Đồ án Thiết kế cấp điện cho 1 xí nghiệp công nghiệp

0,4 cú cú Sđm=250 (KVA) Trạm biến ỏp số 6 B : Cấp điện cho 3 phõn xưởng A , Ư , Y Tổng cụng suất tớnh toỏn toàn phần của cỏc phõn xưởng A, Ư ,Y Stt6=279,1871+138,317+230=647,504 (KVA) Vậy dung luợng mỏy biến ỏp: SđmB35 ==462,503 (KVA) Chọn dựng 2 mỏy biến ỏp: 500-10/0,4 cú cú Sđm=500 (KVA) kết quả chọn mỏy biến ỏp STT Tờn trạm (KVA) Số mỏy SđmB(KVA) 1 B (Đ, N) 449,1671 2 400 2 B (G , ễ ,C) 609,447 2 500 3 B (U,T) 385,516 2 315 4 B (O) 222,58 2 160 5 B (ấ , Ơ) 311,857 2 250 6 B (A , Ư , Y) 647,504 2 500 2.3. phương ỏn đi dõy mạng cao ỏp Vỡ nhà mỏy thuộc hộ loại một nờn ta dựng đường dõy trờn khụng lộ kộp dẫn điện từ trạm BATG về trạm PPTT ,đối với mạng cao ỏp trong nhà mỏy ta dựng cỏp ngầm,từ trạm PPTT đến cỏc trạm biến ỏp phõn xưởng trong nhà mỏy ta dựng cỏp lộ kộp căn cứ vào vị trớ cỏc mỏy biến ỏp và trạm phõn phối trung tõm ta đề ra hai phương ỏn đi dõy mạng cao ỏp Phương ỏn 1:cỏc trạm biến ỏp được cấp điện trực tiếp từ trạm PPTT Phương ỏn 2:cỏc trạm biến ỏp xa trạm PPTT được lấy điện thụng qua cỏc trạm ở gần trạm PPTT : Tớnh khoảng cỏch từ trạm PPTT→BATG Ta cú trạm PPTT cú tạo độ (107,574;89,93) Trạm BATG cú tọa độ là (24;501) →khoảng cỏch là 419,479 (m) 2.3.1 Tớnh toỏn kinh tế-kỹ thuật lựa chọn phương ỏn tối ưu Chọn tiết diện đường dõy trờn khụng từ trạm biến ỏp trung gian đến trạm phõn phối trung tõm dài 419,479 (m) dung dõy AC lộ kộp cú thời gian sử dụng cụng suất lớn nhất Tmax=3500h dõy dẫn AC tra bảng được Jkt=1,1 => Ittnm = =59,607(A) Fkt = =54,189 (mm2 ) Lựa chọn dõy nhụm lừi thộp tiết diện 70 mm , AC-70 Kiểm tra dõy đó chọn theo điều kiện dũng phỏt núng khi sự cố Tra bảng dõy AC-70 , cú I=275 (A), khi đứt một dõy ,dõy cũn lại chuyển tải toàn bộ cụng suất cho dõy cũn lại Isc = 2.Itt = 119,214(A) . so sỏnh với Icp thấy dõy đó chọn thỏa món điều kiện phỏt núng. Kiểm tra dõy theo điều kiện tổn thất điện ỏp Với dõy AC-70 cú khoảng cỏch trung bỡnh hỡnh học là D=1,25(m) tra bảng được ro=0,43/km ,xo=0,41 /km DU==25,653V DU < DUcp= 5%Uđm = 500V thỏa món điều kiện cho phộp tổn thất điện ỏp tiết diện dõy phải chọn là dõy AC-70 Tớnh toỏn kỹ thuật cho hai phương ỏn Phương ỏn 1: Hỡnh 2.1 Sơ đồ đi dõy mạng cao ỏp nhà mỏy phương ỏn 1 Chọn cỏp cho phương ỏn 1 chọn cỏp từ trạm PPTT đến BAPX 1(khoảng cỏch :103,3m) ImaxB1==12,97(A) với cỏp đồng Tmax=3500h tra bảng Jkt=3,1(A/mm2) Fkt==4,18 mm2 chọn cỏp XLPE cú tiết diện tối thiểu 16 mm2 →2 XLPE(3.16) Tớnh toỏn tương tự với cỏc đường cỏp khỏc được kết quả ghi trong bảng(vỡ cỏp được chọn vượt cấp nờn khụng cần kiểm tra theo ∆U và Icp) Bảng :kết quả chọn cỏp cao ỏp cho phương ỏn 1 đường cỏp F(mm2) l(m) Đơn giỏ(vnđ/m) Thành tiền PPTT→B1 16 103,3 48000 4958400 PPTT→ B2 16 49,74 48000 2387520 PPTT→B3 16 47,68 48000 2288640 PPTT→B4 16 53,56 48000 2570880 PPTT→ B5 16 72,67 48000 3488160 PPTT→B6 16 112,53 48000 5401440 Vỡ tất cả cỏc đường dõy đều d cỏp lộ kộp nờn l=2l1(l1:k/c giữa cỏc phõn xưởng và trạm PPTT) =>tổng K=42190080 (vnđ) Tiếp theo xỏc định tổn thất cụng suất tỏc dụng cho phương ỏn 1 Tớnh theo cụng thức DP = .R.10-3 kW Tổn thất DP trờn đoạn từ PPTT-B1: DP = .R.10-3 ==0,613(KW) Tương tự tớnh toỏn với cỏc đoạn cũn lại ta cú bảng sau : Bảng kết quả tớnh toỏn ∆P phương ỏn 1 đường cỏp 2.l(m) (KVA) ro(/km) U (KW) DP(KW) PPTT→B1 206,6 449,1671 1,47 10 0,613 PPTT→ B2 99,48 609,447 1,47 10 0,543 PPTT→B3 95,36 385,516 1,47 10 0,208 PPTT→B4 107,12 222,58 1,47 10 0,078 PPTT→ B5 145,34 311,857 1,47 10 0,208 PPTT→B6 225,06 647,504 1,47 10 1,387 tổng phương ỏn 1 là 3,037(kw) với Tmax=3500h , Cos=0,775331 => = (0,124+Tmax.10-4)2.8760=1968,16 h chi phớ tớnh toỏn hàng năm của phương ỏn 1 là: Z1=(avh+atc)K+C. . ==(avh+atc)K+Y Từ Tmax = 3500 h; lấy cỏc giỏ trị: avh =0,1 ;atc=0,125;C=750(đồng/kwh) Trong đú: avh _hệ số vận hành atc_hệ số tiờu chuẩn( hệ số thu hồi vốn đầu tư); atc= với Ttc là thời gian thu hồi vốn đầu tư lấy bằng 8 năm C_giỏ thành 1kwh tổn thất điện năng Z1 =(0,1+0,125). 42190080+750.3,037. 1968,16=13975744(đ) Phương ỏn 2 Sơ đồ: Hỡnh 2.2 sơ đồ đi dõy mạng cao ỏp nhà mỏy phương ỏn 2 Chọn cỏp cho phương ỏn 2 Chọn cỏp từ B1-B2(khoảnh cỏch :69,35(m) ImaxB12==12,97(A) với cỏp đồng Tmax=3500h tra bảng Jkt=3,1(A/mm2) Fkt==4,18 mm2 chọn cỏp XLPE cú tiết diện tối thiểu 16 mm2 →2 XLPE(3.16) Tương tự tớnh toỏn với cỏc chặn cũn lại được bảng : đường cỏp F(mm2) l(m) Đơn giỏ(vnđ/m) Thành tiền B1→B2 16 69,35 48000 4958400 PPTT→ B2 16 49,74 48000 2387520 PPTT→B3 16 47,68 48000 2288640 PPTT→B4 16 53,56 48000 2570880 PPTT→ B5 16 72,67 48000 3488160 B6→B5 16 48,166 48000 5401440 Tổng K=32751936 (vnđ) Xỏc định tổn thất tỏc dụng DP cho phương ỏn 2 Tớnh toỏn tương tự như phương ỏn 1 với cỏc chặn của phương ỏn 2 ta được bảng đường cỏp 2.l(m) (KVA) ro(/km) U (KW) DP(KW) B1→B2 138,7 449,1671 1,47 10 0,411 PPTT→ B2 99,48 1058,614 1,47 10 1,639 PPTT→B3 95,36 385,516 1,47 10 0,208 PPTT→B4 107,12 222,58 1,47 10 0,078 PPTT→ B5 145,34 959,361 1,47 10 1,9664 B6→B5 96,332 647,504 1,47 10 0,594 tổng phương ỏn 2 là 4,8964(kw) chi phớ tớnh toỏn hàng năm của phương ỏn 2 là: Z2=(avh+atc)K+C. . =(avh+atc)K+Y Từ Tmax = 3500 h; lấy cỏc giỏ trị: avh =0,1 ;atc=0,125;C=750(đồng/kwh) Z=(0,1+0,125). 32751936+750. 4,8964. 1968,16=14596859(đ) So sỏnh kinh tế 2 phương ỏn mạng cỏp cao ỏp Phương ỏn K (đồng) Yi (đồng) Z (đồng) PA1 42190080 4482976 6079547,714 PA2 32751936 7227674 6092159,864 Qua bảng ta xột tỷ số: T = (năm) Ta thấy: T =3,438<Ttc =8 (năm) So sỏnh 2 phương ỏn ta quyết định chọn phương ỏn 1 là phương ỏn tối ưu mạng cao ỏp , phương ỏn này khụng những cú Z nhỏ mà cũn dễ vận hành sữa chửa do đi tuyến cỏp hỡnh tia Thiết kế chi tiết cho phương ỏn tối ưu Sơ đồ trạm PPTT Trạm phân phối trung tâm là nơi trực tiếp nhận điện từ hệ thống về để cung cấp điện cho nhà máy, do đó việc lựa chọn sơ đồ nối dây của trạm có ảnh hưởng lớn và trực tiếp đến vấn đề an toàn cung cấp điện cho nhà máy. Sơ đồ cần phải thoả mãn các điều kiện cơ bản như: đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải, phải rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và xử lýsự cố, an toàn lúc vận hành và sửa chữa, hợp lý về mặt kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật. Nhà máy Đồng hồ chính xác được xếp vào phụ tải loại I, do tính chất quan trọng của nhà máy nên trạm phân phối được cung cấp bởi hai đường dây với hệ thống 1 thanh góp có phân đoạn, liên lạc giữa hai phân đoạn của thanh góp bằng máy cắt hợp bộ. Trên mỗi phân đoạn thanh góp đặt một máy biến áp đo lường ba pha năm trụ có cuộn tam giác hở báo chạm đất 1 pha trên cáp 10 kV. Để chống sét từ đường dây truyền vào trạm đặt chống sét van trên mỗi phân đoạn thanh góp. Máy biến dòng được đặt trên tất cả các lộ vào ra của trạm có tác dụng biến đổi dòng điện lớn (sơ cấp) thành dòng điện 5 A để cung cấp cho các dụng cụ đo lường và bảo vệ. MCLL TG1 TG2 Hình 2.3 Sơ đồ Trạm phân phối trung tâm Tủ BU và CSV Hình 2.4 Sơ đồ ghép nối trạm PPTT Dao cách lycó 3 vị trí: hở mạch nối mạch và tiếp đất. Các tủ MC đầu ra của phân đoạn TG1 Tủ MC đầu vào Các tủ máy cắt đầu ra của phân đoạn TG2 TủBU BUBUBU và CSV Tủ MC phân đoạn Tủ MC đầu vào Tất cả các tủ hợp bộ cuủa hãng SIEMENS, cách điện bằng SF6, loại 8DC11,khôngcần bảo trì Hỡnh 2.5: Sơ đồ nguyờn lý mạng cao ỏp toàn nhà mỏy Máy cắt đầu nguồn và máy cắt đặt tại trạm PPTT chọn dùng loại máy cắt đặt trong tủ hợp bộ của hãng SIEMENS, cách điện bằng SF6 không cần bảo trì. Hệ thống thanh góp đặt sẵn trong tủ có dòng định mức 1250 A. Bảng 3.8 Thông số kỹ thuật tủ máy cắt đặt tại trạm BATG và trạm PPTT. Loại tủ Uđm (kV) Iđm (A) IN , kA,1s IN, kA Ghi chú 8DC11 10 1250 25 63 Không cần bảo trì Chọn loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có Uđm = 12 kV, loại giá đỡ ngang AZLP501B12. 2. Sơ đồ các trạm biến áp phân xưởng. 10/0,4 8DH10 Tủ cao áp MBA Tủ AT tổng Tủ AT phân đoạn Tủ AT tổng MBA 10/0,4kV Tủ cao áp 8DH10 Tủ AT nhánh Tủ AT nhánh Hình 2.6 Sơ đồ đấu nối trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5, B6đặt 2 BA Đặt một cầu chì và dao cách ly phía cao áp vì các trạm BAPX đặt rất gần trạm PPTT. Cụ thể đặt một tủ đầu vào 10 kV có dao cách ly 3 vị trí, cách điện bằng SF6, không bảo trì loại 8DH10. Loại tủ Uđm, kV Iđm, kA Uchiụ đựng, kV IđmcắtN, kA 8DH10 12 200 25 25 Bảng 13: Thông số kỹ thuật tủ hợp bộ do SIEMENS chế tạo. Phía hạ áp chọn dùng các áptômát của hãng MERLIN GERIN đặt trong vỏ tủ tự tạo. Với trạm một máy Biến áp đặt 1 tủ áptômát tổng và 1 tủ áptômát nhánh.Với trạm 2 máy đặt 5 tủ: 2 tủ áptômát tổng, 1 tủ áptômát phân đoạn và 2 tủ áptômát nhánh. Sơ đồ đấu nối các trạm biến áp vẽ ở hình 3.14 và 3.15 Máy biến áp đã chọn các máy của hãng ABB có cácthông số như sau . Bảng 14: Thông số kỹ thuật của các máy BA do ABB sản xuất: SđmB, kVA Uc, kV UH, kV DP0, kW DPN, kW UN,% 400 10 0,4 0,84 5,75 4,5 500 10 0,4 1 7 4,5 315 10 0,4 0,72 4,85 4,5 160 10 0,4 0,5 2,95 4,5 250 10 0,4 0,64 4,1 4,5 500 10 0,4 1 7 4,5 Chọn áptômát cho các trạm BAPX: Trạm biến áp B1: trạm đặt 2 máy loại máy 400 - 10/0,4. Dòng lớn nhất qua áptômát tổng của máy 400kVA: Imax = = A đ Chọn áptômát tổng loại NS630N có Iđm = 630 A. Trạm biến áp B2: Trạm đặt 2 máy loại máy 500- 10/0,4. Dòng lớn nhất qua áptômát tổng của máy 500kVA: Imax = = A đ Chọn áptômát tổng loại C801N có Iđm = 800 A Trạm biến áp B3: trạm đặt 2 máy 315 - 10/0,4 Dòng lớn nhất qua áptômát tổng của máy 315 kVA : Imax = = A đ Chọn áptômát tổng loại NS600E có Iđm = 600 A Trạm biến áp B4: trạm đặt 2 máy loại máy 160 - 10/0,4. Dòng lớn nhất qua áptômát tổng của máy 160 kVA : Imax = = A đ Chọn áptômát tổng loại NS250N có Iđm = 250 A. Trạm biến áp B5: Trạm đặt 2 máy loại máy 250- 10/0,4. Dòng lớn nhất qua áptômát tổng của máy 250kVA: Imax = = A đ Chọn áptômát tổng loại NS 400E có Iđm = 400 A Trạm biến áp B6: Trạm đặt 2 máy loại máy 500- 10/0,4. Dòng lớn nhất qua áptômát tổng của máy 500kVA: Imax = = A đ Chọn áptômát tổng loại C801N có Iđm = 800 A Kết quả chọn áptômát ghi trong bảng sau. Bảng 3.23 áptômát đặt trong các trạm BAPX (hãng MERLIN GERIN) Trạm BA Loại Số lượng Uđm ,V Iđm , A IcắtN , kA B1 (2x400kVA) NS630N NS400N 1 2 690 690 630 400 10 10 B2 (2x500 kVA) C801N NS630N 3 4 690 690 800 630 25 10 B3 (1x315 kVA) NS630N NS 400 N 3 4 690 690 630 400 10 10 B4 (2x160 kVA) NS250M 5 690 250 65 B5 (2x250 kVA) NS 400N NS250M 3 4 690 690 400 250 10 65 B6 (2x500 kVA) C801N NS630N 3 4 690 690 800 630 25 10 3. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị điện đã chọn. a, Tính toán ngắn mạch: Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng và thường xảy ra trong hệ thống điện.Vì vậy để lựa chọn dây dẫn và các khí cụ điện trong hệ thống cần tính toán 8 điểm ngắn mạch sau : N : Điểm ngắn trên thanh góp trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt, thanh góp. N1, .., N7 : Điểm ngắn mạch phía cao áp các trạm PPTT để kiểm tra cáp và tủ cao áp các trạm. Khi tính toán ta coi công suất nguồn cấp cho các điểm ngắn mạch bằng công suất ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn. Sơ đồ tính toán ngắn mạch bắt đầu từ trạm BATG cấp điện cho đến điểm ngắn mạch. Đây là sơ đồ một cấp điện áp Uđm = 10 kV vì vậy ta có thể dùng đơn vị có tên để tính toán ngắn mạch. Sơ đồ nguyên lý,và sơ đồ thay thế như sau: N Ni XH Zd ZC HT MC ĐDK PPTT N CáP BAPX Ni MC MC CC CD Hình 2.7 Sơ đồ tính toán ngắn mạch. Điện kháng của hệ thống được tính theo công thức sau: XHT = [W] Trong đó: SN - công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn SN = MVA Utb - điện áp trung bình của đường dây, Utb = 10,5 kV Điện trở và điện kháng của đường dây: R = r0. l (W) X = x0. l (W) Trong đó: r0, x0 - điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn (W/km). li - chiều dài đường dây (km). Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I" bằng dòng điện ngắn mạch ổn định IƠ , nên có thể viết: IN = I" = IƠ = Trong đó: ZN - tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch thứ i (W). Utb - điện áp trung bình của đường dây (kV). Trị số dòng ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: ixk = 1,8. (kA) Bảng 3.24 Thông số của đường dây trên không và cáp Đường cáp F (mm2) L (m) ro (W/km) xo (W/km) R (W) X (W) PPTT – B1 16 103,3 1,47 0,17 0,152 0,017 PPTT – B2 16 49,74 1,47 0,17 0,073 0,008 PPTT – B3 16 47,68 1,47 0,17 0,07 0,008 PPTT – B4 16 53,56 1,47 0,17 0,078 0,009 PPTT – B5 16 72,67 1,47 0,17 0,107 0,012 PPTT – B6 16 112,53 1,47 0,17 0,165 0,019 BATG - PPTT AC-70 419,47 0,43 0,41 0,18 0,172 Tính dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch N trên thanh góp của trạm PPTT. Ta có sơ đồ thay thế : N XH Zd HT XH = = W R = Rd = 0,18W X = Xd + X H = 0,172+ 0,668 = 0,84 W Dòng điện ngắn mạch : IN = = kA Dòng điện ngắn mạch xung kích: ixk = 1,8. = 1,8. . 5,648= 14,377 kA Ngắn mạch điểm N1 ở phía cao áp trạm BAPX B1: Ta có sơ đồ thay thế : N1 XH Zd ZC HT XH = = W R1 = Rd + Rc1 = 0,18+ 0,152= 0,332 W X1 = Xd + X H + Xc1 = 0,172 + 0,17 + 0,668= 1,01 W Dòng điện ngắn mạch: IN1 = = kA Dòng điện ngắn mạch xung kích: ixk1 = 1,8. = 1,8. . 5,702 = 14,515kA Ngắn mạch điểm N2 ở phía cao áp trạm BAPX B2: Ta có sơ đồ thay thế : N2 XH Zd ZC HT XH = = W R2 = Rd +Rc2 = 0,18 + 0,073= 0,253 W X2 = Xd + X H + Xc2 = 0,172+ 0,668+0,008 = 0,848W Dòng điện ngắn mạch: IN1 = = kA Dòng điện ngắn mạch xung kích: ixk1 = 1,8. = 1,8. . 6,85 = 17,437 kA Ngắn mạch điểm N3 ở phía cao áp trạm BAPX B3: Ta có sơ đồ thay thế : N3 XH Zd ZC HT XH = = W R3 = Rd + Rc3 = 0,18 + 0,07 = 0,25 W X 3= Xd + X H + Xc3 = 0,172+ 0,668+0,008 = 0,848 W Dòng điện ngắn mạch: IN3 = = kA Dòng điện ngắn mạch xung kích: ixk3 = 1,8. = 1,8. .6,857 = 17,455kA Ngắn mạch điểm N4 ở phía cao áp trạm BAPX B4: Ta có sơ đồ thay thế : N4 XH Zd ZC HT XH = = W R4 = Rd + Rc4 = 0,18 +0,078= 0,258W X 4= Xd + X H + Xc4 = 0,172+ 0,668+0,009 = 0,849 W Dòng điện ngắn mạch: IN4 = = kA Dòng điện ngắn mạch xung kích: ixk4 = 1,8. = 1,8. . 6,832 = 17,4 kA Ngắn mạch điểm N5 ở phía cao áp trạm BAPX B5: Ta có sơ đồ thay thế : N5 XH Zd ZC HT XH = = W R5 = Rd + Rc5 = 0,18 + 0,107= 0,287 W X5 = Xd + X H + Xc5 = 0,172+ 0,668+0,012 = 0,852 W Dòng điện ngắn mạch: IN5 = = kA Dòng điện ngắn mạch xung kích: ixk5 = 1,8. = 1,8. . 6,743 = 17,2 kA Ngắn mạch điểm N6 ở phía cao áp trạm BAPX B6: Ta có sơ đồ thay thế : N6 XH Zd ZC HT XH = = W R6 = Rd + Rc6 = 0,18+0,165 = 0,345 W X 6 =Xd+ X H+ Xc6 = 0,172+ 0,668+0,019 = 0,859W Dòng điện ngắn mạch: IN6 = = kA Dòng điện ngắn mạch xung kích: ixk6 = 1,8. = 1,8. . 6,55 = 16,67 kA Bảng 3.25 Bảng kết quả tính toán ngắn mạch. Điểm tính ngắn mạch N IN, kA ixk, kA Thanh cái PPTT 5,648 14,377 Thanh cái B1 5,702 14,515kA Thanh cái B2 6,85 17,437 Thanh cái B3 6,857 17,455 Thanh cái B4 6,832 17,4 Thanh cái B5 6,743 17,2 Thanh cái B6 6,55 16,67 b.Kiểm tra cỏc thiết bị điện đó chọn ●Kiểm tra cỏp đó chọn Kiểm tra tiết diện cỏp đó chọn theo điều kiện ổn định nhiệt: F ³ a. IƠ. Tra đồ thị ta tỡm được tqđ =0,4 Vỡ cỏp chọn để truyền tải điện từ trạm PPTT tới cỏc BAPX đều cú tiết diện bằng 16 mm2 nờn ta chỉ cần kiểm tra cỏp cú dũng ngắn mạch lớn nhất. Đú là tuyến cỏp đến PPTT _B3 cú dũng ngắn mạch lớn nhất IN3=6,857 (kA) F ³ a. IƠ. =6.6,875.=26(mm2) Mà cỏp đó chọn cú tiết diện 16 mm2<Fmin=26 mm2 Vậy cỏp đó chọn khụng thỏa món điều kiện ổn định nhiệt Kiểm tra với tuyến cỏp cú dũng ngắn mạch nhỏ nhất: đú là tuyến cỏp từ PPTT_B1 cú IN2=5,702 (kA) F ³ a. IƠ. =6. 5,702.=21,637(mm2) Vậy cỏp đó chọn khụng thỏa món điều kiện ổn định nhiệt Như vậy cỏc cỏp đó chọn đều thỏa món điều kiện về phỏt núng khi sự cố và tổn thất điện ỏp nhưng khụng thỏa món điều kiện ổn định nhiệt, chọn lại cỏp loại cú tiết diện 50 mm2 →2XLPE(3x50) Tớnh toỏn lại ngắn mạch đối với tuyến cỏp cú dũng ngắn mạch lớn nhất: tuyến cỏp từ PPTT_B1, ta cú: XH = = 1(Ω0 R1 = Rd + Rc1 = 0,123 + 0,004 =0,127 (W) X1 = Xd + X H + Xc1 = 0,069 +0,441+0,001=0,511 (W) Dũng điện ngắn mạch: IN1 = = (kA) Dũng ngắn mạch xung kớch: ixk1 = 1,8. = 1,8. . 11,513 = 29,307(kA) Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: F ³ a. IƠ. =6.11,513.=43,689(mm2) Vậy cỏp đó chọn 50 mm2 thỏa món điều kiện ổn định nhiệt ●Kiểm tra mỏy cắt điện và thanh gúp tại trạm PPTT: Mỏy cắt và thanh gúp đặt trong tủ hợp bộ loại 8DC11, mỏy cú cắt dũng điện cắt Ic =25kA, thanh gúp cú dũng ổn định động Iụđđ=63kA lớn hơn so với dũng ngắn mạch IN=11,555 kA và dũng xung kớch ixk=29,414kA tại thanh gúp trạm PPTT. Do vậy mỏy cắt và thanh gúp đạt yờu cầu. ●Kiểm tra cầu chỡ cao ỏp: Cụng thức kiểm tra: UđmCC ≥ Uđm.m IđmCC ≥ Icb IđmcắtN ≥ IN Trong đú:dũng cưỡng bức xỏc định tựy thuộc vào trạm 2 MBA, Icb=1,4.IđmB. Cầu chỡ cao ỏp đặt trong tủ hợp bộ loại 8DH10 cú cỏc thụng số kỹ thuật sau: Loại tủ Uđm (kV) Iđm (A) Uchịuđựng (kV) IđmcắtN (kA) 8DH10 12 200 25 25 Trạm biến ỏp B1 cú dũng ngắn mạch lớn nhất nờn chỉ cần kiểm tra với trạm này. Kiểm tra cầu chỡ cao ỏp: Điện ỏp định mức (kV): Uđmcc ≥ Uđm.m (kV) 12> 10 Dũng điện định mức (A): Iđm CC ≥ Icb = 1,4.Iđm B 200 A > 1,4. (A) Dũng cắt định mức (kA): ): Iđmcắt ≥ IN1 25 kA > 11,513 (kA) ●Kiểm tra dao cỏch ly cao ỏp: Cụng thức kiểm tra: Điện ỏp định mức: Uđm.MC ³ Uđm.m Dũng điện định mức: Iđm.CL ³ Ilvmax Dũng điện ổn định động cho phộp: iđm.đ ³ ixk Dao cỏch ly đặt trong tủ hợp bộ cú cỏc thụng số kỹ thuật sau. Loại tủ Uđm (kV) Iđm (A) Uchịuđựng (kV) IđmcắtN (kA) 8DH10 12 200 25 25 Tiến hành kiểm tra với trạm BAPX_B1 cú dũng ngắn mạch lớn nhất: Bảng 3.11.Kiểm tra dao cỏch ly Đại lượng kiểm tra Điều kiện Điện ỏp định mức (kV) Uđm DCL ≥ Uđm.m 12 >10 Dũng điện định mức (A) Iđm DCL ≥ Icb = 1,4.Iđm B 200 > 1,4. Dũng điện ổn định động cho phộp (kA) Iụđđ ≥ ixk 25 >11,513 ●Chọn và kiểm tra biến điện ỏp BU Trờn mỗi nhỏnh của thanh gúp trạm PPTT lắp một mỏy biến điện ỏp BU loại 3 pha 5 trụ của hóng SIEMENS sản xuất loại 4MR12 cú cỏc thụng số sau: Bảng 3.12.Chọn mỏy biến điện ỏp. Thụng số kỹ thuật 4MR12, một hệ thống thanh gúp Uđm (kV) 12 Uchịu đựng tần số cụng nghiệp1 (kV) 28 U chịu đựng xung 1,2/50 ms (kV) 75 U1đm (kV) 11,5/ U2đm (kV) 100/ Tải định mức (VA) 350 ●Chọn và kiểm tra mỏy biến dũng điện. Chọn mỏy biến dũng điện loại 4MA72 do hóng SIEMENS chế tạo cú cỏc thụng số kỹ thuật sau: Thụng số kỹ thuật 4MA72 Uđm (kV) 12 U chịu đựng tần số cụng nghiệp1 (kV) 28 U chịu đựng xung 1,2/ 50 ms (kV) 75 I1đm , A 20 – 2500 I2đm , A 1 hoặc 5 Iụđnh 1’ (kA) 80 Iụđđ (kA) 120 Kết luận:Cỏc thiết bị chọn cho mạng cao ỏp của nhà mỏy đó thỏa món cỏc điều kiện kỹ thuật cần thiết. PHẦN III:THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG ễ (thiết kế hạ ỏp cho 1 phõn xưởng lấy theo chữ cỏi cuối cựng của tờn) Hỡnh 3.1: Sơ đồ phõn phối mạng biến ỏp phõn xưởng ễ Phân xưởng ễ có diện tích là 240m2 gồm có 4 thiết bị, công suất tính toán toàn phần của phân xưởng là 192,712 (KVA) trong đó có 3,6(kw) dùng cho chiếu sáng ,điện năng từ máy biến áp B2 được đưa về tủ phân phối của phân xưởng trong tủ phân phối đặt 2 aptomat tổng (một aptomat cho đường dây dự phòng ) và 4aptomat nhánh cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng , Từ tủ phân phối đến các tủ động lực và chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lý và vận hành. Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, các phụ tải có công suất lớn và quan trọng sẽ nhận điện trực tiếp từ thanh cái của tủ, các phụ tải có công suất bé và ít quan trọng hơn được ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông (xích). Đầu vào các tủ động lực đặt dao cach ly - cầu chì, các nhánh ra đặt cầu chì. Mỗi động cơ máy công cụ được điều khiển bằng một khởi động từ (KĐT) dã gắn sẵn trên thân máy, trong đó có rơle nhiệt bảo vệ chống quá tải. Các cầu chì trong tủ động lực chủ yếu bảo vệ ngắn mạch đồng thời làm dự phòng cho bảo vệ quá tải của KĐT. 3.1.Chọn cáp từ tủ phân phối của phân xưởng đến tủ phân phối của MBA B2 Khoảng cách từ trạm biến áp B2 đến tủ phân phối của phân xưởng ễ là:40,45m Tiết diện dây cáp C1 chọn theo điều kiện phát nóng cho phép phải thoả mãn: khc.Icp ≥ Imax Trong đó : Itt - là dòng điện làm việc lớn nhất qua cáp, A khc - hệ số hiệu chỉnh kể đến nhiệt độ môi trường đặt dây. Tra trong phụ lục ứng với nhiệt độ môi trường +200C, và nhiệt độ tiêu chuẩn +150C có khc = 0,94 Icp- dòng điện cho phép ứng với dây dẫn chọn, A. IttG = Chọn cáp đồng 3 lõi+ trung tính cách điện PVC do LEN chế tạo có tiết diện (3x95+50) mm2 với dòng cho phép: Icp= 298A. Ta có: khc.Icp = 0,94. 298 = 280,12 A ≥ Itt = 278 A Cáp chọn là thoả mãn. 3.2.Lựa chọn phần tử mạng hạ áp phân xưởng ễ 3.2.1.Tủ phân phối. Để cung cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng cho toàn phân xưởng ta sử dụng 1 tủ phân phối hạ áp đặt tại thanh cái của trạm biến áp phân xưởng do hãng SAREL (Pháp) chế tạo. Tủ có sơ đồ : Hỡnh 3.2: sơ đồ tủ phõn phối của phõn xưởng ễ 3.2.2.Chọn áptômát. Chọn áptômát ở 4 đầu ra của tủ phân phối đến các tủ động lực và 1 áptômát tổng. áptômát được chọn theo dòng điện làm việc lâu dài (chính là dòng điện tính toán). Điều kiện để chọn áptômát là : IđmA ≥ Ilvmax = Itt = UđmA ≥ Uđmmđ Theo tính toán phụ tải và đề ra thì phân xưởng có 4 thiết bị nên ta chọn 4 aptomat ở tủ phân phối : Itb1 = = A Itb2= = A Itb3 = = A Itb4 = = A , Ittnpx= = A Ta chọn các áptômát của Merlin Gerin chế tạo có các thông số cơ bản sau : Bảng 4.2 áptômát đặt trong tủ phân phối hạ áp của PX ễ Loại Uđm(kV) Iđm(A) Ighcắt N(A) áptômát NS400N 0,5 400 15 AT NC125H 0,5 125 7,5 A1 NC125H 0,5 125 7,5 A2 NC125H 0,5 125 7,5 A3 NS250E 0,5 250 8 A4 3.23. Chọn thanh dẫn. Thanh dẫn của các tủ phân phối là thanh dẫn bằng đồng có tiết diện được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép : k1.k2.Icp ≥ Icb với : k1- là hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn đặt nằm ngang k1 = 0,95. k2- là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ k2 = 0,9 Chọn một loại thanh dẫn cho tủ phân phối ở trạm B2 và ở phân xưởng ễ Theo tính toán phụ tải ở chương II có : Icb = Imax = A Icp ≥ A Vậy chọn thanh dẫn có tiết diện 60x6 mm2, dòng cho phép khi đặt mỗi pha một thanh Icp=1125.Chiều dài của thanh là 1 m. Tủ phân phối với các thiết bị: Hình 3.3 sơ đồ với các thiết bị đã chọn 3.4.tính ngắn mạch pHía hạ áp Sơ đồ tính ngắn mạch: Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch hạ áp. 3.4.1. Thông số tổng trở trên sơ đồ thay thế. Thông số máy biến áp đã chọn cho phân xưởng Ô Công suất Điện áp ,kV DP0 kW DPN kW UN, % Kích thước ,mmm Trọng lượng 500 10/0,4 1 7 4,5 1535-930-1625 1695 Điện trở máy biến áp : RB = RB = = 2,24m Điện kháng thay thế của máy biến áp : XB = XB = = 144m Điện trở và điện kháng thay thế của cáp C1(trạm BAPX đến tủ phân phối PX Ô) RC1 = r.= 8m XC1 = 0,07.40,45=2,83m Điện trở và điện kháng thay thế của cáp C2: RC2 = r.= 0,564 mW XC2 = 0,07.15 = 1,05 mW Điện trở và điện kháng thay thế của áptômát sau MBA: RA = 0,226 mW XA = 0,0745 mW Điện trở và điện kháng thay thế của áptômát A1: RA1 = 0,1m W XA1 = 0,55 mW Điện trở và điện kháng thay thế của thanh góp hạ áp có tiết diện 60x6 mm2 chiều dài 1m, khi khoảng cách trung bình hình học bằng 150 mm. RTG = r0.l = .l=.1 = 0,06 mW XTG = x0.l = 0,145.1= 0,145 mW 3.4.2. Tính toán ngắn mạch tại điểm N trên thanh cái của tủ phân phối MBA B2. Tổng trở của sơ đồ thay thế : RS = = ( 2,24+0,564+0,226+0,06)= 3,09 mW XS = = (144 + 1,05 + 0,0745 + 0,145) = 145,27 mW Z = = 145,3 mW Vì ngắn mạch xảy ra bên phía hạ áp nên xem điểm ngắn mạch xảy ra ở rất xa nguồn và coi gần đúng trạm biến áp là nguồn. Do đó dòng điện ngắn mạch được xác định : I” = IN = IƠ = 1,987 kA Dòng điện xung kích : ixkN = kxk ..IN = 1,3..1,987 = 3,653kA 3.4 3. Tính toán ngắn mạch tại điểm N1 trên thanh cái của tủ PP phân xưởng SCCK. Tổng trở của sơ đồ thay thế : RS = = (2,24+0,564+0,226+0,06+ 0,1 + 8 + 0,1 +0,06 ) = 11,29 mW XS = = (144 + 1,05 + 0,0745 + 0,145+2,83 + 0,55 +0,55 +0,145 ) = 149,34 mW Z = = 149,76 mW Vì ngắn mạch xảy ra bên phía hạ áp nên xem điểm ngắn mạch xảy ra ở rất xa nguồn và coi gần đúng trạm biến áp là nguồn. Do đó dòng điện ngắn mạch được xác định: I” = IN1 = IƠ = kA Dòng điện xung kích : ixkN1 = kxk ..IN1 = 1,3..1,93 = 3,548A 3.5. Kiểm tra các thiết bị đã chọn 3.5. 1. Kiểm tra áptômát. áptômát sau MBAloại NS400N có IghcắtN = 15 kA $IN = 1,987 kA. áptômát tổng ở trạm PP phân xưởng SCCK loại NC125H có IghcắtN = 7,5 kA $IN = 1,93 A Kết luận: các áptômát chọn là thoả mãn. 3.5.2. Kiểm tra cáp theo điều kiện kết hợp với các thiết bị bảo vệ. Icp / Cáp C1 có Icp =298 A / =A. Kết luận: cáp đã chọ