Đề tài Thiết kế hệ thống điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương

BÀI TẬP DÀI MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN ĐỀ TÀI: thiết kế hệ thống điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương Các nguyên tắc phân nhóm phụ tải : Các thiết bị cùng nhóm nên đặt gần nhau để giảm chiều dài mạng điện hạ áp nhờ vậy có thể giảm vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng. Chế độ làm việc của các thiết bị cùng nhóm nên giống nhau để việc xác định phương trình phụ tải được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm . Tổng công suất của nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy .số thiết bị trong một nhóm không nên quá nhiều bởi số đầu ra của tủ động lực thường ≤ (8 ÷12) . Thường thì rất khó để thoả mãn cả ba nguyên tắc trên do vậy nhiệm vụ của người thiết kế là phải lựa chọn phương án phân nhóm hợp lý nhất . Dựa trên ba nguyên tắc trên và sự phân bố về vị trí , công suất của các phụ tải ta có thể chia phân xưởng sửa chữa cơ khí thành 4 nhóm . sự phân chia thành các nhóm cho trong bảng 1.1 sau : 1. Bảng 1.1: phân nhóm phụ tải phân xưởng sửa chữa cơ khí . Nhóm I Stt Tên thiết bị Số lượng Công suất tác dụng /1máy Pđm(kw) Tổng công suất của nhóm máy Dòng điện Iđm ( A) 1. Máy mài tròn vạn năng . 1 2.8 2.8 7.09 2. Máy phay răng 1 4.5 4.5 11.39 3. Máy phay vạn năng 1 7 7 17.73 4. Máy tiện ren 1 8.1 8.1 20.51 5. Máy tiện ren 1 10 10 25.32 6. Máy tiện ren 1 14 14 35.45 7. Máy tiện ren . 1 4.5 4.5 11.39 8. Máy tiện ren. 1 10 10 25.32 9. Máy khoan đứng. 1 0.85 0.85 2.15 Tổng : 9 61.75 61.75 156.35 Nhóm II Stt 1. Khoan bàn . 1 0.65 0.65 1.64 2. Máy mài thô. 1 2.8 2.8 7.09 3. Máy khoan đứng. 1 2.8 2.8 7.09 4. Máy bào ngang. 1 4.5 4.5 11.39 5. Lò điện để luyện kim. 1 5 5 8.44 6. Lò điện để nấu chảy babit. 1 10 10 16.88 7. Lò điện để mạ thiếc. 1 3.5 3.5 5.91 8. Quạt lò đúc đồng. 1 1.5 1.5 3.25 9. Máy khoan bàn. 1 0. 65 0.65 1.64 10. Máy uốn các tấm mỏng. 1 1.7 1.7 4.3 11. Máy mài phá 1 2.8 2.8 7.09 12. Máy hàn điểm. 1 13 13 32.89 Tổng: 12 48.9 107.61 Nhóm III Stt 1. Máy tiện ren . 1 20 20 50.64 2. Bàn 1 0.85 0.85 2.15 3. Máy khoan bàn . 1 0.85 0.85 2.15 4. Bể dầu có tăng nhiệt . 1 2.5 2.5 4.22 5. Máy cạo . 1 1 1 2.53 6. Máy nén cắt liên hợp . 1 1.7 1.7 4.3 7. Máy mài phá . 1 2.8 2.8 7.09 8. Quạt lò rèn . 1 1.5 1.5 3.25 9. Máy khoan đứng. 1 0.85 0.85 2.15 Tổng : 9 32.05 78.48 Nhóm IV stt 1. Máy cưa kiểu đai . 1 1 1 2.53 2. Máy mài thô. 1 2.8 2.8 7.09 3. Bể ngâm dung dịch kiềm. 1 3 3 5.06 4. Bể ngâm nước nóng . 1 3 3 5.06 5. Máy cuốn dây. 1 1.2 1.2 3.04 6. máy cuốn dây. 1 1 1 2.53 7. Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt . 1 3 3 5.06 8. Tủ xây. 1 3 3 7,6 9. Máy khoan bàn . 1 0.65 0.65 1.64 10. Bể khử dầu mỡ . 1 3 3 5.06 11. chỉnh lưu sêlênium. 1 0.65 0.65 1.65 Tổng: 11 22.3 22.3 43,78 2. Xác định phụ tải tính toán các phụ tải: a, Tính cho nhóm I: Ptt1 = kmax.ksd.ΣPđm; ksd = 0,15 ; cos φ = 0,6; tg φ = 1,33; n1 = 5 ; n = 9 ; n* = = 0,555; P1 = 49,1 ( kW) ; P = 61,75 (kW) ; p* = = 0,795; n*hq = 0,75 ; nhq = 9.0,75 = 7 ; kmax = 2,48 ; Ptt1 = 2,48 . 0,15 .61,75 = 22,97 (kW); Qtt1= 22,97. 1,33 = 30,55 (kVAr) ; Stt1= = = 38,22 (kVA); Itt1 = = = 58,07 (A) ; Idn1 = Itt1 + Ikdmax – ksd.Iđmmax = 58,07 + 5.35,45 – 0,15.35,45 = 230(A); b, tính cho nhóm II: ksd = =0,44 ; cos φ = = 0,716; tg φ = 0,975 ; ta có = = 20 > 3 ; ksd = 0,44 > 0,2 ; nhq = = =7,52 ≈ 8 ; kmax = 1,5 ; ptt2 = 1,5.0,44.48,9 = 32,27(kW); Qtt2 = 32,27.0,975 = 31,46 (kVAr); Stt2 = = 45,07 (kVA); Itt2 = = 68,48 (A); Idn = Itt + Ikdmax –ksd.Iđmmax = 68,48 + 2.32,89 – 0,15.32,89 = 129,33(A); c, tính cho nhóm III: ksd = = 0,214 ; cos φ = = 0,628 ; tg φ = 1,24 ; = = 23,53 > 3 và ksd = 0,214 > 0,2 nhq = = = 3,2 ≈ 3 ; vì n = 9 > 3 ; nhq = 3 < 4 nên Ptt3 = Σkti.pi = 0,9 . 32,05 = 28,85 (kW); (các thiết bị có hệ số phụ tải kt = 0,92 ) ; Qtt3 = 28,85.1,24 = 35,77 (kVAr) ; Stt3 = = 45,95 (kVA); Itt3 = = 69,81 (A) ; Idn3 = 69,81 +5.50,64 – 0,15.50,64 = 315,41 (A); d,tính cho nhóm IV: ksd = = 0,45; cos φ = = 0,76; tg φ = 0,855; = = 4,16 > 3 do đó nhq = = = 14,9 ≈15 > 11 = n do đó ta phải dùng cách khác. n1 = 6 ; n = 11 ; n* = = 0,545 ; P1 = 17,8 (kW) ; P = 22,3 (kW); p* = = 0,8 ; n*hq = 0,75 ; nhq = 11.0,75 = 8,25 ≈ 8 ; kmax = 1,46; Ptt4 = 1,46.0,45.22,3 = 14,65(kW) ; Qtt4 = 14,65 .0,855 = 12,53(kVAr); Stt4 = = 19,28 (kVA); Itt4 = = 29,29 (A) ; Idn4 = 29,29 + 5.7,09 – 0,45.7,09 = 61,55(A) ; E,Tìm công suất chiếu sáng cho pxscck theo suất công suất trên một đơn vị diện tích , Diện tích phân xưởng sửa chữa cơ khí : F = 75.30 = 2250 m2, Suất phụ tải chiếu sáng : p0 = 15 W/m2; Pttcs = 15.2250 = 33750 (W) =33,75 (kW); Qttcs = Pttcs.tg φ = 0 (vì dùng đèn sợi đốt nên tg φ = 0 ) ; Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng: Ptt = kđt .ΣPtti = 0,9.(22,97 +32,27 + 28,85 + 14,65 ) = 88,87(kW); Qtt = kđt .ΣQtti = 0,9.(30,55+31,46 +35,77+12,53)= 99,28(kVAr); Phụ tải tính toán toàn phân xưởng : Pttpxscck = Ptt + Pcs = 88,87 + 33,75= 122,62 (kW) ; Qttpxscck = Qtt = 99,28 (kVAr) ; Sttpxscck = = 157,77 (kVA) ; Cos φ = = = 0,78 ; Ittpxscck = = = 239,71(A) ; Kết quả tính toán trên được cho trong bảng sau: 3, bảng 3.1 :phụ tải điện phân xưởng xửa chữa cơ khí. Tên nhóm và thiết bị . Số lượng Ký hiệu trên bản vẽ . Công suất đặt Po (kW) Iđm (A) Ksd Cos φ /tg φ Nhq Kmax Phụ tải tính toán Ptt Qtt Stt Itt nhómI Máy mài tròn vạn năng. 1 9 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33 Máy phay răng 1 10 4,5 11,4 0,15 0,6/1,33 Máy phay vạn năng 1 11 7 17,73 0,15 0,6/1,33 Máy tiện ren 1 12 8,1 20,51 0,15 0,6/1,33 Máy tiện ren 1 13 10 25,32 0,15 0,6/1,33 Máy tiện ren 1 14 14 35,45 0,15 0,6/1,33 Máy tiện ren . 1 15 4,5 11,39 0,15 0,6/1,33 Máy tiện ren. 1 16 10 25,32 0,15 0,6/1,33 Máy khoan đứng . 1 18 0,85 2,15 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm I 9 61,75 156,36 7 2,48 22,97 30,55 38,22 58,07 Nhóm II Khoan bàn . 1 3 0,65 1,64 0,15 0,6/1,33 Máy mài thô. 1 5 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33 Máy khoan đứng. 1 6 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33 Máy bào ngang. 1 7 4,5 11,39 0,15 0,6/1,33 Lò điện để luyện khuôn . 1 56 5 8,44 0,7 0,9/0,484 Lò điện để lấu chảy babit. 1 57 10 16,88 0 ,7 0,9/0,484 Lò điện để mạ thiếc. 1 58 3,5 5,91 0,7 0,9/0,484 Quạt lò đúc đồng. 1 60 1,5 3,25 0,6 0,7/1,02 Máy khoan bàn. 1 62 0, 65 1,64 0,15 0,6/1,33 Máy uốn các tấm mỏng. 1 64 1,7 4,3 0,15 0,6/1,33 Máy mài phá 1 65 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33 Máy hàn điểm. 1 66 13 32,89 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm II 12 48,9 107,61 8 1,5 32,27 31,46 45,07 68,48 Nhóm III Máy tiện ren . 1 17 20 50,64 0,15 0,6/1,33 Bàn 21 0,85 2,15 0,15 0,6/1,33 Máy khoan bàn . 1 22 0,85 2,15 0,15 0,6/1,33 Bể dầu có tăng nhiệt . 1 26 2,5 6,33 0,15 0,6/1,33 Máy cạo . 1 27 1 2,53 0,15 Máy nén cắt liên hợp . 1 31 1,7 4,3 0,15 0,6/1,33 Máy mài phá . 1 34 2,8 7,09 0,15 Quạt lò rèn . 1 36 1,5 3,8 0,15 0,6/1,33 Máy khoan đứng. 1 38 0,85 2,2 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm III 7 32,05 81,19 3, 28,85 33,77 45,95 69,81 nhómIV Máy cưa kiểu đai . 1 1 1 2,53 0,15 0,6/1,33 Máy mài thô. 1 30 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33 Bể ngâm dung dịch kiềm. 1 41 3 7, 6 0,7 0,9/0,484 Bể ngâm nước nóng . 1 42 3 7,6 0,7 0,9/0,484 Máy cuốn dây. 1 45 1,2 3,04 0,15 máy cuốn dây. 1 46 1 2,53 0,15 0,6/1,33 Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt . 1 47 3 7,6 0,7 0,9/0,484 Tủ xây. 1 48 3 7,6 0,15 Máy khoan bàn . 1 49 0,65 1,65 0,15 chỉnh lưu sêlênium. 1 50 0,65 1,65 0,15 Bể khử dầu mỡ . 1 55 3 7,6 0,6/1,33 Cộng theo nhóm IV 11 22,3 56,49 8 1,46 14,65 12,53 19,28 29,29 4, xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng còn lại: Ta dùng công thức : Ptt = knc .Pđặt . Qtt = Ptt . tg φ . Stt = . Itt = . A, xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí chính . knc = 0.6; cos φ = 0.7; tg φ = 1.02 ; Pđặt = 1200 (kW), Ptt = 0,6.1200 = 720 (kW); Qtt = 720.1,02 = 734,4 (kVAr) ; Stt = = 1028,5 (kVA); Itt = =1562,6 (A) =1,56 (kA); diện tích phân xưởng F = 7875 m2 ; suất phụ tải chiếu sáng của phân xưởng p0 = 15 W/ m2 ; Pcs = F.p0 = 7875.15 = 118125 (W) = 118,125(kW); Qcs = 0 (dùng đèn sợi đốt nên tg φ = 0 ); Công suất toàn phân xưởng: Ppxckc = 720 + 118,125 = 838,125(kW); Qpxckc = 734,4 (kVAr) ; Spxckc = = 1114,36(kVA); Itt = = 1693,1 (A) = 1,69(kA); B,xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng lắp ráp : knc = 0,4 ; cos φ = 0,6 ; tg φ = 1,33; Pđặt = 800 (kW); Ptt = 0,4.800 = 320 (kW); Qtt = 320.1,33 = 425,6 (kVAr); Diện tích phân xưởng lắp ráp F = 7224 m2 ; suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15 w/m2 ; Pcs =7224.15 =108360 (w) = 108,36 (kW); Qcs = 0 ; phụ tải toàn phân xưởng : Ppxlr = 320 + 108,36 = 428,36(kW) ; Qpxlr = 425,6 (kVAr); Spxlr = =603,84(kVAr); Itt = = 826,83 (A) = 0,8268 (kA); C, xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng rèn : knc = 0,6 ; cos φ = 0,7 ; tg φ = 1,02 ; Pđặt = 600 (kW) ; Ptt = 0,6.600 =360(kW) ; Qtt = 360.1,02 = 367,2 (kVAr); Stt = = 514,2 (kVA); Diện tích phân xưởng rèn F = 3000 m2 ; Suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15W/m2 ; Phụ tải chiếu sáng : Pcs =3000.15 = 45000 (W) = 45 (kW) , Qcs = 0 ; Phụ tải toàn phân xưởng : Ppxr = 360 +45 = 405 (kW); Qpxr = 367,2 (kVAr); Spxr ==546,68(kVA); Itt = =830,59 (A) = 0,83(kA); D,xác định phụ tải phân xưởng đúc : knc = 0,7 ; cos φ = 0,8 ;tg φ = 0,75 ; Pđặt = 400 (kW); Ptt = 0,7.400 = 280 (kW) ; Qtt = 280.0,75 = 210 (kVAr); Stt = = 350 (kVA) ; diện tích phân xưởng đúc F = 2250 m2; suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15 W/m2 ; Pcs = 2250.15 = 33750 (W) = 33,75 (kW) ; Qcs = 0 ; phụ tải toàn phân xưởng : Ppxd = 280 +33,75 = 313,75(kW); Qpxd = 210 (kVAr); Spxd = = 377,54 (kVA); Itt = = 573,61 (A) = 0,573 (kA); E, xác định phụ tải cho bộ phận nén ép : knc = 0,6 ; cos φ = 0,7 ; tg φ = 1,02; Pđặt = 450 (kW) ; Ptt = 0,6.450 = 270 (kW); Qtt = 1,02.270 = 275,4 (kVAr); Stt = = 385,7 (kVA); diện tích của bộ phận nén ép F = 2100m2 ; suất phụ tải chiếu sáng của bộ phận nén ép p0 = 15 W/m2 ; phụ tải chiếu sáng Pcs = 2100.15 = 31500 (W) = 31,5 (kW) ; Qcs = 0 ; Phụ tải toàn bộ phận nén ép Pbpn = 270 +31,5 = 301,5 (kW); Qbpn = 275,4 (kVAr); Sbpn = = 408,35 (kVA); Itt = = 620,42 (A) = 0,62 (kA); F, phân xưởng kết cấu kim loại : knc = 0,6 ; cos φ = 0,7 ; tg φ = 1,02 ; Pđặt = 230 (kW) ; Ptt = 0,6.230 = 138 ( kW) ; Qtt = 138.1,02 = 140,76 (kVAr); Diện tích phân xưởng kết cấu kim loại : F = 4500 m2 ; suất chiếu sáng p0 = 15 (W/m2); Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng kết cấu kim loại : Pcs = 4500.15 = 67500 (W) = 67,5 (kW) ; Qcs = 0 ; Phụ tải tính toán toàn phân xưởng kết cấu kim loại : Pppkckl = 138 + 67,5 = 205,5 (kW) ; Qppkckl = 140,76 (kVAr) ; Sppkckl = = 249,08 (kVA); Itt = = 378,44 (A); G,xác định phụ tải tính toán cho văn phòng và phòng thiết kế : knc = 0,7 ; cos φ = 0,8 ; tg φ = 0,75 ; Pđặt = 80 (kW) ; Ptt = 0,7.80 = 56 (kW) ; Qtt= 56.0,75 = 42 (kVAr) ; Diện tích của văn phòng và thiết kế F = 3300 m2; Suất chiếu sáng p0 = 15 (W/m2); Phụ tải chiếu sáng : Pcs = 3300.15 = 49500 (W) = 49,5 (kW) ; Qcs = 0; Phụ tải tính toán cho văn phòng và thiết kế : Pvpvptk = 56 + 49,5 = 105,5 (kW) ; Qvpvptk = 42 (kVAr); Svpvptk = = 113,55(kVA); Itt = =172,52 (A); H,xác định phụ tải tính toán cho trạm bơm : knc = 0,7; cos φ = 0,8 ; tg φ = 0,75 ; Pđặt = 130 (kW) ; Ptt = 0,7.130 = 91(kW); Qtt = 91.0,75 = 68,25 (kVAr); Diện tích của trạm bơm F = 1050 m2; Suất chiếu sáng của trạm bơm p0 = 12 (W/m2); Phụ tải chiếu sáng của trạm bơm : Pcs = 1050.12 = 12600(W) = 12,6 (kW) ; Qcs = 0 ; Phụ tải tính toán của trạm bơm : Ptb = 91 +12,6 = 103,6 (kW); Qtb = 68,25 (kVAr); Stb = = 124,06 (kVA); Itt = = 188,49 (A); Ta có bảng tổng kết phụ tải tính toán của các phân xưởng toàn nhà máy : Bảng 4.1 : phụ tải tính toán các phân xưởng : Tên phân xưởng . Pđ (kW) knc Cos φ P0 (W/m2) Pđl (kW) Pcs (kW) Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA) Phân xưởng sửa chữa cơ khí 15 88,87 33,75 122,62 99,28 157,77 Phân xưởng cơ khí chính 1200 0,6 0,7 15 720 118,125 838,125 734,4 1114,36 Phân xưởng lắp ráp 800 0,4 0,6 15 320 108,36 428,36 425,6 603,84 Phân xưởng rèn 600 0,6 0,7 15 360 45 405 367,2 546,68 Phân xưởng đúc 400 0,7 0,8 15 280 33,75 313,75 210 377,54 Bộ phận nén ép 450 0,6 0,7 15 270 31,5 301,5 275,4 408,35 Phân xưởng kết cấu kim loại 230 0,6 0,7 15 138 67,5 205,5 140,76 249,08 Văn phòng và phòng thiết kế 80 0,7 0,8 15 56 49,5 105,5 42 113,55 Trạm bơm 130 0,7 0,8 12 91 12,6 103,6 68,25 124,06 5,xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy : Phụ tải tính toán tác dụng của nhà máy : Pttnm = kđt. ΣPtti = 0,8.(122,62+838,125+428,36+405+313,75+301,5+205,5+105,5+103,6) = 2259,164 (kW); Phụ tải tính toán phản kháng : Qttnm = kđt. ΣQtti = 0,8 .(99,28+734,4+425,6+367,2+210+275,4+140,76+42+68,25) = 1890,344 (kVAr); Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy : Sttnm = = 2945,71 (kVA); Hệ số công suất của nhà máy : Cos φnm = = 0,77 ; 6, xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải : Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị nhỏ nhất min Trong đó : Pi và li – công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải . Để xác định tâm phụ tải ta sử dụng công thức : Xo =  ; Yo =  ; Zo =  ; Trong đó : Xo ,Yo, Zo – toạ độ của tâm phụ tải điện . Xi, Yi,Zi – toạ độ của phụ tải thứ i . Si – công suất của phụ tải thứ i. Trên thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z . tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối ,tủ phân phối ,tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới . Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng ,có tâm trùng với tâm của phụ tải điện , có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỷ lệ xích nào đó tuỳ chọn . để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng ,ta coi phụ tải của các phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt bằng . Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức : Ri =  ; trong đó m là tỷ lệ xích , ở đây chọn m = 1 kVA/ mm2 ; góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo biểu thức : αcs =  ; kết quả tính toán Ri và αcs được cho trong bảng sau : Bảng6.1: Ri và αcs của các phân xưởng : STT Tên phân xưởng. Pcs (kW) Ptt (kW) Stt (kVA) Tâm phụ tải R (mm) αcs(o) X(mm) Y(mm) 1 Phân xưởng cơ khí chính 118,12 838,12 1114,36 37 27 18,8 38 2 Phân xưởng lắp ráp 108,36 428,36 603,84 35 75 13,86 64,6 3 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 33,75 122,62 157,77 62 20 7,09 77 4 Phân xưởng rèn 45 405 546,68 62 40 13,19 29,63 5 Phân xưởng đúc 33,75 313,75 377,54 60 66 10,96 32,18 6 Bộ phận nén ép 31,5 301,5 408,35 60 84 11,4 27,77 7 Phân xưởng kết cấu kim loại 67,5 205,5 249,08 87 27 8,9 97,56 8 Văn phòng và phòng thiết kế 49,5 105,5 113,55 87 75 6,01 156,94 9 Trạm bơm 12,6 103,6 124,06 19 79 6,28 36,56 Hình 1: biểu đồ phụ tải của nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương. y 85 30 79 19 75 35 84 60 66 62 37 27 x 40 20 x 89 7, Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy : Cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện từ hệ thống về nhà máy xác định theo biểu thức kinh nghiệm U = 4,34 (l :khoảng cách từ nguồn điện đến nhà máy P:công suất tác dụng tính toán của nhà máy.) U = 4,34=31,038(kV); Ta chọn cấp điện áp 35 kV ; Dựa vào vị trí , công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng ta có thể đưa ra các phương án cung cấp điện : 7.1 :phương án về các trạm biến áp phân xưởng : Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn trên các nguyên tắc sau : 1.vị trí đặt TBA phải thoả mãn các yêu cầu : gần tâm phụ tải ; thuận tiện cho việc vận chuyển , lắp đặt ,vận hành ,sửa chữa máy biến áp (MBA) ;an toàn và kinh tế. 2.Số lượng MBA đặt trong các TBA được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải ;điều kiện vận chuyển và lắp đặt ;chế độ làm việc của phụ tải .trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt 1 MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành ,song độ tin cậy cung cấp điện không cao .các TBA cung cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt 2 MBA , hộ loại III chỉ cần đặt 1 MBA . 3.dung lượng các MBA được chọn theo 2 điều kiện : n.khc.SđmB ≥ Stt. Theo chế độ sự cố một máy biến áp (trong trạm có nhiều hơn 1MBA) (n- 1).kqt.SđmB ≥ Sttsc. Trong đó : n – số máy biến áp có trong TBA. khc – hệ số hiêụ chỉnh máy biến áp ,ở đây ta chọn máy biến áp sản xuất tại Việt Nam nên khc = 1; SđmB – công suất định mức của máy biến áp . Stt – công suất tính toán của phụ tải mà MBA sẽ cung cấp điện. kqt – hệ số quá tải ,ở đây ta chọn kqt = 1.4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm ,thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6 h ,trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,93; Sttsc – công suất tính toán khi xảy ra sự cố .Sttsc = 0,7 Stt, a,phương án I :đặt4 TBA trong đó : Øtrạm biến áp I cung cấp điện cho các phân xưởng (1): n.khc.SđmB ≥ Stt =1114,36 (kVA); SđmB ≥ = = 557,18 (kVA), (1 trạm đặt 2 MBA,dùng các MBA do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo) ta chọn loại có Sđm = 560 kVA do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo , Theo điều kiện sự cố : SđmB ≥ ở đây Sttsc = 0,7Stt = 0,7.1114,36 = 780,052 kVA; kqt = 1,4; SđmB ≥ = 557,18 (kVA) ;như vậy chọn Sđm =560 kVA là hợp lý ; Øtrạm biến áp II cung cấp điện cho các phân xưởng (3,7,8): n.khc.SđmB ≥ Stt = (157,77+249,08+113,55) = 520,4 kVA; SđmB ≥ =260,2 kVA; Chọn loại có dung lượng Sđm = 360kVA; do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo Theo điều kiện sự cố : Sttsc = 0,7.(520,4-157,77)= 253,841 kVA; (phân xưởng sửa chữa cơ khí là phụ tải loại 3 nên khi sự cố xảy ra có thể ngừng cung cấp điện ) SđmB ≥ = 181,315kVA; Như vậy ta chọn Sđm = 320kVA là hợp lý ; Øtrạm biến áp III cung cấp điện cho nhóm phụ tải (4,5,9): n.khc.SđmB ≥ Stt = (546,68+377,54+124,06) = 1048,28 kVA; SđmB ≥ = 524,14 kVA; Ta chọn máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 560 kVA; Theo điều kiện sự cố : Sttsc = 0 ,7.1048,28 = 733,796 kVA; SđmB ≥ = 524,14 kVA; Như vậy ta chọn máy có Sđm = 560 kVA là hợp lý ; Øtrạm biến áp IV cung cấp điện cho nhóm phân xưởng(2,6) : n.khc.SđmB ≥ Stt = (603,84+408,35) = 1012,19 kVA; SđmB ≥ = 506,095 kVA; Ta chọn máy biến áp do ; Theo điều kiện sự cố : Sttsc = 0,7.1012,19 = 708,533 kVA; SđmB ≥ = 506,095 kVA; Như vậy ta chọn máy có Sđm = 560 kVA là hợp lý ; b,phương án II đặt 4TBA trong đó : Øtrạm biến áp I cung cấp điện cho các phụ tải (1) : phụ tải 1 là các phụ tải loại 1 do vậy ta dùng trạm có 2 máy biến áp , n.khc.SđmB ≥ Stt = 1114,36kVA, SđmB ≥ =557,18 kVA; Ta chọn loại máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 560 ;Theo điều kiện sự cố : Sttsc = 0,7.1114,36 = 780,052 kVA; SđmB ≥ = 557,18 kVA Như vậy ta chọn Sđm = 560 kVA là hợp lý ; Øtrạm biến áp II cung cấp điện cho các phụ tải (2,5,9) trong trạm đặt hai máy biến áp n.khc. SđmB ≥ Stt = (603,84+377,54+124,06 ) = 1105,44 kVA;(n = 2; khc = 1); SđmB ≥ = 552,72 kVA; Ta chọn loại máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 560 ; Theo điều kiện sự cố : Sttsc = 0,7.1105,44 = 773,808 kVA; SđmB ≥ = 552,72 kVA; Như vậy ta chọn máy biến áp có dung lượng Sđm = 560kVA là hợp lý ; Øtrạm biến áp III cung cấp điện cho các phân xưởng (3,4,7); Trạm biến áp đặt 2 máy biến áp ; n.khc.SđmB ≥ Stt = (157,77+546,68+249,08) = 953,53 kVA ; SđmB ≥ = 476,765 kVA ; Ta chọn máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 560 ; Theo điều kiện sự cố khi một máy biến áp bị hỏng tổng tải dồn vào máy còn lại : Sttsc = 0,7.(953,53-157,77) = 557,032kVA ; SđmB ≥ = 397,88 kVA ; Như vậy ta chọn máy biến áp dung lượng Sđm = 560 kVA là hợp lý ; Øtrạm biến áp IV cung cấp điện cho các phân xưởng (6,8) : Trạm biến áp đặt 2 máy biến áp ; n.khc.SđmB ≥ Stt = (408,35+113,55) = 521,9 kVA ; SđmB ≥ = 260,95 kVA ; Ta chọn máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 320 kVA Theo điều kiện sự cố : Sttsc = 0,7.521,9 = 365,33 kVA  SđmB ≥ = 260,95 kVA ; Như vậy ta chọn Sđm = 320 kVA là hợp lý ; 7,2,xác định vị trí các trạm biến áp phân xưởng : Ta có thể đặt các trạm biến áp phân xưởng tại tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện : A, cho phương án I : Øtâm phụ tải của phân xưởng 1: X01 = 37 mm; Y01=27 mm ; Trạm biến áp I (B1) đặt tại vị trí (37 ; 27); Øtâm phụ tải của nhóm phân xưởng(3,7,8) : X02= = = 78,9 mm ; Y02 = = = 36,8 mm ; Trạm biến áp II (B2) đặt tại vị trí (78,9 ; 36,8 ) ; Øtâm phụ tải của nhóm phân xưởng (4,5,9): X03 = = =55,1 mm; Y03 = = = 54 mm; Trạm biến áp III (B3)đặt tại vị trí (55,1 ; 54) ; Øtâm phụ tải của nhóm phụ tải (2,6) : X04 = = = 45 mm ; Y04 = = = 78,63 mm ; Trạm biến áp IV(B4) đặt tại vị trí (45 ; 78,63) ; B,cho phương án II : Øtâm phụ tải của phân xưởng 1 : X01 = 37 mm ; Y01 =27 mm ; Trạm biến áp I (B1) đặt tại vị trí ( 37; 27 ); Øtâm phụ tải của nhóm phân xưởng (2,5,9) : X02 = = =41,7 mm; Y02 = == 72,4 mm; Trạm biến áp II (B2) đặt tại vị trí (41,7 ; 72,4) ; Øtâm phụ tải của nhóm phụ tải (3,4,7) : X03 = == 68 mm ; Y03 = = =34 mm ; Trạm biến áp III (B3) đặt tại vị trí (68 ; 34) ; Øtâm phụ tải của nhóm phụ tải (6,8) : X04 = = = 66,3 mm ; Y04 = == 82 mm ; Trạm biến áp IV (B4) đặt tại vị trí (66,3 ; 82) ; Bảng 7.1: kết quả xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng : Phương án Tên trạm vị trí đặt X0 (mm) Y0(mm) Phương án I B1 B2 B3 B4 37,27 78,9 55,1 45 27 36,8 54 78,63 Phương án II B1 B2 B3 B4 37 41,7 68 66,3 27 72,4 34 82 7,3 :phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng : Ta dùng4 phương án phương án để đưa điện từ nguồn về nhà máy ,2phương án dùng trạm biến áp trung gian cung cấp điện cho 2 phương án trạm biến áp phân xưởng , 2 phương án dùng trạm phân phối trung tâm cung cấp điện cho 2 phương án trạm biến áp phân xưởng ; Vì nhà máy là phụ tải là loại 1 nên trạm biến áp trung gian đặt 2 máy ; n,khc,SđmB ≥ Sttnm = 2945,71 kVA; SđmB ≥ = 1472,86 kVA; Ta chọn máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐÔNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 1500 kVA theo đơn đặt hàng ; Kiểm tra lại theo điều kiện sự cố : Sttsc = 0,7.2945,71 = 2062 kVA; SđmB = = 1472,86 kVA; Như vậy ta chọn như vậy là hợp lý ; Øxác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian (của nhà máy ) , trạm phân phối trung tâm: X0 = ; trong đó Si là công suất toàn phần của phân xưởng thứ i ; xi là toạ độ của phân xưởng thứ i , X0 = = = 50,63 mm; Y0 = = = 49,97 mm; vị trí tốt nhất để đặt TBATG hoặc TBATG có toạ độ (57 ; 44) theo vị trí nhà xưởng ; A, phương án 1 : Dùng trạm biến áp trung gian hạ áp từ cấp điện áp từ 35kV xuống còn 10 kV cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng ; Øchọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp : Hình 2: sơ đồ phương án 1 : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 B1 B2 B4 Từ hệ thống điện B3 TBATG Chọn máy biến áp phân xưởng : Trên cơ sở kết quả chọn công suất máy biến áp trong các trạm ở phần trên ta có bảng chọn máy biến áp một cách chi tiết sau : Bảng 7.2 : kết quả chọn máy biến áp tại các TBA trong phương án 1 ; Tên TBA Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) ΔPo (kW) ΔPN (kW) Un (%) Io (%) Số máy đơn giá (106Đ) Thành tiền (106Đ) TBATG 1500 35/10 6,6 20 6,5 5 2 105 210 B1 560 10/0,4 2,5 9,4 5,5 6,0 2 75 150 B2 320 10/0,4 1,9 6,2 5,5 7 2 50 100 B3 560 10/0,4 2,5 9,4 5,5 6,0 2 75 150 B4 560 10/0,4 2,5 9,4 5,5 6,0 2 75 150 Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp : KB = 760,106 Đồng Các máy biến áp đều do công ty thiết bị điện ĐÔNG ANH chế tạo nên không cần phải hiệu chỉnh nhiệt độ; Øxác định tổn thất điện năng ΔA trong các TBA: Để tính tổn thất trong các trạm biến áp ta sử dụng công thức ΔA = n.ΔPo.To + .ΔPN.()2.τ; Trong đó : n: số máy biến áp trong trạm làm việc song song ; ΔPo ,ΔPN : là tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp ; To : thời gian vận hành trong 1 năm = 8760 h ; τ: thời gian tổn thất công suất cực đại ,đối với nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương làm việc 3 ca Tmax = 5500h do đó : τ = (0,124+)2.8760 = 3979,5h; Stt,SđmB :là công suất tính toán của TBA, công suất định mức của máy biến áp làm việc trong trạm; Kết quả tính toán ghi trong bảng sau: Bảng 7.3: kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 1; Tên TBA Số máy Stttba (kVA) SđmB (kVA) ΔPo (kW) ΔPN (kW) ΔA (kWh) TBATG 2 2945,71 1500 6,6 20 269102,9 B1 2