Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí và nhà máy cơ khí có quy mô 14 phân xưởng

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI

1.1 - VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ 5

1.2 - MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN 7

CHƯƠNG II

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1KTA VÀ TOÀN NHÀ MÁY 1N4

2.1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 9

2.1.1. Phân nhóm phụ tải 9

2.1.2. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán. 12

2.1.3. Tính toán phụ tải từng nhóm. 17

2.1.4. Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí 20

2.1.5. Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí 20

2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY 21

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG

VÀ TOÀN NHÀ MÁY

 

A. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO P.X CƠ KHÍ 23

3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 23

3.2 - CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 24

3.3. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG 25

3.3.1. Chọn dây chảy bảo vệ cho từng máy . 26

3.3.2. Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị. 28

3.3.3 . Chọn dây chảy bảo vệ cho từng nhóm máy 32

3.3.4. Chọn cáp dẫn cung cấp cho từng nhóm máy 33

3.3.5. Chọn tủ phân phối 34

3.3.6. Chọn tủ động lực 34

3.3.7. Chọn aptomat bảo vệ cho các phân xưởng 35

B. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ 35

3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 35

3.2 - CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 36

3.2.1. Chọn sơ đồ cung cấp điện. 36

3.2.2. Chọn dung lượng và số lượng máy biến áp nhà máy 36

3.2.3. So sánh các phương án cấp điện cho Nhà máy 38

3.3 - PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY KỂ CẢ TỔN THẤT CÔNG SUẤT 42

3.3.1. Xác định tổn thất trong máy biến áp 42

3.3.2. Vị trí trạm biến áp nhà máy 43

3.3.3 . Chọn các thiết bị điện trong mạng điện nhà máy 44

A. CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP 44

B. CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP 50

CHƯƠNG IV

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN

4.1. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 56

4.2. KIỂM TRA THIẾT BỊ 66

CHƯƠNG V

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

CHƯƠNG VI

TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY

6.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 84

6.2. XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ. 85

6.3.1.Xác định dung lượng bù 86

6.3.2. Phân bố dung lượng bù cho các thanh cái hạ áp 86

6.3.3. Kiểm tra cos bù của nhà máy sau khi lắp đặt bù 86

 

doc101 trang | Chia sẻ: lethao | Ngày: 09/03/2013 | Lượt xem: 11493 | Lượt tải: 160download
Tóm tắt tài liệu Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí và nhà máy cơ khí có quy mô 14 phân xưởng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
00. Tương tự chọn tủ cho các nhóm khác ta có bảng lựa chọn sau : Bảng 3 -8 : Thông số kỹ thuật của tủ động lực phân xưởng cơ khí Nhóm Loại tủ Ittnh(A) Iđmvào(A) Số lộ ra I CÕ58 – 7/I 68 400 6x100 II CÕ58 – 7/I 76 400 7x100 III CÕ58 – 7/I 50 400 7x100 3.3.7 – Chọn áp tomat bảo vệ cho phân xưởng: Điều kiện chọn : UđmATM ³ Uđmmạng ; IđmATM ³ IđmBA ³ IttPX = 200 (A). Căn cứ vào số liệu tính toán ta chọn aptomat do hãng MERLIN GERIN chế tạo có các số liệu sau : Loại NS250N có số cực là 3, Iđm = 250 (A), Uđm = 690 (V), IN = 8 (KV). B - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ 3.1 – ĐẶT VẤN ĐỀ Mạng điện nhà máy là một phần quan trọng trong toàn bộ công việc cung cấp điện cho nhà máy. Việc thiết kế một mạng điện là hợp lý đảm bảo các chỉ tiêu yêu cầu về kinh tế kỹ thuật là một việc hết sức khó khăn. Mạng điện nhà máy bao gồm 2 phần bên trong và bên ngoài nhà máy. Phần bên trong bao gồm các trạm biến áp phân xưởng và các đường dây cung cấp vào các phân xưởng, phần bên ngoài nhà máy bao gồm đường dây nhận điện từ hệ thống điện dẫn tới nhà máy. Khi thiết kế mạng điện nhà máy cần đảm bảo các yêu cầu sau : 3.1.1 – Về mặt kinh tế : - Vốn đầu tư ban đầu phải nhỏ. - Chi phí vận hành hàng năm là nhỏ nhất. - Tiết kiệm được vật liệu 3.1.2 – Về kỹ thuật - Đảm bảo liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu từng loại hộ phụ tải. - Đảm bảo chất lượng điện năng phù hợp với mức độ quan trọng của các hộ tiêu thụ. - Sơ đồ đi dây phải đơn giản, xử lý nhanh, thao tác không nhầm lẫn. Trong thực tế thì kinh tế và kỹ thuật luôn mâu thuẩn nhau, phương án tốt về mặt kỹ thuật thì vốn đầu tư lại quá cao tuy nhiên chí phí vận hành hàng năm nhỏ. Ngược lại phương án có vốn đầu tư nhỏ thì chi phí vận hành hàng năm lại lớn. Do đó để lựa chọn phương án cung cấp điện ta phải so sánh cả về kinh tế và kỹ thuật của các phương án sao cho vừa đảm bảo về yêu cầu kỹ thuật vừa đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế. 3.2 – CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 3.2.1 - Chọn sơ đồ cung cấp điện: Ở đây nhà máy là hộ phụ tải loại 1 do đó để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện ta phải dùng 2 tuyến đường dây lấy từ 2 nguồn khác nhau với cấp điện áp là 35 KV. Bên trong nhà máy thường dùng 2 loại sơ đồ chình là: sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh, ngoài ra còn có thể kết hợp cả 2 sơ đồ thành sơ đồ hỗn hợp. Chọn sơ đồ đi dây: Sơ đồ hình tia, sơ đồ phân nhánh hay sơ đồ hỗn hợp mỗi loại sơ đồ đều có những ưu nhược điểm của nó và phạm vi sử dụng thuận lợi đối với từng nhà máy. Căn cứ vào yêu cầu CCĐ của nhà máy ta chọn sơ đồ hình tia để cung cấp điện cho nhà máy. Sơ đồ hình tia có độ tin cậy CCĐ cao hơn, bảo vệ rơle làm việc dễ dàng không nhầm lẫn. Sơ đồ hình tia thuận tiện cho việc sửa chữa và dễ phân cấp bảo vệ, mặc dù vốn đầu tư có cao nhưng chi phí vận hành hàng năm lại nhỏ. Xét đặc điểm của nhà máy là phụ tải phân bố không đều và không liền kề hơn nữa trong nhà máy các phân xưởng phân bố không có quy luật nhất định. Phụ tải của nhà máy là phụ tải loại 1 do đó ta chọn sơ đồ hình tia để cung cấp điện cho nhà máy. 3.2.2 - Chọn dung lượng và số lượng máy biến áp cho trạm biến áp nhà máy: Để CCĐ cho các phân xưởng tôi dùng các MBA điện lực đặt ở các trạm biến áp phân xưởng biến đổi điện áp 35 KV của lưới thành cấp điện áp 0,4 KV cung cấp cho phân xưởng. Các trạm BA đặt càng gần trung tâm phụ tải càng tốt để giảm tổn thất điện áp và tổn thất công suất. Trong 1 nhà máy nên chọn càng ít loại MBA càng tốt điều này thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa, thay thế và việc chọn thiết bị cao áp, thuận lợi cho việc mua sắm thiết bị. Số lượng và dung lượng MBA trong trạm phải đảm bảo sao cho vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm là nhỏ nhất đồng thời phù hợp với yêu cầu CCĐ của nhà máy. Dựa vào những yêu cầu cơ bản trên, căn cứ vào sơ đồ mặt bằng nhà máy và phụ tải của các phân xưởng yêu cầu CCĐ với phụ tải tính toán của nhà máy cơ khí số 1N4 : - SttNM = 2979 (KVA) , Nguồn cung cấp có cấp điện áp là 35 KV. - Nhà máy thuộc hộ phụ tải loại I. Sau đây là một số phương án CCĐ. a - Phương án 1: Phương án này dùng 3 MBA có công suất Sđm= 1000 KVA . MBA này do Việt Nam sản xuất có cấp điện áp là 35/ 0,4 KV được đặt làm 1 trạm. b - Phương án 2: Phương án này dùng 4 MBA có công suất Sđm= 750 KVA có cấp điện áp là 35/ 0,4 KV do Việt nam sản xuất được đặt làm 2 trạm, trạm 1 gồm 2 MBA trạm 2 gồm 2 MBA. Phụ tải của từng trạm ghi trong bảng (2-3). Bảng 3 – 10 : Bảng tham số kỹ thuật của MBA do Việt Nam chế tạo chế tạo: Loại Sđm KVA Uđm Tổn thất W hđm % UN% i0 % Giá (đ) Cao Hạ DP0 DPN 1000 35/0,4 1000 35 0,4 5100 15000 98,03 6,5 5,5 150 750 35/0,4 750 35 0,4 4100 11900 97,91 6,5 6,5 115,5 Bảng 3 -11: Bảng các phương án cấp điện cho các Phân xưởng nhà máy Phương án MBA Sđm CCĐ cho các phân xưởng åSttpx I 1 1000 Nhiệt luyện + Cơ điện + Cơ khí 2 + Nhà hành chính + Kho vật tư. 777 2 1000 Mộc mẫu + Đúc gang + Cơ khí 1 + Đúc thép 776 3 1000 Dụng cụ + Lắp ráp + Kiểm nghiệm + Rèn dập + Kho sản phẩm. 696 II 1 2 750 Nhiệt luyện + Kho vật tư + Nhà hành chính + Cơ điện 555 750 Cơ khí 2 + Mộc mẫu + Đúc gang 570 3 4 750 Cơ khí 1 + Đúc thép + Lắp ráp 570 750 Rèn dập + Dụng cụ + Kiểm nghiệm + Kho sản phẩm 554 Qua 2 phương án CCĐ cho nhà máy ở trên có những ưu nhược điểm như sau: - MBA được chọn đều là MBA do Việt nam chế tạo cùng chủng loại sơ đồ, cách đấu dây tương đối đơn giản nên thuận lợi cho việc sửa chữa, vận hành và thay thế. Đảm bảo được yêu cầu về kỹ thuật cung cấp đủ điện cho các hộ phụ tải quan trọng. Để có kết luận chính xác, lựa chọn phương án CCĐ hợp lý nhất ta cần phải so sánh cả 2 phương án này về chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. 3.2.3 – So sánh các phương án a - So sánh về chỉ tiêu kỹ thuật: Phương án 1: Phương án này dùng 3 MBA mỗi máy có Sđm = 1000 (kVA). 35/0,4 kV Đặt làm 1 trạm.Trong điều kiện làm việc bình thường ta cho 3 MBA có công suất Sđm=1000 KVA làm việc độc lập. Hệ số phụ tải của các máy: KPT = MBA 1: . MBA 2: . MBA 3: . Với 3 MBA 1000 KVA ta thiết kế sao cho khi mất 1 máy thì 2 máy còn lại phải làm việc song song và mang đủ tải của các hộ phụ tải loại I. Cụ thể là 2 MBA làm việc quá tải có công suất là: Sqt = 2.1,4Sđm = 2.1,4.1000 = 2800 (KVA). Phụ tải loại I có công suất là: SLI = SPX Cơ khí 1 + SPX cơ khí 2 + SPX Đúc thép + SPX Đúc gang + SPX Mộc mẫu + SPX Nhiệt luyện + SPX Kiểm nghiệm + S Nhà hành chính = 1420 (KVA). Như vậy ở đây ta thiết kế đã đảm bảo yêu cầu về tính liên tục CCĐ cho các hộ phụ tải loại I Sqt > SL1. Trường hợp nếu 1 thanh cái bị hỏng ta có thể dùng ATM liên lạc hoặc dùng 1 thanh cái dự phòng. Trong trường hợp xấu nhất lúc nào cũng phải đảm bảo 2 MBA làm việc song song. Phương án 2: Phương án II ta dùng 4 MBA 750 - 35/ 0,4 KV đặt thành 2 trạm phụ tải của các phân xưởng. Trong điều kiện làm việc bình thường ta cho các MBA trong 1 trạm làm việc song song, 2 máy làm việc độc lập. Trạm 1: MBA 1 + 2: . Trạm 2: MBA 3 + 4: . Nhà máy thuộc hộ phụ tải loại I nên ta phải lấy ít nhất 2 nguồn cung cấp cho nhà máy hoặc có thể dùng 1 nguồn và 1 nguồn dự phòng hoặc dùng máy phát dự phòng. Trong điều kiện làm việc sự cố. Khi sảy ra sự cố 1 nguồn của TBA thì phải có máy cắt liên lạc để đóng thanh cái còn lại vào mạng sao cho thời gian mất điện là ngắn nhất. Trên thanh cái hạ áp của MBA ta thiết kế dùng ATM liên lạc sao cho khi sảy ra sự cố trên 1 thanh cái hạ áp của MBA thì ATM liên lạc phải tác động nhằm đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 1. Khi sảy ra sự cố trên 1 thanh cái cao áp của trạm thì phải đảm bảo lúc nào cũng có 1 MBA làm việc tương tự như trường hợp 1 MBA bị sự cố. Khi đó 1 MBA còn lại với hệ số quá tải 40% phải đảm bảo cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 1 cụ thể là: Sqt = 1,4.Sđm = 1,4.750 = 1050 (KVA) Như vậy đối với trạm 1 lúc này: Sqt = 1050 (KVA) SL1= SPX Nhiệt luyện + SPX Cơ khí 2 + SPX Đúc gang +SNhà hành chính + SPX Mộc mẫu = 906 (KVA). Đối với trạm II: Sqt= 1,4.750 = 1050 (KVA) SL1= SPX Cơ khí 1 + SPX Đúc thép + SKiểm nghiệm = 514 (KVA) Khi sảy ra sự cố 1 MBA trong 1 nhóm máy đang làm việc song song thì cũng tương tự như trường hợp sự cố trên thanh cái cao áp và như vậy là ta thiết kế đã đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và tính liên tục cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại I của nhà máy. Kết luận: Qua phân tích 2 phương án ở trên ta thấy cả 2 phương án đều đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, đã đáp ứng được yêu cầu CCĐ đối với các hộ phụ tải loại I. Để quyết định xem sẽ chọn phương án nào ta phải so sánh cả các chỉ tiêu về kinh tế của 2 phương án trên. b - So sánh về chỉ tiêu kinh tế: Để thuận tiện cho việc tính toán so sánh về kinh tế thì giữa các phương án ta quan tâm đến những yếu tố ảnh hưởng chính đó là: - Vốn đầu tư ban đầu (tiền mua MBA ). - Chi phí vận hành hàng năm. - Tổn thất điện năng trong phạm vi phân xưởng.  Phương án 1: Phương án này dùng 3 MBA 1000-35/ 0,4 do Việt nam chế tạo đặt làm 1 trạm. 3 MBA 1000-35/ 0,4 làm việc độc lập với nhau, phụ tải tương đối đều nhau. Ta có thể áp dụng công thức: DAtrạm = SDABAi DABAi = DP0’t + DPn’.Kpt.t Trong đó: n: Là số MBA. t: Thời gian dòng điện chạy qua MBA hàng năm. T = 8760 h t: Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất. t Î Tmax, CosjNM .Với nhà máy cơ khí 1N4 TMax = 5000 Cosj = 0,65 tra bảng 4-1 (HTCCĐ trang 49 ta có: t = 3750 h. DP’0 = DP0 +Kkt .DQ’0 (KW) (1) DP’n = DPn +Kkt .DQ’n (KW) (2) Với DQ’0 = i0 %. DQ’n = Un %. Trong đó: Kkt là đương lượng kinh tế của công suất phản kháng. Kkt = 0,05 (KW/KVAR) Tổn thất điện năng ở phương án I: t = (0,124 + 5000.10)8760 = 3411 (h) Với trạm có 3 máy biến áp ta áp dụng công thức: DABA = DP0’.t + DPn’.Kpt.t - MBA 1 có: t = 8760 h, Kpt = 0,777 , t = 3750 h ®DP0’ = 5,1 + 0,05. ( KW ) DPn’ = 15 + 0,05. ( KW ) Vì trạm đặt 3 máy biến áp, chế độ vận hành các MBA như nhau và các máy biến áp làm việc độc lập, nên chi phí tính toán hàng năm cho phương án I là: Z1 = 3.K.V + =3.0,273.150000000+3.7,85.8760.750+17,75 ×[].750 = 354274800 (đ/năm). Phương án 2: Trạm đặt 4 MBA cùng loại kiểu 750-35/0,4 Trạm biến áp làm việc 3 ca liên tục trong ngày, thời gian vận hành các MBA là 8760 h/năm. Xác định tương tự như trên ta có tổn thất điện năng ở phương án II: - Trạm I: t = 8760 h, Kpt = 0,75 , t = 3750 h. ®DP0’ = 4,1 + 0,05. = 6,5375( KW ). DPn’ = 11,9 + 0,05. = 14,3375( KW ). Vì trạm đặt 4 MBA cùng loại, làm việc độc lập, chế độ vận hành các máy như nhau nên chi phí tính toán hàng năm cho phương án 2 như sau: Z2=4.K.V+=4.0,273.115500000+4.6,5375.8760.750 +14,3375[] =289041453 (đ/năm) Phương án 2 có số vốn đầu tư nhỏ hơn phương án 1: 354274800 – 289041453 = 65233347 (đ/năm). Từ phân tích trên ta thấy phương án 2 có tính hợp lý cao và tiết kiệm được về tổn thất, chi phí vận hành hàng năm và chi phí quy đổi nhỏ. Vậy ta quyết định chọn phương án cấp điện cho nhà máy cơ khí 1N4 là phương án 2. 3.3 - PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY KỂ CẢ TỔN THẤT CÔNG SUẤT: Để có các số liệu chính xác cho việc tính chọn thiết bị trong mạng điện cho nhà máy ta phải kể đến tổn thất công suất trong các MBA. 3.3.1 - Xác định tổn thất trong các MBA: DP1 = DP0’ + DPn’.Kpt2 = 7 + 14,3375.(0,75)2 = 14,6 (KW). DQ1 = DQ0’ + DQn'.Kpt2 = 48,75 + 48,75.(0,75)2 = 76,17 (KW). DP2 = 6,5375 + 14,3375.(0,76)2 = 14,82 (KW). DQ2 = 48,75 + 48,75.(0,76)2 = 76,9 (KW). DP3 = 6,5375 + 14,3375.(0,76)2 = 14,82 (KW). DQ3 = 48,75 + 48,75.(0,76)2 = 76,9 (KW). DP4 = 6,5375 + 14,3375.(0,74)2 = 14,39 (KW). DQ4 = 48,75 + 48,75.(0,74)2 = 75,44 (KW). ®SDP = DP1 + DP2 + DP3 + DP4 = 58,63 (kW). SDQ = DQ1 + DQ2 + DQ3 + DQ4 = 305,41 (kVAR). Như trên ta đã xác định phụ tải phía hạ áp. Ptt hạ áp = 1742 KW ; Qtt hạ áp = 1415 kVAR. Sau khi kể đến tổn thất trong các MBA ta có: Pttnm = Ptt hạ áp + DP = 1742 + 58,63 = 1800,63 (kW). Qttnm = Qtt hạ áp + DQ = 1415 + 305,41 = 1720,41 (kVAR). Sttnm = (kVA). 3.3.2 – Vị trí đặt trạm biến áp nhà máy. Vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng được chọn theo các tiêu chuẩn sau: - Các trạm biến áp cấp điện cho nhiều phân xưởng thì vị trí của trạm được xác định theo tâm phụ tải sao cho gần tâm phụ tải nhất, như vậy có thể đưa điện áp cao đến các phân xưởng tiêu thụ, rút ngắn mạng phân phối hạ áp, giảm chi phí kim loại dây dẫn, và giảm tổn thất. - Với các trạm biến áp cấp điện cho nhiều phân xưởng ta lên dùng loại trạm biến áp xây dựng độc lập, đặt gần tâm phụ tải. - Tâm phụ tải được tính theo công thức sau:  - Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu: Trong đó: Pi và li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải. - Để xác định toạ độ của tâm phụ tải có thể sử dụng các biểu thức sau: ; ; Trong đó: x0; y0; z0 là toạ độ tâm phụ tải điện. xi; yi; zi là toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một trục toạ độ XYZ tuỳ chọn. Si là công suất của phụ tải thứ i. Trong thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z. Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện. Căn cứ vào bản vẽ mặt bằng nhà máy ta có thể đo ra các toạ độ của các phân xưởng để từ đó tính được các trung tâm phụ tải. Ta tính cho trạm phân phối trung gian (Trung tâm phụ tải của nhà máy). Xác định toạ độ của các trạm biến áp phân xưởng: Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng nhà máy ta có thể đo được các toạ độ X = 72,7 ; Y=50 là toạ độ trung tâm phụ tải ở đây ta đặt trạm phân phối trung gian nhưng do toạ độ này nằm giữa trung tâm nhà máy. Để đảm bảo mỹ quan và tránh ảnh hưởng đến quá trình sản xuất của nhà máy nên ta đặt trạm phân phối trung gian ở vị trí mới như hình vẽ. Để thuận tiện trong việc thi công trạm biến áp cũng như trong quá trình vận hành, bảo dưỡng TBA của nhà máy ta có thể xây dựng hai trạm biến áp cạnh nhau ở tâm của phụ tải vừa xác định. 3.3.3 - Chọn các thiết bị trong mạng điện nhà máy. Việc tính chọn các thiết bị điện nhằm đảm bảo các thiết bị làm việc tin cậy, lâu dài, vận hành an toàn, sửa chữa thuận lợi. Các điều kiện chọn gần giống các điều kiện làm việc ở trong chế độ làm việc dài hạn như Iđm , Uđm .Các điều kiện kiểm tra bao gồm các chế độ làm việc không bình thường như quá tải, ngắn mạch,các điều kiện về ổn định nhiệt, ổn định lực điện động v.v... Dựa vào sơ đồ mạng điện đã được chọn sơ bộ ta chọn các thiết bị trong mạng điện cao áp và hạ áp. A - CHỌN THIẾT BỊ HẠ ÁP: Trong mạng điện hạ của nhà máy, do khoảng cách từ trạm biến áp nhà máy tới các tủ phân phối của phân xưởng là ngắn nên ta chọn tiết diện dây dẫn theo Jkt.  - Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian tới tủ phân phối phân xưởng. Đối với nhà máy cơ khí do làm việc 3 ca, thời gian sử dung công suất lớn nhất là 4500h ,cáp chọn là cáp lõi đồng. Tra bảng ta được Jkt = 2,7 A/mm2. Tiết diện kinh tế của cáp . Cáp từ TBA tới các TPPPX là cáp lộ kép (n =2) nên : . . Căn cứ vào trị số của Fkt tính được ,tra bảng lựa chọn tiết diện dây dẫn chuẩn gần nhất. Kiểm tra tiết diện dây cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng. Khc . Icp ≥ ILV max Trong đó : Khc = K1.K2 hệ số hiệu chỉnh. K1 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy K1=1. K2 Hệ số hiệu chỉnh khi tính tới số đường dây cùng đặt chung trong cung một rãnh, các rãnh đều đặt 2 cáp, khoảng cách giữa các sợi cáp là 100 mm . Tra bảng phụ lục ta có K2 = 0.9. Do khoảng cách từ TBA tới các TPP là ngắn nên ta không kiểm tra theo tổn thất điện áp. Chọn cáp từ TBA tới TPP phân xưởng cơ điện : Dòng điện cực đại qua cáp : Tiết diện kinh tế của cáp : . . Tra bảng phụ lục chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất là 70 mm2 , cáp đồng 3 lõi, cách điện PVC do LENS sản suất với Icp = 246 A. Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : 0,9.Icp = 0.9.246 = 221,4 £ ILV max Do cáp đã chọn không thỏa mãn điều kiện phát nóng nên ta tăng kích thước của cáp lên 120 mm2 có Icp= 346 A.. Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : 0,9.Icp = 0.9.346 = 311,4 ³ ILV max Tính toán tương tự với các phân xưởng khác ta có bẳng chọn cáp cho các phân xưởng của nhà máy như sau : Bảng 3 – 12 : Thông số kỹ thuật của cáp từ TBA tới các phân xưởng Nhóm IttPX Loại cáp Tham số kỹ thuật của cáp S d(mm) Võ R0 W/km ICP A mm2 Lõi min max Cơ điện 247,3 3 G 120 120 12,6 36 42,5 0,153 346 Cơ khí số 1 241 3 G 70 70 10 28,5 34 0,268 246 Cơ khí số 2 337,3 3 G 70 70 10 28,5 34 0,268 246 Rèn, dập 314,5 3 G 120 120 12,6 36 42,5 0,153 346 Đúc thép 408,7 3 G 120 120 12,6 36 42,5 0,153 346 Đúc gang 355,5 3 G 120 120 12,6 36 42,5 0,153 346 Dụng cụ 303 3 G 120 120 12,6 36 42,5 0,153 346 Mộc mẫu 173,2 3 G 50 50 8,4 24,5 29 0,387 192 Lắp ráp 215,7 3 G 50 50 8,4 24,5 29 0,387 192 Nhiệt luyện 354 3 G 120 120 12,6 36 42,5 0,153 346 Kiểm nghiệm 130 3 G 50 50 8,4 24,5 29 0,387 192 Kho 1 (Sản phẩm) 92,6 3 G 50 50 8,4 24,5 29 0,387 192 Kho 2( Vật tư) 85 3 G 50 50 8,4 24,5 29 0,387 192 Nhà hành chính 156,5 3 G 50 50 8,4 24,5 29 0,387 192 ‚ - Chọn thanh cái hạ áp cho MBA: Điều kiện chọn: UđmTC ³ Uđm mạng ; [ I ] ³ K1: Hệ số kể đến môi trường nơi đặt thanh cái, với nhiệt độ môi trường là 30C tra bảng ta có K1 = 0,91. K2: Hệ số điều chỉnh thanh cái ta dùng 1 thanh cái nên K2 = 1. K3: Hệ số kể đến vị trí đặt thanh cái,vì đặt nằm ngang nên K3 = 0,95. ® [ I ] ³ (A). Tra bảng 2-56 CCĐ ta chọn thanh cái bằng đồng có các thông số bảng 2-9: Bảng 2- 13: Thông số kỹ thuật thanh cái hạ áp Kích thước(mm) Tiết diện 1 TC (mm) Khối lượng (kg/km) Dòng cho phép mỗi pha 1 thanh (A) Vật liệu Dài (m) 80x8 640 7120 1900 Đồng 5 ƒ - Chọn sứ đỡ thanh cái hạ áp Điều kiện chọn: Uđm sứ ³ Uđm mạng = 380 V. Tra bảng 5-27 TKCCĐ trang 227 ta chọn sứ có số liệu kỹ thuật như bảng 3-1: Bảng 3-14: Thông số kỹ thuật sứ đỡ thanh cái hạ áp Kiểu Kích thước Uđm (kV) Uph.đ khô Phụ tải phá hoại (kg) Khối lượng (kg) 0F-1-750-OB 00-1-750-08 1 11 750 2,7 Chú thích: F - là sứ. 0 - đỡ. Chữ số thứ nhất là điện áp định mức. Chữ số thứ 2 là phụ tải phá hoại. OB- Đế hình ô van. „ - Chọn ATM liên lạc : Trong 1 trạm nào đó khi bị sự cố 1 MBA thì phụ tải quan trọng của nhà máy được cung cấp điện thông qua ATM liên lạc. Điều kiện chọn: UđmATM ³ Uđm.mạng = 400 V. IđmATM ³ ILV max ILVmax : Dòng làm việc lớn nhất chạy qua ATM liên lạc. Phụ tải quan trọng của trạm I bao gồm phân xưởng đúc gang, đúc thép và phân xưởng kiểm nghiệm. SqtTrI = SPX đúc gang + SPX nhiệt luyện + SNhà hành chính + SPX cơ khí 1 = 728,6 (KVA). Gỉả sử khi 1 MBA bị hỏng thì máy còn lại sẽ mang tải của các phụ tải quan trọng như vậy: (A) Phụ tải quan trọng của trạm II gồm phân xưởng đúc gang và phân xưởng đúc thép. SL1= SPX rèn dập + SPX đúc thép +SPX cơ khí 1 = 634,6 (KVA). Như vậy khi 1 máy bị hỏng thì máy còn lại sẽ CCĐ cho các hộ phụ tải loại 1 thông qua ATM liên lạc. Do 2 phụ tải này lại nằm ở 2 MBA khác nhau nên khi mất 1 MBA thì máy còn lại thông qua ATM liên lạc sẽ CCĐ cho 1 hộ phụ tải quan trọng còn 1 phụ tải sẽ không phải thông qua ATM liên lạc như vậy ta tính cho trường hợp có dòng ILV max lớn hơn. (A). Tra bảng ta chọn được ATM do hãng MERLINGERLIN chế tạo có các thông số sau: Bảng 3- 15: Thông số kỹ thuật của Aptomat liên lạc Loại ATM Số cực Iđm (A) Uđm (V) IN (KA) CM-1600N 3 - 4 1600 690 50 M08 3 - 4 800 690 40 … - Chọn ATM đầu ra của MBA : Điều kiện chọn: UđmATM ³ Uđm.mạng = 400 V. IđmATM ³ ILV max ILVmax : Dòng làm việc lớn nhất chạy qua ATM . Tra bảng ta chọn được áptomat do hãng MERLINGERLIN chế tạo có các thông số sau: Loại ATM Số cực Iđm (A) Uđm (V) IN (KA) CM-1600N 3 - 4 1600 690 50 o- Chọn ATM cho các phân xưởng của nhà máy Điều kiện chọn : UđmATM ³ Uđmmạng ; IđmATM ³ IđmBA ³ IttPX (A). Bảng 3 – 9 : Bảng thông số kỹ thuật của Áp tô mát bảo vệ cho các Phân xưởng của nhà máy cơ khí Tên phân xưởng IttPX (A) Tham số kỹ thuật của Aptomat Loại ATM Iđm (A) Uđm(V) IN(KV) Số cực Số lượng Cơ điện 247,3 NS400N 400 690 10 3-4 01 Cơ khí số 1 241 NS250N 250 690 8 2-3- 4 01 Cơ khí số 2 337,3 NS250N 250 690 8 2-3- 4 01 Rèn, dập 314,5 NS400N 400 690 10 3 - 4 01 Đúc thép 408,7 NS600E 600 500 10 3 – 4 01 Đúc gang 355,5 NS400N 400 690 10 3 – 4 01 Dụng cụ 303 NS400N 400 690 10 3 – 4 01 Mộc mẫu 173,2 NS250N 250 690 8 2-3-4 01 Lắp ráp 218,7 NS250N 250 690 8 2-3-4 01 Nhiệt luyện 354 NS400N 400 690 10 3 – 4 01 Kiểm nghiệm 130 NS250N 250 690 8 2-3-4 01 Kho 1 (Sản phẩm) 92,6 C100E 100 500 7,5 3 01 Kho 2( Vật tư) 85 C100E 100 500 7,5 3 01 Nhà hành chính 156,5 NS250N 250 690 8 2-3-4 01 B - CHỌN THIẾT BỊ CAO ÁP:  - Chọn dây dẫn trên không đưa vào trạm TBA NM: Để nâng cao độ tin cậy CCĐ cho nhà máy thì trạm phân phối trung gian được nhận điện từ 2 nguồn bằng đường dây trên không. Vì dây dẫn cáp đều là những bộ phận truyền tải điện năng vì vậy chúng đều được chọn và kiểm tra giống nhau. Thông thường người ta chọn theo các điều kiện sau: -Độ bền cơ học. -Mật độ dòng kinh tế. -Điều kiện phát nóng. -Điều kiện tổn thất điện áp. Ở đây ta chọn theo điều kiện phát nóng [ I ] ³ ILV max. Khi nhiệt độ khác với môi trường tiêu chuẩn thì dòng điện cho phép được hiệu chỉnh lại. [ I ] ³ K1: Hệ số khác với môi trường tiêu chuẩn K1 = 0,99 ở 30C. K2: Với đường dây trên không K2 = 1. [ I ]: Dòng điện cho phép của dây ở điều kiện tiêu chuẩn. [ I ] ³ (A) ; ILV max = (A). Tra bảng phụ lục 4.34 HTCCĐ ta chọn cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE, võ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo có các thông số sau: Fđm 1 lõi Hình dạng d 1 lõi ICP .r0 IN 1s mm2 Mm A W/km kA 50 Vặn xoắn 8,1 205 0,494 7,15 ‚ - Chọn dao cách ly cho đầu vào thanh cái 35 kV : Điều kiện chọn: UđmCD ³ Uđm mạng = 35 KV. IđmCD ³ ILV max = (A). Tra bảng 2-24 trang 640 CCĐ ta chọn dao cách ly điện áp cao đặt ngoài trời do Liên Xô chế tạo có số liệu kỹ thuật như trong bảng (3-18): Bảng 3- 18: Thông số kỹ thuật dao cách ly Kiểu Iôđ.đ ( KA ) Iô.đn 10 s ( KA ) Số lượng Khối lượng (kg) IXK IXK PLH-3-1/35/600 80 31 12 2 66 ƒ - . Lựa chọn chống sét : Các hệ thống CCĐ khi bị sét đánh sẽ gây ra hiện tượng trong đó nguy hiểm là hiện tượng quá điện áp , khi đó cách điện bị chọc thủng vì vậy cần có các biện pháp để bảo vệ các thiết bị điện các nhà cao tầng... không bị sét đánh trực tiếp. Có 3 kiểu chống sét cơ bản: Chống sét kiểu khe hở. Khi có sét sóng truyền qua đường dây, nó sẽ phóng điện qua khe hở truyền xuống đất. - Ưu điểm: Đơn giản, rẻ tiền. - Nhược điểm: Vì không có bộ phận dập hồ quang nên khi phóng điện dòn điện đi xuống đất, có giá trị lớn làm cho thiết bị rơ le bảo vệ tác động cắt mạch nên chỉ dùng bảo vệ phụ. Chống sét kiểu ống: Gồm 2 khe hở S1 và S2. Khi có sóng sét qua 2 khe hở đều phóng điện dưới tác dụng của hồ quang trong ống sẽ sinh ra khí làm áp suất trong ống có tác dụng dập hồ quang. - Ưu điểm: Giá thành rẻ, làm việc tin cậy khi có dòng sét nhỏ. - Nhược điểm: Khi dòng sét lớn quá thì hồ quang không được dập tắt nhanh chóng vì vậy ảnh hưởng đến thiết bị lân cận. Chống sét van. Kiểu chống sét này khắc phục được nhược điểm của 2 chống sét trên. Nếu chống sét van được dùng để bảo vệ các trạm biến áp chống sét đánh vào trạm. Vì vậy chống van được dùng rộng rãi để bảo vệ các thiết bị điện. Cấu tạo và hoạt động của chống sét van. Cấu tạo: Gồm 2 phần chính. Khe hở phóng điện và điện trở phóng điện. Khe hở phóng điện: được cấo tạo là một chuỗi các loại khe hở để dập hồ quang và giảm nhanh dòng khi đã phóng điện. Điện trở phóng điện được chế tạo bằng vật liệu Vilít, mục đích của điện trở là làm hạn chế dòng kế tục (dòng ngắn mạch trạm đất qua chống sét van) khi có điện áp đặt lên cao thì điện trở giảm rất nhanh. Điều kiện chọn chống sét van. Chống sét van là thiết bị điện trở phi tuyến có nhiệm vụ chống sét truyền từ đường dây không cho truyền vào trạm phân phối và trạm biến áp. Với điện áp định mức của lưới điện, điện trở chống sét có trị rất lớn không cho dòng điện đi qua, khi có quá điện áp khí quyển, điện trở của chống sét van giảm xuống rất bé tháo dòng điện sét xuống đất. Chống sét van được chọn theo cấp điện áp Udmm = 35 kV. Chọn loại chống sét van PBC-35 do Liên Xô chế tạo có Udm = 35 kV. „ - Chọn thanh cái 35 kV: Chọn thanh cái theo mật độ dòng kinh tế. Sử dụng thanh cái bằng đồng theo tài liệu CCĐ với thanh cái bằng đồng thì JKT = 2,25 ; SKT = ILVmax là dòng điện làm việc lớn nhất đó là trường hợp mất điện 1 nguồn và 1 MBA của thanh cái bên kia bị hỏng lúc đó thanh cái phải mang tải là 2 MBA đều làm việc ở chế độ quá tải 40%. Ilvmax = (A) ; SKT = Tra bảng 6-30 CCĐ T2 ta chọn thanh cái có tiết diện tiêu chuẩn là 25 mmcó các số liệu kỹ thuật như ở bảng sau: Mã hiệu S(mm) Icp (A) Số thanh ở 1 pha Chiều dài (m) AC-25 25 170 1 10 … - Chọn sứ đỡ cho thanh cái 35 kV: Sứ có tác dụng vừa làm giá đỡ các bộ phận mang điện vừa làm vật liệu cách điện giữa các bộ phận đó với đất vì vậy sứ phải có đủ độ bền, chịu được lực điện động do dòng ngắn mạch gây ra đồng thời phải chịu được điện áp của mạng kể cả lúc

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí và nhà máy cơ khí có quy mô 14 phân xưởng.doc