Đề tài Tthiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cắt gọt kim loại số 1 và toàn bộ nhà máy cơ khí Vinh

urchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 31 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 yếu tố kỹ thuật khác như đơn giản, thuận tiện cho vận hành, có tính linh hoạt trong sự cố, có biện pháp tự động hóa. Ở đây nhà máy là hộ phụ tải loại 1 do đó để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện ta phải dung 2 tuyến đường dây lấy từ 2 nguồn khác nhau với cấp điện áp là 35kV. Bên trong nhà máy thường dung 2 loại sơ đồ chính là: sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh, ngoài ra còn kết hợp cả 2 sơ đồ thành sơ đồ hỗn hợp. Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của nhà máy ta chọn sơ đồ hình tia để cung cấp điện cho nhà máy. Sơ đồ hình tia có độ tin cậy cao hơn, bảo vệ rơ le làm việc dễ dàng không nhầm lẫn. Sơ đồ hình tia thuận tiện cho việc sửa chữa và dễ dàng 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 theo một trật tự nào cả. 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. 4.2.2 Lựa chọn trạm biến áp cho phân xưởng: Để cung cấp điện cho các phân xưởng dung máy biến áp điện lực đặt ở các trạm biến áp phân xưởng biến đổi điện áp 35kV của lưới điện thành cấp điện áp 0,4kV cung cấp cho phân xưởng. Các trạm biến áp (TBA) phân xưởng được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau : * Vị trí đặt TBA phải thỏa mãn các yêu cầu : - Gần tâm phụ tải - Thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa MBA. - An toàn và kinh tế * Số lượng MBA đặt trong các TBA được lựa chọn dựa trên những yêu cầu sau: - Yêu cầu cung cấp điện cho phụ tải - Điều kiện vận chuyển và lắp đặt - Chế độ làm việc của phụ tải Trong mọi trường hợp, mỗi TBA chỉ đặt một MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành song độ tin cậy cung cấp điện không cao. Các TBA cung cấp cho hộ loại I và II chỉ nên đặt 2 MBA, hộ loại III có thể đặt 1 MBA * Dung lượng các máy biến áp được chọn theo điều kiện: n.khc.SdđB  Stt Trong đó: n- là số máy biến áp trong trạm biến áp Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 32 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 khc là hệ số hiệu chỉnh tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường lắp đặt khác với nhiệt độ do nhà máy chế tạo quy định Stt là công suất tính toán của trạm SdđB là công suất danh định của máy biến áp * Điều kiện kiểm tra: kqtsc.khc.SdđB Sttsc Trong đó : - kqtsc là hệ số quá tải sự cố thường lấy bằng 1,4 khi thõa mãn các điều kiện sau : MBA quá tải không quá 5 ngày đêm, mỗi ngày đêm tổng số giờ quá tải không quá 6h, trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số quá tải kqt 0,93 - Sttsc là công suất tính toán sự cố của TBA, chính là công suất tính toán của TBA sau khi đã loại bỏ những phụ tải không quan trọng đi (phụ tải loại 3,thậm chí là phụ tải loại 2 ). Thông thường Sttsc = ( 0,7  0,8 ). Sttsc ở đây lấy Sttsc = 0,7.Stt . Khi chọn MBA cũng phải hạn chế chủng loại của MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, thay thế, vận hành, sửa chữa và kiểm tra định kỳ. a. Phương án 1: Đặt 2 trạm biến áp phân xưởng Trạm biến áp B1 Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng: Cơ khí số 1, Đúc gang, Mộc mẫu, Đúc thép, Gò hàn, Lắp ráp và Kho thành phẩm . Chọn các máy biến áp: Điều kiện chọn: n.khc.SđmB  Stt = ( 410,36 + 460,97 + 234,3 + 651,15 + 460,97 + 269,07 + 134,53 ) = 2621,35 kVA SđmB = hc tt kn S . = 1.2 35,2621 = 1310,67 kVA Chọn MBA tiêu chuẩn có Sđm = 1600 kVA Trạm biến áp B2: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng: Cắt gọt kim loại, Nhiệt luyện, Lắp ráp số 2, Khu nhà hành chính, Bảo vệ, Cắt gọt kim loại số 1, Cắt gọt kim loại số 2 và Cán thép. Chọn các máy biến áp: Điều kiện chọn: n.khc.SđmB  Stt =(390,51 + 375,36 + 320,15+212,6 + 1,28 + 123,89 + 474,23 + 460,97 ) = 2358,99 kVA Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 33 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 Sđm = hs tt kn S . = 1.2 99,2358 = 1179,49 kVA Chọn MBA tiêu chuẩn có Sđm = 1250 kVA do ABB chế tạo. Tên trạm Tên phân xưởng Stt(kVA) Sđm(kVA) Số máy biến áp B1 Phân xưởng : Cơ khí số 1, Đúc gang, Mộc mẫu, Đúc thép, Gò hàn, Lắp ráp và Kho thành phẩm. 2621,35 1600 2 B2 Phân xưởng : Cắt gọt kim loại, Nhiệt luyện, Lắp ráp số 2, Khu nhà hành chính, Cắt gọt kim loại số 1, Cắt gọt kim loại số 2, Cán thép và Bảo vệ. 2358,99 1250 2 Bảng 4.1 Tổng hợp kết quả đặt các trạm biến áp của phương án 1 b.Phương án 2: Đặt 1 trạm biến áp phân xưởng. Để cung cấp điện cho các phân xưởng của nhà máy. Chọn các máy biến áp: Điều kiện chọn: n.khc.SđmBStt = ( 410,36 + 460,97 + 460,97 + 390,51 + 234,3 + 651,15 + 375,36 + 269,07 + 320,15 +134,5 + 460,97 + 123,89 + 474,23 + 212,6 + 1,28 ) = 4980,31 kVA SđmB = hc tt kn S . = 1.2 31,4980 = 2490,15 kVA Chọn MBA tiêu chuẩn có Sđm = 2500 kVA do ABB chế tạo. Qua 2 phương án cung cấp điện cho nhà máy ở trên thì mỗi phương án có ưu nhược điểm khác nhau. Nhìn chung nó đều có đặc điểm sau: MBA do ABB chế tạo cùng chủng loại sơ đồ, cách đấu dây tương đối đơn giản nên rất thuận tiện cho việc sửa chữa, vận hành thay thế. Đảm bảo được yêu cầu về kỹ thuật. Để có kết luận chính xác, lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý nhất ta cần so sánh cả 2 phương án trên về 2 chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. 4.3 So sánh về chỉ tiêu kỹ thuật: 4.3.1 Phương án 1: Phương án 1 dùng 4 MBA trong đó có: Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 34 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 2 MBA1600- 35/0,4kV 2 MBA1250- 35/0,4kV Đặt thành 2 trạm phụ tải của các phân xưởng được bố trí như trong bảng. Trong điều kiện làm việc bình thường ta có các MBA làm việc song song 2 máy một ta chia đều cho các hộ phụ tải loại 1 ra các nhóm khác nhau, nhóm nào kéo tải của nhóm máy đó. Trạm B1 có: Stt = 2621,35 (kVA) , Sđm = 2.1600 = 3200 (kVA) kpt = 3200 35,2621 = 0,82 Trạm B2 có: Stt = 2358,99 (kVA) , Sđm = 2.1250 = 2500 (kVA) kpt = 2500 99,2358 = 0,94 Khi xảy ra sự cố trên thanh cái cao áp lúc đó trong 2 MBA đang làm việc song song sẽ mất đi 1 máy và máy còn lại mang tải của hộ phụ tải loại 1 với hệ số quá tải là 40%. Đối với trạm B1: Sqt = 1,4.Sđm = 1,4.1600 = 2240 (kVA) Công suất của các phân xưởng thuộc hộ phụ tải loại 1 do trạm B1 cung cấp điện là: SL1= Spx cơ khí số 1+ Spx đúc gang + Spx Đúc thép = 410,36 + 460,97 + 651,15 = 1522,48 kVA Đối với trạm B2: Sqt = 1,4.1250 = 1750 (kVA) Công suất của các phân xưởng thuộc hộ phụ tải loại 1 do trạm B2 cung cấp điện là: SL1 = Spx Khu nhà hành chính + Spx Nhiệt luyện + Spx Cán thép = 212,6 + 375,36 + 460,97 = 1048,93 kVA Khi xảy ra sự số 1 MBA trong 1 nhóm đang làm việc song song thì cũng tương tự như trường hợp sự cố trên thanh cái cao áp và như vậy ta thiết kế đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và tính liên tục cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 1 của nhà máy. 4.3.2 Phương án 2: Phương án 2 dùng 2 MBA trong đó có: 2 MBA2500 – 35/0,4kV Trong điều kiện làm việc bình thường ta có các máy biến áp làm việc song song 2 máy một ta chia đều các hộ phụ tải loại 1 ra các nhóm khác nhau , nhóm nhóm nào kéo tải của nhóm máy đó. Ta có: Stt = 4980,31 (kVA) , Sđm = 2.2500 = 5000 (kVA) kpt = 5000 31,4980 = 0,99 Khi xảy ra sự cố trên thanh cái cao áp lúc đó trong 2 MBA đang làm việc song song sẽ mất đi 1 máy và máy còn lại mang tải của hộ phụ tải loại 1 với hệ số quá tải là 40%. Đối với MBA: Sqt = 1,4.Sđm = 1,4.2500 = 3500 (kVA) Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 35 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 Công suất của các phân xưởng thuộc hộ phụ tải loại 1 do trạm B1 cung cấp điện là: SL1= Spx cơ khí số 1+ Spx đúc gang + Spx Đúc thép + Spx Nhiệt luyện + Spx Khu nhà hành chính + Spx Cán thép = 410,36 + 460,97 + 651,15 + 375,36 + 212,6 + 460,97 = 2571,41 kVA Khi xảy ra sự số 1 MBA trong 1 nhóm đang làm việc song song thì cũng tương tự như trường hợp sự cố trên thanh cái cao áp và như vậy ta thiết kế đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và tính liên tục cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 1 của nhà máy. Nhà máy thuộc hộ phụ tải loại 1 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 xảy 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 máy biến áp ta thiết kế dùng Aptomat liên lạc sao cho khi xảy ra sự cố trên thanh cái hạ áp của MBA thì Aptomat liên lạc phải tác động nhằm đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 1. Khi xảy ra sự cố trên 1 thanh cái cao áp thì phải đảm bảo lúc nào cũng có 1MBA 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. Như vậy khi 1 MBA chịu quá tải 40% sẽ đảm bảo cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 1, ta có Sqt  SL1 . Qua phân tích 2 phương án trên ta thấy cả 2 phương án đều đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, đã đáp ứng được yêu cầu cung cấp điện đối với các hộ phụ tải loại 1. 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 . 4.4 So sánh về chỉ tiêu kinh tế: Để thuận tiện cho việc so sánh về kinh tế giữa các phương án ta wuan 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 4.4.1 Phương án 1: a. Tổn thất điện năng ở phương án 1: Xác định tổn thất điện năng trong trạm biến áp B1: Stt = 2621,35 kVA Sđm = 3200 kVA P0 = 2,35 kW Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 36 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 PN = 16 kW Ta có: A = n.P0.t + n 1 .PN. . 2       đmB tt S S = 2.2,35.8760 + 2 1 .16. 2 3200 35,2621       .3411= 59483,4 kWh Xác định tổn thất điện năng trong trạm biến áp B2 : Stt = 2358,99 kVA Sđm = 2500 kVA P0 = 1,75 kW PN = 13,65 kW Ta có : A=n.P0.t + n 1 .PN. . 2       đmB tt S S = 2.1,75.8760 + 2 1 .13,65. 2 2500 99,2358       .3411= 51387,59kWh Tên TBA Số máy Stt(kVA) SđmB(kVA) P0(kW) PN(kW) A(kWh) B1 2 2621,35 1600 2,35 16 59483,4 B2 2 2358,99 1250 1,75 13,65 51387,59 Tổng chi phí điện năng trong các trạm A = 110871,35 (kWh) Bảng 4.3 Tính toán cho các MBA ở phương án 1 b. Vốn đầu tư : K1 = n.V1 Trong đó : K1 : là tiền mua các MBA n = 4 : số MBA phải dùng V1 : Giá tiền mua một MBA. Theo bảng giá của công ty TNHH ABB . Với MBA 1600(35/0,4)/497.106 VNĐ và MBA1250(35/0,4)/328.106 VNĐ. K1 = 2.497.106 + 2.328.106 = 1650.106 (VNĐ) c. Chi phí vận hành hàng năm : C1 =  .K1 + A1.g  C1 = 0,1.1650.106 + 110871,35.1200 = 298,04.106 VNĐ/năm d. Chi phí quy dẫn của phương án 1: Z1 = Eđm.K1 + C1  Z1 = 0,2.1650.106 + 298,04.106 = 628,04.106 VNĐ/năm Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 37 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 4.4.2 Phương án 2 : a. Tổn thất điện năng ở phương án 2 : Xác định tổn thất điện năng trong trạm biến áp : Stt = 4980,31 kVA Sđm = 5000 kVA P0 = 3,4 kW PN = 22 kW Ta có : A = n.P0.t + n 1 .PN. . 2       đmB tt S S = 2.3,4.8760 + 2 1 .22. 2 5000 31,4980       .3411= 98546,06 kWh b. Vốn đầu tư : K2 = n.V2 Trong đó : K2 : là tiền mua các MBA n = 2 : số MBA phải dung V2 : Giá tiền mua một MBA. Theo bảng giá của công ty TNHH ABB . Với MBA2500(35/0,4)/895.106 VNĐ. K2 = 2.895.106 = 1790.106 VNĐ c. Chi phí vận hành hàng năm : C2 =  .K2 + A2.g  C2 =  .K2 + A2.g = 0,1.1790.106 + 98546,06.1200 = 189,25.106 VNĐ/năm d. Chi phí quy dẫn của phương án 2: Z2 = Eđm.K2 + C2  Z2 = Eđm.K2 + C2 = 0,2.1790.106 + 189,25.106 = 547,25.106 VNĐ/năm Qua các tính toán trên ta lập được bảng sau : Khoản mục Ký hiệu Phương án 1 Phương án 2 Tổn thất (kWh) A 110871,35 98546,06 Vốn đầu tư K(VNĐ) 1650.106 1790.106 Chi phí vận hành C(VNĐ/năm) 298,04.106 189,25.106 Chi phí quy dẫn Z(VNĐ/năm) 628,04.106 547,25.106 Bảng 4.5 Bảng tính toán chi phí của các phương án Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 38 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 Qua tính toán 2 phương án trên ta lập được bảng như trên. Theo giáo trình kinh tế tổ chức thì phương án tối ưu về mặt kinh tế là phương án có chi phí quy dẫn cực tiểu. Như vậy, theo bảng trên ta thấy Z2 là nhỏ nhất do vậy ta quyết định chọn phương án cung cấp cho nhà máy. 4.5 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 tính đến tổn thất công suất trong các máy biến áp. 4.5.1 Xác định tổn thất công suất trong các máy biến áp: MBA có Sđm = 2500 (kVA) P1 = P0 + PN.kpt2 = 3,4 + 22.0,992 = 24,96 (kW) Q1 = Q0 + QN.kpt2 Q0 = 0 QN = đmN S U . 100 % = 2500. 100 6 = 150 (kVAr)  Q1 = 0 + 150.0,982 = 147,01 (kVAr) 4.5.2 Xác định phụ tải của nhà máy : Như tính toán ở chương II ta đã xác định phụ tải của phía hạ áp . Ptt hạ áp = 3000,39 kW Qtt hạ áp = 2619,7 kVAr Sau khi kể đến tổn thất trong các MBA ta có : Ptt nm = Ptt hạ áp + P = 3000,39 + 24,96 = 3025,35 kW Qtt nm = Qtt hạ áp + Q = 2619,7 + 147,01 = 2766,71 kVAr Stt nm = 22 ttnmttnm QP  = 22 71,276635,3025  = 4099,68 kVA 4.6 Bản đồ phụ tải của nhà máy : Để giúp cho việc đặt trạm phân phối và các trạm biến áp phân xưởng một cách hợp lý đạt hiệu quả kimh tế nhất và giảm được tổn thất đến mức thấp nhất ta phải xác định trung tâm phụ tải của từng trạm . Muốn xác định trung tâm phụ tải ta cần phải dựa vào bản đồ phụ tải của các phân xưởng . Tâm của những đường tròn chính là tâm phụ tải của các phân xưởng . Đường kính đường tròn được xác định : Di = m Si . .4  Trong đó : Si : là phụ tải của phân xưởng thứ i m :là tỷ lệ xích được tính bằng kVA/cm2 . Chọn m = 100 kVA/cm2 D1 : là đường kính vòng tròn thứ i Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 39 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 Đường kính của phân xưởng cắt gọt kim loại số 1 là : D1 = 100.14,3 89,123.4 = 1,256 (cm) Tương tự ta tính cho các phân xưởng khác ta lập được bảng sau : STT Tên phân xưởng Stt (kVA) D1(cm) 1 Cơ khí số 1 410,36 2,286 2 Đúc gang 460,97 2,423 3 Đúc thép 651,15 2,88 4 Nhiệt luyện 375,37 2,186 5 Mộc mẫu 234,3 1,727 6 Gò hàn 460,97 2,423 7 Cán thép 460,97 2,423 8 Cắt gọt kim loại 390,51 2,23 9 Lắp ráp 269,07 1,851 10 Kho thành phẩm 134,53 1,309 11 Khu nhà hành chính 212,6 1,645 12 Bảo vệ 1,28 0,127 13 Cắt gọt kim loại số 1 123,89 1,256 14 Cắt gọt kim loại số 2 474,23 2,457 15 Lắp ráp số 2 320,15 2,019 Bảng 4.6 Đường kính phụ tải của các phân xưởng trong nhà máy 4.7 Xác định vị trí đặt trạm biến áp Việc đặt vị trí của trạm biến áp được tiến hành dựa trên một số nguyên tắc cơ bản sau : - Gần tâm phụ tải - Không ảnh hưởng đến sản xuất và vận hành trong nhà máy - Nơi đặt phải thoáng mát , phòng cháy nổ tốt . Công thức xác định vị trí đặt trạm như sau : X =     n i tti n i itti S XS 1 1 . Y =     n i tti n i itti S YS 1 1 . Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 40 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 Căn cứ vào bản vẽ mặt bằng nhà maysta có thể đo ra các tọa độ của các phân xưởng để từ đó tính được các trung tâm phụ tải STT Tên phân xưởng Tọa độ X(mm) Tọa độ Y(mm) Sttpx (kVA) 1 Cơ khí số 1 36 142 410,36 2 Đúc gang 38,5 195 460,97 3 Đúc thép 38,5 171 651,15 4 Nhiệt luyện 129 220 375,37 5 Mộc mẫu 134 191 234,3 6 Gò hàn 134 160 460,97 7 Cán thép 133 90 460,97 8 Cắt gọt kim loại 36 88 390,51 9 Lắp ráp 134 125 269,07 10 Kho thành phẩm 27 58 134,53 11 Khu nhà hành chính 31 22 212,6 12 Bảo vệ 26 58 1,28 13 Cắt gọt kim loại số 1 90 168 123,89 14 Cắt gọt kim loại số 2 90 157 474,23 15 Lắp ráp số 2 24 66 320,15 Xác định tọa độ của các trạm biến áp nhà máy: X = 35,2621 53,134.3107,269.3697,460.13415,651.363,234.2797,460.5,3836,410.5,38  99,2358 28,1.2497,460.13323,474.9099,123.1336,212.13815,320.13437,375.12951,390.134  = 86,82 Y = 35,2621 53,134.2207,269.8897,460.11715,651.1423,234.5897,460.17136,410.195  99,2358 28,1.6897,460.9023,474.13599,123.906,212.3415,320.12537,375.22051,390.160  = 131,42 Căn cú vào sơ đồ mặt bằng nhà máy ta có thể đo được các tọa độ X = 86,82 và Y = 131,42 là tọa độ trung tâm phụ tải ở đây ta đặt trạm biến áp của nhà máy nhưng do tọa 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 biến áp ở xa điểm có X = 86,82 và Y = 131,42. Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 41 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 CHƯƠNG V LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN Việc tính chọn các thiết bị điện nhằm đảm bảo các thiết bị làm việc tin cậy, lâu dài, vận hành an toàn, sữa chữa thuận lợi . Các điều kiện chọn gần giống các điều kiện làm việc ở trong chế độ dài hạn như Iđm, Uđm ...Các điều kiện kiển 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... 5.1 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị cao áp : 5.1.1 Lựa chọn và kiểm tra dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp : Đường dây cấp từ trạm biến áp trung gian của hệ thống về trạm biến áp của nhà máy dài 60m sử dụng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép lộ kép. Nhà máy có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax khá lớn, dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt, tra trong bảng 4.1( trang 143- Mạng lưới điện ) dây dẫn AC , với Tmax = 5000h , ta có jkt = 1,1 A/mm2 . Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn : Itt nm = đm ttnm U S .3 = 35.3 68,4099 = 67,62 (A) Tiết diện kinh tế : Fkt = kt ttnm j I = 1,1 62,67 = 61,47 mm2 Chọn dây nhôm lõi thép có tiết diện 70 mm2 . Tra PL VI.1 trang 309 Sách thiết kế cấp điện. Ta chọn dây dẫn AC – 70 có Icp = 275 A . Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : Điều kiện : khc.Icp  Isc Ta có : 0,92.Icp = 0,92.275 = 253 A > Isc = 2.Imax = 2.67,62 = 135,24 A Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng Kiểm tra tiết diện dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp : Với chiều dài từ trạm biến áp trung gian 35kV đến trạm biến áp nhà máy là 60 m. UNM = U XQRP ddttNMddttNM ..  = 35 396,0.71,276646,0.35,3025  = 71,06 (V) Với U = 71,06.10-3 (kV) < Ucp = 5%.35kV = 1,75 (kV) Vậy chọn dây dẫn AC – 70 để cung cấp điện cho nhà máy là hợp lý Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 42 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 5.1.2 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của trạm biến áp : Các trạm biến áp đặt 2 máy biến áp do công ty ABB chế tạo tại Việt Nam Hình 5.1 Sơ đồ nguyên lý của trạm biến áp a. Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp : Dao cách ly có nhiệm vụ chủ yếu là cách ly phần mạng điện và không mạng điện, tạo khoảng cách an toàn trông thấy, phục vụ cho công tác sửa chữa ,kiểm tra , bảo dưỡng lưới điện. Điện áp định mức : Uđm CL  Uđm m = 35 kV Dòng điện định mức : Iđm CL  Ilvmax = 2.Ittnm = 135,24 A Trang bảng PL III.10 trang 268 Sách thiết kế cấp điện ta chọn được dao cách ly 3DC do hãng Siemens chế tạo có các thông số kỹ thuật sau : Uđm(kV) Iđm(A) INT(kA) INMAX(kA) 36 630 20 50 Bảng 5.2 Thông số của dao cách ly 3DC b.Lựa chọn và kiểm tra máy cắt cao áp : máy cắt điện là một thiết bị dùng trong mạng điện cao áp để đóng, cắt dòng điện phụ tải và cắt dòng điện ngắn mạch.Chức năng của cầu chì là bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 43 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 Điều kiện chọn : Điện áp định mức : UđmMC  Uđmnm = 35 kV Dòng điện định mức : IdcMC  Icb = 35.3 . đmBAqt Sk = 35.3 2500.4,1 = 57,73 A Tra bảng 3.5 trang 670 Sách cung cấp điện ta chọn được máy cắt cao áp NPS 36 A 202 do hãng ABB chế tạo có các thông số kỹ thuật sau : Uđm(kV) Iđm(A) Icắt N min(A) Icắt N(kA) 36 630 16 31,5 Bảng 5.3 Thông số của máy cắt cao áp NPS 36 A 202 c. Lựa chọn và kiểm tra chống sét van : Chống sét van là thiết bị dùng để chống sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào trạm biến áp và trạm phân phối . Ta sẽ dùng một loại chống sét van cho tất cả các trạm biến áp để thuận lợi cho việc mua sắm , lắp đặt và thay thế . Chống sét van được chọn theo cấp điện áp Uđm m = 35 kV Tra bảng 8.4 trang 382 Sách Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV ta chọn loại chống sét van do Simens chế tạo có Uđm = 35 kV loại giá đỡ ngang PBO – 35. d. Lựa chọn và kiểm tra sứ : 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 bền điện , chịu được lực điện động do dòng ngắn mạch gây ra , đồng thời phải chịu được điện áp của mạng kể cả lúc quá tải. Điều kiện chọn : Uđm sứ  Uđm mạng = 35 kV Iđm sứ  Ilv max Ở đây là sứ đỡ thanh cái nên ta không quan tâm đến Iđm mà chỉ cần quan tâm đến điện áp của chúng . Tra bảng PL III.21 trang 275 Sách thiết kế cấp điện ta chọn sứ đặt trong nhà do liên xô chế tạo có các thông số kỹ thuật như sau : Loại Uđm(kV) Uph đ khô(kV) Uph đ ướt(kV) Phụ tải phá hoại (Kg) Khối lượng (Kg) OIIIH-35-2000 35 120 80 2000 44,6 Bảng 5.4 Các thông số kỹ thuật của sứ Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 44 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 5.1.3 Tính toán ngắn mạch ở mạng điện cao áp : Tính toán ngắn mạch tại điểm N : Điện kháng hệ thống được xác định theo công thức sau : XHT = N tb S U 2 = 320 75,36 2 = 4,22 ( ) Trong đó : SN công suất ngắn mạch về phía hạ áp của máy biến áp trung áp của hệ thống : SN = 320 MVA Utb : điện áp trung bình của đường dây : Utb = 1,05.Uđm = 1,05.35 = 36,75 kV Điện trở và điện kháng của đường dây : Tra bảng 19 trang 265 Sách hệ thống cung cấp điện . Với dây dẫn AC – 70 ta có r0 = 0,46 ( /km) , x0 = 0,396 ( /km) Rd = 2 1 .r0.l = 2 1 .0,46.0.06 = 0,014 ( ) Xd = 2 1 .x0.l = 2 1 .0,396.0,06 = 0,012 ( ) R = Rd = 0,014 ( ) X = Xd + XHT = 0,012 + 4,22 = 4,232  IN =    22 232,4014,0.3 75,36 .3 N tb Z U 5,01 kA ixk = 1,8. 2 .IN = 1,8. 2 .5,01 = 12,76 kA CC DC Cáp Nguồn 35 kV N BA-2500kVA XHT ZC N Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ( TRƯỜNG ĐH SPKT VINH    ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH : HỒ VĂN HÀ - 45 - LỚP ĐH ĐIỆN B-K3 5.2 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị hạ áp : 5.2.1 Lựa chọn các thiết bị hạ áp : a. Lựa chọn cáp cung cấp cho các phân xưởng : Để cáp làm việc an toàn nhiệt độ không vượt quá giới hạn cho phép ta chọn theo điều kiện phát nóng , điều kiện chọn như sau : Uđm cáp  Uđm mạng Icp  21 max .kk Ilv Trong đó : k1 hệ số hiệu chỉnh đến nhiệt độ môi trường nơi lắp đặt k2 hệ số hiệu chỉnh kể đến số cấp trong một hào * Chọn cáp cho phân xưởng cắt gọt kim loại số 1 : Điều kiện chọn : Uđm cáp Uđm mạng = 380 V Với nhiệt độ môi trường xung quanh là 200C , nhiệt độ lớn nhất cho phép của dây là 800C. Tra bảng PL VI.10 trang 314 Sách thiết kế cấp điện ta có : k1 = 0,96 k2 = 1 ( có 1 cáp đặt trong một hào ) Ilv max = Ittpx = 188,23 (A) Icp  21 max .kk Ilv =  1.96,0 23,188 196,07 (A) Tra bảng PL V.13 trang 302 sách thiết kế cấp điện. Ta chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC đặt ngoài trời do LENS chế tạo. Có các thông số sau: Điện áp định mức(V) Số ruột Icp(A) Tiết diện(mm2) Khối lượng(Kg/km) 1000 4 246 70 3195 Bảng 5.5 Các thông số kỹ thuật của cáp cấp điện cho phân xưởng cắt gọt kim loại số 1 * Kiểm tra tiết diện dây theo điều ki