lêi nãi ®Çudulieu.tailieuhoctap.vn/books/luan-van-de-tai/luan-van... · web view- dòng điện...

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá nước nhà, công nghiệp điện

lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được dùng

rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. Khi xây dựng một nhà máy, một

khu kinh tế, khu dân cư, thành phố trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cung

cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu cầu sinh hoạt của con

người. Sự phát triển của các ngành công nghiệp và nhu cầu sử dụng điện năng đã

làm cho sự phát triển không ngừng của hệ thống điện cả về công suất truyền tải và

mức độ phức tạp với sự yêu cầu về chất lượng, điện năng ngày càng cao đòi hỏi

người làm chuyên môn cần phải nắm vững kiến thức cơ bản và hiểu biết sâu rộng

về hệ thống điện.

Bài tập dài này đối với em là một sự tập dượt quý báu trước khi bước vào

thực tế khó khăn. Bài tập dài của em là thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy

chế tạo máy bay, với đặc thù của loại nhà máy này là có nhiều thiết bị và công đoạn

yêu cầu được cung cấp điện liên tục với chất lượng đảm bảo.

Trong thời gian làm bài tập được sự giúp đỡ tận tình của thầy Trần Tấn Lợi

đã giúp em hoàn thành bài tập dài này. Mặc dù em đã rất cố gắng tìm hiểu, học hỏi

tuy nhiên do thời gian có hạn và hạn chế về kiến thức nên bài tập này không tránh

khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của thầy.

Hà Nội, ngày 05 tháng 12 năm 2006.

Sinh viên thực hiện

Lê Đức Huy

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

1. Tổng diện tích nhà máy.

Trong nhà máy sản xuất Máy kéo có nhiều hệ thống phân xưởng khác nhau

rất đa dạng, phong phú và phức tạp nh hệ thống phân xưởng luyện kim màu, phân

xưởng luyện kim đen, hệ thống phân xưởng gia công … Các hệ thống phân xưởng

này mang tính công nghệ cao và hiện đại cần phải được đảm bảo độ an toàn cao về

điện lưới tránh các sự cố lưới điện xảy ra gây thiệt hại lớn cho nhà máy. Tổng thể

nhà máy có 10 phân xưởng, với tổng công suất đặt là: P =11270(kW) được xây

dựng trên diện tích S = 23525(m ) nhà xưởng.

Khoảng cách từ trạm biến áp khu vực đến nhà máy 12 km.

2. Các loại hình phụ tải đặc trưng

Nhà máy sản xuất máy kéo có đặc điểm công nghệ nh sau:

- Các phân xưởng có công suất đặt khá lớn

- Các máy móc đều tận dụng ở mức cao, nhà máy tổ chức làm việc 3 ca do đó đồ

thị phụ tải tương đối bằng phẳng, hệ số đồng thời của các phụ tải khá cao khoảng

0,85 - 0,9 và hệ số nhu cầu cũng khá cao

- Nguồn cung cấp nhà máy được lấy từ trạm biến áp trung gian quốc gia có công

suất vô cùng lớn.

- Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực 250 MVA

- Đường dây cung cấp điện cho nhà máy dùng loại AC

3. Đánh giá về các hộ tiêu thụ.

Qua những phân tích, đánh giá các phụ tải của từng phân xưởng và

toàn nhà máy ở trên ta thấy các phân xưởng của nhà máy sản xuất máy kéo đều

thuộc hộ loại I

Dự kiến trong tương lai nhà máy còn được mở rộng và được thay thế, lắp đặt

các thiết bị máy móc hiện đại hơn. Do đó, việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự

gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kinh tế và kỹ thuật, phải đề ra phương pháp

cấp điện sao cho không gâyquá tải sau vài năm sản xuất cũng như không để qúa dư

thừa dung lượng mà sau nhiều năm nhà máy vẫn không khai thác hết công suất dự

trữ dẫn đến lãng phí.

Bảng 1-1 : Sè liệu các phân xưởng.

CHƯƠNG II

XÁC ĐỊNH PHÔ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG

VÀ TOÀN NHÀ MÁY

2.1. Giới thiệu các phương pháp tính toán và phạm vi sử dụng.

Phụ tải tính toán là phụ tải không có thực, nó cần thiết cho việc chọn các

trang thiết bị CCĐ trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống CCĐ. Trong thực tế

vận hành ở chế độ dài hạn người ta muốn rằng phụ tải thực tế không gây ra những

phát nóng các trang bị CCĐ ( dây dẫn, máy biến áp, thiết bị đóng cắt…)

Ngoài ra ở các chế độ ngắn hạn thì nó không được gây tác động cho các thiết

bị bảo vệ (ví dụ ở các chế độ khởi động của các phụ tải thì cầu chì hoặc các thiết bị

bảo khác không được cắt). Nh vậy phụ tải tính toán thực chất là phụ tải giả thiết

tương đương với phụ tải thực tế về một vài phương diện nào đó. Trong thực tế thiết

kế người ta thường quan tâm đến hai yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra đó là phát nóng

và tổn thất và như vậy tồn tại hai loại phụ tải tính toán cần phải được xác định: Phụ

tải tính toán theo điều kiện phát nóng và phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất.

+ Phô tải tính toán theo điều kiện phát nóng: là phụ tải giả thiết lâu dài không

đổi tương đương với phụ tải thực tế biến thiên về hiệu quả nhiệt lớn nhất

+ Phô tải tính toán theo điều kiện tổn thất: ( thường gọi là phụ tải đỉnh nhọn)

là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong một thời gian ngắn từ 1 đến 2 giây

chúng chưa gây ra phát nóng cho các trang thiết bị nhưng lại gây ra các tổn thất và

có thể làm nhảy các bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì. Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn

thường xuất hiện khi khởi động các động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị cơ điện

khác.

Một số phương pháp tính phụ tải thường được dùng nhất trong thiết kế hệ

thống cung cấp điện:

- Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu

- Phương pháp tính theo công suất trung bình

- Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

- Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất.

2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng trong nhà máy.

a. Giới thiệu phương pháp tính phụ tải tính toán.

Do số liệu bài cho nên ta tính phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số

nhu cầu. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu

cầu nh sau: P = k ; Q = P .tg

S =

Một cách gần đúng có thể lấy: Pđ = Pđm

Khi đó P = k .

Trong đó: P , P : Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i(kW)

P ,Q ,S : Công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của

nhóm thiết bị (kW, kVAr, kVA)

n: Số thiết bị trong nhóm

k : Hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra trong sổ tay kt

Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn

giản, thuận tiện. Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là kém chính xác do bởi

hệ số nhu cầu tra được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước không phụ

thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy.

b. Ta tính phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí số 1

Công suất đặt P = 1500(kW)

Diện tích F = 1125(m )

Tra bảng PL1-3 Tài liệu: Thiết kế cấp điện của Ngô Hồng Quang được : k = 0,8,

cos = 0,7, tg =1,02. Tra bảng PL1-2 được P = 15(W/m ).

Công suất tính toán phân xưởng:

P = P .k = 1500.0,8 = 1200(kw)

Công suất chiếu sáng phân xưởng:

P = P .F = 15.3775 = 5662.5(w) = 56.625(kw)

Công suất phản kháng tính toán phân xưởng:

Q = P .tg = 1200.1,02 = 1224(kVAr)

Công suất tính toán toàn phần của toàn phân xưởng:

S = = 1718.05(kVA)

Dòng điện tính toán của toàn phân xưởng:

I = = = 26110.01(A)

Các phân xưởng còn lại được tính tương tù nh phan xưởng đúc kim loại đen, số

liệu tính toán được ghi ở bảng sau:

c. Kết quả tính toán của các phân xưởng.

Bảng 2-1: KÕt quả tính toán phụ tải các phân xưởng

Tên phân

xưởng

Pđặt

(kW)F

(m2)

Tra bảng Pttpx

(kW)Pcspx

(kW)Qttpx

kVArSttpx

kVAIttpx

(kA)knccos tg P0

W/m2

Px cơ khí số 1 1500 1275 0,6 0,7 1.02 15 1020 31.5 1040,4 1479,2 2,247

Px cơ khí số 2 2500 2125 0,4 0,6 1,33 15 488 27 649 827,4 1,257

Px luyện kim màu 2100 3025 0,4 0,6 1,33 15 380 32,6 504,4 652,5 0,99

Px luyện kim đen 2300 2600 0,4 0,6 1,33 15 440 26,3 582,2 745,9 1,13

Px sửa chữa cơ

khí760 1500 0,5 0,7 1.02 15 500 30 510 735,5 1,12

Px rèn 1350 2100 0,4 0,6 1,33 15 300 18,8 400 511,5 0,78Px nhiệt 1500 3150 0,4 0,6 1,33 15 225 60 300,1 414,2 0,63

luyệnPx nén

khí 1200 1350 0,4 0,7 1,33 15 160 15,3 212,8 322,4 0,49

Kho vật liệu 60 2615 0,4 0,6 1,33 15 240 99 320 466,2 0,71

2.3. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy:

Công suất tác dụng tính toán của toàn nhà máy:

P = k . = 0,8.5662.5 = 4530(kW)

Công suất phản kháng tính toán của toàn nhà máy:

Q = k . = 0,8.6039,848 = 4831,88(kVAr)

Công suất tính toàn phần của toàn nhà máy:

=

Xác định hệ số cos của toàn nhà máy:

cos = =

Trong đó: kđt hệ số đồng thời k = 0,8

2.4. Phụ tải xí nghiệp có tính đến sự phát triển trong tương lai.

Phụ tải xí nghiệp phát triển trong tương lai có thể tính theo công thức sau:

Trong đó: là phụ tải tương lai của xí nghiệp

là phụ tải tính toán hiện tại của xí nghiệp

là hệ số phát triển phụtải cực đại hàng năm t = 7

năm

Vậy ta có:

(kVA)

2.5. Xác định trọng tâm phụ tải của toàn xí nghiệp.

Chọn tỷ lệ xích m = 10 kVA/mm

a. Xác định bán kính biểu đồ phụ tải :

R =

b. Xác định góc phụ tải chiếu sáng:

Kết quả tính toán được ghi trong bảng sau:

Bảng 2-2: Giá trị biểu đồ phụ tải

TT Tên

phân

xư

ởn g

S(

kVA )

P(

kW)

P(

kW)

R(m m)

c. Tính trọng tâm phụ tải xí nghiệp

Trong toạ độ xOy ta xác định vị trí đặt trạm PPTT tọa độ đặt trạm được xác định

nh sau: X = ; Y =

Trong đó: X,Y: là toạ độ tâm của trạm PPTT (m)

S : Công suất tính toán phụ tải thứ i (kVA)

x ,y : Toạ độ phụ tải thứ i(m)

Nhà máy được xét trong một hệ toạ độ vuông góc

Bảng 2-3: Xác định trọng tâmphụ tải của xí nghiệp

Vậy trọng tâm của nhà máy là điểm: M(38,8; 58,8)

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TOÀN XÍ NGHIỆP

Đây là một nhà máy có quy mô lớn với hàng chục phân xưởng sản xuất, công

suất lên tới hàng nghìn kW cho nên hệ thống cấp điện lớn và phức tạp. Để việc

cung cấp điện cho nhà máy được đảm bảo liên tục và có độ tin cậy cao ta cần xây

dựng trạm phân phối trung tâm cho nhà máy. Như vậy việc đưa ra các phương án

cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống. Một

sơ đồ cung cấp điện an toàn và hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu cơ bản sau:

Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

Thuận tiện linh hoạt trong vận hành và sửa chữa

An toàn cho người và thiết bị khi sử dụng

Dễ dàng phát triển khi có yêu cầu mở rộng phụ tải điện.

3.1. Chọn cấp điện áp và xác định vị trí đặt trạm PPTT.

3.1.1. Chọn cấp điện áp cho hệ thống.

= = 38,63 (kV)Trong đó : l : khoảng cách trạm biến áp trung gian về nhà máy (km)

P : Công suất tính toán của nhà máy (kW)

Vậy chọn cấp điện áp cho nhà máy là 35 (kV)

3.1.2. Vị trí đặt trạm phân phối trung tâm.

Dùa vào biểu đồ phụ tải toàn nhà máy ta xác định được vị trí đặt trạm PPTT.

Vậy vị trí đặt trạm PPTT là: M(38,8; 58,8). Ta nhận thấy vị trí của trạm phân phối

trung tâm đặt gần đầu nhà của phân xưởng gia công các chi tiết của động cơ.

3.2. Giới thiệu các sơ đồ cung cấp điện.

Sơ đồ cung cấp điện từ trạm biến áp trung gian đến trạm biến áp trung tâm

thường là (110/ 35, 22, 10 kV). Tuỳ theo tính chất quan trọng của lưới cung cấp

điện mà các trạm trung gian này có thể đặt 1 hoặc 2 máy.

Với trạm BATG 1 máy, phía 110 kV dùng DCL – MC 110 kV phía hạ áp (35,

22, 10 kV) dùng sơ đồ 1 hệ thống thanh góp và các máy cắt hợp bộ.

Với trạm BATG 2 máy, phía 110 kV dùng sơ đồ cầu. Nếu các máy biến áp

thường xuyên phải đóng cắt thì ta dùng sở đồ cầu ngoài, và ngược lại…

Từ tính chất quan trọng của các phụ tải trong các phân xưởng và toàn nhà

máy, ta chọn sơ đồ cung cấp điện từ trạm BATG đến trạm phân phối trung tâm

bằng hai đường dây kép ( trạm 2 máy biến áp ).

3.3. Vị trí, số lượng, dung lượng các trạm biến áp phân xưởng.

3.3.1. Khảo sát vị trí:

Dung lượng của MBA , vị trí, số lượng và phương thức vận hành của các

trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của hệ thống cung

cấp điện. Vì vậy việc lùa chọn các trạm biến áp bao giê cũng gắn liền với việc lùa

chọn phương án cung cấp điện. Dung lượng và tham số khác của máy biến áp phụ

thuộc vào phụ tải của nó, vào cấp điện áp của mạng, vào phương thức vận hành của

máy biến áp…. Vì vậy để lùa chọn trạm biến áp tốt nhất, chúng ta phải xét tới nhiều

mặt và phải tính toán so sánh kinh tế – kỹ thuật giữa các phương án đề ra. Trên cơ

sở các phương án đã được chấp nhận có thể so sánh kinh tế – kỹ thuật để chọn vị trí

số lượng dung lượng trạm biến áp trong nhà máy.

Vị trí các trạm biến áp phân xưởng phải thoả mãn các điều kiện sau:

+ An toàn và liên tục cấp điện

35 kV

®Õn tr¹m PPTT

35 kVMCLL

®Õn tr¹m PPTT

+ Gần trung tâm phụ tải thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới

+ Thao tác vận hành quản lý dễ dàng

+ Phòng nổ cháy bụi bặm khí ăn mòn

+ Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ

3.3.2. Bố trí các trạm biến áp:

+ Trạm B cấp điện cho phân xưởng cơ khí số 1

+ Trạm B cấp điện cho phân xưởng cơ khí số 2

+ Trạm B cấp điện cho phân xưởng luyện kim màu và PX luyện kim đen

+ Trạm B cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khívà PXrèn

+ Trạm B cấp điện cho phân xưởng nhiệt luyện và Bộ phận nén khí

+ Trạm B cấp điện cho kho vật liệu và phòng thiết kế.

Các phân xưởng đều là hộ tiêu thụ loại I nên tất cả các trạm biến áp đều đặt 2

MBA các trạm dùng loại trạm kề có 1 tường trạm chung với tường của phân xưởng.

Các máy biến áp dùng máy ba pha hai cuộn dây do Việt Nam chế tạo không phải

hiệu chỉnh nhiệt độ.

3.3.3. Xác định dung lượng các trạm biến áp:

Để lùa chọn dung lượng và số lượng MBA ta dùa vào các nguyên tắc, dung

lượng các trạm biến áp trong một nhà máy nên đồng nhất ( Ýt chủng loại khác

nhau) nên có kho dự phòng.

a. Trạm biến áp B1:

- Cung cấp cho: PX cơ khí số 1

S = 2154,5(kVA)

- Trạm đặt 2 máy: 2.S

- Chọn máy biến áp có dung lượng 1250kVA do công ty Thiết bị điện Đông Anh

chế tạo (1250-35/0,4)

2.1250>2154,5

- Kiểm tra lại điều kiện quá tải MBA khi có sự cố xảy ra: S =70%.S

S = 1250(kVA) >1077,25(kVA)

- Vậy máy đã chọn thoả mãn điều kiện.

b. Trạm biến áp B2:

- Cung cấp cho: PX cơ khí sơ 2

S = 1479,2(kVA)

- Trạm đặt 2 máy:

2.S


chế tạo (750-35/0,4)

2.750>1479,2


S = 750(kVA) >739,6(kVA)


c. Trạm biến áp B3:

- Cung cấp cho: PX luyện kim màu và luyện kim đen S = S +S = 1573,3(kVA)


2.S


chế tạo (1000-35/0,4)

2.1000>1573,3


S = 1000(kVA) >786,65(kVA)


d. Trạm biến áp B4:

- Cung cấp cho: PX sửa chữa cơ khí và rèn

S = S +S = 1387,98(kVA)


2.S


chế tạo (750-35/0,4)

2.750 > 1387,98 - Kiểm tra lại điều kiện quá tải MBA khi có sự cố xảy ra: S = 70%.S

S


e. Trạm biến áp B5:

- Cung cấp cho: PX nhiệt luyện và Bộ phận nén khí

S = S +S = 977,64(kVA)


2.S

- Chọn máy biến áp có dung lượng 500(kVA) do công ty Thiết bị điện Đông Anh

chế tạo (500-35/0,4)

2.500>977,64


S = 488,82(kVA)


f. Trạm biến áp B6:

- Cung cấp cho: kho vật liệu và phòng thiết kế

S = S +S = 504,63(kVA)


2.S

- Chọn máy biến áp có dung lượng 320(kVA) do công ty Thiết bị điện Đông Anh

chế tạo (320-35/0,4)

2.320>504,63


S


Kết quả tính toán, lùa chọn MBA

Bảng 3-1: Chọn dung lượng - sè lượng trạm BA

Sau khi tính toán lùa chọn số lượng MBA tính công suất dự trữ để phát triển

phụ tải trong tương lai:

Công suất dự trữ: S % = = 29,86%

3.4. Các phương án đi dây mạng cao áp – Chỉ tiêu kinh tế của các phương án

3.4.1. Khảo sát:

Phương án cung cấp điện bao gồm những vấn đề chính sau: cấp điện áp ,

nguồn điện sơ đồ nối dây phương thức vận hành…… đó là những vấn đề quan

trọng bởi khi xác định đúng đắn và hợp lý các vấn đề đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới

việc vận hành, khai thác và phát huy hiệu quả của hệ thống cung cấp điện. Sai lầm

trong khi xác định các phương án cung cấp điện sẽ gây hậu quả xấu về lâu dài. Do

vậy việc xác định được phương án cung cấp điện hợp lý nhất ta cần phải thu thập và

phân tích đầy đủ dữ liệu ban đầu trong đó quan trọng nhất là dữ liệu phụ tải điện.

Một phương án cung cấp điện được coi là hợp lý nếu thoả mãn những yêu cầu

cơ bản sau:

+ Đảm bảo chất lượng điện tức là đảm bảo tần số và điện áp nằm trong phạm

vi cho phép

+ Đảm bảo độ tin cậy tính liên tục cung cấp điện phù hợp yêu cầu của phụ tải

+ Thuận tiện trong vận hành lắp ráp và sửa chữa

+ Có chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật hợp lý

3.4.2. Sơ đồ nối dây của mạng điện cao áp:

Khi chọn sơ đồ nối dây của mạng điện chúng ta phải căn cứ vào tính chất hộ

dùng điện, trình độ chuyên môn của công nhân, vốn đầu tư

Sơ đồ nối dây thường có 2 dạng sau đây:

+ Sơ đồ phân nhánh:

Ưu điểm: Vốn đầu tư Ýt

Nhược điểm: Độ tin cậy cung cấp điện không cao

+ Sơ đồ hình tia:

Ưu điểm: Nối dây rõ ràng mỗi hộ dùng điện được

cung cấp từ mét đường dây do đó Ýt chịu ảnh hưởng

lẫn nhau vì vậy độ tin cậy cung cấp điện tương đối

cao dễ thực hiện các phương pháp bảo vệ và tự động

hoá, vận hành và bảo quản.

Nhược điểm: Vốn đầu tư lớn

3.4.3. Lùa chọn cáp và dây dẫn cho các phương án

Dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm PPTT ta dùng loại dây AC. Đối

với dây dẫn từ trạm PPTT về đến các MBA phân xưởng để đảm bảo mỹ quan an

toàn và tiết kiệm diện tích sử dụng ta sử dụng cáp ngầm cụ thể là cáp đồng.

Do các đường dây dài cùng một tiết diện trên toàn bộ chiều dài của nó đưa

đến việc sử dụng một khối lượng kim loại màu lớn. Do đó nếu thời gian sử dụng

công suất cực đại T lúc đó chọn dây dẫn theo mật độ dòng điện không đổi sẽ có

tổn thất công suất nhỏ.

Phương án 1: Hình tia

98

22

11

TPPTT

6bbbbb66666

4

53

710

H íng ®iÖn ®Õn

a. Chọn tiết diện dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm PPTT dài

12km:

- Ta dùng lé kép, loại dây AC

- Với dây AC và T = 3400h tra bảng ta được mật độ dòng điện kinh tế

J = 1,1 (A/mm )

- Dòng điện làm việc lớn nhất của nhà máy là:

I = = = 66,6(A)

- Tiết diện tính toán của dây dẫn là:

F =60,05(mm )

- Tra bảng ta chọn tiết diện dây dẫn 35kV nối từ trạm biến áp trung gian về trạm

PPTT loại dây AC-70

- Kiểm tra điều kiện sự cố: giả sử khi xảy ra sự cố nặng nề nhất đứt một đường dây

khi đó đưòng dây còn lại phải chịu dòng I = 2.I

- Điều kiện kiểm tra : K.I

Trong đó: K - là hệ số hiệu chỉnh K= 1

I - là dòng điện làm việc lâu dài cho phép

- Tra PL V9 với dây AC-70 làm việc ngoài trời vùng nóng có I = 174(A)

K.I = 2.I = 133,2(A)

- Dây đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố

b. Chọn cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp B1:

- Chọn phương án đi cáp ngầm

- Dòng điện làm việc lớn nhất của cáp là:

I = 17,77(A)

- Với cáp đồng và T = 3400h tra bảng ta được: J = 3,1(A/mm )

- Tiết diện tính toán của cáp dẫn là:

F = = 5,7(mm )

Chọn cáp đồng XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURUKAWA của Nhật sản

xuất. Có tiết diện chọn mức tối thiểu là 50(mm )

- Kiểm tra điều kiện sự cố: Mạng điện là 35kV, chọn cáp vượt cấp nên không cần

kiểm tra điều kiện sự cố.

- Vậy dây đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố.

Đối với cáp từ trạm PPTT đến các trạm biến áp còn lại vì có S nhá hơn trạm

B1 nên ta đều chọn cáp đồng XLPE đai thép vỏ PVC có tiết diện 50(mm ) thì

không cần tính toán và kiểm tra điều kiện sự cố

- Kiểm tra lại điều kiện tổn thất điện áp:

Trong đó: P, Q - là công suất tác dụng và phản kháng của phụ tải

R, X – là điện trở và điện kháng của đường dây

U - là điện áp đường dây

- Tổn thất công suất trên các đoạn cáp

- Tổn thất công suất trong phương án 1 là:

= 23,38 kW

Các thông số tính toán và ghi trong bảng:

Bảng 3-2: Tổn thất điện áp trong phương án 1

Đường dây

P(kW)

Q(kVAr)

l(km)

r( /km)

x( /km)

R( )

X( )

U(kV) (kV)

BATG-PPTT 4370,35 4689,7

1 3 0,460 0,56 1,38 1,68 35 0,199

PPTT-B1 1516,87 1530 0,1 0,494 0,13 0,0494 0,013 35 0,0015

PPTT-B2 1051,5 1040,4 0,04 0,494 0,13 0,02 0,0052 35 0,0003

PPTT-B3 979,45 1231,2 0,1 0,494 0,13 0,0494 0,013 35 0,0009

PPTT-B4 942,625 1015,4 0,05 0,494 0,13 0,0247 0,0065 35 0,0005

PPTT-B5 657,75 720 0,225 0,494 0,13 0,1235 0,0325 35 0,0015

PPTT-B6 314,75 325,14 0,2 0,494 0,13 0,0988 0,026 35 0,0006

Ta thấy rằng : = 1,75(kV)

- Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp

Kết quả chọn cáp dẫn cho phương án 1

Bảng 3- 3: Lùa chọn cáp dẫn cao áp của PA1

* Từ T = 3400h và cos =0,68 K = 214.500.000đ = (0,124+T .10 ) .8760 = 3411h

Z = (a +a ).K+C.

Trong đó : a là hệ số khấu hao vận hành đối với cáp

a hệ số vốn đầu tư tiêu chuẩn

C giá điện năng

- Lấy a = 0,1; a =0,2; C = 750đ/kWh - Chi phí phương án 1 là:

Z = (0,1+0,2)214.500.000+750.23,38.3411 = 124.176.676đ

Phương án 2:

a. Chọn cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp B2:


I = 30(A)

H íng ®iÖn ®Õn

9

4

6

3

1

2

B

BB

TPPTT

B

B

B 9

7

10

2 4 6

8

53

1



F = = 9,7(mm )





- Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố.

b. Chọn cáp từ trạm B2 đến trạm biến áp B1


I = 17,77(A)



F = = 5,7(mm )






c. Chọn cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp B3


I = 17,14(A)



F = = 5,53(mm )






d. Chọn cáp từ trạm B3 đến trạm biến áp B6


I = 4,16(A)



F = = 5,3(mm )






e. Chọn cáp từ trạm PPTTđến trạm biến áp B4


I = 19,5(A)



F = = 6,3(mm )






f. Chọn cáp từ trạm B4 đến trạm biến áp B5


I = 8(A)



F = = 2,6(mm )






- Kiểm tra lại điều kiện tổn thất điện áp:

- Tổn thất công suất trên các đoạn cáp:

- Tổn thất công suất trong phương án 2 là: = 32,29 kW

Bảng 3-4: Tổn thất điện áp trong phương án 2

Đường dây

P(kW)

Q(kVAr)

l(km)

r( /km)

x( /km)

R( )

X( )

U(kV) (kV)

BATG-PPTT 4370,35 4689,71 3 0,460 0,56 1,38 1,68 35 0,199

PPTT-B1 1516,87 1530 0,1 0,494 0,13 0,0494 0,013 35 0,0015

PPTT-B2 1051,5 1040,4 0,04 0,494 0,13 0,02 0,0052 35 0,0003

PPTT-B3 979,45 1231,2 0,1 0,494 0,13 0,0494 0,013 35 0,0009

PPTT-B4 942,625 1015,4 0,05 0,494 0,13 0,0247 0,0065 35 0,0005

PPTT-B5 657,75 720 0,225 0,494 0,13 0,1235 0,0325 35 0,0015

PPTT-B6 314,75 325,14 0,2 0,494 0,13 0,0988 0,026 35 0,0006

- Ta thấy rằng : = 1,75(kV)

- Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp

Kết quả chọn cáp dẫn cho phương án 2

Bảng 3-5: Lùa chọn cáp dẫn cao áp của PA2

Từ T =3400h và cos =0,68 K2= 180.000.000đ = (0,124+T .10 ) .8760 = 3411h

Z = (a +a ).K+C.Trong đó : a là hệ số khấu hao vận hành đối với cáp

a hệ số vốn đầu tư tiêu chuẩn

C giá điện năng

- Lấy a = 0,1; a =0,2; C = 750 đ/kWh

- Chi phí phương án 2 là:

Z = (0,1+0,2)180.000.000+750.32,39.3411 = 136.605.893đ

3.5. Chọn phương án tối ư

Vốn đầu tư K bao gồm tiền mua các thiết bị: MBA, thiết bị bảo vệ, máy cắt,

áptômát, cầu dao, cầu chì, dây dẫn, cột, xà, sứ…. và tiền xây dựng, xây trạm biến

áp, trạm phân phối trung tâm, tiền đất đai, tiền đào đường cáp ( đi cáp ngầm )….

Do các phương án tương đương nhau về tiền mua MBA, các thiết bị bảo vệ

và tiền xây dựng nên không đưa vào để so sánh kinh tế mà chúng ta chỉ so sánh

phần khác nhau đó là tiền mua cáp. Bảng so sánh kinh tế giữa các phương án:

Bảng 3-6: So sánh kinh tế giữa các phương án

Qua kết quả ở bảng trên so sánh ta chọn PA1 là phương án tối ưu mạng cao

áp, phương án này không những có Z nhỏ lại dễ quản lý, vận hành, sữa chữa do đi

cáp hình tia. Ta dùng cách nối dây hình tia: Từ trạm PPTT tới mỗi trạm biến áp ta

đi một đường dây riêng biệt có máy cắt điện cho từng máy riêng biệt. Đường dây từ

trạm biến áp trung gian đến trạm PPTT ta dùng đường dây trên không với dây dẫn

là AC70( 2 lé). Các đường dây dẫn từ trạm phân phối trung tâm đến các trạm BA

phân xưởng ta dùng dây cáp đồng XLPE có tiết diện 50(mm ). Từ trạm PPTT đến

các trạm biến áp ta dùng 2 sợi song song đấu cho 2 MBA của mỗi trạm

1

3 5

8

642

107

9B

B

B

TPPTT

BB

B2

1

8

6

4

5

H íng ®iÖn ®Õn2xlpe(3.50)

2xlpe(3.50)

2xlpe(3.50) 2xlpe(3.5

0)

2ac70

3.6. Lùa chọn sơ đồ trạm phân phối trung tâm và trạm biến áp phân xưởng:

3.6.1. Trạm phân phối trung tâm

Trạm làm nhiệm vụ nhận điện áp từ trạm trung gian quốc gia cấp điện áp

35kV tại đây điện áp được phân phối tới các trạm biến áp phân xưởng .Trạm PPTT

chỉ có các thiết bị bảo vệ đóng cắt không có MBA. Do phụ tải thuộc loại quan trọng

nên ta chọn dùng hệ thanh góp phân đoạn

Sơ đồ hệ thống một thanh góp phân đoạn

Tại mỗi tuyến dây vào ra thanh góp và liên lạc giữa 2 phân đoạn thanh góp

dùng máy cắt hợp bộ. Để bảo vệ chống sét đường dây vào trạm, ta đặt chống sét van

trên mỗi phân đoạn thanh góp. Đặt mỗi phân đoạn thanh góp 1 MBA đo lường 3

pha 5 trụ có cuộn tam giác hở báo trạm đất 1pha trên cáp 35kV.

Chọn dùng các tủ hợp bộ do hãng SIMENS, máy cắt loại 8DA10 cắt điện

bằng SF6 không cần bảo trì.

Toàn trạm PPTT có 19 thiết bị sau: 2 tủ máy cắt đầu vào; 2 tủ chống sét; 2 tủ

BU; 1 tủ máy cắt phân đoạn; 12 tủ đặt máy cắt đầu ra

Bảng 3- 7: Thông số máy cắt

3.6.2. Trạm biến áp phân xưởng.

Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi điện áp 35KV của mạng

phân phối thành điện áp 380/220V cung cấp điện cho mạng phân xưởng. Do trạm

biến áp phân xưởng đặt rất gần trạm PPTT nên phía cao áp đặt dao cách ly và cầu

chì. Phía hạ áp đặt áp tô mát tổng, áp tô mát nhánh và đặt thêm áp tô mát liên lạc

giữa 2 phân đoạn :

Các trạm biến áp phân xưởng đều đặt 2 MBA nên trong trạm biến áp phân

xưởng gồm có các thiết bị sau: 2 tủ cao áp – 2 tủ MBA-2 tủ A tổng-2 tủ A nhánh-1

tủ A phân đoạn

3.7. Lùa chọn và kiểm tra dây dẫn, khí cụ điện:

3.7.1. Khảo sát

Trong điều kiện vận hành các khí cụ điện, sứ cách điện và các chế độ dẫn

điện khác ở 1 trong 3 chế độ sau:

- Chế độ làm việc lâu dài

- Chế độ quá tải

- Chế độ ngắn mạch

Trong chế độ làm việc lâu dài các sứ cách điện, khí cụ điện và bộ phận dẫn

điện khác làm việc tin cậy nếu chóng được chọn theo đúng điện áp và dòng điện

định mức.

Trong chế độ quá tải dòng điện qua khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác

sẽ lớn hơn dòng định mức. Sự làm việc tin cậy của các phần tử được đảm bảo bằng

cách quy định giá trị và thời gian điện áp hay dòng điện tăng cao không vượt quá

dòng điện cho phép. Trong tình trạng ngắn mạch các khí cụ điện, sứ cách điện và

các bộ phận dẫn điện khác vẫn đảm bảo làm việc tin cậy nếu quá trình lùa chọn có

S¬ ®å l¾p ®Æt tr¹m TBAPX 35kV

0,4

(MBA-35/ 0,4)

các thông số thông qua điều kiện ổn định nhiệt và ổn định động. Việc lùa chọn các

khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác phải đảm bảo yêu cầu kinh tế- kỹ thuật.

3.7.2. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn

Dây dẫn có dòng điện đi qua sẽ bị phát nóng lên vì có các tổn thất công suất.

Với cáp từ trạm PPTT đến trạm BAPX ta chỉ kiểm tra với tuyến có dòng N lớn

nhất.

F = 50mm >6.8,763. = 37,18mmVậy cáp 50mm cho các tuyến là hợp lý

3.7.3. Lùa chọn, kiểm tra máy cắt điện 2 lé vào và máy cắt phân đoạn.

Máy cắt là thiết bị quan trọng dùng để đóng cắt dòng điện phụ tải, cắt dòng

điện ngắn mạch. Máy cắt là loại thiết bị đóng cắt làm việc tin cậy song giá thành

cao nên chỉ dùng nơi quan trọng.

Chọn máy cắt đầu vào loại 8DA10 do hãng SIEMENS chế tạo có các thông

số kỹ thuật ( Tra bảng PL-III.2) Tài liệu “ Thiết kế cấp điện” của Ngô Hồng Quang

Bảng 3-8: Thông số máy cắtSo sánh kết quả tính dòng N với các thông số của tủ máy cắt 8DA10 đặt tại

trạm PPTT nhận thấy : Máy cắt và thanh góp có khả năng cắt và ổn định dòng N lớn

hơn nhiều (40kA và 110 kA so với 8,824kA và 22,462kA). Vậy máy cắt đã chọn

thoả mãn điều kiện kiểm tra

4. Lùa chọn, kiểm tra máy cắt các lé ra của trạm PPTT

Tất cả các máy cắt đầu ra của trạm PPTT đều chọn cùng một loại máy cắt

BM-35 do Liên Xô chế tạo có các thông số kỹ thuật sau: ( Tra bảng PL-2.13-TL1)

Bảng 3-9: Thông số máy cắtUDo chọn cùng một loại máy cắt nên chỉ cần kiểm tra điều kiện đường dây vào

trạm B1 có dòng I = 17,77(A)

Bảng 3-10: Bảng kiểm tra máy cắtVậy máy cắt đã chọn thoả mãn điều kiện kiểm tra.

3.8. Sơ đồ nối điện mạng cao áp toàn nhà máy.

TG-35kV

Tõ TR¹M BIÕN ¸P TRUNG GIAN §ÕN

MCLL TG-35kV

8DA108DA10

8DA10PCB - 35

XLPH-3.50

B1 B2 B3 B4 B5 B62.1250 2.750 2.1000 2.750 2.500 2.320

0,4kV

AC - 120

lêi nãi ®Çudulieu.tailieuhoctap.vn/books/luan-van-de-tai/luan-van... · web view- dòng điện...

Documents