Đồ án Thiết kế cấp điện cho nhà máy đường

y:. Chi phí tính toán Z của phương án II Vốn đầu tư: Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và trên đường dây. Chi phí cho phương án. Ta có sơ đồ đi dây của mạng cao áp phương án II Hình 3.6 – Sơ đồ đi dây của phương án 2 3.3.3. Phương án 3: Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm(TPPTT) nhận điện từ thống về sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5, B6 hạ từ điện áp 35(kV) xuống 0,4(kV). 1. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp. Chọn máy biến áp phân xưởng: Trên cơ sở chọn máy biến áp ở phần 3.2.1 ta có bảng kết quả chọn máy biến áp như sau cho các trạm biến áp phân xưởng: Bảng 3.10 - Kết quả lựa chọn MBA của PA III Tên TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) UN (%) Io (%) Số máy Đơn giá (106đ) Thành tiền (106đ) B1 750 35/0,4 1,35 7,1 5,5 1,4 1 122,9 122,9 B2 400 35/0,4 0,92 4,6 5 1,5 2 72,8 145,6 B3 400 35/0,4 0,92 4,6 5 1,5 2 72,8 145,6 B4 750 35/0,4 1,35 7,1 5,5 1,4 2 122,9 245,8 B5 400 35/0,4 0,92 4,6 5 1,5 2 72,8 145,6 B6 2500 35/0,4 34 21 6,5 0,8 1 347 347 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp KB = 1152,54.106(VNĐ) Xác định tổn thất điện năng trong các TBA: Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp được tính theo công thức sau: Tính toán tương tự như phương án I ta có bảng kết quả sau: Bảng 3.11 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án III Tên TBA Số máy Stt(kVA) Sdđ(kVA) B1 1 731,72 750 1,35 7,1 20850,65 B2 2 645,61 400 0,92 4,6 19098,59 B3 2 512,34 400 0,92 4,6 21357,58 B4 2 937,84 750 1,35 7,1 26492,42 B5 2 679,31 400 0,92 4,6 15284,16 B6 1 2352,9 2500 3,4 21 301058,1 Tổng tổn thất trong các trạm biến áp 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất điện năng và tổn thất công suất trong mạng điện. Chọn cáp từ trạm phân phối trung tâm về các trạm biến áp phân xưỏng. Cáp cao áp đựoc chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện . Đối với nhà máy đường làm việc làm việc 3 ca thì thời gian sử dụng công suất lớn nhất T = 5200 và sử dụng cáp lõi đồng thì tra bảng 2.10( TL1) thì ta có được mật độ dòng kinh tế là jkt = 2,7(A/mm2). Khi đó thì tiết diện kinh tế của cáp sẽ là: Các cáp từ TPPTT về các trạn biến áp phân xưởng đều là cáp lộ kép nên: Dựa vào tiết diện Fkt tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: Trong đó: Ilvcb: Dòng làm việc lớn nhất cho chạy qua dây quấn: Ilvcb=2.Imax. k=k1.k2.k3 k1: Hệ số hiệu chỉnh tính đến nhiệt độ môi trường lắp đặt cáp khác với nhiệt độ của nhà sản xuất.k1= 1(PLVI.10[TL1]) k2:Hệ số hiệu chỉnh tính đến việc lắp đặt nhiều cáp trong một hào k2 = 0,9 (PLVI.11[TL1] ) (dây 3 lõi khoảng cách 300mm) k3: Hệ số hiệu chỉnh tính đến phương thức lắp đặt cáp trong không khí, trong hao, chôn dưới đất hay trong tường: Chọn k3=1 (không hiệu chỉnh). Icp: Dòng điện cho phép. Vì khoảng cách từ TPPTT tới các TBA phân xưởng ngắn nên chúng ta bỏ qua việc kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Chọn cáp từ TPPTT tới trạm B1(lộ đơn) Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng 4.42(TL 3) ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=50(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURAKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp=205(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép vỏ PVC có tiết diện 50(mm2) của hãng FURAKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TPPTT tới trạm B2; Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PLV.10[TL1] ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=50(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURAKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp=205(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép vỏ PVC có tiết diện 50(mm2) của hãng FURAKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TPPTT tới trạm B3; Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PLV.10[TL1] ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=50(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURAKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp=205(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép vỏ PVC có tiết diện 50(mm2) của hãng FURAKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TPPTT tới trạm B4; Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PLV.10[TL1] ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=50(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURAKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp=205(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép vỏ PVC có tiết diện 50(mm2) của hãng FURAKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TPPTT tới trạm B5; Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PLV.10[TL1] ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=50(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURAKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp=205(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép vỏ PVC có tiết diện 50(mm2) của hãng FURAKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TBATG tới trạm B6(lộ đơn) Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PLV.10[TL1] ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=50(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURAKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp=205(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép vỏ PVC có tiết diện 50(mm2) của hãng FURAKAWA là hợp lí. Bảng 3.12 - Bảng kết quả chọn cao áp PA III Đường cáp F (mm2) L (m) R Đơn giá(đ/m) Thành tiền(103đ) PPTT - B1 3*50 393,65 0,494 0,194 210000 82666,5 PPTT – B2 2(3*50) 239,75 0,494 0,059 210000 50347,5 PPTT - B3 2(3*50) 148,35 0,494 0,037 210000 31153,5 PPTT - B4 2(3*50) 121,75 0,494 0,03 210000 25567,5 PPTT - B5 2(3*50) 68,9 0,494 0,017 210000 14469 PPTT - B6 3*50 208,25 0,494 0,103 210000 43732,5 Tổng vốn đầu tư cho đường dây Kd = 247936,5.103(VNĐ) Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức sau: . Ta có tổn thất công suất trên đoạn cáp từ TPPTT tới trạm B1 Tính tương tự trên cho các đường cáp thì chúng ta có kết quả tổn thất trên các đoạn cáp được tổng hợp ở bảng sau Bảng 3.13 - Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của PA III Đường cáp F (mm2) L (m) r0 (/km) R () Stt (kVA) (kW) PPTT - B1 2(3*50) 393,65 0,494 0,194 731,72 0,085 PPTT – B2 2(3*50) 239,75 0,494 0,059 645,61 0,02 PPTT - B3 2(3*50) 148,35 0,494 0,037 512,34 7,93.10-3 PPTT - B4 2(3*50) 121,75 0,494 0,03 937,84 0,022 PPTT - B5 2(3*50) 68,9 0,494 0,017 679,31 6,4.10-3 PPTT - B6 2(3*50) 208,25 0,494 0,103 2352,9 0,465 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn (kW) Xác định tổn thất điện năng trên đường dây Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: Trong đó: - Thòi gian tổn thất công suất lớn nhất . Vậy tổn thất điện năng là: 3. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của PA III Mạng điện cao áp trong phương án đã đưa ra thì có điện áp 35(kV) từ TPPTT đến 6 TBA phân xưởng. Trạm phân phối trung tâm thì có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ lộ dây kép của đường dây trên không đưa từ hệ thông điện về. Với 6 TBA, thì mỗi trạm nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua các máy cắt điện ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng điện cao áp phân xưởng thì ta sử dụng 10 máy cắt điện cấp điện áp 35(kV) và một máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 35(kV) ở TPPTT. Tổng cộng có tất cả 11 máy cắt Vốn đầu tư để mua máy cắt điện trong phương án III. Trong đó: n : Số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến. M: Giá máy cắt (M = 27000USD đối với 35kV) Vậy vốn đầu tư sẽ là: 4. Tổng chi phí cho phương án III Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện chỉ tính đến giá thành cáp, máy biến áp và máy cắt khác nhau giữa các phương án: K= KB+KD+KMC. Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và trên các đường dây:. Chi phí tính toán Z của phương án III Vốn đầu tư: Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và trên đường dây. Chi phí cho phương án. Ta có sơ đồ đi dây của mạng cao áp phương án III Hình 3.7 – Sơ đồ đi dây của phương án 3 3.3.4. Phương án 4: Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm(TPPTT)nhận điện từ hệ thống về, sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5 hạ từ điện áp 22(kV) xuống 0,4(kV). 1. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp. Chọn máy biến áp phân xưởng: Trên cơ sở chọn máy biến áp ở phần 3.2.1 ta có bảng kết quả chọn máy biến áp như sau cho các trạm biến áp phân xưởng: Bảng 3.14 - Kết quả lựa chọn MBA của PA IV Tên TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) UN (%) Io (%) Số máy Đơn giá (106đ) Thành tiền (106đ) B1 750 35/0,4 1,35 7,1 5,5 1,4 1 122,9 122,9 B2 750 35/0,4 1,35 7,1 5,5 1,4 2 122,9 245,8 B3 750 35/0,4 1,35 7,1 5,5 1,4 2 122,9 245,8 B4 400 35/0,4 0,92 4,6 5 1,5 2 72,8 146,6 B5 2500 35/0,4 3,3 20,41 6 0,8 1 347 347 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp KB = 1108.106(VNĐ) Xác định tổn thất điện năng trong các TBA: Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp được tính theo công thức sau: Tính toán tương tự như phương án III ta có bảng kết quả sau Bảng 3.15 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án IV Tên TBA Số máy Stt(kVA) Sdđ(kVA) B1 1 731,72 750 1,35 7,1 20850,65 B2 2 1157,95 750 1,35 7,1 54936,17 B3 2 937,84 750 1,35 7,1 26492,42 B4 2 679,31 400 0,92 4,6 15284,16 B5 1 2352,9 2500 3,4 21 97364,84 Tổng tổn thất trong các trạm biến áp 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất điện năng và tổn thất công suất trong mạng điện. Chọn cáp từ trạm phân phối trung tâm về các trạm biến áp phân xưỏng Bảng 3.16 - Bảng kết quả chọn cao áp của PA IV Đường cáp F (mm2) L (m) R Đơn giá(đ/m) Thành tiền(103đ) PPTT - B1 3*50 393,65 0,494 0,194 210000 82666,5 PPTT – B2 2(3*50) 148,35 0,494 0,037 210000 31153,5 PPTT – B3 2(3*50) 121,75 0,494 0,03 210000 25567,5 PPTT – B4 2(3*50) 68,9 0,494 0,017 210000 14469 PPTT – B5 3*50 208,25 0,494 0,103 210000 43732,5 Tổng vốn đầu tư cho đường dây Kd = 197589.103(VNĐ) Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức sau: Trong đó: n: Số đường dây đi song song với nhau. : Tổn thất trên đoạn cáp . Ta có tổn thất công suất trên đoạn cáp từ TBATG tới trạm B1 Tính tương tự trên cho các đường cáp thì chúng ta có kết quả tổn thất trên các đoạn cáp được tổng hợp ở bảng sau: Bảng 3.17 - Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của PA IV Đường cáp F (mm2) L (m) r0 (/km) R () Stt (kVA) (kW) PPTT - B1 3*50 393,65 0,494 0,194 731,72 0,085 PPTT – B2 2(3*50) 148,5 0,494 0,037 1157,95 0,04 PPTT – B3 2(3*50) 121,75 0,494 0,03 937,84 0,022 PPTT – B4 2(3*50) 68,9 0,494 0,017 679,31 6,4.10-3 PPTT – B5 3*50 208,25 0,494 0,103 2352,9 0,465 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn (kW) Xác định tổn thất điện năng trên đường dây Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: Trong đó: - Thòi gian tổn thất công suất lón nhất . Vậy tổn thất điện năng là: 3. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án IV Mạng điện cao áp trong phương án đã đưa ra thì có điện áp 35(kV) từ TTPPTT đến 5 TBA phân xưởng. Với 5 TBA, thì mỗi trạm nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua các máy cắt điện ở đầu đường cáp( trạm phụ tải thị trấn nhận điện từ một thanh góp). Vậy trong mạng điện cao áp thì ta sử dụng 8 máy cắt điện cấp điện áp 35(kV) và một máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 35(kV) ở TPPTT.Tổng cộng có tất cả 9 máy cắt. Vốn đầu tư để mua máy cắt điện trong phương án IV. Trong đó: n : Số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến. M: Giá máy cắt (M = 27000USD đối với 35kV) Vậy vốn đầu tư sẽ là: 4. Tổng chi phí cho phương án IV Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện chỉ tính đến giá thành cáp, máy biến áp và máy cắt khác nhau giữa các phương án: K= KB+KD+KMC. Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và trên các đường dây:. Chi phí tính toán Z của phương án IV Vốn đầu tư: Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và trên đường dây. Chi phí cho phương án. Ta có sơ đồ đi dây của phương án IV: Hình 3.8 – Sơ đồ đi dây của phương án 4 Bảng 3.18 - Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật của 4 phương án Ph­¬ng ¸n Vèn ®Çu t­ (106 VN§) Tæn thÊt ®iÖn n¨ng(kWh) Chi phÝ tÝnh to¸n (106 VN§) Phương án 1 4691,3725 423422,768 1830,8245 Phương án 2 5264,1375 436288,24 2015,5295 Phương án 3 6063,3765 287697,883 2198,064 Phương án 4 5156,689 216634,909 1763,6116 Nhận xét: Từ kết quả tính toán cho thấy phương án 2 và phương án 3 do có vốn đầu tư lớn và tổn hao lớn hơn nên loại bỏ không chọn. Còn lại hai phương án 1 và phương án 3 đều có vốn vốn đầu tư thấp hơn đồng thời hai phương án này đều tương đưong nhau về kinh tế do chi phí tính toán không khác nhau đáng kể() nhưng do phương án 4 có sử dụng TPPTT nên ít máy biến áp hơn đồng thời lại có tổn hao ít hơn nên phương án được chọn là phương án 4. Vậy ta chọn phương án 4 làm phương án thiết kế. 3.4. thiÕt kÕ chi tiÕt cho ph­¬ng ¸n ®­îc chän 3.4.1 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm Đường dây cung câp từ trạm biến áp trung gian của hệ thống về trạm phân phối trung tâm của nhà máy dài 15(km) sử dụng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép lộ kép. Với mạng cao áp có Tmax lớn dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt tra theo bảng 2.10(TL I) dây dẫn AC có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 5200(h) ta có jkt = 1(A/mm2). Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn: Tiết diện kinh tế: Chọn dây dẫn nhôm lõi thép tiết diện 50(mm2). Tra PL 4.12(TL 3) có dòng cho phép là Icp = 220(A) Kiểm tra dây dẫn theo sự cố đứt một dây: Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép: Với dây AC – 50 có khoảng cách trung bình hình học là Dtb = 2(m) có các thông số kĩ thuật như sau Dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện tổn thất cho phép. Vậy ta chọn dây AC – 50. 3.4.2 Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện. Mục đich của tính toán ngắn mạch là để kiểm tra điều kiện ổn định động và điều kiện ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn đựoc cọn khi có ngắn mạch trong hệ thống. Dòng điện ngắn mạch tính toán để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch 3 pha. Khi tính toán ngắn mạch phí cao áp do không biết do không biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính gần đúng điện kháng của hệ thống điện quốc gia qua công suất ngắn mạchvề phía hạ áp của trạm biến áp trung gian và coi hệ thống là có công suất vô cùng lớn. Sơ đồ nguyên lí và sơ đồ thay thế để tính toán ngắn mạch được thể hiện trên hình 3.9. Hình 3.9 – Sơ đồ tính toán ngắn mạch Để lựa chọn và kiểm tra dây dẫn, các khí cụ điện cần tính toán 8 điểm ngắn mạch sau: N - điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt và thanh góp. N1,N2,N3,N4,N5 là các điểm ngắn mạch phía cao áp của các trạm biến áp phân xưởng để kiểm tra cáp và các thiết bị cao áp của trạm. Điện kháng của hệ thống tính theo công thức sau Trong đó: SN là công suất ngắn mạch về phía hạ áp của máy biến áp trung áp hệ thống SN = 250(MVA). Điện trở và điện kháng của đường dây tính theo công thức: Trong đó: + r0, x0là điện trở và điện kháng trên 1(km) của đường dây + l là chiều dài đường dây(km). Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu qua độ I’’ bằng dòng ngắn mạch ổn định nên ta có thể viết: Trong đó: ZN() là tổng trở từ hệ thống điện đến điểm ngắn mạch thứ i. Utb(kV) là điện áp trung bình của đường dây. Trị số dòng ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: Ta có các thông số của đường dây trên không và cáp như sau: Bảng 3.19 – Thông số của đường dây trên không và cáp ĐƯỜNG CÁP F (mm2) L (m) R0 (/km) R () X0 (/km) X() TBATG - PPTT AC - 50 15km 0,65 4,875 0,392 2,94 PPTT – B1 3x50 393,65 0,494 0,194 0,137 0,054 PPTT – B2 3x50 148,35 0,494 0,037 0,137 0,01 PPTT – B3 3x50 121,75 0,494 0,03 0,137 8,34.10-3 PPTT – B4 3x50 68,9 0,494 0,017 0,137 4,72.10-3 PPTT – B5 3x50 208,25 0,494 0,103 0,137 0,208 Tính điểm ngắn mạch N tại thanh góp trạm phân phối trung tâm: Tính điểm ngắn mạch Ni tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B1: Tính toán tương tự đối với các điểm ngắn mạch khác, ta có bẳng kết quả tính ngắn mạch trong bảng sau: Bảng 3. 20 - Kết quả tính ngắn mạch. ĐIỂM NGẮN MẠCH IN(kA) Ixk(kA) N 2,197 5,593 N1 2,16 5,498 N2 2,1875 5,568 N3 2,191 5,577 N4 2,193 5,582 N5 2,145 5,46 3.4.3. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện: 1. Trạm phân phối trung tâm: Trạm phân phối trung tâm là nơi trực tiếp nhạn điện từ hệ thống về để cung cấp cho nhà máy, do vậy việc lựa chon sơ đò nối dây của trạm có ảnh hưởng lớn và trực tiếp đến vấn đề an toàn cung cấp điện cho nhà máy. Sơ đồ cần phải thoả mãn các điều kiện cơ bản như: đảm bảo cung cấp điện liên tục cho yêu cầu của phụ tải, phải rõ ràng và thuận tiện trong vận hành và sử lí sự cố an toàn trong vận hành và sửa chữa, hợp lí về kinh tê trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật. Nhà máy đưòng được xếp vào hộ tiêu thụ loại II, do tinh chất như vậy trạm phân phối được cung cấp bởi hai đường dây nối với hệ thống một thanh góp có phân đoạn, liên lạc giữa hai phân đoạn thanh góp bằng máy cắt hợp bộ. Trên mỗi phân đoạn thanh góp đặt một máy biến áp đo lường ba pha năm trụ có cuộn tan giác hở báo chạm đất một pha trên cáp 35(kV). Để chống sét truyền từ đường dây vào trạm đặt chống set van trên các phân đoạn thanh góp. Máy biến áp dòng đuợc đặt trên tất cả các lộ vào ra của trạm có tác dụng biến đổi thành dòng điện 5(A) để cung cấp cho các dụng cụ đo lường và bảo vệ. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt, thanh dẫn của trạm phân phối; Các máy cắt tại trạm PPTT gồm có 2 máy cắt nối đường dây trên không cấp điện từ trạm BATG tới hai thanh phân đoạn thanh góp.Trên một thanh có 5 máy cắt và một thanh có 4 máy cắt nối với các tuyến cáp cấp điện cho 5 trạm biến áp. Một máy cắt nối giữa 2 phân đoạn thanh góp. Các máy cắt có nhiệm vụ đóng cát mạch cao áp đồng thời cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành, máy cắt còn có chức năng là cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện. Căn cứ vào các số liệu kĩ thuật đã tính toán cho nhà máy ta chọn tủ máy cắt dựa vào các điều kiện sau: Tra PL III.2(TL 1) ta chọn máy cắt hợp bộ của Siemens có các thông số như sau: Loại Cách điện Iđm(A) Uđm(kV) Icắt 3s(kA) Icắt nmax(kA) 8DC11 SF6 1250 36 25 63 Đối với thanh dẫn ta chọn vuợt cấp nến không cần kiểm tra ổn định động. Lựa chon và kiểm tra BU: Máy biến áp đo lường còn gọi là máy biến áp điện áp(BU) có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp bất kì xưống 100(V) hoặc 100/(V) cấp nguồn cho các mạch đo lường và điều khiển tín hiệu bảo vệ. Ta chọn loại BU 3 pha 5 trụ (đâu sao 0, sao o, tam giác hở) ngoài chức năng thông thường cuộn tam giác hở có nhiệm vụ khai báo 1 pha chạm đất. Điều kiện lựa chọn BU như sau: Tra PL III.16(TL 1) chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS36 kiểu hình trụ của Siemen ché tạo có các thông số: Bảng 3. 21 – Thông số kĩ thuật của BU loại 4MS36 Thông số kĩ thuật 4MS36 Uđm(kV) 36 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’,(kV) 70 U chịu đựng xung 1,2/50,kV 170 U1đm(kV) 35/ U2đm (V) 100/ Tải định mức(VA) 400 Trọng lượng(kG) 55 Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điệnBI: Máy biến dòng điện BI có chức năng biến đổi dòng sơ cấp có trị số bất kì xuống dòng điện có trị số 5(A) nhắm cung cấp cho nguồn dòng đo lường và tự động hoá bảo vệ rơle. Điều kiện chọn BI như sau: Điện áp định mức: Uđm BI Uđm nguồn = 35(kV) Dòng điện sơ cấp định mức khi sự cố máy biến áp có thể quá 30% , BI chọn theo dòng cưỡng bức qua máy biến áp có công suất lớn nhất trong mạng là 2500(kVA) Tra PL III.15(TL 1) chọn máy biến dòng BI loại 4ME16 hình trụ do Siemen chế tạo có các thông số Bảng 3. 22 – Thông số kĩ thuật của BI loại 4ME16 Thông số kĩ thuật 4MS36 Uđm(kV) 36 U chịu đựng tần số công nghiệp 1,kV 70 U chịu đựng xung 1,2/50,kV 170 I1đm(A) 5 – 1200 I2đm (A) 1 hoặc 5 Iôđ nhiệt 1s(kA) 80 I ôđ động(kA) 120 Trọng lượng(kG) 50 Lựa chọn van chống sét: Van chống sét là một thiết bị co nhiệm vụ chống sét đánh từ đường dây trên không truyền vào trạm biến áp và trạm phân phối. Van chông sét được làm bằng 1 điện trở phi tuyến. Với điện áp địng mức của lưới, điện trở này có giá trị là vô cùng không cho dòng điện đi qua còn khi có sét đánh thì giá trị điện trở giảm đến bằng không thao dòng sét đánh xuống đất. Dựa vào cấp điện áp là 35(kV) tra bảng 8.2(TL 2) chọn van chống sét do hãng Siemen chế tạo có Uđm = 36(kV) loại 3EG5 vật liệu vỏ bằng sứ. 2. Trạm biến áp phân xưởng: Các trạm biến áp phân xưởng đều đặt 2 máy biến áp(trạm phụ tải thị do công ty thết bị điện Đông Anh sản xuất. Vì các trạm biến áp phân xưởng không xa trạm phân phối trung tâm nên phía cao chỉ cần dùng dao cách li và cầu chì. Dao cách ly dùng để cách ly máy biến áp khi sửa chữa. Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho máy biến áp. Phía hạ áp đặt các áptômát tổng và áptômát nhánh, thanh cái hạ áp được phân đoạn bằng áptômát phân đoạn, để hạn chế dòng điện ngắn mạch về phía hạ áp của trạm và đơn giản cho việc bảo vệ ta lựa chọn phương thức cho 2 máy biến áp làm việc độc lập nghĩa là áptômát phân đoạn 2 thanh cái là ở chế độ cắt. Chỉ khi nào một máy bị sự cố mới sử dụng áptômát phân đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn với, máy biến áp sự cố. Hình 3.10 – Sơ đồ đấu nối trạm đặt 1 MBA Hình 3.11 – Sơ đồ đấu nối trạm 2 MBA Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp: Dao cách lý cao áp có nhiệm vụ chủ yếu là cách ly phần mang điện và phần không mang điện tạo khoảng an toàn trông thấy phục vụ cho công tác sửa chữa và bảo trì lưới điện. Dao cách ly cũng có thể đồng thời cắt dòng không tải của máy biến áp. Dao cách ly được chế tạo ở mọi cấp điện áp. Vì vây ta dùng 1 chủng loại dao cách ly cho tất cả các trạm biến áp để dễ dàng cho việc lắp đặt và thay thế. Điều kiện để lựa chọn dao cách ly như sau: Tra PL III.10(IL 1) ta chọn loại dao 3DC do Siemen chế tạo các thông số như sau: Uđm(kV) Iđm(A) INT(kA) INmax(kA) 36 630 – 2500 20 – 31,5 50 – 80 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. Chức năng của cầu chì là bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Trong lưới điện áp >1000(V) cầu chì thường dùng trong các vị trí sau: Bảo vệ máy biến áp đo lường ở các cấp điện áp. Kết hợp với cầu dao phụ tải thành bộ máy cắt phụ tải bảo vệ các đường dây trung áp Đặt phía cao áp của các trạm biến áp phân phối để bảo vệ ngắn mạch cho các máy biến áp. Cầu chì được chế tạo ở nhiều kiểu, nhiều cấp điện áp khác nhau.Ở cấp điện áp là trung áp và hạ áp thường sử dụng cầu chì ống. Với trạm B4 có công suất là SBA = 400(kVA) ta sử dụng riêng một loại cầu chì. Chọn loại cầu chì ống cao áp do Siemen chế tạo loại 3GD1 602 – 5B thông số như sau: Uđm(kV) Iđm(A) IcắtN(A) IcắtNmin(A) 36 10 31,5 56 Với các trạm B1,B2, B3 có có công suất là SBA = 750(kVA) ta sử dụng chung một loại cầu chì. Chọn loại cầu chì ống cao áp do Siemen chế tạo loại 3GD1 603 – 5B thông số như sau: Uđm(kV) Iđm(A) IcắtN(A) IcắtNmin(A) 36 16 31,5 62 Với trạm B5 có có công suất là SBA = 2500(kVA) ta sử dụng riêng một loại cầu chì. Chọn loại cầu chì ống cao áp do Siemen chế tạo loại 3GD1 613 – 5B thông số như sau: Uđm(kV) Iđm(A) IcắtN(A) IcắtNmin(A) 36 63 31,5 432 Lựa chọn và kiểm tra áptômát: Áptômát là thiết bị đóng cắt hạ áp có chức năng bảo vệ quá tải và ngăn mạch. Do có ưu điểm hơn cầu chì ở chỗ làm việc tin cậy chắc chắn, an toàn đóng cắt đồng thời 3 pha khả năng tự động hoá cao nên aptômát ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lưới điện hạ áp công nghiệp cũng như lưới điện sinh hoạt. Áptômát tổng và áptômát phân đoạn được lựa chọn theo điều kiện sau: Đối với trạm biến áp B4 có SđmBA = 400(kVA) Đối với các trạm biến áp B1, B2, B3 có SđmBA = 750(kVA) Đối với trạm biến áp B5 có SđmBA = 2500(kVA) Bảng 3.23 - Kết quả chọn áptômát tổng và áptômát phân đoạn. Tên trạm Loại Số lượng Uđm(kV) Iđm(A) INmax (kA) Số cực B1 M16 1 690 1600 40 4 B4 M08 3 690 800 40 4 B2, B3 M16 3 690 1600 40 4 B5 M50 1 690 5000 85 4 Áptômát nhánh được lựa chọn theo điều kiện sau: Ta có kết quả lựa chọn áptômát cho các phân xưởng: Bảng 3.24 - Lựa chọn áptômát nhánh, loại 4 cực của Merlin Gerin Tên phân xưởng Stt (kVA) Itt(A) Loại Số lượng Uđm (V) Iđm (A) ICắt N (kA) Kho củ cải 372,8 565,77 NS630N 1 690 630 10 P/x thái và nấu củ 645,61 490,45 NS630N 2 690 630 10 Bộ phận cô đặc 512,34 389,21 NS400N 2 690 400 10 P/x tinh chế 776,64 589,99 NS630N 2 690 630 10 Kho thành phẩm 161,2 244,92 NS400N 1 690 400 10 P/x sửa chữa CK 153,04 232,52 NS400N 1 690 400 10 Trạm bơm 526,27 399,79 NS400N 2 690 400 10 Kho than 358,92 545,32 NS630N 1 690 630 10 Phụ tải thị trấn 2352,9 3574,86 M40 1 690 4000 75 Lựa chọn thanh góp: Thanh góp là nơi nhận điện năng từ nguồn cung cấp và phân phối điện cho các phụ tải tiêu thụ. Thanh góp là phần tử cơ bản của thiết bị phân phối. Tùy theo dòng điện phụ tải mà lựa chọn thanh góp có những cấu tạo khác nhau. Các thanh góp được lựa chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. ét trạm biến áp B4có Stt = 679.31 Tra PL 4.20(TL 3) ta lựa chọn thanh góp đồng tiết diện hình chữ nhật 60x6(mm2) mỗi pha ghép 2 thanh với Icp = 1740(A) Kiểm tra cáp đã chọn: Để đơn giản cho việc kiểm tra ta chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất là IN4 = 2,193(kA). Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt: Tra đồ thị trang 109(TL 3) tìm được tqđ = 0,4 Tiết diện ổn định nhiệt của cáp: Vậy tiết diện cáp đã chọn là hợp lý. Ch­¬ng IV ThiÕt kÕ m¹ng ®iÖn h¹ ¸p cho ph©n x­ëng Söa ch÷a cã khÝ Phân xưởng SCCK có diện tích là 1137,5(m2) gồm 70 thiết bị được chia làm 5 nhóm. Công suất tính toán của phân xưởng là 153,04(kVA) trong đó có 17,06(kW) sử dụng cho hệ thống chiếu sáng. Để cấp điện cho phân xưởng SCCK ta sử dụng sơ đồ hốn hợp. Điện năng từ trạm biến áp B4 được đưa về tủ phân phối của phân xưởng. Trong tủ phân phối đặt 1 áptômát phân phối đến các tủ động lực và tủ 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 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 thì ghép thành các nhóm nhỏ để nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông. Để dễ dàng thao tác và tăng độ tin cậy cung cấp điện, tại các đầu vào và đầu ra của tủ đều đặt các áptômát làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạchcho các thiết bị của xưởng. Tuy nhiên giá thành của tủ sẽ đắt hơn khi dung cầu dao và cầu chì, song đây cũng là xu thế thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại. Như vậy ta đặt 1 tủ phân phối nhận điện từ TBA và cấp điện ch0 5 tủ động lực đặt rải rác cạnh tường của phân xưởng mỗi tủ động lực cung cấp điện cho 1 nhóm phụ tải. Tủ phân phối của xưỏng ta đặt 1áptômát tổng và 6 áptômát cấp điện cho 5 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng. Tủ động lực được cấp điện hình tia, đầu vào đặt dao cách li và cầu chì còn các nhánh ra đặt cầu chì. 4.1. lùa chän c¸c thiÕt bÞ cho tñ ph©n phèi 4.4.1. Lựa chọn áptômát cho tủ phân phối Hình 4.1 – Sơ đồ tủ phân phối. Các áptômát đượcc lựa chọn theo các điều kiện tương tự như đã trình bày ở mục chương III kết quả được ghi trong bảng 4.1. Kết quả về Itt của các nhóm máy với các tủ động lực tương ứng được tính ở trong Chương II . Các áptômát được tra tại bảng 3.3 và 3.5(TL 2). Bảng 4.1 - Kết quả lựa chọn aptômát của Merin Gerin cho tủ phân phối TuyÕn c¸p Itt(A) Lo¹i I§m(A) U®m(V) Ic¾t(kA) Sè cùc Áptômát tổng 232,52 NS250L 250 690 50 4 TPP – TĐL1 17,17 DPNa 6 32 440 4,5 4 TPP – TĐL2 58,07 C6Oa 63 440 3 4 TPP – TĐL3 132,43 NS160N 160 690 8 4 TPP – TĐL4 27,75 DPNa 6 32 440 4,5 4 TPP – TĐL5 44,79 C6Oa 63 440 3 4 4.1.2. Chọn cáp từ trạm biến áp B4 về tủ phân phối của phân xưỏng. Tính chọn cáp hạ áp từ trạm B4 tới phân xưỏng SCCK: Phân xưởng SCCK thuộc loại phụ tải loại 3 Tra phụ lục PL V.12(TL 1) ta chọn cáp hạ áp 4 lõi cách điện PVC của LENS chế tạo tiết diện(3x70+50)mm2 với dòng cho phép là Icp = 248(A). Trong tủ hạ áp của trạm biến áp B4 ta đã đặt 1 áptômát loại NS250L do hãng Merlin Gerin chế tạo, Iđm = 250(A) Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phối hợp với áptômát: Vậy tiết diện cáp đã chọn là hợp lý. 4.1.3. Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực. Các đường cáp từ tủ phân phối(TPP) tới tủ động lực(TĐL) được đi trong các rãnh cáp nằm dọc theo tường phía trong và bên cạnh lối đi lại của xưỏng.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 có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Điều kiện chọn cáp: Trong đó: Itt – là dòng điện tính toán của nhóm phụ tải. Icp – là dòng điện phát nóng cho phép, tương ứng với từng loại dây, từng tiết diện. khc là hệ số do các cáp chôn dưới đất riêng từng tuyến nên khc = 1 Điều kiện kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ của cáp, khi bảo vệ bằng áptômát: Chọn cáp từ tủ phân phối tới TĐL1: Như vậy kết hợp hai điều kiện chọn ta chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS sản xuất. Các tuyến cáp khác được chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng 4.2 Bảng 4.2 - Kết quả chọn cáp từ TPP tới các TĐL TuyÕn c¸p Itt(A) Ik®®t/1,5 Fc¸p(mm2) Icp(A) TPP – TĐL1 17,17 33,33 4G 2,5 41 TPP – TĐL2 58,07 48,39 4G 6 66 TPP – TĐL3 132,43 110,36 4G 2,5 144 TPP – TĐL4 27,75 23,125 4G 1,5 31 TPP – TĐL5 44,79 37,325 4G 6 66 4.2. tÝnh ng¾n m¹ch phÝa h¹ ¸p cña ph©n x­ëng SCCK ®Ó kiÓm tra c¸p vµ ¸pt«m¸t. Khi ngắn mạch phía hạ áp ta xem máy biến áp B4 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: IN = I’’ = I. Giả thiết này sẽ làm cho dòng ngắn mạch tính toán được sẽ lớn hơn thực tế nhiều bởi rất khó có thể giữ được điện áp trên thánh cái của TBAPP không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch sau MBA. Song với dòng ngắn mạch này mà các thiết bị đã được lựa chọn mà thoả mãnđiều kiện ổn định động và điề kiện 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 đay ta chỉ kiểm tra với tuyến cáp có khả năng xảy ra sự cố nặng nề nhất. Khi cần thiết có thể kiểm tra thêm các tuyên cáp nghi vấn, việc tính toán cũng tiến hành tương tự. Sơ đồ nguyên lý thay thế cho sơ đồ đi dây từ trạm biến áp phân xưởng B4 cấp điện cho phân xưởng Sửa Chữa Cơ Khí và Trạm bơm. Phân xưởng SCCK nhận điện từ thanh góp thứ nhất (TG1) của trạm biến áp B4. Áptômát thứ nhất (A1) nối giữa trạm biến áp B4 và thanh cái G1, áptômát A2 đặt ở đầu và cuối đường cáp nối với thanh góp TG2 của phân xưởng SCCK. A3 là áptômát đặt đầu và cuối đường cáp nhận điện từ tủ phân phối cấp điện cho tủ động lực 3. Tủ động lực 3 có dòng điện tính toán lớn nhất nên khả năng xảy ra sự cố nặng nề nhất. Hình 4.2 – Sơ đồ nguyên lý. Hình 4.3 – Sơ đồ thay thế 4.2.1. Các thông số của sơ đồ thay thế: Các thông số kỹ thuật của cáp được tra trong các phụ lục PL V.12; V.13(TL 1) và các thông số của áptômát tra trong bảng 3.5; 3.6(TL 2) Điện trở và điện kháng của máy biến áp: Do đó thì chúng ta có các giá trị điện trở và điện kháng của trạm biến áp như sau: Thanh góp trạm biến áp phân xưởng (TG1) của trạm biến áp B4. Chúng ta chọn thanh góp cho tủ phân phân phối của trạm biến áp phân xưởng B4. Ta đã lựa chon thanh góp đồng tiết diện hình chữ nhật có các thông số như sau: Kích thước: 60x6(mm2) mỗi pha ghép 2 thanh . Dòng cho phép Icp = 1740(A). Chiều dài: l = 1,2(m) Khoảng cách trung bình hình học là D = 300(mm) Thanh góp của tủ phân phối (TG2): Chúng ta chọn thanh góp của tủ động lực theo điều kiện phát nóng: Do đó thì chúng ta lựa chọn thanh góp đồng thông số như sau: Kích thước: 25x3(mm2) mỗi pha một thanh Chiều dài: l = 1,2 m Dòng điện cho phép là Icp = 340(A). Điện trở và điện kháng của áptômát Áptômát của trạm biến áp B4 loại M08(A1). Iđm = 800(A) Áptômát của tủ phân phối (TPP) loại NS250L(A2). Iđm = 250(A) Áptômát của tủ động lực (TĐL): loại NS160H(A3). Iđm = 160(A) Cáp tiết diện (3*70+50)mm2 - C1 chiều dài: l = 125(m) Cáp tiết diện của dây 4G25 - C2 chiều dài l =10(m) 4.2.2. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn Tính ngắn mạch tại N1: Kiểm tra áptômát Loại M08 có dòng điện IcắtN = 40(kA) Loại NS400L có dòng điện IcắtN = 50kA Như vậy thì các áptômát đều thoả mãn điều kiện ổn định động. Kiểm tra ổn định cáp Vậy cáp đã lựa chọn là hoàn toàn phù hợp. Tính ngắn mạch tại N2. Kiểm tra áptômát Loại NS160H có IcắtN = 10(kA) > IN2 =3,6(kA). Như vậy áptômát đã lựa chọn là thoả mãn điều kiện ổn định động. Kiểm tra tiết diện dây 4G25(mm2)của cáp đã lựa chọn. Chúng ta kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt của cáp. . Vậy ta thấy cáp 4G25 đã được lựa chọn là hoàn toàn hợp lý. 4.3. lùa chän thiÕt bÞ trong tñ ®éng lùc vµ d©y dÉn ®Õn c¸c thiÕt bÞ cña ph©n x­ëng. Hình 4.4 – Sơ đồ tủ động lực. Các áptômát tổng của các tủ động lực có thông số tương tự các áptômát nhánh tương ứng trong tủ phân phân phối đã được chọn trong mục trước như bảng sau Bảng 4.3 TuyÕn c¸p Itt(A) Lo¹i I®m(A) U®m(V) Ic¾t(kA) Sè cùc TĐL1 17,17 DPNa 6 32 440 4,5 4 TĐL2 58,07 C6Oa 63 440 3 4 TĐL3 132,43 NS160N 160 690 8 4 TĐL4 27,75 DPNa 6 32 440 4,5 4 TĐL5 44,79 C6Oa 63 440 3 4 Các áptômát đến các thiết bị và nhóm thiết bị trong tủ động lực cũng được chọn theo các điều kiện phát nóng cho phép. Chúng ta cũng chọn dây dẫn từ tủ động lực đến các thiết bị theo các điều kiện như đã chọn trên. Chọn áptômát cho đường cáp từ tủ ĐL1 tới các thiết bị trong nhóm 1: Chọn áptômát cho đường cáp từ tủ ĐL1 tới máy khoan đứng: P = 4,5(kW). Vậy chúng ta lựa chọn áptômát loại NC45a do hãng Merlin Gerin chế tạo với các thông số : Iđm = 25(A); IcắtN = 4,5(kA); 4 cực. Như vậy tất cả các thiết bị có công suất nhỏ hơn 4,5(kW) thì ta đều chọn áptômát loại NS100H như trên. Chọn đường cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: Trong đó: Itt: Dòng điện tính toán của thiết bị. Icp: Dòng điện phát nóng cho phép tương ứng của loại dây lựa chọn, từng tiết diện riêng. khc: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ lấy khc = 1). Kiểm tra phối hợp thiết bị bảo vệ của cáp và bảo vệ bằng áptômát. Chọn cáp từ tủ động lực đến máy khoan đứng: Dựa vào hai điều kiện trên thì chúng ta lựa chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC 4G 1,5 do hãng LENS chế tạo với dòng điện cho phép Icp = 31(A). Chúng ta sẽ đặt cáp trong ống sắt đường kính 3/4” đi dưới nền xưởng. Các áptômát và đường cấp khác được chọn tương tự như trên và kết quá của lựa chọn được tổng kết trong bảng 4.4. Do công suất 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. Bảng 4.4 Kết quả chọn áptômát trong các TĐL và cáp đến các thiết bị Tên thiết bị Số TT Phụ tải Dây dấn Áptômát Pđm kW Itt A Tiết diện Icp (A) DỐthép Mã hiệu Iđm A Ikđ đt/1,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nhóm I M.cưa kiều đai 1 1,0 2,53 4G1,5 31 3/4" NC45a 25 20,83 Khoan bàn 3 0,65 1,65 4G1,5 31 3/4" NC45a 25 20,83 M.mài thô 5 2,8 7,09 4G1,5 31 3/4" NC45a 25 20,83 M.khoan đứng 6 2,8 7,09 4G1,5 31 3/4" NC45a 25 20,83 M.bào ngang 7 4,5 11,39 4G1,5 31 3/4" NC45a 25 20,83 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Máy xọc 8 2,8 7,09 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 Nhóm II M.mài tròn v.năng 9 2,8 7,09 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.phay răng 10 4,5 11,39 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.phay v.năng 11 7,0 17,73 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.tiện ren 12 8,1 20,51 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.tiện ren 13 10,0 25,32 4G2,5 41 3/4” NC45a 40 33,33 M.tiện ren 14 14,0 35,45 4G2,5 41 3/4” NC45a 40 33.33 M.tiện ren 15 4,5 11,39 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.tiện ren 16 10,0 25,32 4G2,5 41 3/4” NC45a 40 33.33 M.khoan đứng 18 0,85 2,15 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 Nhóm III M.tiện ren 17 20,0 50,64 4G 6 53 3/4” NC45a 65 54,17 M.cầu trục 19 24,2 61,28 4G 6 66 3/4” NC45a 65 54,17 M.khoan bàn 22 0,85 2,15 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 Bể dầu có t.nhiệt 26 2,5 6,33 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 Máy cạo 27 1,0 2,53 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.mài thô 30 2,8 7,09 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.nén cắt l.hợp 31 1,7 4,3 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.mài phá 33 2,8 7,09 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 Quạt lò rèn 34 1,5 3,8 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.khoan đứng 38 0,85 2,15 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 Nhóm IV Bể ngâm dd kiềm 41 3,0 7,6 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 Bể ngâm n.nóng 42 3,0 7,6 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.cuộn dây 46 1,2 3,04 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.cuộn dây 47 1,0 2,53 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 B.ngâm có t.nhiệt 48 3,0 7,6 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 Tủ sấy 49 3,0 7,6 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.bàn khoan 50 0,65 1,65 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 M.mài thô 52 2,8 7,09 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 B.thử nghiệm tbđ 53 7 17,72 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 C.lưu sêlênium 69 0,6 1,52 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 Nhóm V B.khử dầu mõ 55 3,0 7,6 4G1,5 31 3/4” NC45a 25 20,83 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 L.điện l.khuôn 56 5,0 12,66 4G1,5 31 3/4" NC45a 25 20,83 Lò điện n.c babit 57 10,0 25,32 4G2,5 31 3/4" NC45a 40 33.33 Lò mạ thiếc 58 3,5 8,86 4G1,5 31 3/4" NC45a 25 20,83 Quạt lò đ.đồng 60 1,5 3,8 4G1,5 31 3/4" NC45a 25 20,83 M.khoan bàn 62 0,65 1,65 4G1,5 31 3/4" NC45a 25 20,83 M.uốn t.mỏng 64 1,7 4,3 4G1,5 31 3/4" NC45a 25 20,83 M.mài phá 65 2,8 7,09 4G1,5 31 3/4" NC45a 25 20,83 M.hàn điểm 66 13 32,92 4G 4 53 3/4" NC45a 40 33.33 Như vậy thì ta có sơ đồ mặt bằng đi dây trong phân xưởng Sửa Chữa Cơ Khí được thể hiện bởi hình vẽ dưới đây. Hình 4.5 Mặt bằng đi dây phân xưởng SCCK Ch­¬ng V TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY ĐẶT VẤN ĐỀ Điện năng là năng lượng chủ yếu của các xí nghiệp công nghiệp. Các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện năng sản xuất ra vì thế vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất to lớn. Hệ số công suất 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 là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất 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 hoá trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh công. Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát và hộ tiêu thụ dùng diện là một quá trình dao động. Mỗi chu kỳ của dòng điện Q đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong 1/2 chu kỳ của dòng điện bằng không. Việc tạo ra công suất phản kháng không đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay máy phát điện.Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ dùng điện không nhất thiết phải lấy từ nguồn (máy phát điện). Vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đương dây, người ta đặt gần các hộ 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 có 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 của mạng được nâng cao, giữa P, Q và góc có quan hệ sau: Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống, do đo góc giảm, kết quả là tăng lên. Hệ số công suất được nâng lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau đây: + Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện. + Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điên. + 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 + Nâng cao hệ số công suất bằng biện pháp bù công suất phản kháng. Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu của chúng, nhờ vậy sẽ giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của chúng. + Nâng cao hệ số công suất tự nhiên: là biện pháp để các hộ tiêu thụ điện năng giảm bớt được công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hoá các quy trình sản xuất, giảm bớt thời gian chạy không tỉa của các động cơ, thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất phù hợp hơn... Nâng cao hệ số công suất tự nhiên rất có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không cần đặt thêm các thiết bị bù công suất. 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 cho nhà máy. Tụ điện là loại thiết bị điện tĩnh, làm việc với dòng điện vượt trước điện áp, do đó có thể sinh ra công suất phản kháng Q cung cấp cho mạng. Tụ điện có nhiều ưu điểm như công suất tổn thất công suất tác dụng bé, không có phần quay nên lắp ráp bảo quản dễ dàng. Tụ điện được chế tạo từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng, khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ nhiều vốn đầu tư ngay một lúc. Tuy nhiên tụ điện cũng có nhược điểm là nhạy cảm với sự biến động của điện áp lên cực tụ điện (Q do tụ điện sinh ra tỷ lệ với bình phương của điện áp). Tụ điện cấu tạo kém chắc chắn, dễ bị phá hỏng khi xảy ra ngắn mạch, khi điện áp tăng đến 110% thì tụ điện dễ bị chọc thủng, do đó không được phép vận hành. Khi đóng tụ điện vào mạng điện sẽ có dòng điện xung, còn khi cắt tụ điện ra khỏi mạng, trên cực của tụ điện vẫn còn điện áp dư có thể gây nguy hiểm cho nhân viên vận hành. 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 đầu cực các phụ tải lơn. Để xác định xác vị trí và dung lượng thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng phương án đặt bù cho một hệ thống cung cấp điện cụ thể. Song theo kinh nghiệm thực tế, trong trường hợp công suất và dung lượng bù công suất phản kháng của các nhà máy, thiết bị không thật lớn có thể phân bố dung lượng bù cần thiết đặt tại thanh cái hạ áp của các TBAPX để giãm nhẹ vốn đầu tư và thuận lợi cho công tác quản lý vận hành. XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ Xác định dung lượng bù: Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy được xác định theo công thức sau: Trong đó: Pttnm: Phụ tải tác dụng của nhà máy (kW). : Góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù :Góc ứng với hệ số cống suất bắt buộc sau khi bù, : Hệ số xét tới khả năng nâng cao bằng những biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù (). Với nhà máy đường đang thiết kế thì dung lượng bù cần đặt là: 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 thay thế của sơ đồ nguyên lý như sau: 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 như sau: Trong đó: Qbi: Dung lượng bù cần đặt tại hộ phụ tải thử i. Qi: Công suất phản kháng yêu cầu của phụ tải thứ i. : Tổng công suất phản kháng yêu cầu của cả hệ thống. Qbù: Lượng công suất phản kháng cần bù để đạt được yêu cầu Ri: Điện trở của nhánh thứ i: Rtd: Điện trở tương đương. : Dựa vào các số liệu chương trước đã tính và các công thức trên thì chúng ta có bảng tính điện trở mỗi nhánh như sau: Bảng 5.1 - Kết quả điện trở của mỗi nhánh Trạm biến áp RB () RC () R=RB+RC () B1 15,462 0,194 15,656 B2 15,462 0,037 15,499 B3 15,462 0,03 15,465 B4 35,22 0,017 35,237 B5 4 0,103 4,103 Điện trở tương đương toàn mạng cao áp: Xác định công suất bù tối ưu cho các nhánh: Tra bảng 6.12 (TL 2) ta có kết quả phân bố dung lượng bù cho từng nhánh ghi trong bảng sau: Bảng 5.2 - Kết quả phân bố dung lượng bù trong nhà máy. Têm trạm Q (kVAr) theo tính toán Loại tụ bù Số pha Q kVAr Số lượng B1 269,58 KC2-0,38-50-3Y3 3 50 6 B2 604,47 KC2-0,38-50-3Y3 3 50 13 B3 466,42 KC2-0,38-100-3Y3 3 100 5 B4 422,03 KC2-0,38-50-3Y3 3 50 9 B5 633,61 KC2-0,38-50-3Y3 3 50 13 Hình 5.3 – Sơ đò lắp ráp tụ bù cho trạm 2 máy biến áp Hệ số sau khi bù: Tổng công suất của các tụ bù: Lượng công suất phản kháng truyền trong lưới cao áp nhà máy là: Hệ số công suất phản kháng của nhà máy sau khi bù: Kết luận: Sau khi lắp đặt các tụ bù vào lưới hạ áp của nhà máy thì hệ số công suất của nhà máy đã đạt tiêu chuẩn yêu cầu Ch­¬ng VI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ ĐẶT VẤN ĐỀ Trong bất kỳ nhà máy hay xí nghiệp nào, ngoài chiếu sáng tự nhiên còn phải chiếu sáng nhân tạo. Hiện nay người ta thường dùng điện để chiếu sáng nhân tạo. Sở dĩ như vậy vì chiếu sáng điện có nhiều ưu điểm: thíêt bị đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành rẻ, tạo được ánh sáng gần giống với ánh sáng tự nhiên. Việc chiếu sáng đóng một vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động, an toàn trong lao động. Đặc biệt thì trong các nhà máy khu gần các nguồn điện và gần các kho hoá chất hay các nơi để nguyên vật liệu như dầu … thì việc chiếu sàng có vai trò rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho người cũng như các thiết bị. Cũng chính vì vậy nên hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: Không bị loá mắt. Không bị loá mắt do phản xạ. Không tạo ra những khoản 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. LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG CHUNG Hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng Sửa Chửa Cơ Khí với diện tích 20.60=1200(m2) chiều cao trần 4,5m nên chúng ta sẽ dùng bóng đèn sợi đốt được sản xuất tại Việt Nam. Tổng diện tích : 1400(m2) Chọn độ rọi : E = 30 lx Hệ số dữ trữ : k = 1,3 Hệ số tính toán : z = 1,2 Khoảng cách từ đèn tới mặt công tác: Trong đó: h : Chiều cao trần nhà: h = 4,5 (m) h1: Độ cao đèn cách trần: h1 = 0,7 (m) h2: Chiều cao mặt công tác: h2 = 0,8( m) Do đó thì chúng ta có độ cao treo đèn: Khoảng cách giữa các đèn: Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng SCCk ta sử dụng phương pháp hệ số sử dụng như sau: Các hệ số tra tại bảng 5.1; 5.2; 5.3; 5.5 – trang 134 và PL VIII.1(TL 1) Chọn L = 1,8.H = 1,8.3 = 5,4(m), căn cứ vào chiều rộng của phòng thì chúng ta chọn L = 5, tức chúng ta bố trí 4 dãy đèn hai dãy cạnh tường cách tường 2,5m. Do đó thì có tổng cộng 48 bóng chia làm 4 dãy mỗi dãy 12 bóng. Xác định chỉ số phòng: Lấy hệ số phản xạ của tường 50% và của trần là 30% tra PL VIII [TL2] thì chúng ta có hệ số sử dụng ksd = 0,48. Theo các thông số đã chọn thì chúng ta có quang thông của mỗi đèn là: Dựa vào quang thông của đèn thì chúng ta lựa chọn loại đèn có công suất 200(W) có quang thông 3000 (lumen). Ngoài ra thì chúng ta còn đặt thêm 4 bóng 100(W) cho 2 phòng thay quần áo và phòng WC (phòng sinh hoạt). Do đó thì tồng công suất toàn xưởng: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG Chúng ta đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của xưởng. Tủ gồm một áptômát tổng 3 pha và 13 áptômát nhánh 1 pha, mỗi áptômát cấp điện cho 4 bóng. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ cấp điện trên mặt bằng như hình 6.1. Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng. Chúng ta lựa chọn cáp đồng 4 lõi vỏ PVC do hãng LENS sản xuất, tiết diện 4G1,5(mm2) có: Icp =31(A) Chọn áptômát tổng Chọn áptômát tổng theo điều kiện sau: Điện áp định mức: Dòng điện định mức: Do đó chúng ta lựa chọn áptômát tổng loại V40H, do Merlin Gerin chế tạo có dòng điện Iđm = 40(A), Icắt.N = 10(kA), Uđm = 440(V), 4 cực. Chọn áptômát nhánh Các áptômát nhánh chọn giống nhau cho dễ sửa chữa và thay thế. mỗi áptômát cấp điện cho 4 bóng. Dòng qua áptômát (1 pha). Chúng ta lựa chọn loại áptômát NC45a do hãng Merlin Gerin chế tạo có các thông số sau: Iđm = 6(A); Icắt.N = 4,5(kA); Uđm = 400(V); loại 2 cực. Chọn dây dẫn từ áptômát nhánh đến cụm 4 đèn Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép. Kiểm tra theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ. Khi bảo vệ bằng áptômát. Vậy chúng ta chọn loại dây dẫn bọc đồng 2 lõi tiết diện (2x1,5) mm2 cách điện vỏ PVC do hãng LENS sản xuất. Với dòng điện cho phép Icp = 26A. Hình 6.1 Sơ đồ nguyên lý mạng chiếu sáng xưởng cơ khí Như vậy thì ta có sơ đồ mạng điện chiếu sáng xưởng Sửa Chữa Cơ Khí như sau Hình 6.2 Sơ đồ mạng điện chiếu sáng Xưởng Cơ Khí TµI LIÖU THAM KH¶O THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN . NGÔ HỒNG QUANG VŨ VĂN TẨM SỔ TAY LỰA CHỌN & TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ 0,4 ĐẾN 500Kv. NGÔ HỒNG QUANG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP ĐÔ THỊ VÀ NHÀ CAO TẦNG. NGUYỄN CÔNG HIỀN NGUYỄN MẠNH HOẠCH NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Là VĂN ÚT