Bảng 3.16 - Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án IV.

đồ án tốt nghiệp

Tk htccđ cho nm chế tạo máy bay



P =



2

S ttpx

2

U dm



chơng iII

tk mạng điện cao áp của nm



.R.10 3 [kW]



Trong đó:

R=



1

r0. l

n



n: Số đờng dây đi song song.

Kết qủa tính toán cho trong bảng 3.17.



Lê Thu Quỳnh

Lớp H8A-HTĐ



-65-



đồ án tốt nghiệp

Tk htccđ cho nm chế tạo máy bay



chơng iII

tk mạng điện cao áp của nm



Bảng 3.17 - Tổn thất công suất trên các đờng dây của phơng án IV.

Đờng cáp

TBATG-B1

TBATG-B2

TBATG-B3

TBATG-B4

TBATG-B5

B3-5

B4-8

B4-10

B5-7

B5-9



F (mm2)

2.(3*16)

2.(3*16)

2.(3*16)

2.(3*16)

2.(3*16)

2*240+240

(3*150+70)

2.(3*240+95)

2.(3*150+70)

2.(3*120+70)



L (m)

80

40

40

40

80

60

70

55

40

80



r0

(/km) R ()

1,47

1,47

1,47

1,47

1,47

0,075

0,268

0,075

0,124

0,153



0,059

0,029

0,029

0,029

0,059

0,002

0,009

0,002

0,002

0,006



Stt

(kVA)



P(kW)



1935,5

1336,2

1892,7

1823,3

1936,7

783,7

255,93

672,9

644,58

400,6



0,45511203

0,108453833

0,217603328

0,201938085

0,45567654

0,864

0,383994717

0,583680294

0,643999233

0,613837377



Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: PD = 5,47 kW

* Xác định tổn thất điện năng trên đờng dây:

AD = PD. [kWh]

Trong đó: - thời gian tổn thất công suất lớn nhất, tra bảng 4-1 (TL1)

với Tmax = 4500 h và cosnm = 0,74, ta có = 3300 h.

AD = PD. = 5470. 3300 = 18051 kWh

*) Chọn máy cắt

Chọn dùng các tủ hợp bộ của hãng Siemens, máy cắt loại 24kV, cách

điện bằng SF6, không cần bảo trì, Hệ thống thanh góp đặt sẵn trong tủ .

Bảng 3.19 - Thông số máy cắt

Loại

Cách

Giá thành

Số lợng Uđm (kV) Icắt N3s (kA)

MC

điện

(106)

24kV

SF6

11

24

25

205

Vốn đầu t cho máy cắt:

KMC= 11* 205.106 =2255.106 đ



4.3) Chi phí tính toán của phơng án IV:

Vốn đầu t :

K4 = KB + KD + KMC = 1218. 106 + 166,460. 106 + 2255.106

= 3639,46. 106 đ



Lê Thu Quỳnh

Lớp H8A-HTĐ



-66-



đồ án tốt nghiệp

Tk htccđ cho nm chế tạo máy bay



chơng iII

tk mạng điện cao áp của nm



Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đờng dây:

A4 = AB + AD = 544792,5 + 18051 = 562843,5 kWh

Chi phí tính toán:

Z4 = ( avh + atc ). K4 + c. A4

= ( 0,1 + 0,2 ). 3639,46. 106 + 1000. 562843,5 =1654,682. 106 đ

Bảng 3.18 - Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phơng án.

Vốn đầu t

Tổn thất điện

Chi phí tính

Phơng án

6

(10 đ)

năng (kWh)

toán (106 đ)

Phơng án 1

4621,56

848112,185

2234,58

Phơng án 2

4341,56

845978,21

2148,446

Phơng án 3

4160,22

725795,939

1809,24

Phơng án 4

3639,46

562843,5

1645,682

Nhận xét: từ những kết quả tính toán cho thấy phơng án 3 và phơng án

4 tơng đơng nhau về mặt kinh tế do có chí tính toán chênh nhau không đáng

kể ( 5% ), vốn đầu t mua máy biến áp và cáp, tổn thất điện năng cũng xấp xỉ

nhau. Phơng án 4 có số trạm biến áp ít hơn nên sẽ thuận lợi hơn trong công tác

xây lắp, quản lý và vận hành do vậy ta chọn phơng án 4 làm phơng án thiết kế.

III.4 Thiết kế chi tiết cho phơng án đợc chọn:

III.4.1. Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối

trung tâm:

Đờng dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung

tâm của nhà máy dài 10 km sử dụng đờng dây trên không, dây nhôm lõi thép,

lộ kép.

* Với mạng cao áp có Tmax lớn, dây dẫn đợc chọn theo mật độ dòng điện

kinh tế jkt, tra theo bảng 5 ( trang 294. TL1 ) dây dẫn AC, có thời gian sử dụng

công suất lớn nhất Tmax = 4500 h, ta có jkt = 1,1 A/mm2.

Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn:

Ittnm =



S ttnm

2. 3.U dm



=



7392,96

2. 3.22



= 97 A



Tiết diện kinh tế:

Fkt =



I ttnm 97

=

= 88,2 mm2

j kt

1,1



Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 120mm 2. Tra bảng PL 4.12 (TL1) dây

dẫn AC-95 có Icp = 330 A.

* Kiểm tra dây theo điều kiện sự cố đứt 1 dây:

Isc = 2. Ittnm = 2. 88,2 = 176,4 A

Isc = 234,2 A < Icp = 330A



Lê Thu Quỳnh

Lớp H8A-HTĐ



-67-



đồ án tốt nghiệp

Tk htccđ cho nm chế tạo máy bay



chơng iII

tk mạng điện cao áp của nm



Dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố.

* Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép:

Với dây dẫn AC-95 có khoảng cách trung bình hình học D tb = 2 m theo

PL 4.6 (TL1) có r0 = 0,27 /km, x0 = 0,365 /km.

U =



Pttnm .R + Qttnm . X 5792,16.0,27.10 + 4594,2.0,365.10

=

= 1036,01 V

U dm

2.22



U < Ucp = 5%Uđm = 1100 V

Dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép.

Vậy chọn dây AC-95.

III.4.2. Sơ đồ trạm phân phối trung tâm:

Trạm phân phối trung tâm là nơi trực tiếp nhận điện từ hệ thống về để

cung cấp điện cho nhà máy, do đó việc lựa chọn sơ đồ nối dây của trạm có ảnh

hởng lớn và trực tiếp đến vấn đề an toàn cung cấp điện cho nhà máy. Sơ đồ cần

phải thoả mãn các điều kiện cơ bản nh: đảm bảo liên tục cung cấp điện theo

yêu cầu của phụ tải, phải rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và xử lý sự cố, an

toàn lúc vận hành và sửa chữa, hợp lý về mặt kinh tế trên cơ sở đảm bảo các

yêu cầu kỹ thuật.

Nhà máy Chế tạo máy bay đợc xếp vào phụ tải loại I, do tính chất quan

trọng của nhà máy nên trạm phân phối đợc cung cấp bởi hai đờng dây với hệ

thống 1 thanh góp có phân đoạn, liên lạc giữa hai phân đoạn của thanh góp

bằng máy cắt hợp bộ. Với điện áp trung áp 22kV (hệ thống có trung tính trực

tiếp nối đất),trên mỗi phân đoạn thanh góp đặt một máy biến áp đo lờng 2

cuộn dây ba pha ba trụ. Để chống sét từ đờng dây truyền vào trạm đặt chống

sét van trên các phân đoạn thanh góp. Máy biến dòng đợc đặt trên tất cả các lộ

vào ra của trạm có tác dụng biến đổi dòng điện lớn ( sơ cấp ) thành dòng điện

5 A để cung cấp cho các dụng cụ đo lờng và bảo vệ.

Chọn dùng các tủ hợp bộ của hãng Siemens, máy cắt loại 8DC11, cách

điện bằng SF6, không cần bảo trì, Hệ thống thanh góp đặt sẵn trong tủ có

dòng định mức 1250 A.

Bảng 3.19 - Thông số máy cắt đặt tại TPPTT

Cách

Icắt N3s

Loại MC

Iđm (A)

Uđm (kV)

Icắt Nmax (kA)

điện

(kA)

8DC11

SF6

1250

24

25

63

III.4.3 Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện:

3.1) Tính toán ngắn mạch phía cao áp:



Lê Thu Quỳnh

Lớp H8A-HTĐ



-68-



đồ án tốt nghiệp

Tk htccđ cho nm chế tạo máy bay



chơng iII

tk mạng điện cao áp của nm



Mục đích của tính ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn

định nhiệt của thiết bị và dây dẫn đợc chọn khi có ngắn mạch trong hệ thống.

Dòng điện ngắn mạch tính toán để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch ba

pha. Khi tính toán ngắn mạch phía cao áp do không biết cấu trúc cụ thể của hệ

thống điện quốc gia nên cho phép tính gần đúng điện kháng của hệ thống điện

quốc gia thông qua công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung

gian và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay

thế để tính toán ngắn mạch đợc thể hiện trên hình 3.8.

Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện cần tính toán 6 điểm

ngắn mạch sau:

N - điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm để kiểm tra

máy cắt và thanh góp.

N1 ... N5 - điểm ngắn mạch phía cao áp các trạm biến áp phân xởng để

kiểm tra cáp và thiết bị cao áp trong các trạm.



Điện kháng của hệ thống đợc tính theo công thức sau: XHT =



U2

[]

SN



Trong đó: SN - công suất ngắn mạch về phía hạ áp của máy biến áp trung

gian Giám. SN = 250 MVA; U - điện áp của đờng dây. U = Utb = 24 kV.

Điện trở và điện kháng của đờng dây:

R=



1

. r0. l []

2



X=



1

. x0. l []

2



Trong đó: r0, x0 - điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn [/km].

l - chiều dài đờng dây [km].

Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I" bằng dòng

điện ngắn mạch ổn định I , nên có thể viết:



Lê Thu Quỳnh

Lớp H8A-HTĐ



-69-



đồ án tốt nghiệp

Tk htccđ cho nm chế tạo máy bay



chơng iII

tk mạng điện cao áp của nm



Hình 3.8 - Sơ đồ tính toán ngắn mạch.

N

MC



Cáp



ĐDK



PPTT



BATG



ZD



XHT



BAPX



N



ZCi



Ni



HT



IN = I" = I =



U

3.Z N



Trong đó: ZN - tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch thứ i ().

U - điện áp của đờng dây (kV).

Trị số dòng ngắn mạch xung kích đợc tính theo biểu thức:

ixk = 1,8. 2.I N (kA)



Lê Thu Quỳnh

Lớp H8A-HTĐ



-70-



đồ án tốt nghiệp

Tk htccđ cho nm chế tạo máy bay



chơng iII

tk mạng điện cao áp của nm



Bảng 3.20 - Thông số của đờng dây trên không và cáp

Đờng cáp



F (mm2) L (m)



PPTT-B1

PPTT-B2

PPTT-B3

PPTT-B4

PPTT-B5



3*16

3*16

3*16

3*16

3*16



80

40

40

40

80



TBATGTPPTT



AC-95



r0

x0

(/km) (/km)

1,47 0,142

1,47 0,142

1,47 0,142

1,47 0,142

1,47 0,142



10000



0,27



R ()



X ()



0,0588

0,0294

0,0294

0,0294

0,0588



0,00568

0,00284

0,00284

0,00284

0,00568



1,35



1,825



0,365



* Tính điểm ngắn mạch N tại thanh góp trạm phân phối trung tâm:

XHT =



2

U2

= 24 = 2,304

SN

250



R = Rdd = 1.35

X = Xdd + X HT = 1,825 + 2,304 = 4,129

IN =



U

3.Z N



=



24

3. 1,35 + 4,129

2



2



= 3,190 kA



ixk = 1,8. 2.I N = 1,8. 2 . 3,19 = 8,120 kA

* Tính điểm ngắn mạch tại N1 (tại thanh cái trạm biến áp phân xởng B1)

XHT =



2

U2

= 24 = 2,304

SN

250



R1 = Rdd + Rc1 = 1,350 + 0,0588 = 1,4088

X = Xdd + X HT + Xc1 = 1,825 + 2,304 + 0,00568 = 4,13468

IN1 =



U

3.Z N 1



=



24

3. 1,4088 2 + 4,13468 2



= 3,172 kA



ixk1 = 1,8. 2 .I N 1 = 1,8. 2 . 3,172 = 8,0746 kA

Tính tơng tự đối với các điểm ngắn mạch khác, ta có kết quả tính toán

ngắn mạch ghi trong bảng 3.21.



Lê Thu Quỳnh

Lớp H8A-HTĐ



-71-



đồ án tốt nghiệp

Tk htccđ cho nm chế tạo máy bay



chơng iII

tk mạng điện cao áp của nm



Bảng 3.21 - Kết quả tính toán ngắn mạch.

Điểm ngắn mạch

IN (kA)

ixk (kA)

N1

3,171

8,072

N2

3,168

8,064

N3

3,170

8,069

N4

3,182

8,100

N5

3,169

8,067

N

3,190

8,120

3.2) Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện:

a. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt, thanh dẫn của TPPTT:

* Máy cắt 8DC11 đợc chọn theo các điều kiện sau:

Điện áp định mức:



Uđm MC Uđm = 22 kV



Dòng điện định mức:



Iđm MC = 1250 A Ilvmax = 2. Ittnm = 186,96A



Dòng điện cắt định mức: Iđm cắt = 25 kA IN = 3 ,190 kA

Dòng điện ổn định động cho phép:



iđmôđ = 63 kA ixk = 8,120 kA



* Thanh dẫn chọn vợt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động.

b. Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp BU:

BU đợc chọn theo điều kiện:

Điện áp định mức: Uđm.BU Uđm.m = 22 kV

Chọn loại BU 3 pha 4MS34, do hãng Siemens chế tạo.

Bảng 3.22 - Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS34.

Thông số kỹ thuật

4MS34

Uđm (kV)

24

U chịu đựng tần số công nghiệp 1 ' 50

(kV)

125

U chịu đựng xung 1,2/50 às (kV)

U1đm (kV)

22/ 3

U2đm (V)

110/ 3

Tải định mức (VA)

400

c. Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BI:

BI đợc chọn theo các điều kiện sau:

Điện áp định mức: Uđm.BI Uđm.m = 22 kV

Dòng điện sơ cấp định mức: Iđm.BI



I max k qtbt .S dm.BA 1,3.1000

=

=

= 28,45 A

1,2

1,2. 3.22 1,2. 3.22



Chọn BI loại 4ME14, kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo.

Bảng 3.23 - Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME14.

Thông số kỹ thuật

4ME14

Uđm (kV)

24



Lê Thu Quỳnh

Lớp H8A-HTĐ



-72-



đồ án tốt nghiệp

Tk htccđ cho nm chế tạo máy bay



chơng iII

tk mạng điện cao áp của nm



U chịu đựng tần số công nghiệp 1 ' 50

(kV)

125

U chịu đựng xung 1,2/50 às (kV)

I1đm (A)

5 - 2000

I2đm (A)

1 hoặc 5

Iôđnhiệt 1s (kA)

80

Iôđđ ng (kA)

120

d. Lựa chọn chống sét van:

Chống sét van đợc chọn theo cấp điện áp Uđm.m = 22 kV

Chọn loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có U đm = 24 kV, loại

giá đỡ ngang AZLP501B24.

III.4.4. Sơ đồ trạm biến áp phân xởng:

Các trạm biến áp phân xởng đều đặt hai máy biến áp do ABB sản xuất tại

Việt Nam. Vì các trạm biến áp phân xởng đặt rất gần trạm phân phối trung

tâm nên phía cao áp chỉ cần đặt dao cách ly và cầu chì. Dao cách ly dùng để

cách ly máy biến áp khi cần sửa chữa. Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và

quá tải cho máy biến áp. Phía hạ áp đặt áptômát tổng và các áptômát nhánh,

thanh cái hạ áp đợc phân đoạn bằng aptômát phân đoạn. Để hạn chế dòng

ngắn mạch về phía hạ áp của trạm và làm đơn giản việc bảo vệ ta lựa chọn phơng thức cho hai máy biến áp làm việc độc lập (áptômát phân đoạn của thanh

cái hạ áp thờng ở trạng thái cắt). Chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố mới sử

dụng áptômát phân đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn đi với máy

biến áp bị sự cố.

Hình 3.9 - Sơ đồ các trạm biến áp phân xởng đặt hai máy biến áp.



Tủ cao áp



MBA

22/0.4



Tủ A tổng



Tủ A

nhánh



Tủ A phân

đoạn



Tủ A

nhánh



Tủ A tổng



MBA

22/0.4



Tủ cao áp



4.1) Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp:



Lê Thu Quỳnh

Lớp H8A-HTĐ



-73-



đồ án tốt nghiệp

Tk htccđ cho nm chế tạo máy bay



chơng iII

tk mạng điện cao áp của nm



Ta sẽ dùng chung một loại dao cách ly cho tất cả các trạm biến áp để dễ

dàng cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Dao cách ly đợc chọn theo các

điều kiện sau:

Uđm.MC Uđm.m = 22 kV



Điện áp định mức:



Iđm.CL Ilvmax = 2. Ittnm = 186,96 A



Dòng điện định mức:



iđm.đ ixk = 8,120 kA



Dòng điện ổn định động cho phép:

Chọn loại 3DC do hãng Siemens chế tạo.



Bảng 3.24 - Thông số kỹ thuật của dao cách ly 3DC.

Uđm (kV)

Iđm (A)

INt (kA)

INmax (kA)

24

630

16 - 31,5

40 - 80

4.2) Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp:

Dùng chung một loại cầu chì cao áp cho tất cả các trạm biến áp để dễ

đàng cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Cầu chì đợc chọn theo các điều

kiện sau:

Uđm.CC Uđm.m = 22 kV



Điện áp định mức:

Dòng điện định mức:



Iđm.CC Ilvmax =



k qtbt .S dm.BA

3.U dm.m



=



1,3.1000

= 35,46 kA

3.22



Dòng điện cắt định mức: Iđm.cắt IN4 = 3,182 kA

( B4 có dòng ngắn mạch trên thanh cái là lớn nhất )

Chọn loại cầu chì 3GD1 413-4B do hãng Siemens chế tạo.

Bảng 3.25 - Thông số kỹ thuật của cầu chì loại 3GD 413-4B.

Uđm (kV)

Iđm (A)

Icắt Nmin (A) Icắt N (kA)

24

40

432

31,5

4.3) Lựa chọn và kiểm tra áptômát:

MCCB tổng, MCCB phân đoạn và MCCB nhánh đều chọn dùng các

MCCB do hãng Merlin Gerin chế tạo.

MCCB đợc chọn theo các điều kiện sau:

* Đối với MCCB tổng và MCCB phân đoạn

Điện áp định mức: Uđm.A Uđm.m = 0.38 kV

Dòng điện định mức:

với:



Ilvmax =



Iđm.A Ilvmax

k qtbt .S dm. BA

3.U dm, m



Trạm biến áp B1. B4: B2. B3. B5:



Lê Thu Quỳnh

Lớp H8A-HTĐ



-74-



đồ án tốt nghiệp

Tk htccđ cho nm chế tạo máy bay



chơng iII

tk mạng điện cao áp của nm



Sđm.BA = 1000 kVA

Ilvmax =



k qtbt .S dm. BA

3.U dm.m



=



1,3.1000

3.0,38



= 1975,14 A



Bảng 3.26 - Kết quả chọn MCCB tổng và MCCB phân đoạn.

Loại

Số lợng Uđm

Iđm

I cắt N Số cực

Tên trạm

(V)

(A)

(kA)

B1. B4 B2. CM2000

5

690

2000

70

4

B3. B5:

* Đối với MCCB nhánh

Uđm.A Uđm.m = 0.38 kV



Điện áp định mức:

Dòng điện định mức:



Iđm.A Itt =



S ttpx

n. 3.U dm, m



Trong đó: n - số MCCB nhánh đa điện về phân xởng.

Kết quả lựa chọn các MCCB nhánh đợc ghi trong bảng 3.27.

4.4) Lựa chọn thanh góp :

Các thanh góp đợc chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép:

khc. Icp Icb =



S tt

3.U dm



=



1997,79

= 3035.33 A

3.0,38



Chọn loại thanh dẫn bằng đồng có kích thớc ( 100 x 10 ) mm2. mỗi pha

ghép 3 thanh với Icp = 4650 A.

4.5) Kiểm tra cáp đã chọn:

Bảng 3.27 - Kết quả lựa chọn MCCB nhánh. loại 4 cực của Merlin Gerin.

Stt

Iđm

Icắt N

Tên phân xởng (kVA)

Itt (A)

Loại

SL Uđm

(V)

(A)

(kA)

P/x Đúc kim loại 1935,5 1470,34 CM1600N 2 690 1600

50

đen

P/x Đúc kim loại 1336.16 1015.05 CM1250N 2 690 1250

50

màu

P/x gia công thân 1109.04

842.5

C1001N

2 690 1000

25

động cơ

P/x gia công các

888.2

674.74

C801N

2 690

800

25

chi tiết của đ/c

P/x lắp ráp và thử 783.7

595.5

NS630N

1 690

600

10

nghiệm đ/c

P/x dập khuôn vỏ 891.49

677.25

C801N

2 690

800

25

máy bay

P/x bọc thân máy 644.58

489.67

NS630N

2 690

500

10

bay

P/x Sửa chữa cơ

255.93

388.85

NS400N

1 690

400

10

khí

P/x lắp ráp khung 400.6

304.32

NS400N

1 690

400

10

máy bay



Lê Thu Quỳnh

Lớp H8A-HTĐ



-75-