Đồ án Thiết kế cung cấp điện - Nguyễn Trọng Huy

ong đó: + SđmB : Công suất định mức của MBA (KVA) + Stt : Công suất tính toán của phụ tải ( KVA) + Ssc : Công suất phụ tải mà trạm cần chuyển tải khi sự cố (KVA) + Kqtsc: Hệ số quá tải sự cố ; Kqtsc = 1,4. Trạm biến áp trung tâm: 3190(kVA). Tra bảng phụ lục ta tìm được máy biến áp tiêu chuẩn cho trạm biến áp trung tâm có Sdm = 5600 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp chọn theo điều kiện quá tải sự cố: ,lấy =1,4 SdmB ³ = = 4560 (kVA). Vậy ta chọn 2 máy biến áp có Sđm = 5600 kVA do Liên Xô sản xuất, phải hiệu chỉnh nhiệt độ Hệ số hiệu chỉnh là Khc = 0,81 ; { 0,81=1-(24-5)/100 } Bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp trung tâm: Loại Sđmhc KVA Điện áp (kV) Tổn thất UN% Io% C H DPo DPn TM 5600/10 4536 38,5 10,5 18,0 56 5,5 4,0 Hệ số cos của nhà máy là:cos==0,71%: Giá trị này là chấp nhận được! Phương án các trạm biến áp phân xưởng : Phương án 1: Đặt 6 trạm biến áp phân xưởng: - Trạm biến áp phân xưởng B1 : Cấp điện cho phân xưởng cơ khí, dùng 2 máy biến áp làm việc song song (kVA). Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 800 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp chọn theo điều kiện quá tải sự cố: vì các thiết bị thuộc phụ tải loại I của phân xưởng chỉ chiếm khoảng 80%, do đó lấy Sttsc = 0,8 x 1059 = 847 (kVA). SdmB ³ = = 605 (kVA). Trạm B1 đặt 2 máy biến áp 800 kVA kí hiệu 800-10/0,4 làm việc song song là hợp lý. Vì máy do ABB chế tạo ở Việt Nam nên không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ. Trạm biến áp phân xưởng B2: trạm cung cấp điện cho phân xưởng dập, gồm 2 máy biến áp làm việc song song. (kVA). Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 800 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp chọn theo điều kiện quá tải sự cố: vì các thiết bị thuộc phụ tải loại I của phân xưởng chỉ chiếm khoảng 80%, do đó lấy Sttsc = 0,8 x 1205,7 = 945 (kVA). SdmB ³ = = 675 (kVA). Trạm đặt 2 máy biến áp 2 cuộn dây kí hiệu 800- 10/0,4 có công suất định mức 800 kVA sản xuất (ABB) tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ là hợp lý. - Trạm biến áp phân xưởng B3: cấp điện cho phân xưởng lắp ráp số 1 và bộ phận KCS và nhà kho trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song. (kVA). Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 400 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: vì các thiết bị thuộc phụ tải loại I của phân xưởng lắp ráp chỉ chiếm khoảng 70%, phân xưởng sữa chữa cơ khí là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện do đó lấy Sttsc = 0,7 x 502=351,4 (kVA). SdmB ³ = = 251(kVA). Trạm B3 đặt 2 máy biến áp kí hiệu 400- 10/0,4 có công suất định mức 400 kVA(ABB) sản xuất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ là hợp lý. - Trạm biến áp phân xưởng B4: cung cấp điện cho phân xưởng lắp ráp số 2 và bộ phận KCS,nhà kho , trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song. (kVA). Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm=500 (kVA) Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: vì các thiết bị thuộc phụ tải loại I của phân xưởng chỉ chiếm khoảng 70%, do đó lấy S ttsc = 0,7 x 909= 818 (kVA). SdmB ³ = = 455 (kVA). Vậy trạm B4 đặt 2 máy biến áp kí hiệu 500 - 10/0,4 có công suất định mức 500 kVA sản xuất tại Việt Nam (ABB) không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ là hợp lý. - Trạm biến áp phân xưởng B5: cấp điện cho trạm bơm và PX sữa chữa cơ khí trạm đặt 2 máy biến áp . (kVA). Trạm đặt 2 máy biến áp 160 kVA kí hiệu 160 - 10/0,4 sản xuất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ. Trạm biến áp phân xưởng B6: cấp điện cho phòng thí nghiệm trung tâm và phòng chế thử và khu nhà xe, trạm đặt 1 máy biến áp do đây chỉ là hộ phụ tải loại III. (kVA). Vì đây là những phụ tải loại III nên không cần kiểm tra theo điều kiện quá tải. Trạm đặt 1 máy biến áp 500 kVA kí hiệu 500 - 10/0,4 sản xuất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ. Kết quả chọn ghi trong bảng : Kí hiệu Tên phân xưỡng Stt (kVA) Số máy SđmB (kVA) Tên trạm 1 Phân xưởng cơ khí 1059 2 800 B1 2 Phân xưởng dập 1205,7 2 800 B2 3 PX lắp ráp số 1 454,6 2 400 B3 9 Bộ phận HC&quản lí 47,26 4 PX lắp ráp số 2 708,1 2 500 B4 10 Bộphận KCS&nhà kho 201,32 5 PX sửa chữa cơ khí 161 2 160 B5 8 Trạm bơm 145,85 6 Phòng TN Trung tâm 164 1 500 B6 7 Phân xưỡng chế thử 255,8 11 Khu nhà xe 36,17 Phương án 2: Đặt 5 trạm biến áp phân xưởng, trong đó: - Trạm biến áp phân xưởng B1 : Cấp điện cho phân xưởng cơ khí, dùng 2 máy biến áp làm việc song song (kVA). Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 630 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp chọn theo điều kiện quá tải sự cố: vì các thiết bị thuộc phụ tải loại I của phân xưởng chỉ chiếm khoảng 80%, do đó lấy Sttsc = 0,8 x 1059 = 847 (kVA). SdmB ³ = = 605 (kVA). Trạm B1 đặt 2 máy biến áp 800 kVA kí hiệu 800-10/0,4 làm việc song song là hợp lý. Vì máy do ABB chế tạo ở Việt Nam nên không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ. - Trạm biến áp phân xưởng B2: trạm cung cấp điện cho phân xưởng dập, gồm 2 máy biến áp làm việc song song. (kVA). Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 800 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp chọn theo điều kiện quá tải sự cố: vì các thiết bị thuộc phụ tải loại I của phân xưởng chỉ chiếm khoảng 80%, do đó lấy Sttsc = 0,8 x 1205,7 = 945 (kVA). SdmB ³ = = 675 (kVA). Trạm đặt 2 máy biến áp 2 cuộn dây kí hiệu 800- 10/0,4 có công suất định mức 800 kVA sản xuất (ABB) tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ là hợp lý. Trạm biến áp phân xưởng B3: cấp điện cho phân xưởng lắp ráp số 1 và bộ phận hành chính,quản lí và bộ phận KCS,nhà kho , trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song. (kVA). Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 400 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: vì các thiết bị thuộc phụ tải loại I của phân xưởng lắp ráp chỉ chiếm khoảng 70%, phân xưởng sữa chữa cơ khí là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện do đó lấy Sttsc = 0,7 x 703=492.1 (kVA). SdmB ³ = = 353 (kVA). Trạm B3 đặt 2 máy biến áp kí hiệu 400- 10/0,4 có công suất định mức 400 kVA(ABB) sản xuất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ là hợp lý. - Trạm biến áp phân xưởng B4: phân xưỡng lắp ráp số 2,trạm đặt 2 máy biến áp . (kVA). Vì đây là những phụ tải loại III nên không cần kiểm tra theo điều kiện quá tải. Trạm đặt 2 máy biến áp 800 kVA kí hiệu 800- 10/0,4 sản xuất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ. - Trạm biến áp phân xưởng B5: cấp điện cho phòng thí nghiệm trung tâm và phòng chế thử và khu nhà xe,trạm bơm,PX sữa chữa cơ khí, trạm đặt 2 máy biến áp do đây chỉ là hộ phụ tải loại III. (kVA). Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 500 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: vì các thiết bị thuộc phụ tải loại II của phân xưởng lắp ráp chỉ chiếm khoảng 60%, phân xưởng sữa chữa cơ khí là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện do đó lấy Sttsc = 0,6 x 762,82=457 (kVA). SdmB ³ = = 326,6 (kVA). Trạm B5 đặt 2 máy biến áp kí hiệu 500- 10/0,4 có công suất định mức 500 kVA(ABB) sản xuất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ là hợp lý. Kết quả tính chọn máy biến áp của phương án 2 được cho trong bảng : Kí hiệu Tên phân xưỡng Stt (kVA) Số máy SđmB (kVA) Tên trạm 1 Phân xưởng cơ khí 1059 2 800 B1 2 Phân xưởng dập 1205,7 2 800 B2 3 PX lắp ráp số 1 454,6 2 400 B3 9 Bộ phận HC&quản lí 47,26 10 Bộphận KCS&nhà kho 201,32 4 PX lắp ráp số 2 708,1 2 800 B4 5 PX sửa chữa cơ khí 161 2 500 B5 6 Phòng TN Trung tâm 164 7 Phõn xưỡng chế thử 255,8 8 Trạm bơm 145,85 11 Khu nhà xe 36,17 3.5.3. Xác định vị trí các trạm biến áp. a. Trạm biến áp trung tâm: Trạm biến áp trung tâm nhận điện từ trạm biến áp trung gian (BATG) hay đường dây của hệ thống có điện áp 110 kV biến đổi xuống điện áp 10 kVcung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. - Vị trí xây dựng trạm được chọn theo nguyên tắc chung sau: + Gần tâm phụ tải điện M0 (3,12;3,15)(với tỉ lệ 1:2000). + Thuận lợi cho giao thông đi lại và mỹ quan Trạm biến áp đặt vào tâm phụ tải điện, như vậy độ dài mạng phân phối cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện đảm bảo hơn. Vậy ta chọn xây dựng trạm biến áp trung tâm gần phân xưởng dập (ký hiệu số 2 trên mặt bằng ) b. Trạm biến áp phân xưởng: - Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xí nghiệp 10kv xuống điện áp phân xưởng 0,4kv cung cấp cho các phụ tải động lực và chiếu sáng của phân xưởng. - Vị trí các trạm phân xưởng cũng đặt ở gần tâm phụ tải phân xưởng, không ảnh hưởng tới quá trình sản xuất, thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa . + Trạm đặt trong phân xưởng: giảm được tổn thất, chi phí xây dựng, tăng tuổi thọ thiết bị, nhưng khó khăn trong vấn đề chống cháy nổ . + Trạm đặt ngoài phân xưởng: tổn thất cao, chi phí xây dựng lớn, dễ dàng chống cháy nổ. + Trạm đặt kề phân xưởng: tổn thất và chi phí xây dựng không cao, vấn đề phòng cháy nổ cũng dễ dàng Trong đồ án này ta chọn phương án trạm biến áp được chọn xây dựng kề phân xưởng. - Để lựa chọn được vị trí các trạm biến áp phân xưởng cần xác định tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp từ các trạm biến áp đó. * Xác định vị trí đặt trạm biến áp B5 ( phương án 1) cung cấp điện cho phân xưởng sữa chữa cơ khí,trạm bơm: . . Căn cứ vào vị trí các phân xưởng ta đặt trạm biến áp B5 ở vị trí (3,5;4,9). Đối với các trạm biến áp phân xưởng khác, tính toán tương tự ta xác định được vị trí phù hợp cho các trạm biến áp phân xưởng trong phạm vi nhà máy. Vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng được cho trong bảng sau Phương án Tên trạm Vị trí đặt xoi yoi Phương án 1 B1 4.5 11 B2 5.5 8 B3 4.2 6.5 B4 7.5 6 B5 9 10 B6 11 7 Phương án 2 B1 4.5 11 B2 5.5 8 B3 4.5 3.5 B4 8 7 B5 12 8 3.5.4. Các phương án đi dây mạng cao áp của xí nghiệp: - Trạm biến áp trung tâm của xí nghiệp sẽ được lấy điện từ hệ thống bằng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép. - Để đảm bảo an toàn, đảm bảo không gian và mỹ quan cho xí nghiệp mạng cao áp được dùng cáp ngầm. Từ trạm BATT đến các trạm biến áp phân xưởng B1; B2; B3 ; B4 ;B6; dùng cáp lộ kép, đến trạm B5 dùng cáp lộ đơn. Căn cứ vào mặt bằng nhà máy và vị trí các trạm biến áp phân xưởng và trạm biến áp trung tâm trên mặt bằng ta chọn phương án các trạm biến áp phân xưởng lấy điện trực tiếp từ trạm biến áp trung tâm. Đường dây cấp điện từ hệ thống về trạm BATT của xí nghiệp bằng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép.Đối với nhà máy cơ khí hạng trung tra bảng với dây dẫn AC và Tmax= 4200h được Jkt =1,1(A/mm2) Ta có Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 50 mm2, ký hiệu AC-50 có Icp =220 (A) - Kiểm tra sự cố khi đứt một dây : Isc = 2.Itt Icp > Ittsc = 105,24 (A). Dây dẫn chọn thoả mãn. Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp, vì tiết diện dây đã chọn vượt cấp cho sự gia tăng của phụ tải trong tương lai, nên không cần kiểm tra theo DU. 3.5.5. Tính toán kinh tế - kỹ thuật cho các phương án: Sau đây lần lượt tính toán kinh tế kỹ thuật cho 2 phương án. Mục đích tính toán của phần này là so sánh tương đối giữa 2 phương án cấp điện, chỉ cần tính toán so sánh phần khác nhau giữa 2 phương án. Dự định dùng cáp XLPE lõi đồng bọc thép do hãng FURUKAWA của Nhật Bản, có các thông số kỹ thuật cho trong phụ lục. a.Phương án 1 Hình1 : Sơ đồ phương án 1 Phương án sử dụng 6 trạm biến áp phân xưởng,các trạm biến áp lấy điện trực tiếp từ máy biến áp trung tâm cáp từ trạm BATT đến các trạm biến áp phân xưởng được dùng cáp đồng 10 kV, 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC của hãng FURUKAWA. 1.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp: * Chọn máy biến áp phân xưởng; Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở phần trên , ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến như sau Tên TBA Sdm (kVA) Uc/Uh P0 (kW) Pn (kW) Un(%) Số máy Trọng lượng(Kg) Kích thước,mm Dài-rộng-cao B1 800 10/0,4 1,4 10,55 5,5 2 2420 1770-1075-1695 B2 800 10/0,4 1,4 10,55 5,5 2 2420 1770-1075-1695 B3 400 10/0,4 0,84 5,75 4,5 2 1440 1620-1055-1500 B4 500 10/0,4 1,0 7,0 4,5 2 1695 1535-930-1625 B5 160 10/0,4 1,7 4,0 4 2 1320 1400-800-1500 B6 500 10/0,4 1,0 7,0 4,5 1 1695 1535-930-1625 - Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp phân xưởng. Tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp được tính theo công thức: (kWh). Trong đó: n- Số máy biến áp làm việc song song. t- thời gian máy biến áp vận hành, với mày biến áp vận hành suốt năm t = 8760h. - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Đối với nhà máy cơ khí hạng trung, thời gian làm việc 2 ca ta có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4200h. Tra bảng PL với Tmax = 4200h và cosj = 0,7 ta tìm được = 3100h. PO , PN- tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA. Stt- Công suất tính toán của TBA. SdmB- Công suất định mức của TBA. Tính cho trạm B1: Stt= 1059 kVA; SdmB = 800 kVA; Po= 1,4 kW; PN= 10,55 kW. Ta có: (kWh). = 2.1,4.8760 +.10,55..3100 = 53182,7 (kWh). Các TBA khác cũng tính toán tương tự, kết quả cho trong bảng .. Tên trạm Số máy Stt (kVA) Sdm (kVA) Po, (KW) PN (kW) A (kWh) B1 2 1059 800 1.4 10,55 53182.72 B2 2 1205.7 800 1.4 10.55 61671.49 B3 2 703.2 400 0.84 5.75 42261.45 B4 2 909.32 500 1.0 7.0 53405.85 B5 2 306.85 160 1.7 4.0 52587.63 B6 1 248.6 500 1.0 7.0 14124.41 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp AB = 23740kWh 2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện: Đối với nhà máy cơ khí hạng trung làm việc 2 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4200h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng được Jkt= 3,1 A/mm2. - Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B1: (A). (mm2). Chọn cáp có tiết diện F =10 mm2, ký hiệu XLPE (3x10) có Icp=87 (A). + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93. Icp ³ 2. Itt ta có 0,93. 87 = 80,91³ 2. 30,57=61,14. Vậy chọn cáp 2XPLE(3x10). - Chọn cáp từ TBAT về B2: (A). (mm2). Chọn cáp có tiết diện F =10 mm2, ký hiệu XLPE (3x10) có Icp=87 (A). + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93. Icp ³ 2. Itt ta có 0,93. 87 = 80,91³ 2. 34,8= 69,6. Vậy chọn cáp 2XPLE(3x10). - Chọn cáp từ TBATT về B3 (A). (mm2). Chọn cáp có tiết diện F =10 mm2, ký hiệu XPLE (3x10) có Icp=87 (A). + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93. Icp ³ 2. Itt ta có 0,93. 87 = 80,91³ 2. 21,29 = 42.58 Vậy chọn cáp 2XPLE(3x10). - Chọn cáp từ TBATT về B4: (A). (mm2). Chọn cáp có tiết diện F =10 mm2, ký hiệu XLPE (3x10) có Icp=87(A). + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93. Icp ³ 2. Itt ta có 0,93. 87 = 80,91³ 2. 26.25 = 53 Vậy chọn cáp 2XPLE(3x10). Chọn cáp từ TBATT về B5: (A). (mm2). Chọn cáp vượt cấp có tiết diện F =10 mm2, ký hiệu XLPE (3x10) có Icp=87 (A). Vậy chọn cáp 2XPLE(3x10). Chọn cáp từ TBATT về B6: (A). (mm2). Chọn cáp vượt cấp 2XPLE (3x10) có tiết diện 10 mm2 nên không phải kiểm tra theo điều kiện phát nóng. * Chọn cáp hạ áp - Chọn cáp từ trạm biến áp B3 đến bộ phận HC và quản lí Bộ phận HC và quản lí là hộ tiêu thụ loại III nên dùng cáp đơn để cung cấp điện. (A). Tra bảng cáp đồng hạ áp(PVC,do LENS chế tạo) ta thấy chỉ có loại cáp 1 lõi kí hiệu 1x35 có Icp = 126 (A) là thoả mãn. - Chọn cáp từ trạm biến áp B4 về Bộ phận KCS và nhà kho. Đây là hộ tiêu thụ được xếp vào loại III nên dùng cáp đơn để cung cấp điện. (A). Tra bảng cáp đồng hạ áp ta tìm được loại cáp có kí hiệu 1x300 có Icp= 508(A) là thỏa mãn.(trang 246 sổ tay CCĐ) - Chọn cáp từ trạm biến áp B5 về Trạm bơm là hộ tiêu thụ loại II : (A). Tra bảng cáp hạ áp PL trang tìm được cáp kí hiệu 3x150+70 có Icp = 304(A). Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng thấy cáp thỏa mãn. - Chọn cáp từ trạm biến áp B6 về Phòng thí nghiệm trung tâm. Đây là hộ tiêu thụ được xếp vào loại III nên dùng cáp đơn để cung cấp điện. (A). Tra bảng cáp đồng hạ áp ta tìm được loại cáp có kí hiệu 1x300 có Icp= 508(A) là thỏa mãn.(trang 246 sổ tay CCĐ) - Chọn cáp từ trạm biến áp B6 về Phân xưỡng chế thử, Đây là hộ tiêu thụ được xếp vào loại III nên dùng cáp đơn để cung cấp điện. (A). Tra bảng cáp đồng hạ áp ta tìm được loại cáp có kí hiệu 1x400 có Icp= 663(A) là thỏa mãn.(trang 247 sổ tay CCĐ) - Chọn cáp từ trạm biến áp B4 về khu nhà xe. Đây là hộ tiêu thụ được xếp vào loại III nên dùng cáp đơn để cung cấp điện. (A). Tra bảng cáp đồng hạ áp ta tìm được loại cáp có kí hiệu 1x35 có Icp= 101(A) là thỏa mãn.(trang 246 sổ tay CCĐ) Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 1: Đường cáp F (mm2) L (m) Ro (W/km) R (W) TBATT- B1 3*10 80 2.23 0.201 TBATT- B2 3*10 30 2.23 0.035 TBATT- B3 3*10 40 2.23 0.151 TBATT- B4 3*10 40 2.23 0.160 TBATT- B5 3*10 70 2.23 0.195 TBATT- B6 3*10 90 2.23 0.190 B3-9 1x35 60 0.868 0.012 B4-10 1x300 25 0.1 0.010 B5-8 3x150+70 100 0,333 0.011 B6-6 1x300 25 0.1 0.010 B6-7 1x400 20 0.0778 0.008 B6-11 1x35 20 0.868 0.04 ( R : Điện trở tác dụng ( W ) : (W) ) - Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây. Tổn thất công suất trên các đường dây được tính theo các công thức: (KW) Trong đó : + Sttpx : Công suất truyền tải (kVA) + Udm : Điện áp truyền tải (kV) -Tổn thất trên đoạn cáp từ trạm BATT đến trạm B1: cáp có r0 = 2,23 W/km, L=150m đ R = .2,23 . 0,18 = 0,201 (W) (kW). - Tính tương tự cho các tuyến cáp khác, kết quả ghi trong bảng sau Đường cáp F (mm2) L (m) R0 (W/km) R (W) Stt (kVA) DP (Kw) TBATT- B1 3*10 80 2.23 0.201 1059 2.254 TBATT- B2 3*10 30 2.23 0.035 1205.7 0.508 TBATT- B3 3*10 40 2.23 0.151 703.32 0.746 TBATT- B4 3*10 40 2.23 0.160 909 1.322 TBATT- B5 3*10 70 2.23 0.195 306.85 0.183 TBATT- B6 3*10 90 2.23 0.190 248,6 0.117 B3-9 1x35 60 0.868 0.012 47.26 0.001 B4-10 1x300 25 0.1 0.010 201.32 0.002 B5-8 3x150+70 100 0,333 0.011 145.85 0.002 B6-6 1x300 25 0.1 0.010 164 0.006 B6-7 1x400 20 0.0778 0.008 255.8 0.001 B6-11 1x35 20 0.868 0.04 36.17 0.005 Tổng tổn thất công suất trên đường dây dẫn PD = 5.148 kW - Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây: Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: DA2 =PồD . t (kWh). Trong đó: t - thời gian tổn thất công suất lớn nhất, đã tra bảng t = 3100h. DA2 =PồD . t = 5.148x 3100 = 1596(kWh). b. Phương án 2: Hình : Sơ đồ phương án 2 Phương án sử dụng 5 trạm biến áp phân xưởng, các trạm biến áp lấy điện trực tiếp từ máy biến áp trung tâm. Cáp từ trạm BATT đến các trạm biến áp phân xưởng được dùng cáp đồng 6,6 kV, 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC của hãng FURUKAWA. 1.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp. * Chọn máy biến áp trong các trạm biến áp: Trên cơ sở đã chọn công suất của các máy ở phần trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp Tên TBA Sdm (kVA) Uc/Uh P0 (kW) Pn (kW) Un(%) Số máy Trọng lượng Kích thước B1 800 10/0.4 1.4 10.55 5.5 2 2420 1770-1075-1695 B2 800 10/0.4 1.4 10.55 5.5 2 2420 1770-1075-1695 B3 400 10/0,4 0,84 5,75 4,5 2 1440 1620-1055-1500 B4 800 10/0.4 1.4 10.55 5.5 2 2420 1770-1075-1695 B5 500 10/0.4 1.0 7.0 4.5 2 1695 1535-930-1625 - Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp: Tương tự như phương án 1, tổn thất điện năng trong các trạm biến áp được tính theo công thức sau: (kWh). Kết qủa tính cho trong bảng sau: Tên trạm Số máy Stt (kVA) Sdm (kVA) Po, (KW) PN (kW) A (kWh) B1 2 1059 800 1.4 10.55 53182.72 B2 2 1205.7 800 1.4 10.55 61671.49 B3 2 703.2 400 0,84 5,75 42261.45 37340.03 B4 2 708.1248.58 800 1.4 10.55 37340.03 B5 1 762.82 500 1.0 7.0 59268.43 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp AB =253724.1kWh. 2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. Tương tự như phương án I, từ trạm biến áp trung tâm về các trạm biến áp phân xưởng cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt. Sử dụng cáp lõi đồng với T max = 4200h ta có jkt = 3,1A/mm2 Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt= (mm2) Các cáp từ BATT đến các trạm biến áp phân xưởng là cáp lộ kép nên: Imax = (A). Tính toán tương tự như phương án I, kết quả chọn cáp được cho trong bảng. - Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây. Tổn thất công suất trên các đường dây được tính theo các công thức: (KW) với R : Điện trở tác dụng ( W ) : (W). Trong đó : + Sttpx : Công suất truyền tải (kVA) + Udm : Điện áp truyền tải (kV) đường cáp F (mm2) L (m) Ro (W/km) R (W) Stt (kVA) DP (Kw) TBATT- B1 3*10 80 2.23 0.256 1059 2.871 TBATT- B2 3*10 30 2.23 0.033 1205.7 0.479 TBATT- B3 3*10 30 2.23 0.145 703.2 0.717 TBATT- B4 3*10 20 2.23 0.178 708.1 0.892 TBATT- B5 3*10 80 2.23 0.195 762.82 1.134 B3-3 1x400 25 0.077 0.008 454.6 0.016 B3-9 1x35 20 0.868 0.012 47.26 0.001 B3-10 1x300 30 0.1 0.010 201.32 0.004 B5-5 1x300 30 0.1 0.01 161 0.003 B5-6 1x300 30 0.1 0.01 164 0.003 B5-7 1x400 20 0.0778 0.008 255.8 0.005 B5-8 3x150+70 10 0.333 0.011 145.85 0.002 B5-11 1x35 20 0.868 0.04 36.17 0.001 Tổng tổn thất công suất trên đường dây dẫn PD = 6.129 kW Nhận xét: Từ những kết quả tính toán cho thấy phương án 1 có hàm chi phí là nhỏ nhất. Vậy ta sẽ chọn phương án 1 làm phương án thiết kế. 3.6 Tính toán ngắn mạch 3.6.1. Mục đích tính ngắn mạch : - Mục đích tính ngắn mạch là để 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. . - Do tính toán để chọn thiết bị không đòi hỏi độ chính xác cao nên có thể dùng những phương pháp gần đúng và ta có số giả thiết sau: + Cho phép tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn vì không biết cấu trúc của hệ thống. + Khi lập sơ đồ tính toán ta bỏ qua những phần tử mà dòng ngắn mạch không chạy qua và các phần tử có điện kháng không ảnh hưởng đáng kể như máy cắt, dao cách ly, aptomat,... + Mạng cao áp có thể tính hoặc không tính đến điện trở tác dụng. Các hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điện quốc gia, mạng điện tính toán là mạng điện hở, một nguồn cung cấp cho phép ta tính toán ngắn mạch đơn giản trực tiếp trong hệ thống có tên. + Mạng hạ áp thì điện trở tác dụng có ảnh hưởng đáng kể tới giá trị dòng ngắn mạch, nếu bỏ qua trong tính toán sẽ phải sai số lớn dẫn đến chọn thiết bị không chính xác. 3.6.2. Chọn điểm tính ngắn mạch và tính toán các thông số của sơ đồ. A,Chọn điểm tính ngắn mạch: - Để chọn khí cụ điện cho cấp 35kV, ta cần tính cho điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái trạm biến áp trung tâm 35/10 kV để kiểm tra máy cắt và thanh góp ở đây ta lấy SN = Scắt của máy cắt đầu nguồn. - Để chọn khí cụ điện cho cấp 10 kV : + Phía hạ áp của trạm biến áp trung tâm, cần tính điểm ngắn mạch N2 tại thanh cái 10 kV của trạm để kiểm tra máy cắt, thanh góp. + Phía cao áp trạm biến áp phân xưởng, cần tính cho điểm ngắn mạch N3 để chọn và kiểm tra cáp, tủ cao áp các trạm. - Cần tính điểm N4 trên thanh cái 0,4kV để kiểm tra tủ hạ áp tổng của trạm. B. Tính toán các thông số của sơ đồ: BATG MC ĐDK MC Cáp DCL CC N1 N4 N3 N2 - Sơ đồ nguyên lý . BAPX BATT HT XHT ZD ZBATT ZBAPX ZC N1 N2 N3 N4 - Sơ đồ thay thế . Tính điện kháng hệ thống: SN : Công suất ngắn mạch của MC đầu đường dây trên không (ĐDK), SN = Scắt = . Uđm . Iđm. Máy cắt đầu đường dây trên không là loại SF6, ký hiệu 8DB10 có Uđm=36kv, Iđm = 2500 Am Icđm = 31,5 kA. đ Đường dây trên không Loại AC -50 có r0 = 0,65 W/km; x0 = 0,392 W/km; l = 2.3km. đ RD = r0 . l/2 = 0,65 x1.15 = 0.7475 (W) XD = x0 . l/2 = 0,392 x1.15 = 0.45 (W) Máy BATT: Loại TMH có Sđm = 5600 kVA, UC = 35 kV; DPN = 57 kW; UN% = 7,5. Tính RBATT và XBATT quy đổi về phía 10 kV. đ Các đường cáp 10 kV: Các đường cáp từ BATT đến trạm biến áp phân xưỡng, kết quả ghi trong bảng B sau: Đường cáp F, (mm2) L (m) Ro (W/km) X0 (W/km) R (W) XC (W) BATT-B1 10 80 2.23 0,117 0.201 0,013 BATT-B2 10 30 2.23 0,117 0.035 0,002 BATT-B3 10 40 2.23 0,117 0.151 0,008 BATT-B4 10 40 2.23 0,117 0.160 0,094 BATT-B5 10 70 2.23 0,127 0.195 0,022 BATT-B6 10 90 2.23 0,127 0.190 0,022 Trạm biến áp phân xưởng : Các trạm BAPX ta chọn loại MBA 2 cuộn dây do Việt Nam sản xuất, không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. - Các máy BAPX khác được tính tương tự, kết quả ghi trong bảng sau Bảng : Máy biến áp Sđm (KVA) DPN (kw) UN% RB( W) XB (W) B1 800 10.55 5.5 0.201 0.0275 B2 800 10.55 5.5 0.035 0.0275 B3 400 5.75 4.5 0.151 0.045 B4 500 7.0 4.5 0.160 0.036 B5 160 4.0 4 0.195 0.1 B6 500 7.0 4.5 0.190 0.036 C. Tính toán dòng ngắn mạch: Ngắn mạch tại điểm N1 : HT XHT ZD N1 - Sơ đồ thay thế Ta có : ixk1 = SN1 =