Đề tài Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

iểu đồ phụ tải trên toàn bộ mặt bằng nhà máy, tâm phụ tải là vị trí thích hợp nhất để đặt các trạm biến áp, trạm biến áp phân phối và tủ động lực, biểu đồ nhà máy có vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo tỷ lệ đã chọn : Si = * ri2 * m suy ra : ri = với : + Si là phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i (kVA) + ri là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i (cm,m) + m là tỷ lệ xích (kVA/mm2) hay (kVA/m2) chọn m = 5 kVA/mm2 mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải, tâm của đường tròn biểu đồ phụ tải trùng với tâm phụ tải phân xưởng, các trạm biến áp được đặt gần sát tâm phụ tải mỗi biểu đồ phụ tải trên vòng tròn được chia làm hai phần hình quạt tương ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng, làm mát , góc chiếu sáng, làm mát được tính theo biểu thức , a = ( 360 . Pcs-lm ) / P∑ phân xưởng tọa độ X tọa độ Y 1 70 105 2 165 94 3 215 105 4 165 70 5 165 123 6 187 23 7 88 30 8 62 160 9 88 160 10 30 56 11 30 43 12 200 155 13 & 14 80 60 15 30 138 Biểu đồ phụ tải Chương II Xác định sơ đồ nối điện của mạng điện nhà máy ● biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải là : (kV) trong đó : P – công suất tính toán của nhà máy(kW) L - khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (km) ta có U= =39,82 (kV) trạm biến áp trung gian có các mức điện áp là 35kV và 22kV, như vậy ta chọn cấp điện áp cung cấp cho nhà máy là 35 kV. ● công suất tòa nhà máy là Snm = 7188,12 kVA, với công suất như vậy nên đặt trạm biến áp trung gian (BATG 35/10) nhận điện 35kV từ hệ thống về , hạ xuống điện áp 10kV rồi phân phối cho các trạm biến áp phân xưởng (BAPX), các TBA phân xưởng đều hạ từ cấp điện áp 10kV xuống 0,4kV để cung cấp cho phân xưởng, MBA phân xưởng ta dự định đặt một số trạm tuỳ theo phụ tải tính toán của các phân xưởng, việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp điện có ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề kinh tế kỹ thuật của hệ thống,một sơ đồ cung cấp điện được gọi là hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật sau : đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện thuận tiện và linh hoạt trong vận hành an toàn cho người và thiết bị dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung tâm : ● vị trí đặt trạm trạm biến áp trung tâm phải thỏa mãn các điều kiện : gần tâm phụ tải, đảm bảo đủ chỗ và thuận tiện cho các tuyến dây, phù hợp với quy hoạch và có thể phát triển, đảm bảo cho vận hành và sửa chữa, tổng tổn thất là nhỏ nhất, và chi phí kinh tế hợp lý, … tọa độ trạm biến áp trung tâm được xác định theo biểu thức : Xb = = = 130,45 Yb = = = 114,68 trong đó : Si - công suất của phân xưởng thứ i Xi, Yi - toạ độ tâm phụ tải của phân xưởng thứ i Đó là vị trí tốt nhất để đặt trạm biến áp trung tâm và tọa độ của trạm là : 0 ( 130,45 ; 114,68 ) *chọn dung lượng máy biến áp dung lượng các máy biến áp được chọn theo điều kiện: n.khc.Sđmb Stt và kiểm tra theo điều kiện sự cố một máy biến áp (với trạm có nhiều hơn 1 MBA): (n - 1).khc.kqt.Sđmb Stt Sc trong đó: n: số máy biến áp đặt trong trạm, khc: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ mụi trường, ta chọn loại MBA chế tạo ở việt nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1, kqt: hệ số quá tải sự cố, kqt = 1,4 nếu MBA vận hành trong chế độ quá tải sự cố không quá 5 ngày đêm,thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6 giờ và trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải kt 0,93 Stt sc: công suất tính toán sự cố, khi sự cố một MBA có thể loại bỏ một số thiết bị không quan trọng để giảm nhẹ sự quá tải MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong chế độ làm việc bình thường, ● nhà máy là hộ loại I nên TBAtg phải đặt hai máy biến áp với công suất được chọn theo điều kiện: n . SđmB ≥ Stt = 8880,67(kVA) Sđm B ≥ = 4440,34 (kVA) chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 5600 (kVA) , MBA 3 pha 2 cuộn dây kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đó chọn theo điều kiện quá tải sự cố với giả thiết các hộ trong nhà máy đều có 25% là phụ tải loại III có thế tạm ngừng cung cấp điện khi cần thiết: ( n – 1 ) . k . SđmB ≥ Stt Sđm b ≥ = 6068,46 (kVA) vậy tại trạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 MBA loại : 10000 kVA – 35/10 kV, do Liên Xô cũ chế tạo. 2.2 Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp trung tâm : Theo dữ kiện bài cho thì khoảng cách từ nguồn đến trung tâm nhà máy là L = 238,7 m, hướng của nhà máy là đông, dây dẫn được chọn là dây nhôm lõi thép , lộ kép , dây đi trên không, loại dây này dẫn điện rất tốt lại đảm bảo được độ bền cơ học, do đó được sử dụng rộng rãi trong thực tế, với thời gian sử dụng công suất cực đại là Tm = 5400h, và dùng loại dây AC cho toàn mạng nên ta tiến hành tra bảng ta có jkt = 1,2 (A/mm2) dòng điện chạy trên dây dẫn : Itt = = = 59,29 (A) tiết diện dây cần thiết : Fd = = =49,41 (mm) ( tra bảng dựa theo tiêu chuẩn chọn dây AC – 35, có Icp = 170A ) kiểm tra điều kiện phát nóng : sự cố nặng nề nhất là khi bị đứt một mạch khi đó dòng điện lớn nhất chạy trên dây dẫn là : Iscmax = 2 .Itt= 2 . 59,29 = 118,58 (A) điều kiện cho phép : Isc max k1 . k2 . Icp = 0,93 . 1 . 170 = 158,1 (A) ta thấy Iscmax = 118,58 < Icp = 158,1 ( thỏa mãn ) dây dẫn đã chọn đạt yêu cầu 2.3 xác định vị trí, số lượng, dung lượng trạm biến áp phân xưởng 2.3.1. xác định vị trí trạm biến áp phân xưởng vị trí các trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu cơ bản sau: - an toàn và liên tục cung cấp điện, - gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi đến, - thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng, - tiết kiệm vốn đầu tư và chi phớ vận hành nhỏ, trong các nhà máy thường sử dụng các kiểu TBA phân xưởng: - các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dựng loại liền kề có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến các công trình khác, - trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ phân xưởng với chi chi phí đầu tư thấp, vận hành và bảo quản thuận lợi nhưng về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc trong phân xưởng là không cao, - các trạm biến áp dựng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần trung tâm phụ tải vì điều đó cho phép đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn chiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất, tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể có thể chọn một trong các loại trạm biến áp đó , để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, đảm bảo mỹ quan công nghiệp ta sẽ sử dụng loại trạm liền kề các phân xưởng, 2.3.2.số lượng trạm biến áp Máy biên áp là một thiết bị cần thiết và quan trọng trong hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, Nhưng máy biến áp là một thiết bị có giá thành cao nên chiếm số lớn trong tổng số vốn đầu tư cho nhà máy.Vì vậy, khi chọn máy biến áp cần phải tìm cách giảm số lượng và công suất của máy biến áp nhưng vẫn đảm bảo làm việc an toàn và cung cấp điện cho yêu cầu của phụ tải điện, Máy biến áp được chọn phải đảm bảo các yêu cầu: + đảm bảo liên lạc giữa nguồn và phụ tải + đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải nhất là các phụ tải quan trọng, + đảm bảo về mặt kinh tế và kỹ thuật, căn cứ vào yêu cầu, vị trí và công suất của các phân xưởng ta đặt 8 trạm biến áp phân xưởng: * trạm B1 cung cấp điện cho phân xưởng đóc và phân xưởng cơ khí số 2, * trạm B2 cung cấp điện cho phân xưởng dập * trạm B3 cung cấp điện cho phân xưởng điện phân và nhà hành chính, * trạm B4 cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí số 1 * trạm B5 cung cấp điện cho phân xưởng ép-rèn, * trạm B6 cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí sửa chữa số 1 và phân xưởng sữa chữa điện *trạm B7 cung cấp điện cho máy nén số 1-2-3-4 *trạm B8 cung cấp điện máy bơm 1-2 và nhà kho, Số lượng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp được chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải, trong mọi trường hợp, trạm biến áp chỉ đặt một máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, nhưng độ tin cậy cung cấp điện là không cao, Vì vậy, các trạm biến áp cung cấp điện cho hộ loại I và loại II ta đặt 2 máy biến áp, hộ loại III ta đặt 1 máy biến áp, *chọn vị trí đặt máy biến áp phân xưởng + trạm B1: XB1 == YB1== tiến hành tính toán tương tự ta xác định được vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng thích hợp với phạm vi nhà máy , ta có bảng sau: trạm biến áp vị trí đặt XBi YBi B1 65 108 B2 140 90 B3 211 135 B4 140 55 B5 140 123 B6 124 27 B7 87 135 B8 67 58 Ø trạm biến áp B1 Cung cÊp ®iÖn cho ph©n x­ëng kÕt cÊu kim lo¹i ®Æt 2 MBA lµm viÖc song song, C«ng suÊt tÝnh to¸n cña tr¹m lµ: Stt = 861,11 kVA 2.S®mB Stt = 861,11(kVA) S®mB = = 430,56 (kVA) Ta chän MBA 500 - 10/0,4 cã S®mB = 500 kVA KiÓm tra l¹i dung l­îng MBA ®· chän theo ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i sù cè: Stt sc lµ c«ng suÊt tÝnh to¸n cña ph©n x­ëng kÕt cÊu kim lo¹i ®· c¾t bít c¸c thiÕt bÞ kh«ng quan träng trong ph©n x­ëng, §iÒu kiÖn: 1,4.S®mB Stt sc = 0,75.Stt S®mB = 430,56 (kVA) M¸y biÕn ¸p ®­îc chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn, VËy tr¹m biÕn ¸p B1 ®Æt hai MBA: 2 x 500 kVA, 2.3.3.Tæn thÊt c«ng suÊt, tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p a, Tæn thÊt c«ng suÊt trong c¸c m¸y biÕn ¸p ph©n x­ëng, Tæn thÊt c«ng suÊt t¸c dông cña tr¹m biÕn ¸p cã hai m¸y biÕn ¸p lµm viÖc song song ®­îc x¸c ®Þnh: (kW) (4,6) tính cho trạm B1 ta được : trạm B1 đặt 2 máy 500 - 10/0,4 kV do hãng ABB chế tạo có các thông số sau: = 1,0 kW và PN = 7,0 kW tổn thất công suất của trạm B1: =12,38(kW) b. Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong c¸c m¸y biÕn ¸p ph©n x­ëng Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong tr¹m cã hai m¸y biÕn ¸p lµm viÖc song song: (kWh) (4,7) Trong ®ã: t = 8760 h - thêi gian vËn hµnh cña m¸y biÕn ¸p, lÊy b»ng mét n¨m, = 3862 h - thêi gian tæn thÊt c«ng suÊt lín nhÊt, Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong tr¹m B1: = 85152,04 (kWh) TT Tên trạm SđmB (kVA) Số máy Stt (kVA) (kW) (kW) kW (kWh) Vb 106đ 1 B1 500 2 861,11 1,0 7,0 12,38 57611,99 187,35 2 B2 630 2 1263,04 1,2 8,2 18,88 63645,19 204,35 3 B3 630 2 1083,85 1,2 8,2 14,54 46867,91 204,35 4 B4 630 2 1047,93 1,2 8,2 13,74 43813,04 204,35 5 B5 500 2 890,34 1,0 7,0 13,09 42861,99 187,35 6 B6 400 2 706,35 0,84 5,75 10,65 34625,11 167,65 7 B7 1000 2 2764,81 1,75 13 53,19 191895,21 254,1 8 B8 160 2 263,24 0,5 2,95 4,99 15420,42 133,25 1542,75 2.4. lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm trung tâm đến các trạm phân xưởng : Để đảm bảo độ an toàn và mỹ quan của xí nghiệp, các tuyến dây sẽ được xây dựng bằng đường cáp ngầm, đặt trong hào cáp xây dọc theo các tuyến giao thông nội bộ, so sánh các phương án nối dây sau : a, phương án 1 : ( dùng sơ đồ dẫn sâu ) Từ trạm biến áp trung tâm kéo dây trực tiếp đến các trạm phân xưởng theo sơ đồ hình tia , Ưu điểm :có tổng chiều dài hình học nhỏ nhất , giảm được vốn đầu tư xây dựng, giảm tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải, Nhược điểm : không thuận tiện cho thi công, vận hành và phát triển mạng điện, độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng rất đắt và yêu cầu trình độ vận hành cao, nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải lớn và tập trung nên nó không có tính khả thi, ta không xét đến phương án này, b, Ph­¬ng ¸n 2 : Cũng tiến hành kéo dây trực tiếp từ trạm biến áp trung tâm đến các phân xưởng,nhưng theo đường bẻ vuông góc.Các đường cáp này được xây dựng dọc theo các mép đường và nhà xưởng.Do đó sẽ thuận tiện cho việc thi công,vận hành và phát triển mạng điện.Tuy nhiên chiều dài các tuyến dây sẽ nhiều hơn so với phương án 1. c. Phương án 3: Từ trạm biến áp trung tâm ta xây dựng các đường trục chính,các phân xưởng ở gần trục chính sẽ được cấp điện từ đường trục này thông qua tủ phân phối trung gian.Ta sẽ đặt 2 tủ phân phối tại điểm 1 và 2. Tủ phân phối T1 cung cấp cho 4 TBAPX ,bao gồm: B1,B3,B5,B7. Tủ phân phối T2 cung cấp cho 4 TBAPX còn lại,bao gồm:B2,B4,B6,B8. Tọa độ của các tủ phân phối : T1(120;140), T2(115;60) Các phân xưởng còn lại nếu còn thì lấy điện trực tiếp từ TBATT ,nhưng tuyến đi dây vẫn bẻ gấp vuông góc dọc theo các đường trục của xí nghiệp. Ưu điểm:giảm được số lượng tuyến dây và tổng chiều dài dây. Nhược điểm :tiết diện dây dẫn của đường trục chính sẽ phải lớn hơn do chịu quá tải lớn Ta sẽ tiến hành tính toán so sánh hai phương án 2 và 3 để tìm ra phương án tối ưu nhất 2.4.1 Sơ bộ xác định tiết diện dây dẫn : khi lựa chọn phương án có thể chọn tiết diện dây dẫn theo phương pháp đơn giản nhất theo dòng điện đốt nóng cho phép, nhưng sau khi đã xác định được phương án tối ưu thì tiết diện dây dẫn phải được kiểm tra lại theo hao tổn điện áp cho phép, vì đối với mạng điện hạ áp thì chất lượng điện áp phải được đặt lên hàng đầu, ta tiến hành chọn dây dẫn theo phương pháp hao tổn điện áp cho phép ( lấy giá trị hao tổn điện áp cho phép là ∆ucp = 5% Udm đối với cấp điện áp 220V, ∆Ucp = 11v ), dự định sẽ đặt cáp trong các rãnh, xây dựng ngầm dưới đất, do vậy có thể sơ bộ chọn giá trị điện trở kháng x0 = 0,07 /km , cáp cao áp được chọn theo chỉ tiêu mật độ kinh tế của dòng điện jkt, đối với nhà máy làm việc 2 ca, thời gian sử dụng công suấtlớn nhất là : Tmax = 5400h, ta dùng cáp lõi đồng , tra bảng ta tìm được jkt = 2,7 A/mm2 ● chiều dài các tuyến dây cao áp từ trạm biến áp trung tâm đến các trạm phân xưởng theo đường bẻ góc được xác định theo biểu thức : L0 – Bi = ● dòng điện chạy qua dây dẫn : ITT = ( A ) ● tiết diện dây : FD = (mm2) dựa vào trị số Fd tính được , tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất. ● KiÓm tra tiÕt diÖn c¸p ®· chän theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng : ISCMax ITT . khc = ITT . k1 . k2 với : Iscmax : dòng điện xảy ra khi sự cố đứt 1 cáp, Iscmaxx = 2Itt k1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k1 =1, k2 : hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, các rãnh đều đặt 2 cáp, khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm. Tra tìm được k2 = 0,93 ● hao tổn điện áp thực tế : U = . L (V) ● các phương án được so sánh theo chỉ tiêu chi phí qui đổi : Z = p . V + C = p . V + ∆A . c∆ Coi thời gian thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn là 8 năm, hệ số khấu hao đường cáp là 6%, tức là kkh = 0,06 khi đó thì p = 1/8 + 0,06 = 0,185, giá thành tổn thất điện năng c∆ = 1000 đ/kwh, ● tổn thất công suất tác dụng trên đường dây : ∆p = . r0 . L (kW) thời gian hao tổn cực đại : Tmax = 5400 h = ( 0,124 + Tmax .10). 8760 = (0,124 + 5105 . 10).8760 = 3862,25 ( h ) ● tổn thất điện năng trên đường dây : ∆A = ∆P. (kwh) C = ∆A .c∆ ( đ ) ● vốn đầu tư : V = V0 .L ( đ ) *tính toán phương án 2 a) chọn cáp từ TBATT đến TBAPX ► trạm B1: +) ChiÒu dµi : S¬ ®å nèi d©y cña m¹ng ®iÖn nh­ h×nh vÏ, ChiÒu dµi ®­êng d©y tõ tr¹m biÕn ¸p trung t©m theo ®­êng bÎ gãc ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: L0 – B1 = = = = 72,33 ( m ) +) dòng điện : ITT = =24,86 ( A ) +) tiết diện dây : FD = = = 9,2 ( mm2 ) Tra b¶ng ta chän FTC = 16 mm2, c¸p ®ång vÆn xo¾n 3 lâi 10 kV c¸ch ®iÖn XLPE, ®ai thÐp, vá PVC do h·ng FURUKAWA (NhËt ) chÕ t¹o, dßng ®iÖn cho phÐp d­íi ®Êt ë 250C lµ: Icp = 105 A, +) kiểm tra điêu kiện phát nóng : Iscmax = 2. ITT= 2,24.86 = 49,72(A) §iÒu kiÖn cho phÐp : ISC Max K1 . K2 . ICP = 0,93 . 1 . 105 = 97,65 (A) Ta thấy ISCMax = 49,72 < 97,65 ( Thỏa mãn ) dây dẫn được chọn đạt yêu cầu +) Tæn thÊt c«ng suÊt : R = . r0 . L = .1,15 .72,33. 10-3 = 0,042(Ω), X=.x0.L=.0,17.72,33.10-3=0,006 ΔPB1 = .r0.L .10-6 = .0,042.10-3 = 0,31 (kW) +) Tổn thất điện áp trong chế độ làm việc : U = = 3,04 (V) TM b,Chọn cáp hạ áp +B1-15 LB1-15===65 m ITT = ==71,76 (A) Chọn cáp hạ áp đồng hạ áp 4 lõi , cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (3x35+25) mm2 có Icp =174 A +) KiÓm tra ®k ph¸t nãng : ISCMax = 2 .ITT=2.71,76 = 143,52(A) §iÒu kiÖn cho phÐp : ISC Max K1 . K2 . ICP = 0,93.1,174 =161,82 (A) =>dây dẫn chọn đạt yêu cầu Tính toán tương tự cho các tuyến cáp ta có bảng sau :((số liệu được tra ở pl4.28 [2]) Tuyến cáp Tiết diện L r0 Imax Icp B1 – 15 3x35+25 65x2 0,52 71,76 174 B3-12 3x185+70 31 0,99 429,84 434 B6-6 3x150+70 67x2 0,124 197,05 397 B7-8 3x70+35 50x2 0,268 108,32 254 B8-10 3x35+25 39x2 0,52 41,43 174 Tuyến cáp F (mm2) L (m) r0 () x0 () R () Stt (kVA) (kW) PPTT-B1 3x16 72x2 1,15 0,17 0,042 861,11 0,31 3,04 PPTT-B2 3x16 34x2 1,15 0,17 0,02 1263,04 0,32 1,96 PPTT-B3 3x16 101x2 1,15 0,17 0,06 1083,85 0,70 5,68 PPTT-B4 3x16 69x2 1,15 0,17 0,04 1047,93 0,44 3,37 PPTT-B5 3x16 18x2 1,15 0,17 0,01 890,34 0,08 0,76 PPTT-B6 3x16 94x2 1,15 0,17 0,05 706,35 0,25 3 PPTT-B7 3x50 64x2 0,39 0,24 0,01 2764,81 0,76 3,5 PPTT-B8 3x16 120x2 1,15 0,17 0,07 263,24 0,05 1,7 2,91 23,01 +) Tính toán kinh tế: Chi phí qui đổi: Z = pV +C = pV +ΔA.cΔ Coi thời gian thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn là 8 năm,hệ số khấu hao đường cáp là 6%,tức kkh=0,06 khi đó p= 1/8+0,06 =0,185;giá thành tổn thất cΔ=1000đồng/kWh Tổn thất điện năng trên đoạn dây được xác định theo biểu thức ΔAB1 = ΔPB1.τ = 0,31.3862 = 1197,22 (kWh), Vốn đầu tư của đường cáp(suất vốn đầu tư V0 tra trong bảng 7.pl [1]): VB1 = V0,LB1 = 138,6 .106.2,72 .10-3 = 19,96 . 106 đ Chi phí qui đổi: Z = 0,185 .19,96 .106 +1197,22 .1000 = 4,89.106 đ/năm §­êng c¸p F (mm2) L (m) r0 () R () Stt V0 V 106đ pV A Z PPTT-B1 3x16 72x2 1,15 0,042 861,11 83,52 12,03 2,23 1197,22 4,89 PPTT-B2 3x16 34x2 1,15 0,02 1263,04 83,52 5,68 1,05 1235,84 2,29 PPTT-B3 3x16 101x2 1,15 0,06 1083,85 83,52 16,87 3,12 2703,4 5,82 PPTT-B4 3x16 69x2 1,15 0,04 1047,93 83,52 11,53 2,13 1699,28 3,83 PPTT-B5 3x16 18x2 1,15 0,01 890,34 83,52 6,01 1,11 308,96 1,42 PPTT-B6 3x16 94x2 1,15 0,05 706,35 83,52 15,70 2,90 965,5 3,87 PPTT-B7 3x50 64x2 0,39 0,01 2764,81 153,6 19,66 3,64 2935,12 6,58 PPTT-B8 3x16 120x2 1,15 0,07 263,24 83,52 20,04 3,71 193,1 3,90 Tæng 107,52 19,89 11238,42 31,14 *Tính toán phương án 3 Chọn cáp từ TBATT đến tủ phân phối : ► TBATT – T1 : Dòng công suất chạy trên đoạn từ TBATT đến tủ phân phối T1 được xác định bằng tổng công suất của 7 phân xưởng: B1( 1&15 ) ; B3( 3&12 ) ; B5( 5 ) ; B7( 8 & 9 ), ● P01 = PB1 + PB3 + PB5 + PB7 = 641,87+882,24+637,38+2024,06=4185,55 (kW) ● Q01 = QB1 + QB3 + QB5 + QB7 = 572,56+623,51+621,64+1880,1=3697,81 (kVAr) ● S01 = SB1 + SB3 + SB5 + SB7 = 861,11 + 1083,85 + 890,34 + 2764,81 = 5600,11 (kVA) +vị trí tủ phân phối T1 XT==116,15 YT==129 +) Chiều dài : L0 – T1 = = = 28,62 ( m ) +) dòng điện ITT = = = 161,66 ( A ) +) tiết diện : FD = = = 59,87 ( mm2 ) ta chọn FTC = 150 mm2 cáp vặn xoắn 3 lõi cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo, dòng điện cho phép ở 200C là : ICP = 365A. +) kiểm tra điều kiện phát nóng: ISCMax = 2.ITT= 2.161,66 = 323,32 (A) Điều kiện cho phép : ISC Max K1 .K2.ICP = 0,93.1.365 =339,45 (A) Ta thấy ISCMax =323,32 < 339,45 dây dẫn đạt yêu cầu có r0 = 0,124 (/km) ; x0 = 0,36 (/km) R=L.ro=.28,62.0,124.10-3=0,0018 Ω X=,L,xo =.28,62.0,36.10-3=0,0052 Ω +) Tổn thất điện áp trong chế độ làm việc : U = = 2,68 (V) TM +) tổn thất công suất ΔP01 = .R.10-3 = .0,0018.10-3 = 0,56 (kW) +) Tính toán kinh tế: Chi phí qui đổi: Z = pV +C = pV +ΔA.cΔ Coi thời gian thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn là 8 năm,hệ số khấu hao đường cáp là 6%,tức kkh=0,06 khi đó p= 1/8+0,06 =0,185;giá thành tổn thất cΔ=1000đồng/kWh Tổn thất điện năng trên đoạn dây được xác định theo biểu thức ΔA01 = ΔP01 ,τ = 0,56 ,3862 = 2162,72 (kWh), Vốn đầu tư của đường cáp(suất vốn đầu tư V0 tra trong bảng): VB1 = V0,L0-T1 = 345,6 .28,62.2.106.10-3 = 19,78.106 đ Chi phí qui đổi: Z = 0,185 .19,78.106 + 2162,72.1000 = 5,82.106 đ/năm ► TBATG – T2 : Tính toán tương tự ta được: +) Chiều dài : L0 – T2 = 52,68 m +) Chọn dây cáp : FTC = 50 mm2 có r0=0,39 Ω/km , x0=0,24Ω/km +) Tổn thất điện áp : U =3,53V +) Tổn thất công suất : ΔPD = 1,11 kW +) Vốn đầu tư: V = 8,09.106 đ +) Chi phi qui đổi : Z = 5,78.106 đ/năm b) Chọn cáp từ tủ phân phối đến TBAPX ► T1 – B1 : +) chiều dài : LT1 – B1 = = 72 ( m ) +) dòng điện ITT = = = 24,86 ( A ) +) tiết diện : FD = = = 9,21 ( mm2 ) Tra bảng ta chọn FTC = 16 mm2, cáp đồng vặn xoắn 3 lõi cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo, dòng điện cho phép ở 200C là : ICP = 105 A +) kiểm tra điều kiện phát nóng : ISCMax = 2,ITT= 2,24,86 = 49,72 (A) Điều kiện cho phép ISC Max K1 . K2 . ICP = 0,93 . 1 .105 = 97,65 (A) Ta thấy : ISCMax = 49,72 < 97,65 ( Thỏa m·n ) dây dẫn được chọn đạt yêu cầu có r0 = 1,15 (/km) ; x0 = 0,17 (/km) R=.1,15.72.10-3=0,04 X=.0,17.72.10-3=0,006 +) Tổn thất điện áp trong chế độ làm việc : U = =2,9 (V) +) Tổn thất công suất : ΔP01 = .R. 10-3 = .0,04.10-3 = 0,31 (kW) +) Tính toán kinh tế: Chi phí qui đổi: Z = pV +C = pV +ΔA,cΔ Coi thời gian thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn là 8 năm,hệ số khấu hao đường cáp là 6%,tức kkh=0,06 khi đó p= 1/8+0,06 =0,185;giá thành tổn thất cΔ=1000đồng/kWh Tổn thất điện năng trên đoạn dây được xác định theo biểu thức ΔA01 = ΔP01 ,τ = 0,3,3862 = 1158,6 (kWh), Vốn đầu tư của đường cáp(suất vốn đầu tư V0 tra trong bảng): VB1 = V0,L0-T1 = 83,52.72 ,2.106 .10-3 = 12,03, 106 đ Chi phí qui đổi: Z = 0,185 .12,03 .106 + 1158,6. 1000 = 3,38.106 đ/năm ► tính toán tương tự ta có bảng tổng kết : Đường cáp FTC mm2 Fch mm2 L m r0 Ω/km x0 Ω/km ΔU V ΔPD kW V0 106 đ/km V 106đ PV 106đ C 106đ Z 106đ/năm TBATG-T1 (3x150) 28,20 28,62 0,39 0,087 2,65 0,56 235,2 13,46 2,49 2,16 4,65 TBATG-T2 (3x50) 16,15 52,68 0,39 0,24 3,88 0,70 138,6 14,69 2,72 2,70 5,42 T1 - B1 (3x16) 5,23 71,99 1,15 0,17 3,01 0,31 138,6 19,96 3,69 1,20 4,89 T1 -B3 (3x16) 11,59 101,01 1,15 0,17 5,66 0,93 83,52 16,87 3,12 3,59 6,71 T1 – B5 (3x16) 9,52 29,90 1,15 0,17 1,25 0,20 83,52 5,01 0,93 0,77 1,70 T1 – B7 (3x35) 29,56 35,10 0,52 0,22 2,57 0,10 124,8 4,37 0,81 0,39 1,2 T2 – B2 (3x16) 13,5 37,25 1,15 0,17 2,10 0,17 83,52 6,18 1,14 0,66 1,8 T2 – B4 (3x16) 11,2 16,55 1,15 0,17 0,80 0,05 83,52 2,84 0,53 0,19 0,72 T2 – B6 (3x16) 7,55 41,75 1,15 0,17 1,43 0,12 83,52 7,02 1,3 0,46 1,76 T2 – B8 (3x16) 2,8 67,75 1,15 0,17 0,95 0,03 83,52 11,36 2,1 0,11 2,21 Σ 24,29 3,17 121,81 18,83 12,23 31,06 Bảng tính toán phương án 3 2.4.2 so sánh kinh tế các phương án Phương án Vốn đầu tư 106VNđ Chi phí hàng năm 106VNđ/năm V pV C Z 2 107,52 19,89 11,24 31,14 3 121,81 18,83 12,23 31,06 Bảng chỉ tiêu kinh tế cơ bản các phương án so sánh Nhận xét : từ kết quả tính toán tổn thất và so sánh kinh tế hai phương án ta thấy tổn thất và chi phí của phương án 2 nhỏ hơn phương án 3 .Do đó ta chọn phương án 2 là phương án tối ưu và tiếp tục tính toán tiếp. Chương III : Tính toán điện 3.1 Xác định hao tổn điện áp lớn nhất : 3.1.1 trên đường dây : Như tính toán ở trên thì hao tổn điện áp lớn nhất của mạng điện được xây dựng là hao tổn trên đoạn TBATT-B7 với : ∆Umax = 5,332 V 3.1.2 Trong máy biến áp : Cả xí nghiệp có tổng cộng 8 TBA phân xưởng và 1 TBATT ,vì TBATT tải công suất lớn nhất nên có hao tổn điện áp lớn nhất : RB = = = = 0,092 ( ) ZB = = = = 0,75 ( ) XB = = = 0,74 ( ) nhưng TBATT gồm 2 MBA nên khi 2 máy biến áp làm việc song song thì : RB = = = 0,046 ( ) và XB = = = 0,37 ( ) ∆UB = = . 10-3 = 0,21 ( V) 3.2 Xác định hao tổn công suất : 3.2.1 Trên đường dây : Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây : ∆P = .r0 . l (kW) Hao tổn công suất phản kháng trên đường dây : ∆Q = .x0 . l (kW) tiến hành tính toán và dựa vào kết quả ở trên ta có bảng sau : tuyến cáp P∑ kW Q∑ kVAr L m Ftc mm2 r0 Ω/km x0 Ω/km P kW Q(kVAr) PPTT-B1 641,87 572,66 72x2 (3x16) 1,15 0,17 0,31 0,09 PPTT-B2 839,38 943,77 34x2 (3x16) 1,15 0,17 0,32 0,09 PPTT-B3 882,24 623,51 101x2 (3x16) 1,15 0,17 0,7 0,2 PPTT-B4 728,38 753,40 69x2 (3x16) 1,15 0,17 0,44 0,12 PPTT-B5 637,38 621,64 18x2 (3x16) 1,15 0,17 0,08 0,024 PPTT-B6 511,39 556,99 94x2 (3x16) 1,15 0,17 0,25 0,09 PPTT-B7 2024,06 1880,1 64x2 (3x50) 0,39 0,24 0,76 1,172 PPTT-B8 222,4 139,66 120x2 (3x16) 1,15 0,17 0,05 0,014 2,91 bảng hao tổn công suất trong toàn mạng 3.2.2 Tổn thất trong máy biến áp : ● tổn thất công suất tác dụng P của TBA có n MBA song song được tính theo công thức : ∆Pb = n. ∆P0 + . ∆Pn .( )2 ● tiến hành tính toán và dựa vào kết quả ở trên ta có bảng sau : trạm Sttmax (kVA) Sđm (kVA) P0 (kW) Pn (kW) PB (kW) TBATG 9141 10000 29 92 96,44 B1 1078 500 1,0 7,0 12,38 B2 1261,53 630 1,2 8,2 18,88 B3 797,636 630 1,2 8,2 14,54 B4 1047,06 630 1,2 8,2 13,74 B5 1171,64 500 1,0 7,0 13,09 B6 755,73 400 0,84 5,75 10,65 B7 2765,1 1000 1,75 13 53,19 B8 264,31 160 0,5 2,95 4,99 237,9 bảng