Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương

cả các môn học được đào tạo ở nhà trường. Trong hoàn cảnh đó, em rất vui mừng được giao làm đồ án môn học “Cung cấp hệ thống điện” vớe đề tài “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương”. Quá trình làm đồ án đã cho em tiếp xúc nhiều với thực tế hơn, phát triển kĩ năng tìm kiếm thông tin, nhận thức rõ ràng hơn về nhưngc gì mình đã được đào tạo. Mục lục Trang Lời nói đầu………………………………………………………………….. Chương I Giới thiệu chung về nhà máy và nội dung tính toán thiết kế 3 1.1 Giới thiệu chung về nhà máy…………………………….....................3 1.2 Đặc điểm công nghệ và phụ tải…………………………......................3 1.3 Nội dung tính toán thiết kế…………………………… ....................4 Chương II Xác đinh phụ tải tính toán của các phân xưởng và của toàn nhà máy ……………………… ……………...................6 2.1 Đặt vấn đề…………………………………………………………...6 2.2 Xác đinh phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí…….9 2.3 Xác định dòng điện đỉnh nhọn của các nhóm phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí…………………………...........................14 2.4 Phụ tải tính toán của các phân xưởng khác…………………………15 2.5 xác đinh phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp……………………….18 2.6 Tính toán phụ tải điện có xét đến khả năng mở rộng quy mô của nhà máy trong 10 năm tới…………………………….....................19 2.7 Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải………………........19 Chương III Thiết kế mạng điện cao áp của xí nghiệp……………………………22 3.1 Đặt vấn đề…………………………………………………………..22 3.2 Vạch các phương án cung cấp điện…………………………….......22 3.3 Tính toán kinh tế - kỹ thuật lựa chọn phương án mạng điện cao áp hợp lý………………………………………........31 3.4 Thiết kế cung cấp điện cho phương án được chọn………………….56 Chương IV Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí…………70 4.1 Đặt vấn đề…………………………………………………………..70 4.2 lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối………………………….........70 4.3 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng SCCK………........72 4.4 Lựa chọn thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xưởng…………………………………………………..75 Chương V Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cho nhà máy………………………………………………………….81 5.1.Đặt vấn đề…………………………………………………………...81 5.2.Chọn thiết bị bù……………………………………………………..82 5.3.Xác định và phân bố dung lượng bù………………………………...82 Chương VI Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng SCCK………...87 6.1 Đặt vấn đề………………………………………………………........87 6.2 Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung.87 6.3 Thiết kế mạng điện của hệ thống chiếu sáng chung…………………89 Tài liệu tham khảo ……………………………………………………………….93 chương I giới thiệu chung về nhà máy và nội dung tính toán thiết kế 1.1 Giới thiệu chung về nhà máy Khi nền công nghiệp ngày càng phát triển thì những nhà máy,xí nghiệp chủ chốt cũng không thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của xã hội , đồng thời để thúc đẩy nền kinh tế quốc dân phát triển mạnh mẽ thì phải xây dựng các xí nghiệp vệ tinh ở các địa phương. Khi các nhà máy,xí nghiệp được xây dựng thì một trong những yếu tố quan trọng đảm bảo cho nhà máy có thể hoạt động liên tục,đảm bảo chất lượng đầu ra của sản phẩm đó chính là hệ thống cấp điện của nhà máy.Hệ thống cung cấp diện cho nhà máy phải đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế đặt ra,không những nó có thể đáp ứng tốt cho phụ tải điện của nhà máy ở thời điểm hiện tại mà còn phải tính đến khả năng mở rộng của nhà máy trong tương lai. Với yêu cầu thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa phương với mặt bằng xây dựng ở huyện Hoài Đức tỉnh Hà Tây,chúng ta sẽ xem xét một số đặc điểm của nhà máy đó . 1 Vị trí địa lý Nhà máy cơ khí được xây dựng ở huyện Hoài Đức tỉnh Hà Tây,cách trung tâm Hà Nội khoảng 22km về phía tây nam đây là vùng đất quy hoạch được chuyển đổi từ đất nông nghiệp sang đất phục vụ phát triển công nghiệp của tỉnh. 2 Vị trí kinh tế Do nhà máy cách thủ đô Hà Nội không xa nên rất thuận lợi cho việc lưu thông trao đổi ,thúc đẩy kinh tế của huyện ngày càng phát triển. 1.2 Đặc điểm công nghệ và phụ tải 1 Đặc điểm công nghệ: Đây là nhà máy được đầu tư để sản xuất các sản phẩm cơ khí với quy trình công nghệ như sau: Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc nhà máy 2 Đặc điểm phụ tải Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp được chia thành: -phụ tải động lực :thường là tải 3 pha có chế độ làm việc dài hạn,điện áp 3 pha cung cấp trực tiếp cho tải với sai số DU=±5%Uđm.Công suất của các thiết bị là khá lớn. -Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha có công suất nhỏ.Chủ yếu được dùng cho văn phòng và phòng thiết kế,cấp điện cho hệ thống chiếu sáng. 3 Phân loại phụ tải Đây là nhà máy cơ khí địa phương nên được xếp vào phụ tải loại 2.Do thực tế mạng lưới điện ở nơi xây dựng là vùng nông thôn,độ tin cậy cung cấp điện không cao nên để đảm bảo cho nhà máy hoạt động liên tục thì phải tính toán cấp 2 nguồn cho nhà máy . 1.3 Nội dung tính toán thiết kế. 1.3.1/ Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và của toàn nhà máy. 1.3.2/ Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy : * Chọn số lượng,dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng . * Chọn số lượng,dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian(trạm biến áp xí nghiệp ) hoặc trạm phân phối trung tâm. *Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy . 1.3.3/ Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. 1.3.4/ Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của nhà máy . 1.3.5/ Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. ChươngII xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và của toàn nhà máy 2.1 Đặt vấn đề. 2.1.1/ mục đích của việc xác định phụ tải tính toán . Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó,nhiệm vụ đầu tiên là phải xác định phụ tải điện của công trình đó.Phụ tải tính toán của nhà máy ,xí nghiệp chính là phụ tải điện của nhà máy ,xí nghiệp đó ngay sau khi nó đi vào vận hành.Như vậy phụ tải tính toán là khái niệm hẹp của phụ tải điện nhưng là số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện cho công trình ngay khi nó đi vào hoạt động .Ngoài ra,tuỳ thuộc vào quy mô của công trình,khả năng phát triển và chiến lược kinh doanh của chủ nhà máy,xí nghiệp mà có thể được yêu cầu tính toán nhu cầu của phụ tải điện trong tương lai. 2.1.2/ Phương hướng xác định phụ tải tính toán Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:công suất và số lượng các máy,chế độ vận hành của chúng,quy trình công nghệ sản xuất,trình độ vận hành của công nhân…Vì vậy xác định phụ tải tính toán là nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng .Bởi phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện,có khi dẫn tới nổ cháy rất nguy hiểm.Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải tính toán quá nhiều thì các thiết bị điện(đóng ngắt ,máy biến áp …),và tiết diện dây dẫn sẽ phải làm lớn hơn so với yêu cầu,do đó làm gia tăng vốn đầu tư ,gây lãng phí… 2.1.3/ Các phương pháp xác định phụ tải tính toán . Do tính chất quan trọng của phụ tải tính toán nên đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện.Song phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nên cho đến nay chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi.Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác ,còn nếu nâng cao được đọ chính xác ,kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì khối lượng tính toán rất lớn ,phức tạp và thậm chí là không thể thực hiện được trong thực tế. Do vậy tuỳ thuộc vào đặc điểm của từng loại phụ tải mà ta có thể áp dụng các phương pháp cđ phụ tải tính toán sau: a) Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu knc và công suất đặt Pđ: Ptt=knc.Pđ trong đó :knc - là hệ số nhu cầu,tra trong sổ tay kĩ thuật Pđ - là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị. Trong thực tế cho phép tính gần đúng Pđ ằPdđ- là công suất danh định . Chú ý :với nhóm thiết bị thì Knc được tính như sau: Knc= trong đó knci , Pdđ là hệ số nhu cầu,công suất danh định của thiết bị thứ i. Khi hệ số nhu cầu của các thiết bị sai khác nhau không nhiều thì : Knc ằ n là số thiết bị thứ . *Công suất phản kháng tính toán Qtt: Qtt=Ptttgj Trong đó tgj suy ra từ cosj được cho trong sổ tay kỹ thuật. * Stt= * Itt=. b) Xác định phụ tải tính toán theo hệ khd và Ptb. Ptt=khdPtb. Trong đó Ptb - là công suất trung bình khd - là hệ số hình dáng c) Xác định phụ tải tính toán theo Ptb và độ lệnh của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình. Ptt=Ptb±bs. Trong đó b - là hệ số tán xạ của đồ thị phụ tải s - là độ lệnh của đồ thị phụ tải. d) Xác định phụ tải tính toán theo Ptb và Kmax. Ptb=Kmax.Ptb=Kmax.Ksd.Pdđ. Trong đó Ksd - là hệ số sử dụng , tra trong sổ tay kỹ thuật Kmax - hệ số cực đại ,tra theo quan hệ Kmax=f(nhq,Ksd). nhq là số thiết bị dùng điện hiệu quả ,là số thiết bị có công suất ,có cùngchế độ làm việc gây ra một hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện ,đúng bằng số thiết bị thực tế đã gây ra trong quá trình làm việc. nhq= làm tròn số . tuy nhiên biểu thức này là không thuận lợi khi số thiết bị trong nhóm là lớn. Khi n>4 thì cho phép dùng phương pháp gần đúng để xác định nhq với sai số ±10%. *Khi m=Ê3 ,Ksd ³0,4 thì nhq=n. trong đó Pdđmax ,Pdđmin là công suất lớn nhất và nhỏ nhất của thiết bị trong nhóm. Nếu trong n thiết bị có n1 thiết bị mà tổng công suất của n1 thiết bị không lớn hơn 5% công suất tổng của cả nhóm: Ê 5%thì nhq=n-n1. *Khi m=>3, Ksd³0,2 thì nhq=≤n *Khi không áp dụng được 2 trường hợp trên thì việc xác định nhq tiến hành theo các bước sau: -Tính n và n1: trong đó n là tổng số thiết bị trong nhóm ,n1 là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm. -Tính P=,P1=. -Tính n*=, . -Tra bảng tìm nhq*=f(n*,p*). -Tính nhq=nhq*.n. e) Xác đinh phụ tải tính toán theo suất chi phí điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm Ptt= . Trong đó a0 là suất chi phí điện năng/đvsp [kwh/đvsp],xác đinh theo xác suất thống kê. M là số sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm Tmax là thời gian sử dụng công suất lớn nhất. Nếu M là số sản phẩm sản xuất ra trong ca mang tải lớn nhất thì Tmax =8h. f) Xác đinh phụ tải tính toán theo suất trang bị điện cho 1 đơn vị diện tích. Ptt =p0.F Trong đó p0 - là suất chi phí điện năng cho 1 đơn vị diện tích [kw/m2] , tra trong sổ tay kỹ thuật hoặc tự điều tra F - là diện tích bố trí thiết bị [m2]. g)Phương pháp tính trực tiếp. Phương pháp này được sử dụng trong 2 trường hợp : *TH1:phụ tải không nhiều song lại đa dạng nên mỗi mảng phụ tải cần điều tra thống kê và lựa chọn 1 phương pháp xác đinh phụ tải tính toán thích hợp .Trên cơ sỏ đó xác đinh được toàn bộ phụ tải tính toán của khu vực cần thiết kế có tính đến hệ số đồng thời. *TH2:phụ tải khá lớn song tương đối giống nhau,có thể tiến hành điều tra tính toán cho 1 đơn vị phụ tải rồi suy ra phụ tải tính toán của toàn bộ khu vực cần tính toán. 2.2 Xác địng phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí. Theo yêu cầu của bản thiết kế thì phân xưởng sửa chữa cơ khí đã cho biết mặt bằng và danh sách các thiết bị kèm theo. Dựa vào công suất và vị trí đặt các thiết bị trong phân xưởng ta chia thành 5 nhóm phụ tải như sau: Nhóm 1 gồm các thiết bị có stt: 1, 2, 4, 5, 14, 16. Nhóm 2 gồm các thiết bị có stt: 6, 7, 9, 18, 19, 28. Nhóm 3 gồm các thiết bị có stt: Nhóm 4 gồm các thiết bị có stt:41,42,46,47,48,49,50,,52,53,69. Nhóm 5 gồm các thiết bị có stt:55,56,57,58,60,62,64,65,66. Tính toán phụ tải cho từng nhóm với Ksd =0,16 cosj=0,6.Dùng phương pháp xác đinh theo Ptb và Kmax. *Xác đinh phụ tải tính toán của nhóm 1: Bảng 2-2: Bảng số liệu nhóm 1. TT Tên thiết bị Số lượng Ký hiệu mặt bằng Pdm(kw) Idm(A) 1 Máy tiện ren 1 1 4.5x1 2 Máy tiện tự động 3 2 5.1x3 3 Máy tiện tự động 2 4 5.6x2 4 Máy tiện tự động 1 5 2.2x1 5 Máy xọc 1 14 2.8x1 6 Máy doa ngang 1 16 4.5x1 Cộng theo nhóm 1 n=9 40.5 -Do Pmax =5.6(kw) đPmax =2,8(kw) đ n1= 8 n= 9. -P=, P1= . do đó n*==0,89 p*= -Ta có nhq*=f(n*,p*),tra bảng được nhq*= 0,92 Suy ra nhq=nhq*.n=0,92.9=8,1 đnhq=8. Tra bảng Kmax =f(nhq,ksd)=f(8;0,16)=2,31. Do đó Ptt1=Ksd.Kmax0,16.2,31.40,5=14,033(kw) cosj=0,6 ịtgj=1,33 ịQtt=Ptt.tgj=14,033.1,33=18,66(kvar) Stt= Itt= Các nhóm phụ tải khác tính tương tự ,nếu có nhq<4 thì tính theo công thức sau: Ptt= Trong đó kti là hệ số tải,nếu không biết chính xác thì có thể lấy trị số gần đúng như sau: K=0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn. K=0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Các công thức tính Qtt ,Stt và Itt tính theo công thức đã nêu. Kết quả tính toán của các nhóm phụ tải đươc ghi trong bảng 2.2 Tên nhóm và thiết bị điện Số lượng Ký hiệu mặt bằng Công suất đặt P0,KW Iđm,A thiết bị Ksd cosj/tgj nhq Kmax Phụ tải tính toán Ptt, kW Qtt, kVar Stt, kVA Itt, A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Nhóm 1 Máy tiện ren 1 1 4,5 2,53 0,16 0,6/1,33 Máy tiện tự động 3 2 5,1 1,65 0,16 0,6/1,33 Máy tiện tự động 2 4 5,6 7,09 0,16 0,6/1,33 Máy tiện tự động 1 5 2,2 7,09 0,16 0,6/1,33 Máy xọc 1 14 2,8 11,39 0,16 0,6/1,33 Máy doa ngang 1 16 4,5 7,09 0,16 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 1 6 40,5 0,16 0,6/1,33 8 2,31 14,033 18,66 23,35 Nhóm 2 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2,8 7,09 0,16 0,6/1,33 Máy phay răng 1 10 4,5 11,39 0,16 0,6/1,33 Máy phay vạn năng 1 11 7,0 17,73 0,16 0,6/1,33 Máy tiện ren 1 12 8,1 20,51 0,16 0,6/1,33 Máy tiện ren 1 13 10,0 25,32 0,16 0,6/1,33 Máy tiện ren 1 14 14,0 35,45 0,16 0,6/1,33 Máy tiện ren 1 15 4,5 11,39 0,16 0,6/1,33 Máy tiện ren 1 16 10,0 25,32 0,16 0,6/1,33 Máy khoan đứng 1 18 0,85 2,15 0,16 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 2 9 60,9 156,35 0,16 0,6/1,33 7 2,4 23,38 31,10 38,91 59,12 Bảng 2.2 kết quả tính toán phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Nhóm 5 Bể khử dầu mỡ 1 55 3,0 7,60 0,16 0,6/1,33 Lò điện để luyện khuôn 1 56 5,0 12,66 0,16 0,6/1,33 Lò điện để nấu chảy babit 1 57 10,0 25,32 0,16 0,6/1,33 Lò điện mạ thiếc 1 58 3,5 8,86 0,16 0,6/1,33 Quạt lò đúc đồng 1 60 1,5 3,80 0,16 0,6/1,33 Máy khoan bàn 1 62 0,65 1,65 0,16 0,6/1,33 Máy uốn các tấm mỏng 1 64 1,7 4,30 0,16 0,6/1,33 Máy mài phá 1 65 2,8 7,09 0,16 0,6/1,33 Máy hàn điểm 1 66 25,0 63,31 0,16 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 5 9 53,15 134,59 0,16 0,6/1,33 4 3 25,51 34,01 42,51 64,59 *Xác định phụ tải tính toán của cả phân xưởng sửa chữa cơ khí : - xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí: Pcs=p0.F trong đó p0 :là suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tíchW/m2 Với phân xưởng sửa chữa cơ khí p0=15w/m2 F : là diện tích cần chiếu sáng ,phân xưởng sữa chữa cơ khí có F=336m2 suy ra Pcs=15.336=5040(W)=5,04(kW) vì công suất chiếu sáng đcosj=1 nên Qcs=0 -Công suất động lực của phân xưởng sửa chữa cơ khí là: Pđl=Kđt. trong đó Kđt là hệ số đồng thời phụ thuộc vào số thiết bị Của phân xưởng : kđt=0,9á0,95 khi số thiết bị n=2á4 kdt=0,8á0,85 khi số thiết bị n=5á10 ở đây ta chọn Kđt =0,85 là tổng công suất tính toán của các nhóm phụ tải =118,2574(kW) Như vậy Pđl=0,85.118,2517=100,52(kW). -Công suất tính toán của phân xưởng sữa chữa cơ khí là: PttFX=Pđt+Pcs=100,52+5,04=105,56(kW). QttFX=Kđt. =0,85.157,33=133,79(kVar). SttFX=(kVA). IttFX= 2.3 Xác định dòng điện đỉnh nhọn của các nhóm phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí. Iđn=Ikđmax+kđt(IttFX-ksd.Idđkđ). Trong đó: Iđn là dòng điện đỉnh nhọn . Ikđmaxlà dòng địên khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm Ikđmax=kkđ.Idđkđ=kkđ.Iđm với động cơ không đồng bộ kkđ=2á3,động cơ đồng bộ kkđ=5á7.Ta chọn kkđ=5. Kđtlà hệ số đồng thời kđt=0.8á0,85.Chọn kđt=0,85. *Với nhóm 1 ta có: Iđn=5.11,39+0,85(16,51+0,16.11,39)=72,53(A). * Với nhóm 2 ta có: Iđn=5.35,45+0,85(59,12+0,16.35,45)=232,32(A). *Với nhóm 3 ta có: Iđn=5.61,28+0,85(134,36+0,16.61,28)=428,94(A). *Với nhóm 4 ta có : Iđn=5.17,73+0,85( 24,55+0,16.17,73)=111,93(A). *với nhóm 5 ta có: Iđn=5.63,31+0,85(64,59+0,16.63,31)=380,06(A). 2.4 Phụ tải tính toán của các phân xưởng khác 1 Phân xưởng cơ khí chính:Pđ=1200(kW) -Phụ tải động lực: Pđl=knc.Pđ knc hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật Knc=0.31,cosj=0,6đtgj=1,33 [2] đPđl=0,31.1200=372(kW). Qđl=Pđl.tgj=372.1,33=495,876(kVar). -Phụ tải chiếu sáng : Pcs=p0.F, tra sổ tay có p0=14(W/m2) Diện tích phân xưởng cơ khí chính F=1064 m2 đPcs=14.1064=14896(W)=14,896(kW). -Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng là: PttFX=Pđl+Pcs=372+14,896=386,986(kW). QttFX=Qđl=495,876(kVar). SttFX==. 2 Phân xưởng lắp ráp :Pđ=800(kW) -Phụ tải động lực: Pđl=knc.Pđ ,knc=0,3 , cosj=0,6đtgj=1,33 [2] đPđl=0,3,800=240(kW). Qđl=Pđl.tgj=240.1,33=320(kVar). -phụ tải chiếu sáng : Pcs=p0.F ,p0=14(W/m2) F=780m2. đPcs=14.780=10920(W)=10,92(kW). -Phụ tải tính toán của phân xưởng : PttFX=Pđl+Pcs=240+10,92=250,92(kW). QttFX=Qđl=320(kVar). SttFX==. 3 Phân xưởng rèn:Pđ=600(kW) -Phụ tải động lực : Pđl=knc.Pđ ,knc=0,5 , cosj=0,6đtgj=1,33 [2] đPđl=0,5,600=300(kW). Qđl=Pđl.tgj=300.1,33=400(kVar). -Phụ tải chiếu sáng: Pcs=p0.F ,p0=15(W/m2) F=480m2. đPcs=15.480=7200(W)=7,2(kW). -Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng : PttFX=Pđl+Pcs=300+7,2=307,2(kW). QttFX=Qđl=400(kVar). SttFX== (A). 4 Phân xưởng đúc:Pđ=400(W) - Phụ tải động lực : Pđl=knc.Pđ ,knc=0,6 , cosj=0,7đtgj=1,02 [2] đPđl=0,6,400=240(kW). Qđl=Pđl.tgj=240.1,02=244,85(kVar). -Phụ tải chiếu sáng: Pcs=p0.F ,p0=12(W/m2) F=336m2. đPcs=12.336=4032(W)=4,032(kW). -Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng : PttFX=Pđl+Pcs=240+4,032=244,032(kW). QttFX=Qđl=244,85(kVar). SttFX== 5 Bộ phận ép nén:Pđ=450(W). - Phụ tải động lực : Pđl=knc.Pđ ,knc=0,7 , cosj=0,6đtgj=1,33 [2] đPđl=0,7,450=315(kW). Qđl=Pđl.tgj=315.1,33=420(kVar). -Phụ tải chiếu sáng: Pcs=p0.F ,p0=12(W/m2) F=336m2. đPcs=12.336=4032(W)=4,032(kW). -Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng : PttFX=Pđl+Pcs=315+4,032=319,032(kW). QttFX=Qđl=420(kVar). SttFX== 6 Phân xưởng kết cấu kim loại :Pđ=230(kW). - Phụ tải động lực : Pđl=knc.Pđ ,knc=0,7 , cosj=0,7đtgj=1,02 [2] đPđl=0,7,230=161(kW). Qđl=Pđl.tgj=161.1,02=164,25(kVar). -Phụ tải chiếu sáng: Pcs=p0.F ,p0=20(W/m2) F=588m2. đPcs=20.558=11760(W)=11,76(kW). -Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng : PttFX=Pđl+Pcs=161+11,76=172,76(kW). QttFX=Qđl=164,25(kVar). SttFX== 7 Văn phòng hành chính và phòng thiết kế :Pđ=80(kW). - Phụ tải động lực : Pđl=knc.Pđ ,knc=0,8 , cosj=0,8đtgj=0,75 [2] đPđl=0,8,80=64(kW). Qđl=Pđl.tgj=64.0,75=48(kVar). -Phụ tải chiếu sáng: Pcs=p0.F ,p0=15(W/m2) F=608 m2. đPcs=15.608=9120(W)=9,12(kW). -Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng : PttFX=Pđl+Pcs=64+9,12=73,12(kW). QttFX=Qđl=48(kVar). SttFX== 8 Trạm bơm:Pđ=130(kW). - Phụ tải động lực : Pđl=knc.Pđ ,knc=0,6 , cosj=0,6đtgj=1,33 [2] đPđl=0,6,130=78(kW). Qđl=Pđl.tgj=78.1,33=104(kVar). -Phụ tải chiếu sáng: Pcs=p0.F ,p0=12(W/m2) F=256 m2. đPcs=12.256=3072(W)=3,702(kW). -Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng : PttFX=Pđl+Pcs=78+3,702=81,072(kW). QttFX=Qđl=104(kVar). SttFX== Bảng 2.3 kết quả phụ tải tính toán của các phân xưởng Tên phân xưởng Pđ, kw Knc cosj tgj F (m2) Po w/m2 Pcs kw Pđl kw Ptt kw Qtt kVar Stt kVA Phân xưởng.cơ khí 1200 0,31 0,6 1,33 1064 14 14,896 372 386,896 495,88 628,95 Phân xưởng lắp ráp 800 0,3 0,6 1,33 780 14 10,92 240 250,92 320 406,65 Phân xưởng scck 0,16 0,6 1,33 336 15 5,04 100,5 105,56 133,79 170,42 Phân xưởng rèn 600 0,5 0,6 1,33 480 15 7,2 300 307,2 400 504,35 Phân xưởng đúc 400 0,6 0,7 1,02 336 12 4,032 240 244,032 244,85 345,69 Bộ phận ép nén 450 0,7 0,6 1,33 336 12 4,032 315 319,032 420 527,43 Phân xưởng KCKL 230 0,7 0,7 1,02 588 20 11,76 161 172,76 164,25 238,38 Bộ phận hành chính 80 0,8 0,8 0,75 608 15 9,12 64 73,12 48 87,47 Trạm bơm 130 0,6 0,6 1,33 256 12 3,072 78 81,072 104 131,87 2.5 xác đinh phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp. Phụ tải tính toán được tính theo công thức sau: PttXN=Kđt QttXN=Kđt. Trong đó , , . Lấy Kđt=0,8. Vậy PttXN=0,8.1888,26+70,07=1580,68(kW). QttXN=0,8.2330,77=1864,62(kVar). SttXN= Hệ số cosj của nhà máy là: cosjnm=. 2.6 Tính toán phụ tải điện có xét đến khả năng mở rộng quy mô của nhà máy trong 10 năm tới. Ta có công thức xét đến sự gia tăng của phụ tải trong tương lai là: St=Stt..(1+a.t) . trong đó a:là hệ số phát triển hàng năm, a=0,083á0,101.Chọn a=0,95. t:số năm dự kiến ,t=10. Stt:là phụ tải tính toán hiện tại của nhà máy. Như vậy ta có phụ tải tính toán của xí nghiệp trong 10 năm nữa dự kiến sẽ là: S10=2444,4487(1+0,95.10)=25666,71(kVA). 2.7 Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải. 1 Biểu đồ phụ tải điện . - Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi xí nghiệp là một vấn đề quan trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cao, đảm bảo được chi phí hàng năm nhỏ. Để xác định được vị trí đặt các trạm biến áp ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng tổng của xí nghiệp. - Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo một tỉ lệ lựa chọn. - Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải. Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải trùng với tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng có thể coi phụ tải của phân xưởng đồng đều theo diện tích phân xưởng . - Biểu đồ phụ tải cho phép hình dung được rõ ràng sự phân bố phụ tải trong xí nghiệp. - Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt tương ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng. Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải thứ i được xác đinh qua biểu thức: Ri= , trong đóStti là phụ tải tính toán của phân xưởng i . m:là tỷ lệ xích ,chọn m=3kVA/mm2 . Góc chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác đinh theo công thức sau: acs=. Kết quả tính Rivà acscủa biểu đồ phụ tải các phân xưởng được ghi trong bảng. Bảng 2.4 - kết quả xác đinh Rivà acsi của các phân xưởng Ký hiệu Tên phân xưởng Pcs Kw Ptt Kw Stt KVA tâm phụ tải R, mm a0cs X(mm) Y(mm) 1 Phân xưởng.cơ khí 14,896 386,896 628,95 18 6 8,17 13,96 2 Phân xưởng lắp ráp 10,92 250,92 406,65 18 55 6,57 15,67 3 Phân xưởng scck 5,04 105,56 170,42 43 0 4,25 17,19 4 Phân xưởng rèn 7,2 307,2 504,35 43 18 7,32 8,44 5 Phân xưởng đúc 4,032 244,032 345,69 43 45 6,06 6 6 Bộ phận ép nén 4,032 319,032 527,43 43 62 7,48 4,55 7 Phân xưởng KCKL 11,76 172,76 238,38 67 10 5,03 24,5 8 Bộ phận hành chính 9,12 73,12 87,47 70 52 3,05 45 9 Trạm bơm 3,072 81,072 131,87 0 59 3,74 13,64 Hình 2.1 biểu đồ phụ tải của nhà máy cơ khí dịa phương. Chương III thiết kế mạng điện cao áp của xí nghiệp 3.1 đặt vấn đề. Việc lựa chọn sơ dồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống.Một sơ đồ cung cấp điện được coi là tối ưu phải thoả mãn nhiều yêu cầu ,những yêu cầu cơ bản là : Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện . Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành . An toàn cho người và thiết bị . Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu gia tăng của phụ tải điện . Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế . *Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy gồm các bước sau: 1) Vạch các phương án cung cấp điện. 2) Lựa chọn vị trí,số lượng ,dung lượng của các trạm biến áp ,lựa chọn chủng loại,tiết diện các đường dây cho các phương án. 3) Tính toán kinh tế – kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý. 4) 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 ta cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đường dây truyền tải từ hệ thống về nhà máy . Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải là : U=4,34. (kV). Trong đó : P:là công suất tính toán của nhà máy(kW). L:là khoảng cách trạm cung cấp điện về nhà máy (km). Với vị trí dịa lý của nhà máy ta có l=22(km). Do đó ta có U=4,34. Từ kết quả tính toán ta chọn cấp điện áp trung áp 22(kV) từ lưới điện cấp cho nhà máy (cấp điện áp này phù hợp với cấp điện áp trung áp chuẩn trong tương lai.). 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 . 3.2.1 Phương án về các trạm biến áp phân xưởng . Các trạm biến áp (TBA) được chọn trên nguyên tắc sau đây: *Vị trí các TBA phải thoả mãn các yêu cầu cơ bản : -An toàn và liên tục cung cấp điện. -Gần trung tâm phụ tải ,thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới . -Thao tác,vận hành ,quản lý dễ dàng . -Phòng nổ ,cháy ,bụi bặm ,khí ăn mòn . -Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ. *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 nên đặt 2 MBA, hộ loại III có thể chỉ đặt 1 MBA. *Dung lượng MBA trong một xí nghiệp nên đồng nhất (ít chủng loại) để giảm số lượng và dung lương MBA dự phòng trong kho. Dung lượng MBA được chọn theo điều kiện sau: n.khc.SđmB ≥ Stt Và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA(nếu trong trạm có nhiều hơn một máy): (n-1).kqt.SđmB≥Sttsc. trong đó : n:là số MBA có trong TBA. Khc:là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường ,ta chọn loại MBA chế tạo tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhịêt độ ,khc=1. kqt:là hệ số quá tải sự cố ,kqt=1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành không quá 5 ngày đêm,thời gian quá tải 1 ngày đêm không vượt quá 6 giờ ,trước khi MBA vận hành quá tải thì hệ số tải ≤0,93. Sttsc:là công suất tính toán sự cố .Khi có sự cố có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ tải cho MBA,như vậy sẽ tăng tuổi thọ cho MBA.Giả thiết trong các hộ loại I và hộ loại II có 30% là phụ tải loại III nên Sttsc=0,7.Stt. Suy ra SđmB≥ và kiểm tra lại SđmB≥ Sau đây là các phương án về TBA phân xưởng : 1)Phương án 1:dùng 7 TBA phân xưởng ,trong đó: * Trạm biến áp B1:cấp điện cho phụ tải 0,4kV của phân xưởng cơ khí chính.Trạm đặt 2 MBA làm việc song song . Chọn theo mức chuẩn loại 320kVA. kiểm tra theo điều kiện sự cố 1MBA:khi quá tải xảy ra thì cần cắt một số phụ tải không quan trọng của phân xưởng ra khỏi tải (giả sử B1 có 30 % phụ tải loại III) nên: SđmB Như vậy ta chọn trạm B1 có 2 MBA làm viêc song song ,dung lượng mỗi máy là 320(kVA). *Trạm biến áp B2:cung cấp cho phụ tải điện 0,4kV của phân xưởng lắp ráp và trạm bơm,sử dụng 2 MBA làm việc song song . Chọn theo mức chuẩn loại 320kVA. kiểm tra theo điều kiện sự cố 1MBA:khi quá tải xảy ra thì cần cắt một số phụ tải không quan trọng của phân xưởng ra khỏi tải (giả sử B2 có 30 % phụ tải loại III) nên: SđmB Như vậy ta chọn trạm B2 có 2 MBA làm viêc song song ,dung lượng mỗi máy là 320(kVA). *Trạm biến áp B3:cung cấp cho phụ tải điện 0,4kV của phân xưởng sửa chữa cơ khí và phân xưởng kết cấu kim loại.Trạm dùng 2 MBA làm việc song song . Chọn theo mức chuẩn loại 320kVA. kiểm tra theo điều kiện sự cố 1MBA:khi quá tải xảy ra thì cần cắt một số phụ tải không quan trọng của phân xưởng ra khỏi tải .ở đây phân xưởng sửa chữa cơ khí là hộ loại III nên khi xảy ra sự cố có thể cho phép mất điện: SđmB Như vậy ta chọn trạm B3 có 2 MBA làm viêc song song ,dung lượng mỗi máy là 320(kVA). *Trạm biến áp B4 :cung cấp cho phụ tải điện 0,4kV của phân xưởng rèn. Trạm dùng 2 MBA làm việc song song . Chọn theo mức chuẩn loại 320kVA. kiểm tra theo điều kiện sự cố 1MBA:khi quá tải xảy ra thì cần cắt một số phụ tải không quan trọng của phân xưởng ra khỏi tải (giả sử B4có 30 % phụ tải loại III) nên: SđmB Như vậy ta chọn trạm B4 có 2 MBA làm viêc song song ,dung lượng mỗi máy là 320(kVA). *Trạm biến áp B5:cung cho phụ tải điện 0,4kV của phân xưởng đúc và phòng hành chính ,phòng thiết kế.Trạm sử dụng 2 MBA làm việc song song . Chọn theo mức chuẩn loại 320kVA. Kiểm tra theo điều kiện sự cố xảy ra :Khi sự cố xảy ra thì cần phải ngắt các phụ tải không quan trọng ra khỏi tải của nhà máy.ở đây phòng hành chính và phòng thiết kế là phụ tải loại III nên khi xảy ra sự cố cho phép mất điện của phụ tải đó nhằm đảm bảo an toàn và cấp điện liên tục cho các phụ tải quan trọng khác. SđmB Như vậy ta chọn loại MBA có dung lượng 320kVA là hợp lý. *Trạm biến áp B6: cung cấp cho phụ tải điện 0,4kV của bộ phận ép nén.Trạm sử dụng 2 MBA làm việc song song . Chọn theo mức chuẩn loại 320kVA. kiểm tra theo điều kiện sự cố 1MBA:khi quá tải xảy ra thì cần cắt một số phụ tải không quan trọng của phân xưởng ra khỏi tải (giả sử B6 có 30 % phụ tải loại III) nên: SđmB Như vậy ta chọn trạm B6 có 2 MBA làm viêc song song ,dung lượng mỗi máy là 320(kVA) l. 2) Phương án 2:dùng 5 TBA phân xưởng ,trong đó : *Trạm biến áp B1: cấp điện cho phụ tải 0,4kV của phân xưởng cơ khí chính.Trạm đặt 2 MBA làm việc song song . Chọn theo mức chuẩn loại 320kVA. kiểm tra theo điều kiện sự cố 1MBA:khi quá tải xảy ra thì cần cắt một số phụ tải không quan trọng của phân xưởng ra khỏi tải (giả sử B1 có 30 % phụ tải loại III) nên: SđmB Như vậy ta chọn trạm B1 có 2 MBA làm viêc song song ,dung lượng mỗi máy là 320(kVA) . *Trạm biến áp B2:cung cấp điện cho phụ tải 0,4kV của phân xưởng lắp ráp và trạm bơm,sử dụng 2 MBA làm việc song song . Chọn theo mức chuẩn loại 320kVA. Kiểm tra theo điều kiện sự cố 1MBA:khi quá tải xảy ra thì cần cắt một số phụ tải không quan trọng của phân xưởng ra khỏi tải (giả sử B2 có 30 % phụ tải loại III) nên: SđmB Như vậy ta chọn trạm B2 có 2 MBA làm viêc song song ,dung lượng mỗi máy là 320(kVA) . *Trạm biến áp B3 :cung cấp cho phụ tải điện 0,4kV của phân xưởng rèn. Trạm dùng 2 MBA làm việc song song . C._.họn theo mức chuẩn loại 320kVA. kiểm tra theo điều kiện sự cố 1MBA:khi quá tải xảy ra thì cần cắt một số phụ tải không quan trọng của phân xưởng ra khỏi tải (giả sử B4có 30 % phụ tải loại III) nên: SđmB Như vậy ta chọn trạm B3 có 2 MBA làm viêc song song ,dung lượng mỗi máy là 320(kVA) . *Trạm biến áp B4:cung cấp cho phụ tải điện 0,4kV của bộ phận ép nén và phòng hành chính ,phòng thiết kế .Trạm sử dụng 2 MBA làm việc song song . Chọn theo mức chuẩn loại 320kVA. Kiểm tra theo điều kiện sự cố xảy ra :Khi sự cố xảy ra thì cần phải ngắt các phụ tải không quan trọng ra khỏi tải của nhà máy.ở đây phòng hành chính và phòng thiết kế là phụ tải loại III nên khi xảy ra sự cố cho phép mất điện của phụ tải đó nhằm đảm bảo an toàn và cấp điện liên tục cho các phụ tải quan trọng khác. SđmB Như vậy ta chọn loại MBA có dung lượng 320kVA là hợp lý. *Trạm biến áp B5:cung cấp điện cho phụ tải 0,4kV của phân xưởng sửa chữa cơ khí,phân xưởng đúc,phân xưởng kết cấu kim loại .Trạm sử dụng 2 MBA làm việc song song . Chọn theo mức chuẩn là 560 kVA. Kiểm tra theo điều kiện sự cố 1MBA:khi quá tải xảy ra thì cần cắt một số phụ tải không quan trọng của phân xưởng ra khỏi tải (giả sử B5 có 30 % phụ tải loại III) nên: SđmB Như vậy ta chọn loại MBA có dung lượng 560kVA là hợp lý. 3.2.2 Xác đinh vị trí các TBA phân xưởng . Các kiểu trạm biến áp phân xưởng thường được sử dụng trong các nhà máy là: * Các TBA cung cấp cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có một vách tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn 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 một phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp ,vận hành ,bảo quản thuận lợi ,song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc trong phân xưởng không cao. * Các TBA dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải ,nhờ vậy có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn chiều dài mạng phân phối cao áp của toàn xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng ,giảm vốn đầu tư cho dây dẫn và giảm tổn thất,nhưng vốn đầu tư xây dựng trạm sẽ gia tăng. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của nhà máy mà ta có thể lựa chọn môt trong các loại TBA sao cho hợp lý.Để đảm 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,có tính đến khả năng mở rộng ,phát triển của nhà máy. Để lựa chọn được vị trí đặt các TBA phân xưởng cần xác đinh tâm phụ tải của các phân xưởng hay nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các TBA đó . *** Xác đinh vị trí đặt TBA B1 của phương án 1 cung cấp điện cho phụ tải 0,4 kV của phân xưởng cơ khí chính: x01=36m trên mặt bằng thực tế . Nhưng căn cứ vào vị trí của phân xưởng ta sẽ đặt TBA B1 tại vị trí M1(18:16). Đối với các TBA phân xưởng khác ,tính toán tương tự ta xác đinh được vị trí phù hợp để đặt các TBA phân xưởng . Bảng 3.1 kết quả xác đinh vị trí đặt các TBA phân xưởng Phương án Tên trạm vị trí đặt X0i Y0i Phương án 1 B1 18 16 B2 14 47 B3 63 7 B4 42 24 B5 46 40 B6 40 58 Phương án 2 B1 18 16 B2 14 47 B3 42 24 B4 40 58 B5 62 10 3.2.3 Phương án cung cấp điện cho các TBA phân xưởng . 1 Các phương án cung cấp điện cho các TBA phân xưởng . a) Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu: Đưa đường dây trung áp 22 kV vào sâu trong nhà máy ,đến tận các TBA phân xưởng ,nhờ đưa trực tiếp điện áp cao vào TBA phân xưởng sẽ giảm được vốn đầu tư cho trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm,giảm được tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải điện năng.Tuy nhiên nhược điểm của sơ đồ là độ tin cậy cung cấp điện không cao,các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải rất cao ,nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải điện rất lớn và các phân xưởng sản xuất nằm tập trung nhau.Do đó ở đây ta không xét đến phương án này. b) Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG). Nguồn 22kV từ hệ thống về qua TBATG được hạ xuống 6 kV 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 xây dựng TBATG ,do đó làm tăng tổn thất trong mạng cao áp .Nếu sử dụng phương pháp này ,để đảm bảo cung cấp điện tin cậy thì TBATG cần đặt 2 máy biến áp với công suất được chọn theo điều kiện sau: n.SđmB≥ Sttnm=2444,4487(kVA). Suy ra SđmB≥ Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=1800(kVA). Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố với giả thiết các hộ loại I và II trong nhà máy đều có 30% là phụ tải loại III có thể ngừng cung cấp khi cần thiết : (n-1).kqt.Sđm≥Sttsc. Sđm Vây TBATG sẽ đặt 2 máy biến áp loại 1800(kVA)-22/6kV do công ty thiết bị điện Đông Anh sản xuất theo đơn đặt hàng . c) Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm(TPPTT). Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các TBA phân xưởng thông qua TPPTT, nhờ vậy việc quản lý ,vận hành mạng điện cao áp sẽ thuận lợi hơn ,tổn thất trong mạng giảm ,độ tin cậy cung cấp điện được nâng cao .Song vốn đầu tư cho mạng điện cũng lớn .Trong thực tế đây là phương pháp dùng khi điện áp lấy về không cao (≤35kV),công suất các phân xưởng tương đối lớn. 2) xác đinh vị trí đặt TBATG hoặc TPPTT của nhà máy . Để xác đinh vị trí đặt TBATG hoặc TPPTT của nhà máy người ta căn cứ vào nhiều yếu tố : -Đặt gần tâm phụ tải càng tốt nhằm giảm vốn đầu tư và tổn thất trong mạng điện . -Thuận tiện cho việc vận lắp đặt ,quản lý và vận hành . -Vị trí đặt trạm biến áp hay trạm PPTT phải đảm bảo tính kinh tế. Tâm phụ tải toàn xí nghiệp là 1 điểm qui ước sao cho mô men phụ tải đạt giá trị cực tiểu: Thông thường xét tâm phụ tải chỉ quan tâm đến 2 toạ độ x và y bỏ qua toạ độ z. Gọi M (x0,yo) là tâm phụ tải của xí nghiệp ,thì tâm phụ tải được xác đinh như sau: X0=, Y0=. Trong đó( xi,yi ) là toạ độ tâm của phụ tải phân xưởng thứ i,lấy gốc bất kỳ. Si là phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i. Ta có suy ra X0=. Y0=. Dựa vào mặt bằng thực tế của xí nghiệp ta chọn vị trí đặt TBATG hoặc TPPTT ở vị trí có toạ độ là: M(X0,Y0)=M(39;33). 3) Lựa chọn các phương án đi dây của mạng điện cao áp. Để đảm bảo cung cấp điện liên tục,tin cậy cho nhà máy thì đường dây từ lưới điện về TBATG hoặc TPPTT của nhà máy ta sẽ dùng lộ kép.Cũng như vậy đối với mạng cao áp trong nhà máy đường dây từ TBATG hoặc TPPTT đến các TBA phân xưởng ta cũng dùng lộ kép và sử dụng sơ đồ hình tia để đi dây.Sơ đồ này có ưu điểm đường đi dây rõ ràng,các TBA phân xưởng đều được cấp điện theo một đường dây riêng nên ít ảnh hưởng lẫn nhau,độ tin cậy cung cấp điện cao,dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ ,tự động hoá ,vận hành dễ dàng .Để bảo đảm an toàn và mỹ quan ,các đường cáp trong nhà máy đều được đặt trong hào cáp xây dọc theo các tuyến giao thông nội bộ. Từ những phân tích trên ta có thể đưa ra 4 phương án thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy như sau: Hình 3.1 các phương án thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy 3.3 Tính toán kinh tế - kỹ thuật lựa chọn phương án mạng điện cao áp hợp lý. Khi đã thành lập được các phương án thiết kế cho mạng điện cao áp của nhà máy .Để có thể lưa chọn được phương án cung cấp điện tốt nhất trong các phương án đã chọn thì cần phải tiến hành so sánh giữa các phương án căn cứ vào nhiều yếu tố khác nhau.Một phương pháp đơn giản để so sánh giữa các phương án trong giai đoạn thiết kế đó là phương pháp hàm chi phí tính toán . ở đây ta sẽ sử dụng phương pháp này để tiến hành song song giữa các phương án đã chọn và chỉ xét đến những phần khác nhau trong các phương án để giảm khối lượng tính toán. Hàm chi phí tính toán: Z=(avh+atc).K + 3I2maxRt.cđmin. Trong đó : avh:là hệ số vận hành tra trong sổ tay,lấy avh=0,1. atc:là hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn ,chọn atc=0,2. Imax:dòng điện cực đại chạy trong đường dây. R: điện trở của đường dây ,hệ thống . t: thời gian tổn thất công suất lớn nhất. c: giá 1kwh điện năng,c=1000đ/kwh. 3.3.1 Phương án 1 Phương án này sử dụng TBATG và 6 TBA phân xưởng ,điện áp 22kV từ lưới điện qua TBATG hạ xuống 6kV sau đó cung cấp cho 6 TBA phân xưởng của nhà máy.Điện áp thứ cấp của các TBA phân xưởng là 0,4kV cung cấp cho các phân xưởng . Hình 3.2 sơ đồ mạng cao áp của phương án 1 1 Chọn máy biến áp phân xưởng và xác đinh tổn thất điện năng trong các trạm biến áp * Chọn máy biến áp phân xưởng : Trên cơ sở đã chọn được dung lượng của các máy biến áp trong phần 3.2.1 do đó ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các phân xưởng như sau: Tên TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) DP0 (kW) DPn (kW) Un% I0% Số máy Đơn giá (106đ) Thành tiền (106đ) TBATG 1800 22/6 8,3 24 6,5 5 2 150 300 B1 320 6/0,4 1,6 6,07 5,5 6 2 32 64 B2 320 6/0,4 1,6 6,07 5,5 6 2 32 64 B3 320 6/0,4 1,6 6,07 5,5 6 2 32 64 B4 320 6/0,4 1,6 6,07 5,5 6 2 32 64 B5 320 6/0,4 1,6 6,07 5,5 6 2 32 64 B6 320 6/0,4 1,6 6,07 5,5 6 2 32 64 Tổng vốn đầu tư cho TBA :KB=684.106đ Bảng 3.2 kết quả chọn máy biến áp của phương án 1 Các máy biến áp được mua theo đơn đặt hàng do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo. *Xác đinh tổn thất điện năng trong các TBA (DA): (kWh). Trong đó n:là số máy biến áp ghép song song. t:là thời gian máy biến áp vận hành,với máy biến áp vận hành suốt năm thì t=8760 h. t:thời gian tổn thất công suất lớn nhất,ứng với Tmax =4350 h thì tra bảng t=f(Tmax,cosjtb)=f(4350;0,65)=3500 h. DP0,DPn:là tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp . Stt: là công suất tính toán của máy biến áp . SđmB: là công suất định mức của máy biến áp . - Tổn thất điện năng trong TBATG : Sttnm=2444,4487(kVA) SđmB=1800(kVA). DA=2.8,3.8760+=222873,97(kWh). - Tổn hao trong TBA B1: SttB1=628,953(kVA). SđmB1=320(kVA). (kWh). Tính toán tương tự cho các TBA khác ta có bảng kết quả : Bảng 3.3-Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của PA1 Tên BA Số Máy SttB (kVA) SđmB (kVA) DP0 (kw) DPn (kw) DA(kWh) TBATG 2 2444,448 1800 8,3 24 222873,97 B1 2 628,953 320 1,6 6,07 69067,825 B2 2 538,512 320 1,6 6,07 58114,75 B3 2 343,94 320 1,6 6,07 25606,55 B4 2 504,35 320 1,6 6,07 54419,05 B5 2 433,157 320 1,6 6,07 47495,34 B6 2 527,429 320 1,6 6,07 56889,24 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA :DA=534466,73(kWh) 2.Chọn dây dẫn, xác định tổn thất công suất ,tổn thất điện năng trong mạng điện: * Chọn dây dẫn từ TBATG về các TBAPX Từ TBATG về các trạm biến áp phân xưởng ta sử dụng cáp đồng,tiết diện cáp được chọn theo tiết diện kinh tế ,với thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax=4350h,tìm được Jkt=3,1(A/mm2). Tiết diện kinh tế của cáp: Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện nên đi dây từ TBATG về các TBAPX ta sử dụng lộ kép nên . Dựa vào tiết diện tính toán ta chọn theo tiết diện chuẩn . Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : Ilvmax≤Icp Khi xảy ra sự cố thì Trong đó :-dòng diện khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp, hoặc khc= k1.k2 k1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k1=1 k2 :hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng dặt trong một rãnh,các rãnh đều đặt hai cáp,khoảng cách giửa các sợi cáp là 300 mm,tra bảng 4.22 tìm được k2=0,93 Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại. - Chọn cáp từ TBATG đến B1: Tiết diện kinh tế của cáp: Lựa chọn tiết diện chuẩn Fchuẩn=16(mm2),cáp đồng 3 lõi (6á10 kV) cách điện XLPE,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo,có Icp=110(A) khi chôn dưới đất 250c. Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng : => 0,93.Icp=0,93.110=102,3 >Isc=2.Imax=2.30,26=60,52( A) Vậy cáp đã chọn là phù hợp :loại 2XLPE(3*16). Vì cáp chọn ở đây đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc nên ở đây ta không phải hiệu chỉnh. Chọn cáp từ TBATG đến B2: Tiết diện kinh tế của cáp: Lựa chọn tiết diện chuẩn Fchuẩn=16(mm2),cáp đồng 3 lõi (6á10 kV) cách điện XLPE,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo,có Icp=110(A) khi chôn dưới đất 250c. Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng : => 0,93.Icp=0,93.110=102,3 >Isc=2.Imax=2.25,92=51,84( A) Vậy cáp đã chọn là phù hợp :loại 2XLPE(3*16). Vì cáp chọn ở đây đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc nên ở đây ta không phải hiệu chỉnh. Chọn cáp từ TBATG đến B3: Tiết diện kinh tế của cáp: Lựa chọn tiết diện chuẩn Fchuẩn=16(mm2),cáp đồng 3 lõi (6á10 kV) cách điện XLPE,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo,có Icp=110(A) khi chôn dưới đất 250c. Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng : => 0,93.Icp=0,93.110=102,3 >Isc=2.Imax=2.16,55=33,1( A) Vậy cáp đã chọn là phù hợp :loại 2XLPE(3*16). Vì cáp chọn ở đây đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc nên ở đây ta không phải hiệu chỉnh. Chọn cáp từ TBATG đến B4: Tiết diện kinh tế của cáp: Lựa chọn tiết diện chuẩn Fchuẩn=16(mm2),cáp đồng 3 lõi (6á10 kV) cách điện XLPE,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo,có Icp=110(A) khi chôn dưới đất 250c. Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng : => 0,93.Icp=0,93.110=102,3 >Isc=2.Imax=2.24,27=48,54( A) Vậy cáp đã chọn là phù hợp :loại 2XLPE(3*16). Vì cáp chọn ở đây đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc nên ở đây ta không phải hiệu chỉnh. Chọn cáp từ TBATG đến B5: Tiết diện kinh tế của cáp: Lựa chọn tiết diện chuẩn Fchuẩn=16(mm2),cáp đồng 3 lõi (6á10 kV) cách điện XLPE,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo,có Icp=110(A) khi chôn dưới đất 250c. Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng : => 0,93.Icp=0,93.110=102,3 >Isc=2.Imax=2.20,84=41,68( A) Vậy cáp đã chọn là phù hợp :loại 2XLPE(3*16). Vì cáp chọn ở đây đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc nên ở đây ta không phải hiệu chỉnh. Chọn cáp từ TBATG đến B6: Tiết diện kinh tế của cáp: Lựa chọn tiết diện chuẩn Fchuẩn=16(mm2),cáp đồng 3 lõi (6á10 kV) cách điện XLPE,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo,có Icp=110(A) khi chôn dưới đất 250c. Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng : => 0,93.Icp=0,93.110=102,3 >Isc=2.Imax=2.25,38=50,76( A) Vậy cáp đã chọn là phù hợp :loại 2XLPE(3*16). Vì cáp chọn ở đây đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc nên ở đây ta không phải hiệu chỉnh. *Chọn cáp từ TBA phân xưởng đến các phân xưởng : Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án ,các đoạn giống nhau không xét đến trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án .Cụ thể đối với phương án 1 ta chỉ cần tính chọn cáp từ TBA B5 đến phân xưởng 8-văn phòng và phòng thiết kế. -Chọn cáp từ B5 đến văn phòng và phòng thiết kế : Do văn phòng và phòng thiết kế là hộ tiêu thụ loại 3 do đó ta chỉ cấp 1 đường dây nên: . Do chỉ có 1 cáp đi trong rãnh nên hệ số hiệu chỉnh đường dây k2=1. Ta chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép Icp≥Imax=132,9(A). Tra bảng PLV.12 [1] chọn cáp 3 lõi +1 trung tính ,cách điện PVC do hãng LENS chế tạo,tiết diện 3*35+25,có Icp=174(A). Như vậy ta có kết quả chọn cáp như sau: Bảng 3.4 kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 1. Đường cáp F(mm2) L(m) r0(W/km) R(W) Đơn giá 103đ/m Thành tiền (103đ/m) TBATG-B1 2(3*16) 72 1,47 0,053 40 5760 TBATG-B2 2(3*16) 70 1,47 0,051 40 5600 TBATG-B3 2(3*16) 108 1,47 0,079 40 8640 TBATG-B4 2(3*16) 26 1,47 0,019 40 2080 TBATG-b5 2(3*16) 24 1,47 0,018 40 1920 TBATG-B6 2(3*16) 60 1,47 0,044 40 4800 B5-8 3*35+25 50 0,524 0,026 90 4500 Tổng số tiền đầu tư cho dây dẫn để so sánh kinh tế là Kd=33,3.106(đ) *Xác đinh tổn thất công suất tác dụng trên đường dây: -Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính như sau: DP=. Trong đó : R= (W) là điện trở của đường dây. n:là số đường dây đi song song . l:là chiều dài đường dây(m). r0:là điện trở trên 1 km đường dây(W/km). Tổn thất DP trên đoạn cáp từ TBATG đến B1: DP==(kW). Tính toán tương tự cho các đường dây khác ta có kết quả ghi trong bảng sau Bảng 3.5 Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây Đường cáp F(mm2) L(m) r0 (W/km) R(W) (kVA) DP(kw) TBATG-B1 2(3*16) 72 1,47 0,053 628,953 0,58 TBATG-B2 2(3*16) 70 1,47 0,051 538,512 0,41 TBATG-B3 2(3*16) 108 1,47 0,079 408,8 0,37 TBATG-B4 2(3*16) 26 1,47 0,019 504,35 0,134 TBATG-B5 2(3*16) 24 1,47 0,018 433,157 0,094 TBATG-B6 2(3*16) 60 1,47 0,044 527,429 0,34 B5-8 3*35+25 50 0,524 0,026 87,47 1,3776 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây DPd=3,3056(kW) *Xác đinh tổn thất điện năng trên đường dây: Tổn thất điện năng trên đường dây được xác đinh theo công thức sau: DAd= DPd.t (kWh). Trong đó :t là thời gian tổn thất công suất lớn nhất,ta có t=3500h. Nên tổn thất điện năng trên các đường dâylà: DAd= DPd.t=3,3056.3500=11569,6(kWh). 3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 1. * Mạng cao áp trong phương án 1 có điện áp 6 kV được lấy từ TBATG đến 6 TBA phân xưởng .TBATG có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 máy biến áp . * Với 6 TBA phân xưởng ,mỗi trạm có 2 máy biến áp nhận điện trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp của máy biến áp trung gian.Như vậy trong mạng cao áp cần sử dụng 12 máy cắt điện cấp 6 kV đặt ở phía sơ cấp của máy biến áp phân xưởng ngay sau thanh cái của máy biến áp trung gian ,1 máy cắt phân đoạn của hệ thống thanh góp của TBATG ,2 máy cắt 6 kV đặt ở phía hạ áp của máy biến áp trung gian.Ngoài ra còn phải có 2 máy cắt cao áp 22kV đặt phía sơ cấp của TBATG ,tuy nhiên trong tính toán so sánh kinh tế giữa các phương án thì ở các phương án đều phải có 2 máy cắt này nên đây là phần giống nhau ta không cần tính đến khi so sánh . Như vậy tổng số máy cắt cần tính toán là 15 máy cắt 6 kV. Tổng vốn đầu tư cho máy cắt là: KMC=n.M Trong đó : n:là số lượng máy cắt tính đến . M :là giá 1 máy cắt loại 6 kV. Theo giá cả thị trường thì giá của 1 máy cắt 6 kV là M=5000 USD.Tỷ giá hối đoái trên thị trường là 1USD =15,7.103 đ. Do đó vốn đầu tư cho máy cắt quy đổi sang tiền Việt Nam là: KMC=n.M=15.5000.15,7.103=1177,5.106(đ). 4 Chi phí tính toán của phương án 1. *Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp,máy biến áp và máy cắt khác nhau giữa các phương án, những phần giống nhau được bỏ qua không nhắc tới. Nên vốn đầu tư K=KB+Kd+KMC=(684+33,3+1177,5).106=1894,8.106(đ). *Tổn thất điện năng trong phương án bao gồm tổn thất điện năng trong các TBA và tổn thất điện năng trên đường dây,và ở đây cũng chỉ xét đến các phần khác nhau ,những phần giống nhau không xét tới. Do đó tổng tổn thất điên năng của phương án 1 là: DA=DAB+DAd=534466,73+11569,6=546036,33(kWh). * Chi phí tính toán của phương án 1 là: Z=(avh+atc)K+c.DA=(0,1+0,2). 1894,8.106+1000.546036,33= Z=1114,47633.106 (đ). 3.3.2 Phương án 2. Phương án này sử dụng TBATG và 5 TBA phân xưởng ,điện áp 22kV từ lưới điện qua TBATG hạ xuống 6kV sau đó cung cấp cho 5 TBA phân xưởng của nhà máy.Điện áp thứ cấp của các TBA phân xưởng là 0,4kV cung cấp cho các phân xưởng . Hình 3.3 sơ đồ mạng cao áp của phương án 2 1 Chọn máy biến áp phân xưởng và xác đinh tổn thất điện năng trong các trạm biến áp * Chọn máy biến áp phân xưởng : Trên cơ sở đã chọn được dung lượng của các máy biến áp trong phần 3.2.1 do đó ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các phân xưởng như sau: Tên TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) DP0 (kW) DPn (kW) Un% i0% Số máy Đơn giá (106đ) Thành tiền (106đ) TBATG 1800 22/6 8,3 24 6,5 5 2 150 300 B1 320 6/0,4 1,6 6,07 5,5 6 2 32 64 B2 320 6/0,4 1,6 6,07 5,5 6 2 32 64 B3 320 6/0,4 1,6 6,07 5,5 6 2 32 64 B4 320 6/0,4 1,6 6,07 5,5 6 2 32 64 B5 560 6/0,4 2,5 9,4 5,5 6 2 56 112 Tổng vốn đầu tư cho TBA :KB=668.106đ Bảng 3.6 kết quả chọn máy biến áp của phương án 2 Các máy biến áp được mua theo đơn đặt hàng do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo. *Xác đinh tổn thất điện năng trong các TBA (DA): (kWh). Trong đó n:là số máy biến áp ghép song song. t:là thời gian máy biến áp vận hành,với máy biến áp vận hành suốt năm thì t=8760 h. t:thời gian tổn thất công suất lớn nhất,ứng với Tmax =4350 h thì tra bảng t=f(Tmax,cosjtb)=f(4350;0,65)=3500 h. DP0,DPn:là tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp . Stt: là công suất tính toán của máy biến áp . SđmB: là công suất định mức của máy biến áp . Ta có kết quả tính toán tổn thất trong các TBA như sau: Bảng 3.7-Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của PA2 Tên BA Số máy SttB (kVA) SđmB (kVA) DP0 (kw) DPn (kw) DA(kWh) TBATG 2 2444,448 1800 8,3 24 222873,97 B1 2 628,953 320 1,6 6,07 69067,825 B2 2 538,512 320 1,6 6,07 58114,75 B3 2 504,35 320 1,6 6,07 54419,05 B4 2 614,896 320 1,6 6,07 67254,03 B5 2 745,49 560 2,5 9,4 72952,34 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA :DA=544681,97(kWh) 2.Chọn dây dẫn, xác định tổn thất công suất ,tổn thất điện năng trong mạng điện: * Chọn dây dẫn từ TBATG về các TBAPX Từ TBATG về các trạm biến áp phân xưởng ta sử dụng cáp đồng,tiết diện cáp được chọn theo tiết diện kinh tế ,với thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax=4350h,tìm được Jkt=3,1(A/mm2). Tiết diện kinh tế của cáp: Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện nên đi dây từ TBATG về các TBAPX ta sử dụng lộ kép nên . Dựa vào tiết diện tính toán ta chọn theo tiết diện chuẩn . Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : Ilvmax≤Icp Khi xảy ra sự cố thì Trong đó :-dòng diện khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp, hoặc khc= k1.k2 k1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k1=1 k2 :hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng dặt trong một rãnh,các rãnh đều đặt hai cáp,khoảng cách giửa các sợi cáp là 300 mm,tra bảng 4.22 tìm được k2=0,93 Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại. - Chọn cáp từ TBATG đến B1: Tiết diện kinh tế của cáp: Lựa chọn tiết diện chuẩn Fchuẩn=16(mm2),cáp đồng 3 lõi (6á10 kV) cách điện XLPE,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo,có Icp=110(A) khi chôn dưới đất 250c. Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng : => 0,93.Icp=0,93.110=102,3 >Isc=2.Imax=2.30,26=60,52( A) Vậy cáp đã chọn là phù hợp :loại 2XLPE(3*16). Vì cáp chọn ở đây đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc nên ở đây ta không phải hiệu chỉnh. Chọn cáp từ TBATG đến B2: Tiết diện kinh tế của cáp: Lựa chọn tiết diện chuẩn Fchuẩn=16(mm2),cáp đồng 3 lõi (6á10 kV) cách điện XLPE,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo,có Icp=110(A) khi chôn dưới đất 250c. Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng : => 0,93.Icp=0,93.110=102,3 >Isc=2.Imax=2.25,92=51,84( A) Vậy cáp đã chọn là phù hợp :loại 2XLPE(3*16). Vì cáp chọn ở đây đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc nên ở đây ta không phải hiệu chỉnh. -Chọn cáp từ TBATG đến B3: Tiết diện kinh tế của cáp: Lựa chọn tiết diện chuẩn Fchuẩn=16(mm2),cáp đồng 3 lõi (6á10 kV) cách điện XLPE,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo,có Icp=110(A) khi chôn dưới đất 250c. Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng : => 0,93.Icp=0,93.110=102,3 >Isc=2.Imax=2.24,27=48,54( A) Vậy cáp đã chọn là phù hợp :loại 2XLPE(3*16). Vì cáp chọn ở đây đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc nên ở đây ta không phải hiệu chỉnh. - Chọn cáp từ TBATG đến B4: Tiết diện kinh tế của cáp: Lựa chọn tiết diện chuẩn Fchuẩn=16(mm2),cáp đồng 3 lõi (6á10 kV) cách điện XLPE,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo,có Icp=110(A) khi chôn dưới đất 250c. Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng : => 0,93.Icp=0,93.110=102,3 >Isc=2.Imax=2.29,584=59,168( A) Vậy cáp đã chọn là phù hợp :loại 2XLPE(3*16). Vì cáp chọn ở đây đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc nên ở đây ta không phải hiệu chỉnh. Chọn cáp từ TBATG đến B5: Tiết diện kinh tế của cáp: Lựa chọn tiết diện chuẩn Fchuẩn=16(mm2),cáp đồng 3 lõi (6á10 kV) cách điện XLPE,đai thép ,vỏ PVC do hãng FURUKAWA(Nhật) chế tạo,có Icp=110(A) khi chôn dưới đất 250c. Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng : => 0,93.Icp=0,93.110=102,3 >Isc=2.Imax=2.35,867=71,734( A) Vậy cáp đã chọn là phù hợp :loại 2XLPE(3*16). Vì cáp chọn ở đây đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường làm việc nên ở đây ta không phải hiệu chỉnh. *Chọn cáp từ TBA phân xưởng đến các phân xưởng : Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án ,các đoạn giống nhau không xét đến trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án .Cụ thể đối với phương án 2 ta chỉ cần tính chọn cáp từ TBA B4 đến phân xưởng 8-văn phòng và phòng thiết kế,và cáp từ TBA B5 đến phân xưởng 5-phân xưởng đúc. -Chọn cáp từ B4 đến văn phòng và phòng thiết kế : Do văn phòng và phòng thiết kế là hộ tiêu thụ loại 3 do đó ta chỉ cấp 1 đường dây nên: . Do chỉ có 1 cáp đi trong rãnh nên hệ số hiệu chỉnh đường dây k2=1. Ta chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép Icp≥Imax=132,9(A). Tra bảng PLV.12 [1] chọn cáp 3 lõi +1 trung tính ,cách điện PVC do hãng LENS chế tạo,tiết diện 3*35+25,có Icp=174(A). -Chọn cáp từ B5 đến phân xưởng đúc 5: Tiết diện kinh tế của cáp: Vì cáp hạ áp đến các phân xưởng dùng 4 dây nên ta chọn loại cáp đồng 3*95+50 do hãng LENS chế tạo,có Icp=301(A). Kiểm tra theo điều kiện phát nóng cho phép: =2.Imax=2.262,61=525,22(A). Suy ra Icp ≥. Với cáp 4 sợi (3 pha +1 trung tính) ,khoảng cách giữa các sợi cáp là 100 mm tra bảng PL4.21 [1] ta có hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp k2=0,8.nên: Icp ≥= Như vậy loại cáp đã chọn chưa thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép,do đó ta phải chọn lại đường cáp này.Nhưng do dòng cho phép của cáp yêu cầu là khá lớn nên không có loại cáp 3 pha nào có thể đáp ứng được ,do vậy ta phải chọn cáp 1 pha và ghép chúng với nhau để có thể đảm bảo được dòng yêu cầu. Từ những tính toán trên ta chọn cáp đồng 1 pha,cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện F=70 mm2 ,dòng cho phép Icp=254(A).Mỗi pha ghép 3 sợi cáp đó ta có Icp=3.254=762(A)>656,525(A) . Vậy cáp từ B5 đến phân xưởng đúc dùng loại cáp 2(9*70+70). Và ta có kết quả chọn cáp như sau: Bảng 3.8 kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 2. Đường cáp F(mm2) L(m) r0(W/km) R(W) Đơn giá 103đ/m Thành tiền (103đ/m) TBATG-B1 2(3*16) 72 1,47 0,053 40 5760 TBATG-B2 2(3*16) 70 1,47 0,051 40 5600 TBATG-B3 2(3*16) 26 1,47 0,019 40 2080 TBATG-B4 2(3*16) 52 1,47 0,039 40 4160 TBATG-b5 2(3*16) 108 1,47 0,079 40 8640 B4-8 3*35+25 100 0,524 0,0524 90 9000 B5-5 2(9*70+70) 102 0,268 0,0045 90 122400 Tổng số tiền đầu tư cho dây dẫn để so sánh kinh tế là Kd=157,64.106(đ) *Xác đinh tổn thất công suất tác dụng trên đường dây: -Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được tính như sau: DP=. Trong đó : R= (W) là điện trở của đường dây. n:là số đường dây đi song song . l:là chiều dài đường dây(m). r0:là điện trở trên 1 km đường dây(W/km). Sau khi tính toán ta có tổn thất công suất tác dụng được ghi trong bảng dưới Bảng 3.9 Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây Đường cáp F(mm2) L(m) r0 (W/km) R(W) (kVA) DP(kw) TBATG-B1 2(3*16) 72 1,47 0,053 628,953 0,58 TBATG-B2 2(3*16) 70 1,47 0,051 538,512 0,41 TBATG-B3 2(3*16) 26 1,47 0,079 504,35 0,134 TBATG-B4 2(3*16) 52 1,47 0,019 614,896 0,399 TBATG-B5 2(3*16) 108 1,47 0,018 745,49 1,22 B4-8 3*35+25 100 0,524 0,0524 87,47 0,011 B5-5 2(9*70+70) 102 0,524 0,0045 345,69 0,0149 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây DPd=2,7689(kW) *Xác đinh tổn thất điện năng trên đường dây: Tổn thất điện năng trên đường dây được xác đinh theo công thức sau: DAd= DPd.t (kWh). Trong đó :t là thời gian tổn thất công suất lớn nhất,ta có t=3500h. Nên tổn thất điện năng trên các đường dâylà: DAd= DPd.t=2,7689.3500=9691,15(kWh). 3.Vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 2. * Mạng cao áp trong phương án 2 có điện áp 6 kV được lấy từ TBATG đến 5 TBA phân xưởng .TBATG có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 máy biến áp . * Với 5 TBA phân xưởng ,mỗi trạm có 2 máy biến áp nhận điện trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp của máy biến áp trung gian.Như vậy trong mạng cao áp cần sử dụng 10 máy cắt điện cấp 6 kV đặt ở phía sơ cấp của máy biến áp phân xưởng ngay sau thanh cái của máy biến áp trung gian ,1 máy cắt phân đoạn của hệ thống thanh góp của TBATG ,2 máy cắt 6 kV đặt ở phía hạ áp của máy biến áp trung gian.Ngoài ra còn phải có 2 máy cắt cao áp 22kV đặt phía sơ cấp của TBATG ,tuy nhiên trong tính toán so sánh kinh tế giữa các phương án thì ở các phương án đều phải có 2 máy cắt này nên đây là phần giống nhau ta không cần tính đến khi so sánh . Như vậy tổng số máy cắt cần tính toán là 13 máy cắt 6 kV. Tổng vốn đầu tư cho máy cắt là: KMC=n.M Trong đó : n:là số lượng máy cắt tính đến . M :là giá 1 máy cắt loại 6 kV. Theo giá cả thị trường thì giá của 1 máy cắt 6 kV là M=5000 USD.Tỷ giá hối đoái trên thị trường là 1USD =15,7.103 đ. Do đó vốn đầu tư cho máy cắt quy đổi sang tiền Việt Nam là: KMC=n.M=13.5000.15,7.103=1020,5.106(đ). 4 Chi phí tính toán của phương án 2. *Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp,máy biến áp và máy cắt khác nhau giữa các phương án, những phần giống nhau được bỏ qua không nhắc tới. Nên vốn đầu tư K=KB+Kd+KMC=(668+157,64+1020,5).106=1846,14.106(đ). *Tổn thất điện năng trong phương án bao gồm tổn thất điện năng trong các TBA và tổn thất điện năng trên đường dây,và ở đây cũng chỉ xét đến các phần khác nhau ,những phần giống nhau không xét tới. Do đó tổng tổn thất điên năng của phương án 2 là: DA=DAB+DAd=544681,97+9691,15=554373,12(kWh). * Chi phí tính toán của phương án 1 là: Z=(avh+atc)K+c.DA=(0,1+0,2). 1846,14.106+1000.554373,12= Z=1098,21512.106 (đ). 3.3.3 Phương ._.