Thiết kế cung cấp điện cho Nhà máy sản xuất máy cơ khí nông nghiệp

chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn đến nhà máy. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực : 300MVA Đường dây cung cấp điện cho nhà máy : Dùng dây nhôm lõi thép (AC) đặt treo trên không. Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy : 18km Công suất của nguồn điện : Vô cùng lớn Nhà máy làm việc : 3 ca, Tmax= 5500 giờ Thời gian xây dựng công trình trong 1 năm, suất triết khấu 12%/năm, thời gian vận hành của công trình 30 năm. III.nội dung các phần thuyết minh và tính toán Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí và toàn nhà máy Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Tính toán nâng cao công suất cosj của toàn nhà máy Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Thiết kế cơ khí tuyến đường dây nối từ nguồn điện đến nhà máy IV.Các bản vẽ thuyết minh trên khổ A0 Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy Các phương án thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy Sơ đồ nguyên lý mạng điện cao áp của nhà máy Sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí Sơ đồ mặt bằng và đi dây của phân xưởng sửa chữa cơ khí Sơ đồ mặt cắt tuyến đường dây nối từ nguồn điện đến nhà máy Bảng 1 - Phụ tải của nhà máy sản xuất máy cơ khí nông nghiệp TT Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) Loại hộ tiêu thụ 1 Ban quản lý và phòng thiết kế 80 III 2 PX cơ khí số 1 2500 I 3 PX cơ khí số 2 2800 I 4 PX luyện kim mầu 1800 I 5 PX luyện kim đen 2500 I 6 PX sửa chữa cơ khí Theo tính toán III 7 PX rèn 2100 I 8 PX nhiệt luyện 3000 I 9 Bộ phận nén khí 1500 III 10 Kho vật liệu 60 III 11 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích Bảng 2 – Danh sách thiết bị của phân xưởng SCCK TT Tên phân xưởng SL Nhãn máy Pđm (kW) 1 máy Toàn bộ Bộ phận dụng cụ 1 Máy tiện ren 4 IK625 10 2 Máy tiện ren 4 IK620 10 3 Máy doa toạ độ 1 2450 4,5 4 Máy doa ngang 1 2614 4,5 5 Máy phay vạn năng 2 6H82 7 6 Máy phay ngang 1 6H84G 4,5 7 Máy phay chép hình 1 6HPKP 5,62 8 Máy phay đứng 2 6H12 7 9 Máy phay chép hình 1 642 1 10 Máy phay chép hình 1 6461 0,6 11 Máy phay chép hình 1 64616 3 12 Máy bào ngang 2 7M36 7 13 Máy bào giường một trụ 1 MC38 10 14 Máy xọc 2 7M430 7 15 Máy khoang hướng tâm 1 1A55 4,5 16 Máy khoan đứng 1 2A125 4,5 17 Máy mài tròn 1 36151 7 18 Máy mài tròn vạn năng 1 312M 2,8 19 Máy mài phẳng có trục đứng 1 373 10 20 Máy mài phẳng có trục nằm 1 371M 1,8 21 Máy ép thủy lực 1 PO-53 4,5 22 Máy khoan bàn 1 HC-12A 0,65 23 Máy mài sắc 2 - 2,8 24 Máy ép tay kiểu vít 1 - - 25 Bàn thợ nguội 10 - - 26 Máy giũa 1 - 1 27 Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 3A625 2,8 Bộ phận sửa chữa cơ khí và điện 1 Máy tiện ren 4 IA62 7 2 Máy tiện ren 3 1616 4,5 3 Máy tiện ren 4 IE6EM 3,2 4 Máy tiện ren 2 ID63A 10 5 Máy khoan đứng 1 2A125 2,8 6 Máy khoang đứng 1 2A150 7 7 Máy phay vạn năng 1 6H81 4,5 8 Máy bào ngang 1 7A35 5,8 9 Máy mài tròn vạn năng 1 3130 2,8 10 Máy mài phẳng 1 - 4 11 Máy cưa 2 872A 2,8 12 Máy mài hai phía 2 - 2,8 13 Máy khoan bàn 6 HC-12A 0,65 14 Máy ép tay 1 P- 4T - 15 Bàn thợ nguội 8 - - Chương i xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng và toàn nhà máy 2.1. Cơ sở lý thuyết. 2.1.1. Khái niệm phụ tải tính toán và ý nghĩa của phụ tải tính toán. Phụ tải tính là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chính các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm báo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng. Phụ tải 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 dẩn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ... tính toán tổn thất công suất tổn thất điện năng, tổn thất điện áp, lựa chọn bù công suất phản kháng... Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống... Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của tiết bị điện, có khả năng dẩn đến sự cố, cháy nổ... Ngược lại, các thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa công suất là ứ đọng vốn đầu tư gia tăng tổn thất... Cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu và phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào thật hoàn thiện. Những phương pháp cho kết qủa đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và những thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngựơc lại. Vì vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo giai đoạn cụ thể mà chon phương pháp thích hợp. Có thể đưa ra đây một số phương pháp thường được sử dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện. 2.1.2. Các phương pháp tính phụ tải tính toán. 1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: Ptt=knc.Pđ Trong đó : Knc - Hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật Pđ - Công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán có thể xem gần đúng; Pđ=Pđm [kw] 2. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình: Ptt=Khd.Ptb Trong đó: Khd - Hệ số hình dáng của đồ thi phụ tải tra trong sổ tay kỹ thuật Ptb - Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, [kW] 3. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình Ptt=Ptb+b.s Trong đó : Ptb - Công suất trung bình của thiết bị và nhóm thiết bị, [kw] s - Độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình. b - Hệ số tán xạ của s. 4. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại Ptt=Kmax.Ptb.=Kmax.Ksd.Ptb Trong đó: Ptb - Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị ,[kw] Kmax - Hệ số cực đại tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ Kmax=f(nhq,Ksd) Ksd - Hệ số kỹ thụât tra trong sổ tay kỹ thuật nhq- Số thiết bị dùng điện hiệu quả. 5. Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm: Ptt= Trong đó: a0 - Suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm M - Số sản phẩm sản xuất được trong một năm Tmax-Thời gian sử dụng công suất lớn nhất, [h] 6. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị diện tích sản xuất: Ptt=p0.F Trong đó: p0 - Suất tiêu thụ điện trên một đơn vị diện tích F - Diện tích bố trí thiết bị 7. Phương pháp trực tiếp Trong các phương pháp trên, ba phương pháp 1, 5 và 6 dựa trên kinh nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ chi các kết quả gần đúng, tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi. Các phương pháp còn lại được xây dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố, do đó có kết quả chính xác hơn nhưng khối lương tính toán lớn và phức tạp. Tuỳ theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có được về phụ tải, người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định PTTT. Trong đồ án này với phân xưởng cơ điện ta đã biết vị trí, công suất đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Các phân xưởng còn lại do chỉ biết diện tích và công suất đặt của nó nên để xác định phụ tải động lực của các phân xưởng này, ta áp dụng phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất. 2.2. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí. Giới thiệu phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình Ptb và hệ số cực đại kmax (còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq) Trong đó : Pđmi : Công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm, n : Số thiết bị trong nhóm, ksd : Hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật, kmax : Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ kmax = f(nhq,ksd) Số thiết bị dùng điện hiệu qủa nhq là số thiết bị có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra một hiệu quả phát nhiệt ( hoặc mức độ huỷ hoại cách điện ) đúng bằng các phụ tải thực tế ( có công suất và chế độ làm việc có thể khác nhau) gây ra trong qúa trình làm việc, nhq được xác định bằng biểu thức tổng quát sau : Trong đó: Pđmi- Công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm. n : số thiết bị trong nhóm Khi n lớn thì việc xác định nhq theo biểu thức trên khá phức tạp nên xác định nhq theo phương pháp gần đúng với sai số tính toán nằm trong khoảng 10%. a. Trường hợp và thì nhq =n. Chú ý nếu trong nhóm có n1 thiết bị mà tổng công suất của chúng không lớn hơn 5% tổng công suất của cả nhóm thì : nhq = n - n1. Trong đó : Pđmmax :công suất định mức của thiết bị có công lớn nhất trong nhóm Pđmmin :công suất định mức của thiết bị có công nhỏ nhất trong nhóm b. Trường hợp và , nhq sẽ được xác định theo biểu thức : c. Khi không áp dụng được các trường hợp trên thì xác định theo trình tự sau : Trước hết tính : , Trong đó : n : số thiết bị trong nhóm, n1: số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất thiết bị có công suất lớn nhất, P và P1 :tổng công suất của n và của n1 thiết bị. Sau khi tính được n* và P* tra theo sổ tay kỹ thuật ta tìm được nhq* =f ( n* , P*) từ đó tính nhq theo công thức :nhq = nhq**n Khi xác định PTTT theo phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq, trong một số trường hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần đúng sau : Nếu và nhq<4, PTTT được tính theo thức : ã Nếu n>3 và nhq<4, PTTT được tính theo công thức : Trong đó : kti : hệ số phụ tải của thiết bị thứ i. Nếu không có số liệu chính xác, hệ số phụ tải kti =0.9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ làm việc dài hạn, kti =0.75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, ã Nếu n>300 và phụ tải tính toán được tính theo công thức : ãĐối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (các máy bơm, quạt nén khí…) , PTTT có thể lấy bằng phụ tải trung bình : ã Nếu trong mạng có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thết bị cho ba pha của mạng, trước khi xác định nhq phải quy đổi công suất của các phụ tải 1 pha về phụ tải 3 pha tương đương : Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha : Pqđ = 3*Pphamax Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây : Pqđ = *Pphamax ã Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi xác định nhq theo công thức : Trong đó : edm là hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lý lịch máy. 2.Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phương pháp Ptb và kmax. a.Phân nhóm phụ tải. Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc rất 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 các nguyên tắc sau: *Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có thể 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 cùng một nhóm nên giống nhau để xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm. Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường Ê (8á12) Tuy nhiên thường thì rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do vậy người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất. Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căông nghệ căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân xưởng Sửa chữa cơ khí thành 5 nhóm. Kết quả phân nhóm phụ tải điện được trình bày trong bảng 2.1 Bảng 2.1. Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện TT Tên thiết bị Số lượng Ký hiệu Pđm (KW) cosj Iđm (A) 1 máy Toàn bộ 1 2 3 4 5 6 7 nhóm I 1 Máy tiện ren 4 1 10 40 0,6 4x25,32 2 Máy tiện ren 4 2 10 40 0,6 4x25,32 3 Máy khoan bàn 1 22 0,65 0,65 0,6 1,65 4 Máy mài sắc 2 23 2,8 5,6 0,6 2x7,09 Cộng nhóm I 11 86,25 218,39 nhóm II 1 Máy phay vạn năng 2 5 7 14 0,6 2x17,73 2 Máy phay ngang 1 6 4,5 4,5 0,6 11,40 3 Máy phay chép hình 1 7 5,62 5,62 0,6 14,23 4 Máy phay chép hình 1 11 3 3 0,6 7,60 5 Máy bào ngang 2 12 7 14 0,6 2x17,73 6 Máy bào giường một trụ 1 13 10 10 0,6 25,32 7 Máy khoan hướng tâm 1 15 4,5 4,5 0,6 11,40 Cộng nhóm II 9 55,62 140,87 Nhóm III 1 Máy doa ngang 1 4 4,5 4,5 0,6 11,40 2 Máy phay đứng 2 8 7 14 0,6 2x17,73 3 Máy phay chép hình 1 9 1 1 0,6 2,53 4 Máy phay chép hình 1 10 0,6 0,6 0,6 1,52 5 Máy xọc 2 14 7 14 0,6 2x17,73 6 Máy khoan đứng 1 16 4,5 4,5 0,6 11,40 7 Máy mài tròn 1 17 7 7 0,6 17,73 8 Máy mài tròn vạn năng 1 18 2,8 2,8 0,6 7,09 9 Máy mài phẳng có trục đứng 1 19 10 10 0,6 25,32 10 Máy ép thủy lực 1 21 4,5 4,5 0,6 11,40 Cộng nhóm III 12 62,9 159,31 Nhóm IV 1 Máy tiện ren 1 1 7 7 0,6 17,73 2 Máy tiện ren 1 2 4,5 4,5 0,6 11,40 3 Máy tiện ren 1 3 3,2 3,2 0,6 8,10 4 Máy tiện ren 1 4 10 10 0,6 25,32 5 Máy khoan đứng 1 5 2,8 2,8 0,6 7,09 6 Máy khoan đứng 1 6 7 7 0,6 17,73 7 Máy cưa 1 11 2,8 2,8 0,6 7,09 8 Máy mài hai phía 1 12 2,8 2,8 0,6 7,09 9 Máy khoan bàn 6 13 0,65 3,9 0,6 6x1,65 Cộng nhóm IV 14 44 111,45 nhóm V 1 Máy tiện ren 3 1 7 21 0,6 3x17,73 2 Máy tiện ren 1 2 4,5 4,5 0,6 11,40 3 Máy tiện ren 3 3 3,2 9,6 0,6 3x8,10 4 Máy tiện ren 1 4 10 10 0,6 25,32 5 Máy phay vạn năng 1 7 4,5 4,5 0,6 11,40 6 Máy bào ngang 1 8 5,8 5,8 0,6 14,69 7 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2,8 2,8 0,6 7,09 8 Máy mài phẳng 1 10 4 4 0,6 10,13 9 Máy cưa 1 11 2,8 2,8 0,6 7,09 10 Máy mài hai phía 1 12 2,8 2,8 0,6 7,09 11 Máy giũa 1 26 1 1 0,6 2,53 12 Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 27 2,8 2,8 0,6 7,09 Cộng nhóm V 16 71,6 181,32 b.Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn , để cho việc tính toán được đơn giản, ở đây ta lấy chung các hệ số Ksd=0,15 ; coj =0,6ịtgj= 1,33 cho tất cả các nhóm b.1.Tính toán cho nhóm I TT Tên thiết bị Số lượng Ký hiệu Pđm (KW) cosj Iđm (A) 1 máy Toàn bộ nhóm I 1 Máy tiện ren 4 1 10 40 0,6 4x25,32 2 Máy tiện ren 4 2 10 40 0,6 4x25,32 3 Máy khoan bàn 1 22 0,65 0,65 0,6 1,65 4 Máy mài sắc 2 23 2,8 5,6 0,6 2x7,09 Cộng nhóm I 11 86,25 218,39 Tổng số thiết bị tham gia trong nhóm: n = 11 ; n1 = 8 n* = P* = - Với n* = 0,727 và P* = 0,928 tra bảng PL1.4 ta được : nhq* = 0,79 nhq = n.nhq* = 11.0,79 =8,69 -Tra bảng PL1.5 với Ksd = 0,15 và nhq = 9. Ta được Kmax = 2,2 Công suất tính toán của phụ tải nhóm 1: Ptt1 = Kmax.Ksd. = 2,2. 0,15. 86,25= 28,46 (kW) Qtt1 = Ptt1. tg = 28,46. 1,33 = 37,85 (kVAr) Stt1 = (kVA) Itt1 = b.2.Tính toán cho nhóm II TT Tên thiết bị Số lượng Ký hiệu Pđm (KW) cosj Iđm (A) 1 máy Toàn bộ 1 Máy phay vạn năng 2 5 7 14 0,6 2x17,73 2 Máy phay ngang 1 6 4,5 4,5 0,6 11,40 3 Máy phay chép hình 1 7 5,62 5,62 0,6 14,23 4 Máy phay chép hình 1 11 3 3 0,6 7,60 5 Máy bào ngang 2 12 7 14 0,6 2x17,73 6 Máy bào giường một trụ 1 13 10 10 0,6 25,32 7 Máy khoan hướng tâm 1 15 4,5 4,5 0,6 11,40 Cộng nhóm II 9 55,62 140,87 Tổng số thiết bị tham gia trong nhóm: n = 9 ; n1 = 6 n* = P* = - Với n* = 0,67 và P* = 0,784 tra bảng PL1.4 ta được : nhq* = 0,90 nhq = n.nhq* = 9.0,9=8,1 -Tra bảng PL1.5 với Ksd = 0,15 và nhq = 8. Ta được Kmax = 2,31 Công suất tính toán của phụ tải nhóm 2: Ptt2 = Kmax.Ksd. = 2,31. 0,15. 55,62 = 19,27 (kW) Qtt2 = Ptt2. tg = 19,27. 1,33 = 25,63 (kVAr) Stt2 = (kVA) Itt2 = b.3.Tính toán cho nhóm III TT Tên thiết bị Số lượng Ký hiệu Pđm (KW) cosj Iđm (A) 1 máy Toàn bộ 1 Máy doa ngang 1 4 4,5 4,5 0,6 11,40 2 Máy phay đứng 2 8 7 14 0,6 2x17,73 3 Máy phay chép hình 1 9 1 1 0,6 2,53 4 Máy phay chép hình 1 10 0,6 0,6 0,6 1,52 5 Máy xọc 2 14 7 14 0,6 2x17,73 6 Máy khoan đứng 1 16 4,5 4,5 0,6 11,40 7 Máy mài tròn 1 17 7 7 0,6 17,73 8 Máy mài tròn vạn năng 1 18 2,8 2,8 0,6 7,09 9 Máy mài phẳng có trục đứng 1 19 10 10 0,6 25,32 10 1 21 4,5 4,5 0,6 11,40 Cộng nhóm III 12 62,9 159,31 Tổng số thiết bị tham gia trong nhóm: n = 12 ; n3= 6 n* = P* = - Với n* = 0,5 và P* = 0,715 tra bảng PL1.4 ta được : nhq* = 0,81 nhq = n.nhq* = 12.0,81 =9,72 -Tra bảng PL1.5 với Ksd = 0,15 và nhq = 10. Ta được Kmax = 2,1 Công suất tính toán của phụ tải nhóm 3: Ptt3 = Kmax.Ksd. = 2,1. 0,15. 62,9 = 19,81 (kW) Qtt3 = Ptt3. tg = 19,81. 1,33 = 26,35 (kVAr) Stt3 = (kVA) Itt3 = b.4.Tính toán cho nhóm IV TT Tên thiết bị Số lượng Ký hiệu Pđm (KW) cosj Iđm (A) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện ren 1 1 7 7 0,6 17,73 2 Máy tiện ren 1 2 4,5 4,5 0,6 11,40 3 Máy tiện ren 1 3 3,2 3,2 0,6 8,10 4 Máy tiện ren 1 4 10 10 0,6 25,32 5 Máy khoan đứng 1 5 2,8 2,8 0,6 7,09 6 Máy khoan đứng 1 6 7 7 0,6 17,73 7 Máy cưa 1 11 2,8 2,8 0,6 7,09 8 Máy mài hai phía 1 12 2,8 2,8 0,6 7,09 9 Máy khoan bàn 6 13 0,65 3,9 0,6 6x1,65 Cộng nhóm IV 14 44 111,45 Tổng số thiết bị tham gia trong nhóm: n = 14 ; n1 = 3 n* = P* = - Với n* = 0,214 và P* = 0,545 tra bảng PL1.4 ta được : nhq* = 0,56 nhq = n.nhq* = 14.0,56 =7,84 -Tra bảng PL1.5 với Ksd = 0,15 và nhq = 8. Ta được Kmax = 2,31 Công suất tính toán của phụ tải nhóm 4: Ptt4 = Kmax.Ksd. = 2,31. 0,15. 44 = 15,25 (kW) Qtt4 = Ptt4. tg = 15,25. 1,33 = 20,28 (kVAr) Stt4 = (kVA) Itt4 = b.5.Tính toán cho nhóm V TT Tên thiết bị Số lượng Ký hiệu Pđm (KW) cosj Iđm (A) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện ren 3 1 7 21 0,6 3x17,73 2 Máy tiện ren 1 2 4,5 4,5 0,6 11,40 3 Máy tiện ren 3 3 3,2 9,6 0,6 3x8,10 4 Máy tiện ren 1 4 10 10 0,6 25,32 5 Máy phay vạn năng 1 7 4,5 4,5 0,6 11,40 6 Máy bào ngang 1 8 5,8 5,8 0,6 14,69 7 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2,8 2,8 0,6 7,09 8 Máy mài phẳng 1 10 4 4 0,6 10,13 9 Máy cưa 1 11 2,8 2,8 0,6 7,09 10 Máy mài hai phía 1 12 2,8 2,8 0,6 7,09 11 Máy giũa 1 26 1 1 0,6 2,53 12 Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 27 2,8 2,8 0,6 7,09 Cộng nhóm V 16 71,6 181,32 Tổng số thiết bị tham gia trong nhóm: n = 16 ; n1 = 5 n* = P* = - Với n* = 0,313 và P* = 0,514 tra bảng PL1.4 ta được : nhq* = 0,80 nhq = n.nhq* = 16.0,8 =12,8 -Tra bảng PL1.5 với Ksd = 0,15 và nhq = 13. Ta được Kmax = 1,91 Công suất tính toán của phụ tải nhóm 5: Ptt5 = Kmax.Ksd. = 1,91. 0,15.71,6 = 20,51 (kW) Qtt5 = Ptt5. tg = 20,51. 1,33 = 27,28 (kVAr) Stt5 = (kVA) Itt5 = c.Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí. Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ điện được xác định dựa trên phương pháp "suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích". Chiếu sáng ở đây là chiếu sáng chung cho việc đi lại và vận chuyển trong phân xưởng. Chiếu sáng làm việc thì trên các máy đã có. Pcs= p0. F Trong đó: p0 : suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích [W/m2] F : Diện tích được chiếu sáng (diện tích phân xưởng) [m2], F = 1215 m2 Phân xưởng sửa chữa cơ khí có hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt với suất chiếu sáng p0=15 [W/m2] , cosjcs=1ịtgjcs=0 Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng là: Pcs= p0. F= 0,015. 1215 =18,23 (kW) Qcs= Pcs. tgjcs = 0 Scs = (kVA) Ics = *Tổng kết tính toán với các nhóm Tên bộ phận Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA) Itt (A) Nhóm 1 28,46 37,85 47,43 72,06 Nhóm 2 19,27 25,63 32,12 48,80 Nhóm 3 19,81 26,35 33,02 50,17 Nhóm 4 15,25 20,28 25,42 38,62 Nhóm 5 20,51 27,28 34,18 51,93 Chiếu sáng 18,23 0 18,23 27,70 d.Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng. Khi chưa kể chiếu sáng: Pđl= kđt.; Qđl= kđt. Trong đó: kđt: hệ số đồng thời của toàn phân xưởng ,lấy kđt = 0,8 Ptti , Qđl : công suất tác dụng, phản kháng tính toán động lực của nhóm i Nên ta có: Phụ tải tác dụng của phân xưởng: Pđl=0,8.(28,46+19,27+19,81+15,25+20,51) = 82,64 (kW) Phụ tải phản kháng của phân xưởng: Qđl=0,8.(37,85+25,63+26,35+20,28+27,28) = 137,39 (KVAr) Phụ tải toàn phần của phân xưởng kể cả chiếu sáng: Sttpx=== 170,44 (kVA) Ittpx= cosjpx= 2.3.. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng còn lại. Do chỉ biết công suất đặt và diện tích của các phân xưởng này nên ta tính phụ tải tính toán dựa theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. 1. Phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Ptt=knc. Qtt=Ptt. tgj Sttpx== Ta có thể lấy gần đúng Pđ=Pđm, do đó Ptt=knc. Trong đó: Pđi,Pđmi - công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i. Ptt,Qtt,Stt- công suất tác dụng,phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị. n - số thiết bị trong nhóm. knc – hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật. Nếu hệ số công suất cosj của các thiết bị trong nhóm sau khác nhau không nhiều thì cho phép sử dụng hệ số công suất trung bình để tính toán: cosjtb = 2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng. a.Xác định phụ tải tính toán của ban quản lý và phòng thiết kế: Công suất đặt Pđ=80 kW Diện tích phân xưởng F= 2268 m2 Tra bảng PL1.3 với ban quản lý ta có: knc= 0,75, cosj = 0,85ị tgj = 0,62 Tra bảng suất chiếu sáng PL1.7 với loại phân xưởng này là p0=15W/m2 dùng đèn sợi đốt có cosjcs= 1ị tgjcs= 0 Công suất tính toán động lực : Pđl=knc. Pđ. = 0,75.80 = 60 (kW) Qđl=Pđl. tgj = 60.0,62 = 37,2 (kVAr) Công suất chiếu sáng : Pcs=p0. F= 0,015. 2268 =34,02 (kW) Qcs=Pcs. tgj = 0 Phụ tải tính toán của ban quản lý và phòng thiết kế: Ptt= Pđl + Pcs= 60 + 34,02 = 96,02 (kW) Qtt= Qđl + Qcs= 37,2 (kVAr) Stt= ==102,97 (kVA) Itt= b. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí số 1: Công suất đặt Pđ=2500 kW Diện tích phân xưởng F= 3280 m2 Tra bảng ở phụ lục PL1.3 với loại phân xưởng cơ khí ta có: Knc=0,35 ; cosj= 0,55 ị tgj= 1,52 Tra bảng suất chiếu sáng PL1.7 với loại phân xưởng này là p0=15W/m2 dùng đèn sợi đốt có cosjcs = 1ị tgjcs= 0 Công suất tính toán động lực: Pđl=knc. Pđ = 0,35. 2500 = 875 (kW) Qđl=Pđl. tgj = 875. 1,52 = 1330 (kVAr) Công suất chiếu sáng Pcs=p0. F= 0,015. 3280 = 49,2 (kW) Qcs= Pcs. tgjcs=0 Phụ tải tính toán của phân xưởng là: Ptt= Pđl + Pcs= 875 + 49,2= 924,2 (kW) Qtt=Qđl+Qcs=1330 (KVAr) Stt= ==1619,58 (kVA) Itt= c. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí số 2. Công suất đặt Pđ=2800 kW Diện tích phân xưởng F= 2992 m2 Tra bảng ở phụ lục PL1.3 với loại phân xưởng cơ khí ta có: Knc=0,35 ; cosj= 0,55 ị tgj= 1,52 Tra bảng suất chiếu sáng PL1.7 với loại phân xưởng này là p0=15W/m2 dùng đèn sợi đốt có cosjcs = 1ị tgjcs= 0 Công suất tính toán động lực: Pđl=knc. Pđ = 0,35. 2800 =980 (kW) Qđl=Pđl. tgj = 980.1,52 = 1489,6 (kVAr) Công suất chiếu sáng Pcs=p0. F= 0,015. 2992 = 44,90 (kW) Qcs= Pcs. tgjcs= 0 Phụ tải tính toán của phân xưởng là: Ptt= Pđl + Pcs= 980 + 44,9 = 1024,9 (kW) Qtt=Qđl+Qcs=1489,6 (KVAr) Stt= ==1808,13 (kVA) Itt= d.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng luyện kim mầu. Công suất đặt Pđ=1800 kW Diện tích phân xưởng F= 4030 m2 Tra bảng ở phụ lục PL1.3 với phân xưởng luyện kim mầu ta có: Knc= 0,65 ; cosj = 0,8ị tgj = 0,75 Tra bảng suất chiếu sáng PL1.7 với loại phân xưởng này là p0=15W/m2 dùng đèn sợi đốt có cosjcs= 1ị tgjcs= 0 Công suất tính toán động lực : Pđl=knc. Pđ. = 0,65.1800 = 1170 (kW) Qđl=Pđl. tgj = 1170. 0,75 = 877,5 (kVAr) Công suất chiếu sáng : Pcs=p0. F= 0,015. 4030 =60,45 (kW) Qcs=Pcs. tgj = 0 Phụ tải tính toán của phân xưởng là: Ptt= Pđl + Pcs= 1170 + 60,45 = 1230,45 (kW) Qtt= Qđl + Qcs= 877,5 (kVAr) Stt= ==1511,30 (kVA) Itt1= e. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng luyện kim đen: Công suất đặt Pđ=2500 kW Diện tích phân xưởng F= 4950 m2 Tra bảng ở phụ lục PL1.3 với loại phân xưởng luyện kim ta có: Knc=0,65 ; cosj= 0,8 ị tgj= 0,75 Tra bảng suất chiếu sáng PL1.7 với loại phân xưởng này là p0=15W/m2 dùng đèn sợi đốt có cosjcs = 1ị tgjcs= 0 Công suất tính toán động lực: Pđl=knc. Pđ = 0,65. 2500 =1625 (kW) Qđl=Pđl. tgj = 1625. 0,75 = 1218,75 (kVAr) Công suất chiếu sáng Pcs=p0. F= 0,015. 4950 = 74,25 (kW) Qcs= Pcs. tgjcs= 0 Phụ tải tính toán của phân xưởng là: Ptt= Pđl + Pcs= 1625 + 74,25 = 1699,25 (kW) Qtt=Qđl+Qcs=1218,75 (KVAr) Stt= ==2091,12 (kVA) Itt= f. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng rèn: Công suất đặt Pđ=2100 kW Diện tích phân xưởng F= 4680 m2 Tra bảng ở phụ lục PL1.3 với loại phân xưởng rèn ta có: Knc=0,55 ; cosj= 0,65 ị tgj= 1,17 Tra bảng suất chiếu sáng PL1.7 với loại phân xưởng này là p0=15W/m2 dùng đèn sợi đốt có cosjcs = 1ị tgjcs= 0 Công suất tính toán động lực: Pđl=knc. Pđ = 0,55. 2100 =1155 (kW) Qđl=Pđl. tgj = 1155.1,17 = 1351,35 (kVAr) Công suất chiếu sáng Pcs=p0. F= 0,015. 4680 = 70,2 (kW) Qcs= Pcs. tgjcs= 0 Phụ tải tính toán của phân xưởng là: Ptt= Pđl + Pcs= 1155 + 70,2 = 1225,2 (kW) Qtt=Qđl+Qcs= 1351,35 (KVAr) Stt= ==1824,08 (kVA) Itt= g.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng nhiệt luyện: Công suất đặt Pđ=3000 kW Diện tích phân xưởng F= 3645 m2 Tra bảng ở phụ lục PL1.3 với phân xưởng nhiệt luyện ta có: Knc= 0,65 ; cosj = 0,8ị tgj = 0,75 Tra bảng suất chiếu sáng PL1.7 với loại phân xưởng này là p0=15W/m2 dùng đèn sợi đốt có cosjcs= 1ị tgjcs= 0 Công suất tính toán động lực : Pđl=knc. Pđ. = 0,65. 3000 = 1950 (kW) Qđl=Pđl. tgj = 1950. 0,75 =1462,5 (kVAr) Công suất chiếu sáng : Pcs=p0. F= 0,015. 3645 =54,68 (kW) Qcs=Pcs. tgj = 0 Phụ tải tính toán của phân xưởng là: Ptt= Pđl + Pcs= 1950 + 54,68 = 2004,68 (kW) Qtt= Qđl + Qcs= 1462,5 (kW) Stt= ==2481,46 (kVA) Itt1= h. Xác định phụ tải tính toán của bộ phận nén khí: Công suất đặt Pđ=1500 kV Diện tích phân xưởng F= 2116 m2 Tra bảng ở phụ lục PL1.3 với phân xưởng nén khí ta có: Knc=0,65 ; cosj= 0,75 ị tgj= 0,88 Tra bảng suất chiếu sáng PL1.7 với loại phân xưởng này là p0=15W/m2 dùng đèn sợi đốt có cosjcs = 1ị tgjcs= 0 Công suất tính toán động lực: Pđl=knc. Pđ = 0,65. 1500 =975 (kW) Qđl=Pđl. tgj = 975. 0,88 = 858 (kVAr) Công suất chiếu sáng Pcs=p0. F= 0,015. 2116 = 31,74 (kW) Qcs= Pcs. tgjcs= 0 Phụ tải tính toán của phân xưởng là: Ptt= Pđl + Pcs= 975 + 31,74 = 1006,74 (kW) Qtt=Qđl+Qcs= 858 (KVAr) Stt= ==1322,76 (kVA) Itt= I. Xác định phụ tải tính toán của kho vật liệu: Công suất đặt Pđ=60 kW Diện tích phân xưởng F= 4374 m2 Tra bảng ở phụ lục PL1.3 với kho vật liệu ta có: Knc=0,75 ; cosj= 0,75 ị tgj= 0,88 Tra bảng suất chiếu sáng PL1.7 với loại phân xưởng này là p0=16 W/m2 dùng đèn sợi đốt có cosjcs = 1ị tgjcs= 0 Công suất tính toán động lực: Pđl=knc. Pđ = 0,75. 60 =45 (kW) Qđl=Pđl. tgj = 45. 0,88 = 39,6 (kVAr) Công suất chiếu sáng Pcs=p0. F= 0,016. 4374 = 69,98 (kW) Qcs= Pcs. tgjcs= 0 Phụ tải tính toán của phân xưởng là: Ptt= Pđl + Pcs= 45 + 69,98 = 114,98 (kW) Qtt=Qđl+Qcs= 39,6 (KVAr) Stt= ==121,6 (kVA) Itt= Bảng tổng kết kết quả tính toán cho các phân xưởng của nhà máy. Tên phân xưởng Pđ kW knc cosj Po W/m2 Pđl kW Pcs kW Ptt kW Qtt kVAr Stt kVA Ban QL và P.TK 80 0,75 0,85 15 60 34 96 37,2 103 PX cơ khí số 1 2500 0,35 0,55 15 875 49,2 924,2 1330 1619,6 PX cơ khí số 2 2800 0,35 0,55 15 980 44,9 1024,9 1489,6 1808,1 PX luyện kim mầu 1800 0,65 0,8 15 1170 60,5 1230,5 877,5 1511,3 PX luyện kim đen 2500 0,65 0,8 15 1625 74,3 1699,3 1218,8 2091,1 PX sửa chữa cơ khí 14 82,64 18,2 100,9 137,4 170,4 PX rèn 2100 0,55 0,65 15 1155 70,2 1225,2 1351,4 1824,1 PX nhiệt luyện 3000 0,65 0,8 15 1950 54,7 2004,7 1462,5 2481,5 Bộ phận nén khí 1500 0,65 0,75 15 975 31,7 1006,7 858 1322,8 Kho vật liệu 60 0,75 0,75 16 45 70 115 39,6 121,6 2.4. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy. Phụ tải tính toán của nhà máy tính theo biểu thức: Pttnm= kđt. Qttnm= kđt. Trong đó: kđt: : hệ số đồng thời của nhà máy lấy bằng 0,8 Pttpxi , Qttpxi : công suất tính toán của phân xưởng số i. Pttnm = 0,8. 9427,4 = 7541,92 (kW) Qttnm= 0,8. 8802 = 7041,6 (kVAr) Phụ tải tính toán toán nhà máy Sttnm= == 10318,2 (kVA) Hệ số công suất toàn nhà máy cosjnm = 2.5.Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải. Tâm phụ tải điện. Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu dần đến min Trong đó: Pi và li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải. Để xác định toạ độ của tâm phụ tải có thể sử dụng các biểu thức sau: Trong đó: x0 ,y0 , z0 – toạ độ của tâm phụ tải điện. xi ,yi , zi – toạ độ của tâm phụ tải thứ i tính theo một hệ trục toạ độ XYZ tuỳ chọn. Si – là công suất của phụ tải thứ i. Trong thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ Z. Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện. 2.Biểu đồ phụ tải điện. Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng có tâm trùng với tâm của phụ tải có diện tích tương ứng với công suất của phụ taỉ theo tỉ lệ xích nào đó tuỳ chọn.Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế từ đó có cơ sở để lập các phương án cung cấp điện. Biểu đồ phụ tải được chia thành 2 phần: Phần phụ tải động lực (hình quạt chéo) và phần phụ tải chiếu sáng (phần hình quạt để trắng). Để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng ta coi phụ tải của các phân xưởng phân b._.ố 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 phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức: Ri = Trong đó: m: Tỷ lệ xích ở đây ta chọn m =3 [kVA/mm2] Góc của phụ tải chiếu sáng năm trong biểu đồ được xác định theo công thức sau: Kết quả tính toán Ri,của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được ghi trong bảng sau: TT Tên phân xưởng Pcs kW Ptt kW Stt kVA Tâm phụ tải R mm X mm Y mm 1 Ban QL và P.Tk 34 96 103 20 45 3,3 127,5 2 PX cơ khí số 1 49,2 924,2 1619,6 96 19 13,1 19,16 3 PX cơ khí số 2 44,9 1024,9 1808,1 41 75 13,9 15,77 4 PX luyện kim mầu 60,5 1230,5 1511,3 76 70 12,7 17,7 5 PX luyện kim đen 74,3 1699,3 2091,1 68 18 14,9 15,74 6 PX sửa chữa cơ khí 18,2 100,9 170,4 120 74 4,25 64,94 7 PX rèn 70,2 1225,2 1824,1 44 15 13,9 20,63 8 PX nhiệt luyện 54,7 2004,7 2481,5 122 59 16,2 9,82 9 Bộ phận nén khí 31,7 1006,7 1322,8 142 60 15,7 11,34 10 Kho vật liệu 70 115 121,6 137 20 3,6 219,1 Chương II thiết kế mạng đIện cao áp của nhà máy 3.1.Đặt vấn đề. Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa dạng. Nó phụ thuộc vào công suất yêu cầu của từng nhà máy. Khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các yếu tố đặc biệt đặc trưng cho từng nhà máy riêng biệt, điều kiện khí hậu, địa hình. Các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao, các đặc điểm của quá trình sản xuất và quá trình công nghệ... Để từ đó xác định mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp điện hợp lý. Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện chủ yếu căn cứ độ tin cậy cung cấp điện, tính kinh tế và tính an toàn. Độ tin cậy của sơ đồ cung cấp điện phụ thuộc vào loại hộ tiêu thụ mà nó cung cấp, căn cứ vào loại hộ tiêu thụ để quyết định số lượng và dung lượng máy biến áp cung cấp của sơ đồ. Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lí có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cũng như mớc độ tin cậy cung cấp điện. Một sơ đồ cung cấp điện được gọi là hợp lí nếu nó thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau: Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật. 2. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. 3. Thuận tiện cho việc vận hành bảo trì và sửa chữa. 4. An toàn cho người vận hành và thiết bị. 5. Dễ dàng đáp ứng các yêu cầu phát triển của phụ tải. 6. Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế. Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bước sau: Vạch các phương án cung cấp điện. Lựa chọn 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. Tính toán kinh tế- kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn. 3.2. Vạch các phương án cung cấp điện. Trước khi vạch ra các phương án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đường dây tải điện từ hệ thống về nhà máy.Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải tốt nhất là: Trong đó: Pttnm : công suất tính toán của nhà máy [kW] l : khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [km] lấy l=18Km. Trạm biến áp trung gian thường có các đầu ra là các cấp điện áp ra là 110kV,35kV,22kV, ... nên ta chọn điện áp truyền tải về nhà máy là 35kV. Căn cứ vào vị trí ,công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng có thể đưa ra các phương án cung cấp điện Phương án về các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau: Vị trí đặt TBA phải thoả mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải; thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp; an toàn và kinh tế. Số lượng máy biến áp (MBA) đặt trong các 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 TBA chỉ đặt 1 MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp điện không cao. Các TBA cung cấp cho hộ loại I và loại II phải đặt 2 MBA, hộ loại III có thể chỉ cần đặt 1 MBA. Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện: n.khc.SdđB Stt và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA (trong trạm có nhiều hơn 1 MBA): (n-1).kqt SđmB Sttsc Trong đó: n - số máy biến áp có trong TBA. khc- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ (tra sổ tay). Nếu máy biến áp sản xuất tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc =1. Stt - công suất tính toán của phụ tải do TBA đó đảm nhận. kqt- Là hệ số quá tải sự cố, lấy kqt = 1,4 nếu thoả mãn các điều kiện sau: - MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm. - Mỗi ngày đêm không quá 6 giờ. - Trước khi quá tải thì hệ số tải của MBA: kt 0,93. Nếu vi phạm 1trong 3 nguyên tắc trên thì chọn kqt bằng cách tra bảng. Sttsc- Công suất tính toán sau khi đã loại bỏ các phụ tải loại 3 thậm chí cả những phụ tải loại 2 không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường. Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên Sttsc=0,7Stt Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua ,lắp đặt,vận hành,sửa chữa,thay thế... Căn cứ vào các nguyên tắc trên ta có thể vạch ra các phương án sau: a. Phương án 1: Chọn 6 trạm biến áp phân xưởng +Trạm B1: Cung cấp cho PX cơ khí số 2,PX luyện kim mầu, ban quản lý và phòng thiết kế.Trạm dùng 2 MBA làm việc song song , dung lượng của máy thỏa mãn : n.khc.SdđB Stt Vậy có thể chọn máy biến áp tiêu chuẩn công suất Sđm= 1800 kVA .Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố khi trong trạm có một máy bị hỏng.Khi xảy ra sự cố có thể cắt điện ban quản lý và phòng thiết kế vì đây là phụ tải loại III. (n-1)kqt.SđmB³ Sttsc= 0,7.Stt SđmB³= kVA Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 máy Sđm=1800 kVA là hợp lý. +Trạm B2: Cung cấp cho bộ phận nén khí và phân xưởng SCCK.Trạm dùng 2 MBA làm việc song song, dung lượng của máy thoả mãn: n.khc.SdđB Stt ị Vậy có thể chọn máy biến áp tiêu chuẩn công suất Sđm= 750 kVA .ở đây ta không cần kiểm tra lại theo điều kiện sự cố vì cả 2 phân xưởng đều là phụ tải loại III và ta có thể cắt điện Vậy trạm biến áp B2 đặt 2 máy Sđm=750 KVA là hợp lý. +Trạm B3: Cung cấp cho PX nhiệt luyện .Trạm dùng 2 MBA làm việc song song, dung lượng của máy thoả mãn: n.khc.SdđB Stt ị Vậy có thể chọn máy biến áp tiêu chuẩn công suất Sđm= 1250 kVA .Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố khi trong trạm có một máy bị hỏng. (n-1)kqt.SđmB³0,7.Stt SđmB³==1240,75 KVA Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 máy Sđm=1250 kVA là hợp lý. +Trạm B4: Cung cấp cho PX cơ khí số 1 và kho vật liệu.Trạm dùng 2 MBA làm việc song song, dung lượng của máy thoả mãn: n.khc.SdđB Stt ị Vậy có thể chọn máy biến áp tiêu chuẩn công suất Sđm= 1000 kVA .Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố khi trong trạm có một máy bị hỏng.Khi xảy ra sự cố có thể cắt điện kho vật liệu vì đây là phụ tải loại III. (n-1)kqt.SđmB³ 0,7.Stt SđmB³= kVA Vậy trạm biến áp B4 đặt 2 máy Sđm=1000 KVA là hợp lý. +Trạm B5: Cung cấp cho PX luyện kim đen .Trạm dùng 2 MBA làm việc song song, dung lượng của máy thoả mãn: n.khc.SdđB Stt ị Vậy có thể chọn máy biến áp tiêu chuẩn công suất Sđm= 1000 kVA .Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố khi trong trạm có một máy bị hỏng. (n-1)kqt.SđmB³0,7.Stt SđmB³==1045,55 KVA Vậy trạm biến áp B5 đặt 2 máy Sđm=1000 kVA là hợp lý. +Trạm B6: Cung cấp cho PX rèn .Trạm dùng 2 MBA làm việc song song, dung lượng của máy thoả mãn: n.khc.SdđB Stt ị Vậy có thể chọn máy biến áp tiêu chuẩn công suất Sđm= 1000 kVA .Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố khi trong trạm có một máy bị hỏng. (n-1)kqt.SđmB³0,7.Stt SđmB³==912,05 KVA Vậy trạm biến áp B6 đặt 2 máy Sđm=1000 kVA là hợp lý. b. Phương án 2: Chọn 6 trạm biến áp phân xưởng +Trạm B1: Cung cấp cho PX cơ khí số 2 và PX luyện kim mầu.Trạm dùng 2 MBA làm việc song song , dung lượng của máy thỏa mãn : n.khc.SdđB Stt Vậy có thể chọn máy biến áp tiêu chuẩn công suất Sđm= 1600 kVA .Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố khi trong trạm có một máy bị hỏng. (n-1)kqt.SđmB³ Sttsc= 0,7.Stt SđmB³= kVA Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 máy Sđm=1600 kVA là hợp lý. +Trạm B2: Cung cấp cho bộ phận nén khí và phân xưởng SCCK.Vì trạm là phụ tải loại III nên dùng 1 MBA làm việc song song, dung lượng của máy thoả mãn: n.khc.SdđB Stt ị Vậy có thể chọn máy biến áp tiêu chuẩn công suất Sđm= 750 kVA .ở đây ta không cần kiểm tra lại theo điều kiện sự cố vì cả 2 phân xưởng đều là phụ tải loại III và ta có thể cắt điện Vậy trạm biến áp B2 đặt 1 máy Sđm=750 KVA là hợp lý. +Trạm B3: Cung cấp cho PX nhiệt luyện .Trạm dùng 2 MBA làm việc song song, dung lượng của máy thoả mãn: n.khc.SdđB Stt ị Vậy có thể chọn máy biến áp tiêu chuẩn công suất Sđm= 1250 kVA .Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố khi trong trạm có một máy bị hỏng. (n-1)kqt.SđmB³0,7.Stt SđmB³==1240,75 KVA Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 máy Sđm=1250 kVA là hợp lý. +Trạm B4: Cung cấp cho PX cơ khí số 1 và kho vật liệu.Trạm dùng 2 MBA làm việc song song, dung lượng của máy thoả mãn: n.khc.SdđB Stt ị Vậy có thể chọn máy biến áp tiêu chuẩn công suất Sđm= 1000 kVA .Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố khi trong trạm có một máy bị hỏng.Khi xảy ra sự cố có thể cắt điện kho vật liệu vì đây là phụ tải loại III. (n-1)kqt.SđmB³ 0,7.Stt SđmB³= kVA Vậy trạm biến áp B4 đặt 2 máy Sđm=1000 KVA là hợp lý. +Trạm B5: Cung cấp cho PX luyện kim đen .Trạm dùng 2 MBA làm việc song song, dung lượng của máy thoả mãn: n.khc.SdđB Stt ị Vậy có thể chọn máy biến áp tiêu chuẩn công suất Sđm= 1000 kVA .Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố khi trong trạm có một máy bị hỏng. (n-1)kqt.SđmB³0,7.Stt SđmB³==1045,55 KVA Vậy trạm biến áp B5 đặt 2 máy Sđm=1000 kVA là hợp lý. +Trạm B6: Cung cấp cho PX rèn và ban quản lý và phòng thiết kế.Trạm dùng 2 MBA làm việc song song, dung lượng của máy thoả mãn: n.khc.SdđB Stt ị Vậy có thể chọn máy biến áp tiêu chuẩn công suất Sđm= 1000 kVA .Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố khi trong trạm có một máy bị hỏng.Khi xảy ra sự cố có thể cắt điện ban quản lý và phòng thiết kế vì đây là phụ tải loại III. (n-1)kqt.SđmB³0,7.Stt SđmB³==912,05 KVA Vậy trạm biến áp B6 đặt 2 máy Sđm=1000 kVA là hợp lý. 2. Vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng của nhà máy. Trong các nhà máy thường sử dụng các trạm biến áp phân xưởng: * Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể là dùng loại trạm liền kề có một tường trạm chung với tường phân xưởng, nhờ vậy tiết kiệm được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến các công trình khác. *Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ vậy có thể đưa điện áp cao đến 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 kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất. Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập tuy nhiên vốn đầu tư trạm sẽ tăng. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các trạm biến áp đã nêu. Để đẩm bảo an toàn cho người cũng như thiết bị, đảm bảo mỹ quan công nghiệp ở đây sẽ sử dụng loại trạm xây đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng mở rộng sản xuất Để lựa chọn được vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng cần xác định tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các trạm biến áp đó. x01= ; y01= Căn cứ vào vị trí của các nhà xưởng ta đặt vị trí của các TBA cho các phân xưởng được ghi trong bảng sau: phương án Tên trạm Vị trí đặt x0i y0i Phương án 1 B1 55,8 71,9 B2 139,5 61,6 B3 122 59 B4 98,9 19,1 B5 68 18 B6 44 15 Phương án 2 B1 56,9 72,7 B2 139,5 61,6 B3 122 59 B4 98,9 19,1 B5 68 18 B6 42,7 16,6 3.Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng. a.Các phương án sử dụng sơ đồ. a.1. Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu : Đưa đường dây trung áp 35 kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ đưa trực tiếp điện áp cao vào các trạm biến áp phân xưởng sẽ giảm được vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian hay trạm phân phối trung tâm, giảm tổn thất điện năng và nâng cao năng lực truyền tải của mạng. Nhược điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị đắt tiền, vận hành phức tạp. Sơ đồ này chỉ thích hợp cho xí nghiệp có phụ tải lớn và tập trung, không thích hợp cho nhà máy này nên không xét đến phương án này. a.2. Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm. Điện năng từ hệ thống cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua trạm phân phối trung tâm (PPTT). Nhờ vậy việc quản lý, vận hành mạng điện cao áp của nhà máy sẽ thuận lợi hơn, tổn thất trong mạng giảm, độ tin cậy cung cấp điện được gia tăng, song vốn đầu tư cho mạng cũng lớn hơn. Trong thực tế đây là phương án thường được sử dụng khi điện áp nguòn không cao (Ê22 kV), công suất các phân xưởng tương đối lớn. Với nhà máy này sử dụng điện áp truyền tải là 35kV nên không sử dụng trạm PPTT. a.3. Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian. Nguồn 35kV từ hệ thống về qua TBATG được hạ xuống còn 6kV để cung cấp cho các TBA phân xưởng. Nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy cũng như các TBA phân xưởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp điện cũng được cải thiện. Song phải đầu tư để xây dựng TBATG, gia tăng tổn thất trong mạng cao áp. Nếu sử dụng phương án này, vì nhà máy được xếp vào hộ loại I nên TBATG phải đặt hai máy biến áp với công suất được chọn theo điều kiện. n.SđmB³Sttnm=10318,2 SđmB³ =5159,1 KVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=5600 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố với giả thiết các hộ loại I trong nhà máy đều có 30% là phụ tải loại III có thể tạm ngừng cung cấp điện khi cần thiết : (n-1)kqt.SđmB³Sttsc SđmB³ Vậy tại trạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 MBA 5600 kVA 35/6,3 kV. b. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian,trạm phân phối trung tâm: Dựa trên hệ trục tọa độ xOy đã chọn có thể xác định được tâm phụ tải điện của nhà máy: x01; y01 Trong đó: Si: Công suất tính toán của phân xưởng thứ i. xi,yi: Tọa độ tâm phụ tải của phân xưởng thứ i. x01= y01 Vậy vị trí tốt nhất để đặt TBATG hoặc TPPTT có tọa độ M(84;44,6) c. Lựa chọn phương án nối dây của mạng cao áp. Nhằm tăng độ tin cậy cung cấp điện cho nhà máy nên đường dây từ trạm biến áp trung gian về nhà máy dùng đường dây trên không lộ kép. Mạng cao áp của nhà máy sử dụng sơ đồ hình tia lộ kép tới những trạm 2 máy. Sơ đồ này có ưu điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, các trạm phân xưởng được lấy từ những đường dây riêng biệt nên tăng độ tin cậy cung cấp điện và không làm ảnh hưởng lẫn nhau, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ ,tự động hóa và dễ vận hành.Để đảm bảo mỹ quan và an toàn, các đường cáp cao áp trong nhà máy được đặt trong các hào cáp xây dọc các tuyến giao thông trong nhà máy. Từ những phân tích trên ta có thể đưa ra 4 phương án thiết kế mạng cao áp được trình bày trên sơ đồ sau: 3.3. Tính toán so sánh kinh tế và kỹ thuật lựa chọn phương án hợp lý. Để so sánh và lựa chọn phương án ta sử dụng hàm chi phí tính toán của các phương án nêu ra. Phần này là so sánh nên có thể chỉ cần tính những phần khác nhau giữa các phương án nhằm giảm bớt khối lượng tính toán. Hàm chi phí tính toán: Z=(avh+atc)K+3.I2max.R.t.c đ min Trong đó : avh : hệ số vận hành lấy 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 đường dây R : điện trở của thiết bị t : thời gian tổn thất công suất lớn nhất c : giá tiền 1kWh điện năng tổn thất c=1000 [đ/kWh] Sơ đồ nối dây của các phương án a.Phương án 1: Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG) nhận điện từ hệ thống về ,hạ xuống điện áp 6,3 KV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng.Các trạm biến áp B1,B2,B3, B4,B5,B6 hạ điện áp từ 6,3 KV xuống 0,4 KV để cung cấp điện cho các phân xưởng. a.1. Chọn MBA phân xưởng và xác định tổn thất điện năng DA trong các TBA: *Chọn máy biến áp phân xưởng: Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở phần trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh – Hà Nội chế tạo: *Các tham số trạm biến áp của phương án 1. Trạm Sđm kVA Uc/Uh kV DP0 kW DPN kW UN% IN % Số máy Đơn giá (106 đ) Tiền (106 đ) BATG 5600 35/6,3 5,3 34,5 7 0,7 2 436 872 B1 1800 6,3/0,4 2,4 18 6 0,9 2 210 420 B2 750 6,3/0,4 1,2 6,6 4,5 1,4 1 110 110 B3 1250 6,3/0,4 1,71 12,8 5,5 1,2 2 125 250 B4 1000 6,3/0,4 1,55 9 5 1,3 2 120 240 B5 1000 6,3/0,4 1,55 9 5 1,3 2 120 240 B6 1000 6,3/0,4 1,55 9 5 1,3 2 120 240 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB= 2372.106 (đ) *Xác định tổn thất điện năng DA trong các máy biến áp. Tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp được tính theo công thức : DA =n.DP0.t + DPN.()2 t [kWh] Trong đó: n : Số máy biến áp đặt trong trạm t :Thời gian tổn thất công suất lớn nhất,tra bảng với Tmax = 5500 h và cosjnm=0,73 tìm được t=4000 h t : thời gian máy biến áp vận hành,với MBA vận hành suốt năm t = 8760 h DP0,.DPN : tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA Stt : công suất tính toán của TBA SđmB : công suất định mức của máy biến áp Tính cho trạm biến áp trung gian Sttnm=10318,2 KVA SđmB=5600 kVA Ta có: DABATG = n.DP0.t + DPN.()2 .t = Tương tự như vậy tính cho các trạm biến áp còn lại, số liệu ghi trong bảng dưới đây: Trạm Số máy Sđm (kVA) Stt (kVA) DP0 (kW) DPN (kW) DA (Kwh) BATG 2 5600 10318,2 5,3 34,5 327107 B1 2 1800 3422,4 2,4 18 281308 B2 1 750 1493,2 1,2 6,6 73346 B3 2 1250 2481,5 1,7 12,8 130849 B4 2 1000 1741,2 1,6 9 81728 B5 2 1000 2091,1 1,6 9 105865 B6 2 1000 1824,1 1,6 9 87048 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp DAB = 1087252 Kwh a.2. Chọn dây dẫn và tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. *Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưởng: Cáp cao áp được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt. Đối với nhà máy sản xuất máy cơ khí nông nghiệp làm việc 3 ca,thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax=5500 h sử dụng cáp lõi đồng tìm được Jkt= 2,7 A/mm2. Tiết diện kinh tế của cáp là: Cáp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng là lộ kép nên: Dựa vào Fkt ta chọn cáp có tiết diện gần nhất. Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng: khc.Icp.³ Isc Trong đó: khc=k1.k2 k1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy k1=1 k2: Hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, các rãnh đều đặt 2 cáp, khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm theo PL4.22 tìm được k2=0,93 Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các trạm BAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép DUcp. + Chọn cáp từ TBATG đến trạm biến áp B1 Tiết diện kinh tế của cáp là: Tra bảng PL4.32 cáp đồng 3 lõi 6-10 kV cách điện XLPE vỏ PVC chọn cáp có tiết diện gần nhất là 70 mm2 có Icp=250 A. Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng và sự cố 0,93.Icp=0,93.250 =232,5 < Isc=2.Imax=2.164,7 =329,4 A Cáp đã chọn không thỏa mãn điều kiên phát nóng và sự cố nên phải tăng tiết diện cáp.Chọn cáp có tiết diện F=120 mm2. với Icp=345A Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng và sự cố 0,93.Icp=0,93.345 =330,85 > Isc=2.Imax=329,4 A Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố nên ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA ,có tiết diện F=120 mm2. với Icp=345A + Cáp từ TBATG đến B2 Imax= Tra bảng PL4.32 cáp đồng 3 lõi 6-10 kV cách điện XLPE vỏ PVC chọn cáp có tiết diện gần nhất là 50 mm2 có Icp=200A. Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng và sự cố 0,93.Icp=0,93.200 =186 > Isc = 143,7 A Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố nên ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA ,có tiết diện F=50 mm2. với Icp=200 A +Cáp từ TBATG đến B3 Imax= Tra bảng PL4.32 cáp đồng 3 lõi 6-10 kV cách điện XLPE vỏ PVC chọn cáp có tiết diện gần nhất là 50 mm2 có Icp=200 A. Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng và sự cố 0,93.Icp=0,93.200 =186 < Isc=2.Imax=2.119,39 =238,78 A Cáp đã chọn không thỏa mãn điều kiên phát nóng và sự cố nên phải tăng tiết diện cáp.Chọn cáp có tiết diện F=70 mm2. với Icp=250A Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng và sự cố 0,93.Icp=0,93.250 = 239,5 > Isc=2.Imax=238,78 A Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố nên ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA ,có tiết diện F=70mm2. với Icp=250A + Cáp từ TBATG đến B4 Imax= Tra bảng PL4.32 cáp đồng 3 lõi 6-10 kV cách điện XLPE vỏ PVC chọn cáp có tiết diện gần nhất là 35mm2 có Icp=170 A. Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng và sự cố 0,93.Icp=0,93.170=158,1 < Isc=2.Imax=2.83,8 =167,6A Cáp đã chọn không thỏa mãn điều kiên phát nóng và sự cố nên phải tăng tiết diện cáp.Chọn cáp có tiết diện F=50mm2. với Icp=200A Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng và sự cố 0,93.Icp=0,93.200 =186 >Isc=2.Imax=167,6 A Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố nên ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA ,có tiết diện F=50mm2. với Icp=200A + Cáp từ TBATG đến B5 Imax= Tra bảng PL4.32 cáp đồng 3 lõi 6-10 kV cách điện XLPE vỏ PVC chọn cáp có tiết diện gần nhất là 50 mm2 có Icp=200A. Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng và sự cố 0,93.Icp=0,93.200 =186 < Isc=2.Imax=2.100,6 = 201,2 A Cáp đã chọn không thỏa mãn điều kiên phát nóng và sự cố nên phải tăng tiết diện cáp.Chọn cáp có tiết diện F=70 mm2. với Icp=250 A Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng và sự cố 0,93.Icp=0,93.250 = 232,5 > Isc=2.Imax = 201,2 A Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố nên ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA ,có tiết diện F=70mm2. với Icp=250A +Cáp từ TBATG đến B6 Imax= Tra bảng PL4.32 cáp đồng 3 lõi 6-10 kV cách điện XLPE vỏ PVC chọn cáp có tiết diện gần nhất là 35 mm2 có Icp=170 A. Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng và sự cố 0,93.Icp=0,93.170 =158,1 < Isc=2.Imax=2.87,8 =175,6 A Cáp đã chọn không thỏa mãn điều kiên phát nóng và sự cố nên phải tăng tiết diện cáp.Chọn cáp có tiết diện F=50mm2. với Icp=200A Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng và sự cố 0,93.Icp=0,93.200=186 >Isc=2.Imax=175,6 A Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố nên ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA ,có tiết diện F=50mm2. với Icp=200A *Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng khác: Ta chỉ xét đến các đoạn các hạ áp khác nhau giữa các phương án,các đoạn giống nhau bỏ qua không xét tới trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án.Phương án này ta chỉ chọn cáp từ trạm biến áp B1 đến ban quản lý và phòng thiết kế Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng .Đoạn đường cáp ở đây cũng rất ngắn, tổn thất điện áp không đáng kể nên có thể bỏ qua không kiểm tra lại điều kiện DUcp. Chọn cáp từ trạm biến áp B1 đến ban quản lý và phòng thíêt kế: Ban quản lý và phòng thiết kế được xếp vào hộ tiêu thụ điện loại III nên dùng cáp lộ đơn để cung cấp điện: Imax= Trong rãnh có một cáp nên k2=1, chỉ cần Icp>Imax. Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện là 3x35+25 mm2 với Icp=158 A *Chiều dài của các đường cáp đo trên mặt bằng đi dây và các số liệu tra và tính tổng hợp trong bảng. Đường cáp F mm2 l m r0 W/Km R W Đơn giá 103đ/m Thành tiền 103đ TBATG-B1 3x120 177 0,153 0,027 360 127440 TBATG-B2 3x50 278 0,387 0,11 150 41700 TBATG-B3 3x70 183 0,268 0,049 210 76860 TBATG-B4 3x50 133 0,387 0,051 150 39900 TBATG-B5 3x70 140 0,268 0,038 210 58800 TBATG-B6 3x50 224 0,387 0,087 150 67200 B1-1 3x35+25 202 0,524 0,11 64 12928 Tổng chi phí của phương án Kd = 371828.103 VNĐ *Tính tổn thất công suất tác dụng trên đường dây: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được xác định theo công thức Trong đó: n : số đường dây đi song song Kết quả tính toán ghi trong bảng: Đường cáp F mm2 l m r0 W/Km R W Stt KVA DP KW TBATG-B1 3x120 177 0,153 0,014 3422,4 4,55 TBATG-B2 3x50 278 0,524 0,11 1493,2 6,81 TBATG-B3 3x70 183 0,268 0,025 2481,5 4,28 TBATG-B4 3x50 133 0,387 0,026 1741,2 2,19 TBATG-B5 3x70 140 0,268 0,019 2091,1 2,31 TBATG-B6 3x50 224 0,387 0,043 1824,1 3,97 B1-1 3x35+25 202 0,524 0,11 103 7,29 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây SDPd = 31,4 KW *Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây: Tổn thất điện năng trên đường dây được tính theo công thức: DAd = SDPd.t = 31,4. 4000 = 125600 (kWh) Chi phí tính toán của phương án I là: Tổng số vấn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây: K=KB+Kd=2372.106 +371828.103 = 2743,8.106 VNĐ Tổng tổn thất điện năng trên trạm biến áp và đường dây: DA=DAB + DAd=1087252 + 125600 = 1212,85.103 (kWh) Chi phí tính toán của phương án I: Z1=(avh+atc)K+DA .c= =(0,1+0,2).2743,8.106 +1212,85.106 = 2036.106đ b. Phương án II: Phương án 2 sử dụng trạm biến áp trung gian nhận điện từ hệ thống về,hạ xuống điện áp 6,3 KV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng.Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5, B6 hạ điện áp xuống 0,4 kV để cung cấp điện cho các phân xưởng. *Các tham số trạm biến áp của phương án II. Trạm Sđm kVA Uc/Uh kV DP0 kW DPN kW UN% IN % Số máy Đơn giá (106 đ) Tiền (103 đ) BATG 5600 35/6,3 5,3 34,5 7 0,7 2 436 872 B1 1600 6,3/0,4 2,1 15,5 5,5 1 1 195 195 B2 750 6,3/0,4 1,2 6,6 4,5 1,4 2 110 220 B3 1250 6,3/0,4 1,71 12,8 5,5 1,2 2 125 250 B4 1000 6,3/0,4 1,55 9 5 1,3 2 120 240 B5 1000 6,3/0,4 1,55 9 5 1,3 2 120 240 B6 1000 6,3/0,4 1,55 9 5 1,3 2 120 240 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB= 2257.106 (đ) *Xác định tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp. Tương tự như phương án I,tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp được xác định theo công thức: DA =n.DP0.t + DPN.()2 t [kWh] Kết quả tính toán cho trong bảng: Trạm Số máy Sđm (kVA) Stt (kVA) DP0 (kW) DPN (kW) DA (Kwh) BATG 2 5600 10318,2 5,3 34,5 327107 B1 2 1600 3319,4 2,1 15,5 170218 B2 1 750 1493,2 1,2 6,6 115157 B3 2 1250 2481,5 1,7 12,8 130849 B4 2 1000 1741,2 1,6 9 81728 B5 2 1000 2091,1 1,6 9 105865 B6 2 1000 1927,1 1,6 9 94003 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp DAB = 1024926 Kwh b.2.Chọn dây dẫn và tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng và chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng.Tương tự như phương án I ta có kết quả chọn cáp của phương án II được ghi trong bảng sau: Đường cáp F mm2 l m r0 W/Km R W Đơn giá 103đ/m Thành tiền 103đ TBATG-B1 3x120 176 0,153 0,027 360 126720 TBATG-B2 3x50 278 0,387 0,11 105 58380 TBATG-B3 3x70 183 0,268 0,049 210 76860 TBATG-B4 3x50 133 0,387 0,051 150 39900 TBATG-B5 3x70 140 0,268 0,038 210 58800 TBATG-B6 3x50 224 0,387 0,087 150 67200 B6-1 3x95+50 225 0,193 0,043 105 23625 Tổng chi phí của phương án Kd = 451485.103 VNĐ *Tính tổn thất công suất tác dụng trên đường dây: Tính tương tự như phương án I. Kết quả tính toán được ghi trong bảng sau Đường cáp F mm2 l m r0 W/Km R W Stt KVA DP KW TBATG-B1 3x120 176 0,153 0,013 3319,4 3,98 TBATG-B2 3x50 278 0,387 0,11 1493,2 6,81 TBATG-B3 3x70 183 0,268 0,025 2481,5 4,28 TBATG-B4 3x50 133 0,387 0,026 1741,2 2,19 TBATG-B5 3x70 140 0,268 0,019 2091,1 2,31 TBATG-B6 3x50 224 0,387 0,043 1824,1 3,97 B1-6 3x95+50 225 0,193 0,043 170,4 7,80 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây SDPd = 31,34 KW Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây: DAD = SDP.t = 31,34 .4000 = 125360 (kWh) b.3.Chi phí tính toán của phương án II là: Tổng số vấn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây: K=KB+KD=2257.106 +451485.103 = 2708,5.106 đ Tổng tổn thất điện năng trên trạm biến áp và đường dây: DA=DAB + DAD=1024926 + 125360 = 1150,3.103 (kWh) Chi phí tính toán của phương án II: Z2=(avh+atc)K+DA .c= =(0,1+0,2).2708,5.106+1150,3.106=1962,85.106 đ c. Phương án III. Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm(TPPTT) nhận điện từ hệ thống về cấp cho các trạm biến áp phân xưởng.Các trạm biến áp B1,B2, B3,B4,B5,B6 hạ điện từ 35 KV xuống 0,4 KV c.1. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp phân xưởng: +Chọn máy biến áp phân xưởng Trên cơ sở đã chọn công suất các MBA ở phần trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh- Hà Nội chế tạo: Trạm Sđm kVA Uc/Uh kV DP0 kW DPN kW UN% I0 % Số máy Đơn giá 106đ Thành tiền 106đ B1 1800 35/0,4 2,5 18,9 6 0,9 2 230 460 B2 750 35/0,4 1,35 7,1 5,5 1,4 1 125 125 B3 1250 35/0,4 1,81 13,9 6,5 1,2 2 135 270 B4 1000 35/0,4 1,68 10 6 1,3 2 130 260 B5 1000 35/0,4 1,68 10 6 1,3 2 130 260 B6 1000 35/0,4 1,68 10 6 1,3 2 130 260 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB=1635 (106đ) *Xác định tổn thất điện năng DA trong các máy biến áp. Tương tự như phương án I,kết quả tính toán tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp cho bởi bảng sau: Trạm Số máy Sđm (kVA) Stt (kVA) DP0 (kW) DPN (kW) DA (Kwh) B1 2 1800 3422,4 2,5 18,9 180450 B2 1 750 1493,2 1,35 7,1 124398 B3 2 1250 2481,5 1,81 13,9 133389 B4 2 1000 1741,2 1,68 10 90069 B5 2 1000 2091,1 1,68 10 116888 B6 2 1000 1824,1 1,68 10 95980 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp DAB = 741174 Kwh c.2.Chọn dây dẫn và tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung tâm về các trạm biến áp phân xưởng và chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân x._.