Việc chọn vị trí của trạm biến áp trong một xí nghiệp cân phải tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật. Muốn tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật cân phải sợ bộ xác định phương án cung cấp điện trong nội bộ xí nghiệp. Trên cơ sở các phương án đã được chấp thuận mới có thể tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn vị trí số lượng trạm biến áp trong xí nghiệp.
Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản:
An toàn và liên tục cấp điện.
Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới.
Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng.
Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ.
Bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan môi trường, có khả năng điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp,...
Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất
Vị trí trạm biến áp thường được đặt ở liền kề, bên ngoài hoặc ở bên trong phân xưởng. Trạm biến áp đặt ở bên ngoài phân xưởng, hay còn gọi là trạm độc lập, được dùng khi trạm cung cấp cho nhiều phân xưởng, khi cần tránh các nơi, bụi bặm có khí ăn mòn hoặc rung động; hoặc khi không tìm được vị trí thích hợp bên trong hoặc cạnh phân xưởng.
Trạm xây dựng liền kề được dùng phổ biến hơn cả vì tiết kiệm về xây dựng và ít ảnh hưởng tới các công trình khác.
Trạm xây dựng bên trong được dùng khi phân xưởng rộng có phụ tải lớn. Khi sử
dụng trạm này cần đảm bảo tốt điều kiện phòng nổ, phòng cháy cho trạm.
Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta chọn phương án. Xây dựng trạm biến áp liền kề với phân xưởng. Gần tâm phụ tải phía trái phân xưởng, khoảng cách từ trạm tới phân xưởng là L= 73,6 m.
Ta có 3 phương án để lắp đặt máy biến áp.
Phương án 1: 2 máy biến áp
Phương án 2: Trạm có 1 máy biến áp và 1 máy phát diesel dự phòng
Phương án 3: Trạm có 1 máy biến áp
Nhận xét:+ Vốn đầu tư ở phương án 2 lớn hơn ở hai phương án kia.
+ Tổn thất ở phương án 1 là lớn nhất .
+ Thiệt hại do mất điện ở phương án 3 là lớn nhất.
+ Phương án 1 có tổng chi phí quy đổi thấp hơn phương án 2 và 3.
+ Phương án 1 có độ tin cậy cung cấp điện cao hơn.
+ Mặt khác việc lựa chọn phương án dùng 2 máy biến áp còn có lợi là có thể cắt bớt một máy khi phụ tải quá nhỏ, điều đó tránh cho máy biến áp phải làm việc non tải, do đó giảm được tổn thất và nâng cao chất lượng điện. Với cách chọn máy biến áp như thế ở những năm cuối của chu kỳ thiết kế, máy có thể làm việc quá tải trong một khoảng thời gian nhất định mà không làm ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy.
Khi sự cố 1 máy, máy còn lại cho phép quá tải 40% liên tục 6 giờ trong một ngày, 5 ngày trong một tuần.
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
SddmB = 300 kVA
Vậy ta chọn phương án 1 với việc sử dụng 2 máy biến áp làm việc song song, mỗi máy có công suất S = 630 kVA.
4. Tính toán bù công suất phản kháng nâng cao
4.1. Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng
Công suất truyền tải và thông số đường dây ảnh hưởng chính tới tổn thất điện áp của lưới điện.
Trong khi vận hành phải đảm bảo sao cho sự thay đổi điện áp tại từng vị trí trên lưới so với định mức nằm trong phạm vi điện áp cho phép.
Trong lưới truyền tải điện, chúng ta sử dụng các thiết bị bù (Tụ bù ngang, tụ bù dọc, kháng bù ngang) nhằm mục đích cải thiện điện áp các nút, ngoài ra việc bù công suất còn có thêm ý nghĩa:
– Cải thiện tính ổn định của điện áp các nút – Tăng khả năng tải của đường dây
– Tăng độ dự trữ ổn định của hệ thống
– Giảm tổn thất hệ thống bằng việc phân bố lại công suất phản kháng trong hệ thống Đây chính là những nguyên lý của tụ bù
4.2. Tính toán bù công suất phản kháng để cos mong muốn sau khi bù đạt 0.9 Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động cơ không đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích thích … ở đây ta lựa chọn các bộ tụ tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ điện có ưu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng. không có phần quay như máy bù đồng bộ nên lắp ráp, bảo quản và vận hành dễ dàng. Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của các phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suât sử dụng cao và không phải bỏ vốn đầu tư ngay một lúc. Tuy nhiên, tụ điện cũng có một số nhược điểm nhất định. Trong thực tế với các nhà máy, xí nghiệp có công suất không thật lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suât.
Vị trí đặt các thiết bị bù ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả bù. Các bộ tụ điện bù có thể đặt ở THT, thanh cái cao áp, hạ áp của TBAPX, tại các tủ phân phối, tủ động lực hoặc tại đầu cực các phụ tải lớn. Để xác định chính xác vị trí và dung lượng đặt các thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng phương án đặt bù cho một hệ
thống cung cấp điện cụ thể. Song theo kinh nghiệm thực tế, trong trường hợp công suất và dung lượng bù công suất phản kháng của các nhà máy, thiết bị không thật lớn có thể phân bố dung lượng bù cần thiết đặt tại thanh cái hạ áp của TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư và thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành.
Tiến hành bù để nâng hệ số công suất lên cos2 = 9( tag2 = 0.48) Cos1 = 0.677 (1 = 1.08)
Qb = Pttpx (1 -2 ) = 490.5*( 1.08-0.48)= 294.3 kVar
Chọn tụ bù có công suất Q = 300 kVAr tại thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xưởng 4.3. Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng.
Trước khi bù:
Sau khi bù:
Lượng công suất tiết kiệm được sau khi bù:
Giá trị tiết kiệm được trên 1 đơn vị công suất bù:
5. Tính toán nối đất và chống sét
Nối đất là biện pháp an toàn trong hệ thống cung cấp điện. Đối với trạm biến áp phân phối, hệ thống nối đất có điện trở nối đất Rnd ≤4Ω.
Để nối đất cho trạm biến áp, ta sử dụng các điện cực nối đất chôn trực tiếp trong đất, các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực nối đất. Cụ thể
ở đây ta dự định nối đất với hệ thống nối đất bao gồm các cọc nối đất làm bằng thép góc L 90×90×6mm, dài 2,5m chôn sâu 0,8m. Các cọc chôn cách nhau 7.5m và được nối với nhau bằng các thanh thép nối có bề rộng 4cm tạo thành mạch vòng nối đất. Các thanh nối
được chôn sâu 0,8m.
Đất ở phân xưởng là đất mùa khô có Ωm
Kmùa của cọc chôn thẳng đứng ta lấy bằng 1.4 vì khi đo đất phân xưởng là mùa khô
Kmùa của thanh chôn nằm ngang ta lấy bằng 1.6 vì đất phân xưởng đo ở mùa khô Xét tỉ số :
nc = 0.76 và nt = 0.56 Ta chọn số cọc bằng 10 cái.
Rc =
= Rt =
= = 26.3 Ryc =
n ở đây là số cọc n= 10s
Ryc= Ω
Ryc = 3.4 Ω < 4Ω thỏa mãn điều kiện vậy điện trở hệ thống nối đất thỏa mãn.
Cọc và thanh nối được bố trí như sơ đồ sau đây:
6. Dự toán công trình
Dây cáp dẫn điện.
Đoạn dây F tc
mm2 L, m Tổng L,
m Giá 1 m( VND) Tổng giá (VNĐ)
A1-6 3 10 22 5,500 121,000
A2-17 3 12
A1-1 6 18
58 11,000 632,500
A1-5 6 8
A3-9 6 20
A4-25 6 12
A1-7 10 13
73 18,500 1,350,500
A1-8 10 10
A3-10 10 17
A4-29 10 15
A4-31 10 18
A4-28 16 12
78 28,600 2,230,800
A1-2 16 15
A1-12 16 2
A1-13 16 3
A2-18 16 20
A4-26 16 8
A4-30 16 18
A1-3 25 14
55 45,000 2,475,000
A1-4 25 2
A1-14 25 8
A2-21 25 10
A2-22 25 6
A3-11 25 15
A2-23 35 10
56 62,000 3,472,000
A3-15 35 13
A3-20 35 23
A4-23 35 1
A4-24 35 6
A4-27 35 3
A2-19 50 1 2 86,500 173,000
A3-A4 50 1
A1-A2 70 1
3 121,000 363,000
A3-16 70 2
A2 120 8
18 212,000 3,816,000
A4 120 10
14,633,800
Aptomat
Tủ Tên aptomat Số cực Idm (A) Giá ( VND )
Động lực 3VL6780-1SE36-0AA0 3 800 32,236,000
Chiếu sáng
Aptomat Schneider
EZ9F34320 3P 3 20 200,000
Làm mát Aptomat Schneider
EZ9F34320 3P 3 20 200,000
Tổng 32,636,000
Nhánh Tên aptomat Số cực Idm, A Giá (VND)
A2-A1 MCCB LS ABS203c 3 250 3,300,000
A2 3VL4740-1DC36-
0AA0 3 400 14,290,000
A4-A3 MCCB LS ABN203c 3 200 1,820,000
A4 3VL4740-1DC36-
0AA0 3 400 14,290,000
Tổng 33,700,000
Đoạn
dây Idm, A Số cực Loại aptomat Giá (VNĐ)
A1-1 20 3 SC68N 240,000
A1-2 100 3 LS ABN103c 665,000
A1-3 100 3 LS ABN103c 665,000
A1-4 100 3 LS ABN103c 665,000
A1-5 20 3 SC68N 240,000
A1-6 20 3 SC68N 240,000
A1-7 50 3 EZ9F34350 285,000
A1-8 50 3 EZ9F34350 285,000
A1-12 50 3 EZ9F34350 285,000
A1-13 100 3 LS ABN103c 665,000
A1-14 100 3 LS ABN103c 665,000
A2-17 20 3 SC68N 240,000
A2-18 50 3 EZ9F34350 285,000
A2-19 150 3 LS ABN203c 1,250,000
A2-23 100 3 LS ABN103c 665,000
A2-21 100 3 LS ABN103c 665,000
A2-22 150 3 LS ABN203c 1,250,000
A3-9 50 3 EZ9F34350 285,000
A3-10 50 3 EZ9F34350 285,000
A3-11 100 3 LS ABN103c 665,000
A3-15 50 3 EZ9F34350 285,000
A3-16 100 3 LS ABN103c 665,000
A3-20 50 3 EZ9F34350 285,000
A4-23 150 3 LS ABN203c 1,250,000
A4-24 150 3 LS ABN203c 1,250,000
A4-25 20 3 SC68N 240,000
A4-26 50 3 EZ9F34350 285,000
A4-27 150 3 LS ABN203c 1,250,000
A4-28 100 3 LS ABN103c 665,000
A4-29 50 3 EZ9F34350 285,000
A4-30 100 3 LS ABN103c 665,000
A4-31 50 3 EZ9F34350 285,000
Tổng 17,900,000
Tụ bù:
Trạm điện 3P, 630KVA - Tụ bù CS 300KVAR = 34.200.000 VNĐ
Nối đất bảo vệ:
10 Cọc tiếp địa đồng vàng dài 2.5m= 10*1.250.000đ = 12.500.000đ Thanh nối tiếp địa 15kg có giá 215.000đ/1kg = 3.225.000đ
Trạm biến áp:
2 máy biến áp 630kVA 22kV/0.4kV có giá là:
2*230.000.000=460.000.000đ
Tổng chi phí dự toán của công trình là:
Phần dự toán Giá (VNĐ) Dây cáp 14,633,800 Aptomat 84,236,000 Tụ bù 34,200,000 Nối đất 15,725,000 Biến áp 460,000,00
0 Công lắp đặt
(10%) 60,879,480 Tổng 669,674,28
0
7. Các bản vẽ
- Sơ đồ nguyên lý mạng điện toàn phân xưởng
- Sơ đồ đi dây mạng điện trên mặt bằng phân xưởng
- Sơ đồ nối đất
- Sơ đồ trạm biến áp
Mặt cắt A-A Mặt cắt B-B
B
A
-HẾT-