Tính toán phụ tải và thiết kế mạng lưới điện cao áp, hạ áp của một hệ thống điện
MỤC LỤC
Phụ tải tính toán phân xưởng SCCK a/ Phụ tải tính toán hiệu dụng
Kđt : hệ số đồng thời, xét khả năng phụ tải các phân xưởng không đồng thời cực đại. Có thể tạm lấy. Với ý nghĩa là khi số phân xưởng càng lớn thì kđt càng nhỏ. Phụ tải tính toán xác định theo các công thức trên dùng thiết kế mạng cao áp. c/ Phụ tải tính toán toàn phần của phân xưởng SCCK. II /XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG KHÁC 1) Phương pháp hệ số nhu cầu. Khi xí nghiệp đã có thiết kế nhà xưởng, chưa có thiết kế chi tiết, bố trí các máy móc, thiết bị trên mặt bằng. Lúc này mới chỉ biết công suất đặt nên ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tính phụ tải tính toán các phân xưởng. 2) Phụ tải tính toán động lực của mỗi phân xưởng Ptt = knc. tgφ Trong đó. Cosφ : hệ số công suất tính toán của mỗi phân xưởng, tra sổ tay từ cosφ → tgφ. 3) Phụ tải chiếu sáng của mỗi phân xưởng. a) Phụ tải tác dụng chiếu sáng của mỗi phân xưởng Pcs = 9% Stt. Pcs : phụ tải chiếu sáng tác dụng của mỗi phân xưởng, W Stt : phụ tải tính toán toàn phần của phân xưởng. b) Phụ tải chiếu sáng phản kháng của mỗi phân xưởng Qcs = Pcs. Nếu phân xưởng có động cơ → dùng đèn sợi đốt. Nếu phân xưởng không có động cơ → dùng đèn hùynh quang. 4 / Phụ tải tính toán toàn phần của mỗi phân xưởng a) Phụ tải tính toán tác dụng. c) Phụ tải tính toán toàn phần. Việc xác định biểu đồ phụ tải trên mặt bằng nhà máy có mục đích là để phân phối hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy, chọn các vị trí đặt máy biến áp sao cho đạt chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất.
THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP NHÀ MÁY
Số lượng các trạm BAPX
+ Trạm biến áp B1 chỉ cung cấp điện cho 1 phân xưởng nên công suất tính toán của trạn biến áp đó chính bằng công suất tính toán của phân xưởng được cung cấp. Trong đó các trạm BAPX có thể được lấy điện trực tiếp từ trạm PPTT ( hoặc trạm BATT ) hoặc các trạm BAPX ở xa có thể lấy điện liên thông qua các trạm ở gần. Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu trong các hộ tiêu thụ, thuận tiện và an toàn trong vận hành.
Sau khi lựa chọn sơ bộ một số phương án đi dây cao áp, ta phải tiến hành so sánh kinh tế, kỹ thuật giữa các phương án để chọn được phương án tối ưu. - Khi thiết kế các mạng điện thường giả thiết rằng hệ thong hoặc cá nguồn cung cấp có đủ công suất để cung cấp cho các phụ tỉa do đó coi như tần số được duy trì. Với xí nghiệp sử dụng cấp điện áp trung áp 22 kV và 10 kV, do đường dây ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, mặt khác thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax của xí nghiệp lớn nên ta lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế Jkt, A/cm2.
Itt : dòng điện chạy trên đường dây trong đó chế độ phụ tải cực đại, A Tiết diện được chọn là tiết diện tiêu chuẩn lớn hơn gần nhất với giá trị Ftt. Thường dây dẫn được chọn với tiết diện tối thiểu ứng với 1 cấp điện áp nào đó thì đã thoả mãn điều kiện về độ bền cơ nên ta k cần kiểm tra điều kiện này. Với đường dây từ trạm BATG về nhà máy ta sử dụng đường dây trên không, khu kiên hiệp xí nghiệp thuộc hộ loại 1 nên ta dùng dây lộ kép loại dây nhụm lừi thộp.
Chi phí cho tổn thất điện năng
Khu liên hiệp xí nghiệp thuộc loại quan trọng nên ta dung sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn cho trạm PPTT. Tại mỗi tuyến đường dây vào, ra khỏi thanh góp và liên lạc giữa 2 phân đoạn thanh góp đều dung 2 máy cắt hợp bộ. Vì có 1 đường dây trên không lộ kép từ trạm BATT về trạm BATT và có 4 lộ cáp kép đi từ thanh góp trạm PPTT vào các trạm BAPX do đó tổng các máy cắt hộ bộ trong sơ đồ phần cao áp nhà máy.
Chọn dùng các máy cắt hộ bộ của hãng SIMENTS, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì , loại 8DA10, hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tử có dòng định mức 2500A.
Chi phí cho tổn thất điện năng trong các trạm BAPX Tra sổ tay ta được thông số các trạm BAPX
Phương án 2 có số trạm BAPX, công suất các trạm và loại máy như phương án 1 nên vốn đầu tư cho các trạm BAPX của phương án 2 cũng giống như phương án 1. Phương án 2 có số trạm BAPX, công suất các trạm và loại máy như phương án 1 nên tổn thất điện năng cho các trạm BAPX của phương án 2 cũng giống như phương án 1. Tại trạm BATT ta đặt 2 MBATT, công suất mỗi máy được chọn và kiểm tra theo 2 điều kiện.
1/Chọn cáp cao áp từ trạm BATT về các trạm BAPX a/ Chọn cáp cao áp từ trạm PPTT đến trạm B1. Khu liên hiệp xí nghiệp thuộc laọi quan trọng nên ta chọn dùng sơ đồ 1 hệ thống thanh góp có phân đoạn cho trạm BATT. Tại mỗi tuyến đường dây vào, ra khỏi thanh góp và liên lạc giữa 2 phân đoạn thanh góp trạm BATT cũng như phía 35 kV ta cũng đều dùng máy cắt hợp bộ.
Tra sổ tay ta được giá thành các trạm BAPX Bảng tính gíá thành các trạm BAPX. Phương án 4 có số trạm BAPX, công suất các trạm và loại máy như phương án 3 nên vốn đầu tư cho các trạm BAPX của phương án 4 cũng giống như phương án 3. Phương án 4 có số trạm BAPX, công suất các trạm và loại máy như phương án 3 nên tổn thất điện năng cho các trạm BAPX của phương án 4 cũng giống như phương án 3.
VIII/ CHỌN PHƯƠNG ÁN
Vì ở đây ta chưa tiến hành chọn thiết bị bảo vệ cho cáp và chưa tính được dòng ngắn mạch ngay sau cáp nên việc chon cáp ở đây chỉ là chọn sơ bộ không cần kiểm tra điều kiện. Tại mỗi tuyến đường dây vào ra khỏi thanh góp và liên lạc giữa 2 phân đoạn thanh góp đều dùng máy cắt hợp bộ. Để bảo vệ chống sét chuyền từ đường dây vào trạm đặt chống sét van trên mỗi phân đoạn thanh góp.
Đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp 1 MBA đo lường 3 pha 5 trụ có quận tam giác hợp báo chạm đất 1 pha trên cáp 22 kV. Ta giả thiết rằng mỗi tủ aptomat nhánh cấp điện cho 2 lộ đường dây do đó trong mỗi tủ aptomat nhánh có 2 aptomat nhánh. + Các aptomat tổng sau BAPX và aptomat phân đoạn để dự trữ có thể chọn qua dòng BA trong chế độ quá tải sự cố.
Vì không biết cấu trúc của hệ thống điện, ta có thể tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn. Ta cần tính điểm ngắn mạch N0 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt , thanh góp và tính các điểm ngắn mạch Ni tại phía cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp , dao cách li và cầu chì của các trạm. SCdm : công suất cắt định mức của máy cắt đầu nguồn I : dòng cắt địng mức của máy cắt, kA.
CHƯƠNG III/ THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SCCK
Chọn aptomat đầu nguồn
Aptomát tổng đầu vào tủ phân phối chọn giống như aptomat Ađm loại N225E b/ 4 aptomat nhánh Anh cung cấp điện cho 4 tủ động lực. Dòng qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 1. Dòng qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 2.
Dòng qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 3. Dòng qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 4. Các cáp ở đây cũng được chọn và kiểm tra theo điều kiện như đoạn C1 từ trạm B1đến tủ phân phối , tuy nhiên không phải kiểm tra về ổn định nhiệt độ dòng ngắn mạch nhỏ.
Các tủ động lực cấp điện từ các tủ phân phối phân xưởng theo sơ đồ hình tia , tủ động lực được chọn do Liên Xô cũ chế tạo nhánh đầu vào đặt cầu dao –chì 250A , các nhánh đầu ra đặt vào cầu chì bảo vệ 100A. Iđm : dòng điện định mức của động cơ có dòng mở máy lớn nhất , A ksd : hệ số sử dụng của động cơ có dòng mở máy lớn nhất , A. + Sau khi chọn được Idc của cầu chì ta chọn Ivỏ lớn hơn Idc một số cấp dể khi cần chỉ cần thay dây chảy không cần thay vỏ.
