Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

giữa các thiết bị không lớn, cũng như khoảng cách từ tủ phân phối tới các tủ động lực, từ tủ động lực tới các thiết bị dùng điện trong phân xưởng không lớn, hơn nữa thời gian làm việc của các máy công cụ cũng ít. Do đó từ những điều trên ta chọn dây dẫn, cáp theo điều kiện phát nóng cho phép và sau đó kiểm tra tổn thất trên dây. - Điều kiện phát nóng: Icp .K1.K2 ³ Ilvmax (3- 4) Trong đó: + K1:Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường + K2:Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt cùng một rãnh + Icp : Dòng điện cho phép của cáp + Ilvmax: Dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất và được xác định như sau: Đối với các dây dẫn cung cấp cho các thiết bị điện làm việc riêng rẽ thì : Ilvmax = Iđm Đối với các dây dẫn cung cấp cho 1 nhóm thiết bị thì: Ilvmax =Ittnhóm Đối với các dây dẫn cung cấp cho một vài máy nối nhánh thì: Ilvmax =åIđmi - Ngoài ra khi chọn cáp, dây dẫn ta phải kết hợp các điều kiện trên với các điều kiện lựa chọn của các thiết bị bảo vệ : cầu chì, aptomat cho chính các đường dây đó. Vì khi ta chỉ chọn dây theo điều kiện phát nóng cho phép thì khi dòng điện làm việc lớn hơn dòng làm việc cho phép chạy qua dây dẫn sẽ làm cho cách điện của dây dẫn bị già hoá gây nguy hiểm. + Nếu dây được bảo vệ bằng cầu chì thì khi chọn dây dẫn phải xét điều kiện sau : (3-5) Trong đó Idc : Dòng điện định mức của dây chảy. µ : Hệ số phụ thuộc vào đặc điểm của mạng điện. Mạng động lực : α = 3 Mạng sinh hoạt : α = 0,8. + Nếu mạng dây dẫn được bảo vệ bằng Aptomat thì : hoặc Trong đó : IKđnhiệt;Ikdđiện từ : Dòng khởi động cắt mạch điện bằng nhiệt hay bằng điện từ của Aptomat Ta xác định dòng Ikđnhiệt như sau: Ikđnhiệt = 1,25.IđmAptomat 3\ Tính chọn chi tiết cho các thiết bị điện trong PXSCCK 3.1) Tính chọn cho tủ động lực : Tính cho tủ động lực 1: - Theo tính toán ở phần II ( Phụ tải tính toán ) ta đã có: IttnhómI = 72,5 (A). Iđn = 123,9 (A). áp dụng các công thức ở trên ta có : Idc ³ Ittnhóm I =72,5 (A) Vậy ta chọn được cầu chì loại : ống pH-2 có các thông số sau : Uđm = 380 ; Idc= 150(A) - Xác định dòng khởi động nhiệt ( dòng chỉnh định ) của Aptomat ở đầu ra của tủ phân phối tới tủ động lực 1. áp dụng công thức Ikđnhiệt =1,25.IđmA =1,25.100 = 125(A) Vậy ta chọn dòng khởi động nhiệt của Aptomat nhánh tủ 1 là : Ikđnhiệt =125A - Chọn dây cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 1 : + Xét điều kiện phát nóng đối với đường dây bảo vệ bằng Aptomat. Ta có Tra tài liệu tam khảo ta chọn được cáp đồng 4 lõi cách điện bằng PVC do hãng LENS chế tạo loại 4G10 có: F = 10mm2, Icp=87(A) + Kiểm tra điều kiện phát nóng : K1.K2.Icp ³ Ilvmax Ta lấy : K1 = 0,95 K2 = 1 vì cáp chôn dưới đất theo từng tuyến 0,95.85 = 80,15A > 55,7A Vậy dây dẫn đảm bảo điều kiện phát nóng. Tính toán tương tự cho 3 tủ còn lại ta có bảng sau: STT Cầu chì Dây dẫn U®m Idc 1 380 150 4G10 2 380 150 4G2,5 3 380 150 4G2,5 4 380 250 4G10 3.2) TÝnh chän cho c¸c thiÕt bÞ trong ph©n x­ëng : a) TÝnh cho nhãm 1: - Chän cÇu ch× b¶o vÖ m¸y tiÖn ren cã P= 7 (kW), I= 17,7 (A) Trong đó : k- hệ số khởi động lấy bằng 5 α = 2,5 Chọn cầu chì có I= 40 (A). Chọn dây dẫn từ tủ động lực tới các thiết bị trong nhóm : + Dây được chọn do Liên Xô sản xuất ЛРТО đặt trong ống sắt kích thước 3/4 và có k= 0,95. + Tính toán lựa chọn dây dẫn cho nhóm 1: Ta chọn loại cáp lõi nhôm - Dây từ tủ động lực đến máy tiện ren có P= 7 (kW), I= 17,7 (A) Chọn dây dẫn có F = 2,5 mm và I= 24 A Kiểm tra theo điều kiện k. I=22,8 ≥ 17,7 A . Vậy chọn dây như trên là thoả mãn điều kiện. b) Tính toán cho các nhóm còn lại: - Tính toán tương tự cho các nhóm còn lại ta có bảng tổng kết sau : (Trang bên) Nhóm 1: Tên máy SL Phụ tải Dây dẫn Cầu chì Pđm (kW) Iđm (A) Tiết diện (mm) Iđmd (A) Đường kính ống Nhãn Iđm (A) Máy tiện ren 2 7 17,7 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Máy tiện ren 2 7 17,7 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Nhãm 2: Tªn m¸y SL Phô t¶i D©y dÉn CÇu ch× P®m (kW) I®m (A) TiÕt diÖn (mm) I®md (A) §­êng kÝnh èng Nh·n I®m (A) Máy tiện ren 2 10,0 25,3 4 32 3/4” ЛH-2 60 Máy tiện ren cấp chính xác cao 1 1,7 4,3 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy doa toạ độ 1 2,0 5,1 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy bào ngang 2 7,0 17,7 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Máy xọc 1 2,8 7,1 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy phay vạn năng 1 7,0 17,7 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Máy phay ngang 1 7,0 17,7 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Máy phay đứng 2 2,8 7,1 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy mài trong 2 4,5 11,4 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Máy mài phẳng 1 2,8 7,1 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Nhãm 3: Tªn m¸y SL Phô t¶i D©y dÉn CÇu ch× P®m (kW) I®m (A) TiÕt diÖn (mm) I®md (A) §­êng kÝnh èng Nh·n I®m (A) Máy mài tròn 1 2,8 7,1 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy khoan đứng 1 2,8 7,1 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy khoan đứng 1 4,5 11,4 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Máy cắt mép 1 4,5 11,4 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Máy mài vạn năng 1 1,75 4,4 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy mài dao cắt gọt 1 0,65 1,65 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy mài mũi khoan 1 1,5 3,8 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy mài sắc mũi phay 1 1,0 2,53 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy mài dao chuốt 1 0,65 1,65 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy mài mũi khoét 1 2,9 7,34 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Thiết bị hoá bền kim loại 1 0,8 2 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy giũa 1 2,2 5,6 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy khoan bàn 2 0,65 1,65 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy để mài tròn 1 1,2 3 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy mài thô 1 2,8 7,1 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Nhóm 4: Tên máy SL Phụ tải Dây dẫn Cầu chì Pđm (kW) Iđm (A) Tiết diện (mm) Iđmd (A) Đường kính ống Nhãn Iđm (A) Máy tiện ren 3 4,5 11,4 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Máy tiện ren 1 7,0 17,7 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Máy tiện ren 1 7,0 17,7 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Máy tiện ren 3 10,0 25,3 4 32 3/4” ЛH-2 60 Máy tiện ren 1 14,0 35,5 6 39 3/4” ЛH-2 100 Máy khoan đứng 2 4,5 11,4 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Máy khoan hướng tâm 1 4,5 11,4 2,5 24 3/4” ЛH-2 40 Máy bào ngang 1 2,8 7,1 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy bào ngang 1 10,0 25,3 4 32 3/4” ЛH-2 60 Máy mài phá 1 4,5 11,4 2,5 3/4” ЛH-2 40 Máy khoan bào 1 0,65 1,65 2,5 24 3/4” ЛH-2 15 Máy biến áp hàn 1 24,6 62,3 10 80 3/4” ЛH-2 200  - Từ các tính toán trên ta có sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí ( hình vẽ ). CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY 4.1. Đặt vấn đề: Vấn đề cung cấp điện cho mạng xí nghiệp là một việc rất quan trọng, nó ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống. Nó thể hiện cái nhìn tổng quát của người thiết kế. Một bản thiết kế hợp lý phải đảm bảo các yêu cầu sau: Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật. Đảm bảo độ tin cậy cho các thiết bị cũng như cho nhà máy . Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành . Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị . Đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế . Dễ dàng phát triển hệ thống theo yêu cầu và hướng phát triển của phụ tải . Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy gồm các bước sau: Vạch các phương án thiết kế. Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng các trạm biến áp . Lựa chọn dây dẫn ( chủng loại, thiết diện). Tính toán kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý nhất. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn ( dây dẫn, thiết bị bảo vệ ) 4.2. Vạch các phương án cấp điện : 4.2.1. Lựa chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống về nhà máy : Việc lựa chọn cấp điện áp từ hệ thống về nhà máy có thể dựa vào biểu thức kinh ngiệm sau: ( KV) Trong đó : l : là khoảng cách từ hệ thống về nhà máy . P : là công suất tính toán của nhà máy. Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện từ hệ thống về nhà máy là: = ( KV ) Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải cho nhà máy là 35 ( KV ) 4.2.2. Phương pháp chọn máy biến áp : Máy biến áp được chọn dựa theo các tiêu chuẩn sau: Vị trí đặt trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu gần tâm phụ tải, thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, an toàn cho người sử dụng ,và hiệu quả kinh tế cao. Số lượng máy biến áp được chọn theo yêu cầu cung cấp điện của phụ tải. Bình thường, nếu nhu cầu cung cấp điện không cao thì đặt một máy biến áp trong một trạm biến áp (TBA ) là kinh tế nhất. Còn nếu yêu cầu cung cấp điện của phụ tải cao thì đặt hai máy biến áp trong một TBA là hợp lý nhất. Dung lượng các máy biến áp được chọn theo điều kiện: n.k.S ≥ S Khi kiểm tra theo điều kiện sự cố môt máy biến áp thì: (n-1). k. k.S ≥ S Trong đó: n : số máy biến áp làm việc song song trong TBA. k: hệ số hiệu chỉnh MBA theo nhiệt độ môi trường. Ta chọn MBA sản suất tại Việt Nam nên k=1. k: hệ số quá tảI sự cố. Chọn k= 1,4 nếu thoả mãn MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, số giờ quá tảI trong một ngày đêm không quá 6 giờ và trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,93. S: công suất tính toán sự cố. Khi có sự cố một máy biến áp có thể loại bớt một số phụ tải không cần thiết. Giả sử trong mỗi phân xưởng có 30% phụ tải loại 3 . Khi đó ta có S= 0,7. S . 4.2.3. Các phương án chọn biến áp phân xưởng: a) Phương án 1: Đặt 4 trạm biến áp phân xưởng ,trong đó : 1- Trạm biến áp 1 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho “Kho củ cải đường” và “Kho than”. Tính toán công suất của máy biến áp trong một trạm biến áp: Thay số vào ta có: Ta chọn MBA có công suất là S= 560 (kVA) Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố: Thay số vào ta có: Vậy chọn trạm biến áp gồm 2 MBA làm việc song song có công suất mỗi máy S= 560 (kVA) là hợp lý. 2- Trạm biến áp 2 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho “Phân xưởng thái và nấu củ cải đường ” và “Bộ phận cô đặc”. Tính toán công suất của một máy biến áp trong trạm biến áp: Thay số vào ta có: Ta chọn MBA có công suất là S= 750 (kVA) Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố: Thay số vào ta có: Vậy chọn trạm biến áp gồm 2 MBA làm việc song song có công suất mỗi máy S= 750 (kVA) là hợp lý. 3- Trạm biến áp 3 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho “Phân xưởng tinh chế ” và “Kho thành phẩm”. Tính toán công suất của một máy biến áp trong trạm biến áp: Thay số vào ta có: Ta chọn MBA có công suất là S= 560 (kVA) Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố: Thay số vào ta có: Vậy chọn trạm biến áp gồm 2 MBA làm việc song song có công suất mỗi máy S= 560 (kVA) là hợp lý. 4- Trạm biến áp 4 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho “Phân xưởng sửa chữa cơ khí ” và “Trạm bơm”. Tính toán công suất của một máy biến áp trong trạm biến áp: Thay số vào ta có: Ta chọn MBA có công suất là S= 560 (kVA) Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố: Thay số vào ta có: Vậy chọn trạm biến áp gồm 2 MBA làm việc song song có công suất mỗi máy S= 560 (kVA) là hợp lý. b) Phương án 2: Đặt 4 trạm biến áp phân xưởng ,trong đó : 1- Trạm biến áp 1 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho “Phân xưởng thái và nấu củ cải đường ” và “Kho củ cải đường”. Tính toán công suất của một máy biến áp trong trạm biến áp: Thay số vào ta có: Ta chọn MBA có công suất là S= 630 (kVA) Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố: Thay số vào ta có: Vậy chọn trạm biến áp gồm 2 MBA làm việc song song có công suất mỗi máy S= 630 (kVA) là hợp lý. 2- Trạm biến áp 2 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho “Bộ phận cô đặc ” và “Kho thành phẩm”. Tính toán công suất của một máy biến áp trong trạm biến áp: Thay số vào ta có: Ta chọn MBA có công suất là S= 500 (kVA) Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố: Thay số vào ta có: Vậy chọn trạm biến áp gồm 2 MBA làm việc song song có công suất mỗi máy S= 560 (kVA) là hợp lý. 3- Trạm biến áp 3 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho “Phân xưởng tinh chế ”. Tính toán công suất của một máy biến áp trong trạm biến áp: Thay số vào ta có: Ta chọn MBA có công suất là S= 500 (kVA) Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố: Thay số vào ta có: Vậy chọn trạm biến áp gồm 2 MBA làm việc song song có công suất mỗi máy S= 560 (kVA) là hợp lý. 4- Trạm biến áp 4 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho “Phân xưởng sửa chữa cơ khí ” ,“Trạm bơm” và “ Kho than”. Tính toán công suất của một máy biến áp trong trạm biến áp: Thay số vào ta có: Ta chọn MBA có công suất là S= 750 (kVA) Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố: Thay số vào ta có: Vậy chọn trạm biến áp gồm 2 MBA làm việc song song có công suất mỗi máy S= 750 (kVA) là hợp lý. 4.2.4. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng : Các trạm biến áp phân xưởng có nhiều phương án lắp đặt khác nhau, tùy thuộc điều kiện của khí hậu, của nhà máy cũng như kích thước của trạm biến áp. Trạm biến áp có thể đặt trong nhà máy có thể tiết kiệm đất, tránh bụi bặm hoặc hoá chất ăn mòn kim loại. Song trạm biến áp cũng có thể đặt ngoài trời,đỡ gây nguy hiểm cho phân xưởng và người sản suất. Vị trí đặt MBA phải đảm bảo gần tâm phụ tải, như vậy độ dài mạng phân phối cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện được đảm bảo tốt hơn. Khi xác định vị trí đặt trạm biến áp cũng nên cân nhắc sao cho các trạm chiếm vị trí nhỏ nhất để đảm bảo mỹ quan, không ảnh hưởng đến quá trình sản suất cũng như phải thuận tiện cho vận hành, sửa chữa. Mặt khác cũng nên phải đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quá trình vận hành. Xác định tâm phụ tải của phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các trạm biến áp. Ta đã có công thức tổng quát xác định tâm phụ tải : ; ; Với + Slà công suất của phân xưởng thứ i + x; y là toạ độ của phân xưởng thứ i, được cho trên sơ đồ mặt bằng + Z là trục toạ độ tính đến độ cao bố trí của thiết bị so với chiều dài và chiều rộng. Từ sơ đồ mặt bằng nhà máy, vị trí của các phân xưởng được ghi trong bảng sau ( hàng ngang là ký hiệu của các phân xưởng trên sơ đồ , hàng dọc là toạ độ của chúng theo trục X và Y ) 1 2 3 4 5 6 7 9 X 32 75 92 105 105 78 49 12 Y 9 9 9 9 21 48 48 51 Từ đó ta có bảng tổng kết về tâm các phụ tải như sau (Trang bên): 4.2.4. Các phương án cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng : 1. Các phương án cấp điện: a) Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu: Đây là phương án đưa trực tiếp đường dây cung cấp 35 (kV) đến từng máy biến áp phân xưởng, và máy biến áp phân xưởng thực hiện hạ điện áp trực tiếp từ 35 (kV) xuống 0,4 (kV) để cung cấp cho phụ tải. Do đó phương án này giảm được vốn đầu tư xây trạm biến áp trung gian, giảm tổn thất và Phương án Tên trạm Vị trí trạm X Y Phương án 1 B1 22,5 28,94 B2 82,7 9 B3 105 11,4 B4 60 48 Phương án 2 B1 59,4 9 B2 95,1 11,85 B3 105 9 B4 44,7 49 nâng cao năng lực truyền tải của mạng điện. Tuy nhiên độ tin cậy của sơ đồ này không cao, thiết bị sử dụng đắt và yêu cầu trình độ vận hành cao. b) Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian: Theo phương án này, điện áp 35 (kV) từ nguồn tới sẽ được hạ xuống 6 (kV), nhờ biến áp trung gian, và từ đó được đưa tới các trạm biến áp phân xưởng, lại được hạ xuống 0.4 (kV) để cung cấp cho phụ tải. Phương án này có ưu điểm là vận hành an toàn, độ tin cậy cao. Tuy nhiên làm tăng giá thành cho việc xây dung trạm biến áp trung gian và gây tổn hao trên đường dây. Với phương án này, phải chọn trạm biến áp trung gian gồm có hai máy làm việc song song và công suất mỗi máy phải đảm bảo: n.S ≥ S Vậy ta chọn MBATG loại có công suất S = 2500 (kVA). Kiểm tra điều kiện sự cố một máy biến áp: Thay số vào ta có: Vậy ta chọn MBATG có công suất S = 2500 (kVA) là hợp lý. Vị trí đặt TBATG nên để gần với tâm phụ tải tính toán của toàn nhà máy. Có toạ độ (theo tính toán tương tự như trên): X=70,8 Y=22,15 Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm: Theo phương pháp này, điện năng từ hệ thống được đưa về trạm phân phối trung tâm, từ đó điện được đưa tới các trạm biến áp phân xưởng hạ điện áp từ 35 (kV) xuống 0,4 (kV) cung cấp cho phụ tải. Phương pháp này có ưu điểm là vận hành đơn giản, an toàn hơn phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu mà vẫn đảm bảo tổn thất thấp. Song phương án này có nhược điểm là thiết bị đắt tiền. Từ các phương án đã đưa ra ta có các phương án đi dây như sau (hình vẽ) : 2. Lựa chọn phương án đi dây cho mạng điện phân xưởng: Do nhà máy thuộc loại hộ tiêu thụ loại 2, nên điện cung cấp cho nhà máy được truyền tải bằng đường dây tren không lộ kép. Mạng cao áp nhà máy sử dụng sơ đồ hình tia, lộ kép. Sơ đồ này có ưu điểm sau: + Độ tin cậy cấp điện cao. + Dễ vận hành , sửa chữa. + Các phân xưởng không bị ảnh hưởng lẫn nhau khi xảy ra sự cố. + Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Mặt khác, để đảm bảo mỹ quan các dây dẫn được đặt trong các hào bê tông chìm dưới đất và chạy dọc đường giao thông chính trong nhà máy. 4.3.Tính toán chi tiết cho từng phương án: a) Phương án 1: Phương án này sử dụng TBATG nhận điện từ hệ thống điện đến, hạ điện áp từ 35 (kV) xuống 6 (kV) để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng lại hạ điện áp xuống 0,4 (kV) để cung cấp cho phụ tải. Chọn máy biến áp và xác định tổn thất điện năng ∆A trong các máy biến áp : Như trên đã tính chọn ta có bảng tổng kết kết quả chọn MBA cho các trạm biến áp phân xưởng và biến áp tổng như sau: Tên TBA S (kVA) U/U (kV) ∆P (kW) ∆P (kW) U (%) I (%) SL (Máy) Giá (10đ) Thànhtiền (10đ) TBATG 2500 35/6,3 3,3 21,5 6,5 0,8 2 270.300 540.600 B1 560 6,3/0,4 0,97 5,34 5 1,5 2 65.500 131.000 B2 750 6,3/0,4 1,3 6,5 5 1,4 2 83.300 166.600 B3 560 6,3/0,4 0,97 5,34 5 1,5 2 65.500 131.000 B4 560 6,3/0,4 0,97 5,34 5 1,5 2 65.500 131.000 Tổng vốn đầu tư cho các trạm biến áp :1.100.200.000 (đ) Để xác định tổn thất ∆A trong các trạm MBA ta dùng công thức sau: (kWh) Trong đó : + n : số máy biến áp trong trạm. + t : thời gian vận hành của MBA. Với máy vận hành cả năm t=8760 h + τ : thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Do nhà máy làm việc 3 ca (T= 6000 h) và hệ số công suất của nhà máy cosφ = 0,71 nên do đó τ = 4300 h + ∆P, ∆P: tổn hao công suất không tải và ngắn mạch của máy biến áp + S : công suất tính toán của trạm biến áp + S : công suất định mức của MBA * Tính toán chi tiết cho từng trạm biến áp: + Tính toán cho trạm biến áp trung gian: Có S = 3708,6 (kVA) S= 2500 (kVA) ∆P = 21,5 (kW) ∆P = 3,3 (kW) Thay vào ta có : (kWh) (kWh) Tính toán tương tự cho các tạm biến áp khác ta có bảng tổng kết sau: (Trang bên) Tên trạm Số máy S (kVA) S (kVA) ∆P (kW) ∆P (kW) ∆A(kWh) TBATG 2 3708,53 2500 21,5 3,3 159538,5 B1 2 853 560 5,34 0,97 43632,4 B2 2 1429,45 750 6,5 1,3 73541,3 B3 2 1025,73 560 5,34 0,97 55513 B4 2 930,74 560 5,34 0,97 48709,1 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp: ∆A = 380934,3 (kWh) Chän d©y dÉn vµ x¸c ®Þnh tæn thÊt c«ng suÊt : + Chän c¸p tõ tr¹m biÕn ¸p trung gian vÒ c¸c tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng: Do ®­êng d©y cÊp ®iÖn cho nhµ m¸y lµ ng¾n so víi m¹ng l­íi ®iÖn nªn c¸p cao ¸p ®­îc chän theo mËt ®é dßng kinh tÕ J. §èi víi nhµ m¸y s¶n xuÊt ®­êng lµm viÖc 3 ca cã thêi gian sö dông c«ng suÊt lín nhÊt lµ 6000 h, chän c¸p lâi ®ång vµ tra b¶ng ta cã mËt ®é dßng kinh tÕ : J= 2,7. MÆt kh¸c do c¸p tõ TBATG ®Õn c¸c tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng ®Òu lµ lé kÐp nªn : Sau khi chän c¸p ta ph¶i kiÓm tra c¸p theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng : Trong ®ã : k: hÖ sè hiÖu chØnh kÓ ®Õn m«i tr­êng ®Æt c¸p, ë ®©y k=1. k: hÖ sè hiÖu chØnh theo sè l­îng c¸p ®Æt trong 1 r·nh. Ở đây, mỗi rãnh ta đặt 2 cáp cách nhau 300 mm. Có k= 0.93. Do khoảng cách từ TBATG đến các trạm biến áp phân xưởng là ngắn nên có thể bỏ qua tổn thất điện áp ∆U của dây cáp. + Tiến hành tính toán chi tiết cáp cho từng trạm: a) Từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp B1: Ta có : Tiết diện kinh tế của cáp : Tra bảng tiết diện dây cáp, ta chọn loại cáp đồng 3 lõi,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện F = 16 mm và có I= 105 (A) Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.I= 0,93.105 = 97,65(A) > I= 2.I = 82,36 (A) Vậy ta chọn cáp có tiết diện F = 16 mm và có I= 105 (A) b) Từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp B2: Ta có : Tiết diện kinh tế của cáp : Tra bảng tiết diện dây cáp, ta chọn loại cáp đồng 3 lõi, XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện F = 35 mm và có I= 170 (A) Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.I= 0,93.170 = 158,1(A) > I= 2.I = 133,56 (A) Vậy ta chọn cáp có tiết diện F = 35 mm và có I= 170 (A) c) Từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp B3: Ta có : Tiết diện kinh tế của cáp : Tra bảng tiết diện dây cáp, ta chọn loại cáp đồng 3 lõi,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện F = 25 mm và có I= 170 (A) Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.I= 0,93.140 = 130,2 > I= 2.I = 98,8 (A) Vậy ta chọn cáp có tiết diện F = 25 mm và có I= 140 (A) d) Từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp B4: Ta có : Tiết diện kinh tế của cáp : Tra bảng tiết diện dây cáp, ta chọn loại cáp đồng 3 lõi,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện F = 25 mm và có I= 170 (A) Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.I= 0,93.140 = 130,2 > I= 2.I = 89,56 (A) Vậy ta chọn cáp có tiết diện F = 25 mm và có I= 140 (A). + Chọn cáp từ trạm biến áp phân xưởng về các phân xưởng: Do tính toán kinh tế nên ta chỉ tính chọn cho các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án, các đoạn giống nhau được bỏ qua trong quá trình tính toán. Với phương án 1 ta không cần tính. Từ kết quả tính toán dây cáp ở trên, ta có bảng tổng kết tính chọn dây sau: Dây cáp F (mm) Chiều dài (m) R (Ω/km) Đơn giá (10đ/m ) Thành tiền (10đ) TBGTG → B1 316 244 1,47 56 13.664 TBGTG → B2 335 88,5 0,668 175 15.487,5 TBGTG → B3 325 213,5 0,927 110,6 23.613,1 TBGTG → B4 325 138,5 0,927 110,6 15.318,1 Tổng vốn đầu tư dây cáp: 68.082.700 đ + Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được xác định theo công thức sau: Trong đó : (Ω) với n là số đường dây đi song song. Từ đó có tổn thất trên đoạn cáp từ TBATG tới B1 là: (kW) Tính toán tương tự cho các đoạn cáp còn lại, ta có kết quả sau : ( Bảng trang bên) Dây cáp F (mm) Chiều dài (m) R (Ω/km) S (kVA) ∆P (kW) TBGTG → B1 316 244 1,47 853 3,328 TBGTG → B2 335 88,5 0,668 1429,45 1,68 TBGTG → B3 325 213,5 0,927 1025,73 2,9 TBGTG → B4 325 138,5 0,927 930,74 1,54 Tổng tổn thất tác dụng trên dây dẫn : ∑∆P = 9,45 (kW) + Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây: Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức : ∆A = ∑∆P.τ (kWh) Với τ là thời gian tổn thất công suất cực đại theo tính toán ta có τ = 4300 h. Từ đó ta có : ∆A =∑∆P.τ = 9,45.4300 = 40635 (kWh) Chi phí tính toán của phương án 1 : Tổng số vốn đầu tư của phương án 1: Tổng vốn đầu tư gồm vốn đầu tư cho máy biến áp và đường dây. K = K + K= 1.100.200.000 + 68.082.700 = 1.168.282.700 (đ) Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: ∆A = ∆A + ∆A = 380.934,3 + 40.635 = 421.569,3 (kW) Chi phí tính toán của phương án 1: Z = (a + a). K + c. ∆A = ( 0,1 + 0,2) 1.168.282.700 + 1000. 421.569,3 = 772.054.110 (đ) b) Phương án 2: Phương án này sử dụng TBATG nhận điện từ hệ thống điện đến, hạ điện áp từ 35 (kV) xuống 6 (kV) để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng lại hạ điện áp xuống 0,4 (kV) để cung cấp cho phụ tải. Chọn máy biến áp và xác định tổn thất điện năng ∆A trong các máy biến áp : Như trên đã tính chọn ta có bảng tổng kết kết quả chọn MBA cho các trạm biến áp phân xưởng và biến áp tổng như sau: Tên TBA S (kVA) U/U (kV) ∆P (kW) ∆P (kW) U (%) I (%) SL (Máy) Giá (10đ) Thànhtiền (10đ) TBATG 2500 35/6,3 3,3 21,5 6,5 0,8 2 270.300 540.600 B1 630 6,3/0,4 1,1 6 5 1,4 2 76.200 152.400 B2 560 6,3/0,4 0,97 5,34 5 1,5 2 65.500 131.000 B3 560 6,3/0,4 0,97 5,34 5 1,5 2 65.500 131.000 B4 750 6,3/0,4 1,3 6,5 5 1,4 2 83.300 166.600 Tổng vốn đầu tư cho các trạm biến áp :1.121.600.000 (đ) Để xác định tổn thất ∆A trong các trạm MBA ta dùng công thức đã có ở trên và thực hiện tính toán chi tiết cho từng trạm. * Tính toán chi tiết cho từng trạm biến áp: + Tính toán cho trạm biến áp trung gian: Có S = 3708,6 (kVA) S= 2500 (kVA) ∆P = 21,5 (kW) ∆P = 3,3 (kW) Thay vào ta có : (kWh) (kWh) Tính toán tương tự cho các tạm biến áp khác ta có bảng tổng kết sau: Tên trạm Số máy S (kVA) S (kVA) ∆P (kW) ∆P (kW) ∆A(kWh) TBATG 2 3708,53 2500 21,5 3,3 159538,5 B1 2 1231,2 630 6 1,1 68540,1 B2 2 847,85 560 5,34 0,97 43936,2 B3 2 824,13 560 5,34 0,97 41859,8 B4 2 1335,74 750 6,5 1,3 67103,5 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp: ∆A = 380978,1 (kWh) Chän d©y dÉn vµ x¸c ®Þnh tæn thÊt c«ng suÊt : + Chän