Ch-ơng 8 thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy Chế tạo vòng bi 3.1 Đặt vấn đề Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh h-ởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện đ-ợc coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau: 1. Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật. 2. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. 3. Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành. 4. An toàn cho ng-ời và thiết bị. 5. Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng tr-ởng của phụ tải điện. 6. Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế. Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho máy bao gồm các b-ớc: 1. Vạch các ph-ơng án cung cấp điện. 2. Lựa chọn vị trí, số l-ợng, dung l-ợng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại, tiết diện các đ-ờng dây cho các ph-ơng án. 3. Tính toán kinh tế - kỹ thuật để lựa chọn ph-ơng án hợp lý. 4. Thiết kế chi tiết cho ph-ơng án đ-ợc chọn. 3.2. Vạch các ph-ơng án cung cấp điện Tr-ớc khi vạch ra các ph-ơng án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đ-ờng dây tải điện từ hệ thống về nhà máy. Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải: U = 4,34. P tt l .016,0 [kV] Trong đó: P tt Công suất tính toán của nhà máy [kW] Ta tính đ-ợc ở ch-ơng II :P tt = 4150,84 kW l - Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [km] Theo đề ra ta có : l = 7km Nh- vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là: U = 4,34. 84,4150.016,015 = 35,6 kV Từ kết quả tính toán ta chọn cấp điện áp để cung cấp cho nhà máy là 35 kV. Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân x-ởng có thể đ-a ra các ph-ơng án cung cấp điện: 3.2.1. Ph-ơng án về các trạm biến áp phân x-ởng: Các trạm biến áp (TBA) đ-ợc lựa chọn dựa 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; an toàn và kinh tế. 2. Số l-ợng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA đ-ợc 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 tr-ờng 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 1 và loại 2 nên đặt hai MBA, hộ loại 3 có thể chỉ đặt 1 MBA. 3. Phân loại các hộ dùng điện trong nhà máy: - Trong nhà máy chế tạo vòng bi có : * Phân x-ởng I, phân x-ởng II, phân x-ởng III, phân x-ởng IV, Lò ga,phân x-ởng rèn, bộ phận nén ép đều là những khâu rất chủ yếu trong quy trình công nghệ sản xuất ra sản phẩm của nhà máy. Nếu nh- bị ngừng cấp điện thì sẽ dẫn đến tình trạng h- hỏng, rối loạn và thiếu hụt sản phẩm, ngừng trệ sản xuất và lãng phí nhân công, vì vậy các bộ phận và phân x-ởng này đ-ợc xếp vào hộ phụ tải loại I. * Phân x-ởng sửa chữa cơkhí, trạm bơm, phòng thí nghiệm đều là những khâu phụ trong dây truyền sản xuất vì vậy cho phép tạm ngừng cấp điện trong thời gian sửa chữa thay thế các phần tử bị sự cố nh-ng không quá một ngày đêm và các phân x-ởng này đ-ợc xếp vào hộ phụ tải loại III. - Kết luận chung : qua việc phân tích đánh giá trên ta thấy trong nhà máy chế tạo vòng bi có 10 bộ phận thì có tới 7 bộ phận có công suất lớn đ-ợc xếp vào hộ loại I còn lại xếp vào hộ loại III. Nh- vậy phụ tải loại I chiếm gần bằng 70 % nên nhà máy chế tạo vòng bi đ-ợc xếp vào hộ phụ tải loại I. + Để tránh việc làm cản trở tới quá trình sản xuất bên trong các phân x-ởng; việc phòng cháy, nổ dễ dàng, thuận lợi ; tiết kiệm về xây dựng, ít ảnh h-ởng tới các công trình khác và việc làm mát tự nhiên đ-ợc tốt hơn ta chọn vị trí trạm biến áp ở ngoài và liền kề các phân x-ởng. 4. Dung l-ợng các MBA đ-ợc chọn theo điều kiện: n. k hc . S đmB S tt và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA (trong trạm có nhiều hơn 1 MBA): (n-1). k hc .k qt . S đmB S ttsc Trong đó: n - số máy biến áp có trong TBA k hc - Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi tr-ờng, ta chọn loại máy biến áp chế tạo ở Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, k hc = 1 k qt - hệ số quá tải sự cố, k qt = 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 v-ợt quá 6h và tr-ớc khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải 0,93, S ttsc - công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung l-ợng của các MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ đ-ợc vốn đầu t- và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình th-ờng. Giả thiết trong các hộ loại I có 30 là phụ tải loại III nên S ttsc = 0,7. S tt . Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế. 1. Ph-ơng án 1: Đặt 5 TBA phân x-ởng, trong đó: * Trạm biến áp B 1 : cấp điện cho Phòng thí nghiệm và Phân x-ởng I. Đây là một trong những bộ phận quan trọng nên trạm cần đặt 2 máy biến áp làm việc song song. n. k hc . S đmB S tt = 117,98 +1468,3 =156,28 kVA S đmB 2 tt S = 793,14 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S đm = 1000 kVA Kiểm tra dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: S ttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4 kV của Phòng thí nghiệm và Phân x-ởng I sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng (30% phụ tải loại 3) (n-1). k qt . S đmB S ttsc = 0,7. S tt S đmB 4,1 6,1610.7,0 4,1 7,0 tt S 793,14 kVA Vậy trạm biến áp B 1 đặt hai máy S đm = 1000 kVA là hợp lý. * Trạm biến áp B 2 : cấp điện cho Phân x-ởng II, đặt 2 máy biến áp làm việc song song. n. k hc . S đmB S tt = 1678,2 kVA S đmB 2 tt S = 839,1 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S đm = 1000 kVA Kiểm tra dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: S ttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4 kV của Bộ phận dệt sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng (30% phụ tải loại 3) (n-1). k qt . S đmB S ttsc = 0,7. S tt S đmB 25,849 4,1 5,1698.7,0 4,1 7,0 tt S kVA Vậy trạm biến áp B 2 đặt hai máy biến áp S đm = 1000 kVA * Trạm biến áp B 3 : cấp điện cho phân x-ởng III và phân x-ởng sửa chữa cơ khí, trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song. n. k hc . S đmB S tt = 1258,7 + 261,93 =1520,63 kVA S đmB 2 tt S = 760,32 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S đm = 800 kVA Kiểm tra lại dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1). k qt . S đmB S ttsc = 0,7. S tt S đmB 4,1 .7,0 tt S = 760,32 kVA Vậy trạm biến áp B 3 đặt hai máy S đm = 800 kVA là hợp lý. * Trạm biến áp B 4 : cấp điện cho phân x-ởng IV và bộ phận nén ép . Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song. n. k hc . S đmB S tt = 1049,4 +516,6 = 1566 kVA S đmB 2 tt S =783 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S đm = 800 kVA Kiểm tra lại dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1). k qt . S đmB S ttsc = 0,7. S tt S đmB 4,1 1566.7,0 4,1 .7,0 tt S = 783 kVA Vậy trạm biến áp B 4 đặt hai máy biến áp S đmB = 800 kVA. * Trạm biến áp B 5 : cấp điện cho Lò ga, phân x-ởng rèn và trạm bơm . Trạm đặt hai máy làm việc song song. n. k hc . S đmB S tt = 354,52 + 1152,6 + 203,98 =1711,1 kVA S đmB 2 tt S =855,55 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S đm = 1000 kVA. Kiểm tra lại dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1). k qt . S đmB S ttsc = 0,7. S tt S đmB 4,1 1,1711.7,0 4,1 .7,0 tt S = 855,55 kVA Vậy trạm B 5 đặt hai máy biến áp S đm = 1000 kVA. 2. Ph-ơng án 2: Đặt 6 TBA phân x-ởng, trong đó: * Trạm biến áp B 1 : cấp điện cho Phòng thí nghiệm và Phân x-ởng I. Đây là một trong những bộ phận quan trọng nên trạm cần đặt 2 máy biến áp. n. k hc . S đmB S tt = 117,98 +1468,3 =156,28 kVA S đmB 2 tt S = 793,14 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S đm = 1000 kVA Kiểm tra dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: S ttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4 kV của Phòng thí nghiệm và Phân x-ởng I sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng (30% phụ tải loại 3) (n-1). k qt . S đmB S ttsc = 0,7. S tt S đmB 4,1 6,1610.7,0 4,1 7,0 tt S 793,14 kVA Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy S đm = 1000 kVA là hợp lý. * Trạm biến áp B 2 : cấp điện cho Phân x-ởng II, đặt 2 máy biến áp làm việc song song. n. k hc . S đmB S tt = 1678,2 kVA S đmB 2 tt S = 839,1 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S đm = 1000 kVA Kiểm tra dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: S ttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4 kV của Bộ phận dệt sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng (30% phụ tải loại 3) (n-1). k qt . S đmB S ttsc = 0,7. S tt S đmB 25,849 4,1 5,1698.7,0 4,1 7,0 tt S kVA Vậy trạm biến áp B 2 đặt hai máy biến áp S đm = 1000 kVA * Trạm biến áp B 3 : cấp điện cho phân x-ởng III và phân x-ởng sửa chữa cơ khí, trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song. n. k hc . S đmB S tt = 1258,7 + 261,93 =1520,63 kVA S đmB 2 tt S = 760,32 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S đm = 800 kVA [...]... dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1) kqt SđmB Sttsc = 0,7 Stt SđmB 0,7.S tt 0,7.1566 1,4 1,4 = 783 kVA Vậy trạm biến áp B4 đặt hai máy biến áp SđmB = 80 0 kVA * Trạm biến áp B5: cấp điện cho phân x-ởng rèn Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song n khc SđmB Stt = 1152,6 kVA SđmB S tt 2 = 576,3 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 80 0 kVA Kiểm tra dung l-ợng máy biến... dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1) kqt SđmB Sttsc = 0,7 Stt SđmB 0,7.S tt 1,4 = 760,32 kVA Vậy trạm biến áp B3 đặt hai máy Sđm = 80 0 kVA là hợp lý * Trạm biến áp B4: cấp điện cho phân x-ởng IV và bộ phận nén ép Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song n khc SđmB Stt = 1049,4 +516,6 = 1566 kVA SđmB S tt 2 = 783 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 80 0 kVA Kiểm... công suất tính toán cho phụ tải 0,4 kV của Bộ phận kéo sợi sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng (30% phụ tải loại 3) (n-1) kqt SđmB Sttsc = 0,7 Stt SđmB 0,7 S tt 0,7.1152,6 576,3 1,4 1,4 kVA Vậy trạm biến áp B5 đặt hai máy Sđm = 80 0 kVA là hợp lý * Trạm biến áp B6: cấp điện cho lò ga + trạm bơm Trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song n khc SđmB Stt = 354,52 +203, 98 =5 58, 5 kVA SđmB S tt... tt 2 = 279,25 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 315 kVA Kiểm tra dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4 kV của Bộ phận dệt sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng (30% phụ tải loại 3) (n-1) kqt SđmB Sttsc = 0,7 Stt SđmB 0,7 S tt 0,7.5 58, 5 279,25 kVA 1,4 1,4 Vậy trạm biến áp B6 đặt hai máy biến áp Sđm = 315 kVA . 8 thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy Chế tạo vòng bi 3.1 Đặt vấn đề Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh h-ởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp. kV Từ kết quả tính toán ta chọn cấp điện áp để cung cấp cho nhà máy là 35 kV. Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân x-ởng có thể đ-a ra các ph-ơng án cung cấp điện: 3.2.1 lý. 4. Thiết kế chi tiết cho ph-ơng án đ-ợc chọn. 3.2. Vạch các ph-ơng án cung cấp điện Tr-ớc khi vạch ra các ph-ơng án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đ-ờng dây tải điện từ hệ thống