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

nêu. Để đảm bảo an toàn cho người sử dụng cũng như thiết bị, đảm bảo mĩ quan công nghiệp ta chọn loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuất. Để lựa chọn vị trí đặt các TBA phân xưởng cần xác định tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc của nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các TBA đó: Phương án I: Xác định vị trí trạm biến áp B1 cung cấp cho ban quản lý phòng thiết kế và phân xưởng cơ khí số 2 : Vậy căn cứ vào vị trí trên xưởng ta đặt TBA B1 có toạ độ M1(29,6 ; 22) Đối với trạm biến áp phân xưởng khác, tính toán tương tự ta xác định được vị trí đặt phù hợp với trạm biến áp phân xưởng trong phạm vi nhà máy Vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng được ghi trong bảng sau. Tên Trạm Vị trí đặt x01 y01 B1 29,61 22 B2 30 67 B3 58 74 B4 53 23 B5 70 15 B6 + B7 (100 ; 68) và (100; 51) B8 105 23 Tính toán tương tự ta có vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng cho phương án 2 như trong bảng sau: Tên Trạm Vị trí đặt x01 y01 B1 29,61 22 B2 30 67 B3 58 74 B4 53 23 B5 81 14 B6 93 60 B7 104 51 3.2.3. Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng: 1. Phương án cung cấp điện a. Phương pháp sử dụng sơ đồ dẫn sâu: Đưa đường dây trung áp 35kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ đưa trực tiếp điện áp cao vào các trạm biến áp phân xưởng sẽ giảm được vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm, giảm được tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng. Tuy nhiên nhược điểm của phương thức này là độ tin cậy của cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt, và yêu cầu trình độ vận hành phải cao, nó chỉ phù hợp với nhà máy có phụ tải lớn và tập chung nên ở đây ta không xét đến phương án này. b.Phương pháp sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG): Nguồn 35kV từ hệ thống về qua TBATT được hạ xuống điện áp 10,5kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp cũng như các trạm biến áp phân xưởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cậy cung cấp điện cũng được cải thiện. Song phải đầu tư để xây dựng TBATT, gia tăng tổn thất trong mạng điện cao áp. Nếu sử dụng phương pháp này, vì nhà máy là hộ loại I phải đặt hai máy biến áp với công suất được trọn theo điều kiện: n.SđmB ³ Sttnm=11552,95 kVA SđmB ³ Sttnm/2 =5776,475 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm =6 MVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố với giả thiết các hộ loại II trong nhà máy đều có 30% là phụ tải loại III có thể tạm ngừng cung cấp điện khi cần thiết: (n-1)kqtSđmB ³ Sttsc SđmB ³ 0,7Sttsc/1,4 = 5776,475 kVA Vậy TBATG đặt hai máy có dung lượng 6 MVA là hợp lý. Ta sẽ đặt hàng hai máy biến áp loại : 6000-22/10KV do công ty Thiết Bị Điện Đông Anh chế tạo Vậy trạm biến áp trung tâm sẽ đặt hai máy biến áp: c. Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT) Điện năng từ hệ thống cung cấp cho trạm biến áp phân xưởng thông qua trạm phân phối trung tâm. Nhờ vậy mà việc quản lý, vận hành điện cao áp của nhà máy sẽ thuật lợi hơn, tổn thất trong mạng giảm, độ tin cậy của cung cấp điện được gia tăng, song vốn đầu tư cho mạng điện cũng lớn hơn. Trong thực tế đây là phương pháp được sử dụng khi điện áp nguồn không cao (< 22kV) công suất các phân xưởng tương đối lớn. 2. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung tâm, trạm phân phối trung tâm: Dựa trên hệ trục toạ độ đã chọn Oxy có thể xác định tâm phụ tải điện của nhà máy: trong đó: Si: là công suất tính toán của phân xưởng thứ i. xi, yi: toạ độ tâm phụ tải của phân xưởng thứ i Vậy vị trí tốt nhất để đặt trạm biến TBATT có toạ độ (66,56 ; 43,89 ) 3. Lựa chọn phương án đi dây của mạng cao áp: Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên ở mạng cao áp trong nhà máy ta sử dụng sơ đồ hình tia. Sơ đồ này có ưu điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, các trạm biến áp phân xưỏng đều được cấp điện từ một đường dây riêng nên ít ảnh hưởng tới nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ, tự động hoá và dễ vận hành. - 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. Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp phân xưởng và trạm biến áp trung tâm trên mặt bằng, đề ra 2 phương án đi dây mạng cao áp. - Trạm biến áp phân xưởng (BAPX) hoặc TBATG - Trạm phân phối trung tâm (TPPTT) - Cáp cao áp - Cáp hạ áp 3.3. Tính toán kinh tế kỹ thuật lựa chọn phương án hợp lý: Để so sánh và lựa chọn phương án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z Trong đó : avh : hệ số vận hành tra trong STKT thường avh = 0,1 atc : hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn tra trong STKT :atc = 02 K : Vốn đầu tư cho trạm biến áp , đường dây Imax : Dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị R : Điện trở của thiết bị : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất c : Giá tiền 1kWh tổn thất điện năng Sau đây lần lượt tính toán kinh tế kỹ thuật cho 3 phương án. Mục đích tính toán của phần này là so sánh tương đối giữa 3 phương án cấp điện, chỉ cần tính toán so sánh phần khác nhau giữa 3 phương án. Cả 3 phương án đều có những phần tử giống nhau: đường dây cung cấp từ hệ thống về TBATG hoặc TPPTT 3.3.1. Phương án 1: Phương án sử dụng TBATG nhận điện từ hệ thống về hạ xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho 8 trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ điện từ 10 kV xuống 0,4 KV để cung cấp cho các phụ tải trong phân xưởng. 1. Chọn máy biến áp trong phân xưởng , và tổn thất điện năng trong các trạm biến áp : *. Chọn máy biến áp phân xưởng : Trên cơ sở đã chọn công suất máy biến áp ở phần trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng : Tên trạm Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) DPo (kW) DPN (kW) UN (%) I0 (%) Số lượng Đơn giá Thành tiền (106đ) TBATG 6000 22/10 6,9 30,24 4 0,3 2 420 840 B1 1250 10/0,4 1,6 11,5 5,3 1,15 2 136,5 273 B2 1250 10/0,4 1,6 11,5 5,3 1,15 2 136,5 273 B3 1000 10/0,4 1,4 10 4,4 1 2 114 228 B4 1250 10/0,4 1,6 11,5 5,3 1,15 2 136,5 273 B5 1000 10/0,4 1,4 10 4,4 1 2 114 228 B6 1000 10/0,4 1,4 10 4,4 1 2 114 228 B7 1000 10/0,4 1,4 10 4,4 1 2 114 228 B8 1000 10/0,4 1,4 10 4,4 1 2 114 228 Tổng vốn đầu tư cho TBA KB =2’799 triệu *. Xác định tổn thất điện năng DA trong trạm BA: Tổn thất điện năng trong các TBA được tính bằng công thức sau: [kWh] Trong đó: n- số máy biến áp ghép song song. t- thời gian MBA vận hành, với máy BA vận hành trong suốt một năm thì t = 87600 h. t- t/g tổn thất công suất lớn nhất. Tra bảng PL I.4[2] với NM sản xuất máy kéo có Tmax = 4500 h .Ta tìm được : DP0, DPN- tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp. Stt- công suất tính toán của máy biến áp. SđmB- công suất định mức máy biến áp. **Tính toán tổn thất điện năng cho TBATG : Sttnm = 11552,95 kVA ; SđmB = 6000 kVA ; DP0 = 6,9kW; DPN =30,24 kW Ta có: = 2.6,9.8760 +.30,24= 282670,45 [kWh]. Các thiết bị khác cũng tính toán tương tự cho kết quả trong bảng sau: Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của pa1 Tên trạm Sđm(kVA) Stt(kVA) DPo(kW) DPn(kW) Số lượng DA(kWh) TBATG 6000 11552.95 6.9 30.24 2 282670.45 B1 1250 2063.53 1.6 11.5 2 73255.66 B2 1250 2136.77 1.6 11.5 2 76522.84 B3 1000 1783.37 1.4 10 2 70421.3 B4 1250 2164.27 1.6 11.5 2 77779.01 B5 1000 1848.84 1.4 10 2 73852.76 B6 1000 1500 1.4 10 2 56995.5 B7 1000 1439.13 1.4 10 2 54413.9 B8 1000 1633 1.4 10 2 63008.32 Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp DAB = 828919.74kWh 2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện: *Chọn cáp từ trạm BATG đến 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 làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4500h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng 2.10[I] được Jkt= 3,1 A/mm2. -Tiết diện kinh tế của cáp : mm2 Cáp từ TBATG về các TBA phân xưởng đều là cáp lộ kép : Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện của tiêu chuẩn cáp gần nhất. -Kiểm tra tiết diện của cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: khc.Icp ³ Isc Trong đó : Isc dòng điện khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2.Imax 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 các giữa các sợi cáp là 300 mm. Tra PL VI.11[2] ta tìm được k2 = 0,93. Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện DUcp. - Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B1: Tra bảng PL V16[2] lựa chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn F =25 mm2, cáp đồng 3 lõi 10kV cách điện XPLE , đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) có Icp=140 (A) + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93.Imax = 0,93.140 = 130,2 (A) > Isc = 2Imax = 2.59,57 = 119,14 (A) Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng. - Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B2: Tra bảng PL V16[2] lựa chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn F =25 mm2, cáp đồng 3 lõi 10kV cách điện XPLE , đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) có Icp=140 (A) + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93.Imax = 0,93.140 = 130,2 (A) > Isc = 2Imax = 2.61,68 = 123,36(A) Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng. - Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B3: Tra bảng PL V16[2] lựa chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn F =25 mm2, cáp đồng 3 lõi 10kV cách điện XPLE , đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) có Icp=140 (A) + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93.Imax = 0,93.140 = 130,2 (A) > Isc = 2Imax = 2.51,48 = 102,96 (A) Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng. - Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B4: Tra bảng PL V16[2] lựa chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn F =25 mm2, cáp đồng 3 lõi 10kV cách điện XPLE , đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) có Icp=140 (A) + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93.Imax = 0,93.140 = 130,2 (A) > Isc = 2Imax = 2.62,47 = 124,94 (A) Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng. - Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B5: Tra bảng PL V16[2] lựa chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn F =25 mm2, cáp đồng 3 lõi 10kV cách điện XPLE , đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) có Icp=140 (A) + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93.Imax = 0,93.140 = 130,2 (A) > Isc = 2Imax = 2.53,37 = 106,74 (A) Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng. - Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B6: Tra bảng PL V16[2] lựa chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn F =16 mm2, cáp đồng 3 lõi 10kV cách điện XPLE , đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) có Icp=110 (A) + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93.Imax = 0,93.110 = 102,3 (A) > Isc = 2Imax = 2.43,3 = 86,6 (A) Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng. - Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B7: Tra bảng PL V16[2] lựa chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn F =16 mm2, cáp đồng 3 lõi 10kV cách điện XPLE , đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) có Icp=110 (A) + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93.Imax = 0,93.110 = 102,3 (A) > Isc = 2Imax = 2.41,54 = 83,1 (A) Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng. - Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B8: Tra bảng PL V16[2] lựa chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn F =16 mm2, cáp đồng 3 lõi 10kV cách điện XPLE , đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) có Icp=110 (A) + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93.Imax = 0,93.110 = 102,3 (A) > Isc = 2Imax = 2.47,14 = 94,28 (A) Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng. *Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng tới các phân xưởng: - Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án ,các đoạn giống nhau không có vai trò trong tính toán kinh tế .Trong p/a1 ta tính cáp hạ áp đoạn từ B8 tới kho vật liệu (10) - Cáp hạ áp được lựa chọn theo tiêu chuẩn phát nóng cho phép .Đoạn đường dây ngắn ,tổn thất điện áp không đáng kể nên có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện - Chọn cáp từ B8 tới kho vật liệu (10): Kho vật liệu được xem là hộ tiêu thụ loại 3 nên ta chọn cấp điện bằng dây đơn : Chỉ có 1 cáp đi trong rãnh nên k2 = 1 vậy điều kiện chọn cáp là : Icp > Imax Tra PL V12[2] chọn cáp đồng hạ áp 4lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (3*50 + 35)mm2 với Icp = 206(A) Vậy ta có : Đường cáp F (mm2) r0 L (m) Giá:103đ/m Tiền: 103đ BATG - B1 2*(3*25) 0.927 410 60 49200 BATG - B2 2*(3*25) 0.927 354 60 42480 BATG - B3 2*(3*25) 0.927 219 60 26280 BATG - B4 2*(3*25) 0.927 247 60 29640 BATG - B5 2*(3*25) 0.927 262 60 31440 BATG - B6 2*(3*16) 1.448 318 38 24168 BATG - B7 2*(3*16) 1.448 247 38 18772 BATG - B8 2*(3*16) 1.448 318 38 24168 B8-10 3*50 + 35 0.367 170 70 11900 Tổng vốn đầu tư cho đường dây KD = 258048.103đ *Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây: Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây được tính theo công thức: DP = R.10-3 kW trong đó: R = .r0l [W], n : số đường dây đi song song, - Tổn thất DP trên đoạn cáp TBATG - B1: DP = R.10-3 = = 8,09kW. Các đường dây khác cũng tính toán tương tự, cho kết quả trong bảng sau Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án I. Đường cáp F (mm2) L (m) r0 (W/km) R (W) Stt (kVA) DP (kW) BATG-B1 2*(3*25) 410 0.927 0.19 2063.53 8.09 BATG-B2 2*(3*25) 354 0.927 0.164 2136.77 7.49 BATG-B3 2*(3*25) 219 0.927 0.102 1783.37 3.24 BATG-B4 2*(3*25) 247 0.927 0.114 2164.27 5.34 BATG-B5 2*(3*25) 262 0.927 0.121 1848.84 4.14 BATG-B6 2*(3*16) 318 1.448 0.23 1500 5.18 BATG-B7 2*(3*16) 247 1.448 0.179 1439.13 3.71 BATG-B8 2*(3*16) 318 1.448 0.23 1633 6.13 B8-10 3*50 + 35 170 0.367 0.062 127.92 7.03 Tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: SDP = 50.35kW Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: DAD = ồDPD.t [kW] trong đó: t thời gian tổn thất công suất lớn nhất ta đã tính được t = 2886 h DAD = ồDPD.t = 50,35.2886 = 145310,1 kWh 3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 1: *Mạng cao áp trong phương án I có điện áp 10kV từ TBATG đến 8 TBA phân xưởng . TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai MBA trung gian *Với 8 TBA mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 16 máy cắt điện cấp điện áp 10kV và máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 10kV ngoài ra còn có 2 máy cắt ở phía hạ áp của 2 MBATG . Như vậy ta có 19 máy cắt điện *Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong p/a I : Kmc = n.M n : số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến M : giá máy cắt M = 12000 USD Tỷ giá qui đổi : 1USD = 17.103 đ thì : Kmc = n.M = 19*12*17.106 = 3876.106đ 4. Chi phí tính toán của phương án I: Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án, còn những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét đến, Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và trên đường dây. -Vốn đầu tư: K1 = KB + KD + KMC = (2799 + 258,05 + 3876).106 = 6933,05.106 đ -Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: DA1 = DAB + DAD = 828919,74 + 145310,1 = 974229,84 kWh -Chi phí tính toán: Z1 = (avh + atc).K1 + c. DA1 = (0,1 + 0,2). 6933,05.106 + 1000. 974229,84 Z1 = 3054,14.106 đ 3.3.1. Phương án II: Phương án sử dụng TBATG nhận điện từ hệ thống về hạ xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho 7 trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ điện từ 10 kV xuống 0,4 KV để cung cấp cho các phụ tải trong phân xưởng. 1. Chọn máy biến áp trong phân xưởng , và tổn thất điện năng trong các trạm biến áp : *. Chọn máy biến áp phân xưởng : Trên cơ sở đã chọn công suất máy biến áp ở phần trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng : Tên trạm Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) DPo (kW) DPN (kW) UN (%) I0 (%) Số lượng Đơn giá Chi (106đ) TBATG 6000 22/10 6,9 30,24 4 0,3 2 420 840 B1 1250 10/0,4 1,6 11,5 5,3 1,15 2 136,5 273 B2 1250 10/0,4 1,6 11,5 5,3 1,15 2 136,5 273 B3 1000 10/0,4 1,4 10 4,4 1 2 114 228 B4 1250 10/0,4 1,6 11,5 5,3 1,15 2 136,5 273 B5 1000 10/0,4 1,4 10 4,4 1 2 114 228 B6 1250 10/0,4 1,6 11,5 5,3 1,15 2 136,5 273 B7 1250 10/0,4 1,6 11,5 5,3 1,15 2 136,5 273 Tổng vốn đầu tư cho TBA KB =2’661 triệu *. Xác định tổn thất điện năng DA trong trạm BA: Tổn thất điện năng trong các TBA được tính tương tự phương án I bằng công thức sau: [kWh] Các thiết bị khác cũng tính toán cho kết quả trong bảng sau: Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của pa 2 Tên trạm Sđm(kVA) Stt(kVA) DPo(kW) DPn(kW) Số lượng máy DA(kWh) TBATG 6000 11552.95 6.9 30.24 2 282670.45 B1 1250 2063.53 1.6 11.5 2 73255.66 B2 1250 2136.77 1.6 11.5 2 76522.84 B3 1000 1783.37 1.4 10 2 70421.3 B4 1250 2164.27 1.6 11.5 2 77779.01 B5 1000 1976.76 1.4 10 2 80914.38 B6 1250 2200 1.6 11.5 2 79435.12 B7 1250 2244.2 1.6 11.5 2 81521.34 Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp DAB = 822520,1kWh 2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện: *Chọn cáp từ trạm BATT đến 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 làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4500h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng 2.10[I] được Jkt= 3,1 A/mm2. -Tiết diện kinh tế của cáp : mm2 Cáp từ TBATG về các TBA phân xưởng đều là cáp lộ kép : Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện của tiêu chuẩn cáp gần nhất. -Kiểm tra tiết diện của cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: khc.Icp ³ Isc Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện DUcp. *Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng tới các phân xưởng: - Như p/a1 ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án ,các đoạn giống nhau không có vai trò trong tính toán kinh tế .Trong p/a2ta tính cáp hạ áp đoạn từ B5 tới kho vật liệu (10) và từ B7 đến bộ phận nén khí (9) - Cáp hạ áp được lựa chọn theo tiêu chuẩn phát nóng cho phép .Đoạn đường dây ngắn ,tổn thất điện áp không đáng kể nên có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện - Chọn cáp từ B5 tới kho vật liệu (10): Kho vật liệu được xem là hộ tiêu thụ loại 3 nên ta chọn cấp điện bằng dây đơn : Chỉ có 1 cáp đi trong rãnh nên k2 = 1 vậy điều kiện chọn cáp là : Icp > Imax Tra PL V12[2] chọn cáp đồng hạ áp 4lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (3*50 + 35)mm2 với Icp = 206(A) - Chọn cáp từ B7 tới bộ phận nén khí (9): Bộ phận nén khí được xem là hộ tiêu thụ loại I nên ta chọn cấp điện bằng dây lộ kép : Chỉ có 1 cáp đi trong rãnh nên k2 = 1 vậy điều kiện chọn cáp là : Icp > Imax Tra PL V12[2] chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo ta thấy không có tiết diện cáp nào chịu được dòng lớn như vậy Để khắc phục buộc ta phải chọn đường dây gồm 5 cáp khi đó Vậy chọn cáp có tiết diện (3*240 + 95)mm2 với Icp = 538(A).Vậy ta có : Đường cáp F (mm2) r0 L (m) Giá:103đ/m Tiền: 103đ BATG - B1 2*(3*25) 0.927 410 60 49200 BATG - B2 2*(3*25) 0.927 354 60 42480 BATG - B3 2*(3*25) 0.927 219 60 26280 BATG - B4 2*(3*25) 0.927 247 60 29640 BATG - B5 2*(3*25) 0.927 346 60 41520 BATG - B6 2*(3*25) 0.927 269 60 32280 BATG - B7 2*(3*25) 0.927 262 60 31440 B5-10 3*50 + 35 0.367 92 70 6440 B7-9 5(3*240+95) 0.077 71 400 142000 Tổng vốn đầu tư cho đường dây KD =401280.103 đ *Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây: Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây được tính theo công thức: DP = R.10-3 kW trong đó: R = .r0l [W] n : số đường dây đi song song, - Tổn thất DP trên đoạn cáp TBATG - B1: DP = R.10-3 = = 8,09kW. Các đường dây khác cũng tính toán tương tự, cho kết quả trong bảng sau Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án I. Đường cáp F (mm2) L (m) r0 (W/km) R (W) Stt (kVA) DP (kW) BATG - B1 2*(3*25) 410 0.927 0.927 2063.53 8.09 BATG - B2 2*(3*25) 354 0.927 0.927 2136.77 7.49 BATG - B3 2*(3*25) 219 0.927 0.927 1783.37 3.24 BATG - B4 2*(3*25) 247 0.927 0.927 2164.27 5.34 BATG - B5 2*(3*25) 346 0.927 0.927 1976.76 6.25 BATG - B6 2*(3*25) 269 0.927 0.927 2200 6.05 BATG - B7 2*(3*25) 262 0.927 0.927 2244.2 6.09 B5-10 3*50 + 35 92 0.367 0.367 127.92 3.85 B7-9 5(3*240+95) 71 0.077 0.077 1505.08 15.69 Tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: SDP = 62,09 kW Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: DAD = ồDPD.t [kW] trong đó: t thời gian tổn thất công suất lớn nhất ta đã tính được t = 2886 h DAD = ồDPD.t = 62,09.2886 = 179191,74 kWh 3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 2: *Mạng cao áp trong phương án II có điện áp 10kV từ TBATG đến 7TBA phân xưởng . TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai MBA trung gian *Với 7 TBA mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân xưởng ta sử dụng 14 máy cắt điện cấp điện áp 10kV và máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 10kV ngoài ra còn có 2 máy cắt ở phía hạ áp của 2 MBATG . Như vậy ta có 17 máy cắt điện *Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong p/a I : Kmc = n.M n : số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến M : giá máy cắt M = 12000 USD Tỷ giá qui đổi : 1USD = 17.103 đ thì : Kmc = n.M = 17*12*17.106 = 3468.106đ 4.Chi phí tính toán của phương án II: Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án, còn những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét đến. Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và trên đường dây. -Vốn đầu tư: K1 = KB + KD + KMC = (2661 + 401,28 + 3468).106 = 6530,28.106 đ -Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: DA = DAB + DAD = 822520,1+ 179191,74 = 1001711,84 kWh -Chi phí tính toán: Z1 = (avh + atc).K1 + c. DA1 = (0,1 + 0,2). 6530,28.106 + 1000. 1001711,84 Z1 = 2960,8.106 đ 3.3.1. Phương án III: Phương án sử dụng TPPTT nhận điện từ hệ thống cung cấp cho 8 trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ điện từ 22 kV xuống 0,4 KV để cung cấp cho các phụ tải trong phân xưởng. 1. Chọn máy biến áp trong phân xưởng , và tổn thất điện năng trong các trạm biến áp : *. Chọn máy biến áp phân xưởng : Trên cơ sở đã chọn công suất máy biến áp ở phần trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng : Tên trạm Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) DPo (kW) DPN (kW) UN (%) I0 (%) Số lượng Đơn giá Thành tiền (106đ) B1 1250 22/0,4 1,8 13 5.3 1,15 2 177 354 B2 1250 22/0,4 1,8 13 5.3 1,15 2 177 354 B3 1000 22/0,4 1,6 11.5 4,4 1 2 145 290 B4 1250 22/0,4 1,8 13 5.3 1,15 2 177 354 B5 1000 22/0,4 1,6 11.5 4,4 1 2 145 290 B6 1000 22/0,4 1,6 11.5 4,4 1 2 145 290 B7 1000 22/0,4 1,6 11.5 4,4 1 2 145 290 B8 1000 22/0,4 1,6 11.5 4,4 1 2 145 290 Tổng vốn đầu tư cho TBA KB =2512 triệu *. Xác định tổn thất điện năng DA trong trạm BA: Tổn thất điện năng trong các TBA được tính bằng công thức sau: [kWh] Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của pa3 Tên trạm Sđm(kVA) Stt(kVA) DPo(kW) DPn(kW) Số lượng DA(kWh) B1 1250 2063.53 1.8 13 2 82658.4 B2 1250 2136.77 1.8 13 2 86351.73 B3 1000 1783.37 1.6 11.5 2 80809.29 B4 1250 2164.27 1.8 13 2 87771.76 B5 1000 1848.84 1.6 11.5 2 84755.47 B6 1000 1500 1.6 11.5 2 65369.63 B7 1000 1439.13 1.6 11.5 2 62400.79 B8 1000 1633 1.6 11.5 2 72284.37 Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp DAB = 622401.44kWh 2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện: *Chọn cáp từ trạm PPTT đến các trạm biến áp phân xưởng Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt với Jkt= 3,1 A/mm2. -Tiết diện kinh tế của cáp : mm2 Cáp từ TPPTT về các TBA phân xưởng đều là cáp lộ kép : Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện của tiêu chuẩn cáp gần nhất. -Kiểm tra tiết diện của cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: khc.Icp ³ Isc Trong đó : Isc dòng điện khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2.Imax 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 các giữa các sợi cáp là 300 mm. Tra PL VI.11[2] ta tìm được