1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Đồ án môn cung cấp điện

91 93 1

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Đồ án cung cấp điện
Tác giả Đinh Trọng Thủy
Người hướng dẫn TS. Phạm Mạnh Hải
Trường học Đại học Điện Lực
Chuyên ngành Cung cấp điện
Thể loại đồ án
Năm xuất bản 2014
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 91
Dung lượng 2,96 MB

Cấu trúc

  • 1.1 Tính toán phụ tải chiếu sáng (8)
  • 1.2 Tính toán phụ tải động lực (8)
    • 1.2.1 Phân chia nhóm thiết bị (8)
    • 1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực (12)
    • 1.2.3 Phụ tải tính toán tổng hợp (18)
  • 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . . E 16 2.2 (21)
    • 2.2.1 Chọn số lượng máy biến áp (21)
    • 2.2.2 Chọn công suất máy biến áp (22)
  • 2.3 Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng (23)
  • 2.4 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu (26)
    • 2.4.1 Nguyên tắc chung (26)
    • 2.4.2 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng (26)
    • 2.4.3 Lựa chọn dây dẫn đến trạm biến áp của xưởng (29)
    • 2.4.4 Lựa chọn dây dẫn và đi dây trong phân xưởng (32)
    • 2.4.5 Tổng kết và lựa chọn phương án tối ưu (46)
  • 3.1 Tính toán chế độ ngắn mạch cho phân xưởng (47)
    • 3.1.1 Tính ngắn mạch cho phía cao áp (47)
    • 3.1.2 Tính ngắn mạch cho 1 nhánh đại diện phía hạ áp (49)
    • 3.1.3 Tính ngắn mạch cho toàn bộ phân xưởng (52)
  • 3.2 Chọn thiết bị bảo vệ (58)
    • 3.2.1 Chọn thiết bị bảo vệ phía cao áp (58)
    • 3.2.2 Chọn thiết bị phía hạ áp (63)
  • 4.1 Khái quát chung (72)
  • 4.2 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất (73)
    • 4.2.1 Biện pháp tự nhiên (73)
    • 4.2.2 Bù công suất phản kháng (73)
  • 4.3 Tính toán bù công suất phản kháng (75)
    • 4.3.1 Xác định dung lượng bù . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.3.2 Đánh giá hiệu quả về mặt kinh tế của bù công suất phản kháng 63 (75)

Nội dung

Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.Đồ án môn học cung cấp điện.

Tính toán phụ tải chiếu sáng

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:

- P0 là suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng,P0 = 15 W/m 2

- S là diện tích được chiếu sáng, m 2

- a là chiều dài của phân xưởng, m

- b là chiều rộng của phân xưởng, m E

=> Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa là:

10 3 Ở trong trường hợp này ta dùng đèn sợi đốt để thắp sáng nên cos ’ = 1

Tính toán phụ tải động lực

Phân chia nhóm thiết bị

Trong một phân xưởng, sự tồn tại của nhiều thiết bị với công suất và chế độ làm việc khác nhau đòi hỏi việc phân nhóm thiết bị điện để xác định phụ tải tính toán một cách chính xác Quy trình phân nhóm phụ tải cần tuân theo các nguyên tắc cụ thể để đảm bảo hiệu quả trong cung cấp điện.

Để tiết kiệm vốn đầu tư và giảm tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng, các thiết bị điện cần được sắp xếp gần nhau trong cùng một nhóm.

Để đảm bảo tính chính xác trong việc xác định phụ tải và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức cung cấp điện, các thiết bị điện trong nhóm cần có chế độ làm việc đồng nhất.

Để tối ưu hóa việc sử dụng tủ động lực trong phân xưởng và toàn nhà máy, tổng công suất của các nhóm thiết bị cần phải xấp xỉ nhau Bên cạnh đó, số lượng thiết bị trong mỗi nhóm cũng không nên quá nhiều, nhằm đảm bảo sự dễ dàng trong việc điều khiển và vận hành.

Việc thỏa mãn đồng thời ba điều kiện trong thiết kế thường gặp nhiều khó khăn Do đó, cần phải căn cứ vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhất trong các phương án khả thi.

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 khác nhau.

Kết quả phân nhóm phụ tải được trình T bày E ở bảng sau :

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 8 Đại học Điện Lực

STT Số hiệu trên Tên thiết bị Hệ số ksd cos ’ Công suất đặt sơ đồ kW

1 21 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0.53 0.69 10

2 22 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0.53 0.69 12

3 23 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0.53 0.69 15

1 23 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0.53 0.69 15

2 24 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0.53 0.69 17

Bảng 1.1: Bảng phân nhóm phụ tải

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 9 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực

1.2.2.1 Xác định phụ tải cho nhóm 1 a, Xác định hệ số sử dụng tổng hợp ksd P

Hệ số sử dụng tổng hợp được xác định theo công thức: ksd = PP i P i sdi (1.2)

- ksdi là hệ số sử dụng của thiết bị

- Pi là công suất đặt của thiết bị

) Hệ số sử dụng tổng hợp của Nhóm 1 là:

Pb, Xác định số phụ tải hiệu L quả nhq

- Số thiết bị hiệu quả của nhóm 1 được xác định theo số thiết bị tương đối n và công suất tương đối P trong nhóm

+) Gọi Pnmax là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm

- n1 : Số thiết bị có cống suất lớn hơn 2 :P nmax

- P1 : Tổng công suất của các thiết bị có công suất lớn hơn 2 :P nmax

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 10 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

- n : Số thiết bị trong nhóm

- P : Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm

Có 2 phương pháp để tính n : hq

-Tra bảng PL4 Trang 264 [1] n = 0; 95 hq P 2 + (1 P ) 2 n 1 n nhq = nhq:n

Hệ số cực đại kM :

Theo thảo luận cùng thầy Hải và để thuận tiện trong tính toán ở đây ta tính n hq theo công thức và k

M được tra theo bảng PL5 E

+)Nhìn từ bảng số liệu của nhómL1 ở bảng trên ta thấy:

) hq hq P 2 + (1 P) 2 0; 59 2 + (1 0; 59) 2 n 1 n 0; 33 1 0;33 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

+) Tra bảng PL5 [1] với nhq = 4; 2; ksd = 0; 31 ta được kM = 2; 1

) Phụ tải tính toán của nhóm 1:

Ptt1 = kM :ksd: Pi = 2; 1:0; 31:53; 8 = 35; 59(kW)

+) Hệ số công suất trung bình của nhóm 1:

1.2.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại

NHÓM Pmax 0,5.Pmax n 1 P 1 n P n* P* n hq n hq

Bảng 1.2: Bảng số thiết bị hiệu quả của các nhóm

+) Với số thiết bị hiệu quả đã tính được,taEcó bảng phụ tải tính toán cho các nhóm

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 12 Đại học Điện Lực

STT Tên thiết bị Số hiệu k sd cos’ P(kW) Pk sd

P tt cos’ trên sơ đồ tb

Bảng 1.3: Bảng phụ tải tính toán của các nhóm

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 13 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Nhóm P tt (kW) Cos’tb P ttcos’tb k đt

Bảng 1.4: Bảng tổng hợp phụ tải tính toán các nhóm

Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng: n

- Pttdlpx : Phụ tải động lực tính toán toàn phân xưởng

- k đt : Hệ số đồng thời cực đại của các phân xưởng, lấy k đt =0,95

- Ptti : Công suất tác dụng tính toán nhóm thứ i

+) Phụ tải tính toán động lực toàn phân xưởng là :

Pttdlpx 8,12.0,957,71(kW) +) Hệ số công suất trung bình của các nhóm phụ tải động lực là:

Phụ tải tính toán tổng hợp

Công suất tác dụng tính toán của toàn phân xưởng được xác định với các loại phụ tải như sau: Động lực có công suất 197,71 kW và hệ số công suất cos’ là 0,65, trong khi chiếu sáng có công suất 12,96 kW với hệ số công suất là 1 Dữ liệu này được trình bày trong Bảng 1.5 về phụ tải tính toán phân xưởng, theo đồ án cung cấp điện của GVHD: TS PHẠM Mạnh Hải.

Pttpx = Pcs + Pttdlpx = 12; 96 + 197; 71 = 210; 67 (kW) +) Hệ số công suất của cả phân xưởng:

P P :cos’ ; :0; 65 + 12; 96:1 cos ’ px = tti P tti i = 197 71 210; 67 = 0;67

+) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng là:

Qttpx = Pttpx: tan ’px = 210; 67:1; 11 = 233; 84(kVar)

+)Công suất tính toán toàn phân xưởng là:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 15 Đại học Điện Lực

Xác định sơ đồ cấp điện

Xác định vị trí đặt trạm biến áp cho phân xưởng E 16 2.2

Chọn số lượng máy biến áp

Việc lựa chọn số lượng MBA phù hợp dựa trên độ tin cậy cung cấp điện là rất quan trọng Đối với các phụ tải thuộc hộ tiêu thụ loại I, cần lắp đặt từ 2 MBA trở lên, kết nối với các phân đoạn khác nhau của thanh góp Giữa các phân đoạn này cần có thiết bị đóng cắt để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành.

Đồ án cung cấp điện do TS PHẠM Mạnh Hải hướng dẫn thuộc loại III, yêu cầu chỉ cần một máy biến áp (MBA) và cần có MBA dự trữ trong kho Tuy nhiên, với 70% phụ tải loại I, chúng ta sẽ sử dụng hai máy biến áp hoạt động song song để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy trong cung cấp điện.

Chọn công suất máy biến áp

Khi lựa chọn trạm điện, cần đảm bảo rằng trong điều kiện làm việc bình thường, trạm cung cấp đủ điện năng cho phụ tải và có dự trữ công suất để phòng ngừa sự cố Điều này không chỉ đảm bảo độ an toàn trong cung cấp điện mà còn kéo dài tuổi thọ máy móc và tuân thủ các tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật Quá trình này được thực hiện dựa trên công suất tính toán toàn phần của phân xưởng cùng với các tiêu chuẩn khác như số lượng chủng loại máy, khả năng làm việc quá tải và đồ thị phụ tải.

Sau đây là một số tiêu chuẩn chọn máy biến áp:

+) Khi làm việc ở điều kiện bình thường: n:khc:S đmB Stt (2.1)

+) Kiểm tra khi xảy ra sự cố một máy Tbiến Eáp( đối với trạm có nhiều hơn 1 MBA):

Trong bài viết này, n đại diện cho số lượng máy biến áp của trạm Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ký hiệu là khc, được chọn là 1 do máy chế tạo tại Việt Nam không cần điều chỉnh nhiệt độ Hệ số quá tải sự cố, kqt, có giá trị 1,4 nếu máy biến áp hoạt động quá tải không quá 5 ngày đêm, với thời gian quá tải trong mỗi ngày đêm không vượt quá 6 giờ, và trước khi quá tải, máy biến áp phải hoạt động với hệ số tải không quá 0,93.

Sttsc là công suất tính toán sự cố, cho phép loại bỏ một số phụ tải không quan trọng khi xảy ra sự cố ở máy biến áp Việc này giúp giảm nhẹ dung lượng của các máy biến áp (MBA) và giảm vốn đầu tư cũng như tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường.

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 17 Đại học Điện Lực

Để tối ưu hóa quy trình mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa và thay thế, cần hạn chế số lượng chủng loại MBA sử dụng trong nhà máy.

2.2.2.2 Chọn máy biến áp cho phân xưởng

- Số lượng máy biến áp n=2

Ta sẽ chọn 2 máy biến áp do THIBIDI chế tạo, mỗi máy sẽ có công suất 180 kVA(Theo bảng giá số 03/BG/TBĐ/2014 [3])

+) Kiểm tra lại máy biến áp trong điều kiện sự cố

Khi xảy ra sự cố 1 máy biến áp,ta sẽ cắt bớt các phụ tải loại III ra khỏi hệ thống,ta có:

Vậy ta sẽ sử dụng 2 máy biến áp làm việc song song,mỗi máy có công suất 180 kVA

S MBA Điện áp 4P0 4Pk U k % I 0 % Vốn đầu tư

(kVA) (kV) (kW) (kW) MBA ( 1000đ)

Bảng 2.1: Bảng thông số máy biến áp

Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng

- Tâm qui ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi một điểm M có toạ độ được xác định : M(X,Y) theo hệ trục toạ độ xOy

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 18 Đại học Điện Lực

X,Y : là toạ độ của tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng xi, yi :là tọa độ phụ tải thứ i tính theo hệ trục toạ độ xOy đã chọn

Pi : là công suất của phụ tải thứ i

Ta có tọa độ tâm của các nhóm phụ tải :

Tâm phụ tải của phân xưởng :

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 19 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

Nguyên tắc chung

Trong mạng điện phân xưởng, việc chọn dây dẫn và dây cáp cần tuân theo nguyên tắc đảm bảo tổn thất điện áp trong giới hạn cho phép Tuy nhiên, trong môi trường phân xưởng, điều kiện này thường có thể bỏ qua do chiều dài đường dây ngắn, dẫn đến điện áp không đáng kể.

Kiểm tra độ sụt áp khi khởi động động cơ lớn là cần thiết, nhưng có thể bỏ qua nếu phân xưởng không sử dụng động cơ có công suất lớn Đồng thời, cần đảm bảo các điều kiện để 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 k 1 :k 2 :I cp X I max (2.4)

- k 1 : là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp

- k2 : là số lượng cáp đi song song trong rãnh

- Icp : là dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây cáp chọn được (A)

- Ilvmax : là dòng điện làm việc lớn nhất của phân xưởng, nhóm, hay các thiết bị điện đơn lẻ

+) Với cáp từ TBA đến các TPP ta đi lộ kép, cáp được đặt trong hào cáp, k1 =1

+) Với cáp từ TPP đến các TĐL ta đi lộ kép, cáp đặt trong rãnh,k2 =1.

Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng

Mạng điện phân xưởng thường có các dạng chính sau:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 20 Đại học Điện Lực

Hình 2.1: Sơ đồ hình tia

Mạng cáp cung cấp điện cho các thiết bị được kết nối trực tiếp từ các tủ động lực (TĐL) hoặc tủ phân phối (TPP) qua các đường cáp độc lập Mặc dù sơ đồ cung cấp điện (CCĐ) này có độ tin cậy cao, nhưng chi phí đầu tư lớn, thường được áp dụng cho các hộ loại I và loại II.

+ Sơ đồ đường dây trục chính : X

Hình 2.2: Sơ đồ phân nhánh dạng cáp

Sơ đồ phân nhánh dạng cáp là một phương pháp cung cấp điện, trong đó các thiết bị điện lực (TĐL) được cấp điện từ trạm phát điện (TPP) qua các đường cáp chính Những đường cáp này có khả năng cung cấp điện cho nhiều tủ động lực cùng lúc, và các thiết bị cũng nhận điện từ các TĐL thông qua các đường cáp, giúp cấp điện cho một số thiết bị cùng lúc Ưu điểm của sơ đồ này là tiết kiệm cáp và giảm thiểu chủng loại cáp, rất phù hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ và phân bố không đồng đều Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là độ tin cậy cung cấp điện thấp, thường được áp dụng cho các hộ loại III.

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 21 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Hình 2.3: Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây

Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây với đường dây trục chính nằm trong nhà cho phép cấp điện từ các TPP đến các đường dây trục chính Từ các đường trục chính, cáp riêng được kết nối đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị Loại sơ đồ này mang lại sự thuận tiện trong việc quản lý và phân phối điện năng.

X việc lắp đặt, tiết kiệm cáp nhưng khôngT đảm Ebảo được độ tin cậy CCĐ, dễ gây sự cố chỉ còn thấy ở một số phân xưởngL loại A cũ

Hình 2.4: Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không

Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không bao gồm các đường trục chính và đường nhánh, từ đó dẫn đến các phụ tải thông qua các đường cáp riêng Kiểu sơ đồ này phù hợp với các phụ tải phân tán có công suất nhỏ, như mạng chiếu sáng và mạng sinh hoạt, thường được bố trí ngoài trời Mặc dù có chi phí thấp, nhưng độ tin cậy của hệ thống điện (CCĐ) cũng thấp, thích hợp cho hộ phụ tải loại III.

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 22 Đại học Điện Lực ít quan trọng

Hình 2.5: Sơ đồ thanh dẫn

Từ TPP, các đường cáp dẫn điện kết nối đến bộ thanh dẫn, sau đó được nối bằng cáp mềm tới từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị Sơ đồ này mang lại ưu điểm như lắp đặt nhanh chóng, thi công dễ dàng, đồng thời giảm tổn thất công suất và điện áp.

E hỏi chi phí khá cao Thường dùng cho A T các hộ phụ tải khi công suất lớn và tập trung

Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tuỳ theo các yêu cầu riêng của từng phụ tải hoặc của các nhóm phụ tải

Dựa trên các ưu nhược điểm của từng loại sơ đồ và cách bố trí thiết bị trong phân xưởng, chúng tôi quyết định chọn sơ đồ hỗn hợp làm phương án tối ưu để nối điện trong phân xưởng.

Lựa chọn dây dẫn đến trạm biến áp của xưởng

Chọn dây dẫn đến trạm biến áp của xưởng là dây kép cáp lõi đồng

Ta có dòng điện chạy trên đường dây:

Mật độ dòng kinh tế ứng với T max = 4500(h) là 3,1 (A=mm 2 ) (Bảng 6.10 Trang 189

Vậy tiết diện dây cáp là :

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 23 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Chọn cáp vặn xoắn lõi đồng cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC của hãng FURUKAWA, mã hiệu XLPE.35 với thông số r0 = 0,524 (km), x0 = 0,13 (km) và Icp = 170 (A) Lưu ý rằng cáp được đặt trong rãnh (tham khảo bảng PL23 - Trang 300 [2]).

-Kiểm tra điều kiện phát nóng :

Ta có: k1:k2:Icp = 1:1:170 = 170(A) , Imax = Isc = 2:Ilvmax = 2:4; 13 = 8; 26(A)

) k1:k2:Icp Imax ( thỏa mãn điều kiện)

-Tổn thất điện áp trên đường dây

-Chi phí tổn thất điện năng hàng năm

C = 4A:4c = 23; 22:1500 = 34830 (đồng) -Vốn đầu tư đường dây(dây kép)

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 24 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Lựa chọn dây dẫn và đi dây trong phân xưởng

2.4.4.1 Phương án 1 Đặt tủ phân phối tại tâm phụ tải của phân xưởng Tủ động lực đặt tại tâm của các nhóm phụ tải

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 25 Đại học Điện Lực

+) Chọn cáp từ trạm biến áp đến tủ phân phối -

Dòng điện làm việc lớn nhất:

Dựa vào trị số dòng Ilvmax, chúng tôi đã lựa chọn dây cáp vặn xoắn lõi đồng cách điện XLPE với thông số F = 95(mm²), do hãng FURUKAWA (Nhật Bản) sản xuất Dây cáp này có đai thép và vỏ PVC, với các thông số r0 = 0,193 (km) và x0 = 0,112.

(Tra bảng PL23 [2]) Ta có : k1:k2:Icp = 1:1:305 > 238; 86 (A)(thỏa mãn )

-Tổn thất điện áp trên đường dây

-Chi phí tổn thất điện năng hàng năm

-Vốn đầu tư đường dây (dây kép)

+) Tính toán cho phần còn lại

Tương tự như trên ta có bảng thông số đường dây theo các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật :

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 26 Đại học Điện Lực Đoạn Công suất Dòng Tiết diện Điện trở dây P Q S I Ftc L r 0 x 0

(kW) (kVAr) (kVA) (A) (mm 2 ) (m) ( =km) ( =km)

Bảng 2.2: Bảng thông số đường dây phương án 1

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 27 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải Đoạn Hao tổn Chi phí dây U A v 0 10 6 V 10 6 C 10 3 Z 10 3

(V) (kWh/năm) (đ/km) (đ) (đ/năm) (đ/năm)

L pt10-pt20 0.48 59.05 61.12 0.69 88.57 244.36 pt15-pt14 0.27 42.37 69.76 0.58 63.56 194.15 TPP-T4 0.17 97.46 124.8 0.88 146.19 344.77 T4-21 0.23 34.95 69.76 0.28 52.42 115.21

Bảng 2.3: Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phương án 1

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 28 Đại học Điện Lực

Các tủ phân phối và tủ động lực đặt giống phương án 1 nhưng đi dây theo hình tia

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 29 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải Đoạn Công suất Dòng Tiết diện Điện trở dây P Q S I Ftc L r 0 x 0

(kW) (kVAr) (kVA) (A) (mm 2 ) (m) ( =km) ( =km)

Bảng 2.4: Bảng thông số đường dây phương án 2

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 30 Đại học Điện Lực Đoạn Hao tổn Chi phí dây U A v 0 10 6 V 10 6 C 10 3 Z 10 3

(V) (kWh/năm) (đ/km) (đ) (đ/năm) (đ/năm)

Bảng 2.5: Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phương án 2

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 31 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

2.4.4.3 Phương án 3 Đặt tủ phân phối ở sát tường, tủ động lực tại tâm phụ tải:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 32 Đại học Điện Lực Đoạn Công suất Dòng Tiết diện Điện trở dây P Q S I Ftc L r 0 x 0

(kW) (kVAr) (kVA) (A) (mm 2 ) (m) ( =km) ( =km)

Bảng 2.6: Bảng thông số đường dây phương án 3

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 33 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải Đoạn Hao tổn Chi phí dây U A v 0 10 6 V 10 6 C 10 3 Z 10 3

(V) (kWh/năm) (đ/km) (đ) (đ/năm) (đ/năm)

L pt10-pt20 0.48 59.05 61.12 0.69 88.57 244.36 pt15-pt14 0.27 42.37 69.76 0.58 63.56 194.15 TPP-T4 0.74 434.38 124.8 3.93 651.58 1536.66 T4-21 0.23 34.95 69.76 0.28 52.42 115.21

Bảng 2.7: Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phương án 3

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 34 Đại học Điện Lực

2.4.4.4 Phương án 4 Đặt tủ phân phối và tủ động lực ở sát tường :

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 35 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải Đoạn Công suất Dòng Tiết diện Điện trở dây P Q S I Ftc L r 0 x 0

(kW) (kVAr) (kVA) (A) (mm 2 ) (m) ( =km) ( =km)

Bảng 2.8: Bảng thông số đường dây phương án 4

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 36 Đại học Điện Lực Đoạn Hao tổn Chi phí dây U A v 0 10 6 V 10 6 C 10 3 Z 10 3

(V) (kWh/năm) (đ/km) (đ) (đ/năm) (đ/năm)

T2-7 0.10 6.59 45.72 0.14 9.88 40.33 pt7-pt8 0.16 20.12 61.12 0.23 30.18 81.67 TPP-T3 0.36 262.60 99.2 1.16 393.89 655.30 pt10-pt9 0.12 5.87

T3-20 0.29 36.03 61.12 0.42 54.04 149.10 pt15-pt14 0.25 39.93 69.76 0.55 59.89 182.95 TPP-T4 0.95 555.66 124.8 5.03 833.49 1965.67 pt22-pt21 0.34 53.12 69.76 0.42 79.69 175.12

T4-30 0.15 27.45 69.76 0.43 41.17 138.86 pt30-pt29 0.15 15.45 61.12 0.29 23.18 88.09 TPP-T5 1.16 841.48 153.6 8.50 1262.21 3175.46 pt24-pt23 0.57 132.07 69.76 0.47 198.10 303.58 T5-24 0.22 58.57 69.76 0.16 87.86 124.27 T5-27 0.10 43.28 124.8 0.39 64.91 152.08 pt27-pt26 0.32 31.74 61.12 0.85 47.61 239.04

Bảng 2.9: Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phương án 4

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 37 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Tổng kết và lựa chọn phương án tối ưu

2.4.5.1 Xét các chỉ tiêu kĩ thuật

-Tổn thất điện áp cho phép của phân xưởng

-Tổn thất điện áp lớn nhất của các phương án

2.4.5.2 Xét các chỉ tiêu kinh tế

So sánh độ lệch kinh tế giữa các phương án, nếu chênh lệch nhỏ hơn 5% thì được coi là tương đương về mặt kinh tế Dưới đây là bảng số liệu thống kê chi tiết.

Bảng 2.10: Bảng so sánh chỉLtiêu kinh tế - kĩ thuật của 4 phương án

Tất cả bốn phương án đều đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật, tuy nhiên, phương án 3 có tổng chi phí thấp nhất Do đó, phương án 3 được xem là phương án tối ưu và sẽ là lựa chọn duy nhất được xem xét trong các chương tiếp theo.

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 38 Đại học Điện Lực

Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong sơ đồ nối điện của phân xưởng

Tính toán chế độ ngắn mạch cho phân xưởng

Tính ngắn mạch cho phía cao áp

Sơ đồ nguyên lý phía cao áp của mạng điện :

Sơ đồ thay thế phía cao áp của mạng điện :

Các thông số của sơ đồ thay thế :

Tính ngắn mạch cho 1 nhánh đại diện phía hạ áp

Ta xét ngắn mạch trên đường dây từ nguồn tới phụ tải 2(Nguồn -TBA-TPP-TDL1-pt3-pt2) Các điểm ngắn mạch như trên hình vẽ

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lí của đường dây

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 40 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Hình 3.2: Sơ đồ thay thế đường dây

+) Các thông số của sơ đồ thay thế:

Quy đổi các phần tử cao áp về hạ áp :

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 41 Đại học Điện Lực

3.1.2.1 Tính ngắn mạch N2 Điện trở ngắn mạch tới điểm N2: q

Z N2 = (RD1 + RB) 2 + (XHT + XD1 + XB) 2 q

Dòng điện ngắn mạch 3 pha:

3.1.2.2 Tính ngắn mạch N3 L Điện trở ngắn mạch tới điểm N3

(RD1 + RB + RD2) 2 + (XHT + XD1 + XB + XD2) 2

Dòng điện ngắn mạch 3 pha:

Dòng điện xung kích: ixkN3 = kxk:p p

3.1.2.3 Tính ngắn mạch N4 Điện trở ngắn mạch tới điểm N4 q

Z N4 = (RD1 + RB + RD2 + DR3) 2 + (XHT + XD1 + XB + XD2 + XD3) 2

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 42 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Dòng điện xung kích: i xkN4 pha:

3.1.2.4 Tính ngắn mạch N5 Điện trở ngắn mạch tới điểm N5 q

Z N5 = (RD1 + RB + RD2 + RD3 + RD4) 2 + (XHT + XD1 + XB + XD2 + XD3 + XD4) 2 ) ZN5 = 35; 38:10 3 ( )

Dòng điện ngắn mạch 3 pha:

3.1.2.5 Tính ngắn mạch N6 Điện trở ngắn mạch tới điểm N6

(RD1 + RB + RD2 + RD3 + RD4 + RD5) 2 + (XHT + XD1 + XB + XD2 + XD3 + XD4 + XD5) 2 ) ZN6 = 36; 59:10 3 ( )

Dòng điện ngắn mạch 3 pha:

Dòng điện xung kích: p p i xkN6 = k xk : 2:I N6 = 1; 8: 2:6; 31 = 16; 07(kA)

Tính ngắn mạch cho toàn bộ phân xưởng

Cách làm tương tự như phần trên Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Ngắn mạch tại phía cao máy biến áp Điện trở ngắn mạch tới điểm N1:

Dòng điện ngắn mạch 3 pha:

Dòng điện xung kích: ixkN1 = kxk:p

3.1.3.1 Ngắn mạch tại thanh cái hạ áp máy biến áp q

Z N2 = (RD1 + RB) 2 + (XHT + XD1 + XB) 2 q

Dòng điện ngắn mạch 3 pha:

Dòng điện xung kích: ixkN2 = kxk:p

3.1.3.2 Ngắn mạch tại tủ phân phối

(RD1 + RB + RD2) 2 + (XHT + XD1 + XB + XD2) 2

Dòng điện ngắn mạch 3 pha:

Dòng điện xung kích: ixkN3 = kxk:p p

3.1.3.3 Ngắn mạch tại các tủ động lực và phụ tải

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 44 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải Đoạn dây R 3 X 3 L

Bảng 3.1: Thông số ngắn mạch tại các tủ động lực Đoạn dây R

Bảng 3.2: Thông số ngắn mạch tại N5 của các phụ tải nhóm 1 Đoạn dây R 5 X 5 L D5 R D5 X D5 R 6 X 6 Z N6 I (3) I (3)

Bảng 3.3: Thông số ngắn mạch tại N6 của các phụ tải nhóm 1 Đoạn dây R 4 X D4 L D4 R D4 X D4 R 5 X 5 Z N5 I N (3)

Bảng 3.4: Thông số ngắn mạch tại N5 của các phụ tải nhóm 2 Đoạn dây R 5 X 5 L

(m ) (m ) (m) (m ) (m ) (m ) (m ) (m ) (kA) (kA) pt 12-pt 13 14.63 17.27 3.20 10.66 0.29 25.29 17.56 30.78 7.50 19.10 pt6-pt7 24.05 17.39 1.25 6.25 0.11 30.30 17.50 34.99 6.60 16.80

Bảng 3.5: Thông số ngắn mạch tại N6 của các phụ tải nhóm 2

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 45 Đại học Điện Lực Đoạn dây R 4 X 4 L

Bảng 3.6: Thông số ngắn mạch tại N5 của các phụ tải nhóm 3 Đoạn dây R 5 X 5 L D5 R D5 X D5 R 6 X 6 Z N6 I N (3)

(m ) (m ) (m) (m ) (m ) (m ) (m ) (m ) (kA) (kA) pt10-pt20 30.72 17.90 7.08 23.58 0.64 54.30 18.54 57.37 4.03 10.25 pt15-pt14 26.72 17.79 5.20 9.52 0.57 36.24 18.36 40.62 5.69 14.47

Bảng 3.7: Thông số ngắn mạch tại N6 của các phụ tải nhóm 3 Đoạn dây R 4 X 4 L

Bảng 3.8: Thông số ngắn mạch tại N5 của các phụ tải nhóm 4 Đoạn dây R 5 X 5 L

(m ) (m ) (m) (m ) (m ) (m ) (m ) (m ) (kA) (kA) pt22-pt23 11.29 18.01 6.80 12.44 0.74 23.73 18.75 30.25 7.64 19.44 pt25-pt26 30.56 18.35 1.50 5.00 0.14 35.56 18.49 40.07 5.76 14.67 pt30-pt29 13.9 18.21 1.2 4.00 0.11 17.90 18.32 25.61 9.02 22.96

Bảng 3.9: Thông số ngắn mạch tại N6 của các phụ tải nhóm 4 Đoạn dây R 4 X 4 L

Bảng 3.10: Thông số ngắn mạch tại N5 của các phụ tải nhóm 5

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 46 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải Đoạn dây R 5 X 5 L

Bảng 3.11: Thông số ngắn mạch tại N6 của các phụ tải nhóm 5

Chọn thiết bị bảo vệ

Chọn thiết bị bảo vệ phía cao áp

Ta có thời gian cắt của bảo vệ tk=2,5 s

Chọn dao cách ly bảo vệ cho dây dẫn từ điểm đấu điện ( nguồn ) đến trạm biến áp Điều kiện chọn:

+)Dòng điện ngắn mạch xung kích cho phép:

I xkcp I xkN (3.3) Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

+) Với U đm.mạng = 22kV pS ttpx

Ta chọn 2 dao cách ly PBP-24/8000 với các thông số sau :

DCL Số lượng U đm (kV) I đm (A) Ixk(kA) I ôđ =s

Bảng 3.12: Bảng thông số dao cách ly

Khi xảy ra sự cố tại một nhánh của lưới điện, cần tách nhánh đó ra khỏi hệ thống Quá trình cắt nhánh có thể gây ra hồ quang điện, do đó, cần sử dụng máy cắt để thực hiện việc cắt và đồng thời dập tắt hồ quang.

Tiêu chuẩn chọn máy cắt :

+)Kiểm tra chế độ ổn định nhiệt:

+)Kiểm tra chế độ ổn định động : i mc I xk (3.7)

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 48 Đại học Điện Lực

: dòng ngắn mạch xác lập

- I ôđ : dòng ổn định nhiệt của máy cắt

- imc : dòng ổn định động của máy cắt

- Ixk : Giá trị hiệu dụng của xung kích

- tk : Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch

Chọn 2 máy cắt dầu BM-35 với các thông số:

Máy cắt Số lượng U đmMC I đmMC L i xk I ôđ (1s) I cắt Đơn giá (kV) (A) (kA) (kA) (kA) (.10 6 đ/bộ)

Bảng 3.13: Thông số máy cắt

+) Kiểm tra điều kiện ổn định động: ixkMC = 17; 3 Ixk = 14; 5(kA) (thỏa mãn)

+)Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: s 2; 5

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 49 Đại học Điện Lực

3.2.1.3 Chọn cầu chảy cao áp

Chọn cầu chảy bảo vệ cho dây dẫn nguồn đến TBA:

Cầu chảy được chọn theo điều kiện sau :

U đm.CC U đm.mạng (3.9) k qtsc :S

MBA 1; 4:180 +)Dòng điện định mức : I đm.CC Ilvmax = p

Chọn cầu chảy cao áp IIKT do Nga chế tạo :

Cầu chảy Số lượng U đm.CC I đm.CC I cắt Đơn giá

Bảng 3.14: Thông số cầu chảy dây dẫn Nguồn -TBA

Chọn thiết bị phía hạ áp

3.2.2.1 Chọn các thiết bị cho trạm biến áp a) Chọn thanh cái hạ áp của trạm biến áp

+) Thanh góp hạ áp của TBA được chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép

- Icp: dòng diện cho phép chạy qua thanh dẫn

- k1 : hệ số hiệu chỉnh (nếu thanh dẫn đặt đứng k1 = 1, đặt ngang k1 = 0; 95) chọn k1 0; 95

- k2 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, k2 = 1

Chọn thanh dẫn bằng đồng hình chữ nhật, có sơn kích thước (40x5) mm, mỗi pha đặt 1 thanh với Icp = 700(A)

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 50 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Thanh góp Kích thước I cp r 0 x 0 Đơn giá đồng (mm) (A) (m /m) (m /m) (.10 3 đ/kg)

Bảng 3.15: Thông số thanh cái hạ áp trạm biến áp

) k1:k2:Icp Icb (thỏa mãn) b) Chọn Aptomat bảo vệ cho TBA

Các aptomat tổng và aptomat phân đoạn được chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức :U đmAp U đm.mạng = 0; 38 (kV) k qtsc :S

MBA 1; 4:180 Dòng điện định mức:I đmAp Ilvmax = p U đm.mạng = p :0; 38 = 382:87(A)

Chọn Aptomat SA603-H do Nhật Bản chế tạo:

Bảng 3.16: Bảng thông số Aptomat bảo vệ TBA

I cắt = 85(kA) > ixkN2 = 34; 56(kA) (thỏa mãn)

3.2.2.2 Chọn các thiết bị cho tủ phân phối

Sau đây là sơ đồ mô tả cấu tạo về mặt nguyên lý của tủ phân phối

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 51 Đại học Điện Lực

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý của tủ phân phối a) Chọn thanh cái hạ áp cho tủ phân phối

Chọn thanh cái hạ áp giống như chọn thanh cái hạ áp của trạm biến áp

Chọn thanh dẫn bằng đồng hình chữ nhật, có sơn kích thước (40x5) mm, mỗi pha đặt 1 thanh với Icp = 700(A) X

Thanh góp Kích thước I cp x

Bảng 3.17: Thông số thanh cái hạ áp của tủ phân phối

S ttpx 314:43 > : ) k 1 :k 2 :I cp I cb (thỏa mãn) p 3U đm p 3 :0; 38 > ; b) Aptomat tổng cho tủ phân phối >

Aptomat tổng được chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức :U đmAp U đm.mạng = 0; 38 (kV)

Dòng điện định mức :I đmAp Ilvmax S ttpx 314:43

= 477:72 (A) p 3 :U đm = p 3:0; 38 Chọn Aptomat SA603-H do Nhật Bản chế tạo

(Bảng 31.pl-Trang 305 [2]) +) Kiểm tra:

I cắt = 85(kA) > IxkN3 = 33; 77(kA) (thỏa mãn)

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 52 Đại học Điện Lực

Aptomat U đmAp I đmAp I cắt Đơn giá SA603-H (V) (A) (kA) (.10 3 đ/bộ)

Bảng 3.18 trình bày thông số của Aptomat tổng bảo vệ tủ phân phối Việc chọn Aptomat nhánh cho tủ phân phối cần được thực hiện cẩn thận, với đầu ra gồm 5 đường dây kết nối đến các tử động lực nhóm 1, 2, 3, 4, 5 và 1 đường dây cho phụ tải chiếu sáng.

Phụ tải P tt (kW) Cos’tb S tt (kVA) I lv (A)

Bảng 3.19: Bảng thông số phụ X tải ở đầu ra tủ phân phối

Ta thấy nhóm 5 có dòng làm việc lớn nhất,vìEvậy ta sẽ chọn Aptomat cho các nhánh ra của tủ phân phối theo nhánh 5 Điều kiện chọn:

-Điện áp định mức : U đm 0; 38 kV

-Dòng điện định mức : I đm 120:028 (A)

Chọn Aptomat loại SA403H do Nhật Bản chế tạo có thông số như sau:

Aptomat Số U đm.Ap I đm.Ap I cắt Đơn giá SA403H lượng (V) (A) (kA) (.10 3 đ/bộ)

Bảng 3.20: Bảng thông số Aptomat nhánh ra của tủ phân phối

+) Kiểm tra độ tin cậy:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 53 Đại học Điện Lực

3.2.2.3 Chọn thiết bị cho các tủ động lực

Sau đây là sơ đồ mô tả cấu tạo về mặt nguyên lý của tủ động lực

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý của tủ động lực

Sau đây là bảng phụ tải của các tủ động lực các nhóm

Nhóm P tt (kW) cos A ’ T tb

S tt (kVA) Q tt (kVar) I lv (A)

Bảng 3.21: Bảng phụ tải tính toán của các nhóm

Nhóm 5 là nhóm có dòng làm việc lớn nhất, do đó chúng tôi sẽ sử dụng nhóm này làm đại diện để chọn và kiểm tra độ tin cậy của các thiết bị cho các tủ động lực Bước đầu tiên là lựa chọn thanh góp phù hợp cho các tủ động lực.

Thanh góp của TĐL được chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép k1:k2:Icp I tt.Nhómmax = Itt:n5 = 120:028(A)

Chọn thanh dẫn bằng đồng hình chữ nhật, có sơn kích thước (25 x 3) mm, mỗi pha đặt 1 thanh với Icp = 340(A)

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 54 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Thanh góp Kích thước I cp r 0 x 0 Đơn giá đồng (mm) (A) (m /m) (m /m) (.10 3 đ/kg)

Bảng 3.22: Thông số thanh góp hạ áp của tủ động lực

Vậy ta sẽ chọn 5 thanh góp có thông số như trên cho 5 tủ động lực b) Chọn Aptomat tổng cho tủ động lực

Ta chọn giống với Aptomat ở đầu ra của tủ phân phối,Aptomat EA103G

Aptomat Số L AUT đmAp I đm.Ap I cắt Đơn giá EA103G lượng (V) (A) (kA) (.10 3 đ/bộ)

Bảng 3.23: Bảng thông số Aptomat tổng bảo vệ tủ động lực

I cắt = 25 I xkN (3) = 22; 84(kA)(thỏa mãn) c ) Chọn Aptomat nhánh đến các phụ tải

Các aptomat của các phụ tải được chọn trong bảng sau:

Các aptomat trong bảng 31.pl-Trang 305 đều đáp ứng điều kiện cắt khi dòng Icắt lớn hơn dòng xung kích IxkN của các phụ tải.

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 55 Đại học Điện Lực Đoạn I lvmax Loại Thông số Aptomat Giá dây (A) Aptomat U đm (kV) I đm (A) I cắt (kA) 10 3 đ/bộ

T4-25 5.38 EA52G 0.38 30 5 350 pt22-pt23 33.02 EA103G 0.38 75 14 600 pt25-pt26 10.70 EA52G 0.38 30 5 350

Bảng 3.24: Bảng chọn loại Aptomat cho các phụ tải

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 56 Đại học Điện Lực

Tính toán bù , nâng cao hệ số công suất

Khái quát chung

Khi sử dụng điện, việc đảm bảo hiệu quả và giảm tổn thất điện năng là rất quan trọng Hệ số công suất cos' là một chỉ tiêu đánh giá tính hợp lý và tiết kiệm trong việc sử dụng điện Nâng cao hệ số công suất cos' là một chủ trương lâu dài nhằm tối ưu hóa hiệu quả trong quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng năng lượng điện.

Việc truyền tải điện năng lớn thường dẫn đến tổn thất đáng kể, vì vậy cần có các giải pháp hiệu quả nhằm giảm thiểu mức tổn thất này xuống mức tối thiểu.

Công suất tác dụng là đại lượng đặc trưng cho quá trình chuyển đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác như cơ năng, nhiệt năng và quang năng Lượng công suất này là cố định và phụ thuộc vào phụ tải, không thể thay đổi và phải được cung cấp từ nguồn năng lượng.

Công suất phản kháng không sinh công nhưng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra từ trường, giúp truyền năng lượng đến các động cơ Đặc biệt, công suất phản kháng không nhất thiết phải được cung cấp từ nguồn năng lượng.

Để giảm thiểu lượng công suất phản kháng truyền tải từ nguồn đến phụ tải, người ta đã phát triển phương pháp "bù công suất phản kháng".

Việc bù công suất phản kháng đưa lại hiệu quả là nâng cao được hệ số cos ’, việc nâng cao hệ số cos ’ sẽ đưa đến các hiệu quả:

- Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện

- Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện

- Nâng cao khả năng truyền tải năng lượng điện của mạng

- Tăng khả năng phát của các máy phát điện.

Các biện pháp nâng cao hệ số công suất

Biện pháp tự nhiên

Việc sử dụng hợp lý các thiết bị sẵn có là rất quan trọng, bao gồm tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm thời gian chạy không tải của động cơ Thay thế các động cơ thường xuyên hoạt động non tải bằng các động cơ có công suất phù hợp hơn cũng góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất.

Bù công suất phản kháng

Để giảm thiểu công suất phản kháng cần truyền tải trên đường dây, chúng ta sẽ lắp đặt các thiết bị bù gần các hộ tiêu dùng điện, cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu của phụ tải Dưới đây là một số thiết bị bù hiệu quả.

4.2.2.1 Tụ tĩnh điện Ưu điểm :

Nó không có phần quay nên vận hành quản lí đơn giản và không gây tiếng ồn

Giá thành của 1 kVA không phụ thuộc nhiều vào tổng chi phí, cho phép dễ dàng điều chỉnh các đại lượng bù tại các phụ tải khác nhau, từ đó giảm thiểu dung lượng tụ cần thiết tại từng phụ tải.

Tổn thất công suất tác dụng trên tụ bé (5/1000) kW/kVA

Tụ có thẻ ghép nối song song hoặc nối tiếp để đáp ứng với mọi dung lượng bù ở mọi cấp điện áp từ 0,4 – 750 kV

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 58 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Rất khó điều chỉnh trơn

Tụ điện phát ra công suất phản kháng mà không tiêu thụ nó, và rất nhạy cảm với điện áp đặt ở đầu cực Công suất phản kháng mà tụ phát ra tỷ lệ với bình phương điện áp này Nếu điện áp đầu cực tăng quá 10%, tụ có nguy cơ bị nổ.

Khi xảy ra sự cố lớn tụ rất dễ hỏng

4.2.2.2 Máy bù đồng bộ Ưu điểm :

Có thể điều chỉnh trơn công suất phản kháng

Có thể tiêu thụ bớt công suất phản khángXkhi hệ thống thừa công suất phản khángTE

Công suất phản kháng phát L ra A ở đầu cực tỉ lệ bậc nhất với điện áp đặt ở đầu cực (nên ít nhạy cảm)

Giá thành đắt, có phần quay nên gây tiếng ồn

Thường dùng với máy có dung lượng từ 5000 kVA trở lên

Tổn hao công suất tác dụng trên máy bù đồng bộ có thể lên tới 5% kW/kVA Máy chỉ hoạt động hiệu quả ở các cấp điện áp từ 10,5 kV trở xuống.

Máy này chỉ dặt ở phụ tải quan trọng và có dung lượng bù lớn từ 5000 kVA trở lên

Để nâng cao chất lượng điện năng và đáp ứng yêu cầu của bài toán, phương pháp bù điện bằng tụ điện tĩnh được lựa chọn.

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 59 Đại học Điện Lực

Tính toán bù công suất phản kháng

Xác định dung lượng bù 60 4.3.2 Đánh giá hiệu quả về mặt kinh tế của bù công suất phản kháng 63

Trong Chương II, chúng ta đã xác định hệ số công suất trung bình của toàn bộ phân xưởng là cos 'tbpx = 0,65 Để cải thiện hiệu suất, theo thiết kế, phân xưởng cần thực hiện bù công suất phản kháng nhằm nâng cao hệ số cos 'tbpx lên mức 0,9.

4.3.1.1 Chọn vị trí đặt tụ bù

Để giảm thiểu tổn thất điện áp và điện năng cho người dùng, việc lắp đặt các bộ tụ bù phân tán cho từng động cơ điện là phương pháp tối ưu Tuy nhiên, lắp đặt phân tán có thể không hiệu quả về mặt vốn đầu tư, lắp đặt và quản lý vận hành Do đó, việc lựa chọn giữa bù tập trung hay phân tán phụ thuộc vào cấu trúc hệ thống cung cấp điện Theo kinh nghiệm, nên lắp đặt thiết bị bù ở phía hạ áp của trạm biến áp tại tủ phân phối hoặc tủ động lực Vị trí lý tưởng để đặt tụ bù là tại các tủ động lực của phân xưởng, với giá thiết bị bù hạ áp không đáng kể so với giá tiền đơn vị.

(đồng/kVA) tổn thất điện năng qua máy biến áp.L A

4.3.1.2 Phân phối dung lượng bù

Dung lượng bù tổng của toàn phân xưởng

Dung lượng bù cần thiết cho phân xưởng được xác định theo công thức sau:

Qb = Ptt:(tan ’1 tan ’2) (4.1) Trong đó :

- Ptt : công suất tác dụng tính toán

- tan ’1 : chỉ số tan của góc ứng với hệ số công suất trước khi bù

- tan ’2 : chỉ số tan của góc ứng với hệ số công suất sau khi bù Áp dụng với phân xưởng ta có:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 60 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Vậy dung lượng bù cần thiết của phân xưởng là:

Dung lượng bù cho các tủ động lực

Công thức tính toán lượng bù cho các tủ động lực:

Trong đó Qbi: dung lượng bù của nhánh i

Qi: Công suất phản kháng của nhóm i

Qttpx:Công suất phản kháng tính toán toàn phân xưởng

Ri:Điện trở của nhánh i

R tđ : Điện trở tương đương toàn phân xưởng

+) Tính toán điện trở tương đương của các nhánh

-) Xét nhánh từ TPP-TĐL1-thiết bị

Tương tự với các nhóm còn lại ta có bảng sau:

Nhóm Điện trở tương đương (m )

5 11,43 Bảng 4.1: Bảng thông số điện trở của các nhóm

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 61 Đại học Điện Lực

+) Điện trở tương đương của mạng hạ áp:

Xác định dung lượng bù tối ưu cho nhánh 1

Xác định dung lượng bù tối ưu cho nhánh 2

Xác định dung lượng bù tối ưu cho nhánh 3

Xác định dung lượng bù tối ưu cho nhánh 4

Xác định dung lượng bù tối ưu cho nhánh 5

Từ số liệu trên ta chọn được các tụ bù cho 5 nhánh với thông số cho trong bảng sau

Vị trí đặt tụ Loại tụ Số lượng U đm Dung lượng Giá (V) (kVar) (10 6 đ)

Bảng 4.2: Bảng thông số tụ được chọn

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 62 Đại học Điện Lực

4.3.2 Đánh giá hiệu quả về mặt kinh tế của bù công suất phản kháng

+) Công suất biểu kiến của Nhóm 1 sau khi bù là:

SN1 = PN1 + jQN1 = 35; 59 + j10; 51(kV A) +) Tổn thất điện năng trên đoạn TPP – TĐL1 là:

+) Tổn thất điện năng trước khi bù là:

+) Lượng tổn thất điện năng tiết kiệm được do bù công suất phản kháng là:

+) Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm là:

+) Vốn đầu tư tụ bù là : E

V tụN1 = v 0tụ :Q b L= 49200:30 = 1; 476:10 6 (đồng) +)Chi phí quy đổi :

ZbN1 = (atc + avh):V tụN1 = (0; 125 + 0; 02):1; 476:10 6 = 214020 (đồng/năm)

4.3.2.2 Tính toán cho các nhóm còn lại

Ta có bảng kết quả tính toán sau

Nhánh P tt Q bù Q saubù L r 0 A trước A sau A C.10 3 V tụ Z b

(kW) (kVAR) (kVAR) (m) ( /km) (kWh) (kWh) (kWh) (đ/năm) (.10 6 đ) (.10 6 đ)

Bảng 4.3: Đánh giá hiệu quả bù của các nhóm phụ tải

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 63 Đại học Điện Lực

Ta có sơ đồ nguyên lí phân bố dung lượng bù như sau

Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lí phân bố dung lượng bù

4.3.2.3 Tính toán cho đoạn TBA-TPP

Công suất phản kháng của phân xưởng sau khi bù

+) Công suất biểu kiến của phân xưởng sau khi bù là:

+) Tổn thất điện năng trên đoạn TPP – TĐL1 là:

+) Tổn thất điện năng trước khi bù là:

+) Lượng tổn thất điện năng tiết kiệm được do bù công suất phản kháng là:

A = 214 115; 49 = 98; 51(kW h) +) Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm là:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 64 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

4.3.2.4 Tính toán cho đoạn từ Nguồn - TBA

Bỏ qua tổn thất công suất trong MBA

+) Tổn thất điện năng trên đoạn Nguồn - TBA là:

+) Tổn thất điện năng trước khi bù là:

+) Lượng tổn thất điện năng tiết kiệm được do bù công suất phản kháng là:

A = 23; 22 12; 53 = 10; 69(kW h) +) Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm là:

Tổng số tiền tiết kiệm được do đặt tụ bù hàng năm là :

Vậy việc đặt tụ bù mang lại hiệu quả về mặt kinh tế

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 65 Đại học Điện Lực

Sơ đồ chi tiết cung cấp điện cho phân xưởng Sơ đồ phía cao áp

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 66 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Sơ đồ cung cấp điện cho tủ phân phối:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 67 Đại học Điện Lực

Sơ đồ cung cấp điện cho tủ động lực 1:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 68 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Sơ đồ cung cấp điện cho tủ động lực 2:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 69 Đại học Điện Lực

Sơ đồ cung cấp điện cho tủ động lực 3:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 70 Đại học Điện Lực Đồ án cung cấp điện GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Sơ đồ cung cấp điện cho tủ động lực 4:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 71 Đại học Điện Lực

Sơ đồ cung cấp điện cho tủ động lực 5:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2 72 Đại học Điện Lực

[1] Giáo trình cung cấp điện

Tác giả : TS Ngô Hồng Quang-Nhà xuất bản giáo dục

[2] Hệ thống cung cấp điện

Tác giả : TS.Trần Quang Khánh -NXB Khoa học và kỹ thuật,2005

[3] Bảng giá máy biến áp THIBIDI

Ngày đăng: 22/11/2021, 08:57

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng - Đồ án môn cung cấp điện
Hình 1 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng (Trang 4)
Bảng 1.1: Bảng phân nhóm phụ tải - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 1.1 Bảng phân nhóm phụ tải (Trang 11)
Bảng 1.3: Bảng phụ tải tính toán của các nhóm - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 1.3 Bảng phụ tải tính toán của các nhóm (Trang 17)
Hình 2.2: Sơ đồ phân nhánh dạng cáp - Đồ án môn cung cấp điện
Hình 2.2 Sơ đồ phân nhánh dạng cáp (Trang 27)
Hình 2.3: Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây - Đồ án môn cung cấp điện
Hình 2.3 Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây (Trang 28)
Hình 2.5: Sơ đồ thanh dẫn - Đồ án môn cung cấp điện
Hình 2.5 Sơ đồ thanh dẫn (Trang 29)
Bảng 2.2: Bảng thông số đường dây phương á n1 - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 2.2 Bảng thông số đường dây phương á n1 (Trang 35)
Bảng 2.3: Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phương á n1 - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 2.3 Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phương á n1 (Trang 36)
Các tủ phân phối và tủ động lực đặt giống phương á n1 nhưng đi dây theo hình tia - Đồ án môn cung cấp điện
c tủ phân phối và tủ động lực đặt giống phương á n1 nhưng đi dây theo hình tia (Trang 37)
Bảng 2.4: Bảng thông số đường dây phương án 2 - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 2.4 Bảng thông số đường dây phương án 2 (Trang 38)
Bảng 2.5: Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phương án 2 - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 2.5 Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phương án 2 (Trang 39)
Bảng 2.6: Bảng thông số đường dây phương án 3 - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 2.6 Bảng thông số đường dây phương án 3 (Trang 41)
Bảng 2.7: Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phương án 3 - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 2.7 Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phương án 3 (Trang 42)
Bảng 2.8: Bảng thông số đường dây phương án 4 - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 2.8 Bảng thông số đường dây phương án 4 (Trang 44)
Bảng 2.9: Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phương án 4 - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 2.9 Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phương án 4 (Trang 45)
Bảng 2.10: Bảng so sánh chỉ L tiêu kinh tế - kĩ thuật của 4 phương án - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 2.10 Bảng so sánh chỉ L tiêu kinh tế - kĩ thuật của 4 phương án (Trang 46)
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lí của đường dây - Đồ án môn cung cấp điện
Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lí của đường dây (Trang 49)
Bảng 3.3: Thông số ngắn mạch tại N6 của các phụ tải nhóm 1 - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 3.3 Thông số ngắn mạch tại N6 của các phụ tải nhóm 1 (Trang 56)
Bảng 3.2: Thông số ngắn mạch tại N5 của các phụ tải nhóm 1 - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 3.2 Thông số ngắn mạch tại N5 của các phụ tải nhóm 1 (Trang 56)
3.2.1.2 Chọn máy cắt - Đồ án môn cung cấp điện
3.2.1.2 Chọn máy cắt (Trang 60)
(Bảng 25.pl-Trang 301 [2]) - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 25.pl Trang 301 [2]) (Trang 61)
(Bảng 31.pl-Trang 305 [2]) - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 31.pl Trang 305 [2]) (Trang 64)
Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý của tủ động lực - Đồ án môn cung cấp điện
Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý của tủ động lực (Trang 69)
Bảng 3.24: Bảng chọn loại Aptomat cho các phụ tải - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 3.24 Bảng chọn loại Aptomat cho các phụ tải (Trang 71)
Bảng 4.2: Bảng thông số tụ được chọn - Đồ án môn cung cấp điện
Bảng 4.2 Bảng thông số tụ được chọn (Trang 77)
Từ số liệu trên ta chọn được các tụ bù cho 5 nhánh với thông số cho trong bảng sau - Đồ án môn cung cấp điện
s ố liệu trên ta chọn được các tụ bù cho 5 nhánh với thông số cho trong bảng sau (Trang 77)
Ta có bảng kết quả tính toán sau - Đồ án môn cung cấp điện
a có bảng kết quả tính toán sau (Trang 79)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w