ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, xu hội nhập, trình công nghiệp hóa đại hóa đất nước diễn cách mạnh mẽ Trong trình phát triển đó, điện đóng vai trò quan trọng Nó dạng lượng đặc biệt, có nhiều ưu điểm như: dễ chuyển hóa thành dạng lượng khác ( năng, hóa năng, nhiệt ), dễ dàng truyền tải phân phối Do ngày điện sử dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực đời sống Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ kinh tế, đời sống xã hội ngày nâng cao, nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ tăng lên không ngừng Để đảm bảo nhu cầu to lớn đó, phải có hệ thống cung cấp điện an toàn tin cậy Do đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện yêu cầu bắt buộc với sinh viên ngành hệ thống điện Quá trình thực đồ án giúp có hiểu biết tổng quan hệ thống điện thiết bị thiết kế hệ thống điện Với đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí địa phương”, sau thời gian làm đồ án, hướng dẫn thầy……………………… , đến nay, em hoàn thành nội dung đồ án môn học Do thời gian có hạn nên tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo, giúp đỡ thầy cô để đồ án hoàn thiện Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ……………………đã giúp em hoàn thành đồ án Hà Nội, tháng 12 năm 2010 Sinh viên thực ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG I.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG I Phụ tải chiếu sáng Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng phải quan tâm đáp ứng yêu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng thị giác Ngoài độ rọi, hiệu chiếu sáng phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, lựa chọn hợp lý bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế mỹ quan hoàn cảnh Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: - Không bị loá mắt - Không loá phản xạ - Không có bóng tối - Phải có độ rọi đồng - Phải đảm bảo độ sáng đủ ổn định - Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục chiếu sáng kết hợp ( kết hợp cục chung ) Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc xác, nơi mà thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng không tạo bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp Chọn loại bóng đèn chiếu sáng: gồm loại: bóng đèn sợi đốt bóng đèn huỳnh quang Các phân xưởng thường dung đèn huỳnh quang đèn huỳnh quang có tần số 50Hz thường gây ảo giác không quay cho động không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động Do người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho phân xưởng sửa chữa khí Phụ tải chiếu sáng tính theo công suất chiếu sáng đơn vị diện tích Công thức tính: Pcs = P0.F Trong đó: Po: suất phụ tải chiếu sáng đơn vị diện tích.(W/m2) F: diện tích chiếu sáng (m2) ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Diện tích chiếu sáng cho phân xưởng kết cấu kim loại : F = 0,5.1.5000=2500cm2 = 25(m2) Diện tích chiếu sáng cho phân xưởng lắp ráp khí : F= (2.1,5.0,4+0,7.0,7).5000=7400 cm2=74 m2 Diện tích chiếu sáng cho phân xưởng đúc : F= 0,8.1,3.5000=5200 cm2 = 52m2 Diện tích chiếu sáng cho phân xưởng nén khí: F= 1,7.0,5.5000=4250 cm2 = 42,5m2 Diện tích chiếu sáng cho phân xưởng rèn: F=1.0,5.5000=2500cm2 = 25(m2) Diện tích chiếu sáng cho phân xưởng trạm bơm: F=1.0,3.5000=1500 cm2 = 15m2 Diện tích chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa khí: F=1,5.0,5.5000=3750 cm2 = 37,5m2 Diện tích chiếu sáng cho phân xưởng gia công gỗ: F=0,7.1,5.5000=5250 cm2 = 52,5m2 Diện tích chiếu sáng cho phận hành ban quản lý: F= 54 m2 Diện tích chiếu sáng cho phận thử nghiệm: F=1,2.0,5.5000=30 m2 Tổng diện tích chiếu sáng là: Fcs=25+74+52+42,5+25+15+37,5+52,5+54+30=407,5 m2 Suất chiếu sáng chung cho phân xưởng là: Po=15W/ m2 Ta có: Pcs = 407,5.15 = 6112,5W II Tính toán phụ tải điện Tính toán phụ tải điện công việc bắt buộc công trình cung cấp điện , giúp cho việc thiết kế lưới điện sau người kĩ sư Phụ tải tính toán có giá trị tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu ứng nhiệt , việc chọn dây dẫn hay thiết bị bảo vệ cho đảm bảo Có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện phương pháp hệ số nhu cầu , hệ số tham gia cực đại Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí , có thông tin xác mặt bố trí thiết bị , biết đựoc công suất quấ trình công nghệ thiết bị nên ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tổng hợp nhóm phụ tải động lực Nội dung phưong pháp sau : ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN - Thực phân nhóm thiết bị có xưởng , nhóm khoảng từ – thiết bị , nhóm cung cấp điện từ tủ động lực riêng , lấy điện từ tủ phân phối chung Các thiết bị nhóm nên có vị trí gần mặt phân xưởng Các thiết bị nhóm nên có chế độ làm việc , số lượng thiết bị nhóm không nên gây phức tạp vận hành , giảm độ tin cậy cung cấp điện - Xác định hệ số sử dụng tổng hợp nhóm thiết bị theo biểu thức sau : k sdΣ = ΣPi k sdi ΣPi - Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng nhóm n hd ( số qui đổi gồm có nhd thiết bị giả định có công suất định mức chế độ làm việc tiêu thụ công suất công suất tiêu thụ nhóm thiết bị thực tế ) Các nhóm Pmax thiết bị nên ta xác định tỷ số k = , sau so sánh k với kb Pmin Σ hệ số ứng với k sd nhóm Nếu k > k b , lấy nhd = n , số lượng thiết bị thực tế nhóm Ngược lại tính nhd theo công thức sau : nhd = ( ΣP ) i ΣPi2 - Hệ số nhu cầu nhóm xác định theo biểu thức sau : − k sdΣ knc = k + n hd Σ sd - Cuối phụ tải tính toán nhóm : Ptt = knc ΣPi Phụ tải động lực chia phân xưởng thành nhóm động lực -nhóm gồm phụ tải 8;7;5 -nhóm gồm phụ tải1;2 -nhóm gồm phụ tải 3;10 -nhóm gồm phụ tải6;4;9 nhóm - Số lượng hiệu dụng nhóm 2: ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN n hdn (∑ Pi ) 46002 = = = 2,5 ∑ Pi2 85.105 - Hệ số sử dụng nhóm 2: ∑ Pi k sdi 736 k sdn = = = 0,16 ∑ P2 4600 - Hệ số nhu cầu nhóm 1: k ncn1 = k sdn + − k sdn n hdn = 0,16 + − 0,16 2,5 = 0, 69 - Tổng công suất phụ tải nhóm 2: Pn1 = k ncn1 ∑ Pi = 0, 69.4600 = 3179,8 kW - Hệ số công suất phụ tải nhóm 2: cosϕn = ∑ Pi cos ϕi 2760 = = 0, ∑ Pi 4600 Các nhóm khác tính toán tương tự ta có bảng sau: TT Phụ tải Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm ksdni 0,16 0,16 0,16 0,16 cosφni 0,6 0,6 0,6 0,6 Tổng Pni 1578 3179 1575 1325 P2ni 21,25.105 85.105 23.105 21,56.105 Pni.cosφni 1380 2760 1062 1165 Pni.ksdni 368 736 283 290 7657 150,81.105 6367 1677 - Số lượng hiệu dụng: n hd (∑ Pni ) 7657 = = = 3,88 ∑ Pni2 150,8.105 - Hệ số sử dụng phụ tải động lực: ∑ Pni k sdni 1225,12 k sd ∑ = = = 0,16 ∑ Pni 7657 - Hệ số nhu cầu phụ tải động lực: ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN k nc ∑ = k sd ∑ + − k sd ∑ n hd = 0,16 + − 0,16 = 0,58 3,88 - Tổng công suất phụ tải động lực: Pdl ∑ = k nc ∑ ∑ Pni = 0,58.7657 = 4490 kW - Hệ số công suất trung bình phụ tải tổng hợp: cosϕtb = ∑ Pni cos ϕni 4594, = = 0, ∑ Pni 7657 Phụ tải thông thoáng làm mát Mỗi phân xưởng trang bị quạt trần quạt có công suất 120 W quạt hút quạt 80 W, hệ số công suất trung bình nhóm 0,75 Tổng công suất thông thoáng làm mát là:Plm = 20.120 +20.80 = 4000 W = kW Phụ tải tổng hợp Bảng 2.6 Kết tính toán phụ tải: Số thứ tự Phụ tải Chiếu sáng Thông thoáng, làm mát Động lực P ; kW cosφ 6,112 0,75 4490 0,6 Xác định phụ tải tổng hợp theo phương pháp số gia: - Tổng công suất tính toán nhóm phụ tải chiếu sáng làm mát: kW Pcslm = 6,112 + (( ) 0,04 − 0, 41).4 = 9,91 - Tổng công suất tác dụng tính toán toàn phân xưởng: 9,91 0,04 kW P∑ = 4490 + (( ) − 0, 41).9,91 = 4496 - Hệ số công suất tổng hợp: ∑ Pi cos ϕi = 0, ∑ Pi - Công suất biểu kiến phụ tải phân xưởng: cos ϕ∑ = ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN  S∑ = P∑ 4496 = = 7493,5 kVA Cosϕ∑ 0,  Q ∑ = S∑ Sinϕ∑ = 7493,5 − 0, = 5994,8 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG II.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO XƯỞNG ● biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải : U = 4.34 l + 0.016 P (kV) : P – công suất tính toán nhà máy(kW) L - khoảng cách từ trạm biến áp trung gian nhà máy (km) ta có U= 4,13 12 + 0,016.4496 = 37,82 (kV) trạm biến áp trung gian có mức điện áp 35kV 22kV, ta chọn cấp điện áp cung cấp cho nhà máy 35 kV ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN ● công suất tòa nhà máy Snm = 7188,12 kVA, với công suất nên đặt trạm biến áp trung gian (BATG 35/10) nhận điện 35kV từ hệ thống , hạ xuống điện áp 10kV phân phối cho trạm biến áp phân xưởng (BAPX), TBA phân xưởng hạ từ cấp điện áp 10kV xuống 0,4kV để cung cấp cho phân xưởng, MBA phân xưởng ta dự định đặt số trạm tuỳ theo phụ tải tính toán phân xưởng, việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện có ảnh hưởng lớn đến vấn đề kinh tế kỹ thuật hệ thống,một sơ đồ cung cấp điện gọi hợp lý phải thoả mãn yêu cầu kỹ thuật sau : • đảm bảo tiêu kỹ thuật • đảm bảo tiêu mặt kinh tế • đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện • thuận tiện linh hoạt vận hành • an toàn cho người thiết bị • dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng phụ tải I Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung tâm : ● vị trí đặt trạm trạm biến áp trung tâm phải thỏa mãn điều kiện : gần tâm phụ tải, đảm bảo đủ chỗ thuận tiện cho tuyến dây, phù hợp với quy hoạch phát triển, đảm bảo cho vận hành sửa chữa, tổng tổn thất nhỏ nhất, chi phí kinh tế hợp lý, … tọa độ trạm biến áp trung tâm xác định theo biểu thức : ∑ S i X i = 1158483, 402 = 154,6 Xb = 7493,5 ∑ Si Yb = ∑S Y ∑S i i i : = 1018415,59 7493,5 = 135,9 Si - công suất phân xưởng thứ i Xi, Yi - toạ độ tâm phụ tải phân xưởng thứ i Đó vị trí tốt để đặt trạm biến áp trung tâm tọa độ trạm : ( 154,6;135,9 ) *chọn dung lượng máy biến áp ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN dung lượng máy biến áp chọn theo điều kiện: n.khc.Sđmb ≥ Stt kiểm tra theo điều kiện cố máy biến áp (với trạm có nhiều MBA): (n - 1).khc.kqt.Sđmb ≥ Stt Sc đó: n: số máy biến áp đặt trạm, khc: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ mụi trường, ta chọn loại MBA chế tạo việt nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1, kqt: hệ số tải cố, kqt = 1,4 MBA vận hành chế độ tải cố không ngày đêm,thời gian tải ngày đêm không vượt trước tải MBA vận hành với hệ số tải kt ≤ 0,93 Stt sc: công suất tính toán cố, cố MBA loại bỏ số thiết bị không quan trọng để giảm nhẹ tải MBA, nhờ giảm nhẹ vốn đầu tư tổn thất trạm chế độ làm việc bình thường, ● nhà máy hộ loại I nên TBAtg phải đặt hai máy biến áp với công suất chọn theo điều kiện: n SđmB ≥ Stt Σ = 7493,5(kVA) STT Σ ⇒ Sđm B ≥ = 3746,7 (kVA) chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 4000 (kVA) , MBA pha cuộn dây kiểm tra lại dung lượng máy biến áp chọn theo điều kiện tải cố với giả thiết hộ nhà máy có 25% phụ tải loại III tạm ngừng cung cấp điện cần thiết: ( n – ) k SđmB ≥ Stt Σ 0,86.STT Σ ⇒ Sđm b ≥ = 4603 (kVA) 1, trạm biến áp trung gian đặt MBA loại : 10000 kVA – 35/10 kV, Liên Xô cũ chế tạo II Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp trung tâm : Theo kiện cho khoảng cách từ nguồn đến trung tâm nhà máy L = 12 km, hướng nhà máy đông, dây dẫn chọn dây nhôm lõi thép , lộ kép , 10 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN II lựa chọn kiểm tra dây dẫn, khí cụ điện Trong điều kiện vận hành khí cụ điện, sứ cách điện chế độ dẫn điện khác làm việc ba chế độ: + chế độ làm việc lâu dài; + chế độ tải; + chế độ ngắn mạch Lựa chọn thiết bị điện việc làm thường nhật quan trọng kỹ sư điện trình quy hoạch, thiết kế, cải tạo hệ thống điện, Lựa chọn thiết bị điện không đóng gây hậu nghiêm trọng,chọn nhỏ làm tăng lượng tổn thất, gây tải, làm giảm tuổi thọ, dẫn đến chỏy nổ hư hỏng công trình, làm tan rã hệ thống điện, chọn lớn gây lãng phí nguyên vật liệu, tăng vốn đầu tư, tất thiết bị điện lựa chọn tạo cho hệ thống điện trở thành cấu đồng bộ, hoàn chỉnh, đảm bảo tiêu kinh tế – kỹ thuật, an toàn lựa chọn kiểm tra dây dẫn, khí cụ điện cho TPPTT a.lựa chọn kiểm tra máy cắt PPTT: *Đặc điểm máy cắt:là loại thiết bị đóng cắt làm việc tin cậy giá thành cao nên xử dụng nơi quan trọng Khi đường dây cung cấp điện bị cố, toàn phụ tải tính toán nhà máy truyền tải qua đường dây lại máy cắt đặt trạm PPTT I cb =I lvmax = S ttnm = 7188,12 = 118,57 3.U 3.35 đm ∗ Máy cắt 8DC11 chọn theo điều kiện sau: điện áp định mức : Uđm,mc =36 kV≥ Uđm,m = 35 kV dòng điện định mức : Iđm,mc = 1250 A ≥ Icb = 118,57 A chọn tủ máy cắt 8DC11 loại máy 8DC11 Iđm A 1250 Uđm kV 24 25 Ic - max kA 63 Ic kA 25 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN b Lựa chọn kiểm tra máy biến dòng điện BI Máy biến dòng điện BI có chức biến đổi dòng điện sơ cấp xuống 5A ( 1A 10A) nhằm cấp nguồn dòng cho đo lường, tự động hóa bảo vệ rơle BI chọn theo điều kiện sau: điện áp định mức: Uđm,bi ≥ Uđm,m = 35 kV Dòng điện sơ cấp định mức:khi cố máy biến áp tải 30%, BI chọn theo dòng cưỡng qua máy biến áp có công suất lớn mạng 2500 kVA I I ≥ max = đm.BI 1,2 k S qtbt đm.BA 1,2 3.35 = 1,3.1000 1,2 3.35 = 17,87(A) chọn BI loại 4ME16 , kiểu hình trụ hãng siemens chế tạo, thông số kỹ thuật 4ME16 Uđm (kV) 36 ' U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) 70 170 U chịu đựng xung 1,2/50 µs (kV) I1đm (A) 5-1200 I2đm (A) Iưđnhiệt 1s (kA) 80 Iưđđộng (kA) 120 bảng thông số kỹ thuật BI loại 4ME16 c.Lựa chọn chống sét van Chống sét van thiết bị chống sét đánh từ đường dây không truyền vào trạm biến áp trạm phân phối, chống sét van làm điện trở phi tuyến, với điện áp định mức lưới điện, điện trở chống sét có trị số vô không cho dòng điện qua, có điện áp sét điện trở giảm đến không, chống sét van theo dòng điện xuống đất, Người ta chế tạo chống sét van cấp điện áp Chống sét van chọn theo cấp điện áp Uđm,m = 35 kV Chọn loại chống sét van Nga sản xuất có Uđm = 36 kV, loại PBC-22T1 26 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN 2.Chọn thiết bị cho trạm biến áp phân xưởng a.Lựa chọn kiểm tra dao cách ly cao áp: Cầu dao hay cũn gọi dao cách ly có nhiệm vô chủ yếu cách ly phần mang điện không mang điện, tạo khoảng cách an toàn trông thấy, phục vụ cho công tác sửa chữa, kiểm tra, bảo dưỡng lưới điện, dao cách ly cắt đóng không tải máy biến áp công suất máy không lớn lắm, cầu dao chế tạo cấp điện áp Ta dùng chung loại dao cách ly cho tất trạm biến áp để dễ dàng cho việc mua sắm, lắp đặt thay thế, dao cách ly chọn theo điều kiện sau: điện áp định mức: Uđm.mc ≥ Uđm.m = 35 kV dòng điện định mức: Iđm.cl ≥ Ilvmax = 118,57 A chọn loại 3DC hãng siemens chế tạo, Uđm (kV) Iđm (A) Int (kA) Inmax (kA) 36 630 35 40 - 80 bảng thông số kỹ thuật dao cách ly 3DC b.Lựa chọn kiểm tra cầu chảy cao áp: Cầu chảy thiết bị có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện có dòng điện lớn trị số cho phép qua, chức cầu chảy bảo vệ tải ngắn mạch, lưới điện áp cao( >1000 V) cầu chảy thường dùng vị trí sau: +Bảo vệ máy biến áp đo lường cấp điện áp +Kết hợp với cầu dao phụ tải thành máy cắt phụ tải để bảo vệ đường dây trung áp +Đặt phía cao áp trạm biến áp phân phối để bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp +Cầu chảy chế tạo nhiều kiểu, nhiều cấp điện áp khác nhau, cấp điện áp trung áp cao thường sử dụng loại cầu chảy ống Cầu chảy chọn theo điều kiện sau: +Điện áp dịnh mức: Uđm.cc ≥ Uđm.m = 10 kV 27 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN +Dòng điện định mức: I đm.CC ≥ I max = B1 Stt kVA 861,11 Sđm kVA 500 B2 1263,04 630 B3 1083,85 630 B4 1047,93 630 B5 890,34 500 B6 706,35 400 B7 2764,81 1000 B8 263,24 160 Tên trạm k qtbt S đmBA 3.U đm Imax A loại cầu chảy 37,53 Πk A Iđm,cc A 50 47,28 50 47,28 50 47,28 50 37,53 50 30,02 30 75,06 100 12,01 30 Uđmcc kV Bảng kết chọn cầu chảy c Lựa chọn kiểm tra áptômát: Dùng cho cấp phụ tải 0,4 kV: Aptomat thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức bảo vệ tải ngắn mạch, có ưu điểm hẳn cầu chảy khả làm việc chắn, tin cậy, an toàn, đóng cắt đồng thời ba pha khả tự động hóa cao, nên aptomat ngày sử dụng rộng rãi lưới điện hạ áp công nghiệp lưới điện chiếu sáng sinh hoạt Aptomat tổng aptomat nhánh chọn dùng Aptomat hãng Merlin Gerin chế tạo Aptomat chọn theo điều kiện sau: * Đối với aptomat tổng aptomat phân đoạn điện áp định mức: Uđm.a ≥ Uđm.m = 0,38 kV dòng điện định mức: Iđm.a ≥ Ilvmax 28 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN với: Ilvmax = k qtbt S dm.BA 3.U dm , m Ilv A loại B1 Sđm kVA 1500 987,57 M10 Iđm,at A 1000 B2 1630 1244,34 M12 1250 B3 1330 1244,34 M12 1250 B4 630 1244,34 M12 1250 B5 500 987,57 M10 1000 B6 400 790,06 M08 800 B7 1000 1975,15 M20 2000 B8 160 316,02 M08 800 Tên trạm * Đối với Aptomat nhánh Điện áp định mức: Dòng điện định mức: Trong đó: Uđm,A ≥ Uđm,m = 0,38 kV S ttpx Iđm,A ≥ Itt = n 3.U dm , m n - số Aptomat nhánh đưa điện phân xưởng Kết lựa chọn Aptomat nhánh ghi bảng sau : 29 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Tên phân Itt xưởng PX kết cấu kim loại Px lắp ráp khí Px đúc Px nén khí Px rèn Trạm bơm Px sửa chữa khí Px gia công gỗ Hành quản (A) 2683 1277 175,71 929,90 195,33 56,90 109,03 31,28 lý Bộ phận thử nghiệm Loại NS225E NS400E NS225E NS400E NS225E NC100L NC125H V40H 575,29 NS600E 11,96 V40H Số Uđm Iđm Ic lượng 1 1 1 1 V 500 500 500 500 500 440 415 240 A 225 400 225 400 225 100 125 40 kA 7,5 15 7,5 15 7,5 20 50 10 1 600 240 600 40 15 10 d.Lựa chọn góp hạ áp : Thanh góp nơi nhận điện từ nguồn cung cấp đến phân phối điện cho phụ tải tiêu thụ, góp phần tử thiết bị phân phối Tuì theo dòng phải tải mà dẫn có cấu tạo khác nhau, nhỏ dùng dẫn hình chữ nhật, dòng lớn dung dẫn ghép từ hai hay ba dẫn hình chữ nhật đơn pha, dòng điện lớn dùng dẫn hình mỏng để giảm hiệu ứng mặt hiệu ứng gần, đồng thời làm mát cho chìng Các góp chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép: k I hc cp ≥I cb = S 7188,12 tt = = 10921,22A 3.U 3.0,38 đm Chọn loại dẫn đồng tiết diện hình chữ nhật có kích thước (100x10) mm , pha ghép với Icp = 3.4650 =13950 A, 30 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN k1 = với góp đặt đứng k2 = 1(hệ số điều chỉnh theo môi trường) Icp = 13950A > Icb = 10921,22A => thỏa mãn e Lựa chọn sứ đỡ *ta lựa chọn sứ theo tiêu chuẩn sau: + Điện áp định mức sứ (Usứ) không nhỏ điện áp mạng điện Usứ ≥ U=35kV + Kiểm tra ổn định nhiệt: dòng ổn định nhiệt sứ phải lớn dòng ngắn mạch Iôđn ≥ In =3,97 kA + Kiểm tra ổn định động: lực cho phép sứ lớn giá trị tính toán: Fcp ≥ k Ftt Fcp= 0,6.Fphá đó: Fphá lực phá hủy sứ Ftt lực động điện tác động lên đầu sứ ngắn mạch pha, xác định theo biểu i xk2 thức: Ftt = 1,76.10 l , kG a −8 k hệ số hiệu chỉnh, xác định theo biểu thức: k = H' H với: h’ chiều cao từ đỉnh sứ đến điểm đặt tải trọng học, h chiều cao sứ, Ta chọn sứ OΦ − 35 − 750 có Un =35kV, lực phá hủy 750kg Lực cho phép đầu sứ: Fcp= 0,6,750 =450kg Lực tính toán: Ftt = 1,76.10 − 8.150 10,1032 = 4,49kG 60 H ' 17,5 Hệ số hiệu chỉnh: k = = = 1,17 H 15 Lực tính toán hiệu chỉnh: k Ftt =1,17.4,49=5,25kg < Fcp =450 kg 31 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Vậy sứ đạt yêu cầu độ bền học, ta chọn sứ OΦ − 35 − 750 kết luận: Các thiết bị lựa chọn cho mạng điện cao áp nhà máy thoả mãn điều kiện kỹ thuật cần thiết III kiểm tra chế độ mở máy động ta kiểm tra chế độ khởi động động lớn phân xưởng khí sữa chữa No.1 độ lệch điện áp khởi động động xỏc định theo biểu thức Z mba + Z dd ∆U kd = 100 Z mba + Z dd + Z dc tổng trở động lìc mở máy coi hệ số mở máy động kmm= 4,5 Un 380 Z dc = X dc = = = 2,14Ω 3.I n K1 3.22,795.4,5 Z ba + Z dd = (0,042 + 0,039) + (0,89 + 0,0415 + 0,0387) = 0,98Ω Z ba + Z dd + Z dc = (0,042 + 0,039) + (0,89 + 0,0415 + 0,0387 + 2,14) = 3,11Ω ∆U kd = Z mba + Z dd 0,98 100 = 100 = 31,51% Z mba + Z dd + Z dc 3,11 40 % chế độ khởi động động ổn định CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 32 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN I.Tính toán nối đất Ở ta thiết kế hệ thống nối đất cho trạm biến áp nhà máy, Thiết kế hệ thống nối đất có nhiều kiểu, để dễ dàng cho việc mua sắm thi công ta chọn kiểu thiết kế hệ thống nối dất cho toàn trạm biến áp, Ta giả thiết mặt hệ thống nối đất kích thước trạm biến áp, kích thước mặt hệ thống nối đất (5*7)m, Như biết, điện trở nối đất cho phép trạm biến áp có công suất lớn 100kVA Rd=4Ω,Để tiết kiệm ta sử dụng hệ thống móng nhà xưởng hệ thống ống nước làm tiếp địa tự nhiên với điện trở nối đất đo 27,6Ω, điện trở suất đất ρ = 1,24.10 Ωcm = 124Ωm , Đo điều kiện độ ẩm trung bình, hệ số hiệu chỉnh cọc tiếp địa (cọc đóng sâu cách mặt đất 0,5-0,8m) kdc=1,5 nối cọc tiếp địa (thanh ngang dẹt chôn sâu 0,8m) knga=2, Trước hết ta xác định điện trở tiếp địa nhân tạo: Rnt = Trong đó: Rtn Rd 27,6.4 = = 4,68Ω Rtn − Rd 27,6 − Rnt điện trở hệ thống nối đất nhân tạo Rtn điện trở hệ thống nối đất tự nhiên + Chọn cọc tiếp địa thép tròn dài l=2,5m, đường kính d=5,6cm, đóng sâu cách mặt đất h=0,5m, điện trở tiếp xìc cọc có giá trị: Rdc = = k dc ρ  2.l 4l + h  + ln  ln  2.π l  d l + 7h  1,5.124  2.2,5 4.2,5 + 7.0,5  + ln  ln  = 58,019Ω 2.3,14.2,5  0,056 2,5 + 7.0,5  + Chiều sâu trung bình cọc: 33 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN htb = h + l 250 = 50 + = 170cm = 1,7m 2 + Chọn số lượng cọc sơ bộ: n= Rdc 58,019 = = 12,397 Rnt 4,68 + Ta chọn 13 cọc, Số cọc đóng xung quanh trạm biến áp theo chu vi: L = 2( 3+8 ) = 22m + Khoảng cách trung bình cọc tiếp địa: la = L 22 = = 1, 774m n 13 + Tra bảng 49,pl, ứng với tỉ lệ la 1, 774 = = 0, 71 số lượng cọc tiếp địa 13 ta l 2,5 xác định hệ số lợi dụng cọc tiếp địa η dc = 0,52, hệ số lợi dụng nối ηnga = 0,32, Chọn ngang thép dẹt có kích thước b*c =50*6cm nối cọc tiếp địa với nhau, Điện trở tiếp xìc nối ngang: Rnga = knga ρ π L ln 1,5.L 2.124 1,5.22 = ln = 15, 041Ω 3,14.22 b.h 0,5.0,5 + Điện trở thực tế nối ngang có xét đến hệ số lợi dụng ηnga là: ' Rnga = Rnga ηnga = 15, 041 = 47, 003Ω 0,32 + Điện trở cần thiết hệ thống tiếp địa nhân tạo có tính đến điện trở nối: R = ' nt ' Rnga Rnt ' nga R − Rnt = 47, 003.4, 68 = 5,195Ω 47, 003 − 4, 68 + Số lượng cọc tiếp địa thức là: nct = Rdc 58, 019 = = 21, 477 cọc, ' η dc Rnt 0, 52.5,195 34 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Vậy ta chọn 22 cọc tiếp địa + Kiểm tra độ ổn định nhiệt hệ thống tiếp địa: Ta có giá trị dòng xung kích lớn nhà máy IN= 22,795kA Giá trị hiệu dụng dòng xung kích: I xk = q xk I N = 1,52.22,795 = 34,648kA Trong hệ số qxk tra bảng 7,pl mạng điện cao áp 1,52, Vậy: Fmin = I xk(3) tk 2,15 = 34154 = 676, 759mm Ct 74 Mà: Ftn= 500 , 60 = 30000mm2 Vậy hệ thống tiếp địa thỏa mãn định nhiệt, II.Thiết kế hệ thống chống sét, Ở ta tính toán chống sét cho trạm biến áp, Do trạm biến áp phân xưởng có kích thước nên ta tính toán chống sét cho trạm biến áp, Ta sử dụng cột chống sét đặt bên cạnh trạm biến áp hình vẽ sau: 35 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Từ hình vẽ trạm biến áp ta có thông số cần tính toán kiểm tra, a=8m, hx = 4,5 m, h = 8,5m, Ta có: = h - hx = 8,5 - 4,5 = m, Sử dụng công thức: h   Rx = 1,5.h.1 − x .P  0,8.h  Với chiều cao hai cột treo máy biến áp h = 8,5 m < 30 m nên ta chọn P = 1, Thay số vào công thức ta có: h  4,5    Rx = 1,5.h.1 − x .P = 1,5.8,5.1 − .1 = 4,3125m , h , ,     Ta có:  7h − a   bx = 2.R x  a 14 h − a a   36 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Thay số vào ta có,  7h − a  7.4 −   = 2.4,3125. bx = 2.Rx  a  = 3,5938m  14.4 −   14ha − a  Dùng công thức h0 = h – a/7 để tìm chiều cao thấp vùng bảo vệ, h0 = 8,5 - /7 = 7,3571 m, Theo tính toán ta được, hx = 4,5 m < h0 = 7,3571 m, Chiều rộng trạm biến áp = 1,64 m < 2bx = 7,1875 m, Chiều dài máy biến áp = 7,5 m < a = m Vậy trạm biến áp bảo vệ an toàn 37 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN MỤC LỤC Trang Lời nói đầu……………………………………………………… Chương I xác định phụ tải tính toán phân xưởng………………2 I.phụ tải chiếu sáng…………………………………………… II.tính toán phụ tải………………………………………………3 1.phụ tải động lực……………………………………… …… 2.phụ tải thông thoáng làm mát………………………… …6 3.phụ tải tổng hợp………………………………………… … Chương II lựa chọn phương án cấp điện cho xưởng………….………8 I.xác định vị trí đặt trạm biến áp trung tâm…………………….…9 II chọn dẫn từ nguồn đến máy biến áp trung tâm……….… 10 III xác định vị trí số lượng dung lượng trạm biến áp trung tâm 11 1.xác định vị trí trạm biến áp phân xưởng…………………… 11 2.số lượng trạm biến áp…………………………………… …11 3.tổn thất công suất,tổn thất điện máy biến áp…… 13 IV lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm trung tâm đến trạm phân xưởng ……………………………………………………… 14 Sơ xác định tiết diện dây dẫn ………………………… …16 so sánh kinh tế phương án…………………………… …21 Chương III lựa chọn kiểm tra phần tử sơ đồ…… 22 I tính toán ngắn mạch điểm đặc trưng…………… … 22 II lựa chọn kiểm tra dây dẫn, khí cụ điện………………… 24 lựa chọn kiểm tra dây dẫn, khí cụ điện cho TPPTT……….25 2.Chọn thiết bị cho trạm biến áp phân xưởng……………… …26 38 ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN III kiểm tra chế độ mở máy động cơ……………… …… 32 Chương IV tính toán nối đất chống sét…………………………….33 I.tính toán nối đất……………………………………………… 33 II.Thiết kế hệ thống chống sét,……………………………………….36 39