Thiết kế cấp điện cho nhà máy đường

Lêi nãi ®Çu Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, nghành công nghiệp điện lực luôn giữ một vai trò vô cùng quan trọng. Ngày nay điện năng đã trở thành dạng năng lượng không thể thiếu trong hầu hết mọi lĩnh vực, khi bắt đầu xây dựng một nhà máy mới, một khu công nghiệp mới, một khu dân cư… thì công việc đầu tiên người ta tính đến là việc thiết kế hệ thống cấp điện của công trình để phục vụ cho sản xuất và tiêu dùng cũng như sinh hoạt của công trình đó. Để giúp cho sinh viên dễ tiếp cận với thực tế trong sản xuất thì trong quá trình học môn Hệ thống cung cấp điện em đã được nhận đồ án “Thiết kế cấp điện cho nhà máy đường”. Bản thiết kế môn học cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp nhằm mục đích giúp sinh viên biết vận dụng những kiến thức đã học vào việc thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Nhiệm vụ thiết kế môn học tuy không lớn nhưng đòi hỏi sinh viên phải có tương đối đầy đủ kiến thức tổng hợp, nó là bứoc đầu tập dượt giúp sinh viên có một số kinh nghiệm khi thiết kế tốt nghiệp cũng như công tác sau này. Trong quá trình làm đồ án với sự cố gắng của bản thân cung với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn đặc biệt là sự chỉ bảo tận tình của thầy Đặng Quốc Thống đã giúp em hoàn thành thiết kế này. Trong quá trình thiết kế, do kiến thức thực tế còn có hạn nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu xót. Em mong đuợc sự nhận xét và góp ý của thầy cô và các bạn để bản thiết kế của em được hoàn chỉnh hơn. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn trực tiếp là thầy Đặng Quốc Thống đã giúp em hoàn thành thiết kế môn học. Ch­¬ng I Giíi thiÖu chung vÒ nhµ m¸y VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ Trong cuộc sống hiện tại thì đường là một sản phẩm và đồng thời cũng là một nguyên liệu quan trọng trong nhiều ngành sản xuất nhất là ngành chế biến bánh kẹo và thưc phẩm.Chính vì thế mà ngành sản xuất ra nó đóng một vai trò khá quan trọng trong nên kinh tế của đất nước. Nhà máy đường củ cải là một nhà máy khá lớn với quy mô 9 phân xưởng và nhà máy làm việc,với đặc trưng của nhà máy nên nó thường được xây dựng trên các khu vực gần với nguyên liệu tức là nó được xây dựng trên các địa bàn có đất đai thuận lợi cho việc cấp nguồn nguyên liêụ cho nhà máy. Dựa vào việc phân tích trên thì ta xếp nhà máy đường vào hộ phụ tải loại II,tức là nó cho phép mất điện từ 1 đến 2 giờ để sửa chữa và thay thể nguồn cung cấp. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN BỐ PHỤ TẢI Nhà máy đường làm việc theo chế độ 3 ca với thời gian sử dụng công suất là cực đại,các thiết bị làm việc với công suất định mức.Do đặc điểm riêng của các phân xường ,công suất và nhu cầu điện sử dụng của mỗi phân xưởng mà ta xếp các phân xưởng theo các loại phụ tải điện khác nhau.Trong đó thì phân xưởng sửa chữa cơ khí,các kho (kho thành phẩm,kho than,kho củ cải),trạm bơm thì được xếp vào phụ tải loại III các phân xưởng hay các khu còn lại thì được xếp vào phụ tải loại II. Theo dự tính thiết kế thì nhà máy đường được cấp nguồn cách nhà máy 15Km bằng đường dây trên không,dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực là: 250MVA. Danh sách các phân xưởng và công suất đặt của nhà máy cho bởi bảng sau: Bảng 1.1 - Danh sách các phân xưởng và kho trong nhà máy TT Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) Kho củ cải đường 350 Phân xưởng thái và nấu củ cải đường 700 Bộ phận cô đặc 550 Phân xưởng tinh chế 750 Kho thành phẩm 150 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán Trạm bơm 600 Nhà máy nhiệt điện (tự dùng 12%) (Không tính toán) Kho than 350 Phụ tải điện cho thị trấn 5000 Chiếu sáng phân xưởng Xác đinh theo diện tích 1.3 ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ Nhà máy đường thường được xây dựng tài các địa bàn gần nguồn vật liệu để thuận tiện cho việc vận chuyển cung cấp vật liệu kịp thời cho việc sản xuất.Tuỳ thuộc vào loại vật liệu dùng(củ cải đường,mía) mà các nhà máy có công nghệ sản xuất khác nhau.Trong nhà máy củ cải đường thì vật liệu củ cải đường lần lượt qua các khâu chế biến tử thô ,tinh cho tới khi thành sản phẩm cụ thể và công việc chế biến này thì được thực hiện theo một dây chuyền trong nhà máy liên tiếp nhau. Kho thành phẩm SP1 SP2 SP3 SPk Kho chứa củ cải Phân xưởng thái và nấu củ cải Bộ phận cô đặc Phân xưởng tinh chế Hình 1.1 - Dây chuyền hoạt động của nhà máy Nguyên liệu lần lượt đi qua các khâu chế biến và sau cùng sau khi qua kho thành phẩm thì được chể biến thành các dạng sản phẩm khác nhau vi dụ như: đường gói , đường bột hay là nguyên liệu cho các ngành sản xuất khác. Ch­¬ng II X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n 2.1. ®Æt vÊn ®Ò Phụ tải tính toán là đại lượng đặc trưngcho khả năng sử dụng công suất của 1 hay 1 nhóm thiết bị dùng điện. Đó là công suất giả định không đổi suốt quá trình làm việc, nó gây ra hậu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách nhiệt đúng bằng công suất thực tế đã gây ra cho thiết bị trong quá trình làm việc. Vì vậy khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó nhiệm vụ đàu tiên là xác định phụ tải tính toán của công trình ấy. Tuỳ theo quy mô của công trình mà phụ tải điện phải được xác định theo thực tế hoặc phải tính tới khả năng phát triển của công trình trong nhiều năm sau đó. Phụ tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt… tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng lựa chọn bù công suất phản kháng … Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công suất và số lượng các máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình sản xuất …Nếu phụ tải tính toán xác định là nhỏ hơn phụ tải thực tế thì hệ thống sẽ không đảm bảo cung cấp đầy đủ cho phụ tải dẫn tớí hệ thống phá hỏng hệ thống, giảm tuổi thọ các thiết bị. Nếu phụ tải tính toán xác định là lớn hơn so với phụ tải thực tế thì hệ thống sẽ dư thừa công suất gây lãng phí, gia tăng thêm tổn thất trên các trạm biến áp kéo theo sự ứ đọng vốn đầu tư. Đã có nhiều nghiên cứu để tìm ra phương pháp xác định phụ tải tính toán. Tuy nhiên chưa có phương pháp nào thật hiệu quả và chính xác. Những phương pháp đơn giản thì có khối lượng tính toán ít nhưng kết quả ít tin cậy, thiếu chính xác. Còn những phương pháp cho kết quả tin cậy thì có khối lượng tính toán lớn, lưọng thông tin về phụ tải lớn khó thực hiện được. Sau đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường gặp trong thực tế 2.1.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán(PTTT) theo hệ số Knc và công suất Pđ Công thức tính Trong đó Knc là hệ số nhu cầu của thiết bị tra trong sổ tay Pđ là công suất đặt cảu thiết bị hoặc nhóm thiết bị cho phép Pđ Pdđ tính từ Phương pháp này đơn giản, khối lượng tính toán ít song kết quả thiếu tin cậy nên chỉ dùng trong trường hợp tính toán thiết kế sơ bộ. 2.1.2 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số Khd và công suất Ptb Công thức tính Trong đó Khd hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay Ptb là công suất của thiết bị hay nhóm thiết bị Phương pháp này ít dùng do chưa biết đồ thị phụ tải 2.1.3. Phương pháp xác định PTTT theo công suất Ptb và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình Công thức tính Trong đó là độ lêch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình là hệ số tán xạ của Phương pháp này it dùng do chưa biết đồ thị phụ tải 2.1.4. Phương pháp xác định PTTT theo công Ptbvà hệ số Kmax Công thức tính Trong đó Ksd là hệ số sử dụng tra trong sổ tay Kmax là hệ số cực đại tra trong sổ tay kĩ thuật nhq là số thiết bị dùng điện hiệu quả Ptb = Pdđ công suất danh định của thiết bị(KW) 2.1.5. Phương pháp xác định PTTT theo suất chi phí điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm Công thức tính Trong đó a0 suất chi phí điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm tra trong sổ tay hoặc theo thống kê M số sản phẩm sản xuất trong một năm Tmax là thời gian sử dụng công suất lớn nhất 2.1.6. Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện cho 1 đơn vị diện tích Công thức tính Trong đó p0 là suất trang bị điện cho một đơn vị diện tích() F diện tích bố trí thiết bị(m2) Phương pháp này hay dùng để xác định PTTT các nhà máy xí nghiệp đã có phân bố phụ tải điện 2.1.7. Phương pháp xác định PTTT trực tiếp Sử dụng trong các trường hợp sau đây + Phụ tải tính toán không nhiều song lại đa dạng nên với mỗi mảng phụ tải cần điều tra và thống kê lựa chọn 1 phương pháp xác địng phụ tải tính toán thích hợp. Trên cơ sở đó sẽ xác định được toàn bộ phụ tải tính toán cần thiết kế có tính tới hệ số đồng thời. + Là phụ tải khá lớn song tương đối giống nhau, có thể tiến hành điều tra và tính toán cho 1 đơn vị phụ tải rồi suy ra phụ tải tính toán của khu vực cần thiết kế. 2.2 x¸c ®Þnh PTTT cña ph©n x­ëng c¬ khÝ 2.2.1 Phương pháp xác định phụ tải theo công suất trung bình Ptb và hệ số cực đại Kmax Phụ tải tính toán được xác định theo công thức sau Trong đó Pdđi Công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm n Số thiết bị trong nhóm Ksd là hệ số sử dụng của thiết bị Kmax là hệ số cực đại tra trong sổ tay Kmax = f(nhq,Ksd) nhq Số thiết bị điện dùng điện hiệu quả( Là số thiết bị có cùng công suất, cùng làm việc gây ra 1 hiệu quả phát điện hoặc mức độ huỷ hoại cách điện đúng bằng số thiết bị thực tế gây ra trong một quá trình làm việc). Xác định nhq như sau Tuy nhiên công thức trên không thuận tiện khi số thiết bị trong nhóm lớn. Do đo trong thực tế thường dung các cách tính như sau: Khi thì nhq = n nhưng nếu trong nhóm n thiết bị mà có n1 thiết bị tổng công suất của chúng không lớn hơn 5% tổng công suất của cả nhóm thì nhq = n – n1 Trong đó: Pdđmax là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pdđmin là công suất của thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm Khi thì Khi không áp dụng được các trường hợp trên thì dùng phương pháp như sau: Bước 1: Tính n và n1 Trong đó: n là tổng số thiết bị trong nhóm n1 là số thiết bị có công suất > một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Bước 2: Tính tổng công suất của cả nhóm P, tổng công suất của n1 thiết bị P1. Rồi sau đó tính các tỷ số sau Dựa vào n* và P* ta tra sổ tay kĩ thuật tìm được nhq* = f(n*,P*) Bước3: Sau đó tính nhq như sau nhq = nhq* .n + Nếu nhq < 4 thì tính phụ tải tính toán theo công thức sau Kti là hệ số tải lấy gần đúng như sau: kt = 0,9 với các thiết bị làm việc dài hạn kt = 0,75 với các thiết bị làm việc ngắn hạn + Nếu nhq > 4 thì dựa vào nhq tra hệ số Kmax Bước 4: Tính phụ tải tính toán theo công thức sau Trong quá trình tính toán cần chú ý quy đổi + Đổi nhóm thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại sang chế độ làm việc dài hạn theo công thức sau: TĐ% hệ số đóng điện phần trăm +Qui đổi nhóm phụ tải một pha về phụ tải dung điện 3 pha Thiết bị một pha đấu vào điện áp pha: Pqđ = 3. Pđm Thiết bị một pha đấu vào điện áp dây: Pqđ = 2.2.2. Trình tự xác định phụ tải theo phương pháp Ptb và Kmax Phân nhóm phụ tải: Trong mỗi phân xưởng thì có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo một số các nguyên tắc sau: * Các thiết bị trong cung một nhóm thì cần phải gần nhau đe giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy mà tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng. * Chế độ làm việc của các thiết bị trong cung một nhóm nên giông nhau đe việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cấp điện. * Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dung trong phân xưởng. Sô lượng thiết bị trong một nhóm không qua nhiều vì đầu ra của tủ động lực là từ 8-:- 12 Tuy nhiên để thoả mãn hết các yêu cầu trên là hoàn toàn khó thực hiện được. Dựa vào vị trí của các thiết bị trong sơ đồ và theo các nguyên tắc trên ta phân nhóm phụ tải như sau: Bảng 2.1 - Phân nhóm phụ tải của phân xưởng SCCK Tt Tªn thiÕt bÞ Sè l­îng kÝ hiÖu trªn mÆt b»ng c«ng suÊt Pđm(kW) Iđm(A) 1 m¸y Toµn bé 1 2 3 4 5 6 7 Nhãm i 1 Máy cưa kiểu đại 1 1 1,0 1,0 2,62 2 Khoan bàn 1 3 0,65 0,65 1,7 3 Máy mài thô 1 5 2,8 2,8 7,34 4 Máy khoan đứng 1 6 2,8 2,8 7,34 5 Máy bào ngang 1 7 4,5 4,5 11,81 6 Máy xọc 1 8 2,8 2,8 7,34 Céng nhãm I 6 14,55 14,55 Nhãm II 1 M¸y mµi trßn v¹n n¨ng 1 9 2,8 2,8 7,34 2 Máy phay răng 1 10 4,5 4,5 11,81 3 Máy phay vạn năng 1 11 7,0 7,0 18,37 4 Máy tiện ren 1 12 8,1 8,1 21,26 5 Máy tiện ren 1 13 10 10 26,24 1 2 3 4 5 6 7 6 Máy tiện ren 1 14 14 14 36,74 7 Máy tiện ren 1 15 4,5 4,5 11,81 8 Máy tiện ren 1 16 10,0 10,0 26,24 9 Máy khoan đứng 1 18 0,85 0,85 2,23 Céng nhãm II 9 61,75 61,75 Nhãm III 1 Máy tiện ren 1 17 20 20 52,5 2 Cầu trục 1 19 24,2 24,2 63,51 3 Máy khoan bàn 1 22 0,85 0,85 2,23 4 Bể dầu có tăng nhiệt 1 26 2,5 2,5 6,56 5 Máy cạo 1 27 1 1 2,62 6 Máy mài thô 1 30 2,8 2,8 7,34 7 Máy nén cắt liên hợp 1 31 1,7 1,7 4,46 8 Máy màí phá 1 33 2,8 2,8 7,34 9 Quạt lò rèn 1 34 1,5 1,5 3,94 10 Máy khoan đứng 1 38 0,85 0,85 2,23 Céng nhãm III 10 58,2 58,2 Nhãm IV 1 Bể ngâm dung dịch kiềm 1 41 3 3 7,87 2 Bể ngâm nước nóng 1 42 3 3 7,87 3 Maý cuốn dây 1 46 1,2 1,2 3,15 4 Máy cuốn dây 1 47 1,0 1,0 2,62 5 Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt 1 48 3 3 7,87 6 Tủ xấy 1 49 3 3 7,87 7 Máy khoan bàn 1 50 0,65 0,65 1,71 8 Máy mài thô 1 52 2,8 2,8 7,35 9 Bàn thử nghiệm TBĐ 1 53 7,0 7,0 18,37 10 Chỉnh lưu Sêleinu 1 69 0,6 0,6 1,57 Céng nhãm IV 10 27,25 27,25 Nhãm V 1 Bể khử dầu mỡ 1 55 3 3 7,87 2 Lò điện để luyện khuôn 1 56 5 5 13,12 3 Lò điện để nấu chảy bakit 1 57 10 10 26,24 4 Lò điện mạ thiếc 1 58 3,5 3,5 9,2 5 Quạt lò đúc đồng 1 60 1,5 1,5 3,94 6 Máy khoan bàn 1 62 0,65 0,65 1,71 1 2 3 4 5 6 7 7 Máy uốn các tấm mỏng 1 64 1,7 1,7 4,46 8 Máy mài pha 1 65 2,8 2,8 7,35 9 Máy hàn điểm 1 66 25kVA 25kVA Céng nhãm V 9 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải a. Nhóm 1 Số liệu tính toán của phụ tải nhóm 1 cho trong bảng sau Bảng 2.2 Số liệu tính toán của nhóm 1 Tt Tªn thiÕt bÞ Sè l­îng kÝ hiÖu trªn mÆt b»ng C«ng suÊt Pđm(kW) Iđm(A) 1 m¸y Toµn bé 1 Máy cưa kiểu đại 1 1 1,0 1,0 2,53 2 Khoan bàn 1 3 0,65 0,65 1,65 3 Máy mài thô 1 5 2,8 2,8 5,82 4 Máy khoan đứng 1 6 2,8 2,8 11,39 5 Máy bào ngang 1 7 4,5 4,5 11,39 6 Máy xọc 1 8 2,8 2,8 7,09 Céng nhãm I 6 14,55 14,55 Tra phụ lục PLI.1(TL 1) ta tìm dược ta có Tổng số thiết bị của nhóm n = 6 Tổng số thiết bị có công suất 1/2 công suất của thiết bị có công suất max n1 =4 Tổng công suất của các thiết bị là Tổng công suất của n1 thiết bị là Ta có Tra phụ lục PLI.5 (TL1) ta có Số thiết bị dùng điện hiệu quả là Tra phụ lục PLI.6 (TL1) ta có Phụ tải tính toán của nhóm 1: Trong đó Iđn là dòng điện đỉnh nhọn Ikđmax là dòng điện khởi động của thiết bị có dòng khởi động max Ikđmax = Kkđ.Idđkđ Kkđ là hệ số khởi động 5 -:- 7 Idđkđ dòng điện danh định khởi động Kđt hệ số đồng thời 0,8 -:- 0,85 Ta chọn Kđt = 0,8; Kkđ = 6; Idđkđ – dòng điện định mức của thiết bị có dòng định mức lớn nhất trong nhóm b. Nhóm 2 Số liệu tính toán của phụ tải nhóm 2 cho trong bảng sau Bảng 2.3 Số liệu tính toán của nhóm 2 Tt Tªn thiÕt bÞ Sè l­îng kÝ hiÖu trªn mÆt b»ng C«ng suÊt Pđm(kW) Iđm(A) 1 m¸y Toµn bé 1 M¸y mµi trßn v¹n n¨ng 1 9 2,8 2,8 11,39 2 Máy phay răng 1 10 4,5 4,5 11,39 3 Máy phăy vạn năng 1 11 7,0 7,0 17,7 4 Máy tiện ren 1 12 8,1 8,1 20,5 5 Máy tiện ren 1 13 10 10 25,32 6 Máy tiện ren 1 14 14 14 35,5 7 Máy tiện ren 1 15 4,5 4,5 11,39 8 Máy tiện ren 1 16 10,0 10,0 25,32 9 Máy khoan đứng 1 18 0,85 0,85 2,152 Céng nhãm II 9 61,75 61,75 Tra phụ lục PLI.1(TL 1) ta tìm dược ta có Tổng số thiết bị của nhóm n = 9 Tổng số thiết bị có công suất 1/2 công suất của thiết bị có công suất max n1 = 5 Tổng công suất của các thiết bị là Tổng công suất của n1 thiết bị là Ta có Tra phụ lục PLI.5 (TL1) ta có Số thiết bị dùng điện hiệu quả là Tra phụ lục PLI.6 (TL1) ta có Phụ tải tính toán của nhóm 2: Trong đó Iđn là dòng điện đỉnh nhọn Ikđmax là dòng điện khởi động của thiết bị có dòng khởi động max Ikđmax = Kkđ.Idđkđ Kkđ là hệ số khởi động 5 -:- 7 Idđkđ dòng điện danh định khởi động Kđt hệ số đồng thời 0,8 -:- 0,85 Ta chọn Kđt = 0,8; Kkđ = 6; Idđkđ – dòng điện định mức của thiết bị có dòng định mức lớn nhất trong nhóm c. Nhóm 3 Số liệu tính toán của phụ tải nhóm 3 cho trong bảng sau Bảng 2.4 Số liệu tính toán của nhóm 3 Tt Tªn thiÕt bÞ Sè l­îng kÝ hiÖu trªn mÆt b»ng C«ng suÊt Pđm(kW) Iđm(A) 1 m¸y Toµn bé 1 Máy tiện ren 1 17 20 20 50,64 2 Cần trục 1 19 24,2 24,2 61,28 3 Máy khoan bàn 1 22 0,85 0,85 2,152 4 Bể dầu có tăng nhiệt 1 26 2,5 2,5 6.33 5 Máy cạo 1 27 1 1 2,53 6 Máy mài thô 1 30 2,8 2,8 7,09 7 Máy nén cắt liên hợp 1 31 1,7 1,7 4,305 8 Máy màí phá 1 33 2,8 2,8 7,09 9 Quạt lò rèn 1 34 1,5 1,5 3,798 10 Máy khoan đứng 1 35 0,85 0,85 2,152 Céng nhãm III 10 58,2 58,2 Tra phụ lục PLI.1 (TL 1) ta tìm dược ta có Tổng số thiết bị của nhóm n = 10 Tổng số thiết bị có công suất 1/2 công suất của thiết bị có công suất max n1 =2 Tổng công suất của các thiết bị là Tổng công suất của n1 thiết bị là Ta có Tra phụ lục PLI.5 (TL1) ta có Số thiết bị dùng điện hiệu quả là Lúc này phụ tải tính toán được xác định theo công thức sau Trong đó Kti - hệ số tải. Kti = 0,9 với các thiết bị làm việc dài hạn Kti = 0,75 với các thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại Phụ tải tính toán của nhóm 3 Trong đó Iđn là dòng điện đỉnh nhọn Ikđmax là dòng điện khởi động của thiết bị có dòng khởi động max Ikđmax = Kkđ.Idđkđ Kkđ là hệ số khởi động 5 -:- 7 Idđkđ dòng điện danh định khởi động Kđt hệ số đồng thời 0,8 -:- 0,85 Ta chọn Kđt = 0,8; Kkđ = 6; Idđkđ – dòng điện định mức của thiết bị có dòng định mức lớn nhất trong nhóm d. Nhóm 4 Số liệu tính toán của phụ tải nhóm 4 cho trong bảng sau Bảng 2.5 Số liệu tính toán của nhóm 4 Tt Tªn thiÕt bÞ Sè l­îng kÝ hiÖu trªn mÆt b»ng C«ng suÊt Pđm(kW) Iđm(A) 1 m¸y Toµn bé 1 Bể ngâm dung dịch kiềm 1 41 3 3 7,6 2 Bể ngâm nước nóng 1 42 3 3 10,13 3 Máy cuốn dây 1 46 1,2 1,2 3,04 4 Máy cuốn dây 1 47 1,0 1,0 2,53 5 Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt 1 48 3 3 10,13 6 Tủ xấy 1 49 3 3 7,6 7 Máy khoan bàn 1 50 0,65 0,65 1,65 8 Máy mài thô 1 52 2,8 2,8 7,09 9 Bàn thử nghiệm TBĐ 1 53 7,0 7,0 17,75 10 Chỉnh lưu Sêleinu 1 69 0,6 0,6 1,52 Céng nhãm IV 10 25,25 25,25 Tra phụ lục PLI.1(TL 1) ta tìm dược ta có Tổng số thiết bị của nhóm n = 10 Tổng số thiết bị có công suất 1/2 công suất của thiết bị có công suất max n1 =1 Tổng công suất của các thiết bị là Tổng công suất của n1 thiết bị là Ta có Tra phụ lục PLI.5 (TL 1) ta có Số thiết bị dùng điện hiệu quả là Tra phụ lục PLI.6 (TL 1) ta có Phụ tải tính toán của nhóm 4: Trong đó Iđn là dòng điện đỉnh nhọn Ikđmax là dòng điện khởi động của thiết bị có dòng khởi động max Ikđmax = Kkđ.Idđkđ Kkđ là hệ số khởi động 5 -:- 7 Idđkđ dòng điện danh định khởi động Kđt hệ số đồng thời 0,8 -:- 0,85 Ta chọn Kđt = 0,8; Kkđ = 6; Idđkđ – dòng điện định mức của thiết bị có dòng định mức lớn nhất trong nhóm e. Nhóm 5 Số liệu tính toán của phụ tải nhóm 5 cho trong bảng sau Bảng 2.5 - Số liệu tính toán của nhóm 5 Tt Tªn thiÕt bÞ Sè l­îng kÝ hiÖu trªn mÆt b»ng C«ng suÊt Pđm(kW) Iđm(A) 1 m¸y Toµn bé 1 Bể khử dầu mỡ 1 55 3 3 10,13 2 Lò điện để luyện khuôn 1 56 5 5 7,6 3 Lò điện để nấu chảy bakit 1 57 10 10 25,32 4 Lò điện mạ thiếc 1 58 3,5 3,5 6,33 5 Quạt lò đúc đồng 1 60 1,5 1,5 3,8 6 Máy khoan bàn 1 62 0,65 0,65 1,65 7 Máy uốn các tấm mỏng 1 64 1,7 1,7 4,305 8 Máy mài pha 1 65 2,8 2,8 7,09 9 Máy hàn điểm 1 66 25kVA 25kVA 32,92 Céng nhãm V 9 Ta thấy trong nhóm này có máy hàn điểm làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại do đó cần quy đổi về dạng làm việc dài hạn. Máy hàn điểm tra phụ lục PLI.1 (TL 1) ta tìm được Quy đổi về chế độ làm việc dài hạn như sau Trong đó TĐ% là hệ số đóng điện tương đối Với máy hàn điểm ta có TĐ% = 0,75 Tra phụ lục PLI.1(TL 1) ta tìm dược ta có Tổng số thiết bị của nhóm n = 9 Tổng số thiết bị có công suất 1/2 công suất của thiết bị có công suất max n1 = 2 Tổng công suất của các thiết bị là Tổng công suất của n1 thiết bị là Ta có Tra phụ lục PLI.5 (TL 1) ta có Số thiết bị dùng điện hiệu quả là Tra phụ lục PLI.6 (TL 1) ta có Phụ tải tính toán của nhóm 5: Trong đó Iđn là dòng điện đỉnh nhọn Ikđmax là dòng điện khởi động của thiết bị có dòng khởi động max Ikđmax = Kkđ.Idđkđ Kkđ là hệ số khởi động 5 -:- 7 Idđkđ dòng điện danh định khởi động Kđt hệ số đồng thời 0,8 -:- 0,85 Ta chọn Kđt = 0,8; Kkđ = 6; Idđkđ – dòng điện định mức của thiết bị có dòng định mức lớn nhất trong nhóm Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưỏng SCCK Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng SCCK xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích: Trong đó + p0 là suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích() + F là diện tích sản xuất( tức là diện tích dùng để đặt máy sản xuất)(m2) Trong phân xưởng SCCK hệ thống chiếu sáng dùng đèn sợi đốt. Tra phụ lục PL I.2(TL 1) ta có Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng là (Đèn sợi đốt có) Xác định phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng + Phụ tải động lực của phân xưởng + Phụ tải của toàn phân xưởng SCCK là Ta có bảng tổng hợp kết quả phụ tải của phân xưởng SCCK Máy tiện ren Máy phay vạn năng Máy phay răng Máy mài tròn vạn năng Nhóm 2 Céng nhãm I Máy xọc Máy bào ngang Máy khoan đứng Máy mài thô Khoan bàn Máy cưa kiểu đại Nhóm 1 1 Tên thiết bị 1 1 1 1 6 1 1 1 1 1 1 2 Số lượng 12 11 10 9 8 7 6 5 3 1 3 Kí hiệu trên bản vẽ 8,1 7,0 4,5 2,8 14,55 2,8 4,5 2,8 2,8 0,65 1,0 4 Công suất đặt (kW 5 Iđm (A) 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 6 Ksd 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 7 cosj tgj 4 8 nhq 3,11 9 Kmax 6,79 10 Ptt (kW) Phụ tải tính toán 9,03 11 Qtt (kVAr) 11,3 12 Stt (kVA) 17,17 13 Itt (A) Máy mài phá Máy nén cắt liên hợp Máy mài thô Máy cạo Bể dầu co tăng nhiệt Máy khoan bàn Cầu trục Máy tiện ren Nhóm 3 Céng nhãm II Máy khoan đứng Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren 1 1 1 1 1 1 1 1 1 9 1 1 1 1 1 2 34 31 30 27 26 22 19 17 18 16 15 14 13 3 2,8 1,7 2,8 1 2,5 0,85 24,2 20 61,75 0,85 10 4,5 14 10 4 5 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 6 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 7 7 8 2,48 9 22,97 10 30,55 11 38,22 12 58,07 13 Céng nhãm IV Chỉnh lưu Sêlêinoid Bàn thử nghiệm TBĐ Máy mài thô Máy khoan bàn Tủ xấy Bể ngâm có tăng nhiệt Máy cuốn dây Máy cuốn dây Bể ngâm nước nóng Bể ngâm dung dich kiềm Nhóm 4 Céng nhãm III Máy khoan đứng 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 2 69 53 52 50 49 48 47 46 42 41 35 3 25,25 0,6 7,0 2,8 0,65 3 3 1,0 1,2 3 3 58,2 0,85 4 5 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 6 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 7 7 3 8 2,48 9 9,39 52,38 10 12,49 69,67 11 15,63 87,16 12 23,75 132,42 13 Céng nhãm V Máy hàn điểm Máy mài pha Máy uốn các tấm mỏng May khoan bàn Quạt lò đúc đồng Lò điện mạ thiếc Lò điện nấu chảy bakit Lò điện để luyện khuôn Bể khử dầu mỡ Nhóm 5 1 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 66 65 64 62 60 58 57 56 55 3 41,16 13 2,8 1,7 0,65 1,5 3,5 10 5 2 4 5 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 6 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 0,16/033 7 5 8 2,87 9 17,72 10 26,56 11 29,48 12 4,79 13 2.3 x¸c ®Þnh PTTT cho c¸c ph©n x­ëng cßn l¹i Do chỉ biết trước công suất đặt và diện tích của các phân xưởng nên ở đây ta dùng phưong pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và Knc 2.3.1. Phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và Knc Theo phương pháp này biểu thức xác định phụ tải tính toán như sau Gần đúng thì có thể lấy Pđ =Pđm do đó Trong đó: Pđ và Pđm là công suất đặt và công suất định mức của thiết bị Ptt, Qtt, Stt lần lượt là công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất toàn phần của nhóm thiết bị n Số thiết bị trong nhóm Knc hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kĩ thuật Với nhóm thiết bị thì Nhóm thiết bi có thể tính theo biểu thức sau 2.3.2 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng Kho củ cải đường Công suất đặt: P = 350 (kW) Diện tích: S = 9500 (m2 ) Tra phụ lục PL I.3(TL 1) ta tìm được Knc =0,6; Tra phụ lục PL I.2(TL 1) ta được suất chiếu sáng của kho là . Ta sử dụng đèn sợi đốt nên cos=1, tg=0 Tính toán công suất chiếu sáng Phụ tải động lực của kho Phụ tải tính toán toàn kho là: Phân xưởng thái và nấu củ cải đường Công suất đặt: P = 700 (kW) Diện tích: S = 4500 (m2 ) Tra phụ lục PL I.3(TL 1) ta tìm được Knc =0,6; Tra phụ lục PL I.2(TL 1) ta được suất chiếu sáng của phân xưởng là . Ta sử dụng đèn sợi đốt nên cos=1, tg=0 Tính toán công suất chiếu sáng Phụ tải động lực của phân xưởng Phụ tải tính toán toàn phân xưởng là: Bộ phận cô đặc Công suất đặt: P = 550 (kW) Diện tích: S = 3750 (m2) Tra phụ lục PL I.3(TL 1) ta tìm được Knc =0,6; Tra phụ lục PL I.2(TL 1) ta được suất chiếu sáng của phân xưởng là . Ta sử dụng đèn sợi đốt nên cos=1, tg=0 Tính toán công suất chiếu sáng Phụ tải động lực của phân xưởng Phụ tải tính toán toàn phân xưởng là: Phân xưởng tinh chế Công suất đặt: P = 750 (kW) Diện tích: S = 2500(m2 ) Tra phụ lục PL I.3(TL 1) ta tìm được Knc =0,7; Tra phụ lục PL I.2(TL 1) ta được suất chiếu sáng của phân xưởng là . Ta sử dụng đèn sợi đốt nên cos=1, tg=0 Tính toán công suất chiếu sáng Phụ tải động lực của phân xưỏng Phụ tải tính toán toàn phân xưởng là: Kho thành phẩm Công suất đặt: P = 150 (kW) Diện tích: S = 4250 (m2 ) Tra phụ lục PL I.3(TL 1)ta tìm được Knc =0,6; Tra phụ lục PL I.2(TL 1) ta được suất chiếu sáng của kho là . Ta sử dụng đèn sợi đốt nên cos=1, tg=0 Tính toán công suất chiếu sáng Phụ tải động lực của kho Phụ tải tính toán toàn kho là: Trạm bơm Công suất đặt: P = 600 (kW) Diện tích: S = 1700 (m2 ) Tra phụ lục PL I.3(TL 1) ta tìm được Knc =0,6; Tra phụ lục PL I.2(TL 1) ta được suất chiếu sáng của trạm bơm là . Ta sử dụng đèn sợi đốt nên cos=1, tg=0 Tính toán công suất chiếu sáng Phụ tải động lực của trạm bơm Phụ tải tính toán toàn trạm bơm là: Kho than Công suất đặt: P = 350 (kW) Diện tích: S = 4875 (m2 ) Tra phụ lục PL I.3(TL 1) ta tìm được Knc =0,6; Tra phụ lục PL I.2(TL 1) ta được suất chiếu sáng của kho là . Ta sử dụng đèn sợi đốt nên cos=1, tg=0 Tính toán công suất chiếu sáng Phụ tải động lực của kho Phụ tải tính toán toàn kho là: 8. Phụ tải điện cho thị trấn Công suất đặt: P = 5000 (kW) Tra phụ lục PL I.3(TL 1) ta tìm được Knc =0,4; 5 Phụ tải tính toán của cả thị trấn 2.3.3. Phụ tải tính toán toàn nhà máy 2.4. x¸c ®Þnh t©m phô t¶i ®iÖn vµ biÓu ®å phô t¶i 2.4.1. Tâm phụ tải điện Tâm phụ tải điện là điểm quy ước nào đó sao cho mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu min Đó là điểm tốt nhất để đặt trạm biến áp, trạm phân phối trung tâm, tủ phân phối tủ động lực nhằm giảm tổn thất trên lưới điện và giảm vốn đầu tư Trong đó: Pi và li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i tới tâm phụ tải Để xác định toạ độ của tâm phụ tải có thể sử dụng biểu thức sau: x0, y0, z0 là tọa độ của tâm phụ tải điện xi ,yi, zi là toạ độ của phụ tải thứ i trong 1 hệ tọa độ tuỳ chọn Si là công suất của tải thứ i Trong thực tế thường ít quan tâm tới toạ độ z Ta giả sử thị trấn nằm ở vị trí toạ độ là (100,100) so với hệ trục toạ độ đã chọn. Do đó ta có toạ độ tâm phụ tải điện là Dựa vào sơ đồ ta chọn tâm phụ tải tại điểm M(100,55). 2.4.2. Biểu đồ phụ tải Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng có tâm trùng với tâm phụ tải, và diện tích tỷ lệ với công suất tải Biểu đồ phụ tải giúp cho người thiết kế hìng dung được sự phân bố phụ tải trên toàn bộ mặt bằng thiết kế để làm cơ sở vạch ra các phương án cung cấp điện cho nhà máy Biểu đồ phụ tải được chia ra làm hai phần: phần phụ tải động lực(phần đậm) và phần phụ tải chiếu sáng(phần trắng) Để vẽ được đồ thị phụ tải của các phân xưởng ta coi phụ tải của các phân xưởng là phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt bằng. Bán kính vòng tròn biểu đồ của phụ tải được xác định như sau m là tỷ lệ xích tuỳ chọn m = 5 (kVA/mm2) Góc của phụ tải chiếu sáng trong biếu được xác định như sau Ta có bảng kết quả R và của biểu đồ phụ tải của các phân xưởng như sau \ Bảng 2.6: Bảng kết quả biểu đồ phụ tải cua các phân xưởng TT Tên phân xưởng Pcs (kW) Ptt (kW) Stt (kVA) Tâm phụ tải R (mm) X Y 1 Kho củ cải đường 95 305 372,8 37 15 4,87 112,1 2 P/x thái và nấu củ 63 483 645,61 81 15 6.4 47 3 Bộ phận cô đặc 56,25 386.25 512,34 97 15 5,7 52,43 4 P/x tinh chế 37,5 562,5 776,64 110 15 7,03 24 5 Kho thành phẩm 42,5 132,5 161,2 110 28 3,2 115,5 6 P/x SCCK 17,06 99,66 153,04 83 55 3,1 61,63 7 Trạm bơm 17 377 526,27 54 55 5,98 16,23 8 Kho than 78 288 358,92 17 58 4,78 97,5 Hình 2.1 - Biểu đồ phụ tải Ch­¬ng III ThiÕt kÕ m¹ng ®iÖn cao ¸p cña nhµ m¸y 3.1 §ÆT VÊN §Ò Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng tới rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thỏa mãn các điều kiện cơ bản sau: Đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành. An toàn cho người sử dụng và thiết bị. Dễ dàng cho phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải. Đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế. Trình tự tính toán thiết kế mạng cao áp của nhà máy qua các bước sau: 1. Vạch các phương án cung cấp điện 2. Lựa chọn chủng vị trí, số lượng, dung lượng, của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại tiết diện các đường dây cho các phương ._.án. 3. Tính toán lựa chọn các phương án hợp lý. 4. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn. 3.2. v¹ch c¸c ph­¬ng ¸n cung cÊp ®iÖn Trước khi vạch ra các phương án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hơpj lý cho đường dây truyền tải điện từ hệ thống về nhà máy. Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải là Trong đó: P là công suất tính toán của nhà máy(kW) L là khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy(km) Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy là Từ kết quả tính toán ta chọn cấp điện áp là 35(kV) từ hệ thống cấp cho nhà máy. Căn cứ vào vị trí công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng ta đưa ra các phương án cung cấp điện như sau. 3.2.1. Phương án về các trạm biến áp phân xưởng Các trạm biến áp phân xưởng(TBA) được lựa chọn trên nguyên tắc 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 máy biên áp an toàn và kinh tế. Số lượng các máy biến áp(MBA) đặt trong(TBA) được lựa chọn căn cứ vào 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 việc đặt 1 MBA là kinh tế thuận lợi cho vận hành nhưng độ tin cậy cung cấp sẽ không cao. Các trạm biến áp cung cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt 2 MBA còn hộ loại III chỉ nên đặt 1 MBA . Dung lượng các máy biến áp được chọn theo điều kiện: n.knc.SdđBStt Và kiểm tra theo điều kiện sự cố một(MBA) đối với trạm có nhiều hơn một trạm biến áp: (n-1).knc.kqtsc.SdđBSttsc Trong đó: n là số máy biến áp có trong trạm biến áp. knc hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy biến áp chế tạo tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, knc = 1. kqtsc hệ số quá tải sự cố, kqtsc = 1,4 nếu thoả mãn 3 điều kiện sau: MBA qua 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 ktải 0,93 Sttsc là Stt của trạm sau khi loại bỏ các phụ tải không quan trọng( loại 2, loại 3…) Khi sự cố 1 MBA thì những máy biến áp còn lại trong trạm với khả năng quá tải sự cố phải đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng. Đòng thời thì cũng cần hạn chế chủng loại MBA trong nhà máy để dễ dàng cho việc mua sắm thay thế, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, và kiểm tra định kỳ. 1. Phương án 1: Đặt 5 trạm biến áp như sau Trạm biến áp B1: Cấp điện cho kho củ cải đường và kho than. Kho củ cải đường và kho thanh là phụ tải loại 3 nên đặt 1 MBA Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn là SđmB = 750(kVA) do công ty Đông Anh sản xuất không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Trạm biến áp B2: Cấp điện cho 2 phân xưởng là phân xưởng thái và nấu củ cải đường và phân xưởng cô đặc. Trạm này đặt 2 máy biến áp song song. Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn là Sđm = 750(kVA) do công ty Đông Anh sản xuất không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của phụ tải hai phân xưởng sau khi đã cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng(30% là phụ tải loại 3) Như vậy trạm đặt hai trạm biến áp 750(kVA) là hợp lí. Trạm biến áp B3: Cấp điện cho kho thành phẩm và phân xưởng tinh chế. Trạm này đặt 2 máy biến áp song song. Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn là Sđm = 750(kVA) do công ty Đông Anh sản xuất không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của kho thành phẩm và phân xưởng tinh chế sau khi đã cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng(30% là phụ tải loại 3) Như vậy trạm đặt hai trạm biến áp750(kVA) là hợp lí. Trạm biến áp B4: Cấp điện cho hai phân xưởng là phân xưởng SCCK và trạm bơm.Trạm này ta đặt 2 máy biến áp song song Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn là SđmB = 400(kVA) do công ty Đông Anh sản xuất không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của trạm bơm và phân xưởng SCCK sau khi đã cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng(30% là phụ tải loại 3) Như vậy trạm đặt hai trạm biến áp 400(kVA) là hợp lí Trạm biến áp B5: Cấp điện cho phụ tải thị trấn. Ta chỉ đặt 1 máy biến áp trong trạm này do phụ tải thị trấn là phụ tải loại 3. Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn là Sđm = 2500(kVA) do công ty Đông Anh sản xuất không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. 2. Phương án 2: Đặt 6 trạm biến áp phân xưởng như sau Trạm biến áp B1: Cấp điện cho kho củ cải đường và kho than. Kho củ cải đường và kho than là phụ tải loại 3 nên đặt 1 MBA Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn là SđmB = 750(kVA) do công ty Đông Anh sản xuất không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Trạm biến áp B2: Cấp điện cho phân xưởng là phân xưởng thái và nấu củ cải đường.Trạm này đặt 2 máy biến áp song song. Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn là Sđm = 400(kVA) do công ty Đông Anh sản xuất không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của kho thành phẩm và phân xưởng tinh chế sau khi đã cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng(30% là phụ tải loại 3) Như vậy trạm đặt hai trạm biến áp 400(kVA) là hợp lí Trạm biến áp B3: Cấp điện cho bộ phận cô đặc. Trạm này đặt 2 máy biến áp song song Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn là Sđm = 400(kVA) do công ty Đông Anh sản xuất không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của kho thành phẩm và phân xưởng tinh chế sau khi đã cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng(30% là phụ tải loại 3) Như vậy trạm đặt hai trạm biến áp 400(kVA) là hợp lí Trạm biến áp B4: Cấp điện cho kho thành phẩm và phân xưởng tinh chế. Trạm này đặt 2 máy biến áp song song. Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn là Sđm = 750(kVA) do công ty Đông Anh sản xuất không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của kho thành phẩm và phân xưởng tinh chế sau khi đã cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng(30% là phụ tải loại 3) Như vậy trạm đặt hai trạm biến áp 750(kVA) là hợp lí Trạm biến áp B5: Cấp điện cho hai phân xưởng là phân xưởng SCCK và trạm bơm.Trạm này ta đặt 2 máy biến áp song song Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn là SđmB = 400(kVA) do công ty Đông Anh sản xuất không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của trạm bơm và phân xưởng SCCK sau khi đã cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng(30% là phụ tải loại 3) Như vậy trạm đặt hai trạm biến áp 400(kVA) là hợp lí. Trạm biến áp B6: Cấp điện cho phụ tải thị trấn. Ta chỉ đặt 1 máy biến áp trong trạm này do phụ tải thị trấn là phụ tải loại 3. Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn là Sđm = 2500(kVA) do công ty Đông Anh sản xuất không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. 3.2.2. Xác định vị trí các trạm biến áp phân xưởng Trong các nhà máy thường sử dụng các kiểu trạm biến áp phân xưởng: + Các trạm biến áp cung cấp điện cho các phân xưởng có thể dùng loại liền kề có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư xây dựng và ít ảnh hưởng tới các công trình khác. + Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành và bảo quản thuận lợi song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng là không cao. + Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưỏng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ vậy có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều chiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng, giảm chi phí mua dây dẫn và giảm tổn thất. Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập tuy nhiên vốn đàu tư xây dựng trạm gia tăng. + Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến áp đã nêu trên. Để đảm bảo an toàn cho người cũng như thiết bị, đảm bảo mĩ quan công nghiệp ở đây ta sẽ sử dụng loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông nhà máy đồng thời cấn tính tới khả năng mở rộng nhà máy để mở rộng nhà máy. Để lựa chọn được vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng cần xác định tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc của nhóm phụ tải được cung cấp điện áp từ các trạm biến áp đó. Xác định vị trí đặt trạm biến áp B1(Phương án 1) cung cấp điện cho kho củ cải đường: Căn cứ vào vị trí của nhà xưởng ta đặt trạm biến áp tại vị trí M1(27,50) Tính toán tương tự đối với các phân xưởng còn lại ta lựa chọn vị trí đặt phù hợp cho các trạm biến áp phân xưởng trong phạm vi nhà máy như sau. Bảng 3.1: Kết quả xác định vị trí đặt các TBA phân xưởng. Ph­¬ng ¸n Tªn tr¹m vÞ trÝ ®Æt X0i(mm) Y0i(mm) Ph­¬ng ¸n 2 B1 27 50 B2 72 20 B3 90 20 B4 116 38 B5 80 55 B6 100 100 ph­¬ng ¸n 1 B1 27 50 B2 90 20 B3 116 38 B4 80 55 B5 100 100 3.2.3. Xác định vị trí các trạm biến áp phân xưởng 1. Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng. a. Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu. Đưa đường dây trung áp 22(kV) vào sâu vào trong nhà máy tới tận các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ đưa trực tiếp điện vào trạm biến áp phân xưởng sẽ giảm được vốn đầu tư, giảm được tốn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng. Tuy nhiên nhược điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thánh đắt, yêu cầu trình độ vận hành cao, nó chỉ phù hợp với nhữngnhà máy công suất rất lớn các phân xưởng nằm tập trung gần nhau nên ở đây ta khong xét phương án này. Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian(TBATG) Nguồn 22(kV) từ hệ thống về qua trạm biến áp trung gian hạ xuống điện áp 10(kV) 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 cũng như các trạm biến áp phân xưởng, việc vận hành thuận lợi và cũng đáng tin cậy hơn cho mạng điện. Song vốn đầu tư xây dựng TBATG, gia tăng tổn thất trong mạng cao áp. Nếu sử dụng phương pháp này, vì nhà máy là hộ loại 2 nên trung biến áp trung gian phải đặt 2 máy biến áp với công suất định mức chọn theo điều kiện: Chọn biến áp tiêu chuẩn có Sdđ = 3200(kVA) Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp theo điều kiện qua tải sự cố với giả thiết các hộ loại 1 trong nhà máy đều có 30% phụ tải loại 3 có thể tạm ngừng khi cần thiết: Vậy ta chọn 2 máy biến áp 3200(kVA) cho TBATG. Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm(TPPTT). Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua TPPTT. Nhờ vậy việc quản lí, vận hành mạng điện cao áp nhà máy se thuận lợi, tổn thất trong mạng giảm, độ tin cậy cung cấp điện nâng cao song vốn đầu tư cho mạng cũng lớn hơn. Trong thực tế đây là phương án thường được sử dụng khi điện áp nhuồn không cao() công suất các phân xưởng tương đối lớn. 2. Xác định vị trí đặt các trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm. Dựa vào vị trí tâm phụ tải điện đã được xác định trong mục 2.4.1 nên vị trí đặt trạm biến áp trung gian hay trạm phân phối trung tâm là M(100,50). 3. Lựa chọn các phương pháp đi dây của mạng cao áp. Nhà máy thuộc hộ loại 2 nên đường dây từ trạm biến áp trung gian về trung tâm cung cấp( trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm ) của nhà máy sẽ sử dụng lộ kép. Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên mạng cao áp của các phân xưởng trong nhà máy ta sẽ sử dụng sơ đồ hình tia, lộ kép. Sơ đồ này có ưu điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng các trạm biến áp phân xưởng đều được cấp một đường dây riêng không ảh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao để thực hiện biện pháp bảo vệ, dễ tự động hoá và dễ vận hành, các đường cáp cao áp trong nhà máy đều được đặt trong hào cáp xấy dọc theo các tuyến đường bộ. Từ những phân tích trên ta có thể đưa ra các sơ đồ thiết kế mạng cao áp như sau Hình 3.1 – Phương án 1 Hình 3.2 - Phương án 2 Hình 3.3 - Phương án 3 Hình 3.4 - Phương án 4 3.3 tÝnh to¸n kinh tÕ – kü thuËt lùa chän ph­¬ng ¸n Để so sánh và lựa chọn phưưong án hợp lí ta sử dụng hàm chi phí tính toán để xác định và chỉ xét đến những thành phần khác nhau trong các phương án để giảm khối lượng tính toán. Trong đó: avh hệ số vận hành, avh = 0,1. atc hệ số tiêu chuẩn, 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. thời gian tổn thất công suất lớn nhất. C giá tiền 1 kWh tổn thất điện năng c = 1000/1kWh. 3.3.1. Phương án 1: Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG) nhận điện từ 35(kV) từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5 hạ từ điện áp 10kV xuống 0,4kV. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp. Chọn máy biến áp phân xưởng: Trên cơ sở chọn máy biến áp ở phần 3.2.1 ta có bảng kết quả chọn máy biến áp như sau cho các trạm biến áp phân xưởng: Bảng 3.2 - Kết quả lựa chọn MBA của PA I Tên TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) UN (%) Io (%) Số máy Đơn giá (106đ) Thành tiền (106đ) TBATG 3200 35/10 3,9 25 7 0,8 2 348,5 697 B1 750 10/0,4 1,2 6,59 4,5 1,4 1 95,8 95,8 B2 750 10/0,4 1,2 6,59 4,5 1,4 2 95,8 191,6 B3 750 10/0,4 1,2 6,59 4,5 1,4 2 95,8 191,6 B4 400 10/0,4 0,84 4,46 4 1,5 2 58 116 B5 2500 10/0,4 3,25 20 6 0,8 1 326 326 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp KB = 1618.106(VNĐ) Xác định tổn thất điện năng trong các TBA: Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp được tính theo công thức sau: Trong đó: n: Số máy biến áp ghép song song. t : Thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm thì t = 8760 : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất tra phụ lục PL I.4(TL 1) với các nhà máy đường có Tmax = 5200(h) ta tính được theo công thức sau: : Tổn thất công suất không tải và công suất ngắn mạch của MBA. Stt : Công suất tính toán của TBA. SdđB : Công suất danh định của MBA. Tính tổn thất điện năng cho trạm biến áp trung gian. Khi đó thì ta có tổn thất điện năng: Tính toán tương tự cho các trạm biến áp khác ta có bảng kết quả sau Bảng 3.3 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án I Tên TBA Số máy Stt (kVA) Sdđ (kVA) TBATG 2 4540,85 3200 3,9 25 159773,37 B1 1 731,72 750 1,2 6,59 33301,25 B2 2 1157,95 750 1,2 6,59 49559,787 B3 2 937,84 750 1,2 6,59 39742,36 B4 2 679,31 400 0,84 4,46 38083,55 B5 1 2352,9 2500 3,25 20 92832,70 Tổng tổn thất trong các trạm biến áp 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất điện năng và tổn thất công suất trong mạng điện. Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưỏng. Cáp cao áp đựoc chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện . Đối với nhà máy đường làm việc làm việc 3 ca thì thời gian sử dụng công suất lớn nhất T = 5200 và sử dụng cáp lõi đồng thì tra bảng 2.10( TL1) thì ta có được mật độ dòng kinh tế là jkt = 2,7(A/mm2). Khi đó thì tiết diện kinh tế của cáp sẽ là: Các cáp từ TBATG về các trạn biến áp phân xưởng đều là cáp lộ kép nên: Dựa vào tiết diện Fkt tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: Trong đó: Ilvcb: Dòng làm việc lớn nhất cho chạy qua dây quấn: Ilvcb=2.Imax. k=k1.k2.k3 k1: Hệ số hiệu chỉnh tính đến nhiệt độ môi trường lắp đặt cáp khác với nhiệt độ của nhà sản xuất.k1= 1 tra PLVI.10(TL1) k2:Hệ số hiệu chỉnh tính đến việc lắp đặt nhiều cáp trong một hào k2 = 0,9 tra PLVI.11(TL1) (dây 3 lõi khoảng cách 300mm) k3: Hệ số hiệu chỉnh tính đến phương thức lắp đặt cáp trong không khí, trong hao, chôn dưới đất hay trong tường: Chọn k3=1 (không hiệu chỉnh). Icp: Dòng điện cho phép. Vì khoảng cách từ TBATG tới các TBA phân xưởng ngắn nên chúng ta bỏ qua việc kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Chọn cáp từ TBATG tới trạm B1(lộ đơn) Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PLV.169TL1) ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=16(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp=105(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép cỏ PVC có tiết diện 16(mm2) của hãng FURUKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TBATG tới trạm B2; Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PL V.16(TL1) ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F= 16(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp = 105(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép cỏ PVC có tiết diện 16(mm2) của hãng FURUKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TBATG tới trạm B3; Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PL V.16(TL1) ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F= 16(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp = 105(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép cỏ PVC có tiết diện 16(mm2) của hãng FURUKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TBATG tới trạm B4; Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PL V.16(TL1) ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F= 16(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp = 105(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép cỏ PVC có tiết diện 16(mm2) của hãng FURUKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TBATG tới trạm B5(lộ đơn): Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PL V.16(TL1) ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=70(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp = 300(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép vỏ PVC có tiết diện 70(mm2) của hãng FURAKAWA là hợp lí. Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng tới các phân xưởng. Chúng ta chỉ xét đến cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án, các phương án giống nhau thì không xét đến trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án. Như trong phương án đã chọn đều có các đường cáp hạ áp như nhau nên không cần tính để so sánh giữa các phương pháp.Tổng hợp kết quả chọn cáp của phương án I Bảng 3.4 - Bảng kết quả chọn cao áp của PA I Đường cáp F (mm2) L (m) R Đơn giá(đ/m) Thành tiền(103đ) TBATG-B1 3*16 393,65 1,47 0,58 70.000 27555,5 TBATG-B2 2(3*16) 148,35 1,47 0,109 70.000 20769 TBATG-B3 2(3*16) 121,75 1,47 0,089 70.000 17045 TBATG-B4 2(3*16) 68,9 1,47 0,051 70.000 9646 TBATG-B5 3*70 208,25 0,668 0,139 300.000 62457 Tổng vốn đầu tư cho đường dây Kd =137472,5 .103(VNĐ) Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức sau: Trong đó: n: Số đường dây đi song song với nhau. : Tổn thất trên đoạn cáp . Ta có tổn thất công suất trên đoạn cáp từ TBATG tới trạm B1 Tính tương tự trên cho các đường cáp thì chúng ta có kết quả tổn thất trên các đoạn cáp được tổng hợp ở bảng sau: Bảng 3.5 - Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của PA I Đường cáp F (mm2) L (m) r0 () R () Stt (kVA) (kW) TBATG-B1 3*16 393,65 1,47 0,58 731,72 3,105 TBATG-B2 2(3*16) 148,35 1,47 0,109 1157,95 1,462 TBATG-B3 2(3*16) 121,75 1,47 0,089 937,84 0,783 TBATG-B4 2(3*16) 68,9 1,47 0,051 679,31 0,235 TBATG-B5 3*70 208,25 0,668 0,139 2352,9 7,695 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn (kW) Xác định tổn thất điện năng trên đường dây Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: Trong đó: - Thòi gian tổn thất công suất lón nhất . Vậy tổn thất điện năng là: Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án I Mạng điện cao áp trong phương án đã đưa ra thì có điện áp 10kV từ TBATG đến 5 TBA phân xưởng. Trạm biến áp trung gian thì có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp. Với 5 TBA, thì mỗi trạm nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua các máy cắt điện ở đầu đường cáp(Trạm phụ tải thị trấn nhận điện từ một thanh góp). Vậy trong mạng điện cao áp thì ta sử dụng 8 máy cắt điện cấp điện áp 10kV và một máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 10kV ở TBATG và 2 máy cắt điện ở phía hạ áp TBATG nữa là 11 máy cắt điện. Vốn đầu tư để mua máy cắt điện trong phương án I. Trong đó: n : Số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến. M: Giá máy cắt (M = 17000USD đối với 10kV) Vậy vốn đầu tư sẽ là: 4. Tổng chi phí cho phương án I Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện chỉ tính đến giá thành cáp, máy biến áp và máy cắt khác nhau giữa các phương án: K= KB+KD+KMC. Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và trên các đường dây:. Chi phí tính toán Z của phương án I Vốn đầu tư: Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và trên đường dây. Chi phí cho phương án. Ta có sơ đồ đi dây của phương án I: Hình 3.5 – Sơ đồ đi dây của phương án 1 3.3.2. Phương án 2: Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG) nhận điện từ 35(kV) từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5, B6 hạ từ điện áp 10kV xuống 0,4kV. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp. Chọn máy biến áp phân xưởng: Trên cơ sở chọn máy biến áp ở phần 3.2.1 ta có bảng kết quả chọn máy biến áp như sau cho các trạm biến áp phân xưởng: Bảng 3.6 - Kết quả lựa chọn MBA của PA II Tên TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) UN (%) Io (%) Số máy Đơn giá (106đ) Thành tiền (106đ) TBATG 3200 35/10 3,9 25 7 0,8 2 348,5 697 B1 750 10/0,4 1,2 6,59 4,5 1,4 1 95,8 95,8 B2 400 10/0,4 0,84 4,46 4 1,5 2 58 106 B3 400 10/0,4 0,84 4,46 4 1,5 2 58 106 B4 750 10/0,4 1,2 6,59 4,5 1,4 2 95,8 191,6 B5 400 10/0,4 0,84 4,46 4 1,5 2 58 106 B6 2500 10/0,4 3,25 20 6 0,8 1 326 326 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp KB = 1628,4.106(VNĐ) Xác định tổn thất điện năng trong các TBA: Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp được tính theo công thức sau: Tính toán tương tự như phương án I ta có bảng kết quả sau: Bảng 3.7 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án II Tên TBA Số máy Stt(kVA) Sdđ(kVA) TBATG 2 4540,85 3200 3,9 25 159773,37 B1 1 731,72 750 1,2 6,59 33301,25 B2 2 645,61 400 0,84 4,46 35822,6 B3 2 512,34 400 0,84 4,46 28008,4 B4 2 937,84 750 1,2 6,59 39742,36 B5 2 679,31 400 0,84 4,46 38083,5 B6 1 2352,9 2500 3,25 20 92832,7 Tổng tổn thất trong các trạm biến áp 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất điện năng và tổn thất công suất trong mạng điện. Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưỏng. Tương tự như phương án I ta có bảng kết quả chọn cáp của phương án II Bảng 3.8 Bảng kết quả chọn cao áp của PA II Đường cáp F (mm2) L (m) R Đơn giá(đ/m) Thành tiền(103đ) TBATG-B1 3*16 393,65 1,47 0,58 70.000 27555,5 TBATG-B2 2(3*16) 239,75 1,47 0,176 70.000 33565 TBATG-B3 2(3*16) 148,35 1,47 0,109 70.000 20769 TBATG-B4 2(3*16) 121,75 1,47 0,089 70.000 17045 TBATG-B5 2(3*16) 68,9 1,47 0,051 70.000 9646 TBATG-B6 3*70 208,25 0,668 0,139 300.000 62457 Tổng vốn đầu tư cho đường dây Kd = 166037,5.103(VNĐ) Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính theo công thức sau: . Tính toán tương tự phương án I ta có bảng kết quả như sau Bảng 3.9 - Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của PA II Đường cáp F (mm2) L (m) r0 (/km) R () Stt (kVA) (kW) TBATG-B1 3*16 393,65 1,47 0,58 731,72 3,105 TBATG-B2 2(3*16) 239,75 1,47 0,176 645,61 0,734 TBATG-B3 2(3*16) 148,5 1,47 0,109 512,34 0,286 TBATG-B4 2(3*16) 121,75 1,47 0,089 937,84 0,783 TBATG-B5 2(3*16) 68,9 1,47 0,051 679,31 0,235 TBATG-B6 3*70 208,25 0,668 0,139 2352,9 7,695 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn (kW) Xác định tổn thất điện năng trên đường dây Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: Trong đó: - Thòi gian tổn thất công suất lớn nhất . Vậy tổn thất điện năng là: Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án II Mạng điện cao áp trong phương án đã đưa ra thì có điện áp 10kV từ TBATG đến 6 TBA phân xưởng. Trạm biến áp trung gian thì có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp. Với 6 TBA, thì mỗi trạm nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua các máy cắt điện ở đầu đường cáp. Vậy trong mạng điện cao áp thì ta sử dụng 10 máy cắt điện cấp điện áp 10kV và một máy cắt phân đoạn thanh góp điện áp 10kV ở TBATG và 2 máy cắt điện ở phía hạ áp TBATG nữa là 13 máy cắt điện. Vốn đầu tư để mua máy cắt điện trong phương án II. Trong đó: n : Số lượng máy cắt trong mạng cần xét đến. M: Giá máy cắt (M = 17000USD đối với 10kV) Vậy vốn đầu tư sẽ là: 4. Tổng chi phí cho phương án II Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện chỉ tính đến giá thành cáp, máy biến áp và máy cắt khác nhau giữa các phương án: K= KB+KD+KMC. Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và trên các đường dây:. Chi phí tính toán Z của phương án II Vốn đầu tư: Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và trên đường dây. Chi phí cho phương án. Ta có sơ đồ đi dây của mạng cao áp phương án II Hình 3.6 – Sơ đồ đi dây của phương án 2 3.3.3. Phương án 3: Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm(TPPTT) nhận điện từ thống về sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5, B6 hạ từ điện áp 35(kV) xuống 0,4(kV). 1. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp. Chọn máy biến áp phân xưởng: Trên cơ sở chọn máy biến áp ở phần 3.2.1 ta có bảng kết quả chọn máy biến áp như sau cho các trạm biến áp phân xưởng: Bảng 3.10 - Kết quả lựa chọn MBA của PA III Tên TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) UN (%) Io (%) Số máy Đơn giá (106đ) Thành tiền (106đ) B1 750 35/0,4 1,35 7,1 5,5 1,4 1 122,9 122,9 B2 400 35/0,4 0,92 4,6 5 1,5 2 72,8 145,6 B3 400 35/0,4 0,92 4,6 5 1,5 2 72,8 145,6 B4 750 35/0,4 1,35 7,1 5,5 1,4 2 122,9 245,8 B5 400 35/0,4 0,92 4,6 5 1,5 2 72,8 145,6 B6 2500 35/0,4 34 21 6,5 0,8 1 347 347 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp KB = 1152,54.106(VNĐ) Xác định tổn thất điện năng trong các TBA: Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp được tính theo công thức sau: Tính toán tương tự như phương án I ta có bảng kết quả sau: Bảng 3.11 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án III Tên TBA Số máy Stt(kVA) Sdđ(kVA) B1 1 731,72 750 1,35 7,1 20850,65 B2 2 645,61 400 0,92 4,6 19098,59 B3 2 512,34 400 0,92 4,6 21357,58 B4 2 937,84 750 1,35 7,1 26492,42 B5 2 679,31 400 0,92 4,6 15284,16 B6 1 2352,9 2500 3,4 21 301058,1 Tổng tổn thất trong các trạm biến áp 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất điện năng và tổn thất công suất trong mạng điện. Chọn cáp từ trạm phân phối trung tâm về các trạm biến áp phân xưỏng. Cáp cao áp đựoc chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện . Đối với nhà máy đường làm việc làm việc 3 ca thì thời gian sử dụng công suất lớn nhất T = 5200 và sử dụng cáp lõi đồng thì tra bảng 2.10( TL1) thì ta có được mật độ dòng kinh tế là jkt = 2,7(A/mm2). Khi đó thì tiết diện kinh tế của cáp sẽ là: Các cáp từ TPPTT về các trạn biến áp phân xưởng đều là cáp lộ kép nên: Dựa vào tiết diện Fkt tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: Trong đó: Ilvcb: Dòng làm việc lớn nhất cho chạy qua dây quấn: Ilvcb=2.Imax. k=k1.k2.k3 k1: Hệ số hiệu chỉnh tính đến nhiệt độ môi trường lắp đặt cáp khác với nhiệt độ của nhà sản xuất.k1= 1(PLVI.10[TL1]) k2:Hệ số hiệu chỉnh tính đến việc lắp đặt nhiều cáp trong một hào k2 = 0,9 (PLVI.11[TL1] ) (dây 3 lõi khoảng cách 300mm) k3: Hệ số hiệu chỉnh tính đến phương thức lắp đặt cáp trong không khí, trong hao, chôn dưới đất hay trong tường: Chọn k3=1 (không hiệu chỉnh). Icp: Dòng điện cho phép. Vì khoảng cách từ TPPTT tới các TBA phân xưởng ngắn nên chúng ta bỏ qua việc kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Chọn cáp từ TPPTT tới trạm B1(lộ đơn) Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng 4.42(TL 3) ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=50(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURAKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp=205(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép vỏ PVC có tiết diện 50(mm2) của hãng FURAKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TPPTT tới trạm B2; Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PLV.10[TL1] ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=50(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURAKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp=205(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép vỏ PVC có tiết diện 50(mm2) của hãng FURAKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TPPTT tới trạm B3; Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PLV.10[TL1] ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=50(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURAKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp=205(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép vỏ PVC có tiết diện 50(mm2) của hãng FURAKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TPPTT tới trạm B4; Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng PLV.10[TL1] ta lựa chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất F=50(mm2) cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC do hãng FURAKAWA chế tạo. Có dòng điện cho phép Icp=205(A) Kiểm tra tiết diện cáp đã lựa chọn theo điều kiện phát nóng. Vậy chọn cáp XLPE đai thép vỏ PVC có tiết diện 50(mm2) của hãng FURAKAWA là hợp lí. Chọn cáp từ TPPTT tới trạm B5; Tiết diện kinh tế của cáp: Tra bảng._.