Đồ án cung cấp điện Đại học điện lực 3683452

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Sinh viên thực hiện:
Lớp:
I. Đề tài: Thiết kế mạng cao áp nhà máy cơ khí.
II. Các số liệu kỹ thuật:
1. Mặt bằng nhà máy và danh sách phụ tải.
2. Trạm biến áp trung gian 110/35/22 kV cách nhà máy 6 km.
3. Dòng cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn trạm BATG: 25 kA.
4. Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4600 h; Giá thành tổn thất điện
năng C∆ = 1000 đ/kWh; tổn thất điện áp cho phép trong mạng ∆Ucp = 5 %; máy biến
áp do Việt Nam sản xuất.
5. Các số liệu khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế.
Phụ tải điện nhà máy cơ khí
Số hiệu
trên mặt
bằng
Tên phân xưởng Công
suất đặt
(kW)
Hệ số
nhu cầu
Knc
Hệ số
công suất
cosφ
Suất chiếu
sáng
W/m2
Phụ tải
chiếu
sáng
cosφcs
1 Phân xưởng số 1 1200 0,8 0,85 15 1
2 Phân xưởng số 2 1250 0,8 0,85 15 1
3 Phân xưởng số 3 920 0,4 0,6 15 1
4 Phân xưởng số 4 900 0,4 0,6 15 1
5 Nhà thí nghiệm 120 0,8 0,8 25 0,8
6 Nhà hành chính 80 0,8 0,8 10 0,75
7 Trạm khí nén 300 0,8 0,8 12 0,8
8 Nhà xe 12 0,8
9 Nhà kho 2 1 0,8 12 0,8
1

2. Trong nhà máy có nhà thí nghiệm, nhà xe và nhà kho là hộ loại III, các phân
xưởng và nhà còn lại đều thuộc hộ loại I và loại II. Mặt bằng bố trí các phân xưởng và
nhà làm việc của nhà máy được trình bày trên hình vẽ với tỉ lệ 1/2000.
2

3. NHẬN XÉT:
(Của giảng viên hướng dẫn)
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
NHẬN XÉT:
(Của giảng viên phản biện)
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
3

4. …………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
MỤC LỤC
Lời nói đầu.
CHƯƠNG 1: Giới thiệu chung về nhà máy.
1.1 Giới thiệu chung về nhà máy.
1.2 Nội dung tính toán thiết kế.
CHƯƠNG 2: Tính toán phụ tải.
2.1 Tính toán phụ tải các phân xưởng.
2.1.1 Tính toán phụ tải động lực.
2.1.2 Tính toán phụ tải chiếu sáng và thông thoáng.
2.1.3 Tổng hợp phụ tải tính toán toàn phân xưởng.
2.2 Tổng hợp phụ tải toàn nhà máy.
2.3 Vẽ biểu đồ phụ tải toàn nhà máy.
CHƯƠNG 3: Thiết kế mạng điện nhà máy.
3.1 Chọn cấp điện áp phân phối nhà máy.
3.2 Xác định trạm phân phối khối trung tâm và các trạm biến áp ( Giải pháp 1).
3.2.1 Xác định vị trí trạm phân phối trung tâm nhà máy.
3.2.2 Xác định vị trí, số lượng, dung lượng của trạm biến áp phân xưởng.
3.3 Đề xuất phương án đi dây mạng điện nhà máy.
3.3.1 Tính toán kinh tế kỹ thuật phương án 1.
3.3.2 Tính toán kinh tế kỹ thuật phương án 2.
3.3.3 Tính toán kinh tế kỹ thuật giải pháp 2.
CHƯƠNG 4: Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị.
4.1 Tính toán ngắn mạch phía cao áp.
4.2 Chọn và kiểm tra thiết bị.
4.2.1 Kiểm tra dây dẫn và cáp.
4

5. 4.2.2 Chọn và kiểm tra thanh dẫn.
4.2.3 Chọn và kiểm tra sứ đỡ.
4.2.4 Chọn và kiểm tra máy cắt.
4.2.5 Chọn và kiểm tra cầu chì cao áp.
4.2.6 Chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp.
4.2.7 Chọn chống sét van.
4.2.8 Chọn và kiểm tra máy biến điện áp (TU)
4.2.9 Chọn và kiểm tra máy biến dòng điện (TI)
CHƯƠNG 5: Kết luận.
Các bản vẽ.
Tài liệu tham khảo.
Danh sách các bảng
Bảng 1.1 Danh sách các phân xưởng trong nhà máy.
Bảng 2.1 Bảng thông số quạt hút.
Bảng 2.2 Phụ tải tính toán các phân xưởng.
Bảng 2.3 Bán kính R và góc chiếu sáng thông thoáng αcs
Bảng 3.1 Vị trí các phân xưởng (X, Y)
Bảng 3.2 Kết quả chọn máy biến áp 35kV cho các trạm biến áp phân xưởng.
Bảng 3.3 kết quả chọn cáp 35kV phương án 1.
Bảng 3.4 Vốn đầu tư đường dây phương án 1
Bảng 3.5 Kết quả tính toán ∆P phương án 1.
Bảng 3.6 Kết quả chọn cáp phương án 2.
Bảng 3.7 Tính toán vốn đầu tư đường dây phương án 2.
Bảng 3.8 Kết quả tính toán ∆P phương án 2.
Bảng 3.9 So sánh kinh tế 2 phương án.
Bảng 4.1 Thông số của đường dây không và cáp.
Bảng 4.2 Kết quả tính dòng ngắn mạch cao áp.
Bảng 4.3 Thông số 0Ø-35-2000.
Bảng 4.4 Thông số kỹ thuật của tủ máy cắt 8DB10.
5

6. Bảng 4.5 Thông số cầu chì cao áp 3GD1603-5B.
Bảng 4.6 Kết quả chọn cầu chì cao áp.
Bảng 4.7 Thông số kỹ thuật dao cách ly 3DC
Bảng 4.8 Thông số kỹ thuật chống sét van 3EE1.
Bảng 4.9 Thông số kỹ thuật của TU loại 4MS46
Bảng 4.10 Thông số kỹ thuật của TI loại 4ME14.
Danh mục các bản vẽ
Hình 1.1 Sơ đồ mặt phẳng nhà máy.
Hình 2.1 Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy.
Hình 3.1 Sơ đồ trạm phân phối trung tâm.
Hình 3.2 Sơ đồ nối điện phương án 1.
Hình 3.3 Sơ đồ nối điện phương án 2.
Hình 3.4 Sơ đồ nối điện phương án 1.
Hình 3.5 Sơ đồ nối điện phương án 2.
Hình 3.6 Sơ đồ nối điện giải pháp 2.
Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý tính toán mạch cao áp.
Hình 4.2 Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch cao áp.
Hình 4.3 Thanh dẫn hình chữ nhật.
Hình 4.4 Hình đặt thanh dẫn đặt trên sứ.
Danh mục các cụm từ viết tắt
TBA: Trạm biến áp.
MBA: Máy biến áp.
BAPX: Biến áp phân xưởng.
PPTT: Phân phối trung tâm.
LĐ: Lưới điện.
MCLL: Máy cắt liên lạc.
MCT: Máy cắt tổng.
DCL-CC: Dao cách ly cầu chì.
DDK: Đường dây không.
6

7. TU (BU): Máy biến điện áp.
TI(BI): Máy biến dòng điện.
CSV: Chống sét van.
AT: aptomat
Lời nói đầu
Việt Nam đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Chính vì
vậy công nghiệp đóng vai trò rất quan trọng. Trong đó điện đóng vai trò cực kỳ quan
trọng trong các nhà máy và xí nghiệp. Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành
kinh tế khác, ngành công nghiệp năng lượng đặc biệt là điện đóng vai trò tiên phong.
Để xây dựng một đất nước giàu đẹp, văn minh, phát triển thì ngành cung cấp
điện phải đi trước một bước. Bởi vì trước khi một nhà máy hay xí nghiệp mọc lên đòi
hỏi phải có một cơ sở hạ tầng nhất định, trong đó một nguồn điện đảm bảo chất lượng
( rẻ, ổn định cung cấp điện liên tục) điện là yếu tố quan trọng nhất.
Vì vậy việc tính toán, thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy cơ khí là việc làm
rất quan trọng, trước khi xây dựng nhà máy, xí nghiệp.
Trong quá trình thực hiện tuy đã tham khảo nhiều tài liệu của các anh chị khóa
trước, các tài liệu tham khảo nhưng do đây là lần đầu tiên làm đồ án nên không tránh
được sai sót. Mong được sự góp ý của các thầy cô trong khoa.
Trong thời gian làm đồ án môn học vừa qua, với sự cố gắng, nỗ lực của bản
thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo hướng dẫn. Em đã hoàn thành xong
đồ án môn học của mình.
Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn đến thầy …………….. cùng các thầy cô
trong bộ môn Hệ thống điện lòng biết ơn sâu sắc nhất.
Hà Nội, ngày tháng năm 2016
Sinh viên
7

8. CHƯƠNG 1: Giới thiệu chung về nhà máy
1.1 Giới thiệu chung về nhà máy.
Trong công nghiệp ngày nay, ngành cơ khí là một ngành then chốt của nền kinh
tế quốc dân tạo ra các sản phẩm cung cấp cho các ngàng công nghiệp khác cũng như
nhiều lĩnh vực trong kinh tế và sinh hoạt.
Đáp ứng nhu cầu của sự phát triển kinh tế, các nhà máy cớ khí chiếm số lượng lớn và
phân bố khắc cả nước. Nhà máy cơ khí đang xét là nhà máy cơ khí tầm trung, quy mô
nằm trên mặt bằng rộng 35200 (m2), gồm 9 phân xưởng. Sơ đồ mặt bằng các phân
xưởng như hình vẽ dưới đây.
8

9. Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng nhà máy
Số hiệu
trên mặt
bằng
Tên phân xưởng
Công
suất
đặt
(kW)
Hệ số
nhu cầu
Knc
Hệ số
công suất
cosφ
Suất chiếu
sáng
W/m2
Phụ tải
chiếu
sáng
cosφcs
1
Phân xưởng số
1
1200 0,8 0,85 15 1
2
Phân xưởng số
2
1250 0,8 0,85 15 1
9

10. 3
Phân xưởng số
3
920 0,4 0,6 15 1
4
Phân xưởng số
4
900 0,4 0,6 15 1
5 Nhà thí nghiệm 120 0,8 0,8 25 0,8
6 Nhà hành chính 80 0,8 0,8 10 0,75
7 Trạm khí nén 300 0,8 0,8 12 0,8
8 Nhà xe 12 0,8
9 Nhà kho 2 1 0,8 12 0,8
Bảng 1.1 Danh sách các phân xưởng trong nhà máy
Nhà máy có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, phục vụ công cuộc
công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Công việc sản xuất cần đảm bảo liên tục, chất
lượng không được phép mất điện đột ngột. Chính vì vậy nhà máy được xếp vào hộ
tiêu thụ loại I. Trong nhà máy các phân xưởng sản xuất theo dây truyền và được cấp
điện theo tiêu chuẩn loại I. Còn một số phân xưởng như nhà thí nghiệm, nhà xe và
nhà kho là hộ tiêu thụ loại III.
Nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ trạm biến áp trung gian cách nhà máy
6 (km), đường dây trên không.
Nhà máy là một bộ phận trong dây truyền công nghiệp cơ khí chế tạo máy. Sau
khi tiếp nhận phôi từ nhà máy chuyên dụng khác, phôi được đưa đến phân xưởng cơ
khí và phân xưởng dập để gia công thành các chi tiết máy hoàn chỉnh. Vì đây là nhà
máy cơ khí nên các chi tiết máy đòi hỏi phải có sự chính xác cao, bởi đây là công
đoạn cuối cùng để tạo ra sản phẩm, ở quy trình này có rất nhiều máy công cụ như tiện,
phay, bào mài, dao, khoan với các công suất khác nhau.
Sau khi các chi tiết máy đã được gia công chính xác, chúng được chuyển tới
khâu lắp ráp thành khối và thành máy hoàn chỉnh. Khâu cuối cùng trước khi đưa sản
10

11. phẩm ra thị trường đó là kiểm nghiệm. Nếu đạt yêu cầu chất lượng, sản phẩm sẽ được
đóng dấu kiểm soát và có thể sẵn sàng đưa ra thị trường. Ngoài ra trong nhà máy còn
có phòng thiết kế mẫu mã, bao bì cũng như nghiên cứu các sản phẩm mới.
1.2 Nội dung tính toán thiết kế.
*. Các nội dung trong tính toán thiết kế.
- Xác định phụ tải tính toán trong các phân xưởng và nhà máy.
- Xác định phụ tải tính toán động lực toàn phân xưởng.
- Xác định phụ tải chiếu sáng và thông thoáng từng phân xưởng.
- Tổng hợp phụ tải tính toán toàn phân xưởng.
*. Lựa chọn phương án và thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy.
- Chọn số lượng, dung lượng và vị trí trạm biến áp trung tâm hoặc phân phối
trung tâm, lựa chọn sơ đồ, cáp nối điện và chọn thiết bị bảo vệ, đóng cắt mạch điện.
- Chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng.
- Tính toán ngắn mạch và các thiết bị cao áp.
- Các bản vẽ.
CHƯƠNG 2: Tính toán phụ tải
Phụ tải điện là công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q, yêu cầu tại một
điểm nào đó của lưới. Khi thiết bị cung cấp điện cho một công trình tức là tính toán
11

12. lượng công suất yêu cầu của phụ tải để cung cấp đủ với công suất mà phụ tải yêu cầu.
Do đó việc đầu tiên khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình là xác định phụ tải
điện của công trình đó, tức là phải dự báo tải ngắn hạn hoặc dài hạn. Ở đây trong giới
hạn về thiết kế và khả năng ta chỉ xét bài toán xác định phụ tải ngắn hạn.
Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công
trình đi vào vận hành, phụ tải này được gọi là phụ tải tính toán. Phụ tải tính toán là
một số liệu cần thiết và quan trọng, bởi nó chính là số liệu lựa chọn các thiết bị điện
như máy biến áp, thiết bị bảo vệ, thiết bị đóng cắt, dây dẫn để tính toán các tổn thất
công suất, tổn thất điện áp để lựa chọn các thiết bị bù.
Phụ tải điện luôn biến thiên và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và
các số liệu máy, chế độ vận động của chúng, quy trình sản xuất công nghệ. Do đó để
xác định chính xác phụ tải tính toán là một công việc khó khăn nhưng rất quan trọng.
Bởi vì nếu phụ tải tính toán được xác định lớn hơn nhiều so với phụ tải thực tế thì các
thiết bị được chọn sẽ quá lớn và gây lãng phí vốn đầu tư, thiết bị gây ra tổn thất không
đáng có.
Với tính chất quan trong đó của phụ tải tính toán nên có rất nhiều công trình
nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán để xác định phụ tải. Có nhiều phương
pháp dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết đưa ra các hệ số phục vụ
tính toán phụ tải. Thực tế thường áp dụng một số phương pháp để xác định phụ tải
tính toán là:
- 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.
- Phương pháp tính theo hệ số yêu cầu.
- Phương pháp tính theo công suất trung bình.
Tùy thuộc vào quy mô, đặc điểm và giai đoạn để lựa chọn phương pháp cho
thích hợp.
2.1 Tính toán phụ tải các phân xưởng.
2.1.1 Tính toán phụ tải động lực.
Theo bảng số liệu thiết kế ta có:
12

13. Tổng công suất đặt của phân xưởng loại 1 là:
P1đ = 1200 (kW)
Hệ số phụ tải nhu cầu:
K1nc = 0,8
Hệ số công suất:
Cosφ1đ = 0,85
- Công suất tác dụng tính toán của phụ tải động lực phân xưởng số 1 là:
P1ĐL = P1đ * K1nc = 1200 * 0,8 = 960 (kW)
- Công suất phản kháng tính toán của phụ tải động lực phân xưởng số 1 là:
Q1ĐL = P1ĐL * tan ( arccosφ1đ ) = 960 * tan (arccos 0,85) = 594,95 (kVAr)
- Công suất toàn phần tính toán của phụ tải động lực cảu phân xưởng số 1 là:
S1ĐL = = = 1129,41 (KVA)
2.1.2 Tính toán phụ tải chiếu sáng và thông thoáng.
2.1.2.1 Tính toán phụ tải chiếu sáng.
Phụ tải chiếu sáng được xác định sơ bộ theo công suất chiếu sáng trên mỗi đơn
vị diện tích:
Công thức tính: Pcs = PO * Sđt
Trong đó:
- PO: Suất chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m2
)
- Sđt : Diện tích cần được chiếu sáng (m2
)
Theo bảng số liệu thiết kế và bản vẽ ta có:
- Suất chiếu sáng phân xưởng số 1:
PO1 = 15 (W/m2
)
- Hệ số công suất phụ tải chiếu sáng:
Cosφcs = 1
- Diện tích chiếu sáng phân xưởng là:
S1dt = a * b = 54 * 34 = 1836 (m2
)
Với: a – Chiều dài phân xưởng (m)
b – Chiều rộng phân xưởng (m)
13

14. - Vậy công suất tác dụng tính toán của phụ tải chiếu sáng phân xưởng 1 là:
P1cs = 15 * 1836 = 27540 (W) = 27,54 (kW)
- Công suất phản kháng tính toán của phụ tải chiếu sáng phân xưởng số 1 là:
Q1cs = P1cs * tan (arccosφcs) = 27,54 * tan (arcos 1) = 0 ( kVAr)
- Công suất toàn phần tính toán của phụ tải chiếu sáng phân xưởng số 1 là:
S1cs = P1cs = 27,54 (KVA)
2.1.2.2 Tính toán phụ tải thông thoáng.
Trong xưởng cần phải có hệ thống thông thoáng nhằm đảm bảo lượng lưu
thông khôn khí, giảm nhiệt độ trong phân xưởng do quá trình sản xuất các thiết bị
động lực, chiếu sáng và nhiệt độ cơ thể người tỏa ra gây tăng nhiệt độ phòng. Nếu
không được trang bị sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân, năng suất người lao động.
Phân xưởng 1 có diện tích 1836 (m2) và chiều cao h1 = 4,2 (m)
Bội số trao đổi không khí là m = 6 (lần/h) ( theo phụ lục G tài liệu [4])
- Lượng không khí cấp vào phân xưởng 1 là:
L1 = V1 * m
Trong đó: L1 - Lượng gió cấp vào phân xưởng 1 ( m3
/h)
V1 – Thể tích phân xưởng 1: V1 = S1dt * h1
m – Bội số tuần hoàn.
- Vậy lượng không khí cần vào phân xưởng số 1 là:
L1 = V1 * m = S1dt * h1 * m = 1836 * 4,2 * 6 = 46267,2 (m3
/h)
Chọn quạt DLHCV40-PGHSF có lưu lượng gió là 4500 (m3
/h)
- Từ đó ta tính toán được số quạt cần dùng cho phân xưởng 1 là:
nquạt = 10,28.
Ta chọn nquạt = 11 (quạt)
Vậy ta có bảng công suất và số lượng quạt hút như bảng 2.1 sau
Thiết bị
Công suất
(W)
Số lượng Cosφ
Quạt hút 300 11 0,8
14

15. Bảng 2.1 Bảng thông số quạt hút
Vì phân xưởng lúc nào cũng cần phải thông thoáng nên ta chọn hệ số nhu cầu
knc = 1
- Công suất tác dụng tính toán của phụ tải thông thoáng phân xưởng số 1 là:
P1TT = 300 * 11 = 3300 (W) = 3,3 (kW)
- Công suất phản kháng tính toán của phụ tải thông thoáng phân xưởng số 1 là:
Q1TT = P1TT * tan (arccosφ) = 3,3 * tan ( arccos 0,8) = 2,48 (kVAr)
- Công suất toàn phần phụ tải thông thoáng phân xưởng số 1 là:
S1TT = = = 4,13 (KVA)
- Tổng công suất tác dụng tính toán của phụ tải chiếu sáng – thông thoáng phân
xưởng số 1 là:
P1CS-TT = P1cs + P1TT = 27,54 + 2,48 = 30,84 (kW)
2.1.3 Tổng hợp phụ tải tính toán toàn phân xưởng số 1.
- Công suất tác dụng tính toán của phụ tải phân xưởng số 1 là:
P1tt = P1ĐL + P1CS-TT = 960 + 30,84 = 990,84 (kW)
- Công suất phản kháng tính toán của phụ tải phân xưởng số 1 là:
Q1tt = Q1ĐL + Q1cs + Q1TT = 594,95 + 0 + 2,48 = 597,43 (kVAr)
- Công suất toàn phần của phụ tải phân xưởng số 1 là:
S1tt = = = 1157,02 (KVA)
- Hệ số công suất tính toán phụ tải phân xưởng số 1 là:
Cosφtt = = = 0,86
Tính toán tương tự cho các phân xưởng còn lại.
Kết quả được tổng hợp ở bảng dưới đây.
Phân xưởng 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Pđ (kW) 1200 1250 920 900 120 80 300 0 2
15

16. Knc 0,8 0,8 0,4 0,4 0,8 0,8 0,8 0 1
Cosφđ 0,85 0,85 0,6 0,6 0,8 0,8 0,8 0 0,8
P0 (W/m2
) 15 15 15 15 25 10 12 12 12
Cosφcs 1 1 1 1 0,8 0,75 0,8 0,8 0,8
a (m) 54 54 54 54 40 26 16 26 54
b (m) 34 26 34 28 14 14 14 14 14
Sdt (m2
) 1836 1404 1836 1512 560 364 224 364 756
PĐL (kW) 960 1000 368 360 96 64 240 0 2
QĐL (kVAr) 594,95 619,74 490,67 480 72 48 180 0 1,5
SĐL (KVA) 1129,41 1176,47 613,34 600 120 80 300 0 2,5
Pcs (kW) 27,54 21,06 27,54 22,68 14 3,64 2,69 4,37 9,07
Qcs (kVAr) 0 0 0 0 10,5 3,21 2,02 3,28 6,8
Scs (KVA) 27,54 21,06 27,54 22,68 17,5 4,85 3,36 5,46 11,34
h (m) 4,2 4,2 4,2 4,2 3,2 3,2 3,2 3,2 4,2
V (m3) 7711,2 5896,8 7711,2 6350,4 1792 1164,8 716,8 1164,8 3175,2
m 6 6 6 6 12 6 8 6 6
nquạt tt 10,28 7,86 10,28 8,47 4,78 1,55 1,27 1,55 4,23
nquạt chọn 11 8 11 9 5 2 2 2 5
PTT (kW) 3,3 2,4 3,3 2,7 1,5 0,6 0,6 0,6 1,5
QTT (kVAr) 2,48 1,8 2,48 2,03 1,13 0,45 0,45 0,45 1,13
STT (KVA) 4,13 3 4,13 3,38 1,88 0,75 0,75 0,75 1,88
PCS-TT 30,84 23,46 30,84 25,38 15,5 4,24 3,29 4,97 10,57
Ptt (kW) 990,84 1023,46 398,84 385,38 111,5 68,24 243,29 4,97 12,57
Qtt (kVAr) 597,43 621,54 493,15 482,03 83,63 51,66 182,47 3,73 9,43
Stt (KVA) 1157,02 1197,41 634,25 617,15 139,38 85,59 304,11 6,21 15,71
Cosφtt 0,86 0,85 0,63 0,62 0,8 0,79 0,8 0,8 0.8
Bảng 2.2 Phụ tải tính toán các phân xưởng
2.2 Tổng hợp phụ tải toàn nhà máy.
Vì nhà máy có số lượng nhà xưởng là 9 nên ta chọn hệ số đồng thời:
Kđt = 0,8
- Công suất tính toán tác dụng của tải toàn nhà máy:
16

17. Pttnm = Kđt *
= 0,8 * ( 990,84 + 1023,46 + 398,84 + 385,38 + 111,5 + 68,24 +
243,29 + 4,97 + 12,57 ) = 2591,27 ( kW)
- Công suất tính toán phản kháng của phụ tải toàn nhà máy:
Qttnm = Kđt *
= 0,8 * ( 597,43 + 621,54 + 493,15 + 482,03 + 83,63 + 51,66 +
182,47 + 3,73 + 9,43 ) = 2020,06 ( kVAr)
- Công suất tính toán toàn phần của phụ tải toàn nhà máy:
Sttmn = = = 3285,62 (KVA)
- Hệ số công suất toàn nhà máy:
Cosφttnm = = = 0,79
2.3 Vẽ biểu đồ phụ tải toàn nhà máy.
Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy 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 các vị trí đặt các trạm biến áp ta
xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng tổng của nhà máy.
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 trung
với tâm của phụ tải phân xưởng.
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 – thông thoáng.
Biểu đồ phụ tải biểu diễn tương quan về công suất và vị trí các phân xưởng
trong nhà máy và tỉ lệ phần phụ tải chiếu sáng – thông thoáng so với phụ tải động lực.
2.3.1 Xác định bán kính vòng tròn phụ tải.
Ri =
Trong đó:
+ Sttpxi : Phụ tải toàn phần tính toán của phân xưởng thứ i, ( KVA)
+ Ri : Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải cảu phân xưởng thứ i.
17

18. + m : tỉ lệ xích KVA/mm2
*. Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải
αcs =
Để xác định biểu đồ phụ tải, chọn tỉ lệ xích 3 KVA/mm2
Kết quả tính toán bán kính R và góc chiếu sáng - thông thoáng αcs của biểu đồ
phụ tải trong bảng 2.3 dưới đây.
Tên phân xưởng
PCS-TT
(kW)
Ptt
(kW)
Stt
(KVA)
R (mm)
αcs
( độ)
Phân xưởng số 1 30,84 990,84 1157,02 11,08 11,21
Phân xưởng số 2 23,46 1023,46 1197,41 11,27 8,25
Phân xưởng số 3 30,84 398,84 634,25 8,21 27,84
Phân xưởng số 4 25,38 385,38 617,15 8,09 23,71
Nhà thí nghiệm 15,5 111,5 139,38 3,85 50,04
Nhà hành chính 4,24 68,24 85,59 3,01 22,37
Trạm khí nén 3,29 243,29 304,11 5,68 4,87
Nhà xe 4,97 4,97 6,21 0,81 360
Nhà kho 10,57 12,57 15,71 1,29 302,72
Bảng 2.3 Bán kính R và góc chiếu sáng-thông thoáng αcs
Tọa độ các phân xưởng được lấy tại tâm phân xưởng ( tỉ lệ bản vẽ là 1:2000)
18

19. Hình 2.1 Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy ( Góc chiếu sáng-thông thoáng)
CHƯƠNG 3: Thiết kế mạng điện nhà máy
19

20. Vị trí của trạm biến áp cần thảo mãn:
- Tổng tổn thất công suất đường dây nhỏ.
- Gần phụ tải, thuận tiện cung cấp
- An toàn.
- Tiết kiệm vốn và chi phí.
- Bảo đảm, cảnh quan môi trường.
3.1 Chọn cấp điện áp phân phối nhà máy.
Áp dụng công thức kinh nghiệm Still ta có:
U = 4,34 *
Trong đó: U – Điện áp truyền tải ( kV)
L – Chiều dài đường dây ( km)
P – Công suất cần truyền tải ( MW)
Thay các giá trị L = 6 (km), Pttnm = 2591,27 (kW) ta tính được:
U = 4,34 * = 4,34 * = 29,9 (kV)
Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ trạm biến áp trung gian tới trạm phân phối
trung tâm là 35 (kV).
Nhà máy có công suất phụ tải là Sttnm = 3285,62 (KVA), cấp điện áp mang điện
cao áp là 35 (kV) nên ta có thể chọn 2 giải pháp sau:
Giải pháp 1: Mỗi phân xưởng hoặc một nhóm nhiều phân xưởng sẽ đặt một
máy biến áp 35/0,4 (kV), điện áp 35 (kV) sẽ được cung cấp từ trạm phân phối trung
tâm.
Giải pháp 2: Đặt 02 máy biến áp 35/0,4 (kV) ở trạm biến áp trung tâm, rồi cung
cấp điện áp 0,4 kV về các phân xưởng.
Ta cần tính toán các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của 2 giải pháp để chọn cái tối ưu.
3.2 Xác định trạm phân phối trung tâm và các trạm biến áp ( Giải pháp 1).
3.2.1 Xác định vị trí trạm phân phối trung tâm nhà máy.
Để giảm được tất cả các yếu tố bất lợi cho nhà máy, ta gắn một hệ trục tọa độ
X0Y, có vị trí tọa độ trọng tâm của các phân xưởng là ( xi , yi ) ta sẽ xác định được tọa
20

21. độ tối ưu M0 ( x0, y0). Tọa độ của trạm phân phối trung tâm được xác định theo công
thức.
X0 = ; Y0 =
Trong đó:
+ X0 , Y0 : Là tọa độ tâm phụ tải điện của nhà máy.
+ Xi , Yi : Là tọa độ tâm phụ tải điện của phân xưởng thứ i.
+ Si : Là công suất toàn phần của phân xưởng thứ i.
Ta có vị trí trọng tâm các nhà xưởng được ghi ở bảng 3.1 dưới đây.
Phân xưởng 1 2 3 4 5 6 7 8 9
X 53,5
90,
5
90,5 90,5 49 52,5 100 11,5 15,5
Y 10,5
17,
5
44,5 69 53,5 68,5 5,5 32,5 12,5
Bảng 31 Vị trí các phân xưởng ( X, Y)
Thay số vào ta tính được toạ độ trạm phân phối trung tâm Mo ( Xo , Yo ) là:
Xo = 78,3 và Yo = 28,7
Vậy tọa độ trạm phân phối trung tâm là: M ( 78,3 ; 28,7 )
Hình 3.1 Sơ đồ trạm phân phối trung tâm
21

22. 3.2.2 Xác định vị trí , số lượng, dung lượng các trạm biến áp phân xưởng.
*. Chọn vị trí, số lượng các trạm biến áp.
Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng, quyết định đặt 06 trạm biến áp
phân xưởng.
- Trạm B1 cấp điện cho phân xưởng 1.
- Trạm B2 cấp điện cho phân xưởng 2.
- Trạm B3 cấp điện cho phân xưởng 3.
- Trạm B4 cấp điện cho phân xưởng 4 và nhà hành chính.
- Trạm B5 cấp điện cho nhà thí nghiệm, nhà xe, nhà kho.
- Trạm B6 cấp điện cho trạm khí nén.
Trong đó các trạm B1, B2, B3, B4, B6 cấp điện cho phụ tải loại I và loại II cần
đặt 02 máy biến áp. Trạm B5 cung cấp cho phụ tải loại III nên chỉ cần đặt 01 máy
biến áp.
*. Chọn dung lượng các máy biến áp.
Chọn công suất máy biến áp đảm bảo độ an toàn cung cấp điện. Máy biến áp
được chế tạo với các cỡ tiêu chuẩn nhất định, việc lựa chọn công suất máy biến áp
không những đảm bảo độ an toàn cung cấp điện , đảm bảo tuổi thọ của máy mà còn
ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện.
- Điều kiện chọn công suất máy biến áp:
+ Nếu 01 máy biến áp: SđmB ≥ Stt
+ Nếu 02 máy biến áp: 2SđmB ≥ Stt
Kqtsc . SđmB ≥ Ssc
Trong đó:
+ SđmB : Công suất định mức máy biến áp ( KVA)
+ Stt : Công suất toàn phần tính toán ( KVA)
+ Kqtsc : Hệ số quá tải sự cố; Kqtsc = 1,4.
+Ssc : Công suất phụ tải mà trạm cần truyền tải khi sự cố ( KVA)
- Cụ thể với trạm B1 ta có:
22

23. S1tt = 1157, 02 ( KVA)
SđmB ≥ = 578,51 (KVA)
SđmB ≥ = 826,44 (KVA)
Vậy ta sẽ chọn máy biến áp có công suất 1000 ( KVA) cấp điện áp 35/0,4 (kV).
- Trạm B5 ta có:
S5tt = 161,3 ( KVA)
SđmB ≥ 161,3 ( KVA)
Vậy ta sẽ chọn máy biến áp có công suất 180 ( KVA) cấp điện áp 35/0,4 (kV).
Các trạm biến áp khác chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng dưới đây.
Tên TBA B1 B2 B3 B4 B5 B6
Phân xưởng 1 2 3 4 và 6 5, 8 và 9 7
Stt (KVA) 1157,02 1197,41 634,25 702,74 161,3 304,11
Số máy 2 2 2 2 1 2
SđmB (KVA) 1000 1000 630 630 180 250
Uđm (kV) 35/0,4 35/0,4 35/0,4 35/0,4 35/0,4 35/0,4
Bảng 3.2 Kết quả chọn máy biến áp 35kV cho các trạm biến áp phân xưởng
3.3 Đề xuất phương án đi dây mạng điện nhà máy.
Trạm biến áp trung tâm của nhà máy sẽ được lấy điện từ trạm biến áp trung
gian bằng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép và cáp ngầm lộ kép.
Từ trạm biến áp trung tâm đến các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B6 ta dùng cáp
ngầm lộ kép, đến trạm B5 ta dùng cấp ngầm lộ đơn.
Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp phân xưởng và trạm phân phối trung tâm,
trên mặt bằng có thể đề ra hai phương án đi dây mạng điện nhà máy.
- Phương án 1: Các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trực tiếp từ trạm
phân phối trung tâm.
23

24. - Phương án 2: Các trạm biến áp xa trạm phân phối trung tâm được lấy điện
thông qua các trạm ở gần trạm phân phối trung tâm.
Hình 3.2 Sơ đồ nối điện phương án 1
Hình 3.3 Sơ đồ nối điện phương án 2
Đường dây từ trạm biến áp trung gian tới cột điện sát nhà máy dài 6 (km), sử
dụng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép.
Tiến hành chọn dây dẫn theo phương pháp mật độ dòng kinh tế.
24

25. Ta có dòng điện tính toán của đường dây cấp cho nhà máy.
Ittnm = = = 54,2 (A).
Do dây dẫn là lộ kép nên ta có dòng điện làm việc lớn nhất trên mỗi dây dẫn là:
Ilvmax = = = 27,1 (A)
Với thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4600 (h), dùng dây dẫn AC.
Tra bảng 2.10 tài liệu [6] ta có: Jkt = 1,1 (A/mm2).
Vậy ta có tiết diện dây dẫn:
F = = = 24,6 (mm2)
Vậy ta chọn dây dẫn 2 x AC-35.
*. Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo dòng điện sự cố.
Tra bảng 2 , tài liệu [4]. Dây AC-35 có Icp = 175 (A).
Khi đứt 1 dây, dây còn lại truyền tải toàn bộ công suất nên.
Isc = 2 * Ilvmax = 2 * 27,1 = 54,2 (A) < Icp = 175 (A).
*. Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo tổn thất điện áp..
Với dây AC-35 ta có:
ro = 0,91 ( , xo = 0,445 (
Tiến hành kiểm tra tổn thất điện áp:
∆U = ( Pttnm * ro * 6 + Qttnm * xo * 6 )
= ( 2591,27 * 0,91 * 6 + 2020,06 * 0,445 * 6 )
= 558,33 (V) < ∆Ucp = 5% . Uđm = 35 * 103
* 5% = 1750 (v).
Đường dây từ cột điện sát nhà máy tới trạm phân phối trung tâm dài 63 (m), để
đảm bảo an toàn và mỹ quan ta dùng cáp ngầm.
Với cáp đồng và Tmax = 4600 (h) ta tra bảng được:
Jkt = 3,1 (A/mm2)
Vậy ta có tiết diện dây dẫn:
F = = = 8,7 (mm2)
Tra bảng tiết diện dây cáp, ta chọn loại cáp đồng XLPE do hãng FURUKAW
chế tạo, có tiết diện = 50 (mm2) có Icp = 215 (A). Cáp ngầm là lộ kép.
25
Tải bản FULL (50 trang): https://bit.ly/3fQM1u2
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

26. Khi đứt một dây, dây còn lại truyền tải toàn bộ công suất.
Isc = 2 * Ilvmax = 2 * 27,1 = 54,2 < Icp = 215 (A)
Dây dẫn đã chọn thỏa mãn yêu cầu.
Sau đây tính toán kỹ thuật, kinh tế cho phương án 1 và phương án 2, mục đích
tính toán phần này là so sánh tương đối giữa hai phương án cung cấp điện. Cả hai
phương án đều có các phần tử giống nhau. Đường dây cung cấp từ trạm biến áp trung
gian về trạm phân phối trung tâm, 6 trạm biến áp. Do đó chỉ cần tính toán sánh giữa
các phần tử khác nhau của hai phương án. Dự định dùng cáp XLPE lỗi đồng bọc thép
của hãng FURUKAWA của Nhật Bản.
Chọn ra một phương án trong giải pháp 1 để so sánh với giải pháp 2.
3.3.1 Tính toán kinh tế, kỹ thuật phương án 1.
Hình 3.2 Sơ đồ nối điện phương án 1
*. Chọn cáp từ trạm phân phối trung tâm đến trạm B1
Với cáp đồng Tmax = 4600 (h) tra bảng 2.10 tài liệu [6], ta được
Jkt = 3,1 (A/mm2)
Ta có dòng điện tính toán của đường dây cấp cho B1.
I1tt = = = 19,1 (A).
Do dây dẫn là lộ kép nên ta có dòng điện làm việc lớn nhất trên mỗi dây dẫn là:
26
Tải bản FULL (50 trang): https://bit.ly/3fQM1u2
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

27. I1lvmax = = = 9,6 (A)
Vậy ta có tiết diện dây dẫn:
F = = = 3,1 (mm2)
Chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn tối thiểu là Ftc = 50 (mm2): CU/XLPE/PVC-50
Cáp CU/XLPE/PVC-50 có đơn giá là Ko = 178,2 * 103
(đ/m)
Từ sơ đồ ta có đường cáp từ trạm phân phối trung tâm đến trạm B1 dài 26 (m)
lộ kép, có chi phí xây dựng cáp là:
K = Ko * l * n = 178,2 * 103
* 26 * 2 = 9266,4 x 103
(đ)
*. Chọn cáp từ trạm phân phối trung tâm đến trạm B5
Với cáp đồng Tmax = 4600 (h) tra bảng 2.10 tài liệu [6], ta được
Jkt = 3,1 (A/mm2)
Ta có dòng điện tính toán của đường dây cấp cho B5.
I5tt = = = 2,7 (A).
Vậy ta có tiết diện dây dẫn:
F = = = 0,87 (mm2)
Chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn tối thiểu là Ftc = 50 (mm2): CU/XLPE/PVC-50
Cáp CU/XLPE/PVC-50 có đơn giá là Ko = 178,2 * 103
(đ/m)
Đường cáp từ trạm phân phối trung tâm đến trạm B5 dài 80 (m) lộ đơn, có chi
phí xây dựng cáp là:
K = Ko * l * n = 178,2 * 103
* 80 * 1 = 14256 x 103
(đ)
Các đường khác chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng 3.3 dưới. Vì cáp đã chọn
vượt cấp nên không cần kiểm tra theo ∆U và Icp
Chiều dài cáp được đo trên bảng tỉ lệ 1:2000
Lộ cáp PTTT-B1 PTTT-B2 PTTT-B3 PTTT-B4 PTTT-B5 PTTT-B6
Stt (KVA) 1157,02 1197,41 634,25 702,74 161,3 304,11
Số lộ 2 2 2 2 1 2
Imax (A) 9.6 9.9 5.3 5.8 2.7 2.5
Ftt (mm2
) 3,1 3,19 1,71 1,87 0,87 0,81
27
3683452