›
›

Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu công nghiệp Bát Tràng - Lê Việt Anh

pdf 83 trang huongle 3150
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu công nghiệp Bát Tràng - Lê Việt Anh", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_thiet_ke_he_thong_cung_cap_dien_cho_khu_cong_nghiep_ba.pdf

Nội dung text: Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu công nghiệp Bát Tràng - Lê Việt Anh

  1. LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc xây dựng đất nước hiện nay thì ngành công nghiệp điện luôn giữ một vai trò hết sức quan trọng, trở thành ngành không thể thiếu trong nền kinh tế quốc dân .Khi các nhà máy và xí nghiệp không ngừng được xây dựng thì các hệ thống cung cấp điện cũng cần phải được thiết kế và xây dựng. Từ yêu cầu thực tế đó, cùng những kiến thức đã được học, em được giao thực hiện đề tài thiết kế tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu công nghiệp Bát Tràng. Cùng với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Đoàn Phong, em đã hoàn thành xong bản thiết kế theo yêu cầu. Trong quá trình thiết kế mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do hạn chế về kiến thức nên em không thể tránh khỏi những khiếm khuyết, em rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy, các Cô trong bộ môn. Em xin gửi đến thầy Nguyễn Đoàn Phong cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn Điện Dân Dụng Và Công Nghiệp lời cảm ơn chân thành nhất! Hải Phòng, ngày 07 tháng 12 năm 2013 Sinh viên thực hiện Lê Việt Anh. 1
  2. CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.ĐỐI TƢỢNG THIẾT KẾ 1.1.1. Số liệu phụ tải Phụ tải điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng sử dụng công suất của 1 hoặc một nhóm thiết bị dùng điện. Do tính chất của hệ thống cung cấp điện là gắn với phụ tải nhất định và liên quan đến lưới nên phải biết số liệu của phụ tải. Đề tài thiết kế cho: Phụ tải điện của khu công nghiệp bao gồm 16 nhà máy và 1 khu giao dịch văn phòng được đặc trưng bởi công suất đặt và thời gian sử dụng công suất cực đại Bảng1.1: Phụ tải của khu công nghiệp Công suất TT Tên phân xưởng T max đặt(kW) Xí nghiệp chế tạo phụ tùng ô-tô xe 1 3500 4000 máy 1 Xí nghiệp chế tạo phụ tùng ô-tô xe 2 2500 4000 máy 2 3 Nhà máy sản xuất tấm lợp 4000 5000 4 Nhà máy sản xuất ống thép 4000 4000 5 Nhà máy chế tạo bơm nông nghiệp 3800 4000 6 Nhà máy chế tạo thiết bị điện cơ 4100 5000 2
  3. 7 Xưởng lắp ráp và sửa chữa cơ khí 5000 6000 8 Nhà máy sản xuất đồ nhựa 2500 3500 9 Nhà máy giấy 1 4000 3700 10 Nhà máy giấy 2 3000 3700 11 Nhà máy giấy 3 2500 3500 12 Xí nghiệp sản xuất đồng hồ 2000 4500 13 Nhà máy sản xuất kết cấu thép 3500 37500 14 Xưởng chế biến gỗ 1 1500 3500 15 Xưởng chế biến gỗ 2 1200 3500 16 Nhà máy chế tạo máy công cụ 5000 5000 17 Khu giao dịch văn phòng 600 3000 Khu công nghiệp có sơ đồ mặt bằng như sau: Hình 1.1 : Sơ đồ mặt bằng khu công nghiệp. 3
  4. 1.1.2. Số liệu nguồn điện Nguồn điện là nơi cung cấp điện năng đáp ứng nhu cầu sử dụng của các phụ tải điện. Theo đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện là một khu công nghiệp với các điều kiện về nguồn cung cấp điện như sau: Điện áp nguồn cấp cho nó có thể chọn giữa 110 kV hoặc 35 kV. Đường dây liên kết với nguồn có chiều dài là 11 km, đường dây trên không dây nhôm lõi thép. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực: 450 MVA 1.2.ĐÁNH GIÁ CHUNG Khu công nghiệp cần thiết kế có mặt bằng tương đối rộng bao gồm 16 nhà máy. Các nhà máy phân bố tương đối đều, gần đường giao thông nên thuận tiện cho vận chuyển, lắp đặt. Mặt khác các nhà máy đặt cách xa khu dân cư nên đảm bảo các vấn đề về môi trường cho con người. Đặc điểm của phụ tải điện trong nhà máy như sau: Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm hai loại phụ tải: + Phụ tải động lực + Phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn ,điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị là 6kV và 0,38kV, công suất của chúng nằm trong dải từ 1 đến hàng chục kW và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp f=50Hz. Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn. Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng , ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz 4
  5. CHƢƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY VÀ KHU CÔNG NGHIỆP 2.1. TỔNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 2.1.1. Khái niệm về phụ tải tính toán Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo cho thiết bị về mặt phát nóng . 2.1.2. Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán Tùy theo số liệu về phụ tải là nhiều hay ít mà ta có các phương pháp xác định tương ứng : 2.1.2.1. Phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu PKtt nc. Pd Qtt Ptt.tg P SPQ 22 tt tt tt tt cos Với: Knc -hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kĩ thuật theo số liệu thống kê của các xí nghiệp phân xưởng tương ứng Pd - công suất đặt của các thiết bị,có thể xem gần đúng:Pd Pdm [kW]. cos - hệ số công suất tính toán,tra trong sổ tay kĩ thuật từ đó rút ra tg 5
  6. Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện. Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là kém chính xác. Bởi vì hệ số nhu cầu Knc tra được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy.Phương pháp này được sử dụng chủ yếu trong giai đoạn thiết kế sơ bộ khi cần phải đánh giá phụ tải chung của cả hộ tiêu thụ 2.1.2.2. Phƣơng pháp xác định PTTT theo hệ số cực đại và công suất trung bình n Ptt = Kmax.Ptb = Kmax.Ksd.Pđmi i=1 Trong đó : Ptb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị,[kW] Kmax - hệ số cực đại, tra sổ tay kĩ thuật theo quan hệ Kmax = f(nhq, Ksd) Ksd - hệ số sử dụng , tra trong sổ tay kĩ thuật , nhq - Số thiết bị sử dụng điện hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế (gồm các thiết bị có chế độ làm việc và công suất khác nhau). Trình tự xác định nhq như sau: Xác định n 1 : số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất. n1 Xác định P 1 :công suất của n 1 thiết bị trên P1 Pđmi 1 nP11 Xác định nP ; nP Trong đó : n - tổng số thiết bị có trong nhóm 6
  7. n P - tổng công suất của nhóm : P Pđmi 1 Từ n* , P* tra bảng ta được nhq* Xác định nhq theo công thức :nhq n. n hq* Bảng tra Kmax chỉ bắt đầu từ = 4 , khi < 4 phụ tải tính toán được xác n định theo công thức : Ptt  kti. Pdmi 1 kti - hệ số tải.Nếu không biết chính xác có thể lấy trị số gần đúng như sau: = 0,9 Với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn = 0,75 Với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại Cần chú ý là nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi xác định nhq : Đối với động cơ: Pqd = Pdm× Kd% Đối với máy biến áp hàn: Pqd 3. S dm . c os . Kd % Cũng cần phải quy đổi công suất về 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha. Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha : Pqd =3×Pđmfamax Thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây : Pqd= 3 ×Pđm Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng.Phương pháp này được sử dụng khi đã có những số liệu tương đối đầy đủ về phụ tải 7
  8. 2.1.2.3. Phƣơng pháp xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích Ptt = p0.F 2 Trong đó : p0 - suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích , [W/m ], F - diện tích bố trí thiết bị , [m2]. Phương pháp này dùng cho các xí nghiệp, nhà máy có phụ tải phân bố tương đối đều. Phương pháp này đặc biệt thích hợp để xác định phụ tải tính toán chiếu sáng và trong giai đoạn thiết kế sơ bộ. Ta sử dụng phương pháp “Phương pháp xác định PTTT theo hệ số cực đại và công suất trung bình” để xác định phụ tải động lực của phân xưởng và dùng phương phương pháp “Phương pháp xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích” để xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng.Đối với các phân xưởng khác của nhà máy sản xuất kết cấu thépvà các nhà máy khác trong khu công nghiệp do chỉ có thông tin về công suất đặt nên để xác định phụ tải tính toán ta sử dung phương pháp “Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu”. 2.1.2.4. Xác định phụ tải tính toán của các nhóm thiết bị trong PXSCCK Với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta đã biết các thông tin khá chi tiết về phụ tải vì vậy có thể xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (Kmax ) và công suất trung bình (Ptb). Nội dung cơ bản của phương pháp này đã được nêu ở phần trên.Sau đây là phần tính toán cụ thể : Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 1 Tra bảng PLI-1 ta có: ksd= 0,2; Cos =0,6 => tg =1,33 Tổng số thiết bị trong nhóm 1: n = 9 Tổng công suất của nhóm 1: Pdm = 67 kW 8
  9. Công suất của thiết bị có công suất lớn nhất : Pđmmax = 14 kW Ta có n1= 4 thiết bị n1 Tính P1: P1 =Pdmi =18+28=46 kW i=1 n41 P1 46 Xác định n* và P*:: n* = = =0,44 ; P* = 0,69 n9 Pđm 67 Từ các giá trị n* = 0,44 ; P* = 0,69 tra bảng PL I.5 ta có nhq*=0,76 Tính số thiết bị sử dụng điện hiệu quả : nhq = n×nhq* =9×0,76 = 6,84 Từ ksd = 0,2 và nhq = 6,84 tra bảng PL I.6 ta được kmax = 2,13. Phụ tải tính toán của nhóm 1: Ptt = kmax×ksd ×Pđm = 2,13×0,2×67 = 28,542 kW Qtt = Ptt x tg = 28,542 x 1,33 = 37,96 kVAr Ptt 28,542 Stt = = 47,57 kVA cos 0,6 Với các nhóm còn lại tính toán tương tự ta được kết quả trong bảng 2.2 Bảng 2.1: Tổng hợp kết quả tính toán phụ tải động lực các nhóm Qtt Stt Pđóm.nh m Ptt K cos n K Nhóm n sd hq max (kVA (kVA (kW) (kW) r) ) 1 67 9 0,2 0,6 6,84 2,13 28,54 37,96 47,57 2 67 13 0,2 0,6 8,71 1,93 25,86 34,39 43,1 3 70 13 0,2 0,6 9,36 1,92 26,88 35,75 44,8 4 63 5 0,2 0,6 2,25 0,9 56,7 75,41 94,5 9
  10. 5 66 10 0,2 0,6 4,1 2,62 34,58 45,99 57,63 6 53 8 0,2 0,6 6,64 2,16 22,9 30,46 38,17 7 48,6 11 0,2 0,6 6,82 2,12 20,61 27,41 34,35 287,3 360,1 Tổng 434,6 69 216,07 7 2 2.1.2.5. Xác định phụ tải tính toán của cả PXSCCK Phụ tải tính toán động lực của toàn phân xưởng 7 = P 0,9 x216,07=194,46 kW Pttdl kdt  ttnhi i=1 7 Q = Q 0,9x287,37=258,63kVAr ttdl kdt  ttnhi i=1 Phụ tải chiếu sáng cho toàn bộ phân xưởng Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích theo công thức sau : Pcs =p0 . F. Trong đó : Pcs: Là công suất chiếu sáng (kW) 2 p0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m ) F : Diện tích cần được chiếu sáng (m2) 2 Theo PL1-2 TL [2] ta có p0 đối với PXSCCK là p0 =15 W/m ta dùng đèn sợi đốt có cos cs = 1 tg cs = 0 Diện tích của PX SCCK là : 1235 m2 => Pcspx = 15.1235 = 18,525 kW. Qcspx = Pcspx x tg px = 18,525 . 0=0 kVAr Phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng sửa chữa cơ khí 10
  11. Pttpx =Pttdl +P cspx =194,46+18,525=212,985 kW Qttpx = Qttdl +Q cspx =258,63+0=258,63 kVAr 2 2 2 2 Sttpx = P ttpx +Q ttpx 212,985 258,63 335kVA Pttpx 212,985 cos px = 0,635 Sttpx 335 2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng khác trong toàn nhà máy Đối với các phân xưởng còn lại của nhà máy ta chỉ biết được công suất đặt tổng và diện tích của toàn phân xưởng, vì vậy để đơn giản, sơ bộ ta dùng phương pháp tính toán theo hệ số nhu cầu. Nội dung chủ yếu của phương pháp này đã được trình bày ở mục 1.2 2.2.1.Xác định phụ tải tính toán cho phân xƣởng luyện gang Công suất đặt :- Phụ tải 0,38kV : 4500 kW - Phụ tải 6 kV : 3000 kW 2 2 Diện tích xưởng: F = 3098 m ; knc= 0,7 ; cos = 0,8; p0 = 15 (W/m ) Chọn đèn sợi đốt : cos cs = 1 tg cs = 0 Công suất tính toán chiếu sáng: Pcspx = p0 . F = 15 x 3098 = 46,47 kW Qcspx = Pcspx x tg px =46,47 . 0 = 0 kVAr Công suất tính toán động lực phụ tải 0,38 kV của phân xưởng: Pdlpx0,38 = knc x Pđ = 0,7 x 4500 =3150 kW Qdlpx0,38 = Pđlpx x tg = 3150 x 0,75 = 2362,5 kVAr Công suất tính toán động lực phụ tải 6 kV của phân xưởng: Pdlpx6= knc x Pđ = 0,7 x 3000 =2100 kW 11
  12. Qdlpx6= Pđlpx x tg = 2100 x 0,75 = 1575 kVAr Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng : Pttpx = Pđlpx + Pcspx = 3150 + 2100 + 46,47 = 5296,47kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Qttpx = Qdlpx + Qcspx = 2362,5 + 1575 + 0 =3937,5 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: 2 2 2 2 Sttpx = Pttpx +Q ttpx 5296,47 3937,5 6599,73kVA 2.2.2. Các phân xƣởng còn lại Bằng cách tính tương tự như phân xưởng luyện gang ta tính được phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác còn lại trong nhà máy. Kết quả tính toán được ghi trong bảng 2.3. 2.2.3. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy Xác định phụ tải tác dụng của toàn nhà máy: 12 Ptt nm = kđt x Ptti = 0,8 x 19968,62= 15974,9 kW i=1 Xác định phụ tải phản kháng của toàn nhà máy: 12 Qtt nm = kđt x Qtti = 0,8 x 17299,15= 13839,32 kVAr i=1 Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy: 2 2 2 2 S tt nm = Pttnm +Q ttnm 15974,9 +13839,32 = 21135,85 kVA Hệ số công suất của toàn nhà máy: Pttnm 15974,9 cos nm = 0,756 Sttnm 21135,85 12
  13. 2.2.4. Biểu đồ phụ tải của các phân xƣởng và nhà máy Biểu đồ phụ tải điện (BĐPT) :BĐPT là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo một tỉ lệ nhất định. Tâm đường tròn BĐPT trùng với tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng có thể coi phụ tải của phân xưởng đồng đều theo diện tích phân xưởng.BĐPT cho phép hình dung được rõ ràng sự phân bố phụ tải trong xí nghiệp -Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác đinh qua biểu SttPXi thức: R = . i Π.m + S ttPXi : Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i, (KVA) + Ri : Bán kính vòng tròn BĐPT của phân xưởng thứ i, mm + m : tỉ lệ xích , lấy : m = 3 kVA/mm2 360.pcs Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải :αcs= ptt Kết quả tính Ri và csi của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được ghi trong bảng 2.3 13
  14. Bảng 2.2: Bảng tổng hợp tính toán của các phân xưởng trong nhà máy Qcs P F p P Q P P Q S R đ 0 dl dl cs px px px o TT Tên phân xưởng knc cos kV cs (kW) (m2) W/m2 (kW) (kVAr) (kW) (kW) (kVAr) (kVA) (mm) Ar Phân Phụ tải 4500 15 3150 2362,5 46,47 0 3196,47 2362,5 3974,77 xưởng 0,38kV 1 (PX) Phụ tải 3098 0,7 0,8 26,5 3,16 3000 15 2100 1575 - 0 2100 1575 2625 luyện 6kV gang Tổng 7500 15 5250 3937,5 46,47 0 5296,47 3937,5 6599,73 2 PX lò Martin 3500 3098 0,7 0,8 15 2450 1837,5 46,47 0 2496,47 1837,5 3099,8 18,2 6,7 PX máy cán phôi 3 2000 2303 0,6 0,7 15 1200 1224,24 34,55 0 1234,55 1224,24 1738,64 13,6 10,1 tấm Phụ tải 4000 15 2400 2448,49 59,39 0 2459,39 2448,49 3470,4 0,38kV PX cán 4 Phụ tải 3959 0,6 0,7 25 5,2 nóng 2800 15 1680 1713,94 - 0 1680 1713,94 2400 6kV Tổng 6800 15 4080 4162,43 59,39 0 4139,39 4162,43 5870,3 5 PX cán nguội 4500 2309 0,6 0,7 15 2700 2754,55 34,64 0 2734,64 2754,55 3881,47 20,3 4,56 6 PX tôn 2500 3098 0,6 0,7 15 1500 1530,31 46,47 0 1546,47 1530,31 2175,64 16,5 9,3 14
  15. PX sửa chữa cơ 18,52 7 434,6 1235 - 0,634 15 194,46 258,63 0 212,985 258,63 335 5,96 31,3 khí 5 Phụ tải 1000 15 700 525 19,44 0 719,44 525 890,63 0,38kV Trạm 8 Phụ tải 1296 0,7 0,8 16,2 3,5 bơm 1800 15 1260 945 - 0 1260 945 1575 6kV Tổng 2800 15 1960 1470 19,44 0 1979,44 1470 2465,59 Ban Quản lý và 9 320 3610 0,8 0,9 20 256 123,99 72,2 0 328,2 123,99 350,84 6,3 79,2 Phòng thí nghiệm Tổng 19968,62 17299,15 Tổng (tính đến hệ số đồng thời) 15974,9 13839,32 21135,85 15
  16. 2.3. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA KHU CÔNG NGHIỆP 2.3.1. Xác định phụ tải tính toán của từng nhà máy trong khu công nghiệp 2.3.1.1. Xí nghiệp chế tạo phụ tùng ô-tô xe máy 1 Công suất đặt : Pđ = 3500 kW Tra được: knc= 0,3 ; cos nm = 0,8 tg = 0,75 Công suất tính toán tác dụng của nhà máy: Pttnm = knc x Pđ = 0,3 x 3500 = 1050 kW Công suất tính toán phản kháng của nhà máy: Qttnm = Pttnm x tg = 1050. 0,75 = 787,5 kVAr Công suất tính toán toàn phần của nhà máy: 2 2 2 2 Sttnm = Pttnm +Q ttnm 1050 787,5 =1312,5kVA 2.3.1.2.Các nhà máy còn lại:Tính toán tương tự ta có kết quả tính toán trong bảng 2.4. 2.3.2. Xác định phụ tải tính toán của toàn khu công nghiệp Xác định phụ tải tác dụng của toàn khu công nghiệp: 12 Ptt CN = kđt x Ptti = 0,8 x 29252,9= 23402,32kW i=1 Xác định phụ tải phản kháng của toàn khu công nghiệp: 12 QttCN = kđt x Qtti = 0,8 x 25399,31= 20319,45kVAr i=1 Phụ tải tính toán toàn phần của khu công nghiệp: 2 2 2 2 S tt CN = PttCN +Q ttCN 23402,32 +20319,45 = 30992,72kVA Hệ số công suất của toàn khu công nghiệp: 16
  17. PttCN 23402,32 cos CN = 0,756 SttCN 30992,72 2.3.3. Phụ tải tính toán của khu công nghiệp có kể đến sự phát triển của tƣơng lai Công thức tính toán: S(t) = Stt(1+ 1t) Trong đó : S(t) Công suất của năm dự kiến;kVA Stt Công suất tính toán hiện tại; kVA t là thời gian dự kiến theo hàm tuyến tính (lấy thời gian tính toán là 30 năm ) 1 là hệ số tăng trưởng hàng năm lớn nhất. Ta lấy 1 = 0,01 S(30) = 30992,72 (1 + 0,01 30) = 40290,536 kV 17
  18. Bảng 2.3: Phụ tải tính toán của khu công nghiệp Pđ Ptt Qtt Stt Stt(30) Ri TT Tên nhà máy knc cos (kW) (kW) (kVAr) (kVA (kVA) (mm) Xi Yi Xí nghiệp chế tạo phụ tùng 1706,2 1 3500 0,3 0,8 1050 787,5 1312,5 6,46 1,92 8,68 ô-tô xe máy 1 5 Xí nghiệp chế tạo phụ tùng 1218,7 2 2500 0,3 0,8 750 562,5 937,5 5,46 1,92 6,89 ô-tô xe máy 2 5 2228,5 3 Nhà máy sản xuất tấm lợp 4000 0,3 0,7 1200 1224,24 1714,28 7,39 1,92 5,14 6 4 Nhà máy sản xuất ống thép 4000 0,34 0,8 1360 1020 1700 2210 7,36 6,24 8,78 Nhà máy chế tạo bơm nông 1670,8 5 3800 0,23 0,68 874 942,39 1285,29 6,4 6,24 6,89 nghiệp 8 Nhà máy chế tạo thiết bị điện 6 4100 0,31 0,82 1271 887,16 1550 2015 7,02 6,24 5,14 cơ Xưởng lắp ráp và sửa chữa cơ 2785,7 7 5000 0,3 0,7 1500 1530,31 2142,86 8,26 3 1,7 khí 2 1030,4 8 Nhà máy sản xuất đồ nhựa 2500 0,26 0,82 650 453,7 792,68 5,02 10,1 2,7 8 9 Nhà máy giấy 1 4000 0,2 0,75 800 705,53 1066,66 1386,6 5,83 11,5 1,63 18
  19. 6 12,1 10 Nhà máy giấy 2 3000 0,2 0,75 600 529,15 800 1040 5,05 5,31 1 13,5 11 Nhà máy giấy 3 2500 0,2 0,75 500 440,96 666,67 866,67 4,61 4,24 6 12 Xí nghiệp sản xuất đồng hồ 2000 0,32 0,8 640 480 800 1040 5,05 9,98 8,42 13 Nhà máy sản xuất kết cấu thép 30354,6 - - 15974,9 13839,32 21135,85 27476,6 25,94 14,5 8,3 14 Xưởng chế biến gỗ 1 1500 0,19 0,68 285 307,3 419,12 544,86 3,65 16 11,5 13,6 15 Xưởng chế biến gỗ 2 1200 0,19 0,68 228 245,84 335,29 435,88 3,27 11,5 4 16 Nhà máy chế tạo máy công cụ 5000 0,23 0,68 1150 1239,99 1691,18 2198,53 7,34 8,6 11,5 17 Khu giao dịch văn phòng 600 0,7 0,9 420 203,42 466,67 606,67 3,85 1,9 11,7 Tổng 29252,9 25399,31 Tổng ( tính đến hệ số đồng thời) 23402,32 20319,45 30992,72 19
  20. 2.3.4. Biểu đồ phụ tải của khu công nghiệp Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của nhà máy thứ i được xác đinh qua biểu SttPXi thức: Ri= . Π.m S ttPXi : Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i, (KVA) Ri : Bán kính vòng tròn BĐPT của phân xưởng thứ i, mm m : tỉ lệ xích , lấy : m = 10 kVA/mm2 Kết quả tính Ri của biểu đồ phụ tải các nhà máy được ghi trong bảng 2.4 Y 0 X Hình 2.1 : Đồ Thị Phụ Tải Khu Công Nghiệp. 20
  21. CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO KHU CÔNG NGHIỆP 3.1. CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH CỦA KHU CÔNG NGHIỆP. Khu công nghiệp là một phụ tải của hệ thống điện vì vậy cấp điến áp vận hành của nó là cấp điện áp liên kết hệ thống cung cấp điện của khu công nghiệp với hệ thống điện. Để xác định điện áp vận hành của khu công nghiệp ta sử dụng sử dụng công thức thực nghiệm STILL: U=4,34. l+0,016.P Trong đó : + U : Điện áp truyền tải tính bằng kV + l : Khoảng cách truyền tải (km) + P : Công suất tryền tải tính bằng kW Khi chọn điện áp tải điện ta cũng phải tính đến sự phát triển trong tương lai của khu công nghiệp.Nhưng vì không có thông tin chính xác về sự phát triển của phụ tải điện của khu công nghiệp cho nên để phục vụ cho quy hoạch ta xét sơ bộ theo hệ số tăng trưởng hàng năm lớn nhất trong 10 năm tới và giả sử sự tăng trưởng của phụ tải tuân theo hàm tuyến tính khi đó ta có được P(t) là công suất của năm dự kiến là: P(t)= P(10) = 23402,32.(1+0,01.10)=25742,55 kVA Xác định áp truyền tải theo công thức (3-1) với :P = P(10) = 25742,55 kW,l = 11 km Thay vào công thức trên được: U=4,34. 11+0,016.25742,55 89,24 ( kV ) 21
  22. Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống về khu công nghiệp là Uđm=110kV. 3.2. ĐỀ XUẤT CÁC PHƢƠNG ÁN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN. 3.2.1. Xác định tâm phụ tải của khu công nghiệp. Tâm phụ tải của khu công nghiệp là nơi đặt trạm nguồn liên kết với hệ thống điện (trạm nguồn ở đây là TBATT). Tâm qui ước của phụ tải khu công nghiệp được xác định bởi một điểm M có toạ độ được xác định : M0(x0,y0) theo hệ trục toạ độ xoy: mm . ssttNMi(10)x i ttNMi(10) yi Công thức : =11 ; = x 0 mmy0 ssttNMi(10) ttNMi(10) 11 Trong đó : SttNMi(10) là phụ tải tính toán của nhà máy I có kể đến sự phát triển của phụ tải trong vòng 10 năm xi,yi :là toạ độ của nhà máy i theo hệ trục đã chọn được cho trong bảng 2.4 m : là số nhà máy có phụ tải điện trong khu công nghiệp. Bảng 2.4 thay vào công thức trên ta có được tâm đồ thị phụ tải của khu công nghiệp X=0 7,6;Y0 = 5,2 3.2.2. Đề xuất các phƣơng án sơ đồ cung cấp điện Ta nhận thấy các nhà máy trong khu công nghiệp đều là phụ tải loại 1, có công suất và hệ số Tmax lớn nên việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải đảm bảo được chất lượng điện năng theo yêu cầu.Tùy theo độ lớn của phụ tải mà ta có các cách đi dây khác nhau Ta có 2 sơ đồ đi dây như sau: 22
  23. Sơ đồ 1 Y 0 X Sơ đồ 2 Hình 3.1: Sơ đồ đi dây. 23
  24. Ứng với 2 sơ đồ đi dây trên ta có 6 phương án cho mạng cao áp của khu công nghiệp : Phương án 1: Sơ đồ đi dây 1 với cấp điện áp 35kV Phương án 2: Sơ đồ đi dây 1 với cấp điện áp 22kV Phương án 3: Sơ đồ đi dây 1 với cấp điện áp 10kV Phương án 4: Sơ đồ đi dây 2 với cấp điện áp 35kV Phương án 5: Sơ đồ đi dây 2 với cấp điện áp 22kV Phương án 6: Sơ đồ đi dây 2 với cấp điện áp 10kV 3.3. SƠ BỘ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 3.3.1. Chọn công suất trạm biến áp trung tâm của khu công nghiệp Các nhà máy trong khu công nghiệp được xếp vào hộ loại I với phụ tải tính toán của cả khu công nghiệp có kể đến sự phát triển trong 10 năm tới là: SttCN(10) = SttCN(0)(1+0,01.10)= 30992,72.1,1=34092 kVA Trạm biến áp trung tâm được đặt 2 máy biến áp và chọn máy biến áp của Việt nam sản xuất nên không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ (khc=1).Công suất máy biến áp có thể xác định theo công thức sau: Stt 34092 SđmBA ≥ 24351,42 , kVA 1,4 1,4 Tra bảng 16 - TL [2] ta chọn được loại máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây do Việt nam chế tạo nhãn hiệu TPDH-25000/110 cho cả 3 cấp điện áp trung áp 35kV, 22kV, 10kV chế tạo theo đơn đặt hàng thông số như sau: Bảng 3.1: Thông số máy biến áp trong trạm biến áp trung tâm Sdm P0 Pn Un I0 Tên trạm TBATT Uc/Uh [kV] [kVA] [kW] [kW] [%] [%] TPDH-25000/110 25000 115/(35-22-11) 29 120 10,5 0,8 24
  25. 3.3.2. Chọn tiết diện dây dẫn Đường dây cung cấp từ trạm biến áp trung tâm của khu công nghiệp về tới các nhà máy sử dụng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.Để phục vụ cho công tác quy hoạch ta dự báo phụ tải của khu công nghiệp trong vòng 10 năm tới với giả thiết phụ tải tăng tuyến tính trong khoảng thời gian xét.Các nhà máy trong khu công nghiệp có Tmax lớn nên dây dẫn sẽ được chọn theo điều kiện mật độ dòng kinh tế Jkt. Với lưới trung áp do khoảng cách tải điện xa tổn thất điện áp lớn vì thế ta phải kiểm tra theo điều kiện tổn thất cho phép: Ubtcp=5%.Udm Ucpsc=10%.Udm 3.3.2.1. Phƣơng án 1 Chọn dây dẫn từ TBATT đến “Nhà máy sản xuất kết cấu thép”: Tính đến khả năng phát triển của phụ tải trong tương lai (10 năm) ta có : SttNM (10) =21135,85(1+0,01.10)=23249,44kVA Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn là : SttNM1 (10) 23249,44 Ilvmax = = =191,76(A) n. 3.Udm 2. 3.35 2 Ilvmax 191,76 2 Chọn Jkt=1A/ mm ta có:Ftt = = =191,76(mm ) J1kt Tra bảng 2 sách lưới điện 1 chọn dây dẫn ACO-240 có Icp = 605A. Kiểm tra dây dẫn khi sự cố đứt 1 dây: Isc=2.Ilvmax = 2.191,76= 383,52 A < Icp = 605A. Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng khi sự cố. Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp: 25
  26. Với dây ACO-240 có khoảng cách trung bình hình học là Dtb=3m, với các thông số kỹ thuật r0 = 0,130/km; x0 = 0,357 /km;l=11km P .r +Q(10).x 17572,39.0,130 15223,25.0,357 U = tt(10) 0 0 .l .11 1213V Udm 2.35 U = 1213,5 V< Ucp = 5%Udm = 5%.35000 = 1750 V Dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Vậy chọn dây ACO-240. Chọn dây dẫn từ TBATT đến các nhà máy còn lại trong khu công nghiệp:Tính toán tương tự kết quả trong bảng 3.2 3.3.2.2. Các phƣơng án còn lại Các phương án 2, phương án 3, phương án 4, phương án 5, phương án 6 tính chọn tương tự phương án 1 ta có kết quả ghi ở các bảng 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3. 26
  27. Bảng3.2: Thông số đường dây trên không phương án 1 ( Ucp = 5%Udm = 5%.35 = 1750 V) L r0 U Đường dây P Q S I F I x I U MAX Lộ k tt10 tt10 tt10 lvmax kt sc Loại dây 0 cp 2  / km kW kVAr kVA A mm A  / km A V (V) m Nhóm TBA-NM3 2 16 5412 4738,76 7193,44 59,33 53,94 118,66 AC-70 0,46 0,382 265 982,79 NM3-NM7 2 6 1650 1683,34 2357,15 19,44 17,67 38,88 AC-25 1,38 0 130 195,17 NM3-NM2 2 3 2442 1708,76 2980,47 24,58 22,35 49,16 AC-25 1,38 0 130 144,43 1259,28 NM2-NM1 2 3 1617 1090,01 1950,08 16,08 14,62 32,16 AC-25 1,38 0 130 95,63 1 NM1-BQL 2 4 462 223,76 513,33 4,23 3,85 8,46 AC-25 1,38 0 130 36,43 TBA-NM5 2 6 3855,5 3134,51 4968,91 40,98 37,25 81,96 AC-50 0,65 0,392 210 320,13 NM5-NM4 2 3 1496 1122 1870 15,42 14,02 30,84 AC-25 1,38 0 130 88,48 408,61 2 NM5-NM6 2 3 1398,1 975,88 1705 14,06 12,78 28,12 AC-25 1,38 0 130 82,69 TBA-NM10 2 6 2805 2342,27 3654,35 30,14 27,4 60,28 AC-35 0,85 0,403 175 285,27 NM10- 2 3 1430 1261,14 1906,67 15,73 14,3 31,46 AC-25 1,38 0 130 84,57 NM11 456,58 3 NM10-NM8 2 5 715 499,07 871,95 7,19 6,54 14,38 AC-25 1,38 0 130 70,48 NM11-NM9 2 5 880 776,083 1173,33 9,68 8,8 19,36 AC-25 1,38 0 130 86,74 TBA-NM12 2 2 2533,3 2500,44 3559,47 29,36 26,69 58,72 AC-35 0,85 0,403 175 90,31 445,34 27
  28. 4 NM12-NM16 2 7 1829,3 1972,44 2690,14 22,19 20,17 44,38 AC-25 1,38 0 130 252,44 NM16-NM15 2 7 564,3 608,45 829,85 6,84 6,22 13,68 AC-25 1,38 0 130 77,87 NM15- NM4 2 4 313,5 338,03 461,03 3,8 3,45 7,6 AC-25 1,38 0 130 24,72 5 TBA-NM13 2 11 17572,39 15223,25 23249,44 191,76 174,33 383,52 AC0-240 0,13 0,357 605 1213 1213 Bảng 3.3: Thông số đường dây trên không phương án 2 ( Ucp = 5%Udm = 5%.22 = 1100 V) L F P Q S kt r0 x0 tt10 tt10 tt10 Ilvmax Isc Icp U U MAX    2 Đường dây Lộ k ()mm Loại dây (/) km (/) km ()kW (kV Ar) ()kVA ()A ()A ()A ()V ( V) m Nhóm TBA –NM3 2 16 5412 4738,76 7193,44 94,39 85,81 188,78 ACO-240 0,13 0,357 605 871,02 NM3-NM7 2 6 1650 1683,34 2357,15 30,93 28,12 61,86 AC-70 0,46 0,382 265 191,19 NM3-NM2 2 3 2442 1708,76 2980,47 39,11 35,55 78,22 AC-70 0,46 0,382 265 121,1 1098,31 NM2-NM1 2 3 1617 1090,01 1950,08 25,59 23,26 51,18 AC-70 0,46 0,382 265 79,1 1 NM1-BQL 2 4 462 223,76 513,33 6,74 6,13 13,48 AC-70 0,46 0,382 265 27,09 TBA –NM5 2 6 3855,5 3134,51 4968,91 65,2 59,27 130,4 AC-70 0,46 0,382 265 405,12 NM5-NM4 2 3 1496 1122 1870 24,54 22,31 49,08 AC-25 1,38 0 130 140,76 545,88 2 NM5-NM6 2 3 1398,1 975,88 1705 22,37 20,34 44,74 AC-25 1,38 0 130 131,55 TBA-NM10 2 6 2805 2342,274 3654,35 47,95 43,59 95,9 AC-50 0,65 0,392 210 373,83 1261,13 646,38 NM10-NM11 2 3 1430 1906,67 25,02 22,75 50,04 AC-25 1,38 0 130 134,55 3 9 28
  29. NM10-NM8 2 5 715 499,07 871,95 11,44 10,4 22,88 AC-25 1,38 0 130 112,13 NM11-NM9 2 5 880 776,083 1173,33 15,4 14 30,8 AC-25 1,38 0 130 138 TBA-NM12 2 2 2533,3 2500,44 3559,47 46,71 42,46 93,42 AC-50 0,65 0,392 210 119,4 NM12-NM16 2 7 1829,3 1972,44 2690,14 35,3 32,09 70,6 AC-35 0,85 0,403 175 373,83 656,45 4 NM16-NM15 2 7 564,3 608,45 829,85 10,89 9,9 21,78 AC-25 1,38 0 130 123,89 NM15- NM4 2 4 313,5 338,03 461,03 6,05 5,5 12,1 AC-25 1,38 0 130 39,33 5 TBA-NM13 4 11 17572,39 15223,25 23249,44 152,53 138,66 203,37 AC-185 0,17 0,377 510 1090,81 1090,81 Bảng 3.4: Thông số đường dây trên không phương án 3 ( Ucp = 5%Udm = 5%.10 = 500 V) L F P Q S kt r0 x0 Đường dây tt10 tt10 tt10 Ilvmax Isc Icp U U MAX    2 Lộ k ()mm Loại dây (/) km (/) km ()kW (kV Ar) ()kVA ()A ()A ()A ()V ( V) m Nhóm TBA-NM6 8 16 5412 4738,76 7193,44 51,91 47,19 59,33 ACO-700 0,044 0,378 1220 405,88 NM3-NM7 6 6 1650 1683,34 2357,15 22,68 20,62 27,22 AC0-700 0,044 0,378 1220 70,89 NM3-NM2 6 3 2442 1708,76 2980,47 28,68 26,07 34,42 ACO-700 0,044 0,378 1220 37,67 498,8 NM2-NM1 4 3 1617 1090,01 1950,08 28,15 25,59 37,53 ACO-400 0,08 0,386 825 41,26 1 NM1-BQL 4 4 462 223,76 513,33 7,41 6,74 9,88 ACO-240 0,13 0,357 605 13,99 TBA-NM5 2 6 3855,5 3134,51 4968,91 143,44 130,4 286,88 ACO-700 0,044 0,378 1220 406,35 495,61 NM5-NM4 2 3 1496 1122 1870 53,98 49,07 107,96 ACO-240 0,13 0,357 605 89,26 29
  30. NM5-NM6 2 3 1398,1 975,88 1705 49,22 44,75 98,44 AC-185 0,17 0,377 510 90,84 2 TBA-NM10 2 6 2805 2342,27 3654,35 105,49 95,9 210,98 ACO-600 0,055 0,384 1050 316,11 NM10-NM11 2 3 1430 1261,139 1906,67 55,04 50,04 110,08 ACO-500 0,065 0,39 945 87,72 497,1 NM10-NM8 2 5 715 499,07 871,95 25,17 22,88 50,34 AC-50 0,65 0,392 210 165,1 3 NM11-NM9 2 5 880 776,083 1173,33 33,87 30,79 67,74 ACO-500 0,08 0,39 945 93,27 TBA-NM12 4 2 2533,3 2500,44 3559,47 51,38 46,71 68,51 ACO-700 0,044 0,378 1220 52,83 NM12-NM16 2 7 1829,3 1972,44 2690,14 77,66 70,6 155,32 ACO-600 0,055 0,384 1050 300,31 496,17 4 NM16-NM15 2 7 564,3 608,45 829,85 23,96 21,78 47,92 ACO-300 0,108 0,396 690 105,66 NM15- NM4 2 4 313,5 338,03 461,03 13,31 12,1 26,62 AC-150 0,21 0,358 365 37,37 5 TBA-NM13 16 11 17572,39 15223,25 23249,44 83,89 76,26 89,48 ACO-500 0,065 0,39 945 486,7 486,7 30
  31. Bảng 3.5: Thông số đường dây trên không phương án 4 ( Ucp = 5%Udm = 5%.35 = 1750 V) U L F r x MAX Đường dây P Q S I kt I 0 0 I U tt10 tt10 tt10 lvmax sc cp    2 Lộ k ()mm Loại dây (/) km (/) km ()kW (kV Ar) ()kVA ()A ()A ()A ()V m ( V) Nhóm TBA-NM2 2 12 3762 3055,4 4846,5 39,97 36,34 79,94 AC-50 0,65 0,392 210 619,28 NM2-NM3 2 3 1320 1346,7 1885,7 15,55 14,14 31,1 AC-25 1,38 0 130 78,07 1 751,34 NM2-NM1 2 3 1617 1090 1950,1 16,08 14,62 32,16 AC-25 1,38 0 130 95,63 NM1-NM17 2 4 462 223,76 513,33 4,23 3,85 8,46 AC-25 1,38 0 130 36,43 TBA-NM5 2 6 2457,4 2158,63 3270,86 26,98 24,53 53,96 AC-25 1,38 0 130 290,68 2 379,16 NM5-NM4 2 3 1496 1122 1870 15,42 14,02 30,84 AC-25 1,38 0 130 88,48 TBA-NM6 2 8 3048,1 2659,22 4045,04 33,36 30,33 66,72 AC-35 0,85 0,403 175 418,58 3 711,34 NM6-NM7 2 9 1650 1683,34 2357,15 19,44 17,67 38,88 AC-25 1,38 0 130 292,76 TBA-NM10 2 6 2805 2342,274 3654,35 30,14 27,4 60,28 AC-35 0,85 0,403 175 285,27 NM10-NM11 2 3 1430 1261,139 1906,67 15,73 14,3 31,46 AC-25 1,38 0 130 84,57 456,58 NM10-NM8 2 5 715 499,07 871,95 7,19 6,54 14,38 AC-25 1,38 0 130 70,48 4 NM11-NM9 2 5 880 776,083 1173,33 9,68 8,8 19,36 AC-25 1,38 0 130 86,74 TBA-NM12 2 2 2533,3 2500,44 3559,47 29,36 26,69 58,72 AC-35 0,85 0,403 175 90,31 NM12-NM16 2 7 1829,3 1972,44 2690,14 22,19 20,17 44,38 AC-25 1,38 0 130 252,44 445,34 5 NM16-NM15 2 7 564,3 608,45 829,85 6,84 6,22 13,68 AC-25 1,38 0 130 77,87 NM15- NM4 2 4 313,5 338,03 461,03 3,8 3,45 7,6 AC-25 1,38 0 130 24,72 31
  32. 6 TBA-NM13 2 11 17572,39 15223,25 23249,44 191,76 174,33 383,52 AC0-240 0,13 0,357 605 1213 1213 Bảng 3.6: Thông số đường dây trên không phương án 5 ( Ucp = 5%Udm = 5%.22 = 1100 V) L F P Q S kt r0 x0 Đường dây tt10 tt10 tt10 Ilvmax Isc Icp U U MAX    2 Lộ k ()mm Loại dây (/) km (/) km ()kW (kV Ar) ()kVA ()A ()A ()A ()V ( V) m Nhóm TBA-NM2 2 12 3762 3055,4 4846,5 63,59 57,81 127,18 AC-70 0,46 0,382 265 790,28 NM2-NM3 2 3 1320 1346,7 1885,7 24,74 22,49 49,48 AC-25 1,38 0 130 124,2 1 1000,39 NM2-NM1 2 3 1617 1090 1950,1 25,59 23,26 51,18 AC-25 1,38 0 130 152,15 NM1-NM17 2 4 462 223,76 513,33 6,74 6,13 13,48 AC-25 1,38 0 130 57,96 TBA-NM5 2 6 2457,4 2158,63 3270,86 42,92 39,02 85,84 AC-50 0,85 0,403 210 403,46 2 544,22 NM5-NM4 2 3 1496 1122 1870 24,54 22,31 49,08 AC-25 1,38 0 130 140,76 TBA-NM6 2 8 3048,1 2659,22 4045,04 53,08 48,25 106,16 AC-50 0,85 0,403 175 665,92 3 1091,56 NM6-NM7 2 9 1650 1683,34 2357,15 30,93 28,12 61,86 AC-35 0,85 0,403 130 425,64 TBA-NM10 2 6 2805 2342,274 3654,35 47,95 43,59 95,9 AC-50 0,65 0,392 175 373,83 NM10-NM11 2 3 1430 1261,139 1906,67 25,02 22,75 50,04 AC-25 1,38 0 130 134,55 646,38 4 NM10-NM8 2 5 715 499,07 871,95 11,44 10,4 22,88 AC-25 1,38 0 130 112,13 NM11-NM9 2 5 880 776,083 1173,33 15,4 14 30,8 AC-25 1,38 0 130 138 32
  33. TBA-NM12 2 2 2533,3 2500,44 3559,47 46,71 42,46 93,42 AC-50 0,65 0,392 175 119,4 NM12-NM16 2 7 1829,3 1972,44 2690,14 35,3 32,09 70,6 AC-35 0,85 0,403 130 373,83 656,45 5 NM16-NM15 2 7 564,3 608,45 829,85 10,89 9,9 21,78 AC-25 1,38 0 130 123,89 NM15- NM4 2 4 313,5 338,03 461,03 6,05 5,5 12,1 AC-25 1,38 0 130 39,33 6 TBA-NM13 4 11 17572,39 15223,25 23249,44 152,53 138,66 203,37 AC-185 0,17 0,377 605 1090,81 1090,81 Bảng 3.7: Thông số đường dây trên không phương án 6( Ucp = 5%Udm = 5%.10 = 500 V) L F U P Q S kt r0 x0 MAX Đường dây tt10 tt10 tt10 Ilvmax Isc Icp U    2 Lộ k ()mm Loại dây (/) km (/) km ()kW (kV Ar) ()kVA ()A ()A ()A ()V m ( V) Nhóm TBA-NM2 4 12 3762 3055,4 4846,5 69,95 63,59 93,27 ACO-700 0,044 0,378 1220 396,14 NM2-NM3 2 3 1320 1346,7 1885,7 54,44 49,49 108,88 ACO-400 0,108 0,396 825 101,38 1 499,13 NM2-NM1 2 3 1617 1090 1950,1 56,29 51,17 112,58 ACO-500 0,065 0,39 945 79,53 NM1-NM17 2 4 462 223,76 513,33 14,82 13,47 29,64 ACO-500 0,065 0,39 945 23,46 TBA-NM5 2 6 2457,4 2158,63 3270,86 94,42 85,84 188,84 AC-150 0,21 0,365 445 391,19 2 499,74 NM5-NM4 2 3 1496 1122 1870 53,98 49,07 107,96 AC-150 0,21 0,365 445 108,55 TBA-NM6 4 8 3048,1 2659,22 4045,04 58,39 53,08 77,85 ACO-700 0,044 0,378 1220 227,86 3 493,54 NM6-NM7 4 9 1650 1683,34 2357,15 34,02 30,93 45,36 AC-95 0,33 0,378 330 265,68 2342,27 105,4 TBA-NM10 2 6 2805 3654,35 95,9 210,98 ACO-600 0,055 0,384 1050 316,11 497,1 4 9 33
  34. NM10-NM11 2 3 1430 1261,139 1906,67 55,04 50,04 110,08 ACO-500 0,065 0,39 945 87,72 4 NM10-NM8 2 5 715 499,07 871,95 25,17 22,88 50,34 AC-50 0,65 0,392 210 165,1 NM11-NM9 2 5 880 776,083 1173,33 33,87 30,79 67,74 ACO-500 0,08 0,39 945 93,27 TBA-NM12 4 2 2533,3 2500,44 3559,47 51,38 46,71 68,51 ACO-700 0,044 0,378 1220 52,83 NM12-NM16 2 7 1829,3 1972,44 2690,14 77,66 70,6 155,32 ACO-600 0,055 0,384 1050 300,31 496,17 5 NM16-NM15 2 7 564,3 608,45 829,85 23,96 21,78 47,92 ACO-300 0,108 0,396 690 105,66 NM15- NM4 2 4 313,5 338,03 461,03 13,31 12,1 26,62 AC-150 0,21 0,358 365 37,37 6 TBA-NM13 16 11 17572,39 15223,25 23249,44 83,89 76,26 89,48 ACO-500 0,065 0,39 945 486,7 486,7 34
  35. Nhận xét: Sau khi đề xuất các phương án ta nhận thấy các phương án 3 và phương án 6 phải sử dụng quá nhiều lộ đường dây để đảm bảo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Hơn nữa tiết diện dây cũng rất lớn. Vì vậy sau khi sơ bộ đánh giá ta giữ lại 4 phương án còn lại (phương án 1, phương án 2, phương án 4 ,phương án 5)ứng với 2 cấp điện áp 22kV và 35kV đem so sánh kinh tế kỹ thuật Hình 3.2 : Hai sơ đồ đi dây 3.3.3. Chọn máy cắt Máy cắt điện là thiết bị đóng cắt mạch điện cao áp (>1000V). Ngoài nhiệm vụ đóng cắt phụ tải phục vụ công tác vận hành, máy cắt còn có chức năng cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện. Máy cắt được chọn sơ bộ theo các điều kiện sau: + Điện áp định mức: UdmMC Udmm SttNM + Dòng điện định mức: IdmMC Icb với Icb= 3.UTA 3.3.3.1. Phƣơng án 1 Chọn máy cắt phía hạ TBATT: 35
  36. Chọn máy cắt SF6 do Schneider chế tạo loại F400 với thông số cho ở bảng 3.9 Điện áp định mức: UdmMC = 36 kV Udmm=35kV Dòng điện định mức:IdmMC =630A Icb= S 34092 ttCN(10) 562,37 A 3.UTA 3.35 Chọn máy cắt trên mạch đường dây nối với nhà máy sản xuất kết cấu thép: Chọn máy cắt SF6 do Schneider chế tạo loại F400 Điện áp định mức: UdmMC = 36 kV Udmm=35kV Dòng điện định mức: IdmMC =630A Icb= S 23249,44 ttNM(10) 383,51A 3.UTA 3.35 Tương tự với các mạch đường dây còn lại kết quả ở trong bảng 3.8 Bảng 3.8: Chọn máy cắt cấp điện áp 35 kV phương án 1 Icắtd Udm Iôđn/tôđ Iôđđ Icbmax S Loại Idm m Các lộ đường dây (kV n (kA (A) L MC (A) (kA ) (kA/s) ) ) Phía hạ TBATT 562,37 3 F400 36 630 25 25/3 40 TBA-Nhóm 1 118,66 2 F400 36 630 25 25/3 40 TBA- Nhóm 2 81,96 2 F400 36 630 25 25/3 40 TBA- Nhóm 3 60,28 2 F400 36 630 25 25/3 40 TBA- Nhóm 4 58,72 2 F400 36 630 25 25/3 40 TBA- Nhà máy sản 383,52 2 F400 36 630 25 25/3 40 36
  37. xuất kết cấu thép Tổng số máy cắt 13 3.3.3.2. Phƣơng án 2 Tính toán tương tự ta có kết quả trong bảng 3.9 Bảng 3.9: Chọn máy cắt cấp điện áp 22 kV phương án 2 Chọn máy cắt SF6 do Schneider chế tạo loại 24GI-E16 Iôđn/tôđ Icbmax Udm Idm Icắtdm Iôđđ Các lộ đường dây SL Loại MC n (A) (kV) (A) (kA) (kA) (kA/s) Phía hạ TBATT 894,68 3 24GI-E16 24 1250 16 16/1 40 TBA-Nhóm 1 188,78 2 24GI-E16 24 1250 16 16/1 40 TBA- Nhóm 2 130,4 2 24GI-E16 24 1250 16 16/1 40 TBA- Nhóm 3 95,9 2 24GI-E16 24 1250 16 16/1 40 TBA- Nhóm 4 93,42 2 24GI-E16 24 1250 16 16/1 40 TBA- Nhà máy sản xuất 305,06 2 24GI-E16 24 1250 16 16/1 40 kết cấu thép Tổng số máy cắt 13 3.3.3.3. Phƣơng án 4: Tính toán tương tự ta có kết quả trong bảng 3.10 Bảng 3.10: Chọn máy cắt cấp điện áp 35 kV phương án 4 Các lộ đường Icbmax Loại Udm Idm Icắtdm Iôđn/tôđn Iôđđ SL dây (A) MC (kV) (A) (kA) (kA/s) (kA) Phía hạ TBATT 562,37 3 F400 36 630 25 25/3 40 TBA-Nhóm 1 79,94 2 F400 36 630 25 25/3 40 37
  38. TBA- Nhóm 2 53,96 2 F400 36 630 25 25/3 40 TBA- Nhóm 3 66,72 2 F400 36 630 25 25/3 40 TBA- Nhóm 4 60,28 2 F400 36 630 25 25/3 40 TBA- Nhóm 5 58,72 2 F400 36 630 25 25/3 40 TBA- Nhà máy sản xuất kết cấu 383,52 2 F400 36 630 25 25/3 40 thép Tổng số máy cắt 15 3.3.3.4. Phƣơng án 5: Tính toán tương tự ta có kết quả trong bảng 3.11 Bảng 3.11: Chọn máy cắt cấp điện áp 22 kV phương án 5 Udm Idm Icắtdm Iôđn/tôđn Iôđđ Các lộ đường dây Icbmax (A) SL Loại MC (kV) (A) (kA) (kA/s) (kA) 24GI- Phía hạ TBATT 894,68 3 24 1250 16 16/1 40 E16 24GI- TBA-Nhóm 1 127,18 2 24 1250 16 16/1 40 E16 24GI- TBA- Nhóm 2 85,84 2 24 1250 16 16/1 40 E16 24GI- TBA- Nhóm 3 106,16 2 24 1250 16 16/1 40 E16 24GI- TBA- Nhóm 4 95,9 2 24 1250 16 16/1 40 E16 24GI- TBA- Nhóm 5 93,42 2 24 1250 16 16/1 40 E16 TBA- Nhà máy sản 305,06 2 24GI- 24 1250 16 16/1 40 38
  39. xuất kết cấu thép E16 Tổng số máy cắt 15 3.4.TÍNH TOÁN KINH TẾ KĨ THUẬT LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ. Để so sánh kinh tế kỹ thuật giữa các phương án ta dùng hàm chi phí vòng đời. Cvđ =V+Cvh Trong đó: V: là tổng vốn đầu tư bao gồm các vốn đầu tư về: Đường dây ( chủ yếu xét phía trung áp) Trạm biến áp ( chỉ xét trạm biến áp trung tâm). Máy cắt (phía trung áp). Cvh: là chi phí vận hành hàng năm được tính theo biểu thức: Cvh= Cbd+Ckh+CE+Cmđ+Cnc+Cphụ Cbd : chi phí về tu sửa bảo dưỡng :Cbq = kbq.V với kbq– hệ số bảo quản Ckh : chi phí về khấu hao:Ckh= kkh.V với kkh là hệ số khấu hao CE : chi phí tổn thất về điện năng:CA=  . A Với A là tổn thất điện năng; là giá 1kWh(đồng) Cmđ : tổn thất kinh tế do mất điện Cnc : chi phí về lương cán bộ và nhân công vận hành Cphụ : chi phí phụ khác như làm mát, sưởi ấm Trong khi thiết kế có thể giả thiết Cbd; Ckh; Cnc; Cphụ; Cmđ là như nhau trong các phương án nên có thể bỏ qua. Cp chỉ xét khi phụ tải rất lớn trong trường hợp này ta cũng bỏ qua. T T CAj (1+i) -1 Vậy : Cvđ = V + CA = V+ j = V+CA0. T j=1 (1+i) i(1+i) 39
  40. Trong đó: CA0 : chi phí về tổn thất điện năng năm 0.CA0 = AαA lấy αA =1000 đ/kWh. i : suất triết khấu (i =12%). T : thời gian vận hành của công trình (T =30 năm). j : năm vận hành của công trình. Xác định tổn thất điện năng của trạm biến áp trung tâm Tổn thất điện năng được xác định theo công thức 2 1 Stt : ΔAB =n.ΔP 0 .t+ ΔP n . .τ , kWh nS dmBA Trong đó: n - Số máy biến áp ghép song song. t - Thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm t = 8760 h. -4 2  - Thời gian tổn thất công lớn nhất [h] :  = (0,124 +Tmax.10 ) .8760 P0, Pn - Tổn thất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA[kW]. Stt - Công suất tính toán của MBA [kVA]. SdmBA - Công suất định mức của MBA [kVA]. Xác định tổn thất điện năng trên dây dẫn 2 SttNM -3 Tổn thất công suất tác dụng : ΔPD =2 .R.10 (kW,kVA;kV) Udm 1 Trong đó : R - Điện trở lộ cáp R= .r .L , Ω n 0 l - chiều dài lộ từ TBATT đến các nhà máy [ km ] r0 - điện trở trên một đơn vị chiều dài cáp [ /km ] Tổn thất điện năng trên dây dẫn AD= PD , kWh 40
  41. 3.4.1. Phƣơng án 1 3.4.1.1. Tính tổn thất điện năng trong 1 năm a.Tổn thất điện năng trong máy biến áp (chỉ xét TBATT: TPDH-25000/110) 2 1 Stt ΔAB =n.ΔP 0 .t+ ΔP n . .τ , kWh nS dmBA Trong đó: n=2; t = 8760h; P0 = 29kW; Pn = 120 kW; SdmBA=25000 kVA. 6 SNMi .T maxi i=1 -4 2 Ta có TmaxCN = 6 =5010,17  = (0,124 + 5010,17.10 ) .8760 = SNMi i=1 3422,1 h 2 1 34092 Vậy: ΔAB35 =2.29.8760+ .120. .3422,1= 889909 kWh 2 25000 b.Tổn thất điện năng trên đường dây Xét đường dây từ TBATT-Nhà máy sản xuất kết cấu thép (dây ACO-240). 2 2 SttNM13 -3 23249,44 0,13.11 -3 ΔPD1 =2 .R.10 =2 . .10 315,5 kW Udm 35 2 Với Tmax = 5500 h  = 3979,46 h AD1= PD1. = 315,5 .3979,46 = 1255519,63 kWh Tương tự với các đường dây còn lại ta thu được bảng tổng kết 3.12 Bảng 3.12: Tổn thất điện năng trên đường dây phương án 1 r0 L Loại Stt10 Tmaxi P Ai Đường dây Lộ  /k  (h) km dây (kVA) (h) (kW) (kWh) m nhóm 41
  42. TBA-NM3 2 16 AC-70 0,46 7193,44 4841,73 3240,1 155,45 503673,6 NM3-NM7 2 6 AC-25 1,38 2357,15 6000 4591,78 18,78 86233,63 NM3-NM2 2 3 AC-25 1,38 2980,47 3828,22 2250,17 15,01 33775,05 1 NM2-NM1 2 3 AC-25 1,38 1950,08 3737,71 2170,52 6,43 13956,44 NM1-BQL 2 4 AC-25 1,38 513,33 3000 1574,84 0,59 929,16 TBA-NM5 2 6 AC-50 0,65 4968,91 5033,07 3447,18 39,3 135474,2 NM5-NM4 2 3 AC-25 1,38 1870 6000 4591,78 5,91 27137,42 2 NM5-NM6 2 3 AC-25 1,38 1705 4000 2405,29 4,91 11809,97 TBA- 2 6 AC-35 0,85 3654,35 3612,25 2062,48 27,8 57336,94 NM10 NM10- 2 3 AC-25 1,38 1906,67 3623,08 2071,7 6,14 12720,24 NM11 3 NM10- 2 5 AC-25 1,38 871,95 3500 1968,16 2,14 4211,86 NM8 NM11- 2 5 AC-25 1,38 1173,33 3700 2137,76 3,88 8294,51 NM9 TBA- 2 2 AC-35 0,85 3559,47 4528,09 2914,53 8,79 25618,72 NM12 NM12- 2 7 AC-25 1,38 2690,14 4537,28 2923,82 28,53 83416,58 4 NM16 NM16- 2 7 AC-25 1,38 829,85 3500 1968,16 2,72 5353,4 NM15 NM15- 2 4 AC-25 1,38 461,03 3500 1968,16 0,48 944,72 NM4 TBA- AC0- 5 2 11 0,13 23249,44 5500 3979,46 315,5 1255520 NM13 240 Tổng 2266406 Tổng tổn thất điện năng của phương án 1 là: A1 = AD1 + AB35 = 2266406+ 889909= 3156315 kWh 42
  43. 3.4.1.2. Tính chi phí vòng đời (Cvđ) a.Tính vốn đầu tư (V): V = VB + VD + VMC 6 6 Cho TBATT(110/35kV): VB1 = 2.3720.10 = 7440.10 đ. Cho máy cắt ( chỉ tính cho máy cắt trung áp – cấp 35kV) Phương án sử dụng 13 máy cắt trung áp, mỗi máy cắt có giá là 26000 USD với tỷ giá 1USD=17500đ 6 VMC = 13. 26000.17500 = 5915.10 Cho đường dây: Vdi = 1,8.Kdi.Li (với 1,8 là hệ số đồng thời cho 1 lộ kép) Kết quả tính toán cho trong bảng sau Bảng 3.13: Vốn đầu tư cho đường dây phương án 1 L Thành Loại Đơn giá Đường dây Lộ (km tiền dây (106đ/km) ) (106đ) nhóm TBA-NM3 2 16 AC-70 235,9 6793,92 NM3-NM7 2 6 AC-25 140,0 1512 1 NM3-NM2 2 3 AC-25 140,0 756 NM2-NM1 2 3 AC-25 140,0 756 NM1-BQL 2 4 AC-25 140,0 1008 2 TBA-NM5 2 6 AC-50 197,4 2131,92 43
  44. NM5-NM4 2 3 AC-25 140,0 756 NM5-NM6 2 3 AC-25 140,0 756 TBA-NM10 2 6 AC-35 170,0 1836 NM10-NM11 2 3 AC-25 140,0 756 3 NM10-NM8 2 5 AC-25 140,0 1260 NM11-NM9 2 5 AC-25 140,0 1260 TBA-NM12 2 2 AC-35 170,0 612 4 NM12-NM16 2 7 AC-25 140,0 1764 NM16-NM15 2 7 AC-25 140,0 1764 NM15- NM4 2 4 AC-25 140,0 1008 5 TBA-NM13 2 11 AC0-240 430,5 8523,9 tổng 33253,74 Tổng vốn đầu tư cho phương án 1 là: 6 6 6 6 V1 = VB + VD + VMC = 7440.10 + 33253,74.10 + 5915.10 = 46908,74.10 đ b.Tính chi phí vòng đời (1+i)T -1 Cvđ = V + CA = V+CA0. i(1+i)T Trong đó: V = 45715,94106đ CA0 = A1. A với A= 1000đ/kW CA0 = 3156315.1000=3156315000 đ i = 12%; T=30 năm. 30 6 (1+0,12) -1 6 Vậy: Cvđ1 = 46908,74.10 + 3156315000. =72333,49.10 đ 0,12(1+0,12)30 3.4.2. Phƣơng án 2 3.4.2.1. Tính tổn thất điện năng trong 1 năm a.Tổn thất điện năng trong máy biến áp 44
  45. Các thông số của MBATT ở cấp 22kV giống với cấp 35kV nên ΔAB22 =ΔA B35 = 889909kWh b.Tổn thất điện năng trên đường dây Tính toán tương tự như cấp 35kV ta có kết quả trong bảng 3.14 Bảng 3.14: Tổn thất điện năng trên đường dây phương án 2 r0 L L Loại Stt10 Tmaxi P Ai Đường dây  /k  (h) ộ km dây (kVA) (h) (kW) (kWh) m nhóm ACO- TBA-NM3 2 16 240 0,13 7193,44 4841,73 3240,1 111,19 360266,7 NM3-NM7 2 6 AC-70 0,46 2357,15 6000 4591,78 15,84 72733,8 NM3-NM2 2 3 AC-70 0,46 2980,47 3828,22 2250,17 12,66 28487,15 NM2-NM1 2 3 AC-70 0,46 1950,08 3737,71 2170,52 5,42 11764,22 1 NM1-BQL 2 4 AC-70 0,46 513,33 3000 1574,84 0,5 787,42 TBA-NM5 2 6 AC-70 0,46 4968,91 5033,07 3447,18 70,4 242681,5 NM5-NM4 2 3 AC-25 1,38 1870 6000 4591,78 14,96 68693,03 2 NM5-NM6 2 3 AC-25 1,38 1705 4000 2405,29 12,43 29897,75 TBA-NM10 2 6 AC-50 0,65 3654,35 3612,25 2062,48 53,8 110961,4 NM10- NM11 2 3 AC-25 1,38 1906,67 3623,08 2071,7 15,55 32214,94 3 NM10-NM8 2 5 AC-25 1,38 871,95 3500 1968,16 5,42 10667,43 NM11-NM9 2 5 AC-25 1,38 1173,33 3700 2137,76 9,81 20971,43 TBA-NM12 2 2 AC-50 0,65 3559,47 4528,09 2914,53 17,02 49605,3 NM12- 4 NM16 2 7 AC-35 0,85 2690,14 4537,28 2923,82 44,48 130051,5 NM16- NM15 2 7 AC-25 1,38 829,85 3500 1968,16 6,87 13521,26 NM15- NM4 2 4 AC-25 1,38 461,03 3500 1968,16 1,21 2381,47 5 TBA-NM13 4 11 AC-185 0,17 23249,44 5500 3979,46 522,11 2077716 Tổng 3263402 45
  46. Tổng tổn thất điện năng của phương án 2 A2 = AD2 + AB22 = 3263402+ 889909= 4153311 kWh 3.4.2.2. Tính chi phí vòng đời (Cvđ) a.Tính vốn đầu tư (V): V = VB + VD + VMC 6 6 Cho TBATT(110/22kV): VB2 = 2.360010 = 7200.10 đ. Cho đường dây: Tính toán tương tự với như trên ta có kết quả trong bảng sau: Bảng 3.15: Vốn đầu tư cho đường dây phương án 2 L Thành Đơn giá Đường dây Lộ (km Loại dây tiền (106đ/km) ) (106đ) nhóm 1 2 3 4 5 6 7 TBA-NM3 2 16 ACO-240 325,5 9374,4 NM3-NM7 2 6 AC-70 171,5 1852,2 1 NM3-NM2 2 3 AC-70 171,5 926,1 NM2-NM1 2 3 AC-70 171,5 926,1 NM1-BQL 2 4 AC-70 171,5 1234,8 TBA-NM5 2 6 AC-70 171,5 1852,2 2 NM5-NM4 2 3 AC-25 100,0 540 1 2 3 4 5 6 7 2 NM5-NM6 2 3 AC-25 100,0 540 TBA-NM10 2 6 AC-50 143,5 1549,8 NM10-NM11 2 3 AC-25 100,0 540 3 NM10-NM8 2 5 AC-25 100,0 900 NM11-NM9 2 5 AC-25 100,0 900 TBA-NM12 2 2 AC-50 143,5 516,6 46
  47. 4 NM12-NM16 2 7 AC-35 120,0 1512 NM16-NM15 2 7 AC-25 100,0 1260 NM15- NM4 2 4 AC-25 100,0 720 5 TBA-NM13 4 11 AC-185 266,0 10533,6 tổng 35677,8 Cho máy cắt ( chỉ tính cho máy cắt trung áp – cấp 22kV): sử dụng 13 MC trung áp, 6 mỗi MC có giá là 20800USD VMC = 13. 20800.17500 = 4732.10 đ Tổng vốn đầu tư cho phương án 2 6 6 6 6 V2 = VB + VD + VMC = 7200.10 + 35677,8.10 + 4732.10 = 47609,8.10 đ b.Tính chi phí vòng đời (1+i)T -1 Cvđ = V + CA = V+CA0. i(1+i)T Trong đó: V = 47609,8.106đ CA0 = A2. A với A= 1000đ/kW CA0 = 4153311.1000=4153311000 đ i = 12%; T=30 năm. 30 6 (1+0,12) -1 6 Vậy: Cvđ2 = 47609,8.10 + 4153311000. =81065,55. 10 đ 0,12(1+0,12)30 3.4.3. Phƣơng án 4 3.4.3.1. Tính tổn thất điện năng trong 1 năm a.Tổn thất điện năng trong máy biến áp tương tự ta có : ΔAB35 = 889909kWh b.Tổn thất điện năng trên đường dây:Tính toán tương tự phương án 1 ta có bảng sau 47
  48. Bảng 3.16: Tổn thất điện năng trên đường dây phương án 4 L Loại r0 Stt10 Tmaxi P Ai Đường dây Lộ k  (h) dây  /km (kVA) (h) (kW) (kWh) m nhóm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4281,5 2670,7 74,7 199717, TBA-NM2 2 12 AC-50 0,65 4846,5 7 3 8 2 3410,9 20499,6 NM2-NM3 2 3 AC-25 1,38 1885,7 5000 6,01 3 9 1 3737,7 2170,5 13956,4 NM2-NM1 2 3 AC-25 1,38 1950,1 6,43 1 2 4 NM1- 1574,8 2 4 AC-25 1,38 513,33 3000 0,59 929,16 NM17 4 3270,8 2405,2 36,1 86975,2 TBA-NM5 2 6 AC-25 1,38 4000 6 9 6 9 2 2405,2 14215,2 NM5-NM4 2 3 AC-25 1,38 1870 4000 5,91 9 6 4045,0 5580,2 4074,8 45,4 185037, TBA-NM6 2 8 AC-35 0,85 4 7 1 1 1 3 2357,1 4591,7 28,1 129350, NM6-NM7 2 9 AC-25 1,38 6000 5 8 7 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 TBA- 2 6 AC-35 0,85 3654,35 3612,25 2062,48 27,8 57336,94 NM10 NM10- 2 3 AC-25 1,38 1906,67 3623,08 2071,7 6,14 12720,24 NM11 4 NM10- 2 5 AC-25 1,38 871,95 3500 1968,16 2,14 4211,86 NM8 NM11- 2 5 AC-25 1,38 1173,33 3700 2137,76 3,88 8294,51 48
  49. NM9 TBA- 2 2 AC-35 0,85 3559,47 4528,09 2914,53 8,79 25618,72 NM12 NM12- 2 7 AC-25 1,38 2690,14 4537,28 2923,82 28,53 83416,58 5 NM16 NM16- 2 7 AC-25 1,38 829,85 3500 1968,16 2,72 5353,4 NM15 NM15- 2 4 AC-25 1,38 461,03 3500 1968,16 0,48 944,72 NM4 TBA- AC0- 6 2 11 0,13 23249,44 5500 3979,46 315,5 1255520 NM13 240 Tổng 2104097 Tổng tổn thất điện năng của phương án 4 A4 = AD4 + AB35 = 2104097+ 889909= 2994006kWh 3.4.3.2 Tính chi phí vòng đời (Cvđ) a.Tính vốn đầu tư (V): V = VB + VD + VMC 6 6 Cho TBATT(110/35kV): VB4 = 2.3720.10 = 7440.10 đ. Cho đường dây: Tính toán tương tự ta có kết quả trong bảng 3.19 Bảng 3.17: Vốn đầu tư cho đường dây phương án 4 Thành L Loại Đơn giá Đường dây Lộ tiền km dây (106đ/km) 6 hóm (10 đ) n TBA-NM2 2 12 AC-50 197,4 4263,84 1 NM2-NM3 2 3 AC-25 140,0 756 NM2-NM1 2 3 AC-25 140,0 756 49
  50. NM1-NM17 2 4 AC-25 140,0 1008 TBA-NM5 2 6 AC-25 140,0 1512 2 NM5-NM4 2 3 AC-25 140,0 756 TBA-NM6 2 8 AC-35 170,0 2448 3 NM6-NM7 2 9 AC-25 140,0 2268 TBA-NM10 2 6 AC-35 170,0 1836 NM10-NM11 2 3 AC-25 140,0 756 4 NM10-NM8 2 5 AC-25 140,0 1260 NM11-NM9 2 5 AC-25 140,0 1260 TBA-NM12 2 2 AC-35 170,0 612 5 NM12-NM16 2 7 AC-25 140,0 1764 NM16-NM15 2 7 AC-25 140,0 1764 NM15- NM4 2 4 AC-25 140,0 1008 6 TBA-NM13 2 11 AC0-240 430,5 8523,9 tổng 32551,74 Cho máy cắt ( chỉ tính cho máy cắt trung áp – cấp 35kV): sử dụng 15 MC trung 6 áp, mỗi MC có giá là 26000 USD VMC = 15. 26000.17500 = 6825.10 Tổng vốn đầu tư cho phương án 4 là: 6 6 6 6 V4 = VB + VD + VMC = 7440.10 +32551,74.10 +6825.10 = 46816,74.10 đ (1+i)T -1 b Tính chi phí vòng đời:Cvđ = V + CA = V+CA0. i(1+i)T Trong đó:-V = 46708,74.106đ -CA0 = A4. A với A= 1000đ/kW CA0 = 2994006.1000 =2994006000đ 50
  51. - i = 12%; T=30 năm. 30 6 (1+0,12) -1 6 Vậy: Cvđ4 = 46816,74.10 + 2994006000. =70934,1 .10 đ 0,12(1+0,12)30 3.4.4. Phƣơng án 5 3.4.4.1. Tính tổn thất điện năng trong 1 năm a.Tổn thất điện năng trong máy biến áp tương tự ta có:ΔAB22 =ΔA B35 = 889909kWh b.Tổn thất điện năng trên đường dây:Tính toán tương tự ta có kết quả trong bảng 3.20 Bảng 3.18: Tổn thất điện năng trên đường dây phương án 5 L r0 Loại Stt10 Tmaxi P Ai Đường dây Lộ k  /k  (h) dây (kVA) ( (h) (kW) (kWh) m m nhóm TBA-NM2 2 12 AC-70 0,46 4846,5 4281,57 2670,73 133,94 357717,58 NM2-NM3 2 3 AC-25 1,38 1885,7 5000 3410,93 15,21 51880,25 1 NM2-NM1 2 3 AC-25 1,38 1950,1 3737,71 2170,52 16,26 35292,66 NM1-NM17 2 4 AC-25 1,38 513,33 3000 1574,84 1,5 2362,26 TBA-NM5 2 6 AC-50 0,85 3270,86 4000 2405,29 56,37 135586,2 2 NM5-NM4 2 3 AC-25 1,38 1870 4000 2405,29 14,96 35983,14 TBA-NM6 2 8 AC-50 0,85 4045,04 5580,27 4074,81 114,94 468358,66 3 NM6-NM7 2 9 AC-35 0,85 2357,15 6000 4591,78 43,91 201625,06 TBA-NM10 2 6 AC-50 0,65 3654,35 3612,25 2062,48 53,8 110961,42 NM10- NM11 2 3 AC-25 1,38 1906,67 3623,08 2071,7 15,55 32214,94 4 NM10-NM8 2 5 AC-25 1,38 871,95 3500 1968,16 5,42 10667,43 NM11-NM9 2 5 AC-25 1,38 1173,33 3700 2137,76 9,81 20971,43 TBA-NM12 2 2 AC-50 0,65 3559,47 4528,09 2914,53 17,02 49605,3 5 NM12- 2 7 AC-35 0,85 2690,14 4537,28 2923,82 44,48 130051,51 51
  52. NM16 NM16- NM15 2 7 AC-25 1,38 829,85 3500 1968,16 6,87 13521,26 NM15- NM4 2 4 AC-25 1,38 461,03 3500 1968,16 1,21 2381,47 6 TBA-NM13 4 11 AC-185 0,17 23249,44 5500 3979,46 522,11 2077715,9 Tổng 3736896,4 Tổng tổn thất điện năng của phương án 5 là: A5 = AD5 + AB22 = 3736896,4+ 889909= 4626805,4kWh 3.4.4.2. Tính chi phí vòng đời (Cvđ) a.Tính vốn đầu tư (V): V = VB + VD + VMC 6 6 Cho TBATT(110/22kV): VB35 = 2.3600.10 = 7200.10 đ. Cho đường dây: Tính toán tương tự ta có kết quả trong bảng sau Bảng 3.19 Vốn đầu tư cho đường dây phương án 5 Đơn giá Thành L Loại 6 Đường dây Lộ (10 đ/km tiền km dây ) (106đ) nhóm TBA-NM2 2 12 AC-70 171,5 3704,4 NM2-NM3 2 3 AC-25 100,0 540 1 NM2-NM1 2 3 AC-25 100,0 540 NM1-NM17 2 4 AC-25 100,0 720 TBA-NM5 2 6 AC-50 143,5 1549,8 2 NM5-NM4 2 3 AC-25 143,5 774,9 TBA-NM6 2 8 AC-50 143,5 2066,4 3 NM6-NM7 2 9 AC-35 120,0 1944 TBA-NM10 2 6 AC-50 143,5 1549,8 NM10-NM11 2 3 AC-25 100,0 540 52
  53. 4 NM10-NM8 2 5 AC-25 100,0 900 NM11-NM9 2 5 AC-25 100,0 900 TBA-NM12 2 2 AC-50 143,5 516,6 5 NM12-NM16 2 7 AC-35 120,0 1512 NM16-NM15 2 7 AC-25 100,0 1260 NM15- NM4 2 4 AC-25 100,0 720 6 TBA-NM13 4 11 AC-185 266,0 10533,6 tổng 30271,5 Cho máy cắt ( chỉ tính cho máy cắt trung áp – cấp 22kV): sử dụng 15 MC trung 6 áp, mỗi MC có giá là 20800 USD VMC = 15. 20800.17500 = 5460.10 Tổng vốn đầu tư cho PA2 – 22kV là: 6 6 6 6 V5 = VB + VD + VMC = 7200.10 +30271,5.10 +5460.10 = 42931,5.10 đ (1+i)T -1 b.Tính chi phí vòng đời:Cvđ = V + CA = V+CA0. i(1+i)T Trong đó: V = 42931,5.106đ CA0 = A1-35. A với A= 1000đ/kW CA0 = 4626805,4.1000 =4626805400đ i = 12%; T=30 năm. 30 6 (1+0,12) -1 6 Vậy: Cvđ5 = 42931,5.10 + 4626805400. =80201,34 .10 đ 0,12(1+0,12)30 3.4.5. Lựa chọn phƣơng án tối ƣu Từ những tính toán ở trên ta có bảng tổng hợp sau 53
  54. Bảng 3.20 : Tổng hợp tính toán chi phí vòng đời cho các phương án Cấp điện áp Tổn thất điện Chi phí vòng Vốn đầu tư Phương án (kV) năng đời (106đ) (kWh) (106 đ) Phương án 1 35 46908,74. 3156315 72333,49 Phương án 2 22 47609,8 4153311 81065,55 Phương án 4 35 46816,74 2994006 70934,1 Phương án 5 22 42931,5. 4626805,4 80201,34 Nhận xét : Từ bảng trên ta thấy phương án 4 là phương án tối ưu nhất .Vì vậy ta chọn phương án 4 là phương án thiết kế mạng cao áp của khu công nghiệp. 3.5. THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƢƠNG ÁN ĐƢỢC CHỌN 3.5.1. Chọn dây dẫn 110kV từ hệ thống về khu công nghiệp Lựa chọn đường dây cung cấp từ hệ thống điện về trạm TBATT của khu công nghiệp là đường dây trên không, chọn loại dây dẫn là dây nhôm lõi thép AC cấp điện áp là 110 kV với khoảng cách l = 11 km. 2 Với TmaxCN = 5010,17giờ ,tra bảng tìm được: Jkt = 1,0 A/mm S 34092 I =ttCN = = 89,47A ttCN 2. 3.U 2. 3.110 CA IttCN 89,47 2 Fkt = = = 89,47 mm Jkt 1,0 Chọn đường dây lộ kép dây dẫn có tiết diện AC- 95 có r0 = 0,33/km,x0= 0,429 /km với khoảng cách trung bình hình học Dtb= 5m; Icp=330 A Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện dòng sự cố:Khi đứt một dây, dây còn lại sẽ phải truyền tải toàn bộ công suất, do đó ta có : Icp = 330 A > Isc = 2.IttCN = 2.89,46 = 178,92 A 54
  55. Như vậy dây đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng sự cố. Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp : PttCN .R Q ttCN .X (25742,55.0,33.11 22351,39.0,429.11) ΔUbt =904V Udm 2.110 Ucp =10%.Udm = 0,1.110 = 11000(V) Ubt < Ucp . Dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép. 3.5.2. Tính ngắn mạch cho mạng cao áp 3.5.2.1. Sơ đồ các điểm ngắn mạch: Sơ đồ nguyên lý rút gọn: N1 N2 N3 HT MC MC BATT MC MC ÐDK:HT-TBATT ÐDK:TBATT-NM Sơ đồ thay thế : N1 N2 N3 HT XHT ZDHT ZBATT ZDNM Hình 3.3: Sơ đồ các điểm ngắn mạch 3.5.2.2.Chọn các điểm ngắn mạch - Tính điểm ngắn mạch N1 để chọn và kiểm tra khí cụ điện phía cao áp trạm BATT 110 kV gồm máy cắt và thanh góp. - N2,N3 để chọn và kiểm tra khí cụ điện phía hạ áp trạm BATT 35 kV gồm máy cắt, thanh góp và các thiết bị trên đường dây từ TBA về các nhà máy. 3.5.2.3. Tính các thông số của sơ đồ thay thế Ta tiến hành tính toán các thông số trong hệ đơn vị tương đối với: Scb = 100 MVA và Ucb = Utb= 1,05.Udm Ucb35 = Utb35 = 36,75 kV; Ucb110 = Utb110 = 115kV Điện kháng của hệ thống được tính theo công thức : 55
  56. 2 UStb110 cb XHT = . 2 SUN cb110 Trong đó: SN -Công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực(SN=450MVA) 1152 100 X = . = 0,222; UHT = 1. HT 450 1152 Điện trở và điện kháng của đường dây : Scb ZD = (r 0 +jx 0 ).l. 2 U cb110 Trong đó : r0, x0 - điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn [/km] . l - Chiều dài đường dây [km]. Với đường dây từ HT về TBATT: 100 Z =(0,27+j0,423).11. 0,022j 0,035 DHT 1152 Với đường dây từ TBATT về nhà máy sản xuất kết cấu thép(NM13): 100 Z = (0,13+j0,357).11. = 0,105+j0,29 D13 36,752 Tương tự với các lộ đường dây còn lại ta có bảng tổng 3.22 Điện trở và điện kháng MBATT với các thông số: Bảng 3.21: Thông số máy biến áp trong trạm biến áp trung tâm Sdm P0 Pn Un I0 Tên trạm TBATT Uc/Uh [kV] [kVA] [kW] [kW] [%] [%] TPDH-25000/110 25000 115/38,5 29 120 10,5 0,8 ΔP .U22 S 120.115 100 R =N dm . cb = . .10-3 B 2 2 2 2 = 0,0192 Sdm U cb110 25 115 56
  57. U %.U2 S 10,5.1152 100 X =N dm .cb = . B 2 2 = 0,42 100.S U 100.25 115 dm cb110 Bảng3.22: Thông số các đường dây trên không L Tiết diện r0 x0 RDi XDi Đường Dây Lộ [Km [mm2] [/km] [/km] [] [] ] nhóm TBA-NM2 2 12 AC-50 0,65 0,382 0,578 0,339 NM2-NM3 2 3 AC-25 1,38 0 0,307 0 1 NM2-NM1 2 3 AC-25 1,38 0 0,307 0 NM1-NM17 2 4 AC-25 1,38 0 0,409 0 2 TBA-NM5 2 6 AC-25 1,38 0 0,613 0 NM5-NM4 2 3 AC-25 1,38 0 0,307 0 TBA-NM6 2 8 AC-35 0,85 0,403 0,503 0,239 3 NM6-NM7 2 9 AC-25 1,38 0 0,92 0 TBA-NM10 2 6 AC-35 0,85 0,403 0,378 0,179 NM10-NM11 2 3 AC-25 1,38 0 0,307 0 4 NM10-NM8 2 5 AC-25 1,38 0 0,511 0 NM11-NM9 2 5 AC-25 1,38 0 0,511 0 TBA –NM12 2 2 AC-35 0,85 0,403 0,126 0,06 5 NM12-NM16 2 7 AC-25 1,38 0 0,715 0 NM16-NM15 2 7 AC-25 1,38 0 0,715 0 NM15- NM4 2 4 AC-25 1,38 0 0,409 0 6 TBA-NM13 2 11 AC0-240 0,13 0,357 0,106 0,291 3.5.2.4. Tính dòng ngắn mạch 3 pha đối xứng tại các điểm ngắn mạch Trong quá trình tính toán ngắn mạch ta có thể coi nguồn có công suất vô cùng lớn và tiến hành tính toán gần đúng trong hệ đơn vị tương đối cơ bản. Ở đây ta chỉ xét ngắn mạch là 3 pha đối xứng. 57
  58. U1HT Dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối: I*N = = . ZZNN (3) Scb Dòng điện ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên.: IN =I *N . , kA 3.Ucb (3) Dòng điện ngắn mạch xung kích (ixk) được tính như sau:ixk = kxk . 2 .I N với kxk =1,8 a. Dòng ngắn mạch tại điểm N1: Ta có: XHT = 0,222; ZDHT = 0,022+j0,035 ZN1 = XHT + ZDHT = j0,222+0,022+j0,035 = 0,022+j0,257 11 I=*N1 =3,88 22 ZN1 (0,022 0,257 ) (3) Scb 100 IN1 =I *N1 . 3,88. 1,95kA 3.Ucb110 3.115 (3) ixkN1 = kxk . .I N1 =1,8. .1,95 = 4,96 kA b. Dòng ngắn mạch tại điểm N2: ZN2 = ZN1 + ZB = 0,022+j0,257+ 0,0192 + j0,42= 0,0412 +j0,677 11 I=*N2 1,474 22 ZN2 (0,0412 0,677 ) (3) Scb 100 IN2 =I *N2 . 1,474. 2,32kA 3.Ucb35 3.36,75 (3) ixkN2= kxk . .I N2=1,8. .2,32 = 5,91 kA c. Dòng ngắn mạch tại điểm N3: Tuyến đường dây từ TBATT tới nhóm 1:Ta xét trường hợp ngắn mạch tại đầu nhà máy 2 (Xí nghiệp chế tạo phụ tùng ô-tô xe máy 2) 58
  59. ZN3-1 = ZN2 + ZD1 = 0,0412 +j0,677+0,578+j0,339 = 0,6192+j1,016 11 I*N3-nhóm1 max = 0,84 22 ZN3-1 (0,6192 1,016 ) (3) Scb 100 IN3-nhóm1 max =I *N3-nhóm1 max . 0,84. 1,32kA 3.Ucb35 3.36,75 (3) ixkN3-nhóm1= kxk . 2 .I N3-nhóm1 max=1,8. .1,32= 3,36 kA Tính toán tương tự với các điểm khác ta có kết quả cho trong bảng sau: Bảng 3.23: Dòng ngắn mạch tại điểm N3 IN3-i ixkN3- Lộ RN3i XN3i I*N3-i max max imax (kA) (kA) TBATT – nhóm1 0,6192 1,016 0,84 1,32 3,36 TBATT – nhóm 2 0,3482 0,677 1,31 2,058 5,239 TBATT – nhóm 3 0,5442 0,916 0,94 1,477 3,76 TBATT – nhóm 4 0,4192 0,856 1,05 1,65 4,2 TBATT – nhóm 5 0,1672 0,737 1,32 2,074 5,28 TBATT – NM13 0,2612 1,022 0,95 1,492 3,798 3.5.3. Chọn và kiểm thiết bị điện cho mạng cao áp của khu công nghiệp 3.5.3. 1. Chọn máy cắt phía 110 kV Điều kiện chọn và kiểm tra: Điện áp định mức, kv : UđmMC Uđm.m =110kV SttCN 34092 Dòng điện lâu dài định mức, A : Iđm.MC Icb = = =178,94A 3.UCA 3.110 Dòng điện cắt định mức, kA : Iđm.cắt IN1= 1,95 kA 59
  60. Dòng ổn định động, kA : Iđm.đ ixkN1 = 4,96 kA t qd Dòng ổn định nhiệt : Iđm.nh I t dm.nh Chọn máy cắt SF6 cao áp loại SB6 do SCHNEIDER chế tạo có các thông số như sau: Bảng 3.24: Thông số các máy cắt SB6 INmax, IN3S, kA Loại Uđm, kv Iđm, A Iđm.cắt, kA kA SB6 123 2000 31,5 80 31,5 Máy cắt có dòng định mức Iđm > 1000A do đó không phải kiểm tra dòng ổn định nhiệt. 3.5.3.2. Chọn máy biến dòng điện (BI) phía 110 kV và 35kV Điều kiện chọn máy biến dòng: Điện áp định mức: UđmBI110 Uđmmạng110 =110kV; UđmBI35 Uđmmạng35 =35kV Dòng điện cắt định mức: IđmBI110 Icb110 =178,94A; IđmBI35 Icb35 = 562,37A Phụ tải thứ cấp: Z2đmBI Z2 = r2 Dòng ổn định động: Iôđđ110 ixk110 =4,96kA ; Iôđđ35 ixk35 =5,91kA Dòng ổn định nhiệt: Iđm.nh I Với mạng điện trung áp của khu công nghiệp ta có thể lấy tqđ=0,12s Cấp 35kV ta chọn loại máy biến dòng có mã hiệu HKA-36B do EMEK chế tạo gồm 3 cuộn thứ cấp với : Cấp chính xác đo lường(cuộn 1): 0,5 Cấp chính xác bảo vệ(cuộn 2, cuộn 3) : 5P10 60
  61. Cấp 110kV ta chọn loại máy biến dòng có mã hiệu AT-125do EMEK chế tạo gồm 4 cuộn thứ cấp với : Cấp chính xác đo lường(1):5P20 Cấp chính xác bảo vệ(cuộn 2, cuộn 3, cuộn 4):5P20 Thông số của các máy biến dòng được cho trong bảng 3.25: Bảng 3.25: Thông số các máy biến dòng Thông Udm I1dm I2dm Iôđnhiệt Iôđđ Trọng Z2đm() số [kV] [A] [A] [kA/s] [kA] lượng(kg) HKA- 36 20 600 5 25/1 50 50 36B AT-125 123 30 600 5 25/1 50 850 Kiểm tra lại biến dòng theo điều kiện ổn định nhiệt : Máy biến dòng HKA-36B: t qd 0,12 Iđm.nh=25kA I =2,32. =0,8kA t dm.nh 1 Máy biến dòng AT-125: 0,12 Iđm.nh=25kA I =1,95. =0,68kA 1 Máy biến dòng đã chọn cũng thõa mãn các điều kiện còn lại.Vậy ta chọn máy biến dòng HKA-36B(cấp 35kV) và AT-125(cấp 110kV) 61
  62. 3.5.3.3. Chọn máy biến điện áp (BU) phía 110 kV và 35kV Trên thanh cái phía cao áp của TBATT ta đặt máy biến điện áp đo lường đấu theo sơ đồ:Y 0/Y 0/ Ta chọn được loại máy biến điện áp loại GT1-125 và GTE-30 do EMEK chế tạo có các thông số kỹ thuật cho ở bảng sau: Bảng 3.26: Thông số các máy biến điện áp Cấp chính Loại máy Uđmsơ Uđm thứ Cấp chính Cấp điện Sđm xác biến điện cấp cấp xác áp(kV) (VA) đo áp (kV) (V) bảo vệ(1) lường(1) GTE-30 36 35/ 3 100/ 150 3P 0,5 GT1-125 123 110/ 100/ 400 3P 0,5 3.5.3.4. Chọn dao cách ly (DCL) phía 110 kV Điều kiện chọn dao cách ly: Điện áp định mức, kV : UđmDCL Uđm.m =110 kV Dòng điện lâu dài định mức, A : Iđm.DCL Icb = 178,94 A Dòng ổn định động, kA : iđm.đ ixkN1 = 4,96 kA t qd Dòng ổn định nhiệt, kA : Iđm.nh I t dm.nh Tra TL [5] ta chọn dao cách li đặt ngoài trời, lưỡi dao quay trong mặt phẳng nằm ngang loại 3DP2 do SIEMENS chế tạo có thông số trong bảng 3.27 62
  63. Bảng 3.27: Thông số dao cách ly 3DP2 Loại Uđm, kv Iđm, A INt, kA IN max, kA 3DP2 123 1250 20 60 DCL có dòng định mức Iđm > 1000A do đó không phải kiểm tra dòng ổn định nhiệt. 3.5.3.5 Chọn chống sét van phía 110 kV và 35 kV. Chống sét van được lựa chọn theo cấp điện áp do đó ta chọn loại chống sét van do Cooper chế tạo loại AZLP501B96đối với cấp 110kV và AZLP501B30 đối với cấp 35 kV có thông số như sau: Bảng 3.30: Thông số các chống sét van Loại Uđm, kV Ucpmax ,kV Udt ,kV Udtxk ,kV AZLP501B96 96 126 200 285 AZLP501B30 30 40,5 78 125 3.5.4. Kiểm tra các thiết bị điện phía hạ áp của MBATT đã chọn sơ bộ 3.5.4.1. Kiểm tra dây dẫn Dây dẫn là đường dây trên không do trong quá trình chọ sơ bộ ta chọn theo điều kiện phát nóng và kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép nên ta không cần kiểm tra lại 3.5.4.2.Kiểm tra máy cắt trung áp: Ở trên ta chọn được MC trung áp SF6 loại F400 do Schneider chế tạo có các thông số Bảng 3.31: Thông số máy cắt F400 Iôđn/tôđn(kA/s Loại MC Udm(kV) Idm(A) Icắtdm(kA) Iôđđ(kA) ) F400 36 630 25 25/1 40 63
  64. Máy cắt cũng phải kiểm tra theo các điều kiện như với máy cắt 110kV(mục 2.6.3) Máy cắt ta đã chọn sơ bộ theo điều kiện về điện áp và dòng điện lâu dài định mức nên ta chỉ cần kiểm tra lại theo các điều kiện về dòng cắt, dòng ổn định động và ổn định nhiệt Với MC phía hạ áp TBATT xét cho điểm ngắn mạch N2: Dòng điện cắt định mức, kA : Iđm.cắt =25 IN2 = 2,32kA Dòng ổn định động, kA : Iđm.đ =40 ixkN2 = 5,91kA tqd 0,12 Dòng ổn định nhiệt : Iđm.nh 25kA I . 2,32. 0,8 tdmnh 1 Máy cắt đã chọn thỏa mãn các điều kiện kiểm tra Nhận xét:Phía hạ áp TBATT đều sử dụng máy cắt F400,máy cắt thỏa mãn điều kiện kiểm tra với điểm ngắn mạch N2 là điểm có dòng ngắn mạch lớn nhất phía 35kV nên cũng thỏa mãn với các điểm còn lại. 64
  65. AC - 95 / 11km 3DP2 SB6 3DP2 SB6 SB6 CSV:AZLP501B96 CSV:AZLP501B96 CSV:AZLP501B30 CSV:AZLP501B30 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 Hình 3.4: Sơ đồ nguyên Lý mạng điện cao áp của khu công nghiệp. 65
  66. CHƢƠNG 4. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY 4.1. Ý NGHĨA CỦA VIỆC BÙ CÔNG SUẤT TRONG NHÀ MÁY Hệ số công suất cos là một trong các chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số công suất cos là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất qúa trình sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng. Việc bù công suất phản kháng đưa lại hiệu quả là nâng cao được hệ số cos , việc nâng cao hệ số cos sẽ đưa đến các hiệu quả: Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện. Nâng cao khả năng truyền tải năng lượng điện của mạng Tăng khả năng phát của các máy phát điện. Các biện pháp bù công suất phản kháng bao gồm : Các biện pháp tự nhiên: dựa trên việc sử dụng hợp lý các thiết bị sẵn có như hợp lý hóa quy trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý hơn. Biện pháp nhân tạo: dùng các thiết bị có khả năng sinh công suất phản kháng bằng cách đặt các thiết bị bù như tụ bù tĩnh. 66
  67. 4.2.CÁC THIẾT BỊ BÙ TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 4.2.1. Tụ tĩnh điện Nhược điểm : Rất khó điều chỉnh trơn. Tụ chỉ phát ra công suất phản kháng mà không tiêu thụ công suất phản kháng Tụ rất nhạy cảm với điện áp đặt ở đầu cực (Công suất phản kháng phát ra tỉ lệ với bình phương điện áp đặt ở đầu cực). Điện áp đầu cực tăng quá 10% tụ bị nổ . Khi xảy ra sự cố lớn tụ rất dễ hỏng. Ưu điểm Không có phần quay nên vận hành quản lí đơn giản và không gây tiếng ồn. Giá thành 1kVA ít phụ thuộc vào tổng chi phí dễ dàng xé lẻ các đại lượng bù đặt ở các phụ tải khác nhau nhằn làm giảm dung lượng tụ đặt ở phụ tải Tổn thất công suất tác dụng trên tụ bé (5/1000)kW/kVA . Tụ có thẻ ghép nối song song hoặc nối tiếp để đáp ứng với mọi dung lượng bù ở mọi cấp điện áp từ 0,4 -750kV. 4.2.2.Máy bù đồng bộ Ưu điểm :Có thể điều chỉnh trơn công suất phản kháng, có thể tiêu thụ bớt công suất phản kháng khi hệ thông thừa công suất phản kháng, công suất phản kháng phát ra ở đầu cực tỉ lệ bậc nhất với điện áp đặt ở đầu cực. Nhược điểm: Giá thành đắt, có phần quay nên gây tiếng ồn, tổn hao công suất tác dụng rơi trên máy bù đồng bộ là lớn 5%kW/kVA, không thể làm việc ở mọi cấp điện áp (Chỉ có từ 10,5 KV trở xuống). 67
  68. Máy này chỉ đặt ở phụ tải quan trọng và có dung lượng bù lớn từ 5000KVA trở lên. 4.2.3.Động cơ không đồng bộ đƣợc hoà đồng bộ hoá Không kinh tế vì:Giá thành đắt ,tổn hao công suất lớn nên chỉ dùng trong trường hợp bất đắc dĩ Qua những phân tích trên ta thấy để đáp ứng được yêu cầu bài toán và nâng cao chất lượng điện năng ta chọn phương pháp bù bằng tụ điện tĩnh. 4.3.CÁC BƢỚC ĐƢỢC TIẾN HÀNH NHƢ SAU 4.3.1.Xác định dung lƣợng bù Phần tính toán ở Chương I ta đã xác định được hệ số công suất trung bình của toàn nhà máy là cos NM = 0,756, hệ số cos tối thiểu do nhà nước quy định đối với các xí nghiệp công nghiệp là 0,85  0,95, như vậy ta phải bù công suất phản kháng cho nhà máy để nâng cao hệ số cos . Do đặc điểm của hệ thống điện và điều kiện cho phép của Nhà Máy ta quyết định bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số cos nên đến 0,9. 4.3.1.1.Tính dung lƣợng bù tổng của toàn xí nghiệp Công thức tính: Qb = PttNM.(tg 1 - tg 2). Trong đó: PttNM - Phụ tải tác dụng tính toán toàn nhà máy, [kW] tg 1 - Tương ứng với hệ số cos 1 trước khi bù, cos 1 = 0,756 tg 2 - Tương ứng với hệ số cos 2 sau khi cần bù để đạt giá trị quy định(ở đây ta lấy cos 2 = 0,9) - Hệ số xét tới khả năng nâng cao cos bằng phương pháp tự nhiên ( =0,91). Do đây là thiết kế mới ta không xét tới khả năng này nên chọn = 1. Có cos 1 = 0,756 tg 1 = 0,866 68
  69. cos 2 = 0,9 tg 2 = 0,484 Theo số liệu bảng 1.3 chương 1 ta có: Dung lượng bù cho toàn nhà máy là: PttNM(0,38) = 15974,9 kW QbNM = 17299,15-15974,9.0,484 = 9567,3 kVAr Dung lượng bù cho mạng 0,38kV của nhà máy: PttNM(0,38) = 11942,89 kW Qb0,38 = 13065,21-11942,89.0,484 = 7284,85 kVAr Dung lượng bù cho mạng 6 kV của nhà máy: PttNM(6) = 4032 kW Qb6 =4233,94 -4032.0,484 = 2282,45 kVAr 4.3.1.2.Chọn thiết bị bù và vị trí bù 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 tượng dùng điện là đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ điện, tuy nhiên nếu đặt phân tán sẽ không có lợi về vốn đầu tư, lắp đặt và quản lý vận hành .Vì vậy việc đặt các thiết bị bù tập trung hay phân tán là tùy thuộc vào cấu trúc hệ thống cung cấp điện của đối tượng, theo kinh nghiệm ta đặt các thiết bị bù ở phía hạ áp của trạm biến áp phân xưởng tại tủ phân phối, và 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 (đ/kVA) tổn thất điện năng qua máy biến áp . Chọn thiết bị bù :Lựa chọn thiết bị bù là các tụ điện tĩnh. 4.3.1.3.Tính toán phân phối dung lƣợng bù Công thức phân phối dung lượng bù cho một nhánh hình tia . QQ b Qbi = Qi - .Rtd Với i = 1  11 Ri Trong đó: Qbi - Là công suất bù cần đặt ở nhánh thứ i [kVAr] Qi - Là công suất phản kháng của nhánh thứ i đã cho [kVAr] 69
  70. Q - Là tổng công suất phản kháng tại các nút đặt bù [kVAr] Rtd - Điện trở tương đương toàn mạng. Ri - Điện trở nhánh thứ i ,với Ri = RCi+RBi RCi - Điện trở của đường dây thứ i. RBi - Điện trở của trạm biến áp áp thứ i. 1 11111111111 Rtd RRRRRRRRRRR1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 1 ΔPN .U dm 6 Với trạm đặt hai máy biến áp : RBi = . 2 .10 , mΩ 2 S dm Hình 4.1: Sơ đồ tụ Bảng 4.1:Thông số công suất phản kháng và diện trở của các phân xưởng(TBA) Tên Phân QttPX Qtt i TB Qi RB Cáp từ RCáp Ri Xưởng [kVAr] [kVAr] A [kVAr] [m] TPPTT [m] [m] Trạm biến áp 35/0,4kV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 XLPE3 PX luyện B1 1181,25 0,712 2362,5 2362,5 x50 0,0252 0,3812 gang B2 1181,25 0,712 XLPE3 70
  71. x50 XLPE3 B3 918,75 0,8 x50 PX lò Martin 1837,5 1837,5 0,031 0,431 XLPE3 B4 918,75 0,8 x50 PX máy cán XLPE3 1224,24 1224,24 B5 1224,24 0,8 0,0116 0,8116 phôi tấm x50 XLPE3 PX cán nóng 2448,49 B6 1286,24 0,712 x50 0,4019 Ban Quản lý và 2572,48 0,0252 XLPE3 2 phòng thí 123,99 B7 1286,24 0,8 x50 nghiệm XLPE3 PX cán nguội 2754,55 B8 1506,59 0,712 x50 3013,18 0,0232 0,3792 PX sửa chữa cơ XLPE3 258,63 B9 1506,59 0,712 khí x50 XLPE3 PX tôn 1530,31 1530,31 B10 1530,31 0,712 0,0116 0,7236 x50 XLPE3 Trạm bơm 525 525 B11 525 1,395 0,031 1,426 x50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Trạm biến áp 35/6kV PX luyện XLPE3 112,52 1575 1575 B1 1575 112,5 0,0252 gang x50 5 XLPE3 112,52 PX cán nóng 1713,94 1713,9 B6 1713,9 112,5 0,0252 x50 5 XLPE3 189,03 Trạm bơm 945 945 B11 945 189 0,031 x50 1 71
  72. Từ đây ta tính được điện trở tương đương của nhánh có đặt tiết bị bù: Rtd0,38 0,074716;R td6 43,3577 Xác định dung lượng bù tối ưu cho từng nhánh Mạng 0,38kV: Rtd Xét 2 trạm biến áp B1 và B2 :QbùB 1& B 2 QQQ 1 ( b  ). R1 Trong đó Q1 =2362,5kVAr Q = 13065,21 kVAr Qb = 7284,85 kVAr 0,074716 Q 2362,5 (13065,21 7284,85). 1229,54kVAr bùBB 1& 2 0,3812 1229,54 Ta chia đều cho 2 trạm biến áp ta có Q Q 614,77 kVAr bùBB 1 bù 2 2 Các trạm khác tính toán tương tự ta có kết quả trong bảng 6.2 Dựa vào các thông số tính toán dung lượng cần bù công suất phản kháng ở trên ta chọn loại tụ bù KC2-0,38-50-3Y3 với mạng 0,38kV và tụ bù KC2-6,3-75-2Y1 với mạng 6kV do Liên Xô sản xuất Bảng 4.2: Tính toán bù công suất phản kháng QttTBA[k Qbi QTụ Số Dung lượng Trạm VAr] [kVAr] [kVAr] Lượng bù Trạm biến áp 35/0,4kV B1 1181,25 614,77 50 13 650 B2 1181,25 614,77 50 13 650 B3 918,75 417,73 50 9 450 B4 918,75 417,73 50 9 450 72
  73. B5 1224,24 692,1 50 14 700 B6 1286,24 748,96 50 15 750 B7 1286,24 748,96 50 15 750 B8 1506,59 937,12 50 19 950 B9 1506,59 937,12 50 19 950 B10 1530,31 933,45 50 19 950 B11 525 222,14 50 5 250 Tổng 7284,85 150 7500 Trạm biến áp 35/6kV B1 1575 823,06 75 11 825 B6 1713,94 962 75 13 975 B11 945 497,39 75 7 525 Tổng 2282,45 31 2325 4.3.2.Kiểm tra lại hệ số công suất của nhà máy Tổng công suất bù : Qb0,38 = 7500 kVAr, Qb6 = 2325 kVAr Để kiểm tra hệ số công suất của nhà máy ta sử dụng công thức sau: Qb = PttNM.(tg 1 - tg 2). Ta đã có : Qb = Qb0,38 + Qb6= 7500 + 2325 = 9825kVAr PttNM=15974,9kW tg 1=0,866 =1 73
  74. Qb 9825 tg 21 tg 0,866 0,25 Từ đây ta tính được: .Pttnm 15974,9 cos 2 0,97 Vậy cos = 0,97>0,9 Thỏa mãn yêu cầu đặt ra Ta có sơ đồ ghép nối tụ bù trong các trạm biến áp như sau: Hình 4.2 : Sơ đồ tụ bù 74
  75. Ta có sơ đồ mạng cao áp nhà máy sau khi bù như sau: F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 F400 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC 3GD1 608-5D 3GD1 608-5D F400 3GD1 608-5D 3GD1 608-5D 3GD1 608-5D F400 3GD1 608-5D 3GD1 608-5D 3GD1 608-5D 3GD1 608-5D F400 3GD1 608-5D 3GD1 608-5D F200 F200 F200 0,4 kV 0,4 kV 0,4 kV 0,4 kV 0,4 kV 6 kV 0,4 kV 0,4 kV 6 kV 0,4 kV 0,4 kV 6 kV 0,4 kV 0,4 kV 75
  76. KÊT LUẬN Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo thạc sỹ Nguyễn Đoàn Phong bằng việc kết hợp giữa việc đi thực tế và trên sách vở em đã học tập được nhiều kiến thức giúp ích cho bản đồ án được hoàn thành đúng thời hạn. Đồ án đã giải quyết được những vấn đề sau: - Xác định phụ tải tính toán của khu công nghiệp. - Thiết kế mạng cao áp cho khu công nghiệp - Tính toán bù công suất phản kháng của nhà máy Do thời gian thực hiện còn hạn chế cùng với kiến thức tài liệu thông tin có hạn, nên đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong khoa Điện- Điện Tử và các bạn đồng nghiệp để bản đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn tới Th.S Nguyễn Đoàn Phong người đã trực tiếp tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện giúp em hoàn thành đồ án này. Em xin cám ơn các thây cô giáo trong khoa điện.
  77. PHỤ LỤC PL1.Chú thích các từ viết tắt trong đồ án PTTT – Phụ tải tính toán PXSCCK – Phân xưởng sửa chữa cơ khí BĐPT - Biểu đồ phụ tải điện TBA – Trạm biến áp TBATT – Trạm biến áp trung tâm TPPTT – Trạm phân phối trung tâm NM1 - Xí nghiệp chế tạo phụ tùng ô-tô xe máy 1 NM2 - Xí nghiệp chế tạo phụ tùng ô-tô xe máy 2 NM3 - Nhà máy sản xuất tấm lợp
  78. NM4 - Nhà máy sản xuất ống thép NM5 - Nhà máy chế tạo bơm nông nghiệp NM6 - Nhà máy chế tạo thiết bị điện cơ NM7 - Xưởng lắp ráp và sửa chữa cơ khí NM8 - Nhà máy sản xuất đồ nhựa NM9 - Nhà máy giấy 1 NM10 - Nhà máy giấy 2 NM11 - Nhà máy giấy 3 NM1 2- Xí nghiệp sản xuất đồng hồ NM1 3- Nhà máy sản xuất kết cấu thép NM1 4- Xưởng chế biến gỗ 1 NM1 5- Xưởng chế biến gỗ 2 NM1 6- Nhà máy chế tạo máy công cụ BQL - Khu giao dịch văn phòng MC - Máy cắt CSV – Chống sét van MBA – Máy biến áp PX – Phân xưởng TBATTKCN – Trạm biến áp trung tâm của khu công nghiệp TBAPX - Trạm biến áp phân xưởng PX1 – Phân xưởng luyện gang PX2 - PX lò Martin
  79. PX3 - PX máy cán phôi tấm PX4 - PX cán nóng PX5 – PX c á n nguội PX6 - PX tôn PX7 - PX sửa chữa cơ khí PX8 - Trạm bơm BQL&PTN - Ban Quản lý và phòng thí nghiệm nghiệm TPP – Tủ phân phối TDL – Tủ động lực
  80. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm (2001), Thiết kế cấp điện, Nhà xuất bản Khoa học và kĩ thuật. 2. Nguyễn Công Hiền (1974), Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và kĩ thuật. 3. Nguyễn Xuân Phú - Tô Đằng (1996), Khí cụ điện-Kết cấu sử dụng và sửa chữa, Nhà xuất bản Khoa học. 4. Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khuê (2000), Cung Cấp Điện, Nhà xuất bản Khoa học và kĩ thuật. 5. Nguyễn Trọng Thắng ( 2002), Giáo trình máy điện đặc biệt, Nhà xuất bản Đại Học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh. 6. GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn (2005), Máy Điện, Nhà xuất bản Xây Dựng. 7. PGS.TS Phạm Đức Nguyên (2006), Thiết kế chiếu sáng, Nhà xuất bản Khoa học và kĩ thuật. 8. Phạm Văn Chới ( 2005),Khí Cụ Điện, Nhà xuất bản Khoa học và kĩ thuật.
  81. Môc lôc LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƢƠNG 1 :GIỚI THIỆU CHUNG 2 1.1. Đối tƣợng thiết kế 2 1.2.Đánh giá chung 4 CHƢƠNG 2 :XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY VÀ KHU CÔNG NGHIỆP 5 2.1. Tổng quan các phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán 5
  82. 2.1.1. Khái niệm về phụ tải tính toán 5 2.1.2. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 5 2.2.1. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 6 2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng khác trong toàn nhà máy 11 2.2.1. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy 12 2.2.2. Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và nhà máy 13 2.3. Xác định phụ tải tính toán của khu công nghiệp 16 2.3.1. Xác định phụ tải tính toán của từng nhà máy trong khu công nghiệp 16 2.3.2. Xác định phụ tải tính toán của toàn khu công nghiệp 16 2.3.3. Phụ tải tính toán của khu công nghiệp có kể đến sự phát triển của tương lai 17 2.3.4. Biểu đồ phụ tải của khu công nghiệp 20 CHƢƠNG 3 :THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO KHU CÔNG NGHIỆP 21 3.1. Chọn cấp điện áp vận hành của khu công nghiệp 21 3.2. Đề xuất các phương án sơ đồ cung cấp điện 22 3.2.1. Xác định tâm phụ tải của khu công nghiệp 22 3.2.2 Đề xuất các phương án sơ đồ cung cấp điện 22 Ứng với 2 sơ đồ đi dây trên ta có 6 phương án cho mạng cao áp của khu công nghiệp : 24 3.3. Sơ bộ lựa chọn thiết bị điện 24 3.3.1. Chọn công suất trạm biến áp trung tâm của khu công nghiệp 24 3.3.2. Chọn tiết diện dây dẫn 25 3.3.3. Chọn máy cắt 35 3.4.Tính toán kinh tế kĩ thuật lựa chọn phương án thiết kế 39 3.4.1. Phương án 1 41 3.4.2. Phương án 2 44 3.4.3. Phương án 4 47 3.4.4. Phương án 5 51 3.4.5. Lựa chọn phương án tối ưu 53 3.5. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn 54
  83. 3.5.1. Chọn dây dẫn 110kV từ hệ thống về khu công nghiệp 54 3.5.2. Tính ngắn mạch cho mạng cao áp 55 3.5.3. Chọn và kiểm thiết bị điện cho mạng cao áp của khu công nghiệp 59 3.5.4. Kiểm tra các thiết bị điện phía hạ áp của MBATT đã chọn sơ bộ 63 CHƢƠNG 4 :TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY 66 6.1. Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong nhà máy 66 6.2.Các thiết bị bù trong hệ thống cung cấp điện 67 6.2.1. Tụ tĩnh điện 67 6.2.2.Máy bù đồng bộ 67 6.2.3.Động cơ không đồng bộ được hoà đồng bộ hoá 68 6.3.Các bƣớc đƣợc tiến hành nhƣ sau 68 6.3.1.Xác định dung lượng bù 68 6.3.2.Kiểm tra lại hệ số công suất của nhà máy 73