Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện

iệm và lò ga SdmB ≥ ; SdmB ≥ → SdmB ≥ kVA SdmB ≥ kVA → Chọn dùng 2 MBA có công suất định mức SdmB = 320A Trạm B3 cấp điện cho phân xưởng 2 SdmB ≥ ; SdmB ≥ → SdmB ≥ kVA SdmB ≥ kVA → Chọn dùng 2 MBA có công suất định mức SdmB = 1600 kVA Trạm B4 cấp điện cho phân xưởng 4 SdmB ≥ ; SdmB ≥ → SdmB ≥ kVA SdmB ≥ kVA → Chọn dùng 2 MBA có công suất định mức SdmB = 630 kVA Trạm B5 cấp điện cho phân xưởng 3 SdmB ≥ ; SdmB ≥ → SdmB ≥ kVA SdmB ≥ kVA → Chọn dùng 2 MBA có công suất định mức SdmB = 1000 kVA Sau khi tính toán ta có bảng số liệu các MBA trong trạm Tên trạm Tên phân xưởng Stt, kVA Số lượng SdmB kVA/máy B1 Phân xưởng 1 Nén ép 2938,3 2 1000 B2 Phân xưởng SCCK Phòng thí nghiệm Lò ga 775,38 2 320 B3 Phân xưởng 2 3534,86 2 1600 B4 Phân xưởng 4 1689,9 2 630 B5 Phân xưởng 3 2399,33 2 1000 IV. PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG ĐIỆN CAO ÁP + Vì nhà máy thuộc hộ loại 1 nên ta sẽ dung đường dây trên không lộ kép dân x điện từ trạm BATT về trạm PPTT (hoặc trạm BATT) của nhà máy. +Để đảm bảo mỹ quan và an toàn, mạng cao áp trong nhà máy từ trạm PPTT ( hoặc trạm BATT ) đến các trạm BAPX dùng cáp ngầm. Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện ta dung cáp lộ kép. + Căn cứ vào vị trí trạm PPTT ( hoặc trạm BATT ) và các trạm BAPX trên mặt bằng, ta đề xuất 4 phương án đi dây mạng cao áp. Trong đó các trạm BAPX có thể được lấy điện trực tiếp từ trạm PPTT ( hoặc trạm BATT ) hoặc các trạm BAPX ở xa có thể lấy điện liên thông qua các trạm ở gần. V. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 1. Phương án 1 2. Phương án 2 VI. CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ, KỸ THUẬT CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN Các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của các phương án phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nó. Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu trong các hộ tiêu thụ, thuận tiện và an toàn trong vận hành. Sau khi lựa chọn sơ bộ một số phương án đi dây cao áp, ta phải tiến hành so sánh kinh tế, kỹ thuật giữa các phương án để chọn được phương án tối ưu. Trước hết các phương án được đem ra so sánh kinh tế, kỹ thuật phải thoả mãn các yêu cầu của mạng điện. Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu với các mạng điện là độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng. + Độ tin cậy cung cấp điện : Vì các hộ tiêu thụ hầu hết là các hộ loại 1 nên ta dùng đường dây lộ kép và trạm 2 MBA để cung cấp điện. + Chất lượng điện năng : thể hiện ở tần số dòng điện và đọ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng điện. - Khi thiết kế các mạng điện thường giả thiết rằng hệ thống hoặc cá nguồn cung cấp có đủ công suất để cung cấp cho các phụ tải do đó coi như tần số được duy trì. - Tổn thất điện áp phải nằm trong phạm vi cho phép Các phương án đã thoả mãn các yêu cầu về kỹ thuật phải được so sánh về chỉ tiêu kinh tế để chọn ra được 1 phương án tối ưu. Mục đích tính toán của phần này là so sánh tương đối giữa 4 phương án cấp điện, chỉ cần tính toán so sánh phần khác nhau giữa các phương án. Cả 4 phương án đều có những phần tử giống nhau: đường dây cung cấp từ trạm BATG về nhà máy, 5 trạm BAPX. Vì vậy ta chỉ so sánh kinh tế ký thuật các mạng cao áp. + Để so sánh kinh tế kỹ thuật các phương án, ta dựa vào chi phí tính toán hàng năm của các phương án. Các chi phí vận hành hàng năm của các thiết bị điện gồm có : - Khấu hao về hao mòn các thiết bị của các đường dây, các trạm BA của các phần tử khác trong mạng điện. - Các chi phí về sửa chữa và phục vụ các đường dây, các trạm và của các phần tử khác trong mạng điện. - Chi phí tổn thất điện năng trong mạng điện. Z = ( avh + atc ) .K + C∆A Trong đó : Z : chi phí tính toán toán hàng năm của mạng điện, đ avh : hệ sô vận hành mạng điện theo từng năm, % Với trạm và cáp avh = 0,1 Với đường dây trên không avh = 0,04 K : vốn đầu tư mạng điện, đ K = KDD + Ktram + Knc KDD : vốn đầu tư cho đường dây, đ KDD = ∑ ( a . K0DD . l ) Trong đó: K0DD : suất vốn đầu tư cho đường dây lộ dơn, 103 đ/m l : chiều dài đường dây, m a: số lộ đường dây Ktram : Vốn đầu tư cho các trạm BA, đ Ktram = ( K0trami . n ) K0trami : vốn đầu tư cho một máy BA trạm i, 106 đ/máy m: số trạm n : số máy trong 1 trạm K mc : vốn đầu tư cho máy cắt, đ Kmc = K0mc . i K0nc : vốn đầu tư cho 1 máy cắt, 106 đ/máy i : số máy cắt C∆A : chi phí cho tổn thất điện năng, đ C∆A = C∆ADD + C∆Atram Trong đó C∆ADD : chi phí tổn thất điện năng do đường dây gây ra, đ C∆ADD = c . ∑ ∆ADD c : giá thành 1 kWh, đ/kWh lấy c = 750 đ/kWh ∑∆ADD : tổng tổn thất điện năng trên đường dây, kWh ∑∆ADD = ∑ ( ∆Pmax . τ ) Với τ = ( 0,124 + Tmax . 10-4 )2 . 8760 , h τ : thời gian tổn thất công suất cực đại, h Tmax : thời gian sử dụng công suất cực đại, h Tmax = 5000 h → τ = ( 0,124 +Tmax . 10-4 )2.8760 = 3411 h ∆Pmax : tổn thất công suất tác dụng trên đường dây, kW ∆Pmax = C∆Atram :chi phí tổn thất điện năng do trạm gây ra, đ C∆Atram = c . ∑ ∆Atram ∆Atram = n . ∆P0 . 8760 + ∆Atram : tổn thất điện năng ở trạm n : số máy trong trạm ∆P0 : tổn thất không tải 1 máy, W SdmB : công suất địmh mức 1 máy, kVA Stt : công suất tính toán cả trạm, kVA VII. LỰA CHỌN DÂY DẪN 1. Điều kiện chọn dây dẫn Với nhà máy sử dụng cấp điện áp trung áp 35 kV và 10 kV, do đường dây ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, mặt khác thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax của xí nghiệp lớn nên ta lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế Jkt, A/cm2 Tiết diện dây dẫn được chọn theo Trong đó: Jkt : mật độ kinh tế của dòng điện, A/cm2 Jkt = f ( Tmax , loại dây, vỏ bọc ) Itt : dòng điện chạy trên đường dây trong đó chế độ phụ tải cực đại, A Tiết diện được chọn là tiết diện tiêu chuẩn lớn hơn gần nhất với giá trị Ftt 2. Kiểm tra dây dẫn được chọn Dây dẫn được chọn theo điều kiện Jkt phải được kiểm tra theo các điều kiện: a. Điều kiện về dòng điện cho phép Isc = Icp Trong đó : Isc : dòng điện qua dây dẫn khi có sự cố, A Icp : dòng điện cho phép của dây dẫn ứng với 1 tiết diện dây dẫn nhất định. b. Điều kiện về độ bền cơ Thường dây dẫn được chọn với tiết diện tối thiểu ứng với 1 cấp điện áp nào đó thì đã thoả mãn điều kiện về độ bền cơ nên ta k cần kiểm tra điều kiện này. c. Điều kiện về ổn định nhiệt dòng ngắn mạch Điều kiện này chỉ kiểm tra đối với cáp ( do điện kháng của cáp nhỏ nên dòng ngắn mạch lớn ) F ≥ α . IN . Trong đó : α : hệ số nhiệt ; α = 6 ứng với cáp đồng α = 11 ứng với cáp nhôm IN : dòng ngắn mạch 3 pha IN = I” = Ick , kA tc : thời gian cắt ngắn mạch, tc = 0,5 ÷ 1 s ; thường chọn tc = 0,8s Điều kiện về ổn định nhiệt dòng ngắn mạch có thể được kiểm tra sau khi đã chọn máy cắt 3. Lựa chọn dây dẫn từ trạm BATG về trạm PPTT Với đường dây từ trạm BATG về nhà máy ta sử dụng đường dây trên không, khu kiên hiệp xí nghiệp thuộc hộ loại 1 nên ta dùng dây lộ kép loại dây nhôm lõi thép . Tra cẩm nang ta được thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax của nhà máy là : T max = 5000 h Đường dây từ trạm BATG về nhà máy có chiều dài 12 Km Dây dẫn được chọn theo điều kiện Jkt , tra bảng với Tmax = 5000 h , loại dây nhôm lõi thép được Jkt = 1,1 A/mm2 Dòng điện trên mỗi dây dẫn trong chế độ phụ tải cực đại IttXN = → Fkt = Ta chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 95 mm2 : 2AC – 95 do CADIVI chế tạo + Kiểm tra dây dẫn được chọn - Theo điều kiện dòng sự cố Isc = 2 . IttXN = 2 . 79,33= 158,66 A Tra bảng dây AC – 95 có Icp = 320 A → Isc = 158,66 A < Icp = 320 A thoả mãn - Theo điều kiện về tổn thất điện áp Dây AC – 95 có r0 = 0,33 ( Ω/km ) , x0 = 0,371( Ω/km ) + Trong chế độ bình thường ∆Ubt = Trong đó : PttXN : công suất tác dụng tính toán của nhà máy, kW QttXN : công suất phản kháng tính toán của nhà máy, kVAr l : chiều dài đoạn đường dây, km → ∆Ubt = = V → ∆Ubt = 818,72 V < V thoả mãn + Trong chế độ sự cố Khi sự cố 1 đường dây, đường dây còn lại mang toàn bộ tải nên tổn thất điện áp trên đường dây đó sẽ tăng gấp 2 lần V V → ∆Usc = 1637,45 V < V thoả mãn Vậy dây dẫn chọn là phù hợp. 4. Các đường dây từ trạm PPTT về trạm BAPX Các đường dây từ trạm PPTT ( hoặc BATT ) về các trạm BAPX nằm trong nhà máy nên để đảm bảo mỹ quan và an toàn ta dùng dây cáp. Phụ tải nhà máy hầu hết là loại 1 nên ta dùng cáp lộ kép loại XLPE lõi đồng bọc thép của hãng FURUKAWA Nhật Bản. Vì hệ thống cáp trong nhà máy có chiều dài nhỏ nên không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép khi chọn cáp. Các cáp này sẽ được chọn trong phần sau khi tính toán cho từng phương án. VIII. TÍNH TOÁN CHI TIẾT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 1. Phương án 1 2.1 Chọn cáp cao áp a. Chọn cáp cao áp từ trạm PPTT đến trạm B1 Dòng điện trên mỗi dây cáp trong chế độ phụ tải cực đại Itt = A Với cáp đồng, Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 3,1 A/mm2 → mm2 Chọn cáp XLPE do Nhật chế tạo có tiết diện 50 mm2 ; 2XLPE ( 3 X 50). Vì cáp đã được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo điều kiện Icp b. Chọn cáp cao áp từ trạm PPTT đến trạm B2 Tuyến cáp này cấp điện cho cả 2 trạm B4 và B5 Dòng điện trên mỗi dây cáp trong chế độ phụ tải cực đại Itt = A Với cáp đồng, Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 3,1 A/mm2 → mm2 → Chọn cáp XLPE do Nhật chế tạo có tiết diện 50 mm2 ; 2XLPE ( 3 X 50). Vì cáp đã được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo điều kiện Icp d. Chọn cáp cao áp từ trạm PPTT đến trạm B4 Dòng điện trên mỗi dây cáp trong chế độ phụ tải cực đại Itt = A Với cáp đồng, Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 3,1 A/mm2 → mm2 Chọn cáp XLPE do Nhật chế tạo có tiết diện 50 mm2 ; 2XLPE ( 3 X 50). Vì cáp đã được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo điều kiện Icp e. Chọn cáp cao áp từ trạm PPTT đến trạm B5 Dòng điện trên mỗi dây cáp trong chế độ phụ tải cực đại Itt = A Với cáp đồng, Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 3,1 A/mm2 → mm2 Chọn cáp XLPE do Nhật chế tạo có tiết diện 50 mm2 ; 2XLPE ( 3 X 50). Vì cáp đã được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo điều kiện Icp Bảng thông số các cáp phương án 1 Đường cáp Stt, kVA F, mm l, m r0 , Ω/km x0 , Ω/km Icp , A (250C) PPTT – B1 2938,3 50 120 0,494 0,137 200 PPTT – B2 775,38 50 270 0,494 0,137 200 PPTT – B3 3534,86 50 20 0,494 0,137 200 PPTT – B4-B5 4001 50 140 0,494 0,137 200 PPTT – B5 2399,33 50 400 0,494 0,137 200 2.2/ Vốn đầu tư cho hệ thống cáp cao áp Tra sổ tay ta được thông số, gia thành các loại cáp ta có bảng sau: Bảng tính giá thành các đường dây cáp Đường cáp F mm2 l m Đơn giá, lộ đơn K0DD, 103 đ/m Thành tiền a.K0DD.l, 106 đ PPTT – B1 50 120 280 67,2 PPTT – B2 50 270 280 151,2 PPTT – B3 50 20 280 11,2 PPTT – B4-B5 50 140 280 78,4 PPTT – B5 50 400 280 224 Σ( a.K0DD.l ) 532 KDD = Σ ( a . K0DD . l ) = Σ ( 2 . K0DD . l ) = 532.106 đ 2.3/ Chi phí cho tổn thất điện năng Bảng tính tổn thất điện năng trên đường dây Đường cáp F mm2 l m r0 Ω/km R 1/2.r0, Ω Stt kVA ∆ADD PPTT – B1 50 120 0,494 0,0297 2938,3 713,92 PPTT – B2 50 270 0,494 0,067 775,38 112,15 PPTT – B3 50 20 0,494 0,005 3534,86 173,96 PPTT – B4-B5 50 140 0,494 0,035 1689,9 277,99 PPTT – B5 50 400 0,494 0,0988 2399,33 1583,2 Σ∆ADD 2861,3 Tổn thất điện năng trên đoạn cáp từ trạm PPTT đến trạm B1 ∆APPTT_B1 = ∆Pmax . τ = kWh Tổn tổn thất điện năng trên đường dây: Σ∆ADD = 2861,3 kWh Tổng chi phí cho tổn thất điện năng trên đường dây : C∆ADD = c . Σ∆ADD = 750 . 2961,3=2145989 đ 2.4/ Vốn đầu tư cho trạm PPTT Sơ đồ trạm phân phối trung tâm vẫn dùng hệ thống một thanh góp có phân đoạn, các tuyến đường dây ra vào khỏi thanh góp vẫn dùng máy cắt hợp bộ. Vì phương án 2 có đoạn liên thông PPTT – B4– B5do đó không có tuyến cáp trực tiếp từ PPTT – B5 Do đó số lượng máy cắt trong trạm giảm đi 2 máy ( 1 lộ ) i =4.2 + 2 + 1 = 11máy Chọn dùng các máy cắt hộ bộ của hãng SIMENTS, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì , loại 8DA10, hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tử có dòng định mức 2500A Giá máy cắt hợp bộ Cấp điện áp U, kV 35 K0mc , 106 đ 160 Kpptt = KMC = K0mc . i = 160 . 106 . 11 =1760.106 đ 2.5/ Vốn đầu tư cho các trạm BAPX Tra sổ tay ta được giá thành các trạm BAPX Bảng tính gíá thành các trạm BAPX Trạm Số máy SdmB kVA Giá máy K0trami , 106 đ/máy Vốn đầu tư cả trạm, 106 đ B1 2 1000 125 250 B2 2 320 40 80 B3 2 1600 204,6 409,2 B4 2 630 78,5 157 B5 2 1000 125 250 Σ ( K0tram . 2 ) 1146,2 Ktram = đ 2.6/ Chi phí cho tổn thất điện năng trong các trạm BAPX Tra sổ tay ta được thông số các trạm BAPX Bảng tổn thất điện năng ở các trạm BAPX Trạm Stt kVA Số máy n SdmB kVA ∆P0 W ∆PN W ∆A kWh B1 2938,3 2 1000 1680 10000 176679,7 B2 775,38 2 320 790 3880 52692,7 B3 3534,86 2 1600 2400 16000 175239,4 B4 1689,9 2 630 1250 6210 98105,13 B5 2399,33 2 1000 1680 10000 127615,5 Σ∆Atram 630332,4 Tổn thất điện năng trong trạm B1 ∆AB1 = n . ∆P0 . 8760 . + = .[ 2 . 1680. 8760 + ] = 176679,7 kWh Sau khi tính toán tương tự ta có kết quả như bảng trên Vậy tổn thất điện năng trong các trạm BAPX Σ∆Atram = 630332,4 kWh Tổn chi phí cho tổn thất điện năng trong các trạm BAPX C∆Atram = c . Σ∆Atram = 750 . 630332,4= 472749300 đ 2.7/Chi phí tính toán hàng năm của phương án 1 Z = ( avh + atc ) . K + C∆A = ( avh + atc ) . ( KMC + KDD + Ktram ) + C∆ADD + C∆Atram = ( 0,1 + 0,2 ) . ( 1760 + 532+1146,2).106 +( 2145989 + 472749300 ) = 1506355289 đ 2/ Phương án 2 2.1/ Chọn các đường dây cáp từ trạm BATT về các trạm BAPX a/ Chọn cáp cao áp từ trạm BATT đến trạm B2, B1, B3 Đoạn cáp này được chọn hoàn toàn như phương án 1 → chọn cáp XLPE có tiết diện 50 mm2 :2XLPE ( 3 x 50 ) b/ Chọn cáp cao áp từ trạm B4 đến trạm B5 Tuyến cáp này cấp điện cho cả 2 trạm B4 và B5 Dòng điện trên mỗi dây cáp trong chế độ phụ tải cực đại Itt = = A Với cáp đồng, Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 3,1 A/mm2 → mm2 → Chọn cáp XLPE do Nhật chế tạo có tiết diện 50 mm2; 2XLPE ( 3 X 50). Vì cáp đã được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo điều kiện Icp Bảng thông số các cáp phương án 2 Đường cáp Stt, kVA F, mm l, m r0 , Ω/km x0 , Ω/km Icp , A B5 – B4 4001 50 140 0,494 0,137 200 BATT – B1 2938,3 50 120 0,494 0,137 200 BATT – B2 775,38 50 270 0,494 0,137 200 BATT – B3 3534,86 50 20 0,494 0,137 200 BATT – B5 2399,33 50 400 0,494 0,137 200 2.2/ Vốn đầu tư cho hệ thống cáp cao áp Tra sổ tay ta được thông số, gia thành các loại cáp ta có bảng sau: Bảng tính giá thành các đường dây cáp Đường cáp F mm2 l m Đơn giá, lộ đơn K0DD, 103 đ/m Thành tiền a.K0DD.l, 106 đ B5 – B4 50 140 280 78,4 BATT – B1 50 120 280 67,2 BATT – B2 50 270 280 151,2 BATT – B3 50 20 280 11,2 BATT – B5 50 400 280 224 Σ( a.K0DD.l ) 532 KDD = Σ ( a . K0DD . l ) = Σ ( 2 . K0DD . l ) = 532. 106 đ 2.3/ Chi phí cho tổn thất điện năng Bảng tính tổn thất điện năng trên đường dây Đường cáp F mm2 l m r0 Ω/km R 1/2.r0, Ω Stt kVA ∆ADD B5 – B4 50 140 0,494 0,0345 4001 18838 BATT – B1 50 120 0,494 0,029 2938,3 8540 BATT – B2 50 270 0,494 0,066 775,38 1353,5 BATT – B3 50 20 0,494 0,0049 3534,86 2088,4 BATT – B5 50 400 0,494 0,0988 2399,33 19400 Σ∆ADD 50219,9 Tổn thất điện năng trên đoạn cáp từ trạm B3 đến trạm B1 ∆APPTT_B1 = ∆Pmax . τ = kWh → Tổn tổn thất điện năng trên đường dây: Σ∆ADD = 50219,9 kWh Tổng chi phí cho tổn thất điện năng trên đường dây : C∆ADD = c . Σ∆ADD = 750 . 50219,9 = 37664,9 đ 2.4/ Vốn đầu tư cho máy cắt Sơ đồ trạm BATT vẫn dùng hệ thống một thanh góp có phân đoạn, các tuyến đường dây ra vào khỏi thanh góp vẫn dùng máy cắt hợp bộ. Vì phương án 2 có đoạn liên thông BATT – B1 – B3 do đó không có tuyến cáp trực tiếp từ BATT – B1. Do đó số lượng máy cắt trong trạm giảm đi 2 máy ( 1 lộ ) Số máy cắt hợp bộ phía 10 kV i1 = 4.2 + 2 + 1 = 11 máy Số máy cắt hợp bộ phía 35 kV i2 = 2 máy Chọn dùng các máy cắt hộ bộ của hãng SIMENTS, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì , loại 8DA10, hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tử có dòng định mức 2500A Giá máy cắt hợp bộ Cấp điện áp U, kV 35 10 K0mc , 106 đ 160 120 KMC = ( 160 . 2 + 120 . 11 ) =1640. 106 đ 2.5/ Vốn đầu tư cho các trạm BAPX Tra sổ tay ta được giá thành các trạm BAPX Bảng tính gíá thành các trạm BAPX Trạm Số máy n SdmB kVA Giá máy Kotram,106 đ/máy Vốn đầu tư cả trạm BATT 2 4000 500 1000 B1 2 1000 125 250 B2 2 320 40 80 B3 2 1600 204,6 409,2 B4 2 630 78,5 157 B5 2 1000 125 250 Tổng 2146,2 Ktram = đ 2.6/ Chi phí cho tổn thất điện năng trong các trạm BAPX Tra sổ tay ta được thông số các trạm BAPX Bảng tổn thất điện năng ở các trạm BAPX Trạm Stt kVA Số máy n SdmB kVA ∆P0 W ∆PN W ∆A kWh BATT 9618,95 2 4000 4800 30000 78725 B1 2938,3 2 1000 1680 10000 176679,7 B2 775,38 2 320 790 3880 52692,7 B3 3534,86 2 1600 2400 16000 175239,4 B4 1689,9 2 630 1250 6210 98105,13 B5 2399,33 2 1000 1680 10000 127615,5 Σ∆Atram 193202 Tổn thất điện năng trong trạm B1 ∆AB1 = n . ∆P0 . 8760 . + = .[ 2 . 4800 . 8760 + ] = 379971 kWh Sau khi tính toán tương tự ta có kết quả như bảng trên Vậy tổn thất điện năng trong các trạm BAPX Σ∆Atram = 379971 kWh Tổn chi phí cho tổn thất điện năng trong các trạm BAPX C∆Atram = c . Σ∆Atram = 750 . 379971 = 284978250 đ 7/Chi phí tính toán hàng năm của phương án 2 Z = ( avh + atc ) . K + C∆A = ( avh + atc ) . ( KMC + KDD + Ktram ) + C∆ADD + C∆Atram = ( 0,1 + 0,2 ) . ( 1640 + 532 + 2164,2 ) . 106 + 37664,9 + 284978250 = 1585875915 đ IX/ CHỌN PHƯƠNG ÁN Bảng so sánh kinh tế các phương án Phương án K, 106 , đ C∆A, đ Z , đ 1 3438,2 472749300 1566355289 2 4336,2 284978250 1585875915 Qua bảng so sánh ta quyết định chọn phương án 2 là phương án tối ưu mạng cao áp vì có chi phí tính toán hàng năm nhỏ và tổng chi phí cho tổn thất điện năng trong trạm BAPX nhỏ nhất 1. Chọn các đường dây hạ áp Sau khi tiến hành chọn xong phương án ta sẽ chọn dây hạ áp từ trạm B2 đến phòng thí nghiệm, phân xưởng SCCK và lò ga; B1 đến bộ phận nén ép. + Điều kiện chọn cáp Vì các đoạn cáp này là cáp hạ áp nên cần được chọn theo Icp k1. k2 . Icp ≥ Itt Trong đó : k 1 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, tra cẩm nang k2 : hệ số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp đặt chung 1 rãnh, tra sổ tay Icp : dòng điện cho phép lâu dài của dây dẫn, A + Điều kiện kiểm tra cáp Cáp đã chọn được kiểm tra theo điều kiện về ổn định nhiệt và kết hộ thiết bị bảo vệ. Vì ở đây ta chưa tiến hành chọn thiết bị bảo vệ cho cáp và chưa tính được dòng ngắn mạch ngay sau cáp nên việc chon cáp ở đây chỉ là chọn sơ bộ không cần kiểm tra điều kiện. + Tiến hành chọn cáp Chọn cáp từ trạm B2 đến lò ga, phân xưởng SCCK có Sttpx = 168,9 kVA. Stttn = 243,64 kVA k1 . k2 . Icp ≥ Itt Vì cáp được chôn sâu dưới đất nên không chịu tác động của môi trường nên k1 = 1, lò ga là phụ tải loại 3 nên chỉ cung cấp điện từ đường cáp lộ đơn k2 =1, phân xưởng SCCK là phụ tải loại 1 nên được cấp điện từ đường cáp lộ kép k2 = 2. Icp1 ≥ Itt = Icp1 ≥ Itt /k2= Vậy ta chon cáp đồng hạ áp cách điện PVC do LENS chế tạo có 3 lõi + trung tính loại PVC ( 3 x 150 ) và loại ( 3 x 50 ) có thông số F , mm2 r0 , Ω/km x0 , Ω/km Icp , A 50 0,478 0,387 206 150 0,124 0,1 387 Tương tự như vậy ta tính và chọn được cáp từ B1 đến bộ phận nén ép Sau khi tính toán ta có bảng sau F , mm2 r0 , Ω/km x0 , Ω/km Icp , A 120 0,189 0,153 343 X/ THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN Sơ đồ phương án 2 Đường dây trên không 2AC – 95 lấy điện từ hệ thống (trạm BATG) cung cấp cho trạm PPTT 35 kV. Từ trạm PPTT ta có đường dây cáp lộ kép 2XLPE ( 3x50) đi tới các trạm BAPX 10/0,4 kV. Từ các trạm BAPX điện áp được hạ xuống cấp 0,4 kV cung cấp cho từng phân xưởng nhà máy 1/ Sơ đồ trạm biến áp trung tâm Như phần trên ta đã chọn được sơ đồ trạm BATT là sơ đồ 1 hệ thống thanh góp có phân đoạn. Tại mỗi tuyến đường dây vào ra khỏi thanh góp và liên lạc giữa 2 phân đoạn thanh góp đều dùng máy cắt hợp bộ. Để bảo vệ chống sét chuyền từ đường dây vào trạm đặt chống sét van trên mỗi phân đoạn thanh góp. Đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp 1 MBA đo lường 3 pha 5 trụ có quận tam giác hợp báo chạm đất 1 pha trên cáp 35 kV. BA này được bảo vệ bởi cầu chì. Các tủ hợp bộ đã chọn của hãng SIMENTS, cách điện bằng SF6, không cần bảo chì, loại 8DA10, hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tủ có Idm = 2500 A có các thông số Loại MC Udm, kV Idm các nhánh, A INmax , kA IN , kA1s 8DJ10 24 630 40 16 Sơ đồ nguyên lý trạm BATT Sơ đồ ghép nối trạm BATT Lựa chọn chống sét van Chống sét van được chọn theo cấp điện áp 10 kV UdmCSV ≥ UdmL = 10 kV → chọn chống sét van do hãng Cooper ( Mỹ ) chế tạo có UdmCSV = 10kV loạigía đỡ ngang AZLP501B10 2/ Sơ đồ các trạm BAPX Vì các trạm BAPX ở rất gần trạm BATT nên phía cao áp chỉ cần dùng dao cách ly . Cầu chì dùng để cắt ngắn mạch .Cả dao cách ly và cầu chì đều được đặt trong vỏ tủ tự tạo Chọn dao cách ly do hãng SIMENTS chế tạo có các thông số Uđm , kV Iđm , A INmax , kA Int , kA 12 400 – 2500 40 – 160 16 – 63 Chọn cầu chì do hãng SIMENTS chế tạo có các thông số Loại Uđm , kV Iđm , A IcắtN , kV IcắtNmin,A ∆P , W 3GD11232-4B 12 160 40 875 240 Chọn máy biến dòng Chọn máy biến dòng hình xuyến 4ME16 do SIMENTS chế tạo Sơ dồ nguyên lý các trạm BAPX Sơ đồ đầu nối trong các tram biến áp Phía hạ áp chọn dùng các aptomat của hãng Merlin Gerin đặt trong vỏ tủ tự tạo Vì các trạm BAPX đều có 2 MBA nên tại mỗi trạm ta đặt 5 tủ : 2 tủ aptomat tổng , 1 tủ aptomat phân đoạn và 2 tủ aptomat nhánh Ta giả thiết rằng mỗi tủ aptomat nhánh cấp điện cho 2 lộ đường dây do đó trong mỗi tủ aptomat nhánh có 2 aptomat nhánh Chọn aptomat + Các aptomat tổng sau BAPX và aptomat phân đoạn để dự trữ có thể chọn qua dòng BA trong chế độ quá tải sự cố IdmA ≥ IBsc = Trong đó Uđm : điện áp cuộn hạ của MBA , kV SdmB : công suất định mức MBA, kVA + Cáp aptomat nhánh chọn theo điều kiện IdmA ≥ Ilvmax = * Chọn aptomat cho trạm B1 Aptomat tổng sau BAPX và aptomat phân đoạn IdmA ≥ IBsc = = A → Chọn dùng aptomat NF2500-S có dòng Idm = 2500 A Aptomat nhánh IdmA ≥ Ilvmax = = A → Chọn dùng aptomat NF1250-SS có dòng Idm = 1200A * Tương tự như vậy ta tính và chọn được aptomat tổng và nhánh cho các trạm BA còn lại * Sau khi tính toán ta có bảng sau: Trạm BA Loại Số lượng Udm, V Idm, A IcắtNM, kA B1 NF2500-S NF1250-SS 3 4 690 500 2500 1200 25 7,5 B2 NF1250-SS NF400-SE 3 4 690 500 600 300 25 7,5 B3 NF3200-S NF1600SS 3 4 690 500 2800 1400 25 7,5 B4 NF1600SS NF1250-SS 3 4 690 500 1400 1000 10 7,5 B5 NF2500-S NF1250-SS 3 4 690 500 2500 1000 25 7,5 X/ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH, KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐÃ CHỌN Các hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính ngắn mạch đơn giản Vì không biết cấu trúc của hệ thống điện, ta có thể tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn. Khi đó coi trạm BATG là nguồn Ta có sơ đồ thay thế Để kiểm tra chọn cáp ,máy cắt , aptomat, dao cách ly, cầu chì ta tính dòng Ta cần tính điểm ngắn mạch N0 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt , thanh góp và tính các điểm ngắn mạch Ni tại phía cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp , dao cách li và cầu chì của các trạm Máy cắt đầu nguồn MC1 có dòng cắt định mức là Icdm = 110kA Điện kháng của hệ thống XH = Trong đó Udml : điện áp định mức của lưới , kV SCdm : công suất cắt định mức của máy cắt đầu nguồn ICdm : dòng cắt địng mức của máy cắt, kA UdmMC : điện áp định mức của máy cắt, kV XH : điện kháng của hệ thống, Ω → XH = Ω Bảng thông sô của đường dây trên không và cáp Đường dây Ký hiệu F mm2 l km r0 Ω/km x0 Ω/km R r0.l, Ω X x0.l, Ω BATG – BATT l0 95 12 0,371 0,33 4,452 3,96 B5 – B4 l1 50 0,14 0,927 0,494 0,137 0,069 BATT – B1 l2 50 0,12 1,47 0,494 0,137 0,059 BATT – B2 l3 50 0,27 1,47 0,494 0,137 0,133 BATT – B3 l4 50 0,02 1,47 0,494 0,137 0,0098 BATT – B5 l5 50 0,4 1,47 0,494 0,137 0,1976 1/ Dòng điện ngắn mạch tại N0 Dòng ngắn mạch 3 pha có IN = I”= I∞ = A Dòng ngắn mạch xung kích tại N0 ixkNo = .Kxk . I” = . Kxk . INo = . 1,8 . 1,015= 2,58 kA 2/ Các dòng điện ngắn mạch Ni Dòng điện ngắn mạch N1 tại trạm B1 IN1 = = A - Dòng ngắn mạch xung kích tại N1 ixk = .Kxk . IN1 = . 1,8 . 0,96 = 2.5 A Các dòng ngắn mạch sau tính tương tự như dòng ngắn mạch tại trạm B1 Sau khi tính toán ta được bảng sau Điểm tính ngắn mạch IN, kA Ixk , kA Thanh cái BATT 1,3 3,3 Thanh cái B1 0,96 2,5 Thanh cái B2 1,14 3,55 Thanh cái B3 0,98 3,06 Thanh cái B4 1,1 3,4 CHƯƠNG IV/ THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SCCK I/ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SCCK Sau khi thiết kế xong mạng cao áp của nhà máy ta đi thiết kế mạng hạ áp của phân xưởng SCCK dòng điện dược biến đổi từ điện áp 22kV xuống 0,4kV qua các BAPX được đưa tới các tủ phân phối.Sau biến áp B1 ta sẽ