TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BÀI TẬP LỚN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Hà Nội, tháng 11 năm 2012 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Dương Đức Tuyên 2 Họ và tên sinh viên: Dƣơng Đức Tuyên MSSV: 20102451 Lớp: ĐK-TĐH 4 Khóa: K55. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN I. ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ Thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy. II. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU 1. Phụ tải điện của nhà máy ( Hình 1 và Bảng 1) 2. Phụ tải điện của phân xƣởng sửa chữa cơ khí ( Hình 2 và bảng 2 ) 3. Điện áp nguồn: U đm = 35kV 4. Dung lƣợng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực: 250 MVA 5. Đƣờng dây cung cấp điện cho nhà máy: Dùng dây nhôm lõi thép ( AC ) đặt treo trên không 6. Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: 10 km 7. Công suất của nguồn điện: Vô cùng lớn 8. Nhà máy làm việc : 3 ca, T max = 6000 giờ. III. NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN 1. Xác định phụ tải tính toán của phân xƣởng sửa chữa cơ khí và toàn nhà máy; 2.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy. 3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 4. Bù công suất phản kháng nâng cao cosϕ của nhà máy. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Dương Đức Tuyên 3 CHƢƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Dương Đức Tuyên 4 1.2 NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÍNH. Đối với nhà máy cơ khí địa phƣơng, các bƣớc thiết kế hệ thống cung cấp điện gồm: 1. Xác định phụ tải tính toán của các phân xƣởng và toàn nhà máy. 2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy : a) Chọn số lƣợng, dung lƣợng và vị trí lắp đặt các trạm biến áp phân xƣởng. b) Chọn số lƣợng, dung lƣợng và vị trí lắp đặt các trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm . c) Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy . 3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 4. Bù công suất phản kháng nâng cao cosϕ của nhà máy. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Dương Đức Tuyên 5 CHƢƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƢỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ ( Xác định PTTT theo phƣơng pháp Ptb và Kmax). 2.1.1 Phân nhóm phụ tải STT Tên thiết bị Kí hiệu trên mặt bằng Số lƣợng P đm ( kW ) 1 máy Toàn bộ 1 2 3 4 5 6 Nhóm 1 1 Búa hơi để rèn ( M-415A) 2 2 28 56 2 Lò rèn 3 1 4,5 4,5 3 Lò rèn 4 1 6 6 4 Máy ép ma sát (A124) 8 1 10 10 5 Lò điện (H-15) 9 1 15 15 6 Dầm treo có Pa-lăng điện 11 1 4,8 4,8 7 Quạt ly tâm (BЗДN8) 13 1 7 7 8 Máy biến áp 17 2 2,2 4,4 Cộng nhóm 1 10 107,7 Nhóm 2 1 Búa hơi để rèn (M-412) 1 2 10 20 2 Lò rèn 3 1 4,5 4,5 3 Quạt lò 5 1 2,8 2,8 4 Quạt thông gió 6 1 2,5 2,5 5 Máy mài sắc (3M634) 12 1 3,2 3,2 Cộng nhóm 2 8 33 Nhóm 3 1 Lò điện (Ш-30 ) 18 1 30 30 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Dương Đức Tuyên 6 2 Lò điện để hóa cứng linh kiện ( Ц-90 ) 19 1 90 90 3 Lò điện (H-30) 20 1 30 30 4 Lò điện để rèn (ПH-32 ) 21 1 36 36 5 Lò điện (C-20 ) 22 1 20 20 6 Lò điện (B-20 ) 23 1 20 20 7 Bể dầu 24 1 4 4 8 Thiết bị tôi bánh răng 25 1 18 18 9 Bể dầu tăng nhiệt độ 26 1 3 3 10 Máy đo độ cứng đầu côn 28 1 0,6 0,6 11 Máy mài sắc 31 1 0,25 0,25 12 Cần trục cánh có Pa-lăng điện 33 1 1,3 1,3 13 Thiết bị cao tần 34 1 80 80 14 Thiết bị đo bi 37 1 23 23 15 Máy nén khí 40 1 45 45 Cộng nhóm 3 15 401,15 Nhóm 4 1 Máy bào gỗ ( C-4 ) 41 1 30 30 2 Máy khoan ( CBПA) 42 1 25 25 3 Máy cƣa đai ( C80-3) 44 1 30 30 4 Máy bào gỗ ( CP6-5Г ) 46 1 10 10 5 Máy cƣa tròn ( Ц-5 ) 47 1 7 7 Cộng nhóm 4 5 102 Nhóm 5 1 Quạt gió trung gian 48 1 9 9 2 Quạt gia số 9,5 49 1 12 12 3 Quạt số 14 50 1 18 18 Cộng nhóm 5 3 39 Bảng 2.1-Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện. *Giả thiết tất cả các thiết bị làm việc ở chế độ 3 pha dài hạn. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Dương Đức Tuyên 7 2.1.2 Xác định PTTT của các nhóm phụ tải a. Tính toán cho nhóm 1: STT Tên thiết bị Số lƣợng Kí hiệu P đm ( kW ) 1 máy Toàn bộ % 1 2 3 4 5 6 7 Nhóm 1 1 Búa hơi để rèn ( M-415A) 2 2 28 56 52 2 Lò rèn 3 1 4,5 4,5 4,2 3 Lò rèn 4 1 6 6 5,6 4 Máy ép ma sát (A124) 8 1 10 10 9,3 5 Lò điện (H-15) 9 1 15 15 14 6 Dầm treo có Pa- lăng điện 11 1 4,8 4,8 4,5 7 Quạt ly tâm (BЗДN8) 13 1 7 7 6,5 8 Máy biến áp 17 2 2,2 4,4 4,1 Cộng nhóm 1 10 107,7 Bảng 2.2: Danh sách các thiết bị trong nhóm 1 Với nhóm máy này, ở phân xƣởng sửa chữa cơ khí , ta có:k sd = 0,3 & cosφ = 0,6 ( Tra trong bảng PL1.1-Tài liệu tham khảo 1 -trang 253 ) Loại đi nhóm thiết bị có P đm < 5% P đm nhóm ta có: *Tính n hq với k sd > 0,2: P đm nhóm =94 ( kW ) THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Dương Đức Tuyên 8 m =       = 28 6 > 3  n hd = 2  ó    = 2.94 28 = 6,7  lấy n = 7 Tra bảng PL1.6(Tài liệu tham khảo- trang 256 ) với k sd = 0,3 & n hq =7 ta tìm đƣợc k max = 1,8 PTTT của nhóm 1: P tt =k max .k sd .P đm nhóm = 1,8. 0,3. 107,7= 58,16(kW) Q tt = P tt .tanφ= 58,16. 4/3= 77,54 ( kVAr ) S tt =  2 +   2 2 = 58,16 2 + 77,54 2 2 = 96,93 ( kVA ) I tt =    3U đm = 96,93  3 .0,38 = 147,27 ( kA ) b.Tính toán cho nhóm 2 STT Tên thiết bị Số lƣợng Kí hiệu P đm ( kW ) 1 máy Toàn bộ 1 2 3 4 5 6 Nhóm 2 1 Búa hơi để rèn (M-412) 1 2 10 20 2 Lò rèn 3 1 4,5 4,5 3 Quạt lò 5 1 2,8 2,8 4 Quạt thông gió 6 1 2,5 2,5 5 Máy mài sắc (3M634) 12 1 3,2 3,2 Cộng nhóm 2 8 33 Bảng 2.3: Danh sách các thiết bị trong nhóm 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Dương Đức Tuyên 9 Với nhóm máy này, ở phân xƣởng sửa chữa cơ khí , ta có:k sd = 0,3 & cosφ = 0,7 ( Tra trong bảng PL1.1-Tài liệu tham khảo 1-trang 253 ) *Tính n hq với k sd > 0,2: P đm nhóm =33 ( kW ) m =       = 10 2,5 > 3  n hd = 2  ó    = 2.33 10 = 6,6  lấy n = 7 Tra bảng PL1.6(Tài liệu tham khảo- trang 256 ) với k sd = 0,3 & n hq =7 ta tìm đƣợc k max = 1,8 PTTT của nhóm 1: P tt =k max .k sd .P đm nhóm = 1,8. 0,3. 33 = 17,82(kW) Q tt = P tt .tanφ = 17,82.1,02 = 18,2 ( kVAr ) S tt =  2 +   2 2 = 17,82 2 + 18,2 2 2 = 25,47 ( kVA ) I tt =    3U đm = 25,47  3 .0,38 = 38,7 ( kA ) c.Tính toán cho nhóm 3 STT Tên thiết bị Số lƣợng Kí hiệu trên mặt bằng P đm ( kW ) 1 máy Toàn bộ % 1 2 3 4 5 6 7 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Dương Đức Tuyên 10 Nhóm 3 1 Lò điện (Ш-30 ) 18 1 30 30 7,5 2 Lò điện để hóa cứng linh kiện ( Ц-90 ) 19 1 90 90 22,6 3 Lò điện (H-30) 20 1 30 30 7,5 4 Lò điện để rèn (ПH- 32 ) 21 1 36 36 9 5 Lò điện (C-20 ) 22 1 20 20 5 6 Lò điện (B-20 ) 23 1 20 20 5 7 Bể dầu 24 1 4 4 1 8 Thiết bị tôi bánh răng 25 1 18 18 4,5 9 Bể dầu tăng nhiệt độ 26 1 3 3 0,7 10 Máy đo độ cứng đầu côn 28 1 0,6 0,6 0,15 11 Máy mài sắc 31 1 0,25 0,25 0,06 12 Cần trục cánh có Pa-lăng điện 33 1 1,3 1,3 0,33 13 Thiết bị cao tần 34 1 80 80 20,1 14 Thiết bị đo bi 37 1 23 23 5,8 15 Máy nén khí 40 1 45 45 11,3 Cộng nhóm 3 15 398,15 Bảng 2.4: Danh sách các thiết bị trong nhóm 3 Với nhóm máy này, ở phân xƣởng sửa chữa cơ khí , ta có:k sd = 0,7 & cosφ = 0,9 ( Tra trong bảng PL1.1- Tài liệu tham khảo 1-trang 253 ) Loại đi nhóm thiết bị có P đm < 5% P đm nhóm ta có *Tính n hq với k sd > 0,2: P đm nhóm =374 ( kW ) m =       = 90 20 > 3 [...]... 25 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHƢƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa dạng Nó phụ thuộc vào giá trị nhà máy và công suất yêu cầu của nó Khi thiết kế các sơ đồ cung cấp cần lƣu ý tới các yếu tố đặc biệt đặc trƣng cho từng xí nghiệp công nghiệp riêng biệt, điều kiện khí hậu, địa hình, các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy cung. .. thống về xí nghiệp là cấp 35 kV 3.1.2Các phƣơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xƣởng 3.1.2.1 Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng a Phƣơng án sử dụng sơ đồ dẫn sâu Dương Đức Tuyên 26 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Đƣa đƣờng dây trung áp 35 kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xƣởng Nhờ đƣa trực tiếp điện áp cao vào các trạm biến áp phân xƣởng nên giảm... giá tiền 1 kWh điện năng, lấy trung bình c = 1500 đ/kWh + ∆A: tổn thất điện năng 3.2.1 Phƣơng án thiết kế 1 ( PA1) - PA1 sử dụng TBATG 35/15 kV, cáp 15 kV, 6 TBAPX 15/0,4 kV, sử dụng TBATG nhận điện 35 kV từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 15 kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xƣởng Các trạm biến áp phân xƣởng hạ điện áp 15 kV xuống 0,4 kV cung cấp cho các thiết bị trong nhà máy Dương Đức Tuyên... với việc xây dựng một sơ đồ cung cấp điện hợp lý Kinh nghiệm tính toán và vận hành cho thấy là trong một TBA chỉ cần đặt một MBA là tốt nhất, khi cần thiết có thể đặt hai máy, không nên đặt quá hai máy Trạm một máy biến áp có ƣu điểm là tiết kiệm đất đai, vận hành đơn giản trong hầu hết các trƣờng hợp có chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhất nhƣng có nhƣợc điểm mức đảm bảo cung cấp điện không cao Trạm... địa hình, các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao, các đặc điểm của quá trình sản xuất và quá trình công nghệ v.v Để từ đó xác định mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp điện hợp lý Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hƣởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện đƣợc coi là hợp lý phải thỏa mãn những yêu cầu sau:... tƣờng với phân xƣởng Dương Đức Tuyên 28 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 3.1.2.3 Lựa chọn các phương án nối dây của mạng cao áp Nhà máy thuộc phụ tải loại I nên dây dẫn từ trạm biến áp trung gian của hệ thống về TBATG hoặc TPPTT của nhà máy sẽ dùng đƣờng dây lộ kép, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện Do tính chất quan trọng của các phân xƣởng nên mạng cao áp trong nhà máy ta sử dụng sơ đồ hình tia, lộ kép... chữa máy biến áp, an toàn và kinh tế - Số lƣợng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA đƣợc chọn căn cứ theo yêu cầu cung cấp điện của phụ tải, điều kiện vận chuyển và lắp đăt, chế độ làm việc của phụ tải Các TBA cung cấp điện cho phụ tải loại I và loại II nên đặt hai MBA, phụ tải loại III đặt một máy biến áp - Hạn chế chủng loại máy biến áp dùng cho nhà máy để thuận lợi khi mua sắm, lắp đặt, vận hành,... 50,6 5,6 3,6 11,29 86,29 132,1 112,5 27 2,9 47,1 23 9,8 4,9 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 7 8 9 10 Trạm bơm Ban quản lý và Phòng thiết kế Kho vật liệu trung tâm Toàn nhà máy Dương Đức Tuyên 5,78 170,2 89,85 138 10 2,4 12,2 17,5 122,5 145,63 31 15,5 3 51,4 11,8 46,8 62,88 65 36,5 2,0 90.8 6140,02 45,38 63,88 24 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 3 1007,43 27,43 63,88 864,29 24,49 2 1 4 365,78 5,78 1774,13... Trạm biến áp B4: Cấp điện cho PX sửa chữa cơ khí Đặt 1 MBA làm việc Chọn dung lƣợng MBA: SđmB ≥ Stt = 498,1 kVA Dương Đức Tuyên 32 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Chọn dùng MBA có Sđm = 500 kVA - Trạm biến áp B5: Cấp điện PX mộc và trạm bơm Đặt MBA làm việc Chọn dung lƣợng MBA: SđmB ≥ Stt = 221,95 kVA Chọn dùng MBA có Sđm = 250 kVA - Trạm biến áp B6: Cấp điện Ban quản lý và phòng thiết kế và kho vật liệu... kVA -Trạm biến áp B4: Cấp điện cho PX sửa chữa cơ khí : dùng MBA có Sđm = 500 kVA 3.1.3.3 Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng Các TBA cung cấp điện cho một phân xƣởng có thể dùng loại liền kề có một tƣờng của trạm chung với tƣờng của phân xƣởng nhờ vậy tiết kiệm đƣợc vốn xây dựng và ít ảnh hƣởng đến công trình khác Trạm lồng cũng đƣợc sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ phân . NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN I. ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ Thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy. II. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU 1. Phụ tải điện của nhà máy ( Hình. phân xƣởng sửa chữa cơ khí và toàn nhà máy; 2 .Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy. 3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 4.