Đề tài " thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo "

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

LUẬN VĂN Đề tài " thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo "

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 1

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

Lời nói đầu Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước. Như chúng ta đã xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điện năng được sản xuất ra dùng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp. Vấn đề

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 2

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra được điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải điện cho hiệu quả, tin cậy. Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế quốc dân.

Nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế của quốc gia phát triển liên tục và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới.

Nếu ta nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là ngành tiêu thụ năng lượng nhiều nhất. Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện năng hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác một cách hiệu quả công suất của các nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả lượng điện năng được sản xuất ra.

Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa là phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai.

Với đề tài:

thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo Đã phần nào giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau này. Trong thời gian làm bài, với sự cố gắng của bản thân, đồng thời với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn hệ thống điện và đặc biệt được sự giúp đỡ tận tình của thầy : Phan Đăng Khải em đã hoàn thành tốt bài tập dài của mình. Song do thời gian làm bài không nhiều, kiến thức còn hạn chế, nên bài làm của em không tránh khỏi những thiếu sót. Do vậy em kính mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy các cô để em có được những kinh nghiệm chuẩn bị cho công việc sau này.

Em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Đăng Khải cùng toàn thể thầy cô

Hà Nội, Ngày 18/03/2007 Sinh Viên Trần Anh Cao

giáo trong bộ môn.

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 3

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

mục lục

Lời nói đầu Trang Chương I. Giới thiệu chung về nhà máy I. Giới thiệu chung về nhà máy........................................................................ 3 II. Nội dung tính toán thiết kế .......................................................................... 7 Chương II. Xác định phụ tải tính toán I. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí ......................... 8 1. Phân nhóm phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí ................................... 8 2. Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị trong phân xưởng ................. 10 II. Xác định phụ tải tính toán cho nhà máy ................................................... 16 1. Tính phụ tải tính toán của các phân xưởng trong nhà máy ........................ 16 2. Phụ tải tính toán của toàn nhà máy ............................................................ 19 Chương III. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy I. Nguồn điện ............................................................................................... 20

II / Biểu đồ phụ tải của toàn nhà máy ........................................................... 20 III / Các phương án cung cấp điện cho các phân xưởng ................................. 22 IV/ So sánh kỹ thuật và kinh tế cho các phương án29 1. Phương án I…………………………………………………………………..29 2. Phương án II…………………………………………………………………34 3. Phương án III………………………………………………………………...36 4. Phương án IV……………………………………………………………….40 V. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn 1. Chọn đường đây từ hệ thống điện về TPPTT………………………………..42 2. Sơ dồ trạm phân phối trung tâm……………………………………………...43 3. Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện…………………………..43 4. Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng……………………………………………...47 Chương IV. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng xửa chữa cơ khí I. Giới thiệu chung……………………………………………………………...49 II. Lựa chọn các phương án cấp điện. III. Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối 3.1. Chọn cáp từ trạm biến áp phân xưởng về tủ phân phối của phân xưởng…..50 3.2. Chọn tủ phân phối cho phân xưởng 3.3. Lựa chọn MCCB cho tủ phân phối 3.4. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực IV. Tính toán ngắn mạch hạ áp…………………………………………………52 V. Lựa chọn các thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của các phân xưởng…………………………………………………………………54

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 4

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

Chương V. Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cosử cho nhà máy I. Đặt vấn đề……………………………………………………………………58 II. Xác định và phân phối dung lượng bù. 2.1. Xác định dung lượng bù…………………………………………………...59 2.2. Phân phối dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng………………59 Chương VI. Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí I. Đặt vấn đề…………………………………………………………………….61 II. Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung……….63 III. Thiết kế mạng điện chiếu sáng……………………………………………..63 Tài liệu tham khảo 1. TL1-Thiết kế cấp điện, Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm- Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2. TL2-Cung cấp điện, Chủ biên Nguyễn Xuân Phú- Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật-2005 3. Ngắn mạch và đứt dây trong hệ thống điện, TS.Phạm Văn Hoà- Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật-2004.

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 5

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

Chương I Giới thiệu chung về nhà máy

Ngày nay với sự phát triển không ngừng của các nghành khoa học kỹ

Nhà máy sản xuất máy kéo là một nhà máy mà nó phục vụ cho các nghành

I. Giới thiệu chung về nhà máy 1.1. Giới thiệu các quy trình công nghệ trong nhà máy thuật vì vậy sự phát triển của nghành công nghiệp điện là vô cùng cần thiết và không thể thiếu được. Bất kì một quốc gia nào cũng có những tổ hợp, những khu công nghiệp, khu chế xuất mà ở đó có những nhà máy sản xuất như : nhà máy dệt, nhà máy thép, nhà máy sản xuất ô tô, máy kéo …. Các nhà máy này đòi hỏi cung cấp cho chúng một lượng điện năng rất lớn. khác của một quốc gia như : giao thông vận tải,nông nghiệp….do vậy nó tương đối quan trọng trong nền công nghiệp. Với một quy trình công nghệ chủ yếu là sản xuất, sửa chữa các chi tiết thiết bị, phụ tùng cho máy kéo. Do đó, việc cung cấp điện cho nhà máy phải phù hợp với với hệ thống điện khu vực và phát triển dựa theo quy luật chung của nền kinh tế. Quy trình công nghệ của nhà máy giữ một vị trí tương đối quan trọng trong nền công nghiệp và nông nghiệp của một đất nước. Chính vì điều này mà mức độ tin cậy cung cấp điện cho nhà máy cũng có một tầm quan trọng. Tuy nhiên khi ngừng cung cấp điện thì chỉ dẫn đến hiện tượng ngừng trệ sản xuất và lãng phí lao động và thiệt hại đến kinh tế và sản phẩm bị hỏng. Do đó nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại II và III.

+ Điện áp 3 pha 127/220V ; 220/380V cung cấp cho đại bộ phận các thiết

1.2 Phụ tải của nhà máy Phụ tải của nhà máy có nhiều loại phụ tải khác nhau. Mỗi phụ tải có một đặc điểm riêng và các chỉ tiêu xác định điều kiện làm việc khác nhau , đòi hỏi khi cung cấp điện ta phải thoả mãn : * Công suất định mức và dải công suất của toàn nhà máy * Điện áp định mức và dải tần số Điện áp định mức của phụ tải toàn nhà máy phải phù hợp với điện áp của hệ thống điện và tương tự tần số của các thiết bị điện trong nhà máy cũng phải phù hợp với tần số của hệ thống điện. bị trong nhà máy với các tần số công nghiệp là 50 Hz.

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 6

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

Đối với các hộ chiếu sáng, nhà kho, phòng làm việc, thiết kế trong nhà

+ Điện áp 110V 220V cung cấp cho hệ thống chiếu sáng gồm các bóng đèn 110V 220V với tần số công nghiệp 50 Hz. 1.3. Yêu cầu về cung cấp điện liên tục Hầu hết các phụ tải tiêu thụ điện trong nhà máy thuộc hộ loại II do đó tuy có tầm quan trọng tương đối lớn nhưng khi ngừng cung cấp điện nó chỉ dẫn đến thiệt hại về kinh tế do hư hỏng sản phẩm, ngừng trệ sản xuất và lãng phí lao động …… Vì vậy nhà máy có thể chỉ cần cung cấp bằng một nguồn điện nhưng cũng có thể là hai nguồn điện. Đồng thời cho phép ngừng cấp điện khi đóng nguồn dự trữ bằng tay. Trong nhà máy các hộ loại II chiếm 80% các phụ tải tiêu thụ. máy là các hộ tiêu thụ loại III do vậy mức độ tin cậy cung cấp điện thấp hơn nên cho phép mất điện trong khoảng thời gian một ngày đêm. Các hộ này được thiết kế một nguồn cung cấp và nó chiếm 20 % phụ tải của toàn nhà máy. 1.4. Các thông số của nhà máy

Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng nhà máy số 6.

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 7

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

Tên phân xưởng Công suất đặt

Số trên mặt bằng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Ban quản lý và phòng thiết kế Phân xưởng cơ khí số 1 Phân xưởng cơ khí số 2 Phân xưởng luyện kim màu Phân xưởng luyện kim đen Phân xưởng sửa chữa cơ khí Phân xưởng rèn Phân xưởng nhiệt luyện Bộ phận nén khí Kho vật liệu Chiếu sáng phân xưởng 80 3600 3200 1800 2500 Theo tính toán 2100 3500 1700 60 Theo diện tích

Bảng 1.1. Phụ tải của nhà máy

Tên thiết bị Số lượng

Công suất (kW)

Ký hiệu trên mặt bằng (1) (2) (3) (4)

Bộ phận đúc đồng

1 2 3 4 5 6 7 8 9 Máy cưa kiểu đai Bàn Khoan bàn Máy ép tay Máy mài thô Máy khoan đứng Máy bào ngang Máy xọc Máy mài tròn vạn năng 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 0,65 2,8 2,8 4,5 2,8 2,8

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 8

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

10 11 12 13 14 15 16 17 Máy phay răng Máy phay vạn năng Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren 1 1 1 1 1 1 1 1 4,5 7,8 8,1 10 14 4,5 10 20

Bộ phận lắp ráp

18 19 20 21 22 (1) 23 24 25 26 27 28 29 30 Máy khoan đứng Cầu trục Bàn lắp ráp Bàn Máy khoan bàn (2) Máy để cân bằng tĩnh Bàn Máy ép tay Bể dầu có tăng nhiệt Máy cạo Bể ngâm nước nóng Bể ngâm Natri Hidroxit Máy mài thô 1 1 1 1 1 (3) 1 1 1 1 1 1 1 1 0,85 24,2 0,85 (4) 2,5 1 2,8

Bộ phận hàn hơi

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Máy nén cắt liên hợp Bàn để hàn Máy mài phá Quạt lò rèn Lò tròn Máy ép tay Bàn Máy khoan đứng Bàn nắn Bàn đánh dấu 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,7 2,8 1,5 0,85

Bộ phận sửa chữa điện

41 42 43 44 45 46 47 48 49 Bể ngâm dung dịch kiềm Bể ngâm nước nóng Bàn Dao cắt vật liệu cách điện Máy ép tay Máy cuốn dây Máy cuốn dây Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt Tủ xấy 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3 1,2 1 3 3

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 9

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

50 51 52 53 Máy khoan bàn Máy để cân bằng tĩnh Máy mài thô Bàn thử nghiệm thiết bị điện 1 1 1 0,65 2,8 7

Bộ phận đúc đồng

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 (1) 64 65 66 Dao cắt có tay đòn Bể khử dầu mỡ Lò điện để luyện khuôn Lò điện để nấu chảy babit Lò điện để mạ thiếc Đá lát để đổ babit Quạt lò đúc đồng Bàn Máy khoan bàn Bàn nắn (2) Máy uốn các tấm mỏng Máy mài phá Máy hàn điểm 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (3) 1 1 1 3 5 10 3,5 1,5 0,65 (4) 1,7 2,8 25 kVA

Buồng nạp điện

67 68 69 70 Tủ để nạp acquui Giá đỗ thiết bị Chỉnh lưu Selenmium Bàn 1 1 1 1 0,6

Bảng 1.2. Các thiết bị điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí II. Nội dung tính toán thiết kế * Giới thiệu chung về nhà máy. * Xác định phụ tải tính toán. * Thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy * Thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí * Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị * Tính bù công suất phản kháng * Thiết kế chiếu sáng.

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 10

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

Chương II Xác định phụ tải tính toán Trong thiết kế cung cấp điện thì phụ tải tính toán là số liệu rất quan trọng. Vì nhờ có phụ tải tính toán ta mới có thể chọn được các thiết bị điện : MBA, dây dẫn và các thiết bị đóng cắt cũng như các thiết bị bảo vệ khác …, đồng thời mới có thể tính được các tổn thất :điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng và ta chọn được thiết bị bù.

Để xác định phụ tải tính toán một cách chính xác là rất khó khăn vì phụ tải

điện phụ thuộc vào các yếu tố như : Công suất, số lượng các thiết bị và chế độ vận hành cũng như các quy trình công nghệ của thiết bị trong vận hành. Nếu ta xác định phụ tải tính toán không chính xác thì sẽ xảy ra một số trường hợp sau : +Nếu phụ tải tính toán Ptt < Pthựctế (phụ tải thực tế) khi đó sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị và không những thế có thể gây cháy nổ vì các thiết bị bảo vệ đã chọn không đảm bảo được yêu cầu tác động khi xảy ra sự cố. + Nếu phụ tải tính toán Ptt > Pthực tế khi đó sẽ dẫn đến lãng phí cho đầu tư vốn nhưng không mang lại hiệu quả gì về kinh tế cũng như kỹ thuật.

Nhà máy sản xuất máy kéo là một nhà máy lớn bao gồm nhiều phân xưởng nhỏ cấu thành. Vì vậy để xác định được phụ tải tính toán của nhà máy ta phải đi xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng sau đó ta mới xác định phụ tải tính toán cho toàn nhà máy.

Để đưa ra được một phương pháp tính toán phù hợp ta cần phải lựa chọn

dựa trên các phương pháp tính toán đã có.

I. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Trước khi xác định phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng ta phân nhóm các phụ tải ra và tính toán cho các nhóm đó.

1 / Phân nhóm phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí Để phân nhóm phụ tải của phân xưởng tốt ta cần phải tuân theo các nguyên tắc chung khi phân nhóm : + Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc. + Các thiết bị trong nhóm nên ở gần nhau về vị trí

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 11

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

+ Tổng công suất của các nhóm trong phân xưởng nên chênh lệch ít . Từ những nguyên tắc phân nhóm trên ta phân ra được phụ tải trong xưởng sửa chữa cơ khí ra làm 6 nhóm như trong bảng 2-1 Bảng 2.1. Phân nhóm thiết bị trong phân xưởng

Ký hiệu trên mặt bằng Tên nhóm Tên thiết bị điện trong nhóm Số lượng Tổng số thiết bị

(1) Nhóm I

Nhóm II

(2) Máy cưa kiểu đai Khoan bàn Máy mài thô Máy khoan đứng (2) Máy bào ngang Máy xọc Máy mài tròn vạn năng Cộng theo nhóm Máy phay răng Máy phay vạn năng Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Cầu trục Cộng theo nhóm Máy khoan đứng (3) 1 1 1 1 (3) 1 1 1 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 9 1 (4) 1 3 5 6 (4) 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 18 Công suất đặt định mức(KW) Một thiết bị (5) 1 0,65 2,8 2,8 (5) 4,5 2,8 2,8 4,5 7,8 8,1 10 14 4,5 10 20 12,1 0,85 (6) 1 0,65 2,8 2,8 (6) 4,5 2,8 2,8 17,35 4,5 7,8 8,1 10 14 4,5 10 20 12,1 91 0,85

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 12

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

NhómIII

Nhóm IV

Nhóm V

Nhóm VI

Nhóm VII

Máy khoan bàn Bể dầu có tăng nhiệt Máy cạo Máy mài thô Cộng theo nhóm Máy nén cắt liên hợp Máy mài phá Quạt lò rèn Máy khoan đứng Cộng tổng theo nhóm Bể ngâm dung dịch kiềm Bể ngâm nước nóng Máy cuốn dây Máy cuốn dây Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt Tủ xấy Máy khoan bàn Máy mài thô Bàn thử nghiệm TBĐ Cộng theo nhóm Bể khử dầu mỡ Lò điện để luyện khuôn Lò điện để nấu chảy babit Lò điện để mạ thiếc Cộng theo nhóm Quạt lò đúc đồng Máy khoan bàn Máy uốn các tấm mỏng Máy mài phá Máy hàn điểm Chỉnh lưu Selenium Cộng theo nhóm 1 1 1 1 5 1 1 1 1 8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 9 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 6 22 26 27 30 31 33 34 38 41 42 46 47 48 49 50 52 53 55 56 57 58 60 62 64 65 66 69 0,85 2,5 1 2,8 1,7 2,8 1,5 0,85 3 3 1,2 1 3 3 0,65 2,8 7 3 5 10 3,5 1,5 0,65 1,7 2,8 13 0,6 0,85 2,5 1 2,8 8 1,7 2,8 1,5 0,85 6,85 3 3 1,2 1 3 3 0,65 2,8 7 24,65 3 5 10 3,5 21,5 1,5 0,65 1,7 2,8 13 0,6 20,25

tt

2/ Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị trong phân xưởng. 2.1/ Các phương pháp tính phụ tải tính toán a/ Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Phụ tải tính toán được xác định theo công thức: tgPQ (2-2) (2-1) . tt tb

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 13

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

S





tt

2 2 QP  tt tt

P tt cos

(2-3)

Trong đó: + knc : là hệ số nhu cầu + Pđi :là công suất đặt của thiết bị thứ i . ở phương pháp này ta có các ưu nhược điểm sau: + Ưu điểm : phương pháp này đơn giản, tính toán nhanh. + Nhược điểm : Phương pháp này không thật chính xác. b/ Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất Phụ tải tính toán được xác định theo công thức sau: Ptt = po.F (2-4) Trong đó : +po: là suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất (kW/m2) + F: là diện tích sản xuất m2 Đối với phương pháp này thì kết quả chỉ gần đúng, vì vậy nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, tính phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều. c / Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm. Xác định theo công thức:

Ptt 

aM 0. T

max

(2-5)

Trong đó : +M : là số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm +a0 : là suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm(kWh/đơn vị sản phẩm) + Tmax : là thời gian sử dụng công suất lớn nhất, h Phương pháp này hay được dùng cho các thiết bị mà có đồ thị phụ tải ít biến đổi với kết quả tương đối chính xác. d Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình ( phương pháp số thiết bị hiệu quả ). Phương pháp này thì phụ tải tính toán được xác định theo công thức : Ptt = kmax. ksd.Pđm (2-6) Trong đó ta có: + Pđm: Công suất định mức (kW) + ksd, kmax: là hệ số cực đại và hệ số sử dụng Phương pháp này có các bước tính toán tương đối phức tạp do vậy mà kết quả xác định phụ tải tính toán của phương pháp là tương đối chính xác. Từ các phương pháp xác định phụ tải tính toán đã được nêu trên ta thấy rằng các thiết bị dùng điện trong phân xưởng dùng điện là 380 V, (U< 1000V) do vậy ta chọn phương pháp tính theo số thiết bị hiệu quả bởi vì phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác.

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 14

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

n



k

. k

P tt

max

sd

P dmi

2.2/ Nội dung chi tiết của phương pháp hệ số kmax và công suất trung bình Ptb để tính phụ tải tính toán cho phân xưởng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. Từ công thức (2-6) : Ptt = kmax. ksd.Pđm Trong trường hợp này khi tính toán cho một nhóm thiết bị thì khi đó công thức (2-6) sẽ như sau :

 .

i

1 

( 2-7 )

k  sd

Trong đó : +n : là số thiết bị trong nhóm +Pđmi : công suất định mức của thiết bị thứ i (kW) Trong 2 công thức (2-6) và (2-7) ta thấy rằng ta cần phải đi xác định hệ số kmax và ksd a/Xác định hệ số sử dụng: ksd Hệ số sử dụng là tỉ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất tác dụng định mức của thiết bị. Nó nói lên mức độ sử dụng của thiết bị điện trong một chu kỳ làm việc. Hệ số ksd được xác định theo công thức: +Đối với một thiết bị:

P tb P dm + Đối với một nhóm có n thiết bị:

n

P tbi

k



sd

(2-8)

P tb P dm

P dmi

1 

i

(2-9)

 1 i  n  b/ Xác định hệ số cực đại kmax

k

max

P tt P tb

(2-10)

Hệ số cực đại kmax là tỉ số được xác định trong khoảng thời gian đang xét và nó thường được ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất. Hệ số này phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả và hệ số ksd, các yếu tố đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị trong nhóm. Trên thực tế người ta tính kmax theo đường cong kmax= f (nhq,ksd) hoặc tra theo bảng PL.1.6.TL1. c/ Xác định hệ số thiết bị hiệu quả (nhq) 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 độ làm việc và công suất khác nhau ). Xác định hệ số thiết bị hiệu quả theo công thức :

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 15

Bài tập dài môn học Cung cấp điện



n hq

(2-1)

n 2  P ( ) dmi 1 n 2  P ( ) dmi 1

n

p

Khi n >5 thì khi đó ta tính hệ số thiết bị hiệu quả theo công thức (2–1 ) là phức tạp. Do vậy thực tế người ta tìm nhq theo bảng tra hoặc đường cong đã cho trước trong tài liệu tham khảo. Tính nhq theo trình tự sau :





;

*

*

n 1 n

P 1 P



;



p tb

q tb

 P t

 Q t

nhq = n . nhq* (2-2) Trong đó: + n : Số thiết bị trong nhóm + n1:Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm. + P , P1 : Tổng công suất ứng với n và n1 thiết bị. Sau khi tính được n* và p* ta sử dụng bảng 3 PL.1.5.TL1 để tìm nhq*, từ đó tính nhq theo công thức: nhq=nhq*.n d/ Xác định công suất trung bình: (ptb) Phụ tải trung bình là một đặc trưng tính của phụ tải trong một khoảng thời gian nào đó. Tổng phụ tải trung bình của các thiết bị cho ta căn cứ vào đó để đánh giá giới hạn tính toán Phụ tải trung bình được xác định theo công thức :

n

n





P tb

; Qp i tb

q i





i

1 

i

1 

Đối với một nhóm thiết bị thì:

Trong đó : + P, Q : Điện năng tiêu thụ trong một khoảng thời gian khảo sát, kW ,kVAr + t : Thời gian khảo sát, h Phụ tải trung bình là một thông số rất quan trọng để xác định phụ tải tính toán, tổn thất điện năng. e/ Các lưu ý khi áp dụng phương pháp này để xác định phụ tải tính toán. Trong một số trường hợp cụ thể ta có thể dùng một số công thức gần đúng sau : + Trường hợp : n  3 và nhq < 4 khi đó phụ tải tính toán được xác định theo công thức :

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 16

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

n

p



p

tt

đmi

(2-13)



i



1

P  d

P %dm

n

đmi

P tt

. Pk pti

( 2-14 )

Chú ý: Nếu trong nhóm thiết bị có các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì các thiết bị đó phải được tính theo công thức : + Trường hợp : n > 3 và nhq < 4 khi đó phụ tải tính toán được xác định theo công thức :  1 Trong đó : kpt là hệ số phụ tải từng máy Ta có thể lấy như sau : kp t= 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn kp t = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại + Trường hợp : nhq > 300 và ksd < 0,5 thì hệ số kmax được lấy ứng với nhq= 300. Nếu nhq > 300 và ksd  0,5 thì khi đó Ptt = 1,05 . ksd . Pđm (2-15 ) + Trường hợp các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng như : máy bơm, quạt nén khí….. Ptt=Ptb=ksd . Pđm (2-16) + Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì ta phải cố gắng phân bổ đều các thiết bị đó lên 3 pha của mạng và tính phụ tải tính toán cho nó theo phương pháp một số phụ tải đặc biệt. Phụ tải đỉnh nhọn. Là phụ tải xuất hiện trong khoảng thời gian ngắn từ 1s2s nó dùng để kiểm tra dao động điện áp, điều kiện tự khởi động của động cơ, điều kiện làm việc của cầu chì ….và chúng được xác định như sau : + Đối với một máy : I đn = Imm =kkđ . Iđm (2-17) Trong đó : kkđ là hệ số mở máy. Đối với các động cơ lồng sóc, dây quấn thì : kkđ = 5 đến 7 Đối với các lò điện thì : kkđ  3 Đối với máy, động cơ một chiều : k kđ = 2,5 + Đối với một nhóm máy : Iđn = Immmax + ( Itt - ksd . Iđmmax) (2-18) Trong đó : Immmax : là dòng mở máy lớn nhất của thiết bị trong nhóm Iđmmax : là dòng định mức của thiết bị có dòng mở máy lớn nhất. 2.3/Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí. a/ Tính toán cho nhóm I

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 17

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

STT Tên thiết bị điện trong nhóm Số lượng Ký hiệu trên mặt bằng

(1) 1 2 3 4 5 6 7 (3) 1 1 1 1 1 1 1 (4) 1 3 5 6 7 8 9 (2) Máy cưa kiểu đai Khoan bàn Máy mài thô Máy khoan đứng Máy bào ngang Máy xọc Máy mài tròn vạn năng

Công suất đặt định mức (KW) Tổng số Một thiết bị thiết bị (6) (5) 1 1 0,65 0,65 2,8 2,8 2,8 2,8 4,5 4,5 2,8 2,8 2,8 2,8 Bảng 2.2. Danh sách thiết bị nhóm I

71,0



n *







9,0

p *

n 1 n P 1 P

5  7 7,15 35,17

Tổng số thiết bị của nhóm I : n =7 Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm: P =17,35 kW Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất : n1= 5 Tổng công suất của n1 thiết bị là: P1= 15,7 kW Ta tra bảng 2-2 TL2 ta có ksd lấy chung cho toàn phân xưởng là ksd = 0,15 và cosử =0,6  tg t b=1,33. +Xác định : n* và p*

n

Tra bảng ta có nhq*= 0,81 nên nhq= nhq* . n = 0,81.7  6 (thiết bị) ksd=0,15 và nhq =6  kmax=2,64 Phụ tải tính toán của nhóm I:

đmP

1 

i

=2,64.0,15.17,35 = 6,87 kW





45,11

Pt t= kmax.ksd.  Qtt=Ptttgtb =6,87.1,33=9,14 kVAr

ttP cos



87,6 6.0

kVA Stt =

I





40,17



Vậy dòng điện tính toán :

tt

S tt U

.3

45,11 38,0.3

dm

A

Tính dòng đỉnh nhọn của nhóm : áp dụng công thức (2-18) Iđn = 5.11,4 + 0,85.32,54 = 84,66 (A) Việc tính toán với các nhóm còn lại được tiến hành hoàn toàn tương tự. Kết quả ghi trong bảng 2.3. Nhóm Qtt kVAr Stt kVA Ptt kW Iđn A Itt A

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 18

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

84,66 395,52 46,64 44,16 126,65 151,35 180,21

I II III IV V VI VII Tổng 6,87 31,53 3,73 3,20 9,17 10,03 18,23 82,76 9,14 41,93 4,96 4,26 12,2 13,34 24,25 110,08 11,45 52,55 6,22 5,33 15,28 16,72 30,38 137,93 17,40 79,84 9,45 8,1 23,22 25,4 46,16

Bảng 2.3. Phụ tải tính toán của PXSCCK

F: là diện tích phân xưởng

6

ttniP (2-20)

1

2.4/ Tính toán công suất chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí. Công suất chiếu sáng được xác định theo công thức: Pttcs =p0.F (2-22) Trong đó : p0: Suất chiếu sáng. Tra theo bảng PL1.2.TL1 Trong phân xưởng xửa chữa cơ khí hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt, tra tài liệu với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta có p0=150020W/m2  Pttcs =p0.F =15.1100 = 16,5 kW Qttcs =Pttcs.tgửcs=0 (đèn sợi đốt cosửcs=1) 2.5/ Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng. Phụ tải tác dụng của phân xưởng:

6

ttniQ (2-21)

1

2

2

2

2

px

08,110

76,82(

)5,16

Q











)

(

Pt tđlpx = kđt = 1. 82,76 = 82,76 Phụ tải phản kháng của phân xưởng:

P px

P cs

= 148,22 kVA Qttđlpx= kđt =1.110,08 = 110,08 kVA Phụ tải tính toàn phần của toàn phân xưởng kể cả chiếu sáng. Stt =

II. Xác định phụ tải tính toán cho toàn nhà máy

1/Tính phụ tải tính toán của các phân xưởng trong nhà máy. Vì khi thiết kế các phân xưởng còn lại của nhà máy không có những số liệu chi tiết, cụ thể nên phụ tải động lực của các phân xưởng này được xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu. ở phương pháp này có ưu điểm: tính toán đơn giản, thuận tiện nhưng trái lại nó lại không đạt độ chính xác cao. áp dụng phương pháp như sau : Công thức tính toán phụ tải tác dụng động lực: Pttdlpx=knc.Pđ (2-23) Qttdlpx =Pttdlpx.tgt b (2-24) Trong đó : +Pttdlpx: công suất tác dụng động lực của phân xưởng

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 19

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

S





Q



ttpx

2 P ttdlpx

2 ttdlpx

+Qttdlpx: công suất phản kháng động lực của phân xưởng +knc: hệ số nhu cầu(trong tài liệu) +Pđ: công suất đặt của các phân xưởng +tgt b: được xác định từ costb mà costb được xác định cùng với knc. Công suất biểu kiến được xác định theo công thức :

P ttđtđl cos tb

(2-25)

S

dòng điện tính toán được xác định theo công thức :

I  tt U

ttpx 3.dm

2

18,104

2 1,81

4,65









S

(2-26)

tt

18,104



29,158

kVA a/ Ta tính phụ tải tính toán động lực cho ban quản lý và phòng thiết kế Công suất đặt: 80 kW Diện tích: 1255 m2 Tra bảng PL 1.3.TL1 ta có: knc= 0,7; cost b= 0,7  tgt b= 1,02 Tra bảng ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 20 W/m2, ở đây ta sử dụng đèn huỳnh quang có cosửcs=0,95, tgửcs=0,33 Công suất tính toán động lực: Pđl=knc.Pđ=0,7. 80 = 56 kW Qdl= Pđl.tgửcs= 1,02 . 56 = 57,12 kW Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs= p0.F=20.1255 = 25,1 kW Qcs = Pcs.tg ửcs =25,1.0,33 = 8,28 kVAr Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt=Pđl+ Pcs= 56+ 25,1 = 81,1 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Qtt = Qđl + Qcs= 57,12 + 8,28 = 65,4 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: 2 2 QP  tt tt

38,0.3

A Itt =

b/ Các phân xưởng còn lại được tính hoàn toàn tương tự, kết quả ghi trong bảng.

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 20

Bài tập dài môn học Cung cấp điện

A

9 2 , 8 5 1

0 3 , 4 7 6 3

3 7 , 9 7 2 3

2 1 , 4 8 3 2

9 9 , 7 2 3 3

2 , 5 2 2

6 8 , 9 2 2 3

3 6 , 1 2 7 4

8 7 , 1 4 2 2

3 9 , 2 7 1

t t I

A V k x p t t

8 1 , 4 0 1

5 3 , 8 1 4 2

5 6 , 8 5 1 2

8 1 , 9 6 5 1

2 4 , 0 9 1 2

2 2 , 8 4 1

3 8 , 5 2 1 2

8 6 , 7 0 1 3

9 4 , 5 7 4 1

2 8 , 3 1 1

S

r

x p t t

4 , 5 6

2 , 5 1 9 1

4 , 2 0 7 1

6 , 1 0 1 1

0 3 5 1

8 , 0 1 1

8 , 5 7 6 1

5 , 7 3 8 1

4 , 0 4 0 1

1 , 2 4

8 4 , 0 9 9 0 1

A V k

Q

x p t t

1 , 1 8

3 6 , 6 7 4 1

5 2 , 7 2 3 1

5 , 7 1 1 1

5 , 7 6 5 1

6 2 , 9 9

8 0 3 1

5 2 , 6 0 5 2

5 2 , 6 4 0 1

5 7 , 5 0 1

P

W k

r

L Đ

l đ

2 1 , 7 5

2 , 5 1 9 1

4 , 2 0 7 1

6 , 1 0 1 1

0 3 5 1

8 0 , 0 1 1

8 , 5 7 6 1

5 , 7 3 8 1

4 , 0 4 0 1

4 0 , 3 2

4 1 , 3 9 9 0 1

9 4 , 5 3 6 0 1

A V k

Q

. y á m à h n

6 5

0 4 4 1

0 8 2 1

0 8 0 1

0 0 5 1

6 7 , 2 8

0 6 2 1

0 5 4 2

0 2 0 1

8 4

6

7 , 6 1 2 0 1

W k l đ P

t ấ u s g n ô C

r

g n o r t

s c

S C

8 2 , 8

0

0

0

0

0

0

0

0

6 0 , 9 1

4 3 , 7 2

A V k

Q

g n ở ư x

1 , 5 2

3 6 , 6 3

5 2 , 7 4

5 , 7 3

5 , 7 6

5 , 6 1

8 4

5 2 , 6 5

5 2 , 6 2

5 7 , 7 5

7 , 8 1 4

W k s c P

t ấ u s n ô C

n â h p

5 9 , 0

5 9 , 0

1

1

1

1

1

1

1

1

s c ử s o c

c á c a ủ c

2

/

0 2

5 1

5 1

5 1

5 1

5 1

5 1

5 1

5 1

5 1

0 p

m W

n á o t

7 , 0

6 , 0

6 , 0

7 , 0

7 , 0

6 , 0

6 , 0

8 , 0

7 , 0

9 , 0

ử s o C

h n í t i ả t

ụ h P

7 , 0

4 , 0

4 , 0

6 , 0

6 , 0

7 , 0

6 , 0 -

6 , 0

8 , 0

c n k

0 8

0 0 6 3

0 0 2 3

0 0 8 1

0 0 5 2

0 0 5 3

0 0 1 2 -

0 0 7 1

0 6

W k

đ P

2

. 4 . 2 g n ả B

5 5 2 1

0 0 5 2

0 0 5 4

0 0 1 1

0 0 2 3

0 5 7 3

0 5 7 1

0 5 8 3

0 3 2 7 2

m h c í t

n ệ i D

t ậ v

n ệ y u l

n ệ y u l

n è r

k t p à v l q b

5 7 1 2 1 ố s K C X P

0 5 1 3 2 ố s K C X P

X P

X P

K C C S S P

X P

t ệ i h n X P

u à m m i k

n e đ m i k

n ậ h p ộ B

í h k n é n

n ệ y u l

u ệ i l

o h K

g n ở ư x

n â h p n ê T

0 1

g n ổ T

B M n ê r t

u ệ i h / K

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Trần Anh Cao HTĐ1_K49 Trang 21

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

S





Q

2. Phụ tải tính toán của toàn nhà máy. Phụ tải tính toán của toàn nhà máy được xác định theo công thức :

ttnm

2 P ttnm

2 ttnm

(2-28)

10

ttiP

Với:

1i  10

ttiQ

1i 

2

2

12999

84,





P ttnm=kđt.

 9341

 91,

9040 ( 12999

)17, 84,

kVA Q ttnm =kđt. Trong đó : +kđt: là hệ số đồng thời. Trong trường hợp này ta lấy kđt=0,85 +Ptti:tổng phụ tải tác dụng tính toán của các phân xưởng trong nhà máy. + Qtti tổng công suất phản kháng của các phân xưởng trong nhà máy. Từ đó ta có: P ttnm =0,85. 10635,49 = 9040,17 kW Q ttnm =0,85. 10990,48 =9341,91 kVAr  Sttnm =



44,214



35.3

S .3

ttnm U

nm

A Ittnm =



Hệ số công suất cosử của toàn nhà máy:

P ttnm S

9040 12999

17, 84,

ttnm

=0,7 Cosửnm =

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 22

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Chương iii thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy sản xuất máy kéo

Nguồn điện các nhà máy 15 km, dung lượng ngắn mạch phía hạ áp của





P

Cấp điện áp hợp lý cho đường dây tải điện từ hệ thống về nhà máy được

kV

.34,4

9.16

15



P – Công suất truyền tải, MW l – Chiều dài đường dây, km

i. m

i: là bán kính vòng tròn phụ tải của phân xưởng thứ i

I. Nguồn điện trạm biến áp khu vực là 250 MVA. tính theo công thức Still: U .34,4 16 l Trong đó: ở chương trước ta đã tính được Ptt = 9 MW nên =55 kV ttU Vậy ta sẽ chọn cấp điện áp cho đường dây tải điện từ nguồn điện về nhà máy là 35 kV.

R

II / Biểu đồ phụ tải của toàn nhà máy Xác định các vòng tròn phụ tải của các phân xưởng: Ta biểu diễn biểu đồ phụ tải của các phân xưởng là những vòng tròn có diện tích tỉ lệ với công suất tính toán của phân xưởng đó và được tính toán qua công thức : Stti = . R2 Trong đó : Stti : là công suất tính toán của phân xưởng thứ i R2 m : là hệ số tỉ lệ (kVA/mm2) Từ công thức (4-1) ta có:



i

S tti m .

(mm)

ở đường tròn phụ tải ta chia đường tròn ra làm hai phần :

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 23

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

0



. 360

P cs P tt

+ Phần gạch chéo : nói lên công suất động lực của phân xưởng + Phần không gạch chéo: nói lên công suất chiếu sáng của phân xưởng Nhìn vào biểu đồ phụ tải thì chúng ta có thể đánh giá được khái quát tỉ lệ phần công suất động lực với công suất chiếu sáng của phân xưởng cũng như toàn nhà máy. Trong biểu đồ hình tròn thì độ lớn của góc  nó biểu thị cho độ lớn của công suất tính toán chiếu sáng, nó được xác định theo biêủ thức :







3 mm

R 1

S tt  . m





. 360



. 360

0 111 0 

104 18, 5.14,3 1,25 1,81

P cs P tt

Tính cho ban quản lý và phòng thiết kế ta có: Ptt = 81,1 kW Pcs= 25,1 kW Ta chọn tỉ lệ xích = 5 kVA/mm2 Ta có :

ỏcs Tâm phụ tải R Ptt kW mm Tên phân xưởng Stt Pcs kW x, mm y, mm

Cũng như trên ta tính toán cho các phân xưởng khác ta có: Kết quả tính toán bán kính và góc giới hạn chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các phân xưởng (m=5 kVA/mm2). Ký hiệu trên mặt bằng 1 2 3 4 104,18 2 BQL và phòng thiết kế 25,1 81,1 Phân xưởng cơ khí số 1 36,3 1476,63 2418,35 18 Phân xưởng cơ khí số 2 47,25 1327,25 2158,65 12 1569,18 45 PX luyện kim màu 42 65 16 65 3 12 12 10 37,5 117,5 111 9 13 12

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 24

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

5 6 7 8 9 10 12 68 10 51 39 14 12 3 12 14 10 3 16 60 13 8 9 197

67,5 1567,5 2190,42 40 PX luyện kim đen 148,22 68 16,5 99,26 PX sửa chữa cơ khí Phân xưởng rèn 2125,83 64 1308 48 Phân xưởng nhiệt luyện 56,25 2506,25 3107,68 87 26,25 1046,25 1475,49 106 Bộ phận nén khí 57,25 105,75 113,82 91 Kho vật liệu Bảng 3.1 Tính toán các đường tròn phụ tải Từ kết quả tính toán trong bảng ta vẽ được biểu đồ phụ tải của các phân xưởng như hình vẽ sau: Biểu đồ phụ tải nhà máy:

III / Các phương án cung cấp điện cho các phân xưởng Từ các số liệu tính toán ta thấy quy mô sản xuất của nhà máy là lớn do vậy ta sẽ dự định đặt 1trạm phân phối trung gian 35kV hoặc 1 trạm biến áp trung gian 35/10 kV để phân phối điện áp cho các máy BA phân xưởng. Máy BA phân xưởng ta dự định đặt một số trạm tuỳ theo phụ tải tính toán của các phân xưởng. Vì đây là nhà máy chế tạo máy kéo do vậy vai trò của nó rất quan trọng trong các lĩnh vực, do đó nó đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cũng rất cao nên mạng điện nối từ trạm biến áp khu vực tới nhà máy ta dùng đường dây trên không và đi lộ kép và để đảm bảo mỹ quan và an toàn mạng cao áp trong nhà máy ta dùng cáp ngầm. Các trạm biến áp phân xưởng ta dùng loại trạm kề có một mặt tường giáp với tường của phân xưởng.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 25

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

n

XS . i

i



1

X





mm 63,52

0

n

S

i



1

Trạm phân phối trung gian 35 kV hoặc trạm biến áp trung gian đặt tại tâm phụ tải của toàn nhà máy. */ Xác định tâm phụ tải của toàn nhà máy Tâm phụ tải của nhà máy được xác định theo công thức :

n

YS . i i



1





mm 2,37

Y 0

n

S

i



1

(4-4)

n.khc.Sđm ≥Stt

(n-1). khc.Sđm ≥Stt

Trong đó : Xi,Yi: là toạ độ tâm phụ tải thứ i X0,Yo:là toạ độ tâm phụ tải của toàn nhà máy Vởy ta sẽ chọn vị trí ( 52,37) để đặt trạm phân phối trung tâm hoặc trạm biến áp trung gian. */ Các phương án cung cấp điện cho nhà máy : 1.Phương án về các trạm biến áp phân xưởng: Các trạm biến áp được lựa chọn trên các nguyên tắc sau: + Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải ; thuận tiện cho việc vận chuyển , lắp đặt , vận hành , sữa chữa máy biến áp ; an toàn và kinh tế. + Số lượng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làm việc của phụ tải. Trong mọi trường hợp trạm biến áp đặt 1 máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp không cao. Các trạm biến áp cung cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt 2 máy biến áp , hộ loại III có thể chỉ đặt 1 máy biến áp. + Dung lượng các máy biến áp được chọn theo điều kiện: và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA (trong trạm có nhiều hơn 1 MBA). Trong đó: n- số máy biến áp có trong trạm biến áp. khc- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy biến áp chế tạo tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1. kqt- hệ số quá tải sự cố, kqt = 1,4 nếu thỏa mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm , thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6h trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,93. Sttsc – công suất tính toán sự cố. Khi sự cố 1 MBA có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường. Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên Sttsc = 0,7.Stt

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 26

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

2

)18,104

2262

.(7,0



Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, thay thế vận hành, sữa chữa và kiểm tra định kỳ. a/ Phương án 1: Đặt 7 TBA phân xưởng, trong đó: a.1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho phụ tải của Ban quản lý & phòng thiết kế cùng phân xưởng cơ khí số 2. n.khc.SddmB ≥ Stt = 2262,18 kVA 2262,18 = 1131,09 kVA. SđmB ≥

= 1079 kVA. SđmB ≥ Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho Ban quản lý & phòng thiết kế cùng phân xưởng cơ khí số 2 sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3), còn Ban quản lý & phòng thiết kế là phụ tải loại 3 nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện: n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt ttS .7,0 18, 4,1 4,1

2

.7,0

Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy biến áp Sđm = 1250 kVA. a.2. Trạm biến áp B2: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng cơ khí số 1. n.khc.SddmB ≥ Stt = 2418,35 kVA 2418,35 = 1209,18 kVA. SđmB ≥

.7,0 4,1

2418 4,1

Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân xưởng cơ khí số 1 sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3). n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt ttS 35, = 1209,18 kVA. SđmB ≥

1717,4 = 858,7 kVA.

Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy biến áp Sđm = 1250 kVA. a.3. Trạm biến áp B3: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng luyện kim màu và phân xưởng sửa chữa cơ khí. n.khc.SddmB ≥ Stt = 1717,4 kVA

2

SđmB ≥

Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1000 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân xưởng luyện kim màu và phân xưởng sửa chữa cơ khí sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3), còn phân xưởng sửa chữa cơ khí là phụ tải loại 3 nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện:

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 27

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

1717

.(7,0

)22,148

= 784,59 kVA. SđmB ≥ n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt ttS .7,0  4, 4,1 4,1

2

.7,0

Vậy trạm biến áp B3 đặt hai máy biến áp Sđm = 1000 kVA. a.4. Trạm biến áp B4: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng luyện kim đen. n.khc.SddmB ≥ Stt = 2190,42 kVA 2190,42 = 1095,21 kVA. SđmB ≥

.7,0 4,1

2190 4,1

Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân xưởng luyện kim đen sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3). n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt ttS 42, = 1095,21 kVA. SđmB ≥

2

)82,113

2239

.(7,0



Vậy trạm biến áp B4 đặt hai máy biến áp Sđm = 1250 kVA. a.5. Trạm biến áp B5: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng rèn và kho vật liệu. n.khc.SddmB ≥ Stt = 2239,65 kVA 2239,65 = 1119,83 kVA. SđmB ≥

.7,0 4,1

= 1062,92 kVA. SđmB ≥ Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân xưởng rèn và kho vật liệu sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3). n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt ttS 65, 4,1

2

.7,0

Vậy trạm biến áp B5 đặt hai máy biến áp Sđm = 1250 kVA. a.6. Trạm biến áp B6: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng nhiệt luyện. n.khc.SddmB ≥ Stt = 3107,68 kVA 3107,68 = 1553,84 kVA. SđmB ≥

.7,0 4,1

3107 4,1

Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1600 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân xưởng nhiệt luyện sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3). n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt ttS 68, = 1553,84 kVA. SđmB ≥

1475,49 = 737,75 kVA.

Vậy trạm biến áp B6 đặt hai máy biến áp Sđm = 1600 kVA. a.7. Trạm biến áp B7: Cấp điện cho phụ tải của Bộ phận nén khí. n.khc.SddmB ≥ Stt = 1475,49 kVA

2

SđmB ≥

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 28

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

.7,0

.7,0 4,1

1475 4,1

Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 750 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho Bộ phận nén khí sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3). n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt ttS 49, = 737,75 kVA. SđmB ≥

2

)82,113

3692

.(7,0



Vậy trạm biến áp B7 đặt hai máy biến áp Sđm = 750 kVA. b/Phương án 2: Đặt 6 TBA phân xưởng, trong đó: b.1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho phụ tải của Ban quản lý & phòng thiết kế cùng phân xưởng cơ khí số 2. Giống như phương án 1 ta có được S = 1250 kVA b.2. Trạm biến áp B2: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng cơ khí số 1. Giống như phương án 1, S = 1250 kVA b.3. Trạm biến áp B3: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng luyện kim màu và phân xưởng sửa chữa cơ khí. Giống như phương án 1, S = 1000 kVA b.4. Trạm biến áp B4: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng luyện kim đen. Giống như phương án 1, S = 1250 kVA b.5. Trạm biến áp B5: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng rèn, Bộ phận nén khí và kho vật liệu. n.khc.SddmB ≥ Stt = 3692,32 kVA 3692,32 = 1846,16 kVA. SđmB ≥

= 1789,25 kVA. SđmB ≥ Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 2500 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân xưởng rèn, bộ phận nén khí và kho vật liệu sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3). Kho vật liệu là phụ tải loại 3 nên có thể tạm ngừng cung cấp điện khi có sự cố. n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt ttS .7,0 32, 4,1 4,1

Vậy trạm biến áp B5 đặt hai máy biến áp Sđm = 2500 kVA. b.6. Trạm biến áp B6: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng nhiệt luyện. Giống như phương án 1, S = 1600 kVA 2/ Xác định vị trí các trạm biến áp phân xưởng. Trong các nhà máy thường sử dụng các kiểu trạm biến áp phân xưởng: + Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác. +Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ một phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 29

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

+ Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm

Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm

(phương án 1):cung cấp điện cho Ban quản

Để lựa chọn được vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng cần xác định tâm

n

S

.

xi

i



i

phụ tải, nhờ vậy có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều chiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất. Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu tư trạm sẽ bị gia tăng. biến áp đã nêu. Để đảm bảo an toàn cho người cũng như thiết bị , đảm bảo mỹ quan công nghiệp ở đây sẽ sử dụng loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuất. phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các trạm biến áp đó. * Xác định vị trí đặt trạm biến áp B1 lý & phòng thiết kế cùng phân xưởng cơ khí số 2.

1  n

 2158 2.18,104 18,104  2158

12.65, 65,

S

i



1 

i n

S

.

yi

i



i

= = 11,54 mm. x01 =

1  n

42.18,104 18,104

 

2158 2158

16.65, 65,

S

i



i

1 

= = 17,2 mm y01 =

Căn cứ vào vị trí của nhà xưởng ta đặt trạm biến áp B1 tại vị trí M() Đối với các trạm biến áp phân xưởng khác , tính toán tương tự ta xác định được vị trí đặt phù hợp cho các trạm biến áp phân xưởng trong phạm vi nhà máy. Vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng được ghi trong bảng dưới đây: Phương án Tên trạm

Phương án 1

Phương án 2

Vị trí đặt x0i 11,54 18 47 40 64 87 106 11,54 18 47 40 81,5 87 y0i 17,2 65 65,26 12 10 51 39 17,2 65 65,26 12 21,6 51 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 Bảng 3.2. Tính toán vị trí đặt cho các trạm biến áp phân xưởng

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 30

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Vị trí tính toán để đặt trạm biến được cho ở bảng trên tuy nhiên trong thực tế không đặt theo vị trí như trên mà còn tùy vào vị trí của các phân xưởng trong nhà máy và thẩm mỹ quan của nhà máy mà ta đặt cho hợp lí. Kết quả đặt các trạm biến áp được cho dưới bảng sau: Phương án Tên trạm

1

2

Vị trí đặt x0i 15 15 46 40 67 81 101 15 15 46 40 67 81 y0i 18 60 65 18 18 51 50 18 60 65 18 18 51 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 Bảng 3.3. Vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng trên thực tế

Nguồn 35 kV từ hệ thống về qua TBATG được hạ xuống điện áp 10 kV

3/ Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng. a. Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng: + Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu: Đưa đường dây trung áp 35 kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ đưa điện áp cao vào trạm biến áp phân xưởng sẽ giảm được vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm , giảm được tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng. Tuy nhiên nhược điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải rất cao, nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải rất lớn và các phân xưởng sản xuất nằm tập trung gần nhau nên ở đây ta không xét đến phương án này. + Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG). để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy cũng như các TBA phân xưởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp điện cũng được cải thiện. Song phải đầu tư xây dựng TBATG, gia tăng tổn thất cho mạng cao áp. Nếu sử dụng phương án này, vì nhà máy là hộ loại I nên TBATG phải đặt hai máy biến áp với công suất được chọn theo điều kiện: n.Sđm B ≥ Sttnm =12999,84 kVA.

ttnmS 2

= 6499,92 kVA. Sđm B ≥

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 7500 kVA.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 31

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố

ttnmS 4,1

vói giả thiết các hộ trong nhà máy đều có 30% là phụ tải loại III có thế tạm ngừng cung cấp điện khi cần thiết: (n-1).kqt.Sđm B ≥ Stt sc .7,0 =6499,92 kVA. Sđm B ≥

+ Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT):

Vậy tại trạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 MBA loại: 7500 kVA – 35/10kV. Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua TPPTT. Nhờ vậy việc quản lý, vận hành mạng điện cao áp nhà máy sẽ thuận lợi hơn , tổn thất trong mạng giảm , độ tin cậy cung cấp điện được gia tăng, song vốn đầu tư cho mạng cũng lớn hơn . Trong thực tế đây là phương án thường được sử dụng khi điện áp nguồn không cao hơn 35 kV , công suất các phân xưởng tương đối lớn. b. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian (của nhà máy), trạm phân phối trung tâm. Vị trí tốt nhất để đặt trạm biến áp trung gian, trạm phân phối trung tâm chính là tâm phụ tải của nhà máy. Đó chính là vị trí có tọa độ là (52,37). c. Lựa chọn các phương án nối dây của mạng cao áp. Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên mạng cao áp trong nhà máy ta sử dụng sơ đồ hình tia, lộ kép. Sơ đồ này có ưu điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, các trạm biến áp phân xưởng đều được cấp điện từ một đường dây riêng nên ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện không cao, dễ thực hiện biện pháp bảo vệ, tự động hóa và dễ vận hành. Để đảm bảo mỹ quan và an toàn các tuyến giao thông nội bộ. Từ những phân tích thêm có thể đưa ra 4 phương án thiết kế mạng cao áp được trình bày trong hình dưới đây:

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 32

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

max.R.ụ.c → min

Hình 3.1. Dự kiến các phương án cấp điện cao áp

Z =(avh +atc).K+3I2

avh –hệ số vận hành , avh = 0,1; atc –hệ số tiêu chuẩn, atc = 0,2; K-vốn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây; Imax-dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị; R-điện trở của thiết bị; ụ – thời gian tổn thất công suất lớn nhất; c- giá tiền 1kWh tổn thất điện năng, c = 1000 đ/kWh.

IV/ So sánh kỹ thuật và kinh tế cho các phương án Để so sánh và lựa chọn phương án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z và chỉ xét đến những phần khác nhau trong các phương án để giảm khối lượng tính toán: Trong đó: 1. Phương án I. Phương án sử dụng TBATG nhận điện 35kV từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp đều hạ từ điện áp 10kV xuống 0,4kV để cung cấp cho các phân xưởng. a. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng ÄA trong các trạm biến áp.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 33

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Hình 4.2. Sơ đồ đi dây phương án I

*/ Chọn máy biến áp phân xưởng. Trên cơ sở chọn được sông suất MBA ở phần trên ta có kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng: TBA

Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) ÄP0 (kW) ÄPn (kW) Un (%) I0 (%) Số máy

38,5/11 24 11/0,4 11/0,4 11/0,4 11/0,4 11/0,4 11/0,4 11/0,4 75 13,1 13,1 10 13,1 13,1 17,1 6,51 1,74 1,74 1,6 1,74 1,74 2,19 12,7 7,5 5 5 5 5 5 5 5 3,5 1,2 1,2 1,3 1,2 1,2 1 1,4 2 2 2 2 2 2 2 2 Đơn giá (106 đ) 740 170 170 120,8 170 170 170 83,3 Thành tiền (106 đ) 1480 340 340 241,6 340 340 340 166,6

TBATG 7500 1250 B1 1250 B2 1000 B3 1250 B4 1250 B5 1600 B6 B7 750 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB =3588,2.106 đ Bảng 3.4. Vốn đầu tư cho các trạm biến áp trong phương án I

2

tt

*/ Xác định tổn thất điện năng ÄA trong các trạm biến áp. Tổn thất điện năng ÄA trong các trạm biến áp được tính theo công thức:

S S

1 . ÄPn. n

dm

  

  

. kWh ÄA = n. ÄP0.t +

Trong đó: n-số máy biến áp ghép song song. (n = 2) t-thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm t=8760 h. ụ-thời gian tổn thất công suất lớn nhất. ụ = (0,124 + 10-4.Tmax)2.8760 h.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 34

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Stt(kVA) Sđm(kVA) ÄP0(kW) ÄPn(kW) ÄA(kWh) 12999,84 7500 1250 2262,18 1250 2418,35 1000 1717,4 1250 2190,42 1250 2239,65 1600 3107,68 750 1475,49 687380 81305,5 88547,7 62968,4 78114,1 80269,3 114781,2 52095 24 1,74 1,74 1,6 1,74 1,74 2,19 1,27 75 13,1 13,1 10 13,1 13,1 17,1 6,51 2 2 2 2 2 2 2 2

Với Tmax = 3960 h ta tính được ụ = 2369 h. ÄP0, ÄPn – tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA Stt –công suất tính toán của TBA. Sdm –công suất định mức của MBA. Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phương án I. Tên TBA Số máy TBATG B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ÄAB =1,25.106 kWh Bảng 3.5. Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp phương án I

b. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. */ Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưởng. Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt . Đối với nhà máy sản xuất máy kéo, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 3960h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng ta tìm được jkt = 3,1 A/mm2.

Fkt = Tiết diện kinh tế của cáp: I max mm2 ktj

S

ttpx

Các cáp từ TBATG về các trạm biến áp phân xưởng đều là cáp lộ kép nên:

.3.2

U

dm

Imax =

khc.Icp ≥ Isc

Isc- dòng điện xảy ra khi sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2Imax khc =k1.k2 k1- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k1 =1. k2 – hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, các rãnh đều

Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: Trong đó: đặt 2 cáp, khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm. Tra phụ lục tìm được k2 = 0.93. Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBA ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện ÄUcp. Chọn cáp từ TBATG đến B1.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 35

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

S

2262

18,

ttpx

.3.2

= = 65,3 A. Imax =

3,65 1,3

10.3.2 U dm Tiết diện kinh tế của cáp: I max = ktJ

= 21,06 mm2. Fkt =

Tổng hợp kết quả chọn cáp của phương án I được ghi trong bảng dưới

Tra PL V.16.TL1 ta chọn Ftc = 25 mm2, cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo, dòng điện cho phép dưới đất ở 250C là: Icp = 140 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.140 = 130,2 < 2.Imax = 130,6 A Vậy ta phải chọn cáp có Ftc = 35 mm2, Icp = 170 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.170 = 158,1 > 2.Imax = 130,6 A Chọn cáp có tiết diện F = 35 mm2 với Icp = 170 A Tính toán hoàn toàn tương tự cho các đường cáp còn lại. Kết quả ghi trong bảng 3.6 */ Chọn cáp hạ áp từ TBA phân xưởng đến các phân xưởng: + Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án, các đoạn giống nhau không xét đến trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án. + Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Đoạn đường cáp ở đây cũng ngắn, tổn thất điện áp không đáng kể, nên có thể bỏ qua không kiểm tra lại điều kiện ÄUcp. + Cụ thể đối với phương án I, ta không cần tiến hành chọn cáp hạ áp. đây:

Đường cáp F

L (km) r0 (Ù/km)

Đơn giá R (106 đ/km) (Ù) 0,07 178,98 0,073 178,98 0,103 154,47 0,051 154,47 178,98 0,04 200,83 0,04 0,184 154,47 Thành tiền (106 đ) 75,17 78,75 43,25 34 43 64,27 77,24

(mm2) TBATG-B1 2(3x35) 0,21 0,668 TBATG-B2 2(3x35) 0,22 0,668 TBATG-B3 2(3x25) 0,14 1,47 TBATG-B4 2(3x25) 0,11 0,927 TBATG-B5 2(3x35) 0,12 0,668 TBATG-B6 2(3x50) 0,16 0,494 TBATG-B7 2(3x25) 0,25 1,47 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 415,68.106 đ Bảng 3.6. Vốn đầu tư cho đường dây cáp cao áp phương án I

2

ttpx

*/ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây. Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức:

2

.R.10-3 (kW). ÄP =

S U dm Trong đó:

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 36

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

1 .r0.l (Ù). n

ttpx

R =

2

dm

2262 10

.R.10-3 = ÄP = .0,07.10-3=3,58 (kW) n: số đường dây đi song song Tổn thất ÄP trên đoạn cáp TBATG – B1 : 2 2 S 18, 2 U

Các đường dây khác cũng tính toán tương tự, kết quả cho trong bảng dưới đây:

Đường cáp F

L (km) r0 (Ù/km)

Stt ÄP R KW kVA (Ù) 0,07 2262,18 3,58 0,073 2418,35 4,27 0,103 1717,4 3,04 0,051 2190,42 2,45 2239,65 2,01 0,04 3107,68 3,86 0,04 0,184 1475,49 4,01

(mm2) TBATG-B1 2(3x35) 0,21 0,668 TBATG-B2 2(3x35) 0,22 0,668 TBATG-B3 2(3x25) 0,14 1,47 TBATG-B4 2(3x25) 0,11 0,927 TBATG-B5 2(3x35) 0,12 0,668 TBATG-B6 2(3x50) 0,16 0,494 TBATG-B7 2(3x25) 0,25 1,47 Tổng tổn thất công suất tác dụng ÄP = 23,22 kW

ÄAD = ∑ÄP D.ụ (kWh).

ụ- thời gian tổn thất công suất lớn nhất, ụ=2369 với Tmax = 3960 h ÄAD = ∑ÄP D.ụ = 23,22.2369 = 55008,18 (kWh).

+ Với 7 TBA , mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn

+ Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án I: KMC = n.M

KMC = n.M = (15.12+3.30).103.15,85.103 = 4279,5.106 đ.

Bảng 3.7. Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây cáp cao áp phương án I */ Xác định tổn thất điện năng trên đường dây. Tổn thất điện năng trên đường dây được tính theo công thức : Trong đó: c. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án I. + Mạng cao áp trong phương án có điện áp 10kV từ TBATG đến 7 trạm biến áp phân xưởng. TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian và hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ TBA khu vực. thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 14 máy cắt điện cấp điện áp 10kV cộng thêm một máy cắt phân đoạn thanh góp hạ áp điện áp 10kV ở TBATG, một máy cắt phân đoạn thanh góp cao áp điện áp 35kV và 2 máy cắt ở phía hạ áp hai MBA của TBA khu vực điện áp 35kV là 18 máy cắt điện. n- số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến. M- giá máy cắt, M = 12000 USD (10kV), M = 30000USD (35kV). Tỷ giá quy đổi tạm thời 1USD = 15,85.103 đ d/ Chi phí tính toán của phương án I. +Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp, máy biến áp và máy cắt điện khác nhau giữa các phương án.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 37

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

+Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng

+ Chi phí tính toán Z của phương án I:

(K= KB +KD +KMC ), những phần giống nhau đã được bỏ qua không tính tới. trong các trạm biến áp và đường dây: ÄA=ÄAB +ÄAD Vốn đầu tư: K1 = KB + KD + KMC = (3588,2.106 + 415,68.106 + 4279,5) = 8283,38.106 đ - Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: ÄA=ÄAB +ÄAD=1,25.106 + 55008,18 = 1,305.106 kWh - Chi phí tính toán: Z1 =(avh + atc).K1 + c. ÄA1 = =(0,1+ 0,2). 8283,38.106 + 1000. 1,305.106 =3790,014.106 đ 2. Phương án II. Phương án sử dụng TBATG nhận điện 35kV từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp đều hạ từ điện áp 10kV xuống 0,4kV để cung cấp cho các phân xưởng. a. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng ÄA trong các trạm biến áp.

Hình 4.2. Sơ đồ đi dây cao áp phương án II

*/ Chọn máy biến áp phân xưởng. Trên cơ sở chọn được sông suất MBA ở phần trên ta có kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng: TBA

Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) ÄP0 (kW) ÄPn (kW) Un (%) I0 (%) Số máy

TBATG 7500 1250 B1 1250 B2 1000 B3 1250 B4 38,5/11 24 11/0,4 11/0,4 11/0,4 11/0,4 1,74 1,74 1,6 1,74 75 13,1 13,1 10 13,1 7,5 5 5 5 5 3,5 1,2 1,2 1,3 1,2 2 2 2 2 2 Đơn giá (106 đ) 740 170 170 120,8 170 Thành tiền (106 đ) 1480 340 340 241,6 340

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 38

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

11/0,4 11/0,4 2500 1600 3,3 2,19 20,5 17,1 6 5 2 2 300 170 600 340

0,98 B5 1 B6 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB =3681,6.106 đ Bảng 3.8. Vốn đầu tư máy biến áp trong phương án II

2

tt

.

*/ Xác định tổn thất điện năng ÄA trong các trạm biến áp. Tổn thất điện năng ÄA trong các trạm biến áp được tính theo công thức:

S S

1 . ÄPn. n

dm

  

  

kWh ÄA = n. ÄP0.t +

ụ = (0,124 + 10-4.Tmax)2.8760 h.

Stt(kVA) Sđm(kVA) ÄP0(kW) ÄPn(kW) ÄA(kWh) 12999,84 7500 1250 2262,18 1250 2418,35 1000 1717,4 2190,42 1250 3692,32 2500 1600 3107,68 687380 81305,5 88547,7 62968,4 78114,1 110783,27 114781,2 24 1,74 1,74 1,6 1,74 3,3 2,19 2 2 2 2 2 2 2

Trong đó: n-số máy biến áp ghép song song. (n = 2) t-thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm t=8760h. ụ-thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Với Tmax = 3960 h ta tính được ụ = 2369 h. ÄP0, ÄPn – tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA Stt –công suất tính toán của TBA. Sdm –công suất định mức của MBA. Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phương án II. Tên TBA Số máy 75 TBATG 13,1 B1 13,1 B2 10 B3 13,1 B4 20,5 B5 B6 17,1 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ÄAB =1,224.106 kWh Bảng 3.9. Tổn thất trong các trạm biến áp phơng án II

b. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. */ Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưởng. Tính hoàn toàn tương tự phương án I ta có kết quả ghi trong bảng sau.

Đường cáp F

(mm2) r0 (Ù/km)

L (km) 0,21 0,668 0,22 0,668 0,14 1,47 0,11 0,927 0,12 0,494 2(9x500+500) 0,23 0,051 0,16 0,494 Đơn giá R (106 đ/km) (Ù) 0,07 178,98 0,073 178,98 0,103 154,47 0,051 154,47 0,03 200,83 0,006 1500 0,04 200,83 Thành tiền (106 đ) 75,17 78,75 43,25 34 48,2 690 64,27

TBATG-B1 2(3x35) TBATG-B2 2(3x35) TBATG-B3 2(3x25) TBATG-B4 2(3x25) TBATG-B5 2(3x50) B5-9 TBATG-B6 2(3x50) Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD =1033,64.106 đ Với đường dây B5-9 là loại cáp hạ áp 0,4 kV.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 39

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Bảng 3.10. Chi phí cho các đường cáp cao áp trong mạng điện phương án II

*/ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây. Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức: Hoàn toàn tương tự như phương án I, ta có kết quả tính như sau:

Đường cáp F

(mm2) r0 (Ù/km)

L (km) 0,21 0,668 0,22 0,668 0,14 1,47 0,11 0,927 0,12 0,668 2(9x500+500) 0,23 0,051 0,16 0,494

ÄP Stt R kVA KW (Ù) 0,07 2262,18 3,58 TBATG-B1 2(3x35) 0,073 2418,35 4,27 TBATG-B2 2(3x35) 0,103 1717,4 3,04 TBATG-B3 2(3x25) 0,051 2190,42 2,45 TBATG-B4 2(3x25) 3692,32 5,45 0,04 TBATG-B5 2(3x35) 0,006 1475,49 81,64 B5-9 TBATG-B6 2(3x50) 3107,68 3,86 0,04 Tổng tổn thất công suất tác dụng ÄP =104,29 kW

ÄAD = ∑ÄP D.ụ (kWh).

= 104,29.2369=247063,01 (kWh). ụ- thời gian tổn thất công suất lớn nhất, ụ=2369 với Tmax = 3960 h ÄAD = ∑ÄP D.ụ

+ Với 6 TBA , mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn

+ Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án II: KMC = n.M = (13.12 + 3.30).103.15,85.103 = 3899,1.106 đ.

ÄA=ÄAB +ÄAD=1,224.106 + 247063,01 =1,47.106 kWh

Bảng 3.11. Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện phương án II */ Xác định tổn thất điện năng trên đường dây. Tổn thất điện năng trên đường dây được tính theo công thức : Trong đó: c. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án II. + Mạng cao áp trong phương án có điện áp 10kV từ TBATG đến 6 trạm biến áp phân xưởng. TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian và hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ TBA khu vực. thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 12 máy cắt điện cấp điện áp 10kV cộng thêm hai máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 10kV và điện áp 35kV ở TBATG và 2 máy cắt ở phía hạ áp hai MBATG là 16 máy cắt điện. d/ Chi phí tính toán của phương án II. + Chi phí tính toán Z của phương án II: Vốn đầu tư: K = KB + KD + KMC = (3681,6. + 1033,64. + 3899,1) 106 =8614,34.106 đ Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: Chi phí tính toán: Z =(avh + atc).K + c. ÄA =(0,1+ 0,2). 8614,34.106 + 1000. 1,47.106

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 40

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

=4054,302.106 đ 3. Phương án III. Phương án sử dụng TPPTT nhận điện 35kV từ hệ thống về, cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp đều hạ từ điện áp 35kV xuống 0,4 kV để cung cấp cho các phân xưởng. a. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng ÄA trong các trạm biến áp.

Hình 4.3. Sơ đồ đi dây cao áp phương án III

*/ Chọn máy biến áp phân xưởng. Trên cơ sở chọn được sông suất MBA ở phần trên ta có kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng: TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) ÄP0 (kW) ÄPn (kW) Un (%) I0 (%) Số máy

35/0,4 35/0,4 35/0,4 35/0,4 35/0,4 35/0,4 35/0,4 1250 1250 1000 1250 1250 1600 750 1,81 1,81 1,72 1,81 1,81 2,43 1,36 14,1 14,1 11 14,1 14,1 18,6 6,78 6 6 6 6 6 6 5,5 1,2 1,2 1,3 1,2 1,2 1 1,4 2 2 2 2 2 2 2 Đơn giá (106 đ) 170 170 147,5 170 170 200 102,4 Thành tiền (106 đ) 340 340 295 340 340 400 204,8

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB =2259,8.106 đ Bảng 3.12. Vốn đầu tư cho máy biến áp phương án III

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 41

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Stt(kVA) Sđm(kVA) ÄP0(kW) ÄPn(kW) ÄA(kWh) 86411,34 2262,18 94224,51 2418,35 68564,43 1717,4 82996,03 2190,42 85327,21 2239,65 85365,77 3107,68 54909,62 1475,49 1250 1250 1000 1250 1250 1600 750 1,81 1,81 1,72 1,81 1,81 2,43 1,36 2 2 2 2 2 2 2

*/ Xác định tổn thất điện năng ÄA trong các trạm biến áp. Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phương án III. Tên TBA Số máy 14,1 B1 14,1 B2 11 B3 14,1 B4 14,1 B5 18,6 B6 B7 6,78 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ÄAB =557798,91 kWh

Bảng 3.13.Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp phương án III Phương án III

S

2262

18,

ttpx

b. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. */ Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưởng. Tương tự như phương án I, và II ta tiến hành chọn cáp cao áp theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt. Sử dụng cáp lõi đồng với Tmax=3960 h ta có jkt=3,1 A/mm2. Chọn cáp từ TPPTT đến B1.

35.3.2

.3.2

U

dm

= = 18,66 A. Imax =

66,18 1,3

I max = ktJ

Tiết diện kinh tế của cáp: = 6,02 mm2. Fkt =

Tra PL V.19.TL1 ta chọn Ftc = 50 mm2. Cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo, Icp = 200 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.200 = 186 > 2.Imax = 37,32 A Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng Chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2 với Icp = 200 A Các đờng dây còn lại được tính hoàn toàn tơng tự. Kết quả chọn cáp của phương án III được ghi trong bảng dưới đây:

Đường cáp F

L (km) r0 (Ù/km) Đơn giá (106 đ/km)

(mm2) TPPTT-B1 2(3*50) 0,21 0,494 TPPTT-B2 2(3*50) 0,22 0,494 TPPTT-B3 2(3*50) 0,14 0,494 TPPTT-B4 2(3*50) 0,11 0,494 R (Ù) 0,052 130 0,054 130 0,035 130 0,027 130 Thành tiền (106 đ) 54,6 57,2 36,4 28,6

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 42

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

31,2 41,6 65

130 0,03 TPPTT-B5 2(3*50) 0,12 0,494 130 0,04 TPPTT-B6 2(3*50) 0,16 0,494 TPPTT-B7 2(3*50) 0,25 0,494 0,062 130 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD =314,6 .106đ

Bảng 3.14. Vốn đầu tư xây dựng đường dây cáp cao áp trong Phương án III

2

ttpx

*/ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây. Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức:

2

S U dm Trong đó:

ÄP = .R.10-3 (kW).

1 .r0.l (Ù). n

ttpx

R =

2

dm

2262 35 Các đường dây khác cũng tính toán tương tự, kết quả cho trong bảng dưới đây: Đường cáp

.R.10-3 = ÄP = .0,052.10-3=0,22 (kW) n: số đường dây đi song song Tổn thất ÄP trên đoạn cáp TPPTT – B1 : 2 2 S 18, 2 U

F (mm2)

r0 (Ù/km) 0,494 0,494 0,494 0,494 0,494 0,494 0,494 2(3x50) 2(3x50) 2(3x50) 2(3x50) 2(3x50) 2(3x50) 2(3x50) R (Ù) 0,052 0,054 0,035 0,027 0,03 0,04 0,062 Stt (kVA) 2262,18 2418,35 1717,4 2190,42 2239,65 3107,68 1475,49 ÄP (kW) 0,22 0,26 0,08 0,11 0,12 0,32 0,11

L (km) 0,21 TPPTT-B1 0,22 TPPTT-B2 0,14 TPPTT-B3 0,11 TPPTT-B4 0,12 TPPTT-B5 0,16 TPPTT-B6 0,25 TPPTT-B7 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn ∑ÄPD= 1,22 kW

ÄAD = ∑ÄP D.ụ (kWh).

ụ- thời gian tổn thất công suất lớn nhất, ụ=2369 với Tmax = 3960 h ÄAD = ∑ÄP D.ụ = 1,22.2369=2890,18 (kWh).

+ Với 7 TBA , mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn

Bảng 3.15. Tổn thất công suất trên các đoạn đường dây cáp cao áp trong phương án III */ Xác định tổn thất điện năng trên đường dây. Tổn thất điện năng trên đường dây được tính theo công thức : Trong đó: c. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án II. + Mạng cao áp trong phương án có điện áp 35kV từ TPPTT đến 7 trạm biến áp phân xưởng. TPPTT có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian. thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 43

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

+ Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án III: KMC = n.M = 17.30.103.15,85.103 = 8083,5 .10 6 đ

= 10657,9.106 đ

ÄA = ÄAB +ÄAD = 557798,91 + 2890,18 = 560689,09 kWh

phân xưởng ta sử dụng 14 máy cắt điện cấp điện áp 35kV cộng thêm một máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 35kV ở TPPTT và 2 máy cắt 35 kV ở phía nguồn cấp hệ thống tổng cộng là 17 máy cắt điện. d/ Chi phí tính toán của phương án III. Vốn đầu tư: K = KB + KD + KMC = (2259,8+ 314,6 + 8083,5) .106 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: Chi phí tính toán: Z =(avh + atc).K + c. ÄA =(0,1+ 0,2). 10657,9.106 + 1000. 560689,09 =3758,06.106 đ 4. Phương án IV. Về cơ bản là giống phương án III nhưng phân xưởng 9 được cấp điện từ trạm B3 bằng cáp hạ áp 0,4 kV

Hình 4.4 Sơ đồ đi dây cao áp phương án IV a. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng ÄA trong các trạm biến áp */ Chọn máy biến áp phân xưởng. Trên cơ sở chọn được công suất MBA ở phần trên ta có kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng: TBA

Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) ÄP0 (kW) ÄPn (kW) Un (%) I0 (%) Số máy

B1 1250 35/0,4 1,81 14,1 6 1,2 2 Đơn giá (106 đ) 170 Thành tiền (106 đ) 340

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 44

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

35/0,4 35/0,4 35/0,4 35/0,4 35/0,4 1250 1000 1250 2500 1600 1,81 1,72 1,81 3,5 2,43 14,1 11 14,1 21,5 18,6 6 6 6 6,5 6 1,2 1,3 1,2 0,8 1 2 2 2 2 2 170 147,5 170 290 200 340 295 340 580 400

B2 B3 B4 B5 B6 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB =2295.106 đ

Bảng 3.16. Vốn đầu tư cho trạm biến áp trong phương án IV

Stt(kVA) Sđm(kVA) ÄP0(kW) ÄPn(kW) ÄA(kWh) 86411,34 2262,18 1250 94224,51 2418,35 1250 68564,43 1717,4 1000 82996,03 1250 2190,42 116871,04 3692,32 2500 85365,77 1600 3107,68 1,81 1,81 1,72 1,81 3,5 2,43 2 2 2 2 2 2

*/ Xác định tổn thất điện năng ÄA trong các trạm biến áp. Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phương án IV. Tên TBA Số máy 14,1 B1 14,1 B2 11 B3 14,1 B4 21,5 B5 B6 18,6 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ÄAB =534433,12 kWh

Bảng 3.17. Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp phương án IV

b. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. */ Chọn cáp từ trạm PPTT về các trạm biến áp phân xưởng. Đường cáp F

Đơn giá (106 đ/km) (mm2) r0 (Ù/km)

L (km) 0,21 0,494 0,22 0,494 0,14 0,494 0,11 0,494 0,12 0,494 2(9x500+500) 0,23 0,051 0,16 0,494 R (Ù) 0,052 130 0,054 130 0,035 130 0,027 130 130 0,03 0,006 1500 0,04 130 Thành tiền (106 đ) 54,6 57,2 36,4 28,6 31,2 690 41,6

TPPTT-B1 2(3x50) TPPTT-B2 2(3x50) TPPTT-B3 2(3x50) TPPTT-B4 2(3x50) TPPTT-B5 2(3x50) B5-9 TPPTT-B6 2(3x50) Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD =939,6.106 đ

Bảng 3.18.Vốn đầu tư xây dựng đường dây cao áp phương án IV

*/ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây. Đường cáp F (mm2)

TPPTT-B1 TPPTT-B2 TPPTT-B3 TPPTT-B4 2(3x50) 2(3x50) 2(3x50) 2(3x50) L (km) 0,21 0,22 0,14 0,11 r0 (Ù/km) 0,494 0,494 0,494 0,494 R (Ù) 0,052 0,054 0,035 0,027 ÄP Stt (kVA) (kW) 2262,18 0,22 2418,35 0,26 1717,4 0,08 2190,42 0,11

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 45

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

2(3x50) 2(9x500+500) 2(3x50) 0,03 0,006 0,04 0,494 0,051 0,494 0,12 0,23 0,16 2239,65 0,12 1475,49 81,64 3107,68 0,32

TPPTT-B5 B5-9 TPPTT-B6 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn ∑ÄPD= 82,75 kW

ÄAD = ∑ÄP D.ụ (kWh).

82,75.2369=196034,75 (kWh). ụ- thời gian tổn thất công suất lớn nhất, ụ=2369 với Tmax = 3960 h ÄAD = ∑ÄP D.ụ

+ Với 6 TBA , mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn

+ Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án III: KMC = n.M = 15.30.103.15,85.103 = 7132,5 .10 6 đ

K = KB + KD + KMC = (2295+ 939,6+7132,5) .106 =10367,1.106 đ

ÄA=ÄAB +ÄAD=534433,12 +196034,75 = 730467,87 kWh

Bảng 3.19.Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây cao áp phương án IV */ Xác định tổn thất điện năng trên đường dây. Tổn thất điện năng trên đường dây được tính theo công thức : Trong đó: c. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án IV. + Mạng cao áp trong phương án có điện áp 35kV từ TPPTT đến 6 trạm biến áp phân xưởng. TPPTT có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian. thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 12 máy cắt điện cấp điện áp 35kV cộng thêm một máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 35 kV ở TPPTT và 2 máy cắt 35 kV ở phía nguồn cấp hệ thống tổng cộng là 15 máy cắt điện. d/ Chi phí tính toán của phương án IV. Vốn đầu tư: Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: Chi phí tính toán: Z =(avh + atc).K + c. ÄA =(0,1+ 0,2). 10367,1.106 + 1000. 730467,87 =3840,6.106 đ Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của các phương án. Tổn thất điện Vốn đầu tư Phương án (106 đ) năng (kWh) 1,305.106 8283,38 1,47.106 8614,34 560689,09 10657,9 730467,87 10367,1 Chi phí tính toán (106 đ) 3790,014 4054,302 3758,06 3840,6 Phương án I Phương án II Phương án III Phương án IV

Bảng 3.20. Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 46

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Nhận xét: Từ những kết quả tính toán cho thấy, phương án III là phương án hiệu quả về cả mặt kỹ thuật và kinh tế nhất. Vậy ta chọn phương án III làm phương án thiết kế. V. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn. 1. Chọn đường đây từ hệ thống điện về TPPTT. Đường dây cung cấp điện từ hệ thống về TPPTT của nhà máy dài 15 km sử dụng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép. * Với mạng cao áp có Tmax lớn , dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt, với dây dẫn AC có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 3960 h , ta có jkt = 1,1 A/mm2. Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn:

S

12999,84 = 107,2 (A). 35.3.2

dm

ttnm .3.2 U Tiết diện kinh tế:

I

= Itt nm =

2,107 1,1

ttnm j kt

= = 97,5 mm2. Ftkt =

Isc = 2.Itt nm = 2.107,2 = 214,4 A Isc = 214,4 < Icp = 330 A

* Kiểm tra dây theo sự cố đứt 1 dây: * Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép: Với dây dẫn AC-95 có khoảng cách trung bình hình học Dtb = 5 m có các

.

X

9040,17.2,

475

9341,91.2,

978

P ttnm

ttnm

Chọn dây AC-95 có Icp = 330 A. thông số kỹ thuật r0 = 0,33 Ù/km ; x0 = 0,429 Ù/km.

 35

.  QR U

dm

ÄU = = .103 = 1,43kV

Trạm phân phối trung tâm là nơi nhận điện trực tiếp từ hệ thống về để

Với ÄUcp = 5%.Udm = 5%.35 = 1,75 kV > ÄU Dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Vậy chọn dây AC-95. 2. Sơ dồ trạm phân phối trung tâm cung cấp cho nhà máy, do đó việc lựa chọn sơ đồ nối dây của trạm có ảnh hưởng lớn và trực tiếp đến việc bảo đảm cung cấp điện liên tục cho phụ tải. Sơ đồ cần phỉa thoả mãn các yêu cầu cơ bản như thuận tiện trong việc vận hành và xử lý sự cố, hợp lý về kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật. Trạm phân phối trung tâm được cung cấp bởi đường dây hai mạch có 1 thanh góp phân đoạn, giữa hai phân đoạn liên lạc bằng 1 máy cắt hợp bộ. Trên mỗi phân đoạn thanh góp đặt một máy biến áp đo lường ba pha năm trụ có cuộn tam giác hở báo trạm đất 1 pha trên cáp 35 kV. Để chông sét từ đường dây truyền vào trạm ta đặt chống sét van trên các phân đoạn thanh góp. Máy biến dòng được đặt trên tất cả các lộ vào ra của trạm làm nhiệm vụ biến dòng điện lớn ( sơ cấp ) thành dòng điện thứ cấp tiêu chuẩn 5 A để cung cấp cho các dụng cụ đo lường và bảo vệ. 3. Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện: 2.1. Tính toán ngắn mạch

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 47

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Mục đích của tính toán ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định động và

Để lựa chọn kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện cần tính toán các điểm

'

+ Phía cao áp trạm biến áp phân xưởng, cần tính cho điểm ngắn mạch Ni

iN ở đầu các đường cáp để kiểm tra các máy cắt 10 kV

+ Cần tính điểm

cb



ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn được chọn khi có ngắn mạch trong hệ thống. Dòng điện ngắn mạch tính toán để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch ba pha.. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế để tính toán ngắn mạch được thể hiện trên hình dưới đây. ngắn mạch sau: - Để chọn khí cụ điện cho cấp 35 kV, ta cần tính cho điểm ngắn mạch N tại đầu đường dây trên không ĐDK để kiểm tra máy cắt và thanh góp ở đây ta lấy SN = 250 MVA. - Để chọn khí cụ điện cho cấp 10 kV : tại thanh cái cao áp để chọn và kiểm tra cáp, tủ cao áp các trạm - Sơ đồ nguyên lý : - Sơ đồ thay thế . Chọn Scb = 100 MVA, Ucb = Utb các cấp.

N

d

cb





=0,4 XHT =

100 2

.48,2 37

cb

d

cb





=0,18 Rd =

100 2

100 250 R 1 0,33.15=2,48   rd = Z 2 1 .0,429.15 = 3,22   xd = 2

X Z

.22,3 37

SR . d 2 U cb SX . d 2 U cb

cb

cb

cb



=0,26 Xd=

. clr . 0

cb

cb



Với Ucb = 10,5 kV Rc =  rc =

clx . 0

S S 1 r0l = 2 1 x0l = 2 1 2 1 2

SR . c 2 U cb SX . c 2 U cb

Slr . . c 0 2 U .2 cb Slx . . 0 c 2 U .2 cb Kết quả tính toán ghi trong bảng

Đường dây

Zc 

F, mm2

L, km

x0 /km

r0 /km

rC, 

xc, 

Xc =  xc =

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 48

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

ĐDK TPPTT-B1 TPPTT -B2 TPPTT -B3 TPPTT -B4 TPPTT -B5 TPPTT -B6 TPPTT –B7

AC - 95 2(3x50) 2(3x50) 2(3x50) 2(3x50) 2(3x50) 2(3x50) 2(3x50) 15 0,21 0,22 0,14 0,11 0,12 0,16 0,25 0,33 0,494 0,494 0,494 0,494 0,494 0,494 0,494 0,429 0,052 0,054 0,035 0,027 0,03 0,04 0,062 0,18 0,005 0,005 0,002 0,001 0,002 0,003 0,007 0,26 0,047 0,049 0,031 0,025 0,027 0,036 0,056 0,316 0,047 0,049 0,031 0,025 0,027 0,036 0,056

Bảng 3.21. Giá trị tổng trở của các đường dây để tính ngắn mạch

S



* Tính ngắn mạch tại các điểm: Tính ngắn mạch tại điểm N. Sơ đồ:

cb U .3

100 37.3.4,0

cb

I’’= =3,9 kA. 1  I’’(kA)=I’’. htX

ixk = 1,8. 2 .IN (kA) ixk = 1,8. 2 .3,9 = 9,93 kA

Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: Tính ngắn mạch tại điểm N’ Sơ đồ:



X

316

1 Z  d

HT

.4,1



 I’’(kA)=I’’.

I’’= = 1,4

1  ,04,0 S cb .3 U

cb

100 37.3 Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức:

=2,18 kA.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 49

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

ixk = 1,8. 2 .IN (kA) = 1,8. 2 .2,18 =5,55 kA

S

c/ Tớnh ngắn mạch tại Ni Sơ đồ:

1  I’’(kA)=I’’. iZ

Zi = XHT + Zd + Zc I’’= kA trong đó Ucb = 10,5 kV

ixk = 1,8. 2 .IN (kA)

cb .3 U cb Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: Kết quả tính trị số các dòng ngắn mạch trong bảng 3.22. IN Icb Tổng trở kA kA  3,9 1,56 0,4 2,18 1,56 0,716 7,21 5,5 0,763 7,36 5,5 0,747 7,36 5,5 0,747 7,42 5,5 0,741 7,40 5,5 0,743 7,31 5,5 0,752 0,772 7,12 5,5 Bảng 3.22. Trị số các dòng ngắn mạch

Ixk kA 9,93 5,55 18,35 18,74 18,74 18,9 18,84 18,62 18,14 Điểm ngắn mạch N N’ N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7

Chọn máy 8DC11 của hãng Siemens, cách điện SF6, không bảo trì có các

2.2. Lựa chọn thiết bị điện * Máy cắt: thông số như sau:

Loại máy

8DC11 Iđm A 1250 Icắt kA 25 Icắt kA 63

Uđm kV 36 Bảng 3.23. Thông số kỹ thuật của máy cắt 8DC11

UđmMC = 36 kV≥ Uđm = 35 kV IđmMC = 1250 A ≥ Ilvmax = 2. Ittnm = 2.214,44 = 428,88 A Kiểm tra: Dòng điện ổn định cho phép:

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 50

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Icâtmax = 63 kA ≥ Ixk = 5,55 kA

UđmBU ≥ Uđmnm = 35 kV * Thanh dẫn: Thanh dẫn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động. * Máy biến điện áp BU: Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS36 kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo.

Uđm (kV) U chịu đựng tần số công nghiệp 1’, kV U chịu đựng xung 1,2/50 µs, kV U1đm, kV U2đm, kV Tải định mức, VA

36 70 170 35/ 3 120/ 3 400 Bảng 3.24. Thông số kỹ thuật của máy 4MS36

UđmBI ≥ Uđmmạng = 35 kV Dòng điện sơ cấp định mức: I1đmBI ≥ Ilvmax = 428,88 A * Máy biến dòng điện BI: Chọn máy BI 4ME16 do hãng Siemens chế tạo.

36 70

Uđm, kV U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ , kV U chịu đựng xung 1,2/50 µs, kV I1đm, A I2đm, A Iôđnhiệt 1s, kA Iôđ động, kA 170 5-1200 1 hoặc 5 80 120 Bảng 3.25. Thông số kỹ thuật của máy 4ME16

* Chống sét van: Chống sét van được lựa chọn theo cấp điện áp 35 kV. Chọn loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có Uđm = 30 kV, loại giá đỡ ngang AZLP501B30 4. Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng đều đạt 2 máy biến áp của nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh. Vì các trạm biến áp đặt rất gần trạm phân phối trung tâm nên phía cao áp của các trạm chỉ cần đặt cầu chì và dao cách ly. Để hạn chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm và làm đơn giản cho việc bảo vệ ta lựa chọn phương thức cho hai máy biến áp làm việc độc lập ( Aptomat phân đoạn thanh cái hạ áp của 2 máy thường ở trạng thái cắt) chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố mới sử dụng áptomát phân đoạn để cấp điện của phụ tải của phân đoạn đi với máy biến áp sự cố. 4.1. Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp Ta sẽ dùng chung dao cách ly cao áp cho tất cả các trạm để dễ dàng cho việc mua sắm lắp đặt và thay thế. Dao cách ly được chọn theo các yêu cầu sau: UđmDCL ≥ Uđmmạng = 35 kV IđmDCL ≥ Ilvmax = 2. Ittnm = 428,88 A Dòng điện ổn định cho phép: IđmDCL ≥ Ixkmax = 18,9 kA Chọn dao cách ly 3DC do hãng Siemens chế tạo.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 51

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Uđm, kV 36 Iđm, A 630-2500 INt, kA 20-31,5 INmax, kA 50-80

Bảng 3.26. Thông số kỹ thuật của dao cách ly 3DC

4.2. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp

Sk .

.4,1

qt

dm

max

BA

Dùng chung một loại cầu chì cao áp cho tất cả các trạm biến áp để dễ dàng cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Cầu chì được chọn theo yêu cầu sau: UđmCC ≥ Uđmmang = 35 kV





.3

U

1600 35.3

dmBA

36,95 A Dòng điện định mức IđmCC ≥ Ilv max =

Dòng cắt định mức Iđmcắt ≥ INmax = IN4 = 7,42 kA Chọn loại cầu chì 3GD1- 606 – 5B do Siemens chế tạo.

Uđm, kV 36 Icắtmin, A 315 Iđm, A 32

IcắtN, kA 31,5 Bảng 3.27 Thông số kỹ thuật của cầu chì 3GD1-606-5B

Aptomát chọn theo các điều kiện sau:

.4,1

max

BA

Sk . qt





4.3. Lựa chọn và kiểm tra áptomát. * Đối với Aptomat tổng và Aptomat phân đoạn, dùng 3 aptomat trên mộẩttmj biến áp. Điện áp định mức UđmA ≥ Uđmmang = 0,38 kV

dm U

.3

dmm

1600 38,0.3 Chọn Aptomat loại M40 do hãng Merlin Gerin chế tạo

3403,3 A Dòng điện định mức IđmA ≥ Ilvmax =

Số cực 3 Iđm, A 4000 IcắtN, kA 75

Uđm, V 690 Bảng 3.28. Thông số kỹ thuật của aptomat M40

Các thanh góp được lựa chọn theo dòng điện phát nóng cho phép, để đơn

4.4. Lựa chọn thanh góp giản ở đây ta chỉ chọn với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 52

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Chương IV. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng xửa chữa cơ khí

Phân xưởng sửa chữa cơ khí có diện tích 1100 m2 gồm 70 thiết bị được

Sơ đồ cần đảm những điều kiện sau:

- Sơ đồ hình tia - Sơ đồ đường dây trục chính

I. Giới thiệu chung. 1. Phân bố phụ tải của phân xưởng. chia làm 7 nhóm. Công suất tính toán của phân xưởng là 148,22 kVA, trong đó có 16,5 kW sử dụng cho hệ thống chiếu sáng. Để cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí ( PXSCCK) ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp. Điện năng từ trạm biến áp B3 được đưa về tủ phân phối của phân xưởng. Trong tủ phân phối đặt một aptomat tổng và 8 aptomat nhánh cấp điện cho 7 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc vận hành và quản lý. Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, các phụ tải có công suất lớn và quan trọng sẽ nhận điện trực tiếp từ thanh cái của tủ, các phụ tải có công suất nhỏ và ít quan trọng hơn được ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông. Để dễ dàng cho việc thao tác và tăng độ tin cậy cung cấp điện, tại mạch các đầu vào và ra của tủ đều đặt các aptomat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ qua tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng. Tuy nhiên giá thành của tủ sẽ đắt hơn khi dùng cầu dao và cầu chì song đây cũng là xu hướng cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại. 2. Trình tự thiết kế. * Lựa chọn phương án cấp điện * Lựa chọn thiết bị điện * Tính toán ngắn mạch hạ áp II. Lựa chọn các phương án cấp điện. Sơ đồ cung cấp điện cho các thiết bị trong phân xưởng phụ thuộc vào công suất các thiết bị, số lượng và sự phân bố của chúng trong mặt bằng phân xưởng. * Đảm bảo độ tin cậy * Thuận tiện cho việc lắp ráp vận hành * Có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối ưu * Cho phép dùng các phương pháp lắp đặt công nghiệp Các sơ đồ sử dụng trong mạng điện phân xưởng: Tuỳ theo các bộ phận sản xuất mà ta chọn các sơ đồ đi dây cụ thể. III. Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 53

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Tủ phân phối dặt tại tâm phụ tải của phân xưởng có toạ độ (68,68) Hình 4.1. Sơ đồ tủ phân phối

S



3.1. Chọn cáp từ trạm biến áp phân xưởng về tủ phân phối của phân xưởng Cáp từ trạm biến áp cung cấp cho PXSCCK về tủ phân phối của phân xưởng tải điện áp 400 V cần phải chịu đựng dòng điện là:

ttpx U

.3

22,148 38,0.3

dm

=225,2 A Icp =

Do đó chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi, cách điện PVC do hãng Lens chế tạo loại 3G70 mm2 có Icp = 254 A trong nhà. Vì trạm biến áp đặt tại vị trí có toạ độ (46,65) nên đường cáp này có độ dài 111 m 3.2. Chọn tủ phân phối cho phân xưởng Tủ phân phối cho phân xưởng phải gồm 8 đầu ra tới các tủ động lực từ tủ động lực số 1 đến tủ động lực số 8. Tủ phân phối phải có Uđm ≥ 0,4 kV, chịu dòng

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 54

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

* Phía đầu và phía cuối của đường cáp từ trạm biến áp B3 đến tủ phân

Icp ≥ 225,2 A ở đầu vào và đầu ra dòng điện trong khoảng ≤ 100 A. 3.3. Lựa chọn MCCB cho tủ phân phối phối ta đặt các aptomat loại NS250N do Merlin Gerin chế tạo có thông số như sau:

Số cực 3 Iđm, A 250 IcắtN, kA 8

Uđm, V 690 Bảng 4.1. Thông số kỹ thuật của máy cắt NS250N

250

dmA





3,208

Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với aptomat:

I kddt 5,1

I .25,1 5,1

.25,1 5,1

A Icp ≥

* Các aptomat từ tủ phân phối tới tủ động lực các nhóm phụ tải của phân

S

xưởng chọn như sau:

tti U

.3

dm

Iđmi ≥ Icpi =

Số cực Iđm, A Uđm, V IcắtN, kA

C60a C60a C60a C60a

Trong đó Stti là công suất của nhóm i, Uđm = 380 V. Các Icpi lấy từ bảng 2.3. Với chiếu sáng thì Pcs = 16,5 kW Kết quả tính ghi trong bảng 4.2. Loại Itt MCCB A C60a 17,40 79,84 NC-125H 9,45 8,1 23,22 25,4 46,16 NC-125H 25,07 Tuyến cáp TPP-ĐL1 TPP-ĐL2 TPP-ĐL3 TPP-ĐL4 TPP-ĐL5 TPP-ĐL6 TPP-ĐL7 TPP-TCS 40 125 40 40 40 40 125 40 440 415 440 440 440 440 415 440 C60a

3 3 3 10 3 3 3 3 3 3 3 3 3 10 3 3 Bảng 4.2. Thông số của các MCCB dùng cho tủ động lực và chiếu sáng

3.4. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực Các đường cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực và chiếu sáng được đi trong rãnh cáp nằm dọc tường phía trong và bên cạnh lối đi lại của phân xưởng. Cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ và điều kiện ổn định nhiệt khi có ngắn mạch. Do chiều dài cáp không lớn nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Điều kiện chọn cáp:

Khc.Icp ≥ Itt

dmA



Trong đó: Itt – Dòng điện tính toán của nhóm phụ tải Icp – Dòng điện phát nóng cho phép, tương ứng với từng loại dây, từng tiết diện khc – Hệ số hiệu chỉnh, ở đây lấy khc = 1. Điều kiện kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ của cáp, ở đây là aptomat:

I kddt 5,1

I .25,1 5,1

Icp ≥

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 55

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

=33,3 A Icp ≥ Chọn cáp từ phân phối tới tủ động lực 1 ( ĐL1): Icp ≥ Itt = 17,40 A 40.25,1 5,1

Kết hợp 2 điều kiện trên ta chọn cáp hạ áp cách điện PVC 3G2,5 do hãng LENS chế tạo có Icp = 41 A (đặt trong nhà) Các đường cáp khác chọn hoàn toàn tương tự, kết quả ghi trong bảng 4.3.

Tuyến cáp TPP-ĐL1 TPP-ĐL2 TPP-ĐL3 TPP-ĐL4 TPP-ĐL5 TPP-ĐL6 TPP-ĐL7 TPP-TCS Itt, A 17,40 79,84 9,45 8,1 23,22 25,4 46,16 25,07 IđmA 40 100 40 40 40 40 100 40 Ikddt/1,5 33,33 83,33 33,33 33,33 33,33 33,33 83,33 33,33 Loại cáp 3G2,5 3G10 3G2,5 3G2,5 3G2,5 3G2,5 3G10 3G2,5 Icp,A 41 87 41 41 41 41 87 41

Bảng 4.3. Thông số của các cáp từ TPP tới các tủ động lực

IV. Tính toán ngắn mạch hạ áp Khi tính toán ngắn mạch hạ áp ta coi nguồn cung cấp từ máy biến áp B3 có công suất vô cùng lớn và ngắn mạch là xa nguồn nên IN = I’’=I∞. Để giảm nhẹ khối lượng tính toán, ở đây ta chỉ kiểm tra với tuyến cáp có khả năng xảy ra sự cố nặng nề nhất. Khi cần thiết có thể kiểm tra thêm các tuyến cáp còn nghi vấn.

Hình 4.2. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch

2

3

2 dm



10.

4.1. Các thông số của sơ đồ thay thế a. Trạm biến áp phân xưởng B3. Sđm=1000 kVA, ÄPn = 10 kW, Un = 5%

)4,0.(10 2 1000

UP  . n 2 S dmBA

=1,6 .10-3 Ω = 1,6 mΩ Rb =

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 56

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

2

U

U

n

2 dm



3

%. S

5 1000

)4,0%.(  10.

dm

=8.10-3 Ω = 8 mΩ Xb =

.0,020.1,2=0,008 mΩ R0 = 0,020 mΩ/m → Rtgha = r0.ℓ= b. Thanh góp Kích thước thanh góp hạ áp của máy biến áp phân xưởng là 100x10 mm2 , mỗi pha ghép ba thanh; chiều dài ℓ=1,2 m; Khoảng cách trung bình hình học D = 300 mm, tra bảng 4.5 (Ngắn mạch và đứt dây trong hệ thống điện) ta có: 1 3

1 3 1 3

1 3

.0,157.1,2=0,063 mΩ X0 = 0,157 mΩ/m → Xtgha = .x0.ℓ=

Thanh góp trong tủ phân phối chọn loại thanh cái bằng đồng có kích thước 30x3 mm2 với Icp = 405 A chiều dài ℓ=1,2 m; khoảng cách trung bình hình học D= 300 mm

.0,223.1,2=0,268 mΩ R0 = 0,223 mΩ/m → Rtg =

1 3 1 3

.0,235.1,2=0,282 mΩ X0 = 0,235 mΩ/m → Xtg =

X



1

2 N

c. Điện trở và điện kháng của MCCB * Với máy NS250N có Iđm =250 A tra trong bảng 4.3 và 4.4 Tài liệu ngắn mạch và dứt dây trong hệ thông điện ta có: Xa1=xcd=0,28 mΩ Ra1 =rcd + rtx =0,36 + 0,5 =0,86 mΩ * Với loại máy C60a có Iđm = 40 A thì: Xa3 = xcd = 2,7 mΩ =Xa4 Ra3 = rcd + rtx = 5,5 +1,3 = 6,8 mΩ =Ra4 * Với máy NC125-H có Iđm = 125 A thì: Xa3 = 0,86 mΩ =Xa4 Ra3 = 1,3 + 0,75 =2,05mΩ =Ra4 d. Các đường cáp * Với loại cáp 3G70 thì r0 = 0,268 Ω/km ( ở 200C),ℓ=0,111 km Rc1 =0,268.0,111=29,75 mΩ * Với loại cáp 3G10 (tuyến TPP-ĐL2) thì r0 = 1,83 Ω/km, ℓ=2m Rc2 = 3,66 mΩ 4.2. Giá trị các dòng ngắn mạch * Tính ngắn mạch tại N1: RN1 = Rb + Rtgha + Ra1 =1,6 + 0,008 +0,86 = 2,468 mΩ XN1 = Xb + Xtgha + Xa1 = 8+ 0,063 +0,28 =8,343 mΩ 8,7 mΩ → Z=



2  N 1 400 .7,8.3

R U NZ .3

1

=26,54 kA IN1 =

Ixk1=1,8. 2 .26,54 = 67,56 kA Kiểm tra aptomat:

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 57

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Loại NS250N có IcắtN = 8 kA < IN1 nên ta phải chọn lại MCCB ở vị trí này. Chọn loại máy CM1250 N có các thông số như sau:

Số cực 3 Iđm, A 1250 Uđm, V 690

X



IcắtN, kA 50 Bảng 4.4. Thông số của aptomat CM1250N

1

2 N

* Với loại CM1250N có Iđm =1250 A tra trong bảng 4.3 và 4.4 Tài liệu ngắn mạch và dứt dây trong hệ thông điện ta có: Xa1=xcd=0,094 mΩ =Xa2 Ra1 =rcd = 0,12 mΩ = Ra2 RN1 = Rb + Rtgha + Ra1 =1,6 + 0,008 +0,12 = 1,728 mΩ XN1= Xb + Xtgha + Xa1 = 8+ 0,063 +0,094 =8,157 mΩ 8,34 mΩ → Z=



 1 400 .34,8.3

2 R N U .3 NZ

1

=27,69 kA IN1 =

X

2 N

2

=32,66 mΩ Ixk1=1,8. 2 .27,69 = 70,49 kA * Tính ngắn mạch tại N2: RN2 = RN1 + Rc1 + Ra2 =1,728 + 29,75 + 0,12 = 31,598 mΩ XN2 = XN1 + Xa2 = 8,157 + 0,094 = 8,251 mΩ ZN2 =

2 R  2 N 400 66,32.3

=7,07 kA IN2 =

4,0 =26,83 mm2

qdt =6.7,07.

Ixk2 = 18 kA Không phải kiểm tra aptomat ở đây vì nó cùng loại với aptomat đầu đường cáp chính. Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp 3G70: Tiết diện ổn định nhiệt của cáp F ≥ ỏ.I∞.

X

2 N

3

=36,536 mΩ Vậy chọn cáp 3G70 là hợp lý. * Tính ngắn mạch tại N3: RN3 = RN2 + Rtg + Ra3 =31,598 +0,268 + 3,66 =35,526 mΩ XN3 = XN2 + Xtg = 8,251 +0,282= 8,533 mΩ ZN3 =

2 R  N 3 400 ,36.3

=6,32 kA IN2 =

536 Ixk2 = 16,09 kA Kiểm tra MCCB NC-125H có Icắt N =10 kA > IN3 = 6,32 kA. Kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt của thanh góp trạm phân phối trung tâm là không cần thiết vì ta đã chọn thanh góp vượt cấp. * Điểm ngắn mạch N4 không cần tính vì aptomat ở đó là NC-125H. V. Lựa chọn các thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của các phân xưởng.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 58

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Hình 4.3 Sơ đồ tủ động lực

Việc lựa chọn và kiểm tra aptomat cùng với cáp đến các thiết bị tiêu thụ

Phụ tải

Dây dẫn

Số lg

Mã hiệu

Itt, A Tiết diện

KH trên MB

Ptt, kW

Icp, A

MCCB Iđm, A

Ikddt/1,5 A

Tên máy

2

3

5

6

7

9

10

11

4

Đườn g kính ống thép 8

1,52

4G1,5

25

20,8

23

3/

''4 NC45a

1

1

1

3

1 Nhóm I Máy cưa kiểu đai Khoan bàn

1

4G1,5 4G1,5

25 25

20,8 20,8

23 23

5

1

3/ 3/

0,65 0,99 2,8 4,25 4,25

4G1,5

25

20,8

23

3/

''4 NC45a ''4 NC45a ''4 NC45a

6

2,8

1

6,84

4G1,5

25

20,8

23

''4 NC45a

3/

7

4,5

1

8

1

2,8 4,25 4,25

4G1,5 4G1,5

25 25

20,8 20,8

23 23

3/ 3/

''4 NC45a ''4 NC45a

9

2,8

1

6,84

4G1,5

25

20,8

23

3/

''4 NC45a

10

4,5

1

11,85

4G2,5

32

26,6

31

3/

''4 NC45a

11

7,8

1

12

8,1

Máy mài thô Máy khoan đứng Máy bào ngang Máy xọc Máy mài tròn vạn năng Nhóm II Máy phay răng Máy phay vạn năng Máy tiện ren

1

12,31 15,19

4G2,5 4G2,5

32 32

26,6 26,6

31 31

3/ 3/

21,27

4G2,5

32

26,6

31

13 14

10 14

Máy tiện ren Máy tiện ren

1 1

3/

''4 NC45a ''4 NC45a ''4 NC45a

5.1. Các aptomat nhánh trong tủ động lực điện được tiến hành tương tự như các phần trên. Do công suất các thiết bị trong phân xưởng không lớn và đều được bảo vệ bằng áptomat nên không cần thiết phải tính toán ngắn mạch để kiểm tra các thiết bị điện đã lựa chọn. Bảng5.1. Kết quả chọn aptomat và cáp từ các tủ động lực tới các thiết bị trong PXSCCK

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 59

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

6,84

4G1,5

25

20,8

23

Máy tiện ren

1

15

4,5

3/

15,19

4G2,5

32

26,6

31

Máy tiện ren

1

16

10

3/

Máy tiện ren

1

17

4G4,0 4G2,5

40 32

33 26,6

42 31

1

''4 NC45a ''4 NC45a ''4 NC45a ''4 NC45a

3/ 3/

19

30,38 20 12,1 18,38

1,29

4G1,5

25

20,8

23

3/

''4 NC45a

1

18

0,85

1,29

4G1,5

25

20,8

23

3/

''4 NC45a

1

22

0,85

3,8

4G1,5

25

20,8

23

3/

''4 NC45a

1

26

2,5

4G1,5

25

20,8

23

Cầu trục Nhóm III Máy khoan đứng Máy khoan bàn Bể dầu có tăng nhiệt Máy cạo

1

27

3/

4G1,5

25

20,8

23

1

30

1,52 1 2,8 4,25

''4 NC45a ''4 NC45a NC45a

3/

25

20,8

2,58

4G1,5

25

20,8

23

3/

''4 NC45a

1

31

1,7

4G1,5

25

20,8

23

3/

4G1,5

1 1

33 34

4G1,5

2,8 4,25 1,5 2,28 1,29

25 25

20,8 20,8

23 23

3/ 3/

''4 NC45a ''4 NC45a ''4 NC45a

1

38

0,85

1

41

4,56

4G1,5

NC45a

25

20,8

23

3

3/

''4

4,56

4G1,5

25

20,8

23

3/

''4 NC45a

1

42

3

1,82

4G1,5

25

20,8

23

3/

''4 NC45a

1

46

1,2

1,52

4G1,5

25

20,8

23

''4 NC45a

3/

1

47

1

4,56

4G1,5

25

20,8

23

''4 NC45a

3/

1

48

3

1

49

3

4,56 0,99

4G1,5 4G1,5

25 25

20,8 20,8

23 23

3/ 3/

''4 NC45a ''4 NC45a

1

50

0,65

4G1,5

25

20,8

23

1

52

3/

2,8 4,25 10,64

4G1,5

25

20,8

23

''4 NC45a ''4 NC45a

3/

1

53

7

4,56

4G1,5

25

20,8

23

3/

''4 NC45a

1

55

3

7,6

4G1,5

25

20,8

23

3/

''4 NC45a

1

56

5

15,2

4G2,5

32

26,6

31

Máy mài thô Nhóm IV Máy nén cắt liên hợp Máy mài phá Quạt lò rèn Máy khoan đứng Nhóm V Bể ngâm dung dịch kiềm Bể ngâm nước nóng Máy cuốn dây Máy cuốn dây Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt Tủ xấy Máy khoan bàn Máy mài thô Bàn thử nghiệm TBĐ Nhóm VI Bể khử dầu mỡ Lò điện để luyện khuôn Lò điện để

1

57

10

3/

''4 NC45a

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 60

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

5,32

4G1,5

23

25

20,8

3/

''4 NC45a

1

58

3,5

2,28

4G1,5

23

25

20,8

3/

''4 NC45a

1

60

1,5

0,99

4G1,5

23

25

20,8

3/

''4 NC45a

1

62

0,65

2,58

4G1,5

23

25

20,8

3/

''4 NC45a

1

64

1,7

1

65

2,8 4,25 19,75

4G1,5 4G2,5

23 31

25 32

20,8 26,6

3/ 3/

''4 NC45a ''4 NC45a

1

66

13

0,91

4G1,5

23

25

20,8

3/

''4 NC45a

1

69

0,6

nấu chảy babit Lò điện để mạ thiếc Nhóm VII Quạt lò đúc đồng Máy khoan bàn Máy uốn các tấm mỏng Máy mài phá Máy hàn điểm Chỉnh lưu Selenium

Hình 4.4. Sơ đồ cấp điện cho các tủ động lực

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 61

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Chương V tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy

Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công

Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và

I. Đặt vấn đề. nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ phần lớn số diện năng sản xuất ra. Hệ số công suất cosử là một trong các chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý hay không . Nâng cao hệ số công suất cosử là một chủ chương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất của quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng. công suất phản kháng Q. Công suất tác dụng là công suất biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong các máy điện tạo điều kiện cho quá trình chuyển đổi năng lượng.Việc tạo ra công suất phản kháng đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp kéo máy phát điện. Tuy vậy công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ không nhất thiết phải lấy từ nguồn. Để tránh phải truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các thiết bị sinh ra Q như tụ điện, máy bù đồng bộ,…để cung cấp trực tiếp cho phụ tải. Công việc này gọi là bù công suất phản kháng. Khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất cosử của mạng sẽ tăng lên, giữa P,Q và góc ử có quan hệ như sau:

arctg

P Q

ử=

Khi lượng P là không đổi thì nhờ việc bù công suất phản kháng, lượng Q

truyền tải trên đường dây giảm xuống, do đó góc ử giảm, kết quả là cosử tăng lên. Hệ số công suất cosử được nâng lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau đây: 1. Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện. 2. Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện 3. Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 62

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy được xác định dựa trên công thức

Pttnm- phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy, kW ử1- góc lệch ứng với công suất trung bình trước bù, cosử1 = 0,7 ử2 – góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù, cosử2 = 0,95 ỏ – Hệ số xét tới khả năng nâng cao cosử bằng những biện pháp đòi hỏi

Ngoài ra việc tăng hệ số cosử còn đưa đến hiệu quả làm giảm được chi phí kim loại màu, góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả năng phát của các máy phát điện,.v.v.. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosử 1.Nâng cao hệ số công suất cosử tự nhiên: Là tìm các biện pháp để các hộ dùng điện giảm bớt lượng công suất phản kháng Q tiêu thụ như: áp dụng các quá trình công nghệ tiên tiến, sử dụng hợp lý các thiết bị điện,v..v… 2. Nâng cao hệ số công suất cosử bằng phương pháp bù: Bằng cách đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng cho chúng, ta giảm được lượng công suất phản kháng truyền tải trên đường dây do đó nâng cao được hệ số công suất cosử của mạng. Biện pháp bù không giảm được lượng công suất phản kháng tiêu thụ của các hộ dùng điện mà chỉ giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dâymà thôi. Vì thế chỉ sau khi thực hiện các biện pháp nâng cao cosử tự nhiên mà vẫn không đạt yêu cầu thì chúng ta mới xét tới phương pháp bù. II. Xác định và phân phối dung lượng bù. 2.1. Xác định dung lượng bù sau: Qbù = Pttnm.(tgử1 – tgử2).ỏ Trong đó: không phải dặt thiết bị bù, ỏ= 0,9  1. Vậy ta xác định được dung lượng bù cần thiết:

Qbù = 9040,17(1,02 – 0,33).0,95 = 5925,83 kVAr

Từ trạm phân phối trung tâm về các trạm biến áp phân xưởng là mạng

2.2. Phân phối dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng. hình tia gồm 7 nhánh có sơ đồ thay thế tính toán như sau:

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 63

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Hình 5.1. Sơ đồ thay thế để bù công suất phản kháng

bu

Công thức tính lượng bù tối ưu cho các nhán của mạng hình tia:

QQ  R i

Qbi = Qi - .Rtd

 1

Trong đó: Qbi – Công suất phản kháng cần bù đặt tai trạm biến áp i Qi – Công suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải kVAr Q = 10990,48 kVAr – Phụ tải tính toán phản kháng tổng của nhà máy Qbù = 5925,83 kVAr Ri = Rci + RBi : Điện trở của nhánh i

 ...

(



)

1 R 7

1 1 R R 1 2 Rtđ = 1,65 Ω

- Điện trở tương đương của mạng, Ω Rtđ =

Tuyến cáp R, Ω Loại tụ Stt

Qttpx, kVAr Qbù, kVAr Số lượng

1031

Qtụ, kV Ar 50 50 50 50 50 50 50 21 24 12 16 20 19 10 TPPTT-BA1 TPPTT-BA2 TPPTT-BA3 TPPTT-BA4 TPPTT-BA5 TPPTT-BA6 TPPTT-BA7 11,34 11,34 13,52 11,32 11,32 8,94 14,83 KC2-0,38-50-3Y3 1767,8 1915,2 1178,28 KC2-0,38-50-3Y3 594,3 1212,4 KC2-0,38-50-3Y3 791,78 KC2-0,38-50-3Y3 1530 979,68 KC2-0,38-50-3Y3 1717,9 902,75 KC2-0,38-50-3Y3 1837,5 KC2-0,38-50-3Y3 476,5 1040,4 1 2 3 4 5 6 7

Bảng 5.1. Dung lượng bù công suất phản kháng

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 64

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Chương VI . Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Trong nhà máy, xí nghiệp công nghiệp thì hệ thống chiếu dáng có vai trò

I. Đặt vấn đề. quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động, bảo đảm an toàn lao động và sức khoẻ của người lao động. Vậy hệ thông chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: * Không bị loá mắt * Không bị loá do phản xạ * Không tạo ta nhứng khoảng tối bởi những vật bị che khuất * Phải có độ rọi dồng đều * Phải tạo được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt. II. Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung. Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng SCCK ở đây ta sẽ áp dụng

phương pháp hệ số sử dụng.

Hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sửa chữa cơ khí sẽ dùng các bóng đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam. Phân xưởng sửa chữa cơ khí được chia làm 2 dãy nhà: Dãy nhà 1: Chiều dài a1 = 20 m Chiều rộng b1 = 20 m Dãy nhà 2: Chiều dài a2 = 35 m Chiều rộng b2 = 20 m Tổng diện tích: 1100 m2

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 65

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

Nguồn điện sử dụng U = 220 V lấy từ tủ chiếu sáng của trạm biến áp phân xưởng B3. Độ treo cao của đèn: H = h - hc – hlv Trong đó h=4,5 m là chiều cao của phân xưởng tính từ nền đến trần của phân xưởng. hc = khoảng cách từ trần đến đèn, hc = 0,7 m hlv – Chiều cao của nền phân xưởng đến mặt công tác, hlv = 0,8 m H=4,5-0,7-0,8=3 m Tra bảng 5.1.TL1 ta có được tỷ số L/H=1,8 nên khoảng cách giữa 2 đèn kề nhau là L=5,4 m. Hệ số phản xạ của tường: ủtuong = 50 % Hệ số phản xạ của trần: ủtran = 30 %

ESZk . sdkn

Công thức tính toán quang thông của đèn: F= . lumen

F-Quang thông của đèn lumen E- Độ rọi yêu cầu lx, tra bảng 5.3.TL1 ta được E=30 lx S-Diện tích chiếu sáng, m2 k- hệ số dự trữ, tra bảng 5.2. TL1 n- số bóng đèn có trong hệ thống chiếu sáng ksd- hệ số sử dụng Z- hệ số phụ thuộc loại đèn và tỉ số L/H, thường lấy Z=0,81,4

Trong đó: Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng ta sẽ bố trí bóng đèn như sau:

Dãy nhà 1 bố trí 4 dãy đèn, mỗi dãy gồm 4 bóng, khoảng cách giữa các

đèn là 5 m theo chiều rộng và 5 m theo chiều dài của phân xưởng. Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 2,5 m, theo chiều rộng phân xưởng là 2,5 m. Tổng số đèn cần dùng là n = 16 bóng.

Dãy nhà 2 bố trí 4 dãy đèn, mỗi dãy gồm 7 bóng. Khoảng cách giữa các đèn theo chiều rộng là 5 m, theo chiều dài là 5 m. Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 2,5 m, theo chiều rộng phân xưởng là 2,5 m. Tổng số đèn cần dùng là n = 28 bóng. Chỉ số của phòng:

ử=



20.(3

)20



=3,33 ử1=



20.20  20.35 

)20

. ba baH   ba . 11  aH 1 ba 2  aH



 b 1 2.  b 2

2

35.(3 Tra bảng ta có: ksd1 =0,46; ksd2 =0,48 Quang thông của mỗi bóng đèn: .30

2,1.3,1.



=4,24 ử2=

400 46,0.16

ES Zk 1 . sdkn 1

1

=2543,48 lumen F1 =

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 66

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

.30



2,1.3,1.700 48,0.28

ES Zk 2 . sdkn 2

2

=2437,5 lumen F2 =

Tra bảng 5.5.TL1 ta chọn đèn sợi đốt công suất 300 W/1đèn , quang thông 4224 lumen Tổng công suất chiếu sáng toàn phân xưởng Pcs=(16+28).300=13,2 kW III. Thiết kế mạng điện chiếu sáng Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng ta đặt một tủ chiếu sáng trong phân xưởng gồm 1 MCCB tổng loại 3 pha 4 cực và 5 aptomat cấp cho 4 dãy đèn 5 bóng, 8 aptomat cấp cho 4 dãy đèn 8 bóng 3.1. Chọn MCCB tổng UđmA ≥ Uđm = 0,38 kV

06,20





2,13 1.38,0.3

cos



.3

U

dmm

P CS . Chọn loại MCCB C60L do hãng Merlin Gerin chế tạo, Iđm =25 A, Uđm = 440 V, 3 cực. 3.2. Chọn cáp từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép:

A Dòng điện định mức IđmA ≥ Itt=

dmA

khc.Icp ≥Itt = 20,06 A (khc =1) Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ, khi bảo vẹ bằng MCCB:





I kddt 5,1

I .25,1 5,1

40.25,1 5,1

=33,33 A Icp ≥



Vậy chọn loại cáp 3G2,5 3 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có Icp = 41 A. 3.3. Chọn các MCCB nhánh. Aptomat bảo vệ cho 1 dãy đèn 4 bóng: UđmA ≥ Uđmm = 0,22 kV

Pd .4 Udm

.4 300 220

=5,45 A Dòng điện định mức IđmA ≥ Itt =

Chọn 13 aptomat loại NC45a do hãng Merlin Gerin chế tạo có 2 cực, Iđm = 6 A, Uđm = 400 V, 2 cực. 3.4. Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn. Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép:

dmA

khc.Icp ≥Itt = 5,45 A (khc =1)





6.25,1 5,1

I kddt 5,1

=5 A Icp ≥

Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ, khi bảo vẹ bằng MCCB: I .25,1 5,1 Vậy chọn loại cáp đồng hạ áp 2 lõi x 1,5 mm2 cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có Icp = 26 A. Sơ đồ nguyên lý mạng điện chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 67

Bµi tËp dµi m«n häc Cung cÊp ®iÖn

TrÇn Anh Cao HT§1_K49 Trang 68