Đề tài Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất đường

chuẩn gần nhất F=35 (mm), cáp đồng 3 lõi, cách điện XLPE, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo, có I=170 (A). Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : I=75.6 (A)< I=170 (A). Vậy chọn cáp : 1XLPE(3*35) là hợp lí. Chọn cáp từ TBATG đến B2: Dòng điện I: I ===31.82 (A). Tiết diện kinh tế của cáp; F===11.78 (A). Tra bảng 4.54, lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=16 (mm), cáp đồng 3 lõi, cách điện XLPE, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo, có I=110 (A). Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : I= 2.I=2.31,82 =63.64 <0,93. I=0,93.110 =102,3 (A). Vậy cáp đã chọn thoả mãn : sử dụng hai cáp 2XLPE(3*16) là hợp lí. Chọn cáp từ TBATG đến B3: Dòng điện I: I === 29.53 (A). Tiết diện kinh tế của cáp; F===10.93 (A). Tra bảng 4.54, lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=16 (mm), cáp đồng 3 lõi, cách điện XLPE, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo, có I=110 (A). Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : I= 2.I=2.29.53=59.06 <0,93. I=0,93.110 =102,3 (A). Vậy cáp đã chọn thoả mãn : sử dụng hai cáp 2XLPE(3*16) là hợp lí. - Chọn cáp từ TBATG đến B4: Dòng điện I: I ===34,64 (A). Tiết diện kinh tế của cáp; F===12.83 (A). Tra bảng 4.54, lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=25 (mm), cáp đồng 3 lõi, cách điện XLPE, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo, có I=140 (A). Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : I= 2.I=2.34.64 =69.28 < 0,93. I=0,93.140 =130,2(A). Vậy cáp đã chọn thoả mãn : sử dụng hai cáp 2XLPE(3*16) là hợp lí. Chọn cáp từ TBATG đến B5: Dòng điện I: I ===10.93 (A). Tiết diện kinh tế của cáp; F=== 4.04 (A). Tra bảng 4.54, lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=16 (mm), cáp đồng 3 lõi, cách điện XLPE, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo, có I=110(A). Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : I= 2.I=2.10.93 =21.86< 0,93. I=0,93.140 =102.3 (A). Vậy cáp đã chọn thoả mãn : sử dụng hai cáp 2XLPE(3*16) là hợp lí. - Chọn cáp từ TBATG đến B6: Dòng điện I: I ===51.34 (A). Tiết diện kinh tế của cáp; F===19,01 (A). Tra bảng 4.54, lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=25 (mm), cáp đồng 3 lõi, cách điện XLPE, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo, có I=140 (A). Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : I= 2.I=2.51,34 =102,68(A) < 0,93. I=0,93.140 = 130.2(A). Vậy cáp đã chọn thoả mãn : sử dụng hai cáp 2XLPE(3*25) là hợp lí. Bảng : Kết quả lựa chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án I Đường cáp F (mm) L (mm) R (/km) R () Đơngiá (10Đ/m) Thànhtiền (10Đ/m) TBATG-B1 1(3*35) 250 0,668 0,167 120 30000 TBATG-B2 2(3*16) 45 1,47 0,066 64 2*5760 TBATG-B3 2(3*16) 150 1,47 0,11 64 2*19200 TBATG-B4 2(3*16) 195 1,47 0,143 64 2*24960 TBATG-B5 1(3*16) 185 1,47 0,272 95 17575 TBATG-B6 2(3*25) 220 0.927 0,102 64 2*28160 Tổng số vốn đầu tư cho đường dây: K=203735.10 (Đ) *Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được xác định theo công thức sau: P=.R.10 [ kW] Trong đó: R=.r.l () n: Số đường dây đi song song. l- chiều dài đoạn cáp từ TBATG đến các trạm biến áp phân xưởng. r- điện trở trên 1 đơn vị dài đoạn cáp , (/km) . Bảng : Kết quả tính toán tổn thất công suất tác dụng: Đường cáp F (mm) L (mm) R () S (kVA) P (kW) TBATG-B1 1(3*35) 250 0,167 785.48 2,86 TBATG-B2 2(3*16) 45 0,066 661.4 0.82 TBATG-B3 2(3*16) 150 0,11 613.87 1,15 TBATG-B4 2(3*16) 195 0,143 720.06 2,059 TBATG-B5 1(3*16) 185 0,272 227.22 0.39 TBATG-B6 2(3*25) 220 0,102 533.64 0.807 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn : P=8.086 kW *Xác định tổn thất điện năng trên đường dây: Tổn thất điện năng trên đường dây được tính theo công thức sau: A=P. (kWh) Trong đó : - thời gian tổn thất công suất, =3633 (h) với T=5200(h). A=P. =8,086.3633= 29376,44 (kWh). iii. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án I: * Mạng cao áp trong phương án có điện áp 6 kV từ trạm BATG đến 6 trạm biến áp phân xưởng. Trạm BATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện trực tiếp từ hai máy biến áp trung gian. * Trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 10 máy cắt điện cấp điện áp 6 kV, cộng thêm một máy cắt phân đoạn thanh góp 6 kV ở trạm BATG và hai máy cắt ở phía hạ áp hai máy biến áp trung gian là 13 máy cắt điện. *Đầu vào sử dụng hai máy cắt 35 kV, cách điện bằng SF không cần bảo trì. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án I: K =n.M n- số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến. M- giá thành 1 máy cắt . Thông số máy cắt Loại máy cắt Cách điện Số lượng U(kV) I(kA) Giáthành (10 Đ) 35 kV SF 2 35 25 160 6 kV SF 13 6,3 10 100 Vốn đầu tư cho máy cắt điện: K=13.100. 10+2.160. 10= 1620. 10 (Đ). iv. 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 cắt điện khác nhau giữa các phương án đó.(K=K+K+ K), những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét tới. * Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: A=A + A. * Chi phí tính toán Z của phương án I: -Vốn đầu tư : K= K+K+ K=954. 10+203,735.10+1620. 10= 2777,735 (Đ). -Tổn tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: A=A + A=323857.136. 10+ 29376,44. 10= 353233,57. 10 (kWh). -Chi phí tính toán; Z=(a+a). K+c. A=(0,1+0,15).2777,735.10+353233,57.1000 = 978,22.10 (Đ). b.Phương án II: Phương án II sử dụng 4 trạm biến áp trung gian nhận điện từ hệ thống về, hạ xuống 6 kV, sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng B1, B2, B3, B4. Sơ đồ phương án II i.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất năng A trong các trạm biến áp : *Chọn máy biến áp trong các TBA: Trên cơ sở đã chọn được công suất các ở phần trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp do công ty ABB sản suất theo đơn đặt hàng: Tên TBA S (kVA) U/U (kV) P (kW) P (kW) U (%) số máy Đơn giá(10Đ) Thành tiền(10Đ) TBATG 1600 35/6,3 2,21 16 6,5 2 180 360 B1 800 6,3/0,4 1,4 10,5 5 1 100 100 B2 630 6,3/0,4 1,2 8,2 4 2 90 180 B3 500 6,3/0,4 1 7 4 2 70 140 B4 400 6,3/0,4 0,84 5,75 4 2 56 112 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp : K=892.10 (Đ). *Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp : Tên TBA Số Máy S (kVA) S (kVA) P (kW) P (kW) A (kWh) TBATG 2 2824.81 1600 2,21 16 129312.05 B1 1 785.48 800 1,4 10,5 49038.3 B2 2 1102.36 630 1,2 8,2 63861,86 B3 2 892.96 500 1 7 56451.33 B4 2 760.86 400 0,84 5,75 52508.18 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp A=351171.72(kWh) ii. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suât và tổn thất điện năng trong mạng điện : Tương tự như phương án I, từ trạm biến áp trung gian về đến các cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện j. -Sử dụng cáp lõi đồng với T=5200 h ta có j=2.7 A/mm. Kết quả lựa chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án II Đường cáp F (mm) L (mm) R (/km) R () Đơn giá(10Đ/m) Thành tiền(10Đ/m) TBATG-B1 1(3*35) 250 0,668 0,167 120 30000 TBATG-B2 2(3*25) 195 0,927 0,09 95 2*18525 TBATG-B3 2(3*16) 80 1,47 0,059 64 2*5120 TBATG-B4 2(3*16) 200 1.47 0.147 95 2*19000 B4-6 3(1*240)+95 150 0,075 0,011 1900 210000 Tổng số vốn đầu tư cho đường dây: K=325290. 10 (Đ) *Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Kết quả tính toán được ghi trong bảng Đường cáp F (mm) L (mm) R () S (kVA) P (kW) TBATG-B1 1(3*35) 250 0,167 785.48 2.862 TBATG-B2 2(3*25) 195 0,09 1102.36 3.037 TBATG-B3 2(3*16) 80 0,059 892.96 1.306 TBATG-B4 2(3*25) 200 0.147 760.86 2.363 B4-6 3(1*240)+240 150 0,011 227.22 3.93 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn : P=13.498 kW *Xác định tổn thất điện năng trên đường dây: A=P. =13,498.3633= 49038,23 (kWh). 3. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án II: *Trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 7 máy cắt điện cấp điện áp 6 kV, cộng thêm một máy cắt phân đoạn thanh góp 6 kV ở trạm BATG và hai máy cắt ở phía hạ áp hai máy biến áp trung gian là 10 máy cắt điện. * Đầu vào sử dụng hai máy cắt 35 kV, cách điện bằng SF không cần bảo trì. Thông số máy cắt Loại máy cắt Cách điện Số lượng U(kV) I(kA) Giáthành (10 Đ) 35 kV SF 2 35 25 160 6 kV SF 9 6,3 10 100 Vốn đầu tư cho máy cắt điện: K=9.100. 10+2.160. 10= 1220. 10 (Đ). 4. Chi phí tính toán của phương án II: * Chi phí tính toán Z của phương án II: -Vốn đầu tư : K= K+K+ K=892.10+325,29. 10+1220. 10= 2437,29. 10 (Đ). -Tổn tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: A=A + A= 351171,72.10+49038,23.10=400210. 10 (kWh). -Chi phí tính toán; Z=(a+a).K+cA=(0,1+0,125).2437,29.10+1000.400210=948,6.10 (Đ). c.Phương án III: Phương án I sử dụng trạm phân phối trung tâm nhận điện từ hệ thống về,sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng B1, B2, B3, B4, B5, B6 . sơ đồ phương án III: i.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất năng A trong các trạm biến áp : *Chọn máy biến áp trong các TBA: Trên cơ sở đã chọn được công suất các ở phần trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp do công ty ABB sản suất theo đơn đặt hàng: Bảng : bảng kết quả chọn máy biến áp cho TBA của phương án III: Tên TBA S (kVA) U/U (kV) P (kW) P (kW) U (%) số máy Đơn giá(10Đ) Thành tiền(10Đ) B1 800 35/0,4 1,52 10,5 6,5 1 120 120 B2 400 35/0,4 0,92 5,75 4,5 2 64 128 B3 315 35/0,4 0,8 4,85 4,5 2 50 100 B4 400 35/0,4 0,92 5,75 4,5 2 64 128 B5 250 35/0,4 0.6 3.45 4 1 90 90 B6 315 35/0,4 0,8 4,85 4,5 2 50 100 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp : K=666.10(Đ). *Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp : Tên TBA Số Máy S (kVA) S (kVA) P (kW) P (kW) A (kWh) B1 1 785.48 800 1,52 10,5 50089.5 B2 2 661.4 400 0,92 5,75 44675.34 B3 2 613.87 315 0,8 4,85 47474.7 B4 2 720.06 400 0,92 5,75 49965.44 B5 1 227.22 250 0.64 4.1 17910.85 B6 2 533.64 315 0,8 4,85 39300.4 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp A= 249416.23 (kWh) ii. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suât và tổn thất điện năng trong mạng điện : Kết quả lựa chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án III: Đường cáp F (mm) L (mm) R (/km) R () Đơngiá (10Đ/m) Thànhtiền (10Đ/m) TPPTT-B1 1(3*50) 250 0,494 0,123 280 70000 TPPTT -B2 2(3*50) 45 0,494 0,011 280 25200 TPPTT -B3 2(3*50) 150 0,494 0,037 280 8400 TPPTT -B4 2(3*50) 195 0,494 0,048 280 109200 TPPTT -B5 1(3*50) 185 0,494 0,091 280 51800 TPPTT -B6 2(3*50) 220 0,494 0,054 280 123200 Tổng số vốn đầu tư cho đường dây: K=387800.10 (Đ) *Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Kết quả tính toán được ghi trong bảng 3.9: Đường cáp F (mm) L (mm) R () S (kVA) P (kW) TPPTT-B1 1(3*50) 250 0,123 785.48 0,062 TPPTT -B2 2(3*50) 45 0,011 661.4 0,004 TPPTT -B3 2(3*50) 150 0,037 613.87 0,011 TPPTT -B4 2(3*50) 195 0,048 720.06 0,02 TPPTT -B5 1(3*50) 185 0,091 227.22 0,004 TPPTT -B6 2(3*50) 220 0,054 533.64 0,013 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn : P= 0,114 (kW) *Xác định tổn thất điện năng trên đường dây: A=P. =0,114.3633= 414.162 (kWh). 3. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án III: * Trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 10 máy cắt điện cấp điện áp 35 kV cho 6 trạm biến áp phân xưởng, cộng thêm một máy cắt phân đoạn thanh góp 35kV ở trạm PPTT và đầu vào sử dụng hai máy cắt 35 kV, tổng cộng sử dụng : 13 máy cắt điện. *Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án III Thông số máy cắt Loại máy cắt Cách điện Số lượng U(kV) I(kA) Giáthành (10 Đ) 35 kV SF 13 35 25 160 Vốn đầu tư cho máy cắt điện: K=13.160. 10= 2820. 10 (Đ). 4. Chi phí tính toán của phương án III: * Chi phí tính toán Z của phương án III: -Vốn đầu tư : K= K+K+ K=666. 10+387800.10+2820. 10= 3873,8. 10 (Đ). -Tổn tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: A=A+ A=249416,23. 10+ 414,162. 10=249830,392. 10 (kWh). -Chi phí tính toán; Z=(a+a). K+c. A=(0,1+0,125).3873,8.10+1000.249830,392 = 1121,435. 10 (Đ). d.Phương án IV: Phương án IV sử dụng 4 trạm biến áp phân xưởng nhận điện từ hệ thống về,sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng B1, B2, B3, B4. sơ đồ phương án IV i.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất năng A trong các trạm biến áp : *Chọn máy biến áp trong các TBA: Trên cơ sở đã chọn được công suất các ở phần trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp do công ty ABB sản suất theo đơn đặt hàng: Bảng : bảng kết quả chọn máy biến áp cho TBA của phương án IV Tên TBA S (kVA) U/U (kV) P (kW) P (kW) U (%) số máy Đơn giá(10Đ) Thành tiền(10Đ) B1 800 35/0,4 1,52 10,5 6,5 1 120 120 B2 630 35/0,4 1,3 8,2 4,5 2 80 160 B3 500 35/0,4 1,15 7 4,5 2 80 160 B4 400 35/0,4 0,92 5,75 4,5 2 56 112 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp : K=600.10 (Đ). *Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp : Tên TBA Số Máy S (kVA) S (kVA) P (kW) P (kW) A (kWh) B1 1 785.48 800 1,4 10,5 49038.34 B2 2 1102.36 630 1,2 8,2 66629.27 B3 2 892.96 500 1 7 58076.21 B4 2 760.86 400 0.92 5.75 53909.78 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp A=227653.6(kWh) ii. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suât và tổn thất điện năng trong mạng điện : Kết quả lựa chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án IV : Đường cáp F (mm) L (mm) R (/km) R () Đơn giá(10Đ/m) Thành tiền(10Đ/m) TBATG-B1 1(3*50) 250 0,494 0,123 280 70000 TBATG-B2 2(3*50) 195 0,494 0,048 280 109200 TBATG-B3 2(3*50) 80 0,494 0,02 280 44800 TBATG-B4 2(3*50) 200 0,494 0,049 280 112000 B4-6 3(1*240)+240 150 0,075 0,011 1900 210000 Tổng số vốn đầu tư cho đường dây: K=546000. 10 (Đ) *Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Kết quả tính toán được ghi trong bảng Đường cáp F (mm) L (mm) R () S (kVA) P (kW) TBATG-B1 1(3*50) 250 0,123 785.48 0,062 TBATG-B2 2(3*50) 195 0,048 1102.36 0,047 TBATG-B3 2(3*50) 80 0,02 892.96 0,013 TBATG-B4 2(3*50) 200 0,049 760.86 0,023 B4-6 3(1*240)+240 150 0,011 227.22 3.932 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn : P=3.933 (kW) *Xác định tổn thất điện năng trên đường dây: A=P. =3,933.3633= 14288.6 (kWh). iii. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án IV: * Trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 7 máy cắt điện cấp điện áp 35 kV cho 6 trạm biến áp phân xưởng, cộng thêm một máy cắt phân đoạn thanh góp 35kV ở trạm PPTT và đầu vào sử dụng hai máy cắt 35 kV, tổng cộng sử dụng : 10 máy cắt điện. +Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong phương án IV: Thông số máy cắt Loại máy cắt Cách điện Số lượng U(kV) I(kA) Giáthành (10 Đ) 35 kV SF 10 35 25 160 Vốn đầu tư cho máy cắt điện: K=10.160. 10=1600. 10 (Đ). iv. Chi phí tính toán của phương án IV: * Chi phí tính toán Z của phương án IV: -Vốn đầu tư : K= K+K+ K=600.10+546000. 10 +1600. 10= 2746. 10 (Đ). -Tổn tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: A=A + A=227653,6.10+14288,6.10= 241942,2. 10 (kWh). -Chi phí tính toán; Z=(0,1+0,125).2746.10+1000.241942,2=859,8.10 (Đ). *So sánh tính kinh tế và kỹ thuật của 4 phương án: Bảng kết quả so sánh các phươmg án: Phương án Vốn đầu tư K(106 Đ) Z (106 Đ) 1 2777,73 353233.57 987.22 2 2437,29 400210 948.6 3 3873,8 249830.39 1121.435 4 2746 241942.2 859,8 Từ bảng tổng hợp của các phương án ta nhận thấy :phương án 4 có vốn đầu tư và có chi phí tính toán nhỏ nhất do đó ta chọn phương án 4 làm phương án để thiết kế chi tiết cho mạng cao áp trong nhà máy.Đây là sự so sánh tầm thường . 6.Thiết kế chi tiết cho các phương án được chọn a. Chọn đường dây dẫn cung cấp từ trạm biến áp trung gian của hệ thống về TPPTT của nhà máy. *Khoảng cỏch L từ TBAKV của hệ thống về TPPTT của nhà mỏy là: L=10km. Ta Chọn sử dụng đường dây AC trờn khụng, lộ kộp. * Nhà mỏy cú thời gian sử dụng cụng suất lớn nhất là: Tmax = 5200h, mật độ dũng kinh tế là: Jkt = 1 A/mm2. Dũng điện max chạy trờn mỗi dõy dẫn là: I===23.3 (A). *Tiết diện kinh tế cú thể chọn: F==23.3 mm. Ta chọn dõy nhụm, lừi thộp AC - 25, tra bảng 4.6 có Icp = 135A, do hãng CADIVI chế tạo. + Ta kiểm tra điều kiện sự cố, khi cú sự cố thỡ: Isc = 2.Imax =2.23,3= 46,6 (A) < Icp = 135A + Ta kiểm tra điều kiện tổn thất điện ỏp cho phộp: -Thụng số kỹ thuật của AC - 25, với khoảng cỏch trung bỡnh giữa cỏc dõy là 2m. r=1,38 (/km) x=0,426 (/km) U===566.37 (V). U= 566.37 V < U=5%.U =5%.35000= 1750 (V). Sau khi kiểm tra 2 điều kiện ta thấy cỏp vừa chọn thoả món yờu cầu. b. Lựa chọn sơ đồ nguyên lý mạng cao áp của nhà máy i) Sơ đồ TBATG: + Nhà máy Đường khá quan trọng, nó thuộc phụ tải loại 2 nên ta dùng hệ thống 2 thanh góp, vận hành hở, giữa hai thanh góp có máy cắt liờn lạc (MCLL). + Đường dây trên không AC – 25 có đặt dao cách ly, chống sét van trước TBATG. + Phía hạ áp của mỗi MBATG đặt 1 MC + Trên mỗi phân đoạn của thanh góp ta đặt máy biến áp đo lường 3 pha 5 trụ (BU) có cuộn hở để phát hiện chạm mạch. ii) Sơ đồ TBAPX: Vỡ cỏc TBAPX rất gần TBATG nờn phớa cao ỏp chỉ cần đặt dao cách ly, cầu chỡ cao ỏp để bảo vệ. Phớa hạ ỏp của cỏc TBAPX thỡ ta đặt các aptomat tổng, aptomat nhánh để liên lạc giữa hai phân đoạn. *Sơ đồ đấu nối các TBA phân xưởng đặt 2 MBA. Nguyờn tắc vận hành: + Bỡnh thường các MCLL, ATLL luôn mở, các máy biến áp làm việc độc lập với nhau (vận hành hở). Khi 1 trong 2 MBA bị sự cố hay được đưa ra sửa chữa thỡ cỏc MC (CD - CC) phớa cao ỏp và MC (ATM) phớa hạ ỏp sẽ cắt ra và MCLL (ATMLL) sẽ được đóng lại để liên thông giữa hai đoạn. + Khi sự cố hay sửa chữa thanh cái của phân đoạn nào thỡ cỏc MC nối với phõn đoạn đó được cắt ra. Bảng thụng số kỹ thuật của MBA: Tên TBA S (kVA) U/U (kV) P (kW) P (kW) U (%) số máy B1 800 35/0,4 1,52 10,5 6,5 1 B2 630 35/0,4 1,3 8,2 4,5 2 B3 500 35/0,4 1,15 7 4,5 2 B4 400 35/0,4 0.92 5.75 4,5 2 c. Tính toán ngắn mạch và lựa chọn thiết bị điện i) Mục đích tính toán ngắn mạch: + Mục đích tính ngắn mạch là để chọn và kiểm tra thiết bị. + Do tính toán để chọn thiết bị không đòi hỏi độ chính xác cao nên có thể dùng những phương pháp gần đúng. ii) Chọn điểm tính ngắn mạch và tính toán các thông số của sơ đồ. Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện cần tính toán 4 điểm ngắn mạch sau: N_ điểm ngắn mạch trờn thanh cỏi sau TPPTT để kiểm tra thanh góp và máy cắt. N1…N4_ điểm ngắn mạch phía cao áp các TBAPX để kiểm tra cỏp và thiết bị cao ỏp của trạm. Sơ đồ nguyên lý: * Bảng thông số đường dây trên không và cáp: Cáp F(mm2) L(m) r0 x0 R() X() TBATG - TPPTT 2(AC – 25) 10km 1,38 0,426 6,9 2,13 TPPTT - B1 1(3*50) 250 0,494 0,137 0,123 0,031 TPPTT - B2 2(3*50) 195 0,494 0,137 0,048 0,013 TPPTT - B3 2(3*50) 80 0,494 0,137 0,02 0,006 TPPTT - B4 2(3*50) 200 0,494 0,137 0,049 0,014 + Tớnh điện kháng hệ thống: XHT_ điện kháng của hệ thống, SN_ cụng suất ngắn mạch về phớa hạ ỏp của MBA hệ thống, SN = 250 MVA Utb_ điện áp trung bỡnh trờn đường dây, Utb = 1,05.Uđm = 1,05.35 = 36,75 kV. + Điện trở và điện kháng của đường dây: r0,x0_ điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn, l_ chiều dài dõy dẫn, km *Do ngắn mạch xa nguồn nờn dũng ngắn mạch siêu quá độ I'' bằng dũng ngắn mạch ổn định IN, nờn ta cú thể viết: ZN -tổng trở hệ thống đến điểm ngắn mạch thứ i, . +Trị số dũng điện ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: *Tính điểm ngắn mạch N tại thanh góp TBATG: == 4,9 (). R=R= 6,9 (). X= X+X=2,13+4,9= 7,03 (). Dòng ngắn mạch: I===2,05 (kA). i===5,22 (kA). *Tính điểm ngắn mạch N1, tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B1: -Tính các thông số + X = Xdd + XHT +X= 2,13+4,9+0,031 = 7,061 (). +R = Rdd + RC1= 6,9 +0,123= 7,023 (). I===2,03 (kA). i===5,17 (kA). Ta có bảng sau: Điểm ngắn mạch I (kA) i (kA) N 2,05 5,22 N1 2,03 5,17 N2 2,043 5,2 N3 2,048 5,213 N4 2,042 5,198 iii) Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện: 1)Trạm phân phối trung tâm: TPPTT được cấp điện bởi 2 đường dây nối với hệ thống 1 thanh góp có phân đoạn ,liên lạc bằng máy cắt hợp bộ .Trên mỗi phân đoạn đặt 1 máy biến áp đo luờng ba pha năm trụ co cuộn tam giác hở báo chạm đất 1 pha trên cáp 35 kV. - Đặt chống sét van trên các phân đoạn thanh góp. -Máy biến dòng được đặt trên tất cả các lộ vào ra của trạm, có tác dụng biến dòng điện có trị số lớn thành dòng điện có trị số I= 5 A. cấp cho dụng cụ đo lường và bảo vệ. *Lựa chọn và kiểm tra máy cắt, thanh dẫn của TPPTT: Bao gồm: + Hai máy cắt đầu và 1 máy cắt liên lạc. +4 máy cắt nối đến 4 trạm BAPX Máy cắt có chức năng: đóng cắt nhanh, đóng cắt dòng phụ tải. đóng cắt dòng ngắn mạch. *Chọn các tủ máy cắt hợp bộ do SIEMENS, loại 8DC11, chế tạo. Có các thông số sau: + Điện ỏp định mức: Uđm.MC =36 kV U đm.m =35 kV + Dũng điện định mức: Iđm.MC =1250 A I =2.I=47,86 A. +Dòng điện cắt định mức:I =25 kV I=2,05 kA. + Dũng ổn định động: Iđm.động =63 kA ixk = 5,22 A. Do mỏy cắt cú dũng định mức lớn hơn 1000A nờn ta khụng kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt. *) Chọn máy biến áp đo lường BU: +Máy BU có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp bất kỳ thành điện áo thứ cấp : 100V hoặc V, cấp nguồn áp cho các mạng đo lường, điều khiển tín hiệu, bảo vệ. +Loại BU 3 pha 5 trụ đấu , , hở ngoài chức năng thông thường cũn cú nhiệm vụ bỏo chạm đất 1 pha, do vậy rất hay được dựng trong mạng điện trung tính cách điện. + Máy BU được lựa chọn theo điều kiện Điện áp định mức :Uđm.BU U đm.MC=35 kV. Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS36 kiểu trụ do SIEMENS chế tạo có các thông số U 36 kV U chịu đựng tần số công nghiệp(1kV) 75 U chịu đựng xung 1,2/50s (kV) 170 U(kV) 35/ U(V) 100/ Tải định mức (VA) 400 *) Chọn biến dòng BI: + Máy BI được lựa chọn theo điều kiện: -Điện áp định mức :Uđm.BU U đm.MC=35 kV. -Dòng điện sự cố I: cho phép quá tải 30%, chọn theo dòng cưỡng bức qua máy biến áp có S=800 kVA. I ===4,47 (A). Chọn loại BI 4ME16 ,kiểu hình trụ do SIEMENS chế tạo có các thông số: U (kV) 36 kV U chịu đựng tần số công nghiệp(1kV) 70 U chịu đựng xung 1,2/50s (kV) 170 I (kA) 5-1200 I (A) 1 hoặc 5 I (kA) 80 I (kA) 120 *) Lựa chọn chống sột van Đây là thiết bị có nhiệm vụ chống sét đánh từ đường dây trên không truyền vào TBA và TPP. Nó được làm từ 1 điện trở phi tuyến. Với điện áp định mức của lưới điện, điện trở chống sét có trị số vô cùng, không cho dũng điện đi qua, khi có điện áp sét điện trở này giảm đến 0, chống sét van tháo dũng điện xuống đất. Chống sét van được chọn theo cấp điện áp: Uđm = 35kV. Ta chọn loại chống sét van do Liên Xô (cũ) :loại PBC-35 chế tạo . 2. Trạm biến áp phân xưởng: Dùng các máy biến áp do ABB chế tạo, sản xuât tại Việt Nam theo đơn đặt hàng.Do trạm biến áp phân xưởng cách trạm PPTT không xa nên phía cao áp chỉ cần đặt cầu dao và cầu chì. Phía hạ áp đặt áptômát tổng và các áptômát nhánh Chọn phương pháp cho 2 MBA làm việc độc lập (áptômát phân đoạn ở trạng thái cắt ). a) Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly: -Dao cỏch ly cú nhiệm vụ chủ yếu là cỏch ly phần mang điện với phần không mang điện, tạo khoảng cách an toàn để cho việc kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng lưới điện. Nó cũng có thể đóng cắt không tải máy biến áp nếu công suất máy biến áp không lớn lắm - Dùng chung 1 loại dao cách ly cho tất cả các TBA. *Điều kiện chọn và kiểm tra dao cách ly: + Điện áp định mức: Uđm. CL Uđm.m=35 kV + Dũng điện định mức: Iđm. CL Ilvmax =2.23,43=47,86 A. + Dũng ổn định động cho phép: Iđm.đong ixk =5,22 kA. Chọn dao cách ly: DN 35/400 do c công ty thiết bi Đông Anh chế tạo. Các thông số kỹ thuật: Loại Uđm (kV) Iđm (A) Iodd (kA) INmax (kA) DN 35/400 35 400 12 31 * Lựa chọn và kiểm tra cầu chỡ: -Chức năng của cầu chỡ là bảo vệ quỏ tải ngắn mạch. - Sử dụng 1 loại cầu chỡ cao ỏp cho tất cả cỏc TBA vỡ chỳng đều có công suất lớn. S= 800 kVA. Điều kiện lựa chọn: - Điện áp định mức: Uđm.CC U đm.m =35 kV - Dũng điện định mức: Iđm.MC Itt==17,16 (A). -Dòng điện cắt định mức: I I=2,048 (kA). Chọn loại cầu chì ống cao áp : 3GD1 604-5B do SIEMENS chế tạo. Có các thông số: Uđm (kV) Iđm (A) IcatNmin (kA) IcatNmax (kA) 36 20 120 31,5 *) Chọn thanh gúp: Thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép Chọn đối với máy biến áp công suất tính toán nhỏ nhất S=760.86 với trạm biến áp B4. k.k.I I===1156 A. Trong đú: + k- Hệ số hiệu chỉnh ,thanh góp đặt nằm ngang: k1 = 0,95. + k-Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trưòng, lấy k=1. +Ta chọn thanh dẫn đồng tiết diện HCN 608 mm, mỗi pha dặt 1 thanh góp với I=1320 A. Do đó: k.k.I=0,95.1320=1254 A I=1156 A. Lựa chọn kiểm tra ATM: áptômát là thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức năng bảo vệ ngắn mạch và quá tải, khả năng làm việc chắc chắn, an toàn, tự động hoá cao, đóng cắt đồng thời được cả 3 pha. + Chọn áptômát tổng và áptômát nhánh: -Điện áp định mức: UđmAU đm.m =0,38 kV. - Dũng điện định mức: I I= . + Trạm B1: S = 800 (kVA), I=1580,12 (A). B2: S = 630 (kVA), I=1244,34 (A.) B3: S = 500 (kVA), I=987,57 (A). B4: S = 400 (kVA), I=790,05 (A). -Số lượng ATM: + Với trạm 2 MBA thỡ ta đặt 2 tủ ATM tổng, 2 tủ ATM nhỏnh, và 1 tủ ATM phõn đoạn. + Mỗi tủ ATM đặt 2 ATM. ATM được chọn theo dũng làm việc lõu dài: Kết quả lựa chọn áptômát tổng và áptômát phân đoạn: Tên trạm Loại Số luợng U(V) I(A) I(kA) Số cực B1 M16 3 690 1600 40 3 B2 M12 3 690 1250 40 3 B3 M10 3 690 1000 40 3 B4 M08 3 690 800 40 3 *Đối với áptômát nhánh: -Điện áp định mức: UđmAU đm.m =0,38 kV. - Dũng điện định mức: I I= . Kết quả chọn ATM nhánh loại 4 cực do Merlin Gerin chế tạo: TT Tên phân xưởng Sttpx (kVA) Itt(A) Loại U (V) Số lượng Iđm(A) IcắtN (kA) 1 Kho củ cải đường 398,88 606.03 NS630L 690 1 630 50 2 Phân xưởng thỏi và nấu củ cải đường 661,4 502.45 NS630L 690 2 630 50 3 Bộ phận cô đặc 440,97 335 NS400L 690 2 400 50 4 Phân xưởng tinh chế 720,06 547.1 NS630L 690 2 630 50 5 Kho thành phẩm 172,9 262.8 NS400L 690 1 400 50 6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 227,22 345.22 NS400L 690 1 400 50 7 Trạm bơm 533,64 405.39 NS630L 690 2 630 50 8 Kho than 386,6 587.3 NS630L 690 1 630 50 * Chọn và kiểm tra cáp: -Theo phần trước đó chọn được loại cáp đồng 3 lừi, cỏch điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hóng FURUKAWA chế tạo, cỏp được đặt trong hầm cáp. Đường cáp F, 1 lừi mm2 Hình dạng Icp, 250C A IN, 1s kA Uđm, kV TBATG - Bi 50 Vặn xoắn 110 2,28 35 + Ta kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: -Trong đó: _ hệ số nhiệt độ, = 6 (do cáp là cáp đồng). tqđ_ thời gian quy đổi, s + Ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện được coi là ngắn mạch xa nguồn: do đó, thời gian quy đổi lấy bằng thời gian tồn tại ngắn mạch,t=0.5s. + Ta chỉ cần kiểm tra tuyến cáp nào có dòng ngắn mạch lớn nhất. Tuyến cáp TPPTT – B3 có dòng ngắn mạch lớn nhất IN1 = 2,048 kA. = Tra bảng ta tìm được t=0,4 (s). =6.2,048.=7,77 mm. Cáp chọn là hợp lí. +Vì chiều dài cáp là ngắn nên không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp. Sơ đồ nguyên lí mạng cao áp toàn nhà máy CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ I.Một số yêu cầu đối với mạng điện phân xưởng. + Sơ đồ cung cấp điện cho các thiết bị trong phân xưởng phụ thuộc vào công suất thiết bị, số lượng và phân bố chúng trong mặt bằng phân xưởng và nhiều yếu tố khác. + Sơ đồ cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Đảm bảo độ tin cậy. - Thuận tiện cho lắp rỏp vận hành. - Có các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật tối ưu. - Cho phép dùng các phương pháp lắp đặt công nghiệp hoá nhanh. II.Các hình thức đi dây từ TBAPX về phân xưởng. Mạng điện phân xưởng gồm hai loại sơ đồ chính sau: + Sơ đồ hỡnh tia: - Nối dõy rừ ràng. - Độ tin cậy cao. - Các phụ tải ít ảnh hưởng lẫn nhau. - Dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hoá. - Dễ vận hành bảo quản. - Vốn đầu tư lớn. + Sơ đồ đường dây trục chính: - Vốn đầu tư thấp. - Lắp đặt nhanh. - Độ tin cậy không cao. - Dũng ngắn mạch lớn. - Thực hiện bảo vệ và tự động hoá khó. Ta dùng hỗn hợp hai loại sơ đồ để cung cấp điện cho phân xưởng. + Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ, trong phân xưởng đặt 1 tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp về cấp điện cho 5 tủ động lực đặt rải rác cạnh tường phân xưởng và mộ tủ chiếu sáng. Mỗi tủ động lực cấp điện cho 1 nhóm phụ tải. - Đặt tại tủ phân phối của trạm biến áp một ATM đầu nguồn, từ đây dẫn điện về phân xưởng bằng đường dây cáp ngầm. - Tủ phân phối của xưởng đặt 1 ATM tổng đầu vào và 6 ATM nhánh đầu ra cấp điện cho các tủ động lực và tủ chiếu sáng. - Tủ động lực được cấp điện bằng đường cáp hỡnh tia, đầu vào đặt ATM bảo vệ, các nhánh ra đặt ATM. - Trong 1 nhúm phụ tải, cỏc phụ tải cú cụng suất lớn thỡ được cấp bằng đường hỡnh tia, cũn cỏc phụ tải cụng suất nhỏ thỡ cú thể gộp thành nhúm và được cung cấp bằng đường dây cáp chính. III.Chọn thiết bị cho tủ phân phối và tủ động lực. 1. Tủ phõn phối + Tủ phân phối của phân xưởng được đặt 1 ATM tổng và 6 ATM nhánh, chọn loại tủ có một mặt thao tác do hóng SAREL của Phỏp chế tạo. + Chọn ATM tổng: như trên ta chọn ATM kiểu hộp loại NS400L do Merlin Gerin chế tạo, có các thông số sau: Tủ động lực Itt (A) Loại Uđm V Iđm A Icắt kV Số cực áptômát Tổng 345.22 NS400L 690 400 50 4 + Chọn ATM nhánh: ta chọn theo các điều kiện của ATM: *Ta chọn ATM kiểu hộp, dóy C do Merlin Gerin chế tạo, ta được bảng sau đây: Tủ động lực Itt (A) Loại Uđm V Iđm A Icắt kV Số cực TPP-TĐL1 72.1 NC100H 440 100 6 4 TPP-TĐL2 75.03 NC100H 440 100 6 4 TPP-TĐL3 136.74 NS225E 500 225 7,5 4 TPP-TĐL4 70.16 NC100H 440 100 6 4 TPP-TĐL5 19.02 C60N 440 63 10 4 TPP-TĐL6 48.9 C60N 440 63 10 4 Tủ chiếu sỏng 4 + Các tủ động lực cũng được chọn loại 1 mặt thao tác, do đó để đảm bảo nguyên tắc chung các tủ được áp sát vào tường. 2. Tủ động lực Chọn tủ động lực đầu vào có đặt ATM và có số lượng đầu ra theo số thiết bị trong nhóm, tủ có một mặt thao tác do SIMENS chế tạo theo đơn đặt hàng. Chọn ATM cho đầu ra của tủ động lực theo điều kiện sau: 3. Chọn cáp cho mạng phân xưởng: Cáp được chọn từ TBA B4 đến phân xưởng SCCK đó chọn là cáp đồng hạ áp, cách điện PVC do LENS chế tạo 3(1*240)+240. Cáp được chọn phải thoả món điều kiện: + Phỏt núng. + Tổn thất điện áp. + Tiết diện phải phự hợp với cỏc thiết bị bảo vệ chỳng. Vỡ ở đây chiều dài cáp không lớn lắm nên ta có thể bỏ qua điều kiện tổn thất điện áp cho phép. a).Chọn cáp từ TBA B4 đến tủ phân phối của phân xưởng SCCK: Cáp từ trạm biến áp B4 về TPP là cáp đồng hạ áp 1 lõi, cách điện PVC do hãng LENS sản xuất, loại 3(1*240)+95; có I= 501 A. + Kiểm tra cáp được bảo vệ bằng ATM: Trong đó: - khc_ hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp và số đường cáp đặt song song. - Ikđ_ dũng khởi động của bộ phận cắt mạch điện. - _ đối với khởi động nhiệt. - _ đối với khởi động điện từ. Dũng Ikđ được chọn theo dũng khởi động nhiệt, . Để an toàn người ta thường lấy Ikđ.nhiệt =1,25.Iđm.ATM và . *Cáp được bảo vệ bằng ATM kiểu hộp do Merlin Gerin chế tạo loại NS400L: Tủ động lực Itt (A) Loại Uđm V Iđm A Icắt kV Số cực áptômát Tổng 345.22 NS400L 690 400 50 4 Do đó : I=501 (A)==333.33 (A). *Vậy cáp đó chọn thoả món. b) Chọn cáp từ TPP đến TĐL Đường cáp đi trong rónh nằm dọc tường phía trong và bên cạnh lối đi lại của phân xưởng. + Chọn cáp từ TPP đến TĐL1: cáp đi từng tuyến đi riêng, có khc = 1. Cáp được bảo vệ bằng lo¹i NC100H do Merlin Gerin chế tạo có Iđm = 100A . Để an toàn ta chọn: Ikđ.nhiệt = 1,25.Iđm.ATM và I==83.33 (A). Chọn cáp đồng 4 lừi 4G16 cú Icp = 100A *) Chọn cáp tương tự cho các tuyến khác ta được kết quả ghi lại trong bảng sau: Tuyến cỏp Itt (A) I/1,5 Fcỏp mm2 Icp A TPP - TĐL1 72.1 83.33 4G16 100 TPP - TĐL2 75.03 83.33 4G16 100 TPP - TĐL3 136.74 187,5 4G50 192 TPP - TĐL4 70.16 83.33 4G16 100 TPP - TĐL5 19.02 52.5 4G6 54 TPP - TĐL6 48.9 52.5 4G6 54 *Tính ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng để kiểm tra ATM và cáp đó chọn: Khi tính ngắn mạch phía hạ áp ta xem MBA B3 là nguồn (được nối với hệ thống vô cùng lớn) vỡ vậy điện áp trên thanh cái cao áp của trạm được coi là không đổi khi ngắn mạch, ta có: IN = I'' = . Giả thiết này cú thể làm cho dũng ngắn mạch tính toán sẽ lớn hơn thực tế nhiều bởi rất khó có thể giữ được điện áp trên thanh của TBAPX không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch sau MBA. Song với dũng ngắn mạch tớnh toỏn này thỡ cỏc thiết bị lựa chọn thoả món điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt thỡ chỳng hoàn toàn cú thể làm việc tốt trong điều kiện thực tế. Để giảm nhẹ khối lượng tính toán, ở đây ta 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 cũn nghi vấn, việc tớnh toỏn cũng tiến hành tương tự. Sơ đồ nguyên lý thay thế cho sơ đồ đi dây từ trạm biến áp phân xưởng B3 cấp điện cho PX.SCCK. Phân xưởng SCCK nhận điện từ thanh góp (TG1) của trạm B3. A1 nối giữa MBA và TG1. A2 đặt ở đầu và cuối cáp C1 nối thanh gúp TG1 với thanh gúp TG2. TG2 đặt trong tủ phân phối của PX.SCCK. A3 là ATM đặt ở đầu và cuối đường cáp C2 nhận điện từ TPP cấp cho TĐL. Tủ ĐL có dũng cụng suất lớn nhất nờn khả năng xảy ra sự cố nặng nề nhất. + Sơ đồ nguyên lý: + Sơ đồ thay thế: +) Thông số của sơ đồ thay thế: MBA 750kVA điện trở và điện kháng của MBA R===3,31 (m). X=== 11,43 (m). + Thanh góp trạm biến áp phân xưởng TG1: *Kích thước 60 8 mm mỗi pha là một thanh, *Chiều dài của thanh gúp l = 1,2 (m). *Khoảng cỏch trung bỡnh hỡnh học là D = 300 (mm). Tra bảng ta tìm được các thông số sau: r=0,042 (m/m) R=0,042.1,2=0,05 (m). x=0,189 (m/m) X=0,189.1,2=0,227 (m). + Thanh gúp trong tủ phõn phối: Lựa chọn theo điều kiện: k.II=798,69 A. Chọn thanh cái đồng có kích thước 505 mm, mỗi pha 1 thanh cái, có dòng điện I=860 (A). *Chiều dài của thanh góp l = 1,2 (m). *Khoảng cách trung bình hình học là D = 300 (mm). Tra bảng ta tìm được các thông số sau: r=0,08 (m/m)R=0,042.1,2=0,05 (m). x=0,2 (m/m) X=0,189.1,2=0,227 (m). + Điện trở và điện kháng của áptômat : *áptômat của trạm biến áp phân xưởng B4 loại M08(A2) R= 0,064 (m), X= 0,078 (m),R=0,23 (m). *áptômat của tủ phân phối loại NS400L. R= 0,064 (m), X= 0,078 (m),R=0,23 (m). *áptômat của tủ động lực loại NS225E(A ): R= 0,064 (m), X= 0,078 (m),R=0,23 (m) . + Cáp từ TG1 đến TPP của PX.SCCK: 3(1*240)+95, với chiều dài L1 = 150 (m), cú thụng số: r=0,0754 (/Km)R=0,0754.150=11.31 (m). x=0,049 (/Km) X=0,0049.150=7,2 (m). + Đoạn cáp thứ 2: 4G50_C2, với chiều dài L2 = 50 m: r=0,37(/Km)R=0,37. 50=18,5 (m). x=0,063 (/Km) X=0,063. 50=3,15 (m). *) Tính toán ngắn mạch các thiết bị đó chọn: Tính toán ngắn mạch tại điểm N1: =3,31+0,064+0,05+2*0,1+2*0,23+2*11.31=26.704 (m). =11,53+0,078+0,227+2*0,085+3,15=15,055 (m). Z===30.65 (m). I= ==7.53 (kA). i= .1,8. I=.1,8.7,53 = 19.16 (kA). *Kiểm tra ATM Loại: M08 có IcắtN = 40kA. NS400L có IcắtN = 50 kA > 19.16 (kA). Vậy cỏc ATM vừa chọn thoả món điều kiện ổn định động. *Kiểm tra cáp tiết diện 3(1*240)+95 từ trạm biến áp B4 về phân xưởng sửa chữa cơ khí : Tiết diện ổn định nhiệt của cáp: F=6.12,14. =46,07 (mm) Vậy chọn cỏp 3(1*240)+95 là thoả món. Tính toán ngắn mạch tại điểm N2: R= R+2*R+2*R+R+R = 12,574+2*0,36+2*0,6+0,096+18,5=33,09 (m). X= X+2*X+X+X = 15,055+2*0,28+0,24+3,15= 19 (m). Z===38,16 (m). = ==6,05 (kA). i= .1,8. I=.1,8.6,05 = 15,4 (kA). *Kiểm tra ATM NS400E, cú IcắtN = 7,5kA > 6,05 (kA). Vậy ATM thoả món điều kiện động. Kiểm tra cáp 4G50: tiết diện ổn định của cỏp: F=6.6,05. =22,96 (mm). Vậy chọn cỏp 4G50 là hợp lý. c) Chọn cáp từ tủ động lực đến từng thiết bị Điều kiện chọn: Trong đó: khc_ hệ số hiệu chỉnh tính đến số tuyến cáp đi trong cùng một hầm, đi 7 tuyến nên khc = 0,7. Ikđ.nhiệt = 1,25.IđmATM *) Ta chọn cáp và ATM đến Búa hơi để rèn Itt = 46,74(A). nờn ta chọn ATM cú dũng định mức: Iđm = 100A, Ikđ = 1,25.100 = 125(A). Theo điều kiện chọn ATM thỡ: Nờn ta chọn cáp đồng 4 lừi cỏch điện PVC do LENS chế tạo, cú Icp = 144(A), ATM là C100E do Merlin Gerin chế tạo. Tương tự thế, ta chọn cáp và ATM cho các thiết bị trong phân xưởng như bảng sau: STT Tên Máy Số trên bản vẽ Phụ tải Dây dẫn áptômát Pđm (kW) I (A) Tiết diện I (A) Mã hiệu I (A) I/1,5 (A) Nhóm I 1 Búa hơi để rèn 1 10 25,32 4G4 42 V40H 40 36,33 2 Lò rèn 3 4,5 11,4 4G1,5 23 V40H 40 36,33 3 Búa hơi để rèn 1 10 25,32 4G4 42 V40H 40 36,33 4 Quạt lò 5 2,8 7,09 4G1,5 23 V40H 40 36,33 5 Quạt thông gío 6 2,5 6,33 4G1,5 23 V40H 20 16,67 6 Máy mài sắc 12 3,2 8,1 4G1,5 23 V40H 20 16,67 Nhóm II 1 Búa hơi để rèn 2 28 70,9 4G10 75 NS100L 80 66,67 2 Máy biến áp 17 2,3 5,57 4G1,5 23 DPNa 6 5 3 Búa hơi để rèn 2 28 70,9 4G10 75 NS100L 80 66,67 4 Máy biến áp 17 2,3 5,57 4G1,5 23 DPNa 6 5 5 Lò rèn 3 4,5 11,39 4G1,5 23 V40H 15 12,5 6 Máy ép ma sát 8 10 25,32 4G1,5 23 V40H 25 20,86 7 Lò điện 9 15 37,97 4G4 42 V40H 40 36,33 8 Quạt ly tâm 13 7 17,72 4G1,5 23 V40H 20 16,67 9 Dầm treo có palăng điện 11 2.42 6,13 4G1,5 23 DPNa 6 5 Nhóm III 1 Lò bằng chạy điện 18 30.0 50,64 4G10 75 NS100L 80 66,67 2 Cầu trục có palăng điện 33 0.65 1,1 4G1,5 23 DPNa 6 5 CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY. I. Đặt vấn đề : Vấn đề sử dụng hợp lí và tiết kiệm điện năng trong các xí nnhiệp công nghiệp có ý nghĩa rất to lớn đối với nên kinh tế vì các xí nhiệp này tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện năng sản suất ra. Hệ số công suất cos là một trong các chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp có sử dụng hợp lí và tiết kiệm điện hay không. Nâng cao hệ số công suất cos là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản xuất,phân phối và sử dụng điện năng. Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q. Công súât tác dụng P là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hóa trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh công. Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát và hộ tiêu dùng điện là một quá trình dao động. Mỗi chu kì của dòng điện Q đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong 1/2 chu kì của dòng điện bằng 0. Việc tạo ra công suất phản kháng không đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay máy phát điện. Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ dùng điện không nhất thiêt phải là nguồn. Vì vậy để tránh truyền tải một lợng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các máy sinh công suất phản khángQ(tụ điện,máy bù đồng bộ,…..)để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm như vậy được 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 cos của mạng được nâng cao, giữa P,Q và góc có quan hệ sau: =arctg Khi lượng P không đổi,nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống, do đó góc giảm, kết quả là cos tăng lên. Hệ số công suất cos được nâng lên sẽ đạt đến các hiệu quả sau: Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện. Tăng khả năng truyền tải của đương dây và máy biến áp. tăng khả năng phát của máy phát điện. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos: *Nâng cao hệ số cos tự nhiên: là tìm các biện pháp để tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lí hóa quá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế các động cơ thờng xuyên chạy non tải bằng các động cơ có công suất hợp lí hơn … Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên rất có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không cần phải đặt thêm thiết bị bù. Nâng cao hệ số công suất cos bằng biện pháp bù công suất phản kháng. Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu của chúng, nhờ vậy sẽ giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của chúng. II.Chọn thiết bị bù: Để bù công suất phản kháng cho các hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích thích…ở đây ta lưa chọn các tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ điện có ưu điểm là tiêu thụ ít công suất tác dụng, không có phần quay như máy bù đồng bộ nên lắp ráp, vận hành và bảo quản dễ dàng. Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tùy theo sự phát triển của phụ taitrong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao và không phỉa bỏ vốn đầu tư ngay một lúc. Tuy nhiên, tụ điện cũng có một số nhược điểm nhất định. Trong thực tế với các nhà máy,xí nghiệp có công suất thật lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suất. Vị trí đặt các thiết bị bù ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả bù. Các bộ tụ điện bù có thể đặt ở TPPTT, thanh cái cao áp, hạ áp cuẩ TBAPP, tại các tủ phân phối, tủ động lực hoặc tại đầu cực của phủ tải lớn. Để xác định chính xác vị trí và dung lượng bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng phương án đặt bù cho một hệ thống cung cấp điện cụ thể. Song theo kinh nghiệm thực tế, trong trường hợp công suất và dung lượng bù công suất phản kháng của các nhà máy, thiết bị bù không thật lớn có thể phân bố dung lượng bù cần thiết đặt tại thanh cái hạ áp của các TBAPX đẻ giảm nhẹ vống đầu tư và thuận lợi cho quản lí và vận hành. III. Xác định và phân bố dung lượng bù: 1. Xác định dung lượng bù: Dung lương bù cần thiết cho nhà máy được xác định theo công thức sau đây: Q=P(tg - tg). Trong đó : P-phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy. -góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù,cos=0,777 + - góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù,cos=0,95. +-hệ số xét tới khả năng nâng cao cos bằng những biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù, =0,91, lấy =1. Với nhà máy đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần đặt: Q=P(tg - tg).=2317,26.(0,81-0,329).1 =1114,6 (kVAr). 2. Phân bố dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng: - Sơ đồ nguyên lý đặt thiết bị bù : 35KV TPPTT QbS Cáp BAPXi 0,4KV Pi+JQi Qbi - Sơ đồ thay thế . 35KV 0,4KV RCi RBi (Qi - Qbi) QbS Tính dung lượng bù cho từng mạch : Công thức: phân phối dung lượng bù cho một nhánh của mạng hình tia. ( KVAR ) Trong đó: + Qi : công suất phản kháng tiêu thụ của nhánh i (KVAR). + QXN : công suất phản kháng toàn xí nghiệp (KVAR). + Qbå : công suất phản kháng bù tổng (KVAR). Điện trở tương đương của toàn mạng : Trong đó : + Ri = (RB.i +RC.i): Điện trở tương đương của nhánh thứ i . ( W ) + RC.i : điện trở cáp của nhánh thứ i. ( W ). + : điện trở của máy biến áp phân xưởng . Điện trở tương đương của nhánh BATT- B1: (ĐD kép) Điện trở các nhánh khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng Bảng 5-3 Tên nhánh RCi, W RBi, W Ri = (RCi + RBi) W BATT-B1 0,123 20,1 20,223 BATT-B2 0,048 12,65 12,698 BATT-B3 0,02 17,15 17,17 BATT-B4 0,049 12,65 12,699 Từ công thức: Thay các giá trị vào ta có điện trở tương đương: Sơ đồ thay thế mạng cao áp xí nghiệp dùng để tính toán công suất bù tại thanh cái hạ áp các trạm biến áp PX. Tính công suất bù Qb1 cho nhánh BATT-B1. * Theo công thức: =199,15 (kVAr). Tớnh tương tự công suất bù cho các nhánh khác,kết quả ghi trong bảng sau: Bảng 5-4 Tờn nhỏnh Qi, kVAR QXN, kVAR Qbå, kVAR Qb.i, kVAR TPPTT-B1 428,4 2344,36 1114,6 199,15 TPPTT -B2 668,4 2344,36 1114,6 303,29 TPPTT -B3 589,05 2344,36 1114,6 319,03 TPPTT -B4 658,51 2344,36 1114,6 293,43 * Chọn kiểu loại và dung lượng tụ . Căn cứ vào kết quả trên chọn tụ bù do DAE YEONG chế tạo,trong tủ có đặt các bóng đèn làm điện trở phóng điện. Chọn loại tụ LE-3H100K5T và DLE-3H125K5T, cụng suất mỗi bộ là 100 kVAr và 125 kVAr đấu song song. Bảng chọn Tụ bù đặt tại các trạm biến áp phân xưởng Vị trớ đặt Loại tụ Q (kVAr) Số bộ Tổng Qb, (kVAr) Qb yờu cầu (kVAr) B1 DLE-4D125 K5T 100 2 200 199,15 B2 DLE-4D125 K5T 100 3 300 303,29 B3 DLE-4D125 K5T 125 3 375 319,03 B4 DLE-4D125 K5T 100 3 300 293,43 * Cos của nhà máy sau khi đặt bù: Tổng công suất của các tụ bù Q=1175 (kVAr). -Lượng công suất truyền lưới: Q= Q- Q= 1875,49-1175=700,49 (kVAr). - Hệ số cụng suất phản khỏng của nhà mỏy: tg===0,302. Cos =0,957. Kết luận: Sau khi lắp đặt bù cho lưới hạ áp của nhà mỏy, hệ số Cos của nhà máy đó đạt yêu cầu của EVN. -Sơ đồ lắp đặt tụ bù trong trạm đặt 2 máy. â Tủ áptomat Tủ bự cosj Tủ bự cosj Tủ aptomat tổng Tủ phân phối cho các phân xưởng Tủ aptomat phân đoạn Tủ phân phối cho các phân xưởng CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỬA CƠ KHÍ I.Đặt vấn đề: Trong cỏc nhà mỏy ,xớ nghiệp cụng nghiệp hệ thống chiếu sỏng cú vai trũ quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm,nâng cao năng suất lao động ,an toàn trong sản xuất và sức khỏe của người lao động.Nếu ánh sáng không đủ ,người lao động sẽ phải làm việc trong trạng thái căng thẳng,hại mắt và ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe, kết quả là hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kĩ thuật và năng suất lao động thấp ,thậm chí cũn gõy tai nạn trong khi làm việc.Cũng vỡ vậy hệ thống chiếu sỏng phải đảm bảo các yêu cầu sau: -Khụng bị lúa mắt -Khụng bị lúa mắt do phản xạ -Khụng tạo ra những khoảng tối bởi những vật bị che khuất những khoảng tối -Phải có độ rơi đồng 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 chiếu sáng chung Hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sữa chữa Cơ Khí sẽ dùng bóng đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam. Phõn xưởng sữa chữa cơ khí có diện tớch:1300 m. Nguồn điện sử dụng :USB=220 V lấy từ tủ chiếu sáng. Độ rọi yêu cầu:E=30 lux Hệ số dữ trữ:k=1,3 Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: H=h-h-h= 4,5-0,7-0,8= 3 m. Trong đó: h-chiều cao của phân xưởng (tính từ trần của phân xưởng),h=4,5. h-Khoảng cách từ trần đến đèn,h=0,7m. h-Chiều cao từ nền phân xưởng đến mặt công tác, h=0,8 m. Hệ số phản xạ của tường: =30%. Hệ số phản xạ của trần: =50%. -Sơ đồ minh họa tính chiều cao của phân xưởng: -Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng SCCK ở đây sẽ áp dụng phương pháp hệ số sử dụng Cụng thức tớnh toỏn: F= Trong đó : F- quang thông của khối bóng đèn(lumen). E- độ rọi yêu cầu(lux). S- diện tớch cần chiếu sỏng(m). k- hệ số dữ trữ. k- hệ số sử dụng. n- số bóng đèn có trong hệ thống chiếu sáng chung. Z- hệ số phụ thuộc vào loại đèn và tỉ số L/H,thường lấy Z= 0.81,4 *Các hệ số được tra tại bảng:5.1 ; 5.2; 5.3; 5.5 – trang 134-135 và PL VIII.1TL.1 Tra bảng 5.1 tỡm được L/H=1.8 L=1,8, H=1,8.3=5,4 m, căn cứ vào bề rộng phũng chọn L=5 m Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng ta sẽ bố trí đèn như sau: Vỡ dóy nhà cú chiều rộng:20m và chiều dài :65m nờn bố trớ 4 dóy búng,cỏch nhau 5m,cỏch tường 2,5m;mỗi dóy gồm 12 búng đèn,tổng cộng 48 bóng.Cộng thêm 1 dóy 6 búng chiếu cho sinh hoạt và kho -Chỉ số của phũng: Theo đầu bài ta có:5. Với a,b-chiều rộng và chiều dài của phân xưởng. Với hệ số phản xạ của tường 30% và của trần là 50%, tra bảng ta được hệ số sử dụng :k=0,48 . Lấy hệ số dữ trữ k=1,3, hệ số tớnh toỏn Z=1,1 .Quang thông của bóng đèn: F===2234,38 (Lumen). Chọn bóng đèn sợi đốt công suất P=200 (W) cú quang thụng : F=2528 (lumen). -Ngoài chiếu sỏng trong phũng sản xuất cũn đặt thêm 6 bóng đèn 100W cho 2 phũng sinh hoạt, 2 kho, 1 lối đi và 1 buồng thông gió. -Tổng công suất chiếu sáng của toàn phân xưởng: P=n. P=44 búng 200 W+6 búng 100 W = (kW). 6.3- Thiết kế mạng điện chiếu sáng: Ta đặt riêng 1 tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào,lấy điện từ tủ chiếu sáng phân xưởng. Tủ gồm 1 áptômát tổng 3 pha và 13 áptômát nhánh 1 pha,12 áptômát nhánh cấp cho 4 bóng đèn,1 áptômat cấp cho dóy 6 búng . + Chọn cỏp từ tủ phân phối phân xưởng tới tủ chiếu sáng: Chọn cáp theo các điều kiện phát nóng cho phép: n.khc.Icp Itt===15,5 A. Trong đó: Itt_ dũng điện tính toán của hệ thống chiếu sáng chung, A. Icp_ dũng điện cho phép ứng với từng loại dây, A. khc_ hệ số hiệu chỉnh lấy = 1. n_ số cỏp song song trong cựng một rónh,. Chọn cỏp 4G2,5 do hóng Lens chế tạo,cú I=41 A. + Chọn ATM tổng: Chọn ATM theo điệu kiện sau: -Điện áp định mức: Uđm.ATM Uđm.m= 0,38kVv -Dũng điện định mức: IdmA Itt=== A Chọn ATM loại C60N do hóng Merin Gerin chế tạo cú cỏc thụng số sau: U=440 V I =20 A I =6 kA. Số cực: 4. *Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bảo vệ, khi bảo vệ bằng aptomat: I== 16,67 (A). Chọn cáp 4G2,5 cách điện PVC của LENS có Icp = 41 A hợp lí. + Chọn aptomat nhỏnh: -Chọn cho dóy 4 búng: Điện áp định mức: UđmA Uđm.m = 0,22kV. Dũng điện định mức: I ==3,64 (A). Chọn aptomat loại V40H do hóng Merin Gerin chế tạo cú cỏc thụng số sau: U=440 V ; I =10 A ; I =10 kA ; loại 2 cực. Chọn aptomat nhỏnh cho dãy 6 bóng ( P =100W) : UđmA Uđm.m = 0,22kV. I ==2,73 (A). Chọn aptomat loại V40H do hóng Merin Gerin chế tạo cú cỏc thụng số sau: U=440 V ; I =10 A ; I =10 kA ; loại 2 cực. + Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn: Chọn cỏp theo cỏc điều kiện phát nóng cho phép: khc.Icp Itt k- hệ số hiệu chỉnh, lấy bằng 1. I==8,33 (A). -Chọn loại cáp đồng hai lừi tiết diện 21,5 mm cú I= 37 (A) ,cách điện PVC do hóng LENS chế tạo . Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bảo vệ, khi bảo vệ bằng aptomat: I =37 (A)= =8,33 A. Chọn cáp đồng hai lừi tiết diện cách điện PVC của LENS có Icp = 37A là hợp lý . Sơ đồ nguyên lý mạng chiếu sáng phân xưởng SCCK: