text:
- 99 trang
- Lượt xem: 1187
- Download: 701
Báo cáo tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Chia sẻ: dailyphu
Giới thiệu chung về nhà máy: vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm công nghệ; đặc điểm và phân bố của phụ tải; phân loại phụ tải điện… . Nội dung tính toán, thiết kế, các tài liệu tham khảo…. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy
Thể loại:Luận Văn - Báo Cáo » Điện - Điện tử - Viễn Thông
Chủ đề liên quan:
Nội dung Text: Báo cáo tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống cung cấp điện
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1. Mở đầu:
1.1. Giới thiệu chung về nhà máy: vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm công nghệ; đặc điểm
và phân bố của phụ tải; phân loại phụ tải điện…
1.2. Nội dung tính toán, thiết kế, các tài liệu tham khảo…
2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy
3. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
3.1. Lựa chọn cấp điện áp truyền tải điện từ hệ thống điện về nhà máy.
3.2. Lựa chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt trạm biến áp trung gian (trạm biến áp
chính) hoặc trạm phân phối trung tâm.
3.3. Lựa chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng
3.4. Lập và lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy
3.5. Thiết kế chi tiết HTCCĐ theo sơ đồ đã lựa chọn
4. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí
5. Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao cos cho nhà máy
6. Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí.
CÁC BẢN VẼ TRÊN KHỔ GIẤY A0
1. Sơ đồ nguyên lý HTCCĐ toàn nhà máy (mạng điện cao áp).
2. Sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp của phân xưởng Sửa chữa cơ khí.
CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY
1. Điện áp: tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nhà máy đến TBA khu
vực (hệ thống điện).
2. Công suất của nguồn điện: vô cùng lớn.
3. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của TBA khu vực: 250MVA.
4. Đường dây nối từ TBA khu vực về nhà máy dùng loại dây AC hoặc cáp XLPE.
5. Khoảng cách từ TBA khu vực đến nhà máy: 15 km
6. Nhà máy làm việc 3 ca.
Ngày nhận đề: Tháng năm
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Nhà máy số 8 Từ hệ thống điện đến
6 1
9
2 8
5
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Nhà máy công cơ khí công nghiệp địa phương (mặt bằng nhà máy số 8).
SỐ TRÊN CÔNG SUẤT ĐẶT
TÊN PHÂN XƯỞNG
MẶT BẰNG ( kW )
1 Phân xưởng cơ khí chính 1200
2 Phân xưởng lắp ráp 800
3 Phân xưởng sửa chữa cơ khí
4 Phân xưởng rèn 600
5 Phân xưởng đúc 400
6 Bộ phận nén ép 450
7 Phân xưởng kết cấu kim loại 230
8 Văn phòng và phòng thiết kế 80
9 Trạm bơm 130
10 Chiếu sáng phân xưởng
Phụ tải điện nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương
Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa cơ khí (Bản vẽ số 2).
2
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
TT Tên thiết bị Số Nhãn PĐM (kW)
lượng hiệu 1 Máy Toàn bộ
1 2 3 4 5 6
Bộ phận máy
1 Máy tiện ren 1 1616 4,5 4,5
2 Máy tiện tự động 3 TD-IM 5,1 15,3
3 Máy tiện tự động 2 2A-62 14,0 28,0
4 Máy tiện tự động 2 1615M 5,6 11,2
5 Máy tiện tự động 1 1615M 2,2 2,2
6 Máy tiên Revon ve 1 IA-I8 1,7 1,7
7 Máy phay vạn năng 2 678M 3,4 6,8
8 Máy phay ngang 1 678M 1,8 1,8
9 Máy phay đứng 2- 6H82 14,0 28,0
10 Máy phay đứng 1 6H-12R 7,0 7,0
11 Máy mài 1 - 2,2 2,2
12 Máy bàp ngang 2 7A35 9,0 18,0
13 Máy xọc 3 S3A 8,4 25,2
14 Máy xọc 1 7417 2,8 2,8
15 Máy khoan vạn năng 1 A135 4,5 4,5
16 Máy doa ngang 1 2613 4,5 4,5
17 Máy khoan hướng tâm 1 4522 1,7 1,7
18 Máy mài phẳng 2 CK-371 9,0 18,0
19 Máy mài tròn 1 3153M 5,6 5,6
20 Máy mài trong 1 3A24 2,8 2,8
21 Máy mài dao cắt gọt 1 3628 2,8 2,80
22 Máy mài sắc vạn năng 1 3A-64 0,65 0,65
23 Máy khoan bàn 2 HC-12A 0,65 1,30
24 Máy ép kiểu truc khuỷu 1 K113 1,70 1,70
25 Tấm cữ (đánh dấu) 1 - - -
26 Tấm kiểm tra 1 - - -
3
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
27 Máy mài phá 1 3M364 3,00 3,00
28 Cưa tay 1 - 1,35 1,35
29 Cưa máy 1 872 1,70 1,70
30 Bàn thợ nguội 7 - - -
Bộ phận nhiệt luyện
31 Lò điện kiểu buồng 1 H-30 30 30
32 Lò điện kiểu đứng 1 S-25 25 25
33 Lò điện kiểu bể 1 B-20 30 30
34 Bể điện phân 1 PB21 10 10
35 Thiết bị phun cát 1 331 - -
36 Thùng xói rửa 1 - - -
37 Thùng tôi 1 - - -
38 Máy nén 2 - - -
39 Tấm kiểm tra 1 - - -
40 Tủ điều khiển lò điện 1 - - -
41 Bể tôi 1 - - -
42 Bể chứa 1 - - -
Bộ phận sữa chữa
43 Máy tiện ren 2 IK620 10,0 20,0
44 Máy tiện ren 1 1A-62 7,0 7,0
45 Máy tiện ren 1 1616 4,5 4,5
46 Máy phay ngang 1 6P80G 2,8 2,8
47 Máy phay vạn năng 1 678 2,8 2,8
48 Máy phay răng 1 5D32 2,8 2,8
49 Máy xọc 1 7417 2,8 2,8
50 Máy bào ngang 2 - 7,6 15,2
51 Máy mài tròn 1 - 7,0 7,0
52 Máy khoan đứng 1 - 1,8 1,8
53 Búa khí nén 1 PB-412 10,0 10
54 Quạt 1 - 3,2 3,2
4
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
55 Lò tăng điện 1 - - -
56 Thùng tôi 1 - - -
57 Biên áp hàn 1 CTE24 12,5 12,5
58 Máy mài phá 1 3T-634 3,2 3,2
59 Khoan điện 1 P-54 0,6 0,6
60 Máy cắt 1 872 1,7 1,7
61 Tấm cữ(đánh dấu) 1 - - -
62 Thùng xói rửa 1 - - -
63 Bàn thợ nguội 3 - - -
64 Giá kho 5 - - -
Bộ phận sữa chữa điện
65 Bàn nguội 3 - 0,50 1,50
66 Máy cuốn dây 1 - 0,50 0,50
67 Bàn thí nghiệm 1 - 15,00 15,00
68 Bể tấm có đốt nóng 1 - 4,00 4,00
69 Tủ sấy 1 - 0,85 0,85
70 Khoan bàn 1 HC-12A 0,65 0,65
5
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
MÆt b»ng ph©n x−ëng SCCK - B¶n vÏ sè 2 TØ lÖ 1:10
46 44 43 43 45 36 38 40 27 21
60 39
30
47 35 32 Phßng kiÓm
50 60 Phßng Bé phËn nhiÖt luyÖn tra kü thuËt Bé phËn mμi
thö nghiÖm 41
63 56 31 33
61 59 49 48 51 38 30
34 31 42
Khu l¾p r¸p
58 57
55 64 67 15 7
54 28 11 25
66 Kho
Bé phËn rÌn Kho phô tïng vμ Bé phËn söa ch÷a ®iÖn thμnh Bé phËn khu«n
vËt liÖu 64 phÈm
64 68
62 53 30 24
70 23
63 30
12 12 10 29
8 13
13 13 13 17 20
Bé phËn m¸y c«ng cô
9 7
3 4 16 9
4 14
6
5 5 18 19
2 2 2 1 28
6
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………..8
CHƯƠNG 1:Mở đầu………………………………………………………………9
CHƯƠNG 2:Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng,nhà máy………12
CHƯƠNG 3:Thiết kế mạng cao áp của toàn nhà máy………………………...36
CHƯƠNG 4:Thiết kế mạng hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí…………77
CHƯƠNG 5:Tính toán bù công suất phản kháng……………………………..89
CHƯƠNG 6:Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sửa
chữa cơ khí………………………………………………………….94
7
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa nước nhà hiện nay thì ngành
Công nghiệp Điện năng đã thực sự trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn, và
vai trò của nó đối với các ngành công nghiệp khác ngày càng được khẳng định. Có
thể nói, phát triển công nghiệp, đẩy mạnh công cuộc đổi mới đất nước đã gắn liền
với sự phát triển của ngành công nghiệp Điện năng.
Khi xây dựng một nhà máy mới, một khu công nghiệp mới hay một khu dân
cư mới…thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để
phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó.
Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa, ngành công nghiệp nước ta
đang ngày một khởi sắc, các nhà máy, xí nghiệp không ngừng được xây dựng. Gắn
liền với các công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế và xây dựng.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, cùng với những kiến thức được học tại Trường đại
học Bách Khoa Hà Nội, em đã nhận được đề tài thiết kế môn học : Thiết kế Hệ
Thống Cung Cấp Điện cho Nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương. Đây là một
đề tài thiết kế rất bổ ích, vì thực tế những nhà máy Công nghiệp Địa phương ở nước
ta vẫn còn đang trong giai đoạn phát triển, tìm tòi, hoàn thiện và đi lên.
Trong thời gian làm bài tập dài vừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân,
cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Phan Đăng Khải, em đã
hoàn thành xong bài tập môn học của mình.
Một lần nữa, em xin gửi đến thầy Phan Đăng Khải, cùng các thầy cô giáo
trong bộ môn Hệ Thống Điện lòng biết ơn sâu sắc nhất.
Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2005
Sinh viên
Phạm Năng Văn
8
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
Nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương là nhà máy có 100% vốn đầu tư của
Nhà nước, do địa phương quản lý, có nhiệm vụ sản xuất các loại máy công cụ,
phục vụ cho nhu cầu của địa phương và các vùng lân cận. Toàn bộ khuôn viên
nhà máy rộng gần 20.000 m 2 , nằm ở phía Bắc thành phố Hà Nội. Đây là một
nhà máy lớn với tổng công suất hơn 9000 kW bao gồm 9 phân xưởng, làm việc
3 ca.
Như chúng ta đã biết, ngành cơ khí là một ngành sản xuất hết sức quan trọng,
đóng vai trò then chốt trong nền kinh tế quốc dân.Kinh tế càng phát triển thì nhu
cầu cũng như yêu cầu về chất lượng với các máy móc cơ khí càng tăng.Với
nhiệm vụ là nhà máy chế tạo ra các loại máy công cụ, nhà máy cơ khí số I đóng
vai trò rất quan trọng đối với lĩnh vực sản xuất công nghiệp trong cả nước.Do
tầm quan trọng của nhà máy như vậy, nên khi thiết kế cung cấp điện, nhà máy
được xếp vào hộ tiêu thụ loại I, đòi hỏi độ tin cậy cấp điện cao nhất.Trong phạm
vi nhà máy, các phân xưởng tùy theo vai trò và qui trình công nghệ, được xếp
vào hộ tiêu thụ loại I: các phân xưởng quan trọng nằm trong dây chuyền sản
xuất khép kín, hoặc loại II: các phân xưởng phụ, bộ phận hành chính …
Năng lượng điện cung cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thống lưới điện quốc
gia thông qua trạm biến áp trung gian cách nhà máy 15km.Về phụ tải điện : do
sản xuất theo dây chuyền, nên hệ thống phụ tải của nhà máy phân bố tương đối
tập trung, đa số phụ tải của nhà máy là các động cơ điện, có cấp điện áp chủ yếu
là 0,4 kV; có một số ít thiết bị công suất lớn làm việc ở cấp điện áp 3 kV: lò
nhiệt, các động cơ công suất lớn …Tương ứng với qui trình và tổ chức sản xuất,
thời gian sử dụng công suất cực đại của nhà máy Tmax=5000 giờ.
Trong chiến lược sản xuất và phát triển, nhà máy sẽ thường xuyên nâng cấp,
cải tiến qui trình kỹ thuật, cũng như linh hoạt chuyển sang sản xuất cả các sản
phẩm phù hợp với nhu cầu của nền kinh tế.Do vậy, trong quá trình thiết kế cung
cấp điện, sẽ có sự chú ý đến yếu tố phát triển, mở rộng trong tương lai gần 2-3
năm cũng như 5-10 năm của nhà máy .
Danh sách và công suất lắp đặt của nhà máy cho trong bảng 1.1
9
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Số trên Công suất đặt
Tên phân xưởng
mặt bằng kW
1 Phân xưởng cơ khi chính 1200
2 Phân xưởng lắp ráp 800
3 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán
4 Phân xưởng rèn 600
5 Phân xưởng đúc 400
6 Bộ phận nén ép 450
7 Phân xưởng kết cấu kim loại 230
8 Văn phòng và phòng thiết kế 80
9 Trạm bơm 130
10 Chiếu sáng phân xưởng
Bảng 1.1- Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy
II. NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÍNH.
Hệ thống cung cấp điện hiểu theo nghĩa rộng bao gồm: các khâu phát điện,
truyền tải và phân phối điện năng.Đối với nhà máy đang xét, hệ thống cung cấp
điện hiểu theo nghĩa hẹp là: hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, làm nhiệm
vụ cung cấp điện cho một khu vực nhất định.Nguồn của hệ thống cung cấp này lấy
từ hệ thống lưới điện quốc gia với cấp thích hợp ( thường dùng cấp điện áp từ trung
bình trở xuống : 35 kV, 10kV, 6kV).
Việc thiết kế cung cấp điện với mục tiêu cơ bản là : đảm bảo cho hộ tiêu thụ
có đủ lượng điện năng yêu cầu, với chất lượng điện tốt.Các yêu cầu chính đối với
một hệ thống cung cấp điện được thiết kế bao gồm: độ tin cậy cung cấp điện, chất
lượng điện,an toàn cung cấp điện, kinh tế. Tùy theo qui mô của công trình lớn hay
nhỏ, mà các thiết kế có thể phân ra cụ thể hoặc gộp một số bước với nhau. Mỗi giai
đoạn và vị trí thiết kế lại có các phương án riêng phù hợp .
Đối với nhà máy cơ khí địa phương, các bước thiết kế hệ thống cung cấp
điện gồm:
1.Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy.
2.Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
3.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy :
a) Chọn số lượng, dung lượng và vị trí lắp đặt các trạm biến áp
phân xưởng.
b) Chọn số lượng, dung lượng và vị trí lắp đặt các trạm biến áp
trung gian (Trạm biến áp xí nghiệp ) hoặc trạm phân phối
trung tâm .
c) Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy .
4.Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy.
5.Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí .
10
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
III. CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO.
1. Trường ĐHBK Hà Nội- Bộ môn phát dẫn điện - Giáo trình cung
cấp điện xí nghiệp công nghiệp : năm 1978.
2. Nguyễn Văn Đạm –Phan Đăng Khải : Mạng và hệ thống điện:
1992.
3. Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm : Thiết kế cấp điện : NXB
KHKT 2001.
4. Nguyễn Công Hiền (chủ biên)-Nguyễn Mạnh Hoạch: Hệ thống
cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị và nhà cao tầng: :
NXB KHKT -2001.
11
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
CHƯƠNG II
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC
PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY
§2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ
tải thực tế (biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện.
Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên đến nhiệt độ tương tự
như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo
an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng .
Phụ tải tính toán (PTTT),được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị
trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo
vệ…PTTT còn được dùng để tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn
thất điện áp, lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng…PTTT phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như:công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ
và phương thức vận hành hệ thống…Nếu PTTT xác định được nhỏ hơn phụ tải
thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến cháy
nổ…Ngược lại, các thiết bị được chọn nếu dư thừa công suất sẽ làm ứ đọng vốn
đầu tư, gia tăng tổn thất…Cũng vì vậy, đã có nhiều công trình nghiên cứu về
phương pháp xác định PTTT, song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào
thật hoàn thiện.Những phương pháp có kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối
lượng tính toán và các thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại.Có thể đưa ra
đây một số phương pháp thường sử dụng nhiều hơn cả để xác định PTTT khi quy
hoạch và thiết kế hệ thống cung cấp điện:
1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và
hệ số nhu cầu k nc
P tt = k nc .P đ
Trong đó :
k nc - hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật.
Pđ - công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính
toán có thể xem gần đúng P đ =Pđm (kW).
2.Phương pháp xác định PTTT theo hình dáng của đồ thị phụ tải và
công suất trung bình :
P tt = k hd .P tb
Trong đó:
k hd - hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kĩ thuật .
P tb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW).
12
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
t
∫ P(t)dt A
Ptb = 0
=
t t
3.Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của
đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình :
P tt = Ptb ± βσ
Trong đó :
P tb -công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)
σ -độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình
β -hệ số tán xạ của σ
4.Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực
đại
Ptt = k max .k sd .Pdm
Trong đó :
P đm -công suất định mức của thiết bị hoặc nhóm thiết bị(kW)..
k max -hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ :
k max = f (n hq , k sd )
k sd -hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kĩ thuật .
n hq -số thiết bị dùng điện hiệu quả .
5.Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một
đơn vị sản phẩm:
a .M
Ptt = 0
Tmax
Trong đó :
a 0 -suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/đvsp).
M-số sản phẩm sản xuất được trong một năm.
T max -thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)
Phương pháp này thường được dùng để xác định PTTT cho các XNCN có số
phụ tải ít, sản xuất tương đối ổn định.
6.Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên đơn vị diện
tích:
P tt = p o .F
Trong đó:
po-suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích (W/m 2 ).
F -diện tích bố trí thiết bị (m 2 ).
7.Phương pháp tính trực tiếp.
13
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp :1,5&6 là dựa trên kinh
nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho kết quả gần đúng
.Tuy nhiên, chúng khá đơn giản và tiện lợi.Các phương pháp còn lại xây
dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê, có xét đến nhiều yếu tố .Do đó,
có kết quả chính xác hơn, nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp.
Tùy theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có được về phụ
tải, người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định
PTTT.
Trong bài tập này, với phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta đã biết vị trí,
công suất đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng. Nên khi
tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác
định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Các phân xưởng còn
lại, do chỉ biết diện tích và công suất đặt của nó, nên để xác định phụ tải
động lực của các phân xưởng này, ta áp dụng phương pháp tính theo công
suất đặt và hệ số nhu cầu. Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác
định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất.
§2.2.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG
SỬA CHỮA CƠ KHÍ
Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng sửa chữa số 3 trong sơ đồ mặt
bằng nhà máy. Phân xưởng có diện tích bố trí thiết bị là 75x44(m 2 ). Trong phân
xưởng có 70 thiết bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất
lớn nhất là 30 kW (lò điện), song cũng có những thiết bị có công suất rất nhỏ
(0,5kW). Phần lớn các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, chỉ có máy biến áp hàn
(số 57) là có chế độ ngắn hạn lặp lại. Những đặc điểm này cần được quan tâm khi
phân nhóm phụ tải, xác định PTTT và lựa chọn phương án thiết kế cung cấp điện
cho phân xưởng.
I.Giới thiệu phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình Ptb và
kmax (còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq):
Theo phương pháp này , PTTT được xác định theo biểu thức:
n
P tt = k max .k sd .∑ Pđmi
i =1
Trong đó :
P đmi - công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm .
n - số thiết bị trong nhóm.
k sd - hệ số sử dụng , tra trong sổ tay kĩ thuật.
Nếu k sd sai khác nhau nhiều thì xác định giá trị trung bình :
14
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
n
∑ k sdi .Pdmi
k sd = i =1
n
∑ Pdmi
i =1
k max - hệ số cực đại , tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ:
k max = f (n hq ,k sd )
n hq - số thiết bị dùng điện hiệu quả.
Số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq là số thiết bị có cùng công suất, cùng
chế độ làm việc, gây ra một hiệu quả phát nhiệt (hoặc mức độ hủy hoại cách
điện ) đúng bằng phụ tải thực tế (có công suất và chế độ làm việc khác
nhau…) gây ra trong quá trình làm việc, nhq được xác định bằng biểu thức
tổng quát sau:
n
(∑ Pdmi ) 2
n hq = i =1
n
(làm tròn số)
∑ (Pdmi ) 2
i =1
Trong đó:
P ddi -công suất danh định của thiết bị thứ i trong nhóm .
n -số thiết bị có trong nhóm.
Khi n lớn thì việc xác định nhq theo biểu thức trên khá phức tạp, nên có
thể xác định n hq theo các phương pháp gần đúng, với sai số tính toán nằm
trong khoảng ≤ ±10 %.
P
a.Trường hợp m= dm max ≤ 3 và k sd ≥ 0, 4 thì n hq = n.
Pdm min
Chú ý, nếu trong nhóm có n 1 thiết bị mà tổng công suất của
chúng không lớn hơn 5% tổng công suất của cả nhóm thì :
n hq = n − n 1
Trong đó:
P dd max -công suất danh định của thiết bị có công suất lớn nhất
trong nhóm .
P dd min -công suất danh định của thiết bị có công suất nhỏ nhẩt
trong nhóm.
b.Trường hợp m >3 và k sd ≥ 0, 2
n hq sẽ được xác định theo biểu thức:
n
2.∑ Pddi
n hq = 1
≤n
Pdd max
15
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
c.Khi không áp dụng được các trường hợp trên , việc xác định n hq
phải được tiến hành theo trình tự:
n P
Trước hết tính : n * = 1 P*= 1
n P
Trong đó:
n – số thiết bị trong nhóm.
n 1 - số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất
của thiết bị có công suất lớn nhất.
P và P 1 :tổng công suất của n và n 1 thiết bị.
Sau khi tính được n* và P*, tra sổ tay kĩ thuật ta tìm được:
n hq∗ = f (n ∗ ,P∗ )
Từ đó, tính được nhq theo công thức ;
n hq = n hq∗.n
Khi xác định được phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị
dùng điện hiệu quả nhq, trong một số trường hợp cụ thể có thể dùng các
công thức gần đúng sau:
• Nếu n ≤ 3 và n hq < 4
PTTT được tính theo công thức:
n
P tt = ∑ Pddi
1
• Nếu n>3 và n hq < 4
PTTT được tính theo công thức:
n
P tt = ∑ k pti .Pddi
1
Trong đó :
k pti -hệ số phụ tải của thiết bị thứ i.Nếu không có số liệu chính
xác,hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng như sau:
k pti = 0,9 : đối với thiết bị làm việc dài hạn.
k pti = 0,75 : đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
• Nếu n>300 và k sd ≥ 0,5
PTTT được tính theo công thức:
n
P tt = 1,05.k sd .∑ Pddi
1
• Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (các máy
bơm, quạt nén khí…), PTTT có thể lấy bằng phụ tải
trung bình:
16
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
n
P tt = Ptb = k sd .∑ Pddi
1
• Nếu trong mạng có các thiết bị một pha cần phải phân
phối đều các thiết bị cho ba pha của mạng, trước khi xác
định nhq, phải qui đổi công suất của các phụ tải một pha
về ba pha tương đương:
-Nếu các thiết bị một pha đấu vào điện áp pha:
P qđ = 3.Ppha max
-Nếu các thiết bị một pha đấu vào điện áp dây:
P qđ = 3.Ppha max
• Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế
độ ngắn hạn lặp lại thì phải qui đổi về chế độ dài hạn
trước khi xác định nhq theo công thức:
P qđ = εđm .Pdd
Trong đó:
ε đm -hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lý lịch
máy.
II.Trình tự xác định PTTT theo phương pháp Ptb và Kmax
1.Phân nhóm phụ tải
Trong mỗi phân xưởng, thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm
việc rất khác nhau, muốn xác định PTTT được chính xác cần phải phân nhóm thiết
bị điện. Việc phân nhóm thiết bị điện cần phải tuân theo nguyên tắc sau:
1. Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm đi chiều
dài đường dây hạ áp, nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất
trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng.
2. Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau
để việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn
phương thức cung cấp điện cho nhóm.
3. Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động
lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong cùng
nhóm cũng không nên quá nhiều bởi vì số đầu ra của tủ động lực thường
trong khoảng (8 ÷ 12).
Tuy nhiên, thường thì rất khó thỏa mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do
vậy, người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất.
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên, và căn cứ vào vị
trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng, có thể chia các thiết
bị trong phân xưởng sửa chữa cơ khí thành 6 nhóm. Kết quả phân nhóm phụ tải
điện được trình bày trong bảng 2.1
17
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
KÝ HIỆU P đm (kW)
TT TÊN THIẾT BỊ SỐ
LƯỢNG
TRÊN MẶT
BẰNG 1máy Toàn bộ I đm (A)
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm I
1 Máy tiện ren 1 1 4,5 4,5 11,4
2 Máy tiện tự động 3 2 5,1 15,3 3x12,91
3 Máy tiện tự động 2 3 14,0 28,0 2x35,45
4 Máy tiện tự động 2 4 5,6 11,2 2x14,18
5 Máy tiện tự động 1 5 2,2 2,2 5,57
6 Máy xọc 3 13 8,4 25,2 3x21,70
7 Máy xọc 1 14 2,8 2,8 7,09
8 Máy bào ngang 2 12 9,0 18,0 2x22,90
Cộng nhóm I 15 107,2 272,95
Nhóm II
1 Máy tiện rêvôn ve 1 6 1,70 1,70 4,30
2 Máy phay vạn năng 1 7 3,40 3,40 8,61
3 Máy phay ngang 1 8 1,80 1,80 4,56
4 Máy phay đứng 2 9 14,00 28,00 2x35,45
5 Máy phay đứng 1 10 7,00 7,00 17,73
6 Máy doa ngang 1 16 4,50 4,50 11,40
7 Máy khoan hướng tâm 1 17 1,70 1,70 4,30
8 Máy mài phẳng 2 18 18,00 18,00 2x22,79
9 Máy mài tròn 1 19 5,60 5,60 14,18
10 Máy mài trong 1 20 2,80 2,80 7,09
11 Cưa tay 1 28 1,35 1,35 3,42
12 Cưa máy 1 29 1,70 1,70 4,30
Cộng nhóm II 14 77,55 196,37
Nhóm III
1 Máy mài dao cắt gọt 1 21 2,80 2,80 7,09
2 Máy mài sắc vạn năng 1 22 0,65 0,65 1,65
3 Máy khoan bàn 2 23 0,65 1,30 2x1,65
4 Máy ép kiểu trục khuỷu 1 24 1,70 1,70 4,30
5 Máy mài phá 1 27 3,00 3,00 7,60
18
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1 2 3 4 5 6 7
6 Cưa tay 1 28 1,35 1,35 3,42
7 Máy phay vạn năng 1 7 3,40 3,40 8,61
8 Máy mài 1 11 2,20 2,20 5,57
9 Máy khoan vạn năng 1 15 4,50 4,50 11,40
Cộng nhóm III 10 20,90 52,94
Nhóm IV
1 Lò điện kiểu buồng 1 31 30 30 47,98
2 Lò điện kiểu đứng 1 32 25 25 39,98
3 Lò điện kiểu bể 1 33 30 30 47,98
4 Bể điện phân 1 34 10 10 15,99
Cộng nhóm IV 4 95 151,93
Nhóm V
1 Máy tiện ren 2 43 10,0 20,0 2x25,32
2 Máy tiện ren 1 44 7,0 7,0 17,73
3 Máy tiện ren 1 45 4,5 4,5 11,40
4 Máy phay ngang 1 46 2,8 2,8 7,09
5 Máy phay vạn năng 1 47 2,8 2,8 7,09
6 Máy phay răng 1 48 2,8 2,8 7,09
7 Máy xọc 1 49 2,8 2,8 7,09
8 Máy bào ngang 2 50 7,6 15,2 2x19,25
9 Máy mài tròn 1 51 7,0 7,0 17,73
10 Máy khoan đứng 1 52 1,8 1,8 4,56
11 Búa khí nén 1 53 10,0 10,0 25,32
12 Quạt 1 54 3,2 3,2 8,10
13 Biến áp hàn 1 57 12,5 12,5 31,58
14 Máy mài phá 1 58 3,2 3,2 8,10
15 Khoan điện 1 59 0,6 0,6 1,52
16 Máy cắt 1 60 1,7 1,7 4,30
Cộng nhóm V 18 97,9 247,91
Nhóm VI
1 Bàn nguội 3 65 0,50 1,50 3x1,27
2 Máy cuốn dây 1 66 0,50 0,50 1,27
3 Bàn thí nghiệm 1 67 15,00 15,00 37,98
19
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1 2 3 4 5 6 7
4 Bể tấm có đốt nóng 1 68 4,00 4,00 10,13
5 Tủ sấy 1 69 0,85 0,85 2,15
6 Khoan bàn 1 70 0,65 0,65 1,65
Cộng nhóm VI 8 22,5 56,98
Bảng 2.1-Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện.
4.Tính I đm cho các thiết bị:
Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí thì hệ số cos ϕ =0,6.Từ đó ta có thể tính
được Iđm của từng thiết bị thông qua công suất của chúng .
Ví dụ:
Tính Iđm của máy tiện ren có công suất là 4,5kW, điện áp nguồn là 380V.
Pđm 4,5.103
I đm = = = 11, 40(A)
3.cosϕ.U 3.0,6.380
Tương tự cho các thiết bị còn lại, ta thu được giá trị dòng điện định mức ở
bảng trên.
2.Xác định PTTT của các nhóm phụ tải.
a.Tính toán cho nhóm I:
P đm (kW)
TT TÊN THIẾT BỊ SỐ
LƯỢNG
KÍ HIỆU
TRÊN MẶT
I đm (A)
BẰNG 1 máy Toàn bộ
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm 1
1 Máy tiện ren 1 1 4,5 4,5 11,4
2 Máy tiện tự động 3 2 5,1 15,3 3x12,91
3 Máy tiện tự động 2 3 14,0 28,0 2x35,45
4 Máy tiện tự động 2 4 5,6 11,2 2x14,18
5 Máy tiện tự động 1 5 2,2 2,2 5,57
6 Máy xọc 3 13 8,4 25,2 3x21,70
7 Máy xọc 1 14 2,8 2,8 7,09
8 Máy bào ngang 2 12 9,0 18,0 2x22,90
Cộng nhóm I 15 107,2 272,95
Bảng 2.2-Danh sách các thiết bị thuộc nhóm I.
Với nhóm máy này, ở phân xưởng sửa chữa cơ khí ,có:
k sd = 0,15 & cos ϕ = 0,6
(Tra trong bảng PL1.1-Thiết kế cấp điện -trang 253)
Ta có :
Tổng số thiết bị trong nhóm I là n = 15
20
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1
Tổng số thiết bị có công suất ≥ công suất danh định max của nhóm là n 1
2
=7.
n1 7
n∗ = = = 0, 47
n 15
P 14.2 + 9.2 + 8, 4.3
P∗ = 1 = = 0,66
P 107,2
Tra bảng PL1.5(TL1) tìm được nhq*=0,81
Số thiết bị dùng điện hiệu quả:
n hq = n hq∗.n = 0,81.15 = 12,15 (lấy n hq = 12 )
Tra bảng PL1.6(TL1) với k sd = 0,15 & n hq = 12 ta tìm được k max = 1,96
PTTT của nhóm I:
Ptt = k max .k sd .Pdm = 0,15.1,96.107, 2 = 31,52(kW)
Q tt = Ptt .tgϕ = 31,52.1,33 = 41,92(kVAr)
Ptt 31,52
Stt = = = 52,53(kVA)
cos ϕ 0,6
S 52,53
I tt = tt = = 79,81(A)
U. 3 0,38. 3
Idn = I kd max + I tt − k sd .Idmmax = 251,74(A)
Trong đó:
I kđ max -dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện lớn nhất trong nhóm.
b.Tính toán cho nhóm II.
SỐ KÝ HIỆU P đm (kW)
TT TÊN THIẾT BỊ LƯỢNG TRÊN MẶT
BẰNG 1máy Toàn bộ I đm (A)
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm II
1 Máy tiện rêvôn ve 1 6 1,70 1,70 4,30
2 Máy phay vạn năng 1 7 3,40 3,40 8,61
3 Máy phay ngang 1 8 1,80 1,80 4,56
4 Máy phay đứng 2 9 14,00 28,00 2x35,45
5 Máy phay đứng 1 10 7,00 7,00 17,73
6 Máy doa ngang 1 16 4,50 4,50 11,40
7 Máy khoan hướng tâm 1 17 1,70 1,70 4,30
8 Máy mài phẳng 2 18 9,00 18,00 2x22,79
9 Máy mài tròn 1 19 5,60 5,60 14,18
21
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
10 Máy mài trong 1 20 2,80 2,80 7,09
11 Cưa tay 1 28 1,35 1,35 3,42
12 Cưa máy 1 29 1,70 1,70 4,30
Cộng nhóm II 14 77,55 196,37
Bảng 2.3-Danh sách các thiết bị thuộc nhóm II.
Với nhóm máy này, ở phân xưởng sửa chữa cơ khí có k sd = 0,15 & cos ϕ = 0,6
(tra trong bảng PL1.1-TL1).
Ta có:
Tổng số thiết bị trong nhóm II là n = 14;
1
Tổng số thiết bị có công suất ≥ công suất danh định max (14kW) có trong
2
nhóm là n 1 =5;
n1 5
n∗ = = = 0,36
n 14
P 9.2 + 14.2 + 7
P∗ = 1 = = 0,683
P 77,55
Tra bảng PL1.5(TL1), tìm được n hq∗ = 0,65
Số thiết bị dùng điện hiệu quả:
n hq = n hq∗.n = 0,65.14 = 9 (lấy n hq = 9 )
Tra bảng PL1.6(TL1) với k sd = 0,15 & n hq = 9 ⇒ k max = 2,2
PTTT của nhóm II:
Ptt = k max .k sd .P = 2, 2.0,15.77,55 = 25,59(kW)
Q tt = Ptt .tgϕ = 25,59.1,33 = 34,04(kVar)
Ptt 25,59
Stt = = = 43(kVA)
cos ϕ 0,6
S 43
I tt = tt = = 65,33(A)
U 3 0,38. 3
Idn = I kđ max + I ttnhóm − k sd .Iddkd
Idn = 5.35,45 + 65,33 − 0,15.35,45 = 237,26(A)
Trong đó:
I kđ max -dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện lớn nhất trong nhóm.
22
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
c.Tính toán cho nhóm III.
TT TÊN THIẾT BỊ SỐ
LƯỢNG
KÝ HIỆU
TRÊN MẶT
P đm (kW) I đm (A)
BẰNG
1máy Toàn bộ
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm III
1 Máy mài dao cắt gọt 1 21 2,80 2,80 7,09
2 Máy mài sắc vạn năng 1 22 0,65 0,65 1,65
3 Máy khoan bàn 2 23 0,65 1,30 2x1,65
4 Máy ép kiểu trục khuỷu 1 24 1,70 1,70 4,30
5 Máy mài phá 1 27 3,00 3,00 7,60
6 Cưa tay 1 28 1,35 1,35 3,42
7 Máy phay vạn năng 1 7 3,40 3,40 8,61
8 Máy mài 1 11 2,20 2,20 5,57
9 Máy khoan vạn năng 1 15 4,50 4,50 11,40
Cộng nhóm III 10 20,9 52,94
Bảng 2.4-Danh sách các thiết bị thuộc nhóm III.
Với nhóm máy này, ở phân xưởng sửa chữa cơ khí có k sd = 0,15 & cos ϕ = 0,6
(tra trong bảng PL1.1-TL1).
Ta có:
Tổng số thiết bị trong nhóm III là n = 10;
1
Tổng số thiết bị có công suất ≥ công suất của thiết bị có công suất lớn nhất
2
(4,5kW) có trong nhóm là n 1 =4;
n 4
n ∗ = 1 = = 0,4
n 10
P 2,8 + 3,0 + 3,4 + 4,5
P∗ = 1 = = 0,66
P 20,9
Tra bảng PL1.5(TL1), tìm được n hq∗ = 0,74
Số thiết bị dùng điện hiệu quả:
n hq = n hq*.n = 0,74.10 = 7,4 (lấy n hq = 8 )
Tra bảng PL1.6(TL1) với k sd = 0,15 & n hq = 8 ⇒ k max = 2,31
23
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
PTTT của nhóm II:
Ptt = k max .k sd .P = 0,15.2,31.20,9 = 7,24(kW)
Q tt = Ptt .tgϕ = 7,24.1,33 = 9,63(kVar)
Ptt 7,24
Stt = = = 12,1(kVA)
cos ϕ 0,6
S 12,1
I tt = tt = = 18,33(A)
U. 3 0,38. 3
Idn = I kđ max + (I ttnhóm − K sd .Iddkd )
Idn = 5.11, 4 + (18,33 − 0,15.11,4) = 73,62(A)
Trong đó:
I kđ max -dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện lớn nhất trong nhóm.
d.Tính toán cho nhóm IV.
KÝ HIỆU P đm (kW)
TT TÊN THIẾT BỊ SỐ
LƯỢNG
TRÊN MẶT
BẰNG 1máy Toàn bộ I đm (A)
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm IV
1 Lò điện kiểu buồng 1 31 30 30 47,98
2 Lò điện kiểu đứng 1 32 25 25 39,98
3 Lò điện kiểu bể 1 33 30 30 47,98
4 Bể điện phân 1 34 10 10 15,99
Cộng nhóm IV 4 95 151,93
Bảng 2.5-Danh sách các thiết bị thuộc nhóm IV.
Tra bảng PL1.1(TL1), với nhóm lò điện ta tìm được:
k sd = 0,75 & cos ϕ = 0,95
Ta có:
(30 + 25 + 30 + 10) 2
n hq = 2 = 3,57
30 + 252 + 302 + 102
24
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Vì n>3 & n hq Isc = 2.I max = 2.21,64 = 43, 28 (A)
Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng. Chọn cáp XLPE của
FURUKAWA có tiết diện 16 (mm 2 ) → 2XLPE(3x16).
-Chọn cáp từ TBATG đến B 3 :
Sttpx 702
+ I max = = = 20,26(A)
2 3.U đm 2 3.10
+ Tiết diện kinh tế của cáp :
I 20,26
Fkt = max = = 6,54(mm2 )
J kt 3,1
48
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
+ Tra PL V.16 TL2, lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F=16
(mm ), cáp đồng 3 lõi 10kV, cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng
2
FURUKAWA (Nhật) chế tạo có I cp =110 (A).
+ Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.Icp = 0,93.110 = 102,30(A) > Isc = 2.I max = 2.20, 26 = 40,53 (A)
Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng.Chọn cáp XLPE của
FURUKAWA có tiết diện 16 (mm 2 ) → 2XLPE(3x16).
-Chọn cáp từ TBATG đến B 4 :
Sttpx 1005,4
+ I max = = = 29,02(A)
2 3.U đm 2 3.10
+ Tiết diện kinh tế của cáp :
I 29,02
Fkt = max = = 9,4(mm 2 )
J kt 3,1
+ Tra PL V.16 TL2,lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F=16 (mm
2
), cáp đồng 3 lõi 10kV, cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA
(Nhật) chế tạo có I cp =110 (A).
+ Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.Icp = 0,93.110 = 102,30(A) > Isc = 2.I max = 2.29,02 = 58,04 (A)
Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng.Chọn cáp XLPE của
FURUKAWA có tiết diện 16 (mm 2 ) → 2XLPE(3x16).
-Chọn cáp từ TBATG đến B 5 :Do TBA B 5 chỉ có một MBA nên ta có:
Sttpx 465,2
+ I max = = = 26,86(A)
3.U đm 3.10
+ Tiết diện kinh tế của cáp :
I 26,86
Fkt = max = = 8,66(mm2 )
J kt 3,1
+ Tra PL V.16 TL2,lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F=16 (mm
2
), cáp đồng 3 lõi 10kV, cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA
(Nhật) chế tạo có I cp =110 (A).
+ Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.Icp = 0,93.110 = 102,30(A) > Isc = 2.I max = 2.26,86 = 53,72 (A)
Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng. Chọn cáp XLPE của
FURUKAWA có tiết diện 16 (mm 2 ) → 2XLPE(3x16).
-Chọn cáp hạ áp từ các TBAPX đến các phân xưởng:
+Ta chỉ xét đến các đoạn hạ áp khác nhau giữa các phương án để so
sánh kinh tế giữa các phương án. Đối với phương án 1 thì đó là sự chọn cáp từ TBA
B 5 đến văn phòng và phòng thiết kế (số 8).
49
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
+Chọn cáp từ trạm biến áp B 5 đến văn phòng và phòng thiết kế:
Stt 173,7
Imax = = = 250,7(A)
3.U đm 3.0,4
Chỉ có 1 cáp đi trong rãnh nên k 2 =1.Điều kiện chọn cáp : Icp > I max . Chọn cáp
đồng hạ án, cáp 4 lõi (kể cả trung tính) cách điện, vỏ PVC do hãng LENS chế tạo,
tiết diện (4 G 95) (mm 2 ) với I cp (ngoài trời )=296 (A)
+Điện trở trên các đường dây được tính theo công thức:
1
R= .r0 .L(Ω)
n
Trong đó:
n : Là số đường dây đi song song .
L : Là chiều dài của đường dây cần tính.
F L r0 R Đơn giá Thành
Đường cáp (mm ) 2
(m) ( Ω / km (Ω) (10 đ / m )
3
tiền
) (10 3 đ )
TBATG-B 1 2*(3*16) 175 1,47 0,129 48 16800
TBATG-B 2 2*(3*16) 360 1,47 0,2646 48 34560
TBATG-B 3 2*(3*16) 125 1,47 0,092 48 12000
TBATG-B 4 2*(3*16) 185 1,47 0,136 48 17760
TBATG-B 5 (3*16) 150 1,47 0,2205 48 7200
B 5 -8 4 G 95 125 0,193 0,0241 48 6000
Tổng số vốn đầu tư cho đường dây : KD = 94320.103 (đ)
Bảng 3.5-Kết quả chọn cáp của phương án 1.
-Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây.
+Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:
S2
ΔP = 2 .R.10−3 (kW)
ttpx
U đm
Trong đó:
1
R= .r0 .L(Ω)
n
n : Số đường dây đi song song.
+Tổn thất ΔP trên đoạn TBATG-B 1 :
S2 −3 9562
ttpx
ΔP = 2 .R.10 = 2
.0,129.10−3 = 1,18(kW)
U đm 10
+Tổn thất ΔP trên các đoạn cáp khác tính tương tự, kết quả cho ở
bảng 3.6.
50
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Đường cáp F L r0 R S tt ΔP
(mm 2 ) (m) ( Ω / km (Ω) (kVA) (kW)
)
TBATG-B 1 2*(3*16) 175 1,47 0,129 956 1,18
TBATG-B 2 2*(3*16) 360 1,47 0,2646 749,5 1,48
TBATG-B 3 2*(3*16) 125 1,47 0,092 702 0,45
TBATG-B 4 2*(3*16) 185 1,47 0,136 1005,4 1,37
TBATG-B 5 (3*16) 150 1,47 0,2205 465,2 0,47
B 5 -8 4 G 95 125 0,193 0,0241 173,7 4,5
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn ΔPD =9,45(kW)
Bảng 3.6-Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 1.
-Tổn thất điện năng trên đường dây;
ΔA D = ΔPD .τ(kWh)
Trong đó:
τ :Là thời gian tổn thất công suất lớn nhất;Ứng với T max =5000 (h) thì τ
=3411 (h).
ΔA D = ΔPD .τ = 9,45.3411 = 32233,95(kWh)
3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 1.
-Mạng cao áp trong phương án có điện áp 10 kV từ TBATG đến 5
TBAPX.TBATG có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 MBATG.
-Với 5 TBA, thì từ B1 ÷ B4 , mỗi trạm có 2 MBA và B 5 có 1 MBA nhận điện
trực tiếp từ 2 thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp.
Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng, ta sử dụng 9 máy cắt điện cấp 10 kV cộng
thêm 1 máy cắt phân đoạn thanh góp cấp 10 kV ở TBATG và 2 máy cắt ở giá hạ áp
(2 MBATG) là 12 máy cắt điện.
-Vốn đầu tư mua máy cắt trong phương án 1:
K MC = n.M
Trong đó:
n : Số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến.
M : Giá máy cắt, M=12000USD (10kV)
+ Tỷ giá qui đổi tạm thời :
1USD=15,80.10 3 (VNĐ)
→ K MC = 12.12000.15,8.103 = 2275, 2.106 (VNĐ)
4.Chi phí tính toán của phương án 1
-Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện, chỉ tính đến giá thành cáp,
MBA và máy cắt điện khác nhau giữa các phương án, các phần giống nhau đã
được bỏ qua không xét đến:
51
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
K = K B + K D + K MC
-Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổn thất điện năng trong
các TBA và đường dây:
ΔA = ΔA B + ΔA D
-Chi phí tính toán Z 1 của phương án 1:
+Vốn đầu tư :
K1 = K B + K D + K MC = (955,1 + 94,32 + 2275,20).106 = 3324,62.106
+Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây:
ΔA1 = ΔA B + ΔA D = 390241,4 + 32233,95 = 422475,35(kWh)
+Chi phí tính toán:
Z1 = (a vh + a tc ).K1 + c.ΔA1
Z1 = (0,1 + 0, 2).3324,62.106 + 1000.422475,35 = 1419,86.106 (đ
II.Phương án 2.
-Phương án 2 sử dụng TBATG nhận điện từ hệ thống về, hạ xuống điện áp
10 kV cung cấp cho các TBAPX.Các TBAPX hạ điện áp từ 10 kV xuống 0,4 kV
cung cấp cho các phân xưởng.
Từ hệ thống điện đến
6
9
2 8
B4
B2 5
Hình 3.3: Sơ đồ phương án 2
B1 4
B3 7
1
3
52
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1. Chọn MBAPX và xác định tổn thất điện năng Δ A trong các TBA
-Chọn MBA trong các TBA: Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở
phần trên, ta có bảng kết quả chọn MBA do công ty điện Đông Anh sản xuất.
Tên S đm U c / U h ΔP0 ΔPN U N I 0 Số Đơn Thành
TBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) (%) máy giá tiền(10 6 đ)
10 6 đ
TBATG 1800 35/10 5,20 20,0 6,0 0,9 2 213 426
B1 560 10/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131
B2 400 10/0,4 0,84 4,46 4,0 1,5 2 50,4 100,8
B3 560 10/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131
B4 560 10/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131
Tổng số vốn đầu tư cho trạm biến áp : KB = 920.106
Bảng3.7-Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 2.
-Tổn thất điện năng ΔA trong các TBA:
+Tương tự như phương án 1, tổn thất điện năng ΔA trong các TBA
được xác định theo công thức:
1 S
ΔA = n.ΔP0 .t + .ΔPN .( tt )2 .τ(kWh)
n SđmB
Với T=3411(h) ứng với T max =5000 (h).Kết quả tính toán cho trong bảng 3.8.
Tên Số S tt S đm ΔP0 ΔPN ΔA
TBA máy (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh)
TBATG 2 3255,8 1800 5,20 20,0 202700,9
B1 2 956 560 0,94 5,21 42364,6
B2 2 749,5 400 0,84 4,46 41422,8
B3 2 993,5 560 0,94 5,21 44436
B4 2 1039,1 560 0,94 5,21 47056
Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ΔA B = 377980 (kWh)
Bảng 3.8-Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án2
.
2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trên đường
dây trong mạng điện.
-Chọn cáp từ TBATG về các TBAPX.
+Tương tự như phương án 1, từ TBATG về TBAPX, các cao áp được
chọn theo mật độ dòng điện kinh tế J kt .Sử dụng cáp lõi đồng với T max =5000 (h), ta
có J kt =3,1 (A/mm 2 ).
+Tiết diện kinh tế của cáp :
53
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
I max
Fkt = (mm 2 )
J kt
+Nếu cáp từ TBATG về các TBAPX là cáp lộ kép thì :
Sttpx
I max = (A)
2 3.U đm
+Nếu cáp từ TBATG về các TBAPX là cáp lộ đơn thì :
Sttpx
I max = (A)
3.U đm
+Chọn cáp đồng 3 lõi 10 kV, cách điện XLPE,đai thép, vỏ PVC do
hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo.
+ k hc .Icp ≥ Isc với k hc = 0,93 và I sc = 2.I max nếu 2 cáp đặt chung trong 1
rãnh và k hc =1; I sc = I max nếu 1 cáp đặt trong 1 rãnh (cáp lộ đơn).
+Vì chiều dài từ TBATG đến TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ,
có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔU cp .
+Kết quả chọn cáp ghi ở bảng 3.9.
F L r0 R Đơn giá Thành tiền
Đường cáp (mm 2 ) (m) ( ( Ω ) (10 3 đ / m (10 3 đ )
Ω / km )
)
TBATG-B 1 2*(3*16) 175 1,47 0,129 48 16800
TBATG-B 2 2*(3*16) 360 1,47 0,2646 48 34560
TBATG-B 3 2*(3*16) 125 1,47 0,092 48 12000
TBATG-B 4 2*(3*16) 185 1,47 0,136 48 17760
B 3 -7 4 G 95 80 0,193 0,0154 48 3840
B 4 -8 4 G 185 100 0,0991 0,01 48 4800
3
Tổng số vốn đầu tư cho đường dây : KD = 89760.10
Bảng 3.9-Kết quả chọn cáp của phương án 2.
-Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây.
+Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:
S2
ΔP = 2 .R.10−3 (kW)
tt
U đm
Trong đó:
1
R= .r0 .L(Ω)
n
n : Số đường dây đi song song.
+ Kết quả chọn cáp ghi ở bảng 3.10.
54
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Đường cáp F L r0 R S tt ΔP
(mm 2 ) (m) ( Ω / km ) (Ω ) (kVA) (kW)
TBATG-B 1 2*(3*16) 175 1,47 0,129 929,86 1,03
TBATG-B 2 2*(3*16) 360 1,47 0,2646 1248,20 1,45
TBATG-B 3 2*(3*16) 125 1,47 0,092 926,93 2,48
TBATG-B 4 2*(3*16) 185 1,47 0,136 1158,73 1,66
B 3 -7 4 G 95 80 0,193 0,0154 291,5 8,17
B 4 -8 4 G 185 100 0,0991 0,01 173,7 1,89
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn ΔPD =15,3 (kW)
Bảng 3.10-Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 2.
-Tổn thất điện năng trên đường dây;
ΔA D = ΔPD .τ(kWh)
Trong đó:
τ : Là thời gian tổn thất công suất lớn nhất;Ứng với T max =5000 (h) thì τ =3411 (h).
ΔA D = ΔPD .τ = 15,3.3411 = 52188,3(kWh)
3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 2.
-Mạng cao áp trong phương án có điện áp 10 kV từ TBATG đến 4
TBAPX.TBATG có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 MBATG.
-Với 4 TBA, mỗi trạm có 2 MBA nhận điện trực tiếp từ 2 thanh góp qua
máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp.
Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng, ta sử dụng 8 máy cắt điện cấp 10 kV cộng
thêm 1 máy cắt phân đoạn thanh góp cấp 10 kV ở TBATG và 2 máy cắt ở giá hạ áp
(2 MBATG) là 11 máy cắt điện.
-Vốn đầu tư mua máy cắt trong phương án 2:
K MC = n.M
Trong đó:
n : Số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến.
M : Giá máy cắt, M=12000USD (10kV)
+ Tỷ giá qui đổi tạm thời :
1USD=15,80.10 3 (VNĐ)
→ K MC = 11.12000.15,8.103 = 2086.106 (VNĐ)
4.Chi phí tính toán của phương án 2.
55
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
-Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện, chỉ tính đến giá thành cáp,
MBA và máy cắt điện khác nhau giữa các phương án, các phần giống nhau đã
được bỏ qua không xét đến:
K = K B + K D + K MC
-Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổn thất điện năng trong
các TBA và đường dây:
ΔA = ΔA B + ΔA D
-Chi phí tính toán Z 2 của phương án 2:
+Vốn đầu tư :
K 2 = K B + K D + K MC = (920 + 89,76 + 2086).106
K 2 = 3096.106 (đ)
+Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây:
ΔA 2 = ΔA B + ΔA D = 391587, 4 + 52188,3
ΔA 2 = 443776(kWh)
+Chi phí tính toán:
Z2 = (a vh + a tc ).K 2 + c.ΔA 2
Z2 = (0,1 + 0,2).3096.106 + 1000.443776
Z2 = 1372.106 (VNĐ)
⇒ Z2 = 1,372 Tỷ đồng.
III.Phương án 3.
-Phương án này sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) nhận điện từ hệ
thống về cấp cho các TBAPX. Các TBAPX B 1,B2 ,B3 ,B4 ,B5 hạ điện áp từ 35 kV
xuống 0,4 kV cung cấp cho các phân xưởng.
Từ hệ thống điện đến
6
9
2 8
B4
B2 5
Hình 3.5: Sơ đồ phương án 3.
B5
B1
4
B3 7
1
56
3
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1. Chọn MBAPX và xác định tổn thất điện năng Δ A trong các TBA
-Chọn MBA trong các TBA: Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở
phần trên, ta có bảng kết quả chọn MBA do công ty điện Đông Anh sản xuất.
Tên S đm U c / U h ΔP0 ΔPN U N I 0 Số Đơn Thành
TBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) (%) máy giá tiền(10 6 đ)
10 6 đ
B1 560 35/0,4 1,06 5,47 5,0 1,5 2 79,10 158,2
B2 400 35/0,4 0,92 4,6 5,0 1,5 2 60,70 121,4
B3 400 35/0,4 0,92 4,6 5,0 1,5 2 60,70 121,4
B4 560 35/0,4 1,06 5,47 5,0 1,5 2 79,10 158,2
B5 560 35/0,4 1,06 5,47 5,0 1,5 1 79,10 79,1
Tổng số vốn đầu tư cho trạm biến áp : K B = 638,3.106 (đ)
Bảng3.11-Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 3.
-Tổn thất điện năng ΔA trong các TBA:
+Tương tự như phương án 1, tổn thất điện năng ΔA trong các TBA
được xác định theo công thức:
1 S
ΔA = n.ΔP0 .t + .ΔPN .( tt )2 .τ(kWh)
n SđmB
Với τ =3411(h) ứng với T max =5000 (h).Kết quả tính toán cho trong bảng 3.12.
Tên Số S tt S đm ΔP0 ΔPN ΔA
TBA máy (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh)
B1 2 956 560 1,06 5,47 45759,3
B2 2 749,5 400 0,92 4,60 43662,8
B3 2 702 400 0,92 4,60 40282,12
B4 2 1005,4 560 1,06 5,47 43144,36
B5 1 465,2 560 1,06 5,47 22150
Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ΔA B =194999(kWh)
Bảng 3.12-Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBAPX của phương
án 3.
2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trên đường
dây trong mạng điện.
-Chọn cáp từ TPPTT về các TBAPX.
57
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
+Tương tự như phương án 1, từ TPPTT về TBAPX, các cao áp được
chọn theo mật độ dòng điện kinh tế J kt .Sử dụng cáp lõi đồng với T max =5000 (h),
ta có J kt =3,1 (A/mm 2 ).
+Tiết diện kinh tế của cáp :
I
Fkt = max (mm 2 )
J kt
+Nếu cáp từ TPPTT về các TBAPX là cáp lộ kép thì :
Stt
Imax = (A)
2 3.U đm
+Nếu cáp từ TPPTT về các TBAPX là cáp lộ đơn thì :
Stt
I max = (A)
3.U đm
+Chọn cáp đồng 3 lõi 10 kV, cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do
hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo.
+ k hc .Icp ≥ Isc với k hc = 0,93 và I sc = 2.I max nếu 2 cáp đặt chung trong 1
rãnh và k hc =1; I sc = I max nếu 1 cáp đặt trong 1 rãnh (cáp lộ đơn).
+Vì chiều dài từ TPPTT đến TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có
thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔU cp .
+Kết quả chọn cáp ghi ở bảng 3.13.
F L r0 R Đơn giá Thành
Đường cáp (mm 2 ) (m) ( Ω / km ( Ω ) (10 3 đ / m tiền
) ) (10 3 đ )
TPPTT-B 1 2*(3*50) 175 0,494 0,043 130 45500
TPPTT -B 2 2*(3*50) 360 0,494 0,089 130 93600
TPPTT -B 3 2*(3*50) 125 0,494 0,031 130 32500
TPPTT -B 4 2*(3*50) 185 0,494 0,046 130 48100
TPPTT-B5 3*50 150 0,494 0,074 130 19500
B5-8 4G95 125 0,193 0,0241 48 6000
3
Tổng số vốn đầu tư cho đường dây : KD = 245200.10 (đ)
Bảng 3.13-Kết quả chọn cáp của phương án 3.
-Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây.
+Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:
S2
ΔP = 2 .R.10−3 (kW)
tt
U đm
Trong đó:
1
R= .r0 .L(Ω)
n
58
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
n: Số đường dây đi song song.
+Kết quả chọn cáp ghi ở bảng 3.14.
Đường cáp F L r0 R S tt ΔP
(mm 2 ) (m) ( Ω / km (Ω ) (kVA) (kW)
)
TPPTT-B 1 2*(3*50) 175 0,494 0,043 956 0,032
TPPTT -B 2 2*(3*50) 360 0,494 0,089 749,5 0,041
TPPTT -B 3 2*(3*50) 125 0,494 0,031 702 0,012
TPPTT -B 4 2*(3*50) 185 0,494 0,046 1005,4 0,040
TPPTT –B5 3*50 150 0,494 0,074 465,4 0,013
B5-8 4G95 125 0,193 0,0241 173,7 4,5
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn ΔPD =4,638 (kW)
Bảng 3.14-Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 3.
- Tổn thất điện năng trên đường dây;
ΔA D = ΔPD .τ(kWh)
Trong đó:
τ : Là thời gian tổn thất công suất lớn nhất;Ứng với T max =5000 (h) thì τ
=3411 (h).
ΔA D = ΔPD .τ = 4,638.3411 = 15796(kWh)
3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 3.
-Mạng cao áp trong phương án có điện áp 35 kV từ TPPTT đến 5 TBAPX.
TPPTT có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 lộ dây kép của đường dây trên
không đưa điên từ hệ thống về.
-Trong 5 TBA, có 4 trạm mỗi trạm có 2 MBA và 1 TBA có 1 MBA nhận điện
trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy
trong mạng cao áp của phân xưởng, ta sử dụng 9 máy cắt điện cấp 35kV cộng thêm
2 máy cắt trên đường dây từ TBA khu vực về TPPTT và 1 máy cắt phân đoạn thanh
góp cấp 35kV ở TPPTT, tổng cộng là 13 máy cắt điện
-Vốn đầu tư mua máy cắt trong phương án 3:
KMC = n.M
Trong đó:
n: Số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến.
M: Giá máy cắt, M=12000USD (10kV)
59
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tỷ giá quy đổi tạm thời: 1USD = 15,80.103 VNĐ
→ KMC = 13.12000.15,8.103 =2464,8 .106(Đ)
4.Chi phí tính toán của phương án 3.
-Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện, chỉ tính đến giá thành
cáp,MBA và máy cắt điện khác nhau giữa các phương án, các phần giống nhau đã
được bỏ qua không xét đến:
K = K B + K D + K MC
-Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổn thất điện năng trong
các TBA và đường dây:
ΔA = ΔA B + ΔA D
-Chi phí tính toán Z 3 của phương án 3:
+Vốn đầu tư :
K 3 = K B + K D + K MC = (638,3 + 245, 2 + 2464,8).10 6 = 3348,3.10 6 (đ)
+Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây:
ΔA 3 = ΔA B + ΔA D = 194999 + 15796 = 210795(kWh)
+Chi phí tính toán:
Z3 = (a vh + a tc ).K 3 + c.ΔA3
Z3 = (0,1 + 0,2).3348,3.106 + 1000.210795 = 1215,3.106 (Đ)
IV.Phương án 4.
-Phương án này sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) nhận điện từ hệ
thống về cấp cho các TBAPX. Các TBAPX B 1,B2 ,B3 ,B4 hạ điện áp từ 35 kV
xuống 0,4 kV cung cấp cho các phân xưởng.
6
9
2
B4 8
B2 5
Hình 3.5: Sơ đồ phương án 4.
B1 4
7
1
3
60
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1. Chọn MBAPX và xác định tổn thất điện năng Δ A trong các TBA
-Chọn MBA phân xưởng:Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở
phần trên, ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBAPX do công ty điện Đông
Anh sản xuất.
Tên S đm U c / U h ΔP0 ΔPN U N I 0 Số Đơn Thành
TBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) (%) máy giá tiền(10 6 đ)
10 6 Đ
B1 560 35/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131
B2 400 35/0,4 0,84 4,46 4,0 1,5 2 50,4 100,8
B3 560 35/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131
B4 560 35/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131
Tổng số vốn đầu tư cho trạm biến áp : K B = 493,8.106 (đ)
Bảng3.15-Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 4.
-Tổn thất điện năng ΔA trong các TBAPX:
+Tương tự như phương án 1, tổn thất điện năng ΔA trong các TBAPX
được xác định theo công thức:
1 S
ΔA = n.ΔP0 .t + .ΔPN .( tt )2 .τ(kWh)
n SđmB
Với τ =3411(h) ứng với T max =5000 (h).Kết quả tính toán cho trong bảng 3.16.
Tên Số S tt S đm ΔP0 ΔPN ΔA
TBA máy (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh)
B1 2 956 560 0,94 5,21 42364,6
B2 2 749,5 400 0,84 4,46 41422,8
B3 2 993,5 560 0,94 5,21 50972
B4 2 1039,1 560 0,94 5,21 47056
Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ΔA B =181815,4 (kWh)
Bảng 3.16Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án4
2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trên đường
dây trong mạng điện.
-Chọn cáp từ TPPTT về các TBAPX.
+Tương tự như phương án 1, từ TPPTT về TBAPX, các cao áp được
chọn theo mật độ dòng điện kinh tế J kt .Sử dụng cáp lõi đồng với T max =5000 (h), ta
có J kt =3,1 (A/mm 2 ).
+Tiết diện kinh tế của cáp :
61
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
I max
Fkt = (mm 2 )
J kt
+Nếu cáp từ TPPTT về các TBAPX là cáp lộ kép thì :
Sttpx
I max = (A)
2. 3.U đm
+Nếu cáp từ TPPTT về các TBAPX là cáp lộ đơn thì :
Stt
I max = (A)
3.U đm
+Chọn cáp đồng 3 lõi 10 kV, cách điện XLPE,đai thép, vỏ PVC do
hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo.
+ k hc .Icp ≥ Isc với k hc = 0,93 và I sc = 2.I max nếu 2 cáp đặt chung trong 1
rãnh và k hc =1; I sc = I max nếu 1 cáp đặt trong 1 rãnh (cáp lộ đơn).
+Vì chiều dài từ TPPTT đến TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có
thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔU cp .
+Kết quả chọn cáp ghi ở bảng 3.17.
F L r0 R Đơn giá Thành tiền
Đường cáp (mm ) 2
(m) ( ( Ω ) (10 3 đ / m (10 3 đ )
Ω / km )
)
TPPTT-B 1 2*(3*50) 175 0,494 0,043 130 45500
TPPTT -B 2 2*(3*50) 360 0,494 0,089 130 93600
TPPTT -B 3 2*(3*50) 125 0,494 0,031 130 32500
TPPTT -B 4 2*(3*50) 185 0,494 0,046 130 48100
B3-7 4G95 80 0,193 0,0154 48 3840
B4-8 4G185 100 0,0991 0,01 48 4800
3
Tổng số vốn đầu tư cho đường dây : K D = 228340.10 (đ)
Bảng 3.17-Kết quả chọn cáp của phương án 4.
-Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây.
+Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:
S2
ΔP = 2 .R.10−3 (kW)
tt
U đm
Trong đó:
1
R= .r0 .L(Ω)
n
n: Số đường dây đi song song.
+Kết quả chọn cáp ghi ở bảng 3.18.
62
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Đường cáp F L r0 R S tt ΔP
(mm 2 ) (m) ( Ω / km (Ω) (kVA) (kW)
)
TPPTT-B 1 2*(3*50) 175 0,494 0,043 956 0,032
TPPTT -B 2 2*(3*50) 360 0,494 0,089 749,5 0,041
TPPTT -B 3 2*(3*50) 125 0,494 0,031 1103,5 0,031
TPPTT -B 4 2*(3*50) 185 0,494 0,046 1039,1 0,041
B3-7 4G95 80 0,193 0,0154 291,5 8,17
B4-8 4G185 100 0,0991 0,01 173,7 1,89
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn ΔPD =10,205 (kW)
Bảng 3.18-Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 4.
-Tổn thất điện năng trên đường dây;
ΔA D = ΔPD .τ(kWh)
Trong đó:
τ : là thời gian tổn thất công suất lớn nhất;Ứng với T max =5000 (h) thì τ =3411 (h).
ΔA D = ΔPD .τ = 10,205.3411 = 34809(kWh) .
3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 4.
-Mạng cao áp trong phương án có điện áp 35 kV từ TPPTT đến 4 TBAPX.
TPPTT có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 lộ dây kép của đường dây trên
không đưa điên từ hệ thống về.
-Trong 4 TBA, mỗi TBA đều có 2 MBA nhận điện trực tiếp từ 2 phân đoạn
thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân
xưởng, ta sử dụng 8 máy cắt điện cấp 35kV cộng thêm 2 máy cắt sử dụng cho
đường dây từ TBA khu vực về TPPTT và 1 máy cắt phân đoạn thanh góp cấp 35kV
ở TPPTT, tổng cộng là 11 máy cắt điện
-Vốn đầu tư mua máy cắt trong phương án 4:
K MC = n.M
Trong đó:
n : Số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến.
M : Giá máy cắt, M=12000USD (10kV)
+ Tỷ giá qui đổi tạm thời :
1USD=15,80.10 3 (VNĐ)
→ K MC = 11.12000.15,8.103 = 2085.106 (VNĐ)
63
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
4. Chi phí tính toán của phương án 4.
-Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện, chỉ tính đến giá thành cáp,
MBA và máy cắt điện khác nhau giữa các phương án, các phần giống nhau đã
được bỏ qua không xét đến:
K 4 = K B + K D + K MC
-Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổn thất điện năng trong
các TBA và đường dây:
ΔA 4 = ΔA B + ΔA D
-Chi phí tính toán Z 4 của phương án 4:
+Vốn đầu tư :
K 4 = K B + K D + K MC = (493,8 + 228,34 + 2085).106
K 4 = 2807.106 (đ)
+Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây:
ΔA 4 = ΔA B + ΔA D = 181815,4 + 34809
ΔA 4 = 216624,4(kWh)
+Chi phí tính toán:
Z4 = (a vh + a tc ).K 4 + c.ΔA 4
Z4 = (0,1 + 0, 2).2807,1.106 + 1000.216624, 4
Z4 = 1058,8.106 (VNĐ)
V.Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án.
Từ những kết quả tính được, ta có kết quả cho ở bảng 3.19
Phương án Vốn đầu tư Tổn thất điện Chi phí tính toán
6
(10 đ) năng (kWh) (106 đ)
Phương án 1 3324,62 422475,35 1419,86
Phương án 2 3096 443776 1372
Phương án 3 3348,3 210795 1215,3
Phương án 4 2807 216624,4 1058,8
Bảng 3.19-Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án.
Nhận xét:
Kết quả tính toán cho thấy, phương án 1 và phương án 2 có tổn thất điện
năng lớn hơn phương án 3 và 4 nhiều, hơn nữa, chi phí tính toán Z1, Z2 đều lớn hơn
nên loại bỏ không lựa chọn. Trong 2 phương án 3 và 4, thì phương án 4 có số vốn
đầu tư và chi phí tính toán nhỏ hơn phương án 3 (còn tổn thất điện năng là như
nhau). Mặt khác, phương án 3 có nhiều chủng loại MBA hơn nên không tiện cho
việc thay thế sửa chữa. Đặc biệt là chi phí tính toán cho phương án 4 nhỏ hơn .Vậy,
chọn phương án 4 làm phương án thiết kế.
64
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
§3.4.THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN.
I.Chọn dây dẫn từ TBA KHU VỰC về TPPTT.
-Đường dây cung cấp từ TBATG của 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 T max lớn, dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện
kinh tế J kt . Tra bảng 4.3 ( trang 194 TL2-Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện
từ 0,4 đến 500 kV-Ngô Hồng Quang) với dây dẫn AC có thời gian sử dụng công
suất lớn nhất T max =5000(h), ta có J kt = 1,1 (A/mm 2 ).
-Dòng điện tính toán chạy trên dây dẫn:
Sttnm 3255,8
I ttnm = = = 26,85(mm 2 )
2. 3.U đm 2. 3.35
Tiết diện kinh tế của cáp:
I 26,85
Fkt = ttnm = = 24,41(mm 2 )
J kt 1,1
Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 35(mm 2 ). Tra phụ lục bảng 4.61
TL2 với dây dẫn AC-35 có I cp =170(A).
-Kiểm tra dây dẫn theo sự cố đứt 1 dây:
Isc = 2.I ttnm = 2.26,85 = 53,71(A) < Icp = 170(A)
Vì vậy, dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện sự cố.
-Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép:
Với dây dẫn AC-35 có khoảng cách trung bình hình học giữa các dây
Dtb= 2 (m), tra bảng 4.61 TL5 (trang 276) được r 0 = 0,85(Ω / km) và x
0 = 0,403(Ω / km). (Xem bảng4.71-trang 284-TLII).
P .R + Q ttnm .X 2072,3.0,85.15 + 2511,2.0, 403.15
ΔU = ttnm =
U đm 2.35
⇒ ΔU = 594,3(V).
r0 .l x .l
(Ở đây ta dùng đường dây lộ kép nên: R= ;X = 0 ).
2 2
Ta thấy: ΔU < ΔU cp = 5%.U đm = 1750(V)
⇒ Dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Vậy chọn dây AC-35.
65
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
II.Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện.
-Mục đích của tính toán ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định động và 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 ngắn mạch 3 pha. Khi tính
toán ngắn mạch phía cao áp, do không biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện quốc
gia nên cho phép tính toán gần đúng điện kháng của hệ thống điện quốc gia thông
qua công suất ngắn mạch về giá trị hạ áp của TBATG và coi hệ thống có công suất
vô cùng lớn.
N Ni
MC ĐDK Cáp
TPPTT TBAPX
N Ni
X ht Zd Zci
HT
Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch.
1.Sơ đồ nguyên lý.
TBATG : Trạm biến áp trung gian
TPPTT : Trạm phân phối trung tâm
TBAPX : Trạm biến áp phân xưởng
MC 1 , MC 2 : Máy cắt đầu nguồn và cuối nguồn của đường dây cung cấp
điện.
ĐDK : Đường dây trên không.
2.Sơ đồ thay thế.
HT : Hệ thống điện quốc gia
Zd : Tổng trở của đường dây trên không.
Zc : Tổng trở của cáp.
Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện cần phải tính toán 5 điểm
ngắn mạch sau:
N : Điểm ngắn mạch trên thanh cái TPPTT để kiểm tra máy cắt và
thanh góp.
N i (i =1 → 4): Điểm ngắn mạch trên thanh cái TPPTT để kiểm tra cáp
và thiết bị cao áp của mạng.
Điện kháng của hệ thống điện được tính theo công thức:
U2
X ht = tb (Ω)
SN
Trong đó:
66
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
S N : Công suất của máy cắt MC 1 (ngắn mạch về phía hạ áp của máy biến
áp trung áp hệ thống ). S N =250 (MVA).
U tb : Điện áp trung bình của đường dây
U tb = 1,05.Uđm = 1,05.35 = 36,75(kV)
-Điện trở và điện kháng của đường dây:
r .l x .l
R = 0 (Ω);X = 0 (Ω)
2 2
Trong đó:
r0 , x 0 : Điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn ( Ω / km ).
L : Chiều dài đường dây (l=15 km).
Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I” bằng dòng điện
ngắn mạch ổn định I ∞ nên ta có thể viết:
U tb
I N = I" = I∞ =
3.Z N
Trong đó:
Z N : Tổng trở từ hệ thống điện đến điểm ngắn mạch cần tính ( Ω ).
U tb : Điện áp trung bình của đường dây.
-Trị số dòng ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức:
I xk = 1,8. 2.I N (kA).
F L r0 x0 R X
Đường cáp
(mm 2 ) (m) ( Ω / km ) ( Ω / km ) (Ω) (Ω)
TBATG-TPPTT AC-35 10000 0,85 0,403 4,25 2,02
TPPTT-B 1 3*50 175 0,494 0,14 0,043 0,012
TPPTT -B 2 3*50 360 0,494 0,14 0,089 0,025
TPPTT -B 3 3*50 125 0,494 0,14 0,031 0,009
TPPTT -B 4 3*50 185 0,494 0,14 0,046 0,013
Bảng 3.20-Thông số của đường dây trên không và cáp.
-Tính điểm ngắn mạch N tại thanh góp TPPTT:
U 2 36,752
X ht = tb = = 5,4(Ω)
SN 250
R = R đd = 4,25(Ω)
X = X ht + X đd = 5,4 + 2,02 = 7, 42(Ω)
U tb 36,75 36,75
IN = = = = 2,48(kA)
3.Z N 3.Z N 2
3. 4,25 + 7,42 2
I xk = 1,8. 2.I N = 1,8. 2.2, 48 = 6,3(kA)
67
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
-Tính điểm ngắn mạch N 1 tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B 1
U 2 36,752
X ht = tb = = 5,4(Ω)
SN 250
R = R đd + R c = 4, 25 + 0,043 = 4, 293(Ω)
X = X ht + X đd + X c = 5, 4 + 2,02 + 0,012 = 7,432(Ω)
U tb 36.75 36.75
IN = = = = 2,47(kA)
3.Z N 3.Z N 3. 4, 2932 + 7, 4322
I xk = 1,8. 2.I N = 1,8. 2.2,38 = 6,3(kA)
Điểm ngắn I N (kA) I xk (kA)
mạch
N 2,48 6,31
N1 2,47 6,29
N2 2,46 6,26
N3 2,47 6,29
N4 2,47 6,29
Bảng3.21-Kết quả tính toán ngắn mạch
III.Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện.
1.Trạm phân phối trung tâm.
TPPTT là nơi trực tiếp nhận điện từ hệ thống về để cung cấp điện cho nhà
máy nên việc lựa chọn sơ đồ nối dây của trạm có ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề an
toàn cung cấp điện cho nhà máy.Do đó, sơ đồ cần phải thỏa mãn các điều kiện cơ
bản như:đảm bảo cung cấp điện liên tục theo yêu cầu của phụ tải, rõ ràng và thuận
tiện cho việc vận hành và xử lý sự cố, an toàn khi sửa chữa và hợp lý về mặt kinh tế
trên cơ sở bảo đảm các yêu cầu kỹ thuật.
Nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương được xếp vào hộ tiêu thụ loại II nên
trạm phân phối của nhà máy được cung cấp bởi 2 đường dây nối với hệ thống 1
thanh góp có phân đoạn, liên lạc giữa 2 phân đoạn thanh góp bằng máy cắt hợp
bộ.Trên mỗi phân đoạn thanh góp có đặt một máy biến áp ba pha năm trụ có cuộn
tam giác hở báo chạm đất một pha trên cáp 35 kV. Để chống sét truyền từ đường
dây vào trạm, ta đặt chống sét van trên các phân đoạn thanh góp. Máy biến dòng
được đặt trên tất cả các lộ vào của trạm có tác dụng biến đổi dòng điện lớn (sơ cấp)
thành dòng điện 5(A) để cung cấp cho các dụng cụ đo lường và bảo vệ.
a.Lựa chọn và kiểm tra máy cắt, thanh dẫn của TPPTT.
Các máy cắt đặt tại TPPTT gồm có 2 máy cắt nối đường dây trên không cấp
điện cho trạm và 2 phân đoạn thanh góp.Trên mỗi phân đoạn thanh góp có 4 máy
68
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
cắt nối thanh góp với các tuyến cáp cấp điện cho 4 TBAPX.Một máy cắt nối giữ 2
phân đoạn thanh góp.Các máy cắt có nhiệm vụ đóng cắt mạch điện cao áp đồng
thời cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành.Ngoài ra, máy cắt còn có
chức năng cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện.Căn cứ vào
các số liệu kỹ thuật đã tính được của nhà máy, chọn các tủ máy cắt hợp bộ của
SIEMENS loại 8DC11 cách điện SF6, không cần bảo trì. Hệ thống thanh góp đặt
sẵn trong tủ có dòng điện định mức 1250(A).
-Các điều kiện chọn máy cắt 8DC11:
Điện áp định mức :
UđmMC = 36 ≥ Uđmnm = 35(kV)
Dòng điện định mức :
IđmMC = 1250(A) ≥ Ilv max = 2.I ttnm = 2.26,85 = 53,7(A)
Dòng điện cắt định mức :
Iđm.cắt = 25(kA) ≥ I N = 1,94(kA)
Dòng điện ổn định cho phép :
iđmôđ = 63(kA) ≥ i xk = 4,94(kA)
-Vì thanh dẫn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động.
Loại MC Cách điện I đm (A) U Icắt (kA) Icắt max (kA)
đm (kV)
8DC11 SF6 1250 36 25 63
Bảng3.22-Thông số máy cắt đặt tại TPPTT.
b.Lựa chọn kiểm tra BU.
-BU là MBA đo lường (biến điện áp) có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp
bất kì xuống 100 (V) hoặc 100/ 3 cấp nguồn áp cho các mạch đo lường, điều
khiển tín hiệu, bảo vệ.
-BU thường đấu theo sơ đồ Y / Y; Δ / Δ. Ngoài ra còn có loại BU 3 pha 5 trụ
Y0 / Y0 / Δ (đấu sao không, sao không, tam giác hở). Trong đó, cuộn tam giác hở,
ngoài chức năng thông thường còn có nhiệm vụ báo chạm đất 1 pha. BU thường
dùng cho mạng trung tính cách điện (10 kV; 35kV).
-BU được chọn theo điều kiện điện áp định mức:
U đmBU ≥ Uđmnm = 35(kV)
Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS36, kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo có các
thông số như sau:
Thông số kỹ thuật 4MS36
Uđm (kV) 36
U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) 70
U chịu đựng xung 1,2/50 μs(kV) 170
U1đm (kV) 35/ 3
69
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
U2đm (kV) 100/ 3
Tải định mức (VA) 400
Bảng 3.23-Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS36.
Tñ MC Tñ BU Tñ MC Tñ BU Tñ MC
C¸c tñ MC ®Çu ra cña ph©n ®o¹n TG1 C¸c tñ MC ®Çu ra cña ph©n ®o¹n TG2
®Çu vμo vμ CSV ph©n vμ CSV ®Çu vμo
®o¹n
Hình3.7: Sơ đồ ghép nối trạm phân phối trung tâm
Tất cả các tủ hợp bộ đều của hãng Siemens, cách điện bằng SF6, loại DC11, không
cần bảo trì.
Dao cách ly có 3 vị trí: hở mạch, nối mạch và tiếp đất.
c.Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BI:
-Máy biến dòng điện BI có chức năng biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số bất
kỳ xuống 5 A (hoặc 1A và 10A) nhằm cấp nguồn dòng cho đo lường, tự động hóa
và bảo vệ rơle.
-BI được chọn theo điều kiện:
Điện áp định mức:
U đmBI ≥ Uđmnm = 35(kV)
Dòng điện sơ cấp định mức:Khi sự cố, MBA có thể quá tải 30% nên
BI chọn theo dòng cưỡng bức qua máy biến áp có công suất lớn nhất trong mạng là
1000 (kVA).
I k .S 1,3.560
IđmBI ≥ max = qtbt đmBA = = 10(A)
1, 2 1,2. 3.35 1, 2. 3.35
Vậy chọn BI loại 4ME16 kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo có các thông số kỹ
thuật như sau:
Thông số kỹ thuật 4ME16
Uđm (kV) 36
U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) 70
U chịu đựng xung 1,2/50 μs(kV) 170
I1đm (kV) 5-1200
I2đm (kV) 1hoặc 5
Iôđ nhiệt (kA) 80
Iôđ động (kA) 120
70
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Bảng 3.24-Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME16.
d.Lựa chọn chống sét van.
Chống sét van là một thiết bị có nhiệm vụ chống sét đánh từ đường dây trên
không truyền vào TBA và TPP. Chống sét van được làm bằng một điện trở phi
tuyến: Với điện áp định mức của lưới điện, điện trở chống sét có trị số vô cùng,
không cho dòng điện đi qua, còn khi có điện áp sét thì điện trở giảm sét đến không,
chống sét van tháo dòng điện xuống đất.
Chống sét van được chế tạo ở nhiều cấp điện áp. Với nhà máy thiết kế, ta
chọn chống sét van theo cấp điện áp Uđm.nm=35 (kV).
Chọn loại chống sét van do Liên Xô (cũ) sản xuất loại PBC- 35 có
Uđm = 35 kV.
2.Trạm biến áp phân xưởng.
-Ở đây, tất cả các TBAPX đều đặt 2 máy biến áp. Vì các TBAPX đặt không
xa TPPTT nên ở phía cao áp chỉ cần đặt cầu dao và cầu chì. Dao cách ly dùng để
cách ly MBA khi sửa chữa, còn cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho
MBA. Phía hạ áp đặt Aptomat tổng và Aptomat nhánh, thanh cái hạ áp được phân
đoạn Aptomat phân đoạn. Để hạn chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm và
đơn giản cho việc bảo vệ, chọn phương thức cho 2 MBA làm việc độc lập(aptomat
phân đoạn của thanh cái hạ áp ở trạng thái cắt). Chỉ khi nào 1 MBA bị sự cố mới sử
dụng Aptomat phân đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn đi với MBA sự cố.
DCL
CC
A tæng
A nh¸nh Tñ ph©n phèi
a.Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp.
-Cầu dao hay còn gọi là dao cách ly có nhiệm vụ chủ yếu là cách ly phần
mạng điện và không mạng điện, tạo khoảng cách an toàn trông thấy, phục vụ cho
71
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
các công tác sửa chữa, kiểm tra, bảo dưỡng lưới điện. Dao cách ly cũng có thể đóng
cắt dòng không tải của MBA nếu công suất máy không lớn lắm.
-Cầu dao được chế tạo ở mọi cấp điện áp nhưng ta sẽ dùng chung một loại
dao cách ly cho tất cả các TBA để dễ dàng cho việc mua sắm lắp đặt và thay thế.
-Dao cách ly được chọn theo các điều kiện:
Điện áp định mức :
UđmMC ≥ Uđmnm = 35(kV)
Dòng điện định mức :
IđmCL ≥ Ilv max = 2.I ttnm = 2.26,85 = 53,7(kA)
Dòng điện ổn định động cho phép :
Iđmđ ≥ I xk = 6,08(kA)
Chọn loại 3DC do hãng Siemens chế tạo với các thông số kỹ thuật sau:
Uđm (kV) Iđm (A) Int (A) Inmax (kA)
36 630 35 50
Bảng 3.25-Thông số kỹ thuật của dao cách ly 3DC.
b.Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp:
-Cầu chì là thiết bị bảo vệ, có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện khi có dòng điện
lớn quá trị số cho phép đi qua. Nói cách khác, chức năng của cầu chì là bảo vệ quá
tải và ngắn mạch. Trong lưới điện cao áp (U>1000V), cầu chì thường được dùng ở
các vị trí:
+Bảo vệ MBA đo lường ở các cấp điện áp.
+Kết hợp với cầu dao phụ tải thành máy cắt phụ tải để bảo vệ các
đường dây trung áp.
+Đặt phía cao áp của TBA phân phối để bảo vệ ngắn mạch cho MBA.
-Cầu chì được chế tạo theo nhiều kiểu và ở nhiều cấp điện áp khác nhau. Ở
cấp điện áp trung áp và cao áp thường sử dụng loại cầu chì ống.
-Các điều kiện chọn cầu chì:
+Điện áp định mức:
U đmcc ≥ Uđmnm = 35(kV)
+Dòng điện định mức: Khi sự cố 1 MBA thì máy còn lại có thể quá tải
30%:
k .S 1,3.560
Iđmcc ≥ Ilv max = qtbt đmBA = = 12(A)
3.35 3.35
Ở đây tính cho TBA có SđmB=560 kVA có dòng ngắn mạch là max.
+Dòng điện cắt định mức ( chọn theo dòng ngắn mạch lớn nhất của
MBA trên thanh cái):
Iđmcắt ≥ I N = 2,36(kA)
3
→ Vậy, chọn loại cầu chì ống do hãng Siemens chế tạo loại 3GD1 605-5B
Uđm (kV) Iđm (A) Icắt N min (A) Icắt (kA)
36 25 120 31,50
72
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Bảng 3.26-Thông số kỹ thuật của cầu chì loại 3GD 1605-5B.
c.Lựa chọn và kiểm tra aptômat:
-Aptômat là thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn
mạch. Tuy nhiên, so với cầu chì, aptômát có ưu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng
làm việc chắc chắn, tin cậy, an toàn, đóng cắt đồng thời 3 pha và khả năng tự động
hóa cao nên áptômát dù đắt tiền vẫn ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lưới
điện hạ áp công nghiệp cũng như lưới điện ánh sáng sinh hoạt.
-Aptômat tổng, áptômat phân đoạn và áptômát nhánh đều chọn dùng các
áptômat không khí do hãng Merlin chế tạo.
-Với trạm 2 MBA đặt 2 tủ áptômat tổng và một tủ áptômat phân đoạn là 2 tủ
áptômat nhánh.
-Aptômat tổng và các aptômat phân đoạn được chọn theo các điều kiện:
+Điện áp định mức:
UđmA ≥ Uđmnm = 0,8(kV)
+Dòng điện định mức:
k .S
IđmA ≥ Ilv max = qtbt đmBA
3.U đmnm
Vì các máy biến áp có công suất định mức không chênh lệch nhau nhiều (400 kW
và 560 kW) nên ta có thể chọn Aptômát cho một loại MBA (560 kW) là đủ.
Ta có:
k .S 1,3.560
IđmA ≥ Ilv max = qtbt đmBA = = 1106(A)
3.0,38 3.0,38
Tên trạm Loại Số lượng Uđm(V) Iđm(A) Icắt N(A) Số cực
B1, B2, B3,B4 M12 3 690 1250 40 3
Bảng 3.28-Kết quả chọn Áptômát tổng và Aptômát phân đoạn.
-Áptômát nhánh được chọn theo các điều kiện:
+Điện áp định mức:
U đmA ≥ Uđmnm = 0,38(kV)
+Dòng điện định mức:
Stt
IđmA ≥ I tt =
n. 3.U đmnm
n : Số áptômát nhánh đưa điện về phân xưởng.
73
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tên phân xưởng Stt Itt Loại Số Uđm Iđm IcắtN
(kVA) (A) lượng (V) (A) (kA)
PX.cơ khí chính 956 726,24 C801N 2 690 800 25
PX.lắp ráp 597 453,5 NS630N 2 690 630 10
PX.sửa chữa cơ khí 261 198,3 NS400N 2 690 400 10
PX.rèn 551 418,6 NS630N 2 690 630 10
PX.đúc 411 312,2 NS400N 2 690 400 10
Bộ phận nén ép 454,4 345,2 NS400N 2 690 400 10
PX.kết cấu kim loại 291,5 221,4 NS400N 2 690 400 10
Văn phòng & phòng thiết kế 173,7 264 NS400N 2 690 400 10
Trạm bơm 152,5 231,6 NS400N 2 690 400 10
Bảng 3.29-Kết quả chọn áptômát nhánh loại 4 cực của Merlin Gerlin.
d.Lựa chọn thanh góp.
-Thanh góp là nơi nhận điện năng từ nguồn cung cấp đến và phân phân phối
điện năng cho các phụ tải tiêu thụ. Thanh góp là phần tử cơ bản của thiết bị phân
phối. Thanh góp còn được gọi là thanh cái hoặc thanh dẫn.
-Tùy theo dòng phải tải mà thanh dẫn có cấu tạo khác nhau. Khi dòng nhỏ thì
dùng thanh cứng hình chữ nhật, khi dòng lớn thì dùng thanh dẫn ghép từ 2 hay 3
thanh dẫn chữ nhật đơn trên mỗi pha. Nếu dòng điện quá lớn thì dùng thanh dẫn
hình máng để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng gần, đồng thời tăng khả năng
làm mát cho chúng.
-Các thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Dòng điện
cưỡng bức tính với TBA B2 có Stt=1103,5 (kVA).
Stt 1103,5
k1.k 2 .Icp ≥ Icb = = = 1677(A)
3.U đmnm 3.0,38
Trong đó:
k1=1: Với thanh góp đặt đứng
k2=1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường
→ Icp ≥ Icb = 1677(A)
Vậy, chọn thanh dẫn đồng tiết diện hình chữ nhật có kích thước 60x6 (mm 2 ), mỗi
pha ghép 2 thanh với Icp= 1740(A).
e.Kiểm tra cáp đã chọn.
-Để đơn giản, ở đây ta chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn
nhất: IN1=2,38 (kA).
-Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt:
F ≥ α.I∞ . t qđ
Trong đó:
α =6 : Hệ số nhiệt độ của cáp lõi đồng.
I∞ : Dòng ngắn mạch ổn định.
74
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
tqđ : Thời gian qui đổi, xác định như tổng thời gian tác động của bảo
vệ chính đặt tại nhà máy cắt điện gần điểm sự cố với thời gian tác động toàn phần
của máy cắt điện.
t qđ = f (β ", t) Với t : Thời gian tồn tại ngắn mạch, lấy t=0,5(s).
I"
β" =
I∞
Vì ngắn mạch là xa nguồn nên :
I N = I" = I∞ ⇒ β " = 1
∞
Tra đồ thị trang 109 TL VI tìm được tqđ = 0,4
Vậy, tiết diện ổn định nhiệt của cáp:
F ≥ α.I∞ . t qđ = 6.2,38. 0,4 = 9,03(mm 2 )
Vậy, chọn cáp 50 mm 2 là hợp lý.
75
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tõ TBATG ®Õn Tõ TBATG ®Õn
AC-35
AC-35
4ME16 4ME16
8DC11
8DC11 8DC11
TG 35kV TG 35kV
8DC11 8DC11 8DC11
8DC11 PBC-35
4MS36 4MS36
4ME16 4ME16
)
XLPE(
XLPE(3*50)
(3*50
XLPE
3*50)
3DC 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC
3DC 3DC
3GD1 605-5B 3GD1 605-5B 3GD1 605-5B 3GD1 605-5B
B1 (2*560) B2 (2*400) B4 (2*560) B4 (2*560)
M12 M12 M12 M12
60*6
Ph©n x−ëng c¬ khÝ chÝnh Ph©n x−ëng l¾p r¸p vμ Ph©n x−ëng söa ch÷a c¬ khÝ Ph©n x−ëng ®óc
V¨n phßng vμ phßng thiÕt kÕ Ph©n x−ëng rÌn Bé phËn nÐn Ðp
Ph©n x−ëng kÕt cÊu kim lo¹i
V¨n phßng vμ phßng thiÕt kÕ
76
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
CHƯƠNG IV
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG
SỬA CHỮA CƠ KHÍ
Phân xưởng sửa chữa cơ khí có diện tích là 3300 m 2 , gồm 70 thiết bị được
chia làm 6 nhóm. Công suất tính toán của phân xưởng là 261 kVA, trong đó có 46,2
kW sử dụng cho hệ thống chiếu sáng. Để cấp điện cho PX.SCCK 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 1 Aptomat tổng và 7 Aptômat nhánh cấp điện cho 6 tủ động
lực và một tủ chiếu sáng.Từ tủ phân phối đến các tủ động lực và chiếu sáng sử dụng
sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lý và vận hành. 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 bé và ít
quan trọng hơn được ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên
thông (xích). Để dễ dàng thao tác và tăng thêm độ tin cậy cung cấp điện, tại các đầu
vào và ra của tủ đều đặt các áptômat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá 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 thiết kế cung cấp điện cho các
xí nghiệp công nghiệp hiện đại.
§4.1.LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO TỦ PHÂN PHỐI.
A tổng
A nhánh
Hình 4.1 - Sơ đồ tủ phân phối
1.Chọn cáp từ trạm biến áp B3 về tủ phân phối của phân xưởng.
-Theo tính toán của chương III, ta có:
77
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
+Cáp từ trạm biến áp B3 về tủ phân phối của phân xưởng là cáp đồng
hạ áp 4 ruột, cách điện PVC do hãng Lens chế tạo loại (3*120+70)mm 2 , Icp=346
(A), đặt trong hào cáp.
+Trong tủ hạ áp của trạm biến áp B3, ở đầu đường dây đến tủ phân
phối đã đặt 1 MCCB loại NS400N do hãng Merlin Gerin chế tạo, Iđm=400 (A).
-Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với MCCB:
I 1,25.400
Icp ≥ kddt = = 333,33(A)
1,5 1,5
Vậy, tiết diện cáp đã chọn là hợp lý.
2.Lựa chọn MCCB cho tủ phân phối.
-Các MCCB được chọn theo các điều kiện tương tự như đã trình bày ở
chương III, kết quả ghi trong bảng 4.1.
Tuyến cáp Itt(A) Loại Uđm(V) Iđm(A) IcắtN(kA) Số cực
TPP-ĐL1 79,81 NS100N 415 100 25 4
TPP-ĐL2 65,33 NS100N 415 100 25 4
TPP-ĐL3 18,33 C60H 415 60 15 4
TPP-ĐL4 136,74 NS160N 415 160 36 4
TPP-ĐL5 72,73 NS100N 415 100 10 4
TPP-ĐL6 49 C60H 415 60 15 4
MCCB Tổng 398,47 NS400N 415 400 70 4
Bảng 4.1-Kết quả lựa chọn MCCB của Merlin Gerin cho tủ phân phối.
3.Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực.
-Các đường cáp từ tủ phân phối (TPP) đến các tủ động lực (TĐL) được đi
trong rãnh cáp nằm 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.I cp ≥ I tt
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 dây lấy khc=1.
-Điều kiện kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ của cáp, khi bảo vệ bằng
aptômat:
I 1, 25.IdmA
Icp ≥ kddt =
1,5 1,5
.
-Các tuyến cáp được chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng 4.2
78
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tuyến cáp Itt (A) Ikđđt/1,5 (A) Fcáp (mm 2 ) Icp (A)
TPP-ĐL1 79,81 83,3 4G16 100
TPP-ĐL2 65,33 83,3 4G16 100
TPP-ĐL3 18,33 50,0 4G10 75
TPP-ĐL4 136,74 133,3 4G35 158
TPP-ĐL5 72,73 83,3 4G16 100
TPP-ĐL6 49 50,0 4G10 75
Bảng 4.2-Kết quả chọn cáp từ TPP đến các TĐL.
§4.2.TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHÍA HẠ ÁP CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA
CHỮA CƠ KHÍ ĐỂ KIỂN TRA CÁP VÀ ÁPTÔMÁT.
Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp, ta xem máy biến áp B3 là nguồn (được
nối với hệ thống vô cùng lớn). Vì vậy, điện áp trên thanh cái cao áp của trạm được
coi là không thay đổi khi ngắn mạch, ta có I N = I" = I ∞ . Giả thiết này sẽ làm cho
dòng ngắn mạch tính toán lớn hơn thực tế nhiều bởi vì rất khó giữ được điện áp trên
thanh cái cao áp của trạm biến áp phân phối không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch
sau MBA. Song nếu với dòng ngắn mạch tính toán này mà các thiết bị lựa chọn
thỏa mãn điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt thì chúng hoàn toàn có thể làm
việc tốt trong điều kiện thực tế. Để giảm nhẹ khối lượng tính toán, ở đây ta sẽ 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, việc tính toán cũng được tiến hành tương
tự.
Hình 4.2-Sơ đồ nguyên lý
Hình 4.3-Sơ đồ thay thế
N1 N2
HT ZB3 ZA1 ZTG1 ZA2 ZC1 ZA2 ZTG2 ZA3 ZC2 ZA3 ZTG3
1.Các thông số của sơ đồ thay thế.
-Điện trở và điện kháng máy biến áp:
Sđm=1000 (kVA)
79
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
ΔPn = 13(kV)
U n % = 6,5%
ΔPn .U đm 13.0, 42.106
2
RB = 2
= = 2,08(mΩ)
Sđm 106
U n .U đm 6,5.0, 42.106
2
XB = = = 10,4(mΩ)
100.Sđm 100.1000
-Thanh góp tram biến áp phân xưởng-TG1:
Kích thước : 100x10 (mm 2 ), mỗi pha ghép 3 thanh.
Chiều dài : l=1.2 (m).
Khoảng cách trung bình hình học: D=300 (mm).
Tra PL4.11-TL1, tìm được:
r0 = 0,020(mΩ / m)
1 1
R TG1 = .r0 .l = .0,020.1,2 = 0,008(mΩ)
3 3
x 0 = 0,157(mΩ / m)
1 1
X TG1 = .x 0 .l = .0,157.1,2 = 0,063(mΩ)
3 3
-Thanh góp trong tủ phân phối-TG2:
Chọn theo điều kiện:
khc.Icp ≥ Ittpx=398,47 (A).
Chọn loại thanh cái bằng đồng có kích thước:30x3 (mm 2 ), với Icp=405 (A).
Chiều dài : l =1,2 (m).
Khoảng cách trung bình hình học: D=300 (mm).
Tra PL4.11-TL1, tìm được:
r0 = 0, 223(mΩ / m)
1 1
R TG 2 = .r0 .l = .0, 223.1,2 = 0, 268(mΩ)
3 3
x 0 = 0,235(mΩ / m)
1 1
X TG 2 = .x 0 .l = .0,235.1,2 = 0, 282(mΩ)
3 3
-Điện trở và điện kháng của MCCB :
Tra PL3.12 và 3.13-TL1 tìm được :
• MCCB loại CM2000N :
R A1 = 0,08(mΩ)
X A1 = 0,09(mΩ)
• MCCB loại NS400H :
80
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
R A 2 = 0,10(mΩ)
X A 2 = 0,15(mΩ)
R T2 = 0, 4(mΩ)
• MCCB loại NS160N :
R A3 = 0,55(mΩ)
X A3 = 0,74(mΩ)
R T3 = 0,65(mΩ)
-Cáp tiết diện 3x120+70 (mm 2 )-C1:
Chiều dài : l=60 (m).
Tra PL4.28, tìm được :
r0 = 0,153(mΩ / m)
R C1 = r0 .l = 0,153.60 = 9,18(mΩ)
x 0 = 0,157(mΩ / m)
X C1 = x 0 .l = 0,157.60 = 9, 42(mΩ)
-Cáp tiết diện 4G50 (mm 2 )-C2:
Chiều dài : l=50 (m).
Tra PL4.29, tìm được :
r0 = 0,387(mΩ / m)
R C2 = r0 .l = 0,387.50 = 19,35(mΩ)
x 0 = 0,157(mΩ / m)
X C2 = x 0 .l = 0,157.50 = 7,85(mΩ)
2.Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị đã chọn :
a.Tính toán ngắn mạch tại N1 :
R N1 = R B + R A1 + R TG1 + 2.R A2 + 2.R T2 + R C1
R N1 = 2,08 + 0,08 + 0,008 + 2.0,1 + 2.0,4 + 9,18 = 12,348(mΩ)
X N1 = X B + X A1 + X TG1 + 2.X A 2 + X C1
X N1 = 10,4 + 0,09 + 0,063 + 2.0,15 + 9,42 = 20,273(mΩ)
Z N1 = R 2 1 + X 2 1 = 23,74(mΩ)
N N
U 400
I N1 = = = 9,73(kA)
3.Z N1 3.23,74
I xk1 = 2.1,8.I N1 = 24,77(kA)
-Kiểm tra MCCB :
Loại NS160N có IcắtN=36(kA)
81
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Loại NS400H có IcắtN=70(kA)
Vậy, các máy cắt được chọn đều thỏa mãn điều kiện ổn định động.
Kiểm tra cáp tiết diện 3x120+70 (mm 2 )
Tiết diện ổn định nhiệt của cáp :
F ≥ α.I∞ . t qđ = 6.9,73. 0,4 = 36,92(mm 2 )
Vậy, chọn cáp 3x120+70 (mm 2 ) là hợp lý.
b.Tính toán ngắn mạch tại N2 :
R N 2 = R N1 + R TG 2 + 2.R A3 + 2.R T3 + R C2
R N 2 = 12,348 + 0,268 + 2.0,55 + 2.0,65 + 19,35 = 34,366(mΩ)
X N2 = X N1 + X TG 2 + 2.X A3 + X C2
X N2 = 20, 273 + 0, 282 + 2.0,74 + 7,85 = 29,885(mΩ)
Z N2 = R 2 2 + X 2 2 = 45,54(mΩ)
N N
U 400
I N2 = = = 5,07(kA)
3.Z N2 3.45,54
I xk 2 = 2.1,8.I N2 = 12,91(kA)
Kiểm tra MCCB :
Loại NS160N có IcắtN=36(kA)
Vậy, các máy cắt được chọn đều thỏa mãn điều kiện ổn định động.
Kiểm tra cáp tiết diện 4G35
Tiết diện ổn định nhiệt của cáp :
F ≥ α.I∞ . t qđ = 6.5,07. 0,4 = 19,24(mm 2 )
Vậy, chọn cáp 4G35 là hợp lý.
§4.3.LỰA CHỌN THIẾT BỊ TRONG CÁC TỦ ĐỘNG LỰC VÀ DÂY DẪN
ĐẾN CÁC THIẾT BỊ CỦA PHÂN XƯỞNG.
A tổng
A nhánh
Tủ động lực
82
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
-Các MCCB tổng của các tủ động lực có thông số tương tự các áptômát
nhánh tương ứng trong tủ phân phối, kết quả lựa chọn ghi trong bảng 4.3
Tủ động lực Itt(A) Loại Uđm(V) Iđm(A) IcắtN(kA) Số cực
ĐL1 79,81 NS100N 415 100 25 4
ĐL2 65,33 NS100N 415 100 25 4
ĐL3 18,33 C60H 415 60 15 4
ĐL4 136,74 NS160N 415 160 36 4
ĐL5 72,73 NS100N 415 100 10 4
ĐL6 49 C60H 415 60 15 4
Bảng 4.3-Kết quả lựa chọn MCCB tổng trong các TĐL.
-Các MCCB đến các thiết bị và nhóm thiết bị trong các tủ động lực cũng
được chọn theo các điều kiện đã nêu ở trên. Ví dụ chọn MCCB cho đường cáp từ
TĐL đến máy tiện tự động 5,1 (kW) và máy tiện ren 4,5 (kW), cos ϕ = 0,6
Ptt 4,5 + 5,1
IđmA = = = 24,31(A)
3.cos ϕ.U đm 3.0,6.0,38
Chọn MCB loại NC45a do hãng Merlin Gerin chế tạo có IđmA=25 (A),
Icắt=4,5 (A), Uđm=400 (V), 4 cực.
-Các đường cáp theo điều kiện phát nóng cho phép:
Tương tự như trên ta sẽ lấy một ví dụ kiểm tra đối với cáp từ tủ động
lực 1đến 2 máy tiện tự động (2:Số trên bản vẽ).
Icp ≥ I tt = 24,31(A)
I kddt 1,25.25
Icp ≥ = = 20,83(A)
1,5 1,5
Kết hợp hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do
hãng Lens chế tạo, tiết diện 2,5 (mm 2 ) với Icp=31 (A). Cáp được đặt trong ống thép
có đường kính 3/4” chôn dưới nền phân xưởng.
Các MCCB, MCB và đường cáp khác được chọn tương tự, kết quả ghi
trong bảng 4.4. Do công suất của các thiết bị trong phân xưởng không lớn và đều
được bảo vệ bằng áptômát nên ở đây không tính toán ngắn mạch trong phân xưởng
để kiểm tra các thiết bị lựa chọn theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt.
83
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Bảng 4.4-Kết quả lựa chọn áptômát trong các tủ động lực và cáp đến các thiết bị.
Phụ tải Dây dẫn MCB
STT Tên máy SL Số trên Ptt Itt Tiết Icp Dô.thép Mã hiệu Iđm Ikđđt/1.5
bản vẽ (kW) (A) diện (A) (A) (A)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Nhóm I
1 Máy tiện ren 1 1 4,5 11,40 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
2 Máy tiện tư động 3 2 5,1 12,91 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
3 Máy tiện tư động 2 3 14,0 35,45 4G4,0 42 3/4” NC45a 40 33,0
4 Máy tiện tư động 2 4 5,6 14,18 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
5 Máy tiện tư động 1 5 2,2 5,57 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
6 Máy xọc 3 13 8,4 21,70 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6
7 Máy xọc 1 14 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
8 Máy bào ngang 2 12 9,0 22,90 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6
Nhóm II
1 Máy tiện revon ve 1 6 1,70 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 16 13,3
2 Máy phay vạn năng 1 7 3,40 8,61 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
3 Máy phay ngang 1 8 1,80 4,56 4G1,5 23 3/4” NC45a 16 13,3
4 Máy phay đứng 2 9 14,00 35,45 4G4,0 42 3/4” NC45a 40 33,0
5 Máy phay đứng 1 10 7,00 17,73 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6
6 Máy doa ngang 1 16 4,50 11,40 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
7 Máy khoan hướng tâm 1 17 1,70 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 16 13,3
8 Máy mài phẳng 2 18 9,00 22,79 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6
9 Máy mài tròn 1 19 5,60 14,18 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
10 Máy mài trong 1 20 2,80 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
Nhóm III
1 Máy mài dao cắt gọt 1 21 2,80 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
84
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2 Máy mài sắc vạn năng 1 22 0,65 1,65 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
3 Máy khoan bàn 2 23 0,65 1,65 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
4 Máy ép trục khuỷu 1 24 1,70 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
5 Máy mài phá 1 27 3,00 7,60 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
6 Cưa tay 1 28 1,35 3,42 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
7 Cưa máy 1 29 1,70 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
8 Máy phay vạn năng 1 7 3,40 8,61 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
9 Máy mài 1 11 2,20 5,57 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
10 Máy khoan vạn năng 1 15 4,50 11,40 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
Nhóm IV
1 Lò điện kiểu buồng 1 31 30 47,98 4G6,0 54 3/4” NC45a 50 41,5
2 Lò điện kiểu đứng 1 32 25 39,98 4G4,0 42 3/4” NC45a 40 33,2
3 Lò điện kiểu bể 1 33 30 47,98 4G4,0 54 3/4” NC45a 50 41,5
4 Bể điện phân 1 34 10 15,99 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
Nhóm V
1 Máy tiện ren 2 43 10,0 25,32 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6
2 Máy tiện ren 1 44 7,0 17,73 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
3 Máy tiện ren 1 45 4,5 11,40 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
4 Máy phay ngang 1 46 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
5 Máy phay vạn năng 1 47 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
6 Máy phay răng 1 48 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
7 Máy xọc 1 49 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
8 Máy bào ngang 2 50 7,6 19,25 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
9 Máy mài tròn 1 51 7,0 17,73 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
10 Máy khoan đứng 1 52 1,8 4,56 4G1,5 23 3/4” NC45a 16 13,3
11 Búa nén khí 1 53 10,0 25,32 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6
85
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
12 Quạt 1 54 3,2 8,10 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
13 Biến áp hàn 1 57 12,5 31,58 4G4,0 42 3/4” NC45a 32 26,6
14 Máy mài phá 1 58 3,2 8,10 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
15 Khoan điện 1 59 0,6 1,52 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
16 Máy cắt 1 60 1,7 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
Nhóm V
1 Bàn nguội 1 65 0,50 1,27 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
2 Máy cuốn dây 1 66 0,50 1,27 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
3 Bàn thí nghiệm 1 67 15,00 37,98 4G4,0 42 3/4” NC45a 40 3,2
4 Bể tấm có đốt nóng 1 68 4,00 10,13 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
5 Tủ sấy 1 69 0,85 21,5 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
6 Khoan bàn 1 70 0,65 1,65 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
Kết luận:Mạng điện hạ áp thiết kế thỏa mãn yêu cầu về cung cấp điện, các thiết bị được lựa chọn trong mạng điện đáp ứng đầy
đủ các yêu cầu về kỹ thuật và có tính khả thi
86
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tõ tr¹m biÕn ¸p ®Õn
TBA
NS400N NS400N
NC100H NC100H C60A NC100H C60H
T§L I NC100H C60H T§L VI
NC45a NC45a
4G1,5
4G4,0
4G1,5
4G1,5
4G1,5
4G1,5
4G1,5
4G1,5
4G2,5
4G2,5
4G1,5
4G1,5
4G2,5
4G2,5
4G2,5
4G2,5
3 3 4 4 12 12 13 13 13 1 2 14 2 2 5 65 66 67 68 69 70
P®m 14 14 5,6 5,6 9,0 9,0 8,4 8,4 8,4 9,6 7,9 7,3 P®m 1,00 15 4,0 1,50
I tt 35,45 35,45 14,18 14,18 22,9 22,9 21,7 21,7 21,7 24 19,91 18,48 I tt 2,54 37,98 10,13 3,80
NC100H NC100H T§L V
T§L II
NC45a NC45a
4G1,5
4G1,5
4G2,5
4G2,5
4G2,5
4G1,5
4G1,5
4G2,5
4G2,5
4G2,5
4G2,5
4G1,5
4G4,0
4G4,0
4G2,5
4G2,5
4G1,5
4G1,5
4G1,5
9 9 10 18 19 20 28 29 6 7 8 17 54 58 59 48 49 43 43 44 45 46 47 50 50 51 53
P®m 14 14 7,00 9,00 5,6 5,85 5,1 3,5 P®m 6,0 5,6 10,00 10,00 7,0 4,5 5,6 7,6 7,6 7,0 10,0
I tt 35,45 35,45 17,73 22,79 14,18 14,81 12,91 8,86 I tt 17,52 14,18 25,32 25,32 17,73 11,4 14,18 19,25 19,25 17,73 25,32
T§L III C60A NS160N T§L IV
NC45a
NC45a
4G4,0
4G6,0
4G6,0
4G6,0
4G1,5
C60N
4G1,5
4G1,5
4G1,5
4G1,5
4G1,5
Tñ chiÕu s¸ng
7 23 24 11 28 21 27 15 31 31 32 33 34
P®m 5,75 3,55 5,8 4,5 P®m 30 30 25 30 10
I tt 14,56 8,99 14,69 11,4 I tt 47,98 47,98 39,98 47,98 15,99
87
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tr¹m
B3
39 36 38 40 21 27
46 45 60
44 43 32 30
35 Bé phËn nhiÖt
47 43 60 luyÖn
48 51
Bé phËn
63 56 34 41 38 mμi
61
31 31 33 42
Khu l¾p r¸p 57 59
49 50
58
55 67 28 15
64 11 7
54 66
Kho 25
Bé phËn rÌn Kho phô tïng 69
thμnh
64 vμ vËt liÖu 68 phÈm
30 24 Bé phËn khu«n
62 53
70 65 30 23
10 29
12 12 8 13
13 13 13 20
17
Bé phËn m¸y c«ng cô
9 7
3 4 16 9
4
6
14
5 5 18 19
2 2 2 1
28
88
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
CHƯƠNG V
TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO
HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY.
§5.1.ĐẶT VẤN ĐỀ.
Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công
nghiệp có ý nghĩa rất to lớn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng
50% tổng số điện năng sản xuất ra. Hệ số công suất cos ϕ là một trong các chỉ tiêu
để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số
công suất cos ϕ 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 suất tác dụng 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 kỳ của dòng điện, thì Q đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong nửa chu
kỳ 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 tiêu thụ dùng điện không nhất thiết phải là nguồn. Vì vậy,
để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ
tiêu thụ dùng điện các máy sinh ra Q (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 ϕ của mạng được nâng cao. Giữa P, Q và góc ϕ có quan
hệ như sau:
P
ϕ = arctg
Q
+ Khi P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải
trên đường dây giảm xuống, do đó góc ϕ giảm, kết quả là cos ϕ tăng lên.
Hệ số công suất cos ϕ được nâng lên sẽ đưa 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 đường dây và máy biến áp.
+ Tăng khả năng phát của máy phát điện.
Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos ϕ :
+ Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên: Là tìm các biện pháp để các
hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý
hóa các quy trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế
89
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý
hơn…Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên rất có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế
lâu dài mà không cần phải đặt thêm tụ bù.
+ Nâng cao hệ số công suất cosφ bằng biện pháp bù công suất phản
kháng: Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu thụ 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.
§5.2.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 lựa chọn các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử
dụng các bộ tụ điện có ưu điểm là tiêu hao 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 tải trong
quá trình sản xuất mà chúng ta cho ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử
dụng cao và không phải bỏ vốn đầu tư ngay một lúc. Tuy nhiên, tụ điện cũng có
một số nhược điểm nhất định nên trong thực tế với các xí nghiệp, nhà máy có công
suất không 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 của TBAPP, tại các tủ phân phối, tủ
động lực hoặc tại các đầu cực các phụ tải lớn. Để xác định chính xác vị trí và dung
lượng thiết bị bù cần phải 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
không thật lớn có thể phân bố dung lượng bù cần đặt tại thanh cái hạ áp của các
TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư và thuận lợi cho công tác quản lý vận hành.
§5.3.XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ.
1.Xác định dung lượng bù.
Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy được xác định theo công thức sau:
Qbù = Pttnm.(tgφ1 – tgφ2 ).α
Trong đó:
Pttnm : Phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy (kW)
90
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
φ1: Góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù:
cos ϕ 1=0,64
φ2: Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù, cos ϕ 2=0,95
α: Hệ số xét tới khả năng nâng cao cosφ bằng những biện pháp không đòi hỏi
đặt thiết bị bù, α = 0,9 ÷ 1.
Với nhà máy đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần đặt:
Qbù = Pttnm.(tgφ1–tgφ2).α
Qbù = 2072,3.(1,21-0,33) = 1826,35 (kVAr)
2.Phân bố dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng.
Từ trạm phân phối trung tâm về các máy biến áp phân xưởng là mạng hình
tia gồm bốn nhánh có sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế như hình 5.1.
TPPTT
RC1 RC2 RC3 RC4
RB1 RB2 RB3 RB4
Q1-Q b1 Q2-Q b2 Q3-Q b3 Q4-Q b4
Hình 5.1: Sơ đồ thay thế mạng cao áp để phân bố dung lượng bù.
Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho các nhánh của mạng hình tia:
R t®
Qbi = Qi – (Q – Qb).
Ri
Trong đó:
4
Q= ∑ Qi = 2954,35 (kVAr): Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy.
i =1
Ri = RB + RC
2
ΔPN .U đmBA 3
RB = 2
.10 ( Ω ) : Điện trở máy biến áp
SđmBA
91
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1
RC = . r0.L ( Ω ) : Điện trở của đường cáp
n
Căn cứ vào số liệu về máy biến áp và cáp ở chương III ta có kết quả như
bảng 5.1:
F L r0 RB ( RC Ri
Đường cáp Ω)
(mm2) (m) ( Ω / km ) ( Ω) ( Ω)
TPPTT-B1 3*50 175 0,494 10,68 0,043 10,723
TPPTT-B2 3*50 360 0,494 12,6 0,089 17,689
TPPTT-B3 3*50 125 0,494 10,68 0,031 10,711
TPPTT-B4 3*50 185 0,494 10,68 0,046 10,726
Bảng 5.1- Kết quả tính điện trở của mỗi nhánh.
1 1 1 -1
Rtđ = ( + + ... + )
R1 R 2 Rn
⇒R = ( 1
+
1
+
1
+
1
)-1 = 3,97 ( Ω )
tđ
10,723 17,689 10,711 10,726
Dung lượng bù tối ưu cho các nhánh:
3,97
Qb1 = 831 – (2954,35– 1826,35). = 413,38 (kVAr)
10,723
3,97
Qb2 = 607,33– (2954,35– 1826,35). = 354,17(kVAr)
17,689
3,97
Qb3 = 793 – (2954,35 – 1826,35). = 508,34(kVAr)
10,711
3,97
Qb4 = 722,6– (2954,35 – 1826,35). = 305,1 (kVAr)
10,726
Kết quả phân bố dung lượng bù cho từng nhánh được ghi trong bảng 5.2
92
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Qbù
Qbù Tổng Qbù
TBA Loại tụ Số bộ yêu cầu
(kVAr) (kVAr)
(kVAr)
B1 DLE-3H100K5T 100 5 500 413,38
B2 DLE-3H100K5T 100 4 500 354,17
B3 DLE-3H100K5T 100 6 600 508,34
B4 DLE-3H100K5T 100 5 500 305,1
Bảng 5.2-Kết quả phân bố dung lượng bù trong nhà máy.
Với trạm B1, B2, B3, B4 chúng ta sử dụng tụ hạ áp bù cos ϕ điện áp 440V do
DAE YEONG chế tạo, đặt tại thanh cái hạ áp của các trạm. Các thiết bị được tra từ
bảng 6.5 TL III.
Tñ ¸pt«mat Tñ ph©n phèi Tñ bï cosϕ Tñ ¸pt«mat Tñ bï cosϕ Tñ ph©n phèi Tñ ¸pt«mat
tæng cho c¸c PX ph©n ®o¹n cho c¸c PX tæng
Hình 5.2: Sơ đồ lắp ráp tủ bù cos cho trạm hai máy biến áp.
cos của nhà máy sau khi đặt bù:
+ Tổng công suất của các tụ bù Qtb = 2100(kVAr).
+ Lượng công suất phản kháng truyền trong lưới cao áp của nhà máy:
Q = Qttnm – Qtb = 2954,35-2100=854,35( kVAr)
+ Hệ số công suất phản kháng của nhà máy sau khi bù:
Q 854,35
tg = = = 0,41 ⇒ cos = 0,93
Pttnm 2072,3
Kết luận: Sau khi lắp đặt tụ bù cho lưới hạ áp của nhà máy, hệ số công
suất cos của nhà máy đã đạt yêu cầu của EVN.
93
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
CHƯƠNG VI.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA
PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ.
§6.1.ĐẶT VẤN ĐỀ.
Trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp, hệ thống chiếu sáng có vai trò
quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động,
an toàn trong sản xuất và sức khoẻ của người lao động. Nếu ánh sáng không đủ,
người lao động sẽ phải làm việc trong trạng thái căng thẳng hai mắt và ảnh hưởng
nhiều đến sức khoẻ. Kết quả là hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật
và năng suất lao động thấp, thậm chí còn gây tai nạn trong khi làm việc. Cũng vì
vậy, hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Không bị loá mắt.
+ Không bị loá do phản xạ.
+ Không tạo ra những khoảng tối bởi những vật bị che khuất.
+ Phải có độ rọi đồng đều.
+ Phải tạo được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt.
§6.2.LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN
CHIẾU SÁNG CHUNG.
Hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sửa chữa cơ khí sẽ dùng bóng
đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam.
Phân xưởng sửa chữa cơ khí được chia thành hai dãy nhà:
+Dãy nhà số 1: Chiều dài: a1 = 45 (m), chiều rộng: b1 = 44 (m).
+Dãy nhà số 2: Chiều dài: a2 = 30 (m), chiều rộng: b2 = 44 (m).
Tổng diện tích của phân xưởng: S = 3300 m2
Nguồn điện sử dụng: U = 220V, lấy từ tủ chiếu sáng của TBAPX B3.
+Độ rọi đèn yêu cầu: E = 30 (lx).
+Hệ số dự trữ: k = 1,3
+Độ treo cao đèn:
H = h – h1 – h2 = 4,5 – 0,7 – 0,8 = 3 (m)
Trong đó:
h = 4,5m : Chiều cao của phân xưởng.
94
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
h1 : Khoảng cách từ trần đến bóng đèn, thường
h1 = 0,5 ÷ 0,7 (m), chọn h1 = 0,7 (m).
h2 : Chiều cao từ nền phân xưởng đến mặt công tác, thường
h2 = 0,7 ÷ 0,9 (m), chọn h2 = 0,8 (m).
Hệ số phản xạ của tường: tg = 30%.
Hệ số phản xạ của trần: tr = 50%.
h1
H
h
h2
Hình 6.1-Sơ đồ tính toán chiếu sáng.
Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, ở đây sẽ áp dụng
phương pháp hệ số sử dụng:
E.S.Z.k
F= (lumen)
n.k sd
Trong đó:
F(Lumen) : Quang thông của mỗi đèn.
E(lx) : Độ rọi yêu cầu
S(m2) : Diện tích cần chiếu sáng.
K : Hệ số dự trữ.
n : Số bóng đèn có trong hệ thống chiếu sáng chung.
L: Khoảng cách giữa hai đèn kề nhau (m).
Z: Hệ số phụ thuộc loại đèn và tỷ số L/H, thường lấy
Z=0,8 ÷ 1,4
Các hệ số được tra tại các bảng: 5.1; 5.2; 5.3; 5.5 trang 134,145 và phụ lục
VIII TL2.
+Tra bảng 5.1 tìm được L/H=1.8
95
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
L = 1,8.H = 1,8.3 = 5,4 (m)
+Căn cứ vào bề rộng phòng, chọn L = 5 (m).
+Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng ta sẽ bố trí đèn như sau:
Dãy nhà số 1 có chiều dài 45(m), chiều rộng 44 (m) sẽ bố trí 8 dãy đèn, mỗi
dãy gồm 9 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5(m), khoảng cách từ tường đến dãy
đền gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 2,5(m), theo chiều rộng phân xưởng là
2(m).Tổng cộng số bóng đèn cần dùng là 8.9= 72 (bóng).
Dãy nhà số 2 có chiều dài 30(m), chiều rộng 44(m) bố trí 8 dãy đèn, mỗi dãy
gồm 6 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5(m), khoảng cách từ tường đến dãy đền
gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 2,5(m),theo chiều rộng phân xưởng là 2 (m).
Tổng cộng số bóng đèn cần dùng là: 8.6 = 48 (bóng).
Chỉ số của phòng:
a.b
=
H.(a + b)
a1.b1 45.44
1= = =7
H.(a1 + b1 ) 3(45 + 44)
a 2 .b 2 30.44
2= = = 5.9
H.(a 2 + b 2 ) 3.(30 + 44)
Ở đây ai, bi là chiều dài và chiều rộng của dãy nhà thứ i.
Với hệ số phản xạ của tường là 30% và hệ số phản xạ của trần là 50%, tra PL
VIII.1 TL1 tìm được hệ số sử dụng là ksd1=0,49 và ksd2=0,48
Lấy hệ số dự trữ k = 1,3, hệ số tính toán Z = 1,1 xác định được quang thông
của mỗi đèn:
E.S1.Z.k 30.1980.1,2.1,3
F1 = = = 2626,5 (lumen)
n1.k sd1 72.0, 49
E.S2 .Z.k 30.1320.1, 2.1,3
F2 = = = 2681,2 (lumen)
n 2 .k sd2 48.0, 48
Cả hai dãy nhà đều chọn đèn sợi đốt có công suất Pđ = 200 (W), có quang thông
F = 3000 (lumen).
Tổng công suất chiếu sáng toàn phân xưởng:
P = n.Pđ = ( 72 + 48 ).200 = 24 (kW)
96
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
§6.3.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
CHUNG.
Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng ta đặt một
tủ chiếu sáng cho phân xưởng gồm một aptômat tổng 3 pha 4 cực và 11 aptômat
nhánh một pha hai cực trong đó có 6 aptômat cấp cho 6 dãy đèn mỗi dãy 16 bóng, 5
aptômat cấp điện cho 5 dãy đèn mỗi dãy 10 bóng.
Chọn aptômat tổng:
Aptômat tổng được chọn theo hai điều kiện:
+Điện áp định mức:
UđmA ≥ Uđmm = 0,38 (kV)
+Dòng điện định mức:
PCS 21,9
IđmA ≥ Itt= = = 33,27(A ).
3.U 3.0,38
Chọn aptômat loại C60N 4 cực 3 pha do hãng Merin Gernin sản xuất có các thông
số kỹ thuật sau: IđmA = 63 (A); Uđm = 440 (V); Icắt N = 6 (kA).
Chọn cáp từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng:
+Cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép:
khc. Icp ≥ Itt = 33,27 (A)
Trong đó:
Itt: Dòng điện tính toán của hệ thống chiếu sáng chung.
Icp: Dòng điện cho phép tương ứng với từng loại dây.
khc: Hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = 1.
Chọn cáp 4G2,5 cách điện PVC của LENS có Icp = 41 (A).
+Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ khi bảo vệ bằng
aptômat:
I k ® ® t 1,25.I ® mA 1,25.63
IđmA ≥ = = = 52,5(A )
1,5 1,5 1,5
Vậy cáp đã chọn là hợp lý.
Chọn aptômat nhánh:
+Chọn cho dãy 9 bóng (P=200W)
Điện áp định mức: UđmA ≥ Uđmm = 0,22 (kV)
Dòng điện định mức:
97
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Ikddt n.Pđ 9.0,2
IđmA ≥ Itt = = = = 8,2 (A)
1,5 Uđmm 0,22
Vậy chọn aptômat loại C60L loại 1 pha 2 cực do hãng Merin Gerin sản
xuất với các thông số sau:
IđmA = 25 (A); Uđm = 440(A); IcắtN = 20 (kA).
+Chọn aptômat cho dãy 6 bóng (P = 200W):
Điện áp định mức: UđmA ≥ Uđmm = 0,22 (kV).
Dòng điện định mức:
I kddt n.Pđ 6.0,2
IđmA ≥ Itt = = = = 5,45 (A).
1.5 U đmm 0,22
Vậy chọn aptômat loại C60L loại 1 pha 2 cực do hãng Merin Gerin sản
xuất với các thông số sau:
IđmA = 25 (A); Uđm = 440(A); IcắtN = 20 (kA).
Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn:
+Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép:
khc. Icp ≥ Itt = 10,9 (A)
Chọn loại cáp đồng 2 lõi tiết diện 2*1,5 (mm2) có Icp = 26 (A) do
LENS chế tạo.
+Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ khi bảo vệ bằng
aptômat:
I k ® ® t 1,25.I ® mA 1,25.25
IđmA ≥ = = = 20,83(A)
1,5 1,5 1,5
Vậy cáp đã chọn là hợp lý.
98
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tñ PP
NS400N
C60N
50A
§L1 §L2 §L3 §L4 §L5 §L6
Tñ CS PVC (4G2,5)
C60N
C60L
PV
,5) C
x1 (2
(2 x 1,5
C
PV )
Hình 6.2-Sơ đồ mạng điện chiếu sáng phân xưởng sửa chữa cơ khí.
99
Top Download Điện - Điện Tử - Viễn Thông
-
-
-
-
Báo cáo tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống cung cấp điện
99p 1186 701
-
Đồ án: Thiết kế hệ thống cung cấp điện
83p 868 579
-
-
-
-
-
Tài Liệu Điện - Điện tử - Viễn Thông Mới Xem thêm » Tài Liệu mới cập nhật Xem thêm »

markdown:
99 trang
Lượt xem: 1187
Download: 701
# Báo cáo tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Chia sẻ:
[dailyphu](http://tailieu.vn/user/dailyphu)
Giới thiệu chung về nhà máy: vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm công nghệ; đặc điểm và phân bố của phụ tải; phân loại phụ tải điện… . Nội dung tính toán, thiết kế, các tài liệu tham khảo…. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy
![](images/graphics/blank.gif)
![](images/graphics/blank.gif)
## Thể loại:
[Luận Văn - Báo Cáo](http://tailieu.vn/luan-van-bao-cao/)» [Điện - Điện tử - Viễn Thông](http://tailieu.vn/luan-van-bao-cao/dien-dien-tu-vien-thong/)
## Chủ đề liên quan:
**Nội dung Text: Báo cáo tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống cung cấp điện**
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1. Mở đầu:
1.1. Giới thiệu chung về nhà máy: vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm công nghệ; đặc điểm
và phân bố của phụ tải; phân loại phụ tải điện…
1.2. Nội dung tính toán, thiết kế, các tài liệu tham khảo…
2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy
3. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
3.1. Lựa chọn cấp điện áp truyền tải điện từ hệ thống điện về nhà máy.
3.2. Lựa chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt trạm biến áp trung gian (trạm biến áp
chính) hoặc trạm phân phối trung tâm.
3.3. Lựa chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng
3.4. Lập và lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy
3.5. Thiết kế chi tiết HTCCĐ theo sơ đồ đã lựa chọn
4. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí
5. Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao cos cho nhà máy
6. Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí.
CÁC BẢN VẼ TRÊN KHỔ GIẤY A0
1. Sơ đồ nguyên lý HTCCĐ toàn nhà máy (mạng điện cao áp).
2. Sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp của phân xưởng Sửa chữa cơ khí.
CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY
1. Điện áp: tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nhà máy đến TBA khu
vực (hệ thống điện).
2. Công suất của nguồn điện: vô cùng lớn.
3. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của TBA khu vực: 250MVA.
4. Đường dây nối từ TBA khu vực về nhà máy dùng loại dây AC hoặc cáp XLPE.
5. Khoảng cách từ TBA khu vực đến nhà máy: 15 km
6. Nhà máy làm việc 3 ca.
Ngày nhận đề: Tháng năm
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Nhà máy số 8 Từ hệ thống điện đến
6 1
9
2 8
5
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Nhà máy công cơ khí công nghiệp địa phương (mặt bằng nhà máy số 8).
SỐ TRÊN CÔNG SUẤT ĐẶT
TÊN PHÂN XƯỞNG
MẶT BẰNG ( kW )
1 Phân xưởng cơ khí chính 1200
2 Phân xưởng lắp ráp 800
3 Phân xưởng sửa chữa cơ khí
4 Phân xưởng rèn 600
5 Phân xưởng đúc 400
6 Bộ phận nén ép 450
7 Phân xưởng kết cấu kim loại 230
8 Văn phòng và phòng thiết kế 80
9 Trạm bơm 130
10 Chiếu sáng phân xưởng
Phụ tải điện nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương
Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa cơ khí (Bản vẽ số 2).
2
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
TT Tên thiết bị Số Nhãn PĐM (kW)
lượng hiệu 1 Máy Toàn bộ
1 2 3 4 5 6
Bộ phận máy
1 Máy tiện ren 1 1616 4,5 4,5
2 Máy tiện tự động 3 TD-IM 5,1 15,3
3 Máy tiện tự động 2 2A-62 14,0 28,0
4 Máy tiện tự động 2 1615M 5,6 11,2
5 Máy tiện tự động 1 1615M 2,2 2,2
6 Máy tiên Revon ve 1 IA-I8 1,7 1,7
7 Máy phay vạn năng 2 678M 3,4 6,8
8 Máy phay ngang 1 678M 1,8 1,8
9 Máy phay đứng 2- 6H82 14,0 28,0
10 Máy phay đứng 1 6H-12R 7,0 7,0
11 Máy mài 1 - 2,2 2,2
12 Máy bàp ngang 2 7A35 9,0 18,0
13 Máy xọc 3 S3A 8,4 25,2
14 Máy xọc 1 7417 2,8 2,8
15 Máy khoan vạn năng 1 A135 4,5 4,5
16 Máy doa ngang 1 2613 4,5 4,5
17 Máy khoan hướng tâm 1 4522 1,7 1,7
18 Máy mài phẳng 2 CK-371 9,0 18,0
19 Máy mài tròn 1 3153M 5,6 5,6
20 Máy mài trong 1 3A24 2,8 2,8
21 Máy mài dao cắt gọt 1 3628 2,8 2,80
22 Máy mài sắc vạn năng 1 3A-64 0,65 0,65
23 Máy khoan bàn 2 HC-12A 0,65 1,30
24 Máy ép kiểu truc khuỷu 1 K113 1,70 1,70
25 Tấm cữ (đánh dấu) 1 - - -
26 Tấm kiểm tra 1 - - -
3
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
27 Máy mài phá 1 3M364 3,00 3,00
28 Cưa tay 1 - 1,35 1,35
29 Cưa máy 1 872 1,70 1,70
30 Bàn thợ nguội 7 - - -
Bộ phận nhiệt luyện
31 Lò điện kiểu buồng 1 H-30 30 30
32 Lò điện kiểu đứng 1 S-25 25 25
33 Lò điện kiểu bể 1 B-20 30 30
34 Bể điện phân 1 PB21 10 10
35 Thiết bị phun cát 1 331 - -
36 Thùng xói rửa 1 - - -
37 Thùng tôi 1 - - -
38 Máy nén 2 - - -
39 Tấm kiểm tra 1 - - -
40 Tủ điều khiển lò điện 1 - - -
41 Bể tôi 1 - - -
42 Bể chứa 1 - - -
Bộ phận sữa chữa
43 Máy tiện ren 2 IK620 10,0 20,0
44 Máy tiện ren 1 1A-62 7,0 7,0
45 Máy tiện ren 1 1616 4,5 4,5
46 Máy phay ngang 1 6P80G 2,8 2,8
47 Máy phay vạn năng 1 678 2,8 2,8
48 Máy phay răng 1 5D32 2,8 2,8
49 Máy xọc 1 7417 2,8 2,8
50 Máy bào ngang 2 - 7,6 15,2
51 Máy mài tròn 1 - 7,0 7,0
52 Máy khoan đứng 1 - 1,8 1,8
53 Búa khí nén 1 PB-412 10,0 10
54 Quạt 1 - 3,2 3,2
4
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
55 Lò tăng điện 1 - - -
56 Thùng tôi 1 - - -
57 Biên áp hàn 1 CTE24 12,5 12,5
58 Máy mài phá 1 3T-634 3,2 3,2
59 Khoan điện 1 P-54 0,6 0,6
60 Máy cắt 1 872 1,7 1,7
61 Tấm cữ(đánh dấu) 1 - - -
62 Thùng xói rửa 1 - - -
63 Bàn thợ nguội 3 - - -
64 Giá kho 5 - - -
Bộ phận sữa chữa điện
65 Bàn nguội 3 - 0,50 1,50
66 Máy cuốn dây 1 - 0,50 0,50
67 Bàn thí nghiệm 1 - 15,00 15,00
68 Bể tấm có đốt nóng 1 - 4,00 4,00
69 Tủ sấy 1 - 0,85 0,85
70 Khoan bàn 1 HC-12A 0,65 0,65
5
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
MÆt b»ng ph©n x−ëng SCCK - B¶n vÏ sè 2 TØ lÖ 1:10
46 44 43 43 45 36 38 40 27 21
60 39
30
47 35 32 Phßng kiÓm
50 60 Phßng Bé phËn nhiÖt luyÖn tra kü thuËt Bé phËn mμi
thö nghiÖm 41
63 56 31 33
61 59 49 48 51 38 30
34 31 42
Khu l¾p r¸p
58 57
55 64 67 15 7
54 28 11 25
66 Kho
Bé phËn rÌn Kho phô tïng vμ Bé phËn söa ch÷a ®iÖn thμnh Bé phËn khu«n
vËt liÖu 64 phÈm
64 68
62 53 30 24
70 23
63 30
12 12 10 29
8 13
13 13 13 17 20
Bé phËn m¸y c«ng cô
9 7
3 4 16 9
4 14
6
5 5 18 19
2 2 2 1 28
6
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………..8
CHƯƠNG 1:Mở đầu………………………………………………………………9
CHƯƠNG 2:Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng,nhà máy………12
CHƯƠNG 3:Thiết kế mạng cao áp của toàn nhà máy………………………...36
CHƯƠNG 4:Thiết kế mạng hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí…………77
CHƯƠNG 5:Tính toán bù công suất phản kháng……………………………..89
CHƯƠNG 6:Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sửa
chữa cơ khí………………………………………………………….94
7
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa nước nhà hiện nay thì ngành
Công nghiệp Điện năng đã thực sự trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn, và
vai trò của nó đối với các ngành công nghiệp khác ngày càng được khẳng định. Có
thể nói, phát triển công nghiệp, đẩy mạnh công cuộc đổi mới đất nước đã gắn liền
với sự phát triển của ngành công nghiệp Điện năng.
Khi xây dựng một nhà máy mới, một khu công nghiệp mới hay một khu dân
cư mới…thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để
phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó.
Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa, ngành công nghiệp nước ta
đang ngày một khởi sắc, các nhà máy, xí nghiệp không ngừng được xây dựng. Gắn
liền với các công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế và xây dựng.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, cùng với những kiến thức được học tại Trường đại
học Bách Khoa Hà Nội, em đã nhận được đề tài thiết kế môn học : Thiết kế Hệ
Thống Cung Cấp Điện cho Nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương. Đây là một
đề tài thiết kế rất bổ ích, vì thực tế những nhà máy Công nghiệp Địa phương ở nước
ta vẫn còn đang trong giai đoạn phát triển, tìm tòi, hoàn thiện và đi lên.
Trong thời gian làm bài tập dài vừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân,
cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Phan Đăng Khải, em đã
hoàn thành xong bài tập môn học của mình.
Một lần nữa, em xin gửi đến thầy Phan Đăng Khải, cùng các thầy cô giáo
trong bộ môn Hệ Thống Điện lòng biết ơn sâu sắc nhất.
Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2005
Sinh viên
Phạm Năng Văn
8
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
Nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương là nhà máy có 100% vốn đầu tư của
Nhà nước, do địa phương quản lý, có nhiệm vụ sản xuất các loại máy công cụ,
phục vụ cho nhu cầu của địa phương và các vùng lân cận. Toàn bộ khuôn viên
nhà máy rộng gần 20.000 m 2 , nằm ở phía Bắc thành phố Hà Nội. Đây là một
nhà máy lớn với tổng công suất hơn 9000 kW bao gồm 9 phân xưởng, làm việc
3 ca.
Như chúng ta đã biết, ngành cơ khí là một ngành sản xuất hết sức quan trọng,
đóng vai trò then chốt trong nền kinh tế quốc dân.Kinh tế càng phát triển thì nhu
cầu cũng như yêu cầu về chất lượng với các máy móc cơ khí càng tăng.Với
nhiệm vụ là nhà máy chế tạo ra các loại máy công cụ, nhà máy cơ khí số I đóng
vai trò rất quan trọng đối với lĩnh vực sản xuất công nghiệp trong cả nước.Do
tầm quan trọng của nhà máy như vậy, nên khi thiết kế cung cấp điện, nhà máy
được xếp vào hộ tiêu thụ loại I, đòi hỏi độ tin cậy cấp điện cao nhất.Trong phạm
vi nhà máy, các phân xưởng tùy theo vai trò và qui trình công nghệ, được xếp
vào hộ tiêu thụ loại I: các phân xưởng quan trọng nằm trong dây chuyền sản
xuất khép kín, hoặc loại II: các phân xưởng phụ, bộ phận hành chính …
Năng lượng điện cung cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thống lưới điện quốc
gia thông qua trạm biến áp trung gian cách nhà máy 15km.Về phụ tải điện : do
sản xuất theo dây chuyền, nên hệ thống phụ tải của nhà máy phân bố tương đối
tập trung, đa số phụ tải của nhà máy là các động cơ điện, có cấp điện áp chủ yếu
là 0,4 kV; có một số ít thiết bị công suất lớn làm việc ở cấp điện áp 3 kV: lò
nhiệt, các động cơ công suất lớn …Tương ứng với qui trình và tổ chức sản xuất,
thời gian sử dụng công suất cực đại của nhà máy Tmax=5000 giờ.
Trong chiến lược sản xuất và phát triển, nhà máy sẽ thường xuyên nâng cấp,
cải tiến qui trình kỹ thuật, cũng như linh hoạt chuyển sang sản xuất cả các sản
phẩm phù hợp với nhu cầu của nền kinh tế.Do vậy, trong quá trình thiết kế cung
cấp điện, sẽ có sự chú ý đến yếu tố phát triển, mở rộng trong tương lai gần 2-3
năm cũng như 5-10 năm của nhà máy .
Danh sách và công suất lắp đặt của nhà máy cho trong bảng 1.1
9
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Số trên Công suất đặt
Tên phân xưởng
mặt bằng kW
1 Phân xưởng cơ khi chính 1200
2 Phân xưởng lắp ráp 800
3 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán
4 Phân xưởng rèn 600
5 Phân xưởng đúc 400
6 Bộ phận nén ép 450
7 Phân xưởng kết cấu kim loại 230
8 Văn phòng và phòng thiết kế 80
9 Trạm bơm 130
10 Chiếu sáng phân xưởng
Bảng 1.1- Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy
II. NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÍNH.
Hệ thống cung cấp điện hiểu theo nghĩa rộng bao gồm: các khâu phát điện,
truyền tải và phân phối điện năng.Đối với nhà máy đang xét, hệ thống cung cấp
điện hiểu theo nghĩa hẹp là: hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, làm nhiệm
vụ cung cấp điện cho một khu vực nhất định.Nguồn của hệ thống cung cấp này lấy
từ hệ thống lưới điện quốc gia với cấp thích hợp ( thường dùng cấp điện áp từ trung
bình trở xuống : 35 kV, 10kV, 6kV).
Việc thiết kế cung cấp điện với mục tiêu cơ bản là : đảm bảo cho hộ tiêu thụ
có đủ lượng điện năng yêu cầu, với chất lượng điện tốt.Các yêu cầu chính đối với
một hệ thống cung cấp điện được thiết kế bao gồm: độ tin cậy cung cấp điện, chất
lượng điện,an toàn cung cấp điện, kinh tế. Tùy theo qui mô của công trình lớn hay
nhỏ, mà các thiết kế có thể phân ra cụ thể hoặc gộp một số bước với nhau. Mỗi giai
đoạn và vị trí thiết kế lại có các phương án riêng phù hợp .
Đối với nhà máy cơ khí địa phương, các bước thiết kế hệ thống cung cấp
điện gồm:
1.Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy.
2.Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
3.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy :
a) Chọn số lượng, dung lượng và vị trí lắp đặt các trạm biến áp
phân xưởng.
b) Chọn số lượng, dung lượng và vị trí lắp đặt các trạm biến áp
trung gian (Trạm biến áp xí nghiệp ) hoặc trạm phân phối
trung tâm .
c) Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy .
4.Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy.
5.Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí .
10
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
III. CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO.
1. Trường ĐHBK Hà Nội- Bộ môn phát dẫn điện - Giáo trình cung
cấp điện xí nghiệp công nghiệp : năm 1978.
2. Nguyễn Văn Đạm –Phan Đăng Khải : Mạng và hệ thống điện:
1992.
3. Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm : Thiết kế cấp điện : NXB
KHKT 2001.
4. Nguyễn Công Hiền (chủ biên)-Nguyễn Mạnh Hoạch: Hệ thống
cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị và nhà cao tầng: :
NXB KHKT -2001.
11
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
CHƯƠNG II
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC
PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY
§2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ
tải thực tế (biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện.
Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên đến nhiệt độ tương tự
như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo
an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng .
Phụ tải tính toán (PTTT),được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị
trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo
vệ…PTTT còn được dùng để tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn
thất điện áp, lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng…PTTT phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như:công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ
và phương thức vận hành hệ thống…Nếu PTTT xác định được nhỏ hơn phụ tải
thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến cháy
nổ…Ngược lại, các thiết bị được chọn nếu dư thừa công suất sẽ làm ứ đọng vốn
đầu tư, gia tăng tổn thất…Cũng vì vậy, đã có nhiều công trình nghiên cứu về
phương pháp xác định PTTT, song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào
thật hoàn thiện.Những phương pháp có kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối
lượng tính toán và các thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại.Có thể đưa ra
đây một số phương pháp thường sử dụng nhiều hơn cả để xác định PTTT khi quy
hoạch và thiết kế hệ thống cung cấp điện:
1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và
hệ số nhu cầu k nc
P tt = k nc .P đ
Trong đó :
k nc - hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật.
Pđ - công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính
toán có thể xem gần đúng P đ =Pđm (kW).
2.Phương pháp xác định PTTT theo hình dáng của đồ thị phụ tải và
công suất trung bình :
P tt = k hd .P tb
Trong đó:
k hd - hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kĩ thuật .
P tb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW).
12
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
t
∫ P(t)dt A
Ptb = 0
=
t t
3.Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của
đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình :
P tt = Ptb ± βσ
Trong đó :
P tb -công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)
σ -độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình
β -hệ số tán xạ của σ
4.Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực
đại
Ptt = k max .k sd .Pdm
Trong đó :
P đm -công suất định mức của thiết bị hoặc nhóm thiết bị(kW)..
k max -hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ :
k max = f (n hq , k sd )
k sd -hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kĩ thuật .
n hq -số thiết bị dùng điện hiệu quả .
5.Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một
đơn vị sản phẩm:
a .M
Ptt = 0
Tmax
Trong đó :
a 0 -suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/đvsp).
M-số sản phẩm sản xuất được trong một năm.
T max -thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)
Phương pháp này thường được dùng để xác định PTTT cho các XNCN có số
phụ tải ít, sản xuất tương đối ổn định.
6.Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên đơn vị diện
tích:
P tt = p o .F
Trong đó:
po-suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích (W/m 2 ).
F -diện tích bố trí thiết bị (m 2 ).
7.Phương pháp tính trực tiếp.
13
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp :1,5&6 là dựa trên kinh
nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho kết quả gần đúng
.Tuy nhiên, chúng khá đơn giản và tiện lợi.Các phương pháp còn lại xây
dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê, có xét đến nhiều yếu tố .Do đó,
có kết quả chính xác hơn, nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp.
Tùy theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có được về phụ
tải, người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định
PTTT.
Trong bài tập này, với phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta đã biết vị trí,
công suất đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng. Nên khi
tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác
định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Các phân xưởng còn
lại, do chỉ biết diện tích và công suất đặt của nó, nên để xác định phụ tải
động lực của các phân xưởng này, ta áp dụng phương pháp tính theo công
suất đặt và hệ số nhu cầu. Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác
định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất.
§2.2.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG
SỬA CHỮA CƠ KHÍ
Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng sửa chữa số 3 trong sơ đồ mặt
bằng nhà máy. Phân xưởng có diện tích bố trí thiết bị là 75x44(m 2 ). Trong phân
xưởng có 70 thiết bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất
lớn nhất là 30 kW (lò điện), song cũng có những thiết bị có công suất rất nhỏ
(0,5kW). Phần lớn các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, chỉ có máy biến áp hàn
(số 57) là có chế độ ngắn hạn lặp lại. Những đặc điểm này cần được quan tâm khi
phân nhóm phụ tải, xác định PTTT và lựa chọn phương án thiết kế cung cấp điện
cho phân xưởng.
I.Giới thiệu phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình Ptb và
kmax (còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq):
Theo phương pháp này , PTTT được xác định theo biểu thức:
n
P tt = k max .k sd .∑ Pđmi
i =1
Trong đó :
P đmi - công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm .
n - số thiết bị trong nhóm.
k sd - hệ số sử dụng , tra trong sổ tay kĩ thuật.
Nếu k sd sai khác nhau nhiều thì xác định giá trị trung bình :
14
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
n
∑ k sdi .Pdmi
k sd = i =1
n
∑ Pdmi
i =1
k max - hệ số cực đại , tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ:
k max = f (n hq ,k sd )
n hq - số thiết bị dùng điện hiệu quả.
Số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq là số thiết bị có cùng công suất, cùng
chế độ làm việc, gây ra một hiệu quả phát nhiệt (hoặc mức độ hủy hoại cách
điện ) đúng bằng phụ tải thực tế (có công suất và chế độ làm việc khác
nhau…) gây ra trong quá trình làm việc, nhq được xác định bằng biểu thức
tổng quát sau:
n
(∑ Pdmi ) 2
n hq = i =1
n
(làm tròn số)
∑ (Pdmi ) 2
i =1
Trong đó:
P ddi -công suất danh định của thiết bị thứ i trong nhóm .
n -số thiết bị có trong nhóm.
Khi n lớn thì việc xác định nhq theo biểu thức trên khá phức tạp, nên có
thể xác định n hq theo các phương pháp gần đúng, với sai số tính toán nằm
trong khoảng ≤ ±10 %.
P
a.Trường hợp m= dm max ≤ 3 và k sd ≥ 0, 4 thì n hq = n.
Pdm min
Chú ý, nếu trong nhóm có n 1 thiết bị mà tổng công suất của
chúng không lớn hơn 5% tổng công suất của cả nhóm thì :
n hq = n − n 1
Trong đó:
P dd max -công suất danh định của thiết bị có công suất lớn nhất
trong nhóm .
P dd min -công suất danh định của thiết bị có công suất nhỏ nhẩt
trong nhóm.
b.Trường hợp m >3 và k sd ≥ 0, 2
n hq sẽ được xác định theo biểu thức:
n
2.∑ Pddi
n hq = 1
≤n
Pdd max
15
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
c.Khi không áp dụng được các trường hợp trên , việc xác định n hq
phải được tiến hành theo trình tự:
n P
Trước hết tính : n * = 1 P*= 1
n P
Trong đó:
n – số thiết bị trong nhóm.
n 1 - số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất
của thiết bị có công suất lớn nhất.
P và P 1 :tổng công suất của n và n 1 thiết bị.
Sau khi tính được n* và P*, tra sổ tay kĩ thuật ta tìm được:
n hq∗ = f (n ∗ ,P∗ )
Từ đó, tính được nhq theo công thức ;
n hq = n hq∗.n
Khi xác định được phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị
dùng điện hiệu quả nhq, trong một số trường hợp cụ thể có thể dùng các
công thức gần đúng sau:
• Nếu n ≤ 3 và n hq < 4
PTTT được tính theo công thức:
n
P tt = ∑ Pddi
1
• Nếu n>3 và n hq < 4
PTTT được tính theo công thức:
n
P tt = ∑ k pti .Pddi
1
Trong đó :
k pti -hệ số phụ tải của thiết bị thứ i.Nếu không có số liệu chính
xác,hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng như sau:
k pti = 0,9 : đối với thiết bị làm việc dài hạn.
k pti = 0,75 : đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
• Nếu n>300 và k sd ≥ 0,5
PTTT được tính theo công thức:
n
P tt = 1,05.k sd .∑ Pddi
1
• Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (các máy
bơm, quạt nén khí…), PTTT có thể lấy bằng phụ tải
trung bình:
16
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
n
P tt = Ptb = k sd .∑ Pddi
1
• Nếu trong mạng có các thiết bị một pha cần phải phân
phối đều các thiết bị cho ba pha của mạng, trước khi xác
định nhq, phải qui đổi công suất của các phụ tải một pha
về ba pha tương đương:
-Nếu các thiết bị một pha đấu vào điện áp pha:
P qđ = 3.Ppha max
-Nếu các thiết bị một pha đấu vào điện áp dây:
P qđ = 3.Ppha max
• Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế
độ ngắn hạn lặp lại thì phải qui đổi về chế độ dài hạn
trước khi xác định nhq theo công thức:
P qđ = εđm .Pdd
Trong đó:
ε đm -hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lý lịch
máy.
II.Trình tự xác định PTTT theo phương pháp Ptb và Kmax
1.Phân nhóm phụ tải
Trong mỗi phân xưởng, thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm
việc rất khác nhau, muốn xác định PTTT được chính xác cần phải phân nhóm thiết
bị điện. Việc phân nhóm thiết bị điện cần phải tuân theo nguyên tắc sau:
1. Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm đi chiều
dài đường dây hạ áp, nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất
trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng.
2. Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau
để việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn
phương thức cung cấp điện cho nhóm.
3. Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động
lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong cùng
nhóm cũng không nên quá nhiều bởi vì số đầu ra của tủ động lực thường
trong khoảng (8 ÷ 12).
Tuy nhiên, thường thì rất khó thỏa mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do
vậy, người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất.
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên, và căn cứ vào vị
trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng, có thể chia các thiết
bị trong phân xưởng sửa chữa cơ khí thành 6 nhóm. Kết quả phân nhóm phụ tải
điện được trình bày trong bảng 2.1
17
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
KÝ HIỆU P đm (kW)
TT TÊN THIẾT BỊ SỐ
LƯỢNG
TRÊN MẶT
BẰNG 1máy Toàn bộ I đm (A)
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm I
1 Máy tiện ren 1 1 4,5 4,5 11,4
2 Máy tiện tự động 3 2 5,1 15,3 3x12,91
3 Máy tiện tự động 2 3 14,0 28,0 2x35,45
4 Máy tiện tự động 2 4 5,6 11,2 2x14,18
5 Máy tiện tự động 1 5 2,2 2,2 5,57
6 Máy xọc 3 13 8,4 25,2 3x21,70
7 Máy xọc 1 14 2,8 2,8 7,09
8 Máy bào ngang 2 12 9,0 18,0 2x22,90
Cộng nhóm I 15 107,2 272,95
Nhóm II
1 Máy tiện rêvôn ve 1 6 1,70 1,70 4,30
2 Máy phay vạn năng 1 7 3,40 3,40 8,61
3 Máy phay ngang 1 8 1,80 1,80 4,56
4 Máy phay đứng 2 9 14,00 28,00 2x35,45
5 Máy phay đứng 1 10 7,00 7,00 17,73
6 Máy doa ngang 1 16 4,50 4,50 11,40
7 Máy khoan hướng tâm 1 17 1,70 1,70 4,30
8 Máy mài phẳng 2 18 18,00 18,00 2x22,79
9 Máy mài tròn 1 19 5,60 5,60 14,18
10 Máy mài trong 1 20 2,80 2,80 7,09
11 Cưa tay 1 28 1,35 1,35 3,42
12 Cưa máy 1 29 1,70 1,70 4,30
Cộng nhóm II 14 77,55 196,37
Nhóm III
1 Máy mài dao cắt gọt 1 21 2,80 2,80 7,09
2 Máy mài sắc vạn năng 1 22 0,65 0,65 1,65
3 Máy khoan bàn 2 23 0,65 1,30 2x1,65
4 Máy ép kiểu trục khuỷu 1 24 1,70 1,70 4,30
5 Máy mài phá 1 27 3,00 3,00 7,60
18
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1 2 3 4 5 6 7
6 Cưa tay 1 28 1,35 1,35 3,42
7 Máy phay vạn năng 1 7 3,40 3,40 8,61
8 Máy mài 1 11 2,20 2,20 5,57
9 Máy khoan vạn năng 1 15 4,50 4,50 11,40
Cộng nhóm III 10 20,90 52,94
Nhóm IV
1 Lò điện kiểu buồng 1 31 30 30 47,98
2 Lò điện kiểu đứng 1 32 25 25 39,98
3 Lò điện kiểu bể 1 33 30 30 47,98
4 Bể điện phân 1 34 10 10 15,99
Cộng nhóm IV 4 95 151,93
Nhóm V
1 Máy tiện ren 2 43 10,0 20,0 2x25,32
2 Máy tiện ren 1 44 7,0 7,0 17,73
3 Máy tiện ren 1 45 4,5 4,5 11,40
4 Máy phay ngang 1 46 2,8 2,8 7,09
5 Máy phay vạn năng 1 47 2,8 2,8 7,09
6 Máy phay răng 1 48 2,8 2,8 7,09
7 Máy xọc 1 49 2,8 2,8 7,09
8 Máy bào ngang 2 50 7,6 15,2 2x19,25
9 Máy mài tròn 1 51 7,0 7,0 17,73
10 Máy khoan đứng 1 52 1,8 1,8 4,56
11 Búa khí nén 1 53 10,0 10,0 25,32
12 Quạt 1 54 3,2 3,2 8,10
13 Biến áp hàn 1 57 12,5 12,5 31,58
14 Máy mài phá 1 58 3,2 3,2 8,10
15 Khoan điện 1 59 0,6 0,6 1,52
16 Máy cắt 1 60 1,7 1,7 4,30
Cộng nhóm V 18 97,9 247,91
Nhóm VI
1 Bàn nguội 3 65 0,50 1,50 3x1,27
2 Máy cuốn dây 1 66 0,50 0,50 1,27
3 Bàn thí nghiệm 1 67 15,00 15,00 37,98
19
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1 2 3 4 5 6 7
4 Bể tấm có đốt nóng 1 68 4,00 4,00 10,13
5 Tủ sấy 1 69 0,85 0,85 2,15
6 Khoan bàn 1 70 0,65 0,65 1,65
Cộng nhóm VI 8 22,5 56,98
Bảng 2.1-Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện.
4.Tính I đm cho các thiết bị:
Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí thì hệ số cos ϕ =0,6.Từ đó ta có thể tính
được Iđm của từng thiết bị thông qua công suất của chúng .
Ví dụ:
Tính Iđm của máy tiện ren có công suất là 4,5kW, điện áp nguồn là 380V.
Pđm 4,5.103
I đm = = = 11, 40(A)
3.cosϕ.U 3.0,6.380
Tương tự cho các thiết bị còn lại, ta thu được giá trị dòng điện định mức ở
bảng trên.
2.Xác định PTTT của các nhóm phụ tải.
a.Tính toán cho nhóm I:
P đm (kW)
TT TÊN THIẾT BỊ SỐ
LƯỢNG
KÍ HIỆU
TRÊN MẶT
I đm (A)
BẰNG 1 máy Toàn bộ
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm 1
1 Máy tiện ren 1 1 4,5 4,5 11,4
2 Máy tiện tự động 3 2 5,1 15,3 3x12,91
3 Máy tiện tự động 2 3 14,0 28,0 2x35,45
4 Máy tiện tự động 2 4 5,6 11,2 2x14,18
5 Máy tiện tự động 1 5 2,2 2,2 5,57
6 Máy xọc 3 13 8,4 25,2 3x21,70
7 Máy xọc 1 14 2,8 2,8 7,09
8 Máy bào ngang 2 12 9,0 18,0 2x22,90
Cộng nhóm I 15 107,2 272,95
Bảng 2.2-Danh sách các thiết bị thuộc nhóm I.
Với nhóm máy này, ở phân xưởng sửa chữa cơ khí ,có:
k sd = 0,15 & cos ϕ = 0,6
(Tra trong bảng PL1.1-Thiết kế cấp điện -trang 253)
Ta có :
Tổng số thiết bị trong nhóm I là n = 15
20
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1
Tổng số thiết bị có công suất ≥ công suất danh định max của nhóm là n 1
2
=7.
n1 7
n∗ = = = 0, 47
n 15
P 14.2 + 9.2 + 8, 4.3
P∗ = 1 = = 0,66
P 107,2
Tra bảng PL1.5(TL1) tìm được nhq*=0,81
Số thiết bị dùng điện hiệu quả:
n hq = n hq∗.n = 0,81.15 = 12,15 (lấy n hq = 12 )
Tra bảng PL1.6(TL1) với k sd = 0,15 & n hq = 12 ta tìm được k max = 1,96
PTTT của nhóm I:
Ptt = k max .k sd .Pdm = 0,15.1,96.107, 2 = 31,52(kW)
Q tt = Ptt .tgϕ = 31,52.1,33 = 41,92(kVAr)
Ptt 31,52
Stt = = = 52,53(kVA)
cos ϕ 0,6
S 52,53
I tt = tt = = 79,81(A)
U. 3 0,38. 3
Idn = I kd max + I tt − k sd .Idmmax = 251,74(A)
Trong đó:
I kđ max -dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện lớn nhất trong nhóm.
b.Tính toán cho nhóm II.
SỐ KÝ HIỆU P đm (kW)
TT TÊN THIẾT BỊ LƯỢNG TRÊN MẶT
BẰNG 1máy Toàn bộ I đm (A)
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm II
1 Máy tiện rêvôn ve 1 6 1,70 1,70 4,30
2 Máy phay vạn năng 1 7 3,40 3,40 8,61
3 Máy phay ngang 1 8 1,80 1,80 4,56
4 Máy phay đứng 2 9 14,00 28,00 2x35,45
5 Máy phay đứng 1 10 7,00 7,00 17,73
6 Máy doa ngang 1 16 4,50 4,50 11,40
7 Máy khoan hướng tâm 1 17 1,70 1,70 4,30
8 Máy mài phẳng 2 18 9,00 18,00 2x22,79
9 Máy mài tròn 1 19 5,60 5,60 14,18
21
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
10 Máy mài trong 1 20 2,80 2,80 7,09
11 Cưa tay 1 28 1,35 1,35 3,42
12 Cưa máy 1 29 1,70 1,70 4,30
Cộng nhóm II 14 77,55 196,37
Bảng 2.3-Danh sách các thiết bị thuộc nhóm II.
Với nhóm máy này, ở phân xưởng sửa chữa cơ khí có k sd = 0,15 & cos ϕ = 0,6
(tra trong bảng PL1.1-TL1).
Ta có:
Tổng số thiết bị trong nhóm II là n = 14;
1
Tổng số thiết bị có công suất ≥ công suất danh định max (14kW) có trong
2
nhóm là n 1 =5;
n1 5
n∗ = = = 0,36
n 14
P 9.2 + 14.2 + 7
P∗ = 1 = = 0,683
P 77,55
Tra bảng PL1.5(TL1), tìm được n hq∗ = 0,65
Số thiết bị dùng điện hiệu quả:
n hq = n hq∗.n = 0,65.14 = 9 (lấy n hq = 9 )
Tra bảng PL1.6(TL1) với k sd = 0,15 & n hq = 9 ⇒ k max = 2,2
PTTT của nhóm II:
Ptt = k max .k sd .P = 2, 2.0,15.77,55 = 25,59(kW)
Q tt = Ptt .tgϕ = 25,59.1,33 = 34,04(kVar)
Ptt 25,59
Stt = = = 43(kVA)
cos ϕ 0,6
S 43
I tt = tt = = 65,33(A)
U 3 0,38. 3
Idn = I kđ max + I ttnhóm − k sd .Iddkd
Idn = 5.35,45 + 65,33 − 0,15.35,45 = 237,26(A)
Trong đó:
I kđ max -dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện lớn nhất trong nhóm.
22
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
c.Tính toán cho nhóm III.
TT TÊN THIẾT BỊ SỐ
LƯỢNG
KÝ HIỆU
TRÊN MẶT
P đm (kW) I đm (A)
BẰNG
1máy Toàn bộ
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm III
1 Máy mài dao cắt gọt 1 21 2,80 2,80 7,09
2 Máy mài sắc vạn năng 1 22 0,65 0,65 1,65
3 Máy khoan bàn 2 23 0,65 1,30 2x1,65
4 Máy ép kiểu trục khuỷu 1 24 1,70 1,70 4,30
5 Máy mài phá 1 27 3,00 3,00 7,60
6 Cưa tay 1 28 1,35 1,35 3,42
7 Máy phay vạn năng 1 7 3,40 3,40 8,61
8 Máy mài 1 11 2,20 2,20 5,57
9 Máy khoan vạn năng 1 15 4,50 4,50 11,40
Cộng nhóm III 10 20,9 52,94
Bảng 2.4-Danh sách các thiết bị thuộc nhóm III.
Với nhóm máy này, ở phân xưởng sửa chữa cơ khí có k sd = 0,15 & cos ϕ = 0,6
(tra trong bảng PL1.1-TL1).
Ta có:
Tổng số thiết bị trong nhóm III là n = 10;
1
Tổng số thiết bị có công suất ≥ công suất của thiết bị có công suất lớn nhất
2
(4,5kW) có trong nhóm là n 1 =4;
n 4
n ∗ = 1 = = 0,4
n 10
P 2,8 + 3,0 + 3,4 + 4,5
P∗ = 1 = = 0,66
P 20,9
Tra bảng PL1.5(TL1), tìm được n hq∗ = 0,74
Số thiết bị dùng điện hiệu quả:
n hq = n hq*.n = 0,74.10 = 7,4 (lấy n hq = 8 )
Tra bảng PL1.6(TL1) với k sd = 0,15 & n hq = 8 ⇒ k max = 2,31
23
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
PTTT của nhóm II:
Ptt = k max .k sd .P = 0,15.2,31.20,9 = 7,24(kW)
Q tt = Ptt .tgϕ = 7,24.1,33 = 9,63(kVar)
Ptt 7,24
Stt = = = 12,1(kVA)
cos ϕ 0,6
S 12,1
I tt = tt = = 18,33(A)
U. 3 0,38. 3
Idn = I kđ max + (I ttnhóm − K sd .Iddkd )
Idn = 5.11, 4 + (18,33 − 0,15.11,4) = 73,62(A)
Trong đó:
I kđ max -dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện lớn nhất trong nhóm.
d.Tính toán cho nhóm IV.
KÝ HIỆU P đm (kW)
TT TÊN THIẾT BỊ SỐ
LƯỢNG
TRÊN MẶT
BẰNG 1máy Toàn bộ I đm (A)
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm IV
1 Lò điện kiểu buồng 1 31 30 30 47,98
2 Lò điện kiểu đứng 1 32 25 25 39,98
3 Lò điện kiểu bể 1 33 30 30 47,98
4 Bể điện phân 1 34 10 10 15,99
Cộng nhóm IV 4 95 151,93
Bảng 2.5-Danh sách các thiết bị thuộc nhóm IV.
Tra bảng PL1.1(TL1), với nhóm lò điện ta tìm được:
k sd = 0,75 & cos ϕ = 0,95
Ta có:
(30 + 25 + 30 + 10) 2
n hq = 2 = 3,57
30 + 252 + 302 + 102
24
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Vì n>3 & n hq Isc = 2.I max = 2.21,64 = 43, 28 (A)
Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng. Chọn cáp XLPE của
FURUKAWA có tiết diện 16 (mm 2 ) → 2XLPE(3x16).
-Chọn cáp từ TBATG đến B 3 :
Sttpx 702
+ I max = = = 20,26(A)
2 3.U đm 2 3.10
+ Tiết diện kinh tế của cáp :
I 20,26
Fkt = max = = 6,54(mm2 )
J kt 3,1
48
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
+ Tra PL V.16 TL2, lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F=16
(mm ), cáp đồng 3 lõi 10kV, cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng
2
FURUKAWA (Nhật) chế tạo có I cp =110 (A).
+ Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.Icp = 0,93.110 = 102,30(A) > Isc = 2.I max = 2.20, 26 = 40,53 (A)
Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng.Chọn cáp XLPE của
FURUKAWA có tiết diện 16 (mm 2 ) → 2XLPE(3x16).
-Chọn cáp từ TBATG đến B 4 :
Sttpx 1005,4
+ I max = = = 29,02(A)
2 3.U đm 2 3.10
+ Tiết diện kinh tế của cáp :
I 29,02
Fkt = max = = 9,4(mm 2 )
J kt 3,1
+ Tra PL V.16 TL2,lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F=16 (mm
2
), cáp đồng 3 lõi 10kV, cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA
(Nhật) chế tạo có I cp =110 (A).
+ Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.Icp = 0,93.110 = 102,30(A) > Isc = 2.I max = 2.29,02 = 58,04 (A)
Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng.Chọn cáp XLPE của
FURUKAWA có tiết diện 16 (mm 2 ) → 2XLPE(3x16).
-Chọn cáp từ TBATG đến B 5 :Do TBA B 5 chỉ có một MBA nên ta có:
Sttpx 465,2
+ I max = = = 26,86(A)
3.U đm 3.10
+ Tiết diện kinh tế của cáp :
I 26,86
Fkt = max = = 8,66(mm2 )
J kt 3,1
+ Tra PL V.16 TL2,lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F=16 (mm
2
), cáp đồng 3 lõi 10kV, cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA
(Nhật) chế tạo có I cp =110 (A).
+ Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.Icp = 0,93.110 = 102,30(A) > Isc = 2.I max = 2.26,86 = 53,72 (A)
Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng. Chọn cáp XLPE của
FURUKAWA có tiết diện 16 (mm 2 ) → 2XLPE(3x16).
-Chọn cáp hạ áp từ các TBAPX đến các phân xưởng:
+Ta chỉ xét đến các đoạn hạ áp khác nhau giữa các phương án để so
sánh kinh tế giữa các phương án. Đối với phương án 1 thì đó là sự chọn cáp từ TBA
B 5 đến văn phòng và phòng thiết kế (số 8).
49
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
+Chọn cáp từ trạm biến áp B 5 đến văn phòng và phòng thiết kế:
Stt 173,7
Imax = = = 250,7(A)
3.U đm 3.0,4
Chỉ có 1 cáp đi trong rãnh nên k 2 =1.Điều kiện chọn cáp : Icp > I max . Chọn cáp
đồng hạ án, cáp 4 lõi (kể cả trung tính) cách điện, vỏ PVC do hãng LENS chế tạo,
tiết diện (4 G 95) (mm 2 ) với I cp (ngoài trời )=296 (A)
+Điện trở trên các đường dây được tính theo công thức:
1
R= .r0 .L(Ω)
n
Trong đó:
n : Là số đường dây đi song song .
L : Là chiều dài của đường dây cần tính.
F L r0 R Đơn giá Thành
Đường cáp (mm ) 2
(m) ( Ω / km (Ω) (10 đ / m )
3
tiền
) (10 3 đ )
TBATG-B 1 2*(3*16) 175 1,47 0,129 48 16800
TBATG-B 2 2*(3*16) 360 1,47 0,2646 48 34560
TBATG-B 3 2*(3*16) 125 1,47 0,092 48 12000
TBATG-B 4 2*(3*16) 185 1,47 0,136 48 17760
TBATG-B 5 (3*16) 150 1,47 0,2205 48 7200
B 5 -8 4 G 95 125 0,193 0,0241 48 6000
Tổng số vốn đầu tư cho đường dây : KD = 94320.103 (đ)
Bảng 3.5-Kết quả chọn cáp của phương án 1.
-Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây.
+Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:
S2
ΔP = 2 .R.10−3 (kW)
ttpx
U đm
Trong đó:
1
R= .r0 .L(Ω)
n
n : Số đường dây đi song song.
+Tổn thất ΔP trên đoạn TBATG-B 1 :
S2 −3 9562
ttpx
ΔP = 2 .R.10 = 2
.0,129.10−3 = 1,18(kW)
U đm 10
+Tổn thất ΔP trên các đoạn cáp khác tính tương tự, kết quả cho ở
bảng 3.6.
50
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Đường cáp F L r0 R S tt ΔP
(mm 2 ) (m) ( Ω / km (Ω) (kVA) (kW)
)
TBATG-B 1 2*(3*16) 175 1,47 0,129 956 1,18
TBATG-B 2 2*(3*16) 360 1,47 0,2646 749,5 1,48
TBATG-B 3 2*(3*16) 125 1,47 0,092 702 0,45
TBATG-B 4 2*(3*16) 185 1,47 0,136 1005,4 1,37
TBATG-B 5 (3*16) 150 1,47 0,2205 465,2 0,47
B 5 -8 4 G 95 125 0,193 0,0241 173,7 4,5
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn ΔPD =9,45(kW)
Bảng 3.6-Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 1.
-Tổn thất điện năng trên đường dây;
ΔA D = ΔPD .τ(kWh)
Trong đó:
τ :Là thời gian tổn thất công suất lớn nhất;Ứng với T max =5000 (h) thì τ
=3411 (h).
ΔA D = ΔPD .τ = 9,45.3411 = 32233,95(kWh)
3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 1.
-Mạng cao áp trong phương án có điện áp 10 kV từ TBATG đến 5
TBAPX.TBATG có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 MBATG.
-Với 5 TBA, thì từ B1 ÷ B4 , mỗi trạm có 2 MBA và B 5 có 1 MBA nhận điện
trực tiếp từ 2 thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp.
Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng, ta sử dụng 9 máy cắt điện cấp 10 kV cộng
thêm 1 máy cắt phân đoạn thanh góp cấp 10 kV ở TBATG và 2 máy cắt ở giá hạ áp
(2 MBATG) là 12 máy cắt điện.
-Vốn đầu tư mua máy cắt trong phương án 1:
K MC = n.M
Trong đó:
n : Số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến.
M : Giá máy cắt, M=12000USD (10kV)
+ Tỷ giá qui đổi tạm thời :
1USD=15,80.10 3 (VNĐ)
→ K MC = 12.12000.15,8.103 = 2275, 2.106 (VNĐ)
4.Chi phí tính toán của phương án 1
-Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện, chỉ tính đến giá thành cáp,
MBA và máy cắt điện khác nhau giữa các phương án, các phần giống nhau đã
được bỏ qua không xét đến:
51
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
K = K B + K D + K MC
-Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổn thất điện năng trong
các TBA và đường dây:
ΔA = ΔA B + ΔA D
-Chi phí tính toán Z 1 của phương án 1:
+Vốn đầu tư :
K1 = K B + K D + K MC = (955,1 + 94,32 + 2275,20).106 = 3324,62.106
+Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây:
ΔA1 = ΔA B + ΔA D = 390241,4 + 32233,95 = 422475,35(kWh)
+Chi phí tính toán:
Z1 = (a vh + a tc ).K1 + c.ΔA1
Z1 = (0,1 + 0, 2).3324,62.106 + 1000.422475,35 = 1419,86.106 (đ
II.Phương án 2.
-Phương án 2 sử dụng TBATG nhận điện từ hệ thống về, hạ xuống điện áp
10 kV cung cấp cho các TBAPX.Các TBAPX hạ điện áp từ 10 kV xuống 0,4 kV
cung cấp cho các phân xưởng.
Từ hệ thống điện đến
6
9
2 8
B4
B2 5
Hình 3.3: Sơ đồ phương án 2
B1 4
B3 7
1
3
52
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1. Chọn MBAPX và xác định tổn thất điện năng Δ A trong các TBA
-Chọn MBA trong các TBA: Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở
phần trên, ta có bảng kết quả chọn MBA do công ty điện Đông Anh sản xuất.
Tên S đm U c / U h ΔP0 ΔPN U N I 0 Số Đơn Thành
TBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) (%) máy giá tiền(10 6 đ)
10 6 đ
TBATG 1800 35/10 5,20 20,0 6,0 0,9 2 213 426
B1 560 10/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131
B2 400 10/0,4 0,84 4,46 4,0 1,5 2 50,4 100,8
B3 560 10/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131
B4 560 10/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131
Tổng số vốn đầu tư cho trạm biến áp : KB = 920.106
Bảng3.7-Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 2.
-Tổn thất điện năng ΔA trong các TBA:
+Tương tự như phương án 1, tổn thất điện năng ΔA trong các TBA
được xác định theo công thức:
1 S
ΔA = n.ΔP0 .t + .ΔPN .( tt )2 .τ(kWh)
n SđmB
Với T=3411(h) ứng với T max =5000 (h).Kết quả tính toán cho trong bảng 3.8.
Tên Số S tt S đm ΔP0 ΔPN ΔA
TBA máy (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh)
TBATG 2 3255,8 1800 5,20 20,0 202700,9
B1 2 956 560 0,94 5,21 42364,6
B2 2 749,5 400 0,84 4,46 41422,8
B3 2 993,5 560 0,94 5,21 44436
B4 2 1039,1 560 0,94 5,21 47056
Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ΔA B = 377980 (kWh)
Bảng 3.8-Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án2
.
2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trên đường
dây trong mạng điện.
-Chọn cáp từ TBATG về các TBAPX.
+Tương tự như phương án 1, từ TBATG về TBAPX, các cao áp được
chọn theo mật độ dòng điện kinh tế J kt .Sử dụng cáp lõi đồng với T max =5000 (h), ta
có J kt =3,1 (A/mm 2 ).
+Tiết diện kinh tế của cáp :
53
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
I max
Fkt = (mm 2 )
J kt
+Nếu cáp từ TBATG về các TBAPX là cáp lộ kép thì :
Sttpx
I max = (A)
2 3.U đm
+Nếu cáp từ TBATG về các TBAPX là cáp lộ đơn thì :
Sttpx
I max = (A)
3.U đm
+Chọn cáp đồng 3 lõi 10 kV, cách điện XLPE,đai thép, vỏ PVC do
hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo.
+ k hc .Icp ≥ Isc với k hc = 0,93 và I sc = 2.I max nếu 2 cáp đặt chung trong 1
rãnh và k hc =1; I sc = I max nếu 1 cáp đặt trong 1 rãnh (cáp lộ đơn).
+Vì chiều dài từ TBATG đến TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ,
có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔU cp .
+Kết quả chọn cáp ghi ở bảng 3.9.
F L r0 R Đơn giá Thành tiền
Đường cáp (mm 2 ) (m) ( ( Ω ) (10 3 đ / m (10 3 đ )
Ω / km )
)
TBATG-B 1 2*(3*16) 175 1,47 0,129 48 16800
TBATG-B 2 2*(3*16) 360 1,47 0,2646 48 34560
TBATG-B 3 2*(3*16) 125 1,47 0,092 48 12000
TBATG-B 4 2*(3*16) 185 1,47 0,136 48 17760
B 3 -7 4 G 95 80 0,193 0,0154 48 3840
B 4 -8 4 G 185 100 0,0991 0,01 48 4800
3
Tổng số vốn đầu tư cho đường dây : KD = 89760.10
Bảng 3.9-Kết quả chọn cáp của phương án 2.
-Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây.
+Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:
S2
ΔP = 2 .R.10−3 (kW)
tt
U đm
Trong đó:
1
R= .r0 .L(Ω)
n
n : Số đường dây đi song song.
+ Kết quả chọn cáp ghi ở bảng 3.10.
54
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Đường cáp F L r0 R S tt ΔP
(mm 2 ) (m) ( Ω / km ) (Ω ) (kVA) (kW)
TBATG-B 1 2*(3*16) 175 1,47 0,129 929,86 1,03
TBATG-B 2 2*(3*16) 360 1,47 0,2646 1248,20 1,45
TBATG-B 3 2*(3*16) 125 1,47 0,092 926,93 2,48
TBATG-B 4 2*(3*16) 185 1,47 0,136 1158,73 1,66
B 3 -7 4 G 95 80 0,193 0,0154 291,5 8,17
B 4 -8 4 G 185 100 0,0991 0,01 173,7 1,89
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn ΔPD =15,3 (kW)
Bảng 3.10-Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 2.
-Tổn thất điện năng trên đường dây;
ΔA D = ΔPD .τ(kWh)
Trong đó:
τ : Là thời gian tổn thất công suất lớn nhất;Ứng với T max =5000 (h) thì τ =3411 (h).
ΔA D = ΔPD .τ = 15,3.3411 = 52188,3(kWh)
3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 2.
-Mạng cao áp trong phương án có điện áp 10 kV từ TBATG đến 4
TBAPX.TBATG có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 MBATG.
-Với 4 TBA, mỗi trạm có 2 MBA nhận điện trực tiếp từ 2 thanh góp qua
máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp.
Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng, ta sử dụng 8 máy cắt điện cấp 10 kV cộng
thêm 1 máy cắt phân đoạn thanh góp cấp 10 kV ở TBATG và 2 máy cắt ở giá hạ áp
(2 MBATG) là 11 máy cắt điện.
-Vốn đầu tư mua máy cắt trong phương án 2:
K MC = n.M
Trong đó:
n : Số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến.
M : Giá máy cắt, M=12000USD (10kV)
+ Tỷ giá qui đổi tạm thời :
1USD=15,80.10 3 (VNĐ)
→ K MC = 11.12000.15,8.103 = 2086.106 (VNĐ)
4.Chi phí tính toán của phương án 2.
55
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
-Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện, chỉ tính đến giá thành cáp,
MBA và máy cắt điện khác nhau giữa các phương án, các phần giống nhau đã
được bỏ qua không xét đến:
K = K B + K D + K MC
-Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổn thất điện năng trong
các TBA và đường dây:
ΔA = ΔA B + ΔA D
-Chi phí tính toán Z 2 của phương án 2:
+Vốn đầu tư :
K 2 = K B + K D + K MC = (920 + 89,76 + 2086).106
K 2 = 3096.106 (đ)
+Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây:
ΔA 2 = ΔA B + ΔA D = 391587, 4 + 52188,3
ΔA 2 = 443776(kWh)
+Chi phí tính toán:
Z2 = (a vh + a tc ).K 2 + c.ΔA 2
Z2 = (0,1 + 0,2).3096.106 + 1000.443776
Z2 = 1372.106 (VNĐ)
⇒ Z2 = 1,372 Tỷ đồng.
III.Phương án 3.
-Phương án này sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) nhận điện từ hệ
thống về cấp cho các TBAPX. Các TBAPX B 1,B2 ,B3 ,B4 ,B5 hạ điện áp từ 35 kV
xuống 0,4 kV cung cấp cho các phân xưởng.
Từ hệ thống điện đến
6
9
2 8
B4
B2 5
Hình 3.5: Sơ đồ phương án 3.
B5
B1
4
B3 7
1
56
3
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1. Chọn MBAPX và xác định tổn thất điện năng Δ A trong các TBA
-Chọn MBA trong các TBA: Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở
phần trên, ta có bảng kết quả chọn MBA do công ty điện Đông Anh sản xuất.
Tên S đm U c / U h ΔP0 ΔPN U N I 0 Số Đơn Thành
TBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) (%) máy giá tiền(10 6 đ)
10 6 đ
B1 560 35/0,4 1,06 5,47 5,0 1,5 2 79,10 158,2
B2 400 35/0,4 0,92 4,6 5,0 1,5 2 60,70 121,4
B3 400 35/0,4 0,92 4,6 5,0 1,5 2 60,70 121,4
B4 560 35/0,4 1,06 5,47 5,0 1,5 2 79,10 158,2
B5 560 35/0,4 1,06 5,47 5,0 1,5 1 79,10 79,1
Tổng số vốn đầu tư cho trạm biến áp : K B = 638,3.106 (đ)
Bảng3.11-Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 3.
-Tổn thất điện năng ΔA trong các TBA:
+Tương tự như phương án 1, tổn thất điện năng ΔA trong các TBA
được xác định theo công thức:
1 S
ΔA = n.ΔP0 .t + .ΔPN .( tt )2 .τ(kWh)
n SđmB
Với τ =3411(h) ứng với T max =5000 (h).Kết quả tính toán cho trong bảng 3.12.
Tên Số S tt S đm ΔP0 ΔPN ΔA
TBA máy (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh)
B1 2 956 560 1,06 5,47 45759,3
B2 2 749,5 400 0,92 4,60 43662,8
B3 2 702 400 0,92 4,60 40282,12
B4 2 1005,4 560 1,06 5,47 43144,36
B5 1 465,2 560 1,06 5,47 22150
Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ΔA B =194999(kWh)
Bảng 3.12-Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBAPX của phương
án 3.
2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trên đường
dây trong mạng điện.
-Chọn cáp từ TPPTT về các TBAPX.
57
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
+Tương tự như phương án 1, từ TPPTT về TBAPX, các cao áp được
chọn theo mật độ dòng điện kinh tế J kt .Sử dụng cáp lõi đồng với T max =5000 (h),
ta có J kt =3,1 (A/mm 2 ).
+Tiết diện kinh tế của cáp :
I
Fkt = max (mm 2 )
J kt
+Nếu cáp từ TPPTT về các TBAPX là cáp lộ kép thì :
Stt
Imax = (A)
2 3.U đm
+Nếu cáp từ TPPTT về các TBAPX là cáp lộ đơn thì :
Stt
I max = (A)
3.U đm
+Chọn cáp đồng 3 lõi 10 kV, cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do
hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo.
+ k hc .Icp ≥ Isc với k hc = 0,93 và I sc = 2.I max nếu 2 cáp đặt chung trong 1
rãnh và k hc =1; I sc = I max nếu 1 cáp đặt trong 1 rãnh (cáp lộ đơn).
+Vì chiều dài từ TPPTT đến TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có
thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔU cp .
+Kết quả chọn cáp ghi ở bảng 3.13.
F L r0 R Đơn giá Thành
Đường cáp (mm 2 ) (m) ( Ω / km ( Ω ) (10 3 đ / m tiền
) ) (10 3 đ )
TPPTT-B 1 2*(3*50) 175 0,494 0,043 130 45500
TPPTT -B 2 2*(3*50) 360 0,494 0,089 130 93600
TPPTT -B 3 2*(3*50) 125 0,494 0,031 130 32500
TPPTT -B 4 2*(3*50) 185 0,494 0,046 130 48100
TPPTT-B5 3*50 150 0,494 0,074 130 19500
B5-8 4G95 125 0,193 0,0241 48 6000
3
Tổng số vốn đầu tư cho đường dây : KD = 245200.10 (đ)
Bảng 3.13-Kết quả chọn cáp của phương án 3.
-Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây.
+Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:
S2
ΔP = 2 .R.10−3 (kW)
tt
U đm
Trong đó:
1
R= .r0 .L(Ω)
n
58
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
n: Số đường dây đi song song.
+Kết quả chọn cáp ghi ở bảng 3.14.
Đường cáp F L r0 R S tt ΔP
(mm 2 ) (m) ( Ω / km (Ω ) (kVA) (kW)
)
TPPTT-B 1 2*(3*50) 175 0,494 0,043 956 0,032
TPPTT -B 2 2*(3*50) 360 0,494 0,089 749,5 0,041
TPPTT -B 3 2*(3*50) 125 0,494 0,031 702 0,012
TPPTT -B 4 2*(3*50) 185 0,494 0,046 1005,4 0,040
TPPTT –B5 3*50 150 0,494 0,074 465,4 0,013
B5-8 4G95 125 0,193 0,0241 173,7 4,5
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn ΔPD =4,638 (kW)
Bảng 3.14-Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 3.
- Tổn thất điện năng trên đường dây;
ΔA D = ΔPD .τ(kWh)
Trong đó:
τ : Là thời gian tổn thất công suất lớn nhất;Ứng với T max =5000 (h) thì τ
=3411 (h).
ΔA D = ΔPD .τ = 4,638.3411 = 15796(kWh)
3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 3.
-Mạng cao áp trong phương án có điện áp 35 kV từ TPPTT đến 5 TBAPX.
TPPTT có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 lộ dây kép của đường dây trên
không đưa điên từ hệ thống về.
-Trong 5 TBA, có 4 trạm mỗi trạm có 2 MBA và 1 TBA có 1 MBA nhận điện
trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy
trong mạng cao áp của phân xưởng, ta sử dụng 9 máy cắt điện cấp 35kV cộng thêm
2 máy cắt trên đường dây từ TBA khu vực về TPPTT và 1 máy cắt phân đoạn thanh
góp cấp 35kV ở TPPTT, tổng cộng là 13 máy cắt điện
-Vốn đầu tư mua máy cắt trong phương án 3:
KMC = n.M
Trong đó:
n: Số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến.
M: Giá máy cắt, M=12000USD (10kV)
59
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tỷ giá quy đổi tạm thời: 1USD = 15,80.103 VNĐ
→ KMC = 13.12000.15,8.103 =2464,8 .106(Đ)
4.Chi phí tính toán của phương án 3.
-Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện, chỉ tính đến giá thành
cáp,MBA và máy cắt điện khác nhau giữa các phương án, các phần giống nhau đã
được bỏ qua không xét đến:
K = K B + K D + K MC
-Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổn thất điện năng trong
các TBA và đường dây:
ΔA = ΔA B + ΔA D
-Chi phí tính toán Z 3 của phương án 3:
+Vốn đầu tư :
K 3 = K B + K D + K MC = (638,3 + 245, 2 + 2464,8).10 6 = 3348,3.10 6 (đ)
+Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây:
ΔA 3 = ΔA B + ΔA D = 194999 + 15796 = 210795(kWh)
+Chi phí tính toán:
Z3 = (a vh + a tc ).K 3 + c.ΔA3
Z3 = (0,1 + 0,2).3348,3.106 + 1000.210795 = 1215,3.106 (Đ)
IV.Phương án 4.
-Phương án này sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) nhận điện từ hệ
thống về cấp cho các TBAPX. Các TBAPX B 1,B2 ,B3 ,B4 hạ điện áp từ 35 kV
xuống 0,4 kV cung cấp cho các phân xưởng.
6
9
2
B4 8
B2 5
Hình 3.5: Sơ đồ phương án 4.
B1 4
7
1
3
60
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1. Chọn MBAPX và xác định tổn thất điện năng Δ A trong các TBA
-Chọn MBA phân xưởng:Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở
phần trên, ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBAPX do công ty điện Đông
Anh sản xuất.
Tên S đm U c / U h ΔP0 ΔPN U N I 0 Số Đơn Thành
TBA (kVA) (kV) (kW) (kW) (%) (%) máy giá tiền(10 6 đ)
10 6 Đ
B1 560 35/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131
B2 400 35/0,4 0,84 4,46 4,0 1,5 2 50,4 100,8
B3 560 35/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131
B4 560 35/0,4 0,94 5,21 4,0 1,5 2 65,5 131
Tổng số vốn đầu tư cho trạm biến áp : K B = 493,8.106 (đ)
Bảng3.15-Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 4.
-Tổn thất điện năng ΔA trong các TBAPX:
+Tương tự như phương án 1, tổn thất điện năng ΔA trong các TBAPX
được xác định theo công thức:
1 S
ΔA = n.ΔP0 .t + .ΔPN .( tt )2 .τ(kWh)
n SđmB
Với τ =3411(h) ứng với T max =5000 (h).Kết quả tính toán cho trong bảng 3.16.
Tên Số S tt S đm ΔP0 ΔPN ΔA
TBA máy (kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh)
B1 2 956 560 0,94 5,21 42364,6
B2 2 749,5 400 0,84 4,46 41422,8
B3 2 993,5 560 0,94 5,21 50972
B4 2 1039,1 560 0,94 5,21 47056
Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ΔA B =181815,4 (kWh)
Bảng 3.16Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án4
2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trên đường
dây trong mạng điện.
-Chọn cáp từ TPPTT về các TBAPX.
+Tương tự như phương án 1, từ TPPTT về TBAPX, các cao áp được
chọn theo mật độ dòng điện kinh tế J kt .Sử dụng cáp lõi đồng với T max =5000 (h), ta
có J kt =3,1 (A/mm 2 ).
+Tiết diện kinh tế của cáp :
61
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
I max
Fkt = (mm 2 )
J kt
+Nếu cáp từ TPPTT về các TBAPX là cáp lộ kép thì :
Sttpx
I max = (A)
2. 3.U đm
+Nếu cáp từ TPPTT về các TBAPX là cáp lộ đơn thì :
Stt
I max = (A)
3.U đm
+Chọn cáp đồng 3 lõi 10 kV, cách điện XLPE,đai thép, vỏ PVC do
hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo.
+ k hc .Icp ≥ Isc với k hc = 0,93 và I sc = 2.I max nếu 2 cáp đặt chung trong 1
rãnh và k hc =1; I sc = I max nếu 1 cáp đặt trong 1 rãnh (cáp lộ đơn).
+Vì chiều dài từ TPPTT đến TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có
thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔU cp .
+Kết quả chọn cáp ghi ở bảng 3.17.
F L r0 R Đơn giá Thành tiền
Đường cáp (mm ) 2
(m) ( ( Ω ) (10 3 đ / m (10 3 đ )
Ω / km )
)
TPPTT-B 1 2*(3*50) 175 0,494 0,043 130 45500
TPPTT -B 2 2*(3*50) 360 0,494 0,089 130 93600
TPPTT -B 3 2*(3*50) 125 0,494 0,031 130 32500
TPPTT -B 4 2*(3*50) 185 0,494 0,046 130 48100
B3-7 4G95 80 0,193 0,0154 48 3840
B4-8 4G185 100 0,0991 0,01 48 4800
3
Tổng số vốn đầu tư cho đường dây : K D = 228340.10 (đ)
Bảng 3.17-Kết quả chọn cáp của phương án 4.
-Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây.
+Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:
S2
ΔP = 2 .R.10−3 (kW)
tt
U đm
Trong đó:
1
R= .r0 .L(Ω)
n
n: Số đường dây đi song song.
+Kết quả chọn cáp ghi ở bảng 3.18.
62
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Đường cáp F L r0 R S tt ΔP
(mm 2 ) (m) ( Ω / km (Ω) (kVA) (kW)
)
TPPTT-B 1 2*(3*50) 175 0,494 0,043 956 0,032
TPPTT -B 2 2*(3*50) 360 0,494 0,089 749,5 0,041
TPPTT -B 3 2*(3*50) 125 0,494 0,031 1103,5 0,031
TPPTT -B 4 2*(3*50) 185 0,494 0,046 1039,1 0,041
B3-7 4G95 80 0,193 0,0154 291,5 8,17
B4-8 4G185 100 0,0991 0,01 173,7 1,89
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn ΔPD =10,205 (kW)
Bảng 3.18-Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 4.
-Tổn thất điện năng trên đường dây;
ΔA D = ΔPD .τ(kWh)
Trong đó:
τ : là thời gian tổn thất công suất lớn nhất;Ứng với T max =5000 (h) thì τ =3411 (h).
ΔA D = ΔPD .τ = 10,205.3411 = 34809(kWh) .
3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 4.
-Mạng cao áp trong phương án có điện áp 35 kV từ TPPTT đến 4 TBAPX.
TPPTT có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 lộ dây kép của đường dây trên
không đưa điên từ hệ thống về.
-Trong 4 TBA, mỗi TBA đều có 2 MBA nhận điện trực tiếp từ 2 phân đoạn
thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân
xưởng, ta sử dụng 8 máy cắt điện cấp 35kV cộng thêm 2 máy cắt sử dụng cho
đường dây từ TBA khu vực về TPPTT và 1 máy cắt phân đoạn thanh góp cấp 35kV
ở TPPTT, tổng cộng là 11 máy cắt điện
-Vốn đầu tư mua máy cắt trong phương án 4:
K MC = n.M
Trong đó:
n : Số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến.
M : Giá máy cắt, M=12000USD (10kV)
+ Tỷ giá qui đổi tạm thời :
1USD=15,80.10 3 (VNĐ)
→ K MC = 11.12000.15,8.103 = 2085.106 (VNĐ)
63
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
4. Chi phí tính toán của phương án 4.
-Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện, chỉ tính đến giá thành cáp,
MBA và máy cắt điện khác nhau giữa các phương án, các phần giống nhau đã
được bỏ qua không xét đến:
K 4 = K B + K D + K MC
-Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổn thất điện năng trong
các TBA và đường dây:
ΔA 4 = ΔA B + ΔA D
-Chi phí tính toán Z 4 của phương án 4:
+Vốn đầu tư :
K 4 = K B + K D + K MC = (493,8 + 228,34 + 2085).106
K 4 = 2807.106 (đ)
+Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây:
ΔA 4 = ΔA B + ΔA D = 181815,4 + 34809
ΔA 4 = 216624,4(kWh)
+Chi phí tính toán:
Z4 = (a vh + a tc ).K 4 + c.ΔA 4
Z4 = (0,1 + 0, 2).2807,1.106 + 1000.216624, 4
Z4 = 1058,8.106 (VNĐ)
V.Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án.
Từ những kết quả tính được, ta có kết quả cho ở bảng 3.19
Phương án Vốn đầu tư Tổn thất điện Chi phí tính toán
6
(10 đ) năng (kWh) (106 đ)
Phương án 1 3324,62 422475,35 1419,86
Phương án 2 3096 443776 1372
Phương án 3 3348,3 210795 1215,3
Phương án 4 2807 216624,4 1058,8
Bảng 3.19-Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án.
Nhận xét:
Kết quả tính toán cho thấy, phương án 1 và phương án 2 có tổn thất điện
năng lớn hơn phương án 3 và 4 nhiều, hơn nữa, chi phí tính toán Z1, Z2 đều lớn hơn
nên loại bỏ không lựa chọn. Trong 2 phương án 3 và 4, thì phương án 4 có số vốn
đầu tư và chi phí tính toán nhỏ hơn phương án 3 (còn tổn thất điện năng là như
nhau). Mặt khác, phương án 3 có nhiều chủng loại MBA hơn nên không tiện cho
việc thay thế sửa chữa. Đặc biệt là chi phí tính toán cho phương án 4 nhỏ hơn .Vậy,
chọn phương án 4 làm phương án thiết kế.
64
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
§3.4.THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN.
I.Chọn dây dẫn từ TBA KHU VỰC về TPPTT.
-Đường dây cung cấp từ TBATG của 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 T max lớn, dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện
kinh tế J kt . Tra bảng 4.3 ( trang 194 TL2-Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện
từ 0,4 đến 500 kV-Ngô Hồng Quang) với dây dẫn AC có thời gian sử dụng công
suất lớn nhất T max =5000(h), ta có J kt = 1,1 (A/mm 2 ).
-Dòng điện tính toán chạy trên dây dẫn:
Sttnm 3255,8
I ttnm = = = 26,85(mm 2 )
2. 3.U đm 2. 3.35
Tiết diện kinh tế của cáp:
I 26,85
Fkt = ttnm = = 24,41(mm 2 )
J kt 1,1
Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 35(mm 2 ). Tra phụ lục bảng 4.61
TL2 với dây dẫn AC-35 có I cp =170(A).
-Kiểm tra dây dẫn theo sự cố đứt 1 dây:
Isc = 2.I ttnm = 2.26,85 = 53,71(A) < Icp = 170(A)
Vì vậy, dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện sự cố.
-Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép:
Với dây dẫn AC-35 có khoảng cách trung bình hình học giữa các dây
Dtb= 2 (m), tra bảng 4.61 TL5 (trang 276) được r 0 = 0,85(Ω / km) và x
0 = 0,403(Ω / km). (Xem bảng4.71-trang 284-TLII).
P .R + Q ttnm .X 2072,3.0,85.15 + 2511,2.0, 403.15
ΔU = ttnm =
U đm 2.35
⇒ ΔU = 594,3(V).
r0 .l x .l
(Ở đây ta dùng đường dây lộ kép nên: R= ;X = 0 ).
2 2
Ta thấy: ΔU < ΔU cp = 5%.U đm = 1750(V)
⇒ Dây dẫn được chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Vậy chọn dây AC-35.
65
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
II.Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện.
-Mục đích của tính toán ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định động và 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 ngắn mạch 3 pha. Khi tính
toán ngắn mạch phía cao áp, do không biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện quốc
gia nên cho phép tính toán gần đúng điện kháng của hệ thống điện quốc gia thông
qua công suất ngắn mạch về giá trị hạ áp của TBATG và coi hệ thống có công suất
vô cùng lớn.
N Ni
MC ĐDK Cáp
TPPTT TBAPX
N Ni
X ht Zd Zci
HT
Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch.
1.Sơ đồ nguyên lý.
TBATG : Trạm biến áp trung gian
TPPTT : Trạm phân phối trung tâm
TBAPX : Trạm biến áp phân xưởng
MC 1 , MC 2 : Máy cắt đầu nguồn và cuối nguồn của đường dây cung cấp
điện.
ĐDK : Đường dây trên không.
2.Sơ đồ thay thế.
HT : Hệ thống điện quốc gia
Zd : Tổng trở của đường dây trên không.
Zc : Tổng trở của cáp.
Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện cần phải tính toán 5 điểm
ngắn mạch sau:
N : Điểm ngắn mạch trên thanh cái TPPTT để kiểm tra máy cắt và
thanh góp.
N i (i =1 → 4): Điểm ngắn mạch trên thanh cái TPPTT để kiểm tra cáp
và thiết bị cao áp của mạng.
Điện kháng của hệ thống điện được tính theo công thức:
U2
X ht = tb (Ω)
SN
Trong đó:
66
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
S N : Công suất của máy cắt MC 1 (ngắn mạch về phía hạ áp của máy biến
áp trung áp hệ thống ). S N =250 (MVA).
U tb : Điện áp trung bình của đường dây
U tb = 1,05.Uđm = 1,05.35 = 36,75(kV)
-Điện trở và điện kháng của đường dây:
r .l x .l
R = 0 (Ω);X = 0 (Ω)
2 2
Trong đó:
r0 , x 0 : Điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn ( Ω / km ).
L : Chiều dài đường dây (l=15 km).
Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I” bằng dòng điện
ngắn mạch ổn định I ∞ nên ta có thể viết:
U tb
I N = I" = I∞ =
3.Z N
Trong đó:
Z N : Tổng trở từ hệ thống điện đến điểm ngắn mạch cần tính ( Ω ).
U tb : Điện áp trung bình của đường dây.
-Trị số dòng ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức:
I xk = 1,8. 2.I N (kA).
F L r0 x0 R X
Đường cáp
(mm 2 ) (m) ( Ω / km ) ( Ω / km ) (Ω) (Ω)
TBATG-TPPTT AC-35 10000 0,85 0,403 4,25 2,02
TPPTT-B 1 3*50 175 0,494 0,14 0,043 0,012
TPPTT -B 2 3*50 360 0,494 0,14 0,089 0,025
TPPTT -B 3 3*50 125 0,494 0,14 0,031 0,009
TPPTT -B 4 3*50 185 0,494 0,14 0,046 0,013
Bảng 3.20-Thông số của đường dây trên không và cáp.
-Tính điểm ngắn mạch N tại thanh góp TPPTT:
U 2 36,752
X ht = tb = = 5,4(Ω)
SN 250
R = R đd = 4,25(Ω)
X = X ht + X đd = 5,4 + 2,02 = 7, 42(Ω)
U tb 36,75 36,75
IN = = = = 2,48(kA)
3.Z N 3.Z N 2
3. 4,25 + 7,42 2
I xk = 1,8. 2.I N = 1,8. 2.2, 48 = 6,3(kA)
67
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
-Tính điểm ngắn mạch N 1 tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B 1
U 2 36,752
X ht = tb = = 5,4(Ω)
SN 250
R = R đd + R c = 4, 25 + 0,043 = 4, 293(Ω)
X = X ht + X đd + X c = 5, 4 + 2,02 + 0,012 = 7,432(Ω)
U tb 36.75 36.75
IN = = = = 2,47(kA)
3.Z N 3.Z N 3. 4, 2932 + 7, 4322
I xk = 1,8. 2.I N = 1,8. 2.2,38 = 6,3(kA)
Điểm ngắn I N (kA) I xk (kA)
mạch
N 2,48 6,31
N1 2,47 6,29
N2 2,46 6,26
N3 2,47 6,29
N4 2,47 6,29
Bảng3.21-Kết quả tính toán ngắn mạch
III.Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện.
1.Trạm phân phối trung tâm.
TPPTT là nơi trực tiếp nhận điện từ hệ thống về để cung cấp điện cho nhà
máy nên việc lựa chọn sơ đồ nối dây của trạm có ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề an
toàn cung cấp điện cho nhà máy.Do đó, sơ đồ cần phải thỏa mãn các điều kiện cơ
bản như:đảm bảo cung cấp điện liên tục theo yêu cầu của phụ tải, rõ ràng và thuận
tiện cho việc vận hành và xử lý sự cố, an toàn khi sửa chữa và hợp lý về mặt kinh tế
trên cơ sở bảo đảm các yêu cầu kỹ thuật.
Nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương được xếp vào hộ tiêu thụ loại II nên
trạm phân phối của nhà máy được cung cấp bởi 2 đường dây nối với hệ thống 1
thanh góp có phân đoạn, liên lạc giữa 2 phân đoạn thanh góp bằng máy cắt hợp
bộ.Trên mỗi phân đoạn thanh góp có đặt một máy biến áp ba pha năm trụ có cuộn
tam giác hở báo chạm đất một pha trên cáp 35 kV. Để chống sét truyền từ đường
dây vào trạm, ta đặt chống sét van trên các phân đoạn thanh góp. Máy biến dòng
được đặt trên tất cả các lộ vào của trạm có tác dụng biến đổi dòng điện lớn (sơ cấp)
thành dòng điện 5(A) để cung cấp cho các dụng cụ đo lường và bảo vệ.
a.Lựa chọn và kiểm tra máy cắt, thanh dẫn của TPPTT.
Các máy cắt đặt tại TPPTT gồm có 2 máy cắt nối đường dây trên không cấp
điện cho trạm và 2 phân đoạn thanh góp.Trên mỗi phân đoạn thanh góp có 4 máy
68
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
cắt nối thanh góp với các tuyến cáp cấp điện cho 4 TBAPX.Một máy cắt nối giữ 2
phân đoạn thanh góp.Các máy cắt có nhiệm vụ đóng cắt mạch điện cao áp đồng
thời cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành.Ngoài ra, máy cắt còn có
chức năng cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện.Căn cứ vào
các số liệu kỹ thuật đã tính được của nhà máy, chọn các tủ máy cắt hợp bộ của
SIEMENS loại 8DC11 cách điện SF6, không cần bảo trì. Hệ thống thanh góp đặt
sẵn trong tủ có dòng điện định mức 1250(A).
-Các điều kiện chọn máy cắt 8DC11:
Điện áp định mức :
UđmMC = 36 ≥ Uđmnm = 35(kV)
Dòng điện định mức :
IđmMC = 1250(A) ≥ Ilv max = 2.I ttnm = 2.26,85 = 53,7(A)
Dòng điện cắt định mức :
Iđm.cắt = 25(kA) ≥ I N = 1,94(kA)
Dòng điện ổn định cho phép :
iđmôđ = 63(kA) ≥ i xk = 4,94(kA)
-Vì thanh dẫn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động.
Loại MC Cách điện I đm (A) U Icắt (kA) Icắt max (kA)
đm (kV)
8DC11 SF6 1250 36 25 63
Bảng3.22-Thông số máy cắt đặt tại TPPTT.
b.Lựa chọn kiểm tra BU.
-BU là MBA đo lường (biến điện áp) có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp
bất kì xuống 100 (V) hoặc 100/ 3 cấp nguồn áp cho các mạch đo lường, điều
khiển tín hiệu, bảo vệ.
-BU thường đấu theo sơ đồ Y / Y; Δ / Δ. Ngoài ra còn có loại BU 3 pha 5 trụ
Y0 / Y0 / Δ (đấu sao không, sao không, tam giác hở). Trong đó, cuộn tam giác hở,
ngoài chức năng thông thường còn có nhiệm vụ báo chạm đất 1 pha. BU thường
dùng cho mạng trung tính cách điện (10 kV; 35kV).
-BU được chọn theo điều kiện điện áp định mức:
U đmBU ≥ Uđmnm = 35(kV)
Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS36, kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo có các
thông số như sau:
Thông số kỹ thuật 4MS36
Uđm (kV) 36
U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) 70
U chịu đựng xung 1,2/50 μs(kV) 170
U1đm (kV) 35/ 3
69
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
U2đm (kV) 100/ 3
Tải định mức (VA) 400
Bảng 3.23-Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS36.
Tñ MC Tñ BU Tñ MC Tñ BU Tñ MC
C¸c tñ MC ®Çu ra cña ph©n ®o¹n TG1 C¸c tñ MC ®Çu ra cña ph©n ®o¹n TG2
®Çu vμo vμ CSV ph©n vμ CSV ®Çu vμo
®o¹n
Hình3.7: Sơ đồ ghép nối trạm phân phối trung tâm
Tất cả các tủ hợp bộ đều của hãng Siemens, cách điện bằng SF6, loại DC11, không
cần bảo trì.
Dao cách ly có 3 vị trí: hở mạch, nối mạch và tiếp đất.
c.Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BI:
-Máy biến dòng điện BI có chức năng biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số bất
kỳ xuống 5 A (hoặc 1A và 10A) nhằm cấp nguồn dòng cho đo lường, tự động hóa
và bảo vệ rơle.
-BI được chọn theo điều kiện:
Điện áp định mức:
U đmBI ≥ Uđmnm = 35(kV)
Dòng điện sơ cấp định mức:Khi sự cố, MBA có thể quá tải 30% nên
BI chọn theo dòng cưỡng bức qua máy biến áp có công suất lớn nhất trong mạng là
1000 (kVA).
I k .S 1,3.560
IđmBI ≥ max = qtbt đmBA = = 10(A)
1, 2 1,2. 3.35 1, 2. 3.35
Vậy chọn BI loại 4ME16 kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo có các thông số kỹ
thuật như sau:
Thông số kỹ thuật 4ME16
Uđm (kV) 36
U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) 70
U chịu đựng xung 1,2/50 μs(kV) 170
I1đm (kV) 5-1200
I2đm (kV) 1hoặc 5
Iôđ nhiệt (kA) 80
Iôđ động (kA) 120
70
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Bảng 3.24-Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME16.
d.Lựa chọn chống sét van.
Chống sét van là một thiết bị có nhiệm vụ chống sét đánh từ đường dây trên
không truyền vào TBA và TPP. Chống sét van được làm bằng một điện trở phi
tuyến: Với điện áp định mức của lưới điện, điện trở chống sét có trị số vô cùng,
không cho dòng điện đi qua, còn khi có điện áp sét thì điện trở giảm sét đến không,
chống sét van tháo dòng điện xuống đất.
Chống sét van được chế tạo ở nhiều cấp điện áp. Với nhà máy thiết kế, ta
chọn chống sét van theo cấp điện áp Uđm.nm=35 (kV).
Chọn loại chống sét van do Liên Xô (cũ) sản xuất loại PBC- 35 có
Uđm = 35 kV.
2.Trạm biến áp phân xưởng.
-Ở đây, tất cả các TBAPX đều đặt 2 máy biến áp. Vì các TBAPX đặt không
xa TPPTT nên ở phía cao áp chỉ cần đặt cầu dao và cầu chì. Dao cách ly dùng để
cách ly MBA khi sửa chữa, còn cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho
MBA. Phía hạ áp đặt Aptomat tổng và Aptomat nhánh, thanh cái hạ áp được phân
đoạn Aptomat phân đoạn. Để hạn chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm và
đơn giản cho việc bảo vệ, chọn phương thức cho 2 MBA làm việc độc lập(aptomat
phân đoạn của thanh cái hạ áp ở trạng thái cắt). Chỉ khi nào 1 MBA bị sự cố mới sử
dụng Aptomat phân đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn đi với MBA sự cố.
DCL
CC
A tæng
A nh¸nh Tñ ph©n phèi
a.Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp.
-Cầu dao hay còn gọi là dao cách ly có nhiệm vụ chủ yếu là cách ly phần
mạng điện và không mạng điện, tạo khoảng cách an toàn trông thấy, phục vụ cho
71
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
các công tác sửa chữa, kiểm tra, bảo dưỡng lưới điện. Dao cách ly cũng có thể đóng
cắt dòng không tải của MBA nếu công suất máy không lớn lắm.
-Cầu dao được chế tạo ở mọi cấp điện áp nhưng ta sẽ dùng chung một loại
dao cách ly cho tất cả các TBA để dễ dàng cho việc mua sắm lắp đặt và thay thế.
-Dao cách ly được chọn theo các điều kiện:
Điện áp định mức :
UđmMC ≥ Uđmnm = 35(kV)
Dòng điện định mức :
IđmCL ≥ Ilv max = 2.I ttnm = 2.26,85 = 53,7(kA)
Dòng điện ổn định động cho phép :
Iđmđ ≥ I xk = 6,08(kA)
Chọn loại 3DC do hãng Siemens chế tạo với các thông số kỹ thuật sau:
Uđm (kV) Iđm (A) Int (A) Inmax (kA)
36 630 35 50
Bảng 3.25-Thông số kỹ thuật của dao cách ly 3DC.
b.Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp:
-Cầu chì là thiết bị bảo vệ, có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện khi có dòng điện
lớn quá trị số cho phép đi qua. Nói cách khác, chức năng của cầu chì là bảo vệ quá
tải và ngắn mạch. Trong lưới điện cao áp (U>1000V), cầu chì thường được dùng ở
các vị trí:
+Bảo vệ MBA đo lường ở các cấp điện áp.
+Kết hợp với cầu dao phụ tải thành máy cắt phụ tải để bảo vệ các
đường dây trung áp.
+Đặt phía cao áp của TBA phân phối để bảo vệ ngắn mạch cho MBA.
-Cầu chì được chế tạo theo nhiều kiểu và ở nhiều cấp điện áp khác nhau. Ở
cấp điện áp trung áp và cao áp thường sử dụng loại cầu chì ống.
-Các điều kiện chọn cầu chì:
+Điện áp định mức:
U đmcc ≥ Uđmnm = 35(kV)
+Dòng điện định mức: Khi sự cố 1 MBA thì máy còn lại có thể quá tải
30%:
k .S 1,3.560
Iđmcc ≥ Ilv max = qtbt đmBA = = 12(A)
3.35 3.35
Ở đây tính cho TBA có SđmB=560 kVA có dòng ngắn mạch là max.
+Dòng điện cắt định mức ( chọn theo dòng ngắn mạch lớn nhất của
MBA trên thanh cái):
Iđmcắt ≥ I N = 2,36(kA)
3
→ Vậy, chọn loại cầu chì ống do hãng Siemens chế tạo loại 3GD1 605-5B
Uđm (kV) Iđm (A) Icắt N min (A) Icắt (kA)
36 25 120 31,50
72
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Bảng 3.26-Thông số kỹ thuật của cầu chì loại 3GD 1605-5B.
c.Lựa chọn và kiểm tra aptômat:
-Aptômat là thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn
mạch. Tuy nhiên, so với cầu chì, aptômát có ưu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng
làm việc chắc chắn, tin cậy, an toàn, đóng cắt đồng thời 3 pha và khả năng tự động
hóa cao nên áptômát dù đắt tiền vẫn ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lưới
điện hạ áp công nghiệp cũng như lưới điện ánh sáng sinh hoạt.
-Aptômat tổng, áptômat phân đoạn và áptômát nhánh đều chọn dùng các
áptômat không khí do hãng Merlin chế tạo.
-Với trạm 2 MBA đặt 2 tủ áptômat tổng và một tủ áptômat phân đoạn là 2 tủ
áptômat nhánh.
-Aptômat tổng và các aptômat phân đoạn được chọn theo các điều kiện:
+Điện áp định mức:
UđmA ≥ Uđmnm = 0,8(kV)
+Dòng điện định mức:
k .S
IđmA ≥ Ilv max = qtbt đmBA
3.U đmnm
Vì các máy biến áp có công suất định mức không chênh lệch nhau nhiều (400 kW
và 560 kW) nên ta có thể chọn Aptômát cho một loại MBA (560 kW) là đủ.
Ta có:
k .S 1,3.560
IđmA ≥ Ilv max = qtbt đmBA = = 1106(A)
3.0,38 3.0,38
Tên trạm Loại Số lượng Uđm(V) Iđm(A) Icắt N(A) Số cực
B1, B2, B3,B4 M12 3 690 1250 40 3
Bảng 3.28-Kết quả chọn Áptômát tổng và Aptômát phân đoạn.
-Áptômát nhánh được chọn theo các điều kiện:
+Điện áp định mức:
U đmA ≥ Uđmnm = 0,38(kV)
+Dòng điện định mức:
Stt
IđmA ≥ I tt =
n. 3.U đmnm
n : Số áptômát nhánh đưa điện về phân xưởng.
73
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tên phân xưởng Stt Itt Loại Số Uđm Iđm IcắtN
(kVA) (A) lượng (V) (A) (kA)
PX.cơ khí chính 956 726,24 C801N 2 690 800 25
PX.lắp ráp 597 453,5 NS630N 2 690 630 10
PX.sửa chữa cơ khí 261 198,3 NS400N 2 690 400 10
PX.rèn 551 418,6 NS630N 2 690 630 10
PX.đúc 411 312,2 NS400N 2 690 400 10
Bộ phận nén ép 454,4 345,2 NS400N 2 690 400 10
PX.kết cấu kim loại 291,5 221,4 NS400N 2 690 400 10
Văn phòng & phòng thiết kế 173,7 264 NS400N 2 690 400 10
Trạm bơm 152,5 231,6 NS400N 2 690 400 10
Bảng 3.29-Kết quả chọn áptômát nhánh loại 4 cực của Merlin Gerlin.
d.Lựa chọn thanh góp.
-Thanh góp là nơi nhận điện năng từ nguồn cung cấp đến và phân phân phối
điện năng cho các phụ tải tiêu thụ. Thanh góp là phần tử cơ bản của thiết bị phân
phối. Thanh góp còn được gọi là thanh cái hoặc thanh dẫn.
-Tùy theo dòng phải tải mà thanh dẫn có cấu tạo khác nhau. Khi dòng nhỏ thì
dùng thanh cứng hình chữ nhật, khi dòng lớn thì dùng thanh dẫn ghép từ 2 hay 3
thanh dẫn chữ nhật đơn trên mỗi pha. Nếu dòng điện quá lớn thì dùng thanh dẫn
hình máng để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng gần, đồng thời tăng khả năng
làm mát cho chúng.
-Các thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Dòng điện
cưỡng bức tính với TBA B2 có Stt=1103,5 (kVA).
Stt 1103,5
k1.k 2 .Icp ≥ Icb = = = 1677(A)
3.U đmnm 3.0,38
Trong đó:
k1=1: Với thanh góp đặt đứng
k2=1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường
→ Icp ≥ Icb = 1677(A)
Vậy, chọn thanh dẫn đồng tiết diện hình chữ nhật có kích thước 60x6 (mm 2 ), mỗi
pha ghép 2 thanh với Icp= 1740(A).
e.Kiểm tra cáp đã chọn.
-Để đơn giản, ở đây ta chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn
nhất: IN1=2,38 (kA).
-Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt:
F ≥ α.I∞ . t qđ
Trong đó:
α =6 : Hệ số nhiệt độ của cáp lõi đồng.
I∞ : Dòng ngắn mạch ổn định.
74
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
tqđ : Thời gian qui đổi, xác định như tổng thời gian tác động của bảo
vệ chính đặt tại nhà máy cắt điện gần điểm sự cố với thời gian tác động toàn phần
của máy cắt điện.
t qđ = f (β ", t) Với t : Thời gian tồn tại ngắn mạch, lấy t=0,5(s).
I"
β" =
I∞
Vì ngắn mạch là xa nguồn nên :
I N = I" = I∞ ⇒ β " = 1
∞
Tra đồ thị trang 109 TL VI tìm được tqđ = 0,4
Vậy, tiết diện ổn định nhiệt của cáp:
F ≥ α.I∞ . t qđ = 6.2,38. 0,4 = 9,03(mm 2 )
Vậy, chọn cáp 50 mm 2 là hợp lý.
75
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tõ TBATG ®Õn Tõ TBATG ®Õn
AC-35
AC-35
4ME16 4ME16
8DC11
8DC11 8DC11
TG 35kV TG 35kV
8DC11 8DC11 8DC11
8DC11 PBC-35
4MS36 4MS36
4ME16 4ME16
)
XLPE(
XLPE(3*50)
(3*50
XLPE
3*50)
3DC 3DC 3DC 3DC 3DC 3DC
3DC 3DC
3GD1 605-5B 3GD1 605-5B 3GD1 605-5B 3GD1 605-5B
B1 (2*560) B2 (2*400) B4 (2*560) B4 (2*560)
M12 M12 M12 M12
60*6
Ph©n x−ëng c¬ khÝ chÝnh Ph©n x−ëng l¾p r¸p vμ Ph©n x−ëng söa ch÷a c¬ khÝ Ph©n x−ëng ®óc
V¨n phßng vμ phßng thiÕt kÕ Ph©n x−ëng rÌn Bé phËn nÐn Ðp
Ph©n x−ëng kÕt cÊu kim lo¹i
V¨n phßng vμ phßng thiÕt kÕ
76
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
CHƯƠNG IV
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG
SỬA CHỮA CƠ KHÍ
Phân xưởng sửa chữa cơ khí có diện tích là 3300 m 2 , gồm 70 thiết bị được
chia làm 6 nhóm. Công suất tính toán của phân xưởng là 261 kVA, trong đó có 46,2
kW sử dụng cho hệ thống chiếu sáng. Để cấp điện cho PX.SCCK 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 1 Aptomat tổng và 7 Aptômat nhánh cấp điện cho 6 tủ động
lực và một tủ chiếu sáng.Từ tủ phân phối đến các tủ động lực và chiếu sáng sử dụng
sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lý và vận hành. 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 bé và ít
quan trọng hơn được ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên
thông (xích). Để dễ dàng thao tác và tăng thêm độ tin cậy cung cấp điện, tại các đầu
vào và ra của tủ đều đặt các áptômat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá 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 thiết kế cung cấp điện cho các
xí nghiệp công nghiệp hiện đại.
§4.1.LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO TỦ PHÂN PHỐI.
A tổng
A nhánh
Hình 4.1 - Sơ đồ tủ phân phối
1.Chọn cáp từ trạm biến áp B3 về tủ phân phối của phân xưởng.
-Theo tính toán của chương III, ta có:
77
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
+Cáp từ trạm biến áp B3 về tủ phân phối của phân xưởng là cáp đồng
hạ áp 4 ruột, cách điện PVC do hãng Lens chế tạo loại (3*120+70)mm 2 , Icp=346
(A), đặt trong hào cáp.
+Trong tủ hạ áp của trạm biến áp B3, ở đầu đường dây đến tủ phân
phối đã đặt 1 MCCB loại NS400N do hãng Merlin Gerin chế tạo, Iđm=400 (A).
-Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với MCCB:
I 1,25.400
Icp ≥ kddt = = 333,33(A)
1,5 1,5
Vậy, tiết diện cáp đã chọn là hợp lý.
2.Lựa chọn MCCB cho tủ phân phối.
-Các MCCB được chọn theo các điều kiện tương tự như đã trình bày ở
chương III, kết quả ghi trong bảng 4.1.
Tuyến cáp Itt(A) Loại Uđm(V) Iđm(A) IcắtN(kA) Số cực
TPP-ĐL1 79,81 NS100N 415 100 25 4
TPP-ĐL2 65,33 NS100N 415 100 25 4
TPP-ĐL3 18,33 C60H 415 60 15 4
TPP-ĐL4 136,74 NS160N 415 160 36 4
TPP-ĐL5 72,73 NS100N 415 100 10 4
TPP-ĐL6 49 C60H 415 60 15 4
MCCB Tổng 398,47 NS400N 415 400 70 4
Bảng 4.1-Kết quả lựa chọn MCCB của Merlin Gerin cho tủ phân phối.
3.Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực.
-Các đường cáp từ tủ phân phối (TPP) đến các tủ động lực (TĐL) được đi
trong rãnh cáp nằm 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.I cp ≥ I tt
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 dây lấy khc=1.
-Điều kiện kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ của cáp, khi bảo vệ bằng
aptômat:
I 1, 25.IdmA
Icp ≥ kddt =
1,5 1,5
.
-Các tuyến cáp được chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng 4.2
78
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tuyến cáp Itt (A) Ikđđt/1,5 (A) Fcáp (mm 2 ) Icp (A)
TPP-ĐL1 79,81 83,3 4G16 100
TPP-ĐL2 65,33 83,3 4G16 100
TPP-ĐL3 18,33 50,0 4G10 75
TPP-ĐL4 136,74 133,3 4G35 158
TPP-ĐL5 72,73 83,3 4G16 100
TPP-ĐL6 49 50,0 4G10 75
Bảng 4.2-Kết quả chọn cáp từ TPP đến các TĐL.
§4.2.TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHÍA HẠ ÁP CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA
CHỮA CƠ KHÍ ĐỂ KIỂN TRA CÁP VÀ ÁPTÔMÁT.
Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp, ta xem máy biến áp B3 là nguồn (được
nối với hệ thống vô cùng lớn). Vì vậy, điện áp trên thanh cái cao áp của trạm được
coi là không thay đổi khi ngắn mạch, ta có I N = I" = I ∞ . Giả thiết này sẽ làm cho
dòng ngắn mạch tính toán lớn hơn thực tế nhiều bởi vì rất khó giữ được điện áp trên
thanh cái cao áp của trạm biến áp phân phối không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch
sau MBA. Song nếu với dòng ngắn mạch tính toán này mà các thiết bị lựa chọn
thỏa mãn điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt thì chúng hoàn toàn có thể làm
việc tốt trong điều kiện thực tế. Để giảm nhẹ khối lượng tính toán, ở đây ta sẽ 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, việc tính toán cũng được tiến hành tương
tự.
Hình 4.2-Sơ đồ nguyên lý
Hình 4.3-Sơ đồ thay thế
N1 N2
HT ZB3 ZA1 ZTG1 ZA2 ZC1 ZA2 ZTG2 ZA3 ZC2 ZA3 ZTG3
1.Các thông số của sơ đồ thay thế.
-Điện trở và điện kháng máy biến áp:
Sđm=1000 (kVA)
79
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
ΔPn = 13(kV)
U n % = 6,5%
ΔPn .U đm 13.0, 42.106
2
RB = 2
= = 2,08(mΩ)
Sđm 106
U n .U đm 6,5.0, 42.106
2
XB = = = 10,4(mΩ)
100.Sđm 100.1000
-Thanh góp tram biến áp phân xưởng-TG1:
Kích thước : 100x10 (mm 2 ), mỗi pha ghép 3 thanh.
Chiều dài : l=1.2 (m).
Khoảng cách trung bình hình học: D=300 (mm).
Tra PL4.11-TL1, tìm được:
r0 = 0,020(mΩ / m)
1 1
R TG1 = .r0 .l = .0,020.1,2 = 0,008(mΩ)
3 3
x 0 = 0,157(mΩ / m)
1 1
X TG1 = .x 0 .l = .0,157.1,2 = 0,063(mΩ)
3 3
-Thanh góp trong tủ phân phối-TG2:
Chọn theo điều kiện:
khc.Icp ≥ Ittpx=398,47 (A).
Chọn loại thanh cái bằng đồng có kích thước:30x3 (mm 2 ), với Icp=405 (A).
Chiều dài : l =1,2 (m).
Khoảng cách trung bình hình học: D=300 (mm).
Tra PL4.11-TL1, tìm được:
r0 = 0, 223(mΩ / m)
1 1
R TG 2 = .r0 .l = .0, 223.1,2 = 0, 268(mΩ)
3 3
x 0 = 0,235(mΩ / m)
1 1
X TG 2 = .x 0 .l = .0,235.1,2 = 0, 282(mΩ)
3 3
-Điện trở và điện kháng của MCCB :
Tra PL3.12 và 3.13-TL1 tìm được :
• MCCB loại CM2000N :
R A1 = 0,08(mΩ)
X A1 = 0,09(mΩ)
• MCCB loại NS400H :
80
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
R A 2 = 0,10(mΩ)
X A 2 = 0,15(mΩ)
R T2 = 0, 4(mΩ)
• MCCB loại NS160N :
R A3 = 0,55(mΩ)
X A3 = 0,74(mΩ)
R T3 = 0,65(mΩ)
-Cáp tiết diện 3x120+70 (mm 2 )-C1:
Chiều dài : l=60 (m).
Tra PL4.28, tìm được :
r0 = 0,153(mΩ / m)
R C1 = r0 .l = 0,153.60 = 9,18(mΩ)
x 0 = 0,157(mΩ / m)
X C1 = x 0 .l = 0,157.60 = 9, 42(mΩ)
-Cáp tiết diện 4G50 (mm 2 )-C2:
Chiều dài : l=50 (m).
Tra PL4.29, tìm được :
r0 = 0,387(mΩ / m)
R C2 = r0 .l = 0,387.50 = 19,35(mΩ)
x 0 = 0,157(mΩ / m)
X C2 = x 0 .l = 0,157.50 = 7,85(mΩ)
2.Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị đã chọn :
a.Tính toán ngắn mạch tại N1 :
R N1 = R B + R A1 + R TG1 + 2.R A2 + 2.R T2 + R C1
R N1 = 2,08 + 0,08 + 0,008 + 2.0,1 + 2.0,4 + 9,18 = 12,348(mΩ)
X N1 = X B + X A1 + X TG1 + 2.X A 2 + X C1
X N1 = 10,4 + 0,09 + 0,063 + 2.0,15 + 9,42 = 20,273(mΩ)
Z N1 = R 2 1 + X 2 1 = 23,74(mΩ)
N N
U 400
I N1 = = = 9,73(kA)
3.Z N1 3.23,74
I xk1 = 2.1,8.I N1 = 24,77(kA)
-Kiểm tra MCCB :
Loại NS160N có IcắtN=36(kA)
81
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Loại NS400H có IcắtN=70(kA)
Vậy, các máy cắt được chọn đều thỏa mãn điều kiện ổn định động.
Kiểm tra cáp tiết diện 3x120+70 (mm 2 )
Tiết diện ổn định nhiệt của cáp :
F ≥ α.I∞ . t qđ = 6.9,73. 0,4 = 36,92(mm 2 )
Vậy, chọn cáp 3x120+70 (mm 2 ) là hợp lý.
b.Tính toán ngắn mạch tại N2 :
R N 2 = R N1 + R TG 2 + 2.R A3 + 2.R T3 + R C2
R N 2 = 12,348 + 0,268 + 2.0,55 + 2.0,65 + 19,35 = 34,366(mΩ)
X N2 = X N1 + X TG 2 + 2.X A3 + X C2
X N2 = 20, 273 + 0, 282 + 2.0,74 + 7,85 = 29,885(mΩ)
Z N2 = R 2 2 + X 2 2 = 45,54(mΩ)
N N
U 400
I N2 = = = 5,07(kA)
3.Z N2 3.45,54
I xk 2 = 2.1,8.I N2 = 12,91(kA)
Kiểm tra MCCB :
Loại NS160N có IcắtN=36(kA)
Vậy, các máy cắt được chọn đều thỏa mãn điều kiện ổn định động.
Kiểm tra cáp tiết diện 4G35
Tiết diện ổn định nhiệt của cáp :
F ≥ α.I∞ . t qđ = 6.5,07. 0,4 = 19,24(mm 2 )
Vậy, chọn cáp 4G35 là hợp lý.
§4.3.LỰA CHỌN THIẾT BỊ TRONG CÁC TỦ ĐỘNG LỰC VÀ DÂY DẪN
ĐẾN CÁC THIẾT BỊ CỦA PHÂN XƯỞNG.
A tổng
A nhánh
Tủ động lực
82
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
-Các MCCB tổng của các tủ động lực có thông số tương tự các áptômát
nhánh tương ứng trong tủ phân phối, kết quả lựa chọn ghi trong bảng 4.3
Tủ động lực Itt(A) Loại Uđm(V) Iđm(A) IcắtN(kA) Số cực
ĐL1 79,81 NS100N 415 100 25 4
ĐL2 65,33 NS100N 415 100 25 4
ĐL3 18,33 C60H 415 60 15 4
ĐL4 136,74 NS160N 415 160 36 4
ĐL5 72,73 NS100N 415 100 10 4
ĐL6 49 C60H 415 60 15 4
Bảng 4.3-Kết quả lựa chọn MCCB tổng trong các TĐL.
-Các MCCB đến các thiết bị và nhóm thiết bị trong các tủ động lực cũng
được chọn theo các điều kiện đã nêu ở trên. Ví dụ chọn MCCB cho đường cáp từ
TĐL đến máy tiện tự động 5,1 (kW) và máy tiện ren 4,5 (kW), cos ϕ = 0,6
Ptt 4,5 + 5,1
IđmA = = = 24,31(A)
3.cos ϕ.U đm 3.0,6.0,38
Chọn MCB loại NC45a do hãng Merlin Gerin chế tạo có IđmA=25 (A),
Icắt=4,5 (A), Uđm=400 (V), 4 cực.
-Các đường cáp theo điều kiện phát nóng cho phép:
Tương tự như trên ta sẽ lấy một ví dụ kiểm tra đối với cáp từ tủ động
lực 1đến 2 máy tiện tự động (2:Số trên bản vẽ).
Icp ≥ I tt = 24,31(A)
I kddt 1,25.25
Icp ≥ = = 20,83(A)
1,5 1,5
Kết hợp hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do
hãng Lens chế tạo, tiết diện 2,5 (mm 2 ) với Icp=31 (A). Cáp được đặt trong ống thép
có đường kính 3/4” chôn dưới nền phân xưởng.
Các MCCB, MCB và đường cáp khác được chọn tương tự, kết quả ghi
trong bảng 4.4. Do công suất của các thiết bị trong phân xưởng không lớn và đều
được bảo vệ bằng áptômát nên ở đây không tính toán ngắn mạch trong phân xưởng
để kiểm tra các thiết bị lựa chọn theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt.
83
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Bảng 4.4-Kết quả lựa chọn áptômát trong các tủ động lực và cáp đến các thiết bị.
Phụ tải Dây dẫn MCB
STT Tên máy SL Số trên Ptt Itt Tiết Icp Dô.thép Mã hiệu Iđm Ikđđt/1.5
bản vẽ (kW) (A) diện (A) (A) (A)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Nhóm I
1 Máy tiện ren 1 1 4,5 11,40 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
2 Máy tiện tư động 3 2 5,1 12,91 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
3 Máy tiện tư động 2 3 14,0 35,45 4G4,0 42 3/4” NC45a 40 33,0
4 Máy tiện tư động 2 4 5,6 14,18 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
5 Máy tiện tư động 1 5 2,2 5,57 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
6 Máy xọc 3 13 8,4 21,70 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6
7 Máy xọc 1 14 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
8 Máy bào ngang 2 12 9,0 22,90 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6
Nhóm II
1 Máy tiện revon ve 1 6 1,70 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 16 13,3
2 Máy phay vạn năng 1 7 3,40 8,61 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
3 Máy phay ngang 1 8 1,80 4,56 4G1,5 23 3/4” NC45a 16 13,3
4 Máy phay đứng 2 9 14,00 35,45 4G4,0 42 3/4” NC45a 40 33,0
5 Máy phay đứng 1 10 7,00 17,73 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6
6 Máy doa ngang 1 16 4,50 11,40 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
7 Máy khoan hướng tâm 1 17 1,70 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 16 13,3
8 Máy mài phẳng 2 18 9,00 22,79 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6
9 Máy mài tròn 1 19 5,60 14,18 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
10 Máy mài trong 1 20 2,80 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
Nhóm III
1 Máy mài dao cắt gọt 1 21 2,80 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
84
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2 Máy mài sắc vạn năng 1 22 0,65 1,65 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
3 Máy khoan bàn 2 23 0,65 1,65 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
4 Máy ép trục khuỷu 1 24 1,70 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
5 Máy mài phá 1 27 3,00 7,60 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
6 Cưa tay 1 28 1,35 3,42 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
7 Cưa máy 1 29 1,70 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
8 Máy phay vạn năng 1 7 3,40 8,61 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
9 Máy mài 1 11 2,20 5,57 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
10 Máy khoan vạn năng 1 15 4,50 11,40 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
Nhóm IV
1 Lò điện kiểu buồng 1 31 30 47,98 4G6,0 54 3/4” NC45a 50 41,5
2 Lò điện kiểu đứng 1 32 25 39,98 4G4,0 42 3/4” NC45a 40 33,2
3 Lò điện kiểu bể 1 33 30 47,98 4G4,0 54 3/4” NC45a 50 41,5
4 Bể điện phân 1 34 10 15,99 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
Nhóm V
1 Máy tiện ren 2 43 10,0 25,32 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6
2 Máy tiện ren 1 44 7,0 17,73 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
3 Máy tiện ren 1 45 4,5 11,40 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
4 Máy phay ngang 1 46 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
5 Máy phay vạn năng 1 47 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
6 Máy phay răng 1 48 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
7 Máy xọc 1 49 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
8 Máy bào ngang 2 50 7,6 19,25 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
9 Máy mài tròn 1 51 7,0 17,73 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
10 Máy khoan đứng 1 52 1,8 4,56 4G1,5 23 3/4” NC45a 16 13,3
11 Búa nén khí 1 53 10,0 25,32 4G2,5 31 3/4” NC45a 32 26,6
85
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
12 Quạt 1 54 3,2 8,10 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
13 Biến áp hàn 1 57 12,5 31,58 4G4,0 42 3/4” NC45a 32 26,6
14 Máy mài phá 1 58 3,2 8,10 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
15 Khoan điện 1 59 0,6 1,52 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
16 Máy cắt 1 60 1,7 4,30 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
Nhóm V
1 Bàn nguội 1 65 0,50 1,27 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
2 Máy cuốn dây 1 66 0,50 1,27 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
3 Bàn thí nghiệm 1 67 15,00 37,98 4G4,0 42 3/4” NC45a 40 3,2
4 Bể tấm có đốt nóng 1 68 4,00 10,13 4G1,5 23 3/4” NC45a 25 20,8
5 Tủ sấy 1 69 0,85 21,5 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
6 Khoan bàn 1 70 0,65 1,65 4G1,5 23 3/4” NC45a 10 8,3
Kết luận:Mạng điện hạ áp thiết kế thỏa mãn yêu cầu về cung cấp điện, các thiết bị được lựa chọn trong mạng điện đáp ứng đầy
đủ các yêu cầu về kỹ thuật và có tính khả thi
86
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tõ tr¹m biÕn ¸p ®Õn
TBA
NS400N NS400N
NC100H NC100H C60A NC100H C60H
T§L I NC100H C60H T§L VI
NC45a NC45a
4G1,5
4G4,0
4G1,5
4G1,5
4G1,5
4G1,5
4G1,5
4G1,5
4G2,5
4G2,5
4G1,5
4G1,5
4G2,5
4G2,5
4G2,5
4G2,5
3 3 4 4 12 12 13 13 13 1 2 14 2 2 5 65 66 67 68 69 70
P®m 14 14 5,6 5,6 9,0 9,0 8,4 8,4 8,4 9,6 7,9 7,3 P®m 1,00 15 4,0 1,50
I tt 35,45 35,45 14,18 14,18 22,9 22,9 21,7 21,7 21,7 24 19,91 18,48 I tt 2,54 37,98 10,13 3,80
NC100H NC100H T§L V
T§L II
NC45a NC45a
4G1,5
4G1,5
4G2,5
4G2,5
4G2,5
4G1,5
4G1,5
4G2,5
4G2,5
4G2,5
4G2,5
4G1,5
4G4,0
4G4,0
4G2,5
4G2,5
4G1,5
4G1,5
4G1,5
9 9 10 18 19 20 28 29 6 7 8 17 54 58 59 48 49 43 43 44 45 46 47 50 50 51 53
P®m 14 14 7,00 9,00 5,6 5,85 5,1 3,5 P®m 6,0 5,6 10,00 10,00 7,0 4,5 5,6 7,6 7,6 7,0 10,0
I tt 35,45 35,45 17,73 22,79 14,18 14,81 12,91 8,86 I tt 17,52 14,18 25,32 25,32 17,73 11,4 14,18 19,25 19,25 17,73 25,32
T§L III C60A NS160N T§L IV
NC45a
NC45a
4G4,0
4G6,0
4G6,0
4G6,0
4G1,5
C60N
4G1,5
4G1,5
4G1,5
4G1,5
4G1,5
Tñ chiÕu s¸ng
7 23 24 11 28 21 27 15 31 31 32 33 34
P®m 5,75 3,55 5,8 4,5 P®m 30 30 25 30 10
I tt 14,56 8,99 14,69 11,4 I tt 47,98 47,98 39,98 47,98 15,99
87
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tr¹m
B3
39 36 38 40 21 27
46 45 60
44 43 32 30
35 Bé phËn nhiÖt
47 43 60 luyÖn
48 51
Bé phËn
63 56 34 41 38 mμi
61
31 31 33 42
Khu l¾p r¸p 57 59
49 50
58
55 67 28 15
64 11 7
54 66
Kho 25
Bé phËn rÌn Kho phô tïng 69
thμnh
64 vμ vËt liÖu 68 phÈm
30 24 Bé phËn khu«n
62 53
70 65 30 23
10 29
12 12 8 13
13 13 13 20
17
Bé phËn m¸y c«ng cô
9 7
3 4 16 9
4
6
14
5 5 18 19
2 2 2 1
28
88
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
CHƯƠNG V
TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO
HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY.
§5.1.ĐẶT VẤN ĐỀ.
Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công
nghiệp có ý nghĩa rất to lớn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng
50% tổng số điện năng sản xuất ra. Hệ số công suất cos ϕ là một trong các chỉ tiêu
để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số
công suất cos ϕ 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 suất tác dụng 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 kỳ của dòng điện, thì Q đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong nửa chu
kỳ 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 tiêu thụ dùng điện không nhất thiết phải là nguồn. Vì vậy,
để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ
tiêu thụ dùng điện các máy sinh ra Q (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 ϕ của mạng được nâng cao. Giữa P, Q và góc ϕ có quan
hệ như sau:
P
ϕ = arctg
Q
+ Khi P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải
trên đường dây giảm xuống, do đó góc ϕ giảm, kết quả là cos ϕ tăng lên.
Hệ số công suất cos ϕ được nâng lên sẽ đưa 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 đường dây và máy biến áp.
+ Tăng khả năng phát của máy phát điện.
Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos ϕ :
+ Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên: Là tìm các biện pháp để các
hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý
hóa các quy trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế
89
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý
hơn…Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên rất có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế
lâu dài mà không cần phải đặt thêm tụ bù.
+ Nâng cao hệ số công suất cosφ bằng biện pháp bù công suất phản
kháng: Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu thụ 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.
§5.2.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 lựa chọn các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử
dụng các bộ tụ điện có ưu điểm là tiêu hao 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 tải trong
quá trình sản xuất mà chúng ta cho ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử
dụng cao và không phải bỏ vốn đầu tư ngay một lúc. Tuy nhiên, tụ điện cũng có
một số nhược điểm nhất định nên trong thực tế với các xí nghiệp, nhà máy có công
suất không 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 của TBAPP, tại các tủ phân phối, tủ
động lực hoặc tại các đầu cực các phụ tải lớn. Để xác định chính xác vị trí và dung
lượng thiết bị bù cần phải 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
không thật lớn có thể phân bố dung lượng bù cần đặt tại thanh cái hạ áp của các
TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư và thuận lợi cho công tác quản lý vận hành.
§5.3.XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ.
1.Xác định dung lượng bù.
Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy được xác định theo công thức sau:
Qbù = Pttnm.(tgφ1 – tgφ2 ).α
Trong đó:
Pttnm : Phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy (kW)
90
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
φ1: Góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù:
cos ϕ 1=0,64
φ2: Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù, cos ϕ 2=0,95
α: Hệ số xét tới khả năng nâng cao cosφ bằng những biện pháp không đòi hỏi
đặt thiết bị bù, α = 0,9 ÷ 1.
Với nhà máy đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần đặt:
Qbù = Pttnm.(tgφ1–tgφ2).α
Qbù = 2072,3.(1,21-0,33) = 1826,35 (kVAr)
2.Phân bố dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng.
Từ trạm phân phối trung tâm về các máy biến áp phân xưởng là mạng hình
tia gồm bốn nhánh có sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế như hình 5.1.
TPPTT
RC1 RC2 RC3 RC4
RB1 RB2 RB3 RB4
Q1-Q b1 Q2-Q b2 Q3-Q b3 Q4-Q b4
Hình 5.1: Sơ đồ thay thế mạng cao áp để phân bố dung lượng bù.
Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho các nhánh của mạng hình tia:
R t®
Qbi = Qi – (Q – Qb).
Ri
Trong đó:
4
Q= ∑ Qi = 2954,35 (kVAr): Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy.
i =1
Ri = RB + RC
2
ΔPN .U đmBA 3
RB = 2
.10 ( Ω ) : Điện trở máy biến áp
SđmBA
91
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
1
RC = . r0.L ( Ω ) : Điện trở của đường cáp
n
Căn cứ vào số liệu về máy biến áp và cáp ở chương III ta có kết quả như
bảng 5.1:
F L r0 RB ( RC Ri
Đường cáp Ω)
(mm2) (m) ( Ω / km ) ( Ω) ( Ω)
TPPTT-B1 3*50 175 0,494 10,68 0,043 10,723
TPPTT-B2 3*50 360 0,494 12,6 0,089 17,689
TPPTT-B3 3*50 125 0,494 10,68 0,031 10,711
TPPTT-B4 3*50 185 0,494 10,68 0,046 10,726
Bảng 5.1- Kết quả tính điện trở của mỗi nhánh.
1 1 1 -1
Rtđ = ( + + ... + )
R1 R 2 Rn
⇒R = ( 1
+
1
+
1
+
1
)-1 = 3,97 ( Ω )
tđ
10,723 17,689 10,711 10,726
Dung lượng bù tối ưu cho các nhánh:
3,97
Qb1 = 831 – (2954,35– 1826,35). = 413,38 (kVAr)
10,723
3,97
Qb2 = 607,33– (2954,35– 1826,35). = 354,17(kVAr)
17,689
3,97
Qb3 = 793 – (2954,35 – 1826,35). = 508,34(kVAr)
10,711
3,97
Qb4 = 722,6– (2954,35 – 1826,35). = 305,1 (kVAr)
10,726
Kết quả phân bố dung lượng bù cho từng nhánh được ghi trong bảng 5.2
92
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Qbù
Qbù Tổng Qbù
TBA Loại tụ Số bộ yêu cầu
(kVAr) (kVAr)
(kVAr)
B1 DLE-3H100K5T 100 5 500 413,38
B2 DLE-3H100K5T 100 4 500 354,17
B3 DLE-3H100K5T 100 6 600 508,34
B4 DLE-3H100K5T 100 5 500 305,1
Bảng 5.2-Kết quả phân bố dung lượng bù trong nhà máy.
Với trạm B1, B2, B3, B4 chúng ta sử dụng tụ hạ áp bù cos ϕ điện áp 440V do
DAE YEONG chế tạo, đặt tại thanh cái hạ áp của các trạm. Các thiết bị được tra từ
bảng 6.5 TL III.
Tñ ¸pt«mat Tñ ph©n phèi Tñ bï cosϕ Tñ ¸pt«mat Tñ bï cosϕ Tñ ph©n phèi Tñ ¸pt«mat
tæng cho c¸c PX ph©n ®o¹n cho c¸c PX tæng
Hình 5.2: Sơ đồ lắp ráp tủ bù cos cho trạm hai máy biến áp.
cos của nhà máy sau khi đặt bù:
+ Tổng công suất của các tụ bù Qtb = 2100(kVAr).
+ Lượng công suất phản kháng truyền trong lưới cao áp của nhà máy:
Q = Qttnm – Qtb = 2954,35-2100=854,35( kVAr)
+ Hệ số công suất phản kháng của nhà máy sau khi bù:
Q 854,35
tg = = = 0,41 ⇒ cos = 0,93
Pttnm 2072,3
Kết luận: Sau khi lắp đặt tụ bù cho lưới hạ áp của nhà máy, hệ số công
suất cos của nhà máy đã đạt yêu cầu của EVN.
93
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
CHƯƠNG VI.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA
PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ.
§6.1.ĐẶT VẤN ĐỀ.
Trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp, hệ thống chiếu sáng có vai trò
quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động,
an toàn trong sản xuất và sức khoẻ của người lao động. Nếu ánh sáng không đủ,
người lao động sẽ phải làm việc trong trạng thái căng thẳng hai mắt và ảnh hưởng
nhiều đến sức khoẻ. Kết quả là hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật
và năng suất lao động thấp, thậm chí còn gây tai nạn trong khi làm việc. Cũng vì
vậy, hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Không bị loá mắt.
+ Không bị loá do phản xạ.
+ Không tạo ra những khoảng tối bởi những vật bị che khuất.
+ Phải có độ rọi đồng đều.
+ Phải tạo được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt.
§6.2.LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN
CHIẾU SÁNG CHUNG.
Hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sửa chữa cơ khí sẽ dùng bóng
đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam.
Phân xưởng sửa chữa cơ khí được chia thành hai dãy nhà:
+Dãy nhà số 1: Chiều dài: a1 = 45 (m), chiều rộng: b1 = 44 (m).
+Dãy nhà số 2: Chiều dài: a2 = 30 (m), chiều rộng: b2 = 44 (m).
Tổng diện tích của phân xưởng: S = 3300 m2
Nguồn điện sử dụng: U = 220V, lấy từ tủ chiếu sáng của TBAPX B3.
+Độ rọi đèn yêu cầu: E = 30 (lx).
+Hệ số dự trữ: k = 1,3
+Độ treo cao đèn:
H = h – h1 – h2 = 4,5 – 0,7 – 0,8 = 3 (m)
Trong đó:
h = 4,5m : Chiều cao của phân xưởng.
94
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
h1 : Khoảng cách từ trần đến bóng đèn, thường
h1 = 0,5 ÷ 0,7 (m), chọn h1 = 0,7 (m).
h2 : Chiều cao từ nền phân xưởng đến mặt công tác, thường
h2 = 0,7 ÷ 0,9 (m), chọn h2 = 0,8 (m).
Hệ số phản xạ của tường: tg = 30%.
Hệ số phản xạ của trần: tr = 50%.
h1
H
h
h2
Hình 6.1-Sơ đồ tính toán chiếu sáng.
Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, ở đây sẽ áp dụng
phương pháp hệ số sử dụng:
E.S.Z.k
F= (lumen)
n.k sd
Trong đó:
F(Lumen) : Quang thông của mỗi đèn.
E(lx) : Độ rọi yêu cầu
S(m2) : Diện tích cần chiếu sáng.
K : Hệ số dự trữ.
n : Số bóng đèn có trong hệ thống chiếu sáng chung.
L: Khoảng cách giữa hai đèn kề nhau (m).
Z: Hệ số phụ thuộc loại đèn và tỷ số L/H, thường lấy
Z=0,8 ÷ 1,4
Các hệ số được tra tại các bảng: 5.1; 5.2; 5.3; 5.5 trang 134,145 và phụ lục
VIII TL2.
+Tra bảng 5.1 tìm được L/H=1.8
95
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
L = 1,8.H = 1,8.3 = 5,4 (m)
+Căn cứ vào bề rộng phòng, chọn L = 5 (m).
+Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng ta sẽ bố trí đèn như sau:
Dãy nhà số 1 có chiều dài 45(m), chiều rộng 44 (m) sẽ bố trí 8 dãy đèn, mỗi
dãy gồm 9 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5(m), khoảng cách từ tường đến dãy
đền gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 2,5(m), theo chiều rộng phân xưởng là
2(m).Tổng cộng số bóng đèn cần dùng là 8.9= 72 (bóng).
Dãy nhà số 2 có chiều dài 30(m), chiều rộng 44(m) bố trí 8 dãy đèn, mỗi dãy
gồm 6 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5(m), khoảng cách từ tường đến dãy đền
gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 2,5(m),theo chiều rộng phân xưởng là 2 (m).
Tổng cộng số bóng đèn cần dùng là: 8.6 = 48 (bóng).
Chỉ số của phòng:
a.b
=
H.(a + b)
a1.b1 45.44
1= = =7
H.(a1 + b1 ) 3(45 + 44)
a 2 .b 2 30.44
2= = = 5.9
H.(a 2 + b 2 ) 3.(30 + 44)
Ở đây ai, bi là chiều dài và chiều rộng của dãy nhà thứ i.
Với hệ số phản xạ của tường là 30% và hệ số phản xạ của trần là 50%, tra PL
VIII.1 TL1 tìm được hệ số sử dụng là ksd1=0,49 và ksd2=0,48
Lấy hệ số dự trữ k = 1,3, hệ số tính toán Z = 1,1 xác định được quang thông
của mỗi đèn:
E.S1.Z.k 30.1980.1,2.1,3
F1 = = = 2626,5 (lumen)
n1.k sd1 72.0, 49
E.S2 .Z.k 30.1320.1, 2.1,3
F2 = = = 2681,2 (lumen)
n 2 .k sd2 48.0, 48
Cả hai dãy nhà đều chọn đèn sợi đốt có công suất Pđ = 200 (W), có quang thông
F = 3000 (lumen).
Tổng công suất chiếu sáng toàn phân xưởng:
P = n.Pđ = ( 72 + 48 ).200 = 24 (kW)
96
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
§6.3.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
CHUNG.
Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng ta đặt một
tủ chiếu sáng cho phân xưởng gồm một aptômat tổng 3 pha 4 cực và 11 aptômat
nhánh một pha hai cực trong đó có 6 aptômat cấp cho 6 dãy đèn mỗi dãy 16 bóng, 5
aptômat cấp điện cho 5 dãy đèn mỗi dãy 10 bóng.
Chọn aptômat tổng:
Aptômat tổng được chọn theo hai điều kiện:
+Điện áp định mức:
UđmA ≥ Uđmm = 0,38 (kV)
+Dòng điện định mức:
PCS 21,9
IđmA ≥ Itt= = = 33,27(A ).
3.U 3.0,38
Chọn aptômat loại C60N 4 cực 3 pha do hãng Merin Gernin sản xuất có các thông
số kỹ thuật sau: IđmA = 63 (A); Uđm = 440 (V); Icắt N = 6 (kA).
Chọn cáp từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng:
+Cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép:
khc. Icp ≥ Itt = 33,27 (A)
Trong đó:
Itt: Dòng điện tính toán của hệ thống chiếu sáng chung.
Icp: Dòng điện cho phép tương ứng với từng loại dây.
khc: Hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = 1.
Chọn cáp 4G2,5 cách điện PVC của LENS có Icp = 41 (A).
+Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ khi bảo vệ bằng
aptômat:
I k ® ® t 1,25.I ® mA 1,25.63
IđmA ≥ = = = 52,5(A )
1,5 1,5 1,5
Vậy cáp đã chọn là hợp lý.
Chọn aptômat nhánh:
+Chọn cho dãy 9 bóng (P=200W)
Điện áp định mức: UđmA ≥ Uđmm = 0,22 (kV)
Dòng điện định mức:
97
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Ikddt n.Pđ 9.0,2
IđmA ≥ Itt = = = = 8,2 (A)
1,5 Uđmm 0,22
Vậy chọn aptômat loại C60L loại 1 pha 2 cực do hãng Merin Gerin sản
xuất với các thông số sau:
IđmA = 25 (A); Uđm = 440(A); IcắtN = 20 (kA).
+Chọn aptômat cho dãy 6 bóng (P = 200W):
Điện áp định mức: UđmA ≥ Uđmm = 0,22 (kV).
Dòng điện định mức:
I kddt n.Pđ 6.0,2
IđmA ≥ Itt = = = = 5,45 (A).
1.5 U đmm 0,22
Vậy chọn aptômat loại C60L loại 1 pha 2 cực do hãng Merin Gerin sản
xuất với các thông số sau:
IđmA = 25 (A); Uđm = 440(A); IcắtN = 20 (kA).
Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn:
+Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép:
khc. Icp ≥ Itt = 10,9 (A)
Chọn loại cáp đồng 2 lõi tiết diện 2*1,5 (mm2) có Icp = 26 (A) do
LENS chế tạo.
+Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ khi bảo vệ bằng
aptômat:
I k ® ® t 1,25.I ® mA 1,25.25
IđmA ≥ = = = 20,83(A)
1,5 1,5 1,5
Vậy cáp đã chọn là hợp lý.
98
Cung cấp điện GVHD:TS.Phan Đăng Khải
Tñ PP
NS400N
C60N
50A
§L1 §L2 §L3 §L4 §L5 §L6
Tñ CS PVC (4G2,5)
C60N
C60L
PV
,5) C
x1 (2
(2 x 1,5
C
PV )
Hình 6.2-Sơ đồ mạng điện chiếu sáng phân xưởng sửa chữa cơ khí.
99
![](images/graphics/blank.gif)
![](images/graphics/blank.gif)
![](images/graphics/blank.gif)
## Top Download Điện - Điện Tử - Viễn Thông
-
-
-
-
[Báo cáo tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống cung cấp điện](http://tailieu.vn/doc/bao-cao-tot-nghiep-thiet-ke-he-thong-cung-cap-dien-174680.html)
99p
1186
701
-
[Đồ án: Thiết kế hệ thống cung cấp điện](http://tailieu.vn/doc/do-an-thiet-ke-he-thong-cung-cap-dien-289822.html)
83p
868
579
-
-
-
-
-
Tài Liệu Điện - Điện tử - Viễn Thông Mới
[Xem thêm »](http://tailieu.vn/luan-van-bao-cao/dien-dien-tu-vien-thong/)
Tài Liệu mới cập nhật
[Xem thêm »](http://tailieu.vn/tai-lieu/)

WARC-Type: response

Content-Type: application/http; msgtype=response

Server: Apache/2.2.3 (CentOS)

Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0, pre-check=0

Pragma: no-cache

Vary: Accept-Encoding

Content-Encoding: gzip

Content-Type: text/html; charset=UTF-8

Connection: close