Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

trong các trạm biến áp. Tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp được tính theo công thức: ΔA = n. ΔP0.t + . ΔPn. kWh Trong đó: n-số máy biến áp ghép song song. (n = 2) t-thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm t=8760h. τ-thời gian tổn thất công suất lớn nhất. τ = (0,124 + 10-4.Tmax)2.8760 h. Với Tmax = 4500 h ta tính được τ = 2369 h. ΔP0, ΔPn – tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA Stt –công suất tính toán của TBA. Sdm –công suất định mức của MBA. Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phương án II. Bảng 2.8. Tổn thất trong các trạm biến áp phơng án II Tên TBA Số máy Stt(kVA) Sđm(kVA) ΔP0(kW) ΔPn(kW) ΔA(kWh) TBATG 2 13076,42 7500 24 75 575370,9 B1 2 2262,83 1250 1,74 13,1 58574,57 B2 2 2415,9 1250 1,74 13,1 60474,72 B3 2 1790,21 1000 1,6 10 49237,04 B4 2 2190,42 1250 1,74 13,1 57675,71 B5 2 3715,14 2500 3,3 20,5 57825,71 B6 2 3107,68 1600 2,19 17,1 77701,38 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ΔAB =0,94.106 kWh b. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. */ Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưởng. Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt . Đối với nhà máy sản xuất máy kéo, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4500h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng ta tìm được jkt = 3,1 A/mm2. Ta có F kt = ; Imax = Trong đó: Imax: dòng điến tính toán lớn nhất của phụ tải F kt: tiết diện dây kinh tế Stt: công suất tính toán của phụ tải Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: khc.Icp ≥ Isc Trong đó: Isc- dòng điện xảy ra khi sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2Imax khc =k1.k2 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 phụ lục tìm được k2 = 0,93. Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBA ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔUcp *Chọn cáp từ TBATG đến B1. Imax = = = 65,3 A. Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = = = 21,06 mm2. Tra PL V.16.TL1 ta chọn Ftc = 25 mm2, cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo, dòng điện cho phép dưới đất ở 250C là: Icp = 140 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.140 = 130,2 < 2.Imax = 130,6 A Vậy ta phải chọn cáp có Ftc = 35 mm2, Icp = 170 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.170 = 158,1 > 2.Imax = 130,6 A Chọn cáp có tiết diện F = 35 mm2 với Icp = 170 A Tính toán hoàn toàn tương tự cho các đường cáp còn lại. Kết quả ghi trong bảng 2.9 */ Chọn cáp hạ áp từ TBA phân xưởng đến các phân xưởng: Tính hoàn toàn tương tự phương án I ta có kết quả ghi trong bảng sau. Bảng 2.9 –Vốn đầu tư cho đường dây cáp cao áp phương án II Đường cáp F (mm2) L (km) r0 (Ω/km) R (Ω) Đơn giá (106 đ/km) Thành tiền (106 đ) TBATG-B1 2(3x35) 0,21 0,668 0,07 178,98 75,17 TBATG-B2 2(3x35) 0,22 0,668 0,073 178,98 78,75 TBATG-B3 2(3x25) 0,14 1,47 0,103 154,47 43,25 TBATG-B4 2(3x25) 0,11 0,927 0,051 154,47 34 TBATG-B5 2(3x50) 0,12 0,494 0,03 200,83 48,2 B5-9 2(9x500+500) 0,23 0,051 0,006 1500 690 TBATG-B6 2(3x50) 0,16 0,494 0,04 200,83 64,27 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD =1033,64.106 đ Với đường dây B5-9 là loại cáp hạ áp 0,4 kV. */ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây. Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức: DP = ()2.R.10-3 kW Trong đó: R = R: điện trở của dây cáp, n: số đường dây đi song song. ro: điện trở đơn vị, l: chiều dài doạn đường dây,km Tổn thất ΔP trên đoạn cáp TBATG – B1 : ΔP = .R.10-3 =.0,07.10-3=3,58 (kW) Hoàn toàn tương tự như phương án I, ta có kết quả tính như sau: Bảng 2.10 – Tổn thất công suất tác dụng trên dường dây cáp cao áp Đường cáp F (mm2) L (km) r0 (Ω/km) R (Ω) Stt kVA ΔP KW TBATG-B1 2(3x35) 0,21 0,668 0,07 2262,83 3,58 TBATG-B2 2(3x35) 0,22 0,668 0,073 2415,9 4,26 TBATG-B3 2(3x25) 0,14 1,47 0,103 1790,21 3,3 TBATG-B4 2(3x25) 0,11 0,927 0,051 2190,42 2,45 TBATG-B5 2(3x35) 0,12 0,668 0,04 3715,14 5,52 B5-9 2(9x500+500) 0,23 0,051 0,006 1475,49 81,64 TBATG-B6 2(3x50) 0,16 0,494 0,04 3107,68 3,86 Tổng tổn thất công suất tác dụng SΔP =104,61 kW */ Xác định tổn thất điện năng trên đường dây. Tổn thất điện năng trên đường dây được tính theo công thức : ΔAD = ∑ΔP D.τ (kWh). Trong đó: τ- thời gian tổn thất công suất lớn nhất, τ=2369 với Tmax = 4500 h ΔAD = ∑ΔP D.τ = 104,61.2369=247821,09 (kWh). c. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án II. + Mạng cao áp trong phương án có điện áp 10kV từ TBATG đến 6 trạm biến áp phân xưởng. TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian và hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ TBA khu vực. + Tổng vốn đầu tư cho máy cắt phía 35kv: Phương án sử dụng 2 MC 35 có giá tiền một máy là 160.106 đ Nên tổng số tiền đầu tư cho MC 35 kv( KMC35 ) là KMC35= 2.160.106 = 320.106đ Phương án này sử dụng 14 MC 10kv.Vậy ta có tổng vốn đầu tư cho MC 10 kv là : KMC10 =14.120.106 = 1680.106đ + Vậy tổng vốn đầu tư cho máy cắt của phương án II là : KMC = KMC35 + KMC10 = 320.106 + 1680.106 = 2000.106đ d. Chi phí tính toán của phương án II. + Chi phí tính toán Z của phương án II: Vốn đầu tư: K = KB + KD + KMC = (3681,6. + 1033,64. + 2000) 106 =6715,24.106 đ Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: ΔA=ΔAB +ΔAD=0,94.106 + 247821,09 =1,19.106 kWh Chi phí tính toán: Z =(avh + atc).K + c. ΔA =(0,1+ 0,2). 6715,24.106 + 1000. 1,19.106 =3204,57.106 đ 3. Phương án III. Phương án sử dụng TPPTT nhận điện 35kV từ hệ thống về, cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp đều hạ từ điện áp 35kV xuống 0,4 kV để cung cấp cho các phân xưởng. Hình 2.4 – Sơ đồ phương án III a. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp. *Chọn máy biến áp phân xưởng : Trên cơ sở chọn được sông suất MBA ở phần trên ta có kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng: Bảng 2.11 – Vốm đầu tư cho các trạm biến áp trong phương án III TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) ΔP0 (kW) ΔPN (kW) UN (%) i0 (%) Số máy Đơn giá (106 đ) Thành tiền (106 đ) B1 1250 35/0,4 1,81 14,1 6 1,2 2 170 340 B2 1250 35/0,4 1,81 14,1 6 1,2 2 170 340 B3 1000 35/0,4 1,72 11 6 1,3 2 147,5 295 B4 1250 35/0,4 1,81 14,1 6 1,2 2 170 340 B5 1250 35/0,4 1,81 14,1 6 1,2 2 170 340 B6 1600 35/0,4 2,43 18,6 6 1 2 200 400 B7 750 35/0,4 1,36 6,78 5,5 1,4 2 102,4 204,8 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB =2259,8.106 đ *Xác định tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp phân xưởng: Tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp được tính theo công thức: ΔA = n. ΔP0.t + . ΔPn..t kWh Trong đó: n-số máy biến áp ghép song song. (n = 2) t-thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm t=8760 h. τ-thời gian tổn thất công suất lớn nhất. τ = (0,124 + 10-4.Tmax)2.8760 h. Với Tmax = 3960 h ta tính được τ = 2369 h. ΔP0, ΔPn – tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA Stt –công suất tính toán của TBA. Sdm –công suất định mức của MBA. Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phương án III được ghi trong bảng 2.12: Bảng 2.12 - Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phương án III. Tên TBA Số máy Stt(kVA) Sđm(kVA) ΔP0(kW) ΔPn(kW) ΔA(kWh) B1 2 2262,83 1250 1,74 13,1 58574,57 B2 2 2415,9 1250 1,74 13,1 60474,72 B3 2 1790,21 1000 1,6 10 49237,04 B4 2 2190,42 1250 1,74 13,1 57675,71 B5 2 2239,65 1250 1,74 13,1 58286,83 B6 2 3107,68 1600 2,19 17,1 77701,38 B7 2 1475,49 750 1,27 6,51 37420,6 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ΔAB =0,4. 106 kWh b. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện */ Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưởng. Tương tự như phương án I, và II ta tiến hành chọn cáp cao áp theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt. Với Tmax=4500 h và cáp lõi đồng, tra bảng sẽ có Jkt =3,1 A/mm2 Ta có F kt = ; Imax = Trong đó: Imax: dòng điến tính toán lớn nhất của phụ tải F kt: tiết diện dây kinh tế Stt: công suất tính toán của phụ tải Uđm: điện áp định mức của lưới điện = 35 kV Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: khc.Icp ≥ Isc Trong đó: Isc- dòng điện xảy ra khi sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2Imax khc =k1.k2 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 phụ lục tìm được k2 = 0,93. Vì chiều dài cáp từ TPPTT đến các TBA ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔUcp Chọn cáp từ TPPTT đến B1. Imax = = = 18,66 A. Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = = = 6,02 mm2. Tra PL V.19.TL1 ta chọn Ftc = 50 mm2. Cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo, Icp = 200 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.200 = 186 > 2.Imax = 37,32 A Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng Chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2 với Icp = 200 A Các đờng dây còn lại được tính hoàn toàn tơng tự. Kết quả chọn cáp của phương án III được ghi trong bảng dưới đây: Bảng 2.13 – Kết quả chon cáp của phương án III. Đường cáp F (mm2) L (km) r0 (Ω/km) R (Ω) Đơn giá (106 đ/km) Thành tiền (106 đ) TPPTT-B1 2(3x50) 0,21 0,494 0,052 130 54,6 TPPTT-B2 2(3x50) 0,22 0,494 0,054 130 57,2 TPPTT-B3 2(3x50) 0,14 0,494 0,035 130 36,4 TPPTT-B4 2(3x50) 0,11 0,494 0,027 130 28,6 TPPTT-B5 2(3x50) 0,12 0,494 0,03 130 31,2 TPPTT-B6 2(3x50) 0,16 0,494 0,04 130 41,6 TPPTT-B7 2(3x50) 0,25 0,494 0,062 130 65 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD =314,6 .106đ *Xác định tổn thất công suất trên đường dây: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức: ΔP =.R.10-3 (kW). Trong đó: R = .r0.l (Ω). n: số đường dây đi song song Tổn thất ΔP trên đoạn cáp TPPTT – B1 : ΔP = .R.10-3 =.0,052.10-3=0,22 (kW) Các đường dây khác cũng tính toán tương tự, kết quả cho trong bảng dưới đây: Bảng 2.14 –Tổn thất công suất tác dụng trên các đương dây của phương án III Đường cáp F (mm2) L (km) r0 (Ω/km) R (Ω) Stt (kVA) ΔP (kW) TPPTT-B1 2(3x50) 0,21 0,494 0,052 2262,83 0,22 TPPTT-B2 2(3x50) 0,22 0,494 0,054 2415,9 0,26 TPPTT-B3 2(3x50) 0,14 0,494 0,035 1790,21 0,09 TPPTT-B4 2(3x50) 0,11 0,494 0,027 2190,42 0,11 TPPTT-B5 2(3x50) 0,12 0,494 0,03 2239,65 0,12 TPPTT-B6 2(3x50) 0,16 0,494 0,04 3107,68 0,32 TPPTT-B7 2(3x50) 0,25 0,494 0,062 1475,49 0,11 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn ∑ΔPD= 1,23 kW *Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây: Tổn thất điện năng trên đường dây được tính theo công thức : ΔAD = ∑ΔP D.τ (kWh). Trong đó: τ- thời gian tổn thất công suất lớn nhất, τ=2369 với Tmax = 4500 h ΔAD = ∑ΔP D.τ = 1,23.2369=2913,87 (kWh). c. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án III. + Mạng cao áp trong phương án có điện áp 35kV từ TPPTT đến 7 trạm biến áp phân xưởng. TPPTT có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian. +giá tiền một máy cắt hợp bộ có Uđm = 35 kV là 160.106 đ Ta có tổng vốn đầu tư cho MC là : KMC = 16. 160.106 = 2560.106 đ d/ Chi phí tính toán của phương án III. Vốn đầu tư: K = KB + KD + KMC = (2259,8+ 314,6 + 2560) .106 = 5134,4.106 đ Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: ΔA = ΔAB +ΔAD = 0,4. 106 + 2913,87 = 0,403.106 kWh Chi phí tính toán: Z =(avh + atc).K + c. ΔA =(0,1+ 0,2). 5134,4.106 + 1000. 0,403.106 =1943,32.106 đ 4. Phương án IV. Hình 2.5 – Sơ đồ phương án IV a. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp */ Chọn máy biến áp phân xưởng. Trên cơ sở chọn được công suất MBA ở phần trên ta có kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng: Bảng 2.15 – Kết quả lựa chọn máy biến áp trong các trạm biến áp phương án IV TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) ΔP0 (kW) ΔPN (kW) UN (%) i0 (%) Số máy Đơn giá (106 đ) Thành tiền (106 đ) B1 1250 35/0,4 1,81 14,1 6 1,2 2 170 340 B2 1250 35/0,4 1,81 14,1 6 1,2 2 170 340 B3 1000 35/0,4 1,72 11 6 1,3 2 147,5 295 B4 1250 35/0,4 1,81 14,1 6 1,2 2 170 340 B5 2500 35/0,4 3,5 21,5 6,5 0,8 2 290 580 B6 1600 35/0,4 2,43 18,6 6 1 2 200 400 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB =2295.106 đ */ Xác định tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp. Tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp được tính theo công thức: ΔA = n. ΔP0.t + . ΔPn. kWh Trong đó: n-số máy biến áp ghép song song. (n = 2) t-thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm t=8760h. τ-thời gian tổn thất công suất lớn nhất. τ = (0,124 + 10-4.Tmax)2.8760 h. Với Tmax = 4500 h ta tính được τ = 2369 h. ΔP0, ΔPn – tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA Stt –công suất tính toán của TBA. Sdm –công suất định mức của MBA. Bảng 2.16 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phương án IV. Tên TBA Số máy Stt(kVA) Sđm(kVA) ΔP0(kW) ΔPn(kW) ΔA(kWh) B1 2 2262,83 1250 1,74 13,1 58574,57 B2 2 2415,9 1250 1,74 13,1 60474,72 B3 2 1790,21 1000 1,6 10 49237,04 B4 2 2190,42 1250 1,74 13,1 57675,71 B5 2 3715,14 2500 3,3 20,5 57825,71 B6 2 3107,68 1600 2,19 17,1 77701,38 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: ΔAB =361489,13 kWh b. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. */ Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưởng. Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt . Đối với nhà máy sản xuất máy kéo, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4500h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng ta tìm được jkt = 3,1 A/mm2. Ta có F kt = ; Imax = Trong đó: Imax: dòng điến tính toán lớn nhất của phụ tải F kt: tiết diện dây kinh tế Stt: công suất tính toán của phụ tải Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: khc.Icp ≥ Isc Trong đó: Isc- dòng điện xảy ra khi sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2Imax khc =k1.k2 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 phụ lục tìm được k2 = 0,93. Bảng 2.17 – Kết quả chon cáp của phương án IV Đường cáp F (mm2) L (km) r0 (Ω/km) R (Ω) Đơn giá (106 đ/km) Thành tiền (106 đ) TPPTT-B1 2(3x50) 0,21 0,494 0,052 130 54,6 TPPTT-B2 2(3x50) 0,22 0,494 0,054 130 57,2 TPPTT-B3 2(3x50) 0,14 0,494 0,035 130 36,4 TPPTT-B4 2(3x50) 0,11 0,494 0,027 130 28,6 TPPTT-B5 2(3x50) 0,12 0,494 0,03 130 31,2 B5-9 2(9x500+500) 0,23 0,051 0,006 1500 690 TPPTT-B6 2(3x50) 0,16 0,494 0,04 130 41,6 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD =939,6.106 đ */ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây. Tổn thất công suất trên đường dây được tính theo công thức: DP = ()2.R.10-3 [kW] Trong đó: R = R: điện trở của dây cáp, n: số đường dây đi song song. ro: điện trở đơn vị, l: chiều dài doạn đường dây,km Bảng 2.18 – Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án IV. Đường cáp F (mm2) L (km) r0 (Ω/km) R (Ω) Stt (kVA) ΔP (kW) TPPTT-B1 2(3x50) 0,21 0,494 0,052 2262,83 0,22 TPPTT-B2 2(3x50) 0,22 0,494 0,054 2415,9 0,26 TPPTT-B3 2(3x50) 0,14 0,494 0,035 1790,21 0,09 TPPTT-B4 2(3x50) 0,11 0,494 0,027 2190,42 0,11 TPPTT-B5 2(3x50) 0,12 0,494 0,03 3715,14 0,12 B5-9 2(9x500+500) 0,23 0,051 0,006 1475,49 81,64 TPPTT-B6 2(3x50) 0,16 0,494 0,04 3107,68 0,32 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn ∑ΔPD= 82,76 kW */ Xác định tổn thất điện năng trên đường dây. Tổn thất điện năng trên đường dây được tính theo công thức : ΔAD = ∑ΔP D.τ (kWh). Trong đó: τ- thời gian tổn thất công suất lớn nhất, τ=2369 với Tmax = 3960 h ΔAD = ∑ΔP D.τ 82,76.2369=0,196. 106 (kWh). c. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án III. + Mạng cao áp trong phương án có điện áp 35kV từ TPPTT đến 6 trạm biến áp phân xưởng. TPPTT có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian. +giá tiền một máy cắt hợp bộ có Uđm = 35 kV là 160.106 đ Ta có tổng vốn đầu tư cho MC là : KMC = 14. 160.106 = 2240.106 đ d/ Chi phí tính toán của phương án IV. Vốn đầu tư: K = KB + KD + KMC = (2295+ 939,6+2240) .106 =5474,6.106 đ Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: ΔA=ΔAB +ΔAD=(0,36 +0,196) .106 = 0,556. 106 kWh Chi phí tính toán: Z =(avh + atc).K + c. ΔA =(0,1+ 0,2). 5474,6.106 + 1000. 0,556. 106 =2198,38.106 đ 2.4 Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của các phương án. Tư các két quả tính toán trên ta có kết quả ở bảng: Bảng 2.19 – Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật các phương án. Phương án Vốn đầu tư (106 đ) Tổn thất điện năng (kWh) Chi phí tính toán (106 đ) Phương án I 6243,88 1,026.106 2899,164 Phương án II 6715,24 1,19.106 3204,57 Phương án III 5134,4 0,403.106 1943,32 Phương án IV 5474,6 0,556. 106 2198,38 Nhận xét: Từ những kết quả tính toán cho thấy, phương án III là phương án hiệu quả về cả mặt kỹ thuật và kinh tế nhất. Vậy ta chọn phương án III làm phương án thiết kế. 2.5. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn: 1. Chọn đường đây từ hệ thống điện về TPPTT. Đường dây cung cấp từ TBATG của hệ thống về TPPTT dài 7km sử dụng đường dây trên không, loại dây AC, do tính chất quan trọng của nhà máy cần nâng cao tính cấp điện liên tục, ổn định nên nguồn điện cấp về được bố trí đi lộ kép. Ta chọn tiết diện dây theo mật độ dòng điện kinh tế (Jkt ).Nhà máy làm việc có Tmax= 4500h ta có Jkt = 1,1(A/mm2) .Tra bảng ứng với dây dẫn AC. Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn: Itt nm = = = 107,8 (A). Tiết diện kinh tế: Ftkt = = = 97,5 mm2. Chọn dây AC-95 có Icp = 330 A. * Kiểm tra dây theo sự cố đứt 1 dây: Isc = 2.Itt nm = 2.107,2 = 214,4 A Isc = 214,4 < Icp = 330 A * Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép: Với dây dẫn AC-95 có khoảng cách trung bình hình học Dtb = 5 m có các thông số kỹ thuật r0 = 0,33 Ω/km ; x0 = 0,429 Ω/km. ΔU = = .103 = 1,43kV Với ΔUcp = 5%.Udm = 5%.35 = 1,75 kV > ΔU Dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Vậy chọn dây AC-95. 2. Sơ dồ trạm phân phối trung tâm 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 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 lý sự cố và sữa chữa, hợ lý về mặt kinh tế trên cơ sở đảm các yêu cầu kỹ thuật. Nhà máy sản xuất máy kéo được xếp vào hộ tiêu thụ loại I, do tính chất quan trọng của nhà máy nên trạm phân phối được cung cấp bởi 2 đường dây với hệ thống 1 thanh góp có phân đoạn, liên lạc giữa hai phân đoạn của thanh cái 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 một pha trên cáp 35kV. Để chống sèt từ đường dây truyền vào trạm mặt chống sét van trên các phân đoạn thanh góp. Máy biến dòng 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. Chọn dùng các tủ hợp bộ của hãng Simens, máy cắt loại 8DC11, cắt điện SF6, không cần bảo trì. Hệ thống thanh góp đặt sẵn trong tủ có dòng điện định mức 1250A. Bảng 2.20: Thông số máy cắt đặt tại TPPTT. Loại MC Cách điện Iđm(A) Uđm(kV) Icắt N35(kA) Icắt Nmax(kA) 8DC 11 SF6 1250 36 25 63 Toàn trạm phân phối trung tâm có 17 phần tử: Trong đó có: - 2 tủ máy cắt đầu vào - 2 tủ BU và chống sét van - 1 tủ máy cắt phân đoạn - 12 tủ máy cắt đầu ra Hình 2.7 và 2.8: Sơ đồ trạm phân phối trung tâm 3. Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện: a. Tính toán ngắn mạch Mục đích của tính toán ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn được chọn khi có ngắn mạch trong hệ thống. Dòng điện ngắn mạch tính toán để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch ba pha.. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế để tính toán ngắn mạch được thể hiện trên hình dưới đây. Để lựa chọn kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện cần tính toán các điểm ngắn mạch sau: - Để chọn khí cụ điện cho cấp 35 kV, ta cần tính cho điểm ngắn mạch N tại đầu đường dây trên không ĐDK để kiểm tra máy cắt và thanh góp ở đây ta lấy SN = 250 MVA. - Để chọn khí cụ điện cho cấp 10 kV : + Phía cao áp trạm biến áp phân xưởng, cần tính cho điểm ngắn mạch Ni tại thanh cái cao áp để chọn và kiểm tra cáp, tủ cao áp các trạm + Cần tính điểm ở đầu các đường cáp để kiểm tra các máy cắt 10 kV - Sơ đồ nguyên lý : - Sơ đồ thay thế . Chọn Scb = 100 MVA, Ucb = Utb các cấp. XHT = =0,4 Rd = r0l = 0,33.15=2,48 W đ rd = =0,18 Xd=x0l = .0,429.15 = 3,22 W đ xd = =0,26 Rc = đ rc = Với Ucb = 10,5 kV Xc = đ xc = Kết quả tính toán ghi trong bảng Bảng 2.21. Giá trị tổng trở của các đường dây để tính ngắn mạch Đường dây F, mm2 L, km x0 W/km r0 W/km rC, W xc, W Zc W ĐDK AC - 95 15 0,33 0,429 0,18 0,26 0,316 TPPTT-B1 2(3x50) 0,21 0,494 0,052 0,005 0,047 0,047 TPPTT -B2 2(3x50) 0,22 0,494 0,054 0,005 0,049 0,049 TPPTT -B3 2(3x50) 0,14 0,494 0,035 0,002 0,031 0,031 TPPTT -B4 2(3x50) 0,11 0,494 0,027 0,001 0,025 0,025 TPPTT -B5 2(3x50) 0,12 0,494 0,03 0,002 0,027 0,027 TPPTT -B6 2(3x50) 0,16 0,494 0,04 0,003 0,036 0,036 TPPTT –B7 2(3x50) 0,25 0,494 0,062 0,007 0,056 0,056 * Tính ngắn mạch tại các điểm: Tính ngắn mạch tại điểm N. Sơ đồ: I’’= I’’(kA)=I’’.=3,9 kA. Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: ixk = 1,8..IN (kA) ixk = 1,8..3,9 = 9,93 kA b. Tính ngắn mạch tại điểm N’ Sơ đồ: I’’= = 1,4 I’’(kA)=I’’.=2,18 kA. Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: ixk = 1,8..IN (kA) = 1,8..2,18 =5,55 kA c/ Tớnh ngắn mạch tại Ni Sơ đồ: Zi = XHT + Zd + Zc I’’= I’’(kA)=I’’. kA trong đó Ucb = 10,5 kV Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: ixk = 1,8..IN (kA) Kết quả tính trị số các dòng ngắn mạch trong bảng 2.21 Bảng 2.22. Trị số các dòng ngắn mạch Điểm ngắn mạch Tổng trở W Icb kA IN kA Ixk kA N 0,4 1,56 3,9 9,93 N’ 0,716 1,56 2,18 5,55 N1 0,763 5,5 7,21 18,35 N2 0,747 5,5 7,36 18,74 N3 0,747 5,5 7,36 18,74 N4 0,741 5,5 7,42 18,9 N5 0,743 5,5 7,40 18,84 N6 0,752 5,5 7,31 18,62 N7 0,772 5,5 7,12 18,14 d. Lựa chọn thiết bị điện * Máy cắt: Chọn máy 8DC11 của hãng Siemens, cách điện SF6, không bảo trì có các thông số như sau: Loại máy Iđm A Uđm kV Icắt kA Icắt kA 8DC11 1250 36 25 63 Bảng 2.23. Thông số kỹ thuật của máy cắt 8DC11 Kiểm tra: UđmMC = 36 kV≥ Uđm = 35 kV IđmMC = 1250 A ≥ Ilvmax = 2. Ittnm = 2.214,44 = 428,88 A Dòng điện ổn định cho phép: Icâtmax = 63 kA ≥ Ixk = 5,55 kA * Thanh dẫn: Thanh dẫn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động. * Máy biến điện áp BU: UđmBU ≥ Uđmnm = 35 kV Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS36 kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo. Uđm (kV) 36 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’, kV 70 U chịu đựng xung 1,2/50 μs, kV 170 U1đm, kV 35/ U2đm, kV 120/ Tải định mức, VA 400 Bảng 2.24. Thông số kỹ thuật của máy 4MS36 * Máy biến dòng điện BI: UđmBI ≥ Uđmmạng = 35 kV Dòng điện sơ cấp định mức: I1đmBI ≥ Ilvmax = 428,88 A Chọn máy BI 4ME16 do hãng Siemens chế tạo. Uđm, kV 36 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ , kV 70 U chịu đựng xung 1,2/50 μs, kV 170 I1đm, A 5-1200 I2đm, A 1 hoặc 5 Iôđnhiệt 1s, kA 80 Iôđ động, kA 120 Bảng 2.24. Thông số kỹ thuật của máy 4ME16 * Chống sét van: Chống sét van được lựa chọn theo cấp điện áp 35 kV. Chọn loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có Uđm = 30 kV, loại giá đỡ ngang AZLP501B30 4. Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng đều đạt 2 máy biến áp của nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh. Vì