Bài tập dài cung cấp điện

̉u đồ phụ tải của toàn nhà máy CHƯƠNG II THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP Với quy mô của nhà máy luyện kim màu như trên thì ta cần đặt một trạm phân phối trung tâm nhận điện từ trạm biến áp trung gian về rồi phân phối cho các biến áp phân xưởng. Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua TPPTT.Nhờ vậy việc quản lý, vận hành mạng cao áp nhà máy sẽ thuận lợi hơn, tổn thất trong mạng giảm, độ tin cậy về cung cấp điện được gia tăng, song vốn đầu tư trong mạng cũng lớn hơn.Trong thực tế đây là phương án thường được sử dụng khi điện áp nguồn không cao (≤35 kV) công suất các phân xưởng tương đối lớn. 2.1 Xác định vị trí trạm phân phối trung tâm: Vị trí tốt nhất để đặt TBATG , TPPTT đó chính là tâm phụ tải. Theo tính toán ở trên ta tìm được tâm phụ tải là điểm M(7,31;3,6). 2.2.Xác định vị trí, số lượng và dung lượng của các trạm biến áp phân xưởng: Các trạm biến áp được lựa chọn dựa trên nguyên tắc sau: - Vị trí đặt trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải; thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành sữa chữa, an toàn và kinh tế. - Số lượng MBA đặt trong các trạm biến áp được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải, điều kiện vận chuyển và lắp đặt,chế độ làm việc của phụ tải. - Trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt 1 MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, nhưng độ tin cậy không cao. Các TBA cung cấp cho hộ loại I và loại II chỉ nên đặt 2 MBA , hộ loại III có thể chỉ đặt 1 MBA. Dung lượng MBA được chọn theo điều kiện : n.khc.SdmB ³ Stt và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA (trong trạm có nhiều hơn 1 MBA) (n-1)khc.kqt.SdmB ³ Sttsc Trong đó: n: là số máy biến áp có trong trạm biến áp khc: là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy biến áp chế tạo ở Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ khc=1 kqt: là hệ số quá tải sự cố, kqt=1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một tải < 0,93. Sttsc: là công suất tính toán sự cố.Khi sự cố một máy biến áp có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA nhờ vậy có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường. Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại 3 nên Sttsc=0,7Stt Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà maý để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt vận hành, sữa chữa, thay thế. Căn cứ vào công suất , vị trí và yêu cầu cung cấp điện của phân xưởng ta lựa chọn 7 trạm biến áp phân xưởng: Trạm B1 cung cấp cho phân xưởng luyện kim Trạm B2 cung cấp điện cho phân xưởng lò martin Trạm B3 cung cấp cho phân xưởng máy cán phôi tấm,ban quản lý phòng thí nghiệm Trạm B4 cung cấp cho phân xưởng cán nóng Trạm B5 cung cấp cho phân xưởng cán nguội,phân xưởng sửa chữa cơ khí Trạm B6 cung cấp cho phân xưởng tôn Trạm B7 cung cấp cho trạm bơm Các trạm đều đặt 2 máy,các máy đều dùng máy sản xuất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh nhiệt độ Trạm B1: SđmBA0,7.Stt1:1,4=0,7.3157,42:1,4=1578,71 KVA Chọn 2 MBA 1800-10/0,4. *Trạm B2 SđmBA0,7.Stt2:1,4=0,7.2358,5:1,4=1179,25KVA Chọn 2 MBA 1800-10/0,4 Tương tự,kết quả chọn MBA 10/0,4 cho từng phân xưởng như sau: STT Tên phân xưởng Stt,KVA Số máy SđmBA,KVA Tên trạm 1 Phân xưởng luyện kim 3157,42 2 1800 B1 2 PX lò Martin 2358,5 2 1800 B2 3 PX máy cán phôi tấm, ban quản lý phòng thí nghiệm 1589,6 2 1000 B3 4 Phân xưởng cán nóng 2113,9 2 1800 B4 5 Phân xưởng cán nguội,phân xưởng sửa chữa cơ khí 2287,14 2 1800 B5 6 Phân xưởng tôn 1778,6 2 1000 B6 7 Trạm bơm 665,92 2 560 B7 2.3.Lựa chọn phương án đi dây. Đường dây từ trạm biến áp khu vực về trung tâm cung cấp (trạm BATG ) của nhà máy sẽ dùng đường dây trên không lộ kép. Nhận thấy rằng giá của các máy biến áp 35/0,4KV rất đắt nên ta loại luôn phương án dùng trạm phân phối trung tâm mà dùng 1 mấy giảm áp 35/10 KV Vì lấy công suất từ nguồn có điện áp 35KV nên khi truyền tải về trạm BATG phải đặt 1 máy giảm áp 35/10 KV cấp cho toàn nhà máy có công suất Sttnm=11144,96 KVA Chọn 2 MBA có công suất : 7500KVA có UN=7,5%; i0=3,5 %,P0=24 ; PN=75 RB=1,5 XB=8,24 Mạng cao áp của các phân xưởng trong nhà máy sử dụng sơ đồ hình tia với. Sơ đồ này có ưu điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, các trạm biến áp của các phân xưởng đểu được cấp điện từ một đường dây riêng nên ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện biện pháp bảo vệ, tự động hoá và dễ vận hành. Để đảm bảo mĩ quan và an toàn các đường dây trong nhà máy đều dùng dây cáp và đặt trong hào cáp xây dựng theo các tuyến giao thông nội bộ. Chọn cáp theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt.Đối với nhà máy luyện kim màu làm việc 3 ca,Tmax =300(10+a)=300(10+8)=5400h Sử dụng lõi cáp đồng,tra bảng tìm được jkt=2,7A/mm2 Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt= Mặt khác do cáp từ trạm biến áp trung gian đến các trạm biến áp phân xưởng đều là lộ kép nên: Imax = Sau khi chọn cáp ta phải kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng : K1.K2.Icp ³Isc Trong đó: K1: Hệ số hiệu chỉnh kể đến môi trường đặt cáp ,ở đây K1=1 K2:Hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặt trong một rãnh .Ở đây ,mỗi rãnh ta đặt 2 cáp cách nhau 300 mm .Có K2=0.93 Do khoảng cách từ trạm biến áp trung gian đến các trạm biến áp phân xưởng là ngắn nên có thể bỏ qua tổn thất điện áp U của dây cáp. Vì lựa chọn trạm biến áp cố định nên dây cáp cũng không thay đổi trong các phương án căn cứ vào việc đi dây nên ta chia ra 2 phương án lựa chọn: Phương án 1 : Các trạm biến áp được cấp điện trực tiếp từ trạm BATG Phương án 2 : Các trạm xa trạm BATG được cấp liên thông qua các trạm gần trạm BATG Sau đây ta sẽ trình bày về cách lựa chọn phương án : Tất cả những chi tiết giống nhau của hai phương án ta không tính đến, ở đây chỉ khác nhâu về việc chi phí đường dây cao áp cho từng phương án : Phương án 1: các trạm được cấp trực tiếp từ nguồn +Tiến hành tính toán chi tiêt cho từng trạm :Udm=10kv Từ trạm BATG về TBA B1 Ta có : Imax = =91,147 (A) Tiết diện kinh tế của cáp : Fktt ==33,758 (mm2) Tra bảng tiết diện dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện F= 35(mm2) và có Icp= 170 (A). Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp=0.93.170=158,1(A) >Isc=2.Imax=2.91,147=182,294 (A) Vậy ta chọn cáp có tiết diện F=35 (mm2) và có Icp=170 (A) Từ trạm BATG về trạm biến áp B2: Ta có : Imax == 68,084 (A) Tiết diệnkinh tế của cáp: Fkt = = 25,22 (mm2) Tra bảng tiết kiệm dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện = 25 (mm2) và có Icp=140 (A). Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93.Icp=0.93.140=130.2 (A) <Isc=2.Imax=2.68,084=136,168 (A) Vậy cáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên phải tăng tiết diện cáp. Vậy ta chọn cáp có tiết diện F=35 (mm2) và có Icp= 170(A) Từ trạm BATG về trạm biến áp B3: Ta có : Imax == 45,89 (A) Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt= = 16,99 (mm2) Tra bảng tiết kiệm dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện F= 25 (mm2) và có Icp= 140 (A). Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93.Icp=0.93.140=130.2(A) >Ics=2.Imax=2.45,89=91,78(A) Vậy ta chọn cáp có tiết diện F= 25 (mm2) và có Icp= 140 (A) Từ trạm BATG về trạm biến áp B4: Ta có : Imax == 61,02 (A) Tiết kiệm kinh tế của cáp: Fktt = 22,6 (mm2) Tra bảng tiết kiệm dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện= 25(mm2) và có Icp= 140 (A). Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0.93.Icp=0.93.140=130.2 (A) >Ics=2.Imax=2.61,02=122,04 (A) Vậy ta chọn cáp có tiết diện F= 25 (mm2) và có Icp=140 (A) Từ trạm BATG về trạm biến áp B5: Ta có : Imax == 66,02 (A) Tiết kiệm kinh tế của cáp: Fkt= = 24,45 (mm2) Tra bảng tiết kiệm dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện= 25(mm2) và có Icp= 140 (A). Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp=0,93.140=130,2 (A) <Isc=2.Imax=2.66,02=132,04 (A) Vậy cáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên phải tăng tiết diện cáp. Vậy ta chọn cáp có tiết diện F= 35 (mm2) và có Icp=170 (A) Từ trạm BATG về trạm biến áp B6: Ta có : Imax == 51,34 (A) Tiết kiệm kinh tế của cáp: Fkt= = 19 (mm2) Tra bảng tiết kiệm dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện= 25(mm2) và có Icp= 140 (A). Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp=0,93.140=130,2 (A) >Isc=2.Imax=2.51,34=102,68 (A) Vậy ta chọn cáp có tiết diện F= 25 (mm2) và có Icp=140 (A) Từ trạm BATG về trạm biến áp B7: Ta có : Imax == 19,22 (A) Tiết kiệm kinh tế của cáp: Fkt= = 7,2 (mm2) Tra bảng tiết kiệm dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện= 16(mm2) và có Icp= 87 (A). Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp=0,93.87=80,91 (A)>Isc=2.Imax=2.19,22=38,44 (A) Vậy ta chọn cáp có tiết diện F= 25 (mm2) và có Icp=1407A) Từ những phân tích trên có thể đưa ra hai phương án thiết kế mạng cao áp như sau : Chọn cáp hạ áp từ biến áp phân xưởng về các phân xưởng : * Tính toán lựa chọn cho phân xưởng sửa chữa cơ khí: . Phân xưởng sửa chữa cơ khí được xét là hộ tiêu thụ loại III Imax ===237,2A chỉ có một cáp đi trong rãnh nên k2 = 1 Điều kiện chọn cáp Icp ³Imax Tra phụ lục PL4.29( sách hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng) chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện F= 70 mm2 với Icp = 254 A. * Tính toán lựa chọn cho Ban Quản lý và phòng Thí nghiệm: Phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ lọai III nên được cấp từ phía hạ áp của phân xưởng ở cấp 0,4 KV Imax ===70,15A Chỉ có 1 cáp đi trong rãnh nên k2=1, Điều kiện chọn cáp Icp ³Imax Tra phụ lục PL4.29 chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện F=16 mm2 với Icp = 87 A. Ở trên ta đã trình bày chọn đường dây cao áp từ trạm PPTT đến cá trạm của phân xưởng , bảng sau đây cho ta biết rõ về chiều dài đường dây và chi phí đầu tư của từng trạm. Đường cáp F(mm2) l (m) R0 (W) Đơn giá (103đ/m) Thành tiền (103 đ) BATG-B1 2(3*35) 99 0.524 145 28710 BATG-B2 2(3*35) 100 0.524 145 28710 BATG-B3 2(3*25) 45 0,727 125 11250 B3- 9 (4*10) 200 1,83 33,9 13560 BATG-B4 2(3*25) 10 0,727 125 2500 BATG-B5 2(3*25) 202 0,727 125 10100 B5-7 (4*70) 72 0.368 113,1 16286,4 BATG-B6 2(3*25) 90 0,727 125 22500 BATG-B7 2(3*25) 157 1,83 125 39250 Tổng vốn đầu tư cho đường dây K1= 173616400VNĐ Tiếp theo xác định tổn thất công suất tác dụng = .10-6 (KW) dựa vào công thức trên ta có bảng kết quả tính tổn thất công suất tác dụng như sau : Đường cáp F,mm2 L,m R0, R, S,KVA ,kw BATG-B1 2(3*35) 99 0.524 0,026 3175,42 2,62 BATG-B2 2(3*35) 100 0.524 0,0262 2358,5 1,46 BATG-B3 2(3*25) 45 0,727 0,0164 1589,6 0,417 B3- 9 (4*10) 200 1,83 0,366 48,6 0,2435 BATG-B4 2(3*25) 10 0,727 0,0036 2113,9 0,16 BATG-B5 2(3*25) 202 0,727 0,075 2287,14 3,925 B5-7 (4*70) 72 0.368 0,013 164,34 2,195 BATG-B6 2(3*25) 90 0,727 0,0375 1778,6 1,03 BATG-B7 2(3*25) 157 1,83 0,1435 655,92 0,6175 Cộng tổng ta có : 1=12,668 kw Ta có Tmax=4500h, theo công thức kinh nghiệm ta có : =(0,124+Tmax.10-4)2.8760=2886,2h Lấy avh=0,1; atc=0,2 , c=750 đ/kwh Chi phí tính toán hàng năm của phương án 1 là : Z1=(avh+atc).K1+.c. Z1 =(0,1+0,2). 173616400+12,668.750.2886,2=79.506.706đ Phương án 2:Các trạm B2, B7được cấp thông qua trạm B1: Ta phải tính toán lựa chọn cáp từ trạm BATG đến trạm B1. Imax==178,2A Với Jkt=2,7 A/mm2, suy ra Fkt=178,2/2,7=65,99mm2 Chọn cáp có tiết diện 70mm2 có 3 lõi , tra bảng suy ra r0=0,268 Các cáp còn lại chon tương tự như ở phương án 1 . ta có các số liệu ghi trong bảng sau. Đường cáp F(mm2) l (m) R0 (W) Đơn giá (103đ/m) Thành tiền (103 đ) BATG-B1 2(3*70) 99 0,268 208 41184 B1-B2 2(3*35) 90 0.524 145 26100 BATG-B3 2(3*25) 45 0,727 125 11250 B3- 9 (4*10) 200 1,83 33,9 13560 BATG-B4 2(3*25) 10 0,727 125 2500 BATG-B5 2(3*25) 202 0,727 125 10100 B5-7 (4*70) 72 0.368 113,1 16286,4 BATG-B6 2(3*25) 90 0,727 125 22500 B1-B7 2(3*25) 68 1,83 125 17000 Tổng vốn đầu tư cho đường dây K2= 160480400VNĐ Tương tụ như ở phương án 1 , ta vẫn có tổn thất công suất tác dụng = .10-6 (KW) dựa vào công thức trên ta có bảng kết quả tính tổn thất công suất tác dụng như sau : Đường cáp F,mm2 L,m R0, R, S,KVA ,kw BATG-B1 2(3*70) 99 0,268 0,013 6171,84 4,95 B1-B2 2(3*35) 90 0.524 0,0236 2358,5 1,307 BATG-B3 2(3*25) 45 0,727 0,0165 1589,6 0,417 B3- 9 (4*10) 200 1,83 0,183 48,6 0,2435 BATG-B4 2(3*25) 10 0,727 0,0036 2113,9 0,16 BATG-B5 2(3*25) 202 0,727 0,075 2287,14 3,925 B5-7 (4*70) 72 0.368 0,013 164,34 2,195 BATG-B6 2(3*25) 90 0,727 0,0375 1778,6 1,03 B1-B7 2(3*25) 68 1,83 0,062 655,92 0,2665 Cộng tổng ta có : 2=14,495kw Ta có Tmax=4500h, theo công thức kinh nghiệm ta có : =(0,124+Tmax.10-4)2.8760=2886,2h Lấy avh=0,1; atc=0,2 , c=750 đ/kwh Chi phí tính toán hàng năm của phương án 1 là : Z2=(avh+atc).K2+.c. Z2=(0,1+0,2). 160,.480200+14,495.750.2886,2=79.520.662đ Nhận xét : So sánh hai phương án . Phương án Ki,106 đ Y ,106 đ Zi, 106 đ 1 173.616400 36,994762 79.506.706 2 160.480200 43,377333 79.520.662 Vậy ta chọn phương án 1 vì tổng chi phí ít hơn. Tức là chon phương án đi dây trực tiếp từ trạm BATG tới các phân xưởng của nhà máy. 2.4 Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn 2.4.1 Chọn dây dẫn từ hệ thống điện về trạm BATG Đường dây cung cấp từ hệ thống điện đến trạm BATG dài 12 km, sử dụng đường dây trên không AC ,lộ kép Tmax= 4500h nên tra bảng ta được Jkt=2,7 a/mm2 Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn. Ittnm ==92A Tiết diện kinh tế Fkt= 34 mm2 Chọn dây nhôm lõi thép F=35mm2 ,dây lộ kép cách nhau 2m có r0= 0,85 ,x0=0,403 . R= r0/2=0,85.12/2=5,1 X=x0/2=0,043.12/2=2,418 1,70KV DU< DUcp = 5%Uđm= 1,750 KV VËy d©y dÉn ®· chän tháa m·n ®iÒu kiÖn tæn thÊt ®iÖn ¸p cho phÐp 2.4.2.Tính toán ngắn mạch để lựa chọn thiết bị bảo vệ Mục đích tính ngắn mạch là để kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn được chọn khi có ngắn mạch trong hệ thống. Do tính toán để chọn thiết bị không đòi hỏi độ chính xác cao nên có thể dùng những phương pháp gần đúng và ta có giả thiết sau: - cho phép tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn vì không biết cấu trúc của hệ thống. - Mạng cao áp có thể tính hoặc không tính đến điện trở tác dụng . Các hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điện quốc gia , mạng điện tính toán là mạng điện hở , một nguồn cung cấp cho phép ta tính toán ngắn mạch đơn giản trực tiếp trong hệ thống có tên . - Khi lập sơ đồ tính toán ta bỏ qua những phần tử mà dòng ngắn mạch không chạy qua và các phần tử có điện kháng không ảnh hưởng đáng kể như máy cắt dao cách ly , aptomat… - Mạng hạ áp thì điện trở tác dụng có ảnh hưởng đáng kể tới giá trị dòng ngắn mạch , nếu bỏ qua trong tính toán sẽ phải sai số lớn dẫn đến chọn thiết bị không chính xác. 2.4.2.1.Tính toán ngắn mạch phía cao áp : Khi tính toán ngắn mạch phía cao áp ,do không biết cấu trúc cụ thể của mạng lưới điện quốc gia thông qua công suất ngắn mạch phía cao hạ áp của trạm biến áp trung gian và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn .Sơ đồ nguyen lí và sơ đồ thay thế được trình bày trên hình vẽ sau: HTĐ ĐDK MC cáp DCL CC N1 Ni’ Ni N2 - Sơ đồ nguyên lý: BATG Sơ đồ thay thế: N1 N2 HT XHT ZD ZPPTTTTTTTTTTTTTTT ZBAPX ZC Ni Ni’ Để lựa chọn ,kiểm tra dây dẫn và các thiết bị điệ cần tính toán 5 điểm ngắn mạch sau: N1- Điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt và thanh góp . Ni-Điểm ngắn mạch phía cao áp và các trạm biến áp để kiểm tra cáp và các thiết bị cao áp trong trạm . +Điện kháng hệ thống : XHT = SN – Công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung gian .SN= 250 MVA U -Điện áp của nguồn .U=35 kV +Điện trở và điện kháng đường dây : R= X= *Tính ngắn mạch tại thanh góp trạm phân phối trung tâm: R=Rdd = 5,1 X=Xdd +XHT=2,418+4,9=7,32 Ixk = 1,8 IN =1,8. .2,26=5,75A Đường cáp F,mm2 L,m R0, R, X, BATG-B1 2(3*35) 99 0.524 0,026 0,005 BATG-B2 2(3*35) 100 0.524 0,0262 0,0053 BATG-B3 2(3*25) 45 0,727 0,0164 0,002 B3- 9 (4*10) 200 1,83 0,366 BATG-B4 2(3*25) 10 0,727 0,0036 0,0005 BATG-B5 2(3*25) 202 0,727 0,075 0,01 B5-7 (4*70) 72 0.368 0,013 BATG-B6 2(3*25) 90 0,727 0,0375 0,005 BATG-B7 2(3*25) 157 1,83 0,1435 0,0086 Tính toán tương tự như trên cho các điểm ngắn mạch tại các trạm biến áp phân xưởng ,ta có bảng sau: Điểm ngắn mạch IN (kA) Ixk (kA) N1 2,26 5,75 N2 1,2 3,05 NB1 1,19 3,03 NB2 1,19 3,03 NB3 1,195 3,042 NB4 1,195 3,042 NB5 1,193 3,037 NB6 1,194 3,038 NB7 1,192 3,034 2.4.2.2 Chọn và kiểm tra thiết bị a.Lựa chọn và kiểm tra máy cắt ,thanh dẫn của trạm BATG: *Máy cắt loại 8DC11 dược chọn theo các tiêu chuẩn sau: Điện áp định mức : UdmMC ³UdmL Dòng điện định mức ; IdmMC ³ICB Dòng điệncắt dịnh mức : Idmcat ³ IN Dòng ổn định động cho phép: Idm.d ³Ixk Dòng ổn định nhiệt : ICB=1,4Iđm=1,4.7500/(.35)=173,205 A *Chọn máy cắt đường dây trên không 10 kV: chọn máy cắt SF6 , loại 8DB11 do SIEMENS chế tạo có bảng thông số LOẠI Udm(kV) Idm(kA) Idmc(kA) I0(kA) 8DC11 12 1250 63 25 Kiểm tra : IdmMC³Icb Idmc ³IN =2,26kA Idm.d ³Ixk =5,75 KA Máy cắt có dòng định mức Idm > 1250A do đó không cần phải kiểm tra dòng ổn định nhiệt. b.chọn và kiểm tra BU -Máy biến điện áp được chọn theo các tiêu chuẩn sau : Điện áp định mức : Udm ³Udmmang=10 kV Với tiêu chuẩn trên ta chọn loại BU 3 pha 5 trụ do Liên Xô chế tạo loại HTM-10 có các thông số sau: LOẠI UĐM (V) CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC THEO CẤP (VA) SĐM (VA) SƠ CẤP THỨ CẤP 0.5 1 3 HTMK-10 10000 100 120 200 320 1000 c.Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện: -Máy biến dòng điện được chọn theo các tiêu chuẩn sau : Điện áp định mức : Udm ³ Udmmang = 10 kV IđmBI=173,205:1,2=144,3375A Với tiêu chuẩn trên ta chọn loại BI có do liên xô chế tạo có các thông số sau: loại Uđm KV Iđm A Số cuộn dây thứ cấp TH10 10 3-400 2 d. Lựa chọn chống sét van : Chống sét van được chọn theo cấp diện áp Udmm=10 kV Vậy ta chon loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có Udm=10 kV *Chọn thiết bị cho trạm biến áp phân xưởng a/Chọn và kiểm tra dao cách ly cấp 10 kV Điều kiện chọn và kiểm tra : Điện áp định mức , kV : UdmDCL ³Udm.m Dòng điện lâu dài định mức , A : Idm.DCL ³Icb Dòng ổn định động , kA : idm.d ³ixk Dòng ổn định nhiệt , kA :t dm.nh *I2dm.nh ³tqd *I2µ Chọn dao cách ly ngoài trời , lưỡi dao quay trong mặt phẳng nằm ngang loại 3DC do SIEMENS chế tạo có thông số như sau : LOẠI Udm (kV) Idm(A) INT(kA) TNmax(kA) 3DC 12 500 50 80 kiểm tra : UdmDCL ³Udm.m =10 kV Idm.DCL³ Icb = 173,205 A INmax ³ixk =5,75 kA Vậy dao cách ly đã chọn thỏa mãn b.Chọn và kiểm tra cầu chì - cầu chì được chọn là cầu chì có các số liệu sau : Điện áp định mức Uđm.cc ³ Uđm.m = 10 kV. Dòng điện định mức : Iđm.cc ³ Ilvmax Dòng điện cắt định mức Iđm.cắt ³ IN3 Đối với trạm biến áp B1 Uđm.cc ³ Uđm.m = 10 kV Iđm.cc ³ Ilvmax=1,4Iđm=1,4.1800: (.10)=145,49 A Iđm.cắt ³ IN3=1,19 A Vậy chọn cầu chì tự rơi do CHANGE chế tạo,loại C710-222PB có Iđm=200A,IN=10A Tương tự đối với trạm biến áp còn lại,ta có kết quả như bảng sau: Trạm Loại Uđm Iđm IN B1 C710-222PB 15 200 10 B2 C710-222PB 15 200 10 B3 C710-112PB 15 100 10 B4 C710-222PB 15 200 10 B5 C710-222PB 15 200 10 B6 C710-112PB 15 100 10 B7 C710-112PB 15 100 10 c.Lựa chọn và kiểm tra Aptomat ( chỉ dung cho mạng hạ áp) Với 2 MBA ta đặt 2 tủ Aptomat tổng và 2 tủ Aptomat phân nhánh và 1 tủ aptomat phân đoạn . Mỗi tủ aptomat nhánh đặt 2 aptomat . Aptomat được chọn theo dòng làm việc lâu dài : IdmA ³ Ilvmax = Itt UdmA ³ Udm.m =0,4 KV Với aptomat tốngau máy biến áp , để dự trữ có thể chọn theo dòng định mức của MBA Idm A ³ I dm B Aptomat tổng được kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch : Icắt ³IN Các aptomat được chọn trong mạng cho trong bảng sau (tra bảng PL3.4): TBA LOẠI SỐ CỰC Itt (A) UDM(KV) IDM(kA) IN(kA) B1 2*1800kVA M40 3 3637,3 690 4000 75 B2 2*1800kVA M40 3 3637,3 690 4000 75 B3 2*1000kVA M25 3 2020,7 690 2500 55 B4 2*1800kVA M40 3 3637,3 690 4000 75 B5 2*1800kVA M40 3 3637,3 690 4000 75 B6 2*1000kVA M25 3 2020,7 690 2500 55 B7 2*560kVA M12 3 1131,6 690 1250 40 CHƯƠNG III TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY 3.1.Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong nhà máy. Phần lớn hộ công ngiệp trong quá trình làm việc tiêu thụ từ mạng điện cả công suất tác dụng P lần công suất phản kháng(PK) Q .Các nguồn tiêu thụ công suất phản kháng là : động cơ không đồng bộ , máy biến áp , đường dây và các thiết bị khác … Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế vì các XN này tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện năng được sản xuất ra , hệ số công suất cos là một trong các chỉ tiêu để đánh giá XN dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không . nâng cao hệ số công suất cos là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất trong quá trình SX , PP 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 , P 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 máy điện xoay chiều , nó không sinh ra công. Qúa trình trao đổi công suất Q giữa MF và hộ tiêu thụ là một quá trình dao động . mỗi chu kỳ của dòng điện , Q đổi chiều 4 lần , giá trị trung bình của Q trong mỗi chu kỳ của dòng điện bằng không . việc tạo ra công suất phản kháng đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay MF điện . mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ dùng điện không nhất thiết phải lấy từ nguồn . vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây , người ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các máy sinh ra Q để cung cấp trực tiếp cho phụ tải làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng . khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi do đó hệ số công suất cosjtn của mạng được nâng cao Q,P và góc có quan hệ sau: j =arctgP/Q Khi lượng P không đổi , nhờ có bù công suất phản kháng , lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống do đó góc giảm , kết quả là cos tăng lên . Hệ số công suất cosj được nâng cao lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau : + Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. + Giảm được tổn thất điện áp tổng mạng điện . + Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp . + Tăng khả năng phát của các máy phát điện 3.2 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ 1. Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên : Là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như : hợp lý hoá các QT sản xuất , giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ cosφ công suất hợp lý hơn ... nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên rất cosφ lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không phải đặt thêm thiết bị bù . 2. Nâng cao hệ số công suất cosφ bằng biện pháp bù công suất phản kháng : Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu thụ điện để cung cấp công suất PK theo yêu cầu của chúng , nhờ vậy sẽ giảm được lượng CSPK pha truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của chúng . 3.Chọn thiết bị bù : Để bù công suất PK cho các HTCC điện có thể sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ . Ở đây ta lựa chọn các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ có ưu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng, không có phần quay như máy bù đồng bộ nên lắp ráp,vận hành và bảo quản dễ dàng.Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ , vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của các phụ tải trong qáy trình SX mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ vốn đầu tư ngay một lúc . Vị trí đặt các thiết bị bù ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả bù ,các bộ tụ điện bù có thể đặt ở PPTT(TBAPP) , thanh cái cao áp của TBATG , tại các tủ phân phối ,tủ động lực hoặc tại đầu cực các phụ tải lớn . để xác định chính xác vị trí và dùng PA 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 PK của các nhà máy , TB không thậ