Đồ án Cung cấp điện - Đề tài: Thiết kế hệ thông cung cấp điện cho nhà máy

pdf 94 trang hoanguyen 4680
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Cung cấp điện - Đề tài: Thiết kế hệ thông cung cấp điện cho nhà máy", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_cung_cap_dien_de_tai_thiet_ke_he_thong_cung_cap_dien_c.pdf

Nội dung text: Đồ án Cung cấp điện - Đề tài: Thiết kế hệ thông cung cấp điện cho nhà máy

  1. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy SVTH: Đinh Sỹ Luật 1 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  2. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN LỜI NÓI ĐẦU . . Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất. Trong tình hình kinh tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải hoạch toán kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm. Điện năng thực sự đóng góp một phần quan trọng vào lỗ lãi của xí nghiệp. Nếu 1 tháng xảy ra mất điện 1, 2 ngày xí nghiệp không có lãi, nếu mất điện lâu hơn xí nghiệp sẽ thua lỗ. Chất lượng điện xấu(chủ yếu là điện áp thấp ) ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm. Chất lượng điện áp thực sự quan trọng với xí nghiệp may, xí nghiệp hoá chất, xí nghiệp lắp đặt chế tạo cơ khí, điện tử chính xác. Vì thế, đảm bảo độ tin cậy cấp điện áp và nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu của đề án thiết kế cấp điện cho khu xí nghiệp. Nhằm hệ thống hoá và vận dụng những kiến thức đã được học tập trong những năm ở trường để giải quyết những vấn đề thực tế, em đã được giao thực hiện đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy. Để hoàn thành tốt đồ án này, em đã được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong khoa Điện, đặc biệt là của cô giáo Nguyễn Thị Thanh Ngân. Do kiến thức và thời gian có hạn, bản đồ án không tránh khỏi sai sót, kính mong các thầy ,cô góp ý kiến để bản đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Vinh, ngày 20, tháng 03, năm 2011 Sinh viên thực hiện Đinh Sỹ Luật SVTH: Đinh Sỹ Luật 2 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  3. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN LỜI NHẬN XÉT A. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN B. GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN SVTH: Đinh Sỹ Luật 3 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  4. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1. Đặc điểm công nghệ, vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm phân bố phụ tải. Tổng quan về nhà máy : Trong nhà máy cơ khí có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng, phong phú và phức tạp. Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và thiện đại. Hệ thống máy móc trong nhà máy làm việc 3 ca liên tục. Do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai; về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá dư thừa dung lượng công suất dự trữ. Nhà máy có 3 phân xưởng, 1 phòng thí nghiệm, 1 lò ga, 1 phân xưởng rèn, 1 trạm bơm, và 1 phân xưởng cơ khí. Các phân xưởng này được xây dựng tương đối gần nhau trong nhà máy và được cho trong bảng sau: Số thứ tự trên Tên phân xưởng Công suất đặt mặt bằng (Kw) 1 Phòng thí nghiệm 120 2 Phân xưởng 1 3200 3 Phân xưởng 2 4200 4 Phân xưởng 3 3100 5 Phân xưởng 4 2100 6 Phân xưởng SCCK Theo tính toán 7 Lò ga 400 8 Bộ phận nén ép 600 9 Chiêú sáng phân xưởng Xác định theo diên tích Theo quy trình trang bị điện và công nghệ của nhà máy ta thấy khi ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của nhà máy gây thiệt hại về nền kinh tế quốc dân do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại II, cần được bảo đảm cung cấp điện liên tục và an toàn. Trong nhà máy có: phân xưởng , kho hàng, nhà hành chính dùng phụ tải loại I SVTH: Đinh Sỹ Luật 4 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  5. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 2. Phân loại phụ tải. Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại phụ tải: + Phụ tải động lực. + Phụ tải chiếu sáng. Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm trong dải từ 1 đến hàng chục kW và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz. Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn. Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng , ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz. II . NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Các nội dung trong tính toán thiết kế : Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sữa chữa cơ khí. Thiết kế mạng điện hạ áp cho toàn nhà máy: 1. Chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng. 2. Chọn số lượng, dung lượng và vị trí trạm biến áp trung gian ( trạm biến áp xí nghiệp ) hoặc trạm phân phối trung tâm, lựa chon sơ đồ nối điện và thiêt kế hệ thống rơle bảo vệ. 3. Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy. Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sữa chữa cơ khí SVTH: Đinh Sỹ Luật 5 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  6. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ CỦA TOÀN NHÀ MÁY. I. PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SỮA CHỮA CƠ KHÍ. 1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán. Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn thiết bị về mặt phát nóng. Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, ngược lại nếu phụ tải tính toán xác định được lớn hơn phụ tải thực tế thì gây ra dư thừa công suất, làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có được phương phương pháp nào thật hoàn thiện. Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu về phụ tải lại quá lớn. Ngược lại những phương pháp tính đơn giản lại có kết quả có độ chính xác thấp. 2. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 2.1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: Ptt = knc.Pđ Trong đó : knc : là hệ số nhu cầu , tra trong sổ tay kĩ thuật . Pđ : là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị , trong tính toán có thể lấy gần đúng Pđ Pdđ (kW) . 2.2. Phương pháp xác định PTTT theo công suất công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải : Ptt = khd . Ptb Trong đó : SVTH: Đinh Sỹ Luật 6 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  7. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN khd : là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay kĩ thuật khi biết đồ thị phụ tải . Ptb : là công suât trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW) . 2.3. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình : Ptt = Ptb . Trong đó :  : là độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình .  : là hệ số tán xạ của  . 2.4. Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm : a 0 .M Ptt = T max Trong đó : a0: là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, đơn vị kWh/đvsp. M: là số sản phẩm sản suất trong một năm . Tmax: là thời gian sử dụng công suất lớn nhất , (h) 2.5. Phương pháp xác định PTTTCS theo suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích: Pttcs = p0 . F Trong đó : 2 p0 : là suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích , (W/m ) . F : là diện tích bố trí thiết bị , (m2) . 2.6. Phương pháp tính trực tiếp : Là phương pháp điều tra phụ tải trực tiếp để xác định PTTT áp dụng cho hai trường hợp: - Phụ tải rất đa dạng không thể áp dụng phương pháp nào để xác định phụ tải tính toán. - Phụ tải rất giống nhau và lặp đi lặp lại ở các khu vực khác nhau như phụ tải ở khu chung cư . 2.7. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị: SVTH: Đinh Sỹ Luật 7 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  8. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau: Iđn = Ikđ (max) + (Itt - ksd . Iđm (max)) n 1 Hoặc: I =  I + k . I đn i 1 đmi kđ đmmax Trong đó: Ikđ (max): là dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy. Itt: là dòng điện tính toán của nhóm máy. Iđm (max): là dòng định mức của thiết bị đang khởi động. ksd: là hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động. kkđ: là hệ số khởi động của thiết bị. Iđmmax: là dòng điện định mức lớn nhất đi qua thiết bị. Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp 4,5,6 dựa trên kinh nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần đúng tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi. Các phương pháp còn lại được xây dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố do đó có kết quả chính xác hơn, nhưng khối lượng tính toán hơn và phức tạp. Trong đồ án này với phân xưởng SCCK ta đã biết vị trí, công suất đặt, và các chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Các phân xưởng còn lại do chỉ biết diện tích và công suất đặt của nó nên để xác định phụ tải động lực của các phân xưởng này ta áp dụng phương pháp tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất. 2.8. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại Vì đã có thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị biết được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị nên ta xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Theo phương pháp này phụ tải tính toán được xác định như sau: SVTH: Đinh Sỹ Luật 8 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  9. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN + Tính toán phụ tải động lực Với 1 động cơ Ptt = Pđm Với nhóm động cơ n ≤ 3 n Ptt =  Pđmi i Với nhóm động cơ n ≥ 4 n Ptt = kmax . ksd .  Pđmi i Trong đó : Pđmi : công suất định mức của thiết bị ksd :hệ số sử dụng của nhóm thiết bị. tra sổ tay n: Số thiết bị trong nhóm. kmax: Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ: kmax = f(nhq, ksd) nhq: Số thiết bị dùng điện hiệu quả. Tính nhq Xác định n1 : số thiết bị có công suất lớn hay bằng một nữa công suất thiết bị có công suất lớn nhất. Xác định P1 : công suất của n1 thiết bị trên n P1 =  Pdmi i n1 P1 Xác định : n = , P = * n * P Trong đó : n : tổng số thiết bị trong nhóm n P∑ : tổng công suất mỗi nhóm , P∑ =  Pđmi i Từ n* và P* tra bảng ta được nhp* + Khi nhq ≥ 4 → Tra bảng hoặc đường cong với nhq và ksd được kmax với kmax = f (ksd , nhq) + Khi nhq < 4 → Phụ tải tính toán được xác định theo công thức SVTH: Đinh Sỹ Luật 9 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  10. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN n Ptt = ( kti. Pdmi ) i Trong đó: kti : hệ số tải của thiết bị i kti = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn kti = 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. + Phụ tải động lực phản kháng Qtt = Ptt . tgφ Trong đó : Cosφ : hệ số công suất tính toán của nhóm thiết bị, tra sổ tay Pdmi.cos cosφtb = Pdmi 3 .Chia nhóm phụ tải động lực. Căn cứ vào vị trí lắp đặt, vào tính chất và chế độ làm việc của các thiết bị, các thiết bị trong nhóm nên gần nhau tránh chồng chéo nhau và giảm chiều dài dây dẫn hạ áp. Vì vậy chúng ta có thể chia ra thành 3 nhóm cơ bản sau: Nhóm 1 bao gồm các thiết bị mang số ký hiệu trên mặt bằng là : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 . Nhóm 2 bao gồm các thiết bị mang số ký hiệu trên mặt bằng là : 13, 14, 15, 16. Nhóm 3 bao gồm các thiết bị mang số ký hiệu trên mặt bằng là : 17, 18, 19, 20, 21, 22. Phụ tải của các nhóm thiết bị và phụ tải tính toán của chúng được ghi trong bảng 1.1 SVTH: Đinh Sỹ Luật 10 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  11. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Bảng 1.1 Ký hiệu Công suất đặt Tên Số Thiết bị điện trên mặt Nhãn hiệu của thiết bị ( nhóm lượng bằng KW ) Nhóm 1 Máy cưa kiểu đai 1 1 8531 1.0 Máy khoan bàn 2 1 MC-12A 1.0 Máy mài thô 3 1 PA274 2.8 Máy khoan đứng 4 1 2A125 4.5 Máy bào ngang 5 1 736 6.5 Máy xọc 6 1 7A420 2.8 Máy mài tròn van năng 7 1 3A130 4.5 Máy phay răng 8 1 5D32t 5.5 Máy tiện ren 9 1 5M82 7.0 Máy tiện ren 10 1 1A62 8.1 Máy tiện ren 11 1 1A62 9.1 Máy nén cắt dập liên 12 1 HB31 1.7 hợp Nhóm 2 Máy mài phá 13 1 2M634 2.8 Quạt lò rèn 14 1 1.5 Máy khoan đứng 15 1 2188 0.85 Bể ngâm dung dịch 16 1 3.0 kiềm Nhóm3 Bể ngâm nước nóng 17 1 4.0 Máy cuộn dây 18 1 1.2 Máy khoan bàn 19 1 0.65 Máy mài thô 20 1 HC12A 2.8 Bàn thử nghiệm thiết 21 1 3M634 6.0 bị điện Chỉnh lưu salenium 22 1 BCA5M 0.6 4. Tính toán cụ thể các nhóm phụ tải động lực SVTH: Đinh Sỹ Luật 11 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  12. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN a. Tính toán phụ tải cho nhóm 1 Bảng danh sách thiết bị của nhóm 1 Công suất đặt Hệ số sử Hệ số công Tên thiết bị Số lượng Pđm(kW) dụng ksd suất cos Máy cưa kiểu đai 1 1,0 0,16 0.6 Máy khoan bàn 1 1,0 0,16 0,6 Máy mài thô 1 2,8 0,16 0,6 Máy khoan đứng 1 4,5 0,16 0,6 Máy bào ngang 1 6,5 0,16 0,6 Máy xọc 1 2,8 0,16 0,6 Máy mài tròn van năng 1 4,5 0,16 0,6 Máy phay răng 1 5,5 0,16 0,6 Máy tiện ren 1 7,0 0,16 0,6 Máy tiện ren 1 8,1 0,16 0,6 Máy tiện ren 1 9,1 0,16 0,6 Máy nén cắt dập liên hợp 1 1,7 0,16 0,6 Số thiết bị trong nhóm : n = 12 Thiết bị công suất lớn nhất : Máy tiện ren mang nhãn hiệu IX620 với công suất 9,1 kW → Số thiết bị có công suất Pđm ≥ 4,55 : n1 = 5 Công suất của các thiết bị đó : P1 = 36,2 kW n1 5 n = = = 0,4167 * n 12 P1 36,2 P* = = = 0,66 P 54,5 Dựa vào đường cong hình 3.7 tài liệu cunng cấp điện của Nguyễn Xuân Phú thì với mối quan hệ giữa n* và P* ta có: nhq* = f(n*,P*) = 0,81 Từ đó ta xác định được số thiết bị hoạt động hiệu quả là: nhq = nhq* . n = 0,81.12 = 9,8 + Ta có hệ số sử dụng trung bình: ksdtb = 0,16 SVTH: Đinh Sỹ Luật 12 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  13. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Dựa vào đường cong hình 3.5 trang 32 tài liệu cung cấp điện của Nguyễn Xuân phú ta có: Kmax = f( ksd,nhq) =2,3 n Ptt = kmax . ksd .  Pđmi i = 2,3.0,16.54,5 = 20,056 kW + Ta có cosφ = 0,6 tgφ = 1,33 Qtt = Ptt . tgφ = 20,056 . 1,33 = 26,74 kVAr Ptt 20,056 S = = 33,43 kVA tt cos 0,6 Stt 33,43 Itt = 50,8A 3.Udm. 3.0,38 Xác định dòng điện đỉnh nhọn dùng để chon dây chảy cho cầu chì bảo vệ: n 1 I Iđn =  dmi + kkđ.Iđmmax =137,55 + 6.23,04 = 275,79 (A) i 1 Trong đó: kkđ : hệ số khởi động =6 b. Tính toán phụ tải cho nhóm 2 Bảng danh sách thiết bị của nhóm 2 Tên thiết bị Số lượng Công suất đặt Hệ số sử Hệ số công Pđm(kW) dụng ksd suất cos Máy mài phá 1 2,8 0,16 0,6 Quạt lò rèn 1 1,5 0,16 0,6 Máy khoan đứng 1 0,85 0,16 0,6 Bể ngâm dung dịch kiềm 1 3,0 0,16 0,6 Số thiết bị trong nhóm: n = 4 Thiết bị công suất lớn nhất: Bể ngâm dung dịch kiềm có công suất Pđm = 3,0 kW → Số thiết bị có công suất ≥ 1,5 : n1 = 3 Công suất của các thiết bị đó : P1 = 7,3 kW SVTH: Đinh Sỹ Luật 13 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  14. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN n1 3 → n* = = = 0,75 n 4 P1 7,3 P* = = = 0,895 P 8,15 Tra bảng với n* và P* ta được nhq* = 0,84 → nhq = nhq* . n = 0,84 . 4 = 3,36 Ta có hệ số sử dụng trung bình: ksdtb = 0,16 Từ nhq và ksd tra bảng ta được kmax = 3,4 n Ptt = kmax . ksd .  Pđmi i =3,4.0,16.8,15 =4,43 kW Với hệ số cos = 0,6 tang = 1,33 vậy ta có: Qtt = Ptt . tgφ = 4,43 . 1,33 = 5,9 kVAr Ptt 5,9 S = = 9,82 kVA tt cos 0,6 Stt 9,82 Itt = 14,9 A 3.Udm. 3.0,38 Xác định dòng điện đỉnh nhọn dùng để chon dây chảy cho cầu chì bảo vệ: n 1 I Iđn =  dmi + kkđ.Iđmmax =20,65 + 6.7,6 = 66,25 (A) i 1 Trong đó: kkđ : hệ số khởi động =6 c. Tính toán phụ tải cho nhóm 3 SVTH: Đinh Sỹ Luật 14 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  15. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Bảng danh sách thiết bị của nhóm 3 Tên thiết bị Số lượng Công suất đặt Hệ số sử Hệ số công Pđm(kW) dụng ksd suất cos Bể ngâm nước nóng 1 4,0 0,16 0,6 Máy cuộn dây 1 1,2 0,16 0,6 Máy khoan bàn 1 0,65 0,16 0,6 Máy mài thô 1 2,8 0,16 0,6 Bàn thử nghiệm thiết bị 1 6,0 0,16 0,6 Chỉnh lưu salenium 1 0,6 0,16 0,6 Số thiết bị trong nhóm: n = 6 Thiết bị công suất lớn nhất: Bể ngâm dung dịch kiềm có công suất Pđm = 6,0 kW → Số thiết bị có công suất ≥ 3 : n1 = 2 Công suất của các thiết bị đó : P1 = 10 kW 2 n1 → n = = = 0,5 * n 6 P1 10 P* = = = 0,66 P 15, 25 Tra bảng với n* và P* ta được nhq* = 0,9 → nhq = nhq* . n = 0,9 . 6 = 5,4 Ta có hệ số sử dụng trung bình: ksdtb = 0,16 Từ nhq và ksd tra bảng ta được kmax = 3 n Ptt = kmax . ksd .  Pđmi i =3.0,16.15,25 = 7,32 kW Với hệ số cos = 0,6 tang = 1,33 vậy ta có: Qtt = Ptt . tgφ = 7,32 . 1,33 = 9,74 kVAr Ptt 9,74 S = = 16,2 kVA tt cos 0,6 SVTH: Đinh Sỹ Luật 15 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  16. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Stt 16,2 Itt = 24,6 A 3.Udm. 3.0,38 Xác định dòng điện đỉnh nhọn dùng để chon dây chảy cho cầu chì bảo vệ: n 1 I Iđn =  dmi + kkđ.Iđmmax =20,65 + 6.7,6 = 66,25 (A) i 1 Trong đó: kkđ : hệ số khởi động =6 SVTH: Đinh Sỹ Luật 16 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  17. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Từ việc tính toán phụ tải cho từng nhóm thiết bị của xưởng cơ khí mà ta có bảng tổng hợp sau: Bảng phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí Tên nhóm và thiết bị Số lượng Nhãn hiệu Pđm Ksd Cosφ/ Ptt Qtt Stt Itt (kW) Tgφ kW kVAr kVA A Nhóm 1 Máy cưa kiểu đai 1 8531 1 0,16 0,6/1,33 Máy khoan bàn 1 MC-12A 1 0,16 0,6/1,33 Máy mài thô 1 PA274 2,8 0,16 0,6/1,33 Máy khoan đứng 1 2A125 4,5 0,16 0,6/1,33 Máy bào ngang 1 736 6,5 0,16 0,6/1,33 Máy xọc 1 7A420 2,8 0,16 0,6/1,33 Máy mài tròn vạn năng 1 3A130 4,5 0,16 0,6/1,33 Máy phay răng 1 5D32t 5,5 0,16 0,6/1,33 Máy tiện ren 1 5M82 7 0,16 0,6/1,33 Máy tiện ren 1 1A62 8,1 0,16 0,6/1,33 Máy tiện ren 1 IX620 9,1 0,16 0,6/1,33 Máy nén cắt dập liên hợp 1 HB31 1,7 0,16 0,6/1,33 Tổng nhóm 1 7,2/15,96 20,056 26,74 33,43 46,3 12 54,5 1,92 Nhóm 2 Máy mài phá 1 3M634 2,8 0,16 0,6/1,33 Quạt lò rèn 1 1,5 0,16 0,6/1,33 Máy khoan đứng 1 2188 0,85 0,16 0,6/1,33 Bể ngâm dung dịch kiềm 1 3,0 0,16 0,6/1,33 Tổng nhóm 2 4 8,15 0,64 2,4/5,32 4,43 5,9 9,82 14,9 SVTH: Đinh Sỹ Luật 17 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  18. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Nhóm 3 Bể ngâm nước nóng 1 7 0,16 0,6/1,33 Máy cuộn dây 1 7 0,16 0,6/1,33 Máy khoan bàn 1 3 0,16 0,6/1,33 Máy mài thô 1 HC12A 0,65 0,16 0,6/1,33 Bàn thử nghiệm thiết bị 1 3M634 1,2 0,16 0,6/1,33 Chỉnh lưu salenium 1 BCA5M 2,8 0,16 0,6/1,33 Tổng nhóm 3 6 37,65 0,96 3,6/7,98 7,3 9,7 16,2 66,25 SVTH: Đinh Sỹ Luật 18 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  19. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 5. Phụ tải tính toán phân xưởng SCCK a. Phụ tải tính toán hiệu dụng Ptt = kđt .∑Pttnhóm Trong đó : Kđt : hệ số đồng thời, xét khả năng phụ tải các phân xưởng không đồng thời cực đại. Kđt = 0,9 ÷ 0,95 khi số phân xưởng n = 2 ÷ 4 Kđt = 0,8 ÷ 0,85 khi số phân xưởng n = 5 ÷ 10 Với ý nghĩa là khi số phân xưởng càng lớn thì kđt càng nhỏ. Phụ tải tính toán xác định theo các công thức trên dùng thiết kế mạng cao áp. Chọn kđt = 0,85 → Pttpx = 0,85.( 20,056 + 4,43 + 7,3 ) = 27,03 ( kW ) b. Phụ tải tính toán phản kháng Qttpx = kđt .∑Qttnhom = 0,85 . ( 26,79 + 5,9 + 9,7 ) = 36( kVAr) c. Xác dịnh công suất dùng cho chiếu sáng phân xưởng SCCK Pttcs = P0.F Trong đó: P0 : là suất chiêú sáng trong một don vị dien tích F : dien tích phân xưởng dược chieú sáng Trong phân xưởng sữa chữa cơ khí ta dùng đèn sợi đốt tra trong sổ tay kỹ thuật ta có P0 = 12 W/m Vậy ta có: Pttcs = 12.11500 = 138000 ( W )= 138 ( kW ) Qttcs = Pttcs . tg = 0 Do đèn sợ đốt nên cos = 1 → tg =0 d. Phụ tải tính toán toàn phần của phân xưởng SCCK 2 2 2 2 Stt = P tt Q tt = (36 165,03 ) = 168,9 ( kVA ) Sttpx 168,9 Ittpx = 256,6A 3.Udm 3.0,38 SVTH: Đinh Sỹ Luật 19 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  20. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG KHÁC 1) Phương pháp hệ số nhu cầu Khi nhà máy đã có thiết kế nhà xưởng, chưa có thiết kế chi tiết, bố trí các máy móc, thiết bị trên mặt bằng. Lúc này mới chỉ biết công suất đặt nên ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tính phụ tải tính toán các phân xưởng. 2 /Tính toán phụ tải cho các phân xưởng Kí hiệu Tên phân xưởng Pđ ( kW ) Hệ số nhu Hệ số công suất cầu knc 1 Phòng thí nghiệm 120 0,6 0,8 2 Phân xưởng 1 3200 0,5 0,65 3 Phân xưởng 2 4200 0,5 0,6 4 Phân xưởng 3 3100 0,5 0,65 5 Phân xưởng 4 2100 0,5 0,65 4 Phân xưởng SCCK Theo tính toán 0,6 5 Lò ga 400 0,45 0,6 6 Bộ phận nén ép 600 0,45 0,65 7 Chiêú sáng phân Xác định theo 0,7 0,65 xưởng diên tích  Phụ tải tính toán cho phòng thí nghiệm + Phụ tải động lực tác dụng Ptt = knc . Pđ = 0,6 . 120 = 72 (kW) + Phụ tải động lực phản kháng Ta có : cosφ = 0,8 → tgφ = 0,75 Qtt = Ptt . tgφ =72 . 0,75 = 54 ( kVAr ) + Phụ tải tính toán toàn phần 2 2 2 2 Stt = P tt Q tt 72 54 90( kVA ) + Phụ tải chiếu sáng - Phụ tải chiếu sáng tác dụng Pcs = P0 .F= 12 . 10000= 120 ( kW ) SVTH: Đinh Sỹ Luật 20 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  21. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Phụ tải chiếu sáng phản kháng Vì trong phong thí nghiệm không có động cơ nên dùng đèn huỳnh quang → cosφcs = 0,8 → tgφcs =0,75→ Qcs = Pcs . tgφcs = 96 ( kVAr ) + Phụ tải tính toán toàn phân xưởng Pttpx = Ptt + Pcs = 72 + 120 = 192 ( kW ) Qttpx = 54 + 96 = 150 ( kVAr ) 2 2 2 2 Sttpx = PQttpx ttpx 192 150 = 243,64 ( kVA )  phụ tải tính toán cho phân xưởng 1 + Phụ tải động lực tác dụng Ptt = knc . Pđ = 0,5 . 3200 = 1600 (kW) + Phụ tải động lực phản kháng Ta có : cosφ = 0,65 → tgφ = 1,17 Qtt = Ptt . tgφ =1600 . 1,17 = 1872 ( kVAr ) + Phụ tải tính toán toàn phần 2 2 2 2 Stt = PQtt tt 1600 1872 2462,53( kVA ) + Phụ tải chiếu sáng - Phụ tải chiếu sáng tác dụng Pcs = P0 .F= 12 . 6000= 72 ( kW ) - Phụ tải chiếu sáng phản kháng Qcs = Pcs . tgφcs = 0 + Phụ tải tính toán toàn phân xưởng Pttpx = Ptt + Pcs = 1600 + 72= 1672 ( kW ) Qttpx = 1872 ( kVAr ) SVTH: Đinh Sỹ Luật 21 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  22. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 2 2 2 2 Sttpx = PQttpx ttpx 1672 1872 = 2509,97 ( kVA )  Phụ tải tính toán cho phân xưởng 2 + Phụ tải động lực tác dụng Ptt = knc . Pđ = 0,5 . 4200 = 2100 (kW) + Phụ tải động lực phản kháng Ta có : cosφ = 0,6 → tgφ = 1,33 Qtt = Ptt . tgφ =2100 . 1,33 =2800 ( KVAr ) + Phụ tải tính toán toàn phần 2 2 2 2 Stt = PQtt tt 2100 2800 3500 ( kVA ) + Phụ tải chiếu sáng - Phụ tải chiếu sáng tác dụng Pcs = P0 .F= 12 . 4800= 57,6 ( kW ) - Phụ tải chiếu sáng phản kháng Qcs = Pcs . tgφcs = 0 + Phụ tải tính toán toàn phân xưởng Pttpx = Ptt + Pcs = 2100 + 57,6= 2157,6 ( kW ) Qttpx = 2800 ( kVAr ) 2 2 2 2 Sttpx = PQttpx ttpx 2157,6 2800 = 3534,86 ( kVA )  phụ tải tính toán cho phân xưởng số 3 + Phụ tải động lực tác dụng Ptt = knc . Pđ = 0,5 . 3100 = 1550 (kW) + Phụ tải động lực phản kháng Ta có : cosφ = 0,65 → tgφ = 1,17 Qtt = Ptt . tgφ =1550 . 1,17 = 1813,5 ( kVAr ) + Phụ tải tính toán toàn phần SVTH: Đinh Sỹ Luật 22 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  23. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 2 2 2 2 Stt = PQtt tt 1550 1813,5 2385,6 ( kVA ) + Phụ tải chiếu sáng - Phụ tải chiếu sáng tác dụng Pcs = P0 .F= 12 . 1750= 21 ( kW ) - Phụ tải chiếu sáng phản kháng Qcs = Pcs . tgφcs = 0 + Phụ tải tính toán toàn phân xưởng Pttpx = Ptt + Pcs = 1550 + 21= 1571( kW ) Qttpx = 1813,5 ( kVAr ) 2 2 2 2 Sttpx = PQttpx ttpx 1571 1813,5 = 2399,33( kVA )  phụ tải tính toán cho phân xưởng số 4 + Phụ tải động lực tác dụng Ptt = knc . Pđ = 0,5 . 2100 = 1050 (kW) + Phụ tải động lực phản kháng Ta có : cosφ = 0,65 → tgφ = 1,17 Qtt = Ptt . tgφ =1050 . 1,17 = 1228,5 ( kVAr ) + Phụ tải tính toán toàn phần 2 2 2 2 Stt = PQtt tt 1050 1228,5 1616,07 ( kVA ) + Phụ tải chiếu sáng - Phụ tải chiếu sáng tác dụng Pcs = P0 .F= 12 . 9200= 110,4 ( kW ) - Phụ tải chiếu sáng phản kháng Qcs = Pcs . tgφcs = 0 SVTH: Đinh Sỹ Luật 23 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  24. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN + Phụ tải tính toán toàn phân xưởng Pttpx = Ptt + Pcs = 1050 + 110,4=1160,4 ( kW ) Qttpx = 1228,5 ( kVAr ) 2 2 2 2 Sttpx = PQttpx ttpx 1160, 4 1228,5 = 16 89,9 ( kVA )  phụ tải tính toán cho lò ga + Phụ tải động lực tác dụng Ptt = knc . Pđ = 0,45 . 400 = 180 (kW) + Phụ tải động lực phản kháng Ta có : cosφ = 0,6 → tgφ = 1,33 Qtt = Ptt . tgφ =180 . 1,33 = 239,9 ( kVAr ) + Phụ tải tính toán toàn phần 2 2 2 2 Stt = PQtt tt 180 239,9 230 ( kVA ) + Phụ tải chiếu sáng - Phụ tải chiếu sáng tác dụng Pcs = P0 .F= 12 . 6000= 72 ( kW ) - Phụ tải chiếu sáng phản kháng Do trong lò ga không có động cơ nên ta dùng đèn huỳnh quang → cos = 0,8 → tg φcs = 0,75 → Qcs = Pcs . tgφcs = 54 + Phụ tải tính toán toàn phân xưởng Pttpx = Ptt + Pcs = 180 + 72= 252 ( kW ) Qttpx = 239,9 + 54 =293,9 ( kVAr ) 2 2 2 2 Sttpx = PQttpx ttpx 252 293,9 = 387,14 ( kVA ) SVTH: Đinh Sỹ Luật 24 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  25. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN  phụ tải tính toán cho bộ phân nén ép + Phụ tải động lực tác dụng Ptt = knc . Pđ = 0,45 . 600 = 270 (kW) + Phụ tải động lực phản kháng Ta có : cosφ = 0,65 → tgφ = 1,17 Qtt = Ptt . tgφ =270 . 1,17 = 315,9 ( kVAr ) + Phụ tải tính toán toàn phần 2 2 2 2 Stt = PQtt tt 270 315,9 415,56( kVA ) + Phụ tải chiếu sáng - Phụ tải chiếu sáng tác dụng Pcs = P0 .F= 12 . 875= 10,5 ( kW ) - Phụ tải chiếu sáng phản kháng Do trong lò ga không có động cơ nên ta dùng đèn huỳnh quang → cos = 0,8 → tg φcs = 0,75 → Qcs = Pcs . tgφcs = 7,875 + Phụ tải tính toán toàn phân xưởng Pttpx = Ptt + Pcs = 270 + 10,5= 280,5 ( kW ) Qttpx = 315,9 + 7,875 = 323,78 ( kVAr ) 2 2 2 2 Sttpx = PQttpx ttpx 280,5 323,78 = 428,38 ( kVA )  Sau khi tính toán ta có bảng thống kê sau: SVTH: Đinh Sỹ Luật 25 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  26. Đinh S SVTH: Đ Tên Phân xưởng Pđặt Stt Cosφ Ptt Qtt Pcs Qcs Pttpx Qttpx Sttpx Ồ ÁNĐIỆN CUNGCẤP kW kW Tgφ kW kVAr kW kVAr ỹ Luật Phòng thí nghiêm 120 90 0,6/1,33 72 54 120 96 192 150 243,64 Phân xưởng 1 3200 2462,5 0,65/1,16 1600 1872 72 0 1672 1872 2509,97 Phân xưởng 2 4200 3500 0,6/1,33 2100 2800 57,2 0 2157,6 2800 3534,86 THI 26 ẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CẤP CUNG KẾ ẾT HỆTHỐNG Phân xưởng 3 3100 2385,6 0,65/1,16 1550 1813, 21 0 1571 1813,5 2399,33 GVHD: Nguy GVHD: Phân xưởng 4 2100 1616,7 0,65/1,16 1050 1228,5 110,4 0 1160,4 1228,5 1689,9 ễn Thị Thanh Ngân Thanh ễn Thị Phân xưởng SCCK 80 16,2 0,6/1,33 7,3 9,7 138 0 165,03 36 168,9 Lò ga 400 230 0,6/1,17 180 239,9 72 54 252 293,9 387,14 Bộ phận nén khí 600 415,56 0,65/1,16 270 315,9 10,5 7,875 280,5 323,78 428,38
  27. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN III. PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY 3.1. Phụ tải tính toán tác dụng toàn nhà máy p PttNM = kđt  Pttpxi i Trong đó Pttpxi : Phụ tải tính toán tác dụng của phân xưởng i , kW P : số phân xưởng trong nhà máy Kđt : hệ số đồng thời , xét khả năng phụ tải các phân xưởng không đồng thời cực đại Kđt = 0,9 ÷ 0,95 khi số phân xưởng n = 2 ÷ 4 Kđt = 0,8 ÷ 0,85 khi số phân xưởng n = 5 ÷ 10 Vì nhà máy có 8 phân xưởng nên chọn kđt = 0,85 p → PttXN = kđt .  Pttpxi i 7 = 0,85 . Pttpxi i = 0,85 . 7450,53 = 6332,95 ( kW ) 3.2. Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy p QttXN = kđt .  Qttpxi i Trong đó Qttpxi : Phụ tải tính toán phản kháng của phân xưởng i, kVAr → QttXN = 0,85 . 8517,68 = 7240,028 ( kVAr ) 3.3. Phụ tải tính toán toàn phần nhà máy 2 2 SttXN = P ttXN Q ttXN = 63323,952 7240,028 2 9618,95 ( kVA ) 3.4. Hệ số công suất nhà máy PttXN 6332,95 cosφ = 0,65 SttXN 9618,95 SVTH: Đinh Sỹ Luật 27 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  28. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN IV. BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI CÁC PHÂN XƯỞNG TRONG NHÀ MÁY Việc xác định biểu đồ phụ tải trên mặt bằng nhà máy có mục đích là để phân phối hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy, chọn các vị trí đặt máy biến áp sao cho đạt chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất . Biểu đồ phụ tải của mỗi phân xưởng là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính của phân xưởng đó theo một tỷ lệ lựa chọn. Nếu coi phụ tải mỗi phân xưởng là đồng đều theo diện tích phân xưởng thì tâm vòng tròn phụ tải trùng với tâm của phân xưởng đó. Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra hai thành phần: +Phụ tải động lực +Phụ tải chiếu sáng 4.1/ Bán kính vòng tròn phụ tải Sttpxi R = pxi .m Trong đó Rpxi : bán kính vòng tròn phụ tải phân xưởng i, mm Sttpx: Công suất tính toán toàn phân xưởng i, kVA m: Hệ số tỉ lệ, kVA/mm2 chọn m = 3 ( kVA ) 4.2/ Góc αcs Pcsi o αcsi = 360 Sttpxi 4.3/ Tính toán cho các phân xưởng Tính toán phòng thí nghiệm Phòng thí nghiệm có Sttpx = 243,64 ( kVA ) ; Pcs = 120 ( kW ) + Bán kính vòng tròn phụ tải Sttpxi 243,64 R = = 5,08 ( cm ) pxi .m .3 + Góc chiếu sáng Pcsi o 120 o o αcsi = 360 .360 177,3 Sttpxi 243,64  Tương tự như vậy ta tính được bán kính vòng tròn phụ tải và góc chiếu sáng của các phân xưởng còn lại. SVTH: Đinh Sỹ Luật 28 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  29. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN  Sau khi tính toán ta lập được bảng sau: o STT Tên phân xưởng Pcs (kW) Sttpxi (kVAr) R (cm) αcsi , 1 Phòng thí nghiệm 120 243,64 5,085 177,3 2 Phân xưởng 1 72 2509,97 16,32 6,02 3 Phân xưởng 2 57,2 3534,86 19,37 5,825 4 Phân xưởng 3 21 2399,33 15,96 3,15 5 Phân xưởng 4 110,4 1689,9 13,39 23,51 6 Phân xưởng SCCK 138 168,9 4,23 294,1 7 Lò ga 72 387,14 6,41 66,95 8 Bộ phận nén ép 10,5 428,38 6,74 8,82 V. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TRỌNG TÂM NHÀ MÁY Tâm phụ tải điện là điểm quy ước bất kỳ sao cho : n Pi .li min i 1 Trong đó : Pi , li : là công suất tác dụng và khoảng cách từ điểm tâm phụ tải điện đến phụ tải thứ i. Tâm qui ước của phụ tải xí nghiệp được xác định bởi một điểm M có toạ độ (theo hệ trục độ tuỳ chọn) được xác định bằng các biểu thức sau: M(x0 , y0 , z0). n n n Si .xi  S i .yi S i .z i i 1 i 1 i 1 x0 = n ; y0 = n ; z0 = n S i S i S i i 1 i 1 i 1 Trong đó: Si: là phụ tải tính toán của phân xưởng i. xi , yi , zi : là toạ độ của phân xưởng i theo hệ trục toạ độ tuỳ chọn. n: là số phân xưởng có phụ tải điện trong xí nghiệp. Thực tế ta bỏ qua toạ độ z. Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối,tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện. SVTH: Đinh Sỹ Luật 29 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  30. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Ta có bảng sau: Ký hiệu xi (m) yi (m) Sttpxi, kVA Sttpxi, xi Sttpxi, yi 1 125 270 243,64 30455 65782,8 2 350 260 2509,97 878489,5 652592,2 3 425 175 3534,86 1502315,5 618600,5 4 590 120 2399,33 1415604,7 287919,6 5 300 60 1689,9 506970 101394 6 135 60 168,9 22801,5 10134 7 20 175 387,14 7742,8 67749,5 8 410 260 428,38 175635,8 111378,8 Tổng 11362,12 4540014,8 1854551,4 n Si .xi i 1 4540014,8 X = 399,57m 0 n 11362,12 S i i 1 a SXi i i 1 1854551,4 y0 = 163,22m a 11362,12 Si i 1 → M ( 399,57; 163,22 ) SVTH: Đinh Sỹ Luật 30 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  31. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG III : THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP NHÀ MÁY I. LỰA CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI Việc lựa chớn đồ cung cấp điện có ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề kinh tế kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được gọi là hợp lý nếu thoả mản các yêu cầu sau: 1. Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật. 2. Đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế. 3. Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu phụ tải Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện Việc chọn đúng điện áp định mức của mạng điện khi thiết kế là bài toán kinh tế, kỹ thuật. Khi tăng điện áp định mức, tổn thất công suất và tổn thất điện năng sẽ giảm nghĩa là giảm chi phí vận hành, giảm tiết diện dây dẫn và chi phí về kim loại khi xây dựng mạng điện, đồng thời tăng công suất giới hạn truyền tải trên đường dây. Trong khi đó, điện áp định mức yêu cầu vốn đầu tư không lớn, ngoài ra khả năng truyền tải nhỏ. Theo công thức thực nghiệm : U = 4,34 . l 16.P Trong đó: U : cấp điện áp truyền tải, kV l : khoảng cách từ trạm BATG đến nhà máy (Km) P : Công suất tác dụng tính toán của nhà máy (Mw) Với l = 12 Km P = PttXN = 6332,95 (Kw) = 6,33295 ( Mw ) → U = 4,34 . 12 16.6,33295 46,2Kv → lựa chọn cấp điện áp truyền tải 35 (Kw ) II. VẠCH PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY Lựa chọn phương án cấp điện là vấn đề rất quan trọngvì nó ảnh hưởng trực tiếp đến vận hành khai thác và phát huy hiệu quả cấp điện Để chọn phương án cấp điện an toàn phải tuân theo các điều kiện sau: + Đảm bảo chất điện năng SVTH: Đinh Sỹ Luật 31 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  32. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN + Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện về tính liên tục phù hợp với yêu cầu của phụ tải + Thuận lợi cho việc lắp ráp vận hành và sửa chữa cũng như phát triển phụ tải + An toàn cho người vận hành và máy móc + Có chỉ tiêu kinh tế hợp lí Với quy mô nhà máy như trên, với công suất đặt lên tới 13720 kW ( chưa kể đến phân xưởng SCCK ). Nên ta sẽ xây dựng 1 trạm phân phối trung tâm ( PTTT ) nhận điện từ trạm BATG về và phân phối lại cho các BAPX . Từ BAPX sẽ có các đường dây cấp điện đến các động cơ. Tuy nhiên nếu dùng cấp diện áp 35 ( kV ) để truyền tải trên đoạn đường dây từ trạm PPTT về các trạm BAPX thì các tuyến cáp và các khí cụ điện trên đoạn đường dây này phải chọn theo cấp 35 ( kV ) Ssẽ tốn kém. Do đó ta có thể có phương án khác cung cấp điện cho nhà máy là dùng 1 trạm biến áp trung tâm ( BATT ) 35/10 kV , lấy điện 35 kV từ trạm BATG biến đổi thành điện áp 10 kV cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng của khu liên hiệp xí nghiệp. Cả 2 phương án trên trạm PPTT và BATT đều được đặt trong nhà máy tại trọng tâm phụ tải nhà máy M0 III. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ, SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG CÁC TRẠM BAPX 3.1. Số lượng các trạm BAPX Căn cứ vào vị trí, công suất các phân xưởng ta quyết định đăt 5 trạm BAPX Trạm B1 cấp điện cho phân xưởng 1 và bộ phận nén khí Trạm B2 cấp điện cho phân xưởng SCCK, phòng thí nghiệm và Trạm bơm Trạm B3 cấp điện cho phân xưởng số 2 Trạm B4 cấp điện cho phân xưởng số 3 Trạm B5 cấp điện cho phân xưởng số 4 3.2. Số lượng, dung lượng các MBA trong 1 trạm BAPX và vị trí trạm a/ Số lượng Các trạm BAPX cấp điện cho phân xưởng loại I và 2 cần đặt 2 MBA . còn loại III thì chỉ cần 1 MBA b/ Vị trí đặt Có 5 nguyên tắc đặt trạm biến áp Phải gần tâm phụ tải Thuận tiện cho lắp đặt, không ảnh hưởng đến giao thông sản xuất SVTH: Đinh Sỹ Luật 32 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  33. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Có khả năng phòng cháy nổ, đón được gió, tránh được bụi An toàn, liên tục cấp điện. Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm bé nhất. Các trạm dùng loại trạm kề, có 1 tường trạm chung với tường phân xưởng. c/ Dung lượng các MBA Trạm có 2 máy + Ở điều kiện làm việc bình thường Stt S ≥ đmB 2 + Điều kiện sự cố hỏng 1 MBA, MBA còn lại cho phép quá tải 1,4 lần Stt S ≥ đmB 1,4 Cho phép quá tải 1,4 lần với điều kiện chỉ quá tải trong 5 ngày đêm, mỗi ngày không quá 5 tiếng (đó là thời gian để đưa máy sự cố ra và đưa máy mới vào). Nếu khảo sát trong hộ loại 1 có 1 số phần trăm phụ tải loại 3 thì khi có sự cố 1 MBA nên cắt phụ tải loại 3 để chọn MBA hợp lí hơn. Sloai1 S ≥ đmB 1,4 Nếu MBA được chọn là ngoại nhập phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ Stt Sloai1 SdmB = hoặc SdmB = knc.1,4 knc.1,4 Trong đó : knc : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ MBA 1  0 k = 1 nc 100 Trong đó : o θ1 : nhiệt độ nơi sử dụng , C o θ0 : nhiệt độ nơi chế tạo , C Tính công suất tính toán của các trạm BAPX + Trạm biến áp B1 cấp điện cho phân xưởng số 1 và bộ phận nén khí nên công suất của trạm được tính như sau: 2 2 SPQtt ()() ttpxi  ttpxi 2 2 (1672 280,5) (1872 323,78) 2938,3 SVTH: Đinh Sỹ Luật 33 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  34. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN + Công suất tính toán của trạm B2 cấp điện cho phân xưởng SCCK, phòng thí nghiệm và lò ga: 2 2 SPQtt ()() ttpxi  ttpxi 2 2 (165,03 192 252) (36 150 293,9) 775,38 + Công suất tính toán của trạm B3, B4, B5 cấp điện lần lượt cho các phân xưởng 2, 3, 4 nên công suất tính toán của trạm biến áp chính bằng công suất tính toán của phân xưởng Bảng tính toán công suất cảu các trạm BAPX Tên trạm Tên phân xưởng Stt, kVA Phân xưởng 1 2938,3 B1 Nén ép Phân xưởng SCCK 775,38 B2 Phòng thí nghiệm Trạm bơm B3 Phân xưởng 2 3534,86 B4 Phân xưởng 3 1689,9 B5 Phân xưởng 4 1689,9 d/ Dung lượng các MBA trong từng trạm Các MBA dùng loại do ABB chế tạo tại Việt Nam, không phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ. Trạm B1 cấp điện cho phân xưởng 1 và bộ phận nén ép. Stt Sloai1 S ≥ ; S ≥ dmB 2 dmB 1,4 2879,2 → S ≥ 1469,15 kVA dmB 2 2509,97 S ≥ 1792,835 kVA dmB 1,4 → Chọn dùng 2 MBA có công suất định mức SdmB = 1000 kVA Trạm B2 cấp điện cho phân xưởng SCCK, phòng thí nghiệm và lò ga Stt Sloai1 S ≥ ; S ≥ dmB 2 dmB 1,4 SVTH: Đinh Sỹ Luật 34 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  35. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 775,38 → S ≥ 387,69 kVA dmB 2 168,9 S ≥ 120,64 kVA dmB 1,4 → Chọn dùng 2 MBA có công suất định mức SdmB = 320A Trạm B3 cấp điện cho phân xưởng 2 Stt Sloai1 S ≥ ; S ≥ dmB 2 dmB 1,4 3534,86 → S ≥ 1767,43 kVA dmB 2 3534,86 S ≥ 2524,9 kVA dmB 1,4 → Chọn dùng 2 MBA có công suất định mức SdmB = 1600 kVA Trạm B4 cấp điện cho phân xưởng 4 Stt Sloai1 S ≥ ; S ≥ dmB 2 dmB 1,4 1689,9 → S ≥ 844,95 kVA dmB 2 1689,9 S ≥ 1207,07 kVA dmB 1,4 → Chọn dùng 2 MBA có công suất định mức SdmB = 630 kVA Trạm B5 cấp điện cho phân xưởng 3 Stt Sloai1 S ≥ ; S ≥ dmB 2 dmB 1,4 → S ≥ 2399,33 1199,665 kVA dmB 2 2399,33 S ≥ 1713,8 kVA dmB 1,4 → Chọn dùng 2 MBA có công suất định mức SdmB = 1000 kVA SVTH: Đinh Sỹ Luật 35 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  36. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Sau khi tính toán ta có bảng số liệu các MBA trong trạm Tên trạm Tên phân xưởng Stt, kVA Số lượng SdmB kVA/máy Phân xưởng 1 2938,3 2 1000 B1 Nén ép Phân xưởng SCCK 775,38 2 320 B2 Phòng thí nghiệm Lò ga B3 Phân xưởng 2 3534,86 2 1600 B4 Phân xưởng 4 1689,9 2 630 B5 Phân xưởng 3 2399,33 2 1000 IV. PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG ĐIỆN CAO ÁP + Vì nhà máy thuộc hộ loại 1 nên ta sẽ dung đường dây trên không lộ kép dân x điện từ trạm BATT về trạm PPTT (hoặc trạm BATT) của nhà máy. +Để đảm bảo mỹ quan và an toàn, mạng cao áp trong nhà máy từ trạm PPTT ( hoặc trạm BATT ) đến các trạm BAPX dùng cáp ngầm. Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện ta dung cáp lộ kép. + Căn cứ vào vị trí trạm PPTT ( hoặc trạm BATT ) và các trạm BAPX trên mặt bằng, ta đề xuất 4 phương án đi dây mạng cao áp. Trong đó các trạm BAPX có thể được lấy điện trực tiếp từ trạm PPTT ( hoặc trạm BATT ) hoặc các trạm BAPX ở xa có thể lấy điện liên thông qua các trạm ở gần. V. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 1. Phương án 1 SVTH: Đinh Sỹ Luật 36 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  37. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 2. Phương án 2 VI. CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ, KỸ THUẬT CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN Các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của các phương án phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nó. Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu trong các hộ tiêu thụ, thuận tiện và an toàn trong vận hành. Sau khi lựa chọn sơ bộ một số phương án đi dây cao áp, ta phải tiến hành so sánh kinh tế, kỹ thuật giữa các phương án để chọn được phương án tối ưu. Trước hết các phương án được đem ra so sánh kinh tế, kỹ thuật phải thoả mãn các yêu cầu của mạng điện. Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu với các mạng điện là độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng. + Độ tin cậy cung cấp điện : Vì các hộ tiêu thụ hầu hết là các hộ loại 1 nên ta dùng đường dây lộ kép và trạm 2 MBA để cung cấp điện. + Chất lượng điện năng : thể hiện ở tần số dòng điện và đọ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng điện. - Khi thiết kế các mạng điện thường giả thiết rằng hệ thống hoặc cá nguồn cung cấp có đủ công suất để cung cấp cho các phụ tải do đó coi như tần số được duy trì. - Tổn thất điện áp phải nằm trong phạm vi cho phép Các phương án đã thoả mãn các yêu cầu về kỹ thuật phải được so sánh về chỉ tiêu kinh tế để chọn ra được 1 phương án tối ưu. Mục đích tính toán của phần này là so sánh tương đối giữa 4 phương án cấp điện, chỉ cần tính toán so sánh phần khác nhau giữa các phương án. Cả 4 phương án đều có những phần tử giống nhau: đường dây cung cấp từ trạm BATG về nhà máy, 5 trạm BAPX. Vì vậy ta chỉ so sánh kinh tế ký thuật các mạng cao áp. SVTH: Đinh Sỹ Luật 37 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  38. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN + Để so sánh kinh tế kỹ thuật các phương án, ta dựa vào chi phí tính toán hàng năm của các phương án. Các chi phí vận hành hàng năm của các thiết bị điện gồm có : - Khấu hao về hao mòn các thiết bị của các đường dây, các trạm BA của các phần tử khác trong mạng điện. - Các chi phí về sửa chữa và phục vụ các đường dây, các trạm và của các phần tử khác trong mạng điện. - Chi phí tổn thất điện năng trong mạng điện. Z = ( avh + atc ) .K + C∆A Trong đó : Z : chi phí tính toán toán hàng năm của mạng điện, đ avh : hệ sô vận hành mạng điện theo từng năm, % Với trạm và cáp avh = 0,1 Với đường dây trên không avh = 0,04 K : vốn đầu tư mạng điện, đ K = KDD + Ktram + Knc KDD : vốn đầu tư cho đường dây, đ KDD = ∑ ( a . K0DD . l ) Trong đó: 3 K0DD : suất vốn đầu tư cho đường dây lộ dơn, 10 đ/m l : chiều dài đường dây, m a: số lộ đường dây Ktram : Vốn đầu tư cho các trạm BA, đ m Ktram =  ( K0trami . n ) i 6 K0trami : vốn đầu tư cho một máy BA trạm i, 10 đ/máy m: số trạm n : số máy trong 1 trạm K mc : vốn đầu tư cho máy cắt, đ Kmc = K0mc . i 6 K0nc : vốn đầu tư cho 1 máy cắt, 10 đ/máy i : số máy cắt C∆A : chi phí cho tổn thất điện năng, đ C∆A = C∆ADD + C∆Atram SVTH: Đinh Sỹ Luật 38 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  39. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Trong đó C∆ADD : chi phí tổn thất điện năng do đường dây gây ra, đ C∆ADD = c . ∑ ∆ADD c : giá thành 1 kWh, đ/kWh lấy c = 750 đ/kWh ∑∆ADD : tổng tổn thất điện năng trên đường dây, kWh ∑∆ADD = ∑ ( ∆Pmax . τ ) -4 2 Với τ = ( 0,124 + Tmax . 10 ) . 8760 , h τ : thời gian tổn thất công suất cực đại, h Tmax : thời gian sử dụng công suất cực đại, h -4 2 Tmax = 5000 h → τ = ( 0,124 +Tmax . 10 ) .8760 = 3411 h ∆Pmax : tổn thất công suất tác dụng trên đường dây, kW 2 2 S tt S tt r0.l ∆Pmax = .R . 2 2 U dm U dm 2 C∆Atram :chi phí tổn thất điện năng do trạm gây ra, đ C∆Atram = c . ∑ ∆Atram 1 Stt 2 ∆Atram = n . ∆P0 . 8760 + . Pn.( ) . n SdmB ∆Atram : tổn thất điện năng ở trạm n : số máy trong trạm ∆P0 : tổn thất không tải 1 máy, W SdmB : công suất địmh mức 1 máy, kVA Stt : công suất tính toán cả trạm, kVA VII. LỰA CHỌN DÂY DẪN 1. Điều kiện chọn dây dẫn Với nhà máy sử dụng cấp điện áp trung áp 35 kV và 10 kV, do đường dây ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, mặt khác thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax của xí nghiệp lớn nên ta lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế Jkt, A/cm2 Itt Tiết diện dây dẫn được chọn theo Fkt Jkt Trong đó: 2 Jkt : mật độ kinh tế của dòng điện, A/cm SVTH: Đinh Sỹ Luật 39 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  40. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Jkt = f ( Tmax , loại dây, vỏ bọc ) Itt : dòng điện chạy trên đường dây trong đó chế độ phụ tải cực đại, A Tiết diện được chọn là tiết diện tiêu chuẩn lớn hơn gần nhất với giá trị Ftt 2. Kiểm tra dây dẫn được chọn Dây dẫn được chọn theo điều kiện Jkt phải được kiểm tra theo các điều kiện: a. Điều kiện về dòng điện cho phép Isc = Icp Trong đó : Isc : dòng điện qua dây dẫn khi có sự cố, A Icp : dòng điện cho phép của dây dẫn ứng với 1 tiết diện dây dẫn nhất định. b. Điều kiện về độ bền cơ Thường dây dẫn được chọn với tiết diện tối thiểu ứng với 1 cấp điện áp nào đó thì đã thoả mãn điều kiện về độ bền cơ nên ta k cần kiểm tra điều kiện này. c. Điều kiện về ổn định nhiệt dòng ngắn mạch Điều kiện này chỉ kiểm tra đối với cáp ( do điện kháng của cáp nhỏ nên dòng ngắn mạch lớn ) F ≥ α . IN . tc Trong đó : α : hệ số nhiệt ; α = 6 ứng với cáp đồng α = 11 ứng với cáp nhôm IN : dòng ngắn mạch 3 pha IN = I” = Ick , kA tc : thời gian cắt ngắn mạch, tc = 0,5 ÷ 1 s ; thường chọn tc = 0,8s Điều kiện về ổn định nhiệt dòng ngắn mạch có thể được kiểm tra sau khi đã chọn máy cắt 3. Lựa chọn dây dẫn từ trạm BATG về trạm PPTT Với đường dây từ trạm BATG về nhà máy ta sử dụng đường dây trên không, khu kiên hiệp xí nghiệp thuộc hộ loại 1 nên ta dùng dây lộ kép loại dây nhôm lõi thép . Tra cẩm nang ta được thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax của nhà máy là : T max = 5000 h Đường dây từ trạm BATG về nhà máy có chiều dài 12 Km Dây dẫn được chọn theo điều kiện Jkt , tra bảng với Tmax = 5000 h , loại dây 2 nhôm lõi thép được Jkt = 1,1 A/mm SVTH: Đinh Sỹ Luật 40 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  41. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Dòng điện trên mỗi dây dẫn trong chế độ phụ tải cực đại SttXN 9618,95 IttXN = 79,33A 2. 3.Udm 2. 3.35 I 79,33 → F = ttXN 72,12mm2 kt J kt 1,1 Ta chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 95 mm2 : 2AC – 95 do CADIVI chế tạo + Kiểm tra dây dẫn được chọn - Theo điều kiện dòng sự cố Isc = 2 . IttXN = 2 . 79,33= 158,66 A Tra bảng dây AC – 95 có Icp = 320 A → Isc = 158,66 A < Icp = 320 A thoả mãn - Theo điều kiện về tổn thất điện áp Dây AC – 95 có r0 = 0,33 ( Ω/km ) , x0 = 0,371( Ω/km ) + Trong chế độ bình thường P.R Q.X (PttXN.r0 QttXN.x0).l ∆Ubt = Udm 2.Udm Trong đó : PttXN : công suất tác dụng tính toán của nhà máy, kW QttXN : công suất phản kháng tính toán của nhà máy, kVAr l : chiều dài đoạn đường dây, km P.R Q.X (PttXN.r0 QttXN.x0).l → ∆Ubt = Udm 2.Udm (6332,95.0,33 7240,028.0,371).12 = 818,72V 2.35 cp UUbt 5%dm 5%.35000 1750V cp → ∆Ubt = 818,72 V < Ubt 1100V thoả mãn + Trong chế độ sự cố Khi sự cố 1 đường dây, đường dây còn lại mang toàn bộ tải nên tổn thất điện áp trên đường dây đó sẽ tăng gấp 2 lần PRQX UUsc 2. bt 2.818,72 1637,45 V Udm cp UUsc 10%dm 10%.35000 3500 V SVTH: Đinh Sỹ Luật 41 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  42. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN cp → ∆Usc = 1637,45 V < Usc 3500V thoả mãn Vậy dây dẫn chọn là phù hợp. 4. Các đường dây từ trạm PPTT về trạm BAPX Các đường dây từ trạm PPTT ( hoặc BATT ) về các trạm BAPX nằm trong nhà máy nên để đảm bảo mỹ quan và an toàn ta dùng dây cáp. Phụ tải nhà máy hầu hết là loại 1 nên ta dùng cáp lộ kép loại XLPE lõi đồng bọc thép của hãng FURUKAWA Nhật Bản. Vì hệ thống cáp trong nhà máy có chiều dài nhỏ nên không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép khi chọn cáp. Các cáp này sẽ được chọn trong phần sau khi tính toán cho từng phương án. VIII. TÍNH TOÁN CHI TIẾT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 1. Phương án 1 2.1 Chọn cáp cao áp a. Chọn cáp cao áp từ trạm PPTT đến trạm B1 Dòng điện trên mỗi dây cáp trong chế độ phụ tải cực đại SttB1 2938,3 Itt = 24,24A 2. 3Udm 2. 3.35 2 Với cáp đồng, Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 3,1 A/mm Itt 24,24 2 → Fkt 7,82 mm Jkt 3,1 Chọn cáp XLPE do Nhật chế tạo có tiết diện 50 mm2 ; 2XLPE ( 3 X 50). Vì cáp đã được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo điều kiện Icp SVTH: Đinh Sỹ Luật 42 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  43. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN b. Chọn cáp cao áp từ trạm PPTT đến trạm B2 Tuyến cáp này cấp điện cho cả 2 trạm B4 và B5 Dòng điện trên mỗi dây cáp trong chế độ phụ tải cực đại 2 2 ()()PPQQttB5 ttB 4 ttB 5 ttB 4 Itt = 2. 3.35 2 2 (1550 1050) (1813,5 1228,5) 33 A 2. 3.35 2 Với cáp đồng, Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 3,1 A/mm Itt 33 2 → Fkt 10,065 mm Jkt 3,1 → Chọn cáp XLPE do Nhật chế tạo có tiết diện 50 mm2 ; 2XLPE ( 3 X 50). Vì cáp đã được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo điều kiện Icp d. Chọn cáp cao áp từ trạm PPTT đến trạm B4 Dòng điện trên mỗi dây cáp trong chế độ phụ tải cực đại SttB1 1689,9 Itt = 13,93A 2. 3Udm 2. 3.35 2 Với cáp đồng, Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 3,1 A/mm Itt 13,93 2 → Fkt 4,5 mm Jkt 3,1 Chọn cáp XLPE do Nhật chế tạo có tiết diện 50 mm2 ; 2XLPE ( 3 X 50). Vì cáp đã được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo điều kiện Icp e. Chọn cáp cao áp từ trạm PPTT đến trạm B5 Dòng điện trên mỗi dây cáp trong chế độ phụ tải cực đại SttB1 2399,33 Itt = 19,8A 2. 3Udm 2. 3.35 2 Với cáp đồng, Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 3,1 A/mm Itt 19,8 2 → Fkt 6,38mm Jkt 3,1 Chọn cáp XLPE do Nhật chế tạo có tiết diện 50 mm2 ; 2XLPE ( 3 X 50). Vì cáp đã được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo điều kiện Icp SVTH: Đinh Sỹ Luật 43 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  44. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Bảng thông số các cáp phương án 1 Icp , A Đường cáp Stt, kVA F, mm l, m r0 , Ω/km x0 , Ω/km (250C) PPTT – B1 2938,3 50 120 0,494 0,137 200 PPTT – B2 775,38 50 270 0,494 0,137 200 PPTT – B3 3534,86 50 20 0,494 0,137 200 PPTT – B4-B5 4001 50 140 0,494 0,137 200 PPTT – B5 2399,33 50 400 0,494 0,137 200 2.2/ Vốn đầu tư cho hệ thống cáp cao áp Tra sổ tay ta được thông số, gia thành các loại cáp ta có bảng sau: Bảng tính giá thành các đường dây cáp Đường cáp F l Đơn giá, lộ đơn K0DD, Thành tiền 2 3 6 mm m 10 đ/m a.K0DD.l, 10 đ PPTT – B1 50 120 280 67,2 PPTT – B2 50 270 280 151,2 PPTT – B3 50 20 280 11,2 PPTT – B4-B5 50 140 280 78,4 PPTT – B5 50 400 280 224 Σ( a.K0DD.l ) 532 6 KDD = Σ ( a . K0DD . l ) = Σ ( 2 . K0DD . l ) = 532.10 đ 2.3/ Chi phí cho tổn thất điện năng Bảng tính tổn thất điện năng trên đường dây Đường cáp F l r0 R Stt ∆ADD 2 mm m Ω/km 1/2.r0, Ω kVA PPTT – B1 50 120 0,494 0,0297 2938,3 713,92 PPTT – B2 50 270 0,494 0,067 775,38 112,15 PPTT – B3 50 20 0,494 0,005 3534,86 173,96 PPTT – B4- 50 140 0,494 0,035 1689,9 277,99 B5 PPTT – B5 50 400 0,494 0,0988 2399,33 1583,2 Σ∆ADD 2861,3 Tổn thất điện năng trên đoạn cáp từ trạm PPTT đến trạm B1 SVTH: Đinh Sỹ Luật 44 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  45. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN S2 2 2938,3 ∆APPTT_B1 = ∆Pmax . τ = tt R .0,0297.3411 713,92kWh 2 U 2 35 .1000 dm Tổn tổn thất điện năng trên đường dây: Σ∆ADD = 2861,3 kWh Tổng chi phí cho tổn thất điện năng trên đường dây : C∆ADD = c . Σ∆ADD = 750 . 2961,3=2145989 đ 2.4/ Vốn đầu tư cho trạm PPTT Sơ đồ trạm phân phối trung tâm vẫn dùng hệ thống một thanh góp có phân đoạn, các tuyến đường dây ra vào khỏi thanh góp vẫn dùng máy cắt hợp bộ. Vì phương án 2 có đoạn liên thông PPTT – B4– B5do đó không có tuyến cáp trực tiếp từ PPTT – B5 Do đó số lượng máy cắt trong trạm giảm đi 2 máy ( 1 lộ ) i =4.2 + 2 + 1 = 11máy Chọn dùng các máy cắt hộ bộ của hãng SIMENTS, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì , loại 8DA10, hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tử có dòng định mức 2500A Giá máy cắt hợp bộ Cấp điện áp U, kV 35 6 K0mc , 10 đ 160 6 6 Kpptt = KMC = K0mc . i = 160 . 10 . 11 =1760.10 đ 2.5/ Vốn đầu tư cho các trạm BAPX Tra sổ tay ta được giá thành các trạm BAPX Bảng tính gíá thành các trạm BAPX SdmB Giá máy Vốn đầu tư cả trạm, Trạm Số máy 6 6 kVA K0trami , 10 đ/máy 10 đ B1 2 1000 125 250 B2 2 320 40 80 B3 2 1600 204,6 409,2 B4 2 630 78,5 157 B5 2 1000 125 250 Σ ( K0tram . 2 ) 1146,2 SVTH: Đinh Sỹ Luật 45 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  46. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN m 6 Ktram = (K 0tram .2) 1146,2.10 đ i 2.6/ Chi phí cho tổn thất điện năng trong các trạm BAPX Tra sổ tay ta được thông số các trạm BAPX Bảng tổn thất điện năng ở các trạm BAPX Trạm Stt Số máy SdmB ∆P0 ∆PN ∆A kVA n kVA W W kWh B1 2938,3 2 1000 1680 10000 176679,7 B2 775,38 2 320 790 3880 52692,7 B3 3534,86 2 1600 2400 16000 175239,4 B4 1689,9 2 630 1250 6210 98105,13 B5 2399,33 2 1000 1680 10000 127615,5 Σ∆Atram 630332,4 Tổn thất điện năng trong trạm B1 1 Stt 2 ∆AB1 = n . ∆P0 . 8760 . + . Pn.( ) . n SdmB 1 1 2938,3 = .[ 2 . 1680. 8760 + .10000.( )2 .3411] 1000 2 1000 = 176679,7 kWh Sau khi tính toán tương tự ta có kết quả như bảng trên Vậy tổn thất điện năng trong các trạm BAPX Σ∆Atram = 630332,4 kWh Tổn chi phí cho tổn thất điện năng trong các trạm BAPX C∆Atram = c . Σ∆Atram = 750 . 630332,4= 472749300 đ 2.7/Chi phí tính toán hàng năm của phương án 1 Z = ( avh + atc ) . K + C∆A = ( avh + atc ) . ( KMC + KDD + Ktram ) + C∆ADD + C∆Atram = ( 0,1 + 0,2 ) . ( 1760 + 532+1146,2).106 +( 2145989 + 472749300 ) = 1506355289 đ 2/ Phương án 2 SVTH: Đinh Sỹ Luật 46 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  47. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 2.1/ Chọn các đường dây cáp từ trạm BATT về các trạm BAPX a/ Chọn cáp cao áp từ trạm BATT đến trạm B2, B1, B3 Đoạn cáp này được chọn hoàn toàn như phương án 1 → chọn cáp XLPE có tiết diện 50 mm2 :2XLPE ( 3 x 50 ) b/ Chọn cáp cao áp từ trạm B4 đến trạm B5 Tuyến cáp này cấp điện cho cả 2 trạm B4 và B5 Dòng điện trên mỗi dây cáp trong chế độ phụ tải cực đại 2 2 ()()PPQQttB4 ttB 5 ttB 4 ttB 5 Itt = 2. 3.35 2 2 (1550 1050) (1813,5 1228,5) = 115,5 A 2. 3.10 2 Với cáp đồng, Tmax = 5000h ta tra được Jkt = 3,1 A/mm Itt 115,5 2 → Fkt 37,3mm Jkt 3,1 → Chọn cáp XLPE do Nhật chế tạo có tiết diện 50 mm2; 2XLPE ( 3 X 50). Vì cáp đã được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo điều kiện Icp Bảng thông số các cáp phương án 2 SVTH: Đinh Sỹ Luật 47 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  48. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Đường cáp Stt, kVA F, mm l, m r0 , Ω/km x0 , Ω/km Icp , A B5 – B4 4001 50 140 0,494 0,137 200 BATT – B1 2938,3 50 120 0,494 0,137 200 BATT – B2 775,38 50 270 0,494 0,137 200 BATT – B3 3534,86 50 20 0,494 0,137 200 BATT – B5 2399,33 50 400 0,494 0,137 200 2.2/ Vốn đầu tư cho hệ thống cáp cao áp Tra sổ tay ta được thông số, gia thành các loại cáp ta có bảng sau: Bảng tính giá thành các đường dây cáp Đường cáp F l Đơn giá, lộ đơn K0DD, Thành tiền 2 3 6 mm m 10 đ/m a.K0DD.l, 10 đ B5 – B4 50 140 280 78,4 BATT – B1 50 120 280 67,2 BATT – B2 50 270 280 151,2 BATT – B3 50 20 280 11,2 BATT – B5 50 400 280 224 Σ( a.K0DD.l ) 532 6 KDD = Σ ( a . K0DD . l ) = Σ ( 2 . K0DD . l ) = 532. 10 đ 2.3/ Chi phí cho tổn thất điện năng Bảng tính tổn thất điện năng trên đường dây Đường cáp F l r0 R Stt ∆ADD 2 mm m Ω/km 1/2.r0, Ω kVA B5 – B4 50 140 0,494 0,0345 4001 18838 BATT – B1 50 120 0,494 0,029 2938,3 8540 BATT – B2 50 270 0,494 0,066 775,38 1353,5 BATT – B3 50 20 0,494 0,0049 3534,86 2088,4 BATT – B5 50 400 0,494 0,0988 2399,33 19400 Σ∆ADD 50219,9 Tổn thất điện năng trên đoạn cáp từ trạm B3 đến trạm B1 SVTH: Đinh Sỹ Luật 48 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  49. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 2 S 40012 ∆ = ∆Pmax . τ = tt R .0,0345.3411 18838 kWh APPTT_B1 2 U 2 10 .1000 dm → Tổn tổn thất điện năng trên đường dây: Σ∆ADD = 50219,9 kWh Tổng chi phí cho tổn thất điện năng trên đường dây : C∆ADD = c . Σ∆ADD = 750 . 50219,9 = 37664,9 đ 2.4/ Vốn đầu tư cho máy cắt Sơ đồ trạm BATT vẫn dùng hệ thống một thanh góp có phân đoạn, các tuyến đường dây ra vào khỏi thanh góp vẫn dùng máy cắt hợp bộ. Vì phương án 2 có đoạn liên thông BATT – B1 – B3 do đó không có tuyến cáp trực tiếp từ BATT – B1. Do đó số lượng máy cắt trong trạm giảm đi 2 máy ( 1 lộ ) Số máy cắt hợp bộ phía 10 kV i1 = 4.2 + 2 + 1 = 11 máy Số máy cắt hợp bộ phía 35 kV i2 = 2 máy Chọn dùng các máy cắt hộ bộ của hãng SIMENTS, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì , loại 8DA10, hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tử có dòng định mức 2500A Giá máy cắt hợp bộ Cấp điện áp U, kV 35 10 6 K0mc , 10 đ 160 120 6 KMC = ( 160 . 2 + 120 . 11 ) =1640. 10 đ 2.5/ Vốn đầu tư cho các trạm BAPX Tra sổ tay ta được giá thành các trạm BAPX Bảng tính gíá thành các trạm BAPX Trạm Số máy SdmB Giá máy Vốn đầu tư cả n kVA Kotram,106 đ/máy trạm BATT 2 4000 500 1000 B1 2 1000 125 250 B2 2 320 40 80 SVTH: Đinh Sỹ Luật 49 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  50. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN B3 2 1600 204,6 409,2 B4 2 630 78,5 157 B5 2 1000 125 250 Tổng 2146,2 m 6 Ktram = (K 0tram .2) 2146,2.10 đ i 2.6/ Chi phí cho tổn thất điện năng trong các trạm BAPX Tra sổ tay ta được thông số các trạm BAPX Bảng tổn thất điện năng ở các trạm BAPX Trạm Stt Số máy SdmB ∆P0 ∆PN ∆A kVA n kVA W W kWh BATT 9618,95 2 4000 4800 30000 78725 B1 2938,3 2 1000 1680 10000 176679,7 B2 775,38 2 320 790 3880 52692,7 B3 3534,86 2 1600 2400 16000 175239,4 B4 1689,9 2 630 1250 6210 98105,13 B5 2399,33 2 1000 1680 10000 127615,5 Σ∆Atram 193202 Tổn thất điện năng trong trạm B1 1 Stt 2 ∆AB1 = n . ∆P0 . 8760 . + . Pn.( ) . n SdmB 1 1 9618,95 = .[ 2 . 4800 . 8760 + .30000.( )2 .3411] 1000 2 4000 = 379971 kWh Sau khi tính toán tương tự ta có kết quả như bảng trên Vậy tổn thất điện năng trong các trạm BAPX Σ∆Atram = 379971 kWh Tổn chi phí cho tổn thất điện năng trong các trạm BAPX C∆Atram = c . Σ∆Atram = 750 . 379971 = 284978250 đ 7/Chi phí tính toán hàng năm của phương án 2 Z = ( avh + atc ) . K + C∆A = ( avh + atc ) . ( KMC + KDD + Ktram ) + C∆ADD + C∆Atram SVTH: Đinh Sỹ Luật 50 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  51. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN = ( 0,1 + 0,2 ) . ( 1640 + 532 + 2164,2 ) . 106 + 37664,9 + 284978250 = 1585875915 đ IX/ CHỌN PHƯƠNG ÁN Bảng so sánh kinh tế các phương án Phương án K, 106 , đ C∆A, đ Z , đ 1 3438,2 472749300 1566355289 2 4336,2 284978250 1585875915 Qua bảng so sánh ta quyết định chọn phương án 2 là phương án tối ưu mạng cao áp vì có chi phí tính toán hàng năm nhỏ và tổng chi phí cho tổn thất điện năng trong trạm BAPX nhỏ nhất 1. Chọn các đường dây hạ áp Sau khi tiến hành chọn xong phương án ta sẽ chọn dây hạ áp từ trạm B2 đến phòng thí nghiệm, phân xưởng SCCK và lò ga; B1 đến bộ phận nén ép. + Điều kiện chọn cáp Vì các đoạn cáp này là cáp hạ áp nên cần được chọn theo Icp k1. k2 . Icp ≥ Itt Trong đó : k 1 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, tra cẩm nang k2 : hệ số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp đặt chung 1 rãnh, tra sổ tay Icp : dòng điện cho phép lâu dài của dây dẫn, A + Điều kiện kiểm tra cáp Cáp đã chọn được kiểm tra theo điều kiện về ổn định nhiệt và kết hộ thiết bị bảo vệ. Vì ở đây ta chưa tiến hành chọn thiết bị bảo vệ cho cáp và chưa tính được dòng ngắn mạch ngay sau cáp nên việc chon cáp ở đây chỉ là chọn sơ bộ không cần kiểm tra điều kiện. + Tiến hành chọn cáp Chọn cáp từ trạm B2 đến lò ga, phân xưởng SCCK có Sttpx = 168,9 kVA. Stttn = 243,64 kVA k1 . k2 . Icp ≥ Itt Vì cáp được chôn sâu dưới đất nên không chịu tác động của môi trường nên k1 = 1, lò ga là phụ tải loại 3 nên chỉ cung cấp điện từ đường cáp lộ đơn k2 =1, phân xưởng SCCK là phụ tải loại 1 nên được cấp điện từ đường cáp lộ kép k2 = 2. SVTH: Đinh Sỹ Luật 51 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  52. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Sttpx 243,64 Icp1 ≥ Itt = 370,1A 3Udm 3.0,38 Sttpx 168,9 Icp1 ≥ Itt /k2= 128,3A 3Udm 2. 3.0,38 Vậy ta chon cáp đồng hạ áp cách điện PVC do LENS chế tạo có 3 lõi + trung tính loại PVC ( 3 x 150 ) và loại ( 3 x 50 ) có thông số 2 F , mm r0 , Ω/km x0 , Ω/km Icp , A 50 0,478 0,387 206 150 0,124 0,1 387 Tương tự như vậy ta tính và chọn được cáp từ B1 đến bộ phận nén ép Sau khi tính toán ta có bảng sau 2 F , mm r0 , Ω/km x0 , Ω/km Icp , A 120 0,189 0,153 343 X/ THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN Sơ đồ phương án 2 Đường dây trên không 2AC – 95 lấy điện từ hệ thống (trạm BATG) cung cấp cho trạm PPTT 35 kV. Từ trạm PPTT ta có đường dây cáp lộ kép 2XLPE ( 3x50) đi tới SVTH: Đinh Sỹ Luật 52 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  53. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN các trạm BAPX 10/0,4 kV. Từ các trạm BAPX điện áp được hạ xuống cấp 0,4 kV cung cấp cho từng phân xưởng nhà máy 1/ Sơ đồ trạm biến áp trung tâm Như phần trên ta đã chọn được sơ đồ trạm BATT là sơ đồ 1 hệ thống thanh góp có phân đoạn. Tại mỗi tuyến đường dây vào ra khỏi thanh góp và liên lạc giữa 2 phân đoạn thanh góp đều dùng máy cắt hợp bộ. Để bảo vệ chống sét chuyền từ đường dây vào trạm đặt chống sét van trên mỗi phân đoạn thanh góp. Đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp 1 MBA đo lường 3 pha 5 trụ có quận tam giác hợp báo chạm đất 1 pha trên cáp 35 kV. BA này được bảo vệ bởi cầu chì. Các tủ hợp bộ đã chọn của hãng SIMENTS, cách điện bằng SF6, không cần bảo chì, loại 8DA10, hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tủ có Idm = 2500 A có các thông số Loại MC Udm, kV Idm các nhánh, A INmax , kA IN , kA1s 8DJ10 24 630 40 16 Sơ đồ nguyên lý trạm BATT Sơ đồ ghép nối trạm BATT SVTH: Đinh Sỹ Luật 53 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  54. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Lựa chọn chống sét van Chống sét van được chọn theo cấp điện áp 10 kV UdmCSV ≥ UdmL = 10 kV → chọn chống sét van do hãng Cooper ( Mỹ ) chế tạo có UdmCSV = 10kV loạigía đỡ ngang AZLP501B10 2/ Sơ đồ các trạm BAPX Vì các trạm BAPX ở rất gần trạm BATT nên phía cao áp chỉ cần dùng dao cách ly . Cầu chì dùng để cắt ngắn mạch .Cả dao cách ly và cầu chì đều được đặt trong vỏ tủ tự tạo Chọn dao cách ly do hãng SIMENTS chế tạo có các thông số Uđm , kV Iđm , A INmax , kA Int , kA 12 400 – 2500 40 – 160 16 – 63 Chọn cầu chì do hãng SIMENTS chế tạo có các thông số Loại Uđm , kV Iđm , A IcắtN , kV IcắtNmin,A ∆P , W 3GD11232-4B 12 160 40 875 240 Chọn máy biến dòng Chọn máy biến dòng hình xuyến 4ME16 do SIMENTS chế tạo Sơ dồ nguyên lý các trạm BAPX SVTH: Đinh Sỹ Luật 54 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  55. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Sơ đồ đầu nối trong các tram biến áp SVTH: Đinh Sỹ Luật 55 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  56. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Phía hạ áp chọn dùng các aptomat của hãng Merlin Gerin đặt trong vỏ tủ tự tạo Vì các trạm BAPX đều có 2 MBA nên tại mỗi trạm ta đặt 5 tủ : 2 tủ aptomat tổng , 1 tủ aptomat phân đoạn và 2 tủ aptomat nhánh Ta giả thiết rằng mỗi tủ aptomat nhánh cấp điện cho 2 lộ đường dây do đó trong mỗi tủ aptomat nhánh có 2 aptomat nhánh Chọn aptomat + Các aptomat tổng sau BAPX và aptomat phân đoạn để dự trữ có thể chọn qua dòng BA trong chế độ quá tải sự cố SdmB.kqt SdmB.1,4 IdmA ≥ IBsc = 3.Udm 3.Udm Trong đó Uđm : điện áp cuộn hạ của MBA , kV SdmB : công suất định mức MBA, kVA + Cáp aptomat nhánh chọn theo điều kiện Stt IdmA ≥ Ilvmax = 4. 3.Udm * Chọn aptomat cho trạm B1 – Aptomat tổng sau BAPX và aptomat phân đoạn SdmB.kqt SdmB.1,4 1000.1,4 – IdmA ≥ IBsc = = 2020 A 3.Udm 3.Udm 3.0,4 → Chọn dùng aptomat NF2500-S có dòng Idm = 2500 A - Aptomat nhánh Stt 2938,3 IdmA ≥ Ilvmax = = 1060 A 4. 3.Udm 4.0,4. 3 → Chọn dùng aptomat NF1250-SS có dòng Idm = 1200A * Tương tự như vậy ta tính và chọn được aptomat tổng và nhánh cho các trạm BA còn lại * Sau khi tính toán ta có bảng sau: Trạm BA Loại Số lượng Udm, V Idm, A IcắtNM, kA B1 NF2500-S 3 690 2500 25 NF1250-SS 4 500 1200 7,5 B2 NF1250-SS 3 690 600 25 SVTH: Đinh Sỹ Luật 56 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  57. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN NF400-SE 4 500 300 7,5 B3 NF3200-S 3 690 2800 25 NF1600SS 4 500 1400 7,5 B4 NF1600SS 3 690 1400 10 NF1250-SS 4 500 1000 7,5 B5 NF2500-S 3 690 2500 25 NF1250-SS 4 500 1000 7,5 X/ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH, KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐÃ CHỌN Các hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính ngắn mạch đơn giản Vì không biết cấu trúc của hệ thống điện, ta có thể tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn. Khi đó coi trạm BATG là nguồn Ta có sơ đồ thay thế Để kiểm tra chọn cáp ,máy cắt , aptomat, dao cách ly, cầu chì ta tính dòng Ta cần tính điểm ngắn mạch N0 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt , thanh góp và tính các điểm ngắn mạch Ni tại phía cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp , dao cách li và cầu chì của các trạm Máy cắt đầu nguồn MC1 có dòng cắt định mức là Icdm = 110kA Điện kháng của hệ thống U 2 2 tb (Udml.1,05) XH = Scdm 3.Icdm.UdmMC SVTH: Đinh Sỹ Luật 57 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  58. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Trong đó Udml : điện áp định mức của lưới , kV SCdm : công suất cắt định mức của máy cắt đầu nguồn ICdm : dòng cắt địng mức của máy cắt, kA UdmMC : điện áp định mức của máy cắt, kV XH : điện kháng của hệ thống, Ω U 2 2 2 tb (Udml.1,05) (10.1,05) → XH = 0,024 Ω Scdm 3.Icdm.UdmMC 3.110.24 Bảng thông sô của đường dây trên không và cáp Đường dây Ký hiệu F l r0 x0 R X 2 mm km Ω/km Ω/km r0.l, Ω x0.l, Ω BATG – BATT l0 95 12 0,371 0,33 4,452 3,96 B5 – B4 l1 50 0,14 0,927 0,494 0,137 0,069 BATT – B1 l2 50 0,12 1,47 0,494 0,137 0,059 BATT – B2 l3 50 0,27 1,47 0,494 0,137 0,133 BATT – B3 l4 50 0,02 1,47 0,494 0,137 0,0098 BATT – B5 l5 50 0,4 1,47 0,494 0,137 0,1976 1/ Dòng điện ngắn mạch tại N0 ∞ Dòng ngắn mạch 3 pha có IN = I”= I Utb UdmL.1,05 IN0 0 2 2 3.Z 3. R (XH Xt0) l0 10.1,05 = 1,015 A 3. 4,4522 (0,024 3,96) 2 Dòng ngắn mạch xung kích tại N0 ixkNo = 2 .Kxk . I” = 2 . Kxk . INo = 2 . 1,8 . 1,015= 2,58 kA 2/ Các dòng điện ngắn mạch Ni Dòng điện ngắn mạch N1 tại trạm B1 SVTH: Đinh Sỹ Luật 58 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  59. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Utb UdmL.1,05 IN1 = 1 2 2 3.Z 3. (Rlo Rl1 Rl3) (XH Xl0 Xl1 Xl3) 10.1,05 = 0,96 A 3. (4,63 0,147 1,48)2 (0,024 0,59 0,013 0,13)2 - Dòng ngắn mạch xung kích tại N1 ixk = 2 .Kxk . IN1 = 2 . 1,8 . 0,96 = 2.5 A Các dòng ngắn mạch sau tính tương tự như dòng ngắn mạch tại trạm B1 Sau khi tính toán ta được bảng sau Điểm tính ngắn mạch IN, kA Ixk , kA Thanh cái BATT 1,3 3,3 Thanh cái B1 0,96 2,5 Thanh cái B2 1,14 3,55 Thanh cái B3 0,98 3,06 Thanh cái B4 1,1 3,4 SVTH: Đinh Sỹ Luật 59 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  60. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG IV/ THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SCCK I/ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SCCK Sau khi thiết kế xong mạng cao áp của nhà máy ta đi thiết kế mạng hạ áp của phân xưởng SCCK dòng điện dược biến đổi từ điện áp 22kV xuống 0,4kV qua các BAPX được đưa tới các tủ phân phối.Sau biến áp B1 ta sẽ đặt một tủ phân phối cấp điện cho phân xưởng SCCK.Tủ phân phối này nằm trong phân xưởng. Để dẫn điện từ trạm B1 về tủ phân phối ta dùng cáp ngầm. Phía hạ áp B1đặt áptômát đầu nguồn, phía đầu vào tủ phân phối đặt các aptomat tổng còn phía đầu ra đặt các aptomát nhánh . Từ tủ phân phối ta có các lộ cáp ra cung cấp điện cho các nhóm động cơ của phân xưởng . Phân xưởng SCCK có 3 nhóm động cơ nên từ tủ phân phối ta sẽ cấp cho 3 tủ động lực, các tủ này đặt rải rác cạnh tường phân xưởng , mỗi tủ động lực cấp điện cho 1 nhóm phu tải SVTH: Đinh Sỹ Luật 60 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  61. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Để tăng độ tin cậy cung cấp điện và dễ dàng trong các thao tác , vận hành, bảo dưỡng các tủ, các động cơ nên các tủ động lực sẽ được cấp điện bằng hình tia, đầu vào các tủ động lừc đặt dao cách ly ─ cầu chì, đầu ra đặt cầu chì Mỗi động cơ máy công cụ được điều khiển bằng 1 khởi động từ gắn sẵn trên thân máy , trong khởi động từ có rơle nhiệt bảo vệ quá tải. Các cầu chì trong tủ động lực chủ yếu bảo vệ ngắn mạch , đồng thời dự phòng cho bảo vệ quá tải của động cơ. Ngoài các tủ động lực thì tủ phân phối còn cấp điện cho 1 tủ chiếu sáng chung cho cả phân xưởng Phương án cấp điện cho phân xưởng SCCK SVTH: Đinh Sỹ Luật 61 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  62. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Sơ đồ nguyên lý đi dây phân xưởng SCCK II/ LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN 1/ Chọn aptomat đầu nguồn a/ Aptômát đầu nguồn Ađn đặt tại trạm (BAPX) chọn của hãng Merlin Gerin chế tạo Dòng điện qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại Sttpx 168,9 Itt = = = 256,6 A 3.Udm 3.0,38 Aptomat được chọn thoả mãn điều kiện IdmA Itt Vậy ta chọn aptomat NF400-SS có các thông số LOẠI số cực Uđm (V) Iđm (A) INmax (kA) NF400-SS 3 660 300 7,5 b/ Kiểm tra aptomat được chọn - Uđm = 660 V > UđmL =380 V - Iđm = 300 V > Itt = 256,6 A - Dòng cắt ngắn mạch của áptomát kiểm tra sau khi tính ngắn mạch SVTH: Đinh Sỹ Luật 62 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  63. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 2/ Chọn cáp từ trạm B1 về tủ phân phối của phân xưởng Tiết diện cáp hạ áp chọn theo dòng điện cho phép Icp a/ Điều kiện chọn cáp K1.k2.Icp Itt Trong đó : k1 :hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ , tra cẩm nang k2 : hê số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp đặt chung rãnh, tra sổ tay Cáp chôn sâu dưới đất không bị ảnh hưởng bởi yếu tố môi trường nên k1 =1 Cáp chôn riêng từng tuyến nên k2=1 Dòng điện qua cáp C1trong chế độ phụ tải cực đại chính bằng dòng điện qua aptomát Ađn trong chế độ phụ tải cực đại Itt = 256,6 A Icp ≥ Itt = 256,6 A Vậy ta chọn cáp đồng hạ áp cách điện PVC do LENS chế tạo có 3 lõi + trung tính loại PVC (3 x 95+ 50) có thông số 2 F , mm r0 , Ω/km x0 , Ω/km Icp , A 95 0,193 0,1 301 b/ Điều kiện kiển tra cáp Cáp được chọn phải thoả mãn điều kiện về tổn thất điện áp ∆U ∆Ucp Vì khoảng cách hạ áp nhỏ nên ta không cần kiểm tra điều kiện này Kiểm tra ổn định nhiệt dòng ngắn mạch Kiểm tra điều kiện ổn định dòng ngắn mạch có thể thực hiện sau khi tính toán ngắn mạch Kiểm tra kết hợp thiết bị bảo vệ + Nếu cáp được bảo vệ bằng cầu chì Idc k .k .I 1 2 cp Trong đó : Idc : dòng định mức của dây chảy cầu chì , A α: với mạng điện động lực α=3 với mạng ASSH α=0,8 + Nếu cáp được bảo vệ bằng aptomat SVTH: Đinh Sỹ Luật 63 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  64. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Ikdnhiet Ikdt k .k .I ≥ hoặc k .k .I ≥ 1 2 cp 1,5 1 2 cp 4,5 Trong đó : Ikdnhiet : dòng khởi động của bộ phận cắt mạch điện bằng nhiệt, A Ikđnhiêt = 1,25 . IđmA Ikđt : dòng khởi động của bộ phận cắt mạch điện bằng điện từ , A Cáp được bảo vệ bằng aptomat đầu nguồn Ađn loại NF400-SE có Iđm =300 A nên điều kiện kiểm tra I k1 . k2 .Icp ≥ kdnhiet 1,5 Với k1 =1; k2 = 1 I 1,25.I 1,25.300 kdnhiet = dmA = = 250A 1,5 1,5 1,5 I → I =301 A > kdnhiet = 250A cp 1,5 → cáp được chọn thỏa mãn 3/ Chọn tủ phân phối cho phân xưởng a/ Aptomát tổng AT Aptomát tổng đầu vào tủ phân phối chọn giống như aptomat Ađm loại NF400-SS b/ 3 aptomat nhánh Anh cung cấp điện cho 3 tủ động lực Aptomat nhánh A1 cung cấp cho nhóm 1 Dòng qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 1 Itt = 20,056 Aptomat được chọn phải thoả mãn điều kiện IdmA≥ Itt = 20,056 Vậy ta chọn aptomat C60H có các thông số Loại số cực Uđm(V) Iđm(A) INmax(kA) C60H 3 440 63 10 + Kiểm tra aptomat được chọn UđmA = 440 V >UđmL = 380 V SVTH: Đinh Sỹ Luật 64 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  65. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN IđmA = 63 A > Itt = 20,056A - Dòng cắt ngắn mạch của aptomat kiểm tra sau khi tính ngắn mạch Aptomat nhánh A2 cung cấp cho nhóm 2 Dòng qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 2 Itt = 4,43 A Aptomat được chọn phải thoả mãn điều kiện IdmA ≥ Itt = 4,43 A Vậy ta chọn aptomat NF30-SS có các thông số Loại số cực Uđm(V) Iđm(A) INmax(kA) NF30-SS 3 600 10 7,5 + Kiểm tra aptomat được chọn UđmA = 600 V > UđmL = 380 V Iđm = 10 A > Itt = 4,43 A - Dòng cắt ngắn mạch của aptomat kiểm tra sau khi tính ngắn mạch Aptomat nhánh A3 cung cấp cho nhóm 3 Dòng qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 3 Itt = 7,3 A Aptomat được chọn phải thoả mãn điều kiện IdmA ≥ Itt = 7,3 A Vậy ta chọn aptomat NF30-SS cócác thông số Loại số cực Uđm(V) Iđm(A) INmax(kA) NF30-SS 3 600 10 7,5 + Kiểm tra aptomat được chọn UđmA = 600 V >UđmL =380 V Iđm = 10 A > Itt = 7,3 A - Dòng cắt ngắn mạch của aptomat kiểm tra sau khi tính ngắn mạch Bảng thông số các aptomat nhánh Bảng thông số các aptomat nhánh Anhánh Itt,A Loại Số cực Uđm ,V Idm , A INmax , kA SVTH: Đinh Sỹ Luật 65 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  66. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN A1 20,056 C60H 3 440 63 10 A2 4,43 NF30-SS 3 600 10 7,5 A3 7,3 NF30-SS 3 600 10 7,5 4/ Chọn cáp C2 từ tủ phân phối đến các tủ động lực Các cáp ở đây cũng được chọn và kiểm tra theo điều kiện như đoạn C1 từ trạm B1đến tủ phân phối , tuy nhiên không phải kiểm tra về ổn định nhiệt độ dòng ngắn mạch nhỏ . a/ Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực1(ĐL1) Điều kiện chọn cáp k1 . k2 . Icp ≥ Itt Cáp chôn sâu dưới đất không bị ảnh hưởng yếu tố môi trường nên k1 = 1 Cáp chôn riêng từng tuyến nên k2 =1 Dòng điện qua cáp C2 đến tủ ĐL1 trong chế độ phụ tải cực đại chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 1 Itt = 20,056 A → Icp ≥ Itt = 20,056 A Vậy ta chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo loạiPVC(3x6+1x4) có thông số 2 F,mm r0,Ω/km Icp,A 35 4,61 53 Kiểm tra kết hợp atomat bảo vệ Cáp được bảo vệ bởi aptomat nhánh A1 loại C60H có Iđm=63 I k . k . I ≥ kdnhiet 1 2 cp 1,5 Vói k1= 1; k2 =1 I 1,25.I 12,5.63 kdnhiet = dmA = =52,5 A 1,5 1,5 1,5 I → I = 53 A > kdnhiet = 52,5 cp 1,5 Cáp được chọn được thoả mãn Tương tự như vậy ta tính và chọn được cáp đến các tủ động lực cò lại Sau khi tính toán ta có bảng tổng kết các đường dây cáp sau: 2 Cáp Itt A Loại cáp F mm r0 Icp A Ikđnhiệt/1,5 A SVTH: Đinh Sỹ Luật 66 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  67. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Ω/km Tủ PP – ĐL1 47,4 PVC(3x6+1x4) 6 3,08 66 52,5 Tủ PP – ĐL2 73,2 4G10 10 1,83 87 83 Tủ PP – ĐL3 33,4 PVC(3x6+1x4) 6 3,08 66 52,5 Tủ PP – ĐL4 43,9 PVC(3x6+1x4) 6 3,08 66 52,5 5/ Lựa chọn các tủ động lực Các tủ động lực cấp điện từ các tủ phân phối phân xưởng theo sơ đồ hình tia , tủ động lực được chọn do Liên Xô cũ chế tạo nhánh đầu vào đặt cầu dao –chì 250A , các nhánh đầu ra đặt vào cầu chì bảo vệ 100A a/ Lựa chọn cầu chì Cầu chì nhánh CCnh bảo vệ 1 động cơ + Cầu chì hạ áp được chọn phải thoả mãn 2 điều kiện Idc ≥ IttĐC =kt.IđmĐC Khi động cơ mở máy Im mdc kmmDC.IdmDC I = dc   Trong đó Pdmdc .IđmĐC = 3.Udm.cosdm Idc : dòng định mức của dây chảy, A Itt : dòng làm việc lớn nhất chạy qua chạy qua dây chảy cầu chì, A SVTH: Đinh Sỹ Luật 67 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  68. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN IđmĐC : Dòng điện dịnh mức của động cơ, A kt : hệ số tải của động cơ (Nếu không biết lấy kt= 1) PđmĐC : công suất định mưc của động cơ ,Kw Uđm : điện áp định mức lưới hạ áp ,kW α : hê số Với động cơ mở máy nhẹ hoặc không tải (máy bơm, máy cắt gọt kim loại ) α =2,5 Với động cơ mở máy nặng hoặc mở máy có tải ( cần cẩu ,cần trục, máy nâng) α=1,6 k mmDC : hệ số mở máy của động cơ, lấy kmmĐC = 6 + Sau khi chọn được Idc của cầu chì ta chọn Ivỏ lớn hơn Idc một số cấp để khi cần chỉ thay dây chảy không cần thay vỏ Cầu chì nhánh CCnh bảo vệ n động cơ + Trong thực tế cụm 2,3 động cơ nhỏ hoặc cụm một động cơ lớn cùng 1,2 động cơ nhỏ ở gần có thể được cấp điện chung bởi 1 cầu chì . khi đó cầu chì được chọn theo 2 điều kiện n Idc ≥ Itt = (Kti.IdmDCi) 1 Khi động cơ mơ máy n 1 Im m max  kti.IdmDCi Idc 1 Trong đó PdmDCi IdmDCi = 3Udm.cos dmi.i n: số động cơ cùng được bảo vệ bởi 1 cầu chì IđmDCi : dòng điện định mức của động cơ i, A Kti :hệ số tải của động cơ , i Nếu không biết lấy kti =1 PdmDCi = công suất định mức của động cơ i η i = hiệu suất của động cơ ,nếu không biết lấy ηi =1 Immmax : dòng mở máy lớn nhất trong các động cơ ,A + Sau khi chọn được Idc của cầu chì ta chọn Ivỏ lớn hơn I dc một số cấp để khi cần thay dây chảy không cần thay vỏ SVTH: Đinh Sỹ Luật 68 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  69. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Cầu chì tổng CCT bảo vệ nhóm động cơ + Cầu chì tổng bảo vệ nhóm động cơ được chọn theo 3 điều kiện Idc ≥ Ittnhóm Khi động cơ mở máy Im m max (Ittn hom Ksd.Idm) I ≥ dc Idc của cầu chì tổng phải lớn hơn ít nhất là 2 cấp số so với idc ; Ittnhóm Pttn hom Ittnhom ≥ ; Ittnhóm đã tính ở chương I 3.Udm.cos dm. Iđm : dòng điện định mức của động cơ có dòng mở máy lớn nhất , A ksd : hệ số sử dụng của động cơ có dòng mở máy lớn nhất , A + Sau khi chọn được Idc của cầu chì ta chọn Ivỏ lớn hơn Idc một số cấp dể khi cần chỉ cần thay dây chảy không cần thay vỏ b/ Lựa chọn cầu dao Vì chọn bộ cầu dao- cầu chì nên chọn cầu dao được chọn theo cầu chì. Khi đó ICD = Ivỏ c/ Chọn cầu dao –cầu chì cho các nhóm phụ tải Phân xưởng SCCK có ksd = 0,16 và Cos =0,6 Chọn cầu chì nhánh SVTH: Đinh Sỹ Luật 69 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  70. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Cầu chì nhánh bảo vệ 1 máy cưa kiểu đai (1) 1kW (Đ1) và máy bào ngang (2) 6,5 kW(Đ2) n n PdmDCi Idc ≥ Itt = (kti.IdmDCi) (kti. ) i i 3.Udm.cos dmi.i 1 6,5 = 1. 1. .1 19 A 3.0,6.0,38.1 3.0,6.0,38 I k .I 6.19 I ≥ dmDC = mmDC dmDC = = 45,6 A dc 2,5 Vậy ta chọn cầu chì hạ áp có Idc= 60 A, I vỏ =100A loại пH-2-100 Cầu chì nhánh bảo vệ máy khoan bàn ( 3 ) 1 kW (Đ3) và máy xọc (4) 2,8kW (Đ4) n n PdmDCi Idc ≥ Itt = (kti.IdmDCi) (kti. ) i i 3.Udm.cos dmi.i 1 2,8 = 1. 1. .1 9,62 A 3.0,6.0,38.1 3.0,6.0,38 k .I 6.9,62 I ≥ mmDC dmDC = = 23,09 A dc 2,5 Vậy ta chọn cầu chì hạ áp có Idc=30A và I vỏ = 40 loại HΠH Cầu chì nhánh bảo vệ máy mài thô (2) 2,8 kW Idc ≥ IttDC = k1. IđmĐC PdmDC = k1. 3.U dm.cos dm 2,8 = 1 = 7,09 A 3.0,38.0,6.1 k .I 6.7,09 I ≥ mmDC dmDC = = 17,016 A dc 2,5 Vậy chọn cầu chì hạ áp có Idc = 20 A và Ivỏ = 40A loại HпH Cầu chì nhánh bảo vệ máy khoan đứng (5) 4,5 kW và máy nén cắt dập liên hợp (4) 1,7kW ( Đ4, Đ5) n n PdmDCi Idc ≥ Itt = (kti.IdmDCi) (kti. ) i i 3.Udm.cos dmi.i SVTH: Đinh Sỹ Luật 70 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  71. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 4,5 1,7 = 1. 1. .1 15,7 A 3.0,6.0,38.1 3.0,6.0,38 k .I 6.7,09 I ≥ mmDC dmDC = = 37,67 A dc 2,5 Vậy chọn cầu chì hạ áp có Idc = 40 A và Ivỏ = 100A loại пH – 2 – 100 Cầu chì nhánh bảo vệ máy mài tròn vạn năng 4,5 kW Idc ≥ IttDC = k1. IđmĐC PdmDC = k1. 3.U dm.cos dm 4,5 = 1 = 11,39 A 3.0,38.0,6.1 k .I 6.11,39 I ≥ mmDC dmDC = = 27,34 A dc 2,5 Vậy chọn cầu chì hạ áp có Idc = 30 A và Ivỏ = 40 A loại HΠH Chọn tương tự cho các thiết bị khác ta có Bộ cầu dao – Cầu chì tổng Idc ≥ Ittnhóm = 67,97 A Im m max (Ittn hom Ksd.Idm) I ≥ dc 5.27 (67,97 0,12.27) → Idc ≥ 79,892 A 2,5 Idc của cầu chì tông phải lớn hơn ít nhất là 2 cấp so với Idc của cầu chì nhánh lớn nhất = I max = 60 A dc Vậy ta chọn bộ cầu dao – cầu chì hạ áp có Idc = 120 A, Ivỏ = 250 A, ICD = 250 A laọi пH Chọn tủ động lực cho nhóm 1 có 1 đầu vào và 6 đầu ra. Tương tự như vậy ta tính và chọn được cầu chì – cầu dao tổng cho các nhóm còn lại Sau khi tính toán ta lập được bảng sau Bảng lựa chọn cầu chì và cầu dao SVTH: Đinh Sỹ Luật 71 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  72. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Phụ tải Cầu chì Số Ký Tên máy lượng hiệu Pdm kW IđmDC Itt ImmĐC/α Mã hiệu Iđc/Ivỏ A A A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Máy cưa kiểu đai 1 1.0 19 19 45,6 пH-2-100 60/100 Máy bào ngang 5 Máy khoan bàn 1 2 1.0 9,62 9,62 23.09 HпH 30/40 Máy xọc 7 Máy mài thô 1 3 2.8 7,09 7,09 17,01 HпH 20/40 Máy khoan đứng 1 4 4.5 15,7 15,7 37,67 пH–2– 100 40/100 Máy nén cắt dập liên 1 12 hợp Máy mài tròn van 1 7 4.5 11,39 11,39 27,34 HΠH 30/40 năng Máy phay răng 1 8 5.5 19,93 19,93 33,43 HΠH 40/40 Máy tiện ren 9 7.0 17,72 17,72 42,54 пH-2-100 50/100 Máy tiện ren 1 10 8.1 20,5 20,5 49,22 пH-2-100 50/100 Máy tiện ren 11 9.1 23,04 23,04 55,3 пH-2-100 60/100 Máy mài phá 1 13 2.8 7,08 7,08 17,01 HΠH 20/40 Quạt lò rèn 14 1.5 3,79 3,79 9,1 HΠH 10/40 Máy khoan đứng 1 15 0.85 2,15 2,15 5,165 HΠH 10/40 Bể ngâm dung dịch 1 16 3.0 7,59 7,59 18,23 HΠH 20/40 kiềm Bể ngâm nước nóng 1 17 4.0 10,12 10,12 24,3 HΠH 30/40 Máy cuộn dây 1 18 1.2 3,03 3,03 7,29 HΠH 10/40 Máy khoan bàn 1 19 0.65 3,16 3,16 7,59 HпH 10/40 SVTH: Đinh Sỹ Luật 72 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  73. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Chỉnh lưu salenium 1 20 0,6 Máy mài thô 1 21 2.8 7,09 7,09 17,02 пH-2-250 10/40 Bàn thử nghiệm thiết 1 22 6.0 15,19 15,19 36,46 HΠH 40/40 bị điện Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho xưởng cơ khí SVTH: Đinh Sỹ Luật 73 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  74. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ I. THIẾT KẾ HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ SVTH: Đinh Sỹ Luật 74 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  75. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN MBA là một phần tử quan trọng trong lưới điện, nếu MBA bị sự cố sẽ dẫn đến việc ngừng CCĐ cho nhà máy hoặc một phần của hộ tiêu thụ gây ảnh hưởng đến sản xuất, ảnh hưởng đến kinh tế có thể gây nguy hiểm cho người và thiết bị. Mặt khác giá thành của MBA so với giá thành của các thiết bị khác trong hệ thống CCĐ cao hơn rất nhiều, chi phí sửa chữa lớn, thời gian sửa chữa lâu. Do vậy MBA cần được bảo vện một cách chắc chắn. Tuy nhiên việc bảo vệ bằng loại bảo vệ gì còn phụ thuộc vào công suất của MBA mà ta thiết kế cho thích hợp, ở đây MBA của nhà máy có: Sđm = 1250kVA-35/ 0,4kV. Do đó ta trang bị các loại bảo vệ sau: +Bảo vệ cắt nhanh. +Bảo vệ dòng cực đại +Bảo vệ rơle hơi. - Bảo vệ cắt nhanh nhằm mục đích giải trừ nhanh chóng thiết bị khỏi dòng ngắn mạch lớn, bảo vệ dòng ngắn mạch trên đầu vào MBA và cuộn sơ cấp MBA. - Bảo vệ dòng cực đại: Do nhược điểm của bảo vệ cắt nhanh là chỉ bảo vệ được một phần cuộn dây của MBA do đó ta phải dùng bảo vệ dòng cực đại có thời gian duy trì để loại trừ các sự cố bên trong cuộn thứ cấp MBA và các trường hợp mà bảo vệ cắt nhanh không tác động. - Bảo vệ rơle hơi để bảo vệ ngắn mạch giữa các vòng dây, ngắn mạch giữa các pha bên trong thùng dầu của MBA. Khi đó nhiệt độ bên trong thùng dầu của MBA tăng lên nên dầu bốc hơi làm giảm mức dầu. 1. Chọn sơ đồ bảo vệ. Ta sử dụng sơ đồ bảo vệ gồm 2 máy biến dòng và 2 rơle (Sơ đồ sao thiếu) đây là sơ đồ có thể bảo vệ được tất cả các loại ngắn mạch. Trường hợp ngắn mạch 1 pha phía hạ áp MBA nếu khi kiểm tra độ nhạy không đủ thì ta thêm rơle thứ 3 mắc vào tổng dòng của 2 rơle kia, nếu vẫn không đủ độ nhạy ta phải dùng bảo vệ thứ tự không cho MBA. Nguồn thao tác cho bảo vệ là nguồn 1 chiều có điện áp Uđm = 220 V. 2. Thiết kế bảo vệ cắt nhanh. 2.1. Sơ đồ bảo vệ 35KV SVTH: Đinh Sỹ Luật 75 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  76. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN MCC + - - PY PTGTG PI2 -+ PI1 - BI PI1 Rơle dòng điện PI2 TG: Rơle trung gian PY: Rơle tín hiệu BI: Biến dòng 1.2.2. Ch biến dòng cho bảo vệ Hình 7-1: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ cắt nhanh Lựa chọn máy biến dòng BI + Trong tính toán phần cao áp đã lựa chọn máy biến dòng với các thông số như sau : loại 4ME16 kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo Bảng 3.46 Thông số BI loại 4ME16 Thông số kỹ thuật 4ME16 Uđm(kV) 36 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ 70 U chịu đựng xung 1,2/50 μs,kV 170 I1đm (kA) 5-1200 I2đm (A) 1 hoặc 5 Iổn định nhệt 1s , (kA) 80 Iổn định điện động (kA) 120 2.2. Chọn rơle dòng điện Để chọn được rơle ta phải tính được dòng khởi động của rơle. I K .K .I I kdbv .K sd dt NM kdR nBI sd nBI SVTH: Đinh Sỹ Luật 76 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  77. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Trong đó: - Ksđ là hệ số sơ đồ, với sơ đồ sao thiếu Ksđ = 1 - Kdt là hệ số dự trữ, với rơle P thì Kdt = 1,25  1,5. Lấy Kdt = 1,25 1200 nBI = 240 5 I’Nmax: Dòng ngắn mạch lớn nhất ở cuối vùng bảo vệ quy đổi về sơ cấp. U 2 U 2 0,4 I’Nmax = I N max . I N 2 . 15,55. = 0,178 (kA) = 178 A U1 U1 35 Ikđbv = Kdt .I’Nmax = 1,25.178 = 222,5 (A) 222,5 IkđR = 0,93 A 240 Chọn rơle dòng có thể điều chỉnh được dòng khởi động với tính toán là 1,6-3,2 (A) Tra bảng 6-21 Trang 657 sách CCĐ ta chọn rơle dòng điện PI có các số liệu cho trong bảng 7-2: Ghi chú: Ký hiệu tiếp điểm: Đ: Đóng tức thời; M: Mở tức thời. Bảng .Thông số rơle dòng điện Tham số đầu vào Tham số đầu ra Kiểu C/S tiêu gh dòng (A) Ktv ttđ Số tiếp I U Công suất thụ (VA) I đm I kđ điểm (A) (V) W VA 0,5 0,8  0,030, PT40/2 0,2 5,8 7,6 1Đ+1M 2 220 60 300 0,2 0,85 1 2.3. Chọn rơle trung gian Căn cứ vào số tiếp điểm cần dùng, ở đây rơle trung gian của bảo vệ được dùng cho cả bảo vệ dòng cực đại, bảo vệ thứ tự không và cả bảo vệ rơle hơi. Điều kiện chọn: + U đm R U đm nguồn thao tác = 220 V + Có ít nhất 2 tiếp điểm thường mở. + Tiếp điểm có khả năng đóng được dòng định mức của máy cắt là SA Ta chọn loại rơle trung gian P-215 có các thông số sau: Bảng .Thông số rơle trung gian Tham số đầu vào Tham số đầu ra Kiểu SVTH: Đinh Sỹ Luật 77 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  78. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN P (W) U ĐM (V) U KĐ (V) Ttđ (s) Số tiếp điểm I (A) P-215 5 220 0,5.Uđm 0,01 2Đ + 2M 2 Ký hiệu tiếp điểm: Đ: Đóng tức thời; M: Mở tức thời. 2.4. Chọn rơle tín hiệu Rơle này dùng để báo tín hiệu khi bảo vệ tác động. P(P) 5 - Điều kiện chọn: IđmR = Iđm(P) = 0,0227 A U dm (P) 220 Ta chọn rơle loại dòng điện kiểu PY-21/ 0,025 có các thông số được cho trong bảng : Bảng . Thông số rơle tín hiệu Kiểu Iđm(A) [I] dài hạn(A) Rcuộn dây () Uđm(V) PY-21/ 0,025 0,025 0,075 320 220 2.5. Kiểm tra điều kiện khởi động của rơle trung gian: -Điều kiện kiểm tra: UkđPY 0,5 Uđm ; Uđm = 220 V 0,5.Uđm = 110 V -Xác định điện áp đặt lên rơle: U 2 2202 +Điện trở cuộn dây rơle trung gian là: R = dm 9680  P P(P) 5 +Điện trở cuộn dây rơle tín hiệu là 320() +Dòng qua rơle trung gian và rơle tín hiệu là: U dmngtt 220 I 0,022 A R(P) R(PY) 9680 320 Sụt áp trên rơle tín hiệu: UPY = I.RPY = 0,022.320 = 7,04 (V) Vậy: UP = Uđmngtt -UPY = 220-7,07 = 212,93 (V) UP = 212,93 (V) > 0,5 Uđm =110 (V) Như vậy rơle trung gian đảm bảo điều kiện khởi động. 3. Thiết kế bảo vệ dòng cực đại. 3.1. Sơ đồ bảo vệ 35KV SVTH: Đinh Sỹ Luật 78 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân CC 1MC 1MC1 Tín hiệu
  79. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 3RI: Rơle dòng điện 4RI: Rơle dòng điện RT: Rơle thời gian TH: Rơle tín hiệu BI: Biến dòng Hình 7-2: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ dòng cực đại 3.2. Chọn rơle dòng điện: I kdbv -Tính dòng khởi động của rơle: I = .K sd kđR nBI -Ikđbv: Dòng khởi động của bảo vệ dòng cực đại. Kdt . Ksd - Ksđ: Là hệ số sơ đồ, với sơ đồ sao thiếu Ksđ = 1 ; Ikđbv = . I lv max Ktv - Kdt = 1,15 là hệ số dự trữ tính từ sai số về dòng trở về của rơle dòng. - Ktv Là hệ số kể tới sự tăng dòng điện cho các động cơ tự khởi động. Ktv = 0,85 với rơle có đặc tính tác động độc lập. 1,4.1250 Ilv max = = 28,87 (A) 3.35 K dt .K min 1,15.2 Ikđbv = .I lv max .28,87 = 78,12 K tv 0,85 SVTH: Đinh Sỹ Luật 79 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  80. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN I kdbv 78,12 IkđR = .K = 0,33 (A) nBI sd 240 Căn cứ vào dòng IkđR ta chọn rơle PT 40/ 0,2 có các thông số sau : Bảng 3.49 Thông số rơle dòng điện Tham số đầu vào Tham số đầu ra Kiểu C/S tiêu gh I (A) Ktv ttđ Số tiếp I U Công suất thụ (VA) Iđm Ikđ điểm (A) (V) W VA 1,6  0,15 0,80, 0,03 PT40/0,6 0,2 1Đ+1M 2 220 60 300 3,2 0,6 85 0,1 Ký hiệu tiếp điểm: Đ: Đóng tức thời; M: Mở tức thời. 3.3. Chọn rơle thời gian: Điều kiện chọn: UđmR = Uđmngtt = 220 (V) +Có tiếp điểm thường mở đóng chậm. +Có thể chỉnh định dược thời gian tác động theo cơ cấu của bảo vệ. +Xác định thời gian duy trì của bảo vệ dòng cực đại cho MBA TmaxBA = Tmaxdd + t Tmaxdt: Thời gian duy trì của bảo vệ dòng cực đại cho các lộ đường dây đi ra thanh cái của TPPTT, ở đây ta dùng ATM 8DC11 do đó: Tmaxdd = tATM; TmaxBA = tATM + t = 2,06 + 0,4 = 2,46 (s) + Ở đây t lấy bằng 0,4s mà TmaxBA = ttđPT + ttđTHG + ttđP ttđ thG = TmaxBA - ttđPT - ttđP = 2,46 - 0,1 - 0,01 = 2,35 (s) Trong đó : +ttđPT : Thời gian tác động của rơle dòng điện + ttđP : Thời gian tác động của rơle trung gian Tra bảng 2-63 Trang 658 sách CCĐ TKCCĐ ta chọn rơle có các thông số sau: Bảng . Thông số rơle thời gian Tham số đầu vào Kiểu P (VA) Uđm (V) Ukđ (V) Ttđ (s) Số tiếp điểm B-122 30 W 1c 220 0,7 Uđm 0,253,5 1Đ+1M+1ĐC SVTH: Đinh Sỹ Luật 80 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  81. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Ký hiệu tiếp điểm: Đ: Đóng tức thời; M: Mở tức thời; ĐC: Đóng chậm. 3.4. Chọn rơle tín hiệu và rơle trung gian: Rơle tín hiệu và rơle trung gian được chọn như rơle tín hiệu và rơle trung gian của bảo vệ cắt nhanh. CHƯƠNG V SVTH: Đinh Sỹ Luật 81 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  82. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 5.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ: Trong nhà máy, xí nghiệp công nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động, an toàn trong sản xuất và sức khoẻ người lao động. Nếu ánh sáng không đủ người lao động sẽ phải làm việc trong trạng thái căng thẳng, hại mắt và ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ, kết quả là hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật và năng suất lao động thấp, thậm chí còn gây tai nạn trong lao động. Cũng vì vậy hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:  Không bị loá mắt.  Không bị loá do phản xạ.  Không tạo ra các khoảng tối bởi những vật bị che khuất.  Phải có độ rọi đồng đều.  Phải tạo được ánh sáng càng gần với ánh sáng tự nhiên càng tốt 5.2 - LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG CHUNG: 5.2.1. Các hình thức chiếu sáng : Các hệ thống chiếu sáng được dùng trong các nhà máy như : a/ Chiếu sáng chung: Là hình thức chiếu sáng tạo nên độ rọi đồng đều trên toàn diện tích sản xuất của phân xưởng , với hình thức chiếu sáng này thì đèn được treo cao trên tầm theo qui định nào đó để có lợi nhất. Chiếu sáng chung được dùng trong các phân xưởng có yêu cầu về độ rọi ở mọi chỗ gần như nhau và còn được sử dụng ở các nơi mà ở đó không đòi hỏi mắt phải làm việc căng thẳng. b/ Chiếu sáng cục bộ : là hình thức chiếu sáng ở những nơi cần quan sát chính xác tỷ mỷ và phân biệt rõ các chi tiết, với hình thức này thì đèn chiếu sáng phải được đặt gần vào nơi cần quan sát. Chiếu sáng cục bộ dùng để chiếu sáng các chi tiết gia công trên máy công cụ, ở các bộ phận kiểm tra, lắp máy. c/ Chiếu sáng hỗn hợp : Là hình thức chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ . Chiếu sáng chung hỗn hợp được dùng ở những nơi có các công SVTH: Đinh Sỹ Luật 82 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  83. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN việc thuộc cấp I, II,II và cũng được dùng khi cần phân biệt màu sắc , độ lồi lõm, hướng xắp xếp các chi tiết 6.2.2. Chọn hệ thống chiếu sáng : Qua phân tích các hình thức chiếu sáng ở mục trên ta thấy phân xưởng sửa chữa cơ khí có những đặc điểm thích hợp với hình thức chiếu sáng hỗn hợp vì vậy ta chọn hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí là hệ thống chiếu sáng hỗn hợp. 5.2.3. Chọn loại đèn chiếu sáng: Hiện nay ta thường dùng phổ biến các loại bóng đèn như: Đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang a/ Đèn sợi đốt: đèn dây tóc làm việc dựa trên cơ sở bức xạ nhiệt. Khi dòng điện đi qua sợi dây tóc làm dây tóc phát nóng và phát quang. - Ưu điểm của đèn sợi đốt là chế tạo đơn giản, rẻ tiền đễ lắp đặt và vận hành - Nhược điểm của đèn sợi đốt là quang thông của nó rất nhạy cảm với điện áp. Nếu điện áp bị dao động thường xuyên thì tuổi thọ của bóng đèn cũng giảm đi b/ Đèn huỳnh quang: là loại đèn ứng dụng hiện tượng phóng điện trong chất khí áp suất thấp. - Ưu điểm của đèn huỳnh quang là : Hiệu suất quang lớn, khi điện áp chỉ thay đổi trong phạm vi cho phép thì quang thông giảm rất ít (1%), tuổi thọ cao - Nhược điểm của đèn huỳnh quang là : Chế tạo phức tạp, giá thành cao, cos thấp làm tăng tổn hao công suất tác dụng và làm giảm hiệu suất phát quang của đèn, quang thông của đèn phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, phạm vi phát quang cũng phụ thuộc nhiệt độ, khi đóng điện thì đèn không thể sáng ngay được. do quang thông thay đổi nên hay làm cho mắt mỏi mệt và khó chịu. c/ Chọn đèn chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí : - Qua phân tích các ưu và nhược điểm của hai loại bóng đèn trên ta thấy đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí thì ta dùng loại đèn sợi đốt là thích hợp. - Phân xưởng SCCK gồm: Chiều dài : 100 m SVTH: Đinh Sỹ Luật 83 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  84. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Chiều rộng : 115 m Tổng diện tích là : 11500 m2 Nguồn điện áp sử dụng: U = 220 V lấy từ tủ chiếu sáng của TPP 5.2.4. Chọn độ rọi cho các bộ phận : - Độ rọi là một độ quang thông mà mặt phẳng được chiếu nhận được từ nguồn sáng ký hiệu là E - Tuỳ theo tính chất của công việc , yêu cầu đảm bảo sức khoẻ cho người làm việc, khả năng cấp điện mà nhà nước có các tiêu chuẩn về độ rọi cho các công việc khác nhau, do vậy ta phải căn cứ vào tính chất công việc của từng bộ phận có trong phân xưởng sửa chữa cơ khí để chọn được độ rọi thích hợp. - Phần lớn tính chất công việc của phân xưởng sửa chữa cơ khí là cần độ chính xác vừa như các máy công cụ gia công chi tiết, lắp ráp và các phòng làm việc, thử nghiệm, và phòng kiểm tra có yêu cầu về độ rọi tương đối cao. - Qua phân tích tính chất công việc của phân xưởng ta tra bảng được độ rọi cho phân xưởng sửa chữa cơ khí như sau: E = 30 LX. 5.3. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG : - Ta có hệ số dự trữ : k = 1,3 - Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: - H = h – hc – hlv = 4,5 – 0,7 – 0,8 = 3 m - Trong đó: + h – chiều cao của phân xưởng (tính từ nền đến trần của phân xưởng) h = 4,5m + hc - Khoảng cách từ trần đến đèn, hc=0,7 + hlv - Chiều cao từ nền phân xưởng đến mặt công tác, hlv=0,8 Hệ số phản xạ của tường: Ptg= 30 % Hệ số phản xạ của trần: Ptr= 50 % - Sơ đồ tính toán chiếu sáng SVTH: Đinh Sỹ Luật 84 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  85. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Để tính toán chiếu sáng Phân xưởng SCCK ở đây ta sẽ áp dụng phương pháp hệ số sử dụng: Công thức tính toán: E.S.Z.k F n.ksd Trong đó: F- quang thông của mỗi đèn (lumen) E- độ rọi yêu cầu (Lx) S- điện tích cần chiếu sáng (m2) k- hệ số dự trữ k = 1,3 n- số bóng đèn có trong hệ thống chiếu sáng chung ksd- hệ số sử dụng. Z- hệ số phụ thuộc vào loại đèn và tỷ số L/H Chỉ số của phòng: a. b 100.115 17,83 H. a b 3. 100 115 Trong đó : a, b là chiều dài, chiều rộng của phân xưởng Tra bảng ta tìm được Ksd= 0,39 * Xác định số bóng đèn n: * Xác định khoảng cách giữa các bóng đèn L: Ta có: L = 1,8 (Tra bảng chiếu sáng phân xưởng dùng chao đèn vạn năng): H SVTH: Đinh Sỹ Luật 85 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  86. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN L = 1,8.H =1,8.3 =5,4 m. Ta chọn L = 5 m Vậy ta bố trí khoảng cách giữa các đèn là 5 m và khoảng cách từ bờ tường đến bờ đèn 2,5m. * Số đèn bố trí một hàng chiều rộng là: 115 n = 23 bóng 1 5 * Số đèn bố trí một hàng chiều dài là: 100 n2 = 20 bóng 5 * Số đèn trong một khu vực chiếu sáng là: n = n1.n2 = 20.23= 460 bóng Tra bảng lấy độ rọi E =30 Lux Hệ số dự trữ k =1,5 Hệ số tính toán Z =1,2 Vậy quang thông của mỗi bóng đèn được xác định: E. S . k . Z 30.11500.1,5.1,2 F = F 3461,5 (lm) n. ksd 460.0,39 Tra bảng (PL 6 -8-TL1) chọn bóng đèn dây tóc vạn năng có công suất Pđ = 300 W điện áp U =220/230V có quang thông F = 5000 lm. Tổng số bóng đèn trong phân xưởng là 460 bóng. Tổng cống suất sử dụng để chiếu sáng PXCK là PCS = 460.Pđ = 460.300 = 138000 (W) = 138 (kW). 5.4 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG * Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng CK1 ta đặt 1 tủ chiếu sáng trong phân xưởng gồm 1 áptômát tổng loại 3 pha 4 cực và 20 áptômát nhánh 1 pha 2 cực, cấp cho 20 dãy đèn mỗi dãy có 23 bóng. * Chọn Áptômát tổng: - Chọn áptômát tổng theo các điều kiện Điện áp định mức : UđmA≥ Uđmm= 0,38kV Dòng điện định mức: SVTH: Đinh Sỹ Luật 86 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  87. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Pcs 138 IIAđmA tt 209,6 3.Uđm .cos 3.0,38.1 Chọn Aptomat loại NS225E do hãng Merlin Gerlin chế tạo có các thông số sau: Iđm = 225 A ; Icắt N = 7,5 kA Uđm = 500 V ; 3 cực - Chọn cáp từ TPP phân xưởng đến tủ chiếu sáng: chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép. khc.Icp ≥ Itt = 209,6 A Trong đó: Itt – dòng điện tính toán của hệ thống chiếu sáng chung. Icp – Dòng điện cho phép tương ứng với từng loại dây, từng tiết diện. khc – Hệ số hiệu chỉnh, ở đây lấy khc = 1 Kiểm tra điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ bằng Áptômát 1,25.I 1,25.209,6 IA đmA 174,66 cp 1,5 1,5 Chọn cáp loại 3G 50 cách điện PVC của LENS có Icp = 192 A - Chọn áptômát nhánh: Điện áp định mức: Uđm ≥ Uđmm = 0,22 kV Dòng điện định mức: n. Pđ 20.0,3 IIAđmA tt 27,27 Uđm 0,22 Chọn Áptômát loại DPNa do Merlin Gerlin chế tạo có các thông số như sau: IđmA= 32 A Icắt N= 4,5 kA Uđm= 440 V loại 1 cực + N - Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn. Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép: Khc.Icp ≥ Itt Kiểm tra theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ bằng áptômát. II1,25. 1,25.32 IA kddt dmA 26,66 cp 1,5 1,5 1,5 2 Chọn cáp đồng 2 lõi tiết diện 2x2,5mm có Icp = 36A cách điện PVC do hãng LENS chế tạo. SVTH: Đinh Sỹ Luật 87 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  88. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY 6.1. ĐẶT VẤN ĐỀ: SVTH: Đinh Sỹ Luật 88 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân
  89. ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Vấn đề sử dụng hợp lí và tiết kiệm điện năng cho các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất to lớn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng 50% tổng số điện năng sản xuất ra. Hệ số công suất cosφ là một trong các chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số công suât cosφ là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng. Phần lớn các thiết bị tiêu thụ điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q .Công suất tác dụng là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh công. Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát và hộ tiêu dùng điện là một quá trình dao động. Mỗi chu kỳ của dòng điện Q đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong ½ chu kỳ của dòng điện bằng 0. Việc tạo ra công suất phản kháng không đòi hỏi phải tốn nhiều năng lượng. Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ điện không nhất thiết phải là nguồn. Vì vậy , để tránh phải truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây người ta đặt gần các hộ tiêu thụ điện các máy sinh ra Q ( như tụ điện , máy bù đồng bộ ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm như vậy gọi là bù công suất phản kháng. Khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất cosφ của mạng được nâng cao, giữa P, Q và góc φ có quan hệ: P arctg Q Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền trên đường dây giảm xuống, do đó góc φ giảm, kết quả là cosφ tăng lên. Hệ số công suất cosφ được nâng cao lên sẽ đưa lại các hiệu quả sau:  Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện.  Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện.  Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp.  Tăng khả năng phát của máy điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ: SVTH: Đinh Sỹ Luật 89 GVHD: Nguyễn Thị Thanh Ngân