Đồ án Cung cấp điện thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy CK5-35

tHAnm - Khi sự cố 1mb thì máy biến áp còn lại phải chịu quá tải với hệ số: kqt 1,4 Ta có: kqt = = = 1,29 < 1,4 Vậy Phương án 1 đảm bảo yêu cầu về cung cấp điện . b - Phương án 2. Dùng 1 máy biến áp 1000 KVA 2 máy biến áp 560. Khi bị sự cố máy biến áp 1000 KVA. kqt = = 1,16 < 1,4 Vậy Phương án 2 đảm bảo yêu cầu về cung cấp điện . c - Phương án 3. Dùng 3 máy biến áp 750 KVA. Khi bị sự cố 1 máy biến áp thì: kqt = =0,86 < 1,4 Vậy Phương án 3 đảm bảo yêu cầu về cung cấp điện . 2 - So sánh về chỉ tiêu kinh tế giữa 3 Phương án . - Tổn thất công suất trong máy biến áp : ABA = Po’.t +PN’.kpt2. Trong đó: + t = 8760h: thời gian vận hành thực tế của máy biến áp + = f(Tmax, costb).Tra bảng 2-3 Tr.151-GTCCD T2 với: Tmax= 4500h: Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất. + kpt: Hệ số phụ tải của máy biến áp ( Tra bảng 2-2;2-3;2-4) + Po’=Po+ kkt. Qo +PN’=PN+ kkt. QN Với: Qo = .Sđm QN = .Sđm kkt = 0,05: Đương lượng kinh tế của công suất phản kháng. a - Phương án 1. - Vốn đầu tư cho Phương án 1: Dựa vào bảng 2-1 ta tính : k1 = 2.31,6.103 = 63200 (đ) + Với máy biến áp 1: Tmax = 4500h ; costb = 0,69 ; = 3500 kpt = 0,98 Qo = (KVAR) QN = (KVAR) Po’ = 5,1 + 0,05.55 = 7,85 (KW) PN’ = 15 + 0,05.65 = 18,25 (KW) ABA= 7,85.8760+18,25.0,982.3500 = 130111,55 (Kwh) +Với máy biến áp 2: Tmax = 4500h ; costb = 0,64 ; = 3400 kpt = 0,94 ABA= 7,85.8760+18,25.0,942.3400 = 123593,38 (Kwh) - Chi phí tính toán cực tiểu của Phương án 1: Z1 = p.k1 + C1 (đ) Trong đó: p = avh+ atc: Hệ số tính toán qui định riêng cho tưng phần tử. avh= 0,1 ; atc= 0,125 : Hệ số khấu hao vận hành và tiêu chuẩn. p = 0,225 k1: Vốn đầu tư của Phương án 1. C1= 0,15.ABA: Chi phí tổn thất điện năng hàng năm (đ). Z1 = 0,225.63200 + 0,15.253704,93 = 45955,74 (đ) b- Phương án 2. - Vốn đầu tư cho Phương án 2: Dựa vào bảng 2-1 ta tính : k1 = 31,6.103 + 2.17,6.103 = 66800 (đ) + Với máy biến áp 1: Tmax = 4500h ; costb = 0,69 ; = 3500 kpt = 0,98 Qo = (KVAR) QN = (KVAR) Po’ = 5,1 + 0,05.55 = 7,85 (KW) PN’ = 15 + 0,05.65 = 18,25 (KW) ABA1= 7,85.8760+18,25.0,982.3500 = 130111,55 (Kwh) +Với máy biến áp 2: Tmax = 4500h ; costb = 0,67 ; = 3450 kpt = 0,81 Qo = (KVAR) QN = (KVAR) Po’ = 3,35 + 0,05.35,84 = 5,142 (KW) PN’ = 9,4 + 0,05.35,84 = 12 (KW) ABA2= 5,142.8760 +12.0,812.3450 = 74571,66 (Kwh) +Với máy biến áp 3: Tmax = 4500h ; costb = 0,68 ; = 3500 kpt = 0,79 ABA2= 5,142.8760 +12.0,792.3500 = 73621,32 (Kwh) ABAi = 278304,53 (KWh) - Chi phí tính toán cực tiểu của Phương án 2: Z2 = 0,225.66800 + 0,15.278304,53 = 50095,7 (đ) c - Phương án 3. - Vốn đầu tư cho Phương án 3: Dựa vào bảng 2-1 ta tính : k1 = 3.19.103 = 57000 (đ) + Với máy biến áp 1: Tmax = 4500h ; costb = 0,71 ; = 3600 kpt = 0,87 Qo = (KVAR) QN = (KVAR) Po’ = 4,1 + 0,05.48,75 = 6,5 (KW) PN’ = 11,9 + 0,05.48,75 = 14,34 (KW) ABA= 6,5.8760+14,34.0,872.3600 = 96007,4 (Kwh) +Với máy biến áp 2 và 3 đặt chung 1 trạm và mắc song song Tmax = 4500h ; costb = 0,63 ; = 3400 kpt = = = 2,5 ABA2-3 = n.Po’.t +PN’.kpt2.=2.6,5.8760+14,34.2,52.3400 = =266242,5 (Kwh) ABAi = 362250 (KWh) Z3 = 0,225.57000 + 0,15.362250 = 61462,5 (đ) Qua tính toán, so sánh về 2 chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế trên ta thấy: - Cả 3 Phương án đều đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật. Nên ta dựa vào sự so sánh về chỉ tiêu kinh tế và chọn Phương án có chi phí cực tiểu là nhỏ nhất làm Phương án cung cấp điện cho phụ tải hạ áp của nhà máy.So sáng kết quả ta chọn Phương án 1. · Với phần cao áp: *Phương án 1 : Dùng hai máy biến áp 560-35/6,6 do Việt nam sản xuất để cung cấp cho phụ tải cao áp của nhà máy. Cho hai máy vận hành độc lập và đặt ở trong một trạm. *Phương án 2: Dùng hai máy biến áp 320-35/6,6 để cung cấp điện cho phân xưởng luyện thép. Một máy biến áp 560-35/0,4 do Việt nam sản xuất để cung cấp điện cho phân xưởng Đột dập và đặt thành hai trạm. Thông số kỹ thuật của các máy biến áp tren cho trong bảng 2-1 sau: Bảng 2-5 Sđm (KVA) Uđmsơ (KV) Uđmthứ (KV) P0 (KW) PN (KW) UN% I0% Đơn giá (103đ) 560 320 35 35 6.6 6,6 3,35 2,3 9,4 6,2 6,5 6,5 6,5 7,5 17.6 12,5 1- So sánh điều kiện kỹ thuật giữa 2 Phương án . a- Phương án 1: Dùng 2 máy biến áp 560 KVA làm việc độc lập với nhau. - Khi làm việc bình thường thì: SBA > SttHAnm - Khi sự cố 1mb thì máy biến áp còn lại phải chịu quá tải với hệ số: kqt 1,4 Ta có: kqt = = = 1,21< 1,4 Vậy Phương án 1 đảm bảo yêu cầu về cung cấp điện . b - Phương án 2. Dùng 2 máy biến áp 320 KVA cung cấp điện cho phân xưởng luyện thép,1 máy biến áp 560 KVA cung cấp điện cho phân xưởng đột dập. Khi bị sự cố máy biến áp 560 KVA thì : kqt = = 0,7 < 1,4 Vậy Phương án 2 đảm bảo yêu cầu về cung cấp điện . 2 - So sánh về chỉ tiêu kinh tế giữa 2 Phương án . - Tổn thất công suất trong máy biến áp : ABA = Po’.t +PN’.kpt2. Trong đó: + t = 8760h: thời gian vận hành thực tế của máy biến áp + = f(Tmax, costb).Tra bảng 2-3 Tr.151-GTCCD T2 với: Tmax= 4500h:Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất. + kpt: Hệ số phụ tải của máy biến áp ( Tra bảng 2-2;2-3;2-4) + Po’=Po+ kkt. Qo +PN’=PN+ kkt. QN Với: Qo = .Sđm QN = .Sđm kkt = 0,05: Đương lượng kinh tế của công suất phản kháng. a - Phương án 1. - Vốn đầu tư cho Phương án 1: Dựa vào bảng 2-5 ta tính : k1 = 2.17,6.103 = 35200 (đ) + Với máy biến áp 1: Tmax = 4500h ; costb = 0,96 ; = 2550 kpt = 1,4 Qo = (KVAR) QN = (KVAR) Po’ = 3,35 + 0,05.36,4 = 5,17 (KW) PN’ = 9,4 + 0,05.36,5 =11,22 (KW) ABA= 5,17.8760+11,22.0,1,42.2550 = 94769,4 (Kwh) +Với máy biến áp 2: Tmax = 4500h ; costb = 0,9 ; = 2700 kpt = 0,14 Qo = (KVAR) QN = (KVAR) Po’ = 3,35 + 0,05.36,4 = 5,17 (KW) PN’ = 9,4 + 0,05.36,5 =11,22 (KW) ABA= 5,17.8760+11,22.0,1,142.2700 = 84659,3 (Kwh) - Chi phí tính toán cực tiểu của Phương án 1: Z1 = p.k1 + C1 (đ) Trong đó: p = 0,225 k1: Vốn đầu tư của Phương án 1. C1= 0,15.ABA = 0,15(94769,4 + 84659,3) = 26914,3 (đ): Chi phí tổn thất điện năng hàng năm. Z1 = 0,225.35200 + 26914,3 = 34834,3 (đ) b- Phương án 2. - Vốn đầu tư cho Phương án 2: Dựa vào bảng 2-5 ta tính : k1 = 2.12,5.103 + 17,6.103 = 42600 (đ) + Với máy biến áp 1-2 vận hành song song và đặt trong 1 trạm: kpt = = 1,8 Tmax = 4500h ; costb = 0,96 ; = 2250 Qo = (KVAR) QN = (KVAR) Po’ = 2,3 + 0,05.24 = 3,5 (KW) PN’ = 6,2 + 0,05.20,8 = 7,24 (KW) ABA1-2 = 2.3,5.8760 + .7,24.1,82.2250 = 84906,6 (Kwh) +Với máy biến áp 3: Tmax = 4500h ; costb = 0,9 ; = 2700 kpt = 1,3 ABA2= 5,17.8760 +11,22.1,32.2700 = 96486 (Kwh) ABA = 181392,6 (KWh) Z2 = 0,225.42600 + 0,15.181392,6 = 36794 (đ) Qua tính toán, so sánh về 2 chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế trên ta thấy: - Cả 2 Phương án đều đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật. Nên ta dựa vào sự so sánh chỉ tiêu kinh tế và chọn Phương án có chi phí cực tiểu là nhỏ nhất làm Phương án cung cấp điện cho phụ tải cao áp của nhà máy.So sáng kết quả ta chọn Phương án 1. 3- Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho nhà máy như hình vẽ (trang bên). II . Vị trí đặt trạm biến áp . Vị trí đặt trạm biến áp có ảnh hưởng lớn đến việc bảo đảm tính kinh tế và kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện. Do vậy vị trí đặt trạm phải thoả mãn yêu cầu sau: - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện . - Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới, không ảnh hưởng đến sản xuất. - Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng. - Phòng cháy nổ tốt. - Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành. Ta có: Trung tâm phụ tải được xác định theocông thức: xo = ; yo = Trong đó: : Phụ tải của phân xưởng thứ . (,yi): Toạ độ của phụ tải thứ . (xo,yo) : Toạ độ trung tâm phụ tải. Ta chọn góc bên trái mặt bằng nhà máy là gốc toạ độ, thì toạ độ của các phân xưởng sẽ là: (bảng 3-1) Bảng 3-1 Phân xưởng x (cm) y (cm) Phân xưởng x(cm) y(cm) PX cơ khí PX luyện thép PX rèn dập PX lắp ráp Nhà hành chính 2,5 2,5 6,5 12,3 11,7 4,3 12 13 8,3 2,7 PX rèn nguội PX cơ điện PX dụng cụ Phòng thí nghiệm OTK 11,7 17 17 17,5 13 3,5 8,3 13,5 Toạ độ trung tâm phụ tải trên bản vẽ: yo = + + = 9,72 (cm) xo = + + = 8 (cm) Để đảm bảo thoả mãn các yêu cầu về vị trí đặt trạm, thuận tiện cho giao thông trong nhà máy. Dựa vào toạ độ trung tâm phụ tải vừa xác định trên ta chuyển trạm biến áp vào sát hàng rào của nhà máy và vị trí đặt mới có toạ độ (8,16). Để thuận tiện cho việc vận hành, trạm phân phối 35 KV được thiết kế gần kề với trạm biến áp. Các máy biến áp được đặt ở trong nhà, thông gió tự nhiên. Nên khi chọn vị trí, hướng trạm thì cửa trạm phải tránh hướng tây. Sơ đồ mặt bằng đi dây nhà máy và vị trí đặt trạm biến áp như hình vẽ (bản vẽ bên). III. Chọn thiết bị. 1- Chọn cáp từ thanh cái 0,4 đến các phân xưởng . Chọn theo điều kiện phát nóng: k1 = 0,96 :Hệ số kể đến sự sai khác giữa nhiệt độ môi trường xung quanh với nhiệt độ tiêu chuẩn. k2 = 0,85: Hệ số kể đến nhiều cáp đặt trong một hào. Ittpx: Dòng điện tính toán phân xưởng . Dựa vào điều kiện trên ta có bảng sau: (Bảng 3-2) Tên phân xưởng Ittpx(A) (A) số lộ cáp 1lộ (A) Tiết diện (mm2) PX cơ điện PX dụng cụ PX lắp ráp PX rèn nguội PX đột dập PX cơ khí PX luyện thép 162,6 393,8 325,1 357 271,3 219,1 1225,8 199,26482,6 398,4 437,5 332,5 268,5 1502,2 1 2 2 2 2 1 4 215 265 450 265 350 310 395 50 70 70 70 50 95 150 2. Chọn Atomat đầu ra các máy biến áp . Điều kiện chọn Atomat: UđmATM Uđmmạng =0,4 (KV) IđmATM IlvmaxBA = Iscố1MBA Ilvmax= = = 2021 (A) Tra bảng 6-12a tr185 GTCCĐ T2 chọn Atomat có số liệu kỹ thuật sau: Loại Iđm (A) Ixk (KA) tctt (s) AM - 2500 2500 120 0,18 3. Chọn Atomat từ trạm biến áp đến các phân xưởng . Điều kiện chọn: Ittpx < IđmATM Dựa vào tính toán và bảng 6-10, 6-13 GTCCĐ T2 ta chọn được ATM cho các phân xưởng như trong bảng 3-3 sau: STT Tên phân xưởng Loại ATM Uđm(V) Iđm(A) Ixk(KA) tctt(s) Số lượng 1 2 3 4 5 6 7 PX cơ điện PX dụng cụ PX lắp ráp PX rèn nguội PX đột dập Pxcơ khí PXluyện thép A3133 AB-4 AB-4 AB-4 AB-4 AB-4 AB-15 500 400 400 400 400 400 400 200 400 400 400 400 400 1500 42 42 42 42 42 65 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,08 1 2 2 2 2 1 4 4. Chọn Atomat liên lạc giữa các thanh cái hạ áp 0,4. ATM liên lạc làm việc nặng nề nhất là khi một máy biến áp bị sự cố, máy biến áp còn lại phải mang phụ tải quan trọng của máy biến áp bị sự cố, khi đó ATM liên lạc đóng lại. Khi máy biến áp 1 hỏng thì dòng chảy qua ATM là: I1 = Khi máy biến áp 2 hỏng thì dòng chảy qua ATM là: I2 = Ta có: Sqtr1 = 960,5 (KVA) Sqtr2 = 351,6 (KVA) I1 = 1542 (A) I2 = 646,3 (A) Vậy ta chọn ATM dựa vào dòng chảy qua lớn nhất khi sự cố 1 máy biến áp . Để đảm bảo tác động chọn lọc thì ATM liên lạc được chọn là AB-20, thông số kỹ thuật ghi trong bảng: Loại Uđm(v) Iđm (A) Ixk (KA) tctt (s) AB-20 400 2000 65 0,08 5. Chọn thanh cái hạ áp. Thanh cái hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép: [I] Trong đó : k1 = 0,96: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường. k2 =1 Hệ số hiệu chỉnh kể đến việc nhiều thanh cái ghép lại. k3 = 0,95 : Hệ số hiệu chỉnh khi thanh cái đặt nằm. Ilvmax = 2021 (A): Dòng điện làm việc lớn nhất mà thanh cái phải chịu khi sự cố 1 máy biến áp . Vậy [ I ] = 2215 (A) Tra bảng 6-3 Tr205 GTCCĐ T2 chọn thanh cái bằng đồng có số liệu kỹ thuật sau: Kích thước (mm2) Tiết diện một thanh(mm2) Khối lượng (kg/m) [I]mỗi pha một thanh (A) Chiều dài một thanh(m) Cu(10010) 1000 8,9 2310 3 6. Chọn thanh cái sau máy biến áp cung cấp điện cho phụ tải cao áp Thanh cái được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép: [I] Vì phân xưởng luyện thép là hộ phụ tải loại 2a nên khi máy biến áp cung cấp điện cho phân xưởng này bị hỏng thì máy biến áp cung cấp điện cho phân xưởng đột dập sẽ thay thế. Do vậy ta chọn theo máy biến áp 560-35/6 KVA. Ilvmax = = = 76,8 (A) [I] = 84,2 (A) Tra bảng 2-5 TKCCĐ chọn thanh cái bằng đồng có kích thước: 253 mm2 có số liệu kỹ thuật ghi trong bảng dưới. 7. Chọn đầu vào các phân xưởng phụ tải cao áp. -Điều kiện chọn: UdmMC Udmmạng = 6 KV IdmMC Ittmax Ta có: Ittmax = = = 53 (A) Tra bảng ta chọn máy cắt có số liệu kỹ thuật sau: Loại Uđm (KV) Iđm (A) ixk (KA) Ixk (KA) Iođn (KA) Ic/Sc (KA/KVA) Khối lượng có dầu không dầu BM'-35 6-10 200 25 15 10 9,7/50 120 50 8. Chọn dao cách ly đầu vào các phân xưởng phụ tải cao áp. - Điều kiện chọn: UđmCD Uđmmạng = 6 KV IđmCD Ittmax = 53 (A) Tra bảng ta chọn dao cách ly có số liệu kỹ thuật sau: Kiểu Dòng ổn định động Iôđn (KA) Khối lượng ixk Ixk 10s PH - 6/200 15 9 5 12 9. Chọn máy cắt phân đoạn thanh cái 6 KV. Ittmax = = 53 (A) Tra bảng ta chọn máy cắt cùng loại với máy cắt đầu vào các phân xưởng phụ tải cao áp. 10. Chọn thanh cái cao áp. k1, k2, k3 ta chọn như ở trên. Xét trường hợp thanh cái làm việc nặng nề nhất là khi một nguồn bị sự cố, lúc đó máy cắt liên lạc thanh cái cao áp đóng lại. Ilvmax = : tổn thất trong máy biến áp . = PBA = Po + PN = Po + PN(kft)2 QBA = Qo + QN = Qo + QN(kft)2 -Với máy biến áp 1 ta có: kft = 0,98 ; Po = 5,1 ; PN = 15 Qo = 55 ; QN = 65 PBA1 = 5,1 + 15(0,98)2 = 19,5 (KW) QBA1 = 55 + 65(0,98)2 = 117,42 (KVAR) Vậy S1 = =119 (KVA) -Với máy biến áp 2 ta có: kft = 0,94 ; Po = 5,1 ; PN = 15 Qo = 55 ; QN = 65 PBA2 = 5,1 + 15(0,94)2 = 18,35 (KW) QBA2 = 55 + 65(0,94)2 = 112,42 (KVAR) Vậy S2 = =114 (KVA) -Với máy biến áp 3 ta có: kft = 1,4 ; Po = 3,35 ; PN = 9,4 Qo = 36,4 ; QN = 36,4 PBA3 = 3,35 + 9,4(1,4)2 = 21,8 (KW) QBA3 = 36,4 + 36,4(1,4)2 = 110 (KVAR) Vậy S3 = =112,1 (KVA) -Với máy biến áp 4 ta có: kft = 1,14 ; Po = 3,35 ; PN = 9,4 Qo = 36,4 ; QN = 36,4 PBA4 = 3,35 + 9,4(1,14)2 = 15,56 (KW) QBA4 = 36,4 + 36,4(1,14)2 = 83,7 (KVAR) Vậy S4 = =85,1 (KVA) Si = S1 +S2 +S3 +S4 = 430,2 (KVA) Ilvmax = = 55 (A) Vậy : = = 60,2 (A) Tra bảng 6-31 ta chọn thanh cái bằng đồng có số liệu kỹ thuật sau: Kích thước (mm2) Tiết diện một thanh(mm2) Khối lượng (kg/m) [I]mỗi pha một thanh (A) Chiều dài một thanh(m) Cu(253) 75 0,668 340 3 11. Chọn đây dẫn trên không cấp cho nhà máy . Chọn theo điều kiện phát nóng: [ I ] Trong đó : k1 = 0,96: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ. k2 = 1 : Hệ số đường dây trên không. Ilvmax =51,6 (A) [ I ] = 53,75 (A) Tra bảng 6-30, để bảo đảm độ bền cơ học ta chọn dây nhôm lõi thép loại AC - 25 có [ I ] = 75 (A). 12. Chọn máy cắt liên lạc và máy cắt đầu vào máy biến áp . - Điều kiện chọn: UđmMC Uđmmạng = 35 KV IđmMC Ilvmax SđmMC SN a. Chọn máy cắt liên lạc. Máy cắt liên lạc làm việc nặng nề nhất là khi sự cố một nguồnvà sự cố một máy biến áp .Khi đó: Ilvmax = = = 39,4 (A) Tra bảng 6-1 Tr172 GTCCĐ T2 ta chọn máy cắt liên lạc có thông số kỹ thuật ghi trong bản 3-4 dưới. b. Chọn máy cắt đầu vào máy biến áp. Ilvmax = = 114 (KVA): Tổn thất trong máy biến áp . - Với máy biến áp cung cấp điện cho phụ tải hạ áp: Ilvmax = = 25,45 (A) - Với máy biến áp cung cấp điện cho phụ tải cao áp: Ilvmax = = 15,1 (A) Vậy ta chọn máy cắt loại BM - 35 có thông số kỹ thuật ghi trong bảng 3-4 sau: bảng (3-4) Loại Uđm (KV) Iđm (A) ixk (KA) Ixk (KA) Iođn (KA) Ic/Sc (KA/KVA) Khối lượng có dầu không dầu BM-35 35 600 17,3 10 10 6,6/400 300 100 13. Chọn cầu dao đầu vào trạm phân phối CĐ1và cầu dao cách ly đầu vào máy biến áp phụ tải cao áp. Điều kiện chọn: UđmCDUđmmạng = 35 kv IđmCD Ilvmax a. Chọn cầu dao đầu vào trạm phân phối. Ilvmax = 51,6 (A) giống như khi chọn đường dây trên không. Tra bảng 6-7 Tr180 GTCCĐ T2 ta chọn cầu dao loại : PH - 35/600 có thông số kỹ thuật ghi trong bảng3-5 sau: Bảng (3-5) Kiểu Dòng ổn định động Iôđn (KA) Khối lượng ixk Ixk 10s PH - 35/600 80 31 12 60 b. Chọn cầu dao cách ly đầu vào máy biến áp. Ilvmax = 25,45 (A) Tra bảng 6-7 ta chọn cầu dao loại: PH - 35/600 như trên. 14. Chọn sứ đỡ cách điện cao áp và hạ áp. - Điều kiện chọn: Uđmsứ Uđmmạng Phía cao áp : Uđmmạng = 35 KV Phía hạ áp : Uđmmạng = 0,4KV Tra bảng 6-8 Tr181 GTCCĐ T2ta chọn sứ như bảng 3-6 sau: Bảng 3-6 Loại Uđm (KV) Ufđkhô (KV) Phụ tải phá hoại (Kg) Khối lượng (Kg) HA:Of -1-375 CA:Of -35-375 1 35 11 110 375 375 0,7 7,1 15. Chọn thanh cái cao áp. k1, k2, k3 ta chọn như ở trên. Xét trường hợp thanh cái làm việc nặng nề nhất là khi một nguồn bị sự cố, lúc đó máy cắt liên lạc thanh cái cao áp đóng lại. Ilvmax = : tổn thất trong máy biến áp . = PBA = Po + PN = Po + PN(kft)2 QBA = Qo + QN = Qo + QN(kft)2 -Với máy biến áp 1 ta có: kft = 0,98 ; Po = 5,1 ; PN = 15 Qo = 55 ; QN = 65 PBA1 = 5,1 + 15(0,98)2 = 19,5 (KW) QBA1 = 55 + 65(0,98)2 = 117,42 (KVAR) Vậy S1 = =119 (KVA) -Với máy biến áp 2 ta có: kft = 0,94 ; Po = 5,1 ; PN = 15 Qo = 55 ; QN = 65 PBA2 = 5,1 + 15(0,94)2 = 18,35 (KW) QBA2 = 55 + 65(0,94)2 = 112,42 (KVAR) Vậy S2 = =114 (KVA) -Với máy biến áp 3 ta có: kft = 1,4 ; Po = 3,35 ; PN = 9,4 Qo = 36,4 ; QN = 36,4 PBA3 = 3,35 + 9,4(1,4)2 = 21,8 (KW) QBA3 = 36,4 + 36,4(1,4)2 = 110 (KVAR) Vậy S3 = =112,1 (KVA) -Với máy biến áp 4 ta có: kft = 1,14 ; Po = 3,35 ; PN = 9,4 Qo = 36,4 ; QN = 36,4 PBA4 = 3,35 + 9,4(1,14)2 = 15,56 (KW) QBA4 = 36,4 + 36,4(1,14)2 = 83,7 (KVAR) Vậy S4 = =85,1 (KVA) Si = S1 +S2 +S3 +S4 = 430,2 (KVA) Ilvmax = = 55 (A) Vậy : = = 60,2 (A) Tra bảng 6-31 ta chọn thanh cái bằng đồng có số liệu kỹ thuật sau: Kích thước (mm2) Tiết diện một thanh(mm2) Khối lượng (kg/m) [I]mỗi pha một thanh (A) Chiều dài một thanh(m) Cu(253) 75 0,668 340 3 16. Chọn đây dẫn trên không cấp cho nhà máy . Chọn theo điều kiện phát nóng: [ I ] Trong đó : k1 = 0,96: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ. k2 = 1 : Hệ số đường dây trên không. Ilvmax =51,6 (A) [ I ] = 53,75 (A) Tra bảng 6-30, để bảo đảm độ bền cơ học ta chọn dây nhôm lõi thép loại AC - 25 có [ I ] = 75 (A). 17. Chọn máy cắt liên lạc và máy cắt đầu vào máy biến áp . - Điều kiện chọn: UđmMC Uđmmạng = 35 KV IđmMC Ilvmax SđmMC SN a. Chọn máy cắt liên lạc. Máy cắt liên lạc làm việc nặng nề nhất là khi sự cố một nguồnvà sự cố một máy biến áp .Khi đó: Ilvmax = = = 39,4 (A) Tra bảng 6-1 Tr172 GTCCĐ T2 ta chọn máy cắt liên lạc có thông số kỹ thuật ghi trong bản 3-4 dưới. b. Chọn máy cắt đầu vào máy biến áp và phụ tải cao áp. Ilvmax = = 114 (KVA): Tổn thất trong máy biến áp . Ilvmax = = 25,45 (A) Vậy ta chọn máy cắt loại BM - 35 có thông số kỹ thuật ghi trong bảng 3-4 sau: Loại Uđm (KV) Iđm (A) ixk (KA) Ixk (KA) Iođn (KA) Ic/Sc (KA/KVA) Khối lượng có dầu không dầu BM-35 35 600 17,3 10 10 6,6/400 300 100 18. Chọn cầu dao đầu vào trạm phân phối CĐ1và cầu dao cách ly đầu vào máy biến áp phụ tải cao áp. Đều kiện chọn: UđmCDUđmmạng = 35 kv IđmCD Ilvmax a. Chọn cầu dao đầu vào trạm phân phối. Ilvmax = 51,6 (A) giống như khi chọn đường dây trên không. Tra bảng 6-7 Tr180 GTCCĐ T2 ta chọn cầu dao loại : PH - 35/600 có thông số kỹ thuật ghi trong bảng3-5 sau: Bảng (3-5) Kiểu Dòng ổn định động Iôđn (KA) Khối lượng ixk Ixk 10s PH - 35/600 80 31 12 60 b. Chọn cầu dao cách ly đầu vào máy biến áp. Ilvmax = 25,45 (A) Tra bảng 6-7 ta chọn cầu dao loại: PH - 35/600 như trên. 19. Chọn sứ đỡ cách điện cao áp và hạ áp. - Điều kiện chọn: Uđmsứ Uđmmạng Phía cao áp : Uđmmạng = 35 KV Phía hạ áp : Uđmmạng = 0,4KV Tra bảng 6-8 Tr181 GTCCĐ T2ta chọn sứ như bảng 3-6 sau: Bảng 3-6 Loại Uđm (KV) Ufđkhô (KV) Phụ tải phá hoại (Kg) Khối lượng (Kg) HA:Of -1-375 CA:Of -35-375 1 35 11 110 375 375 0,7 7,1 20. Chọn thanh cái cao áp. k1, k2, k3 ta chọn như ở trên. Xét trường hợp thanh cái làm việc nặng nề nhất là khi một nguồn bị sự cố, lúc đó máy cắt liên lạc thanh cái cao áp đóng lại. Ilvmax = : tổn thất trong máy biến áp . = PBA = Po + PN = Po + PN(kft)2 QBA = Qo + QN = Qo + QN(kft)2 -Với máy biến áp 1 ta có: kft = 0,98 ; Po = 5,1 ; PN = 15 Qo = 55 ; QN = 65 PBA1 = 5,1 + 15(0,98)2 = 19,5 (KW) QBA1 = 55 + 65(0,98)2 = 117,42 (KVAR) Vậy S1 = =119 (KVA) -Với máy biến áp 2 ta có: kft = 0,94 ; Po = 5,1 ; PN = 15 Qo = 55 ; QN = 65 PBA2 = 5,1 + 15(0,94)2 = 18,35 (KW) QBA2 = 55 + 65(0,94)2 = 112,42 (KVAR) Vậy S2 = =114 (KVA) -Với máy biến áp 3 ta có: kft = 1,4 ; Po = 3,35 ; PN = 9,4 Qo = 36,4 ; QN = 36,4 PBA3 = 3,35 + 9,4(1,4)2 = 21,8 (KW) QBA3 = 36,4 + 36,4(1,4)2 = 110 (KVAR) Vậy S3 = =112,1 (KVA) -Với máy biến áp 4 ta có: kft = 1,14 ; Po = 3,35 ; PN = 9,4 Qo = 36,4 ; QN = 36,4 PBA4 = 3,35 + 9,4(1,14)2 = 15,56 (KW) QBA4 = 36,4 + 36,4(1,14)2 = 83,7 (KVAR) Vậy S4 = =85,1 (KVA) Si = S1 +S2 +S3 +S4 = 430,2 (KVA) Ilvmax = = 55 (A) Vậy : = = 60,2 (A) Tra bảng 6-31 ta chọn thanh cái bằng đồng có số liệu kỹ thuật sau: Kích thước (mm2) Tiết diện một thanh(mm2) Khối lượng (kg/m) [I]mỗi pha một thanh (A) Chiều dài một thanh(m) Cu(253) 75 0,668 340 3 21. Chọn đây dẫn trên không cấp cho nhà máy . Chọn theo điều kiện phát nóng: [ I ] Trong đó : k1 = 0,96: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ. k2 = 1 : Hệ số đường dây trên không. Ilvmax =51,6 (A) [ I ] = 53,75 (A) Tra bảng 6-30, để bảo đảm độ bền cơ học ta chọn dây nhôm lõi thép loại AC - 25 có [ I ] = 75 (A). 22. Chọn máy cắt liên lạc và máy cắt đầu vào máy biến áp . - Điều kiện chọn: UđmMC Uđmmạng = 35 KV IđmMC Ilvmax SđmMC SN a. Chọn máy cắt liên lạc. Máy cắt liên lạc làm việc nặng nề nhất là khi sự cố một nguồnvà sự cố một máy biến áp .Khi đó: Ilvmax = = = 39,4 (A) Tra bảng 6-1 Tr172 GTCCĐ T2 ta chọn máy cắt liên lạc có thông số kỹ thuật ghi trong bản 3-4 dưới. b. Chọn máy cắt đầu vào máy biến áp. Ilvmax = = 114 (KVA): Tổn thất trong máy biến áp . - Với máy biến áp cung cấp điện cho phụ tải hạ áp: Ilvmax = = 25,45 (A) - Với máy biến áp cung cấp điện cho phụ tải cao áp: Ilvmax = = 15,1 (A) Vậy ta chọn máy cắt loại BM - 35 có thông số kỹ thuật ghi trong bảng 3-4 sau: Loại Uđm (KV) Iđm (A) ixk (KA) Ixk (KA) Iođn (KA) Ic/Sc (KA/KVA) Khối lượng có dầu không dầu BM-35 35 600 17,3 10 10 6,6/400 300 100 23. Chọn cầu dao đầu vào trạm phân phối CĐ1và cầu dao cách ly đầu vào máy biến áp phụ tải cao áp. Điều kiện chọn: UđmCDUđmmạng = 35 kv IđmCD Ilvmax a. Chọn cầu dao đầu vào trạm phân phối. Ilvmax = 51,6 (A) giống như khi chọn đường dây trên không. Tra bảng 6-7 Tr180 GTCCĐ T2 ta chọn cầu dao loại : PH - 35/600 có thông số kỹ thuật ghi trong bảng3-5 sau: Bảng (3-5) Kiểu Dòng ổn định động Iôđn (KA) Khối lượng ixk Ixk 10s PH - 35/600 80 31 12 60 b. Chọn cầu dao cách ly đầu vào máy biến áp. Ilvmax = 25,45 (A) Tra bảng 6-7 ta chọn cầu dao loại: PH - 35/600 như trên. 24. Chọn sứ đỡ cách điện cao áp và hạ áp. - Điều kiện chọn: Uđmsứ Uđmmạng Phía cao áp : Uđmmạng = 35 KV Phía hạ áp : Uđmmạng = 0,4KV Tra bảng 6-8 Tr181 GTCCĐ T2ta chọn sứ như bảng 3-6 sau: Bảng 3-6 Loại Uđm (KV) Ufđkhô (KV) Phụ tải phá hoại (Kg) Khối lượng (Kg) HA:Of -1-375 CA:Of -35-375 1 35 11 110 375 375 0,7 7,1 TÍNH NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ I. Mục đích. Trong quá trình làm việc của các thiết bị điện, ngoài chế độ làm việc bình thường các thiết bị còn có khi làm việc ở chế độ sự cố như quá tải, ngắn mạch ... Ngắn mạch là sự cố nặng nề đối với hệ thống cung cấp điện, nó gây hư hỏng, cháy nổ các thiết bị điện làm thiệt hại đến kinh tế, ảnh hưởng đến sản xuất, gây nguy hiểm cho người vận hành. Việc tính ngắn mạch là để kiểm tra các thiết bị đã chọn theo điều kiện ngắn mạch như: ổn định lực điện động, ổn định nhiệt, khả năng cắt của các máy cắt...Chọn biện pháp để hạn chế dòng ngắn mạch, thiết kế và chỉnh định các thiết bị bảo vệ và tự động hoá. II. Chọn điểm ngắn mạch. Nhà máy được cung cấp điện bởi 4 máy biến áp: - 2 máy biến áp 1000-35/0,4 KVA cung cấp điện cho phụ tải hạ áp có thông số kỹ thuật như nhau. - 2 máy biến áp 560-35/6 KVA cung cấp điện cho phụ tải cao áp có thông số kỹ thuật như nhau. Các máy trên hoạt động độc lập với nhau vì vậy ta chỉ cần tính ngắn mạch cho 2 máy biến áp, máy biến áp còn lại hoàn toàn tương tự. Ta chọn điểm ngắn mạch mà tại đó dòng ngắn mạch có trị số lớn nhất. Chọn điểm tính ngắn mạch như sau: Nhánh cung cấp điện cho phụ tải hạ áp: (hình vẽ) N1 : Ngắn mạch tại thanh cái cao áp. N2 : Ngắn mạch tại thanh cái hạ áp N3 : Ngắn mạch tại thanh cái tủ phân phối phân xưởng. Nhánh cung cấp điện cho phụ tải cao áp: (Hình vẽ) III. Tính ngắn mạch 3 pha. Công thức tổng quát: Trong đó: R, X: Điện trở và điện khán tổng. Utbdm : Điện áp trung bình định mức tại điểm ngắn mạch. ixk = kxk..IN Ixk = IN. kxk : Hệ số xung kích được tra theo đường cong hình 6-13 Tr150 GTCCĐ T1. 1. Tính ngắn mạch 3 pha tại N1. Ta có sơ đồ thay thế: (Hình vẽ) XHT: Điện kháng của hệ thống. Xdd ,Rdd : Điện kháng, điện trở của dây dẫn. Giả sử nguồn ở rất gần nhà máy nên ta bỏ qua Xdd và Rdd . XHT = = = 4,56 () (SN : công suất ngắn mạch của nguồn.) Vậy XN1 = XHT = 4,56 () RN1 = Rdd = 0 IN1 =I= IN1= = 3,18 (KA) ixk = kxk..IN ở đây : kxk = 1,8. ixkN1 = 1,8..3,18 = 8,1 (KA) IxkN1 = IN1. = 3,18. = 4,8 (KA). 2. Tính ngắn mạch 3 pha tại N2. - Với phần phụ tải hạ áp: Sơ đồ thay thế: X: Điện kháng của hệ thống quy đổi về phía thứ cấp máy biến áp . X = XN1. = = 0,0005