›
›

Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho công ty đóng tàu Hạ Long - Nguyễn Đức Dũng

pdf 101 trang huongle 3210
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho công ty đóng tàu Hạ Long - Nguyễn Đức Dũng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_thiet_ke_cung_cap_dien_cho_cong_ty_dong_tau_ha_long_ng.pdf

Nội dung text: Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho công ty đóng tàu Hạ Long - Nguyễn Đức Dũng

  1. LỜI MỞ ĐẦU Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nƣớc, ngành công nghiệp điện lực luôn giữ một vai trò vô cùng quan trọng. Hi nay điện lực trở thành dạng năng lƣợng không thể thiếu đƣợc trong hầu hết các lĩnh vực: xây dựng, sinh hoạt, giao thông vận tải, Khi xây dựng một nhà máy mới, một khu công nghiệp, một khu dân cƣ mới, thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó. Sau thời gian học tập tại trƣờng và qua quá trình tìm hiểu thực tế tại công ty đóng tàu Hạ Long. Em đã thực hiện đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế cung cấp điện cho công ty đóng tàu Hạ Long ”. Với sự hƣớng dẫn tận tình của cô giáo Th.S Trần Thị Phƣơng Thảo cùng các thầy cô trong bộ môn Điện Tự Động công nghiệp em đã hoàn thành đề tài với nội dung bao gồm 5 chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1: Giới thiệu chung về Công ty đóng tàu Hạ Long. Chƣơng 2: Xác định PTTT của từng phân xƣởng trong nhà máy. Chƣơng 3: Thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy. Chƣơng 4: Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cho nhà máy. Chƣơng 5: Nối đất và chống sét Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Th.S Trần Thị Phƣơng Thảo cùng với các thầy cô giáo trong bộ môn điện tự động công nghiệp trƣờng Đại học Dân lập Hải Phòng đã tận tình hƣớng dẫn em trong thời gian vừa qua để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này! Hải Phòng, Ngày 25 tháng 10 năm 2011 Sinh viên: Nguyễn Đức Dũng 1
  2. CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY ĐÓNG TÀU HẠ LONG 1.1. TÌM HIỂU CHUNG VỀ CÔNG TY. 1.1.1. Lời giới thiệu. Công ty THNT-MTV đóng tàu Hạ Long, trong những đơn vị lớn của tập đoàn Công nghiệp tàu thủy Việt Nam Vinashin Group) trong lĩnh vực đóng mới và sửa chữa phƣơng tiện vận tải thủy. Đội ngũ cán bộ công nhân viên Công ty hơn 5.000 ngƣời với bề dày kinh nghiệm hơn 30 năm phát triển, tiếp thu và ứng dụng thiết bị, công nghệ kỹ thuật tiên tiến trên thế giới.Công ty đã đóng mới và sửa chữa nhiều sản phẩm nhƣ: Tàu chở hàng rời, tầu dầu, tầu chở khí gas lỏng, tầu công trình dịch vụ, ụ nổi, tàu Container đảm bảo thỏa mãn các yêu cầu quy phạm đăng kiểm VR, NK, GL, DNV, các công ƣớc quốc tế cho khách hàng trong và ngoài nƣớc. Nhà máy đƣợc xây dựng trên diện tích 45 ha nằm cạnh cảng nƣớc sâu Cái Lân, đƣờng quốc lộ 18A, tuyến đƣờng sắt Cái Lân-Yên Viên thuận lợi cho giao thông thủy, bộ và đƣờng sắt.Cơ sở hạ tầng, trang thiết bị của Công ty đƣợc thiết kế và lắp đặt từ kinh nghiệm của những nƣớc nhƣ Ba Lan, Nhật Bản, Hàn Quốc, Italia, Đan Mạch đảm bảo khai thác hiệu quả và bảo toàn môi trƣờng sinh thái. Cùng với việc sử dụng hiệu quả cơ sở hạ tầng sẵn có, Công ty đã chú trọng nguồn nhân lực, đổi mới công tác quản lý, đầu tƣ nâng cấp, mở rộng, đƣa khoa học kỹ thuật, công nghệ tiên tiến, trang thiết bị hiện đại vào sản xuất. Hệ thống nhà xƣởng, kho bãi, cầu cảng, trang thiết bị phục vụ đảm bảo cùng lúc thi công trên 10 tàu có trọng tải từ 8.700 tấn, 12.500 tấn đến 75.000 tấn, tàu chở ôtô 4900 xe với công nghệ thi công theo dây chuyền khép kín. Khu tiếp nhận vật tƣ với dây chuyền cán xử lý ứng suất, dây chuyền sơ chế 2
  3. tôn làm sạch bằng phun hạt kim loại, sơn lót trƣớc khi gia công. Nhà xƣởng phục vụ gia công lắp ráp phân tổng đoạn vớ diện tích trên 40.000 m2 đƣợc trang bị các thiết bị chuyên dùng gia công, máy lốc tôn 3 trục, máy ép thủy lực 1.500 tấn, máy uốn thép hình, máy cắt CNC, hàn tự động, hệ thống cẩu chuyển có khả năng chế tạo các tổng đoạn có trọng lƣợng tới 8.000 tấn. Các phân tổng đoạn trƣớc khi đƣa lên đấu đà đƣợc lắp ráp thành các khối dạng modul. Với diện tích bãi lắp ráp trên 120.000 m2 cùng các thiết bị phục vụ nhƣ cẩu 50 tấn, 80 tấn, xe chuyển tổng đoạn 150 tấn đặc biệt là cổng trục 300 tấn, 400 tấn cho phép lắp các modul hoàn chỉnh với đầy đủ các hệ thống và thiết bị. Triền tàu ngang có chiều dài 240 m với 23 xe triền cùng 4 cần trục có sức nâng tới 50 tấn cho phép thi công đấu đà và hạ thủy tàu trọng tải tới 25.000 tấn. Đà dọc có chiều dài 250 m, rộng 36m với đầy đủ hệ thống phụ trợ cần trục 50 tấn, cổng trục 300 tấn cho phép đóng tàu và hạ thủy tàu tới 55.000 tấn.Khu cần tàu trang trí với tổng chiều dài 750 m, độ sâu và diện tích quay trở tàu thuận tiện đƣợc trang bị các thiết bị hệ thống phục vụ thi công, hệ thống chiếu sang phục vụ công việc lắp đặt thiết bị, thử, hoàn thiện và bàn giao tàu các hệ thống trang thiết bị phục vụ sản xuất đồng bộ và hiện đại hệ thống cung cấp năng lƣợng, hệ thống chiếu sang đảm bảo sản xuất 24/24h. Công ty đã xây dựng thêm một đà bán ụ cùng cơ sở hạ tầng và các trang thiết bị đồng bộ. Sau khi dự án hoàn thành Công ty đủ khả năng đóng tàu có trọng tải trên 75.000 tấn với mục tiêu phát triển bền vững, đáp ứng tốt nhất yêu cầu khách hang, Công ty TNHH-MTV đóng tàu Hạ Long đang là địa chỉ tin cậy của khách hàng trong nƣớc và Quốc tế. 3
  4. 10 7 8 9 4 1 3 13 11 12 6 5 2 Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng Công ty đóng tàu Hạ Long Trong đó: 1. Phân xƣởng rèn 2. Phân xƣởng phóng dạng 3. Phân xƣởng máy tàu 4. Phân xƣởng hạt mài 5. Phân xƣởng vỏ 3 6. Phân xƣởng vỏ 1 7. Phân xƣởng trang bị 8. Phân xƣởng đện tàu 9. Phân xƣởng mộc 10. Phân xƣởng ống 2 11. Phân xƣởng ống 1 12. Phân xƣởng cơ điện 4
  5. 13. Phân xƣởng cơ khí 1.1.2. Cơ cấu tổ chức công ty đóng tàu Hạ Long Tổng giám đốc PTGĐ Kỹ PTGĐ PTGĐ PTGĐ thuật Kinh doanh Sản xuất Đầu tƣ Phòng Phòng ĐH Phòng Phòng Kỹ thuật Sản xuất Kinh doanh Đầu tƣ PX. Rèn PX. Cơ khí PX. Vỏ 1 PX. Cơ điện PX. Vỏ 3 PX. Mộc PX. Điện tàu PX. Trang bị PX. Ống 1 PX. Máy tàu PX. Ống 2 PX.hạt mài PX. Phóng dạng 1.2. CÁC PHÂN XƢỞNG – PHÒNG BAN CHÍNH TRONG CÔNG TY ĐÓNG TÀU HẠ LONG. 1.2.1. Phòng kĩ thuật công nghệ. Có nhiệm vụ tiếp nhận bản vẽ thiết kế của chủ tàu. Khai triển và chỉnh sửa, thiết kế công nghệ thi công cho phù hợp với điều kiện thi công của Công ty. 5
  6. Hƣớng dẫn và kiểm tra kĩ thuật thi công của các phân xƣởng tham gia sản xuất trực tiếp của công ty. 1.2.1. Phòng KCS. Kiểm tra chất lƣợng thi công của các đơn vị sản xuất 1.2.3. Phòng điều hành sản xuất. Phân công công việc cho các bộ phận sản xuất , đôn đốc tiến độ sản xuất của công ty. 1.2.4. Phòng kỹ thuật cơ điện. Có nhiệm vụ tổ chức quản lý, bảo dƣõng, sửa chữa các thiết bị và cơ sở hạ tầng, tiếp nhận các thiết bị phục vụ sản xuất trong Công ty. Lên kế hoạch vận hành các nguồn năng lƣợng điện, khí, nƣớc phục vụ các đơn vị sản xuất. 1.2.5. Phân xƣởng Cơ điện. a, Chức năng: PX Cơ điện có chức năng: Quản lý, bảo dƣỡng, sửa chữa các thiết bị, dụng cụ, vận hành các nguồn năng lƣợng điện, nƣớc phục vụ sản xuất trong Công ty. Trực vận hành hệ thống triền ngang phục vụ hạ thuỷ. b, Nhiệm vụ: Tổ chức phục vụ sản xuất đảm bảo sự vận hành liên tục các loại máy móc, thiết bị của Công ty theo kế hoạch đƣợc Giám đốc giao. Tổ chức lắp đặt, vận hành, sửa chữa, bảo dƣỡng, khai thác sử dụng các máy móc, thiết bị và các công trình kỹ thuật cơ điện, cung cấp các nguồn năng lƣợng điện, nƣớc phục vụ cho kế hoạch sản xuất kinh doanh. Theo dõi, đôn đốc, kiểm tra giám sát quá trình thi công các phần việc đƣợc giao về kỹ thuật, chất lƣợng và tiến độ theo các yêu cầu của sản phẩm. Phối hợp với các phòng ban, đơn vị liên quan tổ chức thi công, nghiệm thu, bàn giao các sản phẩm. Thực hiện công tác bảo hộ an toàn lao động cho ngƣời, trang thiết bị trong quá trình sản xuất theo đúng quy định pháp luật Nhà nƣớc. 6
  7. Trình, đề nghị với Giám đốc nhà máy các phƣơng án tổ chức sản xuất có hiệu quả, sáng kiến cải tiến kỹ thuật làm lợi cho Công ty. Quản lý CB-CNV, tài sản, máy móc, trang thiết bị máy móc đƣợc Giám đốc giao Làm các nhiệm vụ khác đƣợc Giám đốc giao. 1.2.6. Phân xƣởng Cơ khí. a, Chức năng: PX Cơ khí có chức năng tổ chức sản xuất, gia công cơ khí các chi tiết, sản phẩm phục vụ đóng mới và sửa chữa các phƣơng tiện thuỷ, các thiết bị phục vụ sản xuất trong Công ty và một số các sản phẩm khác đảm bảo yêu cầu thiết kế kỹ thuật, công nghệ đƣợc Giám đốc giao. b, Nhiệm vụ: Tổ chức thực hiện gia công cơ khí các sản phẩm phục vụ theo kế hoạch đóng mới, sữa chữa đƣợc Giám đốc giao. Phân tích, đánh giá khối lƣợng, yêu cầu kỹ thuật của từng sản phẩm, thời gian phải hoàn thành và xây dựng kế hoạch, triển khai hạng mục xuống tổ sản xuất. Gia công hệ trục chân vịt, trục lái, các thiết bị trên boong, hệ bích ống, các loại bulông đặc chủng, căn máy và một số chi tiết khác theo đúng yêu cầu thiết kế kỹ thuật, công nghệ. Theo dõi, đôn đốc, kiểm tra giám sát quá trình thi công các phần việc đƣợc giao về kỹ thuật, chất lƣợng và tiến độ theo các yêu cầu của sản phẩm. Phối hợp với các phòng ban, đơn vị liên quan tổ chức thi công, nghiện thu, bàn giao các sản phẩm. Thực hiện công tác bảo hộ an toàn lao động cho ngƣời, trang thiết bị trong quá trình sản xuất theo đúng quy định pháp luật Nhà nƣớc. Trình, đề nghị với Giám đốc nhà máy các phƣơng án tổ chức sản xuất có hiệu quả, sáng kiến cải tiến kỹ thuật làm lợi cho Công ty. 7
  8. Quản lý CB-CNV, tài sản, máy móc, trang thiết bị máy móc đƣợc Giám đốc giao Làm các nhiệm vụ khác đƣợc Giám đốc giao. 1.2.7. Phân xƣởng Máy tàu. a, Chức năng: PX Máy tàu có chức năng tổ chức sản xuất, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, nâng cấp, hoán cải, phục hồi hệ thống máy, thiết bị động lực, thuỷ lực của các sản phẩm đƣợc đóng mới và sửa chữa theo các tài liệu thiết kế kỹ thuật công nghệ. b, Nhiệm vụ: Tổ chức thực hiện việc lắp đặt, sửa chữa, nâng cấp, hoán cải, phục hồi, vận hành thử các máy móc, thiết bị, hệ thống động lực, hệ thống lái trên các sản phẩm đóng mới, sửa chữa theo kế hoạch sản xuất đƣợc Giám đốc giao. Phân tích, đánh giá khối lƣợng, yêu cầu kỹ thuật của từng sản phẩm, thời gian phải hoàn thành và xây dựng kế hoạch, triển khai hạng mục xuống tổ sản xuất. Tổ chức thi công từ khi tiếp nhận các sản phẩm, máy móc, thiết bị, thực hiện bảo dƣỡng, sữa chữa, lắp đặt, vận hành, thử đến giai đoạn hoàn thiện các sản phẩm theo thiết kế kỹ thuật, công nghệ. Theo dõi, đôn đốc, kiểm tra, giám sát quá trình thi công các phần việc đƣợc giao về kỹ thuật, chất lƣợng, khối lƣợng và tiến độ theo yêu cầu của sản phẩm. Phối hợp với các phòng ban, đơn vị liên quan tổ chức thi công, nghiệm thu, bàn giao các sản phẩm. Thực hiện công tác bảo hộ an toàn lao động cho ngƣời, trang thiết bị trong quá trình sản xuất theo đúng quy định pháp luật Nhà nƣớc. Trình, đề nghị với Giám đốc Công ty các phƣơng án tổ chức sản xuất có hiệu quả, các sáng kiến cải tiến kỹ thuật làm lợi cho Công ty. 8
  9. Quản lý CB-CNV, tài sản, máy móc, trang thiết bị máy móc đƣợc Giám đốc giao. Làm các nhiệm vụ khác đƣợc Giám đốc giao. 1.2.8. Phân xƣởng ống tàu 1 và 2. a, Chức năng: PX ống tàu có chức năng tổ chức sản xuất, lắp đặt, sửa chữa, phục hồi, gia công toàn bộ hệ thống ống, van các loại cho phƣơng tiện thuỷ theo đúng các tài liệu thiết kế kỹ thuật, công nghệ. b, Nhiệm vụ: Tổ chức thực hiện lắp ráp hệ thống ống, van của các phƣơng tiện thuỷ theo kế hoạch đóng mới, sửa chữa đƣợc Giám đốc giao. Phân tích đánh giá khối lƣợng, yêu cầu kỹ thuật của từng sản phẩm, thời gian phải hoàn thành và xây dựng kế hoạch, triển khai hạng mục xuống tổ sản xuất. Tổ chức thi công, thực hiện bảo dƣỡng, sửa chữa, gia công, lắp ráp, thử các hệ thống ống, van đến giai đoạn hoàn thiện các sản phẩm theo đúng yêu cầu thiết kế kỹ thuật, công nghệ. Theo dõi, đôn đốc, kiểm tra, giám sát quá trình thi công các phần việc đƣợc giao về kỹ thuật, chất lƣợng, khối lƣợng và tiến độ theo các yêu cầu của sản phẩm. Phối hợp với các phòng ban, đơn vị liên quan tổ chức ngiệm thu, bàn giao các sản phẩm. Thực hiện công tác bảo hộ an toàn lao động cho ngƣời, thiết bị trong quá trình sản xuất theo đúng quy định pháp luật Nhà nƣớc. Trình, đề nghị với Giám đốc Công ty các phƣơng án tổ chức sản xuất có hiệu quả, các sáng kiến cải tiến kỹ thuật làm lợi cho Công ty. Quản lý CB-CNV, tài sản, máy móc, trang thiết bị máy móc đƣợc Giám đốc giao. 9
  10. Làm các nhiệm vụ khác đƣợc Giám đốc giao. 1.2.9. Phân xƣởng Trang bị. a, Chức năng: PX Trang bị có chức năng tổ chức sản xuất đóng mới, chế tạo các thƣợng tầng cho các loại tàu đƣợc đóng mới trong Công ty, gia công chế tạo các thiết bị cho tàu thuỷ. Ngoài ra còn sửa chữa, nâng cấp các sản phẩm vào Công ty sửa chữa, chế tạo các loại kết cấu thép phù hợp với trang thiết bị của PX. b, Nhiệm vụ: Tổ chức sản xuất đóng mới, sửa chữa, nâng cấp, hoán cải các sản phẩm theo kế hoạch sản xuất đƣợc Giám đốc giao. Phân tích, đánh giá khối lƣợng công việc, yêu cầu kỹ thuật của từng sản phẩm, thời gian phải hoàn thành và xây dựng kế hoạch và triển khai hạng mục công việc xuống tổ sản xuất. Tổ chức thi công: gia công, hàn, lắp ráp các thiết bị boong, các hệ thống lan can, cầu thang, hệ thống cửa ra vào, hệ thống thông gió trên các sản phẩm, các phân tổng đoạn đến giai đoạn hoàn thiện sản phẩm theo quy trình công nghệ, kết hợp với PX Vỏ tàu để thực hiện khâu phóng dạng; gia công, cắt máy và các hạng mục khác vƣợt quá khả năng của trang thiết bị Theo dõi, đôn đốc, giám sát kiểm tra các phần việc đƣợc giao về kỹ thuật, chất lƣợng, khối lƣợng và tiến độ theo các yêu cầu của sản phẩm. Phối hợp với các phòng ban, đơn vị liên quan tổ chức nghiệm thu, bàn giao các sản phẩm. Thực hiện công tác bảo hộ an toàn lao động cho ngƣời, thiết bị trong quá trình sản xuất theo đúng quy định pháp luật Nhà nƣớc. Trình, đề nghị với Giám đốc Công ty các phƣơng án tổ chức sản xuất có hiệu quả, các sáng kiến cải tiến kỹ thuật làm lợi cho Công ty. 10
  11. Quản lý CB-CNV, tài sản, máy móc, trang thiết bị máy móc đƣợc Giám đốc giao. Làm các nhiệm vụ khác đƣợc Giám đốc giao. 1.2.10. Phân xƣởng vỏ 1, vỏ 3. a, Chức năng: Có chức năng tổ chức sản xuất đóng mới và sửa chữa phần thân tàu, các loại phƣơng tiện thuỷ và gia công chế tạo các kết cấu thép đƣợc Công ty giao theo đúng các tài liệu kỹ thuật đã đƣợc duyệt. b, Nhiệm vụ: Tổ chức sản xuất đóng mới, sửa chữa theo kế hoạch sản xuất đƣợc Giám đốc giao. Phân tích, đánh giá khối lƣợng công việc, yêu cầu kỹ thuật của từng sản phẩm, thời gian phải hoàn thành và xây dựng kế hoạch và triển khai hạng mục công việc xuống tổ sản xuất. Tổ chức thi công từ khâu phóng dạng, hạ liệu; gia công; hàn lắp ráp các phân tổng đoạn đến giai đoạn hoàn thiện sản phẩm theo quy trình công nghệ. Theo dõi, đôn đốc, giám sát kiểm tra các phần việc đƣợc giao về kỹ thuật, chất lƣợng, khối lƣợng và tiến độ theo các yêu cầu của sản phẩm. Phối hợp với các phòng ban, đơn vị liên quan tổ chức thi công, nghiệm thu, bàn giao các sản phẩm. Thực hiện công tác bảo hộ an toàn lao động cho ngƣời, thiết bị trong quá trình sản xuất theo đúng quy định pháp luật Nhà nƣớc. Trình, đề nghị với Giám đốc Công ty các phƣơng án tổ chức sản xuất có hiệu quả, các sáng kiến cải tiến kỹ thuật làm lợi cho Công ty. Quản lý CB-CNV, tài sản, máy móc, trang thiết bị máy móc đƣợc Giám đốc giao. Làm các nhiệm vụ khác đƣợc Giám đốc giao. 1.2.11. Phân xƣởng Mộc-Xây dựng. 11
  12. a, Chức năng: Phân xƣởng mộc-xây dựng có chức năng tổ chức sản xuất, tạo khuôn mẫu, lắp đặt, trang bị nội thất về phần mộc- xây dựng trên các phƣơng tiện thuỷ và thi công, sửa chữa các nhà xƣởng trên mặt bằng toàn công ty. b, Nhiệm vụ: Tổ chức sản xuất, làm khuôn mẫu, gia công các sản phẩm phục vụ đóng mới, sửa chữa theo kế hoạch sản xuất đƣợc Giám đốc giao. Phân tích, đánh giá khối lƣợng công việc, yêu cầu kỹ thuật của từng sản phẩm, thời gian phải hoàn thành và xây dựng kế hoạch và triển khai hạng mục công việc xuống tổ sản xuất. Tổ chức lắp đặt các trang bị nội thất trên các sản phẩm; thi công xây dựng các nhà xƣởng trong Công ty. Theo dõi, đôn đốc, giám sát kiểm tra các phần việc đƣợc giao về kỹ thuật, chất lƣợng, khối lƣợng và tiến độ theo các yêu cầu của sản phẩm. Phối hợp với các phòng ban, đơn vị liên quan tổ chức thi công, nghiệm thu, bàn giao các sản phẩm. Thực hiện công tác bảo hộ an toàn lao động cho ngƣời, thiết bị trong quá trình sản xuất theo đúng quy định pháp luật Nhà nƣớc. Trình, đề nghị với Giám đốc Công ty các phƣơng án tổ chức sản xuất có hiệu quả, các sáng kiến cải tiến kỹ thuật làm lợi cho Công ty. Quản lý cán bộ công nhân viên, tài sản, máy móc, trang thiết bị máy móc đƣợc Giám đốc giao. Làm các nhiệm vụ khác đƣợc Giám đốc giao. 1.3. Quy trình công nghệ. 12
  13. PXLS và STĐ1 Tiếp nhận các loại tôn, thép hình. Tổ chức thi công làm sạch bề mặt, sơn lót. Phân xƣởng Phân xƣởng vỏ 2 Phân xƣởng trang trí, LS và Tiếp nhận bản vẽ, trang trí, LS và Phòng Kỹ thuật Phân xƣởng vỏ STĐ 1 và 2 quy trình công STĐ 1 và 2 công nghệ 1,3,4 Tiếp nhận quy nghệ. Tiếp nhận quy Tiếp nhận bản vẽ, Bóc tách các phân trình công nghệ. Tổ chức thi công, trình công nghệ. tổng đoạn từ bản quy trình công Tổ chức thi công lắp ráp đấu đà các Tổ chức thi công vẽ thiết kế. Thiết nghệ. chải gỉ, làm sạch phân tổng hoàn chải gỉ, làm sạch kế công nghệ thi Tổ chức thi công và sơn lót các thiện phần vỏ tàu. và sơn hoàn thiện công, dự trù vật lắp ráp các phân phân tổng đoạn. Tổ chức nghiệm phần vỏ tàu. tổng đoạn vỏ. tƣ chuyển cho các Tổ chức nghiệm thu các sản phẩm Tổ chức nghiệm Tổ chức nghiệm đơn vị thu các sản phẩm với phòng KCS, thu các sản phẩm thu các sản phẩm với phòng KCS, đăng kiểm và chủ với phòng KCS, với phòng KCS, đăng kiểm và chủ tàu đăng kiểm và chủ đăng kiểm và chủ tàu tàu tàu Phân xƣởng máy tàu Tiếp nhận bản vẽ, quy trình công nghệ. Tiến hành thử Tổ chức thi công lắp đặt các thiết bị, máy móc trên các sản phẩm nghiêng lệch, sau khi đã đấu đà. Tổ chức nghiệm thu các sản phẩm với phòng không tải. KCS, đăng kiểm và chủ tàu Chạy thử các thiết bị trên tàu. Chạy thử đƣờng Phân xƣởng mộc tàu dài. Hoàn thiện Tiếp nhận bản vẽ, quy trình công nghệ. các hạng mục còn Tổ chức thi công lắp đặt các trang bị nội thất trên các sản phẩm sau tồn đọng sau khi khi đã đấu đà. Tổ chức nghiệm thu các sản phẩm với phòng KCS, thử. đăng kiểm và chủ tàu Bàn giao tàu. Phân xƣởng trang bị Tiếp nhận bản vẽ, quy trình công nghệ. Tổ chức thi công lắp đặt các phần: cầu thang, lan can, thông hơi, cửa, sàn trên các sản phẩm sau khi đã đấu đà. Tổ chức nghiệm thu các sản phẩm với phòng KCS, đăng kiểm và chủ tàu Phân xƣởng điện tàu Tiếp nhận bản vẽ, quy trình công nghệ. Tổ chức thi công lắp đặt các thiết bị trên các phân tổng đoạn vỏ, các sản phẩm sau khi đã đấu đà. Tổ chức nghiệm thu các sản phẩm với phòng KCS, đăng kiểm và chủ tàu Phân xƣởng ống 1, 2 Tiếp nhận bản vẽ, quy trình công nghệ. Tổ chức thi công lắp ráp các hệ thống ống trên các phân tổng đoạn vỏ và trên các sản phẩm sau khi đã đấu đà. Tổ chức nghiệm thu các sản phẩm với phòng KCS, đăng kiểm và chủ tàu 13
  14. CHƢƠNG 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TỪNG PHÂN XƢỞNG TRONG NHÀ MÁY Nhà máy có 13 phân xƣởng nhƣ sau: Bảng 2.1. Công suất đặt và diện tích các phân xƣởng trong nhà máy STT Tên phân xƣởng Công suất đặt Diện tích 2 Pđ(kW) F(m ) 1 Phân xƣởng rèn 130.75 576 2 Phân xƣởng phóng dạng 13.2 1920 3 Phân xƣởng máy tàu 92.1 3200 4 Phân xƣởng hạt mài 43 2050 5 Phân xƣởng vỏ 3 846.62 22800 6 Phân xƣởngvỏ 1 228.3 9216 7 Phân xƣởng trang bị 123.2 2050 8 Phân xƣởng điện tàu 38.8 2048 9 Phân xƣởng mộc 35.7 1600 10 Phân xƣởng ống 2 130.85 2160 11 Phân xƣởng ống 1 194.3 2500 12 Phân xƣởng cơ điện Theo tính toán 2400 13 Phân xƣởng cơ khí Theo tính toán 5500 2.1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN THEO CÔNG SUẤT ĐẶT VÀ HỆ SỐ NHU CẦU.  Phƣơng pháp tính toán: Theo phƣơng pháp này có: Ptt = Pđl + Pcs ( 2.1 ) 14
  15. Qtt = Ptt . tgφ ( 2.2 ) Trong đó: tg : Suy ra từ của các thiết bị. Nếu cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau cho phép dùng cos trung bình để tính toán. Công suất chiếu sang động lực đƣợc tính theo: Pđl = knc . Pđ ( 2.3 ) Trong đó: knc: Là hệ số nhu cầu của thiết bị hoặc của nhóm thiết bị đƣợc tra trong sổ tay kĩ thuật. Pđ: Là công suất đặt của phân xƣởng : Pcs = P0.F ( 2.4 ) T : 2 P0 ( W/m ). ( m2 ). s cs = 0,6 0,8. : Qcs = Pcs.tg ( 2.5 ) : 2 2 ( 2.6 ) Stt Ptt Pcs Qtt Qcs 2.1.1.Phân xƣởng rèn. Công suất đặt : Pđ = 130.75 kW 2 Diện tích xƣởng : F = 576 m Tra bảng ta có: knc = 0.5 15
  16. cos φ = 0.6 2 Công suất chiếu sáng: P0 = 15 W/m Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0.5 . 130.75 = 65.375 kW Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = P0.F = 15 . 576 = 8640 W =8.64 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng Ptt = Pđl + Pcs = 65.375 + 8.64 = 74.015 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng 4 Qtt = Qđl = Pđl . tg φ = 63.375 . = 87.2 kVAr 3 Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 74.015 87.2 = 114.38 kVA 2.1.2. Phân xƣởng phóng dạng. Công suất đặt : Pđ = 13.2 kW Diện tích xƣởng : F = 1920 m2 Tra bảng ta có: knc = 0.6 cos φ = 0.7 2 Công suất chiếu sáng: P0 = 15 W/m Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0.6 .13.2 = 7.92 kW Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = P0.F = 15 . 1920 = 28800 W = 28.8 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng Ptt = Pđl + Pcs =7.92 + 28.8 = 36.72 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng Qtt = Qđl = Pđl . tg φ = 7.92 . 1.02 = 8.08 kVAr 16
  17. Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 36.72 8.08 = 37.6 kVA 2.1.3. Phân xƣởng máy tàu. Công suất đặt : Pđ = 92.1 kW Diện tích xƣởng : F = 3200 m2 Tra bảng ta có: knc = 0.7 cos φ = 0.8 2 Công suất chiếu sáng: P0 = 15 W/m Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0.7 .92.1 = 67.47 kW Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = P0.F = 15 . 3200 = 48000 W = 48 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng Ptt = Pđl + Pcs = 64.47 + 48 = 112.47 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng Qtt = Qđl = Pđl . tg φ = 64.47 . 0.75 = 48.353 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng 2 2 Stt = = 112.47 48.353 = 122.42 kVA 2.1.4. Phân xƣởng hạt mài. Công suất đặt : Pđ = 43 kW Diện tích xƣởng : F = 2050 m2 Tra bảng ta có: knc = 0.7 cos φ = 0.8 2 Công suất chiếu sáng: P0 = 15 W/m Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0.7 . 43 = 30.1 kW Công suất tính toán chiếu sáng 17
  18. Pcs = P0.F = 15 . 2050 = 30750 W = 30.75 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng Ptt = Pđl + Pcs = 30.1 + 30.75 = 60.85 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng Qtt = Qđl = Pđl . tg φ = 30.1 . 0.75 = 22.575 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 60.85 22.575 = 64.90 kVA 2.1.5. Phân xƣởng vỏ 3. Công suất đặt : Pđ = 846.62 kW Diện tích xƣởng : F = 22800 m2 Tra bảng ta có: knc = 0.5 cos φ = 0.6 2 Công suất chiếu sáng: P0 = 15 W/m Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0.5 . 846.62 = 423.31 kW Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = P0.F = 15 . 22800 = 342000 W = 342 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng Ptt = Pđl + Pcs = 423.31 + 342 = 765.31 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng 4 Qtt = Qđl = Pđl . tg φ = 423.31 . = 564.4 kVAr 3 Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng 2 2 Stt = = 765.31 564.4 = 950.93 kVA 2.1.6. Phân xƣởng vỏ 1. Công suất đặt : Pđ = 228.3 kW Diện tích xƣởng : F = 9216 m2 18
  19. Tra bảng ta có: knc = 0.5 cos φ = 0.6 2 Công suất chiếu sáng: P0 = 15 W/m Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0.5 . 228.3 = 114.15 kW Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = P0.F = 15 . 9216 = 138240 W = 138.24 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng Ptt = Pđl + Pcs = 114.15 + 138.24 = 252.39 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng 4 Qtt = Qđl = Pđl . tg φ = 114.15. = 152.2kVAr 3 Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 252.39 152.2 = 294.73 kVA 2.1.7. Phân xƣởng trang bị. Công suất đặt : Pđ = 123.2 kW Diện tích xƣởng : F = 2050 m2 Tra bảng ta có: knc = 0.4 cos φ = 0.7 2 Công suất chiếu sáng: P0 = 15 W/m Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0.4 . 123.2 = 49.28 kW Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = P0.F = 15 . 2050 = 30750 W = 30.75 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng Ptt = Pđl + Pcs = 49.28 + 30.75 = 80.03 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng Qtt = Qđl = Pđl . tg φ = 49.28. 1.02 = 50.27 kVAr 19
  20. Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 80.03 50.27 = 94.51 kVA 2.1.8. Phân xƣởng điện tàu. Công suất đặt : Pđ = 38.8 kW Diện tích xƣởng : F = 2048 m2 Tra bảng ta có: knc = 0.8 cos φ = 0.9 2 Công suất chiếu sáng: P0 = 15 W/m Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0.8 . 38.8 = 31.04 kW Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = P0.F = 15 . 2048 = 30720 W = 30.72 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng Ptt = Pđl + Pcs = 31.04 + 30.72 = 61.76 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng Qtt = Qđl = Pđl . tg φ = 31.04 . 0.484 = 15.03 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng 2 2 Stt = = 61.76 15.03 = 63.56 kVA 2.1.9. Phân xƣởng mộc. Công suất đặt : Pđ = 35.7 kW Diện tích xƣởng : F = 1600 m2 Tra bảng ta có: knc = 0.5 cos φ = 0.6 2 Công suất chiếu sáng: P0 = 15 W/m Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0.5 . 35.7 = 17.85 kW Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = P0.F = 15 . 1600 = 22400 W = 22.4 kW 20
  21. Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng Ptt = Pđl + Pcs = 17.85 + 22.4= 40.25kW Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng 4 Qtt = Qđl = Pđl . tg φ = 17.85 . = 23.8 kVAr 3 Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 40.25 23.8 = 46.76 kVA 2.1.10. Phân xƣởng ống 2. Công suất đặt : Pđ = 130.85 kW Diện tích xƣởng : F = 2160 m2 Tra bảng ta có: knc = 0.6 cos φ = 0.7 2 Công suất chiếu sáng: P0 = 12 W/m Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0.6 . 130.85 = 78.51 kW Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = P0.F = 12 . 2160 = 25920 W = 25.92 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng Ptt = Pđl + Pcs = 78.51 + 25.92 = 140.43 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng Qtt = Qđl = Pđl . tg φ = 78.51. 1.02 = 80.1 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng 2 2 Stt = = 104.43 80.1 = 131.61 kVA 2.1.11. Phân xƣởng ống 1. Công suất đặt : Pđ = 194.3 kW Diện tích xƣởng : F = 2500 m2 Tra bảng ta có: knc = 0.6 cos φ = 0.7 21
  22. 2 Công suất chiếu sáng: P0 = 12 W/m Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0.6 . 194.3 = 116.58 kW Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = P0.F = 12 . 2500 = 30000 W = 30.00 kW Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng Ptt = Pđl + Pcs = 116.58 + 30.00 = 146.58 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng Qtt = Qđl = Pđl . tg φ = 116.58 . 1.02 = 118.91 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 46.58 118.91 = 118.75 kVA 2.2. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN THEO CÔNG SUẤT TRUNG BÌNH VÀ HỆ SỐ CỰC ĐẠI. 2.2.1. Phƣơng pháp. n Ptt = kmax . Pth = kmax . ksd . Pđmi ( 2.7 ) i 1 Trong đó: Ptt - công suất trung bình của phụ tait trong ca mang tải lớn nhất n Pđmi - tổng công suất định mức của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW) i 1 ksd - hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải ( hệ số sử dụng chung của nhóm phụ tải có thể đƣợc xác định từ hệ số sử dụng của từng thiết bị đơn lẻ - tra trong sổ tay kỹ thuật ) kmax - hệ số cực đạicông suất tác dụng của nhóm thiết bị (hệ số này sẽ đƣợc xác định theo số thiết bị điện hiệu quả và hệ số sử dụng của nhóm máy) , tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ : kmax = f (nhq , ksd ) ( 2.8 ) nhq - là số thiết bị dùng điện hiệu quả: 22
  23. n 2 Pđmi i 1 nhq = n ( làm tròn số ) ( 2.9 ) 2 Pđmi i 1 Tuy nhiên biểu thức này không thuận lợi khi số thiết bị trong nhóm lớn. + Khi n>4 thì dùng phƣơng pháp gần đúng để xác định nhq với sai số: Pđmmax + Khi m = 3 , ksd 0.4 thì nhq = n Pđmmin Trong đó : Pđmmax , Pđmmin : công suất lớn nhất và nhỏ nhất của thiết bị trong nhóm. + Nếu trong n thiết bị có n1 thiết bị mà tổng công suất của n1 thiết bị không lớn hơn 5% công suất của cả nhóm: n1 n Pđmi 5% Pđmi thì nhq = n – n1 i 1 i 1 n 2 Pđmi Pđmmax i 1 + Khi m = 3 , ksd 0.2 thì nhq = n , Pđmmin Pđmmax Khi không áp dụng đƣợc 2 trƣờng hợp trên thì việc xác định nhq tiến hành theo các bƣớc sau: Tính n và n1 Trong đó: n là tổng số thiết bị trong nhóm n1 là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm n n1 Tính P = Pđmi , P1 = Pđmi ( 2.10 ) i 1 i 1 n P Tính n* = 1 , P* = 1 ( 2.11 ) n P * * * Tra bảng tìm n hq = f n ,P * Tính nhq = n hq . n ( 2.12 ) 23
  24. Phƣơng pháp này thƣờng đƣợc dùng để tính phụ tait tính toán cho một nhóm thiết bị, cho các tủ đông lực trong toàn bộ phân xƣởng. Nó cho một kết quả khá chính xác nhƣng lại đòi hỏi một lƣợng thông tin khá đầy đủ về các phụ tải nhƣ: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải, số lƣợng thiết bị trong nhóm ( ksdi, kđmi , cosφ ) 2.2.2. Phân nhóm phụ tải (theo bản vẽ mặt bằng phân xƣởng). Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau: 1. Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng ( điều này sẽ thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất ) 2. Các thiết bị trong nhóm có cùng chế độ làm việc ( điều này sẽ thuận tiện cho việc tính toán và cung cấp điện sau này, ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc, tức có cùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung đƣợc , , , và nếu chúng lại có cùng công suất nữa thì số thiết bị điện hiệu quả sẽ đúng bằng số thiết bị thực tế vì vậy việc xác định phụ tải cho các nhóm thiết bị này sẽ rất dễ dàng.) 3. Các thiết bị trong các nhóm nên đƣợc phân bổ để tổng công suất của các nhóm ít chênh lệch nhất ( điều này nếu thực hiện đƣợc sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các trang thiết bị cung cấp điện. Ví dụ trong phân xƣởng chỉ tồn tại một loại tủ động lực và nhƣ vậy thì nó sẽ kéo theo là các đƣờng cáp cung cấp điện cho chúng cùng các trang thiết bị bảo vệ cũng sẽ đƣợc đồng loạt hóa, tạo điều kiện cho việc lắp đặt nhanh kể cả việc quản lý sửa chữa, thay thế và dự trữ sau này rất thuận lợi ). 4. Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ ra của một tủ động lực cũng bị khống chế ( thông thƣờng số lộ ra lớn nhất của các tủ động lực đƣợc chế tạo sẵn cũng không quá 8 ). Tất nhiên điều này cũng không có nghĩa là số thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị. Vì 1 lộ ra từ tủ động lực có thể chỉ đi đến 1 thiết bị, nhƣng nó có thể đƣợc kéo móc xích đến vài thiết bị ( nhất là khi các thiết bị đó có công 24
  25. suất nhỏ và không yêu cầu cao về độ tin cậy cung cấp điện ). Tuy nhiên khi số thiết bị của 1 nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hóa trong vận hành và làm giảm độ tin cậy cung cấp điện cho từng thiết bị. 5. Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn đƣợc nhóm lại theo các yêu cầu riêng của việc quản lý hành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng bộ phận trong phân xƣởng. 2.2.3. Phân xƣởng cơ khí. 2.2.3.1. Phân nhóm phụ tải. Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu trên và căn cứ vào vị trí, công suất thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xƣởng có thể chia ra các thiết bị trong phân xƣởng cơ khí thành các nhóm phụ tải. Kết quả phân nhóm đƣợc tổng kết trong bảng 2.1. Bảng 2.1. Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện. Ký hiệu Công STT Tên thiết bị Mã hiệu Số lƣợng trên mặt suất bằng (kW) Nhóm 1 1 Máy mài SO-300 2 1 2 x 1 2 Máy tiện RVA25 2 2 2 x 9 3 Máy tiện RV40 2 3 2 x 12 4 Máy cƣa BKA30 1 4 1 x 2 5 Máy khoan WAKA 1 5 1 x 5 6 Máy tiện TUB 3 6 3 x 7 7 Máy tiện phay FWD25 4 7 4 x 9 8 Máy bào PAB40 1 8 1 x 15 Máy mài mặt 1 9 1 x 7 9 phảng nghiêng Cộng nhóm 1 17 130 25
  26. Nhóm 2 1 Máy tiện TUJ 48x1500 5 10 5 x 6.7 2 Máy tiện TUD 50x1000 2 11 2 x 6.7 3 Máy tiện TUD40x10400 2 12 2 x 6.7 4 Máy tiện TUE 40x1000 4 13 4 x 6.7 5 Máy cƣa BKA30 1 4 1 x 2 6 Máy tiện đứng HWCa – 10 1 14 1 x 110 7 Máy phay khoan 1 15 1 x 20 8 Máy phay khoan WFB80 1 16 1 x 16 Cộng nhóm 2 17 235.1 Nhóm 3 1 Máy mài SO – 30 1 1 1 x 1 2 Máy tiện phay FWD25 6 7 6 x 9 3 Máy bào PAB40 2 8 2 x 15 4 Máy tiện TUD 50x2000 10 17 10 x 6.7 5 Máy tiện TRA 3000 1 18 1 x 70 Máy phay vạn 1 19 1 x 6 6 WFB40 năng Máy mài mặt 1 20 1 x 7.5 7 FYA32 phẳng nghiêng 8 Máy khoan bàn WS15 2 21 2 x 1.5 9 Máy khoan cần WRS - 50/1.6 1 22 1 x 1.5 10 Máy bào PABP63 3 23 3 x 6.3 11 Máy xọc DDA – 16 1 24 1 x 16 12 Máy khoan đứng WED32 1 25 1 x 3 Cộng nhóm 3 30 214.9 Nhóm 4 26
  27. 1 Máy khoan cần WRS - 50/1.6 1 22 1 x 1.5 2 Máy tiện TKA90x10000 1 27 1 x 22 3 Máy tiện TCC160 1 28 1 x 8 4 Máy tiện TRA70x4000 2 29 2 x 15 5 Máy tiện TUJ50Mx2000 1 30 1 x 6.7 6 Máy tiện TUJ488x2000 2 31 1 x 6.7 Máy phay bánh 1 32 1 x 8.7 7 ZFB50 răng 8 Máy mài SPD - 30 1 33 1 x 7 9 Máy mài SAB - 80 1 34 1 x 32 10 Máy mài lỗ SOB – 160 1 35 1 x 20 11 Máy mài SWB 25 1 36 1 x 6 12 Máy mài BH 40 - 1500 1 37 1 x 6 13 Máy trục 1 38 1 x 14 Cộng nhóm 4 15 175.3 2.2.3.2. Tính phụ tải tính toán cho từng nhóm trong phân xƣởng cơ khí. Với phân xƣởng cơ khí ta có: ksd = 0.2 4 Cosφ = 0.6 → tagφ = 3  Nhóm 1 Kí hiệu Công Dòng điện Số trên TT Tên thiết bị Mã hiệu suất Iđm lƣợng mặt (kW) (A) bằng 1 Máy mài SO-300 2 1 2 x 1 2 x 2.53 2 Máy tiện RVA 25 2 2 2 x 9 2 x 22.79 3 Máy tiện RV40 2 3 2 x 12 2 x 30.39 27
  28. 4 Máy cƣa BKA30 1 4 1 x 2 1 x 5.06 5 Máy khoan WARKA 1 5 1 x 5 1 x 12.66 6 Máy tiện TUB 3 6 3 x 7 3 x 17.73 7 Máy tiện phay FWD25 4 7 4 x 9 4 x 22.79 8 Máy bào PAB40 1 8 1 x 15 1 x 37.98 Máy mai mặt 9 1 x 17.73 9 1 1 x 7 phẳng nghiêng Cộng nhóm 1 17 329.2 n = 17 , n1 = 9 n1 P1 = Pđmi = 93 kW i 1 * n1 9 n = = = 0.53 n 17 P 93 P* = 1 = = 0.72 P 130 * * * Từ n và P tra bảng ta có : n hq = 0.82 nhq = n . n = 0.82 . 17 = 13.94 kmax = 1.76 Vậy phụ tải nhóm 1 sẽ là : Ptt = kmax . Ptb = kmax . ksd . P = 1.67 0.2 30 = 43.42 kW 4 Qtt = Ptt . tagφ = 43.42 = 57.89 kVAr 3  Nhóm 2 Kí hiệu S Công Dòng điện Số trên T Tên thiết bị Mã hiệu suất Iđm lƣợng mặt T (kW) (A) bằng 28
  29. 1 Máy tiện TUJ48x1500 5 10 5 x 6.7 5 x 16.965 2 Máy tiện TUD50x1000 2 11 2 x 6.7 2 x 16.965 3 Máy tiện TUD40x1000 2 12 2 x 6.7 2 x 16.965 4 Máy tiện TUE40x1000 4 13 4 x 6.7 4 x 16.965 5 Máy cƣa BKA30 1 4 1 x 2 1 x 5.06 6 Máy tiện đứng HWCa – 10 1 14 1 x 110 1 x 278.55 Máy phay 7 1 15 1 x 20 1 x 50.64 khoan Máy phay 8 WFB80 1 16 1 x 16 1 x 40.52 khoan Cộng nhóm 2 17 235.1 595.33 n = 17 , n1 = 1 n1 P1 = Pđmi = 110 kW i 1 * n1 1 n = = = 0.058 n 17 P 110 P* = 1 = = 0.47 235 .1 * * * Từ n và P tra bảng ta có : n hq = 0.26 nhq = n . n = 0.26 17 = 4.42 kmax = 2.64 Vậy phụ tải nhóm 2 sẽ là : Ptt = kmax . Ptb = kmax . ksd . P = 2.64 0.2 235.1 = 124.13 kW 4 Qtt = Ptt . tagφ = 124.13 = 165.51 kVAr 3  Nhóm 3 TT Tên thiết bị Mã hiệu Số Kí hiệu Công suất 29
  30. lƣợng trên mặt (kW) bằng 1 Máy mài SO – 30 1 1 1 x 1 2 Máy tiện phay FWD25 6 7 6 x 9 3 Máy bào PAB40 2 8 2 x 15 4 Máy tiện TUD50x2000 10 17 10 x 6.7 5 Máy tiện TRA 3000 1 18 1 x 70 Máy phay vạn 6 WFB40 1 19 1 x 6 năng Máy mài mặt 7 FYA32 1 20 1 x 7.5 phẳng nghiêng 8 Máy khoan bàn WS15 2 21 2 x 1.5 9 Máy khoan cần WRS– 50/1.6 1 22 1 x 1.5 10 Máy bào PABP63 3 23 3 x 6.3 11 Máy xọc DDA – 16 1 24 1 x 16 12 Máy khoan đứng WED32 1 25 1 x 3 Cộng nhóm 3 30 214.9 n = 30 , n1 = 9 n1 P1 = Pđmi = 100 kW i 1 * n1 9 n = = = 0.3 n 30 P 100 P* = 1 = = 0.465 P 214.9 * * * Từ n và P tra bảng ta có : n hq = 0.86 nhq = n . n = 0.86 30 = 24.9 kmax = 1.4 30
  31. Vậy phụ tải nhóm 3 sẽ là : Ptt = kmax . Ptb = kmax . ksd . P = 1.4 0.2 214.9 = 60.172 kW 4 Qtt = Ptt . tagφ = 60.172 = 80.23 kVAr 3  Nhóm 4 Kí hiệu Số Công suất TT Tên thiết bị Mã hiệu trên mặt lƣợng (kW) bằng 1 Máy khoan cần WRS 50/1.6 1 22 1 x 1.5 2 Máy tiện TKA90x10000 1 27 1 x 22 3 Máy tiện TCC160 1 28 1 x 8 4 Máy tiện TRA70x4000 2 29 2 x 15 5 Máy tiện TUJ50Mx2000 1 30 1 x 6.7 6 Máy tiện TUJ488x2000 2 31 1 x 6.7 Máy phay bánh 7 ZFB 50 1 32 1 x 8.7 răng 8 Máy mài SPD – 30 1 33 1 x 7 9 Máy mài SAB – 80 1 34 1 x 32 10 Máy mài lõ SOB – 160 1 35 1 x 20 11 Máy mài SWB 25 1 36 1 x 6 12 Máy mài BH 40 – 1500 1 37 1 x 6 13 Cần trục C25 1 38 1 x 14 Cộng nhóm 4 15 175.3 n = 15 , n1 = 3 n1 P1 = Pđmi = 74 kW i 1 31
  32. * n1 3 n = = = 0.2 n 15 * P1 74 P = = = 0.422 P 175.3 * * * Từ n và P tra bảng ta có : n hq = 0.76 nhq = n . n = 0.76 15 = 11.4 kmax = 1.8 Vậy phụ tải nhóm 4 sẽ là : Ptt = kmax . Ptb = kmax . ksd . P = 1.8 0.2 175.3 = 63.11 kW 4 Qtt = Ptt . tagφ = 63.11 = 84.14 kVAr 3 2.2.3.3. Tính phụ tải chiếu sáng cho toàn phân xƣởng cơ khí. Phụ tải chiếu sáng của phân xƣởng cơ khí đƣợc xác định theo phƣơng pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích. Pcs = P0 . F 2 Trong đó : P0 = 15 W/m F = 5952 m2 Pcs = P0 . F = 5952 15 = 89280 = 89.28 (kW) Qcs = 0 ( vì dùng đèn sợi đốt cosφ = 1 ) 2.2.3.4. Tính phụ tải tính toán cho toàn phân xƣởng cơ khí. Phụ tải tính toán tác dụng của toàn phân xƣởng: 4 Ptt px = kđt . Ptti ( 2.13 ) i 1 Trong đó: kđt – hệ số đồng thời, xét khả năng phụ tải các phân xƣởng không đồng thời cực đại. Có thể tạm lấy : kđt = 0.9 ÷ 0.95 khi số phân xƣởng n = 2 ÷ 4 kđt = 0.8 ÷ 0.85 khi số phân xƣởng n = 5 ÷ 10 Vậy ta có: 32
  33. 4 Ptt px = kđt . Ptti = 0.85 (43.42 + 124.13 + 60.172 + 63.11) = 247.2 kW i 1 ( 2.14 ) Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy: 4 4 Qtt px = kđt . Qtti = Ptt px . tagφ = 247.2 = 329.61 kVAr i 1 3 ( 2.15 ) Phụ tải tính toán toàn phần của toàn nhà máy: 2 2 2 2 Stt px = = = 471.02 kVAr Pttpx Qttpx 247.2 329.61 2.2.4. Phân xƣởng cơ điện. 2.2.4.1. Phân nhóm phụ tải. Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện và căn cứ vào vị trí, công suất thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xƣởng có thể chia ra các thiết bị trong phân xƣởng cơ điện thành các nhóm phụ tải. Kết quả phân nhóm đƣợc tổng kết trong bảng 2.3. Bảng 2.3. Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện. Kí hiệu Số Công suất TT Tên thiết bị Mã hiệu trên mặt lƣợng (kW) bằng Nhóm 1 1 Khoan bàn WS 15 2 1 2 x 3 2 Máy mài SZD – 400 1 2 1 x 4 3 Tủ sấy 1 3 1 x 5 4 Máy ép thủy lực PHWN25 1 4 1 x 5.5 5 Khoan đứng WKA 25 1 5 1 x 3.1 6 Máy cƣa BKA 30 1 6 2 x 2 7 Khoan cần WSR25-0.8 1 7 1 x 3.1 Cộng nhóm 1 9 30.7 33
  34. Nhóm 2 1 Máy xọc DAA – 16 1 8 1 x 16 2 Máy phay FWD – 25 2 9 2 x 6.1 3 Máy tiện TUE 40x1000 4 10 4 x 6.7 4 Máy tiện TUB 32x1000 1 11 1 x 6.7 5 Máy tiện TUD 50x2000 1 12 1 x 6.7 6 Máy tiện TUJ 48x1500 1 13 1 x 6.7 7 Máy mài SO – 300 1 14 1 x 1 8 Máy bào PAA – 600 1 15 1 x 9.6 Cộng nhóm 2 12 79.6 2.2.4.2. Tính phụ tải tính toán cho từng nhóm trong phân xƣởng cơ điện. Với phân xƣởng cơ điện ta có : ksd = 0.2 4 Cosφ = 0.6 → tagφ = 3 Nhóm 1 Kí hiệu Số Công suất TT Tên thiết bị Mã hiệu trên mặt lƣợng (kW) bằng Nhóm 1 1 Khoan bàn WS 15 2 1 2 x 3 2 Máy mài SZD – 400 1 2 1 x 4 3 Tủ sấy 1 3 1 x 5 4 Máy ép thủy lực PHWN25 1 4 1 x 5.5 5 Khoan đứng WKA 25 1 5 1 x 3.1 6 Máy cƣa BKA 30 2 6 2 x 2 7 Khoan cần WSR25-0.8 1 7 1 x 3.1 34
  35. Cộng nhóm 1 9 30.7 n = 9 , n1 = 6 n1 = P = 26.7 kW P1 đmi i 1 * n1 6 n = = = 0.67 n 9 * P1 26.7 P = = = 0.87 P 30.7 Từ n* và P* tra bảng ta có : * = 0.81 nhq = * . = 0.81 9 = 7.29 nhq nhq n kmax = 2.10 Vậy phụ tải nhóm 1 sẽ là : = k . P = k . k . P = 2.1 0.2 30.7 = 12.894 kW Ptt max tb max sd 4 Q = . tagφ = 12.894 = 17.192 kVAr tt Ptt 3 Nhóm 2 Số Kí hiệu trên Công suất TT Tên thiết bị Mã hiệu lƣợng mặt bằng (kW) 1 Máy xọc DAA – 16 1 8 1 x 16 2 Máy phay FWD – 25 2 9 2 x 6.1 3 Máy tiện TUE 40x1000 4 10 4 x 6.7 4 Máy tiện TUB 32x1000 1 11 1 x 6.7 5 Máy tiện TUD 50x2000 1 12 1 x 6.7 6 Máy tiện TUJ 48x1500 1 13 1 x 6.7 7 Máy mài SO – 300 1 14 1 x 1 8 Máy bào PAA – 600 1 15 1 x 9.6 Cộng nhóm 2 12 79.6 35
  36. n = 12 , n1 = 2 n1 = P = 25.6 kW P1 đmi i 1 * n1 2 n = = = 0.17 n 12 * P1 25.6 P = = = 0.32 P 79.6 Từ n* và P* tra bảng ta có : * = 0.8 nhq = * . = 0.8 12 = 9.6 nhq nhq n kmax = 1.84 Vậy phụ tải nhóm 2 sẽ là = k . P = k . k . P = 1.84 0.2 79.6 = 29.29 kW Ptt max tb max sd 4 Q = . tagφ = 29.29 = 39.05 kVAr tt Ptt 3 2.2.4.3. Tính phụ tải chiếu sáng cho toàn phân xƣởng cơ điện. Phụ tải chiếu sáng của phân xƣởng cơ khí đƣợc xác định theo phƣơng pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích. . Pcs P0 F Trong đó : = 15 W/m2 P0 F = 2400 m2 Pcs = P0 . F = 2400 15 = 36000 = 36.00 (kW) Qcs = 0 ( vì dùng đèn sợi đốt cosφ = 1 ) 2.2.4.4. Tính phụ tải tính toán cho toàn phân xƣởng cơ điện. Phụ tải tính toán tác dụng của toàn phân xƣởng: 2 = Pttpx k đt Ptti i 1 Trong đó: – hệ số đồng thời, xét khả năng phụ tải các phân xƣởng k đt không đồng thời cực đại. Có thể tạm lấy : 36
  37. kđt = 0.9 ÷ 0.95 khi số phân xƣởng n = 2 ÷ 4 kđt = 0.8 ÷ 0.85 khi số phân xƣởng n = 5 ÷ 10 Vậy ta có: 2 Ptt px = kđt . Ptti = 0.9 (12.894 + 29.29) = 37.97 kW i 1 Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy: 4 Qtt px = kđt . Qtti = 0.9 (17.192 + 39.05) = 50.62 kVAr i 1 Phụ tải tính toán toàn phần của toàn nhà máy: 2 2 2 2 Stt px = = 37.97 50.62 = 63.28 kV Pttpx Qttpx Sau khi tính toán ta có bảng kết quả nhƣ sau : 37
  38. Bảng 2.2. Bảng tổng hợp phụ tải tính toán các phân xƣởng TT Tên các phân xƣởng Pđ knc cosφ p0 Pđl Pcs Ptt Qtt Stt 2 (kW) W/m (kW) (kW) (kW) (kVAr) (kVA) 1 Phân xƣởng rèn 130.75 0.5 0.6 15 65.375 8.64 74.015 87.20 114.38 2 Phân xƣởng phóng dạng 13.20 0.6 0.7 15 7.92 28.80 36.72 8.08 37.60 3 Phân xƣởng máy tàu 92.10 0.7 0.8 15 64.47 48.00 112.47 48.35 122.42 4 Phân xƣởng hạt mài 43.00 0.7 0.8 15 30.10 30.75 60.85 22.58 64.90 5 Phân xƣởng vỏ 3 846.62 0.5 0.6 15 423.31 342.00 765.31 564.40 950.93 38 6 Phân xƣởng vỏ 1 228.30 0.5 0.6 15 114.15 138.24 252.39 152.20 294.73 7 Phân xƣởng trang bị 123.20 0.4 0.7 15 49.28 30.75 80.03 50.27 94.51 8 Phân xƣởng điện tàu 38.80 0.8 0.9 15 31.04 30.72 61.76 15.03 63.56 9 Phân xƣởng mộc 35.70 0.5 0.6 14 17.85 22.40 40.25 23.80 46.76 10 Phân xƣởng ống 2 130.85 0.6 0.7 12 78.51 25.092 104.43 80.10 131.61 11 Phân xƣởng ống 1 194.30 0.6 0.7 12 116.58 30.00 146.58 118.91 188.75 12 Phân xƣởng cơ điện 113.40 0.4 0.6 15 45.36 36.00 37.97 50.62 63.28 13 Phân xƣởng cơ khí 1220.6 0.6 15 149.14 89.28 247.2 329.61 471.02 Tổng 3210.82 1193.085 861.50 2019.975 1551.15 2644.45
  39. 2.3. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY. Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy: 13 P = = 0.85 2019.975 = 1716.98 kW tt nm k đt Ptti i 1 Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy: 13 Qtt nm = = 0.85 1551.15 = 1318.48 kVAr k đt Qtti i 1 Phụ tải tính toán toàn phần của toàn nhà máy: 2 2 2 2 Stt px = = = 2164.81 Pttpx Qttpx 1716.98 1318.48 S ttnm 2131.10 Itt nm = = = 3237.87 A ( 2.16 ) U 3 0.38 3 Hệ số công suất của toàn nhà máy: 1716 .98 cosφ = Pttnm = = 0.793 ( 2.17 ) 2164 .81 S ttnm 2.4. TÍNH TOÁN TĂNG TRƢỞNG CỦA PHỤ TẢI SAU 10 NĂM. Công thức xét đến sự gia tăng của phụ tải trong tƣơng lai: = .(1 + α .t) ( 2.18 ) S (t) S tt 1 Trong đó: - công suất tính toán của nhà máy sau t năm. - công suất tính toán của nhà máy thời điểm hiện tại. S tt α1 - hệ số phát triển hàng năm của phụ tải ( đối với các nƣớc thƣờng dao động khoảng từ 0.03 ÷ 0.1 ) t – số năm dự kiến ( ở đây ta xét t =10 năm ) Vậy ta tính đƣợc: = . (1 + α .t) = 2164.81 (1+ 0.03 10) = 2814.253 kVA S tt(10) S tt 1 2.5. XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ BẢN ĐỒ PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY. 2.5.1. Xác định bản đồ phụ tải điện. 39
  40. Việc xác định biểu đồ phụ tải trên mặt bằng nhà máy mục đích là để phân phối hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy, chọn câc vị trí đặt sao cho đạt chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất. Biểu đồ phụ tải của mỗi phân xƣởng là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xƣởng đó theo một tỷ lệ lựa chọn. Nếu coi phụ tải mỗi phân xƣởng là đồng đều theo diện tích phân xƣởng thì tâm vòng tròn phụ tải trùng với tâm của vòng tròn đó. Trên sơ đồ mặt bằng xí nghiệp vẽ một hệ tọa độ 0xy, có vị trí tọa độ trọng tâm của các phân xƣởng là (xi,yi) ta xác định đƣợc tọa độ tối ƣu M0 (x0,y0). Vòng tròn phụ tải: Bán kính vòng tròn bản đồ phụ tải xác định theo công thức: R = S i ( 2.19 ) m. m – tỷ lệ xích, chọn m =2 kVA/mm2 Góc biểu diễn của phụ tải chiếu sáng trong bản đồ phụ tải đƣợc tính bằng công thức: 0 0 360 .Pcs cs = ( 2.20 ) Ptt Kết quả tính toán của đồ thị phụ tải các phân xƣởng đƣợc ghi trong bảng sau: 0 TT Tên phân xƣởng Pcs Ptt Stt R cs 40
  41. (kW) (kW) (kVA) mm2 1 Phân xƣởng rèn 8.64 74.015 114.38 4.27 41.88 2 Phân xƣởng phóng dạng 28.8 36.72 37.6 2.45 282.35 3 Phân xƣởng máy tàu 23.1 112.47 122.42 4.42 73.94 4 Phân xƣởng hạt mài 5.4 60.85 64.90 3.21 31.95 5 Phân xƣởng vỏ 3 342 765.31 950.93 12.3 160.88 6 Phân xƣởng vỏ 1 138.24 252.39 294.73 6.85 197.18 7 Phân xƣởng trang bị 30.75 80.03 94.51 3.89 138.32 8 Phân xƣởng điện tàu 30.72 61.76 63.56 3.18 179.07 9 Phân xƣởng mộc 22.4 40.725 46.76 2.73 200.35 10 Phân xƣởng ống 2 25.92 104.43 131.61 4.58 89.35 11 Phân xƣởng ống 1 30 146.58 188.75 5.48 73.68 12 Phân xƣởng cơ điện 36 37.97 63.28 3.17 341.32 13 Phân xƣởng cơ khí 89.27 247.2 471.02 8.66 130.02 2.5.2.Xác định tâm phụ tải điện của nhà máy. Tâm phụ tải của xí nghiệp là một số liệu quan trọng giúp ngƣời thiết kế tìm vị trí đặt các trạm biến áp, trạm phân phối nhằm giảm tối đa tổn thất năng lƣợng. Ngoài ra trọng tâm phụ tải còn có thể giúp cho xí nghiệp trong việc qui hoạch và phát triển sản xuất trong tƣơng lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điện hợp lý, tránh lãng phí và đạt đƣợc các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật mong muốn. Tâm phụ tải điện là điểm thỏa mãn điều kiện momen phụ tải đạt giá trị cực tiểu: n → min Pi Li i 1 Trong đó: Pi, Li - công suất tác dụng và khoảng cách từ điểm tâm phụ tải điện đến phụ tải thứ i. Tâm quy ƣớc của phụ tải xí nghiệp đƣợc xác định bởi điểm M có tọa độ (theo hệ trục tọa độ tùy chọn ) M(x0 , y0, z0)đƣợc xác định bằng các biểu thức sau: 41
  42. n n n Si .xi Si .yi Si .zi i 1 i 1 i 1 ( 2.21 ) x0 n y0 n z0 n Si Si Si i 1 i 1 i 1 Trong đó: Si – công suất của phụ tải thứ i. xi, yi, zi – tọa độ của tâm phụ tải thứ i theo hệ trục tọa độ 0xyz tùy chọn. Trong thực tế thƣờng bỏ qua tọa độ z. Y 7 8 9 10 4 94.51 63.56 46.76 131.61 64.9 97 13 3 471.02 132.42 1 12 114.38 11 63.28 118.75 54 6 5 294.73 950.93 30 20 2 37.6 15 42 78 120 X Hình 2.2. Bản đồ phụ tải toàn nhà máy. Với mặt bằng nhà máy ta chọn trục 0xy nhƣ sau: Tâm phụ Si TT Tên phân xƣởng tải Si xi Si yi (kVA) xi yi 1 Phân xƣởng rèn 114.38 82 71 9415.24 8152.22 Phân xƣởng phóng 37.6 78 11 2932.8 413.6 2 dạng 42
  43. 3 Phân xƣởng máy tàu 122.42 20 75 2448.4 9181.5 4 Phân xƣởng hạt mài 64.90 81 97 5256.9 6295.3 5 Phân xƣởng vỏ 3 950.93 120 20 114111.6 19018.6 6 Phân xƣởng vỏ 1 294.73 58 30 17094.34 8841.9 7 Phân xƣởng trang bị 94.51 13 97 1228.63 9167.47 8 Phân xƣởng điện tàu 63.56 30 97 1906.8 6165.32 9 Phân xƣởng mộc 46.76 47 97 2197.72 4535.72 10 Phân xƣởng ống 2 131.61 64 97 8423.04 12766.17 11 Phân xƣởng ống 1 188.75 15 54 2831.25 10192.5 12 Phân xƣởng cơ điện 63.28 42 54 2657.76 3417.12 13 Phân xƣởng cơ khí 471.02 55 75 25906.1 35326.5 Tổng 2644.45 196410.58 133473.92 Vậy tọa độ tâm phụ tải nhà máy đƣợc xá định nhƣ sau: n n Si .xi Si .yi i 1 196410 .58 i 1 133473 .92 n = = 74.27 ; y n = = 50.47 x0 2644 .45 0 2644 .45 Si Si i 1 i 1 Vậy ta có tâm phụ tải của nhà máy là: M (74.27 , 50.47). 43
  44. CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY 3.1. PHƢƠNG ÁN XÂY DỰNG TRẠM BIẾN ÁP. sau: Đặt 6 trạm biến áp phân xƣởng lấy điện từ trạm phân phối trung tâm hoặc trạm biến áp trung gian: 1. B1 cấp điện cho phụ tải điện 0.4kV của phân xƣởng vỏ 3 đặt 2 máy biến áp làm việc song song. 2. B2 cấp điện cho phụ tải điện 0.4kV của phân xƣởng vỏ 1 và phân xƣởng phóng dạng đặt 2 máy biến áp làm việc song song. 3. B3 cấp điện cho phụ tải điện 0.4kV của phân xƣởng cơ điện và phân xƣởng ống 1 đặt 2 máy biến áp làm việc song song. 4. B4 cấp điện cho phụ tải điện 0.4kV của phân xƣởng máy tàu, phân xƣởng trang bị, phân xƣởng điện tàu và phân xƣởng mộc đặt 2 máy biến áp làm việc song song. 5. B5 cấp điện cho phụ tải điện 0.4kV của phân xƣởng ống 2, phân xƣởng hạt mài và phân xƣởng rèn đặt 2 máy biến áp làm việc song song. 6. B6 cấp điện cho phụ tải điện 0.4kV của phân xƣởng cơ khí đặt 1 máy biến áp. 3.1.1. Phƣơng án về các trạm biến áp phân xƣởng. Trạm biến áp B1 Dung lƣợng máy biến áp đƣợc chọn theo điều kiện sau: Stt S đmB n.khc Stt 950.93 kVA ( 3.1 ) khc 1, n 2 Do đó: 44
  45. 950.93 S 475.465 kVA đmB 2 Vậy chọn máy biến áp tiêu chuẩn SđmB1 560 kVA do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh – Hà Nội chế tạo. Kiểm tra dung lƣợng của máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng: Sttsc 0.7 Stt 0.7 950.93 SđmB 512.04 kVA ( 3.2 ) (n 1).khc.kqt 1.3 1.3 Với n 2, khc 1, kqt 1.3. Vậy máy biến áp đã chọn là hợp lý. Trạm biến áp B2 Dung lƣợng máy biến áp đƣợc chọn theo điều kiện sau: Stt S đmB n.khc Stt 294.73 37.6 332.33 kVA khc 1, n 2 Do đó: 332.33 S 166.165 kVA đmB 2 Vậy chọn máy biến áp tiêu chuẩn SđmB2 180 kVA do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh – Hà Nội chế tạo. Kiểm tra dung lƣợng của máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng: Sttsc 0.7 Stt 0.7 332.33 SđmB 178.95 kVA (n 1).khc.kqt 1.3 1.3 Với n 2, khc 1, kqt 1.3. Vậy máy biến áp đã chọn là hợp lý. Trạm biến áp B3 Dung lƣợng máy biến áp đƣợc chọn theo điều kiện sau: 45
  46. Stt S đmB n.khc Stt 63.28 188.75 252.03 kVA khc 1, n 2 Do đó: 252.03 S 126.015 kVA đmB 2 Vậy chọn máy biến áp tiêu chuẩn SđmB3 160 kVA do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh – Hà Nội chế tạo. Kiểm tra dung lƣợng của máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng: Sttsc 0.7 Stt 0.7 252.03 SđmB 135.71 kVA (n 1).khc.kqt 1.3 1.3 Với n 2, khc 1, kqt 1.3. Vậy máy biến áp đã chọn là hợp lý. Trạm biến áp B4 Dung lƣợng máy biến áp đƣợc chọn theo điều kiện sau: Stt S đmB n.khc Stt 122.42 94.51 63.56 46.76 327.25 kVA khc 1, n 2 Do đó: 327.25 S 163.625 kVA đmB 2 Vậy chọn máy biến áp tiêu chuẩn SđmB4 160 kVA do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh – Hà Nội chế tạo. Kiểm tra dung lƣợng của máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng: Sttsc 0.7 Stt 0.7 327.25 SđmB 176.21 kVA (n 1).khc.kqt 1.3 1.3 Với . 46
  47. Vậy chọn máy biến áp tiêu chuẩn SđmB6 180 kVA do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh – Hà Nội chế tạo. Trạm biến áp B5 Dung lƣợng máy biến áp đƣợc chọn theo điều kiện sau: Stt S đmB n.khc Stt 131.61 64.9 114.38 310.89 kVA khc 1, n 2 Do đó: 310.89 S 155.445 kVA đmB 2 Vậy chọn máy biến áp tiêu chuẩn SđmB5 160 kVA do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh – Hà Nội chế tạo. Kiểm tra dung lƣợng của máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng: Sttsc 0.7 Stt 0.7 310.89 SđmB 167.40 kVA (n 1).khc.kqt 1.3 1.3 Với n 2, khc 1, kqt 1.3. Vậy máy biến áp đã chọn là hợp lý. Trạm biến áp B6 Dung lƣợng máy biến áp đƣợc chọn theo điều kiện sau: S S đmB tt Stt 471.02 kVA Do đó: SđmB 471.02 kVA Vậy chọn máy biến áp tiêu chuẩn SđmB6 560 kVA do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh – Hà Nội chế tạo. 3.1.2. Vị trí các trạm biến áp phân xƣởng. Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xƣởng dùng loại liền kề có một tƣờng của trạm chung với tƣờng của phân xƣởng nhờ vậy tiết kiệm đƣợc vốn đầu tƣ và ít ảnh hƣởng đến các công trình khác. 47
  48. Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xƣởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ vậy có thể đƣa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều chiều dài mạng phân phối cao áp của nhà máy cũng nhƣ mạng hạ áp phân xƣởng, giảm chi phí đƣờng dây và tổn thất. Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập tuy nhiên vốn đầu tƣ trạm sẽ tăng. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể lựa chọn một trong các loại trạm biến áp đã nêu. Để đảm bảo an toàn cho ngƣời cũng nhƣ thiết bị và đảm bảo mỹ quan cho nhà máy, ở đây sẽ dùng loại trạm xây đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuất. Để lựa chọn đƣợc vị trí đặt các trạm biến áp phân xƣởng cần xác định tâm phụ tải các phân xƣởng hoặc nhóm phân xƣởng đƣợc cung cấp điện từ các biến áp đó. Xác định vị trí đặt trạm biến áp B1 (phương án 1) cung cấp điện cho phân xưởng vỏ 3: n S .x i i 950.93 120 x i 1 120 0 n 950.93 Si i 1 ( 3.3 ) n S .y i i 950.93 20 y i 1 20 0 n 950.93 Si i 1 Vị trí các trạm biến áp các phân xƣởng khác tính toán tƣơng tự đƣợc kết quả ghi trong bảng sau: Bảng 3.1. Vị trí đặt các trạm biến áp phân xƣởng. Vị trí đặt Tên trạm x0 y0 B1 120 20 B2 60.26 27.85 B3 21.78 54 B4 23.78 88.77 B5 74.17 87.43 B6 55 75 48
  49. 3.2.PHƢƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƢỞNG. 3.2.1.Các phƣơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xƣởng. 3.2.1.1. Phƣơng án sử dụng sơ đồ dẫn sâu. . 3.2.1.2. Phƣơng án sử dụng trạm biến áp trung gian. : n.khc.SđmB Sttnm Vậy: S 2814.253 S tt(10) 1407.13 kVA đmBATG 2 2 Chọn máy biến áp tiêu chuẩn SđmBATG 1600 kVA . 49
  50. Sttsc 0.7.Stt(10) 0.7 2814.253 SđmBATG 1407.13 kVA (n 1).khc.kqt 1.4 1.4 Với n 2, khc 1, kqt 1.4 Vậy trạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 máy biến áp loại 1600 kVA – 35/10 kV hoặc 1600 kVA – 22/10 kV do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh – Hà Nội chế tạo. 3.2.1.3. (U 35 kV n. 3.2.2. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian, trạm phân phối trung tâm của nhà máy. Vị trí tốt nhất để đặt trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm chính là tâm phụ tải điện của nhà máy. Theo tính toán ở chƣơng II ta đã xác định đƣợc tâm phụ tải điện của nhà máy là điểm M(74.27 ; 50.47). 3.2.3. Lựa chọn các phƣơng án nối dây mạng cao áp. . 50
  51. : 3.2.4. Tính toán kinh tế - kỹ thuật lựa chọn phƣơng án tối ƣu. Đ . 2 Z (atc avh ).k 3.I max .R. .c min ( 3.4 ) Hay Z (atc avh ).k A.c min : Z a vh , a =0,1 a tc , a =0,125 k I max R . C , c=1000đ/ kWh A : . Từ những phân tích trên có thể đƣa ra 4 phƣơng án thiết kế mạng cao áp cho nhà máy nhƣ sau: 3.2.4.1. Phƣơng án 1. Phƣơng án sử dụng trạm biến áp trung gian nhận điện 35kV từ hệ thống về, hạ áp xuống 10kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xƣởng. 51
  52. y 7 8 9 10 4 94.51 63.56 46.76 131.61 64.9 97 13 471.02 3 B6 122.42 1 114.38 B4 B5 B3 54 11 12 TBATG 188.75 63.28 Nguồn điện 6 294.73 B2 B1 30 5 20 950.93 2 37.6 15 42 78 120 x Hình 3.1. Sơ đồ nối dây mạng cao áp phƣơng án 1. Chọn máy biến áp phân xƣởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp: a) Chọn máy biến áp phân xưởng. Trên cơ sở chọn đƣợc công suất máy biến áp ở Mục 3.1.1 ta có bảng kết quả sau: Bảng 3.2. Kết quả lựa chọn máy biến áp trong các trạm biến áp của phƣơng án 1. Tên Sđm Uc/UH P0 PN uN Số Đơn giá Thành tiền MBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) máy (106VNĐ) (106VNĐ) BATG 1600 35/10.5 2.21 16.0 6.5 2 197.5 395 B1 560 10/0.4 0.94 5.21 4 2 65.5 131 B2 180 10/0.4 0.45 2.1 4 2 31.1 62.2 B3 160 10/0.4 0.45 2.1 4 2 29.1 58.2 B4 180 10/0.4 0.45 2.1 4 2 31.1 62.2 B5 160 10/0.4 0.45 2.1 4 2 29.1 58.2 B6 560 10/0.4 0.94 5.21 4 1 65.5 65.5 6 Tổng vốn đầu tƣ cho trạm biến áp : K B 832.3 10 VNĐ 52
  53. Các máy biến áp đều do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh – Hà Nội chế tạo nên không phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ khc 1. b) Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp. 2 1 Stt A n. P0 .t . PN . . (kWh) ( 3.5 ) n SđmB : - . - năm t=8760(h). - . Đối với nhà máy đóng tàu tra bảng PL I.4 ( phụ lục 1 )-trang 254 “Thiết kế cấp điện” tác giả Ngô Hồng Quang - Vũ vănThẩm ta có T max =4500h nên ta tính đƣợc: 4 2 4 2 0.124 10 .Tmax .8760 0.124 10 4500 .8760 2886.21 h P0 , PN - . S tt - . S đmB - . Tính tổn thất điện năng cho trạm biến áp trung gian: Stt 2164 .81 kVA S 1600 kVA đmB P0 2.21 kW PN 16 kW Ta có: 2 2 1 Stt 1 2164.81 A n. P0 .t . PN . . 2 2.21 8760 16 2886.21 80987 .77 kWh n SđmB 2 1600 Tính toán tƣơng tự cho các trạm còn lại ta đƣợc kết quả trong bảng dƣới đây: Bảng 3.3. Kết quả tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phƣơng án 1. Tên trạm Stt SđmB P0 PN A biến áp (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh) BATG 2 2164.81 1600 2.21 16.0 80987.77 53
  54. B1 2 950.93 560 0.94 5.21 38148.67 B2 2 332.33 180 0.45 2.1 18214.26 B3 2 252.06 160 0.45 2.1 15403.37 B4 2 327.25 180 0.45 2.1 17900.86 B5 2 310.89 160 0.45 2.1 19325.71 B6 1 471.02 560 0.94 5.21 18872.6 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp : AB 208853.24 kWh c) Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp. Mạng cao áp trong phƣơng án 1 có 2 đƣờng dây 35kV cấp điện cho 2 máy biến áp trạm biến áp trung gian thông qua 2 máy cắt 35kV, phía 10kV trạm biến áp trung gian có 2 phân đoạn thanh góp cấp điện đến 6 trạm biến áp phân xƣởng bằng các đƣờng cáp. Có 5 trạm biến áp phân xƣởng đặt 2 máy biến áp nhận điện trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp qua máy cắt đặt ở đầu đƣờng cáp và 1 trạm biến áp phân xƣởng đặt 1 máy biến áp nhận điện trực tiếp từ 1 phân đoạn thanh góp qua máy cắt đặt ở đầu đƣờng cáp. Nhƣ vậy mạng cao áp của phân xƣởng sử dụng 11máy cắt đƣờng dây (cáp), 1 máy cắt phân đoạn và 2 máy cắt phía hạ thế của 2 máy biến áp trung gian. Do đó số máy cắt điện cấp điện áp 35kV là 2 máy cắt, số máy cắt điện cấp điện áp 10kV là 14 máy cắt. 54
  55. 35kV 35kV Từ HTĐ Từ HTĐ BATG BATG Đến các TBA PX Đến các TBA PX Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý bố trí máy cắt phƣơng án 1. Vốn đầu tư mua máy cắt: KMC n35.M 35 n10.M10 Trong đó: n35,n10 – số lƣợng máy cắt điện 35kV, 10kV trong mạng cần xét. M35, M10 – giá tiền cho 1 máy cắt điện 35kV, 10kV M 30000 USD 35 M10 12000 USD Tỷ giá quy đổi tạm thời: 1USD 1800 VNĐ Vậy: 6 K MC n35.M 35 n10.M10 (2 30000 14 12000 ) 18000 4104 10 VNĐ d) Chi phí tính toán của phương án 1. Do ở đây đƣờng dây hạ áp các phƣơng án là giống nhau nên ta không cần tính và xét đến tổn thất điện năng của đƣờng dây hạ áp, cũng nhƣ giá thành cáp hạ áp. 55
  56. Khi tính toán đầu tƣ xây dựng trạm điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp cao áp, máy biến áp và máy cắt điện khác nhau giữa các phƣơng án CA ( K K B K D K MC ), những phần giống nhau đã đƣợc bỏ qua không xét đến. Tổn thất điện năng trong các phƣơng án bao gồm tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đƣờng dây.Do ở đây đƣờng dây hạ áp các phƣơng án là giống nhau nên ta không cần tính và xét đến tổn thất điện năng của đƣờng dây hạ áp. CA A AB AD Vốn đầu tƣ: CA 6 6 K1 K B K D K MC (832.3 459.952 4104) 10 5396.252 10 VNĐ CA A1 AB AD 208853 .24 23363.87 232217 .11 kWh Chi phí tính toán: Z1 (avh atc ).K1 c. A1 avh 0.1 Trong đó : atc 0.125 c 1000 đ / kWh Vậy chi phí tính toán của phƣơng án 1: 6 6 Z1 (0.1 0.125) 5396.252 10 1000 232217 .11 1446.37 10 VNĐ 3.2.4.2. Phƣơng án 2. Phƣơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm nhận điện 35kV từ hệ thống về cung cấp cho các trạm biến áp phân xƣởng. 56
  57. y 7 8 9 10 4 94.51 63.56 46.76 131.61 64.9 97 13 471.02 3 B6 122.42 1 114.38 B4 B5 B3 54 12 11 TPPTT Nguồn điện 188.75 63.28 6 294.73 B2 B1 30 5 20 950.93 2 37.6 15 42 78 120 x Hình 3.3. Sơ đồ nối dây mạng cao áp phƣơng án 2. Chọn máy biến áp phân xƣởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp: a) Chọn máy biến áp phân xưởng. Trên cơ sở chọn đƣợc công suất máy biến áp ở Mục 3.1.1 ta có bảng kết quả sau: Bảng 3.6. Kết quả lựa chọn máy biến áp trong các trạm biến áp của phƣơng án 2. Tên Sđm Uc/UH P0 PN uN Số Đơn giá Thành tiền MBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) máy (106VNĐ) (106VNĐ) B1 560 35/10.5 1.06 5.47 5 2 79.1 158.2 B2 180 35/10.5 0.51 2.25 5 2 41 82 B3 160 35/10.5 0.51 2.25 5 2 38.5 77 B4 180 35/10.5 0.51 2.25 5 2 41 82 B5 160 35/10.5 0.51 2.25 5 2 38.5 77 B6 560 35/10.5 1.06 5.47 5 1 79.1 79.1 6 Tổng vốn đầu tƣ cho trạm biến áp : K B 555.3 10 VNĐ Các máy biến áp đều do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh – Hà Nội chế tạo nên không phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ khc 1 57
  58. b) Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp. Tính toán tƣơng tự nhƣ phƣơng án 1 ta đƣợc kết quả trong bảng dƣới đây: Bảng 3.7. Kết quả tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phƣơng án 2. Tên trạm Stt SđmB P0 PN A biến áp (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh) B1 2 950.93 560 1.06 5.47 41332.98 B2 2 332.33 180 0.51 2.25 20003.34 B3 2 252.06 160 0.51 2.25 16991.67 B4 2 327.25 180 0.51 2.25 19667.55 B5 2 310.89 160 0.51 2.25 21194.17 B6 1 471.02 560 1.06 5.47 20454.69 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp : AB 139644.4kWh c) Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp. Mạng cao áp trong phƣơng án 2 có điện áp 35kV từ trạm phân phối trung tâm cấp điện cho 6 trạm biến áp phân xƣởng bằng các đƣờng cáp. Có 5 trạm biến áp phân xƣởng đặt 2 máy biến áp nhận điện trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp qua máy cắt đặt ở đầu đƣờng cáp và 1 trạm biến áp phân xƣởng đặt 1 máy biến áp nhận điện trực tiếp từ 1 phân đoạn thanh góp qua máy cắt đặt ở đầu đƣờng cáp. Nhƣ vậy mạng cao áp của phân xƣởng sử dụng 11 máy cắt đƣờng dây (cáp), 1 máy cắt phân đoạn và 2 máy cắt điện cấp điện áp 35kV. Do đó số máy cắt điện trong phƣơng án 3 là 14 máy cắt. 58
  59. 35kV 35kV Từ HTĐ Từ HTĐ BATG BATG Đến các TBA PX Đến các TBA PX Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý bố trí các máy cắt của phƣơng án 2. Vốn đầu tư mua máy cắt: K MC n.M Trong đó: n – số lƣợng máy cắt điện trong mạng cần xét. M – giá tiền cho 1 máy cắt điện M 30000 USD ( máy cắt cấp điện áp 35kV ) Tỷ giá quy đổi tạm thời: 1USD 1800 VNĐ 6 Vậy K MC n.M 14 30000 18000 7560 10 VNĐ d) Chi phí tính toán của phương án 2 Do ở đây đƣờng dây hạ áp các phƣơng án là giống nhau nên ta không cần tính và xét đến tổn thất điện năng của đƣờng dây hạ áp, cũng nhƣ giá thành cáp hạ áp. Khi tính toán đầu tƣ xây dựng trạm điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp cao áp, máy biến áp và máy cắt điện khác nhau giữa các phƣơng án CA ( K K B K D K MC ), những phần giống nhau đã đƣợc bỏ qua không xét đến. 59
  60. Tổn thất điện năng trong các phƣơng án bao gồm tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đƣờng dây.Do ở đây đƣờng dây hạ áp các phƣơng án là giống nhau nên ta không cần tính và xét đến tổn thất điện năng của đƣờng dây hạ áp. CA A AB AD ( 3.6 ) Vốn đầu tƣ: 6 6 K 2 K B K D K MC (555.3 588.836 7560) 10 8704.14 10 VNĐ A2 AB AD 139644.4 19073.23 158717.63 kWh Chi phí tính toán: Z2 (avh atc ).K2 c. A2 ( 3.7 ) avh 0.1 Trong đó : atc 0.125 c 1000 đ / kWh Vậy chi phí tính toán của phƣơng án 1: 6 6 Z2 (0.1 0.125) 8704.14 10 1000 158717 .63 2117.15 10 VNĐ 3.2.4.3. Phƣơng án 3. Phƣơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm nhận điện 22kV từ hệ thống về cung cấp cho các trạm biến áp phân xƣởng. 60
  61. y 7 8 9 10 4 94.51 63.56 46.76 131.61 64.9 97 13 471.02 3 B6 122.42 1 114.38 B4 B5 B3 54 12 11 TPPTT Nguồn điện 188.75 63.28 6 294.73 B2 B1 30 5 20 950.93 2 37.6 15 42 78 120 x Hình 3.5. Sơ đồ nối dây mạng cao áp phƣơng án 3. Chọn máy biến áp phân xƣởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp: a) Chọn máy biến áp phân xưởng. Trên cơ sở chọn đƣợc công suất máy biến áp ở Mục 3.1.1 ta có bảng kết quả sau: Bảng 3.9. Kết quả lựa chọn máy biến áp trong các trạm biến áp của phƣơng án 3. Tên Sđm Uc/UH P0 PN uN Số Đơn giá Thành tiền MBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) máy (106VNĐ) (106VNĐ) B1 560 22/0.4 0.96 5.27 4 2 68.3 136.6 B2 180 22/0.4 0.45 2.15 4 2 36.5 73 B3 160 22/0.4 0.45 2.15 4 2 32.7 65.4 B4 180 22/0.4 0.45 2.15 4 2 36.5 73 B5 160 22/0.4 0.45 2.15 4 2 32.7 65.4 B6 560 22/0.4 0.96 5.27 4 1 68.3 68.3 6 Tổng vốn đầu tƣ cho trạm biến áp : KB 481.7 10 VNĐ Các máy biến áp đều do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh – Hà Nội chế tạo nên không phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ khc 1. 61
  62. b) Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp. Tính toán tƣơng tự nhƣ phƣơng án 1 ta đƣợc kết quả trong bảng dƣới đây: Bảng 3.10. Kết quả tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phƣơng án 3. Tên trạm Stt SđmB P0 PN A biến áp (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh) B1 2 950.93 560 0.96 5.27 38748.74 B2 2 332.33 180 0.45 2.15 18460.22 B3 2 252.06 160 0.45 2.15 15582.41 B4 2 327.25 180 0.45 2.15 18139.35 B5 2 310.89 160 0.45 2.15 19598.13 B6 1 471.02 560 0.96 5.27 19170.32 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp : AB 129699.17kWh c) Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp. Mạng cao áp trong phƣơng án 3 có điện áp 22kV từ trạm phân phối trung tâm cấp điện cho 6 trạm biến áp phân xƣởng bằng các đƣờng cáp. Có 5 trạm biến áp phân xƣởng đặt 2 máy biến áp nhận điện trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp qua máy cắt đặt ở đầu đƣờng cáp và 1 trạm biến áp phân xƣởng đặt 1 máy biến áp nhận điện trực tiếp từ 1 phân đoạn thanh góp qua máy cắt đặt ở đầu đƣờng cáp. Nhƣ vậy mạng cao áp của phân xƣởng sử dụng 11 máy cắt đƣờng dây (cáp), 1 máy cắt phân đoạn và 2 máy cắt điện cấp điện áp 22kV. Do đó số máy cắt điện trong phƣơng án 3 là 14 máy cắt. 62
  63. 22kV 22kV Từ HTĐ Từ HTĐ BATG BATG Đến các TBA PX Đến các TBA PX Hình 3.6. Sơ đồ nguyên lý bố trí các máy cắt của phƣơng án 3. Vốn đầu tư mua máy cắt: K MC n.M Trong đó: n – số lƣợng máy cắt điện trong mạng cần xét. M – giá tiền cho 1 máy cắt điện M 25000 USD ( máy cắt cấp điện áp 22kV ) Tỷ giá quy đổi tạm thời: 1USD 1800 VNĐ 6 Vậy K MC n.M 14 25000 18000 6300 10 VNĐ d) Chi phí tính toán của phương án 3 Do ở đây đƣờng dây hạ áp các phƣơng án là giống nhau nên ta không cần tính và xét đến tổn thất điện năng của đƣờng dây hạ áp, cũng nhƣ giá thành cáp hạ áp. Khi tính toán đầu tƣ xây dựng trạm điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp cao áp, máy biến áp và máy cắt điện khác nhau giữa các phƣơng án CA ( K K B K D K MC ), những phần giống nhau đã đƣợc bỏ qua không xét đến. 63
  64. Tổn thất điện năng trong các phƣơng án bao gồm tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đƣờng dây.Do ở đây đƣờng dây hạ áp các phƣơng án là giống nhau nên ta không cần tính và xét đến tổn thất điện năng của đƣờng dây hạ áp. CA A AB AD Vốn đầu tƣ: CA 6 6 K3 K B K D K MC (481.7 866.49 6300) 10 7648.19 10 VNĐ CA A3 AB AD 129699 .17 19363 .58 149062 .75 kWh Chi phí tính toán: Z3 (avh atc ).K3 c. A3 avh 0.1 Trong đó : atc 0.125 c 1000 đ / kWh Vậy chi phí tính toán của phƣơng án 3: 6 6 Z3 (0.1 0.125) 7648.19 10 1000 149062 .75 1869.91 10 VNĐ Bảng 3.13. Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phƣơng án. Vốn đầu tƣ Tổn thất điện năng Chi phí tính toán Phƣơng án 106VNĐ kWh 106VNĐ Phƣơng án 1 5142.954 213266.26 1446.37 Phƣơng án 2 8450.838 139766.78 2117.15 Phƣơng án 3 7394.892 130111.9 1869.91 3.3.2. Tính toán ngắn mạch. 3.3.2.1. Mục đích tính toán ngắn mạch. Mục đích tính ngắn mạch là để chọn và kiểm tra các thiết bị đóng cắt, bảo vệ. Lựa chọn và lắp đặt thanh cái trong trạm biến áp. Do tính toán để chọn thiết bị không đòi hỏi độ chính xác cao nên có thể dùng những phƣơng pháp gần đúng và ta có một số giả thiết sau: o Cho phép tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn vì không biết cấu trúc của hệ thống. 64
  65. o Khi lập sơ đồ tính toán ta bỏ qua những phần tử mà dòng ngắn mạch không chạy qua các phần tử có điện kháng không ảnh hƣởng đáng kể nhƣ máy cắt, dao cách ly, aptomat, o Mạng cao áp có thể tính hoặc không tính đến điện trở tác dụng (mạng có U đm 1000 V có X >> R nên thƣờng bỏ qua R). các hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điện quốc gia, mạng điện tính toán là mạng hở, một nguồn cung cấp cho phép tính toán ngắn mạch đơn giản trực tiếp trong hệ thống có tên. Vì không biết caacus trúc của hệ thống điện ta tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn. o Mạng hạ áp thì điện trở tác dụng có ảnh hƣởng đáng kể tới giá trị dòng ngắn mạch, nếu bỏ qua trong tính toán gặp phải sai số lớn dẫn đến chọn thiết bị không chính xác. Khi tính ngắn mạch hạ áp có thể coi gần đúng trạm biến áp là nguồn. 3.3.2.2. Chọn điểm ngắn mạch và tính các thông số sơ đồ. a) Chọn điểm tính ngắn mạch. Để chọn khí cụ điện cho cấp 35kV, ta cần tính cho điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái trạm biến áp trung gian 35/10kV để kiểm tra máy cắt và thanh góp ở đây ta lấy SN Scat của máy cắt đầu nguồn. Để chọn khí cụ điện cho cấp 10kV: o Phía hạ áp của trạm biến áp trung gian cần tính điểm ngắn mạch N2 tại thanh cái 10kV của trạm để kiểm tra máy cắt, thanh góp. o Phía cao áp trạm biến áp phân xƣởng, cần tính cho điểm ngắn mạch N3 để chọn và kiểm tra cáp, tủ cao áp các trạm. Cần tính điểm N4 trên thanh cái 0.4kV để kiểm tra tủ hạ áp tổng của trạm. b) Tính toán các thông số sơ đồ. Sơ đồ nguyên lý: 65
  66. N1 N2 N3 N4 HT MC ĐDK MC cáp DCL CC BATG BAPX Sơ đồ thay thế: N1 N2 N3 N4 XHT ZD ZBATG ZC ZBAPX HT  Tính điện kháng hệ thống: 2 U tb X HT ( 3.8 ) S N Trong đó S N là công suất ngắn mạch của máy cắt đầu đƣờng dây trên không (ĐDK) SN Scat 3.U đm.Iđm Vậy ta có: 2 2 U tb 37 X HT 0.717 ( 3.9 ) 3.U đm.I đm 3 35 31.5  Đƣờng dây trên không (ĐDK): Loại dây AC-35 có r0 2.06 / km, x0 0.433 / km, l 15 km. Vậy: 1 1 RD r0 .l 2.06 15 15.45 2 2 ( 3.10 ) 1 1 X x .l 0.433 15 3.25 D 2 0 2  Máy biến áp trung gian (BATG): Máy biến áp trung gian có : Sđm 1600 kVA; UC 35kV; PN 16kW; uN % 6.5% Tính RB và XB quy đổi về phía 10kV: 1 P U 2 1 16 10 2 R N đm 10 3 10 3 0.3125 B(BATG) 2 S 2 2 1600 2 đm ( 3.11 ) 2 2 1 u N % U đm 1 6.5 10 3 X B(BATG) 10 2.03125 2 100 Sđm 2 100 1600 66
  67.  Các đƣờng cáp 10kV: Cáp từ trạm biến áp trung gian đến B1 có các thông số sau: r0 1.47 / km, x0 0.17 / km, l 0.14 km. Vậy ta có: 1 1 RC r0 .l 1.47 0.14 0.1029 2 2 1 1 X x .l 0.17 0.14 0.0119 C 2 0 2 Các đƣờng cáp khác tính tƣơng tự, kết quả ghi trong bảng sau: Bảng 3.19. Kết quả tính thông số đƣờng dây không và đƣờng dây cáp. F l r x R X Đƣờng cáp 0 0 mm2 km Ω/km Ω/km Ω Ω 2AC - TBAKV -TBATG 15 2.06 0.433 15.45 3.25 16 2(3 x BATG – B1 0.14 1.47 0.17 0.1029 0.0119 16) 2(3 x BATG – B2 0.052 1.47 0.17 0.038 0.0044 16) 2(3 x BATG – B3 0.076 1.47 0.17 0.056 0.0066 16) 2(3 x BATG – B4 0.24 1.47 0.17 0.176 0.0204 16) 2(3 x BATG – B5 0.08 1.47 0.17 0.059 0.0068 16) 2(3 x BATG – B6 0.084 1.47 0.17 0.123 0.0143 16)  Các trạm biến áp phân xƣởng (BAPX) Trạm B1: loại máy 2x560kVA có UC 35kV; U H 0.4kV; PN 5.21 kW; uN % 4 Tính Tính RB và XB quy đổi về phía 0.4kV: 67
  68. 1 P U 2 1 5.21 0.42 R N đm 10 3 1.33 10 3 B(BAPX) 2 S 2 2 560 2 đm 2 2 1 u N % U đm 1 4 0.4 3 3 X B(BAPX) 2 10 5.71 10 2 100 Sđm 2 100 560 Các máy biến áp khác tính toán tƣơng tự ta có kết quả trong bảng sau: Bảng 3.20. Kết quả tính thông số máy biến áp các trạm biến áp phân xƣởng. S PN RB X B Máy biến áp u N % kVA kVA BATG – B1 560 5.21 4 0.0013 0.0057 BATG – B2 180 2.1 4 0.0052 0.0178 BATG – B3 160 2.1 4 0.0066 0.02 BATG – B4 180 2.1 4 0.0052 0.0178 BATG – B5 160 2.1 4 0.0066 0.02 BATG – B6 560 5.21 4 0.0026 0.0114 c) Tính toán ngắn mạch.  Ngắn mạch tại điểm N1: Sơ đồ thay thế: N1 XHT ZD HT Ta có: Utb35 I N1 3.Z 1 Z R2 X X 2 1 D HT D ( 3.12 ) " 37 I N1 I N1 I 1.34 kA 3 15.45 2 0.717 3.25 2 ixk1 2 1.8 I N1 2 1.8 1.34 3.41 kA  Ngắn mạch tại điểm N2: N1 N2 XHT ZD ZBATG HT 68
  69. Thông số các phần tử phía 35kV quy đổi về phía 10kV: 10 2 10 2 R R 15.45 1.261 1 D 35 35 10 2 10 2 X X X 0.717 3.25 0.324 1 D HT 35 35 R 2 R1 RB(BATG) 1.261 0.3125 1.5735 X 2 X 1 RB(BATG) 0.324 2.031 2.355 " 10.5 I N 2 I N 2 I 2.14 kA 3 1.5735 2 2.355 2 ixk 2 2 1.8 I N 2 2 1.8 2.14 5.45 kA  Ngắn mạch tại điểm N3: Sơ đồ thay thế: N1 N2 N3 XHT ZD ZBATG ZC HT Tính I N 3 cho tuyến cáp TBATG – B1: R 3 R 2 Rc 1.5735 0.1029 1.6764 X 3 X 2 RC 2.355 0.0119 2.3669 " 10.5 I N 3 I N 3 I 2.09 kA 3 1.67642 2.36692 ixk 3 2 1.8 I N 3 2 1.8 2.09 5.32 kA Tính tƣơng tự cho các tuyến cáp còn lại ta có bảng sau: Bảng 3.21. Kết quả tính ngắn mạch tại điểm N3 đối với từng tuyến cáp. R X R X I i Điểm ngắn mạch C C 3 3 N 3 xk3 kA kA TG cao áp B1 0.1029 0.119 1.6764 2.3669 2.09 5.32 TG cao áp B2 0.038 0.0044 1.6115 2.3594 2.12 5.4 TG cao áp B3 0.056 0.0065 1.6295 2.3615 2.11 5.38 TG cao áp B4 0.176 0.0204 1.7495 2.3754 2.06 5.23 TG cao áp B5 0.059 0.0068 1.6325 2.3618 2.11 5.37 TG cao áp B6 0.123 0.014 1.6965 2.369 2.08 5.296  Ngắn mạch tại điểm N4: 69
  70. Sơ đồ thay thế: N1 N2 N3 N4 XHT ZD ZBATG ZC ZBAPX HT Tính IN4 tuyến từ hệ thống đến thanh cái hạ áp trạm B1 Thông số các phần tử phía 10kV quy đổi về phía 0.4kV: 0.4 2 0.4 2 R R 1.6764 0.00268 3 3 10 10 0.4 2 0.4 2 X X 2.3669 0.00379 3 3 10 10 R 4 R 3 RB(BAPX) 0.00268 0.00133 0.00401 X 4 X 3 RB(BAPX) 0.00379 0.00571 0.0095 " 0.4 I N 4 I N 4 I 22.396 kA 3 0.00401 2 0.0095 2 ixk 4 2 1.41 I N 4 2 1.41 22.396 44.66 kA Tính tƣơng tự cho các tuyến cáp còn lại ta có bảng sau: Bảng 3.22. Kết quả tính ngắn mạch tại điểm N4 đối với từng tuyến cáp. R X R X I i Điểm ngắn B B 4 4 N 4 xk 4 mạch kA kA TG hạ áp B1 0.0013 0.0057 0.00401 0.0095 22.396 44.66 TG hạ áp B2 0.0052 0.0178 0.00777 0.02158 10.07 20.08 TG hạ áp B3 0.0066 0.02 0.00917 0.02378 9.06 17.94 TG hạ áp B4 0.0052 0.0178 0.00799 0.0216 10.03 20.00 TG hạ áp B5 0.0066 0.02 0.00917 0.02378 9.06 17.94 TG hạ áp B6 0.0026 0.0114 0.00531 0.01519 14.35 28.62 3.3.3. Lựa chọn thiết bị điện và kiểm tra các thiết bị điện. 3.3.3.1.Trạm biến áp trung gian. a) Lựa chọn và kiểm tra máy cắt của trạm biến áp trung gian. Điều kiện chọn và kiểm tra: Điện áp định mức, kV : U đmMC U đmmang Dòng điện lâu dài định mức, A : I đmMC I cb 70
  71. Dòng điện cắt định mức, kA : I đmcat I N Dòng ổn định động, kA : iôdd ixk tqđ Dòng ổn định nhiệt, kA : iôdnhiet I tđmnh  Chọn máy cắt đƣờng dây trên không 35kV: Chọn máy cắt cách điện SF6 ngoài trời 36kV loại 8BK20 do SCHNEIDER chế tạo có các thông số nhƣ sau: Loại máy Cách U I I đmcat i Số lƣợng đmMC đmMC odd cắt điện kV A kA kA Không 8BK20 2 36 2500 31.5 80 khí Kiểm tra: Điện áp định mức, kV : U đmMC 36kV U đmmang 35kV Dòng điện lâu dài định mức, A : Sđm 1600 I đmMC 2500 A Icb 1.4 1.4 36.95 A 3 U đm 3 35 Dòng điện cắt định mức, kA : I đmcat 31.5kA I N1 1.34kA Dòng ổn định động, kA : iôdd 80kA ixk1 3.41kA Máy cắt có dòng định mức I đm 1000 A nên không cần kiểm tra dòng ổn định nhiệt.  Chọn máy cắt hợp bộ cấp 10kV: Các máy cắt nối vào thanh cái 10kV chọn cùng loại máy cắt SF6 do SIEMENS chế tạo có các thông số nhƣ sau: Loại máy Cách I đmcat i Số lƣợng odd cắt điện A A 8DC11 SF6 14 12 1250 25 63 Kiểm tra: Điện áp định mức, kV : U đmMC 12 kV U đmmang 10 kV 71
  72. Dòng điện lâu dài định mức, A : 1600 I đmMC 1250 A I cb 1.4 129.33 A 3 10 Dòng điện cắt định mức, kA : I đmcat 25 kA I N 2 2.14 kA Dòng ổn định động, kA : iôdd 63 kA ixk 2 5.45 kA Máy cắt có dòng điện định mức I đm 1000 A nên k phải kiểm tra dòng điện ổn định nhiệt. b) Chọn và kiểm tra dao cách ly (DCL) cấp 35kV. Điều kiện chọn và kiểm tra: Điện áp định mức, kV : U đmDCL U đmmang Dòng điện lâu dài định mức, A : I đmDCL I cb Dòng ổn định động, kA : iôdd ixk tqđ Dòng ổn định nhiệt, kA : iôdnhiet I tđmnh Chọn dao cách ly đặt ngoài trời, lƣỡi dao quay theo mặt phẳng nằm ngang loại 3DC do SIEMENS sản xuất có các thông số nhƣ sau: U I I i Loại dao cách đm đm Nt odd ly kV A A A 3DC 36 1000 31.5 60 Kiểm tra: Điện áp định mức, kV : U đmDCL 36kV U đmmang 35kV Dòng điện lâu dài định mức, A : I đmDCL 1000 A I cb 36.95 A Dòng ổn định động, kA : iôdd 60kA ixk 3.41kA c) Chọn và kiểm tra BU. 72
  73. Máy biến điện áp, ký hiệu BU hay TU là máy biến áp đo lƣờng dùng để biến đổi điện áp từ một trị số nào đó (thƣờng U 1000 V ) xuống100 V hoặc 100 3V cấp điện cho đo lƣờng, tín hiệu và bảo vệ. Trên mỗ phân đoạn của thanh góp ta sử dụng một mát biến điện áp BU. BU đƣợc chọn theo điều kiện sau: Điện áp. Sơ đồ đấu dây, kiểu máy. Cấp chính xác. Công suất định mức.  Chọn và kiểm tra BU phía 10kV: Chọn BU loại 4MS32, kiểu hình trụ do SIEMENS chế tạo có các thông số nhƣ sau: Kiểu loại 4MS32 U đm, kV 12 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ , kV 28 U chịu đựng xung 1.2 / 50 s, kV 75 U1đm, kV 12, 12 / 3 U 2đm, kV 100,100 / 3 , 100/3 Tải định mức , VA 400  Chọn và kiểm tra BU phía 35kV: Chọn BU loại 4MS36, kiểu hình trụ do SIEMENS chế tạo có các thông số nhƣ sau: Kiểu loại 4MS36 U đm, kV 36 73
  74. U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ , kV 70 U chịu đựng xung 1.2 / 50 s, kV 170 U1đm, kV 35, 35 / 3 U 2đm, kV 100,100 / 3 , 100/3 Tải định mức , VA 400 d) Chọn và kiểm tra BI. Máy biến dòng điện, ký hiệu BI hay TI là máy biến áp đo lƣờng dùng để biến đổi dòng điện từ một trị số lớn bất kỳ xuống 5A, 10A hoặc 1A cấp cho đo lƣờng, tín hiệu và bảo vệ. BI đƣợc chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức : U đmBI U đmmang Sơ đồ đấu dây, kiểu máy. Dòng điện định mức : I đmBI I cb  Chọn BI cho đƣờng dây trên không từ hệ thống về: kqtsc.S đmMBA 1.3 1600 I đmBI 34.31 A ( 3.13 ) 3 35 3 35 Chọn BI loại 4MA76 do SIEMENS chế tạo có các thông số nhƣ sau: Kiểu loại 4MA76 U đm, kV 36 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ , kV 70 U chịu đựng xung 170 I1đm, A 100 I 2đm, A 5 iodd.nhiet1s , kA 80 iodd.đông , kA 120  Chọn BI cho tổng sau máy biến áp trung gian phía đầu ra thanh cái 10kV: 74
  75. kqtsc.S đmMBA 1.3 1600 I đmBI 120.09 A 3 10 3 10 Chọn BI loại 4MA72 do SIEMENS chế tạo có các thông số nhƣ sau: Kiểu loại 4MA72 U đm, kV 12 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ , kV 28 U chịu đựng xung 1.2 / 50 s, kV 75 I1đm, A 200 I 2đm, A 5 iodd.nhiet1s , kA 80 iodd.đông , kA 120  Chọn BI cho các mạng cáp: Khi sự cố, máy biến áp có thể bị quá tải 30%, BI đƣợc chọn theo dòng cƣỡng bức qua máy biến áp có công suất lớn nhất trong mạng là 560kVA. kqtsc.SđmMBA 1.3 560 I đmBI 42.03 A 3.U đm 3 10 Chọn BI loại 4MA72 do SIEMENS chế tạo có các thông số nhƣ sau: Kiểu loại 4MA72 12 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ , kV 28 U chịu đựng xung 75 I1đm, A 100 I 2đm, A 5 80 120 75
  76. e) Chọn chống sét van. Chống sét van là một thiết bị có nhiệm vụ chống sét đánh từ đƣờng dây trên không truyền vào trạm biến áp. Với điện áp định mức thì điện trở của chống sét có tỉ trị số vô cùng lớn không cho dòng điện đi qua, khi có điện áp sét thì điện trở có giá trị rất nhỏ, chống sét van sẽ tháo dòng điện sét xuống đất. Chọn chống sét van cho cấp điện áp 35kV: chọn chống sét van do hãng COOPER (Mỹ) chế tạo loại AZLP501B30, loại giá đỡ ngang. Chọn chống sét van cho cấp điện áp 10kV: chọn chống sét van do hãng COOPER (Mỹ) chế tạo loại AZLP501B10, loại giá đỡ ngang. f) Chọn và kiểm tra thanh dẫn, thanh góp. Chọn loại bằng đồng cứng.  Chọn thanh dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: k1.k2 .I cp I cb ( 3.14 ) Thanh dẫn đặt nằm ngang : k1 0.95 k2 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ ' cp 0 k2 ( 3.15 ) cp 0 cp 70 C - nhiệt độ cho phép lớn nhất khi làm việc bình thƣờng. 0 25 C - nhiệt độ trung bình môi trƣờng. ' 0 35 C - nhiệt độ cực đại môi trƣờng. Vậy ta có k2 0.88 Chọn I cb theo điều kiện quá tải của máy biến áp: 1.4 S đmB I cb 3.U đm ( 3.16 ) 1.4 S đmB 1.4 1600 I cp 154.697 A k1.k2 .U đm 0.95 0.88 3 10 Chọn thanh dẫn bằng đồng tiết diện 25 x 3, có dòng I cp 340 A  Kiểm tra điều kiện ổn định động: 76
  77. cp tt Lực tính toán do tác dụng của dòng điện ngắn mạch: l F 1.76 10 8 i 2 kG ( 3.17 ) tt a xk Trong đó: l 100 cm - khoảng cách giữa các sứ. a 50 cm - khoảng cách giữa các pha. ixk - dòng điện ngắn mạch xung kích 3 pha, A Ta có: ixk 5.45 kA 100 2 F 1.76 10 8 5.45 10 3 1.05 kG tt 50 Monen uốn: F .l 1.05 100 M tt 10.5 kG.cm ( 3.18 ) 10 10 Ứng suất tính toán khi thanh dẫn đặt nằm: M 2 tt kG/ cm W ( 3.19 ) b.h 2 W cm3 6 Thanh dẫn có b 0.3cm ; h 2.5cm 6.M 6 10.5 33.44 kG/ cm2 tt b.h 2 0.3 2.52 2 Ứng suất cho phép của thanh đồng : cp 1400 kG/ cm 2 cp tt 33.44kG/ cm  Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: S .I . tqđ ( 3.20 ) Ta có: 7 - hệ số phụ thuộc vào vật liệu. I 2.14kA 77
  78. tqđ - thời gian tác động quy đổi của dòng ngắn mạch theo tính toán. Vì nguồn có công suất vô cùng lớn nên: I " t t 0.05 "2 t 0.05 t 0.05 qđ cat cat I cat Với : tcat t BV tMC tBV 0.02s và máy cắt là loại tác động nhanh thì tMC 40 60ms 0.04 0.06s nên ta chọn tMC 0.04s Vậy : tqđ tcat 0.05 0.02 0.04 0.05 0.11s .I . t 7 2.14 0.11 4.968mm 2 qđ S 25 3 75mm 2 4.968mm 2 g) Chọn và kiểm tra cáp 10kV. Trong mục 3.2.4 chƣơng này ta đã chọn đƣợc cáp theo jkt , đã kiểm tra theo điều kiện phát nóng. Các thông số của cáp đã ghi trong bảng 3.4 vì vậy ta chỉ kiểm tra lại cáp theo điều kiện sau: F .I N . tqđ Ta có: 7 - hệ số phụ thuộc vào vật liệu. I N - dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm N trên thanh góp cao áp trạm biến áp phân xƣởng. - thời gian tác động quy đổi của dòng ngắn mạch theo tính toán. Ta chỉ cần kiểm tra cho tuyến cáo có dòng ngắn mạch lớn nhất. Tuyến cáp từ trạm biến áp trung gian đến B2 có dòng ngắn mạch lớn nhất I N 2 2.12kA 2 .I N . tqđ 9.38 F 16mm Vậy mạng cáp đã chọn đạt tiêu chuẩn ổn định nhiệt. 3.3.3.2. Chọn thiết bị cho trạm biến áp phân xƣởng. Vì các trạm biến áp phân xƣởng đặt không xa trạm biến áp trung gian nên phía cao áp chỉ cần đặt dao cách ly và cầu chì. Dao cách ly dùng để cách ly máy 78
  79. biến áp khi sửa chữa, cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho máy biến áp. Phía hạ đặt aptomat tổng và các aptomat nhánh. Thanh cái hạ áp đƣợc phân đoạn bằng aptomat phân đoạn. a) Chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp. Ta chọn cùng loại dao cách ly cho tất cả các trạm biến áp để dễ cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành và thay thế. Dao cách ly đƣợc chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức, kV : U đmDCL U đmmang 10kV Dòng điện lâu dài định mức, A : 560 I đmDCL Ilvmax 1.3 42.03 A 3 10 Dòng ổn định động, kA : iôdd ixk 5.38kA Chọn dao cách ly loại 3DC do SIEMENS chế tạo có các thông số sau: U I I I Loại dao cách đm đm Nt N max kV A kA kA ly 3DC 12 400 16 40 b) Chọn và kiểm tra cầu chì cao áp. Cầu chì đƣợc chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức: U đmCC U đmmang 10kV Công suất cắt định mức: " SđmcatCC S kVA Dòng cắt định mức: " I đmcat I kA Dòng điện định mức: kqtsc.SđmBA I đmCC I cb 3.U đm 79
  80.  Đối với trạm B1, B6: kqtsc.SđmBA 1.3 560 I đmCC I cb 42.03 A 3.U đm 3 10 Chọn cầu chì ống cao áp loại 3GD1 210-3B có thống số nhƣ sau: U I I I Loại cầu chì đm đm catN catmin kV A kA A 3GD1 210-3B 12 50 40 225  Đối với trạm B2, B4: kqtsc.SđmBA 1.3 180 I đmCC I cb 13.51A 3.U đm 3 10 Chọn cầu chì ống cao áp loại 3GD1 203-3B có thống số nhƣ sau: I Loại cầu chì đm A 3GD1 203-3B 12 16 63 62  Đối với trạm B3, B5: kqtsc.SđmBA 1.3 160 I đmCC I cb 12 A 3.U đm 3 10 Chọn cầu chì ống cao áp loại 3GD1 203-3B có thống số nhƣ sau: I Loại cầu chì đm kA 3GD1 203-3B 12 16 63 62 c) Chọn và kiểm tra aptomat (aptomat tổng và aptomat phân đoạn). Aptomat là thiết bị đóng cắt hạ áp có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Aptomat đƣợc chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: U đmA U đmmang 0.4kV kqtsc.SđmBA Dòng điện định mức: I đmA I cb 3.U đm 80
  81. Dòng cắt định mức: I catđmA I N kA  Đối với trạm B1, B6: kqtsc.SđmBA 1.3 560 I đmA I cb 1050 .78 A 3.U đm 3 0.4  Đối với trạm B2, B4: kqtsc.SđmBA 1.3 180 I đmA I cb 337.75 A 3.U đm 3 0.4  Đối với trạm B3, B5: kqtsc.SđmBA 1.3 160 I đmA I cb 300.22 A 3.U đm 3 0.4 Chọn aptomat do hãng Merlin Gerin chế tạo. Kết quả chọn trong bảng sau: Tên I Số U I I N Loại đm đm N max Số cực trạm kA lƣợng V A kA B1 22.396 C1251N 3 690 1250 25 4 B2 10.07 NS400E 3 500 400 15 4 B3 9.06 NS400N 3 690 400 10 4 B4 10.03 NS400E 3 500 400 15 4 B5 9.06 NS400N 3 690 400 10 4 B6 14.35 C1251N 1 690 1250 25 4 81
  82. CHƢƠNG 4 TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY. 4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. Phần lớn hộ công nghiệp trong quá trình làm việc tiêu thụ từ mạng điện cả công suất tác dụng P lẫn công suất phản kháng Q. Các nguồn tiêu thụ công suất phản kháng là: động cơ không đồng bộ (tiêu thụ khoảng 60-65% tổng công suất phản kháng của mạng điện xí nghiệp), máy biến áp (tiêu thụ khoảng 20-25%). Đƣờng dây và các thiết bị khác (tiêu thụ khoảng 10%), tùy thuộc vào thiết bị điện mà xí nghiệp cá thể tiêu thụ một lƣợng công suất phản kháng nhiều hay ít. Truyền tải một lƣợng công suất phản kháng qua dây dẫn và máy biến áp sẽ gây ra tổn thất điện áp, tổn thất điện năng lớn và làm giảm khả năng truyền tải trên các phần tử của mạng điện do đó để có lợi cho về kinh tế - kỹ thuật trong lƣới điện cần nâng cao hệ số công suất tự nhiên hoặc đƣa nguồn bù công suất phản kháng tới gần nơi tiêu thụ để tăng hệ số công suất cos làm giảm lƣợng công suất phản kháng nhận từ hệ thống điện. Nâng cao hệ số công suất tự nhiên bằng cách: Thay các động cơ non tải bằng các động cơ có công suất nhỏ hơn. Giảm điện áp đặt vào động cơ thƣờng xuyên non tải. Hạn chế động cơ không đồng bộ chạy non tải. Thay động cơ không đồng bộ bằng động cơ đồng bộ. Nếu tiến hành các biện pháp trên để giảm lƣợng công suất phản kháng tiêu thụ mà hệ số công suất của xí nghiệp vẫn chƣa đạt yêu cầu thì phải dùng biện pháp khác đặt thiết bị bù công suất phản kháng. 4.2. CHỌN THIẾT BỊ BÙ VÀ VỊ TRÍ ĐẶT. 4.2.1. Chọn thiết bị bù. Để bù công suất phản kháng cho nhà máy có thể dùng các thiết bị bù sau:  Máy bù đồng bộ: 82
  83. Có khả năng điều chỉnh trơn. Tự động với giá trị công suất phản kháng phát ra (có thêt tiêu thụ công suất phản kháng.) Công suất phản kháng không phụ thuộc điện áp đặt vào, chủ yếu phụ thuộc vào dòng kích từ. Giá thành cao. Lắp ráp, vận hành phức tạp. Gây tiếng ồn lớn. Tiêu thụ một lƣợng công suất tác dụng lớn.  Tụ điện: Tổn thất công suất tác dụng ít. Lắp đặt, vận hành đơn giản, ít bị sự cố. Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ. Có thể sử dụng nơi khô ráo bất kỳ để đặt bộ tụ. Giá thành rẻ. Công suất phản kháng phát ra theo bậc và không thể thay đổi đƣợc. Thời gian phục vụ, độ bền kém. Theo các phân tích ở trên thì tụ bù thƣờng đƣợc lắp đặt để nâng cao hệ số công suất cho các xí nghiệp. 4.2.2. Vị trí đặt thiết bị bù. Về nguyên tắc để có lợi nhất về mặt giảm tổn thất điện áp, tổn thất điện năng cho đối tƣợng dùng điện là đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ điện, tuy nhiên nếu đặt phân tán quá sẽ không có lợi về vốn đầu tƣ, lắp đặt và quản lý vận hành. Vì vậy, việc đặt thiết bị bù tập trung hay phân tán là tùy thuộc vào cấu trúc hệ thống cấp điện của đối tƣợng, theo kinh nghiệm ta đặt thiết bị bù ở phía hạ áp của trạm biến áp phân xƣởng tại tủ phân phối. Ở đây ta coi giá tiền đơn vị (đ/kVAr) thiết bị bù hạ áp lớn không đáng kể so với giá tiền đơn vị tổn thất điện năng qua máy biến áp. 4.3. XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƢỢNG BÙ. 83
  84. 4.3.1. Tính hệ số cos tb của toàn nhà máy. Ta có: Ptt nm 1716.98 cos 0.79 ( 4.1 ) Stt nm 2164.81 Hệ số cos tối thiểu do nhà nƣớc quy định từ ( 0.85 0.95 ), nhƣ vậy ta phải bù sông suất phản kháng cho nhà máy để nâng cao hệ số . 4.3.2. Tính dung lƣợng bù tổng của toàn nhà máy. Dung lƣợng bù của nhà máy cần phải đƣợc xác định để hệ số cos tbnm đạt đến giá trị tối thiểu do nhà nƣớc quy định (theo quy định hiện hành thì hệ số công suất của nhà máy không đƣợc nhỏ hơn ( ). Nhƣ vậy việc tính dung lƣợng bù ở đây là dung lƣợng bù cƣỡng bức để đạt giá trị quy định mà không phải xác định dung lƣợng bù kinh tế của hộ dùng điện. Vì vậy dung lƣợng bù của xí nghiệp xác định theo biểu thức sau: Qb Pttnm.(tg 1 tg 2 ) ( 4.2 ) Trong đó: Pttnm - phụ tải tính toán của toàn nhà máy. tg 1 - tƣơng ứng với cos 1 (hệ số công suất trƣớc khi bù). tg 2 - tƣơng ứng với cos 2 (hệ số công suất cần đạt tới). cos 1 0.79 tg 1 0.78 cos 2 0.95 tg 2 0.33 Qb 1716 .98 (0.78 0.33) 772.641 (kVAr) 4.3.3. Phân bố dung lƣợng bù cho các trạm biến áp phân xƣởng. Từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xƣởng là mạng hình tia gồm 6 nhánh có sơ đồ nguyên lý và sơ đồ tính toán nhƣ sau: 0.4kV 35kV BATG 10kV BAPX Cáp (Pi jQi ) Qb Q bi 84
  85. 10kV 0.4kV RCi RBi Q (Qi Qbi ) b Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý và thay thế tính toán dung lƣợng bù nhà máy. Tính dung lƣợng bù cho từng mạch: Công thức phân phối dung lƣợng bù cho một nhánh cuat mạng hình tia. Rtđ Qbi Qi (Qnm Qb ). (kVAr) ( 4.3 ) Ri Trong đó: Qi - công suất phản kháng tiêu thụ của nhánh i (kVAr). Qnm - công suất phản kháng toàn nhà máy (kVAr) Qb - công suất phản kháng bù tổng (kVAr) Rtđ - điện trở tƣơng đƣơng của nhánh thứ i (Ω) 1 1 1 1 1 Rtđ ( ) ( 4.4 ) R1 R2 R3 Ri Ri - điện trở tƣơng đƣơng của nhánh BATG-Bi (Ω) Ri RCi RBi ( ) ( 4.5 ) RCi - điện trở cáp của nhánh thứ i (Ω). RBi - điện trở của biến áp phân xƣởng thứ i (Ω). 2 PN .U đmBA 3 RBi 2 10 ( ) ( 4.6 ) SđmBA Từ kết quả chọn máy biến áp trong chƣơng 3 ta có kết quả sau: Bảng 4.1. Kết quả tính điện trở của mỗi nhánh. Nhánh R R R R R Bi C i i Ci Bi ( ) ( ) ( ) BATG – B1 0.83 0.103 0.933 BATG – B2 3.24 0.038 3.278 BATG – B3 4.1 0.056 4.156 BATG – B4 3.24 0.176 3.416 BATG – B5 4.1 0.059 4.159 BATG – B6 1.66 0.123 1.783 85
  86. 1 1 1 1 1 1 1 R 0.37 ( ) tđ 0.933 3.278 4.156 3.416 4.159 1.783 Xác định dung lƣợng bù tối ƣu cho từng nhánh: 0.37 Q 564.4 (1318.48 772.64). 347.94 (kVAr) b1 0.933 0.37 Q 160.28 (1318.48 772.64). 98.67 (kVAr) b2 3.278 0.37 Q 169.53 (1318.48 772.64). 120.94 (kVAr) b3 4.156 0.37 Q 137.45 (1318.48 772.64). 78.33 (kVAr) b4 3.416 0.37 Q 189.88 (1318.48 772.64). 141.32 (kVAr) b5 4.159 0.37 Q 329.61 (1318.48 772.64). 216.34 (kVAr) b6 1.783 Kết quả tính toán đƣợc tổng kết trong bảng sau: Bảng 4.2. Kết quả phân bố dung lƣợng bù trong nhà máy. Trạm biến Loại tụ Qbù Số bộ Tổng Qbù Qbù yêu áp kVAr kVAr cầu kVAr B1 KC1-0.38-20-Y1 20 18 360 347.94 B2 KC1-0.38-20-Y1 20 6 120 98.67 B3 KC1-0.38-20-Y1 20 6 120 120.94 B4 KC1-0.38-20-Y1 20 4 80 78.33 B5 KC1-0.38-20-Y1 20 8 160 141.32 B6 KC1-0.38-20-Y1 20 11 220 216.34 Tủ Đến các tủ Tủ bù Tủ Tủ bù Đến các tủ Tủ aptomat phân phối cosφ aptomat cosφ phân phối aptomat Hình 4.2. Sơ đồ nguyên lý đặt tụ bù cosφ trong trạm đặt 2 máy biến áp. 86
  87. Tủ Đến các tủ Tủ bù aptomat phân phối cosφ Hình 4.3. Sơ đồ nguyên lý đặt tụ bù cosφ trong trạm đặt 1 máy biến áp. Hệ số công suất (cosφ) của nhà máy sau khi đặt tụ bù: Tổng công suất phản kháng của tụ bù: Q 1060 kVAr Lƣợng công suất phản kháng truyền trong lƣới cao áp toàn nhà máy: Q Qttnm Q 1318.48 1060 258.48 kVAr ( 4.7 ) Hệ số công suất của nhà máy sau khi bù: Q 258.48 tg 0.151 ( 4.8 ) Pttnm 1716 .98 Vậy cos 0.99 Kết luận: Sau khi đặt tụ bù cho lƣới hạ áp của nhà máy hệ số công suất đã đạt yêu cầu. 87
  88. CHƢƠNG 5 NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 5.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. Đặc điểm quan trọng của hệ thống cung cấp điện là phân bố trên diện tích rộng, thƣờng xuyên có ngƣời làm việc với các thiết bị điện và chịu nhiều ảnh hƣởng của các yếu tố khách quan. Ngƣời vận hành không tuân theo các quy tắc an toàn. Chính các nguyên nhân trên đã làm hƣ hỏng điện trở cách điện của thiết bị, gây nguy hiểm cho ngƣời vận hành. Nối đất cho các thiết bị điện và đặt thiết bị chống sét an toàn cho hệ thống chính là phƣơng pháp đơn giản và hiệu quả để phòng tránh hậu quả. Trạm biến áp là một phần tử quan trọng của hệ thống cung cấp điện, thƣờng xuyên có ngƣời làm việc với các thiết bị điện. Khi cách điện của các thiết bị điện bị hỏng hoặc ngƣời vận hành không tuân theo quy tắc an toàn vô ý chạm vào sẽ nguy hiểm hƣ hỏng, giật và có thể chết ngƣời. Vì vậy trong hệ thống cung cấp điện nói chung và trong trạm biến áp nói riêng nhất thiết phải có biện pháp an toàn để chống điện giật và đảm bảo chế độ làm việc của mạng điện, một trong các biện pháp an toàn, hiệu quả và khá đơn giản là thực hiện nối đất cho trạm biến áp và tủ phân phối động lực. Trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn nối đất. Các điện cực nối đất bao gồm các điện cực thẳng đứng đƣợc đóng sau vào trong đất và điện cực ngang đƣợc chôn ngầm ở một độ sâu nhất định. Các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận đƣợc nối đất với các điện cực nối đất. Khi có trang bị nối đất, dòng điện ngắn mạch xuất hiện do cách điện của thiết bị điện với vỏ hƣ hỏng, sẽ chạy qua vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống các điện cực và chạy tản vào đất. 5.2. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP. 5.2.1. Trang bị nối đất trạm biến áp. Khi thực hiện nối đất có thể tiến hành theo 2 cách: 88
  89. + Nối đất tự nhiên: Là sử dụng các ống dẫn nƣớc hay bằng các ống kim loại khác đặt trong đất, các kết cấu bằng kim loại của nhà cửa, các công trình nối đất, các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất làm trang bị nối đất. + Nối đất nhân tạo: Thƣờng đƣợc thực hiện bằng cọc thép, cọc đồng dài 2 3 ( m ) chôn sâu xuống đất sao cho đầu trên của chúng cách mặt đất 0,5 1,5 ( m ). Nhờ vậy giảm đƣợc sự thay đổi của điện trở nối đất theo thời tiết. Các ống thép hay thanh thép đƣợc nối với nhau bằng cách hàn với thanh thép nằm ngang đặt ở độ sâu 0,5 0,7 ( m ). Tiết diện nhỏ nhất của thanh thép là 48(mm2). Các thiết bị làm việc ở các cấp điện áp khác nhau và chế độ làm việc khác nhau thì yêu cầu về điện trở các trang bị nối đất cũng khác nhau. Theo quy phạm trang bị điện điện trở nối đất của mạng có U < 1000 ( V ) và công suất của máy biến áp lớn hơn 100kVA thì tại mọi thời điểm trong năm phải có Rnd < 4 ( ). Khi xét đến nối đất tự nhiên song song với bộ nối đất thì điện trở của bộ nối đất nhân tạo đƣợc tính theo công thức sau: 1 1 1 ( 5.1 ) R R R nt nd tn Trong đó: Rnt: Điện trở nối đất nhân tạo ( ) Rtn: Điện trở nối đất tự nhiên ( ) Rnd: Điện trở nối đất cho phép ( ) Ta coi nhƣ không có nối đất tự nhiên nên: Rnd < Rndcp = 4 ( ) + Tính toán nối đất nhân tạo theo trình tự nhƣ sau: - Xác định điện trở nối đất theo quy trình quy phạm về nối đất. - Xác định điện trở nối đất của một cọc là: K max 0 2l 1 4.t 1 Rlc = (ln ln ) ( ) ( 5.2 ) 2 l d 2 4.t 1 Trong đó: 0 là điện trở suất của đất đo ở điều kiện chuẩn ( .cm ) Kmax là hệ số phụ thuộc vào điều kiện đo tra bảng 2- 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo 3 ] 89
  90. l: Chiều dài của cọc ( m ) t: Là độ sâu chôn cọc ( m ) d: Đƣờng kính cọc tròn ( m ) Xác định sơ bộ số cọc: Số cọc thƣờng đƣợc xác định theo kinh nghiệm, đồng thời cũng có thể xác định sơ bộ theo công thức: R n = lc ( 5.3 ) R d . c Trong đó: Rlc: Điện trở nối đất của một cọc ( ) Rd: Điện trở của thiết bị nối đất theo quy định ( ) c: Hệ số sử dụng cọc Xác định điện trở thanh nối ngang 2 k max . 0 2L Rt = .ln ( ) ( 5.4 ) 2 L b.t Trong đó: L: Chiều dài mạch vòng tạo bởi các thanh nối ( m ) b: Bề rộng thanh nối ( m ) t: Độ sâu của thanh ( m ) Điện trở của thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh t: R t R t ( 5.5 ) t Xác định điện trở ( khuếch tán ) của n cọc chôn thẳng đứng Rc: R lc Rc = ( 5.6 ) n. c Xác định điện trở ( khuếch tán ) của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và các thanh dẫn: R c .R t Rnd = ( 5.7 ) R c R t So sánh điện trở nối đất tính đƣợc Rnd với điện trở nối đất theo quy định 90
  91. Rd nếu Rnd > Rd thì phải tăng số cọc lên và tính lại. 5.2.2. Tính toán nối đất cho trạm biến áp. Ta chọn Rd = 4 ( ) Xác định điện trở nối đất của 1 cọc tiếp địa: K max . 0 2l 1 4.t 1 Rlc = (ln ln ) ( 5.8 ) 2 l d 2 4.t 1 Theo số liệu địa chất ta có thể lấy điện trở suất của đất tại khu vực xây 4 dựng trạm biến áp là: 0 = 0,4.10 ( .cm ) = 40 ( .m ) Kmax = 1,4 hệ số phụ thuộc vào điều kiện đo tra bảng 2 - 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo 3 ] Ta dùng loại điện cực bằng đồng có kích thƣớc: đƣờng kính d = 20 ( mm ), dài l = 2,5 ( m ) chôn cách mặt đất 1,2 ( m ) 2,5 Có độ sâu chôn cọc: t = 1,2 + = 2,45 ( m ) 2 Thay số vào công thức (4.8) 1,4.40 2.2,5 1 4.2,45 2,5 Rlc = (ln ln ) = 20,61 ( ) 2 2,5 0,02 2 4.2,45 2,5 Số lƣợng cọc theo lý thuyết: R lc 20,614 Nlt = = 5,15 ( cọc ) ( 5.9 ) R ndcp 4 Chọn số cọc lý thuyết là 5 cọc. Cọc có chiều dài l = 2,5 ( m ), khoảng cách giữa các cọc là a = 3 ( m ) Tra bảng 2 - 23 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] với a/l = 1, Nlt = 5 cọc ta có hệ số sử dụng cọc là: c = 0,62 Ta có số cọc đƣợc sử dụng theo kinh nghiệm là: R 20,614 n = lc = 8,31 ( cọc ) R d . c 4.0,62 Với a/l = 1, n = 8 tra bảng 2 - 23 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] cos c = 0,58. Điện trở nối đất của 8 cọc là: 91
  92. R lc 20,614 Rc = 4,44 ( ) n. c 8.0,58 Các cọc đƣợc chôn theo mạch vòng cách nhau 3 ( m ) và đặt bên ngoài khu vực nhà máy vậy chu vi mạch vòng là: L = a.n = 3. 8 = 24 ( m ) Điện trở thanh nối ngang: Ta sử dụng loại điện cực tròn tiết diện 95 ( mm2 ) 2 k max . 0 2L Rt = .ln ( ) ( 5.10 ) 2 L b.t Kmax = 1,6: Hệ số hiệu chỉnh của thanh nằm ngang. Tra bảng 2- 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo 3 ] L: Chiều dài mạch vòng tạo bởi các thanh nối 24 ( cm ) b: Bề rộng thanh nối b = 2d = 22 ( mm ) = 0,022 ( m ) 0,022 t: Độ sâu của thanh t = 1,2 + = 1,211 ( m ) 2 1,6.40 2.242 Thay số: Rt = .ln 4,53 ( ) 2 24 0,022.1,211 Điện trở của thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh t: R t 4,53 Rt = 12,58 ( ) với a/l = 1, n = 8 tra bảng 2-24 [trang 260, Tài liệu 0,36 t tham khảo 3 ] có 1 = 0,36. Điện trở nối đất nhân tạo của hệ thống đƣợc xác định theo công thức: R .R 4,44.12,58 R c t 3,26 ( ) nd R R 4,44 12,58 c t Vậy Rnđ < Rđ = 4 ( ), hệ thống nối đất thoả mãn yêu cầu. 5.3. TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT. 5.3.1. Khái quát về chống sét. Sét là một nguồn điện từ rất mạnh, xuất hiện do sự hình thành các điện tích khối lớn, từ các đám mƣa giông mang điện tích dƣơng - ở phần trên của đám mây - và điện tích âm - ở phần dƣới của đám mây. Chúng tạo một điện 92
  93. trƣờng có cƣờng độ lớn chung quanh đám mây. Trong quá trình tích lũy các điện tích trái dấu, một điện trƣờng có cƣờng độ gia tăng liên tục đƣợc hình thành. Khi điện thế tại một nơi nào đó trong đám mây vƣợt quá ngƣỡng cách điện của không khí, thì xảy ra hiện tƣợng sẽ đánh xuyên, hay còn gọi là sét tiên đạo Có thể phân biệt 2 loại thiết bị chống sét: thiết bị chống sét đánh trực tiếp và thiết bị chống sét lan truyền. Bảng 5.1. Chủng loại và bán kính bảo vệ. Loại kim chống sét Bán kính (m) CX040 63 CX070 73 BX125 84 BX175 104 AX210 142 5.3.2. Cấu trúc của hệ thống chống sét.  Chống sét đánh trực tiếp Cấu hình của loại này gồm có 3 phần: a) Đầu thu lôi: Dùng để phát tia tiên đạo đi lên thu hút sét về nó. Đầu thu lôi đƣợc gắn trên trụ đỡ có độ cao trung bình là 5 ( m ) so với đỉnh của công trình cần đƣợc bảo vệ. b) Dây dẫn sét: Dùng để dẫn dòng sét từ đầu thu lôi đến hệ thống tiếp đất. Thƣờng làm bằng đồng lá hoặc cáp đồng trần, tiết diện của dây dẫn đƣợc quy định theo tiêu chuẩn quốc tế từ 50 ( mm2 ) đến 75 ( mm2 ). c) Hệ thống tiếp đất: Dùng để tản dòng điện sét trong đất. Cấu hình của hệ thống tiếp đất này gồm: - Các cọc tiếp đất: thƣờng dài từ 2,4 ( m ) đến 3 ( m ). Đƣờng kính ngoài thƣờng là 14 – 16 ( mm ). Đƣợc chôn thẳng đứng và cách mặt đất từ 0,5 đến 93
  94. 1(m). Khoảng cách cọc với cọc từ 3 đến 15 ( m ). - Dây tiếp đất: Thƣờng là cáp đồng trần có tiết diện từ 50 đến 75( mm2 ) dùng để liên kết các cọc tiếp đất này lại với nhau. Cáp này nằm âm dƣới mặt đất từ 0,5 đến 1 ( m ). - Ốc siêu cáp hoặc mối hàn hoá nhiệt cadweld: dùng để liên kết dây tiếp đất và các cọc tiếp đất với nhau. - Vì đây chỉ là thiết bị cắt sét sơ cấp nên thƣờng giá thành thấp.  Thiết bị chống sét trên đƣờng dây lan truyền vào trạm Do toàn bộ hệ thống đƣờng dây tải điện trung áp 35kV cấp nguồn cho nhà máy đƣợc lấy trực tiếp từ cột cao thế của lƣới điện 35kV quốc gia nên cần có chống sét van đặt ở phía cao áp của nhà máy chống sét đánh từ đƣờng dây lan truyền vào trạm biến áp của nhà máy. 5.3.3. Tính toán chống sét đánh trực tiếp. Hệ chống sét cơ bản gồm một bộ phận thu đón sét đặt trong không trung, đƣợc nối đến dây dẫn đƣa xuống một hệ thống tiếp địa an toàn chôn sâu trong đất. a, Tính toán điện trở nối đất cho hệ thống chống sét Rnđ <10 ( ) - Cọc tiếp địa sử dụng là cọc đƣờng kính d = 16 ( mm ), dài = 2,4 ( m ) chôn sâu 1 ( m ) cách nhau 1 khoảng a = 3 ( m ) - Thanh nối sử dụng thanh đồng tròn tiết diện S= 70 ( m2 ) - Hệ thống tiếp địa đƣợc bố trí thành dãy Việc thanh toán hệ thống tiếp địa đƣợc tiến hành nhƣ phần tính toán nối đất cho trạm biến áp. Ta chọn Rnđ = 10 ( ) Xác định điện trở nối đất của một cọc tiếp địa: K max 0 2l 1 4.t 1 R1c = (ln ln ) 2 d 2 4.t 1 4 với 0,4.10 ( .cm ) = 40 ( .m) , Kmax 2,4 Có độ sâu chôn cọc : t = 1+ =2,2 ( m ) 2 Thay số vào công thức 94
  95. 1,4.40 2.2,4 1 4.2,2 2,4 R 1c = (ln ln ) 22,22 2 2,4 0,16 2 4.2,2 2,4 R lc 22,22 Số lƣợng cọc theo lý thuyết: Nlt = 2,2coc R cf 10 Số lƣợng cọc theo lý thuyết là 3 ( cọc ) Cọc có chiều dài 1= 2,4 ( m ), khoảng cách giữa cọc là a = 3 ( m ) Tra bảng 2-24 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] với a/l=1, Nlt = 3 (cọc) ta có hệ số sử dụng cọc là c` = 0,78 Ta có hệ số cọc đƣợc sử dụng theo kinh nghiệm là: R lc 22,22 n= = = 2,84 ( cọc ) R d. c 10.0,78 Với a/l = 1, n= 3 tra bảng 2-24 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] có c = 0,78 R lc 22,22 Điện trở nối đất của 3 cọc là: Rc = = = 9,49 ( ) n. c 3.0,78 L = a.(n-1)= 3.2 = 6 ( m ) Điện trở thanh nối ngang là: Ta sử dụng loại điện cực tròn tiết diện 70 ( mm2 ) 2L2 Kmax 0 , Rt = .ln ( ) 2 b.t với Kmax = 1,6: Hệ số hiệu chính của âm thanh nhằm ngang. Tra bảng 2-24 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] L: Chiều dài mạch tạo bởi các thanh nối 6 ( m ) b: Bề rộng thanh nối b= 2R = 4,7 ( mm ) = 0,0047 ( m ) 0,0047 t: Độ sâu thanh: t = 1+ = 1,00235 ( m ) 2` 1,6.40 2.6 2 Thay số: Rt = .ln = 10,35 ( ) 2 .6 0,0047.1,000235 Điện trở thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh t : R t 10,35 Rt = 12,9 ( ), với a/l = 1, n =3 t 0,8 95