Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy Củ cải đường

ện sớm làm quen đực với những yêu cầu của một quy trình thiết ké cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp ban chủ nhiệm khoa Điện –Trường ĐHBKHN có tổ chức cho sinh viên làm đồ án môn học HTCCĐ . Cùng với sự nghiêm túc trong quá trình làm và đặc biệt được sự giúp đỡ nhiẹt tình của Thầy giáo hướng dẫn là Thầy Phan Đăng Khải em cũng đã thiết kế được một đề tài về cung cấp điện cho nhà máy củ cải đường Qau đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy trong ban chủ nhiện khoa và đặc biệt là Thầy Phan Đăng Khải đã hêts sức tạo điều kiện cho em được học hỏi để qua dó dúc rút được những kinh nghiệm quý báu cho công việc của mình Sau đây là bản thuyết minh của em về đề tài mà em đã thiết kế : Chương i Mở đầu giới thiệu chung về nhà máy Nhà máy sản xuất củ cải đường là một nhà máy mới được xây dựng theo trương trình mở rộng quy mô xản xuất của nền nông nghiệp của tỉnh Thanh Hoá .Đây là một nhà máy với quy mô khá lớn bao gồm 9 phân xưởng và nhà làm việc Bảng 1.1 - Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công suất đặt (Kw) Diện tích () 1 Kho củ cải đường 350 8550 2 Phân xưởng thái và nấu củ cải đường 700 3820 3 Bộ phận cô đặc 550 3375 4 Phân xưởng tinh chế 750 2500 5 Kho thành phẩm 150 4000 6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 1300 7 Trạm bơm 600 1200 8 Kho than 350 4875 9 Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo diện tích Nhà máy làm nhiệm vụ sản xuất đường từ nguyên liệu là củ cải để giải quyết công ăn việc làm cho bà con trong khu vực tỉnh ,tận dụng một diện tích đất bỏ hoang khá lớn nâu nay và để cung cấp đường cho thị trường trong nước góp phần làm giảm giá thành đường trên thị trường và tiến tới xuất khẩu . Đứng về mặt tiêu thụ điện năng thì nhà máy thuộc một trong những hộ tiêu thụ điện lớn. Do tầm quan trọng của nhà máy nên ta có thể xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại I, cần được đảm bảo cung cấp điện liên tục ổn định và an toàn. Theo thiết kế , nhà máy sẽ được cấp điện từ một Trạm biến áp trung gian cách nhà máy 15 km, bằng đường dây trên không lộ kép, dung lượng ngắn mạch phía hạ áp của Trạm biến áp trung gian là SN =250 MVA. Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca do đó thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax= 6000 h. Trong nhà máy có Ban quản lý, Phân xưởng sửa chữa cơ khí và Kho vật liệu là hộ loại III, các phân xưởng còn lại đều thuộc hộ loại I Các nội dung tính toán, thiết kế bao gồm : 1.Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và nhà máy 2.Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí 3.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy 4.Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất của nhà máy 5.Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí Chương I Xác định phụ tảI tính toán Phụ tải tính toán là phụ tải được giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo 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 dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ ... tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng ... Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các 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...Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng. Bởi vì nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến sự cố cháy nổ, rất nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn thực tế quá nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư,gia tăng tổn thất so với yêu cầu cho phép gây lãng phí.Bởi vậy chúng ta cần chú trọng vào khâu xác định phụ tải tính toán. Cũng chính vì vậy nên từ trước tới nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu và đã đưa ra nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện. Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào xác định một cách 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 độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại quá phức tạp. Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường được dùng nhiều hơn cả trong phân tích và thiết kế hệ thống cung cấp điện: Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu Phương pháp tính theo công suất trung bình Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán xác định phụ tải điện thích hợp x1.1 xác định phụ tảI tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng số 6 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy. Phân xưởng có diện tích 1300 m2. Trong phân xưởng được bố trí 43 thiết bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất lớn nhất là 24.6 kW( Máy biến áp hàn ), song cũng có những thiết bị có công suất rất nhỏ (< 1 Kw). Phần lớn các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, chỉ có máy biến áp hàn là có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại. Những đặc điểm này cần được lưu tâm khi phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính toán và lựa chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng. 1.1.1 Phân nhóm phụ tải của phân xưởng Sửa chữa cơ khí Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán đựoc chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm 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 việc xác định phụ tải tính toán 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 (8412) . Tuy nhiên thường rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do vậy người thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn ra phương án thoả hiệp phù hợp nhất trong những phương án có thể. Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và 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 1.1 Bảng 1.2 - Bảng phân nhóm phụ tải điện TT Tên thiết bị Số Lượng Ký hiệu trên mặt bằng PĐM(kW) ) 1 máy Toàn bộ Idm(A) 1 2 3 4 5 6 7 Nhóm I 1 Máy tiện ren 2 1 7 14 2*17,7 2 Máy tiện ren 2 2 7 14 2*17,7 3 Máy tiện ren 2 3 10 20 2*25,3 4 Máy tiện ren cấp chính xác cao 1 4 1,7 1.7 4,3 5 Máy doa toạ độ 1 5 2.0 2.0 5 6 Máy bào ngang 2 6 7 14 2*17,7 7 Máy xọc 1 7 2,8 2.8 7 Cộng nhóm I 11 68,5 173,5 Nhóm II 1 Máy phay vạn năng 1 8 7,0 7,0 17,7 2 Máy phay ngang 1 9 7,0 7,0 17,7 3 Máy phay đứng 2 10 2,8 5,6 2*7 4 Máy mài trong 2 11 4,5 9,0 2*11,4 5 Máy mài phẳng 1 12 2,8 2.8 7 6 Máy mài tròn 1 13 2.8 2.8 7 7 Máy khoan đứng 1 14 2,8 2,8 7 8 Máy khoan đứng 1 15 4.5 4.5 11.4 Cộng nhóm II 10 40,7 103,06 Nhóm III 1 Máy cắt mép 1 16 4,5 4,5 11,4 2 Máy mài vạn năng 1 17 1,75 1,75 4,4 3 Máy mài dao cắt gọt 1 18 0,65 0,65 1,65 4 Máy mài mũi khoan 1 19 1,5 1,5 3,8 5 Máy mài sắc mũi phay 1 20 1,0 1.0 2,5 6 Máy mài dao chuật 1 21 0,65 0,65 1,65 7 Máy mài mũi khoét 1 22 2,9 2,9 7,3 8 Thiết bị dễ hoá bền kim loại 1 23 0,8 0,8 2,0 9 Máy giũa 1 24 2,2 2,2 5,5 10 Máy khoan bàn 2 25 0,65 1.3 1,65 11 Máy đế mài tròn 1 26 1,2 1.2 3 12 Máy mài thô 1 28 2,8 2,8 7 Cộng nhóm III 13 21,25 54,4 Nhóm IV 1 Máy tiện ren 1 32 7 7 17,7 2 Máy tiện ren 1 33 7 7 17,7 3 Máy tiện ren 3 34 10 30 3*25,3 4 Máy tiện ren 1 35 14 14 35,5 5 Máy bào ngang 1 39 10 10 25,3 6 Máy biến áp hàn 1 43 24,6 24,6 15.99 Cộng nhóm IV 8 80,78 204,5 Nhóm V 1 Máy tiện ren 3 31 4,5 13,5 3*11,4 2 Máy khoan đứng 2 36 4,5 9.0 2*11,4 3 Máy khoan hướng tâm 1 37 4.5 4.5 11,4 4 Máy bào ngang 1 38 2.8 2.8 7 5 Máy bào phá 1 40 4,5 4,5 7 6 Máy khoan bào 1 42 0,65 0,65 1,65 Cộng nhóm V 9 34,95 88,5 ( IĐM được tính theo công thức : Iđm = Sđm/U, Sđm = Pdm/cosj trong đó tất cả các nhóm đều lấy cosj = 0.6 , riêng nhóm IV lấy cosj = 0.95 ). Trong 98 thiết bị của phân xưởng chỉ có 68 thiết bị tiêu thụ điện. 1.1.2 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải 1. Tính toán cho nhómsố 1: Số liệu phụ tải của nhóm 1 cho trong bảng 1.3 Bảng 1.3 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm I TT Tên thiết bị Số Lượng Ký hiệu trên mặt bằng PĐM(kW) IĐM (A) 1 máy Toàn bộ 1 2 3 4 5 6 7 Nhóm I 1 Máy tiện ren 2 1 7,0 14.0 2*17,7 2 Máy tiện ren 2 2 7,0 14,0 2*17,7 3 Máy tiện ren 2 3 10.0 20.0 2*25,3 4 Máy tiện ren cấp chính xác cao 1 4 1,7 1.7 4.3 5 Máy doa toạ độ 1 5 2.0 2.0 5 6 Máy bào ngang 2 6 7,0 14 2*17,7 7 Máy xọc 1 7 2,8 2.8 7 Cộng nhóm I 11 68,5 173,5 Tra bảng PL1.1 [1] ta tìm được ksd = 0.15, cosj = 0.6 Ta có : kW ị n1 = 8 , n = 11 n* = P* = Tra bảng PL1.4 [1] tìm = f(n* , P*) ta được =0.85 nhq = *n = 0.85*11 = 9,35 Tra bảng PL1.5 [1] tìm kmax = f(, ksd) với nhq = 9,35 , ksd =0.15 ta được kmax = 2.2 Phụ tải tính toán của nhóm I : Ptt = kmax*ksd*= 2.2 *0.15*68,5 = 22,6 kW Qtt = Ptt*tgj = 22,6*1.33 = 30,1 kVar Stt = kVA = 5*25,3 + 0.8(57,3 - 0.15*25,3) = 169,3 A Trong đó : Ikđ - dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhất trong nhóm kkđ - hệ số khởi động , lấy kkđ = 5 kđt - hệ số đồng thời , lấy kđt =0.8 2. Tính toán cho nhóm 2: Số liệu phụ tải của nhóm 2 cho trong bảng 1.4 Bảng 1.4 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm II TT Tên thiết bị Số Lượng Ký hiệu trên mặt bằng PĐM(kW) IĐM (A) 1 máy Toàn bộ Nhóm II 1 Máy phay vạn năng 1 8 7,0 7,0 17,7 2 Máy phay ngang 1 9 7,0 7.0 17,7 3 Máy phay đứng 2 10 2.8 5,6 2*7 4 Máy mài trong 2 11 4.5 9,0 2*11,4 5 Máy mài phẳng 1 12 2.8 2,8 7,0 6 Máy mài tròn 1 13 2.8 2.8 7,0 7 Máy khoan đứng 1 14 2.8 2.8 7,0 8 Máy khoan đứng 1 15 4.5 4.5 11.4 Cộng nhóm II 10 40,7 103,06 Tra bảng PL1.1 [1] ta tìm được ksd = 0.15, cosj = 0.6 Ta có : kW ị n1 = 5 , n= 10 n* = P* = Tra bảng PL1.4 [1] tìm = f(n* , P*) ta được = 0.82 nhq = *n = 0.82*10 = 8,2 Tra bảng PL1.5 [1] tìm kmax = f(, ksd) với nhq = 8 , ksd = 0.15 ta được kmax = 2,31 Phụ tải tính toán của nhóm II : Ptt = kmax*ksd*= 2 ,31 * 0,15 * 40,7 = 14,1( kW) Qtt = Ptt*tgj = 14,1 * 1.33 = 18,8 ( kVar) Stt = kVA = 5*17.7 + 0.8(35,7 - 0.15*17,7) = 145 A 3. Tính toán cho nhóm 3: Số liệu phụ tải của nhóm 3 cho trong bảng 1.5 Bảng 1.5 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm III TT Tên thiết bị Số Lượng Ký hiệu trên mặt bằng PĐM(kW) IĐM (A) 1 máy Toàn bộ Nhóm III 1 Máy cắt mép 1 16 4,5 4,5 11,4 2 Máy mài vạn năng 1 17 1,75 1,75 4,4 3 Máy mài dao cắt gọt 1 18 0,65 0,65 1,65 4 Máy mài mũi khoan 1 19 1,5 1,5 3,8 5 Máy mài sắc mũi phay 1 20 1,0 1,0 2.5 6 Máy mài dao chuật 1 21 0,65 0,65 1,65 7 Máy mài mũi khoét 1 22 2,9 2,9 7,3 8 Thiết bị hoá bền kim loại 1 23 0,8 0,8 2,0 9 Máy giuã 1 24 2,2 2,2 5,5 10 Máy khoan bàn 2 25 0,65 1,3 2*1,65 11 Máy để mài tròn 1 26 1,2 1.2 3,0 12 Máy mài thô 1 28 2,8 2,8 7.0 Cộng nhóm III 13 21,25 54,4  Tra bảng PL1.1 [1] ta tìm được ksd = 0.15, cosj = 0.6 Ta có : Kw ị n1 = 3 , n = 13 n* = P* = Tra bảng PL1.4 [1] tìm = f(n* , P*) ta được = 0.78 nhq = *n = 0.78 * 13 = 10,1 Tra bảng PL1.5 [1] tìm kmax = f(, ksd) với nhq =6 , ksd =0.15 ta được kmax = 2.1 Phụ tải tính toán của nhóm III : Ptt = kmax*ksd*= 2.1 *0.15 * 21,25 = 6,7 kW Qtt = Ptt*tgj = 6.70 * 1.33 = 8.90 kVar Stt = kVA = 5*7.3 + 0.8(16.97 - 0.15*7.3) = 50.06 A 4. Tính toán cho nhóm 4: Số liệu phụ tải của nhóm 4 cho trong bảng 1.6 Bảng 1.6 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm IV TT Tên thiết bị Số Lượng Ký hiệu trên mặt bằng PĐM(kW) IĐM (A) 1 máy Toàn bộ Nhóm IV 1 Máy tiện ren 1 32 7,0 7,0 17,7 2 Máy tiện ren 1 33 7,0 7,0 17,7 3 Máy tiện ren 3 34 10 30 3*25,3 4 Máy tiện ren 1 35 14 14 35,5 5 Máy bào ngang 1 39 10 10 25.5 6 Máy biến áp hàn 1 43 24,6 24,6 62,3 Cộng nhóm IV 8 80,78 204,5 Trong nhóm 4 có máy biến áp hàn là thiết bị một pha sử dụng điện áp dây và làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nên cần quy đổi về phụ tải 3 pha tương đương, có chế độ làm việc dài hạn : trong đó : kđ - hệ số đóng điện phần trăm, lấy bằng 0.25 ị kW Tra bảng PL1.1 [1] ta tìm được ksd = 0.15, cosj = 0.6 Ta có : Kw ị n1 = 8 , n = 8 n* = P* = Tra bảng PL1.4 [1] tìm = f(n* , P*) ta được = 0.95 nhq = *n = 0.95 * 8 = 7,6 Tra bảng PL1.5 [1] tìm kmax = f(, ksd) với nhq = 7,6 , ksd =0.15 ta được kmax = 2,3 Phụ tải tính toán của nhóm IV : Ptt = kmax*ksd*= 2.31 * 0.15 * 80,78= 28 kW Qtt = Ptt*tgj = 28 * 1.33 = 37,3 kVar Stt = kVA = 5*35,5 + 0.8(71 - 0.15*35,5) = 230.04 A 5. Tính toán cho nhóm 5: Số liệu phụ tải của nhóm 5 cho trong bảng 1.7 Bảng 1.7 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm V TT Tên thiết bị Số Lượng Ký hiệu trên mặt bằng PĐM(kW) IĐM (A) 1 máy Toàn bộ Nhóm V 1 Máý tiện ren 3 31 4,5 13,5 3*11,4 2 Máy khoan đứng 2 36 4,5 9.0 2*11,4 3 Máy khoan hướng tâm 1 37 4.5 4.5 11.4 4 Máy bào ngang 1 38 2.8 2.8 7.0 5 Máy mài phá 1 40 4,5 4,5 11,4 6 Máy khoan bào 1 42 0,65 0,65 1,65 Cộng nhóm V 9 34,95 88,5 Tra bảng PL1.1 [1] ta tìm được ksd = 0.15, cosj = 0.6 Ta có : kW ị n1 = 8 , n = 9 n* = P* = Tra bảng PL1.5 [1] tìm = f(n* , P*) ta được = 0.92 nhq = *n = 0.92 * 9 = 8,28 Tra bảng PL1.6 [1] tìm kmax = f(, ksd) với nhq = 8 , ksd =0.15 ta được kmax = 2 .31 Phụ tải tính toán của nhóm V : Ptt = kmax*ksd*= 2,31 * 0.15 * 34,85 = 12,1 kW Qtt = Ptt*tgj = 12,1 *1.33 = 16,11kVar Stt = kVA = 5*11,4 + 0.8(30,6 - 0.15*11,4) = 80,1 A 1.1.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích : Pcs = p0*F Trong đó : P0 - suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng [W/m2] F - Diện tích được chiếu sáng [m2] Trong phân xưởng sửa chữa cơ khí ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng, tra bảng PL1.2[1] ta tìm được p0 = 13 W/m2 Phụ tải chiếu sáng phân xưởng : Pcs = p0*F = 13*1300 = 16.9 kW Qcs =Pcs*tgj = 0 ( đèn sợi đốt nên cosj =0 ) 1.1.4 Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng * Phụ tải tác dụng của phân xưởng : Trong đó : kđt - hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy kđt = 0.8 * Phụ tải phản kháng của phân xưởng : *Phụ tải toàn phần của phân xưởng kể cả chiếu sáng : Từ các kết quả trên ta có bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng SCCK . Bảng 1.9 - Bảng phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí Tên nhóm và thiết bị điện Số lượng KH trên mặt bằng Công suất đặt P0 (kW) Iđm (A) Hệ số sử dụng ksd cosj tgj Số thiết bị hiệu quả nhq Hệ số cực đại 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 I Máy tiện ren 2 1 2*7,0 2*17.7 0.15 0.6/1.33 Máy tiện ren 2 2 2*7,0 2*17.7 0.15 0.6/1.33 Máy tiện ren 2 3 2*1.0 2*25.3 0.15 0.6/1.33 Máy tiện ren cáp chính xác cao 1 4 1,7 4.3 0.15 0.6/1.33 Máy doa toạ độ 1 5 2.0 5.0 0.15 0.6/1.33 Máy bào ngang 2 6 2*7,0 2*17.7 0.15 0.6/1.33 Máy xọc 1 7 2,8 7.0 0.15 0.6/1.33 Cộng nhóm I 11 68,5 173,5 0.15 0.6/1.33 9 2.2 22.6 30.1 37.7 57.3 Nhóm II Máy phay vạn năng 1 8 7,0 17.7 0.15 0.6/1.33 Máy phay ngang 1 9 7,0 17.7 0.15 0.6/1.33 Máy phay đứng 2 10 2*2,8 2*7 0.15 0.6/1.33 Máy mài trong 2 11 2*4,5 2*11.4 0.15 0.6/1.33 Máy mài phẳng 1 12 2,8 7.0 0.15 0.6/1.33 Máy mài tròn 1 13 2.8 7.0 0.15 0.6/1.33 Máy khoan đứng 1 14 2,8 7.0 0.15 0.6/1.33 Máy khoan đứng 1 15 4.5 11.4 0.15 0.6/1.33 Cộng nhóm II 10 40,7 103,06 0.15 0.6/1.33 8 2.31 14.1 18.8 23.5 35.7 Nhóm III Máy cắt mép 1 16 4,5 11.4 0.15 0.6/1.33 Máy mài vạn năng 1 17 1,75 4.4 0.15 0.6/1.33 Máy mài dao cắt ngọt 1 18 0,65 1.65 0.15 0.6/1.33 Máy mài mũi khoan 1 19 1,5 3.8 0.15 0.6/1.33 Máy mài sắc mũi phay 1 20 1,0 2.5 0.15 0.6/1.33 Máy mài dao chuất 1 21 0,65 7.09 0.15 0.6/1.33 Máy mài mũi khoét 1 22 2,9 1.65 0.15 0.6/1.33 Thiét bị hoá bền kim loại 1 23 0,8 7.3 0.15 0.6/1.33 Máy giũa 1 24 2,2 2.0 0.15 0.6/1.33 Máy khoan bàn 2 25 2*0,65 2*1.65 0.15 0.6/1.33 Máy để mài tròn 1 26 1,2 3.0 0.15 0.6/1.33 Máy mài thô 1 28 2.8 7.0 0.15 0.6/1.33 Cộng nhóm III 13 21,25 54,4 0.15 0.6/1.33 10 2.1 6.7 8.9 11.17 16.97 Nhóm IV Máý tiện ren 1 32 7.0 17.7 0.15 0.6/1.33 Máy tiện ren 1 33 7.0 17.7 0.15 0.6/1.33 Máy tiện ren 3 34 3*10 3*25.3 0.15 0.6/1.33 Máy tiện ren 1 35 14 35.5 0.15 0.6/1.33 Máy bào ngang 1 39 10 25.5 0.15 0.6/1.33 Máy biến áp hàn 1 43 24.6 62.3 0.15 0.6/1.33 Cộng nhóm IV 8 80,78 204,5 0.15 0.6/1.33 8 2.31 28 37.3 46.7 71.0 Nhóm V Máy tiện ren 3 31 3*4.5 3*11.4 0.15 0.6/1.33 Máy khoan đứng 2 36 2*4.5 11.4 0.15 0.6/1.33 Máy khoan hướng tâm 1 37 4.5 11.4 0.15 0.6/1.33 Máy bào ngang 1 38 2.8 7.0 0.15 0.6/1.33 Máy mài phá 1 40 4.5 11.4 0.15 0.6/1.33 Máy Khoan bào 1 42 0.65 1.65 0.15 0.6/1.33 Cộng nhóm V 9 34,95 88,5 0.15 0.6/1.33 8 2.31 1.21 16.11 20.17 30.6 x1.2 xác định phụ tảỉ tính toán cho các phân xưởng còn lại  Do các phân xưởng này chỉ biết công suất đặt và diện tích của các phân xưởng nên phụ tải tính toán được xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu 1.2.1 Xác định PTTT cho Kho củ cải đường . Công suất đặt : 350 kW Diện tích : 8550 m2 Tra bảng PL1.3[1] với Kho ta tìm được : knc = 0.7 , cosj = 0.8 Tra bảng PL1.2[1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 10 W/m2 , ở đây ta sử dụng đèn huỳnh quang nên coscs = 0.85 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc*Pđ = 0.7*350 = 245 kW Qđl = Pđl*tgj = 245*0.75 = 183,75 kVar * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = p0*S = 10*8550 = 85.5 kW Qcs = Pcs*tgj = 85.5 * 0.62 = 53.01 kVar * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng : Pttpx = Pđl + Pcs = 245 + 85.5 = 330.5 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng : Qttpx = Qđl + Qcs = 183.75 + 53.01 = 236.67 kVar * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng : 1.2.2 Xác định PTTT cho Phân xưởng thái và nấu củ cải đường . Công suất đặt : 700 kW Diện tích : 3825 m2 Tra bảng PL1.3[1] với phân xưởng thái và nấu ta tìm được : knc = 0.7 , cosj = 0.8 Tra bảng PL1.2[1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 10 W/m2 , ở đây ta sử dụng đèn huỳnh quang coscs = 0.85 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc*Pđ = 0.7*700 = 490 W Qđl = Pđl*tgj = 490 * 0.75 = 367.5 Var * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = p0*S = 10*3825 = 38.25 kW Qcs = Pcs*tgj = 38.25*.65=24.86 kVar * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng : Pttpx = Pđl + Pcs = 490 + 38.25 = 528.25 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng : Qttpx = Qđl + Qcs = 367.5 + 24.86 = 392.36 kVar * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng : 1.2.3 Xác định PTTT cho Bộ phân cô đăc Công suất đặt : 550 kW Diện tích : 3375 m2 Tra bảng PL1.3[1] với Bộ phận cô đặc ta tìm được : knc = 0.7 , cosj = 0.8 Tra bảng PL1.2[1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 10 W/m2 , ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt nên coscs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc*Pđ = 0.7 * 550 = 385 kW Qđl = Pđl*tgj = 385*0.75 = 288.75 kVar * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = p0*S = 10 * 3375 = 33.75 kW Qcs = Pcs*tgj = 0 kVar * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng : Pttpx = Pđl + Pcs = 385 + 33.75 = 418.75 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng : Qttpx = Qđl + Qcs = 288.75 kVar * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng : 1.2.4 Xác định PTTT cho phân xưởng Tinh chế Công suất đặt : 750 kW Diện tích : 2250 m2 Tra bảng PL1.3[1] với phân xưởng Tinh chế ta tìm được : knc = 0.7 , cosj = 0.8 Tra bảng PL1.2[1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 10 W/m2 , ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt nên coscs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc*Pđ = 0.7 * 750 = 525 kW Qđl = Pđl*tgj = 525 * 0.75 = 393.75 kVar * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = p0*S = 10 * 2250 = 22.5 kW Qcs = Pcs*tgj = 0 kVar * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng : Pttpx = Pđl + Pcs = 525+22.51 = 547.5 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng : Qttpx = Qđl + Qcs = 393.75 Var * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng : 1.2.5 Xác định PTTT cho Kho thành phẩm . Công suất đặt : 150 W Diện tích : 4000 m2 Tra bảng PL1.3[1] với Kho thành phẩm ta tìm được : knc = 0.7 , cosj = 0.8 Tra bảng PL1.2[1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 10 W/m2 , ở đây ta sử dụng đ+èn sợi đốt nên coscs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc*Pđ = 0.7*150=105 kW Qđl = Pđl*tgj = 105 * 0.75 = 78075 kVar * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = p0*S = 10 * 4000 = 40 kW Qcs = Pcs*tgj = 0 kVar * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng : Pttpx = Pđl + Pcs = 105 + 40 = 145 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng : Qttpx = Qđl + Qcs = 78.75 kVar * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng : 1.2.6 Xác định PTTT cho Trạm bơm . Công suất đặt : 600 kW Diện tích : 1200 m2 Tra bảng PL1.3[1] với trạm bơm ta tìm được : knc = 0.7 , cosj = 0.8 Tra bảng PL1.2[1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 15 W/m2 , ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt nên coscs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc*Pđ = 0.7 * 600 = 420 kW Qđl = Pđl*tgj = 420 * 0.75 = 315 kVar * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = p0*S = 15*1200 = 18 kW Qcs = Pcs*tgj = 0 kVar * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng : Pttpx = Pđl + Pcs = 420 + 18 = 438 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng : Qttpx = Qđl + Qcs = 315 kVar * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng : 1.2.7 Xác định PTTT cho Kho than . Công suất đặt : 350 kW Diện tích : 4875 m2 Tra bảng PL1.3[1] với phân xưởng Nhiệt luyện tìm được : knc = 0.7 , cosj = 0.8 Tra bảng PL1.2[1] ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 16 W/m2 , ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt nên coscs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc*Pđ = 0.7 *345 = 245 kW Qđl = Pđl*tgj = 245 * 0.75 = 183.75 kVar * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = p0*S = 16*4875 = 78 kW Qcs = Pcs*tgj = 0 kVar * Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng : Pttpx = Pđl + Pcs = 245+78 = 323 kW * Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng : Qttpx = Qđl + Qcs = 183.75 kVar * Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng : Kết quả xác định PTTT của các phân xưởng được trình bày trong bảng 1.10 Bảng 1.10 - Phụ tải tính toán của các phân xưởng Tên phân xưởng PĐ (kW) DTtt (m2) KNC cosj P0 (W/m2) PĐL (kW) PCS (kW) Ptt (kW) Qtt (kVar) Itt (A) Stt (kVA) Kho củ cải đường 350 8550 0.7 0.8 10 245 85.5 330.5 236.76 617.7 406.5 Phân xưởng thái và nấu củ cải dường 700 3825 0.7 0.8 10 490 38..25 528..25 392.36 999.8 658.02 Bộ phận cô đặc 550 3375 0.7 0.8 10 385 33.75 418.75 288.75 772.8 508.7 Phân xưởng tinh chế 750 2250 0.7 0.8 10 525 22.5 547.5 353.75 1024.6 674.4 Kho thành phẩm 150 4000 0.7 0.8 10 105 40 145 78.75 250.7 165 P/x Sửa chữa cơ khí(Xác định theo TT) 76 1300 0.88 13 66.8 16.9 83.7 88.9 185 122 Trạm bơm 600 1200 0.7 0.8 15 420 18 438 315 819.7 539.6 Kho than 350 4875 0.7 0.8 16 245 78 323 183.75 564.6 371.6 Tóm tắt sơ lược những thông tin cơ bản ban đầu về nhà máy Công suất đặt(MW) Diện tích(m2) Công suất Động lực(KW) Pchiếusáng (KW) P_tính toán(MW) Q_tính toánKVAR I_tính toán (KA) S_tính toán(KVA) 3526 29375 2540.8 332.9 2797.8 1978.02 3445.82 x1.2 xác định phụ tải tính toán của nhà máy 1. Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy Trong đó: kdt = 0.88 là hệ số số đồng thời 2. Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy 3. Phụ tải tính toán toàn phần của toàn nhà máy 4. Hệ số công suất của toàn nhà máy x1.2 xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm biến áp phân phối, tủ động lực Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị min : Trong đó Pi, li là công suất tiêu thụ và khoảngcách từ thiết bị thứ i tới tâm Để xác định tâm phụ tải điện ta dùng công thức : ; ; Trong đó : x0, y0, z0 - toạ độ tâm phụ tải xi,yi,zi - toạ độ phụ tải thứ i Si là công suất phụ tải thứ i Trong thực tế người ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0 Chọn tỉ lệ xích 3 kVA/mm2 , từ đó tìm được bán kính của biểu đồ phụ tải : Góc phụ tải chiếu sáng được tính theo công thức : Kết quả tính toán R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các phân xưởng cho trong bảng 1.11 Bảng 1.11 - Kết quả xác định R và acs cho các phân xưởng Tên phân xưởng PCS (kW) Ptt (kW) Stt (kVA) Tâm phụ tải R X(mm) Y(mm) Kho củ cải dường 85.5 330 406.6 2 2 6.57 93 Phân xưởng thái và nấucủ cải đường 38.25 528.25 658.02 5.5 2 8.63 26 Bộ phận cô đặc 33.75 418.75 508.70 6.5 2 7.3 29 Phân xưởng tinh chế 22.5 547.5 674.4 7 2 8.5 14.8 Kho thành phẩm 40 145 165 7 3.5 4.2 95 P/x Sửa chữa cơ khí 16.9 66.8 122 5.5 6 3.6 91 Trạm bơm 18 438 539.5 4 5 7.6 15 Kho than 78 323 371.6 1 6 23 87 Chương II thiết kế mạng cao áp cho của nhà máy Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp điện có ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề kinh tế kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được gọi là hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật sau : Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế 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 nhu cầu tăng trưởng của phụ tải Trình tự tính toán và thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các bước sau : 1.Vạch ra các phương án cung cấp điện 2. Lựa chọn vị trí , số lượng , dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại , tiết diện đường dây cho các phương án 3. Tính toán thiết kế kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý 4. Thiết kế chi tiết các phương án lựa chọn Trước khi vạch ra các phương án cụ thể cho việc 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 là : (kV) Trong đó : P - công suất tính toán của nhà máy [kW] l - khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [km] Ta có (kV) Trạm biến áp trung gian có các mức điện áp là 22kV và 6 kV. Như vậy ta chọn cấp điện áp cung cấp cho nhà máy là 22 kV. x2.1 các phương án cấp điện 2.1.1 Phương án về các trạm biến áp phân xưởng Nguyên tắc lựa chọn các trạm biến áp : 1. Vị trí đặt cá trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu : gần tâm phụ tải, thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp, an toàn và kinh tế 2. Số lượng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp được lựa chọn dựa vào các 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 trạm biến áp chỉ đặt một máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành song độ tin cậy cung cấp điện không cao. Các trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại I và II nên dùng hai máy biến áp còn hộ loại III thì chỉ cần một máy biến áp 3. Dung lượng các máy biến áp được lựa chọn theo điều kiện: và kiểm tra điều kiện sự cố một máy biến áp : Trong đó : n - số máy biến áp có trong trạm khc - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường ( ta lấy khc = 1) kqt - hệ số quá tải sự cố, lấy kqt =1.4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm và thời gian quá tải 1 ngày đêm không quá 6h Sttsc - công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một MBA ta có thể loại bỏ một số phụ tải 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 = 0.7*Stt Đồng thời cũng nên giảm chủng loại các máy biến áp dùng trong nhà máy để thuận lợi cho việc mua sắm , lắp đặt , vận hành , sửa chữa và thay thế I. phương án 1: Đặt 5 TBA phân xưởng Trạm B1: Cấp điện cho Kho củ cải đường (1) và Kho than(9) Trạm B2: Cấp điện cho Phân xưởng thái và nấu củ cải đường(2) và Bộ phận cô đặc(3) Trạm B3: Cấp điện cho Phân xưởng Tinh chế(4) và Kho thành phẩm(5) Trạm B4: Cấp điện cho Phân xưởng Trạm bơm Trạm B5: Cấp điện cho Phân xưởng sửa chữa cơ khí 1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Kho củ cải đường và Kho than. Trạm được đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 406.6 + 371.6 = 778.2 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 400(kVA) Kiểm tra lại dung lượng máy theo điều ki._.ện quá tải sự cố : kVA Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 MBA có Sdm = 400 kVA là hợp lý Chú ý ở đây ta coi hệ số hiệu chỉnh là 1 và hệ số quá tải sự cố là :1.4 2. Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho Phân xưởng thái và nấu và bộ phận cô đặc. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 658.02 + 508.7 = 1166.72 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 630 kVA Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Bộ phận cô đặc ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) kVA Vậy trạm biến áp B2 đặt 2 MBA có Sdm = 630 kVA là hợp lý 3. Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho Phân xưởng Tinh chế và Kho thành phẩm Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 839.4 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 500(kVA) Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : kVA Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 MBA có Sdm = 500 kVA là hợp lý 4. Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho Trạm bơm. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 539 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 320(kVA) Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : kVA Vậy trạm biến áp B4 đặt 2 MBA có Sdm = 320 kVA là hợp lý 5. Trạm biến áp B5 : Cấp điện cho Phân xưởng Sửa chữa cơ khí. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 122 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 75 kVA Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : kVA Vậy trạm biến áp B5 đặt 2 MBA có Sdm = 75 kVA là hợp lý II. phương án 2: Đặt 4 TBA phân xưởng Trạm B1: Cấp điện cho Kho củ cải đường (1) và Kho than(9) Trạm B2: Cấp điện cho Phân xưởng thái và nấu củ cải đường(2) và Bộ phận cô đặc(3) Trạm B3: Cấp điện cho Phân xưởng Tinh chế(4) và Kho thành phẩm(5) và Phân xưởng sửa chữa cơ khí(6) Trạm B4: Cấp điện cho Phân xưởng Trạm bơm Trạm B5: Cấp điện cho Phân xưởng sửa chữa cơ khí 1. Trạm biến áp B1: Cấp 1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Kho củ cải đường và Kho than. Trạm được đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 406.6 + 371.6 = 778.2 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 400(kVA) Kiểm tra lại dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : kVA Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 MBA có Sdm = 400 kVA là hợp lý Chú ý ở đây ta coi hệ số hiệu chỉnh là 1 và hệ số quá tải sự cố là :1.4 2. Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho Phân xưởng thái và nấu và bộ phận cô đặc. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 658.02 + 508.7 = 1166.72 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 630 kVA Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Bộ phận cô đặc ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) kVA Vậy trạm biến áp B2 đặt 2 MBA có Sdm = 630 kVA là hợp lý 3. Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho Phân xưởng Tinh chế và Kho thành phẩm và xưởng sửa chữa cơ khí .Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 122+839.4 = 961.4 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 500(kVA) Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng trong Phân xưởng sủa chữa cơ khí ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) kVA Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 MBA có Sdm = 500 kVA là hợp lý 4. Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho Trạm bơm. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 539 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 320(kVA) Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : kVA Vậy trạm biến áp B4 đặt 2 MBA có Sdm = 320 kVA là hợp lý khí. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: Stt = 122 kVA kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 75 kVA Kiểm tra dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố : kVA Vậy trạm biến áp B5 đặt 2 MBA có Sdm = 75 kVA là hợp lý 2.1.2 Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng Để lựa chọn vị trí đặt các TBA phân xưởng cần xác định tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cấp điện từ các TBA đó Để xác định tâm phụ tải điện ta dùng công thức : ; ; Trong đó : x0, y0, z0 - toạ độ tâm phụ tải xi,yi,zi - toạ độ phụ tải thứ i Si là công suất phụ tải thứ i Trong thực tế người ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0 Ta có bảng vị trí đặt các trạm biến áp như sau:  Bảng 1.11 - Kết quả xác định R và acs cho các phân xưởng Tên phân xưởng Stt (kVA) Tâm phụ tải X(mm) Y(mm) Kho củ cải đường 406.6 2 2 P/x thái nấu 658.02 5.5 2 Bộ phận cô đặc 508.7 6.5 2 P/x tinh chế 674.4 7 2 Kho thành phẩm 165 7 3 P/x Sửa chữa cơ khí 122 5.1 4,6 Trạm bơm 539.5 3,3 4,6 Kho than 371.6 1 5 Bảng 2.1 - Kết quả xác định vị trí đặt các TBA phân xưởng Phương án Tên trạm biến áp Vị trí đặt trạm biến áp X(mm) Y(mm) Phương án 1 B1 3.9 3.9 B2 5.95 2 B3 7 2.3 B4 4 5.5 B5 5.5 6 Phương án 2 B1 3.9 3.9 B2 5.9 2 B3 7.5 3 B4 4 5.5 B2 10.8 4.0 2.1.3 Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng 1. phương pháp dùng sơ đồ dẫn sâu . Đưa thẳng đường dây trung áp 22kV trực tiếp vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng.Do vậy sẽ giảm được vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm, giảm được tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải. Nhưng nhược điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao,vì là mạng cao áp nên các thiết bị sử dụng theo sơ đồ này rất đắt và yêu cầu trình độ vận hành cao. Nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tảI rất lớn và tập trung nên ta không xét đến phương án này 2. Phương pháp sử dụng trạm biến áp trung gian Nguồn 22kV từ hệ thống về qua trạm biến áp trung gian được hạ áp xuống 6kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy và trong các trạm biến áp phân xưởng, vận hành sẽ thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp điện cũng được cải thiện hơn. Song lại phải đầu tư để xây dựng trạm biến áp trung gian, gia tăng tổn thất trong mạng cao áp. Sử dụng phương án này sẽ thích hợp với các nhà máy thuộc hộ tiêu thu loại 1.Xét thấy phù hợp với đIều kiện của nhà máy nên ta sẽ thiết kế theo phương pháp này,cụ thể như sau: Trạm biến áp trung gian ta đặt hai máy biến áp với dung lượng được lựa chọn như sau : Ta chọn máy tiêu chuẩn Sdm = 1800 kVA Do ta chọn MBA dư thừa dung lượng bởi vậy chắc chắn sẽ thoả mãn đIều kiện kiểm tra dung lượng của máy khi xẩy ra quá tải sự cố. Khi xảy ra sự cố ở một máy biến áp ta có thể tạm ngừng cung cấp điện cho tất cả các phụ tải loại III trong nhà máyvà chỉ cung cấp đIện cho các phụ tải quan trọng. Vậy tại tạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 MBA Sdm = 1800kV - 22/6.3 kV 3. Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm Điện năng từ hệ thống sẽ được cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua trạm phân phối trung tâm. Nhờ việc quản lý vận hành thuận lợi mạng điện cao áp của nhà máy nên sẽ giảm chi phí vận hành , độ tin cậy cung cấp điện được gia tăng, song vốn đầu tư cho mạng cũng tăng đáng kể . 4. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm Ta xác định tâm phụ tải điện của nhà máy theo công thức : ; Trong đó : Si - Công suất của phân xưởng thứ i xi , yi - toạ độ tâm phụ tải của phân xưởng thứ i Thay số ta có: x0 = 4.9 ; y0 = 3.8 Đó là vị trí tốt nhất để đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm 5. Lựa chọn phương án nối dây cho mạng cao áp của nhà máy Nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I nên đường dây cung cấp đIện từ trạm trung gian Giám về nhà máy sẽ dùng đường dây trên không lộ kép . Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên ở mạng cao áp trong nhà máy ta dùng sơ đồ hình tia, lộ kép. Ưu điểm của loại sơ đồ này là đường nối dây rõ ràng, các trạm biến áp phân xưởng được cung cấp điện từ các đường dây riêng nên ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cao, dễ dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ, tự động hoá và dễ vận hành. Để đảm bảo tính mỹ quan và an toàn cho toàn nhà máy các đường dây cao áp 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 đi dây cho mạng cao áp được trình bày trên hình 2-1 Hình 2.1 - Các phương án thiết kế mạng cao áp của nhà máy x2.2. Tính toán thiết kế và lựa chọn phương án hợp lý Để so sánh và lựa chọn phương án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z Z = (avh +atc)K + 3I2maxRtC -> min. Trong đó : avh - hệ số vận hành , ta lấy avh= 0.1 atc - hệ số tiêu chuẩn, ta lấy atc = 0.2 K - vốn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây Imax - dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị . R - điện trở của thiết bị t - thời gian tổn thất công suất lớn nhất . C - giá tiền 1kWh, ta lấy C = 1000 đ/kWh 2.2.1 Phương án 1 Hình 2.2 - Sơ đồ phương án 1 Phương án này dùng trạm biến áp trung gian lấy điện từ hệ thống về, hạ xuống 6kV sau đó cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ áp từ 6kV xuống 0.4kVđể cấp cho các phân xưởng 1. Chọn MBA phân xưởng và xác định tổn thất điện năng DA trong các TBA Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở trên ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBA phân xưởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất Bảng 2.2 - Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 1 Tên TBA Sđm (kVA) UC/UH (KV) DP0 (kW) DPN (kW) UN (%) I0 (%) Số máy Đơn giá (106) Thành tiền (106) TBATG 1800 22/6.3 2.54 19.6 6.5 0.9 2 208.9 417.8 B1 400 6.3/0.4 0.86 4.6 5 1.5 2 50.4 100.8 B2 630 6.3/0.4 1.1 6.1 5 1.4 2 76.2 152.4 B3 500 6.3/0.4 0.97 5.3 5 1.5 2 65.5 131 B4 320 6.3/0.4 0.72 3.9 5 1.6 2 45.1 90.2 B5 75 6.3/0.4 0.23 1.2 4 1.8 2 22.9 45.8 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB = 938000 (103 đ) 9 trăm 38 triệu 0 trăm nghìn đồng Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp Tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp được tính theo công thức: kWh Trong đó : n - số máy biến áp ghép song song ; DP0 , DPN - tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA Stt - công suất tính toán của trạm biến áp SđmB - công suất định mức của máy biến áp t - thời gian máy biến áp vận hành, với máy biến áp vận hành suốt một năm t = 8760h t - thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Tra bảng 4-1[Trang 49 -TL1] với Tmax = 6000h và cos jnm = 0.75, ta tìm được t = 4600 Tính cho Trạm biến áp trung gian Ta có : (kWh) Các trạm biến áp khác cũng dược tính toán tương tự , kết quả cho dưới bảng 2.3 Bảng 2.3 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 1 Tên TBA Số lượng Stt(kVA) Sđm(kVA) DP0(kW) DPN(kW) DA(kWh) TBATG 2 3445.82 1800 2.54 19.6 209706.1 B1 2 778.2 400 0.86 4.6 40044.9 B2 2 1166.72 630 1.1 6.1 67390.3 B3 2 839.4 500 0.97 5.3 50123.9 B4 2 539 320 0.72 3.9 38330.9 B5 2 122 75 0.23 1.2 11332.7 Tổn thất điện năng trong các TBA: DAB = 419808.5 kWh 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất , tổn thất điện năng trong mạng điện a.Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng Cáp cao áp được chọn theo chỉ tiêu mật độ kinh tế của dòng điện jkt.. Đối với nhà máy xản suất củ cải đường làm việc 3 ca , thời gian sử dụng công suất lớn nhất là : Tmax = 6000h, ta dùng cáp lõi đồng , tra bảng 5[Trang 294-TL1] ta tìm được jkt = 2.7 A/mm2 Tiết diện kinh tế của cáp : Cáp từ các TBATG về các trạm biến áp phân xưởng đều là cáp lộ kép nên: Dựa vào trị số Fkt đã tính, tra bảng để lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất . Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : Trong đó : Isc là dòng điện xẩy ra khi sự cố đứt một dây cáp,Isc = 2.Imax khc = k1.k2 k1 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ , ta lấy k1 = 1; k2 là hệ số hiệu chỉnh số dây cáp cùng đặt trong một hào cáp, trong mạng hạ áp, các hào đều được đặt hai cáp và khoảng cách giữa các dây là 300 mm. Theo PL 4.22[TL2] ta tìm được k2 = 0.93 Vì chiều dài cáp từ trạm biến áp trung gian đến trạm biến áp phân xưởng ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B1: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.32[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 16mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =110 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*110 = 102.3 > 2*Imax = 2*37.4 = 74.8 A Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 16 mm2->có độ dày 4.7 XPLE (3*16) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B2: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 25mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =140 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*140 = 130.2 > 2*Imax = 112.3 A Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 25mm2-> 5.9XPLE (3*25) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B3: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.32[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 16 mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =110 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*110 = 102.3 A > 2*Imax = 80.8 A Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện  F= 4.7mm2-> 3.4XPLE (3*16) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B4: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.32[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 10 mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp = 87 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93* 87 = 81 A > 2*Imax = 51.8 A Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng nên ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 10 mm2-> 3.7XPLE (3*10) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B5: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.32[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 10 mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =87 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*87 = 81 A > 2*Imax = 11.7 A Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng nên ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 10mm2-> 3.7XPLE (3*10) b. Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng Vì ta đang so sánh kinh tế giữa các phương án nên chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án. Với phương án 1 và phương án 2 và phương án 4 ta thấy rằng chỉ có sự khác biệt ở chỗ ở phương án 2 và phương án 4 có thêm đường dây hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng số 3 đến phân xưởng sửa chữa cơ khí(6) còn lại các đoạn đường dây là giống như nhau nên ta chỉ tính đến đoạn cáp từ B3 của phương án 2 đến Phan xưởng sửa chữa cơ khí số 6 và ta sẽ tính đoạn này ở phần sau Bảng 2.4 - Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 1 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ω/m2) R(Ω) Đơn giá (103Đ/m) Thành tiền (103Đ) TBATG-B1 3*16 130 1.47 0.2 100 2*13000 TBATG-B2 3*25 135 0.93 0.12 140 2*18900 TBATG-B3 3*16 45 1.47 0.07 100 2*4500 TBATG-B4 3*10 45 2.33 0.1 80 2*2000 TBATG-B5 3*10 35 2.33 0.08 80 2*2800 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD =82400 (103Đ) 82 triệu 4 trăm nghìn đồng c. Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Công thức tính : (kW) (W n - số đường dây đi song song Kết quả tính toán tổn thất được cho trong bảng sau: Bảng 2.5 - Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án 1 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ω/m2) R(Ω) STT(kW) DP(kW) TBATG-B1 3*16 130 1.47 0.2 778.2 1.7 TBATG-B2 3*25 135 0.93 0.12 1166.72 2.3 TBATG-B3 3*16 45 1.47 0.07 839.4 0.5 TBATG-B4 3*10 45 2.33 0.1 539.0 0.6 TBATG-B5 3*10 35 2.33 0.08 112 0.02 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: ∑DPD = 5.3 kW d. Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây : Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức : [kWh] Trong đó :-thời gian tổn thất công suất lớn nhất, tra bảng 4-1 (TL1) với Tmax = 6000h và cos ,tìm được [kWh] 3. 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 các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án (K=KB +KD) , những phần giống nhau khác đã được bỏ qua không xét tới . Chi phí tính toán Z1 của phương án 1 là : Vốn đầu tư : K1 = KB + KD =82400. 103 + 938000. 103 = 1020.4(x106đ) Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: DA1 = DAB + DAD = 24472 +419808.5 = 444280.5 kWh Chi phí tính toán là : Z1 = (avh +atc).K1+DA1.C = (0.1+0.2)*1020.4*106 + 44428..5 *103 = 743*106 (đ) 2.2.2 Phương án 2 Hình 2.3 - Sơ đồ phương án 2 Phương án 2 dùng trạm biến áp trung gian lấy điện từ hệ thống về, hạ xuống 6kV sau đó cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ áp từ 6kV xuống 0.4kVđể cấp cho các phân xưởng 1. Chọn MBA phân xưởng và xác định tổn thất điện năng DA trong các TBA Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở trên ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBA phân xưởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất Bảng 2.6 - Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 2 Tên TBA Sđm (kVA) UC/UH (KV) DP0 (kW) DPN (kW) UN (%) I0 (%) Số máy Đơn giá (106) Thành tiền (106) TBATG 1800 22/6.3 2.54 19.6 6.5 0.9 2 208900 417800 B1 400 6.3/0.4 0.86 4.5 5 1.5 2 50400 100800 B2 630 6.3/0.4 1.1 6.1 5 1.4 2 76200 152400 B3 500 6.3/0.4 0.9 5.3 5 1.6 2 65500 131000 B4 320 6.3/0.4 0.72 3.9 5 1.6 2 45100 90200 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB = 892200(103 đ) 8 trăm 92 triệu 2trăm nghìn đồng Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp Tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp được tính theo công thức: kWh Kết quả cho dưới bảng 2.7 Bảng 2.7 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 2 Tên TBA Số lượng Stt(kVA) Sđm(kVA) DP0(kW) DPN(kW) DA(kWh) TBATG 2 3445.82 1800 2.54 19.6 209706.1 B1 2 778.2 400 0.86 4.6 40044.9 B2 2 1166.7 630 1.1 6.1 67388.6 B3 2 961.4 500 0.9 5.3 60836.4 B4 2 539 320 .072 3.9 38330.9 Tổn thất điện năng trong các TBA: DAB = 416367.3 kWh 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất , tổn thất điện năng trong mạng điện a.Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng Tương tự như phương án 1, từ trạm biến áp trung gian về đến các trạm biến áp phân xưởng cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt . Sử dụng cáp lõi đồng với Tmax= 6000h ta có jkt = 2.7 A/mm2 Tiết diện kinh tế của cáp : Cáp từ các TBATG về các trạm biến áp phân xưởng đều là cáp lộ kép nên: Chọn cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : với khc = 0.93 Vì chiều dài cáp từ trạm biến áp trung gian đến trạm biến áp phân xưởng ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B1: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.32[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 16mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =110 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*110 = 102.3 > 2*Imax = 2*37.4 = 74.8 A Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 16 mm2->có độ dày 4.7 XPLE (3*16) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B2: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 25mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =140 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*140 = 130.2 > 2*Imax = 112.3 A Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 25mm2-> 5.9XPLE (3*25) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B3: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.32[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 25 mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp =140 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93*140 = 130.2 A > 2*Imax = 99.4 A Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện  F= 25 mm2-> 5.9XPLE (3*25) + Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B4: Tiết diện kinh tế của cáp là : Tra bảng PL 4.32[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F = 10 mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp = 87 A Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng : 0.93*Icp = 0.93* 87 = 81 A > 2*Imax = 51.8 A Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng nên ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện F= 10 mm2-> 3.7XPLE (3*10) b. Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng Tương tự như phương án 1 cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Các đường cáp đều rất ngắn, tổn thất điện áp trên cáp không đáng kể nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại điều kiện DUcp. Cáp hạ áp đều chọn loại cáp 4 lõi do hãng LENS chế tạo. Như ta đã nói ỏ trên ở phương án 2 này chỉ khác phương án 1 ở đoạn cáp hạ áp tù trạm biến áp phân xưởng 3 đến phân xưởng sửa chữa cơ khí số 6 nên để so sánh ta chỉ cần tính thêm chi phí và tổn thất của doạn cáp này: Isc = 2*Imax = 2*185.4 = 370.8 A Chỉ có một cáp đi trong rãnh nên k2= 1 . Điều kiện chọn cáp :I I Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LéN chế tạo tiết diện (3*50+35) mm với I=192 A Kết quả chọn cáp được ghi trong bảng 2.8 Bảng 2.8 - Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 2 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ω/m2) R(Ω) Đơn giá (103Đ/m) Thành tiền (103Đ) TBATG-B1 3*16 130 1.47 0.2 100 2*13000 TBATG-B2 3*25 135 0.93 0.12 140 2*18900 TBATG-B3 3*25 45 0.93 0.04 140 2*6300 TBATG-B4 3*10 45 2.33 0.1 80 2*2000 B2->6 3*50+35 35 0.387 0.01 84 2*2940 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD =86280 (103Đ) 86 Triệu 280 nghìn đồng c. Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Công thức tính : (kW) (W n - số đường dây đi song song Kết quả tính toán tổn thất được cho trong bảng sau: Bảng 2.9 - Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án 1 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ω/m2) R(Ω) STT(kW) DP(kW) TBATG-B1 3*16 130 1.47 0.2 778.2 1.7 TBATG-B2 3*25 135 0.93 0.12 1166.7 2.3 TBATG-B3 3*25 45 0.93 0.04 961.4 0.5 TBATG-B4 3*10 45 2.33 0.1 539 0.2 B2->6 3*50+35 35 0.378 0.01 122 0.5 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: ∑DPD = 5.2 kW d. Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây : Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức : [kWh] [kWh] 3. Chi phí tính toán của phương án 2 Vốn đầu tư : K2 = KB + KD =892200. 103 + 86280. 103 = 978.48(x106đ) Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: DA2 = DAB + DAD = 416367.3 + 23920 = 4402873 kWh Chi phí tính toán là : Z2 = (avh +atc).K2+DA2.C = (0.1+0.2)*978.48*106+1000 *440.28*10 = 720.8*106 (đ) 2.2.3 Phương án 3 Hình 2.4 - Sơ đồ phương án 3 Phương án 3 sử dụng trạm phân phối trung tâm lấy điện từ hệ thống về cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ áp từ 22kV xuống 0.4kVđể cấp cho các phân xưởng 1. Chọn MBA phân xưởng và xác định tổn thất điện năng DA trong các TBA Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở trên ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBA phân xưởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất Bảng 2.10 - Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 3 Tên TBA Sđm (kVA) UC/UH (KV) DP0 (kW) DPN (kW) UN (%) I0 (%) Số máy Đơn giá (106) Thành tiền (106) B1 400 22/0.4 0.93 4.9 5.5 1.5 2 55.2 110.4 B2 630 22/0.4 1.3 6.24 5.5 1.4 2 78.1 156.2 B3 500 22/0.4 1.06 5.4 5.5 1.5 2 60.2 120.4 B4 320 22/0.4 4.8 4 5.5 1.6 2 47.9 95.8 B5 75 22/0.4 0.28 1.4 4.5 1.8 2 24.0 48.0 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB = 530800 (103 đ) 5 Trăm 30.8 Triệu Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp Tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp được tính theo công thức: kWh Kết quả cho dưới bảng 2.11 Bảng 2.11 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 3 Tên TBA Số lượng Stt(kVA) Sđm(kVA) DP0(kW) DPN(kW) DA(kWh) B1 2 77.8 400 0.93 4.9 40132.6 B2 2 1166.2 630 1.3 6.24 67590.3 B3 2 839.4 500 1.06 5.4 50725.3 B4 2 539 320 4.8 4 38730.3 B5 2 122 75 0.28 1.4 11937.2 Tổn thất điện năng trong các TBA: DAB = 209115.7 kWh 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất , tổn thất điện năng trong mạng điện a.Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng Tương tự như phương án 1, từ trạm phân phối trung tâm về đến các trạm biến áp phân xưởng cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt . Sử dụng cáp lõi đồng với Tmax= 6000h ta có jkt = 2.7 A/mm2 Tiết diện kinh tế của cáp : Cáp từ các TBATG về các trạm biến áp phân xưởng đều là cáp lộ kép nên: Chọn cáp đồng 3 lõi 22 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : với khc = 0.93 Vì chiều dài cáp từ trạm biến áp trung gian đến trạm biến áp phân xưởng ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp b. Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng Tương tự như phương án 1, cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Các đường cáp đều rất ngắn, tổn thất điện áp trên cáp không đáng kể nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại điều kiện DUcp. Kết quả chọn cáp được ghi trong bảng 2.12 Bảng 2.12 - Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 3 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ω/m2) R(Ω) Đơn giá (103Đ/m) Thành tiền (103Đ) TPPTT-B1 3*10 130 2.33 0.3 80 2*10400 TPPTT-B2 3*10 135 2.33 0.3 80 2*10800 TPPTT-B3 3*10 45 2.33 0.1 80 2*4500 TPPTT-B4 3*10 45 2.33 0.1 80 2*2000 TPPTT-B5 3*10 35 2.33 0.08 80 2*2800 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD =59200 (103Đ) 59 Triệu 200 nghin đồng c. Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Công thức tính : (kW) (W n - số đường dây đi song song Kết quả tính toán tổn thất được cho trong bảng sau: Bảng 2.13 - Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây của phương án 3 Đường cáp F(mm) L(m) R0(Ω/m2) R(Ω) STT(kW) DP(kW) TPPTT-B1 3*10 130 2.33 0.3 778.2 0.16 TPPTT-B2 3*10 135 2.33 0.3 1166.7 0.45 TPPTT-B3 3*10 45 2.33 0.1 839.4 0.07 TPPTT-B4 3*10 45 2.33 0.1 539 0.06 TPPTT-B5 3*10 35 2.33 0.08 122 0.001 Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: ∑DPD = 0.74 kW d. Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây : Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức : [kWh] [kWh] 3. Chi phí tính toán của phương án 3 Vốn đầu tư : K3 = KB + KD =530.8. 106 + 59.2* 106 = 590 (x106đ) Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: DA3 = DAB + DAD = 3404.6 + 209115.7 = 212662.3 kWh Chi phí tính toán là : Z3 = (avh +atc).K3+DA1.C = (0.1+0.2)*590*106+1000 *212662.3 = 389.7*106 (đ) 2.2.4 Phương án 4 Phương án 4 sử dụng trạm phân phối trung tâm lấy điện từ hệ thống về cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ áp từ 22kV xuống 0.4kVđể cấp cho các phân xưởng Hình 2.5 - Sơ đồ phương án 4 1. Chọn MBA phân xưởng và xác định tổn thất điện năng DA trong các TBA Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở trên ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBA phân xưởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất Kết quả chọn máy biến áp cho trong bảng 2.14 Bảng 2.14 - Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án 4 Tên TBA Sđm (kVA) UC/UH (KV) DP0 (kW) DPN (kW) UN (%) I0 (%) Số máy Đơn giá (106) Thành tiền (106) B1 400 22/0.4 0.93 4.9 5.5 1.5 2 55.2 110.4 B2 630 22/0.4 1.3 6.2 5.5 1.4 2 78.1 156.2 B3 500 22/0.4 1.0 5.4 5.5 1.5 2 60.2 120.4 B4 320 22/0.4 0.8 4.0 5.5 1.6 2 47.9 95.8 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp: KB = 482.8 (106 đ) 4 Trăm 82 triệu 800 nghìn đồng Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp Tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp được tính theo công thức: kWh Kết quả cho dưới bảng 2.7 Bảng 2.7 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 4 Tên TBA Số lượng Stt(kVA) Sđm(kVA) DP0(kW) DPN(kW) DA(kWh) B1 2 778.2 400 0.93 5.5 40054.7 B2 2 1166.7 630 1.3 5.5 68872.7 B3 2 961.4 500 1.0 5.5 60978.6 B4 2 539 320 0.8 5.5 38730.3 Tổn thất điện năng trong các TBA: DAB = 208636.3 kWh 2. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất , tổn thất điện năng trong mạng điện a.Chọn cáp cao áp từ TPPTT về trạm biến áp phân xưởng Tương tự như phương án 2, từ TPPTT đến các trạm biến áp phân xưởng cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt . Sử dụng cáp lõi đồng với Tmax= 6000h ta có jkt = 2.7 A/mm2 Tiết diện kinh tế của cáp : Cáp từ các TBATG về các trạm biến áp phân xưởng đều là cáp lộ kép nên: Chọn cáp đồng 3 lõi 22 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng : với khc = 0.93 Vì chiều dài cáp từ TPPTT đến trạm biến áp phân xưởng ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp b. Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng Tương tự như phương án 1 cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Các đường cáp đều rất ngắn, tổn thất điện áp trên cáp không đáng kể nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại điều kiện DUcp. Cáp hạ áp đều chọn loại cáp 4 lõi do hãng LENS chế tạo Kết quả chọn cáp được ghi trong bảng 2.8 Bản._.