Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đồng hồ đo chính xác

cung cấp điện cho 7 TBAPX, với mỗi trạm có 2 máy biến áp nhận điện trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện cấp 10 kV ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của nhà máy ta sử dụng tất cả 2 máy cắt điện cấp 35 kV và 17 máy cắt điện cấp 10 kV Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án II: KMC2 = 2.KMC35 + 17.KMC10 = 2.160.106 + 17.120.106 = 2360.106 (đ) d) Chi phí tính toán của phương án II. Vốn đầu tư: K2 = KB + KD + KMC2 = (1780 + 195,89 + 2360).106 = 4335,89.106 [đ] Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây: DA2 = DAB + DAD = 663874,79 + 63838,32 = 727713,11 Chi phí tính toán: Z2 = (avh+ atc).K2 + c.DA2 = (0,1 + 0,2).4335,89.106 + 1000.727713,11 = 2028,477.106 [đồng] III.3.3. Phương án III. Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) nhận điện từ hệ thống về cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng (TBAPX). Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5 hạ điện áp từ 35 kV xuống 0,4 kV để cung cấp điện cho các phân xưởng. Hình 3.4 – Sơ đồ phương án III. a) Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp. Trên cơ sở đã chọn được công suất của các máy biến áp ở phần trên (3.2.2) ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các TBAPX do ABB chế tạo. Bảng 3.10 – Kết quả lựa chọn máy biến áp trong các trạm biến áp của phương án III. Tên TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) (kW) (kW) UN (%) Số máy đơn giá (106đ) Thành tiền (106đ) B1 800 35/0,4 1,52 10,5 6,5 2 120 240 B2 1000 35/0,4 1,9 13 6,5 2 150 300 B3 500 35/0,4 1,15 7 4,5 2 80 160 B4 630 35/0,4 1,3 8,2 4,5 2 100 200 B5 400 35/0,4 0,92 5,75 4,5 2 75 150 B6 400 35/0,4 0,92 5,75 4,5 2 75 150 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB = 1200. 106 đ - Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp. Bảng 3.11 – Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phương án III. Tên trạm Số máy Stt (kVA) Sđm (kVA) (kW) (kW) (kWh) B1 2 1265,79 800 1,52 10,5 64561,81 B2 2 1655,55 1000 1,9 13 84703,53 B3 2 981,82 500 1,15 7 59096,26 B4 2 1230,06 630 1,3 8,2 67883,80 B5 2 641,19 400 0,92 5,75 37438,42 B6 2 908,5 400 0,92 5,75 58920,40 Tổn thất điện năng trong trạm biến ápAB = 372604,23 kWh b) Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. - Chọn cáp cao áp từ TPPTT về các TBAPX: + Chọn cáp từ TBATT đến B1: Imax = Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = Tra PL V.19 (TL1), lựa chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.200 = 186 A > Isc = 2.10,44 = 20,88 A Cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA 2XLPE(350) + Chọn cáp từ TPPTT đến B2: Imax = Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = Lựa chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XPLE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.200 = 186 A > Isc = 2.13,65 = 27,3 A Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA 2XLPE(350) + Chọn cáp từ TBATT đến B3: Imax = Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = Lựa chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.200 = 186 A > Isc = 2.8,1 = 16,2 A Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA 2XLPE(350) + Chọn cáp từ TBATT đến B4: Imax = Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = Lựa chọn cáp có tiết diện F = 16 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 110 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.200 = 186 A > Isc = 2.10,15 = 20,3 A Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA 2XLPE(350) + Chọn cáp từ TBATT đến B5: Imax = Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = Lựa chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.200 = 186 A > Isc = 2.5,29 = 10,58 A Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA 2XLPE(350) + Chọn cáp từ TBATT đến B6: Imax = Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = Lựa chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.200 = 186 A > Isc = 2.6,68 = 13,36 A Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA 2XLPE(350) - Chọn cáp hạ áp từ TBAPX đến các phân xưởng. Tương tự phương án 1 chọn được: + Cáp từ trạm biến áp B2 đến phòng thí nghiệm trung tâm: chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + trung tính cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (3150+70) mm2 với Icp = 395 A. + Chọn cáp từ trạm biến áp B3 đến phân xưởng sửa chữa cơ khí: chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + trung tính cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (3150+70) mm2 với Icp = 395 A. + Chọn cáp từ trạm biến áp B7 đến phòng thiết kế: chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + trung tính cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (3120+70) mm2 với Icp = 346 A. Tổng hợp kết quả chọn cáp của phương án III được ghi trong bảng. Bảng 3.12 – Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án III. Đường cáp Loại cáp l (m) số lộ r0 (/km) R () đơn giá lộ đơn (103đ/m) Thành tiền (103 đ) PPTT-B1 XLPE(350) 105 2 0,494 0,03 280 58800 PPTT-B2 XLPE(350) 63 2 0,494 0,02 280 35280 PPTT-B3 XLPE(350) 307 2 0,494 0,08 280 171920 PPTT-B4 XLPE(350) 67 2 0,494 0,02 280 37520 PPTT-B5 XLPE(350) 146 2 0,494 0,04 280 81760 PPTT-B6 XLPE(350) 163 2 0,494 0,04 280 91280 B2- 6 PVC(3150+70) 78 2 0,124 0,005 240 37440 B3- 5 PVC(3150+70) 205 1 0,124 0,03 240 49200 B6- 9 PVC(3120+70) 205 1 0,153 0,03 192 39360 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 602560.103 đ - Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây: Bảng 3.13 – Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án III. Đường cáp Loại cáp l (m) số lộ r0 (/km) R () Stt (kVA) (kW) PPTT-B1 XLPE(350) 105 2 0,494 0,03 1265,79 0,04 PPTT-B2 XLPE(350) 63 2 0,494 0,02 1655,55 0,04 PPTT-B3 XLPE(350) 307 2 0,494 0,08 981,82 0,06 PPTT-B4 XLPE(350) 67 2 0,494 0,02 1230,06 0,02 PPTT-B5 XLPE(350) 146 2 0,494 0,04 641,19 0,01 PPTT-B6 XLPE(350) 163 2 0,494 0,04 809,5 0,02 B2- 6 PVC(3150+70) 78 2 0,124 0,005 219,14 1,66 B3- 5 PVC(3150+70) 205 1 0,124 0,03 254,56 13,46 B6- 9 PVC(3120+70) 205 1 0,153 0,03 202,75 8,54 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn = 23,87 kW Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây. = 23,87.2886 = 68888,82 c) Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án III. Đầu vào TPPTT sử dụng 2 máy cắt điện cấp 35 kV. Đầu ra của TPPTT đặt 2 máy cắt điện cấp 35 kV và 1 máy cắt phân đoạn thanh góp 35 kV. TPPTT cung cấp điện cho 6 TBAPX, với mỗi trạm có 2 máy biến áp nhận điện trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện cấp 35 kV ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của nhà máy ta sử dụng tất cả 15 máy cắt điện cấp 35 kV. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án III: KMC3 = 15.KMC35 = 15.160.106 = 2400.106 (đ) d) Chi phí tính toán của phương án III. Vốn đầu tư: K3 = KB + KD + KMC3 = (1200 + 602,56 + 2400).106 = 4202,56.106 đ Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây: DA3 = DAB + DAD = 372604,23 + 68888,82 = 441493,05 Chi phí tính toán: Z3 = (avh+ atc).K3 + c.DA3 = (0,1 + 0,2).4202,56.106 + 1000.441493,05 = 1702,258.106 đồng III.3.4. Phương án IV. Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) nhận điện từ hệ thống về cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng (TBAPX). Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7 hạ điện áp từ 35 kV xuống 0,4 kV để cung cấp điện cho các phân xưởng. Hình 3.5 – Sơ đồ phương án IV. a) Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp. Trên cơ sở đã chọn được công suất của các máy biến áp ở phần trên (3.2.2) ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các TBAPX do ABB chế tạo: Bảng 3.14 – Kết quả lựa chọn máy biến áp của phương án IV. Tên TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) (kW) (kW) UN (%) Số máy đơn giá (106đ) Thành tiền (106đ) B1 800 35/0,4 1,52 10,5 6,5 2 120 240 B2 800 35/0,4 1,52 10,5 6,5 2 120 240 B3 400 35/0,4 0,92 5,75 4,5 2 75 150 B4 630 35/0,4 1,3 8,2 4,5 2 100 200 B5 400 35/0,4 0,92 5,75 4,5 2 75 150 B6 315 35/0,4 0,8 4,85 4,5 2 65 130 B7 400 35/0,4 0,92 5,75 4,5 2 75 150 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB = 1260. 106 đ - Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp: Bảng 3.15 – Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của phương án IV. Tên trạm Số máy Stt (kVA) Sđm (kVA) (kW) (kW) (kWh) B1 2 1265,79 800 1,52 10,5 64561,81 B2 2 1437,98 800 1,52 10,5 75583,63 B3 2 738,89 400 0,92 5,75 44430,61 B4 2 1230,06 630 1,3 8,2 67883,80 B5 2 641,19 400 0,92 5,75 37438,42 B6 2 608,17 315 0,8 4,85 40103,77 B7 2 671,25 400 0,92 5,75 39484,31 Tổn thất điện năng trong trạm biến ápAB = 330002,04 kWh b) Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. - Chọn cáp cao áp từ TBATT về các TBAPX: + Chọn cáp từ TPPTT đến B1: Imax = Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = Tương tự phương án III, chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng 2XLPE(350) + Chọn cáp từ TPPTT đến B2: Imax = Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = Lựa chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.200 = 186 A > Isc = 2.11,86 = 23,72 A Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA 2XLPE(350) + Chọn cáp từ TPPTT đến B3: Imax = Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = Lựa chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.200 = 186 A > Isc = 2.6,09 = 12,18 A Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA 2XLPE(350) + Chọn cáp từ TPPTT đến B4: Tương tự phương án III, chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng 2XLPE(350) + Chọn cáp từ TPPTT đến B5: Tương tự phương án III, chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng 2XLPE(350) + Chọn cáp từ TPPTT đến B6: Imax = Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = Lựa chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.200 = 186 A > Isc = 2.5,02 = 10,04 A Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA 2XLPE(350) + Chọn cáp từ TPPTT đến B7: Imax = Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt = Lựa chọn cáp có tiết diện F = 50 mm2, cáp đồng 3 lõi 35 kV cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp = 200 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.Icp = 0,93.200 = 186 A > Isc = 2.5,54 = 11,08 A Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA 2XLPE(350) - Chọn cáp hạ áp từ TBAPX đến các phân xưởng. Tương tự phương án II chọn được: + Cáp từ trạm biến áp B7 đến phân xưởng sửa chữa cơ khí: chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + trung tính cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (3150+70) mm2 với Icp = 395 A. + Cáp từ trạm biến áp B7 đến phòng thiết kế: chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + trung tính cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (3120+70) mm2 với Icp = 346 A. Tổng hợp kết quả chọn cáp của phương án IV được ghi trong bảng. Bảng 3.16 – Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án IV. Đường cáp Loại cáp l (m) số lộ r0 (/km) R () đơn giá lộ đơn (103đ/m) Thành tiền (103 đ) PPTT-B1 XLPE(350) 105 2 0,494 0,03 280 58800 PPTT-B2 XLPE(350) 63 2 0,494 0,02 280 35280 PPTT-B3 XLPE(350) 307 2 0,494 0,08 280 171920 PPTT-B4 XLPE(350) 67 2 0,494 0,02 280 37520 PPTT-B5 XLPE(350) 146 2 0,494 0,04 280 81760 PPTT-B6 XLPE(350) 163 2 0,494 0,04 280 91280 PPTT-B7 XLPE(350) 178 2 0,494 0,044 280 99680 B7- 5 PVC(3150+70) 213 1 0,124 0,03 240 51120 B7- 9 PVC(3120+70) 68 1 0,153 0,01 192 13056 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 640416.103 đ - Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây: Bảng 3.17 – Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án IV. Đường cáp Loại cáp l (m) số lộ r0 (/km) R () Stt (kVA) (kW) PPTT-B1 XLPE(350) 105 2 0,494 0,03 1265,79 0,04 PPTT-B2 XLPE(350) 63 2 0,494 0,02 1437,98 0,03 PPTT-B3 XLPE(350) 307 2 0,494 0,08 738,89 0,04 PPTT-B4 XLPE(350) 67 2 0,494 0,02 1230,06 0,02 PPTT-B5 XLPE(350) 146 2 0,494 0,04 641,19 0,01 PPTT-B6 XLPE(350) 163 2 0,494 0,04 608,17 0,01 PPTT-B7 XLPE(350) 178 2 0,494 0,044 671,25 0,02 B7- 5 PVC(3150+70) 213 1 0,124 0,03 254,56 13,46 B7- 9 PVC(3120+70) 68 1 0,153 0,01 202,75 2,85 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn = 16,48 kW Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây: = 16,48.2886 = 47561,28 c) Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án IV. Đầu vào TPPTT sử dụng 2 máy cắt điện cấp 35 kV. Đầu ra của TPPTT đặt 2 máy cắt điện cấp 35 kV và 1 máy cắt phân đoạn thanh góp 35 kV. TBATT cung cấp điện cho 7 TBAPX, với mỗi trạm có 2 máy biến áp nhận điện trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện cấp 35 kV ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của nhà máy ta sử dụng tất cả 13 máy cắt điện cấp 35 kV. Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án IV: KMC4 = 17.KMC35 = 17.160.106 = 2720.106 (đ) d) Chi phí tính toán của phương án IV. Vốn đầu tư: K4 = KB + KD + KMC4 = (1260 + 640,42 + 2720).106 = 4620,42.106 đ Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây: DA4 = DAB + DAD = 330002,04 + 47561,28 = 377563,32 Chi phí tính toán: Z4 = (avh+ atc).K4 + c. DA4 = (0,1 + 0,2).4620,42.106 + 1000. 377563,32 = 1763,686.106 đồng Bảng 3.18 – Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của các phương án. Phương án Vốn đầu tư (106 đ) Tổn thất điện năng (kWh) Chi phí tính toán (106 đ) Phương án I 4094,93 787264,57 2015,739 Phương án II 4335,89 727713,11 2028,477 Phương án III 4202,56 441493,05 1702,258 Phương án IV 4620,42 377563,32 1763,686 Nhận xét: Từ những kết quả tính toán cho thấy phương án I và phương án II đều có chi phí tính toán và tổn thất điện năng lớn hơn nhiều phương án III và phương án IV. Phương án III và phương án IV tương đương nhau về mặt kinh tế do có chi phí tính toán chênh nhau không đáng kể ( 5%), vốn đầu tư mua máy biến áp và cáp, tổn thất điện năng cũng xấp xỉ nhau. Phương án III có số trạm biến áp ít hơn nên sẽ thuận lợi cho công tác xây lắp, quản lý và vận hành do vậy ta chọn phương án III làm phương án thiết kế. III.4. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn. Giới thiệu phương án Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) nhận điện từ hệ thống về cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng (TBAPX). Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5, B6 hạ điện áp từ 35 kV xuống 0,4 kV để cung cấp điện cho các phân xưởng. Hình 3.6 - Phương án được chọn thiết kế. III.4.1. Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm. Đường dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian đến trạm phân phối trung tâm của nhà máy 6,5 km sử dụng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép. Với mạng cao áp có Tmax lớn, dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt, tra theo bảng 4.3 (trang 194-TL2) dây dẫn AC, có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4500 h ta có: jkt = 1,1 A/mm2 Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn: Tiết diện kinh tế: Chọn dây dẫn AC tiết diện 50 mm2. Tra PL 4.12 (TL1) với dây AC-50 có Icp = 220A. Kiểm tra lại tiết diện dây dẫn theo điều kiện sự cố: đứt một dây Isc = 2.Ittnm = 2.43,13 = 86,26 (A) < Icp = 220 (A) Dây đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố. Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép: Với dây dẫn AC – 50 có khoảng cách trung bình hình học Dtb = 2 m, tra bảng 4.61 và 4.71 (trang 276,284-TL2) có r0 = 0,65 /km ; x0 = 0,392 /km 5%. Uđm = Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Vậy chọn dây dẫn AC – 50 cho đường dây từ hệ thống về TPPTT. Bảng 3.19 – Thông số các máy biến áp trong trạm của nhà máy. Tên TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) P0 (kW) PN (kW) UN (%) Số máy đơn giá (106đ) Thành tiền (106đ) B1 800 35/0,4 1,52 10,5 6,5 2 120 240 B2 1000 35/0,4 1,9 13 6,5 2 150 300 B3 500 35/0,4 1,15 7 4,5 2 80 160 B4 630 35/0,4 1,3 8,2 4,5 2 100 200 B5 400 35/0,4 0,92 5,75 4,5 2 75 150 B6 400 35/0,4 0,92 5,75 4,5 2 75 150 III.4.2. Sơ đồ trạm phân phối trung tâm. 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 băng 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 35 kV. Để chống sét từ đường dây truyền vào trạm đặt chống sét van trên các 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 5A để cung cấp cho các dụng cụ đo lường và bảo vệ. Chọn dùng các tủ hợp bộ của hãng Siemens, máy cắt loại 8DC11, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì. Hệ thống thanh góp đặt sẵn trong tủ có dòng định mức 1250A. Bảng 3.20 – Thông số máy cắt đặt tại TPPTT. Loại MC Cách điện Iđm ( A ) Uđm ( kV ) Icắt N3S (kA) IcắtNmax (kA) 8DC11 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. III.4.3. Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng đều đặt 2 máy biến áp do ABB sản xuất tại Việt Nam. Với trạm 2 máy biến áp gồm có 7 tủ: 2 tủ đầu vào phía cao áp (tủ 8DA10 do Siemens chế tạo), 2 tủ áptômát tổng, 1 tủ áptômát phân đoạn, 2 tủ áptômát nhánh. Hình 3.9 - Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp phân xưởng Hình 3.10 – Sơ đồ lắp đặt trạm biến áp phân xưởng, trạm đặt 2 máy biến áp. III.4.4. Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện. a) Tính toán ngắn mạch phía cao áp. Khi tính toán ngắn mạch phía cao áp do không biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính gần đúng điện kháng của hệ thống điện quốc gia thông qua công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung gian và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn. Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện cần tính toán 7 điểm ngắn mạch sau: N - Điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt và thanh góp. N1, N2, N3, N4, N5, N6 - Điểm ngắn mạch phía cao áp các trạm biến áp phân xưởng để kiểm tra cáp và thiết bị cao áp trong các trạm. Điện kháng của hệ thống được tính theo công thức sau: Trong đó: SN – công suất ngắn mạch về phía hạ áp của máy biến áp trung gian. SN = 250 MVA; Utb - điện áp của đường dây, Utb = 1,05. Uđm = 1,05.35 = 36,75. = Điện trở và điện kháng của đường dây: R = X = Trong đó: r0, x0 - điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn , l – chiều dài đường dây . Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I” bằng dòng ngắn mạch ổn định I, nên có thể viết: IN = I” = I = Trong đó: ZN – tổng trở từ hệ thống điện đến điểm ngắn mạch thứ i Trị số dòng ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: ixk = 1,8..IN Hình 3.12 – Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch phía cao áp. Bảng 3.21. – Thông số của đường dây trên không và cáp. Đường cáp F (mm2) Số lộ l (m) r0 () x0 () R () X () TPPTT-B1 350 2 105 0,494 0,137 0,03 0,01 TPPTT-B2 350 2 63 0,494 0,137 0,02 0,004 TPPTT-B3 350 2 307 0,494 0,137 0,08 0,02 TPPTT-B4 350 2 67 0,494 0,137 0,02 0,005 TPPTT-B5 350 2 146 0,494 0,137 0,04 0,01 TPPTT-B6 350 2 163 0,494 0,137 0,04 0,01 TBATG – TPPTT AC-50 2 6500 0,65 0,392 2,11 1,27 Tính điểm ngắn mạch N tại thanh góp trạm phân phối trung tâm: R = Rdd = 2,11 X = Xdd + XHT = 1,27 + 5,4 = 6,67 IN = = ixk = 1,8..IN = 1,8. .3,033 = 7,721 Tính điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B1: R = Rdd + Rc1 = 2,11 + 0,03 = 2,14 X = Xdd + XHT + Xc1 = 1,27 + 5,4 + 0,01 = 6,68 IN1 = = ixk1 = 1,8..IN1 = 1,8..3,027 = 7,704 Tính tương tự đối với các điểm ngắn mạch khác, ta có kết quả tính toán ngắn mạch ghi trong bảng 3.22. Bảng 3.22 – Kết quả tính toán ngắn mạch. Điểm ngắn mạch IN ( kA ) ixk ( kA ) N1 3,027 7,704 N2 3,029 7,711 N3 3,014 7,673 N4 3,029 7,710 N5 3,024 7,698 N6 3,023 7,695 N 3,033 7,721 b) Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt, thanh dẫn của TPPTT. Các máy cắt tại trạm PPTT gồm có 2 máy cắt nối đường dây trên không cấp điện cho trạm và hai phân đoạn thanh góp. Trên mỗi phân đoạn có 6 máy cắt nối thanh góp với các tuyến cáp cấp điện cho 6 trạm biến áp phân xưởng. Một máy cắt nối giữa hai phân đoạn thanh góp. Căn cứ vào các số liệu kỹ thuật đã tính toán được của nhà máy, ta chọn các tủ hợp bộ của Siemens có các thông số ghi trong bảng 3.20 * Máy cắt 8DC11 được chọn theo các điều kiện sau: - Điện áp định mức: Uđm.MC = 36 kV Uđm.m = 35 kV - Dòng điện định mức: Iđm.MC = 1250 A Ilvmax = 2.Ittnm = - Dòng điện cắt định mức: Iđm.cắt = 25 kA IN = 3,033 kA - Dòng điện ổn định động cho phép: iđm.đ = 63 kA ixk = 7,721 kA * Thanh dẫn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động. Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp BU. BU được chọn theo điều kiện: - Điện áp định mức: Uđm.BU Uđm.m = 35 kV Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS36, kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo. Bảng 3.23 – Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS36. Thông số kỹ thuật 4MS36 Uđm ( kV) 36 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ (kV) 70 U chịu đựng xung 1,2/50 s ( kV) 170 U1đm ( kV) 35/ U2đm ( kV) 120/ Tải định mức ( VA ) 400 Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng BI. BI được chọn theo các điều kiện sau: - Điện áp định mức: Uđm.BI Uđm.m = 35 kV - Dòng điện sơ cấp định mức: Iđm.BI Chọn BI loại 4ME16, kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo. Bảng 3.24 – Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME16. Thông số kỹ thuật 4ME16 Uđm ( kV) 36 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ (kV) 70 U chịu đựng xung 1,2/50 s ( kV) 170 I1đm ( A) 5 – 1200 I2đm ( A) 1 hoặc 5 Iôđnhiêt 1s ( kA) 80 Iôđ động ( kA) 120 Lựa chọn chống sét van. Chống sét van được chọn theo cấp điện áp: Uđmcsv Uđm.LĐ = 35 kV Chọn loại chống sét van do hãng Siemens chế tạo loại 3EE2 có các thông số sau. Bảng 3.25 – Thông số chống sét van 3EE2. Uđm (kV) Ulvmax (kV) Iđm (kA) Vật liệu vở 35 45 10 Sứ Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp. Dao cách ly có nhiệm vụ chủ yếu là cách ly phần mang điện và không mang điện, tạo ra khoảng cách an toàn trông thấy, phục vụ cho công tác sửa chữa, kiểm tra và bảo dưỡng lưới điện. Ta dùng chung dao cách ly cho tất cả các trạm biến áp để dễ dàng cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau: - Điện áp định mức: Uđm.CL ³ Uđm.m = 35 kV - Dòng điện định mức: Iđm.CL ³ Icb = - Dòng điện ổn định động cho phép: Iđm.đ ³ ixk = 7,711 kA Chọn loại dao cắt 3DC do Siemens chế tạo. Bảng 3.26 - Thông số kỹ thuật của dao cách ly. Loại DC Uđm, kV Iđm, A INt , kA INmax, kA 3DC 36 630 20 50 Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp. Cầu chì là thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện khi có dòng điện lớn quá trị số cho phép đi qua. Ta dùng chung cầu chì cho tất cả các trạm biến áp để dễ dàng cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Cầu chì được chọn theo các điều kiện sau: - Điện áp định mức: Uđm.cc ³ Uđm.m = 35 kV - Dòng điện sơ cấp định mức: Iđm.cc ³ Icb = - Dòng điện cắt định mức: Iđm.cắt ³ INmax = IN2 = 3,029 kA B2 có dòng ngắn mạch trên thanh cái là lớn nhất. Chọn loại cầu chì 3GD1 605-5B do hãng Siemens chế tạo. Bảng 3.27 – Thông số kỹ thuật của cầu chì loại 3GD1 605-5B. Loại CC Uđm, kV Iđm, A IcắtNmin, kA IcắtN, kA 3GD1 604-5B 36 25 120 31,5 Lựa chọn và kiểm tra áp tô mát (MCCB – Miniable Circle Circuit Breaker) Ta dùng chung MCCB phân đoạn và MCCB nhánh đều chọn dùng các MCCB do hãng Merli