Bài tập môn hệ thống cung cấp điện bách khoa năm 2024
Uploaded byThu Sang Show 0% found this document useful (0 votes) 234 views 9 pages điện Copyright© © All Rights Reserved Available FormatsDOCX, PDF, TXT or read online from Scribd Share this documentDid you find this document useful?Is this content inappropriate?0% found this document useful (0 votes) 234 views9 pages Bài Tập Hệ Thống Cung Cấp ĐiệnUploaded byThu Sang điện Jump to Page You are on page 1of 9 Search inside document Reward Your CuriosityEverything you want to read. Anytime. Anywhere. Any device. No Commitment. Cancel anytime. Giới thiệu chung về nhà máy: vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm công nghệ, đặc điểm và phân bố của phụ tải; phân loại phụ tải điện… 1.2. Nội dung tính toán , thiết kế; các tài liệu tham khảo… 2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy. 3.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy: 2.1. Lựa chọn cấp điện áp truyền tải điện từ hệ thống điện về nhà máy. 2.2. Lựa chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian... BÀI TẬP DÀI MÔN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện MSSV : Lê Việt Tiến : Hoàng Xuân Trí : 20164303 1 Hà Nội,1/2019 MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa nước nhà, công nghiệp điện lực giữ vài trò đặc biệt quan trọng, bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. Khi xây dựng nhà máy, khu dân cư, thành phố,….trước tiên phải xây dựng hệ thống cung cáp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu cầu sinh hoạt của con người. Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu điện điện lớn nhất. Trong tình hình kinh tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải tự hạch toán kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm.Điệ năng thực sự đóng góp một phần quan trọng vào lỗ lãi của xí nghiệp. Nếu một tháng xảy ra mất điện 1,2 ngày xí nghiệp không có lãi, nếu mất điện lâu hơn xí nghiệp sẽ thua lỗ. Chất lượng điện xấu(chủ yếu là điện áp thấp) sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, gây phế phẩm, giảm hiệu suất lao động.Chất lượng điện áp đặc biệt quan trọng với xí nghiệp may, xí nghiệp hóa chất, xí nghiệp chế tạo lắp đặt cơ khí,…Vì thế, đảm bảo độ tin cậy cấp điện và nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu của các đề án thiết kế cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp. Với một sinh viên theo học chuyên ngành điện, sẽ phải nắm vững và ứng dụng được các kiến thức đã học vận hành, sửa chữa thiết bị điện khi có sự cố, hoặc thiết kế các hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, phân xưởng khi có yêu cầu.. Hệ Thống Cung Cấp Điện là môn cung cấp các kiến thức hữu ích cho sinh viên trong việc thiết kế cung cấp điện. Bài tập lớn này giúp cho sinh viên bước đầu làm quen, biết và nắm rõ các bước, phương pháp thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Việt Tiến đã hướng dẫn em hoàn thành bài tập lớn môn Hệ Thống Cung Cấp Điện với đề tài là “Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen”. 2 MỤC LỤC Nội dung Trang CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN....................................................................5 1. ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................5 • Bảng phụ tải và sơ đồ mặt bằng của nhà máy luyện kim đen.............................6 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN...............8 2.1. (knc) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt (Pđ) và hệ số nhu cầu 8 2.2. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (kmax) và công suất trung bình (Ptb)........................................................................................................9 2.3. Xác định phụ tải tính toán của phụ tải phân bố đều..................................10 3. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN ………………………………………………………………………………..10 3.1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí.....................10 3.1.1. Phân loại và phân nhóm phụ tải điện........................................................10 3.1.2. Xác định phụ tải tính toán của nhóm phụ tải…………………………. …………….11 3.1.3. Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng sữa chữa cơ khí ……………….…15 3.1.4. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng khác trong nhà máy …………...….15 3.1.5. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy…………………...……. ……………..15 3.1.6. Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và nhà máy……………... ……………….……16 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY...................................................................................18 1. ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................18 2. VẠCH RA CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN..................................18 2.1. Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp của nhà máy............18 2.2. Các phương án sơ đồ cung cấp điện của mạng cao áp nhà máy...............18 2.2.1. Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy....................................18 2.2.2. Chọn phương án trạm biến áp phân xưởng...............................................18 3 2.2.3. Chọn sơ đồ cấp điện từ trạm trung tâm tới các trạm biến áp phân xưởng 19 3. TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN...........22 3.1. Tính toán máy biến áp…………………... ………………………………………….22 3.2. Tính toán dây dẫy…………………………………... ………………………………25 3.2.1. Chọn dây dẫn từ TBATG đến trạm TPPTT………………………………………...25 3.2.2. Chọn cáp từ TPPTT đến các TBAPX…………………………………………….....26 3.3. Tính toán máy cắt…………………………………... ………………………………34 3.3.1. Sơ đồ trạm phân phối trung tâm…………………………………………………….34 3.3.2. Phương án 1………………………………………………………………………....35 3.3.3. Phương án 2………………………………………………………………………....36 3.3.4. Phương án 3………………………………………………………………………....36 3.3.5. Phương án 4………………………………………………………………………....37 3.4. Tính toán chi phí hàng năm…………………………………………………... …….37 4. THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN……………………………...37 4.1. Chọn thiết diện dây dẫn nối từ hệ thống điện về nhà máy………………………….38 4.2. Tính toán ngắn mạch………………………………………………………………..39 4.3. 4.4. Kiểm tra các thiết bị đã được chọn sơ bộ…………………………………………………...42 Lựa chọn các thiết bị phân phối điện khác................................................44 4.4.1. Tại trạm phân phối trung tâm...................................................................44 4.4.2. Tại trạm biến áp phân xưởng....................................................................45 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................48 4 CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN 1, ĐẶT VẤN ĐỀ Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó nhiệm vụ đầu tiên là xác định phụ tải điện của công trình ấy.Tùy 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. Ví dụ xác định phụ tải điện cho một phân xưởng thì chủ yếu là dựa vào máy móc thực tế đặt trong phân xưởng đó, xác định phụ tải điện cho một xí nghiệp thì phải tính đến khả năng phát triển của chúng trong thời gian 5, 10 năm sắp tới. Như vậy xác định phụ tải điện là giải bài toàn dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn. Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công trình đi vào vận hành. Phụ tải đó thường được gọi là phụ tải tính toán. Người thiết kế cần biết phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, ….để tính các tổn thất công suất, điện áp, để chọn các thiết bị bù,..Như vậy phụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện. Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và số lượng các máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành của công nhân,…Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một 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 các thiết bị điện, có khi dẫn tới cháy, nổ 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 và gây ra lãng phí. 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 một cách khác, phụ tải tính toán cũng làm nóng vật dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra. Như vậy nếu chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán thì có thể đảm bảo an toàn về mặt phát nóng cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành. 5 Hộ tiêu thụ là bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện. Tùy theo mức độ quan trọng mà hộ tiêu phụ được phân thành ba loại: Hộ loại 1: là hộ tiêu thụ mà khi bị ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến nguy hiểm đối với tính mạng con người, gây thiệt hại lớn về kinh tế( hư hỏng máy móc, thiết bị, gây ra hàng loạt phế phẩm), ảnh hưởng lớn đế chính trị, quốc phòng,…Ví dụ như nhà máy hóa chất, sân bay, bến cảng, phòng mổ bệnh viện, hệ thống rada quân sự,…Đối với hộ loại 1 phải được cung cấp ít nhất từ hai nguồn điện độc lập, hoặc phải có nguồn dự phòng nóng. Hộ loại 2: là hộ tiêu thụ mà khi bị ngừng cung cấp điện sẽ gây ra thiệt hại lớn về kinh tế như hư hỏng một bộ phận máy móc thiết bị, gây ra phế phẩm, ngưng trệ sản xuất. Ví dụ như nhà máy cơ khí, nhà máy thực phẩm, khách sạn lớn,… Cung cấp điện cho hộ loại 2 thường có thêm nguồn dự phòng. Vấn đề ở đây là phải so sánh giữa vốn đầu tư cho nguồn dư phòng và hiệu quả kinh tế đưa lại do không bị ngừng cung cấp điện. Hộ loại 3: là những hộ tiêu phụ điện còn lại như khu dân cư, trường học, phân xưởng phụ, nhà kho của các nhà máy,…Đối với hộ loại 3 cho phép mấy điện trong thời gian ngắn để sửa chữa, khắc phục các sự số. Thông thường hộ loại 3 được cung cấp điện từ một nguồn. • Bảng phụ tải và sơ đồ mặt bằng của nhà máy luyện kim đen Bảng 1.1: Phụ tải của nhà máy luyện kim đen TT Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) Loại hộ tiêu thụ 1 Phân xưởng(PX) luyện gang 4000 I 2 PX lò Martin 3500 I 3 PX máy cán phôi tấm 2000 I 4 PX cán nóng 2800 I 5 PX cán nguội 3000 I 6 PX tôn 2500 I 7 PX sửa chữa cơ khí theo tính toán III 8 Trạm bơm 1000 I 9 Ban Quản lý và Phòng thí nghiệm 320 III 10 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích 6 Hình 1.1: Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy luyện kim đen Hình 1.2: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí 7 2, CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 2.1, Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt (Pđ) và hệ số nhu cầu (Knc) Thông tin ban đầu biết được là công suất đặt Pđ (kW) và diện tích S của các phân xưởng và phòng ban của công ty Phụ tải tính toán (PTTT) của một phân xưởng (PX) được xác định theo P đ và hệ số nhu cầu Knc Pđl = Knc .Pđ = Knc . Pcs = P0.S Qđl = Ptt.tan(φ) Qcs = Pcs. tan(φcs) Từ đó ta có PTTT của PX là: Nếu hệ số cos φ của các thiết bị trong nhóm khác nhau thì ta tính hệ số công suất trung bình: Trong đó: Knc : Hệ số nhu cầu Pđ : Công suất đặt (kW) n : Số phụ tải 8 P0: Suất phụ tải chiếu sáng trên 1m2 diện tích sản xuất (kW/m2) S: Diện tích sản xuất tức là diện tích dùng để đặt máy sản xuất(m2) Pđl,Qđl: Các phụ tải động lực Pcs,Qcs: Các phụ tải chiếu sáng Cuối cùng PTTT cả xí nghiệp xác định bằng cách lấy tổng phụ tải các PX có kể đến việc sử dụng đồng thời các thiết bị của xí nghiệp. Trong đó: Kđt: Hệ số đồng thời, tính đến khả năng phụ tải các phân xưởng không đồng thời cực đại Kđt = 0.9 ÷ 0.95 khi số phân xưởng n = 2 ÷ 4 Kđt = 0.8 ÷ 0.85 khi số phân xưởng n = 5 ÷ 10 Với ý nghĩa là khi số PX càng lớn thì Kđt càng nhỏ. PTTT theo các công thức trên dùng để thiết kế mạng điện cao áp của xí nghiệp. Phương pháp trên có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện, vì thế là một trong những phương pháp được dùng rộng rãi. Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là kém chính xác. Bởi vì hệ số 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.Vì vậy nếu chế độ và số thiết bị trong nhóm thay đổi nhiều thì kết quả tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu sẽ không chính xác 2.2, Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (K max) và công suất trung bình (Ptb) Khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính tón thì dùng phương pháp tính theo hệ số cực đại.Thông tin ban đầu ta biết được thường khá chi tiết, bắt đầu từ phân nhóm các thiết bị máy móc. Sau đó xác định PTTT của một nhóm máy n máy theo công suất trung bình Ptb và hệ số cực đại kmax. Qtt = Ptt. tan(φ) Trong đó: n : Số máy trong nhóm Ptb : Công suất trung bình của nhóm phụ tải Pđm : Công suất định mức của máy (kW) Ksd : Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị Kmax : Hệ số cực đại của nhóm phụ tải = f(nhq,Ksd) nhq : Số thiết bị sử dụng hiệu quả Nếu hệ số sử dụng của các thiết bị trong nhóm khác nhau ta tính hệ số sử dụng trung bình 9 - Cách xác định nhq Khái niệm: Số thiết bị hiệu quả nhq 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 độl làm việc và công suất khác nhau) - Lưu ý tra bảng chỉ bắt đầu từ nhq = 4. +. Khi n ≤ 3, nhq < 4 PTTT được xác định theo công thức + Khi n>3, nhq < 4 PTTT được xác định theo công thức Trong đó: kt.i kt.i = 0,9 kt.i = 0,75 : Hệ số tải : Nếu thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn : Nếu thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại - Cần lưu ý, nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thì phải quy đổi về chế độ làm việc dài hạn trước khi xác định nhq. kđ%: Hệ số đóng điện phần trăm - Cũng cần quy đổi công suất 3 pha đối với thiết bị dùng điện 1 pha và 2 pha. Thiết bị dùng điện 1 pha (điện áp pha): Pqđ = 3Pđm Thiết bị dùng điện 2 pha (điện áp dây): Pqđ = √3Pđm - Phụ tải chiếu sáng phân xưởng cũng được xác định như ở phần 2.1. Cuối cùng PTTT toàn PX là: Phương pháp trên cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả nhq đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng 10 của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suât lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độl àm việc của chúng. 2.3, Xác định phụ tải tính toán của phụ tải phân bố đều Ptt = σ.S Trong đó: σ: Mật độ phụ tải (W/m2), tra sổ tay S: Diện tích sử dụng (m2) Áp dụng cho phụ tải phân bố đều trên diện tích sử dụng như phụ tải chiếu sáng chung. Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ. 3, XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN 3.1, Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí 3.1.1, Phân loại và phân nhóm phụ tải điện Để phân loại nhóm phụ tải ta dựa trên những tiêu chí sau: - Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có chế độ làm việc tương tự nhau. - Tổng công suất định mức của các nhóm phụ tải nên xấp xỉ nhau, hơn nữa tổng số phụ tải của các nhóm cũng nên xấp xỉ nhau và nên trong khoảng 8 đến 12 phụ tải. - Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau. => Các tiêu chí trên khó có thể thỏa mãn đồng thời vì đặc điểm của phụ tải thường không xác định. Tiêu chí 2 và 3 thường hay sử dụng 3.1.2, Xác định PTTT của nhóm phụ tải Ghi chú: Tra bảng PL 1.1 Sách Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng( Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch) ta được: - Nhóm máy gia công kim loại của phân xưởng sửa chữa cơ khí : + Ksd : 0.14 - 0.2 => Chọn Ksd = 0.2 + : 0.5 – 0.6 => Chọn = 0.6 => = 1.33 - Máy biến áp hàn: = 0.35 - Công thức nội suy: X1 Y1 X2Y2 X1 cos φcs =1 => tan φcs=0 => Qcs = 0 => Qtt= Qđl+Qcs= Qđl STT Tên phân xưởng Pđặt kW 1 Luyện gang 2 Lò 3 Cán phôi 4 Cán nóng 5 Cán nguội 6 Tôn 400 0 350 0 200 0 280 0 300 0 250 0 7 SCCK - 8 Trạm bơm 100 0 9 BQL&PTN 320 Toàn nhà máy Bảng 1.9: Phụ tải các phân xưởng của nhà máy σ Qđl Qtt cos Pđl Pcs Ptt knc S W/m2 kVA kVA kW kW kW m2 r r 0. 4800 15 240 180 180 0.8 72 2472 6 0 0 0 0. 3463 15 210 157 157 0.8 52 2152 6 0 5 5 0. 1296 15 120 19. 1219. 0.8 900 900 6 0 5 5 0. 4536 15 168 126 126 0.8 68 1748 6 0 0 0 0. 1580 15 180 135 23. 1823. 135 0.8 6 0 0 7 7 0 0. 4131 12 150 112 49. 1549. 112 0.8 6 0 5 6 6 5 1174. 15 175. 232. 17. 232. 0.64 192.8 5 2 6 6 6 0. 1296 12 816. 15. 816. 0.7 800 815.6 8 2 6 2 0. 2592 20 158. 51. 158. 0.85 256 307.9 8 7 9 7 1228 921 1 8 Stt kVA 3058 2667 1515. 6 2154. 8 2416 1915 302.1 1153. 9 346.4 3.1.5, Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy • Phụ tải tác dụng tính toán của toàn nhà máy: Trong đó: - kđt: Hệ số đồng thời. Lấy bằng 0,8 (do nhà máy có 9 PX) - Pttpx.i: Phụ tải tính toán của từng phân xưởng = 0.8*12281= 9825 kW Phụ tải phản kháng tính toán của nhà máy: = 0.8*9218 = 7374.4 kVAr Phụ tải biểu kiến tính toán của toàn nhà máy: = 12284.6 kVA Hệ số công suất của toàn nhà máy: = 0.8 3.1.6, Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và nhà máy a)Tâm phụ tải điện Xác định tâm phụ tải theo phương pháp mômen phụ tải: ; 16 Trong đó: x0,y0 : Tọa độ tâm phụ tải xi,yi, : Tọa độ phụ tải thứ i Si : Phụ tại tính toán của phụ tải thứ i b)Biểu đồ phụ tải điện Để xác định biểu đồ phụ tải, phải chọn tỷ lệ xích m, ở đây ta chọn m = 4kVA/mm2 S = mπR2 → Góc chiếu sáng αcs = 17 Kết quả tính toán bán kính R và góc αcs của biểu đồ phụ tải cho trong bảng Bảng 1.10: Bán kính R và góc chiếu sáng của đồ thị phụ tải các phân xưởng Tên phân Ptt Pcs Stt Bán Tâm phụ αcs xưởng kW kW kVA kính tải mm X Y cm cm Luyện gang 15.6 10.2 4 10.5 2472 72 3058 Lò Martin 14.6 10 1.6 8.7 10.98 6.1 2 5.8 2154.8 13.1 5.8 3.4 14 23.7 2416 13.87 2.4 3.6 4.7 1549.6 49.6 1915 12.34 5.9 5.9 11.5 SCCK 192.8 17.6 302.1 4.9 2.1 4.9 32.9 Trạm bơm 815.6 15.6 1153.9 9.58 10.5 6.1 6.9 BQL và PTN 307.9 5.25 51.9 346.4 Tâm phụ tải là (7.2; 3.5) 3 0.9 60.7 2152 52 2667 1219.5 19.5 1515.6 1748 68 Cán nguội 1823.7 Tôn Cán phôi tấm Cán nóng Di chuyển tâm phụ tải ra chỗ trống là ( 7.8;3.5) 18 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY 1, ĐẶT VẤN ĐỀ Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau: Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật – kinh tế. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành. An toàn cho người và thiết bị. Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải trong tương lai. Trình tự tính toán thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các bước: - Vạch phương án cung cấp điện. - Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến ápvà lựa - chọn tiết diện các đường dây cho các phương án. - Tính toán kinh tế kỹ thuật để lựa chọn được phương án hợp lý Thiết kế chi tiết cho phương án đã vạch ra. 2, VẠCH RA CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN 2.1, Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp của nhà máy Cấp điện áp vận hành của nguồn điện của mạng cao áp của nhà máy chính là cấp điện áp của lười điện tại nơi liên kết giữa hệ thống cung cấp điện của nhà máy với hệ thống điện. Xác định điện áp tính toán theo công thức kinh nghiệm: Trong đó L: khoảng cách từ nhà máy đến trạm biến áp trung gian của hệ thống điện( km) P: Công suất tính toán của phụ tải nhà máy( kW) = 55.78(kV) 2.2, Các phương án sơ đồ cung cấp điện của mạng cao áp nhà máy 2.2.1,Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy Từ nguồn ( tức là từ TBATG của hệ thống điện) cấp điện đến nhà máy theo cách dẫn điện bằng một đường dây từ TBATG của hệ thống điện đến tâm phụ tải( trạm trung tâm) của toàn nhà máy để từ đó phân phối đến các phân xưởng. Tâm phụ tải đã xác định ở phần trên. Tâm phụ tải của nhà máy đặt một trạm phân phối trung tâm( TPPTT) không có máy biến áp, chỉ gồm các thiết bị đóng cắt phân phối tới các TBAPX 19 2.2.2, Chọn phương án trạm biến áp phân xưởng • Các nguyên tắc chọn phương án trạm biến áp phân xưởng: - Chọn ít chủng loại công suất máy biến áp, không nên chọn công suất máy biến áp phân phối trên 1000 kVA vì loại máy này không được sản xuất phổ biến. - Các phụ tải công suất lớn (trên 2000 kVA) có thể được cấp điện từ 2 TBAPX trở lên - Các phụ tải công suất nhỏ gần nhau có thể được cung cấp chung qua 1 MBAPX. Vị trí TBAPX trong trường hợp này nên đặt tại phân xưởng có công suất lớn và yêu cầu cung cấp điện cao nhất. - Số MBA trong một TBAPX được chọn theo yêu cung cấp điện của phụ tải(phân xưởng) quan trọng nhất được cấp từ MBAPX đó. Phụ tải loại I và II đặt 2 máy, phụ tải loại III đặt 1 máy. • Dựa vào độ lớn và phân bố phụ tải của nhà máy luyện kim đen - Sử dụng 7 TBA trong đó: + TBA B1 cung cấp cho PT của phân xưởng luyện + TBA B2 cung cấp cho PT của phân xưởng lò Martin + TBA B3 cung cấp cho PT của phân xưởng cán phôi tấm + TBA B4 cung cấp cho PT của phân xưởng cán nóng và BQL&PTN + TBA B5 cung cấp cho PT của phân xưởng cán nguội và SCCK + TBA B6 cung cấp cho PT của phân xưởng tôn + TBA B8 cung cấp cho PT của trạm bơm - Sử dụng 6 TBA trong đó: + TBA B1 cung cấp cho PT của phân xưởng luyện + TBA B2 cung cấp cho PT của phân xưởng lò Martin + TBA B3 cung cấp cho PT của phân xưởng cán phôi tấm và BQL&PTN + TBA B4 cung cấp cho PT của phân xưởng cán nóng + TBA B5 cung cấp cho PT của phân xưởng cán nguội và SCCK + TBA B6 cung cấp cho PT của phân xưởng tôn và trạm bơm 2.2.3, Chọn sơ đồ cấp điện từ trạm trung tâm tới các trạm biến áp phân xưởng 20 Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên mạng cao áp trong nhà máy nên ta dùng sơ đồ hình tia hoặc liên thông. Với phân xưởng loại I ta dùng lộ kép, với phân xưởng thuộc hộ loại III ta dùng đường dây đơn. Sơ đồ loại này có nhiều ưu điểm là sơ đồ đấu dây rõ ràng, các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện từ một đường dây riêng nên ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành. Các đường cáp cao áp đều được đặt trong các đường xây riêng trong đất dọc theo các tuyến giao thông nội bộ. Từ đó ta đưa ra 4 phương án thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy: 4 phương án thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy: Phương án 1: Phương án 2: 21 Phương án 3: Phương án 4: 22 3, TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 3.1, Tính toán máy biến áp Các máy biến áp ở TBAPX đều thuộc loại 35/0.4 kV a) Phương án 1 và 2 ** Chọn máy biến áp 23 Ví dụ với phân xưởng luyện: Ptt = 2742 kW; Qtt = 1800 kVAr => Stt = Stba = 3058 kVA Xét trường hợp sự cố một máy biến áp, máy còn lại có khả năng chạy quá tải trong thời gian 1-2 ngày để sửa chữa, đồng thời cắt bớt các phụ tải không quan trọng. Trong trường hợp này công suất máy biến áp được xác định là : SđmB = = 2184 kVA Chọn máy biến áp có tiêu chuẩn Sđm = 2500kVA Các trường hợp khác tương tự ta được bảng sau: Phân xưởng Tên px PX luyện STT 1 Bảng 3.1: Bảng chọn MBAPX của nhà máy PTTT PX PTTT TBA PX Chọn TBA PX Kí Sđm. Ptt Qtt Ptt Qtt Stt hiệ NB B u 180 250 2472 2472 1800 3058 B1 2 0 0 24 Lò Martin 2 2152 157 5 2152 1575 2667 B2 Cán phôi 3 1219 .5 900 1219 .5 900 1515 .6 B3 Cán nóng 4 1748 2055 .9 1418 .7 2497 .9 B4 180 0 2 2016 .5 1582 .6 2563 .4 B5 200 0 2 1125 1915 B6 816. 2 1153 .9 B8 BQL 307. 9 1823 .7 192. 8 1549 .6 815. 6 9 Cán nguội 5 SCCK 7 Tôn 6 126 0 158. 7 135 0 232. 6 112 5 816. 2 Trạm bơm 8 1549 .6 815. 6 200 0 125 0 160 0 125 0 2 2 2 1 Bảng 3.2: Các thông số của MBA TBAP X B1 B2 B3 B4 B5 B6 B8 Sđm kVA Tỷ số biến Số lượn g 250 35/0,4 0 kV 200 35/0,4 0 kV 125 35/0,4 0 kV 180 35/0,4 0 kV 200 35/0,4 0 kV 160 35/0,4 0 kV 125 35/0,4 0 kV Tổng vốn đầu 2 2 2 2 2 2 1 tư ∆P0 kWh ∆PN kW ∆U n % 3.5 I0 % Giá tiền (Triệu đồng) 22. 6 1 372.5 0 2.8 20. 6 1 305.4 0 1.8 14. 6 1.5 179.1 0 2.6 18. 6 1 252.7 0 2.8 20. 6 1 305.4 0 2.2 16. 6 1 223.2 0 1.8 14. 6 1.5 179.1 0 cho MBA: VB=3455.7 triệu đồng Thành tiền (Triệu đồng) 745 610.8 358.2 505.4 610.8 446.4 179.1 ** Xác định tổn thất điện năng của MBA Tổn thất điện năng máy biến áp ∆� = ��. ∆�0.� + ∆��. . Trong đó: NB: Số MBA trong trạm biến áp t: Thời gian vận hành MBA. MBA vận hành cả năm, t=8760 giờ : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất. = (0,124 + 10−4.����)2.8760, 25 Với Tmax = 3750h, ta có = 2190 ℎ ∆�0, ∆��: Tổn thất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA SđmB: Công suất định mức của MBA Smax: Phụ tải lớn nhất của TBA Ví dụ với trạm B1: ∆� = 2*3.5*8760 + *22*2190*=97363.9 Các trường hợp khác tương tự, ta được bảng sau: Bảng 3.3: Tổn thất điện năng của MBAPX , Tmax = 3750h Sđm.B Smax ∆� TBAPX Số MBA ∆�0 kW ∆�� kW kVA kVA kWh 97363.9 B1 2 2500 3058 3.5 22.0 88000 B2 2 2000 2667 2.8 20.0 54072.8 B3 2 1250 1515.6 1.8 14.0 83509 B4 2 1800 2497.9 2.6 18.0 85032.3 B5 2 2000 2563.4 2.8 20.0 63641.6 B6 2 1600 1915 2.2 16.0 41895 B8 1 1250 1153.9 1.8 14.0 Tổng lượng tổn thất điện năng trong các TBAPX: ∆�� = 513514.6 ��� b) Phương án 3 và 4 Tính tương tự như phương án trên, ta được bảng sau: Phân xưởng Tên px STT PX luyện 1 Lò Martin 2 Cán phôi 3 BQL 9 Cán nóng 4 Cán nguội 5 SCCK 7 Bảng 3.4: Bảng chọn MBAPX của nhà máy PTTT PX PTTT TBA PX Chọn TBA PX Kí Sđm. Ptt Qtt Ptt Qtt Stt hiệ NB B u 180 250 2472 2472 1800 3058 B1 2 0 0 157 200 2152 2152 1575 2667 B2 2 5 0 1219 900 .5 1527 1058 1858 160 B3 2 .4 .7 .4 0 307. 158. 9 7 126 2154 160 1748 1748 1260 B4 2 0 .8 0 1823 135 2016 1582 2563 B5 200 2 .7 0 .5 .6 .4 0 192. 232. 26 Tôn 6 Trạm bơm 8 8 1549 .6 815. 6 6 112 5 816. 2 2365 .2 1941 .2 3060 B6 250 0 2 Bảng 3.5: Các thông số của MBA TBAP X B1 B2 B3 B4 B5 B6 Sđm kVA Tỷ số biến Số lượn g 250 35/0,4 0 kV 200 35/0,4 0 kV 160 35/0,4 0 kV 160 35/0,4 0 kV 200 35/0,4 0 kV 250 35/0,4 0 kV Tổng vốn đầu 2 2 2 2 2 2 tư ∆P0 kWh ∆PN kW ∆U n % I0 % Giá tiền (Triệu đồng) 3.5 22. 6 1 372.5 0 2.8 20. 6 1 305.4 0 2.2 16. 6 1 223.2 0 2.2 16. 6 1 223.2 0 2.8 20. 6 1 305.4 0 3.5 22. 6 1 372.5 0 cho MBA: VB=2993.6 triệu đồng Thành tiền (Triệu đồng) 745 305.4 446.4 446.4 305.4 745 Bảng 3.6: Tổn thất điện năng của MBAPX , Tmax = 3750 Sđm.B Smax ∆� TBAPX Số MBA ∆�0 kW ∆�� kW kVA kVA kWh 97363.9 B1 2 2500 3058 3.5 22.0 88000 B2 2 2000 2667 2.8 20.0 62180 B3 2 1600 1858.4 2.2 16.0 70320.7 B4 2 1600 2154.8 2.2 16.0 85032.3 B5 2 2000 2563.4 2.8 20.0 97411.1 B6 2 2500 3060 3.5 22.0 Tổng lượng tổn thất điện năng trong các TBAPX: ∆�� = 500308 ��� 3.2, Tính toán dây dẫn 3.2.1, Chọn dây dẫn từ TBATG đến trạm TPPTT Đường dây cung cấp từ TBATG về trạm TPPTT của nhà máy dài 8 km sử dụng ĐDK, dây nhôm lõi thép, lộ kép. Ta có Tmax của nhà máy luyện kim là 3750h, với giá trị của Tmax, dây dẫn AC ta tra được Jkt=1,1 A/mm2 ( Tra Bảng 5 trang 294 – Sách Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng) 27 Công thức tính để chọn tiết diện dây dẫn: Trong đó: Ftt: Tiết diện dây tính toán. Itt: Dòng điện tính táon lớn nhất đi qua dây dẫn. Jkt: Mật độ dòng kinh tế. Công thức tính dòng điện làm việc cực đại qua một sợi cáp: Trong đó: n: Số lô cáp. Dựa vào trị số của Fkt tính được, tra bảng ta lựa chọn được tiết diện cáp tiêu chuẩn gần nhất. Kiểm tra tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát nóng lâu dài cho phép (Icp) �1. �2. ��� ≥ ��� Trong đó: k1: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ là 1 k2: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đên số lượng dây cáp đặt chung một rãnh. Đối với 2 sợi cáp khoảng cách giữa các sợi là 100 mm, k2=0,9. Isc: Dòng điện qua dây cáp khi sự cố dứt 1 dây. Isc=2.Itt.max Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên: => Tra bảng PL 4.12 dây dẫn AC – 95 có Icp = 335A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn dây AC-95 để dẫn điện từ TBATG về nhà máy Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với dây dẫn AC – 95 có khoảng cách trung bình hình học D = 1,26 m, tra bảng PL4.6 được �0 = 0.33 , �0 = 0.36 Vậy dây dẫn AC-95 thỏa mãn các yêu cầu 3.2.2, Chọn dây dẫn từ TPPTT đến các TBAPX a) Phương án 1:Các trạm biến áp được cấp điện trực tiếp từ TPPTT( Sử dụng 7 TBA) Ta có Tmax của nhà máy luyện kim là 3750h, với giá trị của Tmax, cáp lõi đồng ta tra được Jkt=3.1 A/mm2 ( Tra Bảng 5 trang 294 – Sách Hệ thống cung 28 cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng) **)Tính cho nhánh TBAPX – B1( cao áp) Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên: => Tra bảng PL cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 có Icp = 150A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 để dẫn điện từ TPPTT về TBAPX Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.927 , �0 = 0.136 với chiều dài khoảng cách là 166.5m Vậy cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 thỏa mãn các yêu cầu Vì nhánh TBAPX-B1 cấp cho phụ tải có công suất là lớn nhất nên các nhánh khác có công suất nhỏ hơn đều lấy dây dẫn là cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 **)Tính cho nhánh B5-B7 ( hạ áp) Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 có Icp = 538A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm2 để dẫn điện Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.0754 , �0 = 0.07 với chiều dài khoảng cách là 81m **)Tính cho nhánh B4-B9 ( hạ áp) Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 có Icp = 621A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm2 để dẫn điện Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.0601 , �0 = 0.068 với chiều dài khoảng cách là 238.5m 29 Bảng 3.7: Kết quả chọn cáp cao áp 35 kV và hạ áp 0.4kV phương án 1 Uđm F Độ dài cáp Đơn giá Thành tiền Đường cáp (kV) (mm2) (m) (VNĐ/m) (VNĐ) TPPTT-B1 35 3x25 2x167 197 000 65 978 000 TPPTT-B2 35 3x25 2x180 197 000 70 920 000 TPPTT-B3 35 3x25 2x126 197 000 49 644 000 TPPTT-B4 35 3x25 2x189 197 000 74 466 000 TPPTT-B5 35 3x25 2x338 197 000 133 172 000 TPPTT-B6 35 3x25 2x126 197 000 49 644 000 TPPTT-B8 35 3x25 239 197 000 47 083 000 B5-B7 0.4 240 81 330 000 26 730 000 B4-B9 0.4 300 238.5 400 000 95 400 000 Tổng vốn đầu tư cáp cao áp: VD =613 037 000VNĐ Xác định tổn thất công suất tác dụng ∆P: Nhánh TPPTT-B1 TPPTT-B2 TPPTT-B3 TPPTT-B4 TPPTT-B5 TPPTT-B6 TPPTT-B8 B5-B7 B4-B9 • Bảng 3.8: Kết quả tính toán ∆P phương án 1 S F Độ dài r0, R (kVA) (mm2) (m) (Ω/km) (Ω) 2x16 0.077 3058 35 3x25 7 0.927 2x18 0.083 2667 35 3x25 0 0.927 2x12 0.058 1515.6 35 3x25 6 0.927 2x18 0.088 2497.9 35 3x25 9 0.927 2x33 0.157 2563.4 35 3x25 8 0.927 2x12 0.058 1915 35 3x25 6 0.927 35 1153.9 3x25 239 0.927 0.222 0.4 302.1 3x240 81 0.0754 0.006 238. 0.014 346.6 0.4 3x300 5 0.0601 Tổng tổn thất công suất tác dụng Uđm (kV) ∆P (kW) 0.588 0.482 0.109 0.448 0.842 0.174 0.242 3.422 10.51 16.817 Xác định tổn thất điện năng trên đường dây: ∆�� = ∆�Σ. = (0,124 + 10−4.����)2.8760 = 2190 ℎ ∆�� = ∆�Σ. = 16.817*2190=36829.23 kWh b) Phương án 2:Các trạm biến áp xa TPPTT được lấy điện liên thông qua các trạm ở gần TPPTT( Sử dụng 7 TBA) 30 **)Tính cho nhánh TBAPX – B4( tuyến cáp này cấp điện cho cả B4 lẫn B5) Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên: => Tra bảng PL cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 có Icp = 150A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 để dẫn điện từ TPPTT về TBAPX Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.927 , �0 = 0.136 với chiều dài khoảng cách là 189m Vậy cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 thỏa mãn các yêu cầu Vì nhánh TBAPX-B4 cấp cho phụ tải có công suất là lớn nhất nên các nhánh khác có công suất nhỏ hơn sẽ thỏa mãn nên đều lấy dây dẫn là cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 **)Tính cho nhánh B5-B7 ( hạ áp) Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 có Icp = 538A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm2 để dẫn điện Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.0754 , �0 = 0.07 với chiều dài khoảng cách là 81m **)Tính cho nhánh B4-B9 ( hạ áp) Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 có Icp = 621A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm2 để dẫn điện Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.0601 , �0 = 0.068 với chiều dài khoảng cách là 238.5m 31 Bảng 3.9: Kết quả chọn cáp cao áp 35 kV và hạ áp 0.4kV phương án 2 Uđm F Độ dài cáp Đơn giá Thành tiền (kV) (mm2) (m) (VNĐ/m) (VNĐ) TPPTT-B1 35 3x25 2x167 197 000 65 978 000 TPPTT-B2 35 3x25 2x180 197 000 70 920 000 TPPTT-B3 35 3x25 2x126 197 000 49 644 000 TPPTT-B4 35 3x25 2x189 197 000 74 466 000 B4-B5 35 3x25 2x117 197 000 49 098 000 TPPTT-B6 35 3x25 2x126 197 000 49 644 000 B6-B8 35 3x25 140 197 000 27 580 000 B5-B7 0.4 240 81 330 000 26 730 000 B4-B9 0.4 300 238.5 400 000 95 400 000 Tổng vốn đầu tư cáp cao áp: VD =504 460 000VNĐ Đường cáp Xác định tổn thất công suất tác dụng ∆P: Nhánh TPPTT-B1 TPPTT-B2 TPPTT-B3 TPPTT-B4 B4-B5 TPPTT-B6 B6-B8 B5-B7 B4-B9 • Bảng 3.10: Kết quả tính toán ∆P phương án 2 F Độ dài r0, R ∆P S (kVA) (mm2) (m) (Ω/km) (Ω) (kW) 2x16 0.077 0.588 3058 35 3x25 7 0.927 2x18 0.083 0.482 2667 35 3x25 0 0.927 2x12 0.058 0.109 1515.6 35 3x25 6 0.927 2x18 0.088 1.6 4717.2 35 3x25 9 0.927 2x11 0.054 0.29 2563.4 35 3x25 7 0.927 2x12 0.058 0.443 3059.8 35 3x25 6 0.927 35 1153.9 3x25 140 0.927 0.13 0.142 0.4 302.1 3x240 81 0.0754 0.006 3.422 238. 0.014 10.51 346.6 0.4 3x300 5 0.0601 Tổng tổn thất công suất tác dụng 17.586 Uđm (kV) Xác định tổn thất điện năng trên đường dây: ∆�� = ∆�Σ. = (0,124 + 10−4.����)2.8760 = 2190 ℎ ∆�� = ∆�Σ. = 17.586*2190=38513.34 kWh 32
Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên: => Tra bảng PL cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 có Icp = 150A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 để dẫn điện từ TPPTT về TBAPX Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.927 , �0 = 0.136 với chiều dài khoảng cách là 166.5m Vậy cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 thỏa mãn các yêu cầu Vì nhánh TBAPX-B1 cấp cho phụ tải có công suất là lớn nhất nên các nhánh khác có công suất nhỏ hơn đều lấy dây dẫn là cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 **)Tính cho nhánh B5-B7 ( hạ áp) Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 có Icp = 538A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm2 để dẫn điện Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.0754 , �0 = 0.07 với chiều dài khoảng cách là 81m **)Tính cho nhánh B3-B9 ( hạ áp) Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 có Icp = 621A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm2 để dẫn điện Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.0601 , �0 = 0.068 với chiều dài khoảng cách là 193.5 m 33 **)Tính cho nhánh B6-B8 ( hạ áp) Do dòng điện tải rất lớn 1850.57A nên ta chọn mỗi pha 3 cáp đồng hạ áp 1 lõi có tiết diện F=120mm2 với Icp = 382A Bảng 3.11: Kết quả chọn cáp cao áp 35 kV phương án 3 Uđm F Độ dài cáp Đơn giá Thành tiền 2 (kV) (mm ) (m) (VNĐ/m) (VNĐ) TPPTT-B1 35 3x25 2x167 197 000 65 978 000 TPPTT-B2 35 3x25 2x180 197 000 70 920 000 TPPTT-B3 35 3x25 2x126 197 000 49 644 000 TPPTT-B4 35 3x25 2x189 197 000 74 466 000 TPPTT-B5 35 3x25 2x338 197 000 133 172 000 TPPTT-B6 35 3x25 2x126 197 000 49 644 000 B5-B7 0.4 240 81 330 000 26 730 000 B3-B9 0.4 300 193.5 400 000 78.120.000 B6-B8 0.4 120 9x198 180 000 320.760.000 Tổng vốn đầu tư cáp cao áp: VD =764 584 000VNĐ Đường cáp Xác định tổn thất công suất tác dụng ∆P: Nhánh TPPTT-B1 TPPTT-B2 TPPTT-B3 TPPTT-B4 TPPTT-B5 TPPTT-B6 B5-B7 B3-B9 B6-B8 • Bảng 3.12: Kết quả tính toán ∆P phương án 3 Uđm F Độ dài r0, R ∆P (kV) S (kVA) (mm2) (m) (Ω/km) (Ω) (kW) 2x16 0.077 0.588 3058 35 3x25 7 0.927 2x18 0.083 0.482 2667 35 3x25 0 0.927 2x12 0.058 0.164 1858.4 35 3x25 6 0.927 2x18 0.088 0.333 2154.8 35 3x25 9 0.927 2x33 0.157 0.842 2563.4 35 3x25 8 0.927 2x12 0.058 0.443 3059.8 35 3x25 6 0.927 0.4 302.1 3x240 81 0.0754 0.006 3.422 193. 0.012 9.01 346.6 0.4 3x300 5 0.0601 9x19 0.01 83.22 1153.9 0.4 120 8 0.153 Tổng tổn thất công suất tác dụng 98.504 Xác định tổn thất điện năng trên đường dây: ∆�� = ∆�Σ. 34 = (0,124 + 10−4.����)2.8760 = 2190 ℎ ∆�� = ∆�Σ. = 98.504*2190=215723.76 kWh d) Phương án 4:Các trạm biến áp xa TPPTT được lấy điện liên thông qua các trạm ở gần TPPTT( Sử dụng 6 TBA) **)Tính cho nhánh TBAPX – B4( tuyến cáp này cấp điện cho cả B4 lẫn B5) Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên: => Tra bảng PL cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 có Icp = 150A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 để dẫn điện từ TPPTT về TBAPX Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.927 , �0 = 0.136 với chiều dài khoảng cách là 189m Vậy cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 thỏa mãn các yêu cầu Vì nhánh TBAPX-B4 cấp cho phụ tải có công suất là lớn nhất nên các nhánh khác có công suất nhỏ hơn sẽ thỏa mãn nên đều lấy dây dẫn là cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 **)Tính cho nhánh B5-B7 ( hạ áp) Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 có Icp = 538A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm2 để dẫn điện Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.0754 , �0 = 0.07 với chiều dài khoảng cách là 81m **)Tính cho nhánh B3-B9 ( hạ áp) Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 có Icp = 621A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm2 để dẫn điện Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.0601 , �0 = 0.068 với chiều dài khoảng cách là 193.5 m 35 **)Tính cho nhánh B6-B8 ( hạ áp) Do dòng điện tải rất lớn 1850.57A nên ta chọn mỗi pha 3 cáp đồng hạ áp 1 lõi có tiết diện F=120mm2 với Icp = 382A Bảng 3.13: Kết quả chọn cáp cao áp 35 kV và hạ áp 0.4kV phương án 4 Độ dài cáp, Đơn giá, Thành tiền, Đường cáp Uđm, kV F, mm2 m VNĐ/m VNĐ TPPTT-B1 35 3x25 2x167 197 000 65 978 000 TPPTT-B3 35 3x25 2x126 197 000 49 644 000 B3-B2 35 3x25 2x90 197 000 35 460 000 TPPTT-B4 35 3x25 2x189 197 000 74 466 000 B4-B5 35 3x25 2x117 197 000 46 098 000 TPPTT-B6 35 3x25 2x126 197 000 49 644 000 B5-B7 0.4 240 81 330 000 26 730 000 B3-B9 0.4 300 193.5 400 000 78 120 000 B6-B8 0.4 120 9x198 180 000 320 760 000 Tổng vốn đầu tư cáp cao áp: VD =746 900 000VNĐ Xác định tổn thất công suất tác dụng ∆P: Nhánh TPPTT-B1 TPPTT-B3 B3-B2 TPPTT-B4 B4-B5 TPPTT-B6 B5-B7 B3-B9 Bảng 3.14: Kết quả tính toán ∆P phương án 4 F Độ dài r0, R S (kVA) (mm2) (m) (Ω/km) (Ω) 2x16 0.077 3058 35 3x25 7 0.927 2x12 0.058 4182.4 35 3x25 6 0.927 35 2667 3x25 2x90 0.927 0.042 2x18 0.088 4717.2 35 3x25 9 0.927 2x11 0.054 2563.4 35 3x25 7 0.927 2x12 0.058 3059.8 35 3x25 6 0.927 0.4 302.1 3x240 81 0.0754 0.006 193. 0.012 346.6 0.4 3x300 5 0.0601 Uđm (kV) ∆P (kW) 0.588 0.828 0.244 1.6 0.29 0.443 3.422 9.01 36 B6-B8 • 9x19 1153.9 0.4 120 8 0.153 Tổng tổn thất công suất tác dụng 0.01 83.22 99.645 Xác định tổn thất điện năng trên đường dây: ∆�� = ∆�Σ. = (0,124 + 10−4.����)2.8760 = 2190 ℎ ∆�� = ∆�Σ. = 99.645*2190=218222.55 kWh 3.3, Tính toán máy cắt 3.3.1, Sơ dồ trạm phân phối trung tâm Do nhà máy luyện kim đen có quy mô, công suất lớn có ý nghĩa quan trọng về mặt kinh tế, không thể để mất điện. Nếu dự phòng bằng máy phát điện sẽ không có lợi bằng cách cấp điện bằng hai đường dây trung áp. Vì vật, ta đặt trạm phân phối trung tâm dùng sơ đồ hệ thống thanh góp có phân đoạn. Hình 3.1: Hệ thống thanh góp có phân đoạn Nhà máy dùng sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn cho TPPTT nên sẽ sử dụng các tủ máy cắt( còn gọi là máy cắt hợp bộ) trên tất cả đầu vào đầu ra và liên lạc giữa hai phân đoạn thanh góp.Vì từ TBATG đến nhà máy là đường dây trên không nên trên mỗi phân đoạn thanh góp của TPPTT cần đặt thêm một chống sét van. Vì điện áp là 35kV nên phải đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp một máy biến áp đo lường có 3 cuộn dây, trong đó cuộn tam giác hở dùng phát hiện dòng chạm đất một pha.Chọn dùng các tủ hợp bộ của hãng Schneider loại F400, hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tủ có dòng định mức 1250 A. 37 \= = 202.64A Bảng 3.15: Thông số mắy cắt đặt tại trạm phân phối trung tâm Loại Uđm (kV) MC hợp Iđm (A) i 1250 36 Loạ bộ 3.3.2 Phương án 1 - Điều kiện chọn máy cắt: F40 0 Icắtđm(kA) 25 Iôđn/tôđn(kA/ Iôđđ(kA s) ) 25/1 40 �đ�.�� ≥ �đ�.� �đ�.�� ≥ ��� �ôđ�2. �ôđ�.�� ≥ �� = �∞2. ��đ �ôđđ ≥ ��� ��ắ� ≥ �′′ - Chọn máy cắt điện cho mạch cáp từ TPPTT đến B1 - Dòng điện cưỡng bức khi sự cố hỏng một mạch cáp là: A Chọn máy cắt F400 của Schneider chế tạo, có Iđm = 1250 A, giá mỗi máy là 26000USD Tính toán tương tự cho các mạch cáp còn lại ta có bảng kết quả sau: Bảng 3.16: Kết quả chọn máy cắt cao áp phương án 1 Nhánh Uđm (kV) TPPTTB1 TPPTTB2 TPPTTB3 TPPTTB4 TPPTTB5 TPPTTB6 TPPTTB8 35 35 35 35 35 35 S (kVA) 3058 2667 1515 .6 2497 .9 2563 .4 Số cáp Icb (A) Loại Icắtđm(kA ) 2 F400 25 2 50.4 4 44 F400 25 2 25 F400 25 2 41.2 F400 25 2 42.3 F400 25 31.5 F400 25 9 35 1153 1 19.0 F400 25 .9 3 Tổng chi phí đầu tư cho máy cắt 1915 2 Giá tiền (USD) 26 000 26 000 26 000 26 000 26 000 26 000 26 000 Thành tiền (USD) 52 000 52 000 52 000 52 000 52 000 52 000 26 000 338 000 3.3.3 Phương án 2 Tính toán tương tự như phương án 1, ta được bảng sau: 38 Bảng 3.17: Kết quả chọn máy cắt cao áp phương án 1 Nhánh Uđm (kV) TPPTTB1 TPPTTB2 TPPTTB3 TPPTTB4 TPPTTB6 35 S (kVA) 3058 35 2667 Số cáp Icb (A) Loại Icắtđm(kA ) 2 50.4 4 44 F400 25 F400 25 2 35 1515 2 25 F400 25 .6 35 4717 2 77.8 F400 25 .2 35 3059 2 50.4 F400 25 .8 7 Tổng chi phí đầu tư cho máy cắt Giá tiền (USD) 26.00 0 26.00 0 26.00 0 26.00 0 26.00 0 Thành tiền (USD) 52 000 52 000 52 000 52 000 52 000 260 000 3.3.4 Phương án 3 Tính toán tương tự như phương án 1, ta được bảng sau: Bảng 3.18: Kết quả chọn máy cắt cao áp phương án 1 Nhánh Uđm (kV) TPPTTB1 TPPTTB2 TPPTTB3 TPPTTB4 TPPTTB5 TPPTTB6 35 S (kVA) 3058 35 2667 Số cáp Icb (A) Loại Icắtđm(kA ) 2 50.4 4 44 F400 25 F400 25 2 35 1858 2 30.6 F400 25 .4 6 35 2154 2 35.5 F400 25 .8 4 35 2563 2 42.3 F400 25 .4 35 3059 2 50.4 F400 25 .8 7 Tổng chi phí đầu tư cho máy cắt Giá tiền (USD) 26.00 0 26.00 0 26.00 0 26.00 0 26.00 0 26.00 0 Thành tiền (USD) 52 000 52 000 52 000 52 000 52 000 52 000 312 000 3.3.5 Phương án 4 Tính toán tương tự như phương án 1, ta được bảng sau: Bảng 3.19: Kết quả chọn máy cắt cao áp phương án 1 Nhánh Uđm (kV) TPPTTB1 TPPTT- 35 35 S (kVA) 3058 4182 Số cáp Icb (A) Loại Icắtđm(kA ) 2 50.4 4 69 F400 25 F400 25 2 Giá tiền (USD) 26.00 0 26.00 Thành tiền (USD) 52 000 52 000 39 B3 TPPTTB4 TPPTTB6 .4 4717 2 77.8 F400 25 .2 35 3059 2 50.4 F400 25 .8 7 Tổng chi phí đầu tư cho máy cắt 35 0 26.00 0 26.00 0 52 000 52 000 208 000 3.4. Tính toán chi phí hàng năm � = (��ℎ + ���)� +�.∆� Trong đó: avh: Hệ số vận hành. TBA và đường dây cáp, avh = 0,1. atc: Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư. a tc = 0,1 hoặc 0,125 hoặc 0,2 K: Vốn đầu tư. Lấy avh = 0,1; atc = 0,2; C = 1000 đ/kWh Tổng kết lại chi phí ta có bảng sau: P/Á n MBA (triệu đồng) Đường Dây (triệu đồng) Máy Cắt (triệu đồng) Tổn Hao MBA (triệu đồng) 1 3455.7 613.037 7436 513.5 Tổn Hao Đường Dây (triệu đồng) 36.83 2 3455.7 504.460 5720 513.5 38.51 3 2993.6 764.584 6864 500.3 215.72 4 2993.6 746.900 4576 500.3 218.22 Tổng Vốn Đầu Tư (triệu đồng) Tổng Tổn Hao (triệu đồng) Tổng Chi Phí (triệu đồng) 11504. 74 9680.1 6 10622. 18 8316.5 550.33 4001.7 52 3456.0 58 3902.6 74 3213.4 7 552.01 716.02 718.52 Qua bảng tổng kết trên thì phương án 2 và phương án 4 có tổng chi phí là nhỏ trong cả 4 phương án và phương án 4 là phương án có tổng chi phí là nhỏ nhất nhưng tổn hao lại lớn nhất và có đoạn đi dây phức tạp hơn phương án 2 nên quyết định chọn phương án 2 làm phương án thiết kế. 4, THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN Phương án đã chọn: 40 4.1, Chọn thiết diện dây dẫn nối từ hệ thống điện về nhà máy Đường dây cung cấp từ TBATG về trạm TPPTT của nhà máy dài 8 km sử dụng ĐDK, dây nhôm lõi thép, lộ kép. Ta có Tmax của nhà máy luyện kim là 3750h, với giá trị của Tmax, dây dẫn AC ta tra được Jkt=1,1 A/mm2 ( Tra Bảng 5 trang 294 – Sách Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng) Công thức tính để chọn tiết diện dây dẫn: Trong đó: Ftt: Tiết diện dây tính toán. Itt: Dòng điện tính toán lớn nhất đi qua dây dẫn. Jkt: Mật độ dòng kinh tế. Công thức tính dòng điện làm việc cực đại qua một sợi cáp: Trong đó: n: Số lô cáp. Dựa vào trị số của Fkt tính được, tra bảng ta lựa chọn được tiết diện cáp tiêu chuẩn gần nhất. Kiểm tra tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát nóng lâu dài cho phép (Icp) �1. �2. ��� ≥ ��� Trong đó: k1: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ là 1 k2: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đên số lượng dây cáp đặt chung một rãnh. Đối với 2 sợi cáp khoảng cách giữa các sợi là 100 mm, k2=0,9. Isc: Dòng điện qua dây cáp khi sự cố dứt 1 dây. Isc=2.Itt.max 41 Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên: => Tra bảng PL 4.12 dây dẫn AC – 95 có Icp = 335A, thỏa mãn điều kiện trên => Chọn dây AC-95 để dẫn điện từ TBATG về nhà máy Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với dây dẫn AC – 95 có khoảng cách trung bình hình học D = 1,26 m, tra bảng PL4.6 được �0 = 0.33 , �0 = 0.36 Vậy dây dẫn AC-95 thỏa mãn các yêu cầu 4.2.Tính toán ngắn mạch Mục đích tính ngắn mạch để kiểm tra các thiết bị đã sơ bộ chọn ở trên (MBA, cáp trung áp, máy cắt trung áp) trong chế độ sự cố ngắn mạch và lựa chọn tất cả các thiết bị phân phối điện khác (BU, BI, chống sét van, cầu chì, cầu dao phía cao áp và aptomat phía hạ áp của TBAPX). Các điểm cần tính ngắn mạch tại thanh cái TPPTT để kiểm tra máy cắt, thanh góp và tính các điểm ngắn mạch tại phía cao áp và hạ áp của TBAPX
: điện áp trung bình sử dụng trong tính toán ngắn mạch, kV 42 SN : công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn, MVA Vì cùng 1 cấp điện áp là 35kV nên tính toán trong hệ có tên - Tính dòng điện ngắn mạch phía trung, cao áp: I∞ = , kA Trong đó: ZΣ - Nhánh ĐDK TPPTT-B1 TPPTT-B2 TPPTT-B3 TPPTT-B4 B4-B5 TPPTT-B6 B6-B8 B5-B7 B4-B9 : tổng trở tính từ hệ thống tới điểm ngắn mạch, Ω Tính trị số dòng điện ngắn mạch xung kích: Bảng F (mm2) AC-95 3x25 3x25 3x25 3x25 3x25 3x25 3x25 3x240 3x300 Số mạch 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 4.1: Thông số của ĐDK và cáp Độ dài r0, x0, R (m) (Ω/km) (Ω/km) (Ω) 2x8000 0.33 0.36 1.32 2x167 0.927 0.15 0.077 2x180 0.927 0.15 0.083 2x126 0.927 0.15 0.058 2x189 0.927 0.15 0.088 2x117 0.927 0.15 0.054 2x126 0.927 0.15 0.058 140 0.927 0.15 0.13 81 0.0754 0.073 0.006 238.5 0.0601 0.0717 0.014 X (Ω) 1.44 0.013 0.014 0.01 0.014 0.009 0.01 0.021 0.006 0.017 - Tính dòng ngắn mạch tại điểm N trên thanh góp của TPPTT: Ω X = XĐDK + XH = 1.44 + 5.4 =6.84 Ω R = RĐDK = 1.32 Ω I∞ = = 2.9 kVA = 7.38 kA - Tính dòng ngắn mạch tại điểm N2-i trên thanh cái của trạm B1 � = �ĐDK + �H + �Cáp B1 = 1.44 + 5.4 + 0.013 = 6.853 Ω � = �ĐDK + �Cáp = 1.32+0.077= 1.397 Ω I∞ = = 2.89kA = 7.36 kA - Tính dòng ngắn mạch các điểm N2-i trên thanh cái của TBAPX khác tương tự Ta có kết quả: 43 Bảng 4.2: Kết quả tính toán dòng điện ngắn mạch phía cao áp của nhà máy X R ��� �� Điểm tính N (Ω) (Ω) (��) (��) Thanh góp 6.84 1.32 2.900 7.38 TPPTT Thanh cái trạm 6.85 1.39 2.890 7.36 B1 3 7 Thanh cái trạm 6.85 1.40 2.888 7.35 B2 4 3 Thanh cái trạm 6.85 1.37 2.892 7.36 B3 8 Thanh cái trạm 6.85 1.40 2.888 7.35 B4 4 8 Thanh cái trạm 6.86 1.46 2.880 7.33 B5 3 2 Thanh cái trạm 6.85 1.37 2.892 7.36 B6 8 Thanh cái trạm 6.87 1.50 2.872 7.31 B8 1 8
Bảng 4.3: Điện trở và điện kháng của các MBAPX(Cao áp) SđmB ∆�� �� � � Số TBAPX kVA lượng (kW) (%) (Ω) (Ω) 2 22.0 6 B1 2500 2.156 14.7 2 20.0 6 B2 2000 3.063 18.375 2 B3 1250 14.0 6 5.488 29.4 2 B4 1800 18.0 6 3.403 20.417 2 B5 2000 20.0 6 3.063 18.375 16.0 6 2 B6 1600 3.828 22.969 1 B8 1250 14.0 6 10.976 29.4 Điện trở và điện kháng của các phần tử cấp 35 kV quy đổi về cấp 0,4 kV Bảng 4.4: Các thông số quy đổi điện trở của cáp, hệ thống , MBA và ĐDK 35 kV 0,4 kV R(Ω) X (Ω) R(mΩ) X(mΩ) 0.705 HT 5.4 0.172 0.188 ĐDK 1.32 1.44 0.282 1.92 TBAPX B1 2.156 14.7 0.4 2.4 TBAPX B2 3.063 18.375 44 TBAPX B3 TBAPX B4 TBAPX B5 TBAPX B6 TBAPX B8 TPPTT-B1 TPPTT-B2 TPPTT-B3 TPPTT-B4 B4-B5 TPPTT-B6 B6-B8 B5-B7 B4-B9 5.488 3.403 3.063 3.828 10.976 0.077 0.083 0.058 0.088 0.054 0.058 0.13 - 29.4 20.417 18.375 22.969 29.4 0.013 0.014 0.01 0.014 0.009 0.01 0.021 - 0.717 0.444 0.4 0.5 1.434 0.01 0.01 0.008 0.011 0.007 0.008 0.017 3.84 2.667 2.4 3.0 3.84 0.002 0.002 0.001 0.002 0.001 0.001 0.003 6 14 6 17 - Tính dòng điện ngắn mạch tại phân xưởng 1: 0.705+0.188 + 1.92+0.002= 2.815 mΩ 0.172 + 0.282 + 0.01 = 0.464 mΩ 80.95 kA 148.82 kA • Tính dòng điện ngắn mạch phía hạ áp của các phân xưởng khác tương tự ta có: Bảng 4.5: Kết quả tính toán dòng điện ngắn mạch phía hạ áp của các phân xưởng X R ��� �� Điểm tính N (mΩ) (mΩ) (��) (��) 2.815 0.464 148.8 80.95 Phân xưởng 1 2 3.295 0.582 126.8 69.02 Phân xưởng 2 9 4.734 0.897 47.93 88.12 Phân xưởng 3 3.565 0.627 117.2 63.8 Phân xưởng 4 9 3.296 0.59 68.97 126.8 Phân xưởng 5 3.894 0.68 58.42 107.4 Phân xưởng 6 9.296 6.59 20.27 37.27 Phân xưởng 7 4.737 1.631 46.1 84.75 Phân xưởng 8 20.56 14.62 9.16 16.84 Phân xưởng 9 2 7 4.3.Kiểm tra các thiết bị điện đã được chọn sơ bộ a) Kiểm tra cáp trung áp - Kiểm tra cáp trung áp theo điều kiện ổn định nhiệt 45 - Với cáp chỉ cần kiểm tra với tuyến có dòng N lớn nhất. Tiết diện ổn định nhiệt của cáp: Vậy chọn cáp 25 mm2 cho các tuyến là hợp lí.
Thông số mắy cắt đặt tại trạm phân phối trung tâm Loại Uđm (kV) MC hợp Loạ i 1250 Icắtđm(kA) Iôđn/tôđn(kA/ Iôđđ(kA s) ) F40 25 25/1 40 có bộ 0 dòng ngắn mạch lớn nhất I∞ =2.9kA và dòng ngắn mạch xung kích lớn nhất tương ứng là Ixk = 7.38kA . Thông số máy cắt đều có Ic, Iodn và Iodd lớn hơn rất nhiều nên máy cắt đã chọn là phù hợp. Ta 36 Iđm (A)
46 Hình 4.1: Sơ đồ đấu nối TBAPX B8; đặt 1 MBA Hình 4.2: Sơ đồ đấu nối các TBAPX B1, B2, B3, B4; B5; B6 đặt 2 MB 4.4, Lựa chọn các thiết bị phân phối điện khác 4.4.1, Tại trạm phân phối trung tâm a) Biến dòng điện (BI): - Điều kiện chọn BI: - Uđm.m = 35kV; Icb = 225.2A ; I∞ =2.9kA và Ixk = 7.38kA chọn máy biến dòng do SIEMENS chế tạo: Bảng 4.6: Thông số kĩ thuật BI Loại Uđm U chịu đựng U chịu đựng I1đm I2đm Iôđn 1s Iôđđ (kV tần số công xung 1,2/50 (A) (A) (kA) (kA) nghiệp 1’ �, (kV) 47 4MA76 ) ( kV) 36 70 170 20- 1 hoặc 2000 5 80 120 Kiểm tra lại biến dòng điện: - Uđm = 36kV > 35kV => Thỏa mãn - 1.2*I1đm =1.2*2000 = 2400A>225.2A => Thoả mãn - = 802*1 = 6400kA > 2.92*0.5=4.205 => Thỏa mãn - Iôdd = 120kA > 7.38kA => Thỏa mãn
Điều kiện chọn BU: Ta có: Uđm.m = 35kV chọn máy biến áp do SIEMENS chế tạo: Bảng 4.7: Thông số kĩ thuật BU Uđm Loại (kV ) 4MR56 36 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ (kV) 70 U chịu đựng xung 1,2/50 � (kV) U1đm U2đm (kV) (V) 170 Tải định mức (VA) 800
Chống sét van là thiết bị điện trở phi tuyến có nhiệm vụ chống sét truyền từ ĐDK vào trạm phân phối và trạm biến áp. - Điều kiện chọn CSV: - Chọn loại chống sét van Cooper do Mỹ chế tạo có Uđm = 35kV 4.4.2, Tại trạm biến áp phân xưởng 48
Điều kiện chọn cầu chì cao áp: Với Imax = - Kết hợp số liệu , ta chọn cầu chì cao áp do Trung Quốc chế tạo: Bảng 4.8: Thông số kĩ thuật cầu chì cao áp tại các TBAPX TBAP X B1 B2 Imax A IN kA 50.4 4 44 2.89 0 2.88 8 2.89 2 2.88 8 2.88 0 2.89 2 2.87 2 25 B3 41.2 B4 42.2 9 31.5 9 19.0 3 B5 B6 B8 Loại Uđm kV Iđm A FCO35-65A 35 65 FCO35-50A 35 50 FCO35-35A 35 35 FCO35-50A 35 50 FCO35-50A 35 50 FCO35-35A 35 35 FCO35-25A 35 25 Icắt N kA 31.5 31.5 31.5 31.5 31.5 31.5 31.5 Icắt N min A Tổn hao W 530 140 408 115 250 81 408 115 408 115 250 81 127 57 Kiểm tra lại cầu chì cao áp cho một TBAPX(B1) : - Uđm = 35kV = 35kV => Thỏa mãn - Iđm =65A>50.44A => Thoả mãn - Icắt = 31.5kA>2.89kA => Thỏa mãn b) Dao cách li cao áp - Điều kiện chọn DCL cao áp: - Tra bảng PL2.16 và chọn dao cách li phụ tải ngoài trởi do Liên Xô chế tạo Bảng 4.9: Thông số kĩ thuật dao cách li phụ tải tại các TBAPX TBAPX Imax A IN kA Ixk kA Loại Uđm kV Iđm A Iôđn(10 s) kA Iôđđ kA 49 50.4 4 44 B1 B2 25 B3 41.2 B4 42.2 9 31.5 9 19.0 3 B5 B6 B8 2.89 0 2.88 8 2.89 2 2.88 8 2.88 0 2.89 2 2.87 2 7.36 7.35 7.36 7.35 7.33 7.36 7.31 POH-35/2000 35 2000 POH-35/2000 35 2000 POH-35/2000 35 2000 POH-35/2000 35 2000 POH-35/2000 35 2000 POH-35/2000 35 2000 POH-35/2000 35 2000 29 47-120 29 47-120 29 47-120 29 47-120 29 47-120 29 47-120 29 47-120 Kiểm tra lại dao cách li cao áp cho một TBAPX(B1) : - Uđm = 35kV = 35kV => Thỏa mãn - I1đm =2000 >50.44A => Thoả mãn - = 292*10 = 8410kA > 2.892*0.5=4.176 => Thỏa mãn - Iôdd = 47kA > 7.36kA => Thỏa mãn c) Aptomat tổng phía hạ áp của TBAPX - Điều kiện chọn Aptomat tổng và aptomat phân đoạn phía hạ áp TBAPX - Với trạm 1 MBA đặt 2 tủ: 1 tủ aptomat tổng và 1 tủ aptomat nhánh. - Với trạm 2 MBA đặt 5 tủ: 2 tủ aptomat tổng; 1 tủ aptomat phân đoạn và 2 tủ aptomat nhánh. - Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B1 là: - Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B2 là: - Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B3 là: - Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B4 là: - Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B5 là: - Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B6 là: 50 - Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B8 là: - Số liệu và kết hợp bảng PL3.4, ta chọn dùng aptomat hạ áp của hãng Merlin Gerin. Bảng 4.10: Aptomat tổng đặt trong các TBAPX (Merlin Gerin) IN Số TBAPX Imax Loại Uđm, V Iđm, A Icắt N, kA lượng 80.9 3608.44 B1 M50 2 690 5000 85 5 69.0 2886.75 B2 M32 2 690 3200 75 2 47.9 1804.22 B3 M20 2 690 2000 55 3 2598.04 B4 63.8 M32 2 690 3200 75 68.9 2886.75 B5 M32 2 690 3200 75 7 58.4 2309.4 B6 M32 2 690 3200 75 2 46.1 1804.2 B8 M20 1 690 2000 55
51 Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn nhà máy Hình 4.4 Sơ đồ tủ phân phối của trạm phân phối trung tâm TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Nguyễn Công Hiền - Nguyễn Mạnh Hoạch 52 Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuât, 2007 2) Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Thiết kế cấp điện Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuât, 2006 3) Ngô Hồng Quang Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp Khoa đại học tại chức xuất bản, 1991 |
