đƣợc cấp điện trên đoạn cáp i Ri : điện trở trên đoạn cáp i, X i : điện trở kháng trên đoạn cáp i,  U : điện áp định mức của mạng, kV l : chiều dài đoạn cáp, m Đối với lộ kép thì điện trở và điện kháng chia đôi , do đó: rl. R 0 (2-12) i 2 xl X 0 (2-13) i 2 Xác định tổn thất điện năng trên đƣờng dây A [ TL3;tr 48]  . ( 2-14) 46
Trong đó  : tổn thất công suất tác dụng trên đƣờng dây, kw  : thời gian tổn thất công suất lớn nhất , h + So sánh các phƣơng án. Để so sánh sự hợp lý của các phƣơng án khi chỉ tiêu kỹ thuật đã đạt yêu cầu ta dùng hàm chi phí tính toán Z để so sánh kinh tế tƣơng đối Z = ( avh + atc )K + c.  (2-15) Z = ( avh + atc )K + Y  (2-16) Trong đó avh : hệ số vận hành, với trạm và đƣờng cáp lấy avh=0,1 với đƣờng dây trên không lấy avh = 0.04 atc : hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tƣ atc = 0,1 ; = 0,125 ; = 0,2 K : vốn đầu tƣ c : giá tiền 1kWh điện năng , đ/kWh Y  : giá tiền tổn thất điện năng hàng năm, đ 1) Chọn dây dẫn cho phương án 1 - Sơ đồ đi dây mạng điện cao áp phƣơng án 1 đƣợc thể hiện ở hình 2.1 + Chọn cáp từ trạm phân phối tới trạm biến áp phân xƣởng B1 là đƣờng cáp lộ kép đi ngầm Dòng làm việc cực đại: S tt 1547 I max 20,2 (A) 2. 3.U đm 2. 3.22 Chọn tiết diện theo điều kiện kinh tế: Tmax = 5000h với cáp đồng thì theo bảng 2.10 tài liệu [1; trang 31] ta có Jkt = 3,1mm I max 20,2 2 F kt 6,5 (mm ) J kt 3,1 Tra phụ lục 5.18 tài liệu [ TL1; trang 307] ta chọn cáp đồng 3 lõi 22kV cách điện XLPE đai thép , vỏ PVC do hãng Furukwa chế tạo có tiết diện tối thiểu 2 Fi = 35mm , kí hiệu 2XLPE ( 3x 35), đơn giá: 80000đ/m 47
+ Tƣơng tự ta tính chọn cáp từ trạm phân phối tới các trạm biến áp phân xƣởng B2, B3, B4, B5. Kết quả cho ở bảng 2.7 + Chọn cáp từ cột đấu dây đi đến trạm phân phối. Trị số dòng điện lớn nhất trên đoạn dây Sttct 10408 Itt max = 136,5 ( A) nU3đm 2 3.22 Chọn tiết diện theo điều kiện kinh tế Tmax = 5000h với cáp đồng thì theo 2 bảng 2.10 tài liệu [TL1; trang 31] ta có Jkt = 3,1 mm I 136,5 F tt max 44,03 ( mm2 ) Jkt 3,1 Tra phụ lục 5.18 tài liệu [ TL1; trang 307] ta chọn cáp đồng 3 lõi 22kV cách điện XLPE đai thép , vỏ PVC do hãng Furukwa chế tạo có tiết diện king 2 tế Fkt = 95mm , đơn giá: 150000đ/m . Sau khi tính toán lựa chọn tiết diện ta có kết quả bảng 2.7. Do cáp đƣợc chọn co tiết diện tiêu chuẩn vƣợt nhiều cấp so với tiết diện tính toán nên ta không cần kiểm tra điều kiện phát nóng Icp và tổn thất điện áp U 3 Vốn đầu tƣ đƣờng dây phƣơng án 1: K1đd = 53030.10 (đ) - Tổn thất công suất tác dụng trên mỗi đoạn cáp + Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn cáp TPP- B1 2 2 S ttpx1 3 1547 0,668.78,2 3 PRB11 2 . .10 2 . .10 = 0,129 (kW) Uđm 22 2 Tính tƣơng tự đối với đoạn cáp còn lại ta có bảng thống kê phƣơng án 48
Bảng 2.7. Bảng lựa chọn cáp cao áp phƣơng án 1 Đƣờng Loại F Lộ L r0 x0 Đơn Thành cáp cáp mm2 Cáp (m) (/) km giá tiền (đ) 10 3 (đ) TPP-B1 2XLPE 35 Kép 78,2 0,668 0,13 80000 6250 TPP-B2 2XLPE 35 Kép 72,4 0,668 0,13 80000 5790 TPP-B3 2XLPE 35 Kép 18,8 0,668 0,13 80000 1500 TPP-B4 2XLPE 35 Kép 66,7 0,668 0,13 80000 5330 TPP-B5 2XLPE 35 Kép 77 0,668 0,13 80000 6160 HT- 2XLPE 95 Kép 350 0,247 0,112 150000 52500 TPP 77530  Bảng 2.8. Thống kê tổn thất công suất trên các đoạn cáp phƣơng án 1 Đƣờng cáp U đm L r0 P F Stti (kV) (m) (kW) (kVA) TPP-B1 22 78,2 0,668 0,129 35 1549 TPP-B2 22 72,4 0,668 0,198 35 1993,8 TPP-B3 22 18,8 0,668 0,603 35 2153,3 TPP-B4 22 66,7 0,668 0,239 35 2282,4 TPP-B5 22 77 0,668 0,337 35 2521,5 HT-TPP 22 350 0,247 9,846 95 10500 11,352 Tổn thất công suất trong phƣơng án 1 :  P1 = 11,352 (kW) Tổn thất điện năng trên đƣờng dây trong phƣơng án 1: 49
1dd =  P. = 11,352.3411 = 38721,6 (kWh) Tổng tổn thất điện năng trong phƣơng án 1: AAA1 1dd B 1 38721,6 + 410088,7 = 448810,3 (kWh) Tổng vốn đầu tƣ phƣơng án 1: 6 6 6 KKK1 1BA 1dd 4284.10 + 77,530.10 = 4361,53.10 ( đ) Hàm chi phí tính toán phƣơng án 1: Z11 (). avh a tc K i c A Lấy avh 0,1 , atc 0,2 , c=750đ/kWh theo tài liệu [TL1; tr40] 6 6 Z1 = (0,1 + 0,2). 4361,53.10 + 750.448810,3 = 1645.10 ( đ) 50
Y T K V T PX CÐ PX 4 PX 5 B4 B3 PX 3B PX 2 B2 B5 B1 PX 3A PX 1 22 KV K T P K H C ÐU?S? NG D?CHUNG NG Ð u? ng di c h? Huong Ð u? ng 355 Ð u? ng di 353 Hình 2.1. Sơ đồ đi dây điện cao áp - Phƣơng án 1 51
2) Chọn dây dẫn cho phương án 2 Sơ đồ đi dây mạng điện cao áp phƣơng án 2 đƣợc thể hiện ở hình 2.2. Các đƣờng cáp ngầm từ trạm phân phối tới các trạm biến áp phân xƣởng + Chọn cáp từ trạm phân phối tới trạm biến áp phân xƣởng B1 cấp điện phân xƣởng 1 và phân xƣởng 2 Dòng làm việc cực đại: S tt 1547 1993,8 I max 46,5 (A) 2. 3.U đm 2. 3.22 Chọn tiết diện theo điều kiện kinh tế: Tmax = 5000h với cáp đồng thì theo bảng 2.10 tài liệu [1; trang 31] ta có Jkt = 3,1mm I max 46,5 2 F kt 15 (mm ) J kt 3,1 Tra phụ lục 5.18 tài liệu [ TL1; trang 307] ta chọn cáp đồng 3 lõi 22kV cách điện XLPE đai thép , vỏ PVC do hãng Furukwa chế tạo có tiết diện tối 2 thiểu Fi = 35mm , kí hiệu 2XLPE ( 3x 35), đơn giá: 80000đ/m + Tƣơng tự ta tính chọn cáp từ trạm phân phối tới các trạm biến áp phân xƣởng B2, B3. Do cáp đƣợc chọn có tiết diện tiêu chuẩn vƣợt nhiều cấp so với tiết diện tính toán nên ta không cần kiểm tra điều kiện phát nóng Icp và tổn thất điện áp U . Bảng 2.9. bảng lựa chọn cáp cao áp phƣơng án 2 Đƣờng Loại F Lộ L r0 x0 Đơn Thành cáp cáp mm2 Cáp (m) (/) km giá tiền (đ) 10 3 (đ) TPP-B1 2XLPE 35 Kép 74,2 0,668 0,13 80000 5930 TPP-B2 2XLPE 35 Kép 65,6 0,668 0,13 80000 5250 TPP-B3 2XLPE 35 Kép 30,6 0,668 0,13 80000 2450 HT- 2XLPE 95 Kép 350 0,247 0,112 15000 52500 TPP 66130  52
3 Vốn đầu tƣ đƣờng dây phƣơng án 2: K1đd = 66130.10 (đ) - Tổn thất công suất tác dụng trên mỗi đoạn cáp trong phƣơng án 2. + Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn cáp TPP- B1 2 2 S ttpx 3 3260,6 0,668.74,1 3 PRB11 2 . .10 2 . .10 = 0,641 (kW) Uđm 22 2 Tính tƣơng tự đối với đoạn cáp còn lại ta có bảng thống kê phƣơng án 2.10 Bảng 2.10. Thống kê tổn thất công suất trên các đoạn cáp phƣơng án 2 Đƣờng U dm L r0 P F Stti cáp (kV) (m) (/) km (kW) mm2 (kVA) TPP-B1 22 74,1 0,668 0,641 35 3540,8 TPP-B2 22 65,6 0,668 0,225 35 3269 TPP-B3 22 30,6 0,668 0,287 35 3689,2 HT-TPP 22 350 0,247 9,846 95 10500 10,98  Tổn thất công suất trong phƣơng án 2 :  P2 = 10,98 Tổn thất điện năng trên đƣờng dây trong phƣơng án 2: 2dd =  3. = 10,98.3411 = 37452,8 (kWh) Tổng tổn thất điện năng trong phƣơng án 2: AAA2 2dd B 2 37452,8 + 378538 = 415990,8 (kWh) Tổng vốn đầu tƣ phƣơng án 2: 6 6 6 KKK2 2BA 2dd 4300.10 + 66,130.10 = 4366,13.10 (đ) Hàm chi phí tính toán phƣơng án 2: Z22 (). avh a tc K i c A Lấy avh 0,1 , atc 0,2 , c=750đ/kWh theo tài liệu [TL1; tr40] 6 6 Z2 =(0,1 + 0,2).4366.10 + 750.415990,8 = 1602.10 (đ) 53
Y T K V T PX CÐ PX 4 PX 5 B2 PX 3B PX 2 B3 B1 PX 3A PX 1 K T P 22 KV ÐU? NGS? D? NGCHUNG K H C Ðu?ng di ch? Huong Ðu?ng 355 Ðu?ng di 353 Hình 2.2. Sơ đồ đi dây điện cao áp – Phƣơng án 2 54
3) Chọn dây dẫn cho phương án 3. - Sơ đồ đi dây mạng điện cao áp phƣơng án 3 đƣợc thể hiện ở hình 2.3 Các đƣờng cáp ngầm từ trạm phân phối tới các trạm biến áp phân xƣởng + Chọn cáp từ trạm phân phối tới trạm biến áp phân xƣởng B1 cấp điện phân xƣởng 1, phân xƣởng 2, phân xƣởng 5 và kho vật tƣ. Dòng làm việc cực đại: S tt 1362 1993,8 1547 543,1 I max 71,5 (A) 2. 3.U đm 2. 3.22 Chọn tiết diện theo điều kiện kinh tế: Tmax = 5000h với cáp đồng thì theo bảng 2.10 tài liệu [1; trang 31] ta có Jkt = 3,1mm I max 71,5 2 F kt 23,06 (mm ) J kt 3,1 Tra phụ lục 5.18 tài liệu [ TL1; trang 307] ta chọn cáp đồng 3 lõi 22kV cách điện XLPE đai thép , vỏ PVC do hãng Furukwa chế tạo có tiết diện tối thiểu 2 Fi = 50mm , kí hiệu 2XLPE ( 3x 50), đơn giá: 100000đ/m + Tƣơng tự ta tính chọn cáp từ trạm phân phối tới các trạm biến áp phân xƣởng B2. Do cáp đƣợc chọn có tiết diện tiêu chuẩn vƣợt nhiều cấp so với tiết diện tính toán nên ta không cần kiểm tra điều kiện phát nóng Icp và tổn thất điện áp U . Kết quả cho ở bảng 2.11 55
Bảng 2.11. Bảng lựa chọn cáp cao áp phƣơng án 3 Đƣờng Loại F Lộ L r0 x0 Đơn giá Thành cáp cáp mm2 Cáp (m) (/) km (đ) tiền 10 3 (đ) TPP-B1 2XLPE 50 Kép 12,2 0,494 0,124 100000 1220 TPP-B2 2XLPE 50 Kép 12,2 0,494 0,124 100000 1220 HT-TPP 2XLPE 95 Kép 350 0,247 0,112 150000 52500 54940  3 Vốn đầu tƣ đƣờng dây phƣơng án 1: K1đd = 54940.10 (đ) - Tổn thất công suất tác dụng trên mỗi đoạn cáp trong phƣơng án 2. + Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn cáp TPP- B1 2 2 S ttpx1 3 5446 0,494.12,2 3 PRB11 2 . .10 2 . .10 = 0,185 (kW) Uđm 22 2 Tính tƣơng tự đối với đoạn cáp còn lại ta có bảng thống kê phƣơng án 3 Bảng 2.12. Thống kê tổn thất công suất trên các đoạn cáp phƣơng án 3 Đƣờng U đm l r0 P F Stti cáp (kV) (m) (kW) (kVA) TPP-B1 22 12,2 0,494 0,185 50 5446 TPP-B2 22 12,2 0,494 0,185 50 5054 HT-TPP 22 350 0,247 9,846 95 10,216 10500 Tổn thất công suất trong phƣơng án 3 :  P3 = 10,216 ( kW) Tổn thất điện năng trên đƣờng dây trong phƣơng án 3: 56
3dd =  P3 . =10,216.3411 = 34846,7 (kWh) Tổng tổn thất điện năng trong phƣơng án 3: AAA3 3dd B 3 34846,7 + 337629 = 372475,7 (kWh) Tổng vốn đầu tƣ phƣơng án 3: 6 6 6 KKK3 3BA 3dd 3600.10 + 54,94.10 = 3654,94.10 (đ) Hàm chi phí tính toán phƣơng án 3: Z33 (). avh a tc K i c A Lấy avh 0,1 , atc 0,2 , c=750đ/kWh theo tài liệu [TL1; tr40] 6 6 Z3 =(0,1 + 0,2).3645,94.10 + 750.372475,7 = 1373,1.10 (đ) 57
Y T KVT PX CÐ PX 4 PX 5 PX 2 PX 3B B2 B1 PX 3A PX 1 K T P 22 KV Ð U? NS? G D? NGCHUNG K H C Ðu?ng di ch? Huong Ðu?ng 355 Ðu?ng di 353 Hình 2.3. Sơ đồ đi dây điện cao áp - Phƣơng án 3 58
2.2.3. So sánh và lựa chọn phƣơng án tối ƣu Để so sánh và tím ra phƣơng án tối ƣu sau khi xây dựng đƣợc các phƣơng án đã thỏa mãn chỉ tiêu chất lƣợng, độ tin cậy, sự thuận tiện trong vận hành thì tính hợp lý về kinh tế là chỉ tiêu duy nhất để lựa chọn Bảng 2.13 : bảng so sánh kinh tế các phƣơng án Phƣơng án K,106đ Z , 106đ 1 4361,53 1645 2 4366,52 1602 3 3654,90 1373 Trong đó : K : tổng vốn đầu tƣ,106 đ Z : tổng vốn đầu tƣ ban đầu , 106 Qua bảng so sánh ta thấy rằng phƣơng án 3 là phƣơng án tối ƣu nhất vì đó là phƣơng án có vốn đầu tƣ ban đầu và chi phí vận hành hàng năm thấp nhất. Hơn nữa với việc đặt 2 trạm biến áp chính B1,B2 nhận điện từ nguồn trung áp 22kV rồi hạ áp xuống 0,4 kV cung cấp cho các phân xƣởng đã giúp thu gọn hệ thống quản lý và giám sát vận hành các trạm biến áp mà vẫn đảm bảo chất lƣợng và yêu cầu cung cấp điện cho phụ tải, Nhƣ vậy phƣơng án 2 khi thực thi sẽ giảm tổn thất điện năng và tiết kiệm đƣợc chi phí vận hành hàng năm, làm lợi về mặt kinh tế cho công ty Từ những nhận xét trên ta quyết định chọn phƣơng án 3 là mạng cao áp của công ty. Ta có sơ đồ mạng điện cao áp công ty thể hiện ở hình 2.4 59
Vào Vào MC MC MC MC Nhánh Nhánh Nhánh Nhánh Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp công ty Nhựa Tiền Phong Ta có sơ đồ đấu nối 2 trạm máy biến áp Hình 2.5. Sơ đồ đấu nối trạm 2 máy biến áp 60
CHƢƠNG 3 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 3.1. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP CHO TRẠM PPTT VÀ TRẠM BIẾN ÁP 3.1.1. Lựa chọn máy cắt điện. Máy cắt điện là thiết bị dùng trong mạng cao áp để đóng cắt dòng điện phụ tải và cắt dòng điện ngắn mạch bảo vệ các phần tử của hệ thống điện. Máy cắt là loại thiết bị có độ tin cậy cao xong giá thành đắt nên thƣờng đƣợc dùng ở những nơi quan trọng. Để điều khiển máy cắt ngƣời ta thƣờng dùng các bộ truyền động điều khiển bằn tay hoặc bằng điện. Điều kiện thiết kế đã cho ta một trạm biến áp trung gian 110/22 kV là nguồn điện cap áp qua đƣờng dây trên không lộ kép cấp cho công ty. Công ty thuộc hộ loại quan trọng nên chọn sơ đồ hệ thống có thanh góp phân đoạn dùng máy cắt hợp bộ. Với UđmLĐ = 22  24 (kV), SttCty 10500 I cb = 1,4. I = 1,4. = 1,4. = 385,7 3150 (A) ttCty 3.22 3.22 Chọn máy cắt đầu vào là 8DA10 của Siemens, thông số nhƣ sau: Bảng 3.1. Thông số máy cắt đầu vào Loại Số U đm,kV I đm,A I N , kA I cđm, kA Ghi chú máy lƣợng 8DA10 3 24 3150 110 40 Cách điện SF6
Với UđmLĐ = 22  24 (kV) SMBA 4000 I cb = 1,4. Itt = 1,4. = 1,4. = 73,4 1250 (A) 2. 3.22 2. 3.22 Chọn máy cắt nhánh là 8DC11 của Siemens,cách điện SF6, không bảo trì, thông số nhƣ sau (PL III.2 trang 262 (GTTKCĐ) : Bảng 3.2. Thông số máy cắt nhánh Loại SL U đm,kV I đm,A I N , kA I cđm, kA Ghi chú 8DC11 6 24 1250 63 25 Cách điện SF6 Trạm biến áp có hai máy biến áp đƣợc cấp điện từ hai đƣờng dây và thanh cái hạ áp đƣợc phân đoạn bởi aptomat liên lạc, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Phía hạ của biến áp phân xƣởng đặt áptômát tổng và áptômát nhánh. Chọn loại tủ cao áp đầu vào 22kV cách điện bằng SF6, ký hiệu 8DH10 do siemens sản xuất. Tra phụ lục 3.1 tài liệu [TL1; tr 261] Bảng 3.3. Thông số của tủ đầu vào Loại tủ U đm , kV Iđm ,A lộ cáp IAđm , ,MBA IN K max I N 8DH10 24 1250 200 63 25 Lựa chọn máy biến áp cho trạm. Phía hạ áp mỗi trạm đặt 2 máy biến áp nên ta sẽ đặt 5 tủ: 2 tủ áptômát tổng, 1 tủ áptômát phân đoạn và 2 tủ áptômát nhánh. Tính chọn dùng các áptômát cho các trạm biến áp nhƣ sau: Dòng lớn nhất qua áptômát tổng của máy biến áp 4000 KVA trạm B1, B2 4000 I = 5773,5 (A) max 3.0,4 Các aptomat tổng đƣợc chọn do Merlin Gherlin chế tạo. Chủng loại và số lƣợng aptomat đƣợc thể hiện trong bảng 2.16 . Tra bảng 3.8 [TL2; trang 150] 62
Trạm BA Loại A Số cực U đm ,V Iđm ,A I N ,A B1 (2x4000KVA) M50 3, 4 690 5000 85 B2 (2x4000KVA) M50 3, 4 690 5000 85 3.1.2. Lựa chọn dao cách li. Dao cách ly là thiết bị đóng cắt cơ khí, ở vị trí mở tạo nên 1 khoảng cách điện, có nhiệm vụ chủ yếu là cách ly phần mang điện và phần không mang điện tạo khoảng cách an toàn nhìn thấy đƣợc, phục vụ cho công tác kiểm tra sửa chữa và đƣợc chế tạo ở mọi cấp điện áp. Với UđmLĐ = 22 (kV) 4000 II 1,4. IđmBA =1,4. = 147 (A) qt cb 3.22 Icb : dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất qua cầu dao cách ly và cầu chì cao áp tại tủ đầu vào chính là dòng quá tải MBA trạm đặt 2 máy Chọn dao cách ly PIIB 3-35/1000 đặt trong nhà do Liên xô cũ chế tạo có thông số: U đm = 35 22 (kV), IđmDCL = 1000 147 (A), I N = 80 kA, Inhđm = 10 kA . 3.1.3. Lựa chọn cầu chì cao áp Cầu chì là thiết bị bảo vệ làm hở mạch khi dòng điện này vƣợt quá giá trị quy định trong thời gian đủ lớn Với UđmLĐ = 22 (kV) 4000 I 1,4. 147 (A) cb 3.22 Icb : dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất qua cầu chì, cầu dao là dòng quá tải máy biến áp Chọn cầu chì trung áp đặt trong nhà của Sharah sản xuất kiểu 63
FCO 24 có điện áp định mức UđmCC = 24  22 (kV), IđmCC = 200 147 (A) 3.1.4. Lựa chọn máy biến áp đo lƣờng. Máy biến điện áp hay còn gọi là máy biến áp đo lƣờng, kí hiệu là BU 100 hoặc TU, có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp bất kì xuống 100V hoặc 3 V, cấp nguồn áp cho các mạch đo lƣờng, điều khiển tín hiệu bảo vệ. Nguyên lý làm việc của máy biến áp đo lƣờng cũng tƣơng tự nhƣ máy biến áp điện lực thông thƣờng song chỉ khác là công suất của nó nhỏ chỉ hàng chục đến hàng trăm VA, đồng thời tổng trở mạch ngoài của thứ cấp của nó rất lớn có thể coi là máy biến điện áp thƣờng xuyên lam việc không tải . Trên mỗi thanh cái 22kV đặt 1 máy biến áp đo lƣờng loại 4MR14 hình hộp của siemens chế tạo. Thông số cho nhƣ sau, tra bảng 8.8 [3; tr 344] Uchịu đựng tần số công nghiệp = 50 (kV) 22 100 U (V) U (V) 1đm 3 2đm 3 Tải định mức S2 đm pha = 500 (VA), m= 28 (kg) + Chọn máy biến áp đo lƣờng hạ áp loại 4MR12 hình hộp của siemens chế tạo. Thông số cho nhƣ sau, tra bảng 8.8 [3; tr 344] Uchịu đựng tần số công nghiệp = 28 (kV) 11,5 100 U (kV) U 2đm = ( V ) đm 3 3 Tải định mức : S2 đm pha = 350 (VA), m= 18 (kg) 64
3.1.5 Lựa chọn máy biến dòng Máy biến dòng kí hiệu là BI hay TI, có nhiệm vụ biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số bất kì xuống trị số nhỏ ( 1,5 hay 10A) để cung cấp các dụng cụ đo lƣờng bảo vệ rơ le, điều khiển và tự động hóa. Cuốn sơ cấp của BI mắc nối tiếp với mạng điện và có số vòng dây rất nhỏ, còn cuộn thứ cấp có số vòng dây nhiều hơn. Phụ tải thứ cấp BI rất nhỏ, có thể xem nhƣ máy biến dòng luôn làm việc trong tình trạng ngắn mạch. Do đó để đảm bảo an toàn cho ngƣời vận hành thì máy biến dòng phải đƣợc nối đất. Chọn máy biến dòng trung áp loại 4MA74 do seimens chế tạo, có thông số cho trong bảng 3.11 [2;tr 387] : Chọn máy biến dòng đặt tại tủ phân phối hạ áp của trạm biến áp phân xƣởng là máy Ct-0.6 kiểu đúc Epoxy Bảng 3.4. Thông số của máy biến dòng Loại U đm , kV I đm1 , A I đm2 , A I ô đnh kA Iô đđ 4MA74 24 1000 1-5 80 120 CT- 0.6 0,6 6500 1-5 80 120 Dòng điện lớn nhất qua máy biến dòng: 4000 I cb = I đmB =1,4. = 8082,9 (A) 3.0,4 Công suất danh định S = 30 (VA) Chọn dây dẫn là dây đồng có tiết diện 2,5 mm 2 có thông số : m= 6,5 kg. cấp chính xác 0,5; có số vòng dây sơ cấp/ thứ cấp: 1/5000 3.1.6. Lựa chọn chống sét van. Chống sét van là thiết bị chống đánh sét từ ngoài đƣờng dây trên không truyền vào trạm biến áp và trạm phân phối. Chống sét van gồm có 2 phần tử chính là khe hở phóng điện và điện trở làm việc. Với điện áp định mức của lƣới điện, điện trở chống sét van có trị số vô cùng lớn không cho dòng điện đi qua, khi có điện áp sét điện trở giảm tới không, chống sét van tháo dòng sét 65
xuống đất .trong tính toán thiết kế chọn chọn chống sét van chỉ căn cứ vào điện áp : UđmCSV UđmLĐ ( 3-1) Trạm biến áp B1,B2 đƣợc cấp điện từ đƣờng dây trên không ĐDK 22kV nên ở phía cao áp ta đặt chống sét van do seimens chế tạo loại 3EG4 [2;tr 381]. Phía hạ áp có điện áp là 0,4kV ta đặt chống sét van loại 3EA1. Kết quả lựa chọn thống kê tại bảng 3.5 Bảng 3.5: Thông số của chống sét van Loại Vật liệu UđmCSV, kV Dòng điện kháng định Vật liệu chế tạo Vỏ mức,kA 3EG4 Sứ 24> 22 5 Cacbuasilic 3EA1 Nhựa 1 >0,4 5 Cacbuasilic 3.1.7. Lựa chọn thanh góp Chọn thanh góp 22 kV Thanh góp đƣợc chọn theo dòng phát nóng cho và kiểm tra theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt dòng ngắn mạch ,[ 4;tr 275] chọn thanh góp là đồng cứng đặt nằm ngang + Chọn tiết diện thanh góp đồng theo điều kiện dòng điện phát nóng lâu dài cho phép : I CPTT (A): k 1 .k 2 . Icptt Ilvmax ( 3-2) Trong đó : k1 =1 với thanh góp đặt đứng k1 = 0,95 với thanh góp đặt ngang k2 :hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ theo môi trƣờng ttcp xq 70 30 k 2 = = 0,94 (3-3) ttqx đm 70 25 Với : Ilvmax: dòng điện làm việc lớn nhất tính theo chế độ quá tải của máy biến áp khi 1 máy trong trạm 2 máy gặp sự cố 66
Icptt: Dòng phát nóng lâu dài cho phép - Dòng làm việc lớn nhất : 1,4.SđmBA 1,4.4000 Ilvmax = = = 147 (A) 3.U đm 3.22 Với : tCP : nhiệt độ lâu dài cho phép của thanh cái đồng, 70°c tXQ : nhiệt độ môi trƣờng xung quanh, 30°c tđm : nhiệt độ định mức, 25°c Vậy ILV max 147 I cptt = 164,6 KK12. 0,95.0,94 Tra bảng 7.1 [TL2;tr 362] chọn thanh góp bằng đồng tiết diện 120mm2, có I cp =475(A) > I cptt = 164,6 (A), m= 1,424 kg. Chọn thanh góp 0,4 KV Chọn tiết diện thanh góp đồng theo điều kiện dòng điện phát nóng lâu dài cho phép I cptt (A) : k 1 .k 2 .I cptt > I lvmax . - Dòng điện làm việc lớn nhất 1,4.SđmBA 1,4.4000 Ilvmax = = = 8082,9 (A) 3.U đm 3.0,4 Ilvmax 8082,9 I cptt = = 9051,4 (A) KK12. 0,95.0,94 Với : Ilvmax: dòng điện làm việc lớn nhất tính theo chế độ quá tải của máy biến áp khi 1 máy trong trạm 2 máy gặp sự cố Icptt: Dòng phát nóng lâu dài cho phép Vậy : 67
Chọn thanh góp là nhôm có tiết diện hình dáng, có quét sơn, tiết diện 1 2 thanh F = 3435(mm ) dòng điện cho phép Icp = 9550 (A)> Icptt = 9051 (A) [2;tr 364]. 3.1.8 Lựa chọn dây dẫn và cáp cao áp. Chọn cáp từ trạm phân phối đến trạm biến áp phân xƣởng Chọn cáp theo điều kiện ổn định dòng ngắn mạch F I tqd ( 3-4) Trong đó : F : tiết diện cáp đã chọn, mm2 I : dòng ngắn mạch, kA Tqd: thời gian quy đổi với lƣới trung hạ áp, lấy bằng thời gian cắt T qd = 0,5s : hệ số nhiệt, với cáp đồng a = 6. Tra bảng 8.8 [4; trang 280] với cáp nhôm = 11 Với các tuyến cáp chỉ cần kiểm tra với các tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất IN = 25,16 (kA). Tiết diện cáp theo tiêu chuẩn ổn định nhiệt dòng 2 ngắn mạch Fc = 5.24,7. 0,5 = 104,7 ( mm ) Vì cáp đã chọn có tiết diện F = 50 mm2 nên để đảm bảo dòng ngắn mạch 2 cần phải tăng tiết diện đã chọn thành Fc = 120 (mm ). Vậy chọn cáp nối từ trạm phân phối trung tâm tới trạm biến áp phân xƣởng cáp lộ kép có tiết diện 120mm2, kí hiệu 2XLPE cách điện PVC Chọn cáp từ hệ thống tới trạm phân phối trung tâm 2 Tƣơng tự ta có : Fc = 5.37,05. = 157,2 (mm ) Vậy chọn cáp nối từ hệ thống nguồn 22k tới trạm phân phối trung tâm là cáp lộ kép có tiết diện là 185 mm2 , kí hiệu là 2 XLPE cách điện PVC do hãng CADIVI chế tạo là hợp lý , đảm bảo điều kiện ổn định dòng ngắn mạch. 68
3.2. NGĂN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 3.2.1. Đặt vấn đề Ngắn mạch trong hệ thống điện là hiện tƣợng các dây dẫn pha chập nhau , chạm đất ( trong hệ thống có điểm trung tính nối đất) hoặc chập dây trung tính. Lúc xảy ra ngắn mạch thì trong mạch phát sinh quá trình quá độ dòng điện tăng đột ngột trên 1 giá trị rất lớn chạy trong các phần tử của hệ thống điện có thể gây ra các hiện tƣợng nguy hiểm: + Phát nóng cục bộ rất nhanh, nhiệt độ tăng lên cao gây cháy nổ + Sinh ra lực cơ khí rất lớn giữa các phần tử của thiết bị điện, làm biến dạng hoặc gây vỡ các bộ phận: sứ đỡ, thanh dẫn + Gây sụt áp lƣới điện làm động cơ ngừng quay ảnh hƣởng năng suất máy móc thiết bị Vì vậy việc tính toán dòng điện ngắn mạch là yêu cầu cấp thiết trong thiết kế cung cấp điện nhằm tránh đƣợc những hậu quả đáng tiếc do hiện tƣợng ngắn mạch gây ra. Tính ngắn mạch để lựa chọn các trang thiết bị điện phù hợp, chịu đƣợc dòng điện tồn tại trong thời gian xảy ra ngắn mạch. Đồng thời việc làm đó giúp hiệu chỉnh các thiết bị bảo vệ rơle, tự động cắt phần tử bị sự cố ngắn mạch ra khỏi hệ thống điện và lựa chọn các thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch nhƣ kháng điện, máy biến áp nhiều cuộn dây Các dạng ngắn mạch trong hệ thống điện - Ngắn mạch 3 pha, tức là 3 dây pha chập nhau - Ngắn mạch 2 pha, tức là 2 dây pha chập nhau - Ngắn mạch 1 pha, tức là 1 pha chạm đất hoặc chập dây trung tính Ngắn mạch 2 pha nối đất, tức là 2 pha chập nhau đồng thời chạm đất Trong đó ngắn mạch 3 pha có tác hại nặng nề nhất và là dạng ngắn mạch cơ sở vì tính toán các dạng ngắn mạch khác đều dựa trên cơ sở đƣa về tính toán ngắn mạch ba pha. Do các hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất nhỏ so với hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính ngắn mạch đơn giản. 69
3.2.2.Tính ngắn mạch phía cao áp Vì không biết cấu trúc hệ thống điện cho phép tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn 2 U tb X H (  ) (3-5) SN Dòng ngắn mạch 3 pha : U II tb (Ω) (3-6) N 3.Z  Trong đó: X H : Điện kháng của hệ thống SN : Công suất ngắn mạch của máy cắt đầu vào (MVA) Utb : Điện áp trung bình của đƣờng dây mạng cao áp công ty, kV Utb = 1,05 .Uđm Ta có : Utb =1,05.U đm =1,05.24 = 25,2 (kVA) SN = 3.UIđm . N max Thay số vào ta đƣợc 22 Utb (1,05.24) X H 0,13 SN 3.24.110 Bảng 3.6. Thông số của dƣờng dây trên không và cáp cao áp Đƣờng dây F Kí hiệu L r x R X 0 0 2 (/) km (/) km mm (km) (  ) ( ) HTĐ-PPTT 95 AC-95 2 0,33 0,375 0,33 0,37 PPTT-B1 50 2XLPE 0,012 0,494 0,124 0,043 0,01 PPTT-B2 50 2XLPE 0,012 0,494 0.124 0,1 0,027 70
Sơ đồ nguyên lí tính ngắn mạch phía cao áp thể hiện ở hình 3.1 Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý tính ngắn mạch phía cao áp - Sơ đồ thay thế N N MC N 1. 2 ĐDK 0 Cáp HT PPTT BAPX HT N N1 .N2 XH ZC 0 ZD D Đ Hình 3.2. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch phía cao áp Với X H : Điện kháng của hệ thống Zdd : Tổng trở của đƣờng dây Z C : Tổng trở của máy cắt NN12, : Các vị trí ngắn mạch + Tính ngắn mạch tại điểm N0 - Nguồn điện cấp cho công ty đi qua đƣờng dây trên không 22kV dài 2 km từ trạm biến áp trung gian T 2 . 1 4 Kiến An 110/22 kv. Dây dẫn trên không AC – 95 lộ kép ta có: rl. 0,33.2 R 0 0,33 (  ) D 22 xl 0,375.2 X 0 0,375 ( ) D 22 71
- Tổng trở trên đƣờng dây AC-95 ZDDD R jX 0,33 0,375 j (  ) - Tổng trở ngắn mạch từ hệ thống đến điểm N 0 ZN0 R D j( X D X HT ) 0,33 (0,375 0,13) j 0,33 0,505 j ( ) 22 ZN 0 0,33 0,505 = 0,603 ( ) Vậy dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm N0 U 23,1 I tb 37,05 N 0 22 (kA) 3.ZN 0 3.(0,33 0,505 ) - Trị số dòng ngắn mạch xung kích II 1,8. 2. 1,8. 2.37,05 94,3 ( kA) xkN0 N 0 + Tính ngắn mạch tại điểm N 1 Tổng điện trở tới điểm ngắn mạch N 1 là:  rN1 = r N 0 + Z MC + Z DCL + Z DD + Z TG24 kV - Trạm biến áp B1 nhận điện thông qua đƣờng cáp ngầm 2XLPE (3 50) có chiều dài 0,012 (km) ta có : rl 0,494.0,012 R 0 0,0059 (m ) 1 22 x 0,124.0,012 X 0l 0,007 (m ) 1 22 - Tổng trở đƣờng dây tới B1 22 ZDD 0,0059 0,007 = 0,009 (m ) - Điện trở và điện kháng của thanh góp đƣợc tra trong sổ tay r TG = 0,448 (m ) x TG = 1,5 (m ) 22 Z TG = 0,448 1,5 = 1,56 (m ) Điện trở tiếp xúc của dao cách li Z DCL = 0,2 (m ) 72
Vậy , tổng điện trở tới điểm ngắn mạch N 1 là: 3 ZN1 = 0,603 + ( 0,2 + 0,009 + 1,56). 10 = 0,604 (  ) Vậy dòng ngắn mạch 3 pha tại N 1 Utb 23,1 I N1 = 22,08 ( ) 3.Z N1 3.0,604 Dòng ngắn mạch xung kích : IIxkN11 1,8. 2. N 1,8. 2.22,08 56,2 ( ) + Tính tƣơng tự ngắn mạch tại điểm N 2 Bảng 3.7. Kết quả dòng ngắn mạch phía cao áp Điểm tính ngắn mạch I N ( kA) I xk ( kA) Thanh cái 22 kV 37,05 94,3 Thanh cái cao áp trạm B1 22,08 56,2 Thanh cái cao áp trạm B2 22,08 56,2 3.2.3.Tính ngắn mạch phía hạ áp Khi tính ngắn mạch hạ áp có thể coi gần đúng trạm hạ áp là nguồn và cần xét đến sự có mặt của các phần tử khác trong mạng nhƣ : máy biến áp, điện trở tiếp xúc của áptômát , sơ đồ nguyên lý và thay thế ngắn mạch mạng hạ áp thể hiện trên hình 3.3 và hình 3.4 N3 N1 B1 Cáp HT ATT AN ALL N2 B2 N4 Cáp HT ATT AN Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý tính ngắn mạch hạ áp 73
N1.N2 N3.N4 ZB ZC ZA HT Hình 3.4. Sơ đồ thay thế ngắn mạch phía hạ áp + Tính dòng điện ngắn mạch tại điểm N 3 Tổng trở ngắn mạch tới điểm N 3  Z N 3 = Z N1 + Z BA + Z AT + Z DD - Điện trở và điện kháng máy biến áp qui về mạng hạ áp 2 1 PUN1. đm 66 29,4.0,4 RB1 . .10 2 .10 0,147 ( m ) 2Sđm 2.4000 2 1 PUN %. đm 44 7.0,4 X B1 . .10 2 .10 0,00035 2 2.Sđm 2.4000 Tổng trở máy biến áp 22 ZBA1 = RXBB11 0,23 ( ) - Điện trở và điện kháng thay thế của cáp Dòng lớn nhất qua aptomat của máy biến áp 4000 kVA I = 4000 = 2386 (A) max 2 3.0,4 Với J kt = 3,1. ta có tiết diện kinh tế của cáp I 2386 F max = = 930 (mm 2 ) Jkt 3,1 Cáp nối từ máy biến áp ra tủ phân phối của trạm dài 3m, chọn cáp đồng có tiết diện F= 950 mm2 cáp 1 lõi cách điện PVC do CADNI chế tạo đƣợc đặt trong hố cáp , tra bảng 4.11 [2;tr 234] ta có: rc = 0,0221 ( /)km 3 R c = .l = 0,221.3 = 0,663 ( ) = 0,0663.10 ( ) 3 X c = j.x c .l = 0,085.3j = 0,255 ( ) = 0,255.10 ( ) 74
Tổng trở cáp nối từ máy biến áp ra tủ phân phối 22 ZDD 0,0663 0,255 0,263 ( m ) - Điện trở và điện kháng của cuộn dây bảo vệ quá dòng điện áptômát Z AT 0,25 ( ) - Tổng trở tới điểm ngắn mạch N 3 ZZZZZN31 N BA DD AT 3 Z N 3 = 0,604 + ( 0,23 + 0,263 + 0,18 + 0,25).10 =0, 605(  ) Dòng ngắn mạch tại N 3 U 0,4 I N 3 0,38 ( kA) 3.ZN 3 3.0,605 IIxkN33 1.8. 2. N = 1,8. 2 .0,38 = 0,96 (kA) Tƣơng tự ta có tổng trở tính tới điểm ngắn mạch N 4 và dòng ngắn mạch ZN 4 0,605 (  ), I N 4 0,38 (kA), I xkN 4 = 0,96 (kA) Kết quả tính ngắn mạch thống kê ở bảng 3.7 Bảng 3.8. Bảng các vị trí ngắn mạch toàn mạng STT Điểm ngắn Dòng ngắn mạch mạch I N ( kA) I xk ( kA) 1 N0 37,05 94,3 2 N1 22,08 56,2 3 N 2 22,08 56,2 4 N 3 0,38 0,96 5 N 4 0,38 0,96 3.3. KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP 3.3.1 Kiểm tra máy cắt . Bảng 3.8 : các điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt Trong đó : UđmLĐ : điện áp định mức lƣới điện , kV Icb : dòng điện cƣỡng bức, kA. Là dòng điện lớn nhất qua máy cắt đồng 75
thời cũng chính là dòng quá tải sự cố khi cắt 1 máy biến áp IN = I : dòng điện ngắn mạch tại thanh cái, kA SN’’ : công suất ngắn mạch đầu nguồn, kVA SN’’ = I N .U ( kVA ) Scđm : công suất cắt định mức, kVA SIU 3. ( 3-6 ) ccđm đmc đm Ik : dòng điện ngắn mạch xung kích, kA Bảng 3.9. Điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt STT Đại lƣợng Kí hiệu Điều kiện 1 Điện áp định mức , kV U đmMc UUđmMc đ m LD 2 Dòng điện định mức, kA IđmMc IIđmMc cb '' 3 Dòng điện cắt định mức Icđm IIcdm N '' 4 Công suất cắt định mức, kVA Scđm SScđm N 5 Dòng điện ổn định động I đđm IIđđm xk I 6 Dòng điện ổn định nhiệt nhđm tqd Inhđm tnhđm Dòng điện lớn nhất chạy qua máy cắt nhánh vào thanh cái chính là dòng sự cố khi đứt một lộ trên đƣờng dây trên không AC-95 từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối Kiểm tra máy cắt đầu vào I xk 1,8. 2 .I N 0 = 1,8.37,05. = 94,3 (kA) SttCty 10500 I cb = 1,4. I = 1,4. = 1,4. = 385,7 (A) ttCty 3.22 3.22 76
Bảng 3.10. Bảng kiểm tra thông số máy cắt đầu vào Loại MC Thông số kiểm tra Kết quả UUđmMc đ m LD , kV 24 22 (kV) 8DA10 IIđmMc cb , A 3150 385,7 (A) '' IIcđm N , kA 40 37,05 (kA) IIđđm xk , kA 110 94,3 (kA) '' SScđm N 1662,8 847,1 (kVA) Vì máy cắt đã chọn có dòng điện định mức I đm = 3150 (A) nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt. Vậy máy cắt đã chọn đạt yêu cầu. Kiểm tra máy cắt nhánh Ta có: I xk 1,8. 2 .I N1 = 1,8.22,08. = 56,2 (kA) SMBA 10500 I cb = 1,4. IMBA = 1,4. = 1,4. = 73,4 (A) 2 3.22 2 3.22 Bảng 3.11. Kiểm tra thông số máy cắt nhánh Loại MC Thông số kiểm tra Kết quả , kV 24 22 8DC11 , A 1250  73,4 , kA 25  22,08 , kA 63  56,2 1039,2 543,4 Vì máy cắt đã chọn có dòng điện định mức I dm = 1250 (A) nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt. Vậy máy cắt đã chọn đạt yêu cầu 77
3.3.2. Kiểm tra dao cách li Bảng 3.12. Điều kiện lựa chọn dao cách ly STT Đại lƣợng chọn và kiểm tra Điều kiện 1 Điện áp định mức , kV UUđmDCL đmLD 2 Dòng điện định mức , kA IIđmDCL cb 3 Dòng ổn định động, kA IIđđm xk 4 Dòng ổn định nhiệt, kA tqd Inhđm tnhđm Trong đó : UđmDCL : điện áp định mức lƣới điện, kV UđmDCL : điện áp định mức dao cách ly, kV IđmDCL : dòng điện định mức dao cách ly, kA Iđđm : dòng ổn định động, kA Inh đm : dòng ổn định nhiệt , kA Icb : dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất qua cầu dao cách ly và cầu chì cao áp tại tủ đầu vào chính là dòng quá tải MBA trạm đặt 2 máy 4000 II 1,4. IđmBA =1,4. = 147 (A) qt cb 3.22 I xk : Dòng điện xung kích , kA IIXK 1,8. 2. N1 1,8. 2. 24,7=62,8 (kA) Bảng 3.13 : Kết quả kiểm tra dao cách ly STT Đại lƣợng chọn và kiểm tra Điều kiện 1 Điện áp định mức , kV 35 22 2 Dòng điện định mức , kA 1000 147 3 Dòng ổn định động, kA 80 56,2 Thiết bị có dòng định mức 1000A nên không cần kiểm tra điều kiện dòng ổn định nhiệt 78
3.3.3. Kiểm tra cầu chì cao áp Bảng 3.14: Điều kiện kiểm tra cầu chì STT Đại lƣợng chọn và kiểm tra Điều kiện 1 Điện áp định mức, kV UUđmCC đ m LD 2 Dòng điện định mức, A IIđmCC cb '' 3 Dòng ổn định động, kA IICNđm '' 4 Công suất định mức, kVA SSCđm Trong đó : I’’: dòng điện ngắn mạch, kA S’’: Công suất ngắn mạch, kVA Icb : dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất qua cầu chì, cầu dao là dòng quá tải máy biến áp 4000 I 1,4. 147 (A) cb 3.22 Bảng 3.15: Kiểm tra cầu chì cao áp STT Đại lƣợng chọn và kiểm tra Điều kiện 1 Điện áp định mức, kV 24 >22 2 Dòng điện định mức, A 200 > 147 3 Dòng ổn định động, kA 31,5 >22,08 4 Công suất định mức, kVA 3.24.31,5 3.22.24,7 Qua bảng so sánh ta thấy cầu chì đƣợc chọn thỏa mãn điều kiện kiểm tra 3.3.4. Kiểm tra máy biến áp đo lƣờng Bảng 3.16. Điều kiện kiểm tra máy biến áp đo lƣờng. Đại lƣợng đƣợc chọn Ký hiệu Điều kiện Điện áp định mức (sơ cấp) U1dm UU1dm dmmang Phụ tải 1 pha, VA S2DMPHA SS22DM DMPHA Sai số cho phép [N%] N% < [N%] Trong đó : U dmMANG : Điện áp định mức mạng Với máy biến áp đo lƣờng có thông số đã chọn 79
+ Máy biến áp đo lƣờng loại 4MR14 hình hộp của siemens chế tạo. Thông số cho nhƣ sau, tra bảng 8.8 [3; tr 344] Uchịu đựng tần số công nghiệp = 50 (kV) 22 100 U (V) U (V) 1đm 3 2đm 3 Tải định mức S2 đm pha = 500 (VA), m= 28 (kg) + Máy biến áp đo lƣờng hạ áp loại 4MR12 hình hộp của siemens chế tạo. Thông số cho nhƣ sau, tra bảng 8.8 [3; tr 344] Uchịu đựng tần số công nghiệp = 28 (kV) 11,5 100 U (kV) U 2đm = ( V ) đm 3 3 Tải định mức : S2 đm pha = 350 (VA), m= 18 (kg) Các máy biến áp đo lƣờng thỏa mãn điều kiện. 3.3.5. Kiểm tra máy biến dòng Máy biến dòng đƣợc chọn theo điều kiện + Sơ đồ đấu nối và kiểu máy + Điện áp định mức : UđmBI > UđmLĐ (3-8) + Dòng điện định mức : IđmBI > Icb (3-9) - Cấp chính xác của máy biến dòng: phải phụ thuộc vào cấp chính xác của các thiết bị nối vào phía thứ cấp - Phụ tải định mức ở phía thứ cấp: S2đmBI > Stt (3-10) Trong đó S2đmBI: Phụ tải định mức của cuộn dây thứ cấp máy biến dòng 2 S2đmBI = I 2dm .Z 2dm ( 3-11 ) Dòng điện lớn nhất qua máy biến dòng. 4000 I cb =1,4. IđmB = 1.,4. 14,7 (A) 3.22 80
Bảng 3.17. Thông số của máy biến dòng U đm , Loại I đm1 , A I đm2 , A I 0đnh I 0đđ kV 4MA74 24 1000 1-5 80 120 CT- 0.6 0,6 6500 1-5 80 120 Vậy máy biến dòng thỏa mãn điều kiện 3.3.6. Kiểm tra thanh góp a) Thanh góp 22 kV 2 Thanh góp bằng đồng tiết diện 120mm , có I cp =475(A) > I cptt = 164,6 (A), m= 1,424 kg +) Kiểm tra thanh cái đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt F It qd Trong đó: : hệ số tra bảng 8.8 [ 4;tr280] thanh góp đồng thì = 6 I : dòng điện ngắn mạch ổn định, kA ; I = IN0 = 37,05 (kA) t qd = t c = 0,5s F tc = 185 > 6.37,05. 0,5 = 157 Điều kiện ổn định nhiệt thỏa mãn +) Kiểm tra theo điều kiện ổn định động ( KG ) cm2 cp tt ( 3-12 ) Trong đó : cp : ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh góp, với thanh nhôm : = 700 ( ), với thanh góp đồng = 1400 ( )  tt : ứng suất tính toán, xuất hiện trong thanh góp do tác động của lực điện động dòng ngắn mạch = M ( ) (3-13) W bh2 W : Momen chống uốn của thanh góp: W ( 3-14 ) 6 M : Momen uốn tính toán khi thanh cái có 3 nhịp trở lên, KG.cm 81
Fl. M= tt ( 3-15) 10 F tt : Lực tính toán do tác động của dòng ngắn mạch, kG 1 F = 1,76.10 2 . .i2 (3-16) tt a xk Trong đó: l : khoảng cách giữa các sứ của 1 pha, cm a : khoảng cách giữa các pha , cm b : chiều rộng của thanh góp , cm h : chiều dài của thanh góp , cm ixk : Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích + Dự định dặt thanh góp 3 pha có nhịp cách nhau a = 40cm, mỗi nhịp của thanh góp đƣợc đặt trên 2 xứ cách nhau : l = 40cm 1 40 F = 1,76.10 22 . .i = 1,76.10 2 . .94,3 2 = 156 (kG) tt a xk 40 Fl. 156,5.40 M= tt = = 626 ( kG.cm) 10 10 Mômen chống uốn của thanh dẫn 30 X 4 đặt ngang 302 .4 W= = 600 (mm 2 ) = 0,6 ( cm 2 ) 6 M 626 kG Ứng suất tính toán :  = = = 1043,3 ( ) tt W 0,6 cm2 Vậy thanh góp đã chọn thỏa mãn điều kiện ổn định động và điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch b) Thanh góp 0,4 kV Thanh góp là nhôm có tiết diện hình dáng, có quét sơn, tiết diện 1 2 thanh F = 3435(mm ) dòng điện cho phép Icp = 9550 (A)> Icptt = 9051 (A) [2;tr 364] +) Kiểm tra thanh cái đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt F It qd F = 3435 > 7.22,08. 0,5 = 122,25 (mm 2 ) 82
Vậy điều kiện ổn định nhiệt thỏa mãn +) Kiểm tra theo điều kiện ổn định động: cp tt Momen chống uốn của thanh góp : W = 193 ( cm 3 ) Fl. Momen tính toán : M= tt ( KG.cm) 10 + Dự định đặt 3 thanh góp 3 pha cách nhau a= 40cm, mỗi nhịp đƣợc đặt trên 2 sứ cách nhau : l= 70 cm l 70 F = 1,76.10 2 . .i2 = 1,76. 10 2 . .56,2 2 = 126,3 (KG) tt a xk 40 M = = 16,3.70 = 884,1 ( KG ) 10 cm2 M 884,1 KG Ứng suất tính toán:  4,58 ( ) tt W 193 cm2 KG Vì thanh góp nhôm nên ta có :  700 ( )  = 4,58 ( ) cp cm2 tt Vậy thanh góp đã chọn thõa mãn điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt dòng ngắn mạch  Kết Luận - Chọn máy cắt đầu vào và máy cắt nhánh là 8DA10 và 8DC11 do Siemens chế tạo, cách điện SF6, không bảo trì. - Chọn dao cách ly là PIIB 3-35/1000 đặt trong nhà do Liên xô cũ chế tạo có thông số: U đm = 35kV, IđmDCL = 1000A, I N = 80 kA, Inh đm = 10 kA . - Chọn cầu chì trung áp đặt trong nhà của Sharah sản xuất kiểu FCO 24 có điện áp định mức UđmCC = 24kV, IđmCC = 200(A) - Chọn máy biến áp đo lƣờng hạ áp loại 4MR12 hình hộp của siemens chế tạo. Thông số cho trong bảng 8.8 [3; tr 344] - Chọn máy biến dòng trung áp loại 4MA74 do seimens chế tạo, có thông số cho trong bảng 3.11 [2;tr 387] - Ở phía cao áp ta đặt chống sét van do seimens chế tạo loại 3EG4. Phía hạ áp có điện áp là 0,4kV ta đặt chống sét van loại 3EA1. 83
CHƢƠNG 4 THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 4.1. THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP Tính chọn tiết diện dây dẫn mạng hạ áp ta sử dụng phƣơng pháp lựa chọn dây dẫn theo dòng phát nóng [ 2; 209], ta có : KKIIKII12 cp tt hc cp tt ( 4-1 ) Trong đó : k1: hệ số điều chỉnh nhiệt độ ứng với môi trƣờng đặt dây cáp, ở nhiệt độ của môi trƣờng xung quanh là 15°c cáp đặt trong đất và nhiệt độ lớn nhất cho phép dây dẫn là 70°c thì k 1 = 1,11 k2 : hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ có số lƣợng cáp đi trong một rãnh. I cp : dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây dẫn đã chọn. của áptomat 4.1.1. Lựa chọn aptomat Chọn aptomat đầu nguồn đặt tại trạm biến áp aptomat là thiết bị đóng cắt hạ áp, chức năng của nó là bảo vệ ngắn mạch và quá tải. Do nó có ƣu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm việc chắc chắn, tin cậy, an toàn, đóng cắt đồng thời 3 pha và khả năng tự động hóa cao nên aptomat mặc dù giá thành cao hơn nhƣng vẫn đƣợc dùng rộng rãi trong mạng điện hạ áp. Aptomat đƣợc chọn theo điều kiện : UđmA > UđmLĐ (4-5) IđmA > Itt (4-6) IcđmA > IN (4-7) Chọn aptomat đầu nguồn đặt sau trạm biến áp B1, B2 và aptomat liên lạc trên nhánh 0,4 kV và loại M50 do merlin Gerlin chế tạo (đã tính chọn trong mục 2.4 ) .
Có : Iđm = 5000 (A), Uđm = 690(V), Imax = 85 ( kA) > IN1 = 25,16 ( kA), [2;151] Trong vận hành máy biến áp đặt trong trạm một máy biến áp chỉ cho phép quá tải thƣờng xuyên 25% khi đó dòng quá tải của máy biến áp 4000kVA là : 4000 Iqt . Iđm .1,25 = 1,25. = 7216,8 ( A ) 3.0,4 Sttpx1 1547 IđmA Itt = = = 2232,9 ( A ) 3.0,14 3.0,4 Tƣơng tự ta tính chọn aptomat nhánh sau thanh cái 0,4 kV cấp điện cho các phân xƣởng, kết quả cho trong bảng 4.2 + Chọn aptomat đặt tại tủ động lực cấp điện cho mỗi nhóm thiết bị  Phân xƣởng 1 : Pttn1 704,7 Nhóm 1 : IđmA Ittn1 = = = 1453 ( A ) 3.0,4.cos 3.0,4.0,7 Chọn aptomat là loại M16 do Merlin Gerlin chế tạo : Iđm = 1600 (A), Uđm = 690(V), INmax = 40 ( kA) Pttn2 680,3 Nhóm 2 : IđmA Ittn2 = = = 1363,7 (A ) 3.0,4.cos 3.0,4.0,72 Chọn aptomat là loại M16 do Merlin Gerlin chế tạo : Iđm = 1600 (A), Uđm = 690(V), INmax = 40 ( kA) . Tƣơng tự tính cho các nhóm của các phân xƣởng, kết quả chon aptomat đặt tại tủ động lực cho ở bảng 4.1 85
Bảng 4.1. Kết quả tính chọn aptomat nhánh Phân Loại Itt Uđm IđmA Icđm Số Xƣởng ( A ) (kV ) ( A ) ( kA ) Cực PX1 M25 2232,9 690 2500 55 3,4 PX2 M32 2876,8 690 3200 75 3,4 PX3A M32 2792,8 690 3200 75 3,4 PX3B M16 1584,2 690 1600 40 3,4 PX4 M16 1424,7 690 1600 40 3,4 PX5 M25 1965,3 690 2500 55 3,4 PXCĐ M08 299,2 690 800 40 3,4 YT + M12 1072,6 690 120 40 3,4 KVT KHC + M08 745,5 690 800 40 3,4 KTP 86
Bảng 4.2. Kết quả chọn aptomat đặt tại tủ động lực Phân Vị trí Loại Uđm IđmA IN Itt Xƣởng aptomat (kV ) ( A ) (kA ) ( A ) ĐL1 M16 690 1600 40 1452,8 PX1 ĐL2 M16 690 1600 40 1366,2 CS NS250H 690 250 10 244,9 ĐL1 M16 690 1600 40 1372,7 PX2 ĐL2 M12 690 1200 40 1054,02 ĐL3 M12 690 1200 40 1062,3 CS NS180H 690 180 10 176,2 ĐL1 M12 690 1200 40 1107,2 PX3A ĐL2 M12 690 1200 40 1054,02 ĐL3 M12 690 1200 40 1125,7 CS NS250H 690 250 10 210,3 ĐL1 M12 690 1200 40 1196,5 PX3B ĐL2 M08 690 800 40 785,15 CS NS160H 690 160 10 139,17 ĐL M16 690 1600 40 1579,8 PX4 CS M120H 690 120 10 111.34 ĐL1 M16 690 1600 40 1499,1 PX5 ĐL2 M12 690 1200 40 884,3 CS NS160H 690 160 10 140,2 PXCĐ CĐ M08 690 800 40 344,3 CS NS120H 690 120 10 87,6 Khu YT+KTV M16 690 1600 40 1072,5 tổng KHC+KTP M08 690 800 40 745,5 Hợp 87
4.1.2. Tính toán chọn aptomat và dây dẫn cấp điện cho phụ tải + Để đóng cắt dòng điện phụ tải, bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho từng máy ta sử dụng aptomat. Dòng điện tính toán từng phụ tải , U đm = 0,4 kV P đmtb Iđm Itt= ( 4-8 ) 3.Uđm . cos Trong đó : P đmtb là công suất định mức của từng thiết bị Các aptomat đƣợc chọn có điện áp định mức Uđm = 690 V , kiểu hộp, dãy do Merlin Gerlin chế tạo. Trang bảng 3.6 [2;tr 149] Lựa chọn dây dẫn theo điều kiện dòng điện cho phép kết hợp với điền kiện thiết bị đƣợc bảo vệ bằng aptpmat + Dây dẫn cấp điện cho máy PEHD 70/1 Dòng điện lớn nhất qua dây dẫn là dòng điện tính toán của thiết bị Ta có: khc = k1. k2 = 1,11. 0,8 = 0,88 Itt1 Pđm1 170 Icp = 398,3 (A) Khc 3.Uđm . Khc . c os 1 3.0,4.0,88.0,7 Kết hợp với điều kiện bảo vệ bằng aptomat 1,25. I 1,25.400 I đm 333,3 (A ) cp 1,5 1,5 Vậy ta chọn loại dây cáp đồng hạ áp một lõi cách điện PVC do CADIVI chế tạo có I cp = 550 ( A ) 88
Bảng 4.3. Kết quả chọn aptomat và dây dẫn cho phụ tải phân xƣởng 1 P, STT Tên thiết bị I tt , A Loại A Iđm , A Icp kW 1 Trạm khí nén 100 206,2 NS250H 250 300 2 Máy PEHD 70/1 170 350,5 NS400H 400 550 3 Máy PEHD 70/2 173 356,7 NS400H 400 550 4 Máy nóng SICA/1 165 340,2 NS400H 400 550 5 Máy nóng SICA/2 165 340,2 NS400H 400 550 6 Máy 60KK2 80 164,9 NS250H 250 300 7 Máy 50KK1 80 164,9 NS250H 250 300 8 Máy 60KR1 95 195,8 NS250H 250 300 9 Máy 60KK1 85 175,2 NS250H 250 300 10 Máy nghiền hàn quốc 170 350,5 NS400H 400 550 11 Máy nghiền Đức 150 309,3 NS400H 400 550 12 Máy KME 500 100 206,2 NS250 250 300 Hệ máy lạnh và bơm 13 110 198,4 NS250H 250 300 nƣớc 14 Hệ máy xẻ ống dọc 42,5 76,7 NS80HMA 80 234 89
Bảng 4.4. Kết quả chọn aptomat và dây dẫn cho phụ tải phân xƣởng 2 P, Icp STT Tên thiết bị I tt , A Loại A Iđm , A kW A 1 Máy PEHD 90 154 317,5 NS400H 250 300 2 Máy PEHD 70 135 278,3 NS400H 400 550 3 Máy PPR 80 164,9 NS250H 400 550 4 Máy 50KR1 76 156,7 NS160H 400 550 5 Máy 50KR2 75 154,6 NS160H 400 550 6 Máy 600KK 75 154,6 NS160H 250 300 7 Máy C/E 7/2 60 123,7 NS160H 250 300 8 Máy  65 57 117,5 NS160H 250 300 9 Máy nghiền 130 268 NS400H 250 300 10 Máy xay 80 164,9 NS160H 400 550 11 Máy 63/2 125 257,7 NS400H 400 550 12 Máy 50/2 60 164,9 NS250H 250 300 13 Máy 63/1 100 206,2 NS250H 250 300 14 Máy 50/6 70 144,3 NS160H 160 234 15 Máy 50/3 64 131,9 NS160H 160 234 16 Máy 50/5 55 113,4 NS160H 160 234 17 Máy 50/4 80 164,9 NS250H 250 300 18 Hệ máy nén khí 90 162,4 NS250H 250 300 Hệ máy lạnh và 19 150 270,6 NS400H 400 550 bơm nƣớc 20 Hệ thống trộn 85 175,2 NS250H 250 300 90
Bảng 4.5. Kết quả chọn aptomat và dây dẫn cho phụ tải phân xƣởng 3A P, Iđm , Icp STT Tên thiết bị I tt , A Loại A kW A A 1 Nhà nghiền 85 175,2 NS250H 250 300 2 Máy HQ 350T 147 303,1 NS400H 400 550 3 Máy HQ 850T 150 309,3 NS250H 250 300 4 Máy trộn 100L 120 247,4 NS250H 250 300 5 Máy trộn 200L 136 280,4 NS400H 400 550 6 Máy hóa dẻo 87 179,4 NS250H 250 300 7 Máy HQ-7 63 129,9 NS160H 160 234 8 Máy HQ-12 75 154,6 NS160H 160 234 9 Máy HQ-8 70 144,3 NS160H 160 234 10 Máy HQ-3 55 113,4 NS160H 160 234 11 Máy HQ-11 55 113,4 NS160H 160 234 12 Máy HQ-10 60 123,7 NS160H 160 242 13 Máy HQ-2 55 113,4 NS160H 160 242 14 Máy HQ-1 80 164,9 NS250H 250 300 15 Máy HQ-4 75 154,6 NS160H 160 234 16 Máy HQ-6 75 154,6 NS160H 160 234 17 Máy HQ-5 65 134,9 NS160H 160 234 18 Máy HQ-13 50 103 NS160H 160 234 19 Máy HQ-600T 150 309,3 NS400H 400 550 20 Máy HQ-200T 90 162,4 NS250H 250 300 Hệ máy lạnh và bơm 21 200 412,4 NS630H 630 650 nƣớc 91
Bảng 4.6. Kết quả chọn aptomat và dây dẫn cho phụ tải phân xƣởng 3B P, Iđm , Icp STT Tên thiết bị I tt , A Loại A kW A A 1 Máy trộn 750L/1 200 412,4 NS630H 630 650 2 Máy trộn 500L 150 309,3 NS400H 400 550 3 Máy lạnh và bơm 150 309,3 NS400H 400 550 4 Máy ép thủy lực 60 108,2 NS160H 160 234 5 Hệ nghiền 50 90,24 NS100H 100 234 6 Máy ép phun s1 38 78,3 NS100H 110 234 7 Máy ép phun s2 38 78,3 NS100H 100 234 8 Máy ép phun s3 40 82,5 NS100H 100 234 9 Máy ép phun s4 40 82,5 NS100H 100 234 10 Máy ép phun s5 50 90,2 NS100H 100 234 11 Máy ép phun s6 60 108,2 NS160H 160 234 12 Máy ép phun s7 35 75,2 NS100H 100 234 13 Máy ép phun s8 30 54,8 NS100H 100 234 14 Máy ép phun s9 30 54,8 NS100H 100 234 15 Máy ép phun s10 40 82,5 NS100H 100 234 16 Máy ép phun s11 40 82,5 NS100H 100 234 17 Máy ép phun s12 38 78,3 NS100H 100 234 18 Máy ép phun s13 38 78,3 NS100H 100 234 19 Máy ép phun s14 35 75,2 NS100H 100 234 20 Máy ép phun s15 40 82,5 NS100H 100 234 92
Bảng 4.7. Kết quả chọn aptomat và dây dẫn cho phụ tải phân xƣởng 4 Iđm , Icp STT Tên thiết bị P, kW I tt , A Loại A A A 1 Máy trộn 750L/1 200 412,4 NS630H 630 650 2 Máy trộn 600L 175 360,8 NS400H 400 550 3 Máy trộn 750L/2 210 433,3 NS630H 630 650 4 Máy sản xuất keo 20 41,2 NS80H 80 234 5 Ép zoăng 45 92,74 NS100H 100 234 6 Máy khuấy 300L 125 257,7 NS400H 400 550 7 Máy lạnh và bơm 150 309,3 NS400H 400 550 8 Máy ép thủy lực 60 108,2 NS160H 160 234 9 Hệ lò nong 100 206,2 NS250H 250 300 10 Hệ máy nén khí 39 63,2 NS80H 80 234 Bảng 4.8. Kết quả chọn aptomat và dây dẫn cho phụ tải phân xƣởng 5 I , I STT Tên thiết bị P, kW I , A Loại A đm cp A A 1 Máy ép đùn KME- 90 220 453,6 NS630H 630 650 2 Máy ép đùn AMUT 100 206,2 NS250H 250 300 3 Máy ép đùn PPR/1 180 371,1 NS400H 400 550 4 Máy ép đùn PPR/2 150 309,2 NS400H 400 550 5 Máy ép đùn monos 45 180 371,1 NS400H 400 550 6 Máy ép đùn 70/1 80 164,9 NS250H 250 300 7 Máy ép đùn 70/2 80 164,9 NS250H 250 300 8 Máy ép đùn 70 HQ 80 164,9 NS250H 250 300 9 Hệ lạnh và bơm 150 309,2 NS400H 400 550 10 Hệ nghiền và bằm 95 195,8 NS250H 250 300 11 Hệ máy nén khí 22 45,3 NS80H 80 234 93
Bảng 4.9.Kết quả chọn aptomat và dây dẫn cho phụ tải phân xƣởng cơ điện P, Icp STT Tên thiết bị I tt , A Loại A Iđm , A kW A 1 Hệ máy cắt gọt 240 438,5 NS630H 630 650 2 Động cơ thủy lực 30 54,8 NS80H 80 234 3 Động cơ quạt gió 15 26,4 NS80H 80 234 4 Động cơ máy cắt nguội 50 91,3 NS100H 100 234 5 Hệ máy hàn điện 50 91,3 NS100H 100 234 6 Hệ Cầu trục 8 33 NS80H 80 234 7 Hệ bơm 30 54,8 NS80H 80 234 Bảng 4.11.Kết quả chọn aptomat bảo vệ phụ tải khu hành chính tổng hợp P, Iđm , Icp STT Tên thiết bị I , A Loại A kW A A 1 Hệ thống bơm nƣớc 50 103 225AF-203a 630 650 2 Hệ thống chiếu sáng 25 51 100AF-103a 80 234 Hệ thống điều hòa không 3 110 226,8 225AF-203a 80 234 khí 4 Các loại thiết bị khác 20 36 10AF-103a 100 234 Chọn aptomat cho tủ chiếu sáng các phân xƣởng là loại aptomat của LG chế tạo, tra bảng 3.1 [2 ; tr146] 94
Bảng 4.10. Thống kê chọn aptomat cho tủ chiếu sáng STT Vị trí chiếu sáng P, kW Itt A Loại A Iđm A UđmA V Số cực 1 PX1 128,5 244,3 300AF 300 600 2-3 2 PX2 85,5 176,2 225AF 225 600 2-3 3 PX3A 102 210,3 225AF 225 600 2-3 4 PX3B 67,7 127,2 225AF 225 600 2-3 5 PX4 54 111,3 225AF 225 600 2-3 6 PX5 68,04 104,2 225AF 225 600 2-3 7 PXCĐ 42,52 87,6 10AF 100 600 2-3 4.2. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 4.2.1. Đặt vấn đề Hệ số cos là một chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Tuy nhiên hệ số cos của các xí nghiệp hiện nay còn thấp khoảng 0,6 - 0,7. Do vậy chúng ta cần phải nâng cao hệ số công suất cos > 0,85. Các thiết bị dùng điện tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q. Công suất tác dụng P biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các máy dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hóa trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh công. Công suất phản kháng cung cấp cho bộ dùng điện không nhất thiết phải lấy từ nguồn (máy phát điện). Vì vậy để tránh truyền tải một lƣợng Q trên đƣờng dây ta đặt gần các hộ tiêu thụ điện nảy sinh ra Q để cung cấp cho phụ tải, công việc này là bù công suất phản kháng. Khi có bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi do đó hệ số cos của mạch đƣợc nâng cao 95
Q arctg ( 4-7 ) P Khi lƣợng P không đổi nhờ có bù công suất phản kháng, lƣợng Q truyền tải trên đƣờng dây giảm xuống dẫn đến góc giảm làm cho cos tăng lên Tác dụng của bù công suất phản kháng - Giảm tổn thất công suất trong mạng điện, ta có : PQ22 PRPP . ( 4-8 ) U 2 ()P Q Khi giảm Q truyền tải trên đƣờng dây ta giảm đƣợc thành phần tổn thất công suất P()Q ) do Q gây ra. Giảm tổn thất điện áp trong mạng ta có: PRQX UUU (4-9) U PQ Khi giảm Q truyền tải trên đƣờng dây ta giảm đƣợc thành phần U Q do công suất phản kháng Q gây ra - Tăng khả năng truyền tải trên đƣờng dây và máy biến áp. Khả năng truyền tải của đƣờng dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng tức là phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng PQ22 I (4-10) U Nhƣ vậy là với cùng một tình trạng phát nóng nhất định của đƣờng dây và máy biến áp, chúng ta có tăng khả năng truyền tải của công suất tác dụng P bằng cách giảm công suất tác dụng Q trên đƣờng dây mà chung ta tải đi. Ngoài ra việc nâng cao hệ số coscp còn đƣa đến hiều quả là giảm chi phí kim loại màu, góp phần ổn định điện áp, tăng khă năng phát của máy phát điện 96
4.2.2. Các biện pháp nâng cao hệ số cos a) Nâng cao hệ số câng suất cos tự nhiên Đây là biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt đƣợc công suất phản kháng Q tiêu thụ. Hệ số cos tự nhiên rất có lợi vì đƣa lại hiệu quả kinh tế cao vì không phải đặt các thiết bị bù. Các biện pháp bù tự nhiên nhƣ sau: + Thay đổi và cải tiến công nghệ để các thiết bị làm việc ở chế độ hợp lý + Tránh để các động cơ phải làm việc ở chế độ non tải bằng việc thay thế động cơ có công suất nhỏ hơn + Giảm điện áp của các động cơ làm việc non tải . Biện pháp này đƣợc sử dụng khi biện pháp thay thế động cơ công suất nhỏ hơn không đƣợc thực hiện + Dùng động cơ đồng bộ thay thế động cơ dị bộ. Đặc biệt là các máy có công suất lớn và không yêu cầu điều chỉnh tốc độ: máy bơm, quạt, nén khí. b) Nâng cao hệ so cos bằng phương pháp bù Bằng cách đặt các thiết bị bù ở gần các bộ dùng điện để cung cấp công suất phản kháng, ta giảm đƣợc lƣợng công suất phản kháng truyền tải trên đƣờng dây do đó nâng cao đƣợc hệ số cos của mạng. Biện pháp bù chỉ giảm đƣợc lƣợng công suất phản kháng phải truyền tải trên đƣờng dây. Vì thế chỉ sau khi thực hiện các động tác nâng cao coscp tự nhiên mà vẫn không đạt yêu cầu thì chúng ta mới xét tới phƣơng pháp bù. Bù công suất phản kháng Q còn có tác dụng quan trọng là điều chỉnh và ổn định điện áp của mạng cung cấp - Các thiết bị bù đƣợc sử dụng là tụ điện và máy bù đồng bộ hay động cơ dị bộ roto dây quấn đƣợc đồng bộ hóa. Trong đó tụ điện đƣợc sử dụng rộng rãi hơn cả do chúng có ƣu điểm nhƣ tổn thất công suất bé, không có phần quay nên nắp ráp, bảo quản dễ dàng. Với mỗi loại thiết bị đều có ƣu 97
điểm nhƣợc điểm riêng, với mục đích sử dụng khác nhau ta sẽ chọn đƣợc thiết bị bù phù hợp. - Các phƣơng pháp điều khiển dung lƣợng bù : + Điều chỉnh dung lƣợng bù theo nguyên tắc thời gian. + Điều chỉnh dung lƣợng bù theo nguyên tắc điện áp. + Điều chỉnh dung lƣợng bù theo nguyên tắc phụ tải + Điều chỉnh dung lƣợng bù theo hƣớng đi của công suất phản kháng. 4.2.3. Tính toán bù công suất phản kháng - Công suất tác dụng của toàn công ty: Pttct = 6551,69(kW) - Công suất phản kháng của toàn công ty: Qttct = 6054,39(kW) - Công suất tính toán toàn phần của công ty: Sttct = 8920,78( kW) P 6551,69 - Hệ số công suất công ty cos = ttct = = 0,7 Sttct 8920,78 Nhiệm vụ lúc này là cần nâng cao hệ số công suất của công ty từ cos = 0,7 thành cos = 0,85 - Trị số ứng với hệ số cos 1 = 0,7 -» tg = 1,02 - Trị số ứng với hệ số cos 2 = 0,85 -» tg 2 = 0,61. Vậy tổng dung lƣợng cần bù Q : B Q = Pttct .( tg 12 tg ) ( 4-11) Q = 6551,69.( 1,02 – 0,61) = 2686( kVAr) a) Chọn thiết bị bù Ở đây ta lựa chọn các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho công ty. Sử dụng các bộ tụ điện có ƣu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng, không có phần quay nhƣ máy bù đồng bộ nên lắp ráp, vận hành và bảo quản dễ dàng. Tụ điện đƣợc chế tạo thành đơn vị nhỏ, vì thế có thể tùy theo sự phát triển của 98