Các số liệu ban đầu: Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu chotrong bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng.. Trong bài em đã phân thành 4 chương bao gồm: Chương 1
Tính phụ tải chiếu sáng và ổ cắm
Tính toán công suất đèn chiếu sáng và ổ cắm
Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất công nghiệp có kích thước 24x36x6,4 m cần đảm bảo độ rọi yêu cầu là 200 lux Với trần nhà màu trắng, tường màu vàng và sàn nhà màu xám, việc lựa chọn hệ thống chiếu sáng phù hợp sẽ tối ưu hóa hiệu suất làm việc và đảm bảo an toàn cho công nhân.
Hình 1.1 Bố trí đèn chiếu sáng
Theo biểu đồ Kruithof, để đạt được môi trường ánh sáng tiện nghi với độ rọi 200 lux, nhiệt độ màu cần thiết là 3000K Do xưởng sửa chữa có nhiều máy điện quay, nên sử dụng đèn Mercury 100W với quang thông 6000 lumen là giải pháp phù hợp.
Chọn độ cao treo đèn là : h’ = 0,5 m ;
Chiều cao mặt bằng làm việc là : hlv = 0,8 m ;
Chiều cao tính toán là : h = H – hlv = 4,2 – 0,8 =3,4 m;
thỏa mãn yêu cầu Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách giữa các đèn được xác định là:
Căn cứ vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là Ld = 4 m và Ln = 4 m q=2; p=2;
Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ đồng đều ánh sang tại mọi điểm
2 thỏa mãn Vậy số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo đồng đều chiếu sáng là Nmin = 54;
Dựa trên đặc điểm của nội thất chiếu sáng, hệ số phản xạ của trần, tường và sàn được xác định lần lượt là 70:50:30 Với hệ số phản xạ này và hệ số không gian kkg = 3,42, ta tính được hệ số lợi dụng kld = 0,598 Hệ số dự trữ được lấy là kdt = 1,2 và hệ số hiệu dụng của đèn là η = 0,58 Từ đó, có thể xác định quang thông tổng cho hệ thống chiếu sáng.
Xưởng sữa chữa có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn Mercury 100W với quang thông là F= 6000 lumen.
Như vậy tổng số đèn cần lắp đặt là 54 được bố trí như sau:
Hình 1.2 Sơ đồ bố trí đèn Công suất chiếu sáng là: Pcs = kđt Nđèn Pđèn =1.54.100=5,4(kW)
Nhóm ổ cắm: Đối với khu vực phân xưởng, mỗi 200 m 2 ta bố trí 01 ổ cắm đơn 500 W/ổ (Tối đa 6 ổ cho mỗi mạch ổ cắm 3000 W/mạch).
Poc = 5*3000 = 15000WkW Vậy tổng công suất của pt chiết sáng và ổ cắm:
Pcsoc = Pcs+ Poc+5,4 ,4kW cos csoc =0,85
Phụ tải thông thoáng và làm mát
Lưu lượng gió cần cấp vào xưởng là:
: tỉ số trao đổi không khí
D,R,H : chiều dài, rộng, cao của phân xưởng; với D = 36(m),R $ (m),là chiều rộng – dài phân xưởng (đo theo đề bài);h = 3,4 (m)– chiều cao của phân xưởng
Suy ra : vậy ta chọn N = 18 Chọn quạt DLHC35-PG4S F với các thông số kỹ thuật như sau :
Bảng 1 1 Bảng thông số cuộn hút
Hệ số nhu cầu của quạt hút là:
Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng-làm mát:
Tính toán phụ tải động lực
- Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau;
- Nếu có thể, trong cùng một nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ làm việc;
- Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau.
Dựa trên nguyên tắc phân nhóm và vị trí, công suất của các thiết bị trong phân xưởng, phụ tải có thể được chia thành 5 nhóm Kết quả phân nhóm này được thể hiện trong bảng 1.1.
Bảng 1 2 Phân nhóm thiết bị điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí
Số hiệu trên sơ đồ
1 Máy máy mài tròn vạn năng 20 0,47 0,60 2,8
2 Máy máy mài tròn vạn năng 21 0,47 0,60 7,5
3 Máy máy mài tròn vạn năng 22 0,47 0,60 4,5
Hình 1.3 Sơ đồ phân nhóm phụ tải
Hệ số sử dụng công suất lớn nhất ku
Là hệ số cho biết công suất thực tế của một thiết bị thường nhỏ hơn công suất định mức của nó trong điều kiện làm việc bình thường.
Hệ số ku áp dụng riêng cho từng tải, phụ thuộc vào tính chất tải :
- Động cơ công nghiệp ku=0,75
- Mạch ổ cắm : ku=0,1 0,2 hoặc lớn hơn phu thuộc hoàn toàn vào thiết bị sử dụng ổ cắm
Xét phụ tải nhóm 1 ta thấy các phụ tải đều là Động cơ công nghiệp nên ku=0,75
Hệ số đồng thời sử dụng điện ks :
Là hệ số cho biết sự làm việc đồng thời của các thiết bị điện trong nhóm.
Hệ số ks được áp dụng riêng cho nhóm thiết bị được cấp từ một tủ phân phối hoặc bảng phân phối nhỏ.
Hệ số ks được xác định không giống nhau cho từng nước khác nhau, và thường theo kinh nghiệm của người thiết kế.
Ta có bảng tính toán cho nhóm 1 :
Bảng 1 3 Bảng phụ tải nhóm 1
Số hiệ u trê n sơ đồ
S. k sd ku ku.Sd m ku.Sdm.co kVA s
- Hệ số sử dụng nhóm 1:
Tổng hợp phụ tải ta có:
Tính toán tương tự cho các nhóm phụ tải khác:
Bảng 1 4 Bảng tính toán công tác các nhóm
Số hiệ u trên sơ đồ
S k sd ku ku.Sdm ku.Sdm.co s ks Cosφt b Stt Ptt Qtt kVA
1 Máy máy mài tròn vạn năng 20 0,4
2 Máy máy mài tròn vạn năng 21 0,4
3 Máy máy mài tròn vạn năng 22 0,4
Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng
Tổng hợp các phụ tải động lực ta có:
Bảng 1 5 Bảng các phụ tải động lực
Nhóm phụ tải Stt Ptt Qtt ks Costb kstpx Costb
Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng:
Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải trong 10 năm (10%), ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởng là:
Bù công suất phản kháng cho phân xưởng
Thiết bị bù có thể được lắp đặt trong mạng cao áp hoặc hạ áp, với nguyên tắc bố trí nhằm tối ưu hóa chi phí tính toán.
Máy bù đồng bộ do có công suất lớn nên thường đặt ở những nơi quan trọng của hệ thông điện.
Tụ điện có thể đặt ở mạng cao áp hoặc điện áp thấp.
Tụ điện áp cao thường đặt tập chung ở thanh cái của trạm trung gian hay trạm phân phối.
Tụ điện áp thấp có thể được lắp đặt theo nhiều phương thức khác nhau, bao gồm việc tập trung tại thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xưởng, lắp đặt theo nhóm trong tủ phân phối động lực, hoặc lắp đặt riêng lẻ cho từng thiết bị điện.
Dung lượng bù tính theo công thức :
Qbù = P(tgφ1 - tgφ2 ) Trong đó tgφ1 : góc ứng vi hệ số cos φ1(trước khi bù ) tgφ2 :góc ứng với hệ số cosφ2 muốn đạt được(sau khi bù)
Hệ số công suất cosφ2 do quản lý hệ thống quy định cho hộ tiêu thụ phải đạt được
Ta có công thức tính lương công suất bù:
Vậy ta chọn 4 tụ bù DLE-4D10K5T do hãng DAE YEONG sản xuất có thông số:
Bảng 1 6 Bảng thông số tụ bù Loại tụ Qb (kVAr) Udm (V) Idm (A) Số lượng Vb (10 6 đ)
Công suất phản kháng toàn phân xưởng sau khi bù là:
Công suất biểu kiến toàn phân xưởng sau khi bù là:
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP NGUỒN CÀ TRẠM BIẾN ÁP
Lựa chọn phương án cấp nguồn cho trạm biến áp
Vị trí đặt trạm biến áp cần dựa theo các quy tắc sau:
Vị trí của trạm càng gần tâm phụ tải của khu vực được cung cấp điện càng tốt.
Vị trí đặt trạm cần đảm bảo đủ không gian và thuận lợi cho các tuyến đường dây điện kết nối đến trạm, cũng như các phát tuyến xuất phát từ trạm Đồng thời, vị trí này cũng phải đáp ứng nhu cầu phát triển trong tương lai.
Vị trí trạm phải phù hợp với quy hoạch của xí nghiệp và các vùng lân cận.
Vị trí của trạm cần đảm bảo các yếu tố quan trọng như cảnh quan môi trường, khả năng điều chỉnh và cải tạo phù hợp, cũng như khả năng ứng phó trong các tình huống khẩn cấp.
Vị trí của trạm biến áp được lựa chọn sao cho tổng tổn thất trên các đường dây là nhỏ nhất.
Dựa trên các tiêu chí lựa chọn vị trí tối ưu cho trạm biến áp và các phụ tải trong phân xưởng, chúng ta quyết định đặt trạm biến áp gần tâm phụ tải, ở phía sát tường cao nhất bên trái, tại góc trên bên trái của phân xưởng.
Hình 2.1 Vị trí đặt TBA phân xưởng
*Vị trí đặt trạm biến áp:
- Hệ số điền kín bản đồ được xác đinh theo công thức: kđk máy biến áp có thể làm việc quá tải 40% trong khoảng thời gian không quá 6h.
*Phương thức đặt trạm biến áp:
Các trạm biến áp có thể được lắp đặt theo nhiều phương thức khác nhau tùy thuộc vào điều kiện cụ thể, bao gồm lắp đặt bên trong nhà xưởng, gắn vào tường bên trong hoặc bên ngoài, đặt độc lập bên ngoài, hoặc lắp trên mái và dưới tầng hầm.
Dựa trên sơ đồ mặt bằng phân xưởng, có thể lắp đặt trạm biến áp gần tường bên trong nhà xưởng, ngay sau lối ra vào Giải pháp này giúp tiết kiệm dây dẫn mạng hạ áp và tối ưu hóa không gian sử dụng.
Xác đinh tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng
Tâm qui ước của các nhóm phụ tải trong phân xưởng được xác định bởi điểm M với tọa độ M(Xnh, Ynh) theo hệ trục tọa độ xOy.
Trong bài viết này, Xnh và Ynh đại diện cho tọa độ của tâm các nhóm phụ tải điện trong phân xưởng xi, trong khi yi là tọa độ của phụ tải thứ i được tính theo hệ trục tọa độ xOy đã được lựa chọn.
Si : công suất của phụ tải thứ i.
Ta có bảng công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng trên hệ tọa độ xOy
Bảng 2 1 Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải
STT Tên thiết bị Số liệu cosφ tanφ P
1 Máy máy mài tròn vạn năng 20 0,60 1,33 2,8 3,73 4,67 18,7 33,3 87,27 155,40
2 Máy máy mài tròn vạn năng 21 0,60
3 Máy máy mài tròn vạn năng 22 0,60 1,33 4,5 6,00 7,50
Tọa độ tâm của nhóm 1 là :
Tính toán tương tự cho các nhóm khác.
Ta có tọa độ tâm của các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng:
Bảng 2 2 Tâm của các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng
Nhóm Tong S Tong SX Tong SY x y x y
Lựa chọn dây dẫn đến trạm biến áp
2.2.1 Phương án trạm biến áp
Trong trường hợp này phụ tải loại I chiếm 60% nên ta có một số tiêu chuẩn để chọn máy biến áp sau :
Khi hai máy vận hành bình thường :
Khi một máy xảy ra sự cố :
Stt là phụ tải tính toán của phân xưởng, n là số máy biến áp của trạm Hệ số hiệu chỉnh khc được chọn là 1 do sử dụng máy biến áp sản xuất tại Việt Nam Hệ số quá tải kqt cho phép máy biến áp vượt quá 40% công suất trong thời gian ngắn khi một máy gặp sự cố, do máy còn lại phải chịu toàn bộ công suất của phụ tải.
Trong vòng 5 ngày đêm, mỗi ngày không quá 6 giờ, chúng ta sẽ thực hiện quá trình cần thiết để đưa máy sự cố ra khỏi lưới Thời gian này cũng được sử dụng để thử nghiệm và lắp đặt máy dự phòng vào hoạt động, đảm bảo rằng mọi thứ diễn ra suôn sẻ (kqt = 1.4).
Ssc, hay công suất sự cố, là khái niệm quan trọng trong hệ thống điện Khi một máy biến áp gặp sự cố, việc loại bỏ một số phụ tải không quan trọng giúp giảm tải cho máy biến áp còn lại, đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn cho toàn bộ hệ thống.
Nên chọn máy biến áp cùng chủng loại và cùng công suất để thuận lợi cho việc lắp đặt, vận hành, sữa chữa và thay thế.
2.2.2 Tính toán công suất trạm biến áp
Phương án 1: dùng 2 máy làm việc song song
Sử dụng máy biến áp có tỉ số biến đổi 22/0,4 Kv
Công suất sự cố: S sc = S tt k III 5 ,5 × 0 ,6 , 30( kVA)
Vậy ta chọn MBA do hãng ABB chế tạo có thông số:
Bảng 2 3 Bảng số liệu các máy biến áp của hãng ABB.
Sba , kVA P 0 , kW P k , kW Vốn đầu tư , 10 6 đ
Kiểm tra lại máy biến áp trong điều kiện một máy xảy ra sự cố.
SdmB ≥ 87 1 , , 4 30 = 62,35 kVA (thỏa mãn) Hàm chi phí tính toán quy đổi cho từng phương án:
C : thành phần chi phí do tổn thất ( C = ∆A.c∆) c∆ : giá thành tổn thất điện năng.
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: atc Th là tuổi thọ của trạm biến áp, lấy bằng 25 năm.
Hệ số khấu hao của trạm biến áp thể lấy bằng 6,4 % ( 31.pl- gt.CCĐ)
Do đó : pBA = atc + kkh = 0,127 + 0,064 = 0,191
Có thể xem phụ tải loại III ở các phương án là như nhau, chỉ xét theo phụ tải loại I
Xét trong chế độ sự cố ở 1 máy biến áp, lúc này máy còn lại phải chịu toàn bộ phụ tải của phân xưởng.
Tổn thất trong máy biến áp được xác đinh theo biểu thức: ΔA = n ΔP 0 8760 + ΔP k n S 2 tt
TMax: thời gian sử dụng công suất cực đại, h.
Vậy tổn thất trong máy biến áp được xác định bằng: kW +Chi phí cho thành phần tổn thất là:
C = A 1 cΔ = 16472,78 x 1500 ',90.10 6 (đ) +Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án :
* Phương án 2 ( dùng 1 máy biến áp).
Ta chọn máy biến áp có công suất 160 kVA
Bảng 2 4 Bảng thông số MBA
Sba , kVA P 0 , kW P k , kW Vốn đầu tư , 10 6 đ
Tổn thất trong máy biến áp: ΔA = n ΔP 0 8760 + ΔP k n S 2 tt
( kWh) Chi phí cho thành phần tổn thất:
C = A 2 cΔ = 25494,941x1500 9,73 x10 6 (đ) Chi phí tổn thất do mất điện:
(VNĐ) trong đó, gth là suất thiệt hại do mất điện (VND/kWh) và tf là thời gian mất điện (h/năm).
Tổng chi phí quy đổi của phương án:
Z2 = (160.0,191+18,73+39,73).10 6 ,02.10 6 (đ)Các kết quả tính toán được trình bày trong bảng:
Bảng 2 5 Bảng kết quả tính toán các phương án chọn MBA
Stt Các số liệu PA1 PA2
1 Công suất trạm biến áp STBA,
3 Tổng chi phí quy đổi của dự án Z, 10 6 đ 81,3838 89,025
Phương án 1 được lựa chọn do có tổng chi phí quy đổi thấp nhất, với việc sử dụng 2 máy biến áp, mỗi máy có công suất 100 kVA.
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY VÀ CẤP ĐIỆN
Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phân xưởng
3.1.1 Các phương án sơ bộ
Nguyên tắc chung chọn dây dẫn và dây cáp cho sơ đồ
Trong mạng điện phân xưởng, dây dẫn và dây cáp được chọn theo những nguyên tắc sau:
Để đảm bảo tổn thất điện áp trong phạm vi cho phép, trong môi trường phân xưởng, điều kiện này có thể được bỏ qua do chiều dài đường dây ngắn, dẫn đến 4U không đáng kể.
Khi kiểm tra độ sụt áp, điều kiện khởi động động cơ lớn có thể được bỏ qua vì phân xưởng không sử dụng động cơ có công suất quá lớn.
- Đảm bảo điều kiện phát nóng Như vậy nguyên tắc quan trọng nhất chính là đảm bảo điều kiên phát nóng.
Sau đây ta sẽ xét cụ thể về điều kiện phát nóng.
Cáp và dây dẫn được chọn cần thỏa mãn: khc.Icp ≥ Ilvmax (A)
- khc: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp và số lượng cáp đi song song trong rãnh
- Icp: dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây cáp chọn được (A).(10)
- Ilvmax: dòng điện làm việc lớn nhất của phân xưởng, nhóm, hay các thiết bị điện đơn lẻ (A)
+) Với cáp từ TBA đến các TPP ta đi lộ kép, cáp được đặt trong hào cáp, khc
+) Với cáp từ TPP đến các TĐL ta đi lộ kép, cáp đặt trong rãnh, khc = 1
+) Với cáp từ TĐL đến các thiết bị ta đi lộ đơn, cáp được đặt trong hào cáp và đi riêng từng tuyến nên khc = 1.
3.1.2 Tính toán chi tiết hai phương án
Phương án 1: Đặt tủ phân phối ở góc trái cao nhất của phân xưởng, gần TBA,
(từ tâm các nhóm động lực ta đặt tủ ĐL sao cho gần tâm và đường đi dây là ngắn nhất)
Hình 3.1 Sơ đồ đi dây phương án 1
- Xác định dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp:
+ Giá trị dòng điện chạy trong dây dẫn cao áp:
Mật độ dòng điện kinh tế có thể được áp dụng để xác định tiết diện dây dẫn Theo bảng số liệu từ tài liệu của thầy Hòa, mật độ dòng điện cho dây đồng được xác định là jkt = 3,1 A/mm².
+ Tiết diện dây dẫn cần thiết:
Chúng tôi sử dụng dây cáp vặn xoắn lõi đồng cách điện XLPE, đai thép và vỏ PVC do hãng CADIVI (Nhật Bản) sản xuất, với thông số kỹ thuật như sau: diện tích mặt cắt F = 35(mm²), điện trở r0 = 0,524(Ω/km), phản kháng x0 = 0,16(Ω/km) và dòng điện định mức Icp = 160(A) theo điều kiện phát nóng.
+Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Imax = 2×Idm = 2 × 2,4= 4,82 A< Icp (0A) => thỏa mãn
+ Xác định tổn hao thực tế:
(V) + Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
U đm × 100 = 0,179 % < 20 % + Tổn thất điện năng
(kWh)+ Chi phí tổn thất điện năng:
+ Vốn đầu tư đường dây:
Tra bảng 5.pl.b trang 466 ta có suất vốn đầu tư đường dây cao áp v0 = 124,8
( vì đường dây đôi, lộ kép) + Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao đối với dây dẫn cao áp:
Th: thời hạn sử dụng của đường dây; lấy bằng 15 năm. akh: hệ số khấu hao.
- Dòng điện chạy trong dây dẫn từ trạm biến áp đến trạm phân phối:
Ta chọn cáp XLPE.200 có r0=0,09 và x0 = 0,1 /km (bảng 37.pl) trang
484 gt thầy khánh, do hãng FURUKAWA( nhật bản chế tạo) điện áp 0,5 ¿ 3kv theo điều kiện phát nóng.
Khc×Icp = 510(A) > Imax = 110,87 (A) => thỏa mãn + Xác định tổn hao thực tế:
(V)Với L= 22,6 m : chiều dài đường dây từ trạm biến áp đến trạm phân phối.
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng:
U đm × 100= 0,0366 % Hao tổn cực đại trong mạng điện hạ áp là : ΔUMax = ΔUM2 =4,72(V)
- Hao tổn điện áp cho phép:
(V) Như vậy, ΔUMax =4,71< ΔUcp : mạng điện đảm bảo yêu cầu kĩ thuật.
Phương án 2 o Tính toán tổn thất điện áp cực đại trong mạng điện hạ áp:
Bảng 3 3 Bảng tổn thất phương án 2
TPP- TĐL3-TĐL4-Tbmax 4,71 ΔUMax = ΔUM1 =4,71(V)
- Hao tổn điện áp cho phép:
(V) Như vậy, ΔUMax =4,71< ΔUcp : mạng điện đảm bảo yêu cầu kĩ thuật.
Cả hai phương án đều đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, tuy nhiên, chi phí quy đổi của phương án 1 (Z1 = 29đ/năm) thấp hơn so với chi phí quy đổi của phương án 2 (Z2 = 14,74đ/năm).
Sự chênh lệch chi phí được xác định:
Do ΔZ% c = 1,1
Theo đề bài công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện là
Để tính toán ngắn mạch trên mạch điện từ nguồn đến thiết bị 5, cần xem xét các điểm ngắn mạch như được thể hiện trong Hình 3.2 Dựa vào đó, ta có thể xây dựng sơ đồ thay thế cho mạng điện.
Hình 4.2 Sơ đồ thay thế mạng điện.
4.1.3 Tính ngắn mạch phía cao áp:
Sơ đồ thay thế phía cao áp của mạng điện:
Tổng trở ngắn mạch hệ thống là:
Tổng trở ngắn mạch hệ thống quy về phía hạ áp là:
Cáp dẫn từ nguồn tới trạm biến áp phân xưởng là cáp CXV/CWS-W - 35 có:
Điện trở và điện kháng của đoạn cáp từ nguồn đến trạm biến áp đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải điện năng Khi quy đổi về phía hạ áp, các thông số này cần được tính toán chính xác để đảm bảo hiệu suất và độ an toàn của hệ thống điện.
22 ) 2 =0,287 10 −5 Tổng trở ngắn mạch từ nguồn tới điểm ngắn mạch N1 là:
Dòng ngắn mạch ba pha tại điểm N1 là:
(Áp dụng công thức (5.13) trang 152 gtccđ TS.Ngô Hồng Quang).
Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích:
(Áp dụng công thức (6.36) trang 207 và tra bảng 6.3.2 trang 208 gtccđ TS.Trần Quang Khánh với mạng cao áp có được ; ).
4.1.4 Tính ngắn mạch phía hạ áp:
Theo tính toán lựa chọn máy biến áp ở chương 2 ta chọn hai máy biến áp làm việc song song có thông số như sau:
Bảng 4 1 Bảng thông số máy biến áp.
2 x 100 22/0,4 0,5 2,95 4 2,2 Điện trở và điện kháng của máy biến áp là:
Cáp dẫn từ trạm biến áp phân xưởng tới tủ phân phối, tủ phân phối tới tủ động lực 1, 2, 3, 4 5 ta có:
Bảng 4 2 Bảng thông số đường dây lộ trung áp Đoạn dây ro xo L D R D X D Ω/km Ω/km (km) (mΩ) (mΩ)
Tổng trở ngắn mạch từ nguồn đến điểm ngắn mạch N là:
Dòng ngắn mạch ba pha tại điểm N2 là:
Dòng xung kích: ixk.N2= 1,2 6,024 10,223 (kA)
Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích:
(Tra bảng 6.3.2 trang 208 gtccđ TS.Trần Quang Khánh với mạng hạ áp có được
Tổng trở ngắn mạch từ nguồn đến điểm ngắn mạch N3 là:
Dòng ngắn mạch ba pha tại điểm N3 là:
Dòng xung kích: ixk.N3= 1,2 5,625 9,546 (kA) Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích:
Tổng trở ngắn mạch từ nguồn đến điểm ngắn mạch N4 là:
Dòng ngắn mạch ba pha tại điểm N4 là:
Dòng xung kích: ixK = 1,2 5,587 9,481 (kA) Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích:
Tổng trở ngắn mạch từ nguồn đến điểm ngắn mạch N5 là:
Dòng ngắn mạch ba pha tại điểm N5 là:
Dòng xung kích: ixK = 1,2 0,950 1,613 (kA) Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích:
* Bảng tính toán tổng hợp ngắn mạch toàn phân xưởng:
Tính toán tương tự ta có bảng tổng hợp tính toán ngắn mạch như sau:
Bảng 4 3 Bảng tổng hợp tính toán ngắn mạch toàn phân xưởng. Điểm ngắn mạc h
TBA (thanh cái phía cao áp) N 1 5,433 2,338 5,934 3,55
TBA (thanh cái phía hạ áp) N 2 38,337 6,024 10,22
Lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện
4.2.1 Lựa chọn thiết bị điện trung áp
Chọn dao cách ly phía cao áp trạm biến áp: Điều kiện chọn và kiểm tra dao cách ly:
+ Dòng điện ổn định động:
+ Dòng điện ổn định nhiệt:
Theo đề bài thời gian tồn tại dòng ngắn mạch.tk = 0.25s
Với phía cao áp phân xưởng ta có:
+ Iđm DCL ≥ Icb = 2Ilv max =2 Sttpx
+ Inh.đm ≥ IN1 √ t nhđm tk =5,934 √ 0 , 3 25 = 1,622(kA) Vậy ta chọn dao cách ly loại 3DC do SIEMENS sản xuất có thông số như sau:
Bảng 4 4 Bảng thông số dao cách ly.
Chọn máy cắt phía cao áp trạm biến áp: Điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt:
+ Công suất cắt định mức:
+ Dòng điện ổn định động:
+ Dòng điện ổn định nhiệt:
Với phía cao áp phân xưởng ta có:
Iđm mc = ≥ Icb = 2Ilv max =2 Sttpx
Inh.đm ≥ IN1 √ t nhđm tk =3,554 √ 0 , 3 25 = 1,622(kA) Vậy ta chọn máy cắt loại 3AF do ABB sản xuất có thông số như sau:
Bảng 4 5 Bảng thông số máy cắt
Số lượn g (kV) (A) (kA) (kA) (k
Chọn Cầu chảy cao áp
Chọn cầu chảy bảo vệ cho dây dẫn Nguồn – TBA:
Cầu chảy được chọn theo các điều kiện sau:
* Điện áp định mức: Uđm.CC Uđm.mạng = 22 (kV)
* Dòng điện định mức: Iđm.CC I lv.max = \f(kqt.sc.SMBA,.Uđm (A)
Chọn Cầu chảy cao áp KT do Nga chế tạo
Bảng 4 6 Thông số Cầu chảy của dây dẫn Nguồn – TBA
Chống sét van được chọn để bảo vệ máy biến áp khỏi sét đánh lan truyền vào trạm, nhằm ngăn ngừa hư hỏng thiết bị và tải động lực Vị trí lắp đặt chống sét van tại thanh góp phía sơ cấp của máy biến áp giúp thuận tiện cho việc kiểm tra và bảo dưỡng Mỗi pha cần đặt 1 chống sét van, với điều kiện lựa chọn là Uđm cs ≥ Uđm lưới = 22 kV.
Ta chọn chống sét van theo bảng sau:
Bảng 4 7 Thông số chống sét van
Loại Số lượng Uđm (kV) Iđm (kA)
Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp điện
Sau khi đã tính toán kết quả ngắn mạch ở phần 2.2, cần tiến hành kiểm tra ổn định nhiệt của cáp điện Tiết diện cáp phải đáp ứng các điều kiện cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu quả sử dụng.
IN : Dòng ngắn mạch chạy qua đoạn cáp cần kiểm tra, A; tc: thời gian tồn tại ngắn mạch, s; (có thể lấy = 0,5s) ;
Ct: hệ số hiệu chỉnh theo loại cáp, tra sổ tay Thường dung cáp Cu/PVC (Ct7) và Cu/XLPE (Ct3)
Xét đoạn đường dây từ nguồn đến trạm biến áp:F 5mm 2
Vậy cáp đã chọn thoản mãn điều kiện ổn định nhiệt
4.2.2 Lựa chọn thiết bị điện tủ hạ thế tổng TBA Áp-tô-mát
Khi chọn Aptomat nhánh cho tủ phân phối, cần lưu ý rằng đầu ra của tủ bao gồm 4 đường dây kép kết nối đến các tủ động lực của các nhóm, một đường dây dành cho tủ chiếu sáng và một đường dây cho quạt gió.
Bảng 4 8 Bảng thông số các đầu ra của tủ phân phối.
Vậy ta chọn Aptomat loại A3N do ABB sản xuất có thông số như sau:
Aptomat Số lượng Uđm (V) Iđm (A) I c (kA)
* Chọn Aptomat nhánh đến các thiết bị phụ tải:
Bảng 4 10 Bảng tính toán và chọn Aptomat nhánh đến các thiết bị.
STT Tên thiết bị Số liệu S I Iddm loại Uddm In Giá
1 Lò điện kiểu tầng 1 21,98 33,626105 40 EA52G 600 5 300
2 Lò điện kiểu tầng 2 36,26 55,483073 60 EA52G 600 5 600
3 Lò điện kiểu tầng 3 21,98 33,626105 40 EA52G 600 5 300
4 Lò điện kiểu tầng 4 36,26 55,483073 60 EA52G 600 5 600
5 Lò điện kiểu buồng 5 32,61 49,890905 50 EA52G 600 5 300
6 Lò điện kiểu buồng 6 59,78 91,46666 100 EA52G 600 5 600
7 Lò điện kiểu buồng 8 34,88 53,371666 60 EA52G 600 5 600
8 Lò điện kiểu buồng 9 23,26 35,581111 40 EA52G 600 5 300
3 Bồn đun nước nóng 11 15,31 23,41818 30 EA52G 600 5 300
5 Bồn đun nước nóng 13 22,45 34,346664 40 EA52G 600 5 300
6 Bồn đun nước nóng 14 15,31 23,41818 30 EA52G 600 5 300
8 Thiết bị cao tầng 16 36,14 55,300762 60 EA52G 600 5 600
9 Thiết bị cao tầng 17 26,51 40,553892 50 EA52G 600 5 300
1 Máy máy mài tròn vạn năng 20 46,67 71,399429 80 EA52G 600 5 600
2 Máy máy mài tròn vạn năng 21 12,50 19,124847 20 EA52G 600 5 300
3 Máy máy mài tròn vạn năng 22 7,50 11,474908 15 EA52G 600 5 300
Máy biến dòng điện dùng để đo lường, điều khiển máy cắt
Vị trí đặt tại thanh cái của tủ phân phối Điều kiện chọn:
Uđm.BI U đm.mạng = 0,38 (kV)
Vậy ta chọn loại biến dòng sau:
Bảng 4 11 Thông số máy biến dòng
TI Số lượng Uđm.BI (kV) Iđm.BI(A) Tỉ số biến đổi Cấp chính xác
Máy biến điện áp dùng để đo lường, điều khiển máy cắt
Vị trí đặt tại thanh cái của tủ phân phối Điều kiện chọn:
Usc.BI U đm.mạng = 0,38 (kV) Cấp chính xác dùng cho máy cắt: 3
Bảng 4 12 Thông số máy biến điện áp
Loại Số lượng Uđm sc (kV) Uđmtc (kV) Sđm (kVA)
Thanh cái hạ áp MBA: Điều kiện chọn và kiểm tra thanh góp:
+ Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép:
Ta chọn thanh góp đặt nằm ngang và nhiệt độ môi trường là 30 o C nên hệ số và
Với phía hạ áp của phân xưởng ta có:
Vậy ta chọn ba thanh góp bằng đồng mỗi thanh có kích thước (mm) và dòng điện cho phép Icp = 600 (A)
Chọn thanh góp hạ áp cho tủ phân phối:
Ta chọn thanh góp đặt nằm ngang và nhiệt độ môi trường là 30 o C nên hệ số và
Tủ phân phối phía hạ áp có:
2.√3 0 , 4 !2( A)Vậy ta chọn ba thanh góp bằng đồng mỗi thanh có kích thước (mm) và dòng điện cho phép Icp = 600 (A)