ĐẶT VẤN ĐỀ: Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kr thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thta mãn các yêu cầu cơ bản sau: - Đảm bảo các chỉ tiêu kr thuật – kinh tế. - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. - Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành.
- An toàn cho người và thiết bị. - D dàng phát triển để đáp ng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải trong tương lai. Trình tự tính toán thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các bước: - Vạch phương án cung cấp điện. - Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến ápvà lựa chọn tiết diện các đường dây cho các phương án.
- Tính toán kinh tế kr thuật để lựa chọn được phương án hợp lý Thiết kế chi tiết cho phương án đã vạch ra. VẠCH RA CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN: 2.1, Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp của nhà máy: Cấp điện áp vận hành của nguồn điện của mạng cao áp của nhà máy chính là cấp điện áp của lười điện tại nơi liên kết giữa hệ thống cung cấp điện của nhà máy với hệ thống điện. Xác định điện áp tính toán theo công thc kinh nghiệm: Trong đó L: khoảng cách từ nhà máy đến trạm biến áp trung gian của hệ thống điện(km), L=14 km P: Công suất tính toán của phụ tải nhà máy(kW) 2.2, Các phương án sơ đồ cung cấp điện của mạng cao áp nhà máy: a) Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy: Từ nguồn (tc là từ TBATG của hệ thống điện) có thể cấp điện đến nhà máy theo các hình thc sau - Cách th nhất dẫn điện bằng một đường dây từ TBATG của hệ thống điện đến tâm phụ tải (trạm trung tâm) của toàn nhà máy để từ đó phân phối đến các phân xưởng. Cách này áp dụng cho trường hợp TBATG ở xa nhà máy + Tại tâm phụ tải của nhà máy đặt một trạm biến áp trung tâm (TBATT) hạ điện áp nguồn xuống một điện áp trung gian (ví dụ hạ từ 35kV hoặc 22kV xuống 10kV hoặc 6kV) rồi cấp điện cho các phân xưởng thông qua các trạm biến áp phân xưởng (TBAPX).
+ Tại tâm phụ tải của nhà máy đặt một trạm phân phối trung tâm (TPPTT) không có máy biến áp, chỉ gồm các thiết bị đóng cắt phân phối tới các TBAPX. - Cách th hai cấp điện trực tiếp từ trạm biến áp trung gian của hệ thống điện đến các phân xưởng của nhà máy (sơ đồ "dẫn sâu") bằng nhiều đường dây. Phương pháp này chỉ thực hiện nếu TBATG của hệ thống điện ở rất gần nhà máy và trong nhà máy có một số phụ tải có công suất rất lớn và quan trọng. b) Chọn phương án tramh biến áp phân xưởng: • Các nguyên tắc chọn phương án trạm biến áp phân xưởng: - Chọn ít chủng loại công suất máy biến áp, không nên chọn công suất máy biến áp phân phối trên 1000 kVA vì loại máy này không được sản xuất phổ biến.
- Các phụ tải công suất lớn (trên 2000 kVA) có thể được cấp điện từ 2 TBAPX trở lên - Các phụ tải công suất nht gần nhau có thể được cung cấp chung qua 1 MBAPX. Vị trí TBAPX trong trường hợp này nên đặt tại phân xưởng có công suất lớn và yêu cầu cung cấp điện cao nhất. - Số MBA trong một TBAPX được chọn theo yêu cung cấp điện của phụ tải(phân xưởng) quan trọng nhất được cấp từ MBAPX đó. Phụ tải loại I và II đặt 2 máy, phụ tải loại III đặt 1 máy.
• Dựa vào độ lớn và phân bố phụ tải của nhà máy luyện kim đen Sử dụng 8 TBA trong đó: + TBA B1 cung cấp cho PT của phân xưởng đúc và kho vật liệu + TBA B2 cung cấp cho PT của phân xưởng cơ khí + TBA B3 cung cấp cho PT của phân xưởng cơ lắp ráp + TBA B4 cung cấp cho PT của phân xưởng luyện kim màu và SCCK + TBA B5 cung cấp cho PT của phân xưởng luyện kim đen và bộ phận nén khí + TBA B6 cung cấp cho PT của phân xưởng rèn dập và BQL&PTN + TBA B7 cung cấp cho PT của phân xưởng nhiệt luyện + TBA B8 cung cấp cho PT của trạm bơm Sử dụng 7 TBA trong đó: + TBA B1 cung cấp cho PT của phân xưởng đúc và kho vật liệu + TBA B2 cung cấp cho PT của phân xưởng cơ khí + TBA B3 cung cấp cho PT của phân xưởng cơ lắp ráp + TBA B4 cung cấp cho PT của phân xưởng luyện kim màu và SCCK + TBA B5 cung cấp cho PT của phân xưởng luyện kim đen và bộ phận nén khí + TBA B6 cung cấp cho PT của phân xưởng rèn dập và BQL&PTN + TBA B7 cung cấp cho PT của phân xưởng nhiệt luyện và trạm bơm c) Chọn sơ đồ cấp điện từ trạm trung tâm tới các tram biến áp phân xưởng: Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên mạng cao áp trong nhà máy nên ta dùng sơ đồ hình tia hoặc liên thông. Với phân xưởng loại I ta dùng lộ kép, với phân xưởng thuộc hộ loại III ta dùng đường dây đơn. Sơ đồ loại này có nhiều ưu điểm là sơ đồ đấu dây rõ ràng, các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện từ một đường dây riêng nên ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, d thực hiện bảo vệ và tự động hóa, d vận hành. Các đường cáp cao áp đều được đặt trong các đường xây riêng trong đất dọc theo các tuyến giao thông nội bộ.
Từ đó ta đưa ra 4 phương án thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy: Hinh 3.1 Phương án 1 Hinh 3. 2 Phương án 2 Hinh 3. 3 Phương án 3 Hinh 3. TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN: 3.1, Tính toán máy biến áp: Các máy biến áp ở các trạm biến áp phân xưởng đều thuộc loại 35/0.4kV a) Phương án 1 và 2: Chọn máy biến áp Ví dụ với phân xưởng gia công cơ khí: Ptt = 1495 kW; Qtt = 1620 kVAr => Stt = Stba = 2204.4 kVA Xét trường hợp sự cố một máy biến áp, máy còn lại có khả năng chạy quá tải trong thời gian 1-2 ngày để sửa chữa, đồng thời cắt bớt các phụ tải không quan trọng.
Trong trường hợp này công suất máy biến áp được xác định là : Giá Thành Số TBAP Tỷ số ∆P0 ∆PN ∆Un I0 tiền tiền Sđm kVA lượn X biến kWh kW % % (Triệu (Triệu g đồng) đồng) 35/0,4k 1,8 14. 6 745 B7 2500 2 1 372,5 V 0 Tổng vốn đầu tư cho MBA: VB=3786.2 triệu đồng Bảng 3. 5 Các thông số của MBA TBAPX Số MBA Sđm.B (kVA) Smax kVA ∆�0 kW ∆�� kW ∆� kWh B1 2 1250 1087 1,8 14.5 Tổng lượng tổn thất điện năng trong các TBAPX: ∆�� = 555535.6 Tổn thất điện năng của MBAPX, Tmax= 4600h 3.2, Tính toán dây dẫn: a) Chọn dây dẫn từ TBATG đến trạm TPPTT: Đường dây cung cấp từ TBATG về trạm TPPTT của nhà máy dài 11 km sử dụng ĐDK, dây nhôm lõi thép, lộ kép. Ta có Tmax của nhà máy luyện kim là 3700h, với giá trị của Tmax, dây dẫn AC ta tra được Jkt=1,1 A/mm2.
Công thc tính để chọn tiết diện dây dẫn: Trong đó: Ftt: Tiết diện dây tính toán. Itt: Dòng điện tính toán lớn nhất đi qua dây dẫn. Jkt: Mật độ dòng kinh tế. Công thc tính dòng điện làm việc cực đại qua một sợi cáp: Trong đó: n: Số lô cáp.
Dựa vào trị số của Fkt tính được, tra bảng ta lựa chọn được tiết diện cáp tiêu chuẩn gần nhất. Kiểm tra tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát nóng lâu dài cho phép (Icp). ��� ≥ ��� Trong đó: k1: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ là 1 k2: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đên số lượng dây cáp đặt chung một rãnh. Đối với 2 sợi cáp khoảng cách giữa các sợi là 100 mm, k2=0,9.
Isc: Dòng điện qua dây cáp khi sự cố dt 1 dây.max Khi đt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên: => Tra bảng PL 4.12 dây dẫn AC – 95 có Icp = 335A, thta mãn điều kiện trên => Chọn dây AC-95 để dẫn điện từ TBATG về nhà máy Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với dây dẫn AC – 95 có khoảng cách trung bình hình học D = 1,26 m, tra bảng PL4.36 Vậy dây dẫn AC-95 thta mãn các yêu cầu b) Chọn dây dẫn từ TPPTT đến các TBAPX: Phương án 1: Các trạm biến áp được cấp điện trực tiếp từ TPPTT (Sử dụng 8 TBA) Ta có Tmax của nhà máy chế tạo máy kéo là 3700h, với giá trị của Tmax, cáp lõi đồng ta tra được Jkt=3. +) Tính cho nhánh TBAPX – B5 Khi đt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên: => Tra bảng PL cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 có Icp = 150A, thta mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 để dẫn điện từ TPPTT về TBAPX. Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.136 với chiều dài khoảng cách là 202.1m Vậy cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2 thta mãn các yêu cầu Vì nhánh TBAPX-B5 cấp cho phụ tải có công suất là lớn nhất nên các nhánh khác có công suất nht hơn đều lấy dây dẫn là cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm2. +) Tính cho nhánh B2-B12 Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 có Icp = 538A, thta mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm2 để dẫn điện Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.07 với chiều dài khoảng cách là 174 m +) Tính cho nhánh B6-B10 Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 có Icp = 621A, thta mãn điều kiện trên => Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm2 để dẫn điện Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được �0 = 0.