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

Vị trí địa lý, kinh tế

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

8 download by : skknchat@gmail.com

Hình 1.1 Công ty cổ phần dệt may Hoàng Thị

Loan 1.2.2 Tiềm năng kinh tế

Ngành dệt may, đặc biệt là nhà máy dệt Hoàng Thị Loan, đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Việt Nam hiện nay Nhà máy này chuyên cung cấp các sản phẩm như vải sợi, khăn tắm, khăn tay, khăn mặt, quần áo và bít tất, phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.

Nhà máy dệt Hoàng Thị Loan sở hữu nhiều hệ thống máy móc đa dạng và phức tạp như kéo sợi, dệt không thoi, dệt kim, nhuộm và in hoa Các thiết bị này có công nghệ cao, do đó, việc cung cấp điện cho nhà máy cần đảm bảo chất lượng và độ tin cậy tối ưu.

1.2.3 Quy mô, năng lực của nhà máy

Nhà máy dệt Hoàng Thị Loan được thiết kế với quy mô lớn, bao gồm 9 phân xưởng như 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 đặt vượt quá 6MW, đảm bảo đáp ứng nhu cầu sản xuất hiệu quả.

Bảng 1.1 Bảng phụ tải của nhà máy

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

1 Phân xưởng đơn nồi cọc 3780 6480 I

3 Phân xưởng đậu xe 310 810 III

4 Phân xưởng cơ khí - 1000 II

8 Ban quản lý và phòng thí 120 1357 II nghiệm

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 rất 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 khác nhau, với thiết bị tương ứng phù hợp để tối ưu hóa hiệu quả sản xuất.

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

Bộ phận dệt có nhiệm vụ lấy sợi từ bộ phận sợi để tiến hành quá trình dệt Quá trình dệt bao gồm việc đan sợi dọc và sợi ngang, diễn ra theo một trình tự cụ thể.

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

- 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 có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng sản phẩm, dẫn đến thiệt hại kinh tế lớn và làm gián đoạn các quy trình công nghệ Vì vậy, để đảm bảo hoạt động sản xuất ổn định, nhà máy cần được cung cấp điện liên tục.

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 trong thời gian dài của các thành phần trong hệ thống như máy biến áp và đường dây Nó tương ứng với phụ tải thực tế, biến đổi theo các điều kiện tác động nhiệt độ khắc nghiệt 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 cao nhất Hệ số đóng điện cho các hộ tiêu thụ này là 1, trong khi hệ số phụ tải có sự 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 cho mỗi sản phẩm Điều này được thực hiện 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 :

13 download by : skknchat@gmail.com 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 quá trình này, hệ số đồng thời cũng được tính toán để đảm bảo độ chính xác cho các số liệu.

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 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 trong tính toán phụ tải hoặc khi thiếu số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp đơn giản, phương pháp này trở thành lựa chọn tối ưu.

Cơ sở xác định tính toán dựa trên 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, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng điện khởi động lớn nhất, 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

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 P đm , 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 n 1 thiết bị: 60 ( )

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 cần biết diện tích và công suất của chúng, từ đó áp 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 Diện knc cosφφ P0

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

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

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

TT Tên phân xưởng Pđl Pcs Ptt Qtt S

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

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

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

T Tên phân xưởng Pcs Ptt Q tt Stt R α0cs

(kW) (kW) (kVAr) (kVA) (mm)

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

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

- 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

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

Nguồn điện 35kV từ hệ thống được hạ áp xuống 0,4kV qua trạm biến áp trung gian để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng, giúp giảm vốn đầu tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy và cải thiện độ tin cậy cung cấp điện Tuy nhiên, cần phải đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian, dẫn đến tổn thất trong mạng cao áp Đối với nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I, tại trạm biến áp trung gian, cần lắp đặt 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 thành phần quan trọng trong quy trình công nghệ của nhà máy Việc ngừng cấp điện cho các phân xưởng này có thể gây hư hỏng thiết bị, ngừng trệ sản xuất và lãng phí nhân công Do đó, các phân xưởng này được phân loại vào hộ phụ tải loại I.

Phân xưởng sửa chữa cơ khí, ban quản lý, phòng thí nghiệm, kho bông và kho sợi là những bộ phận thiết yếu trong dây chuyền sản xuất Do đó, các phân xưởng này được phân loại vào nhóm tiêu thụ loại II.

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

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

Vì vậy ta chọn phương án 3: Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm 3.3 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 hộ tiêu thụ điện loại I, cần đặt hai máy biến áp làm việc song song với cùng công suất Hộ tiêu thụ loại II phải có ít nhất một nguồn cung cấp điện chính và một nguồn dự phòng, cho phép tạm ngừng cung cấp điện khi cần thiết để chuyển sang nguồn dự phòng Trong khi đó, hộ tiêu thụ loại III chỉ cần lấy nguồn điện từ trạm phân xưởng gần nhất.

3.4 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 SđmB, Tên Nhà cung máy kVA trạm cấp

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

2 PX OE, đậu xe 1495,025 2 1000 B2 VN

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

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

T max B00 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 B1 cấp điện cho PX sợi đơn nối cọc 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

3 Trạm khí nén, trạm bơm, 689,495 2 560 B3 VN

4 PX đậu xe, kho bông, kho 574,984 2 560 B4 VN sợi, ban quản lý và phòng thí nghiệm

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

4 PX cơ khí, kho sợi, ban 831,589 2 600 B4 ABB quản lý và phòng thí nghiệm, PX đậu xe

3.5 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 Đơn giá Thành tiền

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 F, mm 2 L, m r 0, Ω/km R, Ω S, kVA ∆ P m ,kW cáp

 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 Số Công S tt ∆ P 0 ∆ P N

(kW) (kW) (kW) (kW) (kWh)

Tổn thất điện năng của toàn nhà máy

3.5.1.2 Lựa chọn cáp cho phương án

Vì nhà máy thuộc hộ loại 1, nên đường dây cung cấp điện cho nhà máy từ trạm

BATG về trạm PPTT dùng đường dây trên không lộ kép. Để đảm bảo tính mỹ quan và an toàn mạng cao áp trong nhà máy dùng cáp ngầm.

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

Tên trạm Số lượng Công suất (kVA) Đơn giá Thành tiền

STT Tên Số Công S tt ∆ P 0 ∆ P N ∆ P trạm ∆A trạm lượng suất

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

Bảng 3.13 Chi phí máy biến áp của phương án 3

Bảng 3.14 kết quả tính ∆ P m của mạng cao áp Đường F, mm 2 L, m r 0, Ω/km R, Ω S, kVA ∆ P m ,kW cáp

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

Tên Tổn thất điện Tổn thất Giá thành Giá thành Z tt

PA năng công suất MBA (10 3 ) cáp

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

3.6 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, ra và giữa các phân đoạn Để bảo vệ chống sét, van chống sét được lắp đặt trên mỗi phân đoạn Mỗi phân đoạn cũng có máy biến áp đo lường 3 pha 5 trụ, với cuộn tam giác cho cấp 35 kV Máy cắt hợp hộ của hãng SIEMENS, loại 8DA10, được chọn vì cách điện bằng SF6 và không cần bảo trì Hệ thống thanh góp được lắp đặt trong các tủ với dòng định mức 2500 A Sơ đồ trạm PPTT và mạng cao áp được minh họa trong hình 3.5 và 3.6.

Bảng 3.18 Thông số máy cắt đặt tại trạm PPTT

Loại MC U đm , kV I đm , A I cắtN3s , kA I cắtNmax , 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 được lắp đặt gần trạm PPTT, trong đó phía cao áp chỉ cần sử dụng cầu chì và dao cách ly Phía hạ áp yêu cầu lắp đặt APTOMAT tổng cùng các áptômát nhánh Đối với trạm có hai máy biến áp, cần thêm áptômát để liên lạc giữa hai phân đoạn, như 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 U đm , kV I đm , A U cđ , kV I Ncđ1s , 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.

Tại phía hạ áp, chúng tôi sử dụng APTOMAT của hãng Merlin Gerin được lắp đặt trong vỏ tủ tự tạo Đối với trạm 2 máy, có 5 tủ được bố trí gồm 2 tủ APTOMAT tổng, 1 tủ APTOMAT phân đoạn và 2 tủ APTOMAT nhánh.

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.

Tất cả các tủ hợp bộ của hãng SIEMENS, model 8DA10, được cách điện bằng khí SF6 và không cần 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 U đm , V I đm , A I cắtNM , kA

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

Cần thực hiện tính điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt và thanh góp Đồng thời, cần tính các điểm ngắn mạch N2 tại phía cao áp 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 N 1 :

Dòng điện ngắn mạch N2 tại trạm B1:

Các điểm N 2 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 r 0 , Ω /km x 0 , 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 khả năng cắt dòng điện I C = 40 kA, trong khi thanh cái tại trạm PPTT có dòng ổn định động I ôđ = 110 kA, vượt trội hơn nhiều so với dòng ngắn mạch I N = 1,29 kA và dòng xung kích I xk = 3,28 kA tại điểm ngắn mạch trên thanh cái Do đó, máy cắt 8DCII và thanh cái được chọn đều đáp ứng đầy đủ các 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.

3.8 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 Độ rọi chiếu Độ cao treo Công suất một chiếu sáng sáng chung, đèn, bóng đèn,

Gia công cơ khí, lắp 12 50 3-6 200 ráp

Trạm bơm, trạm khí 9 20 3-5 100 nén

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

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