Đồ án Thiết kế mạng điện cho nhà máy đồng hồ đo chính xác

à cosφ = 0.7; tgφ = 1 Pđl = Pđ.Knc = 1500 x 0.6 = 900 (kW) Qđl = Pđl x tg φ = 900 x 1 = 900(kVAr) Tính PT chiếu sáng: Tra PLI.2 ta có: Po = 15 W/m2 Pcs = Po.S = 15 x 2400 = 36 (kW) chọn dùng bóng sợi đốt có cosφ = 1 => tg φ = 0 Qcs = Pcs x tg φ = 0 (kVAr) Tính PTTT (Stp) công suất biểu kiến toàn phần: Stp = = = 1273 (kVA) Tính dòng điện toàn phần: Itp = Stp/ 0.8 = 1273/0.8 = 1934 (A) 1.6.5 Tính phụ tải TT phân xưởng tiện cơ khí Pđ = 2500 (kW) S = 2250 m2 - Tính phụ tải động lực: Tra PLI.3: Knc = 0.7 và cosφ = 0.8; tgφ = 0.75 Pđl = Pđ.Knc = 2500 x 0.7 = 1750 (kW) Qđl = Pđl x tg φ = 1750 x 0.75 = 1313(kVAr) Tính PT chiếu sáng: Tra PLI.2 ta có: Po = 15 W/m2 Pcs = Po.S = 15 x 2250 = 34 (kW) chọn dùng bóng sợi đốt có cosφ = 1 => tg φ = 0 Qcs = Pcs x tg φ = 0 (kVAr) Tính PTTT (Stp) công suất biểu kiến toàn phần: Stp = = = 2215 (kVA) Tính dòng điện toàn phần: Itp = Stp/ 0.8 = 2215/0.8 = 3366 (A) 1.6.6 Tính phụ tải TT phòng thí nghiệm trung tâm Pđ = 160 (kW) S = 2250 m2 - Tính phụ tải động lực: Tra PLI.3: Knc = 0.7 và cosφ = 0.8; tgφ = 0.75 Pđl = Pđ.Knc = 160 x 0.7 = 112 (kW) Qđl = Pđl x tg φ = 112 x 0.75 = 84 (kVAr) Tính PT chiếu sáng: Tra PLI.2 ta có: Po = 20 W/m2 Pcs = Po.S = 20 x 2250 = 45 (kW) chọn dùng bóng huỳnh quang có cosφ = 0.8 => tg φ = 0.75 Qcs = Pcs x tg φ = 0.75 x 45 = 34 (kVAr) Tính PTTT (Stp) công suất biểu kiến toàn phần: Stp = = = 194 (kVA) Tính dòng điện toàn phần: Itp = Stp/ 0.8 = 194/0.8 = 295 (A) 1.6.7 Tính phụ tải TT phòng thực nghiệm Pđ = 500 (kW) S = 2550 m2 - Tính phụ tải động lực: Tra PLI.3: Knc = 0.7 và cosφ = 0.8; tgφ = 0.75 Pđl = Pđ.Knc = 500 x 0.7 = 350 (kW) Qđl = Pđl x tg φ = 350 x 0.75 = 263 (kVAr) Tính PT chiếu sáng: Tra PLI.2 ta có: Po = 15 W/m2 Pcs = Po.S = 15 x 2250 = 38 (kW) chọn dùng bóng huỳnh quang có cosφ = 0.8 => tg φ = 0.75 Qcs = Pcs x tg φ = 0.75 x 38 = 29 (kVAr) Tính PTTT (Stp) công suất biểu kiến toàn phần: Stp = = = 486 (kVA) Tính dòng điện toàn phần: Itp = Stp/ 0.8 = 486/0.8 = 738 (A) 1.6.8 Tính phụ tải TT cho trạm bơm Pđ = 620 (kW) S = 1750 m2 - Tính phụ tải động lực: Tra PLI.3: Knc = 0.7 và cosφ = 0.8; tgφ = 0.75 Pđl = Pđ.Knc = 620 x 0.7 = 434 (kW) Qđl = Pđl x tg φ = 434 x 0.75 = 326 (kVAr) Tính PT chiếu sáng: Tra PLI.2 ta có: Po = 10 W/m2 Pcs = Po.S = 10 x 1750 = 17.5 (kW) chọn dùng bóng huỳnh quang có cosφ = 0.8 => tg φ = 0.75 Qcs = Pcs x tg φ = 0.75 x 17.5 = 13 (kVAr) Tính PTTT (Stp) công suất biểu kiến toàn phần: Stp = = = 565 (kVA) Tính dòng điện toàn phần: Itp = Stp/ 0.8 = 565/0.8 = 858 (A) 1.7 Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy Bảng PTTT cho toàn nhà máy: S TT Tên PX Pđ (kW) knc cos φ Po W/m2 P (kW) Q( kVAr) P (kW) Q (kVAr) S (kVA) I (A) ĐL CS ĐL CS 1 PX Tiện cơ khí 2500 0.7 0.8 15 1750 34 1313 0 1784 1313 2215 3360 2 PX Dập 1500 0.6 0.7 15 900 36 900 0 936 900 1273 1934 3 PX Lắp ráp số 1 900 0.4 0.6 15 360 48.8 479 0 408.8 479 630 957 4 PX Lắp ráp số 2 1500 0.4 0.6 15 600 47 798 0 647 798 1027 1561 5 PX Sửa chữa CK 5865 0.78 15 408 18 343 0 426 343 547 831 6 Phòng TN TTâm 160 0.7 0.8 20 112 45 84 0 157 84 194 295 7 P Thực nghiệm 500 0.7 0.8 15 350 38 263 29 388 292 486 738 8 Trạm bơm 620 0.7 0.8 10 434 17.5 326 13 451.5 339 565 858 9 Phòng thiết kế 100 0.7 0.8 15 70 30 52.5 22.5 100 75 125 190 10 Đất trống,đường đi 0.5 0.8 0.2 0 13 0 1013 10 16 24 Tổng 8366.5 5311.3 4633 7178 10748 Công suất tác dụng: Pnm = kđt. Trong đó kđt = 0.8 Pnm = 0.8 x 5311.3 = 4249 (kW). Công suất phản kháng: Lấy kđt = 0.85 Qnm = = 0.85 x 4633 = 3938 (kVAr) Công suất biểu kiến toàn phần: Snm = = = 5793(kVA) Tính dòng điện nhà máy: Inm = Snm/ 0.8 = 5793/0.8 = 8804 (A) - Hệ số công suất (cosφ) cosφ = Pnm/Snm = 4249/5793 = 0.73 I.6. Xác định biểu đồ phụ tỉa - Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng có tâm trùng với tâm mặt bằng của phụ tỉa và diện tích tỉ lệ với công suất tải. - Biểu đồ giúp người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tỉa trên mặt bằng thiết kế, để làm cơ sở vạch ra các phương án cung cấp diện. - Biểu đồ phụ tải được chia làm hia phần: Phần 1: Phần phụ tải động lực (phần gạch chéo) Phần 2: Phụ tải chiếu sáng (phần để trắng). Trong đó: + Bán kính biểu đồ đwocj xác định bằng công thức: R = Với m là tỉ lệ xích (chọn 3kW/mm2) + Góc phụ tải chiếu sáng: α = 3600 x Pcs/Ptt Từ các công thức trên ta có bảng R và các góc αcs như sau: Bảng thông số biểu đồ phụ tải: STT Tên PX Pcs(kW) Ptt(kW) Stt(kVA) R(mm) αcs(0) 1 PX Tiện cơ khí 34 1784 2215 15.3 6.9 2 PX Dập 36 9.6 1237 11.6 14 3 PX Lắp ráp số 1 48.8 408.8 630 8.2 43 4 PX Lắp ráp số 2 47 647 1027 10.4 16.5 5 PX Sửa chữa cơ khí 18 426 548 7.6 15 6 Phòng TN trung tâm 45 157 194 4.5 103 7 P Thực nghiệm 38 388 486 7.2 35.3 8 Trạm bơm 17.5 451.5 565 7.7 14 9 Phòng thiết kế 30 100 125 3.7 108 8 4 1 2 7 6 5 9 3 Chương II. Thiết kết mạng cao áp 2.1 Xác định tâm phụ tải Tâm phụ tải của nhà máy là điểm tốt nhất để đặt trạm biến áp trân phân phối trung tâm, các tủ phân phối động lực nhằm giảm chi phí đầu tư và tổn thất điện năng. Để xác định toạ độ tâm phụ tải ta dùng công thức: X = / Y = / Theo số liệu của bảng thống kê ta có: X = 5088.2/879 = 5.8 Y = 4340.0/879 = 4.9 Suy ra: M(5.8 - 4.9) Toạ độ phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8 4 1 2 7 6 5 9 3 2.2. Xác định vị trí số lượng công suất các trạm BAPX 2.2.1 ý nghĩa: Hệ thống điện bao gồm các thiết bị điện được nối với nhau theo một nguyên tắc chặt chẽ tạo nên một cơ cấu đồng bộ hoàn chỉnh. Mỗi thiết bị điện cần được lựa chọn đứng để thực hiện tốt chức năng trong sơ đồ cấp điện góp phần làm cho hệ thống cung cấp vận hành được đảm vảo các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế và an toàn. 2.2.2 Các căn cứ để lựa chọn máy biến áp Trong sơ đồ cấp điện máy biến áp (MBA) có nhiệm vụ biến đổi điện áp và truyền tải công suất. MBA được chế tạo rất đa dạng, nhiều kiểu cách, kích cỡ. Ta cần căn cứ vào đối tượng cấp để lựa chọn hợp lý. Lựa chọn MBA gồm lựa chọn số lượng, công suất và các tính năng khác. Số lượng MBA đặt trong một trạm phụ thuộc độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tỉa của trạm đó. Với phụ tải quan trọng không được phép mất điện phải đặt hai biến áp, với (các trạm) hộ tiêu thụ loại III thường chỉ đặt 1 MBA. Khi lựa chọn MBA đối với loại nhập ngoại chưa nhiệt đới hoá cần tính đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ (Khc) kể đến sự chênh lệch nhiệt độ môi ttường chế tạo và môi trường sử dụng máy. Khc = 1 – (q1 - q2)/100 Trong đó: q1: nhiệt dộ ở môi trường sử dụng (oC) q2: nhiệt độ ở môi trường chế tạo (oC) Trường hợp khi thống kê được trong loại I-II cơ cấu % loại III cho thể cắt điện cần thiết khi sự cố thì 1 máy tính đủ cho loại I. 2.3. Xác định loại trạm điện trung tâm 2.3.1. Số lượng trạm biến áp phân sưởng Căn cứ vào vị trí trên mặt bằng, công suất tiêu thụ và quy mô sản xuất của nhà máy quyết định việc lựa chọn vị trí đặt trạm phân phối điện trung tâm (PPTT) để cấp điện cho các trạm biến áp tại các phân xưởng. Toàn nhà máy có 9 phân xưởng và phòng ban. Căn cứ vào công suất, vị trí và công suất định sẵn của MBA, quyết định đặt TTBA phân xưởng như sau: Trạm BA1: Phân xưởng cơ khí và phân xưởng dập (STT1 và 2) Trạm BA2: Phân xưởng lắp ráp số 1 (STT3) Trạm BA3: Phân xưởng lắp ráp số 2 (STT4) Trạm BA4: Phân xưởng SCCK (STT5) Phòng thí nghiệm trung tâm (STT6) Phòng thiết kế (STT9) Trạm BA5: Phòng thực nghiệm (STT7) Trạm bơm (STT8) Các trạm BA4 và BA5 thuộc diện hộ được cấp điện loại III nên đặt một máy biến áp. Các trạm BA dùng loại trạm kề để giảm đầu tư , các MBA chọn dùng lạo được chế tạo tại Việt Nam để không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. 2.4. Xác định công suất cho MBA các trạm Công thức sử dụng - Trạm 1 máy: SđmB ≥ Stt - Trạm 2 máy: SđmB ≥ Stt/1.4 Trong đó 1.4 là hệ số quá tải. Chú ý: Hệ số quá tải phụ thuộc thời tian quá tải lấy Kqt = 1.4 là ứng với điều kiện. Thời gian quá tải không quá 5 nhày 5 đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6 tiếng. Nếu không thoả mãn điều kiện trên phải tra sổ tay. Trong trường hợp phụ tải có tỉ lệ % phụ tải loại III thì áp dụng công thức (giảm đầu tư). SđmB ≥ %động lực x Stt/1.4 2.4.1. Chọn công suất MBA trạm B1: Trạm B1 cấp điện cho PX tiện cơ khí và PX dập (STT 1 và 2). Trạm đặt 2 MBA nên: SđmB ≥ Stt/1.4 = (2215 + 1273)/1.4 = 2491 (kVA) Chọn dùng 2 MBA 2500 (kVA) do công ty TBĐ Đông Anh chế tạo. 2.4.2. Chọn công suất MBA trạm B2 Trạm B2 cấp điện cho PX lắp ráp số 1 (STT 3). SđmB ≥ Stt/1.4 = 630/1.4 = 450 (kVA) Chọn dùng 2 MBA 500 (kVA) do công ty TBĐ Đông Anh chế tạo. 2.4.3. Chọn công suất MBA trạm B3 Trạm B3 cấp điện cho PX lắp ráp số 2 (STT 5) SđmB ≥ Stt/1.4 = 1027/1.4 = 734 (kVA) Chọn dùng 2 MBA 750 (kVA) do công ty TBĐ Đông Anh chế tạo. 2.4.4. Chọn công suất MBA trạm B4 Trạm B4 cấp điện cho PXSCCK Phòng TNTT và Phòng Thiết Kế, do vậy thuộc hộ loại III. Stt = 866 (kVA) Chọn dùng 1 MBA 1000 (kVA) do công ty TBĐ Đông Anh chế tạo. 2.4.5. Chọn công suất MBA trạm B5 Trạm B5 cấp điện cho Phòng thực nghiệm và trạm bơm, do vậy thuộc hộ loại III. Stt = 1051 (kVA) Chọn dùng 1 MBA loại 1250 (kVA) do công ty TBĐ Đông Anh chế tạo. STT Tên Phân Xưởng Tên trạm Stt(kVA) SđBA (kVA) Số lượng MBA 1 PX Tiện cơ khí B1 3488 2500 2 2 PX Dập 3 PX Lắp ráp số 1 B2 630 450 2 4 PX Lắp ráp số 2 B3 1027 750 2 5 PX SCCK B4 866 400 1 6 P. Thí nghiệm TT 9 P. Thiết kế 7 P. Thực nghiệm B5 1051 1250 1 8 Trạm bơm 2.5. Phương án đi dây mạng cao áp Nhà máy thuộc hộ loại I. Đường dây từ TBATG về TPPTT nhà máy dùng lộ kép trên không. Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên mạng cao áp trong nhà máy dùng lộ kép đi ngầm theo các tuyến giao thông để đảm bảo mĩ quan và an toàn, dễ thực hiện công tác bảo vệ và xử lý sự cố. Các hộ loại III được cấp điện liên thông từ TBA phân xưởng chính. Căn cứ vào vị trí của các TBa phân xưởng và trạm PPTT trên mặt bằng đề ra 2 phương án cấp điện như sau: Phương án 1: Các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trực tiếp từ trạm PPTT. Phương án 2: Các trạm biến áp xa trạm PPTT được lấy điện liên thông qua các trạm BAPX ở gần TPPTT. Đường dây cung cấp từ trạm BATG về trạm PPTT của nàh máy dài 2.5 km sử dụng đường dây trên không dây nhôm loã thép lộ kép. Nhà máy là hộ tiêu thụ điện 3 pha. Tra PLI.4 (TKCĐ) có Tmax > 5000 h/năm (Thời gian sử dụng công suất lớn nhất). Với giá trị của Tmax tra ở Bảng 2.10 (Trị số mật độ dòng điện kinh tế – Thiết kế cấp điện) được Jkt = 1 Inm = STTnm/2 x x Uđm = 5793/2 x x35 = 168 (A) Tiết diện dây cao áp: Fkt = Inm/Jkt = 168/1 = 168 (mm2) Tra bảng chọn dây ta chọn ta chọn loại đường dây không AC – 185 Tra phụ lục VI.1 với loại dây AC-185 ta có Icp = 515 (A) Kiểm tra dây chọn theo điều kiện dòng sự cố khi đứt một dây còn một dây chuyển tải toàn bộ công suất. Isc = 2 x Inm = 2 x 168 = 336 (A) Isc = 336 < Icp = 515 (A) Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp và phát nóng: DU = (Pnm x R + Qnm x X)/Uđm ≤ DUcp DUcp = 5%Uđm = 1750 (V) Tra PLV.3 ta có: Ro = 0.17 W/km Xo = 0.4 W/km Khoảng cách từ TBATG đến TPPTT là 2.5 km DU = (4249 x 0.17 x 2.5 + 3938 x 0.4 x 2.5)/2 x 10 = 287 (V) ị DU = 287 < DUcp = 500 (V) Thoả mãn yêu cầu. 2.5.1. So sánh kinh tế, kỹ thuật 2 phương án Do hai phương án cấp điện có chung đường cấp điện từ TBATG đến TPPTT nhà máy nên không tính so sánh phần này chỉ tính toán so sánh hai mạng cấp điện từ TPPTT đến các trạm BAPX. Các đường dây liên thông từ TBAPX chính đến các hộ loại III hai phương án giống nhau nên khi tính toán để so sánh không kể đến. 8 4 1 2 7 6 5 9 3 Sơ đồ mạng cao áp phương án 1 8 4 1 2 7 6 5 9 3 Sơ đồ mạng cao áp phương án 2 a/ Tính toán kinh tế phương án 1: Chọn cáp từ TPPTT đến B1: Imax = SttB1/2 x x 10 = 3488/2 x x 10 = 100.7 (A) Với cáp đồng có Tmax = 5000 (h). Tra bảng được Jkt = 2.7 Fkt = Imax/Jkt = 100.7/2.7 = 37.3 (mm2) Chọn cáp XLPE đai thép do nhật chế tạo ị 2XLPE (3x50) Chọn cáp từ TPPTT đến B2 ImaxB2 = SttB2/2 x x 10 = 630/2 x x 10 = 18 (A) Với cáp đồng có Tmax = 5000 (h). Tra bảng được Jkt = 2.7 Fkt = Imax/Jkt = 18/2.7 = 6.7 (mm2) ị chọn dùng 2XLPE (3x50) Chọn cáp từ TPPTT đến B3 ImaxB3 = SttB3/2 x x 10 = 1027/2 x x 10 = 29.6 (A) Với cáp đồng có Tmax = 5000 (h). Tra bảng được Jkt = 2.7 Fkt = Imax/Jkt = 29.6/2.7 = 11 (mm2) ị chọn dùng 2XLPE (3x50) Chọn cáp từ TPPTT đến B4 ImaxB4 = SttB4/2 x x 10 = 866/2 x x 10 = 25 (A) Với cáp đồng có Tmax = 5000 (h). Tra bảng được Jkt = 2.7 Fkt = Imax/Jkt = 25/2.7 = 9.3 (mm2) ị chọn dùng 1XLPE (3x50) Chọn cáp từ TPPTT đến B5 ImaxB5 = SttB5/2 x x 10 = 30.3/2 x x 10 = 11.2 (A) Với cáp đồng có Tmax = 5000 (h). Tra bảng được Jkt = 2.7 Fkt = Imax/Jkt = 11.2/2.7 = 4.1 (mm2) ị chọn dùng 1XLPE (3x50) Bảng 5.1: Kết quả chọn cáp cao áp 10 kV phương án I STT Đường cáp F (mm2) L (m) đơn giá (đ/m) Thành tiền 1 bộ Tổng 1 TPPTT-B1 50 75 200 000 15 000 000 27 000 000 2 TPPTT-B2 50 200 200 000 40 000 000 72 000 000 3 TPPTT-B3 50 125 200 000 25 000 000 45 000 000 4 TPPTT-B4 50 75 200 000 15 000 000 15 000 000 5 TPPTT-B5 50 150 200 000 20 000 000 30 000 000 Tổng 189 000 000 Xác định tổn thất công suất tác dụng (DP) phương án 1: (DP) = S2/U2 x R x 10-3 (kW) R = Ro x l Trong đó: Ro: Tra theo tiết diẹn cáp F ở PLV.9 (TKCĐ) l: chiều dài cáp (km). Rlộ kép = R/2 Tổn thất DP trên đoạn TPPTT-B1 R = Ro.l = 0.494 x 0.075/2 = 0.0185 (W) DP1 = 34882/102 x 0.0185 x 10-3 = 0.13 (kW) Tổn thất DP trên đoạn TPPTT-B2 R = Ro.l = 0.494 x 0.2/2 = 0.0494 (W) DP2 = 6302/102 x 0.0494 x 10-3 = 0.012 (kW) Tổn thất DP trên đoạn TPPTT-B3 R = Ro.l = 0.494 x 0.125/2 = 0.062 (W) DP3 = 10272/102 x 0.062 x 10-3 = 0.065 (kW) Tổn thất DP trên đoạn TPPTT-B4 R = Ro.l = 0.494 x 0.075/2 = 0.037 (W) DP4 = 8662/102 x 0.037 x 10-3 = 0.028 (kW) Tổn thất DP trên đoạn TPPTT-B5 R = Ro.l = 0.494 x 0.15/2 = 0.074 (W) DP5 = 10512/102 x 0.074 x 10-3 = 0.082 (kW) Bảng 5.2: Kết quả tính DP PA1. Đường cáp F (mm2) L (m) DP (kW) TPPTT-B1 50 75 2.25 TPPTT-B2 50 200 0.012 TPPTT-B3 50 125 0.065 TPPTT-B4 50 75 0.028 TPPTT-B5 50 150 0.082 Cộng 2.437 Tổng chi phí hàng năm của phương án 1: Z = (avh + atc) x K + C x DA Trong đó: K: số vốn đầu tư C: đơn giá DA = DP x (Tổn thất điện năng) = (0.124 +10-4 x Tmax)2 x 8760 Tra bảng: avh = 0.1 (Hệ số vận hành) atc = 0.2 (Hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn) C = 1000 đ/kW. Tính = (0.124 +10-4 x 5000)2 x 8760 = 3411 DA = DP x = 2.437 x 3411 = 8313 (kW/h) Z = (0.2 + 0.1) x 189000000 + 1000 x 8313 = 64000000 (đ) b/ Tính toán kinh tế phương án 2 Chọn cáp từ TPPTT đến B1: Imax = SttB1B2/2 x x 10 = 4118/2 x x 10 = 119 (A) Với cáp đồng có Tmax = 5000 (h). Tra bảng được Jkt = 2.7 Fkt = Imax/Jkt = 119/2.7 = 44 (mm2) ị chọn dùng 2XLPE (3x50) Chọn cáp từ B1 đến B2 Imax = SttB2/2 x x 10 = 630/2 x x 10 = 18 (A) Với cáp đồng có Tmax = 5000 (h). Tra bảng được Jkt = 2.7 Fkt = Imax/Jkt = 18/2.7 = 6.7 (mm2) ị chọn dùng 2XLPE (3x50) Chọn cáp từ TPPTT đến B3 ImaxB3 = SttB3B5/2 x x 10 = 2078/2 x x 10 = 60 (A) Với cáp đồng có Tmax = 5000 (h). Tra bảng được Jkt = 2.7 Fkt = Imax/Jkt = 60/2.7 = 22 (mm2) ị chọn dùng 2XLPE (3x50) Chọn cáp từ TPPTT đến B4 Imax = SttB4/2 x x 10 = 866/2 x x 10 = 25 (A) Với cáp đồng có Tmax = 5000 (h). Tra bảng được Jkt = 2.7 Fkt = Imax/Jkt = 25/2.7 = 9.3 (mm2) ị chọn dùng 1XLPE (3x50) Chọn cáp từ B3 đến B5 ImaxB5 = SttB5/2 x x 10 = 30.3/2 x x 10 = 11.2 (A) Với cáp đồng có Tmax = 5000 (h). Tra bảng được Jkt = 2.7 Fkt = Imax/Jkt = 11.2/2.7 = 4.1 (mm2) ị chọn dùng 1XLPE (3x50) Bảng 5.2: Kết quả chọn cáp 110/10 kW phương án 2 Đường cáp F (mm2) L (m) Đơngiá (đ/m) Thành tiền 1 bộ Tổng TPPTT-B1 50 75 200 000 15 000 000 27 000 000 B1-B2 50 175 200 000 35 000 000 63 000 000 TPPTT-B3 50 125 200 000 25 000 000 45 000 000 B3-B5 50 110 200 000 20 000 000 20 000 000 TPPTT-B4 50 75 200 000 15 000 000 15 000 000 Cộng 17000 000 Xác định tổn thất công suất tác dụng (DP) phương án 2: (DP) = S2/U2 x R x 10-3 (kW) R = Ro x l Trong đó: Ro: Tra theo tiết diẹn cáp F ở PLV.9 (TKCĐ) l: chiều dài cáp (km). Rlộ kép = R/2 Tổn thất DP trên đoạn TPPTT-B1 (Đoạn có hai công suất chạy qua) R = Ro.l = 0.494 x 0.075/2 = 0.0185 (W) DP = 41182/102 x 0.0185 x 10-3 = 3.1 (kW) Tổn thất DP trên đoạn B1-B2 R = Ro.l = 0.494 x 175 x 10-3 /2 = 0.043 (W) DP = 6302/102 x 0.043 x 10-3 = 0.017 (kW) Tổn thất DP trên đoạn TPPTT-B3 R = Ro.l = 0.494 x 0.125/2 = 0.062 (W) DP = 20782/102 x 0.062 x 10-3 = 0.025 (kW) Tổn thất DP trên đoạn B3-B5 R = Ro.l = 0.494 x 0.110/2 = 0.054(W) DP4 = 10512/102 x 0.054 x 10-3 = 0.06 (kW) Tổn thất DP trên đoạn TPPTT-B4 R = Ro.l = 0.494 x 0.075/2 = 0.0.037 (W) DP = 8662/102 x 0.037 x 10-3 = 0.028 (kW) Bảng 5.3 Kết quả tính DP phương án 2 Đường cáp F (mm2) L (m) DP (kW) TPPTT-B1 50 75 3.1 B1-B2 50 175 0.17 TPPTT-B3 50 125 0.27 B3-B5 50 110 0.06 TPPTT-B4 50 75 0.028 Cộng 3.475 Tổng chi phí hàng năm của phương án 1: Z = (avh + atc) x K + C x DA Trong đó: K: số vốn đầu tư C: đơn giá DA = DP x (Tổn thất điện năng) = (0.124 +10-4 x Tmax)2 x 8760 Tra bảng: avh = 0.1 (Hệ số vận hành) atc = 0.2 (Hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn) C = 1000 đ/kW. Tính = (0.124 +10-4 x 5000)2 x 8760 = 3411 DA = DP x = 3.475 x 3411 = 11853.2 (kW/h) Z = (0.2 + 0.1) x 170000000 + 1000 x 11853.2 = 62850000 (đ) Theo bảng trên ta thấy 2PA đồng kinh tế Dựa vào chỉ số DY = C x DA ta thấy PA1 nhỏ hơn. Ngoài ra với PA1 dễ sửa chữa hơn. Do vạy ta chọn PA1 2.6. Lựa chọn sơ đồ TPPTT và trạm BAPX 2.6.1 Căn cứ vào quy mô của nhà máy Qyết định chọn hệ thống tranh góp phân đoạn. Trong hệ thống có đặt (CSV) để chống sét đánh từ ngoài đường dây truyền vào trạm (do dùng dây trên không). Ngoài ra còn đặt máy biến áp 3 cuôn dây (do dùng điện áp 10 kV) trên mỗi phân đoạn thành góp (trung tính cách điện). Trong đó cuộn tam giác hở của MBA đo lường dùng để páht hiện dòng chạm đất một pha. MBA đo lường (BU) dùng biến đổi điện áp 10 (kV) suống 100 V và 100/ để cấp điện áp cho các mạch đo lường bảo vệ, các tín hiệu điều khiển. Giữa hai phân đoạn thành góp lắp đặt máy cắt liên lạc (MCLL). Thông thường MCLLthường mở để cho trị số dòng ngắn nạch trên thành góp giảm đi một nửa nhằm chọn máy cắt và các thiết bị điện khác rẻ tiền hơn. Nhưng với trường hợp phụ tải hai phân đoạn thanh góp phân bố không đều thì phải vận hành MCLL ở tạng thái thường đóng. Do công suất của các trạm BAPX có công suất lớn trên 750kVA nên mạch vào và ra trên phân đoạn thanh góp dùng máy cắt hợp bộ để đảm bảo làm việc an toàn và tin cậy hơn các máy cắt phụ tải. Để bảo vệ MBA đo lường ta sử dụng cầu chì cho 2 máy ở trên 2 phân đoạn thanh góp. Căn cứ vào phương án đã lựa chọn di dây mạng cao áp nên phía mạch ra trên tanh góp phân đoạn lắp đặt 4 máy cắt hợp bộ. Chọn dùng các tải hợp bộ của hãng SIEMENS có hệ thống thanh đặt sẵn Bảng 2.6 Thông số máy cắt đặt tại trạm PPTT. (Thông số tải hợp bộ) Tài liệu: Thiết kế cáp điện PLIII.2 (trang 262) Loại tủ Cách điện Iđm (T.Cái) (A) Iđm nhánh (A) In max (kA) I n 3s(kA) 8DA10 SF6 3150 2500 110 40 2.6.2 Chọn sơ đồ trạm biến áp phân xưởng Do ccác trạm biến áp PX fần TPPTT phía cao áp và hạ áp không dùng đường dây trên không nên không cần đặt van chống sét. Phía cao áp dặt dao cách ly và cầu chì, làm nhiệm vụ cho việc kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa, cầu chì bảo vệ ngắn mạch và quá dòng cho MBA. Do dao cách ly không có bộ phận dập hồ quang nên không cho phép đóng cắt khi mang tải. Tuy nhiên có thể cho phép đóng cắt không tải máy BA khi công suất máy không quá lớn (nhỏ hơn 1000 kVA) Phía hạ áp đặt áp tô mát tổng và các áp tô mát nhánh (với hệ thống chọn dùng tất cả các trạm là hai máy nên mỗi trạm đặt thêm một áp tô mát phân đoạn giữa chia thành cái phân đoạn) Sơ đồ trạm biến áp hai máy Trên mỗi sơ đồ A tổng và ALL đặt trong một tủ riêng: AT làm nhiệm vụ quá tải cho BA và bảo vệ ngắn mạch cho tanh cái hạ áp thanh có hạ áp có nhiệm vụ nhân điện từ BA và phân phối cho các tuyến hạ áp qua các Aptomat nhánh. Aptomat nhanh dùng để thao tác đóng, cắt điện bảo vệ ngắn mạch. Thông số kỹ thuật tủ đầu vào TBAPX Loại tủ Cách điện Loại trạm Iđm (T.cái) Iđm (nhánh) In x kDmax 8DB10 SF6(2HTTG) 2HTTG(3150) 3150.0 2500 110 Các trạm biến áp phân xưởng (dùng loại 2 máy) đặt 5 tủ trong đó hai tủ đặt Aptomat tổng 2 tủ đặt áp tô mát nhánh và một tủ đặt áp tô mát phân đoạn (liên lạc) (phía cáp đặt dao cầu chì) Cụ thể chọn áp tô mát như sau: Bảng 2.8 Thông số kỹ thuật các biến áp đã chọn Công suất (kVA) Uđm (kV) Tổn hao (W) Io (%) T.Lượng Dây (L) T.bộ Điện áp N.mạch Un% Kích thước DRC Không tải Có tải 1600 35/0.4 2430 18600 1.0 1810 5990 5990 6 1250 35/0.4 1810 14100 1.2 1550 5310 5310 6 1000 35/0.4 1720 11000 1.3 1500 4820 1820 6 750 35/0.4 1360 6780 1.4 970 4100 4100 5.5 Tài liệu: Sổ tay lựa chọn và tra cứu thếit bị điện từ 0.4 đến 500 (kW), trang 32/ Dòng lớn nhất qua (biến áp) áp tô mát tổng máy 2500 (kVA) Imax = 2500/ x 0.4 = 3608 Ta chọn loại M40 do Merlin Gerin chế tạo Dòng lớn nhất qau áp tô mát tổng của máy 500 (kVA) Imax = 500/ x 0.4 = 722 Ta chọn loại M08 do Merlin Gerin chế tạo Dòng lớn nhất qau áp tô mát tổng của máy 750 (kVA) Imax = 750/ x 0.4 = 1083 Ta chọn loại M12 do Merlin Gerin chế tạo Dòng lớn nhất qau áp tô mát tổng của máy 1250 (kVA) Imax = 1250/ x 0.4 = 1804 Ta chọn loại M20 do Merlin Gerin chế tạo Bảng 2.10 áp tô mát tổng trong các trạm BAPX do Merlin Gerin chế tạo T.Trạm Loại A Số lượng Số cực Iđm (A) Uđm(VA) In (kA) B1 (2 x 2500 kVA) M40 3 3-4 4000 690 75 B2 (2 x 500kVA) M80 3 3-4 800 690 40 B3 (2 x 750 kVA) M12 3 3-4 1200 690 40 B4, B5 (1250kVA) M20 1 3-4 2000 690 55 2.6.3. Tính toán ngắn mạch kiểm tra các thiết bị đã chọn. a/ Tính ngắn mạch TPPTT và TBAPX Cần tính ngắn mạch (N1) tại thanh cái trạm PPTT để diểm tra máy cắt, thanh góp và tính ngắn mạch (N2) tại phia cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp và tủ cao áp của các trạm. Bảng 2.11 Thông số đường dây trên không và cáp cao áp Đường dây F (mm2) L (km) Ro (W/km) Xo (W/km) R ((W) X (W) BATG-PPTT 185 2.5 0.17 0.4 0.425 1 PPTT-B1 50 0.075 0.494 0.137 0.0185 0.0103 PPTT-B2 16 0.2 0.47 0.137 0.147 0.0274 PPTT-B3 25 0.125 0.927 0.137 0.0579 0.0171 PPTT-B4 25 0.075 0.927 0.137 0.0695 0.0103 PPTT-B5 25 0.15 0.927 0.137 0.139 0.021 Vì không biết kết cấu lưới điện quốc gia nên không tính được tổng trở của hệ thống. Để tính ngắn mạch phía cao áp nhà máy (Trung áp) ta coi nguồn công suất cấp cho điểm ngắn mạch là công suất cắt định mức của máy cắt đầu đường dây đặt tại TBATG ta dùng công thức tính gần đúng Xh (điện kháng) Xh = U2tb/Scđm Trong đó Utb: điện áp trung bình của lưới (với lưới 10kV) Utb = 10 x 1.05 = 10.5 (kV) Scđm: Công suất cắt N của máy cắt Trường hợp trên lưới dùng máy cắt của liên xô cũ mất mất ca ta log thì: Scđm = (250 đến 300) (kVA) Trị số dòng ngắn mạch (xoay chiều 3 pha) In = Utb/ x Zn Zn: tổng trở ngắn mạhc tỳ nguồn đến điểm ngắn mạch Z = (W) R = Ro x l (W) X = Xo x l (W) Ro, Xo: điện trở và điện kháng đường dây (1km) W/km l: chiều dại đường dây (km) Sơ đồ thay thế In = In = Utb/ x Zn = Utb/ Zn: tổng trở ngắn mạhc tỳ nguồn đến điểm ngắn mạch IxkN = x 1.8 x In (A) Xht = Utb/Scđm = 10.5/250 = 0.441 (W) Dòng ngắn mạch N1 tại trạm PPTT In = Utb/ x Zn = 10.5// = 4.035 (kA) IxkN1 = x 1.8 x In = x 1.8 x 4.035 = 10.3 (A) Dòng ngắn mạch N2 tại trạm B1 In = Utb/ x = 10.5/ = 4 (kA) IxkN1 = x 1.8 x In = x 1.8 x 4 = 10.2 (A) Bảng 2.12 Kết quả tính dòng ngắn mạch Đường dây In (kA) Ixk (kA) TPPTG-TPPTT 4.035 10.3 TPPTT-B1 4 10.2 PPTT-B2 3.9 9.93 PPTT-B3 3.9 9.93 PPTT-B4 3.9 9.93 PPTT-B5 3.9 9.93 Từ bảng kết quả tính ngắn mạch so sánh với thông số tủ của máy cắt của TPPTT (và TBAPX) ta thấy máy cắt và thanh góp có khả năng ổn định dòng lớn hơn rất nhiều dòng ngắn mạch. Kiểm tra cáp: Với cáp chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng lớn nhất F = 50mm ≥ 10.2 x 6 x = 43.3 (mm2) Như vậy chọn cáp 50 mm2 cho các tuyến là đảm bảo Chương III. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí (SCCK) Phân xưởng SCCK có diện tích 1200 m2 với trên 50 thiết bị máy dùng điện có công suất tính toán S = 547 (kVAr) kể cả chiếu sáng. Các thiết bị được chia thành 6 nhóm đã được tính đến từ chương I. Để cấp điện cho các máy trong phân xưởng ta chọn đặt một tủ phân phối nhận điện từ trạm BAPX để cấp điện cho 6 tủ động lực (tương ứng 5 nhóm thiết bị) và một tủ dùng cấp điện phục vụ riêng cho chiếu sáng. Đặt tại tủ của TBAPX một áp to mát đầu nguồn (đã chọn sơ đồ ở chương II) Tủ phân phối của xưởng đặt một áp to mát tổng và 6 áp to mát nhánh cấp điện cho các tủ động lực và tủ chiếu sáng. Tủ động lực đượ