›
›

Đồ án Tính toán lại hệ thống cung cấp điện Cảng Hoàng Diệu-Từ đó đề xuất phương pháp cải tạo,nâng cấp lại hệ thống cung cấp điện

pdf 73 trang huongle 1690
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tính toán lại hệ thống cung cấp điện Cảng Hoàng Diệu-Từ đó đề xuất phương pháp cải tạo,nâng cấp lại hệ thống cung cấp điện", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_tinh_toan_lai_he_thong_cung_cap_dien_cang_hoang_dieu_t.pdf

Nội dung text: Đồ án Tính toán lại hệ thống cung cấp điện Cảng Hoàng Diệu-Từ đó đề xuất phương pháp cải tạo,nâng cấp lại hệ thống cung cấp điện

  1. LỜI GIỚI THIỆU Cung cấp điện giữ vai trò rất quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế và nâng cao trình độ dân trí. Hiện nay nền kinh tế nước ta đang phát triển rất mạnh mẽ. Trong đó công nghiệp luôn là một khách hàng tiêu thụ điện năng lớn nhất. Nước ta đang trong quá trình hội nhập vào nền kinh tế toàn cầu theo định hướng xã hội chủ nghĩa, xây dựng nền kinh tế công nghiệp hiện đại là nền tảng để phát triển kinh tế đất nước. Trong quá trình phát triển các xí nghiệp công nghiệp phải cạnh tranh nhau một cách quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm. Điện năng thực sự đóng góp một phần rất quan trọng vào hiệu quả kinh doanh của xí nghiệp. Chất lượng điện áp không ổn định ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, giảm năng xuất lao động. Vì thế đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu trong thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp. Để đáp ứng một số các nội dung về thiết kế cung cấp điện, em đã tiến hành nghiên cứu đề tài : “Tính toán lại hệ thống cung cấp điện Cảng Hoàng Diệu.Từ đó đề xuất phƣơng pháp cải tạo,nâng cấp lại hệ thống cung cấp điện”. Do Thạc sỹ Vũ Kiên Quyết hướng dẫn. Đồ án được chia làm 3 chương : Chương 1: Giới thiệu về cảng Hoàng Diệu Chương 2: Tính toán kiểm tra hệ thống cấp điện cho cảng Hoàng Diệu Chương 3: Tính toán thiết kế cải tạo nâng cấp hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp cảng Hoàng Diệu 1
  2. CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CẢNG HOÀNG DIỆU 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG Vận tải biển là ngành kinh tế mũi nhọn của cả nước nói chung và của Hải Phòng nói riêng. Cảng Hải Phòng là một trong những Cảng lớn của của miền bắc và của cả nước. Là trung tâm của tam giác kinh tế Hải Phòng-Hà Nội-Quảng Ninh, nên Cảng Hải Phòng có lưu lượng bốc xếp lớn, vì vậy mở rộng Cảng Hải phòng luôn là vấn đề bức xúc. Ứng với tầm quan trọng này thì yêu cầu đặt ra đối với công tác cấp điện là việc đảm bảo tính liên tục cung cấp điện và phải đảm bảo được độ tin cậy. Để làm được điều này vấn đề đặt ra là mỗi một doanh nghiệp hoạt động nên có một nguồn cấp, phát điện riêng, đặc biệt là các khu công nghiệp, các doanh nghiệp có quy mô lớn như: Đình Vũ, Nomura, khu công nghiệp Vĩnh Niệm, Cảng Hải Phòng, để có thể tự chủ động trong quá trình sản xuất đồng thời quản lý được nguồn năng lượng của chính mình. Cảng Hải Phòng là một đơn vị tiêu thụ lượng điện năng lớn, với đặc điểm riêng của mình là vận chuyển, đóng gói, xếp dỡ hàng hoá bằng các hệ thống cần cẩu, cần trục, các dây chuyền đóng gói Hoạt động liên tục, kể cả ngày nghỉ, các thiết bị này chỉ hoạt động tốt nếu được cấp một nguồn điện ổn định, đủ công suất cần thiết. Với tầm quan trọng này mà ngay từ những năm 70 Cảng đã đầu tư, lắp đặt các trạm phát điện do Liên Xô sản xuất, các trạm này được quản lý bởi Trung Tâm Điện Lực Cảng, sự tồn tại của trung tâm không những giải quyết các vấn đề về ổn định, đảm bảo chất lượng điện, nó còn có thể đáp ứng được những đặc điểm riêng trong cách thức sử dụng điện năng của Cảng. 2
  3. 1.2. Sơ đồ tổ chức của trung tâm điện lực Cảng Hoàng Diệu Trưởng TT Phòng HC Tổ sửa chữa Tổ sửa chữa Tổ sửa chữa BP trực ban 1 2 3 Trạm1 Trạm2 Trạm3 Trạm4 Trạm5 Hình 1.1: Sơ đồ tổ chức của trung tâm điện lực Cảng Hoàng Diệu Cảng Hải Phòng là một hải cảng lớn với tiềm năng phát triển lâu dài, công suất sử dụng điện năng ở đây là rất lớn, bởi vậy ngay từ rất sớm Cảng đã có hẳn một Trung tâm điện lực với nhiệm vụ quản lý và chịu trách nhiệm về toàn bộ sự cố liên quan tới chất lượng điện năng. Sơ đồ tổ chức của trung tâm điện lực Cảng Hoàng Diệu được biểu diễn trên hình 1.1. Do chỉ là một đơn vị trực thuộc nên quy mô hoạt động của trung tâm nằm trong phạm vi giới hạn nhưng lại có ý nghiã vô cùng quan trọng trong sự phát triển chung của Cảng. 1.3. Chức năng và nhiệm vụ của các bộ phận 1.1.3.1. Trưởng trung tâm Trưởng trung tâm điện lực hay còn gọi là trưởng nhóm có chức năng và nhiệm vụ như một giám đốc điều hành . + Chức năng: Điều hành chung trong hoạt động của doanh nghiệp. + Nhiệm vụ :Chịu trách nhiệm chỉ đạo tổ chức phương thức hoạt động cho các phòng ban.Chịu trách nhiệm về các phương án cải tạo và xây dựng trung tâm.Chịu trách nhiệm khâu đối ngoại. 3
  4. 1.1.3.2. Tổ sửa chữa điện Có chức năng lắp đặt mới, sửa chữa các sự cố hỏng hóc liên quan tới đường dây, các hệ thống điện chiếu sáng, điện cho các khu vực phòng ban nằm trong phạm vi các trạm điện số 3, số 4, và số 5. + Tổ sửa chữa 2: Có chức năng lắp đặt mới, sửa chữa các sự cố hỏng hóc liên quan tới đường dây, các hệ thống điện chiếu sáng, điện cho các khu vực phòng ban nằm trong phạm vi các trạm điện số 1 và số 2. + Tổ sửa chữa 3: Phụ trách về công tác bảo trì bảo dưỡng, cũng như việc sửa chữa các hỏng hóc liên quan tới toàn bộ 5 trạm điện. 1.1.3.3. Bộ phận trực ban Hoạt động theo ca. mỗi một ca trực có một trực ban, người này có trách nhiệm quản lý hoạt động của cả 5 trạm điện, không chỉ người trông coi các trạm mà cả các tổ sửa chữa khi làm việc phải cung cấp đầy đủ các thông tin cho người trực ban, điều này sẽ giúp họ luôn hiểu hết được các vấn đề về trạm cùng với những thay đổi nhỏ nhất để có thể đưa ra những quyết định kịp thời và chính xác. Nhìn chung cơ cấu tổ chức ở đây rất đơn giản, nhưng lại thực hiện một cách linh hoạt, có hiệu quả các nhiệm vụ đặt ra góp phần làm ổn định hệ thống điện, nâng cao uy tín của đơn vị trong phạm vi nghành. 1.4. SƠ ĐỒ MẶT BẰNG CỦA CẢNG HOÀNG DIỆU Hệ thống cung cấp điện cảng chính được Liên Xô xây dựng từ năm 1968-1974 với cấp điện áp cơ bản là cấp điện áp 6 kV. Đây là hệ thống cung cấp điện được thiết kế đồng bộ sử dụng thiết bị điện của Liên Xô chế tạo, thời gian sử dụng khoảng 30 năm. 4
  5. Bao gồm: các nguồn cung cấp điện, các trạm biến áp, đường dây và cáp điện hạ thế đến các phụ tải dùng điện.Cảng Hoàng Diệu được bắt đầu từ cầu số 4 đến cầu số 11. Mỗi cầu có 4 hố cáp, khoảng cách giữa các hố cáp là 13 m,xí nghiệp có 4 trạm biến áp cung cấp điện cho cả mạng động lực, các kho, bãi, chiếu sáng và khu bốc xếp hàng dời 5
  6. tr¹m l¹nh 2-1 bÝnh 2-2 2-3 ®Ìn 2-4 pha 11-3 11-2 3-1 sè 1 khu vùc liªn hiÖp h¶i s¶n 11-1 3-2 ®Ìn pha sè 10 b¶o ®Ìn pha sè 11 10-4 3-3 vÖ 10-3 3-4 tr¹m 10-2 4-1 ®iÖn tr¹m ®iÖn sè 5 4-2 10-1 sè 1 9-4 4-3 9-3 9-2 4-4 2-a 9-1 5-1 5-3 5-2 8-4 5-4 2-b ®Ìn 8-3 ®Ìn pha sè 6 8-2 6-1 kho 11 ®Ìn 8-1 6-2 3-a pha 7-4 6-4 6-3 ®Ìn pha sè 4 7-3 7-2 7-1 3-b ®Ìn pha sè 12 pha 3-c khu ®«ng sè 2 cæng b¶o vÖ sè 7 sè 3 kho 10 tr¹m l¹nh viÖt x¸ c«ng ty thuû s¶n h¹ ®Ìn pha sè 5 b·i container biÕn ®Ìn ®Ìn long pha 8-b pha 8-a thÕ sè3 ®Ìn pha sè 7 tr¹m ®iÖn sè 4 7-c 7-b sè 6a 7-a sè 8 6-a 6-b nhµ c©n ®iÖn tö kho 13 kho 3 ®Ìn pha sè 15 sè 2 kho 4 tr¹m kho 12 ®iÖn sè 2 ®éi kho trùc ban c.cô kho 9 hoµng diÖu khu vùc ngoµi c¶ng ®Õ kho 6 clb b·i « t« sè 1+sè 2 ®éi c¬ giíi héi thuû tr¹m ®iÖn sè 6 ®êng hoµng v¨n thô xnxd hoµng trõ¬ng b·i « t« thñ xn b¹ch ®»ng c¶ng tr¹m diÖu ®Ìn pha sè 6b tr¹m x¨ng ubnd c«ng ty dÞch khu v?c ngoài c?ng ®Ìn pha sè 14 phßng ®¹i lý xn vô kü thuËt khu v¨n h¶i vp xnxd 6 nhµ ¨n ®×nh vò phßng quan ltt ca xn hoa tiªu kv2 ®õ¬ng lª th¸ng t«ng cæng 5 ®õ¬ng hoµng diÖu hoµng ®Ìn pha diÖu sè 3 ®õ¬ngminh khai cæng sè 1 ®uêng trÇn phó ®õ¬ng trÇn kh¸nh du kh¸nh trÇn ®õ¬ng Hình 1.2. Sơ đồ mặt bằng hệ thống cung cấp điện xí nghiệp Cảng Hoàng Diệu
  7. 1.5. HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CẢNG HOÀNG DIỆU 1.5.1. Hệ thống nguồn và cáp cao áp Khu vực cảng chính được cấp điện từ 5 nguồn điện cao thế với cấp điện áp 6 kV nối với lưới điện chung của thành phố. + Lộ cung cấp điện thứ nhất từ trung tâm điều độ thành phố vào trạm 4: bằng cáp ngầm 6 kV. + Lộ cung cấp điện thứ hai từ trạm của UBND thành phố vào trạm 4: bằng cáp ngầm 6 kV. + Lộ cung cấp điện thứ ba từ lạnh bính vào trạm 5: bằng cáp ngầm 6 kV. + Lộ cung cấp điện thứ tư từ ĐDK 671 vào trạm 2: Đường dây nổi trên không 671.E25 qua cáp 24 kV vào trạm 2. + Lộ cung cấp điện thứ năm từ liên hiệp hải sản (nhà máy đông lạnh hoa quả Bungari) vào trạm 1: bằng cáp ngầm 24 kV. Các nguồn cao thế này đảm bảo cho toàn bộ khu vực cảng chính có được độ tin cậy cao về độ an toàn cung cấp điện. Hầu như khu vực Cảng chính không bao giờ mất điện kể cả ở những thời điểm việc cung cấp điện có nhiều khó khăn. Thời gian mất điện chỉ do sự cố hoặc thao tác chuyển nguồn. Ngoài ra, giữa giữa các trạm điện có hệ thống cáp 24 kV nối liền với nhau. Từ trạm 1- trạm 2; trạm 2- trạm 3; trạm 3- trạm 4; trạm 4- trạm 5. Trang thiết bị cao áp tuy vẫn còn sử dụng được nhưng do thời gian sử dụng quá dài khoảng 30 năm, đã được trung tu, đaị tu không đồng bộ. Nên cần thiết phải thay thế bằng các thiết bị mới hiện đại để đảm bảo việc cung cấp điện được lâu dài. 7
  8. 671.e25 tttp ®.dk671 ubnd tt®d l¹mh bÝnh 8 l=400m l=650m l=500m l=100m l=30m tr¹m 6 tr¹m 1 tr¹m 2 tr¹m 3 tr¹m 4 tr¹m 5 1x400kva 2x630kva 2x630kva 2x630kva 2x630kva 2x630kva 1x560kva 1x400kva 1x400kva Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống cung cấp điện 6 kV cho Cảng Hoàng Diệu
  9. 1.5.2.Các trạm biến áp Trạm biến áp cung cấp điện cho xí nghiệp Cảng Hoàng Diệu được Liên Xô lắp đặt với thiết bị đồng bộ, thời gian sử dụng từ 25 đến 30 năm thiết bị cao thế tuy cồng kềnh song vẫn sử dụng tốt nếu cấp điện áp phù hợp, do luôn được duy trì chế độ vận hành và bảo dưỡng thường xuyên đúng yêu cầu kĩ thuật cần thiết. Các trạm điện: trạm số 2 đến trạm số 5 là thuộc quản lý của Cảng Hoàng Diệu. 1.5.2.1. Trạm biến áp 2 + Thiết bị cao thế: 5 tủ máy ngắt, 2 tủ máy biến áp đo đếm và bảo vệ. + 1 tủ cầu dao cách ly. + 2 MBA 630 kVA, tủ điện hạ thế cấp điện cho cầu 3; cầu 4; cầu 5; hậu phương cầu 4- 5. + 1 MBA 560 kVA, tủ điện hạ thế cấp điện cho các cột đèn pha và các văn phòng, kho bãi nằm trên khu vực từ cổng 4 về phía hạ lưu. 9
  10. Bảng 1.1: Tổng hợp thiết bị trạm 2: Số STT Tên thiết bị Kiểu Iđm(A) Vị trí lắp đặt lượng 1 MBA-6/0.4-560 kVA Ánh sáng 1 1000 Trong trạm 2 2 MBA-6/0,4-630 kVA Động lực 2 1200 Trong trạm 3 Máy cắt tổng LG-1200 2 1250 Trong trạm 4 Máy cắt trạm ánh sáng C1001N 1 1000 Trong trạm 2 Hố cầu: 43-1, SA630-G 9 600 51-2-3-4, 31-2-3-4 5 Aptomat SA803-G 2 800 42-4 SA403-H 3 300 Tụ Bù 10
  11. tr¹m ®iÖn sè 2 DDK 671-E26 TC 6KV CD 6KV Tr¹m 1 Tr¹m 3 HV1 MBA2 6/0.4KV 11 MBA2 6/0.4KV 630 KVA 630 KVA MBA MBA LG-1200A §o l•êng §o l•êng LX-1200A TC 0.4KV 300A 600A 600A 800A 1200A 600A 600A 600A 300A 600A Tô 52-4 34-2 42-4 43-1 51-3 33-1 Tô HP bï 2 Bï 1 BÕn 4 H×nh 1.4: S¬ ®å nguyªn lý cung cÊp ®iÖn cho tr¹m biÕn ¸p sè 2
  12. HV1 M¸y AS Phô t¶i cña m¸y ¸nh s¸ng 560 kva 560 KVA6/0.4 LG-1000A 800A 100A 50A 600A 200A 100A 600A 60A Th•êng xuyªn Nhµ c©n sè 3 AS 6h Kho 4 Cæng 3-TT AS TR-2 H9 H8 100A 100A 20A 20A Cét 7 Nhµ c©n 2 Cét 8 Cét 9 H7 225A 150A 200A 400A §µi n•íc Nhµ §H H18 H17 10A 12 100A 100A 200A 30A 100A Kho 3 §HLTT VTT TT§§ Nhµ xe B¶o vÖ 20A 200A 400A 30A H14 H19 Cét 15 H10 §P b·i 5 100A 100A 100A 100A 100A 100A 100A 100A 100A 30A H15 400A H12 400A SC VTT §LSG XN§V XN§V CTDVKT XNB§ Kho dÇu Nhµ T¾m B¬m n•íc H16 30A 100A 200A 100A 100A 40A H11 Trùc Ban HD 100A GHI CHó 100A §P b·i 5 BP Cæng 4 100A H6: Tñ m¸y AS H11: CÇu Röa Xe H16: Nhµ WC Hoµng DiÖu Cét 14 Nhµ b¶o vÖ 100A Röa xe 100A H7: T•êng tr¹m 2 H12: Sau nhµ 8 gian H17: Nhµ ®iÒu hµnh LTT H13 50A 50A 50A 200A 40A H8: T•êng tr¹m 2 H13: Nhµ X•ëng LTT H18: Sau nhµ b¶o vÖ cæng 3 CLBTT CHMT Nhµ t¾m AS 6h H9: T•êng tr¹m 2 H14: Cét cao thÕ gãc b·i 5 H 19: Nãc Nhµ Xe cæng 3 NXLTT AS H10: WC Lª Th¸nh T«ng H15: Hép gãc b·i 5- sau §BP Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho các phụ tải trạm biến áp số 2
  13. 1.5.2.2. Trạm biến áp số 3: + Thiết bị cao thế: 4 tủ máy ngắt, 2 tủ MBA đo đếm và bảo vệ, 1 tủ dự phòng. + 2 MBA 630 kVA, tủ điện hạ thế cấp điện cho cầu 6; cầu 7. Bảng 1.2: Tổng hợp thiết bị trạm 3: Số Iđm STT Tên thiết bị Kiểu Vị trí lắp đặt lƣợng (A) 1 MBA-6/0.4-630 kVA 3 1200 Trong trạm 2 Máy cắt tổng LG-1200 3 1250 Trong trạm Hố cầu: 63-1, SA603-G 11 600 62-4, 60, 71-2-3-4, HP6-7 EA203-G 1 250 Hàng dời 6-7 Cột 6, kho 6, 9, 3 Aptomat tennis, ăn ca, EA103-G 7 100 hải quan, cổng 5 nhà xe SA803-G 2 800 Tường trạm SA403-H 2 300 Garra, DHHD 13
  14. TC 6KV tr¹m ®iÖn sè 3 Tr¹m 2 Tr¹m 4 Dù MBA1 630 KVA phßng MBA2 630 KVA 6/0.4/ABS 1203 MBA MBA 6/0.4/ABS 1203 §o l•êng §o l•êng 1200A 1200A TC 0.4 KV 600A 60A 300A 600A 600A 600A 60A 750A 750A 600A 600A 600A 600A 300A 750A 1200A AS Tr¹m Tô Bï 1 2-4 1-3 AS TR-3 1-3 2-4 0 Tô Bï 2 H20 HP7 6 7 6 HP BÕn 6 7 6 Gara NHD 14 X•áng c«ng cô 650A Tr¹m 2 Tr 2 Tr 3(4) 630A 630A 650A M1 M2 AS Tr 4 Tr 3 100A 500A 250A Cét 6A VPHD H Dêi 6-7 Trùc Ban H21 Hoµng DiÖu 500A 100A 50A Tr 3 AS Tr 4 AS Tr¹m 4 Cæng 5 Cét 6B Nhµ Xe GHI CHó 8A H22 600A H 20: Nhµ §iÒu Hµnh Hoµng DiÖu H23 100A 100A 150A 100A 100A H 21: T•êng Tr¹m 3 H 22: §Çu Kho 6 H¶i Quan Nhµ ¨n ca Tennis Kho 6 Kho 9 H 23: Tñ ®iÖn phÝa sau nhµ H¶i Quan Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho trạm biến áp số 3
  15. 1.5.2.3. Trạm biến áp số 4: + Thiết bị cao thế: 7 tủ máy ngắt, 2 tủ MBA đo đếm và bảo vệ,1 tủ chống sét. + 2 MBA 630 kVA, tủ điện hạ thế cấp điện cho cầu 8; cầu 9. + 1 MBA 320 kVA, tủ điện hạ thế cấp điện cho các cột đèn pha và các văn phòng, kho, bãi, xưởng nằm trên khu vực xí nghiệp Hoàng Diệu Bảng 1.3 :Tổng hợp thiết bị trạm 4. Số Iđm STT Tên thiết bị Kiểu Vị trí lắp đặt lƣợng (A) 1 MBA-6/0,4-320 kVA Ánh sáng 1 600 Trong trạm 2 MBA-6/0.4-630 kVA Động lực 2 1200 Trong trạm 3 Máy cắt tổng LG-1200 2 1200 Trong trạm SA403-H 1 400 Tủ hạ thế trạm 4 Hố cầu: 93-1, 62-4, SA603-G 5 600 81-3, AS 1 200 Hội trường Cảng EA203-G 4 Aptomat 3 150 Cột 4, 5 tủ kho 12 SA803-G 7 100 Kho 10 3 800 HP8, 82-4 SA603-H 2 500 92-4 15
  16. tr¹m ®iÖn sè 4 Trung t©m ph©n phèi TC 6KV Tr¹m U.B.N.D TI 200/5A TU 6.6/100KV TI 50/5A TU 6.6/100KV CSV Tr¹m 5 Tr¹m 3 H 24 Tr¹m 3 MBA MBA M¸y AS §o l•êng §o l•êng 320KVA 6/0.4KV MBA2 6/0.4KV MBA1 6/0.4KV 630 KVA 630 KVA 16 600A LG-1200A LG-1200A 350A H 25 H 28 TC 0.4 KV LX-1200A 150A 150A 250A 600A 600A 600A 400A 160A 160A 160A 30A 500A 800A 800A 300A 300A H 27 Kho 12 HTC §éi xe G§ 2-4 4-2 1-3 3-1 Tô Bï 9 8 HP CÇu 8 9 8 Tô Bï Cét 5 Cét 4 AS Tr¹m 5 200A 200A H 26 GHI CHó H 29 100A 30A 30A H 24: Hép ®Êu c¸p kho 12 H 26: Hép ®iÖn ®Çu kho 13 H 28: Tñ h¹ thÕ tr¹m 4 Kho 13 §éi c¬ giíi Kho 10 AS Tr¹m AS Tr¹m H 25: Tñ ®iÖn ®Çu kho 12 H 27: CÇu dao §C trong tr¹m 4 H 29: T•êng Tr¹m 4 Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho trạm biến áp số 4
  17. 1.5.2.4. Trạm biến áp số 5: Sơ đồ cung cấp điện cho trạm biến áp số 5 được biểu diễn trên hình 1.8. Số liệu cơ bản của trạm số 5 được giới thiệu trong bảng 1.4. + Thiết bị cao thế : 4 tủ máy ngắt, 2 tủ MBA đo đếm và bảo vệ, 1 tủ dự phòng. + 2 MBA 320 kVA, tủ điện hạ thế cấp điện cho Cầu 10; Cầu 11. Cũng giống như trạm 1, trạm 5, không thường xuyên cấp điện cho một khu vực hành chính nào, đây là trạm cuối cùng nên chủ yếu cấp cho 7 hố của hai cầu 10 và cầu 11. 3 đèn pha, nên công suất của các máy biến áp ở đây khá nhỏ. Bảng 1.4: Tổng hợp thiết bị trạm 5: Số STT Tên thiết bị Kiểu I (A) Vị trí lắp đặt lƣợng đm 1 MBA-6/0.4-630kVA Động lực 2 1200 Trong trạm 2 Máy cắt tổng LG-1000 2 1000 Trong trạm 30 VP kho 11, hiên, 25 Hộp điện tường trạm 5, cột 2, 3, EA52-G 9 20 cổng 7, tổ nước, 15 đèn trần, đèn tường Hố cầu: 11 3 2 1 , 10 SA603-G 5 600 3 Aptomat 2 4 1 Tụ bù, AS Tổng, Hộp điện trong VP EA203-G 3 200 kho 11 1 150 Kho 11 SA803-G 1 100 Xăng dầu 17
  18. tr¹m ®iÖn sè 5 TC 6KV Tr¹m 4 L¹nh MBA2 BÝnh MBA1 630 KVA 6/0.4 630 KVA 6/0.4 MBA MBA 500-LX §o l•êng §o l•êng 500A-LX 500A-LG 500A-LG 18 400A ( LX«) 600A 300A 300A 300A 200A 600A 600A 200A 200A AS Tæng 3-2 2-4 11 10 Tô bï 1 VTB 3 10 3-1 11 1 Tô Bï 2 H 30 H 31 25A H 32 30A 30A 150A 100A 50A 15A 15A 25A 25A Cét 1 VP kho 11 Hiªn Kho 11 X¨ng DÇu GHI CHó §Ìn §Ìn Cét 3 Cét 2 20A trÇn t•êng 20A H 30: Hép ®iÖn trong v¨n phßng kho 11 H 31: Hép ®iÖn ë sau bµn n•íc t•êng tr¹m 5 Cæng 7 Tæ n•íc H 32: Hép ®iÖn trong tr¹m 5 (Sau tñ h¹ thÕ) H×nh 1.8. S¬ ®å nguyªn lý cung cÊp ®iÖn tr¹m biÕn ¸p sè 5 Hình 1.8 :sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho trạm biến áp số 5
  19. 1.5.3. Mạng hạ áp Được tính từ thanh cái 0.4 kV phía thứ cấp của các máy biến áp của Cảng. Hệ thống này cung cấp điện trực tiếp cho các thiết bị sử dụng điện. Yêu cầu của việc thiết kế, quy hoạch hệ thống này là vừa đảm bảo cấp điện an toàn tới các cần trục chân đế, nhà xưởng và các văn phòng làm việc, đèn chiếu sáng , vừa đảm bảo cảnh quan chung của cảng, tạo không gian hợp lý cho các thiết bị của Cảng hoạt động, vừa đảm bảo yêu cầu dễ kiểm tra, sửa chữa khi lưới điện bị sự cố. Tại khu vực cảng chính hệ thống cáp điện cao áp và cáp điện hạ áp cấp cho các cẩu cần trục chân đế đã được Liên Xô thiết kế đi ngầm trong hào cáp. Điện cung cấp cho các văn phòng làm việc, các kho, bãi, được thiết kế đi nổi. Qua thời gian, cùng với việc quy hoạch cải tạo lại cảng, các đường dây dẫn dần dần được thay thế bằng cáp ngầm. Trong quá trình cải tạo trung tâm điện lực kết hợp với phòng kĩ thuật công trình Cảng đã có kế hoạch cải tạo lại hệ thống truyền tải bằng cáp ngầm. Điện chiếu sáng cho các kho, bãi bao gồm nguồn cung cấp điện, đường dây cấp điện cho các cột đèn pha, các cột đèn thuỷ ngân cao áp chiếu sáng dọc đường đi và các cổng bảo vệ, chiếu sáng trong kho và hiên kho. 19
  20. CHƢƠNG 2. TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CẢNG HOÀNG DIỆU 2.1. Đặt vấn đề Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó nhiệm vụ đầu tiên của chúng ta là xác định phụ tải điện của công trình ấy. Tuỳ theo quy mô của công trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5 năm, 10 năm hoặc lâu hơn nữa. Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và số lượng các máy, chế độ vận hành, quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành của công nhân Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng. Bởi vì nếu phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, có khi dẫn tới nổ, cháy rất nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, do đó gây lãng phí. 2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA CẢNG HOÀNG DIỆU 2.2.1. Các đặc điểm của phụ tải điện Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể chia ra làm hai loại phụ tải: + Phụ tải động lực. + Phụ tải chiếu sáng. Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng thường làm việc ở chế độ dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/ 220 V ở tần số công nghiệp f= 50 Hz. 20
  21. 2.3. Các yêu cầu về cung cấp điện của Xí Nghiệp Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết bị cũng như trong các phân xưởng trong nhà máy, đánh giá tổng thể toàn Xí Nghiệp ta thấy tỉ lệ (%) của phụ tải loại I lớn hơn tỉ lệ (%) của phụ tải loại II và III, do đó Xí Nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại I, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục. 2.3.1 Phương pháp tính phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện. Tuy nhiên 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 số liệu cố định cho trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy. Công thức tính: n Ptt = knc. Pđi (2.1) i 1 Qtt = Ptt. tg (2.2) 2 2 Ptt Stt = P Q (2.3) tt tt cos Một cách gần đúng có thể lấy: Pđ = Pđm Do đó: n Ptt = knc. p dmi (2.4) i 1 21
  22. Trong đó: Pđi, Pđmi: Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i kW. Ptt, Qtt, Stt: Công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị, kW, kVAr, kVA. n: Số thiết bị trong nhóm. Nếu hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức sau: p1cos p2cos p n cos n cos tb = (2.5) P1 p2 p n Bảng 2.1. Dung lượng, số lượng, vị trí của trạm biến áp Tên trạm Số Ptt Qtt Stt cosφ lƣợng Máy biến áp trạm 2 1533.2 kw 1678.8 2273.6 kVa 1.4 2 kVAr Máy biến áp trạm 2 2321 kw 2604.1 3489 kVa 1.4 3 kVAr Máy biến áp trạm 2 1197 kw 1312.7 1776.5 kVa 1.4 4 kVAr Máy biến áp trạm 2 988.9 kw 1132.2 1503.2 kVa 1.4 5 kVAr 22
  23. 2.4. Chọn và tính toán các thiết bị mạng cao áp 2.4.1 Máy cắt phụ tải loại LG-1200A Thông số máy cắt phụ tải LG-1200 A được trình bày trong bảng 2.9. Bảng 2.9: Thông số máy cắt phụ tải Dòng định mức Kiểu Điện áp (kV) IN (kA) Số cực (A) LG 0,4 1200 50 3-4 Các thiết bị điện ở mạng điện hạ áp như: aptômat, cầu dao, cầu chì Được lựa chọn theo điều kiện điện áp, dòng điện. Để cho thuận tiện nhà chế tạo đã tính toán để các thiết bị điện ở mạng điện hạ áp làm việc ổn định trong mạng do máy biến áp có S= 630 kVA. Như vậy khi công suất của máy biến áp hạ áp không quá 630 kVA thì các thiết bị điện dùng trong mạng hạ áp của máy biến áp đó không cần kiểm tra lại theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt nữa. Đối với aptômat, cầu dao, cầu chì phải kiểm tra khả năng cắt dòng điện ngắn mạch. Đối với aptômat cần phải chỉnh định mức cắt dòng điện quá tải [Tài liệu: cung cấp điện]. + Theo điều kiện làm việc bình thường: Iđmcc Ilvđc (2.6) b.Pdmdc Ilvđc= (2.7) η. 3.U dm .cos Trong đó: 23
  24. Ilvđc: Dòng làm việc của động cơ. b: Hệ số mang tải của động cơ. : Hiệu suất của động cơ ưng với công suất tiêu thụ của nó. Pđmđc: Công suất định mức của động cơ. + Theo điều kiện mở máy: ÷ Khi mở máy nhẹ: I mm Iđmcc (2.8) 2,5 Khi mở máy nặng: Imm Iđmcc (2.9) 1,6 ÷ 2,5 Trong đó: Imm: Dòng điện mở máy cực đại của động cơ. Tại mỗi trạm ta đặt một tủ động lực lấy từ trạm phân phối sau máy biến áp. Kiểm tra máy cắt phụ tải ta có: Ptt 594,8 Itt= = 858 (A) 3.U dm 3.0,4 Do vậy với máy cắt phụ tải đang sử dụng đảm bảo cho hệ thống làm việc bình thường. 24
  25. 2.4.2.3. Tính toán ngắn mạch Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng và thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện. Vì vậy, các phần tử trong hệ thống cung cấp điện phải được tính toán và lựa chọn sao cho không những làm việc tốt trong trạng thái bình thường mà còn có thể chịu đựng được trạng thái sự cố trong giới hạn qui định cho phép. Để lựa chọn được tốt các phần tử của hệ thống cung cấp điện, chúng ta phải lựa chọn được các tình trạng ngắn mạch có thể xảy ra và tính toán được các số liệu về tình trạng ngắn mạch như: dòng điện ngắn mạch và công suất ngắn mạch. Các số liệu này còn là căn cứ quan trọng để thiết kế hệ thống bảo vệ rơle, định phương thức vận hành của hệ thống cung cấp điện Vì vậy tính toán ngắn mạch là phần không thể thiếu được khi thiết kế hệ thống cung cấp điện. a. Tính ngắn mạch phía cao áp Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý để tính ngắn mạch phía cao áp Từ sơ đồ thay thế ta có: U2 62 XHT 0,0115(Ω) SN 3.6.50 Trong đó: SN: Công suất cắt của máy cắt kVA. 25
  26. U: Điện áp đường dây kV. Đường dây từ Đ.DK671 đến trạm2 là 2XLPE-(3x35) nên có: R1= r0.l/n X1= x0.l/n R1= 0,52.0,1/2= 0,026(Ω) X1= 0,13.0,1/2= 0,0065(Ω) Dòng điện ngắn mạch N tại trạm 2 6 I N 109,5 (kA) 3. 0,0262 (0,0065 0,0115)2 ixkN 2.1,8.109,5 278,8(kA) Tương tự ta tính cho các trạm BA khác. b. Tính ngắn mạch phía hạ áp Ta có sơ đồ thay thế phía hạ áp : ZBA N1 N2 Rdd Rtx Rdd Rtx ZBA Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý để tính ngắn mạch phía hạ áp + Tính ngắn mạch tại N1: ZN1=ZBA+ Rdd (2.10) Rdd= r0.l (2.11) Phía hạ áp ta chọn cáp 1X185 mm2 cách điện PVC do hãng LENS chế tạo, ta có : 26
  27. r0= 0,099 : l= 100 ( m) Rdd= 0,099.0,1= 0,0099 (Ω) 2 2 ZBA= RBA RBA Vì có 2 máy làm việc song song : 2 ΔPN .U dm 3 RBA= 2 .10 (mΩ) (2.12) 2.S dm 2 U N %.Udm 3 XBA= 2 .10 (mΩ) (2.13) 2.S dm Chọn máy biến áp do hãng ABB chế tạo có thông số: Bảng 2.3: Thông số máy biến áp Sđm Uđm P0 PN UN Trọng lƣợng (kVA) (kV) (W) (W) (%) Kích thƣớc (kg) 630 6,3/0,4 1200 8200 4 1570-940-1670 1970 2 8,2.6 3 RBA= .10 = 0,372 (mΩ) 2.6302 2 4.6 3 XBA= .10 = 0,182 (mΩ) 2.6302 2 2 ZBA= 0,372 0,182 =0,414 (mΩ) ZN1=0,414 + 0,0099= 0,424 (mΩ) 0,4 IN1= = 544,7 (kA) 3.0,424.103 27
  28. IxkN1= 2 .1,8.544,7= 1386,5 (kA) + Tính ngắn mạch tại N2: ZN2= ZN1+Ztx+Zdd Zdd= 0,01 0,4 IN2= = 250 (kA) 3.0,924.103 IxkN2= .1,8.250= 636( kA) 2.4.2.4 Lựa chọn và kiểm tra tiết diện cáp và dây cáp Trong mạng điện xí nghiệp, dây dẫn và cáp thường được chọn theo hai điều kiện sau: + Chọn theo điều kiện phát nóng. + Chọn theo điều liện tổn thất điện áp cho phép. a. Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và dây cáp thì vật dẫn bị nóng, nếu nhiệt độ dây dẫn và cáp quá cao có thể làm cho chúng bị hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ. Mặt khác độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị giảm xuống.Do vậy nhà chế tạo đã qui định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây dẫn và dây cáp.Cụ thể là : Khi nhiệt độ không khí là 250C, người ta qui định nhiệt độ cho phép của thanh cái và dây dẫn trần là 700C. Đối với cáp chôn trong đất ẩm có nhiệt độ là 150C, nhiệt độ cho phép chỉ được dao động trong khoảng +60 800C tuỳ theo từng loại cáp. Dây bọc cao su có nhiệt độ cho phép là 550C 28
  29. Nếu nhiệt độ dây dẫn và dây cáp đặt tại nơi nào đó khác với nhiệt độ qui định thì phải hiệu chỉnh theo hệ số hiệu chỉnh k (k cho trong các sổ tay tra cứu). Do đó, tiết diện dây dẫn và dây cáp chọn phải thỏa mãn điều kiện sau: k.Icp Ilvmax (2.14) Trong đó: Ilvmax: Dòng điện làm việc cực đại của dây dẫn. Icp: Dòng điện cho phép ứng với dây dẫn chọn. Dòng điện cho phép Icp là dòng điện lớn nhất có thể chạy qua dây dẫn trong thời gian không hạn chế mà không làm cho nhiệt độ của nó vượt quá trị số cho phép. b. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và dây cáp theo tổn thất điện áp cho phép Tổn thất điện áp trên đường dây được tính theo công thức: P.R Q.X ΔU .(V) (2.15) Udm Trong đó: P, Q: Công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên đường dây, kW, kVAr. R, X: Điện trở và điện kháng của đường dây Ω. Uđm: Điện áp định mức kV. Điều kiện: Trong điều kiện làm việc bình thường ΔU ΔU CP ΔUCP 5%Udm 29
  30. c. Tính chọn cáp cao áp Với mức điện áp 6 kV; công suất của máy biến áp St= 630 kVA; ta có: S t 630 It= = 60,6 (A) 3U 3.6 Chọn cáp 3 pha, 3 dây của hãng FURUKAWA (Nhật) tra bảng PL4.3.1 ta chọn được cáp XLPE-(3X35) chôn ngầm trong đất. 30
  31. d. Tính chọn cáp hạ áp Với mức điện áp 0,4 kV; công suất của máy biến áp St= 630 kVA; ta có: S t 630 It= = 909,3 (A) 3U 3.0,4 Chọn cáp của hãng LENS có ký hiệu PVC 1x185 có Icp= 506 A mà theo tính toán It= 909,3 A vậy chọn tăng số dây cho một pha: 2 dây. 2.4.2.5. Tính chọn và kiểm tra máy cắt điện Máy cắt điện là thiết bị đóng cắt mạch điện cao áp (trên 1000 V). Ngoài nhiệm vụ đóng cắt dòng điện phụ tải phụ vụ cho công tác vận hành, máy cắt còn có chức năng cắt dòng ngắn mạch bảo vệ các phần tử của hệ thống điện. Bảng 2.4: Các điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt Đại lƣợng chọn và kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức (kV) UđmMC UđmLĐ Dòng điện định mức (A) IđmMC > Icb Dòng điện ổn định động (kA) Iôđđ > Ixk t qd Dòng điện ổn định nhiệt (kA) Inh.đm > I t nh.dm Chọn máy cắt loại BM -6 tra bảng PL 2.13, ta có: Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật của cắt loại BM -6 UđmMC IđmMC Inh.đm tnh Ixk Loại dao (kV) (A) (kA) (s) (kA) BM -6 6 200 8,5 3 16,8 31
  32. Dòng điện cưỡng bức qua máy cắt chính là dòng quá tải sự cố khi cắt một biến áp: 630 Icb= IqtBA= 1,4IđmBA= 1,4 = 84,87 (A) 3.6 Bảng 2.6: Kết quả chọn và kiểm tra máy cắt Đại lƣợng chọn và kiểm tra Kết quả Điện áp định mức (kV) UđmMC = 6 = UđmLĐ Dòng điện định mức (A) IđmMC= 200 > Icb=84,87 A Dòng điện ổn định động (kA) Iđ.đm= 109,5 > Ixk= 16,8 Không cần kiểm tra Dòng điện ổn định nhiệt (kA) (vì có dòng định mức lớn hơn 1) 2.4.2.6. Tính chọn và kiểm tra thanh dẫn Các điều kiện lựa chọn và kiểm tra thanh góp Bảng 2.7: Các điều kiện chọn và kiểm tra thanh dẫn Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép (A) K1K2K3Icp Icb 2 Khả năng ổn định động (kG/cm ) cp tt 2 F I Khả năng ổn định nhiệt (mm ) t qd 32
  33. Trong đó: K1= 1: Với thanh góp đặt đứng. K2= 0,95: Với thanh góp đặt ngang. 0 K3= 1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường chuẩn: 45 C. cp: Ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh cái. tt: Ứng suất tính toán, xuất hiện trong thanh góp do tác động của lực điện động dòng ngắn mạch: M 2 tt= (kG/cm ) (2.16) W M: Mômen uốn tính toán: F .l M= tt (kG.m) (2.17) 10 Ftt: Lực tính toán do tác động của dòng ngắn mạch: -2 l Ftt= 1,76.10 . i (kG) (2.18) a xk l: Khoảng cách giữa các sứ của 1 pha cm. a: Khoảng cách giữa các pha cm. W: Mômen chống uốn của thanh dẫn hình chữ nhật kG.m. 2 W= b.h (2.19) 6 b: Bề rộng thanh dẫn cm. h: Chiều cao thanh dẫn cm. + Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện ổn định động dòng ngắn mạch. 33
  34. Thanh dẫn đặt trên sứ, khoảng cách giữa các sứ là l= 320 cm, khoảng cách giữa các pha là a= 120 cm. Dòng điện lớn nhất qua thanh góp: S tt 1813 Itt= 2626,8 (A) 3U 3.0,4 Chọn thanh dẫn bằng đồng hình chữ nhật có tiết diện 90 mm2 và kích thước là 4x30x3 và có dòng cho phép là 405 (A). Thanh dẫn đặt nằm ngang K1= 0.95 mỗi pha có một thanh dẫn K2= 1; nhiệt độ môi trường cực đại là 450C. t cptd t max K3= (2.20) t cptd t 0 Trong đó: tmax: Nhiệt độ môi trường cực đại. 0 to= 30 C 0 tcptd= 70 C 70 45 K3= = 0,8 70 30 Dòng điện cho phép hiệu chỉnh của thanh: Icp= 0,95.1.0,8.2616,8= 1988,79 (A) + Kiểm tra thanh dẫn theo ổn định nhiệt ngắn mạch Với tqđ= 3s: Thời gian chịu đựng của thanh dẫn. a= 120 cm = 1,2 m: Khoảng cách giữa các thanh dẫn. 34
  35. Ta có: Fcp= 1,2.19,93. 3 = 41,2 Fcp< FTD Như vậy thanh dẫn được chọn đã thoả mãn các điều kiện. 2.4.2.7. Tính chọn và kiểm tra biến dòng Máy biến dòng có nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ trị số lớn đến trị số nhỏ để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle, tự động hoá Thường thì dòng điện định mức thứ cấp của máy biến dòng là 5 A. Máy biến dòng được chọn theo cấp điện áp, dòng điện phụ tải phía thứ cấp, cấp chính xác, kiểu loại Nó được kiểm tra theo các điều kiện ổn định lực điện động và ổn nhiệt khi có dòng ngắn mạch chạy qua. Bảng 2.8: Lựa chọn máy biến dòng BI Đại lƣợng chọn và kiểm tra Công thức tính toán Điện áp định mức (kV) Uđm.BI ≥ Uđm.m I max Dòng điện sơ cấp định mức (A) IđmBI ≥ 1,2 Phụ tải cuộn dây thứ cấp (VA) S2đmB ≥ Stt i xk Hệ số ổn định động Kđ ≥ 2.i dmBI I t qd Hệ số ổn định nhiệt Knh ≥ ItdmBI t dm.nh 35
  36. Chọn máy biến dòng hạ áp U= 500 V do Công ty thiết bị đo điện chế tạo. Bảng 2.9: Thông số kỹ thuật máy biến dòng Trọng Mã sản U IđmBI I2đmBI Cấp chính Dung đm.BI lƣợng phẩm (V) (A) (A) xác lƣợng (VA) (kg) BD22 500 1200 5 0,5 30 2,76 Dòng điện lớn nhất qua biến dòng: Ptt 630 Imax= = = 909,3 (A) 3.U dm 3.0,4 Bảng 2.10: Kiểm tra biến dòng Đại lƣợng chọn và kiểm tra Kết quả Điện áp định mức (kV) Uđm.BI= 0,5 ≥ Uđm.m= 0,4 I max Dòng điện sơ cấp định mức (A) IđmBI= 1200 ≥ = 757,8 1,2 Hệ số ổn định động Không cần kiểm tra Hệ số ổn định nhiệt 2.4.2.8. Tính chọn và kiểm tra chống sét van Nhiệm vụ của chống sét van là chống sét đánh từ ngoài đường dây trên không chuyền vào trạm biến áp và trạm phân phối. 36
  37. Chống sét van được làm bằng điện trở phi tuyến. Với điện áp định mức của lưới điện, điện trở chống sét van có trị số lớn vô cùng không cho dòng điện đi qua, khi có điện áp sét điện trở giảm tới 0, chống sét van tháo dòng sét xuống đất. Trong tính toán thiết kế, việc chọn chống sét van rất đơn giản, chỉ căn cứ vào điện áp: Uđmcsv≥UđmLĐ (2.21) Trạm biến áp số 2 được cấp điện bằng đường dây nổi trên không Đ.DK671, cần phải đặt chống sét van. Chọn dùng chống sét van cao áp do Liên Xô chế tạo. Bảng 2.11: Thông số kĩ thuật của chống sét van mạng cao áp Uđm Ucpmax Uđ.th (kV) Uđthxk (kV) Khối lƣợng Loại (kV) (kV) f= 50Hz t= 2s (kg) PBM-6 6 7,6 15 10,5 38 Phía hạ áp đặt chống sét van trong tủ phân phối. Chọn dùng chống sét van hạ áp do Liên Xô chế tạo. 37
  38. Bảng 2.12: Thông số kĩ thuật của chống sét van mạng hạ áp Khối Uđm Ucpmax Uđ.th (kV) Uđthxk (kV) Loại lƣợng (kV) (kV) f= 50 Hz t= 2 s (kg) PHK-0,58Y 0,5 0,5 1,3 1,9 2,3 Các trang thiết bị điện của xí nghiệp Cảng Hoàng Diệu tuy vẫn còn sử dụng được, nhưng do thời gian sử dụng quá dài khoảng 30 năm hầu hết các thiết bị điện đã bị già hoá và nỗi thời nên không thể đáp ứng được nhu cầu tự động hoá của xí nghiệp. Vì vậy cần phải thay thế bằng các thiết bị mới hiện đại. 38
  39. CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO NÂNG CẤP HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CẢNG HOÀNG DIỆU 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Việc chọn phương án cung cấp điện bao gồm: chọn cấp điện áp, nguồn điện, sơ đồ nối dây, phương thức vận hành. Các vấn đề này có ảnh hưởng trực tiếp đến vận hành, khai thác và phát huy hiệu quả của hệ thống cung cấp điện. Muốn thực hiện được đúng đắn và hợp lý nhất, ta phải thu thập và phân tích đầy đủ các số liệu ban đầu, trong đó số liệu về nhu cầu điện là quan trọng nhất, đồng thời sau đó phải tiến hành so sánh giữa các phương án đã được đề ra về phương diện kinh tế và kĩ thuật. Phương án cung cấp điện được chọn sẽ được xem là hợp lý nếu thoả mãn được những yêu cầu sau: + Đảm bảo chất lượng điện, tức đảm bao dược tần số và điện áp nằm trong phạm vi cho phép. + Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu của phụ tải. + Thuận tiện trong vận hành, lắp ráp và sửa chữa. + Có các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật hợp lý. Ngoài ra, khi thiết kế công trình cụ thể ta phải xét thêm các yếu tố sau: đặc điểm của quá trình công nghệ, yêu cầu cung cấp điện của phụ tải, khả năng cấp vốn và thiết bị, trình độ kĩ thuật chung của công nhân 39
  40. 3.1.1.Phía cao áp + Với các nguồn và đường cáp cao thế liên hoàn như hiện tại là điều kiện tối ưu luôn đảm bảo cấp điện liên tục cho sản xuất. Khu vực Cảng chính luôn được cấp điện từ 2 đến 3 trạm trung gian của thành phố vì vậy khi cải tạo lưới điện lên 22 kV, Cảng cần thiết đề nghị Công Ty Điện Lực Hải Phòng tiếp tục duy trì sơ đồ kết nối dây như hiện tại. + Trang thiết bị cao áp như: hệ thống dây cáp ngầm dẫn tới các trạm điện, các tủ máy cắt, tủ máy biến áp đo đếm và bảo vệ, tủ chống sét, tuy vẫn còn sử dụng được do làm tốt công tác bảo trì, bảo dưỡng thường xuyên. Nhưng do thời gian sử dụng quá dài khoảng 30 năm, đã được trung tu, đại tu không đồng bộ. Nên cần thiết phải thay thế bằng các thiết bị mới hiện đại để đảm bảo việc cung cấp điện được lâu dài. 3.1.2.Trạm biến áp Các trạm điện hiện tại được bố trí hợp lí về vị trí. Công suất sử dụng có thể đảm bảo cho năng lực bốc xếp khoảng 8 8,5 triệu tấn thông qua. Tuy nhiên công suất trạm số 3 hiện đang trong tình trạng đầy và quá tải do việc bố trí bốc hàng rời tại khu vực Cầu 6, Cầu 7, hậu phương cầu 6, 7, máy đóng bao hàng rời, các tải khác tại khu vực này. Nếu vẫn tiếp tục duy trì làm hàng rời như hiện tại thì cần thiết phải tăng công suất máy biến áp tại trạm 3. 3.1.3. Phía hạ áp Hệ thống cung cấp điện cho các cần trục chân đế tuyến tiền phương và hậu phương được đi trong hào cáp ngầm. Đây là hệ thống hoàn chỉnh có thể sửa chữa, thay thế bất cứ lúc nào mà không ảnh hưởng đến quá trình cung cấp điện cho các phụ tải khác cũng như quá trình bốc xếp của Cảng. Qua quá trình cải tạo, hầu hết đã được thay thế bằng cáp PVC chỉ còn lại một số cáp cũ sẽ được sửa chữa, thay thế trong thời gian tới. 40
  41. 3.2.Phƣơng án cải tạo 3.2.1. Phần giữ nguyên + Cáp điện cung cấp cho các cẩu cần trục chân đế từ cầu 1 đến cầu 7. + Toàn bộ cáp cao thế nối giữa các trạm điện trong nội bộ Cảng. + Hệ thống điện trong các kho, trừ kho 6. 3.2.2. Phần cải tạo + Tại các trạm điện: Thiết bị đóng cắt cao thế 22 kV; Máy biến thế 22/0,4 kV; Tủ hạ thế. + Các đường cáp điện cung cấp cho các cột đèn pha số 1, 2, 3, 12, 14, 6B. + Nguồn điện cung cấp cho các văn phòng làm việc, các kho bãi tuỳ theo qui hoạch của Cảng. Mặt bằng tổng thể thi công đến đâu, điện lực sẽ kết hợp với các phòng chức năng có qui hoạch xây dựng đường điện ngầm đến đó. + Trạm điện tại văn phòng 8A Trần Phú: Qui hoạch lại toàn bộ tủ điện và đưa vào trạm kín đồng bộ. + Thay thế các pha chiếu sáng trong kho, ngoài bãi bằng các loại pha thích hợp để đảm bảo ánh sáng làm việc và tiết kiệm điện. + Cải tạo các đường cáp còn lại từ cầu 8 đến cầu 11: đây là các đường cáp cũ. 41
  42. 3.3. THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP 3.3.1. Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa dạng. Nó phụ thuộc vào công suất yêu cầu của xí nghiệp. Khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các yếu tố đặc biệt đặc trưng cho nhà máy, các thiết bị đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao, các đặc điểm của quy trình sản xuất và quy trình công nghệ Để từ đó xác định mức độ bảo đảm an toàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp điện hợp lý. Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải căn cứ vào độ tin cậy, tính kinh tế và an toàn. Độ tin cậy của sơ đồ cấp điện phụ thuộc loại hộ tiêu thụ mà nó cung cấp, căn cứ vào loại hộ tiêu thụ để quyết định số lượng nguồn cung cấp của sơ đồ. Sơ đồ cung cấp điện phải có tính an toàn đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người và thiết bị trong trạng thái vận hành. Ngoài ra, phải lưu ý tới các yếu tố kỹ thuật khác như đơn giản, thuận tiện, dễ vận hành, có tính linh hoạt trong việc khắc phục sự cố. 3.3.2. Phƣơng pháp cung cấp điện cho Cảng Hoàng Diệu 3.3.2.1. Phân loại và đánh giá hộ tiêu thụ điện trong Cảng Hoàng Diệu Nguyên tắc chung để đánh giá hộ tiêu thụ điện trong Xí Nghiệp là ta dựa vào tầm quan trọng của Trạm điện đó đối với nhà máy tức là khi ta ngừng cung cấp thì mức độ ảnh hưởng của nó tới hoạt động của toàn nhà máy là cao hay thấp , từ đó ta có thể xác định được loại phụ tải và sơ đồ cấp điện hợp lý cho các Trạm điện trong toàn Xí Nghiệp. Kiểu sơ đồ cung cấp điện phù hợp với điện áp truyền tải đã chọn: Do điều kiện thiết kế đã cho trạm biến áp trung gian 110/22 kV, Sau đó từ cáp truyền tải 22 kV này, điện năng sẽ được dẫn tới từng trạm biến áp. Tuỳ theo 42
  43. công suất mà mỗi trạm biến áp chứa một hoặc hai MBA. Tại đây điện áp được hạ xuống còn 0,4 kV và được dẫn tới từng tải tiêu thụ. Nhiệm vụ của chúng ta là thiết kế xây dựng trạm biến áp nhận điện từ trạm PPTT về cấp điện cho các tải. 3.3.2.2. Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm biến áp Chọn số lượng MBA cho các Trạm biến áp có ý nghĩa quan trọng đối với việc xây dựng một sơ đồ cung cấp điện hợp lý . Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng, quyết định đặt 4 trạm biến áp 1) Trạm số 2: gồm 2 máy biến áp 1200kVa-22/0.4kV cấp điện cho các hố cấp điện cầu 3 cầu 4 cầu 5,hậu phương bến 2 bến 4,ánh sáng trạm 2 và một máy biến áp loại 560kVa- 22/0.4 kV cấp điện cho kho 3 kho 4 và bãi 5 2) Trạm số 3: gồm 3 máy biến áp 1500kVa-22/0.4 kV cấp điện cho các hố cấp điện cầu 6;cầu 7,gara nâng hàng điện,hậu phương bến 6,văn phòng trực ban cảng 3) Trạm số 4: gồm 2 máy biến áp 630kVa-22/0.4kV cấp điện cho các hố điện cầu 8;cầu 9 và một máy biến áp 560kVa-2/0.4kV cấp điện cho cột đèn pha số 4;số 5,kho 10 và ánh sáng trạm 5,hậ phương cầu 8 4) Trạm số 5: gồm 2 máy biến áp 630kVa-22/0.4kV cấp điện cho các hố điện cầu 10 và cầu 11 Trong đó các trạm số 2, 3, 4, 5 là các phụ tải loại 1. Các máy biến áp dùng máy do ABB (liên doanh) sản xuất tại Việt Nam, không phải hiệu chỉnh nhiệt độ (khc=1). 43
  44. Chú ý: Máy ngoại nhập phải hiệu chỉnh nhiệt độ theo công thức: S tt S dmBA (3.1) K hc Trong đó: Khc: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ. θ θ K 1 1 0 (3.2) hc 100 0 1 : Nhiệt độ môi trường sử dụng máy ( C ). 0 0 : Nhiệt độ môi trường chế tạo máy ( C ). Giả sử ta tiến hành tính toán cho một trạm với giả thiết: công suất đặt của thiết bị trong tương lai có thể mở rộng lên gấp 1,5 lần công suất hiện tại. Chọn dung lượng các máy biến áp: + Trạm số 2 : Công suất đặt hiện tại của thiết bị trong trạm là: Pđ= 8069 kW do đó công suất trong tương lai là: Pđ= 12104 kW. Tra bảng PL 1.2 ta có: Knc= 0,19 ; cos = 0,7  tag = 1,02 n Ptt = knc. Pđi = 0,19.12104= 2300 (kW) i 1 Qtt = Ptt. tg = 2300.1,02= 2346 (kVAr) 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt 2300 2346 3286(kVA) S 3286 S tt 2347(kVA) dmBA 1,4 1,4 44
  45. (1,4: Hệ số quá tải ứng với 5 ngày 5 đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6h) Chọn dùng 2 máy biến áp loại 1200 kVA 22/ 0,4 kV; 1 máy biến áp loại 560 kVA 22/0,4 kV (nếu không có trong catalog chào hàng của ABB, yêu cầu sản xuất theo đơn đặt hàng). 45
  46. ®dk 671 - e26 tc 22kV pgc pFA pgc pFA TM pFA pgc cd 22kv Tr¹m II ®Õn 560kva 22/0,4kv 1200kva 22/0,4kv 1200kva 22/0,4kv 1250A 2000A 2000A A B C A B C A B C 46 3 ct 1250/5A A A A KWh KVarh 3 ct 2000/5A A A A KWh KVarh 3 ct 2000/5A A A A KWh KVarh PFC PFC PFC CC - 5A CC - 5A CC - 5A VS V VS V VS V ct 2000/5A ct 1250/5A tc 0,4kV ct 2000/5A tc 0,4kV tc 0,4kV 2000A 250A 400A 400A 250A 250A 600A 600A 600A 600A 600A 600A 600A 600A 600A 600A 600A A A A A A A A Kho 3 3 TÇng B·i 5 ¸nh s¸ng 6h Kho 4 HP BÕn 3 HP BÕn 4 ¸nh s¸ng tr¹m CTT 90A CTT 90A CTT 90A 4 Tô bï 3p 50 kVAr 5 Tô bï 3p 50 kVAr 5 Tô bï 3p 50 kVAr §i tr¹m III Hè 3-1 Hè 3-2 Hè 3-3 Hè 3-4 Hè 4-1 Hè 4-2 Hè 4-3 Hè 4-4 Hè 5-1 Hè 5-2 Hè 5-3 CÇu5 Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho trạm biến áp số 2
  47. + Trạm số 3: Sơ đồ cải tạo hệ thống cung cấp điện cho trạm 3 được biểu diễn trên hình 3.2. Công suất đặt hiện tại của thiết bị trong trạm là: Pđ= 12220 kW do đó công suất trong tương lai là: Pđ= 18330 kW. Tra bảng PL 1.2 ta có: Knc= 0,19 ; cos = 0,7  tag = 1,02 n Ptt = knc. Pđi = 0,19.18330 = 3483( kW ) i 1 Qtt = Ptt. tg = 3483.1,02= 3552 (kVAr ) 2 2 2 2 Stt = Ptt Q tt 3483 3552 4975(kVA) S 4975 S tt 3554(kVA) dmBA 1,4 1,4 (1,4: Hệ số quá tải ứng với 5 ngày 5 đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6h) Chọn dùng 3 máy biến áp loại 1500 kVA 22/ 0,4 kV(nếu không có trong catalog chào hàng của ABB, yêu cầu sản xuất theo đơn đặt hàng). 47
  48. tc 22kV pgc pFA pFA pgc pFA pgc TM Tr¹m II ®Õn Kho 6 spare Khu vùc cæng 4 V¨n phßng Hoµng DiÖu Trùc ban Hoµng DiÖu 1500kva 22/0,4kv 1500kva 22/0,4kv 1500kva 22/0,4kv ATS 800A 2500A 2500A 2500A A B C A B C 3 ct 2500/5A A A A KWh KVarh 3 ct2500/5A A A A KWh KVarh 48 PFC CC - 5A PFC CC - 5A VS V VS V ct 2500/5A tc 0,4kV ct 2500/5A tc 0,4kV 2500A 400A 500A 800A 800A 800A 800A 600A 800A 800A 500A 10A 10A ATS 800A A A A A HËu ph•¬ng Gara n©ng hµng ®iÖn §Ìn pha 6A §Ìn pha sè 7 bÕn 6 CTT 90A CTT 90A §i tr¹m IV 5 Tô bï 3p 50 kVAr 5 Tô bï 3p 50 kVAr §i tr¹m IV Hè 6-1 Hè 6-2 Hè 6-3 Hè 6-4 Hè 7-1 Hè 7-2 Hè 7-3 Hè 7-4 CÇu6 CÇu7 Hình 3.2 : Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho trạm biến áp số 3
  49. + Trạm số 4: Sơ đồ cải tạo hệ thống cung cấp điện cho trạm 4 được biểu diễn trên hình 3.3. Công suất đặt hiện tại của thiết bị trong trạm là: Pđ= 6300 kW do đó công suất trong tương lai là: Pđ= 9450 kW. Tra bảng PL 1.2 ta có: Knc= 0,19 ; cos = 0,7  tag = 1.02 n Ptt = knc. Pđi = 0,19.9450 = 1796 (kW) i 1 Qtt = Ptt. tg = 1796.1,02= 1831( kVAr) 2 2 2 2 Stt = Ptt Q tt 1796 1831 2565(kVA) S 2565 S tt 1832(kVA) dmBA 1,4 1,4 (1,4: Hệ số quá tải ứng với 5 ngày 5 đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6h) Chọn dùng 2 máy biến áp loại 630 kVA 22/ 0,4 kV; 1 máy ánh sáng 560 kVA 22/0,4 kV (nếu không có trong catalog chào hàng của ABB, yêu cầu sản xuất theo đơn đặt hàng). 49
  50. tr¹m u.b.n.d trung t©m ph©n phèi pgc pFA pgc TM pFA pFA pgc TM pgc tc 22kV ti 50/5a ti 200/5a tu 22/0.1kv tu 22/0.1kv 250A 100A 150A 560kva 22/0,4kv 630kva 22/0,4kv 350A 1250A 1250A A B C A B C 50 A B C 3 ct 600/5A 3 ct 1250/5A A A A KWh KVarh 3 ct 1250/5A A A A KWh KVarh A A A KWh KVarh PFC CC - 5A PFC CC - 5A PFC CC - 5A VS V VS V VS V ct 1250/5A tc 0,4kV ct 1250/5A ct 600/5A tc 0,4kV tc 0,4kV 1200A 600A 600A 800A 600A 600A 600A 600A 600A 400A 150A 150A 200A 150A 200A ATS 600A A A A A HËu phuong A Kho 10 Cét ®Ìn CÇu 8 §éi ®iÖn lùc Cét ®Ìn fa sè 5 ¸nh s¸ng fa sè 4 tr¹m 5 CTT 90A Tr¹m III ®Õn TuyÕn nãc kho CTT 90A CTT 90A 2Tô bï 3p 50 kVAr 5 Tô bï 3p 50 kVAr 5 Tô bï 3p 50 kVAr §i tr¹m IV Tr¹m III ®Õn Hè 8-1 Hè 8-2 Hè 8-3 Hè 8-4 Hè 9-1 Hè 9-2 Hè 9-3 Hè 9-4 CÇu8 CÇu9 Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho trạm biến áp số 4
  51. + Trạm số 5 : Sơ đồ cải tạo hệ thống cung cấp điện cho trạm 4 được biểu diễn trên hình 3.4. Công suất đặt hiện tại của thiết bị trong trạm là: Pđ= 5204,18 kW do đó công suất trong tương lai là: Pđ= 7806 kW. Tra bảng PL 1.2 ta có: Knc= 0,19 ; cos = 0,7  tag = 1,02 n Ptt = knc. Pđi = 0,19.7806 = 1483,14 (kW) i 1 Qtt = Ptt. tg = 1483,14.1,02= 1513( kVAr) 2 2 2 2 Stt = Ptt Q tt 1483 1513 1698 (kVA) S 1698 S tt 1213 (kVA) dmBA 1,4 1,4 (1,4: Hệ số quá tải ứng với 5 ngày 5 đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6h) Chọn dùng 2 máy biến áp loại 630 kVA 22/ 0,4 (nếu không có trong catalog chào hàng của ABB, yêu cầu sản xuất theo đơn đặt hàng). 51
  52. tc 22kV pgc pFA pgc pFA TM pgc Tr¹m IV ®Õn spare §i L¹nh B×nh 630kva 22/0,4kv 630kva 22/0,4kv 1250A 1250A A B C A B C 52 3 ct 1250/5A A A A KWh KVarh 3 ct 1250/5A A A A KWh KVarh PFC CC - 5A PFC CC - 5A VS V VS V ct 1250/5A ct1250/5A tc 0,4kV 400A 250A 400A 400A 250A 250A 500A 250A CTT 90A CTT 90A 2Tô bï 3p 50 kVAr 2Tô bï 3p 50 kVAr Hè 10-1 Hè 10-2 Hè 10-3 Hè 10-4 Hè 11-1 Hè 11-2 Hè 11-3 CÇu11 CÇu10 Hình 3.4 : Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho trạm biến áp số 5
  53. 3.2.2.3. Phương án đi dây mạng cao áp Vì nhà máy thuộc hộ loại I, sẽ dùng đường dây cáp ngầm dẫn điện từ 5 nguồn cao thế về các trạm điện của Xí Nghiệp. Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp đề ra phương án đi dây mạng cao áp: các trạm biến áp được cấp điện trực tiếp từ 5 nguồn cao thế và được lấy điện liên thông qua các trạm ở gần. Bảng 3.1: Lựa chọn tiết diện dây dẫn Đối tƣợng Jkt ΔUcp Icp U ≥ 110 kV X - - Mọi đối tượng U= 6, 10, 22, 35 kV + Đô thị, xí nghiệp X - - + Nông thôn - X - U= 0,4 kV + Đô thị, xí nghiệp - - X + Nông thôn - X - Đường dây cung cấp điện từ nguồn cao thế tới các trạm biến áp của Xí Nghiệp sử dụng đường dây cáp ngầm, dài 100 m, dây đồng, lõi thép, lộ kép. Chọn cáp đồng 3 lõi, cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (nhật) chế tạo. 53
  54. Bảng 3.2: Lựa chọn jkt Loại dây dẫn Tmax≤ 3000 h Tmax= 3000 h Tmax≥5000 h A và AC 1,3 1,1 1 Cáp lõi đồng 3,5 3,1 2,7 Cáp lõi nhôm 1,6 1,4 1,2 Tra cẩm nang có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax= 4500 h, 2 với giá trị của Tmax, dây dẫn đồng tra bảng sau sẽ có Jkt= 3,1 A/mm . St 1500 IttXN= 39,4(A) 3.U 3.22 2 Fkt= IttXN/ Jkt= 39,4/ 3,1= 12,7 (mm ) Chọn dây đồng lõi thép tiết diện phần đồng là 35 mm2, 2XLPE(3x35) kiểm tra dây đã chọn theo điều kiện dòng sự cố. Tra bảng PL 4.31. Dây đồng 2 XLPE(3x35) có Icp=170( A) Khi đứt một dây, dây còn lại tải toàn bộ công suất. Isc=2IttXN=2.39,4=78,8 A< Icp(thoả mãn) Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp. Với dây 2 XLPE (3x35) tra bảng được r0= 0,52 /km, x0= 0,13 /km PR QX 3483.0,52.0,1 3552.0,13.0,1 ΔU n.U 2.22 dm 5,2 V ΔU cp 5%Udm 1100 (V) Vậy ta chọn dây 2XLPE(3x35) là hợp lý. 54
  55. Sau đây lần lượt tính toán kinh tế, kỹ thuật cho phương án đi dây mạng cao áp. Dự định dùng cáp XLPE lõi đồng bọc thép của hãng FURUKAWA Nhật Bản, có các thông số kỹ thuật cho trong sổ tay. 1000 I max 13,1 (A) 2 3.22 2 Với cáp đồng và Tmax= 4500 h tra bảng được Jkt= 3,1 (A/mm ) I max 13,1 2 Fkt 4,2 (mm ) J kt 3,1 Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 35 mm2 đó là 2XLPE(3x35) S1 S 2 1000 1500 I max 32,8 (A) 2 3.U dm 2 3.22 2 Fkt=32,8/3,1= 10,6 (mm ) Chọn cáp tiết diện 35 mm2 đó là 2XLPE(3x35). Các đường cáp khác chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng, vì cáp đã được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo ΔU và Icp. 55
  56. Bảng 3.3: Kết quả tính chọn các đường cáp Chiều Đơn giá Thành tiền Đƣờng cáp Loại dài (đ/m) (đ) (m) Đ.DK671-Trạm 2 2XLPE(3x35) 62,5 80000 5.106 Trạm 2-Trạm 3 2XLPE(3x35) 650 80000 52.106 UBND-Trạm 4 2XLPE(3x35) 75 80000 6.106 Trạm 4-Trạm 3 2XLPE(3x35) 500 80000 40.106 Trạm 4-Trạm 5 2XLPE(3x35) 100 80000 8.106 TTĐĐ-Trạm 4 2XLPE(3x35) 20 80000 1,6.106 Lạnh Bính-Trạm 2XLPE( 3x35) 37,5 80000 3.106 5 Trạm 5-Trạm 4 2XLPE(3x35) 100 80000 8.106 Tổng chi phí :123.600.000 VNĐ. Tiếp theo xác định tổn thất công suất tác dụng ΔP: S 2 ΔP .R.10 3 kW (3.3) U 2 Tổn thất ΔPtrên đoạn cáp Đ.DK671-Trạm 2: 56
  57. 10002 ΔP .0,033.10 3 0,07 (kW) 222 Tính tương tự cho các trạm khác: Bảng 3.4: Tổn thất công suất tác dụng Chiều r0 R ΔP Đƣờng cáp Loại dài ( ( ) (kW) (m) /km) Đ.DK671-Trạm 2 2XLPE(3x35) 62,5 0,524 0,033 0,07 Trạm 2-Trạm 3 2XLPE(3x35) 650 0,524 0,3406 0,09 UBND-Trạm 4 2XLPE(3x35) 75 0,524 0,039 0,03 Trạm 4-Trạm 3 2XLPE(3x35) 500 0,524 0,262 1,2 Trạm 4-Trạm 5 2XLPE(3x35) 100 0,524 0,0524 0,04 TTĐĐ-Trạm 4 2XLPE(3x35) 20 0,524 0,01 0,008 Lạnh Bính-Trạm 5 2XLPE(3x35) 37,5 0,524 0,02 0,02 Trạm 5-Trạm 4 2XLPE(3x35) 45 0,524 0,024 0,02 ΔP=1,478 Từ Tmax= 4500 h và cos = 0,7 tính ra: -4 2 = ( 0,124+10 .Tmax ) .8760= 2886 h Lấy avh= 0,1; at0= 0,2 ; c= 750 đ/kWh Chi phí tính toán hàng năm là: Z= (0,1+0,2). 123 600 000 + 750.1,478.288 = 40 279 131 vnđ 57
  58. 671.e25 tttp ®.dk671 ubnd tt®d l¹mh bÝnh xlpe 3x35 xlpe 3x35 xlpe 3x35 xlpe 3x35 xlpe 3x35 xlpe 3x35 xlpe 2x35 xlpe 3x35 xlpe 3x35 xlpe 3x35 l=400m l=650m l=500m l=100m l=30m 58 tr¹m 6 tr¹m 1 tr¹m 2 tr¹m 3 tr¹m 4 tr¹m 5 1x400kva 2x630kva 2x1200kva 3x1500kva 2x630kva 2x630kva 1x560kva 1x560kva 1x560kva Hình 3.5: Sơ đồ mạng cao áp hệ thống cung cấp điện Cảng Hoàng Diệu
  59. 3.3.2.2. Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT và các trạm BA + Sơ đồ trạm PPTT: Như đã phân tích ở trên, nhà máy cơ khí thuộc loại quan trọng, chọn dùng sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn cho trạm PPTT. Tại mỗi tuyến dây vào, ra khỏi thanh góp và liên lạc giữa hai phân đoạn thanh góp đều dùng máy cắt hợp bộ. Để bảo vệ chống sét truyền từ đường dây vào trạm, đặt chống sét van trên mỗi phân đoạn thanh góp. Đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp một máy biến áp đo lường 3 pha 5 trụ có cuộn tam giác hở báo chạm đất 1 pha trên cáp 22 kV. Chọn dung lượng các tủ hợp bộ của hãng LG, cách điện bằng không khí, loại LBA 50S-3PS, hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tủ có dòng định mức 5000 A. Bảng 3.5: Thông số của máy cắt IcắtNmax Uđm Iđm IcắtN, 3s Loại máy cắt Ghi chú (kV) (A) (kA) (kA) LBA 50S-3PS 24 5000 63 160 Không cần bảo trì + Sơ đồ các trạm biến áp phân xưởng Vì các trạm biến áp phân xưởng rất gần trạm PPTT, phía cao áp chỉ cần đặt dao cách ly. Phía hạ áp đặt aptomat tổng và các aptomat nhánh. Trạm hai máy biến áp đặt thêm aptomat liên lạc giữa hai phân đoạn. Cụ thể như sau: + Đặt một tủ đầu vào 22 kV có dao cách ly 3 vị trí, cách điện bằng SF6, không phải bảo trì, loại 8DH10. Sau đây là thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DH10: 59
  60. Bảng 3.6: Thông số kĩ thuật của tủ đầu vào 8DH10 Uchịu đựng Ichịu đựngN1s I Nmax Uđm Iđm Loại tủ (kV) (A) (kV) (kA) (kA) 8DH10 24 200 50 16 50 Các máy biến áp chọn loại do ABB sản xuất tại Việt Nam (không phải hiệu chỉnh nhiệt độ). + Phía hạ áp chọn dùng các aptomat của hãng LG đặt trong vỏ tủ tự tạo. Cụ thể chọn các aptomat như sau: Dòng lớn nhất qua aptomat tổng của máy 1200 kVA là: 1200 I max 1732 (A) 3.0,4 Bảng 3.7: Dòng điện lớn nhất qua aptomat tổng của máy biến áp SđmBA(kVA) 1500 1200 1000 800 630 500 400 Imax (A) 2165 1732 1443 1155 909 722 577 Chủng loại và số lượng các aptomat chọn được ghi trong bảng sau: 60
  61. Bảng 3.8: Chủng loại và số lượng các aptomat được chọn Số lƣợng cho Loại Uđm Iđm Icắt N Trạm BA mỗi trạm aptomat (V) (A) (kA) (chiếc) ABS2000 3 690 2000 50 Trạm 2 ABS1250 1 690 1250 25 (2x1200 kVA) ABS603a 11 690 600 10 (1x560 kVA) ABS403a 2 690 400 10 GBN203a 3 690 250 8 ABS2500 4 690 2500 50 Trạm 3 ABS803a 7 690 800 25 (3x1500 kVA) ABS603a 3 690 600 10 ABS403a 1 690 400 10 ABS1250 3 690 1250 25 Trạm 4 ABS803a 1 690 800 25 (2x630 kVA) ABS603a 8 690 600 10 (1x560 kVA) ABS403a 1 690 400 10 GBN203a 5 690 250 8 ABS1250 3 690 1250 25 Trạm 5 ABS603a 1 690 600 10 (2x630 kVA) ABS403a 2 690 400 10 GBN203a 4 690 250 8 61
  62. Hình 3.6: Sơ đồ đấu nối các trạm đặt 2 MBA Tñ cao M¸y BA Tñ A Tñ A Tñ A Tñ A M¸y BA Tñ cao ¸p Tñ A ¸p 22/ 0,4 nh¸nh ph©n nh¸nh tæng 22/ 0,4 8DH 10 tæng ®o¹n 8 DH 10 Hình 3.7: Sơ đồ đấu nối các trạm đặt 1 MBA Tñ cao ¸p M¸y BA Tñ A Tñ A tæng 8 DH 10 22/ 0,4 nh¸nh 62
  63. 3.2.2.3. Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị điện đã chọn + Tính toán ngắn mạch: N MC1 DD MC2 BAPX N HT Xht Rdd X2dd Hình 3.8. Sơ đồ nguyên lý để tính ngắn mạch phía cao áp Từ sơ đồ thay thế ta có: U2 222 X HT 0,254(Ω) S N 3.22.50 Đường dây từ Đ.DK671 đến trạm2 là 2XLPE-(3x35) nên có: R1= r0.l/n X1= x0.l/n R1= 0,52.0,1/2= 0,026(Ω) X1= 0,13.0,1/2= 0,0065(Ω) Dòng điện ngắn mạch N tại trạm 2: 22 IN 48,5 (kA) 3. 0,0262 (0,0065 0,254)2 ixkN 2.1,8.48,5 123,5 kA) 63
  64. Tương tự ta tính cho các trạm BA khác. + Kiểm tra các thiết bị điện đã chọn: So sánh kết quả tính được ở trên với các thông số của tủ máy cắt LBA50S-3PS đặt tại trạm PPTT ta thấy: máy cắt và thanh góp có khả năng cắt và ổn định động dòng ngắn mạch là phù hợp (63 kA so với 48,5 kA và 160 kA so với 123,5 kA). Với cáp, chỉ cần kiểm tra với tuyến có dòng ngắn mạch lớn nhất. Tiết diện ổn định nhiệt của cáp: 2 F α.I . t qd 6.11,6 0,5 49,2 (mm ) Ta đã chọn cáp loại có tiết diện 35 mm2 < 49.2 mm2. Vậy muốn đảm bảo ổn định nhiệt phải nâng tiết diện cáp lên 50 mm2. Kết quả là chọn cáp 2XLPE (3x50). 3.4. THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CHO TRẠM ĐIỆN Hiện nay trạm 3 là trạm làm việc với công suất lớn nhất. Vì vậy sẽ tập chung tính chọn các thiết bị điện cho trạm số 3. 3.4.1. Tính chọn và kiểm tra aptomat tổng: Như phần trên ta đã chọn aptomat tổng loại ABS2500 có Iđm= 2500(A) 3.4.2. Chọn tủ PP của Trạm: Aptomat tổng chọn loại ABS2500 như aptomat đầu nguồn Nhánh ra chọn aptomat loại: ABS803a, ABS403a, GBN203a. 3.4.3. Chọn cáp từ tủ PP tới các Hố cấp điện cho cần trục: Hiện tại mỗi trạm phục vụ cho 3 cầu, mỗi cầu có 6 hố. 64
  65. Ta có: S tt 1500 Itt= 2165(A) 3.U dm 3.0,4 Vậy dòng định mức cho mỗi hố là: 360 A. Vì cáp chôn dưới đất riêng từng tuyến nên khc= 1. k hc .I cp I tt 360)(A) Chọn cáp đồng hạ áp 1X185 cách điện PVC do LENS chế tạo, dòng cho phép Icp ngoài trời 506 A. 3.4.5. Lựa chọn dây dẫn từ các Hố cấp điện tới từng cần trục: Tất cả dây dẫn trong trạm chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo, khc= 0,92. Điều kiện chọn: Khc . Icp > Iđm Phụ tải động lực chính của Cảng gồm: + 12 cần trục chân đế CONDOR: Pđm= 180 kW và 4 cần trục chân đế KIROB: Pđm= 180 kW, ta có: Idm 180 Icp≥ = 470,6 (A) K hc 0,92. 3.0,4.0,6 Chọn cáp đồng hạ áp 1X185 cách điện PVC do LENS chế tạo, dòng cho phép Icp ngoài trời 506 A. + 4 Cần trục chân đế SOKOL: Pđm= 440 kW, ta có: Idm 440 Icp≥ = 1150,5( A) K hc 0,92. 3.0,4.0,6 Chọn cáp của hãng LENS có ký hiệu PVC 1x240 có Icp= 599 A mà theo tính toán Icp ≥ 1150,5 A vậy chọn tăng số dây cho một pha: 2 dây. 65
  66. 3.4.4. Tính toán giá thành các thiết bị khi cải tạo Bảng 3.9: Kết quả tính toán giá thành cáp cao áp Chiều Đơn giá Thành tiền Đƣờng cáp Loại dài (đ/m) (đ) (m) Đ.DK671-Trạm 2 2XLPE(3x35) 62.5 80000 5 000 000 Trạm 2-Trạm 3 2XLPE(3x35) 650 80000 52 000 000 UBND-Trạm 4 2XLPE(3x35) 75 80000 6 000 000 Trạm 4-Trạm 3 2XLPE(3x35) 500 80000 40 000 000 Trạm 4-Trạm 5 2XLPE(3x35) 100 80000 8 000 000 TTĐĐ-Trạm 4 2XLPE(3x35) 20 80000 16 000 000 Lạnh Bính-Trạm 5 2XLPE( 3x35) 37.5 80000 3 000 000 Trạm 5-Trạm 4 2XLPE(3x35) 100 80000 8 000 000 Bảng 3.10: Kết quả tính toán giá thành máy cắt Loại máy cắt Số lƣợng Đơn giá (đ/máy) Thành tiền (đ) LBA 50S-3PS 20 98 000 000 1 960 000 000 66
  67. Bảng 3.11: Kết quả tính toán giá thành máy biến áp Số Đơn giá Thành tiền Máy biến áp lƣợng (đ/máy) (đ) 1500 kVA-22/0,4 kV 3 285 300 000 855 900 000 1200 kVA-22/0,4 kV 2 241 100 000 482 200 000 630 kVA-22/0,4 kV 4 126 500 000 506 000 000 560 kVA-22/0,4 kV 2 110 700 000 221 400 000 67
  68. Bảng 3.12: Kết quả tính toán giá thành aptomat Số lƣợng Loại cho mỗi Đơn giá Thành tiền Trạm BA aptomat trạm (đ/chiếc) (đ) (chiếc) ABS2000 3 20 500 000 61 500 000 Trạm 2 ABS1250 1 12 600 000 12 600 000 (2x1200 kVA) ABS603a 11 4 200 000 46 200 000 (1x560 kVA) ABS403a 2 1 980 000 3 960 000 GBN203a 3 1 300 000 3 900 000 ABS2500 4 24 600 000 98 400 000 Trạm 3 ABS803a 7 4 700 000 32 900 000 (3x1500 kVA) ABS603a 3 4 200 000 12 600 000 ABS403a 1 1 980 000 1 980 000 ABS1250 3 12 600 000 37 800 000 Trạm 4 ABS803a 1 4 700 000 4 700 000 (2x630 kVA) ABS603a 8 4 200 000 33 600 000 (1x560 kVA) ABS403a 1 1 980 000 1 980 000 GBN203a 5 1 300 000 6 500 000 ABS1250 3 12 600 000 37 800 000 Trạm 5 ABS603a 1 4 200 000 4 200 000 (2x630 kVA) ABS403a 2 1 980 000 3 960 000 GBN203a 4 1 300 000 5 200 000 Tổng số vốn : 4.573.280.000 VNĐ 68
  69. Kết luận : -Sau khi cải tạo và thay thế một số thiết bị đã tăng được độ an toàn kỹ thuật cũng như công suất làm việc của các thiết bị từ đó nâng cao về mặt kinh tế sử dụng của Cảng -Phương án đề xuất này chưa được làm ngoài thực tế nhưng nếu được ứng dụng vào thực tế sẽ nâng cao năng xuất làm việc của Cảng đồng thời việc tính toán cải tạo lại góp phần nâng cao độ tin cậy an toàn cuả các thiết bị -Khi tính toán về vốn cải tạo thiết bị em đã tính toán được chi phí vận hành hàng năm và tổn thất công suất khi các thiết bị làm việc từ đó hoạch toán được số vốn chi cần thiết khi cải tạo 69
  70. KẾT LUẬN Qua một thời gian làm việc, tới nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Với đề tài “Tính toán lại hệ thống cung cấp điện Cảng Hoàng Diệu.Từ đó đề xuất phƣơng pháp cải tạo,nâng cấp lại hệ thống cung cấp điện”. Được sự hướng dẫn tận tình của Thạc sỹ VŨ KIÊN QUYẾT cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay em đã hoàn thành đồ án của mình. Trong đồ án em đã giải quyết được những vấn đề cơ bản sau: + Thu thập được đầy đủ các số liệu kĩ thuật của hệ thống cung cấp điện Cảng Hoàng Diệu. +Thu thập đầy đủ nhu cầu cung cấp điện của phụ tải. + Đánh giá được hiện trạng hệ thống cung cấp điện của Cảng Hoàng Diệu, đưa ra phương án thiết kế cải tạo hệ thống cung cấp điện cho cảng Hoàng Diệu. + Tính toán lại hệ thống cung cấp điện và đề xuất thay thế cải tiến một số thiết bị Qua đó em đã thấy rằng chất lượng điện năng góp phần quyết định tới chất lượng và giá thành sản phẩm được sản xuất ra của xí nghiệp. Chính vì vậy việc thiết kế cấp điện của xí nghiệp công nghiệp nhằm đảm bảo độ tin cậy và nâng cao chất lượng điện năng phải được đặt lên hàng đầu.Trong quá trình làm việc, em đã nắm vững hơn phần lý thuyết đã học trong nhà trường và có thêm sự hiểu biết nhiều trong thực tế. Tuy nhiên do nội dung công việc hoàn toàn mới mẻ, tầm hiểu biết còn hạn chế nên đồ án môn học này không tránh khỏi thiếu sót. Em mong các thầy cô chỉ bảo giúp đỡ để em hoàn thành tốt hơn nữa nhiệm vụ của mình. Em xin trân trọng cảm ơn! Hải Phòng tháng 10 năm 2012 Sinh viên: Dương Quý Thịnh 70
  71. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạnh Hoạch. Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng. NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2005 [2] – Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm. Thiết kế cung cấp điện. NXB Học Kỹ Thuật, 2006 [3] – Ngô Hồng Quang. Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV. NXB Học Kỹ Thuật, 2000 [4] – Nguyễn Văn Đạm. Thiết kế các mạng và hệ thống điện. NXB Học Kỹ Thuật, 2005 [5] – Nguyễn Hữu Khái. Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp. NXB Học Kỹ Thuật, 2005. [6] – Trịnh Hùng Thám- Nguyễn Hữu Khái - Đào Quang Thạch - Lã Văn Út - Phạm Văn Hòa- Đào Kim Hoa. Nhà máy điện và trạm biến áp. [7] – Đặng Ngọc Đinh, Ngô Hồng Quang, Bùi Ngọc Thư, Nguyễn Hiền (1970), Quy hoạch và thiết kế mạng điện địa phương, Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật. [8] – Lê Thành Bắc (2001), Giáo trình thiết bị điện, Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật Hà Nội. 71
  72. MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU Error! Bookmark not defined. CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CẢNG HOÀNG DIỆU Error! Bookmark not defined. 1.1. Giới thiệu chung Error! Bookmark not defined. 1.2. Sơ đồ tổ chức của trung tâm điện lực Cảng Hoàng Diệu Error! Bookmark not defined. 1.3. Chức năng và nhiệm vụ của các bộ phận Error! Bookmark not defined. 1.4. Sơ đồ mặt bằng của Cảng Hoàng Diệu Error! Bookmark not defined. 1.5. Hệ thống cung cấp điện của Cảng Hoàng Diệu Error! Bookmark not defined. 1.5.1. Hệ thống nguồn và cáp cao áp Error! Bookmark not defined. 1.5.2.Các trạm biến áp Error! Bookmark not defined. 1.5.3. Mạng hạ áp Error! Bookmark not defined. CHƢƠNG 2. TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CẢNG HOÀNG DIỆU Error! Bookmark not defined. 2.1. Đặt vấn đề Error! Bookmark not defined. 2.2. Xác định phụ tải điện của Cảng Hoàng Diệu Error! Bookmark not defined. 2.2.1. Các đặc điểm của phụ tải điện Error! Bookmark not defined. 2.3. Các yêu cầu về cung cấp điện của Xí Nghiệp Error! Bookmark not defined. 2.3.1 Phương pháp tính phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Error! Bookmark not defined. 2.4. Chọn và tính toán thiết bị mạng cao áp Error! Bookmark not defined. 2.4.1 Máy cắt phụ tải loại LG-1200A Error! Bookmark not defined. CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO NÂNG CẤP HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CẢNG HOÀNG DIỆU Error! Bookmark not defined. 3.1. Đặt vấn đề Error! Bookmark not defined. 72
  73. 3.1.1.Phía cao áp Error! Bookmark not defined. 3.1.2.Trạm biến áp Error! Bookmark not defined. 3.1.3. Phía hạ áp Error! Bookmark not defined. 3.2.Phƣơng án cải tạo Error! Bookmark not defined. 3.2.1. Phần giữ nguyên Error! Bookmark not defined. 3.2.2. Phần cải tạo Error! Bookmark not defined. 3.3. Thiết kế mạng cao áp Error! Bookmark not defined. 3.3.1. Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện Error! Bookmark not defined. 3.3.2. Phương pháp cung cấp điện cho Cảng Hoàng Diệu Error! Bookmark not defined. 3.4. THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CHO TRẠM ĐIỆN Error! Bookmark not defined. 3.4.1. Tính chọn và kiểm tra aptomat tổng: Error! Bookmark not defined. 3.4.2. Chọn tủ PP của Trạm: Error! Bookmark not defined. 3.4.3. Chọn cáp từ tủ PP tới các Hố cấp điện cho cần trục: . Error! Bookmark not defined. 3.4.5. Lựa chọn dây dẫn từ các Hố cấp điện tới từng cần trục: Error! Bookmark not defined. 3.4.4. Tính toán giá thành các thiết bị khi cải tạo Error! Bookmark not defined. KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 73