đồ án 2 hệ thống cung cấp điện đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy dệt hoàng thị loan

Giới thiệu chung về nhà máy dệt

Giới thiệu chung về ngành dệt may Việt Nam

Ngành dệt may Việt Nam đã trở thành một trong những lĩnh vực xuất khẩu chủ lực trong nhiều năm qua, nhờ vào sự phát triển công nghệ, đội ngũ lao động tay nghề cao và các chính sách ưu đãi từ nhà nước Ngành này không chỉ tạo ra giá trị hàng hóa lớn mà còn đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.

Ngành dệt may Việt Nam có thể tận dụng một số điểm mạnh.

Ngành may mặc đã trải qua quá trình đổi mới và hiện đại hóa với 90% trang thiết bị được nâng cấp, dẫn đến chất lượng sản phẩm ngày càng cao Nhờ đó, các sản phẩm này đã được chấp nhận bởi nhiều thị trường khó tính như Hoa Kỳ, EU và Nhật Bản.

Các doanh nghiệp dệt may Việt Nam đã thiết lập mối quan hệ chặt chẽ với nhiều nhà nhập khẩu và tập đoàn tiêu thụ lớn trên toàn cầu Họ được đánh giá cao về lợi thế chi phí lao động, cùng với kỹ năng và tay nghề may tốt.

Việt Nam được đánh giá cao nhờ vào sự ổn định chính trị và an toàn xã hội, tạo sức hấp dẫn cho thương nhân và nhà đầu tư nước ngoài Sự tích cực trong việc hội nhập kinh tế khu vực và toàn cầu đã mở rộng cơ hội tiếp cận thị trường cho hàng xuất khẩu, đặc biệt là hàng dệt may Mặc dù đầu tư trực tiếp nước ngoài vào Việt Nam có sự giảm sút mạnh trong năm 2008, nhưng xu hướng tăng vẫn được duy trì trong giai đoạn 2000-2007.

Tuy nhiên, ngành dệt may Việt Nam vẫn phải đối mặt với nhiều hạn chế, thách thức.

Ngành may xuất khẩu chủ yếu dựa vào phương thức gia công và thiết kế mẫu, nhưng chưa phát triển mạnh mẽ, dẫn đến tỷ lệ hàng hóa theo phương thức FOB thấp và hiệu quả sản xuất không cao Đồng thời, ngành dệt và công nghiệp phụ trợ vẫn còn yếu, không phát triển tương xứng với ngành may, thiếu nguồn nguyên liệu chất lượng cho xuất khẩu, làm giảm giá trị gia tăng Phân tích cho thấy, giá trị sản phẩm ngành dệt tăng chậm hơn so với ngành may mặc, phản ánh sự phụ thuộc của ngành may vào nguyên liệu nhập khẩu.

Hầu hết các doanh nghiệp dệt may đều là vừa và nhỏ, gặp khó khăn trong việc huy động vốn đầu tư, dẫn đến hạn chế khả năng đổi mới công nghệ và trang thiết bị Quy mô nhỏ khiến họ không đạt được hiệu quả kinh tế tối ưu và chỉ có thể phục vụ một thị trường nhất định Khi thị trường gặp khó khăn, các doanh nghiệp dệt may gặp trở ngại trong việc điều chỉnh phương thức thâm nhập thị trường hoặc chuyển đổi sang thị trường khác Những khó khăn ban đầu trong việc chuyển hướng sang thị trường nội địa, khi các thị trường xuất khẩu chính như Hoa Kỳ và EU đang suy thoái, là minh chứng rõ ràng cho thách thức này.

Kỹ năng quản lý sản xuất và kỹ thuật trong ngành dệt may còn yếu, đào tạo chưa được bài bản, dẫn đến năng suất thấp và sản phẩm chưa đa dạng Năng lực tiếp thị cũng hạn chế, với phần lớn doanh nghiệp chưa xây dựng thương hiệu và chiến lược dài hạn cho sự phát triển.

Vị trí địa lý, kinh tế

 33 Nguyễn Văn Trỗi, Bến Thủy, Tp Vinh, Nghệ An

Hình 1.1 Công ty cổ phần dệt may Hoàng Thị Loan 1.2.2 Tiềm năng kinh tế

Ngành công nghiệp dệt, đặc biệt là nhà máy dệt Hoàng Thị Loan, đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Việt Nam Nhà máy có nhiệm vụ sản xuất và cung cấp các sản phẩm như vải sợi, khăn tắm, khăn tay, khăn mặt, quần áo và bít tất cho thị trường nội địa và xuất khẩu.

Nhà máy dệt Hoàng Thị Loan sở hữu nhiều hệ thống máy móc đa dạng và phức tạp, bao gồm các hệ thống kéo sợi, dệt không thoi, dệt kim, và nhuộm in hoa Để đảm bảo hoạt động hiệu quả của các thiết bị công nghệ cao và hiện đại này, việc cung cấp điện cho nhà máy cần phải đạt tiêu chuẩn chất lượng và độ tin cậy cao.

1.2.3 Quy mô, năng lực của nhà máy

Nhà máy dệt Hoàng Thị Loan được trang bị 9 phân xưởng bao gồm: phân xưởng sợi đơn nồi cọc, phân xưởng OE, phân xưởng đậu xe, phân xưởng cơ khí, trạm khí nén, trạm bơm, kho sợi, bản quản lý và phòng thí nghiệm, cùng với kho bông Nhà máy có công suất lớn hơn 6MW, đảm bảo hiệu quả sản xuất cao.

Bảng 1.1 Bảng phụ tải của nhà máy

TT Tên phân xưởng Công suất đặt Diện tích Loại hộ tiêu

1 Phân xưởng đơn nồi cọc 3780 6480 dùngI

3 Phân xưởng đậu xe 310 810 III

4 Phân xưởng cơ khí - 1000 II

8 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 120 1357 II

Hình 1.2 Sơ đồ mặt bằng nhà máy.

Giới thiệu về quy trình sản xuất của nhà máy dệt

1.3.1 Tóm tắt quy trình sản xuất

Hình 1.3 Quy trình sản xuất của nhà máy

1.3.2 Chức năng của các khối trong quy trình sản xuất

Khâu chuẩn bị nguyên liệu là bước quan trọng trong quá trình kéo sợi, bao gồm các loại nguyên liệu chính như bông, đay, gai, lanh, len và xơ hoá học Mỗi loại nguyên liệu này được sử dụng cho các hệ thống kéo sợi riêng biệt, với thiết bị phù hợp nhằm tối ưu hóa hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

 Bộ phận sợi : Nhiệm vụ của bộ phận sợi là kéo sợi để cấp cho bộ phận dệt

Bộ phận dệt nhận sợi từ bộ phận sợi để tiến hành quá trình dệt Quá trình dệt bao gồm việc đan sợi dọc và sợi ngang theo một trình tự nhất định.

 - Sợi dọc : Sợi được quấn ống -> mắc sợi -> hồ sợi -> luồn go ->

- Sợi ngang: Sợi được quấn ống -> quấn suốt -> làm ẩm

 Phân xưởng nhuộm: Có nhiệm vụ nhuộm mầu và in hoa văn theo chỉ tiêu và đơn đặt hàng.

 Phân xưởng là: Có nhiệm vụ làm phẳng khổ vải và cuộn thành súc.

 Phân xưởng nhuộm: Có nhiệm vụ nhuộm mầu và in hoa văn theo chỉ tiêu và đơn đặt hàng.

 Phân xưởng là: Có nhiệm vụ làm phẳng khổ vải và cuộn thành súc.

 Phòng thí nghiệm: Có nhiệm vụ kiểm tra nguyên liệu, phụ liệu, các tái chế phẩm, bán thành phẩm, thành phẩm để chỉ đạo sản xuất.

 Phân xưởng sửa chữa cơ khí có nhiệm vụ kiểm tra sửa chữa các thiết bị trong nhà máy đáp ứng kịp thời cho sản xuất.

 Trạm bơm: Có nhiệm vụ cung cấp đầy đủ nước theo yêu cầu sản xuất

1.3.3 Mức độ tin cậy từ quy trình cung cấp điện Để cho quá trình sản xuất của nhà máy đảm bảo tốt thì việc cung cấp điện cho nhà máy và cho các bộ phận quan trọng của nhà máy như bộ phận sợi,dệt,nhuộm, phân xưởng là… phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cao.

Việc ngừng cung cấp điện tại nhà máy sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng sản phẩm, gây thiệt hại kinh tế lớn và làm gián đoạn quy trình công nghệ Do đó, việc duy trì nguồn điện liên tục là vô cùng cần thiết cho hoạt động của nhà máy.

Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí và toàn nhà máy 12 2.1 Đặt vấn đề

Xác định các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Phụ tải tính toán là một giá trị giả định không thay đổi theo thời gian, đại diện cho các phần tử trong hệ thống như máy biến áp và đường dây Giá trị này tương đương với phụ tải thực tế, được xác định trong điều kiện tác động nhiệt độ cao nhất.

Mục đích của việc tính toán phụ tải nhằm:

+ Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp dưới 1000V trở lên.

+ Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp.

+ Chọn thiết bị thanh dẫn của thiết bị phân phối.

+ Chọn thiết bị chuyển mạch và bảo vệ.

2.2.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

2.2.2.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm

Đối với các hộ tiêu thụ điện có đồ thị phụ tải biến đổi hoặc ổn định, phụ tải tính toán được xác định bằng giá trị trung bình của các phụ tải lớn nhất Hệ số đóng điện cho các hộ này là 1, trong khi hệ số phụ tải thay đổi rất ít.

Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải ổn định, phụ tải tính toán được xác định dựa trên công suất tiêu hao điện năng trung bình trên mỗi đơn vị sản phẩm Điều này áp dụng khi biết tổng sản phẩm sản xuất trong một khoảng thời gian nhất định.

M ca : Số lượng sản phẩm sản xuất trong một ca

T ca : Thời gian của ca phụ tải lớn nhất

W 0 : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Khi biết W 0 và tổng sản phẩm sản xuất trong cả năm của phân xưởng hay xí nghiệp, phụ tải tính toán sẽ là : a

T max : Thời gian sử dụng dụng công suất lớn nhất

2.2.2.2 Xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị sản phẩm

F : Diện tích bố trí nhóm tiêu thụ

P o : Xuất phụ tải trên một đơn vị sản xuất là m2, kw/m2

Suất phụ tải phụ thuộc vào dạng sản xuất và được phân tích theo số lượng thống kê.

2.2.2.3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị làm việc được tính theo biểu thức : Ở đây ta lấy thì ta được :

: Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị tiêu thụ năng lượng đặc trưng

: ứng với cos φ đặc trưng trong nhóm thiết bị trong các tài liệu tra cứu ở cẩm năng

Nếu hệ số cos φ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình.

Phụ tải tính toán tại điểm mút của hệ thống cung cấp điện được xác định bằng tổng phụ tải tính toán của nhóm thiết bị, trong đó có tính đến hệ số đồng thời.

Trong đó : : Tổng phụ tải tác dụng của nhóm thiết bị

: Tổng phụ tải phản kháng tính toán của nhóm thiết bị

: Hệ số đồng thời, nó nằm trong giới hạn 0,85 Ưu điểm : đơn giản tính toán thuận lợi, nên nó là phương pháp thường dùng.

Nhược điểm : phương pháp này kém chính xác vì tra ở sổ tay.

2.2.2.4 Phương pháp xác dịnh phụ tải theo hệ số cực đại K max và công suất trung bình P tb ( còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả N hp hay phương pháp sắp xếp biểu đồ)

Khi cần cải thiện độ chính xác của tính toán phụ tải hoặc thiếu dữ liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp đơn giản, phương pháp này sẽ được sử dụng.

Cơ sở xác định tính toán dựa vào phụ tải trung bình cực đại trong khoảng thời gian gần bằng 3T.

: Phụ tải tác dụng tính toán của nhóm thiết bị trong thời gian 30 phút hay còn gọi là phụ tại cực tải nửa giờ.

: Công suất trung bình của nhóm thiết bị ở ca phụ tải max.

: Hệ số cực đại của công suất tác dụng ứng với thời gian trung bình 30 phút.

2.2.2.5 Tính phụ tải đỉnh nhọn Đối với một máy, dòng điện đỉnh nhọn chính là dòng điện mở máy :

Trong đó: là hệ số mở máy của động cơ

Khi không có số liệu chính xác thì hệ số mở máy có thể lấy như sau :

+ Đối với động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc :

+ Đối với động cơ một chiều hay động cơ không đồng bộ roto dây quấn

+ Đối với máy biến áp và lò điện hồ quang

Đối với một số nhóm máy, hiện tượng dòng điện đỉnh nhọn xảy ra khi máy có dòng điện mở máy lớn nhất trong nhóm, trong khi các máy khác hoạt động bình thường Công thức tính toán dòng điện này được xác định như sau:

: Dòng điện mở máy lớn nhất trong các dòng điện mở máy cúa các động cơ trong nhóm.

: Tổng dòng điện tính toán của các máy trừ máy có dòng điện mở máy lớn nhất.

: Dòng điện định mức của động cơ có dòng điện mở máy lớn nhất đã quy đổi về chế độ làm việc dài hạn.

Phụ tải tính toán động lực :

Công thức tính toán động lực của toàn phân xưởng :

Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí

Hình 2.1.Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí

Bảng 2.1 Danh sách máy của phân xưởng cơ khí.

TT Tên thiết bị Số Lượng P đm (kW)

13 Bàn gia công chi tiết 1 -

32 Bàn gia công chi tiết 2 -

2.3.1 Phụ tải tính toán nhóm 1

Bảng 2.2 Phụ tải tính toán nhóm 1

STT Tên thiết bị Số lượng Pđm, kW

 Tra bảng PL 1.1 ta tìm được ,

 Từ bảng số liệu ta có , (số thiết bị có công suất lớn hơn một nửa công suất lớn nhất)

 Tra theo bảng PL 1.4 ta được:

 Số thiết bị hiệu quả: (lấy )

 Tra theo bảng PL 1.5: Lấy và ta được

 Công suất tác dụng tính toán:

 Công suất phản kháng tính toán:

STT Tên thiết bị Số lượng P đm (kW)

 Tra bảng PL 1.1 ta tìm được và

 Từ bảng số liệu ta có:

Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất:

Tổng công suất của n thiết bị: 88 ( )

Tổng công suất của n1 thiết bị: 60 ( )

Tra theo bảng PL 1.4 ta được:

2.3.5 Phụ tải tính toán chiếu sáng

 Diện tích phân xưởng cơ khí:

 Suất phụ tải chiếu sáng phân xưởng xưởng cơ khí:

 Phụ tải chiếu sáng tính toán:

2.3.6 Phụ tải tính toán toàn xưởng

 Dựa vào PL 1.3, trị số trung bình của phân xưởng cơ khí là:

 Phụ tải tác dụng tính toán phân xưởng cơ khí:

2.3.7 Phụ tải phản kháng tính toán toàn xưởng

 Phụ tải phản kháng toàn phân xưởng cơ khí:

2.3.8 Phụ tải toàn phần của xưởng

 Phụ tải toàn phần của xưởng (kể cả chiếu sáng) là:

Xác định phụ tải tính toán cho toàn nhà máy

2.4.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán các phân xưởng còn lại

Để xác định phụ tải cho các phân xưởng, ta chỉ dựa vào diện tích và công suất đã biết, sử dụng phương pháp tính toán dựa trên công suất đặt và hệ số nhu cầu.

Có thể lấy gần đúng

Trong đó : : Công suất dặt, công suất định mức thứ i

2.4.2 Xác định phụ tải tính toán các phân xưởng còn lại

Bảng 2.6 Bảng số liệu tra bảng PL phụ tải các phân xưởng còn lại của nhà máy

TT Tên phân xưởng Pđ

(kW) Diện tích knc cosφ P0

1 Phân xưởng đơn nồi cọc 3780 6480 0,7 0,8 15

8 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 120 1357 0,8 0,8 20

Bảng 2.7 Bảng phụ tải tính toán các phân xưởng còn lại của nhà máy

TT Tên phân xưởng Pđl

1 Phân xưởng đơn nồi cọc 2646 97,2 2743,2 2057,25 3429

8 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 96 27,14 123,14 92,355 154,133

2.4.3 Tính toán phụ tải toàn nhà máy

 Dựa vào bảng PL1.1 ta được:

 Phụ tải tính toán tác dụng toàn nhà máy :

 Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy:

 Phụ tải tính toán toàn phần toàn nhà máy:

 Hệ số công suất của nhà máy:

Xác định biểu đồ phụ tải

Bảng 2.8 Bán kính R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các PX

1 Phân xưởng đơn nồi cọc 97,2 2743,2 2057,25 3429 33,04 12,8

8 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 27,14 123,14 92,355 154,133 7 79,344

- Xác định biểu đồ phụ tải:

+ Chọn tỷ lệ xích , từ đó tìm được bán kính của biểu đồ phụ tải:

+ Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ phụ tải được xác định theo biểu thức:

Hình 2.2 Biểu đồ phụ tải của nhà máy cơ khí.

Xác định tâm của phụ tải điện nhà máy

Trên mặt bằng sơ đồ nhà máy, vẽ một hệ tọa độ xOy, vậy trọng tâm của phụ tải nhà máy được xác định theo tọa độ M(x, y) sau:

Bảng 2.9 Tọa độ các phân xưởng trong nhà máy

TT Tên phân xưởng S tt (kVA) Trọng tâm phụ tải của các phân xưởng x y

1 PX sợi đơn nối cọc 3429 17,16 12

8 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 154,133 12,10 4,26

Bảng 2.6: Trọng tâm phụ tải của các phân xưởng trong nhà máy

Thay vào công thức ta có:

Vậy chọn trung tâm phụ tải nhà máy là điểm M (19,66;12,53)

Quy đổi đơn vị ra thực tế ta có trọng tâm phụ tải nhà máy là tại điểm có tọa độ[194,6(m); 127,3(m)].

Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy

Đặt vấn đề

Xác định phương án cung cấp điện là một bước quan trọng trong thiết kế hệ thống điện, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả vận hành và khai thác Việc lựa chọn phương án hợp lý giúp tối ưu hóa hoạt động của hệ thống, trong khi phương án không hợp lý có thể dẫn đến hậu quả tiêu cực lâu dài Để tìm ra phương án tối ưu, cần xây dựng và so sánh nhiều lựa chọn khác nhau.

Nhà máy được cấp điện từ trạm biến áp 35 kV cách 1 km, do có nhiều phân xưởng với công suất lớn, cần xây dựng trạm phân phối trung gian 35 kV để cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng Để tối ưu hóa chi phí, trạm phân phối nên được đặt ở vị trí trung tâm phụ tải, giúp giảm chi phí đầu tư cho dây dẫn và tổn thất điện năng.

Các phương án cung cấp điện

3.2.1 Phương pháp dùng sơ đồ dẫn sâu Đưa đường dây trung áp 35kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng 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, 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 lớn và tập trung nên ta không xét đến phương án này.

3.2.2 Phương pháp sử dụng trạm biển áp trung

Hệ thống điện 35kV được chuyển qua trạm biến áp trung gian và hạ áp xuống 0,4kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng, giúp giảm vốn đầu tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy Phương án này không chỉ tối ưu hóa vận hành mà còn cải thiện độ tin cậy trong cung cấp điện Tuy nhiên, cần đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian, dẫn đến tổn thất gia tăng trong mạng cao áp Đặc biệt, do nhà máy thuộc loại tiêu thụ I, trạm biến áp trung gian sẽ được trang bị hai máy biến áp.

3.2.3 Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phần xưởng thông qua trạm phân phối trung tâm Nhờ vậy việc quản lý vận hành mạng điện cao áp của nhà máy thuận lợi hơn, vốn đầu tư giảm, độ tin cậy cung cấp điện được gia tăng, song vốn đầu tư cho mạng cũng lớn

3.2.4 Trình tự thiết kế mạng cao áp

Trình tự tính toán và thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các bước sau:

1 Xác định vị trí trạm PPTT

2 Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX

3 Phương án đi dây mạng cao áp.

4 Tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng.

5 Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT và các trạm BAPX

6 Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn

3.2.5 Lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý

Trong nhà máy dệt có:

Phân xưởng sợi đơn nồi cọc, phân xưởng OE, trạm khí nén và trạm bơm là những bộ phận quan trọng trong quy trình công nghệ của nhà máy Việc ngừng cấp điện cho các phân xưởng này có thể gây hư hỏng, ngừng trệ sản xuất và lãng phí nhân công Do đó, chúng được phân loại là hộ phụ tải loại I.

Phân xưởng sửa chữa cơ khí, ban quản lý, phòng thí nghiệm, kho bông và kho sợi đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất Do đó, các phân xưởng này được phân loại vào hộ tiêu thụ loại II.

Phân xưởng đậu xe xếp vào hộ tiêu thụ loại III, vì được phép mất điện

Qua phân tích, trong nhà luyện kim có 9 phân xưởng, trong đó phân xưởng loại I và loại II chiếm 95% công suất, còn lại thuộc loại III Do đó, nhà máy được phân loại vào hộ phụ tải loại I.

Vì vậy ta chọn phương án 3: Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm

Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX

 Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng, quyết định đặt 4 trạm biến áp phân xưởng.

Đối với các phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại I, cần lắp đặt 2 máy biến áp hoạt động song song với cùng công suất Hộ tiêu thụ điện loại II yêu cầu phải có ít nhất một nguồn cung cấp điện chính và một nguồn dự phòng, cho phép ngừng cung cấp điện khi cần thiết để chuyển sang nguồn dự phòng Trong khi đó, các phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại III chỉ cần kết nối với nguồn từ trạm phân xưởng gần nhất.

Vạch ra phương án đi dây, xác định dung lượng MBA

 Trạm B1 cấp điện cho PX sợi đơn nối cọc

 Trạm B2 cấp điện cho PX OE, đậu xe

 Trạm B3 cấp điện cho trạm khí nén, trạm bơm

 Trạm B4 cấp điện cho PX cơ khí, kho sợi, kho bông, ban quản lý và phòng thí nghiệm

Hình 3.1 Sơ đồ mạng cao áp của nhà máy (PA1)

 Lựa chọn dung lượng máy biến áp

Trạm B1 Trạm B1 đặt hai máy biến áp làm việc song song vậy Chọn máy biến áp tiêu chuẩn

Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 máy , 35/0,4 kV

Các trạm biến áp chọn tương tự, trong bảng sau:

Bảng 3.1 kết quả chọn MBA cho trạm BAPX

TT Tên phân xưởng Stt, kVA Số máy SđmB, kVA Tên trạm Nhà cung

1 Phân xưởng sợi đơn nối cấp cọc 3429 2 3200 B1 VN

2 PX OE, đậu xe 1495,025 2 1000 B2 VN

3 Trạm khí nén, trạm bơm 371,965 2 320 B3 VN

4 PX cơ khí, kho sợi, kho bông, ban quản lí và phòng thí nghiệm

Lựa chọn cáp từ trạm BATG đến trạm PPTT cho nhà máy dài 1km sử dụng đường dây trên không với dây nhôm lõi thép và lộ kép Đối với nhà máy dệt, cần tham khảo cẩm nang để xác định thời gian sử dụng công suất lớn nhất.

T max = 4200 h , với giá trị của T max , ứng với dây dẫn AC tra bảng 5 tìm được mật độ dòng điện kinh tế J kt =1,1 vậy:

Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 35 mm 2 , AC-35 Kiểm tra dây đã chọn theo điều kiện dòng sự cố.

Tra bảng PL 4.12 dây dẫn AC-35 có I cp 0 A

Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất

Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp

Với dây AC-35 có khoảng cách trung bình D = 1,26 m Tra bảng PL 4.6 được

Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp nên tiết diện dây dẫn chọn AC-35

 Trạm B2 cấp điện cho PX OE

 Trạm B3 cấp điện cho trạm khí nén, trạm bơm, PX cơ khí

 Trạm B4 cấp điện cho PX đậu xe, kho sợi, ban quản lý và phòng thí nghiệm

Hình 3.2 Sơ đồ mạng cao áp của nhà máy (PA2)

Các trạm biến áp chọn tương tự, trong bảng sau:

Bảng 3.2 kết quả chọn MBA cho trạm BAPX

3 Trạm khí nén, trạm bơm,

4 PX đậu xe, kho bông, kho sợi, ban quản lý và phòng thí nghiệm

 Trạm B2 cấp điện cho PX OE

 Trạm B3 cấp điện cho trạm khí nén, trạm bơm

 Trạm B4 cấp điện cho PX cơ khí, kho sợi, ban quản lý và phòng thí nghiệm, PX đậu xe

Hình 3.3 Sơ đồ mạng cao áp của nhà máy (PA3) Bảng 3.3 kết quả chọn MBA cho trạm BAPX

3 Trạm khí nén, trạm bơm 381,965 2 320 B3 VN

4 PX cơ khí, kho sợi, ban quản lý và phòng thí nghiệm, PX đậu xe

Tính toán lựa chọn phương án

3.5.1.1 Tính toán chi phí máy biến áp

 Vốn đầu tư ban đầu

Bảng 3.4 giá thành máy biến áp

Tên trạm Số lượng Công suất

 Xác định tổn thất công suất tác dụng của mạng cao áp

Bảng 3.5 Kết quả tính ∆ P m của mạng cao áp Đường cáp F, mm 2 L, m r0, Ω/km R, Ω S, kVA ∆ P m ,kW

 Tổn thất điện năng trong mạng cao áp

 Tổn thất điện năng, tổn thất công suất:

 Tổn thất công suất tác dụng của trạm biến áp có hai máy làm việc song song được xác định:

Trạm B1 đặt hai máy 3200kVA , 34/0,4 kV do VN chế tạo, tra bảng PL 2.2 tìm được

 Tổn thất điện năng trong trạm có 2 MBA làm việc song song

Trong đó: t = 8760h: thời gian vận hành của máy biến áp, lấy bằng 1 năm τ = 3000h: thời gian tổn thất công suất lớn nhất

Tổn thất điện năng trong trạm B1:

Các trạm khác xác định tương tự, kết quả cho trong bảng sau:

Bảng 3.6 Kết quả tính ∆A của trạm biến áp phân xưởng

STT Tên trạm Số lượng Công

 Tổn thất điện năng của toàn nhà máy

3.5.1.2 Lựa chọn cáp cho phương án

Nhà máy thuộc hộ loại 1, do đó, đường dây điện cung cấp từ trạm BATG đến trạm PPTT được thiết kế dưới dạng đường dây trên không lộ kép Để đảm bảo tính thẩm mỹ và an toàn cho mạng cao áp trong nhà máy, việc sử dụng cáp ngầm là cần thiết.

Do tính chất quan trọng của phụ tải loại 1 nên dùng sơ đồ cung cấp điện hình tia.

Từ trạm PPTT đến các trạm biến áp B1, B2, B3, B4 dùng cáp lộ kép.

Các trạm BAPX dùng loại trạm kề, có một mặt tường tiếp giáp với tường phân xưởng.

Vị trí trạm PPTT, các trạm BAPX và sơ đồ mạng cao áp của nhà máy cho trên hình 3.1.

 Chọn cáp cao áp từ trạm PPTT đến các trạm BAPX

Chọn cáp từ trạm PPTT đến B1:

Với cáp đồng và tra bảng được

Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 16 m m 2 → 2XLPE (3x16)

Bảng 3.7 Trị số mật độ dòng điện kinh tế Jkt, A / m m 2

Loại dây dẫn T max 5000 h

Bảng 3.8 Chi phí máy biến áp của phương án 1 Đường cáp F(m m 2 ) L (m) Đơn giá(đ/m) Thành tiền

Tương tự phương án 1, ta tính được kết quả của phương án 2

3.5.2.1 Tính toán chi phí MBA

Bảng 3.9 giá thành máy biến áp

Tên trạm Số lượng Công suất (kVA) Đơn giá

Bảng 3.10 Kết quả tính ∆ P m của mạng cao áp Đường cáp F, mm 2 L, m r0, Ω/km R, Ω S, kVA ∆ P m ,kW

Bảng 3.12 Chi phí cáp của phương án 2 Đường cáp F(m m 2 ) L (m) Đơn giá(đ/m) Thành tiền

Tương tự phương án 1, ta tính được kết quả của phương án 3

3.5.3.1 Tính toán chi phí MBA

Bảng 3.13 Chi phí máy biến áp của phương án 3

Tên trạm Số lượng Công suất (kVA) Đơn giá

Bảng 3.14 kết quả tính ∆ P m của mạng cao áp Đường cáp F, mm 2 L, m r0, Ω/km R, Ω S, kVA ∆ P m ,kW

Bảng 3.16 Chi phí máy biến áp của phương án 1 Đường cáp F(m m 2 ) L (m) Đơn giá(đ/m) Thành tiền

3.5.4 Thống kê lựa chọn phương án

 Tính toán chi phí hàng năm

Chi phí tính toán hàng năm của phương án 4 là:

Bảng 3.17 Kết quả thống kê các phương án

TênPA Tổn thất điện năng Tổn thất công suất Giá thành

MBA (10 3 ) Giá thành cáp Ztt

Kết luận: Dựa vào bảng thống kê, ta thấy phương án tối ưu là phương án 2

Hình 3.4 Sơ đồ mạng cao áp phương án 2

Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT và các trạm BAPX

3.6.1 Sơ đồ trạm phân phối trung tâm

Nhà máy dệt sử dụng sơ đồ hệ thống thanh góp phân đoạn cho trạm PPTT, với máy cắt hợp hộ tại mỗi tuyến dây vào và ra, cũng như giữa các phân đoạn Để bảo vệ chống sét, van chống sét được lắp đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp Mỗi phân đoạn cũng có một máy biến áp đo lường 3 pha 5 trụ, với cuộn tam giác hồ báo chạm đất cho cấp 35 kV Hệ thống sử dụng máy cắt SIEMENS loại 8DA10, cách điện bằng SF6 và không cần bảo trì Thanh góp được lắp đặt trong các tủ với dòng định mức 2500 A Sơ đồ trạm PPTT và mạng cao áp được thể hiện trong hình 3.5 và 3.6.

Bảng 3.18 Thông số máy cắt đặt tại trạm PPTT

Loại MC Uđm, kV Iđm, A IcắtN3s, kA IcắtNmax, kA Ghi chú

8DA10 36 2500 40 110 Không cần bảo trì

3.6.2 Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng, BAPX

Các trạm biến áp phân xưởng thường được đặt gần trạm PPTT, với thiết kế phía cao áp bao gồm cầu chì và dao cách ly Phía hạ áp sử dụng APTOMAT tổng và các áptômát nhánh Đối với trạm có hai máy biến áp, cần lắp đặt thêm áptômát liên lạc giữa hai phân đoạn, như được minh họa trong hình 3.5.

- Đặt một tủ đầu vào 35 kV có dao cách ly 3 vị trí, cách điện bằng SF6, không phải bảo loại 8DA10.

Bảng 3.19 Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DA10

Loại tủ Uđm, kV Iđm, A Ucđ, kV INcđ1s, kA

Các máy biến áp chọn loại do Việt Nam sản xuất Thông số kỹ thuật của các MBA cho trong bảng PL 2.2.

Bảng 3.20 Thông số kỹ thuật các BA do VN sản xuất.

Sđm, kVA UC, kV UH, kV ∆ P 0 ,W ∆ P N ,W U N , %

Tại khu vực hạ áp, chúng tôi lựa chọn sử dụng APTOMAT của hãng Merlin Gerin được lắp đặt trong vỏ tủ tự tạo Đối với trạm có 2 máy, sẽ có tổng cộng 5 tủ: bao gồm 2 tủ APTOMAT tổng, 1 tủ APTOMAT phân đoạn và 2 tủ APTOMAT nhánh (hình 3.7).

Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý trạm PPTT và mạng cao áp toàn nhà máy

Hình 3.6 Sơ đồ ghép nối trạm phân phối trung tâm.

Tủ hợp bộ của hãng SIEMENS, model 8DA10, được cách điện bằng khí SF6 và không yêu cầu bảo trì Dao cách ly của tủ có ba vị trí: hở mạch, nối mạch và tiếp đất.

Hình 3.7 Sơ đồ đấu nối các trạm đặt 2 BA: B1, B2, B3, B4

Cụ thể chọn các APTOMAT như sau:

Dòng lớn nhất qua APTOMAT tổng của máy biến áp 3200 kVA:

Chủng loại và số lượng các APTOMAT ghi trong bảng 3.21.

Bảng 3.21 APTOMAT đặt trong các trạm BAPX.

Trạm BA Loại Số cực Uđm, V Iđm, A IcắtNM, kA

Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị đã chọn

Cần thực hiện tính toán điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái của trạm PPTT để kiểm tra máy cắt và thanh góp, đồng thời cũng cần tính toán các điểm ngắn mạch N2 tại phía cao áp của trạm BAPX để kiểm tra cáp và tủ cao áp của các trạm hình dưới.

Thông số của đường dây trên không (ĐDK) và cáp ghi trong bảng 3.22

Dòng điện ngắn mạch tại N1:

Dòng điện ngắn mạch N2 tại trạm B1:

Các điểm N2 khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng 15.

Bảng 3.22 Thông số của ĐDK và cáp cao áp Đường dây F, mm 2 l, km r0, Ω /km x0, Ω /km R, Ω X, Ω

Bảng 3.23 Kết quả tính dòng điện ngắn mạch Điểm tính N I N i xkN

3.7.2 Kiểm tra các thiết bị đã chọn

Máy cắt 8DA10 có dòng điện cắt IC = 40 kA, trong khi đó thanh cái ở trạm PPTT có dòng ổn định động Iôđ = 110 kA, cao hơn nhiều so với dòng điện ngắn mạch IN = 1,29 kA và dòng xung kích Ixk = 3,28 kA tại điểm ngắn mạch trên thanh cái của trạm PPTT, điều này chứng tỏ máy cắt 8DCII và thanh cái đã chọn đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật.

 Kiểm tra cáp, chỉ cần kiểm tra với tuyến có dòng N lớn nhất,

Tiết diện ổn định nhiệt của cáp:

Vậy chọn cáp 16 mm cho các tuyến là hợp lý.

Phụ tải chiếu sáng phân xưởng cơ khí

Phụ tải chiếu sáng phân xưởng cơ khí có thể tham khảo số liệu trong bảng 3.24.

Bảng 3.24 Phụ tải chiếu sáng các phân xưởng trong nhà máy.

Tên phân xưởng Suất phụ tải chiếu sáng W/m 2 Độ rọi chiếu sáng chung, lx Độ cao treo

Công suất một bóng đèn, Gia công cơ khí, lắp W ráp 12 50 3-6 200

Trạm bơm, trạm khí nén 9 20 3-5 100

Kho 7 10 3-6 100 Ở phân xưởng cơ khí ngoài chiếu sáng chung còn phải đặt thêm chiếu sáng cục bộ tại nơi gia công và lắp ráp các chi tiết.

Trong trường hợp chung cần phân biệt các kích thước:

 Lớn hơn 1 mm yêu cầu có độ rọi 150 lx

 1 -0,3 mm yêu cầu có độ rọi 500 lx

 0,3 – 0,1 mm yêu cầu có độ rọi 1000 lx

Môi trường làm việc trong phân xưởng thường khô ráo, ít bị ảnh hưởng bởi chất ăn mòn, nhưng lại có nhiều bụi kim loại và tiếng ồn do va đập cơ khí.

Thiết kế mạng điện hạ áp của phân xưởng cơ khí

Các số liệu ban đầu

Máy biến áp B3 được đặt gần trạm khí nén do phụ tải của phân xưởng cơ khí tương đối Lưới điện được kéo từ trạm B3 đến phân xưởng cơ khí và trạm bơm, với trạm biến áp B3 xây dựng kề bên trạm khí nén như thể hiện trong hình 4.1.

4.1.2 Phụ tải của phân xưởng cơ khí

Phụ tải của phân xưởng cơ khí cho trong bảng 2.1 Phân bố các máy móc trên mặt bằng phân xưởng cơ khí cho trên hình 4.1.

Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí

Dựa vào vị trí và công suất của các máy móc trong phân xưởng cơ khí, chúng ta có thể phân loại thành 4 nhóm phụ tải khác nhau.

Tính toán cho từng nhóm cụ thể trong chương 2 Số liệu tính toán thống kê tại bảng 4.1 và bảng 4.2.

Sơ đồ cung cấp điện của phân xưởng sữa chữa cơ khí

Để cấp điện cho toàn phân xưởng dự định đặt một tủ phân phối ngay gần góc phân xưởng.

Tủ phân phối bao gồm 5 APTOMAT, cung cấp điện cho 4 tủ động lực (ĐL1 đến ĐL4) và 1 tủ chiếu sáng, với mỗi tủ động lực phục vụ một nhóm phụ tải Đầu vào của tủ ĐL được trang bị cầu dao và cầu chì, trong khi các đường ra cấp điện cho các máy sử dụng cầu chì Mỗi tủ động lực có 8 đường dây ra, do đó, nếu nhóm phụ tải có số máy lớn hơn 8, một số máy có công suất nhỏ sẽ phải kết nối chung vào một đường dây ra Động cơ của máy công cụ được điều khiển bằng khởi động từ, được bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt và bảo vệ ngắn mạch thông qua cầu chì trên đường dây ra của tủ động lực.

Tất cả các dây dẫn và thiết bị điện trong PXCK đều được dùng thiết bị của Liên Xô (cũ) hiện có trên thị trường Việt Nam.

Chọn cáp từ B5 về tủ phân phối của phân xưởng:

Chọn cáp đồng 4 lõi với cách điện bằng giấy tẩm nhựa thông và nhựa không cháy, có vỏ chì hoặc nhôm, sử dụng cho điện áp dưới 1 kV, loại CPT (3.240 + 1.185) khi đặt trong đất.

Chọn APTOMAT và cáp từ tủ phân phối trung tâm đến tủ động lực ĐL

Trong tủ hạ áp của trạm biến áp B3 ở đầu đường dây đến tủ phân phối đặt 1 aptomat đầu nguồn loại AB-10 của Liên Xô chế tạo có

Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật APTOMAT tổng và các nhánh cho các tủ động lực

Aptomat Loại Số cực Iđm, A Uđm, U IcatN,(kA)

4.4.2 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực

 Cáp từ tủ PP tới tủ ĐL1:

Vì cáp chon dưới đất riêng từng tuyến nên

Kết hợp hai điều kiện trên chọn cáp đồng bốn lõi tiết diện 120mm 2

Các tuyến cáp khác chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng 4.4.

Bảng 4.4 Kết quả chọn cáp từ tủ PP tới các tủ ĐL

Tuyến cáp Itt, A Fcáp, mm 2 Icp, A

Lựa chọn các tủ ĐL

Các tủ động lực chọn loại tủ Liên Xô cũ chế tạo đầu vào cầu dao – cầu chì600A, 10 đầu ra 200A: 10 x 200A

 Chọn cầu chì cho ĐL1:

 Cầu chì bảo vệ máy tiện tự động 35 kW:

 Cầu chì bảo vệ máy mài 2 kW:

 Cầu chì bảo vệ máy phay 4 kW:

 Cầu chì bảo vệ máy bào 9 kW:

 Cầu chì bảo vệ máy phay đứng 14 kW:

Các nhóm khác chọn Idc cầu chì tương tự, kết quả ghi trong bảng.

Lựa chọn dây dẫn từ các tủ tới từng động cơ

Tất cả dây dẫn trong xưởng chọn loại dây bọc do Liên Xô sản xuất πPTO đặt trong ống sắt kớch thước ắ, khc=0,95 Tra bảng PL 4.13.

- Dây từ ĐL1 đến máy tiện tự động 35 kW

Chọn dây 95mm 2 có Kết hợp lại

Bảng 4.5 Bảng lựa chọn cầu chì và dây dẫn của tủ ĐL.

Tên máy Phụ tải Dây dẫn Cầu chì

Ptt, kW Itt, A Mã hiệu Tiết diện Đường ống thépkính

Mỏy tiện tự động 35 88,6 Π PTO 50 ắ * Π H-2 250/200

Máy phay lăn răng 7 17,72 Π PTO 4 ắ * Π H-2 100/40

Mỏy tiện tự động 30 75,94 Π PTO 50 ắ * Π H-2 250/200

Máy khoan vạn năng 5 12,65 Π PTO 4 ắ * Π H-2 100/40

Lũ đốt kiểu đưng 25 63,29 Π PTO 50 ắ * Π H-2 250/200

Máy tiện vạn năng 35 88,6 Π PTO 50 ắ * Π H-2 250/200 Điều hòa văn phũng 2 11,5 Π PTO 6 ắ * Π H-2 100/50

Hình 4.2 Mặt bằng đi dây phân xưởng cơ khí

Da y ch o D H Kh o ng uo n t u tra m B 5 Kh o Va n ph on g ph an xu on g

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho phân xưởng cơ khí

Thiết kế bù công suất phản kháng

Ý nghĩa nâng cao hệ số công suất

 Làm giảm tổn thất trên lưới điện tức là nâng cao chất lượng điện năng.

Giảm dòng điện trên dây dẫn có nghĩa là giảm khả năng mang tải của đường dây trong quá trình vận hành hoặc giảm tiết diện dây dẫn trong thiết kế.

 Giảm ∆ P và ∆ A trên lưới là giảm chi phí vận hành là nâng cao chỉ tiêu kinh tế.

Biện pháp nâng cao hệ số công suất

5.2.1 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên

 Thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý nhất.

 Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ có công suất nhỏ hơn.

 Hạn chế động cơ chạy không tải.

 Dùng động cơ đồng bộ thay thế cho động cơ không đồng bộ.

 Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ.

 Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp có dung lượng nhỏ hơn.

5.2.2 Dùng phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cosφ

Hiện nay thiết bị bù chủ yếu là: tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ và thiết bị bù tĩnh (SVC).

 Các thông số chính của tụ điện là:

 Dung lượng định mức kVAr

 Điện áp định mức (V, kV)

 Tổn thất điện môi (W/kVAr)

 Dòng điện làm việc cực đại (A)

 Điện áp thử nghiệm giữa 2 cực và giữa cực với vỏ (kV)

 Tụ bù có các ưu điểm như sau:

 Vận hành và lắp đặt đơn giản

 Tổn thất công suất trong tụ điện rất nhỏ, khoảng 0,5 W/kVAr

 Có thể đặt ở nhiều nơi và ở cấp điện áp bất kỳ.

 Tụ bù có các nhược điểm như sau:

 Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ: Q = ω.C.U 2

 Không có khả năng điều chỉnh trơn tru dung lượng bù (điều chỉnh theo từng cấp cố định)

 Tuổi thọ ngắn (8 đến 10 năm) và độ bền kém (dễ hư hỏng)

 Có khẳ năng phát ra công suất phản kháng mà không có khả năng tiêu thụ công suất phản kháng.

Máy bù đồng bộ là động cơ đồng bộ hoạt động ở chế độ không tải, có khả năng phát ra công suất phản kháng khi ở chế độ quá kích thích và tiêu thụ công suất phản kháng khi ở chế độ thiếu kích thích Thiết bị này rất hiệu quả trong việc điều chỉnh điện áp và thường được lắp đặt tại các điểm cần điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện.

 Hiện nay, máy bù đồng bộ thường được chế tạo với công suất định mức từ vài trăm kVAr đến hàng MVAr.

 Máy bù đồng bộ có ưu điểm sau:

 Công suất phản kháng phát ra không phụ thuộc điện áp của mạng

 Có thể điều chỉnh trơn công suất phản kháng bằng cách thay đổi giá trị dòng kích từ

 Độ bền cơ, nhiệt cao

 Có thể phát hay thu công suất phản kháng

 Máy bù đồng bộ có nhược điểm như sau:

 Tổn thất công suất trong máy bù khá lớn (15 đến 35) W/kVAr

 Chỉ đặt được ở cấp trung áp vì máy bù thường được chế tạo với cấp điện áp này

 Đắt và vận hành phức tạp

5.2.2.3 Thiết bị bù tĩnh (SVC – Static Var Compensator)

Ngày nay, sự phát triển của kỹ thuật bán dẫn công suất lớn đã cho phép ứng dụng rộng rãi các thiết bị bù tĩnh trong hệ thống điện Những thiết bị này có cấu trúc đa dạng, có khả năng phát và thu công suất phản kháng với tốc độ nhanh, đáp ứng nhu cầu điều khiển công suất phản kháng tức thời một cách hiệu quả.

 Thiết bị bù tĩnh có các ưu điểm chính là:

 Có khả năng phát, thu, điều chỉnh nhuyễn công suất phản kháng tại nút mà nó nối vào

SVC có khả năng điều chỉnh công suất riêng rẽ cho từng pha, giúp cân bằng hệ thống trong chế độ tải không đối xứng Nhờ đó, SVC cũng có thể giảm thiểu các quá trình giao động ở tần số công nghiệp hoặc tần số cao.

SVC giúp duy trì điện áp ổn định bằng cách phát và thu Q tại thời điểm cần thiết, góp phần hiệu quả vào việc giải quyết các vấn đề ổn định tĩnh, ổn định động và quá áp trong hệ thống.

 Tuy nhiên khi sử dụng các bộ nguồn công suất tĩnh cũng còn tồn tại nhiều vấn đề kỹ thuật cần nghiên cứu hoàn chỉnh.

Sau khi xác định dung lượng bù và lựa chọn thiết bị bù hiệu quả về mặt kinh tế, bước tiếp theo là xác định vị trí lắp đặt thiết bị Thiết bị bù có thể được lắp đặt ở phía cao áp hoặc hạ áp, tùy thuộc vào nguyên tắc bố trí tụ bù nhằm đạt được chi phí tính toán tối thiểu.

 Tụ điện có thế được đặt ở mạng điện áp cao hoặc ở mạng điện áp thấp

Tụ bù cao áp được lắp đặt tại thanh góp của trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối, giúp dễ dàng theo dõi và tự động hóa điều chỉnh dung lượng bù Phương pháp bù tập trung ở mạng điện áp cao tận dụng tối đa khả năng của tụ điện, đảm bảo hoạt động liên tục và phát ra công suất bù tối đa Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là không thể bù công suất phản kháng trên mạng điện áp thấp.

Tụ bù hạ áp được phân phối theo ba cách: bù tập trung, bù nhóm và bù riêng lẻ.

 Bù tập trung là bù tại thanh góp hạ áp trạm biến áp Bù tập trung được áp dụng khi tải ổn định và liên tục.

Bù tập trung mang lại lợi ích như giảm thiểu tiền phạt do hệ số cosφ thấp, đồng thời giảm công suất biểu kiến cần thiết, từ đó nâng cao khả năng mang tải cho máy biến áp.

 Nhược điểm của bù tập trung: Không cải thiện được kích cỡ của dây dẫn và tổn thất công suất trong mạng hạ áp.

Bù nhóm là một phương pháp điều chỉnh điện năng tại các tủ phân phối, được áp dụng khi mạng điện có quy mô lớn và khi mức tiêu thụ điện thay đổi theo thời gian ở các tủ phân phối khác nhau.

Bù nhóm có nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm việc giảm tiền phạt do hệ số công suất (cosφ), nâng cao khả năng mang tải của máy biến áp, cải thiện khả năng tải của các cáp nối từ trạm biến áp đến các tủ phân phối, và giảm tổn thất công suất trên cả máy biến áp và các tuyến cáp này.

Nhược điểm của bù nhóm là không thể giảm thiểu dòng phản kháng tiếp tục chảy vào tất cả các dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị.

Bù riêng lẻ là phương pháp mắc bộ tụ trực tiếp vào các đầu dây nối của thiết bị điện, đặc biệt là động cơ Phương pháp này chỉ được áp dụng khi công suất của động cơ có ý nghĩa đáng kể so với công suất của mạng điện.

 Ưu điểm chính của bù riêng lẻ là các dòng điện phản kháng có giá trị lớn sẽ không còn tồn tại trong mạng điện.

Xác định tổng dung lượng bù

Để tăng hiệu quả của việc bù công suất phản kháng ta chọn phương án đặt tụ điện bù ở phía hạ áp của máy biến áp phân xưởng.

Hệ số công suất trung bình của phân xưởng sợi đơn nồi cọc

Đây là hệ số công suất khá thấp, cần phải đặt thiết bị bù để đạt được hệ số công suất tiêu chuẩn theo

Dung lượng bù có thể được xác định theo công thức :

Do đây là thiết kế mới nên ta không xét tới khả năng nâng cao hệ số công suất cos φ bằng phương pháp tự nhiên nên chọn

Xác định dung lượng bù của trạm biến áp phân xưởng

Từ các trạm PPTT về các trạm BAPX là mạng hình tia gồm 4 nhánh có sơ đồ thay thế tính toán sau:

5.4.1 Xác định điện trở tương đương

Theo tính toán của chương IV ta đã xác định được điện trở của cáp cao áp từ trạm PPTT và trạm BAPX. Đường dây lộ kép:

Bảng 5.1 Điện trở của cáp cao áp Đường cáp F (mm 2 ) l (m) r 0 (Ω/km) R c (Ω)

Điện trở của máy biến áp

Với trạm biến áp làm việc song song thì:

Điện trở của các nhánh. Điện trở của mỗi nhánh được xác định:

Bảng 5.2 Kết quả tính điện trở các nhánh Đường cáp RC(Ω) RB(Ω) R(Ω)

Điện trở tương đương toàn mạng cao áp.

Để xác định dung lượng bù tại thanh cái của trạm biến áp BAPX, cần áp dụng công thức tính dung lượng bù trong mạng hình tia Dung lượng bù tại mỗi thanh cái sẽ được tính toán cụ thể dựa trên các yếu tố liên quan đến hệ thống điện.

: Dung lượng bù cho nhánh i, kVAr.

: Công suất phản kháng khi chưa bù của nhánh i, kVAr.

: Tổng dung lượng bù, kVAr.

: Tổng công suất phản kháng trước khi bù, kVAr

: Điện trở tương đương mạng cao áp, Ω.

Tương tự, ta có kết quả bảng 5.3.

Căn cứ vào công suất bù cần đặt tại mỗi trạm biến áp phân xưởng ta chọn tụ chế tạo sẵn của Liên Xô Ta có bảng kết quả:

Bảng 5.3 Kết quả phân bố dung lượng bù trong nhà máy Đường cáp QI(kVAr) R(Ω) Qbù(kVAr) Loại tủ Qtụ(kVAr) Số lượng PPTT-B1 2057,25 3,211 905,95 KC2-6,3-75-

Tổng dung lượng bù cho nhà máy:

Hệ số cos φ sau khi bù:

Vậy sau khi bù hệ số công suất đã đạt yêu cầu.

Các trạm đặt hai máy biến áp thì dung lượng bù chia đôi đặt về hai phía của thanh cái hạ áp.

Hệ thống nối đất an toàn và chống sét

Nối đất an toàn

6.1.1 Nối đất và trang bị nối đất

Nối đất là một biện pháp an toàn quan trọng trong hệ thống cung cấp điện, giúp bảo vệ người sử dụng khi cách điện bị hư hỏng Khi vỏ thiết bị điện mang điện áp và có dòng rò, dòng điện sẽ chạy từ vỏ thiết bị xuống hệ thống nối đất Nếu người vận hành chạm vào vỏ thiết bị, điện trở của người sẽ mắc song song với điện trở nối đất, dẫn đến dòng điện chạy qua người.

Trong đó: là dòng điện chạy qua điện trở nối đất.

Để đảm bảo an toàn khi tiếp xúc với điện, việc nối đất hiệu quả là rất quan trọng, với điện trở nối đất (Rđ) phải nhỏ hơn nhiều so với điện trở cơ thể (Rng) Nếu Rđ

Tiêu đề	Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Điện Nhà Máy Dệt Hoàng Thị Loan
Tác giả	Lâm Văn Ngọc, Thái Phương Nam, Trịnh Văn Lương, Nguyễn Hồng Long, Lobouaphone Maichanh
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Tiến Dũng
Trường học	Trường Đại Học Vinh
Chuyên ngành	K58 CNKT Điện – Điện Tử
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Nghệ An

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	1,64 MB