Đồ án Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

436.4 1815.31 P/x Cơ khí số 2 3200 0.3 0.6 15 960 37.5 997.5 1276.8 1620.25 P/x Luyện kim màu 1800 0.6 0.8 15 1080 40.5 1120.5 810 1382.61 P/x Luyện kim đen 2500 0.6 0.8 15 1500 45 1545 1125 1911.19 P/x Sửa chữa cơ khí 12 158.46 14.4 172.86 141.43 223.35 P/x Rèn 2100 0.6 0.7 15 1260 54 1314 1285.2 1838 P/x Nhiệt luyện 3500 0.7 0.8 15 2450 63 2513 1837.5 3113.13 Bộ phận Nén khí 1700 0.7 0.8 12 1190 24 1214 892.5 1506.77 Kho vật liệu 60 0.7 0.8 10 42 48 90 31.5 95.35 x1.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY 1. Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy Trong đó: kdt = 0.8 là hệ số số đồng thời 2. Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy 3. Phụ tải tính toán toàn phần của toàn nhà máy 4. Hệ số công suất của toàn nhà máy x1.2 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ VẼ BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm biến áp phân phối, tủ động lực Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị min : Trong đó Pi, li là công suất tiêu thụ và khoảngcách từ thiết bị thứ i tới tâm Để xác định tâm phụ tải điện ta dùng công thức : ; ; Trong đó : x0, y0, z0 - toạ độ tâm phụ tải xi,yi,zi - toạ độ phụ tải thứ i Si là công suất phụ tải thứ i Trong thực tế người ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0 Chọn tỉ lệ xích 3 kVA/mm2 , từ đó tìm được bán kính của biểu đồ phụ tải : Góc phụ tải chiếu sáng được tính theo công thức : Kết quả tính toán R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các phân xưởng cho trong bảng 1.11 Bảng 1.11 - Kết quả xác định R và acs cho các phân xưởng Tên phân xưởng PCS (kW) Ptt (kW) Stt (kVA) Tâm phụ tải R X(mm) Y(mm) Ban QL và P. T kế 22.5 86.5 106.37 0.5 10 3.36 93.64 P/x cơ khí số 1 30 1110 1815.31 3 15.6 13.88 9.73 P/x cơ khí số 2 37.5 997.5 1620.25 3.8 4 13.11 13.53 P/x luyện kim màu 40.5 1120.5 1382.61 8.8 16.5 12.11 13 P/x luyện kim đen 45 1545 1911.19 8.2 4 14.24 10.49 P/x Sửa chữa cơ khí 14.4 172.86 223.35 13.6 16.2 4.87 30 P/x Rèn 54 1314 1838 13.2 4 13.96 14.79 P/x nhiệt luyện 63 2513 3113.13 18 13.5 18.17 9 Bộ phận Nén khí 24 1214 1506.77 22 11.2 12.64 7.12 Kho vật liệu 48 90 95.35 19 5.2 3.18 192 CHƯƠNG II THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO CỦA NHÀ MÁY Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp điện có ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề kinh tế kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được gọi là hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật sau : Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành An toàn cho người và thiết bị Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải Trình tự tính toán và thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các bước sau : 1.Vạch ra các phương án cung cấp điện 2. Lựa chọn vị trí , số lượng , dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại , tiết diện đường dây cho các phương án 3. Tính toán thiết kế kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý 4. Thiết kế chi tiết các phương án lựa chọn Trước khi vạch ra các phương án cụ thể cho việc cấp điện áp hợp lý cho đường dây tải điện từ hệ thống về nhà máy. Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải là : (kV) Trong đó : P - công suất tính toán của nhà máy [kW] l - khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [km] Ta có (kV) Trạm biến áp trung gian có các mức điện áp là 22kV và 6 kV. Như vậy ta chọn cấp điện áp cung cấp cho nhà máy là 22 kV. x2.1 CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN 2.1.1 Phương án về các trạm biến áp phân xưởng Nguyên tắc lựa chọn các trạm biến áp : 1. Vị trí đặt cá trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu : gần tâm phụ tải, thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp, an toàn và kinh tế 2. Số lượng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp được lựa chọn dựa vào các yêu cầu cung cấp điện của phụ tải : điều kiện vận chuyển và lắp đặt ; chế độ làm việc của phụ tải. Trong mọi trường hợp trạm biến áp chỉ đặt một máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành song độ tin cậy cung cấp điện không cao. Các trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại I và II nên dùng hai máy biến áp còn hộ loại III thì chỉ cần một máy biến áp 3. Dung lượng các máy biến áp được lựa chọn theo điều kiện: và kiểm tra điều kiện sự cố một máy biến áp : Trong đó : n - số máy biến áp có trong trạm khc - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường ( ta lấy khc = 1) kqt - hệ số quá tải sự cố, lấy kqt =1.4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm và thời gian quá tải 1 ngày đêm không quá 6h Sttsc - công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một MBA ta có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường. Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên Sttsc = 0.7*Stt Đồng thời cũng nên giảm chủng loại các máy biến áp dùng trong nhà máy để thuận lợi cho việc mua sắm , lắp đặt , vận hành , sửa chữa và thay thế I. PHƯƠNG ÁN 1: Đặt 6 TBA phân xưởng Trạm B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và phân xưởng Cơ khí số 1 Trạm B2: Cấp điện cho Phân xưởng luyện kim màu và Phân xưởng Sửa chữa cơ khí Trạm B3: Cấp điện cho Phân xưởng Cơ khí số 2 Trạm B4: Cấp điện cho Phân xưởng Luyện kim đen Trạm B5: Cấp điện cho Phân xưởng rèn, Bộ phận nén khí và Kho vật liệu Trạm B6: Cấp điện cho phân xưởng Nhiệt luyện 1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và Phân xưởng cơ khí số 1. Trạm được đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 106.39 + 1815.31 = 1921.7 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1000(kVA) Kiểm tra lại dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng trong Phân xưởng cơ khí số 1 và toàn bộ điện của Ban quản lý và Phòng thiết kế ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) kVA Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 MBA có Sdm = 1000 kVA là hợp lý 2. Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho Phân xưởng luyện kim màu và Phân xưởng Sửa chữa cơ khí. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 1382.61 + 223.35 = 1605.96 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1000 kVA Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phân xưởng luyện kim màu và toàn bộ điện của Phân xưởng sửa chữa cơ khí ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) kVA Vậy trạm biến áp B2 đặt 2 MBA có Sdm = 1000 kVA là hợp lý 3. Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho Phân xưởng Cơ khí số 2. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 1620.25 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1000(kVA) Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : kVA Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 MBA có Sdm = 1000 kVA là hợp lý 4. Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho Phân xưởng Luyện kim đen. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 1911.19 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1000(kVA) Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : kVA Vậy trạm biến áp B4 đặt 2 MBA có Sdm = 1000 kVA là hợp lý 5. Trạm biến áp B5 : Cấp điện cho Phân xưởng Rèn, Bộ phận Nén khí và Kho vật liệu. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 1838 + 1506.77 + 95.35 = 3440.12 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1800 kVA Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phân xưởng Rèn, Bộ phận Nén khí và toàn bộ điện của Kho vật liệu ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) kVA Vậy trạm biến áp B5 đặt 2 MBA có Sdm = 1800 kVA là hợp lý 6. Trạm biến áp B6 : Cấp điện cho Phân xưởng Nhiệt luyện. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 3113.13 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1600(kVA) Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : kVA Vậy trạm biến áp B6 đặt 2 MBA có Sdm = 1600 kVA là hợp lý II. PHƯƠNG ÁN 2: Đặt 5 TBA phân xưởng Trạm B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và Phân xưởng Cơ khí số 2 Trạm B2: Cấp điện cho Phân xưởng cơ khí số 1 và Phân xưởng Luyện kim màu Trạm B3: Cấp điện cho Phân xưởng Sửa chữa cơ khí và Phân xưởng Nhiệt luyện Trạm B4: Cấp điện cho Phân xưởng Luyện kim đen Trạm B5: Cấp điện cho Phân xưởng Rèn, Bộ phận nén khí và Kho vật liệu 1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và Phân xưởng cơ khí số 2. Trạm được đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 106.39 + 1620.25 = 1726.64 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1000(kVA) Kiểm tra lại dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng trong Phân xưởng cơ khí số 2 và toàn bộ điện của Ban quản lý và Phòng thiết kế ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) kVA Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 MBA có Sdm = 1000 kVA là hợp lý 2. Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho Phân xưởng cơ khí số 1và Phân xưởng Luyện kim màu. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 1815.31 + 1382.61 = 3197.92 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1600(kVA) Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : kVA Vậy trạm biến áp B2 đặt 2 MBA có Sdm = 1600 kVA là hợp lý 3. Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho Phân xưởng Sửa chữa cơ khí và phân xưởng Nhiệt luyện. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 223.35 + 3113.13 = 3336.7 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1800(kVA) Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phân xưởng Nhiệt luyện và toàn bộ điện của Phân xưởng Sửa chữa cơ khí ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) kVA Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 MBA có Sdm = 1800 kVA là hợp lý 4. Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho Phân xưởng Luyện kim đen. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 1911.19 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1000(kVA) Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : kVA Vậy trạm biến áp B4 đặt 2 MBA có Sdm = 1000 kVA là hợp lý 5. Trạm biến áp B5 : Cấp điện cho Phân xưởng Rèn, Bộ phận Nén khí và Kho vật liệu. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 1838 + 1506.77 + 95.35 = 3440.12 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1800(kVA) Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phân xưởng Rèn, Bộ phận Nén khí và toàn bộ điện của Kho vật liệu ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) kVA Vậy trạm biến áp B5 đặt 2 MBA có Sdm = 1800 kVA là hợp lý 2.1.2 Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng Để lựa chọn vị trí đặt các TBA phân xưởng cần xác định tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cấp điện từ các TBA đó Để xác định tâm phụ tải điện ta dùng công thức : ; ; Trong đó : x0, y0, z0 - toạ độ tâm phụ tải xi,yi,zi - toạ độ phụ tải thứ i Si là công suất phụ tải thứ i Trong thực tế người ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0 Ta có bảng vị trí đặt các trạm biến áp như sau: Bảng 2.1 - Kết quả xác định vị trí đặt các TBA phân xưởng Phương án Tên trạm biến áp Vị trí đặt trạm biến áp X(mm) Y(mm) Phương án 1 B1 2.0 14.0 B2 10.5 15.0 B3 4.5 5.5 B4 10.0 5.5 B5 17.0 5.5 B6 16.5 12.5 Phương án 2 B1 2.5 5.5 B2 4.5 14.0 B3 16.5 14.0 B4 10.0 5.5 B5 17.0 5.5 2.1.3 Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng 1. phương pháp dùng sơ đồ dẫn sâu . Đưa đường dây trung áp 22kV vào sâu trong nhà máy đến tận 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. Nhưng nhược điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng theo sơ đồ này rất đắt và yêu cầu trình độ vận hànhcao. Nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải lớn và tập trung nên ta không xét đến phương án này 2. Phương pháp sử dụng trạm biến áp trung gian Nguồn 22kV từ hệ thống về qua trạm biến áp trung gian được hạ áp xuống 6kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy và trong các trạm biến áp phân xưởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp điện cũng được cải thiện. Song phải đầu tư để xây dựng trạm biến áp trung gian, gia tăng tổn thất trong mạng cao áp. Nếu sử dụng phương án này, vì nhà máy thuộc hộ tiêu thu loại 1 nên tại trạm biến áp trung gian ta đặt hai máy biến áp với dung lượng được lựa chọn như sau : Ta chọn máy tiêu chuẩn Sdm = 6300 kVA Kiểm tra dung lượng của máy khi xẩy ra quá tải sự cố: khi xảy ra sự cố ở một máy biến áp ta có thể tạm ngừng cung cấp điện cho tất cả các phụ tải loại III trong nhà máy. Do đó ta dễ dàng thấy được máy biến áp được chọn thoả mãn điều kiện khi xảy ra sự cố Vậy tại tạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 MBA Sdm = 6300kV - 22/6 kV 3. Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua trạm phân phối trung tâm. Nhờ vậy việc quản lý vận hành mạng điện cao áp của nhà máy thuận lợi hơn, vốn đầu tư giảm, độ tin cậy cung cấp điện được gia tăng, song vốn đầu tư cho mạng cũng lớn 4. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm Ta xác định tâm phụ tải điện của nhà máy theo công thức : ; Trong đó : Si - Công suất của phân xưởng thứ i xi , yi - toạ độ tâm phụ tải của phân xưởng thứ i Thay số ta có: x0 = 11.59 ; y0 = 9.95 Đó là vị trí tốt nhất để đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm 5. Lựa chọn phương án nối dây cho mạng cao áp của nhà máy Nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I nên đường dây từ trạm trung gian Giám về trung tâm cung cấp của nhà máy sẽ dùng dây trên không lộ kép Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên ở mạng cao áp trong nhà máy ta dùng sơ đồ hình tia, lộ kép. Ưu điểm của loại sơ đồ này là đường nối dây rõ ràng, các trạm biến áp phân xưởng được cung cấp điện từ các đường dây riêng nên ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cao, dễ dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ, tự động hoá và dễ vận hành. Để đảm bảo tính mỹ quan và an toàn cho toàn nhà máy các đường dây cao áp đều được đặt trong hào cáp xây dọc theo các tuyến giao thông nội bộ. Từ những phân tích trên ta có thể đưa ra 4 phương án đi dây cho mạng cao áp được trình bày trên hình 2-1 Hình 2.1 - Các phương án thiết kế mạng cao áp của nhà máy x2.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ 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 Z = (avh +atc)K + 3I2maxRtC -> min. Trong đó : avh - hệ số vận hành , ta lấy avh= 0.1 atc - hệ số tiêu chuẩn, ta lấy atc = 0.2 K - vốn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây Imax - dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị . R - điện trở của thiết bị t - thời gian tổn thất công suất lớn nhất . C - giá tiền 1kWh, ta lấy C = 1000 đ/kWh 2.2.1 Phương án 1 Hình 2.2 - Sơ đồ phương án 1 Phương án này dùng trạm biến áp trung gian lấy điện từ hệ thống về, hạ xuống 6kV sau đó cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ áp từ 6kV xuống 0.4kVđể cấp cho các phân xưởng 1. Chọn MBA phân xưởng và xác định tổn thất điện năng DA trong các TBA Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở trên ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBA phân xưởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất Bảng 2.2 - Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 1 Tên TBA Sđm (kVA) UC/UH (KV) DP0 (kW) DPN (kW) UN (%) I0 (%) Số máy Đơn giá (106) Thành tiền (106) TBATG 6300 22/6.3 7.65 46.5 7.5 0.9 2 476 952 B1 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 B2 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 B3 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 B4 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 5.5 1.4 2 117.6 235.2 B5 1800 6.3/0.4 3.1 20 5.5 1.3 2 210 420 B6 1600 6.3/0.4 2.8 18 5.5 1.3 2 190.2 380 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB = 2693200 (103 đ) Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp Tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp được tính theo công thức: kWh Trong đó : n - số máy biến áp ghép song song ; DP0 , DPN - tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA Stt - công suất tính toán của trạm biến áp SđmB - công suất định mức của máy biến áp t - thời gian máy biến áp vận hành, với máy biến áp vận hành suốt một năm t = 8760h t - thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Tra bảng 4-1[TL2] với Tmax = 4500h và cos jnm = 0.75, ta tìm được t = 3300 Tính cho Trạm biến áp trung gian Ta có : (kWh) Các trạm biến áp khác cũng dược tính toán tương tự , kết quả cho dưới bảng 2.3 Bảng 2.3 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 1 Tên TBA Số lượng Stt(kVA) Sđm(kVA) DP0(kW) DPN(kW) DA(kWh) TBATG 2 10806.61 6300 7.65 46.5 359781.637 B1 2 1921.7 1000 2.1 12.6 113568.033 B2 2 1605.96 1000 2.1 12.6 90411.645 B3 2 1620.5 1000 2.1 12.6 91370.117 B4 2 1911.19 1000 2.1 12.6 112730.536 B5 2 3440.12 1800 3.1 20 174847.816 B6 2 3113.13 1600 2.8 18 161493.452 Tổn thất điện năng trong các TBA: DAB = 1104203.236 kWh 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất , tổn thất điện năng trong mạng điện a.Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng Cáp cao áp được chọn theo chỉ tiêu mật độ kinh tế của dòng điện jkt. Đối với nhà máy chế tạo máy kéo làm việc 2 ca , thời gian sử dụng công suấtlớn nhất là : Tmax = 4500h, ta dùng cáp lõi đồng , tra bảng 5[Trang 294-TL1] ta tìm được jkt = 3.1 A/mm2 Tiết diện kinh tế của cáp : Cáp từ các TBATG về các trạm biến áp phân xưởng đều là cáp lộ kép nên: Dựa vào trị số Fkt đã tính, tra bảng để lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất . Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : Trong đó : Isc là dòng điện xẩy ra khi sự cố đứt một dây cáp,Isc = 2.Imax khc = k1.k2 k1 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ , ta lấy k1 = 1; k2 là hệ số hiệu chỉnh số dây cáp cùng đặt trong một hào cáp, trong mạng hạ áp, các hào đều được đặt hai cáp và khoảng cách giữa các dây là 300 mm. Theo PL 4.22[TL2] ta tìm được k2 = 0.93 Vì chiều dài cáp từ trạm biến áp trung gian đến trạm biến áp phân xưởng ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B1: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 25mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =140 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*140 = 130.2 < 2*Imax = 2*92.46 = 184.92 A Cáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên ta phải tăng tiết diện của cáp, chọn cáp có tiết diện F = 50mm2với Icp = 200 A Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*200 = 186 >Isc = 184.92 A Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 50mm2-> 2XPLE (3*50) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B2: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 25mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =140 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*140 = 130.2 < 2*Imax = 154.54 A Cáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên ta phải tăng tiết diện của cáp, chọn cáp có tiết diện F = 35mm2với Icp = 170 A Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*170 = 158.1 >Isc = 154.54 A Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 35mm2-> 2XPLE (3*35) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B3: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 25mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =140 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*140 = 130.2 A < 2*Imax = 155.9 A Cáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên ta phải tăng tiết diện của cáp, chọn cáp có tiết diện F = 35mm2với Icp = 170 A Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*170 = 158.1 A >Isc = 155.9 A Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 35mm2-> 2XPLE (3*35) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B4: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 35mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =170A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*170 = 158.1 A < 2*Imax = 183.9 A Cáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên ta phải tăng tiết diện của cáp, chọn cáp có tiết diện F = 50mm2với Icp = 200 A Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*200 = 186 A >Isc = 183.9 A Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 50mm2-> 2XPLE (3*50) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B5: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 50mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =200 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*200 = 186 A < 2*Imax = 331.02 A Cáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên ta phải tăng tiết diện của cáp, chọn cáp có tiết diện F = 150mm2với Icp = 365A Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*365 = 339.45 A > Isc = 331.02 A Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 150mm2-> 2XPLE (3*150) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B6: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 50mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =200A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*200 = 186 A < 2*Imax = 299.56 A Cáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên ta phải tăng tiết diện của cáp, chọn cáp có tiết diện F = 120mm2với Icp = 330A Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*330 = 306.9 A > Isc = 299.56 A Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 120mm2-> 2XPLE (3*120) b. Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng Vì ta đang so sánh kinh tế giữa các phương án nên chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án. Với phương án 1, ta chỉ tính đến đoạn cáp từ B1 đến Ban quản lý và Phòng thiết kế và từ B2 đến Phân xưởng Sửa chữa cơ khí Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép , độ dài cáp không đáng kể nên coi tổn thất trên cáp bằng 0, ta không cần xét đến điều kiện tổn thất điện áp cho phép + Chọn cáp từ trạm biến áp B1 đến Ban quản lý và Phòng thiết kế Vì Ban quản lý và Phòng thiết kế thuộc hộ tiêu thụ điện loại 3 nên ta dùng cáp đơn để cung cấp điện Chỉ có một cáp đi trong hào nên k2 = 1. Điều kiện chọn cáp là : Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi ( một lõi trung tính ) cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện (3*50+35) với Icp = 192 A + Chọn cáp từ trạm biến áp B2 đến phân xưởng Sửa chữa sơ khí Vì phân xưởng Sửa chữa sơ khí thuộc hộ tiêu thụ điện loại 3 nên ta dùng cáp đơn để cung cấp điện Chỉ có một cáp đi trong hào nên k2 = 1. Điều kiện chọn cáp là : Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi ( một lõi trung tính ) cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện (3*120+70) với Icp = 346 A Kết quả chọn cáp trong phương án 1 được tổng kết trong bảng sau: Bảng 2.4 - Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 1 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ù/m2) R(Ù) Đơn giá (103Đ/m) Thành tiền (103Đ) TBATG-B1 3*50 120 0.494 0.030 120 28800 TBATG-B2 3*35 50 0.668 0.017 84 8400 TBATG-B3 3*35 90 0.668 0.030 84 15120 TBATG-B4 3*50 35 0.494 0.009 120 8400 TBATG-B5 3*150 95 0.160 0.009 228 54720 TBATG-B6 3*120 70 0.196 0.009 228 31920 B1->1 3*50+35 40 0.387 0.008 84 6720 B2->6 3*120+70 30 0.153 0.005 205 6150 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 160230 (103Đ) c. Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Công thức tính : (kW) (W n - số đường dây đi song song Kết quả tính toán tổn thất được cho trong bảng sau: Bảng 2.5 - Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án 1 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ù/m2) R(Ù) STT(kW) DP(kW) TBATG-B1 3*50 120 0.494 0.030 1921.7 3.037 TBATG-B2 3*35 50 0.668 0.017 1605.96 1.218 TBATG-B3 3*35 90 0.668 0.030 1620.25 2.187 TBATG-B4 3*50 35 0.494 0.009 191119 0.913 TBATG-B5 3*150 95 0.160 0.009 3440.12 2.959 TBATG-B6 3*120 70 0.196 0.009 3113.13 2.423 B1->1 3*50+35 40 0.387 0.008