Đề tài Quy hoạch cải tạo hệ thống cung cấp điện quận Hai Bà Trưng

Trong đó: Ptb - Công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất. Pđm - Công suất định mức của phụ tải. (tổng công suất định mức của nhóm phụ tải). Ksd - Hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải (hệ số sử dụng chung của nhóm phụ tải có thể được xác định từ hệ số sử dụng của từng thiết bị đơn lẻ trong nhóm). Kmax - Hệ số cực đại công suất tác dụng của nhóm thiết bị (hệ số này sẽ được xác định theo số thiết bị điện hiệu quả và hệ số sử dụng của nhóm máy) Như vậy để xác định phụ tải tính toán theo phương pháp này chúng ta cần phải xác định được hai hệ số Ksd và Kmax. Hệ số sử dụng: theo định nghĩa là tỷ số giữa công suất trung bình và công suất định mức. Trong khi thiết kế thông thường hệ số sử dụng của từng thiết bị được tra trong các bảng của sổ tay và vì vậy chúng ta có thể xác định được hệ số sử dụng chung của toàn nhóm theo công thức sau: (1-11) Trong đó: pđmi - công suất định mức của phụ tải thứ i trong nhóm thiết bị ksdi - hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải thứ i trong nhóm. n - tổng số thiết bị trong nhóm. Ksd - hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm máy. Cùng một khái niệm tương tự chúng ta có thể cũng xác định được hệ số sử dụng đối với công suất phản kháng. Tuy nhiên ít có các tài liệu để tra được hệ số sử dụng công suất phản kháng, nên ở đây không đề cập đến công thức tính toán. Hệ số cực đại Kmax: là một thông số phụ thuộc chế độ làm việc của phụ tải và số thiết bị dùng điện có hiệu quả của nhóm máy, Trong thiết kế hệ số này được tra trong bảng theo Ksd và nhq của nhóm máy. Số thiết bị dùng điện hiệu quả: “là số thiết bị giả thiết có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra một phụ tải tính toán bằng phụ tải tính toán của nhóm thiết bị điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau”. Số thiết bị điện hiệu quả có thể xác định được theo công thức sau: (1-12) Các trường hợp riêng để xác định nhanh nhq: Trường hợp 1: Khi và nhq = n Thì Trong đó: pdm max - công suất định mức của thiết bị lớn nhất trong nhóm. pdm min - công suất định mức của thiết bị nhỏ nhất trong nhóm. Ksd - hệ số sử dụng công suất trung bình của nhóm máy. Chú ý: Khi trong nhóm có n1 thiết bị có tổng công suất định mức nhỏ hơn hoặc bằng 5% tổng công suất định mức của toàn nhóm. nhq = n - n1 thì Trường hợp 2: Khi m > 3 và Ksd ³ 0,2 (1-13) nhq = n Chú ý: nếu khi tính ra nhq > n thì lấy nhq = n . n Trường hợp 3: Khi không có khả năng sử dụng các cách đơn giản để tính nhanh nhq thì có thể sử dụng các đường cong hoặc bảng tra. Thông thường các đường cong và bảng tra được xây dựng quan hệ giữa n (số thiết bị hiệu quả tương đối) với các đại lượng n* và P* . Và khi đã tìm được n thì số thiết bị điện hiệu quả của nhóm máy sẽ được tính: Trong đó: và n1 - số thiết bị có công suất lớn hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm máy. Pđm1 - tổng công suất định mức của n1 thiết bị. Pđm - tổng công suất định mức của n thiết bị (tức của toàn bộ nhóm). Khi xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả: nhq, trong 1 số trường hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần đúng sau: * Nếu n£ 3 và nhq < 4, phụ tải tính toán được tính theo công thức: * Nếu n > 3 và nhq < 4, phụ tải tính toán được tính theo công thức: Trong đó: kti - 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 : kti = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn kti = 0,75 đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại . * Nếu n > 300 và ksd ³ 0,5 phụ tải tính toán được tính theo công thức : * Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng ( các máy bơm, quạt nén khí ...) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình: * Nếu trong mạng có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết bị cho ba pha của mạng, trước khi xác định nhq phải quy đổi công suất của các phụ tải 1 pha về 3 pha tương đương: Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha: Pqđ = 3.Ppha max Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây: Pqđ = * Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi xác định nhq theo công thức : Trong đó : eđm - hệ số đóng điện tương đối phần trăm , cho trong lí lịch máy . 2.2.2.Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phương pháp Ptb và kmax: 1. Phân nhóm phụ tải : Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau: * Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có thể giảm vốn đầu tư và tổn thất trong các đường dây hạ áp trong phân xưởng * Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc (điều này sẽ thuận tiện cho việc tính toán và CCĐ sau này ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc, tức có cùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung được ksd, knc; cosj; ... và nếu chúng lại có cùng công suất nữa thì số thiết bị điện hiệu quả sẽ đúng bằng số thiết bị thực tế và vì vậy việc xác định phụ tải cho các nhóm thiết bị này sẽ rất dễ dàng.) * Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của các nhóm ít chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các trang thiết bị CCĐ. ví dụ trong phân xưởng chỉ tồn tại một loại tủ động lực và như vậy thì nó sẽ kéo theo là các đường cáp CCĐ cho chúng cùng các trang thiết bị bảo vậy cũng sẽ được đồng loạt hoá, tạo điều kiện cho việc lắp đặt nhanh kể cả việc quản lý sửa chữa, thay thế và dự trữ sau này rất thuận lợi...). * Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ ra của một tủ động lực cũng bị không chế (thường từ 8-12 thiết bị). Tất nhiên điều này cũng không có nghĩa là số thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 12 thiết bị. Vì 1 lộ ra từ tủ động lực có thể chỉ đi đến 1 thiết bị, nhưng nó cũng có thể được kéo móc xích đến vài thiết bị,(nhất là khi các thiết bị đó có công suất nhỏ và không yêu cầu cao về độ tin cậy CCĐ). Tuy nhiên khi số thiết bị của một nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hoá trong vận hành và làm giảm độ tin cậy CCĐ cho từng thiết bị. * Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn được nhóm lại theo các yêu cầu riêng của việc quản lý hành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng bộ phận trong phân xưởng. Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân xưởng Sửa chữa cơ khí thành 5 nhóm. Kết quả thể hiện ở bảng 2.1 Bảng 2.1- Phân nhóm phụ tải điện TT Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu trên mặt bằng PĐM [kW] Iđm 1Máy Toàn bộ (A) Nhóm 1 1 Máy tiện ren 4 1 10.00 40.00 4*25.32 3 Máy doa ngang 1 4 4.50 4.50 11.39 4 Máy mài phẳng có trục nằm 1 20 2.80 2.80 7.09 5 Máy mài sắc 1 24 2.80 2.80 7.09 6 Máy dũa 1 27 1.00 1.00 2.53 7 Máy mài sắc có dao cắt gọt 1 28 2.80 2.80 7.09 Cộng nhóm 1 53.9 136.46 Nhóm 2 1 Máy tiện ren 4 2 10.00 40.00 4*25.32 2 Máy phay chép hình 1 10 0.60 0.60 1.52 3 Máy mài tròn 1 17 7.00 7.00 17.72 4 Máy khoan để bàn 1 22 0.65 0.65 1.65 5 Máy mài sắc 1 24 2.80 2.80 7.09 Cộng nhóm 2 51.05 129.24 Nhóm3 1 Máy phay vạn năng 2 5 7.00 14.00 2*17.72 2 Máy phay ngang 1 6 4.50 4.50 11.39 3 Máy phay chép hình 1 7 5.62 5.62 14.23 4 Máy phay chép hình 1 11 3.00 3.00 7.59 5 Máy bào ngang 2 12 7.00 14.00 2*17.72 6 Máy bào giường một trụ 1 13 10.00 10.00 25.32 7 Máy khoan hướng tâm 1 15 4.50 4.50 11.39 Cộng nhóm 3 55.62 140.81 Nhóm4 1 Máy doa tòa độ 1 3 4.50 4.50 11.39 2 Máy phay đứng 2 8 7.00 14.00 2*17.72 3 Máy phay chép hình 1 9 1.70 1.70 4.30 4 Máy xọc 2 14 7.00 14.00 2*17.72 5 Máy khoan đứng 1 16 4.50 4.50 11.39 6 Máy mài tròn vạn năng 1 18 2.80 2.80 7.09 7 Máy mài phẳng có trục đứng 1 19 10.00 10.00 25.32 8 Máy ép thủy lực 1 21 4.50 4.50 11.39 9 Máy cưa 1 11' 2.80 2.80 7.09 10 Máy mài hai phía 2 12' 2.80 5.60 2*7.09 11 Máy khoan bàn 3 13' 0.65 1.95 3*1.65 Cộng nhóm 4 66.35 167.97 Nhóm5 1 Máy tiện ren 2 1' 7 14 2*17.72 2 Máy tiện ren 2 2' 4.5 9 2*11.39 3 Máy tiện ren 2 3' 3.2 6.4 2*8.10 4 Máy tiện ren 1 4' 10 10 25.32 5 Máy khoan đứng 2 5' 2.8 5.6 2*7.09 6 Máy khoan đứng 1 6' 7 7 17.72 7 Máy phay vạn năng 1 7' 4.5 4.5 11.39 8 Máy bào ngang 1 8' 5.8 5.8 14.68 9 Máy mài tròn vạn năng 1 9' 2.8 2.8 7.09 10 Máy mài phẳng 1 10' 4 4 10.13 Cộng nhóm 5 14 69.1 174.94 2. Xác định phụ tải tính toán động lực của phân xưởng: Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1, số liệu phụ tải của nhóm 1 cho trong bảng Bảng 2.2 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm 1 TT Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu trên mặt bằng PĐM [kW] IĐM [A] 1Máy Toàn bộ Nhóm 1 1 Máy tiện ren 4 1 10.00 40.00 4*25.32 3 Máy doa ngang 1 4 4.50 4.50 11.40 4 Máy mài phẳng có trục nằm 1 20 2.80 2.80 7.09 5 Máy mài sắc 1 24 2.80 2.80 7.09 6 Máy dũa 1 27 1.00 1.00 2.53 7 Máy mài sắc có dao cắt gọt 1 28 2.80 2.80 7.09 Cộng nhóm 1 9 53.90 136.46 Tra bảng PL1.1(TL1) ta tìm được ksd = 0,16 ; Cosj = 0,6 ta có Số thiết bị trong nhóm n = 9 Tổng công suất nhóm P =53,90 kW Công suất của thiết bị có công suất lớn nhất : Pđmmax = 10 kW Công suất của thiết bị có công suất nhỏ nhất : Pđmmin = 1 kW và ksd = 0,16 < 0,2 nên Ptt được tính theo n* và P* Có n = 9 ; n1 = 4 Tra bảng PL1.4 (TL1) tìm được nhq* = 0,70 Số thiết bị sử dụng điện hiệu quả nhq = nhq**n = 0,70*9 = 6,30 » 6 Tra bảng PL1.5(TL1) với ksd = 0,16 và nhq = 6 tìm được kmax = 2,64 Phụ tải tính toán của nhóm 1 : (kW) Qtt = Ptt .tgj = 22,77.1,33 = 30,28 (kVAr) (kVA) (A) Iđn = Ikđmax + Itt – ksd * Iđmmax = kmm.Iđmmax+ Itt – ksd * Iđmmax Trong đó : Ikđmax - Dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhất trong nhóm máy Itt - Dòng điện tính toán của nhóm máy Iđmmax - Dòng điện định mức của thiết bị đang khởi động kmm - là hệ số mở máy của động cơ (kmm = 5 ¸ 7 ) ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động Thay số ta được Iđn = 5*25.32 + 57.66 – 0.16*25.32 = 180.21 (A) Tính toán tương tự chocác nhóm còn lại, kết quả cho trong bảng 2.3 Bảng 2.3:Bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng SCCK Bảng 2.2: Bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán cho PXSCCK TT Tên thiết bị Số lượng Công suất đặt Pđm (kW) ksd cosj/tgj nhq kmax IĐM(A) Phụ tải tính toán Ptt (kW) Qtt (kVAr Stt (kVA) Itt (A) Iđn (A) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Nhóm 1 1 Máy tiện ren 4 4*1 0.16 0.6/1.33 4*25.32 3 Máy doa ngang 1 4 0.16 0.6/1.33 11.40 4 Máy mài phẳng có trục nằm 1 20 0.16 0.6/1.33 7.09 5 Máy mài sắc 1 24 0.16 0.6/1.33 7.09 6 Máy dũa 1 27 0.16 0.6/1.33 2.53 7 Máy mài sắc có dao cắt gọt 1 28 0.16 0.6/1.33 7.09 Cộng nhóm 1 9 53.9 0.16 0.6/1.33 6 2.64 136.46 22.77 30.28 37.95 57.66 180.21 Nhóm 2 1 Máy tiện ren 4 4*10 0.16 0.6/1.33 4*25.32 2 Máy phay chép hình 1 0.60 0.16 0.6/1.33 1.52 3 Máy mài tròn 1 7.00 0.16 0.6/1.33 17.73 4 Máy khoan để bàn 1 0.65 0.16 0.6/1.33 1.65 5 Máy mài sắc 1 2.80 0.16 0.6/1.33 7.09 Cộng nhóm 2 8 51.05 0.16 0.6/1.33 6 2.64 129.24 21.56 28.67 35.93 54.6 177.15 1 Máy phay vạn năng 2 2*7.00 0.16 0.6/1.33 2*17.72 2 Máy phay ngang 1 4.50 0.16 0.6/1.33 11.39 3 Máy phay chép hình 1 5.62 0.16 0.6/1.33 14.23 4 Máy phay chép hình 1 3.00 0.16 0.6/1.33 7.59 5 Máy bào ngang 2 2*7.00 0.16 0.6/1.33 2*17.72 6 Máy bào giường một trụ 1 10.00 0.16 0.6/1.33 25.32 7 Máy khoan hướng tâm 1 4.50 0.16 0.6/1.33 11.39 Cộng nhóm 3 9 55.62 0.16 0.6/1.33 8 2.31 140.81 20.56 27.34 34.27 52.07 174.62 Nhóm 4 1 Máy doa toa độ 1 4.50 0.16 0.6/1.33 3*11.39 2 Máy phay đứng 2 2*7.00 0.16 0.6/1.33 2*17.72 3 Máy phay chép hình 1 1.70 0.16 0.6/1.33 4.30 4 Máy xọc 2 2*7.00 0.16 0.6/1.33 2*17.72 5 Máy khoan đứng 1 4.50 0.16 0.6/1.33 11.39 6 Máy mài tròn vạn năng 1 2.80 0.16 0.6/1.33 7.09 7 Máy mài phẳng có trục đứng 1 10.00 0.16 0.6/1.33 25.32 8 Máy ép thủy lực 1 4.50 0.16 0.6/1.33 11.40 9 Máy cưa 1 2.80 0.16 0.6/1.33 7.09 10 Máy mài hai phía 2 2*2.80 0.16 0.6/1.33 2*7.09 11 Máy khoan bàn 3 2*0.65 0.16 0.6/1.33 3*1.65 Cộng nhóm 4 16 66.35 0.16 0.6/1.33 12 1.96 167.97 20.81 27.67 34.68 52.69 175.25 1 Máy tiện ren 2 2*7 0.16 0.6/1.33 2*17.72 2 Máy tiện ren 2 2*4.5 0.16 0.6/1.33 2*11.39 3 Máy tiện ren 2 2*3.2 0.16 0.6/1.33 2*8.10 4 Máy tiện ren 1 10 0.16 0.6/1.33 25.32 5 Máy khoan đứng 2 2*2.8 0.16 0.6/1.33 2*7.09 6 Máy khoan đứng 1 7 0.16 0.6/1.33 17.72 7 Máy phay vạn năng 1 4.5 0.16 0.6/1.33 11.39 8 Máy bào ngang 1 5.8 0.16 0.6/1.33 14.68 9 Máy mài tròn vạn năng 1 2.8 0.16 0.6/1.33 7.09 10 Máy mài phẳng 1 4 0.16 0.6/1.33 10.13 Cộng nhóm 5 14 69.1 0.16 0.6/1.33 11 1.9 174.94 21.01 27.94 35.02 53.21 175.76 2.2.3. Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng 1. Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí: Phụ tải tính toán của phân xưởng SCCK xác định theo suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: Pcs = po * F Trong đó: po : suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tíchchiếu sáng (W/m2) F: diện tích được chiếu sáng ( m2 ) Tra bảng phụ lục PL 1.7 ta được p0 = 14 W/ m2 Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng: Pcs = po * F = 14*1800 =25200(W) = 25.2(kW) Qcs = 0 ( dùng đèn sợi đốt) 2.Phụ tải tính toán toàn phân xưởng Phụ tải tác dụng toàn phân xưởng: Ppx = kđt* = 0.8*(30.28+21.56+20.56+20.81+21.01) =85.37(kW) Trong đó kđt : hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy kđt = 0.8 Phụ tải phản kháng của phân xưởng: Qpx = kđt* = 0.8*(30.28+28.67+27.34+27.67+27.94) = 113.52 (kVAr) Phụ tải toàn phần của phân xưởng kể cả chiếu sáng: Stt = == 158.47(kVA) Ittpx = = = 240.77(A) Cosφpx = = = 0.70 2.3.Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng còn lại Do chỉ biết công suất đặt và diện tích của các phân xưởng nên ở đây ta sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu câu 2.3.1.Phân xưởng tiện cơ khí : Công suất đặt Pđ = 1800 kW Diện tích xưởng: 2250 m2 Tra bảng PL1.3(TL1)với phân xưởng cơ khí có knc = 0,4 ; cosj = 0,6 Tra bảng PL1.7(TL1) ta có suất chiếu sáng p0 = 16 , ở đây sử dụng bóng đèn sợi đốt nên cosjcs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc.Pđ = 0,4 . 1800 = 720 ( kW ) * Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0 . S = 16 . 2250 =36000 ( W )= 36 kW Qcs = P* tgφ = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng Ptt = Pđl + Pcs = 756 ( kW ) * Công suất tính toán phản kháng của toàn phân xưởng: Qtt = Qđl = Pđl . tgj = 720 . 1,33 = 957,6 ( kVar ) * Công suất tính toán của toàn phân xưởng: Các phân xưởng khác được tính toán tương tự kết quả ghi trong bảng: Bảng 2.4: phụ tải tính toán của các phân xưởng Tên phân xưởng Pđ kW knc cosj p0 W/m2 Pđl kW Pcs kW Ptt kW Qtt kVar Stt kVA Phân xưởng tiện cơ khí 1800 0,4 0,6 16 720 36 756 957,6 1220.05 Phân xưởng dập 1500 0,6 0,7 15 900 37,13 937,13 918,00 1311.84 Phân xưởng lắp ráp số 1 900 0,3 0,6 14 270 38.50 308.50 359.10 473.42 Phân xưởng lắp ráp số 2 2200 0,3 0,6 14 660 44.10 704.10 877.80 1125.30 Phân xưởng SCCK 0.6 14 85.37 25.20 110.57 113.52 158.47 Phòng thí nghiệm trung tâm 160 0,7 0,8 20 112 46.50 158.50 84.00 179.38 Phòng thực nghiệm 500 0,7 0,8 20 350 42.50 392.50 262.50 472.19 Trạm bơm 120 0,6 0,9 15 72 23.63 95.63 34.56 101.68 Phòng thiết kế 100 0,8 0,8 15 80 51.00 131.00 60.00 144.09 2.4.Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy * Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy: * Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy : * Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy: * Hệ số công suất của toàn nhà máy: 2.5 Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải: 2.5.1. Tâm phụ tải điện : Trọng tâm phụ tải của xí nghiệp là một số liệu quan trọng giúp người thiết kế tìm vị trí đặt các trạm biến áp, trạm phân phối nhằm giảm tối đa tổn thất năng lượng. Ngoài ra trọng tâm phụ tải còn có thể giúp cho xí nghiệp trong việc qui hoạch và phát triển sản xuất trong tương lai nhằm có các sơ đồ CCĐ hợp lý, tránh lãng phí và đạt được các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật mong muốn. Việc xác định trọng tâm phụ tải là một vấn đề khá phức tạp vì bản thân các phụ tải đã là những hàm không xác định theo thời gian và như vậy thì trọng tâm phụ tải cũng chính là hàm của thời gian (vị trí của nó sẽ không cố định). Tuy nhiên để có một vị trí tương đối thì trong tính toán người ta thường sử dụng công suất tính toán (công suất giả thiết và đã được qui đổi về dài hạn) và được tạm xem như không thay đổi theo thời gian nữa. Và như vậy tâm qui ước của phụ tải có thể được xác định theo biểu thức sau. Tâm qui ước của phụ tải xí nghiệp được xác định bởi một điểm M có toạ độ (theo hệ trục độ tuỳ chọn) được xác định bằng các biểu thức sau: M(x0 , y0 , z0). x0 = y0 = z0 = (1-38) Trong đó: Stt PXi - Phụ tải tính toán của phân xưởng i. xi , yi , zi - Toạ độ của phân xưởng i theo hệ trục toạ độ tuỳ chọn. m - Số phân xưởng có phụ tải điện trong xí nghiệp. Trong thực tế thường ít quan tâm đến tọa độ z. Tâm phụ tải chính là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối, tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện Với hệ tọa độ chọn như hình vẽ ta xác định được tọa độ tâm các phụ tải của các phân xưởng (như cho trong hình vẽ) và từ đó dễ dàng xác định được tâm phụ tải điện là M ( 11875.45; 23024.83 ) 2.5.2. Biểu đồ phụ tải điện : Biểu đồ phụ tải là một cách biểu hiện về độ lớn của phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp, như vậy nó cho ta biết sự phân bố của phụ tải trên mặt bằng (tức mật độ phụ tải tại các vị trí khác nhau trên mặt bằng). Điều này cho phép người thiết kế chọn được vị trí đặt các trạm biến áp, trạm phân phối. Khi biết rõ mật độ phụ tải trên mặt bằng còn giúp cho người thiết kế chọn được một kiểu sơ đồ CCĐ thích hợp nhằm giảm được tổn thất và đạt được các chỉ tiêu kinh tế tối ưu. Ngoài ra thông qua biểu đò phụ tải còn cho người thiết kế biết được sự phân bố về cơ cấu phụ tải giúp cho sự vạch các phương án CCĐ được hợp lý hơn (thoả mãn được nhiều nhất các yêu cầu của phụ tải).v.v... Bán kính vòng tròn phụ tải có thể được xác định bằng biểu thức sau: RPX i = (1-36) Trong đó: RPX i -[cm hoặc mm] bán kính vòng tròn phụ tải của phân xưởng i. Stt px i - [kVA] phụ tải tính toán của phân xưởng i. m - [kVA/cm; mm] hệ số tỷ lệ tuỳ chọn, ta chọn m = 3kVA/mm Để thể hiện cơ cấu phụ tải trong vòng tròn phụ tải, người ta thường chia vòng tròn phụ tải theo tỷ lệ giữa công suất chiếu sáng và động lực và vì vậy ta có thể tính góc của phần công suất chiếu sáng theo công thức sau: acsi = (1-37) Trong đó: acsi - Góc của phụ tải chiếu sáng phân xưởng i. Pcspsi - Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng i. Pttpxi - Phụ tải tính toán phân xưởng i. Trên mặt bằng nhà máy vẽ một toạ độ x0y, có vị trí toạ độ trọng tâm của các phân xưởng là: ( xi; yi ) ta xác định được các tọa độ tối ưu M0 ( x0; y0) Công thức: ; Kết quả tính toán bán kính R và góc acs của biểu đồ phụ tải cho trong bảng TT Tên phân xưởng Pcs KW Ptt KW Stt KVA Tâm phụ tải R mm x(mm) y(mm) 1 Phân xưởng tiện cơ khí 36 756 1220.05 2075 6690 11.38 17.14 2 Phân xưởng dập 37.13 937.13 1311.84 8573 66900 11.80 14.26 3 Phân xưởng lắp ráp số 1 38.50 308.50 473.42 7520 12544 7.09 44.93 4 Phân xưởng lắp ráp số 2 44.10 704.10 1125.30 22874 11178 10.93 22.55 5 Phân xưởng SCCK 25.20 110.57 158.47 18546 12489 4.10 82.05 6 Phòng thí nghiệm trung tâm 46.50 158.50 179.38 22011 3774 4.36 105.62 7 Phòng thực nghiệm 42.50 392.50 472.19 21902 7 7.08 38.98 8 Trạm bơm 23.63 95.63 101.68 9 21902 3.29 88.96 9 Phòng thiết kế 51.00 131.00 144.09 8902 615 3.91 140.15 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY Nội dung chính của chương này là đưa ra được các phương án CCĐ cho mạng điện toàn xí nghiệp, tiến hành so sánh kinh tế-kỹ thuật các phương án để chọn được phương án CCĐ tối ưu cho mạng điện cao áp của xí nghiệp. 3.1. Đặt vấn đề Với qui mô và tầm quan trọng của nhà máy thì toàn nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I : đòi hỏi độ tin cậy cấp điện cao nhất, trong suốt quá trình thiết kế cấp điện sẽ chú ý tới đặc điểm này để có sự lựa chọn các phương án một cách thích hợp. Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống.Một phương án cung cấp điện được coi là hợp lý nếu thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau : - Đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật. - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. - Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành. - An toàn cho người và thiết bị . - Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế. - Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện. Ngoài ra còn phải xét đến những yếu tố để vận dụng đúng đắn các yêu cầu cơ bản trên là :đặc điểm của quá trình công nghệ, yêu cầu cung cấp điện của phụ tải, khả năng cung cấp vốn đầu tư và thiết bị, trình độ kỹ thuật của người vận hành… Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bước : - Lựa chọn cấp điện áp - Vạch các phương án cấp điện - Lựa chọn vị trí, số lượng máy, dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại, tiết diện các đường dây cho các phương án . - Tính toán kinh tế kĩ thuật để lựa chọn phương án hợp lý. - Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn. 3.2 Lựa chọn cấp điện áp: Theo chức năng, điện áp của hệ thống cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm 2 loại : - Điện áp để truyền tải điện năng đến xí nghiệp và từ xí nghiệp đến các phân xưởng. - Điện áp cung cấp điện trực tiếp cho các thiết bị sản xuất. Hai loại điện áp này thường khác nhau, được liên lạc thông qua hệ thống máy biến áp và có thể được phân chia thành các cấp điện áp khác nhau ( 2 hoặc 3 cấp): truyền tải, trung gian, phân phối tuỳ thuộc vào quy mô xí nghiệp. Chọn điện áp cho nhà máy là vấn đề hết sức quan trọng. Nếu điện áp vận hành nhỏ thì chi phí đầu tư nhỏ nhưng chi phí vận hành càng lớn do tổn thất công suất và điện năng càng lớn.Vì vậy chọn điện áp vận hành của nhà máy khi thiết kế là một bài toán kinh tế - kỹ thuật: Ta chọn điện áp sao cho hàm chi phí đồng thời: Cvđ = f(Udm; l; P;…) ® Min Do phương pháp này phức tạp, cần nhiều thông tin về phụ tải nên ít sử dụng trong tính toán thiết kế. Để xác định điện áp vận hành của khu công nghiệp ta sử dụng phương pháp thực nghiệm. Điện áp ở đây ta xác định sơ bộ theo công thức STILL: Trong đó : +U : Điện áp truyền tải tính bằng kV + l : Khoảng cách truyền tải (km) +P : Công suất tryền tải tính bằng kW Như vậy cấp điện áp truyền tải về nhà máy là U = = 32.48(kV) Từ kết quả tính toán trên ta chọn cấp điện áp trung áp 35 kV từ hệ thống cấp cho nhà máy. Theo định mức, các thiết bị điện của nhà máy chủ yếu dùng cấp điện áp 380V và thiết bị chiếu sáng sử dụng điện áp cấp 220V. 3.3. Vạch các phương án cấp điện: 3.3.1. Nguyên tắc chung: Các phân xưởng dùng điện trong nhà máy cần phải được phân loại theo mức độ tin cậy cung cấp điện, điều này có một ý nghĩa quan trọng cho việc chọn sơ đồ và phương án CCĐ nhằm đạt được chất lượng điện năng cung cấp theo yêu cầu của các phụ tải. Việc phân loại thông thường đánh giá từ các phụ tải, nhóm phụ tải, phân xưởng và toàn bộ nhà máy được căn cứ vào tính chất công việc, vai trò của chúng trong dây truyền công nghệ chính của nhà máy, vào mức độ thiệt hại kinh tế khi chúng không được cung cấp điện, loại mức độ nguy hiểm có đe doạ đến tai nạn lao động khi ngừng cung cấp điện. 3.3.2.Giới thiệu kiểu sơ đồ cung cấp điện phù hợp với điện áp truyền tải đã chọn ở trên. 6 – 20 kV Hệ thống ~ Trạm 1 Trạm 2 Trạm 4 Hệ thống ~ 35 - 110 kV Trạm 3 a) b) Hệ thống ~ 35 - 220 kV 6 - 20 kV Hệ thống ~ 35 - 220 kV 20 - 35 kV 6 - 20 kV c) d) Những sơ đồ đặc trưng cung cấp điện cho xí nghiệp 1. Kiểu sơ đồ có trạm biến áp trung tâm (H-a): Với loại sơ đồ này thì điện lấy từ hệ thống (điện áp 35 kV) vào trạm biến áp trung tâm đặt ở trọng tâm (hoặc gần trọng tâm) của nhà máy và được biến đổi xuống cấp điện áp nhỏ hơn là 10 kV hoặc 6 kV để tiếp tục đưa đến các trạm biến áp phân xưởng. a. Ưu điểm của sơ đồ: - Có độ tin cậy cấp điện khá cao - Chi phí cho các thiết bị không lớn (giảm vốn đầu tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy cũng như các trạm biến áp phân xưởng) - Vận hành thuận lợi . b. Nhược điểm của sơ đồ: - Số lượng của thiết bị sẽ nhiều do lắp đặt trạm biến áp trung tâm . - Đầu tư xây dựng trạm biến áp trung tâm. - Gia tăng tổn thất trong mạng cao áp của Nhà Máy. ÞLoại sơ đồ này thường được áp dụng trong các trường