Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa phương

Trường ĐHBK Hà nội Khoa năng lượng Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam Độc lập –Tự do –Hạnh phúc Đồ án môn học thiết kế hệ thống cung cấp điện Họ và tên: Lớp: Đề tài thiết kế: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa phương Số liệu ban đầu: Mặt bằng nhà máy Mặt bằng phân xưởng Nguồn điện:Trạm BATG 110/10 kV, cách 3,5 km Nội dung thiết kế Xác định phụ tải tính toán Thiết kế mạng cao áp nhà máy Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng Bù công suất phản kháng nâng cao cosj Bản vẽ:2 Bản vẽ A0 Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp nhà máy Sơ đồ nguyên lý mạng hạ áp phân xưởng Cán bộ hưỡng dẫn: PTS: Ngô Hồng Quang Ngày giao nhiệm vụ thiết kế Ngày hoàn thành Đề mục Chương 1: Giới thiệu chung về xí ngiệp Loại ngành nghề, qui mô và năng lực của xí ngiệp Loại ngành nghề Quy mô, năng lực của xí nghiệp Qui trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp Giới thiệu phụ tải điện của toàn xí nghiệp Các đặc điểm của phụ tải điện Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp Phạm vi đề tài Chương 2: Xác định phụ tải tính toán các phân xưởng và toàn xí nghiệp Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ khí Xác định phụ tải động lực tính toán của phân xưởng Các phương pháp xác định phụ tải tính toán Xác định phụ tải tính toán của các nhóm 1.3.Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng 1.4.Phụ tải tính toán toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác và cho toàn xí nghiệp 2.1 Phụ tải tính toán của các phân xưởng 2.2. Phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp Xác định biểu đồ phụ tải Xác định bán kính vòng tròn phụ tải Biểu đồ xác định tâm phụ tải Chương 3 : Thiết kế mạnh điện cao áp cho xí nghiệp Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện Các phương pháp cung cấp điện cho xí nhhiệp Phân loại và đánh giá các hộ tiêu thụ điện trong xí nghiệp Giới thiệu các kiểu sơ đồ cung cấp điện Kiểu sơ đồ có trạm phân phối trung tâm Kiểu sơ đồ dẫn sâu Chọn vị trí đặt trạm phân phối trung tâm của xí nghiệp Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX 3.1.Xác định số lượng máy biến áp 3.2.Chọn dung lượng máy biến áp 4. Các phương án đi dây mạng cao áp của xí nghiệp 5. Tính toán so sánh chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cho các phương án 5.1.Tính toán kinh tế , kỹ thuật cho các phương án Phương án 1 Phương án 2 5.2.so sánh chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án Sơ đồ nguyên lý và thuyết minh vận hành của phương án tối ưu 6.1 Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ trạm phân phối trung tâm b. Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng 6.2 Nguyên tắc vận hành Chuơng 4: Tính toán nghắn mạch Mục đích tính ngắn mạch Chọn điểm tính ngắn mạch và tính toán các thông số của sơ đồ Chọn điểm tính ngắn mạch Tính toán các thông số của sơ đồ Tính toán dòng ngắn mạch Chọn và kiểm tra thiết bị Chọn và kiểm tra máy cắt Chọn và kiểm tra dao cách ly Chọn và kiểm tra câù chì cao áp Chọn và kiểm tra cáp Chọn và kiểm tra áptômat Chương 5: Thiết kế mạng điện động lực phân xưởng sửa chữa cơ khí Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho phân xưởng Yêu cầu đối với mạng điện phân xưởng Xác định vị trí tủ phân phối và tủ động lực cho phân xưởng Chọn thiết bị cho tủ phân phối và tủ động lực Tủ phân phối Tủ đông lực Chọn cáp cho mạng hạ áp phân xưởng Chọn cáp từ trạm bién áp đến phân xưởng Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ đông lực Chọn dây dẫn từ tủ đông lực đến từng thiết bị Chương 6: Tính bù công suất phản kháng cho lưới điện xí nghiệp và thiết kế chiếu sáng * ý nghĩa của việc tính bù công suất phản kháng trong xí nghiệp Xác định dung lượng bù tính hệ số Cosj của toàn xí nghiệp tính dung lượng bù tổng toàn xí nghiệp Chọn vị trí lắp đặt và thiết bị bù Vị trí đặt thiết bị bù Chọn thiết bị bù Tính toán phân phối dung lượng bù Chọn kiểu loại và dung lượng tụ Thiết kế chiếu sáng Mở Đầu Điện năng là một dạng năng lượng có nhiều ưu điểm như: Dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, cơ, hoá ...) dễ truyền tải và phân phối. Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trong để phát triển các khu đô thị và khu dân cư. Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước. Nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng khong những trong giai đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển tương lai. Đặc biệt trong nền kinh tế nước ta hiện nay, đang chuyển dần từ một nền kinh tế mà trong đó nông nghiệp chiếp một tỷ lệ lớn sang nền kinh tế công nghiệp mà ở đó máy móc dần thay thế cho sức lao động của con người. Để thực hiện được chính sách công nghiệp hoá, hiện đại hoá các nghành nghề thì không thể tách rời khỏi việc nâng cấp và cải tiến hệ thống cung cấp điện để có thể đáp ứng được nhu cầu tăng trưởng không ngừng về điện. Là một sinh viên ngành điện, thông qua việc thiết kế đồ án giúp em bước đầu có những kinh nghiệm về thiết kế hệ thống cung cấp điện trong thực tế. Để làm được điều đó không thể thiếu được sự giúp đỡ của cac thầy, cô giáo, những người đã đi trước có giàu kinh nghiệm. Qua đây em xin trân thành cảm ơn thày giáo hưỡng dẫn Ngô Hồng Quang đã tận tình chỉ dẫn giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này. Chương 1 Giới thiệu chung về xí nghiệp I.Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của xí nghiệp Loại ngành nghề Xí nghiệp sản xuất cơ khí là một trong những khâu quan trọng của các xí nghiệp công nghiệp, là một trong những mắt xích quan trọng để tạo nên một sản phẩm công nghiệp hoàn chỉnh. Loại xí nghiệp chuyên môn hoá một loại sản phẩm nó phát huy được mặt mạnh của mình, đóng góp vào việc thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp nói chung của nước nhà. Trong thời kỳ công nghiệp , hoá hiện đại hoá thì sản xuất công nghiệp càng được trú trọng hơn bao giờ hết, được đầu tư trang bị các máy móc hiện đại có khả năng tự động hoá cao để không bị lạc hậu so với các nước trong khu vực. Vì vậy xí nghiệp đòi hỏi phải có nguồn điện cung cấp tin cậy. Quy mô, năng lực của xí nghiệp: Xí nghiệp sản xuất cơ khí trong đề tài thiết kế có quy mô khá lớn với 10 phân xưởng có các phụ tải điện sau: Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công xuất đặt Diện tích (m2) Phân xưởng kết cấu kim loại 1950 150 Phân xưởng lắp ráp cơ khí 1800 325 Phân xương đúc 1200 300 Phân xưởng nén khí 800 250 Phân xưởng rèn 1200 125 Trạm bơm 640 112 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 130 Phân xưởng gia công gỗ 450 360 Bộ phận hành chính và ban quản lý 80 313 Bộ phận thử nghiệm 370 138 Chiếu sáng các phân xưởng Xác định theo diện tích Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế, lắp đặt thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ thuật và về mặt kinh tế, phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất cũng như không để qúa dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn chưa khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí. 2.Quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp: Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản suất của xí nghiệp thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hởng đến chất lượng sản phẩm, năng suất của xí nghiệp Dẫn đến thiệt hại về kinh tế. Do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại 2 iới thiệu phụ tải điện của toàn xí nghiệp 3.1.Các đặc điểm của phụ tải điện Phụ tải điện trong XN công nghiệp có thể phân làm 2 loại tải: Phụ tải động lực Phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực và chiếu sáng thường làm việc ở tần số dài hạn , điện áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/220 ở tần số công nghiệp f =50Hz 3.2Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp: Vì xí nghiệp có quy mô tương đối lớn, năng suất, chất lượng sản phẩm của xí nghiệp có ảnh hưởng tới sự phát triển của các xí nghiệp sx cơ khí khác có liên quan, vậy nhóm phụ tải trong XN được đánh giá là hộ phụ tải loại 2, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục. Phạm vi đề tài: Thiết kế mạng điện phân xưởng Thiết kế mạng điện XN Tính toán công suất bù cho XN CHƯƠNG II XáC ĐịNH PHụ TảI TíNH TOáN II.1. Đặt vấn đề Phụ tải là đại lượng đặc trưng cho khả năng tiêu thụ công suất của một hay một nhóm phụ tải nào đó. Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hay mứcđộ huỷ hoại cách điện .phụ tải tính toán dực dùng để lựa chọn va kiểm tra các thiết bị trong hệ thống như : máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt...tính toán các tổn thất. phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : công suất, chế độ làm việc, số lượng... nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì các thiết sẽ thường xuyên bị quá tải, ngược lại nếu phụ tải tính toán lớn hơn nhiều so phụ tải thực tế thì sẽ dư thừa công suất gây tổn hao lớn. do đó việc xác định phụ tải tính toán đòihỏi phải khá chính xác để không làm tỏn thất ,dòng thời cung khônglàm giảm tuổi thọ của các thiệt bị. Giới thiệu một số phương pháp xác địng phụ tải : 1.Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: Ptt=Knc*Pđ trong đó : Knc là hệ số nhu cầu Pđ công suất đặt của thiết bị hay mọt nhóm thiết bị 2.Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình: Ptt=Khd*Ptb Tronh đó: Khd là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải Ptb công suât trung bình của thiết bị [kw] 3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại Ptt=Kmax*Ptb Trong đó: Ptb là công suất trung bình của nhóm thiết bị Kmax là hệ số cực đại 4.Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích : Ptt=P0*F Trong đó : P0 là suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: F là tổng diện tích của nhà máy 5. Phương pháp xác định phụ tải tính toàn theo phương pháp tính trực tiếp: II.2 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí: Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng số 7 trong sơ đồ.có số lượng thiết bị rất nhièu và rất đa dạng, vì vậy phải tiến hành phân nhóm thiết bị cho phù hợp với vị trí cũng như chế độ làm việc của các thiết bị... II.2.1 Giới thiệu phương pháp xác định phụ tảI tính toán theo công suất trung bình Ptbvà hệ số cực đại kmax(còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điẹn hiệu quả ) II.2.2.Trình tự xác định phụ tải tính theo phương pháp Ptb và Kmax 1.Phân nhóm phụ tải: Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải chíng xác cần phân theo nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm thiết bị phải tuân theo các nguyên tắc sau: Các thiềt bị ở cùng một nhóm nên ở gần nhau đẻ tiết kiệm vốn đầu tư. Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên có chế độ làm việc giống nhau . Tổng công suất của các nhóm nên sấp xỉ nhau. Tuy nhiên trong thực tế rất khó đảm bảo được tất cả các yêu cầu trên,mà tuỳ thuộc vào yêu cầu của mỗi nhóm phụ tải mà ta lựa chọn có sự ưu tiên. Kết quả củaviệc phân nhóm được minh hoạ trong bảng sau: Stt Tên máy Số lượng Ký hiệu trên mặt bằng Pđm (kW) Iđm (A) 1 máy Toàn bộ 1 máy Toàn bộ 1 2 3 4 5 6 7 8 Nhóm 1 Máy tiện ren 4 1 7 28 17.67 70.7 Máy tiện ren 4 2 10 40 25.25 101 Máy doa toạ độ 1 3 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy doa ngang 1 4 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy phay chép hình 1 10 0.6 0.6 1.52 1.52 Máy mài phẳng có trục nằm 1 20 2.8 2.8 7.07 7.07 Nhóm 2 Máy phay chép hình 1 7 5.26 5.26 14.2 14.2 Máy phay đứng 2 8 7 14 17.68 35.36 Máy phay chép hình 1 9 1.7 1.7 4.3 4.3 Máy xọc 2 14 7 14 17.68 35.36 Máy khoan hướng tâm 1 15 4.5 4.5 11.364 11.364 Máy khoan đứng 1 16 4.5 4.5 11.364 11.364 Máy mài tròn vạn năng 1 18 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy mài phẳng có trục đứng 1 19 10 10 25.25 25.25 Máy ép thuỷ lực 1 21 4.5 4.5 11.36 11.36 Nhóm 3 Máy phay vạn năng 2 5 7 14 17.68 35.36 Máy phay ngang 1 6 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy phay chép hình 1 11 3 3 7.58 7.58 Máy bào ngang 2 12 7 14 17.68 35.36 Máy bào giường một trụ 1 13 10 10 25.25 25.25 Máy mài tròn 1 17 7 7 17.68 17.68 Nhóm 4 Máy khoan để bàn 1 22 0.65 0.65 1.64 1.64 Máy mài sắc 2 23 2.8 5.6 7.07 14.14 Bàn thợ nguội 10 26 2.8 28 7.07 7.07 Máy giũa 1 27 1 1 2.53 2.53 Máy mài dao cắt gọt 1 28 2.8 2.8 7.07 7.07 Nhóm 5 Máy tiện ren 2 1 7 14 17.68 35.36 Máy tiện ren 1 2 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy tiện ren 2 3 3.2 6.4 8.1 16.2 Máy tiện ren 1 4 10 10 25.25 25.25 Máy phay vạn năng 1 7 7 7 17.68 17.68 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy mài phẳng 1 10 4 4 10.1 10.1 Nhóm 6 Máy khoan đứng 1 5 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy khoan đứng 1 6 7 7 17.68 17.68 Máy bào ngang 1 8 5.8 5.8 14.65 14.65 Máy cưa 1 11 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy mài hai phía 1 12 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy khoan để bàn 1 13 0.65 0.65 1.64 1.64 Ta dùng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại –hay phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quảl Ptt=kmax*ksd*ồPđmi Trong đó: Pđmi –công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm Ksd –hệ số sử dụng kmax hệ só cực đại nhq-số thiết bị dùng điện hiệu quả n- tổng số thiết bị Tra bảng chọn : Ksd=0.15, cosj=0.6; a.Tính toán cho nhóm 1: Danh sách thiết bị thuộc nhóm 1 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy tiện ren 4 1 7 28 17.67 70.7 Máy tiện ren 4 2 10 40 25.25 101 Máy doa toạ độ 1 3 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy doa ngang 1 4 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy phay chép hình 1 10 0.6 0.6 1.52 1.52 Máy mài phẳng có trục nằm 1 20 2.8 2.8 7.07 7.07 Tổng 12 80.4 203 Tính toán cụ thể: n=12, n1=8; n1 là số thiét bị dùng điên hiệu quả n*=n1/n=8/12=0.67 p1=28+40=68(kW) p=80.4(kW) p*=p1/p=0.85 Tra bảng PLI.5 tìm được nhq*=0.81 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.81x12=9.72 Tra bảng PLI.6 với Ksd=0.15vànhq=9.72tìm được Kmax=2.1 Phụ tảI tính toán của nhóm 1: Ptt=kmax*ksd*ồPđmi Ptt=2.1*0.15*80.4=29.1(kW) Qtt=Ptt*tgj=29.1x1.33=38.8(kVAr) Stt=Ptt/ tgj=29.1/0.6=48.5(kVA) Itt=Stt/U=48.5/0.38=73.485(A) Iđn=Ikđmax+Kđt*ồItti=78,32(A) b. Tính toán cho nhóm 2 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy phay chép hình 1 7 5.26 5.26 14.2 14.2 Máy phay đứng 2 8 7 14 17.68 35.36 Máy phay chép hình 1 9 1.7 1.7 4.3 4.3 Máy xọc 2 14 7 14 17.68 35.36 Máy khoan hướng tâm 1 15 4.5 4.5 11.364 11.364 Máy khoan đứng 1 16 4.5 4.5 11.364 11.364 Máy mài tròn vạn năng 1 18 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy mài phẳng có trục đứng 1 19 10 10 25.25 25.25 Máy ép thuỷ lực 1 21 4.5 4.5 11.36 11.36 Tổng 11 47.62 61.62 120.28 155.64 Tính toán cụ thể: n=11, n1=8; n1 là số thiét bị dùng đIên hiệu quả n*=n1/n=8/11=0.73 p1=47.12(kW) p=61.62(kW) p*=p1/p=0.765 Tra bảng PLI.5tìm được nhq*=0.95 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.95x11=10.45 Tra bảng PLI.6 với Ksd=0.15vànhq=10.45 tìm được Kmax=2.1 Phụ tải tính toán của nhóm 2: Ptt=kmax*ksd*ồPđmi Ptt=0.15*2.1*61.62=19.14(kW) Qtt=Ptt*tgj=19.14*1.33=25.87(kVAr) Stt=Ptt/ tgj=19.14/0.6=32.25(kVA) Itt=Stt/U=32.25/0.38=49(A) Iđn=89(A) c.Tính toán cho nhóm3: Danh sách thiết kế thuộc nhóm 3 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy phay vạn năng 2 5 7 14 17.68 35.36 Máy phay ngang 1 6 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy phay chép hình 1 11 3 3 7.58 7.58 Máy bào ngang 2 12 7 14 17.68 35.36 Máy bào giường một trụ 1 13 10 10 25.25 25.25 Máy mài tròn 1 17 7 7 17.68 17.68 Tổng 8 38.5 52.5 97.24 132.6 Tính toán cụ thể: n=8, n1=2; n*=n1/n=2/8=0.25 p1=17(kW) p=58.5(kW); p*=p1/p=17/52.5=0.324 Tra bảng PLI.5tìm được nhq*=0.91 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.91x8=7.28 Suy ra Kmax=2.4 Ptt=2.4*0.15*52.5=18.9(kW) Qtt=Ptt*tgj=18.9*1.33=25.19KVAR Stt=Ptt/ tgj=18.9/0.6=31.5(kVA) Itt=Stt/U=31.5/0.38=47.73(A) Idn=81.62(A) d.Tính toán cho nhóm 4 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy khoan để bàn 1 22 0.65 0.65 1.64 1.64 Máy mài sắc 2 23 2.8 5.6 7.07 14.14 Bàn thợ nguội 10 26 2.8 28 7.07 7.07 Máy giũa 1 27 1 1 2.53 2.53 Máy mài dao cắt gọt 1 28 2.8 2.8 7.07 7.07 Tổng 16 40.85 103.14 Tính toán cụ thể: n=16, n1=14; n*=n1/n=14/16=0.875 p1=39.2 p=40.85 p*=p1/p=39.2/40.85=0.96 Tra bảng PLI.5tìm được nhq*=0.88 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.88x16=14 Tra bảng PLI.6 với Ksd=0.15vànhq=14 tìm được Kmax=1.85 Phụ tảI tính toán của nhóm 4: Ptt=kmax*ksd*ồPđmi Ptt=1.85*0.15*40.85=11.34KW Qtt=Ptt*tgj=11.34x1.33=15.11KVAR Stt=Ptt/ tgj=11.34/0.6=18.89KVA Itt=Stt/U=18.89/0.38=28.63(A) Iđn=24.52(A) e.Tính toán cho nhám 5: Danh sách thiết kế thuộc nhóm 5(Bộ phận sử chữa) 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy tiện ren 2 1 7 14 17.68 35.36 Máy tiện ren 1 2 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy tiện ren 2 3 3.2 6.4 8.1 16.2 Máy tiện ren 1 4 10 10 25.25 25.25 Máy phay vạn năng 1 7 7 7 17.68 17.68 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy mài phẳng 1 10 4 4 10.1 10.1 Tổng 9 63.2 159.57 Tính toán cụ thể: n=11, n1=3; n1 là số thiét bị dùng đIên hiệu quả n*=n1/n=3/11=0.27 p1=27(kW) p=63.2(kW) p*=p1/p=27/63.2=0.43 Tra bảng PLI.5 tìm được nhq*=0.78 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.78x11=8.58 Kmax=2.2 Ptt=2.2*0.15*63.2=20.86(kW) Qtt=Ptt*tgj=20.86x1.33=27.80(kVAr) Stt=Ptt/ tgj=20.86/0.6=34.76(kVA) Itt=Stt/U=34.76/0.66=52.76(A) f.Tính toán cho nhóm 6: Danh sách thiết kế thuộc nhóm 6(Bộ phận sử chữa) 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy khoan đứng 1 5 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy khoan đứng 1 6 7 7 17.68 17.68 Máy bào ngang 1 8 5.8 5.8 14.65 14.65 Máy cưa 1 11 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy mài hai phía 1 12 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy khoan để bàn 1 13 0.65 0.65 1.64 1.64 Tổng 6 27.7 69.94 Tính toán cụ thể: n=6, n1=2; n1 là số thiét bị dùng điên hiệu quả n*=n1/n=2/6=0.33 p1=7+5.8=12.8(kW) p=27.7(kW) p*=p1/p=12.8/27.7=0.462 Tra bảng PLI.5tìm được nhq*=0.56 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.56x6=3.36 Tra bảng PLI.6 với Ksd=0.15vànhq=3.36 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.33x10=3.36 Vì nhq=3,363 nên Ptt=ồKtt*Pđmi Ptt=0.9*27.7=24.93(kW) Qtt=Ptt*tgj=24.93x1.33=38.8(kVAr) Stt=Ptt/ tgj=24.93/0.6=32.25(kVA) Itt=Stt/U=32.25/0.38=49(A) Iđn=89(A) 3.Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí : Phu tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí được tính theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích : Pcs=Po.F Po là suất chiếu sáng trên một đơn vi diện tích F là diện tích được chiếu sáng Pcs=Po.F=14.600=8.4KW Qcs=0 4. Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng: Phụ tải tác dụng của phân xưởng : Ppx=Kđt. ồPtti=0.8(6.78+22.97+52.38+9.39+47.83)=111.48KW Ptt=Pcs+Ppx=119.9KW Phụ tải tác dụng của toàn phân xưởng : Qpx=Kđt.ồQtti=0.8(9.01+30.55+69.66+12.49+63.62)=148.26KVAR Phụ tải toàn phần của phân xưởng kể cả chiêyú sáng : Sttpx=190KVA Itt= Stt/U=288.8A cosjpx=Pttpx/Qttpx=0.63 II.3 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng lại Do chỉ biết trước công suất đặt và diện tích các phân xưởng nên ta dùng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: II.3.1 Nội dung phương pháp Ta có : Ptt=Knc*ồPđi Qtt=Ptt*tgj S2=P2+Q2 Có thể lấy gần đúng Pđ=Pđm Trong đó : Pđi ,Pđmi là công suất đặt và công suất định mức thứ i. N là số thiết bị có trong nhóm Knc là hệ số nhu cầu. II.3.2 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng 1.Phân xưởng kết cấu kim loại: Pđ=8200kw trong đó có 3200KW là phụ tải 3KW. F=2380m2 Ta chuyển phụ tải 3KW thành 0.4 KW Tra PL1.3 nhiệt luyện Knc=0.6; cosj=0.9;P0=15 đèn huỳnh quang : cosjcs=1 công suất động lực : Pđl=Knc*Pđ=0.6*8200=4920[kw] Qđl=Pđl*tgj=2361.6[kvar] Công suất chiếu sáng : Pcs=F*P0=15*2380=35.7[kw] Qcs=Pcs*tgjcs=0[kvar] Công suất tổng : Ptt=Pđl+Pcs=4955.7 [kw] Qtt=Qđl=2361.6[kvar] Stt=5489[kva] Itt= Stt/U=8340A 2.Phân xưởng lắp ráp cơ khí: công suất đặt Pđ=3500 kw diện tích F=1920m2 tra PL1.3 ta có : cosj =0.9 Knc=0.6 tra PL1.7 suất chiếu sáng P0=14w/m2 ta dùng đèn sợi đốt nên có cosjcs=1; công suất động lực Pđl=Knc*Pđ=0.6*3500=2100[w] Qđl=Pđl*tgj=2100*0.48=1008[KVAR] công suất chiếu sáng : Pcs=P0*F=14*1920=26.8[kw] Qcs=0 ã công suất tác dụng của phân xưởng P=Pđl+Pcs=2100+26.8=2126.8[kw] Q=Qđl=1008[kvar] S2=P2+Q2 nên S=2353.5[kva] Itt= Stt/U=3575A 3.Phân xưởng đúc : Công suất đặt Pđ=2000kw diện tích của phân xưởng : F=840m2 ta dùng dèn huỳnh quang nên có cosjcs=1 Tra PL1.3 có: knc=0.5 cosj=0.7 P0=15 Công suất động lực Pđl=Knc*Pđ=0.5*2000=1000[kw] Qđl=Pđl*tgj=1000*1=1000[kvar] ã công suất chiếu sáng Pcs=P0*F=15*840=12.6[kwư Qđl=pđl*tgjcs=12.15*0=0[kvar ] công suất tổng : Ptt=Pđl+Pcs=1012.6[kw] Qtt=Qđl+Qcs=1000[kvar] S=1423[kva] Itt=S/U*1.73=2162[A] 4.Phân nén khí: Pđ=7500[kw] F=3450m2 Tra PL1.7 có: knc=0.5 cosj=0.7 P0=15 Dùng đèn sợi đốt nên cosjcs=1; Công suất động lực Pđl=Knc*Pđ=0.5*7500=3750[kw] Qđl=Pđl*tgj=3750*1=3750[kvar] Công suất chiếu sáng : Pcs=P0*F=15*3450=51.7[kw] Qcs=Pcs*tgjcs=0 Tổng công suất : Ptt=Pđl+Pcs=3750+51.7=3801.7[kw] Qtt=Qđl+Qcs=3750+0=3750[kvar] Itt=S/U*1.73=8113A 5.Phân xưởng rèn: Pđ=4500[kw] F=900m2 Tra PL1.7 có: knc=0.5 cosj=0.7 P0=15 Dùng đèn sợi đốt nên cosjcs=1; Công suất động lực Pđl=Knc*Pđ=0.5*4500=2250[kw] Qđl=Pđl*tgj=2250*1=2250[kvar] Công suất chiếu sáng : Pcs=P0*F=15*900=13.5[kw] Qcs=Pcs*tgjcs=0 Tổng công suất : Ptt=Pđl+Pcs=2250+23.5=2263.5[kw] Qtt=Qđl+Qcs=2250+0=2250[kvar] Itt=S/U*1.73=4849A 6.Tram bơm: Pđ=2500 Knc=0.6 cosj=0.8 F=300m2 đèn sợi đốt cosjcs=1; P0=15 công suất đọng lực: Pđl=Pđ*Knc=2500*0.6=1500[kw] Qđl=Pđl*tgj=1500*0.75=1125[kvar] Công suất chiếu sáng : Pcs=F*P0=15*300=27[kw] Qcs=0; Công suất tổng : Ptt=1554 [kw] Q=1125[kvar] S=1911[kva] Itt=S/U*1.73=2903A 8.Phân xưởng gia công gỗ: Pđ=3200kw F=480 m2 Knc=0.5; cosj=0.7 suất chiéu sáng : P0=14; Dùng đèn sợi đốt cosjcs=1; Công suất động lực : Pđl= 1600[kw] Qđl=Pđl*tgj=1600 *1=1600 [KVAR] Công suất chiếu sáng : Pcs=F*P0=480*14=6.72[kw] Qcs=Pcs*tgjcs=0 [kvar] Công suất tỏng : Ptt= 1607.2KW Qtt=1600[kvar] S=2267[KVA] Itt=S/U*1.73=3445A 9.Bộ phận hành chính và ban quản lý: Pđ=320 [kw] F=1560m2 PL1.3 có; Knc=0.7 cosj=0.8 p0=15 đèn huỳnh quang nên cosjcs=0.85 công suất động lực : Pđl=Knc*Pđ=0.7*320=224[kw] Qđl=Pđl*tgj=224*0.75=168[kvar] Công suất chiếu sáng : Pcs=F*P0=15*1650=23.4[kw] Qcs=Pcs*tgjcs=23.4*0.62=29[kvar] Công suất tổng : Ptt=247.4[kw] Qtt=172.5[kvar] S=301.6 [kva] Itt=S/U*1.73=458A II.4 Xác định phụ tải tính toán cho tòan nhà máy Công suất tác dụng củanhà máy : Pttnm=Kđt.ồPtti [KVA] Pttnm=0.8.(4955.7+2126.8+1012.6+3801.7+2263.5+1545+119.9+1607+247.4) Pttnm=14143KW Công suất phản kháng của nhà máy Qttnm= kđt . =10732[KVAR] Công suất toàn phần của nhà máy Sttnm = =17754[KVA] cosjnm=Pttnm/Qttnm=0.79 II.5Tổng kết và xác định bán kính và góc chiếu phụ tải của các phân tải của các phân xưởng. Kết quả tính toán được minh hoạ trong bảng sau. TT Tên phân xưởng Pcs Ptt Stt Toạ độ X Toạđộ Y r a 1 Phân xưởng kết cấu kim loại 35.7 4955.7 5489 38 18 8.09773 1.57358 2 phân xưởng lắp ráp cơ khí 26.8 2126.8 2373 36 12 5.29333 3.05949 3 phân xưởng đúc 12.6 1012 1423 26 14 4.00933 3.60846 4 phân xưởng nén khí 51.7 3081.7 5339 21 16 7.53125 3.09319 5 phân xưởng phân xưởng rèn 13.5 2263.5 3191 10 16 6.00124 1.5562 6 Trạm bơm 45 1545 1911 12 14 4.48754 6.36542 7 phân xưởng sửa chữa cơ khí 8.4 119.9 190 25 27 0.8847 69.2308 8 Phân xưởng gia công gỗ 6.72 1607 2267 40 14 5.32291 0.89776 9 Bộ phận hành chính và ban quản lý 23.4 247.4 301 11 6 1.9143 27.2924 10 Bộ phận thử nghiệm 200 0.7 0.8 15 140 4.7 145 Chương III Thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy cơ khí địa phương Với quy mô nhà máy như số liệu trong bảng, cần đặt một trạm phân phối trung tâm (PPTT) nhận điện từ trạm BATG về rồi phân cho các trạm biến áp phân xưởng I. Xác định vị trí trạm PPTT: Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy vẽ một hệ trục toạ độ xOy. vị trí trọng tâm các phân xưởng là(xi, yi)ịta xác định vị trí để đặt trạm PPTT như sau: 1. ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế CCĐ Trọng tâm phụ tải của nhà máy là một số quan trọng giúp người thiết kế tìm vị trí đặt trạm biến áp, trạm phân phối nhằm giảm tối đa tổn thất năng lượng . Ngoài ra trạng tâm phụ tải còn có thể giúp nhà máy trong việc qui hoạch và phát triển sản xuất trong tương lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điện hợp lý, tránh lãng phí và đạt được các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. b.Tính toán toạ độ trọng tâm phụ tải nhà máy Tâm qui ước của phụ tải nhà máy được xác định bởi một điểm M có toạ độ được xác định : Mo(x0, y0) theo hệ toạ độ xoy. Công thức: Xo= Yo= Trong đó:Sttpxi: phụ tải tính toán của phân xưởng i Xi, Yi: toạ độ của phân xưởng i theo hệ trục toạ độ tuỳ chọn m: số phân xưởng có phụ tải điện trong xí nghiệp. Thay số vào công thức ta được: Xo = + =5.1 Yo = + =3.6 Vậy chọn vị trí của trạm phân phối trung tâm tại toạ độ : M(5.1; 3.6) II_ Lựa chọn cấp truyền tải điện áp từ khu vực về nhà máy: II_1. Các công thức kinh nghiệm : Một trong những công việc lúc thiết kế hệ thống cung cấp điện là lựa chọn được dùng điện áp của đường dây truyền tải điện từ trạm khu vực về nhà máy, vấn đề này cũng rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến tính kỹ thuật và tính kinh tế của hệ thống cung cấp điện. Trong nhiều tài liệu đã đúc kết kinh nghiệm vận hành và đã lập thành bảng tiêu chuẩn điện áp tải điện ứng với công suất và khoảng cách truyền tải. Ngoài ra cũng có một số công thức kinh nghiệm để tính điện áp tải điện như sau: U=4.34*(kV) U=(kV) U=16(kV) U=17.(kV) Trong đó: U:Điện áp truyền tải tính bằng kV L: Khoảng cách truyền tải km P: Công suất truyền tải 1000kW hoặc MW II_2. Xác định điện áp truyền tải điện về nhà máy Kinh nghiệm vận hành cho thấy phụ tải điện của nhà máy, xí nghiệp sẽ tăng lên không ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng và thay thế hoặc lắp đặt thêm các thiết bị sử dụng điện. Vì vậy khi chọn điện áp tải điện ta cũng phải tính đến sự phát triển trong tương lai của nhà máy. Nhưng vì không có thông tin chính xác về sự phát triển của phụ tải điện của nhà máy cho nên chúng ta xét sơ bộ theo hệ số tăng trưởng hàng năm lớn nhất trong 10 năm tới theo công thức ở mục 3_2 chương II và đã có được S(t) là công suất của năm dự kiến là: S(t)=S(10) = 12863(kVA) P(t)=P(10)=7750(kVA) L=1.7(km) Thay vào công thức ta được: U=4.34.=48.66(kV) Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống về nhà máy là điện áp: Uđm=50(kV) 2_ Vạch các phương án cung cấp điện cho nhà máy 2.1_ Phân loại và đánh giá các hệ tiêu thụ điện trong nhà máy Nguyên tắc chung: Các hệ dùng điện trong nhà máy cần phải được phân loại theo mức độ cung cấp điện, điều này có một ý nghĩa quan trọng cho việc chọn sơ đồ và phương án cung cấp điện nhằm đạt được chất lượng điện cung cấp theo yêu cầu của phụ tải. Chia các hộ tiêu thụ làm ba loại: +Loại 1: Rất quan trọng, không thể mất điện, nếu mất điện sẽ xảy ra các hậu quả nghiêm trọng (gây thiệt hại lớn cho nhà máy, …) +Loại 2: Gây thiệt hại kinh tế cho bản thân xí nghiệp. +Loại 3: Điện sinh hoạt. Sau đây ta sẽ tiến hành phân loại phụ tải của nhà máy cơ khí theo nguyên tắc trên bắt đầu từ dây truyền công nghệ. III_ Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX: Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng, quyết định đặt 7 trạm BAPX. Trạm B1 cấp điện cho PX số 1 và phòng thí nghiệm. Trạm B2 cấp điện cho PX số 2. Trạm B3 cấp điện cho PX số 3. Trạm B4 cấp điện cho PX số 4. Trạm B5 cấp điện cho PX SCCK, Lò ga Trạm B6 cấp điện cho PX Rèn Trạm B7 cấp điện cho Bộ phận nén ép và trạm bơm. Trong đó các trạm B1, B2, B3, B4, B6 cấp điện cho phân xưởng sản xuất chính quyết định đến năng suất, chất lượng của sản phẩm mà nhà máy sản xuất ra ị Xếp loại 1 và cần đặt 2 máy biến áp. Các trạm B5, B7 cấp điện cho các phân xưởng phụ, không ảnh hưởng lớn đến năng suất, chất lượng của sản phẩm. Vậy xếp loại 3 và chỉ cần đặt 1 máy. Các trạm dùng loại trạm kề, có một tường trạm chung với tường phân xưởng. Các máy biến áp dùng do nhà máy ABB sản xuất tại Việt Nam, không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Chọn dung lượng các máy biến áp. Trạm B1: Cấp điện cho phân xưởng số 1 và phòng thí nghiệm: Stt =142+2130=2272(kVA) +Khi cả hai máy làm việc bình thường: SđmB Stt/2 = 1136(kVA) MBA :2*1250_10/0.4 + Khi một máy có sự cố , một máy còn lại phải tải hết công suất: SđmB Stt/1.4 =1623(kVA) MBA:2*1800_10/0.4 Chọn 2 máy biến áp:2*1800_10/0.4 Loại máy biến áp công suất lớn này phải đặt hàng. Trạm B2: cấp điện cho phân xưởng số 2 Stt =2011(KVA) ịSđmB ³ =1436(KVA) Chọn 2 máy biến áp 1600-10/0.4, loại MBA này cũng phải đặt hàng Trạm B3 cấp điện cho phân xưởng số 3 Stt =1508ịSđmB³1077(KVA) Chọn 2 MBA 1600-10/0.4 Trạm B4 cấp điện cho phân xưởng số 4 Stt =1257ịSđmB³ 989(KVA) Chọn 2 MBA 1000-10/0.4, loại này sẵn có, không phải đặt hàng trước Trạm B5 cấp điện cho phân xưởng Sửa chữa Cơ Khí, Lò G Stt =527.6(Vì trạm 1 máy)ịSđmB³527.6(KVA) Chọn một máy 560-10/0.4. Trạm B6 cấp điện cho phân xưởng rèn Stt =1368(kVA)ịSđmba³ 1368/1.4 =977(KVA) ịChọn 2 MBA loại 1000-10/0.4(KV) và loại này cũng phảI đặt hàng Trạm B7 cấp điện cho bộ phận nén ép và trạm bơm Stt =700(kVA)ịSđmba³500(kVA);chọn 1 MBA loại 560-10/0.4 Kết Quả Chọn BA Cho Các Trạm BAPX TT Tên Phân Xưởng Stt (KVA) Số Máy Sđm (KVA) Tên Trạm 1 Phân xưởng kết cấu kim loại 2272 2 1800 B1 2 Phân xưởng lắp ráp cơ khí 3 Phân xưởng Số 2 2014 2 1600 B2 4 Phân xưởng Số 3 1524 2 1600 B3 5 Phân xưởng Số 4 1270 2 1000 B4 6 Phân xưởng SCCK 355 1 560 B5 7 Lò Ga 8 Phân Xưởng Rèn 1368 2 1000 B6 9 Bộ Phận Nén ép 700 1 560 B7 10 Trạm Bơm Phương án đi dây mạng cao áp Vì nhà máy thuộc hộ loại 1 nên ta dùng đường dây trên không lộ kép dẫn điện từ trạm BATG về trạm PPTT của nhà máy. Để đảm bảo mỹ quan và an toàn mạng cao áp , trong nhà máy dùng cáp ngầm . Từ trạm PPTT đến các trạm B1, B2, B3, B4, B6 dùng cáp lộ kép . Đến trạm B5, B7 dùng cáp lộ đơn. Căn cứ vào vị trí các trạm BA và trạm PPTT trên mặt bằng đề ra hai phương án đi dây mạng cao áp Phương án 1 : các trạm BA được cấp điện trực tiếp từ trạm PPTT Phương án 2:các trạm BA xa trạm PPTT được lấy điện thông qua các trạm ở gần trạm PPTT Phương án 1 Phương án 2 Đường dây cung cấp từ trạm BATG về trạm PPTT của nhà máy Sử dụng đường dây trên không, dây nhôm, lõi thép, lộ kép Tra cẩm nang với xí nghiệp sản xuất cơ khí có Tmax =5000á5500h Chọn thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax =5000h, với giá trị của Tmax,dây dẫn AC tra bảng ta có Jkt =1.1. Trị số dòng điện trên đoạn dây dẫn(vì dây dẫn lộ kép : I = ==220.3 (A) Fkt= 200.3(m) Ta chọn Fkt gần nhất bé hơn ịChọn AC-185 .Tra bảng ta có: Ro =0.17 (W);Xo =0.4 (W); dòng điện cho phép Icp =515 (A) Kiểm tra lại F đã chọn: Các điều kiện kiểm tra: 1. Ubt Ucp =5%Uđm 2. Usc Ucp =10%Uđm 3.Icp Isc 4. Kiểm tra ổn định nhiệt dòng ngắn mạch FIN Trong đó : Ubt :tổn hao điện áp bình thường Ucp: tổn hao điện áp cho phép Usc :tổn hao điện áp khi có sự cố Icp :dòng điện cho phép Isc :dòng điện khi có sự cố F :tiết diện dây dẫn hoặc cáp :hệ số_ =16(cáp đồng) ; =11(cáp nhôm) IN :dòng điện ngắn mạch tc :thời gian cắt của máy cắt , áptômát Sau đây , ta sẽ kiểm tra lại theo các tiêu chuẩn trên: *Kiểm tra theo dòng điện cho phép: Khi bị đứt 1 dây, dây còn lại truyền tải toàn bộ công suất Isc =2*Itt =2*220.3 =440.6(A)<Icp =515 (A)ịdây đã chọn thoả mãn điều kiện về dòng cho phép khi có sự cố *Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp: DUbt = = 199 (V) DUbt < DUcp =5%Uđm =500(V) Dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện trên. khi có sự cố: DUsc =2*DUbt(khi bị đứt 1 dây) =2*199 = 398(V)<DUsccp =10%*10000 =1000(V) ị Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện về điện áp Tính toán kinh tế cho hai phương án So sánh tương đối giữa 2 phương án cấp điện chỉ cần tính toán so sánh phần khác nhau giữa hai phương án Cả hai phương án đều có những phần tử giống nhau: - Đường dây cung cấp từ BATG về PPTT - Dùng 7 trạm BA. Vì thế chỉ so sánh kỹ thuật hai mạng cao áp. Dự định dùng cáp đồng 3 lõi, 6-10KV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC, do hãng FURUKAWA (nhật) chế tạo a.Phương án 1: -Chọn cáp từ PPTT đến B1 (vì dùng 2 dây nên dòng giảm 1/2); Imax ===65.6(A) Với cáp đồng, Tmax =5000hịmật độ dòng điện kinh tế Jkt =3.1 Fkt = ==21.2 (mm2) ị Chọn cáp XLPE có tiết diện 25mm2 ị 2XLPE (3´25) Kiểm tra lại tiết diện cáp đã chọn (theo 3 điêù kiện) *Kiểm tra theo dòng điện cho phép: Khi bị đứt 1 dây, dây còn lại truyền tải toàn bộ công suất Isc =2*Itt =2*65.6 =131.2(A) > Icp =110(A)ịdây đã chọn không thoả mãn đ/k về dòng cho phép khi có sự cố Vì vậy, ta chọn cáp XLPE có tiết diện 25mm2 2XLPE(325) Vì dây dẫn đã chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra các điều kiện khác. -Từ PPTT đến B2: Imax ==58 ; Jkt =3.1 Fkt = =18.7(mm2) ịChọn cáp 2XLPE(3´25) -Từ PPTT đến B3: Imax = =44(A) ; Jkt =3.1 Fkt = =14.2(mm2) ị Chọn cáp 2XLPE(3´16) -Từ PPTT đến B4: Imax = =36.7(A) ; Jkt =3.1 Fkt ==11.8(mm2) ị Chọn cáp 2XLPE(3´16) -Từ PPTT đến B5(vì dùng 1 dây): Imax = =30.4(A) ; Jkt =3.1 Fkt ==9.8 (mm2) ị XLPE(3´16) Vì đường dây đơn nên không cần kiểm tra điều kiện về sự cố ị Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện về điện áp -Từ PPTT đến B6: Imax = =39.5(A) ; Jkt =3.1 Fkt = =12.7(mm2) ị 2XLPE(3´16) -Từ PPTT đến B7: Imax = =40.4(A) ; Jkt =3.1 Fkt = =13(mm2) ị XLPE(3´16) Bảng kết quả chọn cáp cao áp 10KV phương án 1 Đờng Cáp F(mm2) L(m) Đơn Giá (đ/m) Thành Tiền(đ) PPTT-B1 25 2*37.5 75000 2*2812500 PPTT-B2 25 2*60 75000 2*4500000 PPTT-B3 16 2*12.5 48000 2*600000 PPTT-B4 16 2*55 48000 2*2640000 PPTT-B5 16 57.5 48000 2760000 PPTT-B6 16 2*57.5 48000 2*2760000 PPTT-B7 16 122.5 48000 5880000 K1 =35265000đ Xác định tổn thất công suất tác dụng: DP =(kW) *. Trên đoạn PPTT-B1:Dùng cáp kép Ro =0.927(W)ị R =0.017(W) DP ===0.9(kW) *. Trên đoạn PPTT-B2:Dùng cáp kép Ro =0.927(W)ị R =0.028(W) DP = =1.13(kW) *. Trên đoạn PPTT-B3:Dùng cáp kép Ro =1.47(W)ị R =9.2*10-3(W) DP ==0.22(kW) *. Trên đoạn PPTT-B4:Dùng cáp kép Ro =1.47(W)ị R =40.4*10-3(W) DP = =0.65(kW) *. Trên đoạn PPTT-B5:Dùng cáp đơn Ro =1.47(W)ị R =84.5*10-3(W) DP ==0.24(kW) *. Trên đoạn PPTT-B6:Dùng cáp kép Ro =1.47(W)ị R =42.2*10-3(W) DP ==0.79(kW) *. Trên đoạn PPTT-B7:Dùng cáp đơn Ro =1.47(W)ị R =180.1*10-3(W) DP = =0.88(kW) Bảng kết quả tính toán DP phương án 1 Đường cáp F, l,m ro, R, S,kVA P,kW PPTT-B1 25 2*37.5 0.927 0.017 2272 0.88 PPTT-B2 25 2*60 0.927 0.028 2014 1.13 PPTT-B3 16 2*12.5 1.47 0.009 1524 0.22 PPTT-B4 16 2*55 1.47 0.041 1270 0.65 PPTT-B5 16 57.5 1.47 0.084 527.6 0.24 PPTT-B6 16 2*57.5 1.47 0.042 1368 0.79 PPTT-B7 16 122.5 1.47 0.180 700 0.88 DP1 = 4.79 (kW) *.Hàm chi phí tính toán hàng năm: Z =(avh+atc)*K+C*DA avh:hệ số vận hành atc:hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn K:vốn đầu tư. DA:tổn thất điện năng. Tmax =5000h; cosj =0.76 Ta có: Á =(0.124+*Tmax)*8760 =3411(h) Đường dây cáp , lấy avh =0.10; atc =0.2; C =1000(đ/kWh) ị Z1 =(0.1+0.2)*35265000 +1000*4.79*3411 =26918190 (đ) *.Tính toán cho phương án 2: Các tuyến cáp giống phương án 1 không phải chọn lại. Các tuyến cáp khác phương án 1: +> B4->B7: Chọn cáp từ PPTT-B4:Tuyến cáp này cấp điện cho cả B4 vàB7 ị Imax = =56.9 (A) Fkt ==18.3() ị Chọn cáp tiết diện 25 mm2ị 2XLPE(3´25) ị Cáp đã chọn không cần kiểm tra lại vì đã chọn vượt cấp. Chọn cáp từ B4->B7: ị Imax ==20.2(A) Fkt==6.5() Chọn cáp tiết diện 16 mm2ị 2XLPE(3´16) ->B5_B6: Chọn cáp từ PPTT-B6:Tuyến cáp này cấp điện cho cả B5 vàB6 ị Imax ==54.7(A) Fkt==17.6() Chọn cáp tiết diện 25 mm2ị 2XLPE(3´25) Chọn cáp từ B6-B5: ị Imax ==15.2(A) Fkt==4.9() Chọn cáp tiết diện 16 mm2ị XLPE(3´16) Bảng kết quả chọn cáp cho phương án 2 Đường cáp F(mm2) L(m) Đơn giá(đ/m) Thành tiền(đ) PPTT-B1 25 2*37.5 75000 2*2812500 PPTT-B2 25 2*60 75000 2*4500000 PPTT-B3 16 2*12.5 48000 2*600000 PPTT-B4 25 2*55 75000 2*4125000 B4-B7 16 55 48000 2640000 PPTT-B6 25 2*57.5 75000 2*4312500 B6-B5 16 2.8 48000 134400 K2 =35474400 (đ) Kết quả tính toán DP cho phương án 2 đường cáp F(mm2) L(m) Ro(W/Km) R(W) S(KVA) DP(KW) PPTT-B1 25 2*37.5 0.927 0.017 2272 0.88 PPTT-B2 25 2*60 0.927 0.028 2014 1.13 PPTT-B3 16 2*12.5 1.47 0.009 1524 0.22 PPTT-B4 25 2*55 0.927 0.025 1970 0.97 B4-B7 16 55 1.47 0.081 700 0.40 PPTT-B6 25 2*57.5 0.927 0.027 1895.6 0.97 B6-B5 16 2.8 1. 47 0.004 527.6 0.01 DP2 =4.58 (kW) Hàm chi phí hàng năm của phương án 2 Z2 =(0.1+0.2)*35474400+1000*4.58*3411 =26264700(đ) Sau đây là bảng so sánh kinh tế hai phương án mạng cao áp Phương án K(đ)*10 YDA(đ)*10 Z(đ)*10 PA1 35.26 16.41 26.92 PA2 35.47 15.62 26.3 Trong đó YDA là giá tiền tổn thất DA hàng năm YDA =C*DA =C*DP*Á(đ) Nếu phương án nào có Zmin là phương án tối ưu Qua bảng so sánh quyết định chọn phương án 2 là phương án tối ưu mạng cao áp, phương án này không những có Zmin, lại còn có giá tiền tổn thất hàng năm nhỏ. Lựa chọn sơ đồ trạm phân phối trung tâm và các trạm biến áp phân xưởng Sơ đồ trạm PPTT như trên đã phân tích, vì gồm hàng trục phân xưởng sx, công suất đặt lên tới hàng vạn kW, vì vậy nhất thiết phải xây dựng một trạm PPTT nhận điện từ hệ thống về cung cấp cho các trạm BAPX. Hơn nữa XN này có ý nghiã rất quan trọng về mặt kinh tế, không thể mất điện. Trường hợp này công suất rất lớn , nếu dự phòng bằng các máy phát sẽ không tiện lợi bằng cách cấp điện từ hai đường trung áp Vì thế ở trạm PPTT ta dùng sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn.Trạm PPTT sử dụng các tủ máy cắt (máy cắt hợp bộ) trên các đầu vào, đầu ra và liên lạc giữa 2 phân đoạn thanh góp vì mạch công suất lớn, các MBA có công suất > 750(kVA), máy cắt hợp bộ làm việc tin cậy, an toàn. Nhưng vốn đầu tư lớn Vì đường dây từ trạm BATG về trạm PPTT là đường dây trên không nên ta đặt trên mỗi phân đoạn cuả thanh góp một trống sét van. Đặt trên mỗi phân đoạn của thanh góp một MBA đo lường 3 pha 5 trụ có cuộn tam giác để hở để báo trạm đất 1 pha trên cáp 10kV Sơ đồ các trạm BAPX: Vì các trạm BAPX không xa trạm PPTT (xa nhất cũng chỉ 60 m). Mà ở trạm PPTT_ BAPX đã đặt máy cắt hợp bộ rồi.Nên phía cao áp đầu vào của BAPX đặt dao cách ly, cầu chì cao áp.Phía hạ đặt áptômát tổng và áptômát nhánh. Với trạm 2 máy đặt thêm áptômát liên lạc giữa 2 phân đoạn. Tính toán ngắn mạch cho lưới trung áp để chọn và kiểm tra thiết bị Xét từ BATG đến BAPX , ta có sơ đồ hệ thống N 1 N 2 MC PPTT Cáp BATG BAPX Sơ đồ thay thế N 1 N 2 X R X R X Vì không biết sơ đồ hệ thống điện nên ta không thể tính chính xác được, phải tính gần đúng, căn cứ vào công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn: Scđm =*Uđm*In Chọn máy cắt trung áp của liên xô sản xuất , do mất catalog nên ta lấy máy cắt có Scđm =250á300(MVA) Chọn Scđm =300(MVA) Ta sử dụng công thức gần đúng: X =; Utb =1.05*Uđm =10.5(KV) ị X =0.37(W) Thông số của đường dây trên không và cáp cao áp: Đờng Dây F(mm) L(km) r(W/km) X (W/km) R(W) X(W) BATG-PPTT 185 1.7 0.17 0.4 0.29 0.68 PPTT-B 1 25 2*0.038 0.927 0.142 0.017 0.003 PPTT-B 2 25 2*0.06 0.927 0.142 0.028 0.004 PPTT-B 3 16 2*0.012 1.47 0.142 0.009 0.008 PPTT-B 4 25 2*0.055 0.927 0.142 0.025 0.004 B4-B7 16 0.055 1.47 0.142 0.081 0.008 PPTT-B6 25 2*0.058 0.927 0.142 0.027 0.004 B6-B5 16 0.003 1.47 0.142 0.004 0.0004 Chọn khí cụ điện cho cấp 10 (KV): *Tính điểm N1 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt, thanh góp *Tính tại điểm N 2 tại phía cao áp trạm BAPX đẻ kiểm tra :Dao cách ly, cầu chì cao áp, cáp cao áp I = = = = 5.56(kA). Dòng xung kích i =1.8**I =1.8**5.56 =14.17(KA) Lựa chọn máy cắt ở trạm PPTT: Các điều kiện để chọn máy cắt UU =10(kV) II =424(A) Idm cắtI =5.56(kA) Sdm cắtS = =98.38(kVA) i i =14.45(kA) dòng ổn định nhiệt :iI* =5.68* Chọn loại tủ máy cắt 7.2_36 KV do SIEMENS chế tạo , cách điện bằng SF6 , không cần bảo chì , loại 8DC11 , hệ thống thanh góp đặt sẵn trong tủ có dòng định mức 1250(A) Thông số máy cắt đặt tại đầu vào trạm PPTT: Loại MC U (KV) Iđm (A) I cắt N 3s (KA) Icắt N max (KA) Ghi chú 8DC11 12 1250 25 63 Không cần bảo chì Vây 2 máy cắt đầu vào và máy cắt LL chọn loại trên Chọn máy cắt cho các trạm BAPX Các máy cắt này có Iđm cắt khác máy trên Với trạm 2 máy , Iđm cắt =1.4*IđmBA Với trạm 1 máy , Iđm cắt =1.25*IđmBA Tính toán cho các phân xưởng ta có bảng giá trị sau Trạm B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Iđm cắt 129 129 129 80 40 80 54 Chọn loại máy cắt do LX chế tạo Trạm Loại MC Uđm (KV) Iđm (A) Ixk (KA) dòng ôđ nhiệt 5s(KA) B1 BM-10 10 200 25 10 5.8/100 B2 BM-10 10 200 25 10 5.8/100 B3 BM-10 10 200 25 10 5.8/100 B4 BM-10 10 200 25 10 5.8/100 B5 BM-10 10 200 25 10 5.8/100 B6 BM-10 10 200 25 10 5.8/100 B7 BM-10 10 200 25 10 5.8/100 Sơ đồ ghép nối trạm PPTT , tất cả các tủ hợp bộ đều của hãng SIEMENS chế tạo, cách điện bằng SF6, loại 8DC11 , không bảo chì dao cách li có 3 vị trí: hở mạch ,nối mạch ,tiếp đất *. Tính dòng I = Dòng điện ngắn mạch tại trạm B1 I = Các điểm Nkhác tính tương tự kết quả ghi bảng sau Điểm tính N I(KA) i(KA) Thanh cái B 1 5.5 14.0 Thanh cái B 2 5.6 14.2 Thanh cái B 3 5.6 14.3 Thanh cái B 4 5.6 14.2 Thanh cái B 5 5.5 14.0 Thanh cái B 6 5.5 14.0 Thanh cái B 7 5.4 13.7 Chọn dao cách ly , cầu chì và kiểm tra cáp cao áp cho trạm B1 Chọn dao cách ly: +Uđm DCLUđm LĐ = 10(KV) +Idm DCLIcb Vì trạm 2 máy Icb =1.4*Iđm B Iđm B = Vây Icb =460(A) Iđm DCL460 (A) an +iđi =14(KA) Dòng ổn định nhiệt Iđm nhiệt Iđm nhI* Lấy tnh =10 s ; t =3sIđm nh3.01(KA) Tính toán tương tự cho các trạm còn lại ta có bảng sau: Tại trạm Uđm(KV) Iđm(A) Ixk(KA) Iđmnh(KA) B1 10 129 14.0 3.01 B2 10 129 14.2 3.06 B3 10 129 14.3 3.06 B4 10 81 14.2 3.06 B5 10 40 14.0 3.01 B6 10 81 14.0 3.01 B7 10 54 13.7 2.95 Từ bảng kết quả tính toán trên ta có bảng loại DCL điện cao áp đặt trong nhà do Liên Xô chế tạo cho các trạm: Trạm Kiểu Uđm(KV) Iđm(A) i(KA) i(KA) Khối lượng(kg) B1 PB-10/400 10 400 29 10 26 B2 PB-10/400 10 400 29 10 26 B3 PB-10/400 10 400 29 10 26 B4 PB-10/400 10 400 29 10 26 B5 PB-10/400 10 400 29 10 26 B6 PB-10/400 10 400 29 10 26 B7 PB-10/400 10 400 29 10 26 Chọn cầu chì cao áp : Để lựa chọn cầu chì cao áp , ta căn cứ vào 2 đ/k sau + UđmccUđm LĐ +IdcccIcb +IcđmccI Trong đó Icb =1.25IđmBA đối với trạm 1 máy =1.4IđmBA đối với trạm 2 máy Tính toán cho các trạm ta có số liệu bảng sau Trạm Uđm LĐ(KV) Icb(A) I(KA) B1 10 129 5.5 B2 10 129 5.6 B3 10 129 5.6 B4 10 81 5.6 B5 10 40 5.5 B6 10 81 5.5 B7 10 54 5.4 Căn cứ vào số liệu bảng trên ta chọn cầu chì cao áp cho các trạm như sau: (cầu chì do LX chế tạo) Trạm Loại Số lượng Uđm(KV) Iđm(A) Idc(A) IcắtN(KA) B1 KH 2 10 200 150 12 B2 KH 2 10 200 150 12 B3 KH 2 10 200 150 12 B4 KH 2 10 200 100 12 B5 KH 2 10 200 40 12 B6 KH 2 10 200 100 12 B7 KH 2 10 200 75 12 *Kiểm tra cáp cao áp đã chọn: Ta kiểm tra khả năng chịu nhiệt của cáp: Fcáp*I I:dòng ngắn mạch Iđã tính :hệ số, với cáp đồng =6 t:thời gian cắt ngắn mạch, chọn =0.8(s) Fcáp 6**I Tính cho các trạm BA ta có: Trạm B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Tiết diện cáp min(mm) 29 30 30 30 29 29 29 Vậy các tuyến cáp đã chọn không thoả mãn yêu cầu chịu nhiệt và phải nâng tiết diện cáp đã chọn lên Ta vẫn chọn cáp đồng 6-10KV , 3 lõi cách điện XLPE , đai thép vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo Tiết diện cáp sau khi chọn lại: Trạm B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Tiết diện cáp (mm) 35 35 35 35 35 35 35 Chọn chống sét van: Chọn chống sét van do hãng cooper (Mỹ) chế tạo có các thông số: Uđm =10(KV); loại giá đỡ ngang AZLP 501 B10 Chọn BA đo lường 3 pha 5 trụ , có cuộn tam giác để hở , kiểu hình trụ, hệ thống một thanh góp , do hãng SIEMENS chế tạo có các thông số sau: Loại Uđm (KV) Uchịu đựng xung(KV) U1đm (KV) U2đm (V) Tải đm (VA) Trọng lượng(kg) 4MS32 12 75 12/ 100/ 400 45 Đặt 1 tủ đầu vào 10KV có dao cách ly 3 vị trí ,cách điện bằng SF6 ,không phải bảo chì ,loại 8DH10 của SIEMENS : Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DH10 Loại tủ Uđm,KV Iđm,A Uchịu đựngKV Ichịu đựngKA 8DH10 12 200 25 25 Phía hạ áp: Chọn dùng các áptômát: Với trạm một máy BA đặt một tủ áptômát tổng và một tủ áptômát nhánh Với trạm 2 máy đặt 5 tủ :2 tủ áptômát tổng , 1 tủ áptômát phân đoạn , và 2 tủ áptômát nhánh. Để chọn các áptômát ta dùng các điều kiện sau: UđmAUđmLĐ IđmAItt IcđmAI Tính ngắn mạch tại điểm 3: MC PPTT Cáp BATG BAPX Công thức tính điện trở, cảm kháng của MBA: R =( ); X =() Ta có bảng tính cho các MBA như sau: MBA S(kVA) P(kW) U% R(m) X(m) B1 2*1600 24 5.5 1.5 5.5 B2 2*1600 24 5.5 1.5 5.5 B3 2*1600 24 5.5 1.5 5.5 B4 2*1000 15 5.5 2.4 8.8 B5 560 9.4 5.5 4.8 15.7 B6 2*1000 15 5.5 2.4 8.8 B7 750 11.9 5.5 3.4 11.7 Tính N3 để chọn áp tô mát: ta có : Xét tại trạm B1 : Tính toán tương tự cho các trạm khác ta có bảng sau: Trạm B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 I(kA) 42 42 42 26 14 26 20 Sơ đồ đấu nối trạm B 5, B7 đặt 1 MBA Sơ đồ đấu nối trạm đặt 2 MBA :B1, B2 , B3 ,B4, B6 Chọn áptômát tổng và áptômát liên lạc: Dòng lớn nhất qua áptômát tổng: Với trạm 2 máy : Với trạm 1 máy : MBA 1600 kVA : I =3233 (A) MBA 1000 kVA : I =2020 (A) MBA 750 kVA : I =1353 (A) MBA 560 kVA : I =1010 (A) Chọn áptômát nhánh : + Với trạm 2 máy cung cấp cho 1 phân xưởng ta giả sử tải phân bố đều trên 2 nhánh dòng định mức qua áptômát Trạm B2 cung cấp cho phân xưởng số 2 : Trạm B3 cung cấp cho phân xưởng số 3 : Trạm B4 cung cấp cho phân xưởng số 4 : Trạm B6 cung cấp cho phân xưởng rèn : Với trạm BA cung cấp cho 2 phân xưởng ta giả sử mỗi A nhánh tương ứng cung cấp cho PX đó: Trạm B1 cung cấp cho PTN và PX số 1 : TRạm B5 cung cấp điện cho PX sửa chữa cơ khí và PX lò gang : Trạm B7 cung cấp điện cho bộ phận nén ép và trạm bơm : Từ kết quả tính toán trên ta lựa chọn A cho các trạm biến áp như sau (chọn A của hãng Merlin Gerin ) : Trạm BA Loại Số lượng Uđm (V) Iđm (A) IcắtN (kA) B1 M40 CM 1600N M32 3 2 2 690 690 690 4000 1600 3200 75 50 75 B2 M40 CM 1600N 3 4 690 690 4000 1600 75 50 B3 M 40 CM 1250N 3 4 690 690 4000 1250 75 50 B4 CM 2500N CM 2500N 3 4 690 690 2500 2500 50 50 B5 CM 1250N NS 600E NS 600E 1 1 1 690 500 500 1250 600 600 50 15 15 B6 CM 2500N CM 2500N 3 4 690 690 2500 2500 50 50 B7 CM 1600N C 801N 1 2 690 690 1600 800 50 25 Chương 4 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một phân xưởng Sửa chữa cơ khí Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng. Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ trong xưởng dự định đặt một tủ phân phối nhận điện từ TBA về và cấp điện cho 5 tủ động lực đặt rải rác cạnh tường phân xưởng, mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải. Phương án cấp điện. Sơ đồ cung cấp điện cho các TB trong PX phụ thuộc vào công suất các TB, số lượng và sự phân bố của chúng trong mặt bằng phân xưởng. Sơ đồ cần đảm bảo những điều kiện sau: Đảm bảo độ tin cậy Thuận tiện cho lắp ráp vặn hành Có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối ưu Cho phép dùng các phương pháp lắp đặt công nghiệp hoá nhanh Mạng điện phân xưởng thường dùng 2 dạng sơ đồ chính sau: Sơ đồ hình tia: *Nối dây rõ ràng *Độ tin cậy cao *Các phụ tải ít a/h lẫn nhau *Dễ thực hiện các phương pháp bảo vệ và tự động hoá *Dễ vận hành và bảo quản *Vốn đầu tư lớn Sơ đồ đường day trục chính *Vốn đầu tư thấp *Lắp đặt nhanh *Độ tin cậy không cao *Dòng ngắn mạch lớn *Thực hiện bảo vệ và tự động hoá cao Đặt tại tủ phân phối của trạm BA 1 A đầu nguồn , từ đây nhận điện về phân xưởng bằng đường cáp ngầm. Từ tủ phân phối của xưởng đặt một A tổng đầu vào và 6 A nhánh đầu ra cấp điện cho tủ động lực và tủ chiếu sáng.Các tủ động lực được cấp điện bằng đường cáp hình tia, đầu vào dặt cầu dao , cầu chì, các nhánh ra đặt cầu chì . Trong một nhóm phụ tải , các phụ tải có công suất lớn thì được cấp điện bằng đường cáp hình tia. Còn các phụ tải có công suất bé thì có thể gộp thành nhóm và được cấp điện bằng đường cáp trục chính Các cầu chì trong tủ động lực chủ yếu bảo vệ ngắn mạch đồng thời dự phòng và bảo vệ quá tải của khơi động từ b.Xác định vị chí tủ phân phối và tủ động lực cho phân xưởng:Vị trí tủ phân phối và tủ động lực được xác định theo nguyên tắc chung sau: Gần tâm phụ tải Thuận tiện cho việc lắp đặt vận hành Không ảnh hưởng đến giao thông đi lại Phù hợp với phương thức lắp đặt vận hành Chọn tủ phân phối của xưởng: áptômát tổng chọn loại NS600E có Uđm =500(V) ;Iđm =600(A), IcắtN =15(KA) như A đầu nguồn Chọn các A nhánh:để chọn các Anhánh ta căn cứ vào 2 điều kiện sau: UđmAUđmLĐ IđmAItt Các A đều có UđmA 400(V) IđmA1 IđmA220(A) IđmA376(A) IđmA450(A) IđmA551(A) IđmA615(A) AT A 1 A 2 A3 A 4 A5 A6 ĐL 1 ĐL 2 ĐL 3 ĐL 4 ĐL5 CS Bảng chọn áptômát (chọn A do nhật chế tạo). (Vì khoảng cách từ TBA tới tủ PP là gần nên ta lấy dòng ngắn mạch ở thanh cái TBA để chọn áptômát ở tủ PP) áptômát Loại Idm(A) Udm(V) I(KA) A1 EA102-G 60 380 14 A2 EA102-G 60 380 14 A3 EA102-G 75 380 14 A4 EA102-G 60 380 14 A5 EA102-G 60 380 14 A6 EA102-G 60 380 14 Chọn tủ PP hạ áp do hãng SAREL (Pháp) chế tạo SAREL chỉ chế tạo vỏ tủ chứ không lắp đặt sẵn các thiết bị đóng cắt vào trong tủ. Trên khung tủ đã lắp sẵn các lỗ gã dày đặc để có thể gã lắp các gã đỡ tuỳ ý theo thiết bị chọn láp đặt .Tủ SAREL vững cứng ,đa chức năng, dễ tháo lắp với kích cỡ tuỳ thích của khách hàng Chọn kích thước tủ Cao(mm) Rộng(mm) Sâu(mm) Số cánh tủ 1800 600 400 1 Chọn tủ động lực: Chọn tủ động lực đầu vào có đặt cầu dao, cầu chì, và có 8 đầu ra, tủ có 1 mặt thao tác do SIEMENS chế tạo: CD CCT CC1 CC2 C3 CC4 CC5 CC6 CC7 CC8 Chọn cầu chì cho phụ tải là động cơ: Cầu chì cấp điện cho một động cơ: Chọn theo 3 điều kiện sau: UđmUđmLĐ IdcIlvĐ =Kt*IđmĐ Idc Cầu chì bảo vệ nhóm động cơ:chọn theo 3 đều kiện sau. UđmccUđmLĐ IdcIlvnhóm Idc Trong đó : Kt: hê số tải Kmm:hệ số mở máy :hệ số tính toán Chọn cầu chì cho nhóm tủ động lực 1 (nhóm 1) Cầu chì 1:bảo vệ nhóm máy: Máy mài phẳng 4(KW) Máy mài tròn vạn năng 2.8(KW) Máy khoan đứng 7(KW) UđmccUđmLĐ =400(V) IdcIlvnhóm =24.2(A) Idc ta có các máy công cụ thuộc loại mở máy nhẹ =2.5;Immmax =Kmm*IđmĐ =5*10.1 =50.5(A) Idc Chọn Idc =30(A) Cầu chì 2 bảo vệ nhóm máy: Máy khoan đứng 4.5(KW) Máy phay vạn năng 4.5(KW) Máy bào ngang 5.8(KW) UđmccUđmLĐ =400(V) IdcIlvnhóm =37.3(A) Idc38.12(A) Chọn Idc =40(A) Cầu chì 3:bảo vệ máy tiện ren 7(KW) UđmccUđmLĐ =400(V) Idc17.7(A) Idc35.4(A) Chọn Idc =40(A) Cầu chì 4, 5 bảo vệ máy tiện ren 4.5(KW) UđmccUđmLĐ =400 (V) Idc11.4(A) Idc22.8(A) Chọn Idc =25(A) Cầu chì 6, 7 bảo vệ máy tiện ren IA62 7(KW) UđmccUđmLĐ =400(V) Idc17.7(A) Idc35.4(A) Chọn Idc =40(A) Cầu chì 8 bảo vệ máy tiện ren ID63A UđmccUđmLĐ =400(V) Idc17.7(A) Idc35.4(A) Chọn Idc =40(A) Chọn cầu chì tổng: Chọn theo 2 điều kiện sau: IdcIlv nhóm =Itt =54.4(A) Idc Để đảm bảo điều kiện chọn lọc chọn Idc =80(A) Các nhóm khác chọn Idccc tương tự , kết quả ghi trong bảng Chọn cầu dao: UđmCDUđmLĐ =400(V) IđmCDIcb =Itt=54.4(A) Chọn loại cầu dao CD_400 A Chọn thanh góp: Vì khoảng cách từ trạm biến áp đến tủ PP và tủ ĐL là gần ngắn nên ta lấy dòng ngắn mạch ở điểm ngắn mạch 3 (sau TBA) để chọn các thanh góp ,IN3=14(KA) Chọn thanh dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: K1*K2*Icp Icb K1=0.95 với thanh dẫn nằm ngang K2:hệ số hiệu chỉnh theo t môi trường Gs tmôi trường =tchế tạoịK2=1 ịIcp Icb:dòng cưỡng bức ở thanh góp tủ PP Icb=Itt== Icb:dòng cưỡng bức ở thanh góp tủ ĐL 1 Icb=Itt=54.4(A) Icb:dòng cưỡng bức ở thanh góp tủ ĐL 2 Icb=Itt=21.27(A) Icb:dòng cưỡng bức ở thanh góp tủ ĐL 3 Icb=Itt=80.57(A) Icb:dòng cưỡng bức ở thanh góp tủ ĐL 4 Icb=Itt=53.22(A) Icb:dòng cưỡng bức ở thanh góp tủ ĐL 5 Icb=Itt=53.96(A) Chọn thanh cái bằng đồng, mỗi pha ghép 1 thanh Chọn kích thước : 25*3(mm2);tiết diện mỗi pha là 75(mm2) Chọn cáp: Cáp từ TBA về tủ PPTT: Chọn theo Icp: K1*K2*IcpItt Vì bảo vệ bằng A K1*K2*Icp Giả sử cáp SX tại Việt Nam nên K1 =1 Cáp đi từng tuyến riêng K2 =1 Itt = =218(A) ;IđmA =600(A) Icp =500(A) Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi +trung tính , cách điện PVC do LENS chế tạo: ( 3 * 240 + 95 ) ; Icp =501(A) Vì khoảng cách ngắn nên không cần kiểm tra điều kiện về tổn thất điện áp Chọn cáp từ TPP tởi các tủ động lực: Chọn theo Icp: Căn cứ theo 2 điều kiện: K1*K2*IcpItt K1*K2*Icp( vì bảo vệ bằng áptômát) Chọn cáp từ tủ PP tới tủ ĐL 1: Giả thiết nhiệt độ chế tạo bằng nhiệt độ môi trường nên K1 =1 Vì đường dây đơn K2 =1 Icp =50(A) Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, loại 4G6 có Icp = 66(A) Cac tuyến khác chọn tương tự kết quả ghi bảng sau: Kết quả chọn cáp từ tủ phân phối tới các tủ ĐL Tuyến cáp I tt(A) Fcáp(mm) Icp(A) PP-ĐL 1 54.4 4G6 66 PP-ĐL 2 21.27 4G6 66 PP-ĐL 3 80.57 4G10 87 PP-ĐL 4 53.22 4G6 66 PP-ĐL 5 53.96 4G6 66 (K1 =1 ;chọn khoảng cách các sợi cáp chôn cùng 1 rãnh d =100 mm , số sợi cáp =3 K2 =0.85) Chọn dây từ tủ động lực tới động cơ:Các thiết bị được bảo vệ bằng cầu chì Điều kiện chọn: K1*K2*IcpIđm =Itt K1*K2*Kcp, vì là mạch động lực nên =3 Tất cả các dây dẫn trong phân xưởng chọn loại dây bọc do LX sản suất, đặt trong ống sắt kích thước 3/4’’, Khiệuchỉnh =0.95 Chọn dây dẫn cho nhóm phụ tải 1: 0.95*IcpItt 0.95Icp Dây cáp từ tủ ĐL1 đến nhóm động cơ ký hiệu trên mặt bằng là 10, 9 , 5 Icp25(A) Icp10.1(A) Chọn dây 2.5 mmcó Icp =25(A) Dây cáp từ tủ ĐL1 đến nhóm động cơ ký hiệu trên mặt bằng là 6 , 7 , 8 Icp39(A) Icp14(A) Chọn dây 6 mmcó Icp =40(A) Dây cáp từ tủ ĐL1 đến nhóm động cơ ký hiệu trên mặt bằng là 2 Icp18(A) Icp14(A) Chọn dây 2.5 mmcó Icp =25(A) Dây cáp từ tủ ĐL1 đến nhóm động cơ ký hiệu trên mặt bằng là 3 Icp12(A) Icp8(A) Chọn dây 1 mmcó Icp =14(A) Dây cáp từ tủ ĐL1 đến nhóm động cơ ký hiệu trên mặt bằng là 1 , 4 Icp18(A) Icp14(A) Chọn dây 2.5 mmcó Icp =25(A) Các nhóm khác chọn tương tự kết quả ghi bảng sau Tên Máy Phụ Tải Kí hiệu trên sơ đồ Dây dẫn Cầu chì P(kW) I(A) Mã hiệu ICP(A) Tiết diện (mm2) Đường kính ống Mã hiệu Ivỏ/Idc (A) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nhóm 1 Máy tiện ren IA62 2*7 2*17.7 1 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/40 Máy tiện ren I616 7 17.7 2 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/40 Máy tiện ren IE6IM 2*4.5 2*11.4 3 PPTC 14 1 3/4” PH-2 100/25 Máy tiện ren ID63A 7 17.7 4 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/40 Máy khoan đứng 2A150 2.8 7.1 5 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/30 Máy khoan đứng 2A150 4.5 11.4 6 PPTC 40 6 3/4” PH-2 100/40 Máy phay vạn năng 6N81 4.5 11.4 7 PPTC 40 6 3/4” PH-2 100/40 Máy bào ngang 7A35 5.8 14.5 8 PPTC 40 6 3/4” PH-2 100/40 Máy mài tròn vạn năng 2.8 7.1 9 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/30 Máy mài phẳng 4 10.1 10 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/30 Nhóm 2 Máy khoan đứng2A150 4.5 11.4 6 PPTC 14 1 3/4” PH-2 100/25 Máy ca872A 4.5 11.4 11 PPTC 14 1 3/4” PH-2 100/25 Máy mài hai phía 2*2.8 2*7.1 12 PPTC 14 1 3/4” PH-2 100/15 Máy khoan bàn 2*0.65 2*1.56 13 PPTC 14 1 3/4” PH-2 100/4 NHóm 3 Máy tiện ren IK625 4*10 4*25.3 1 PPTC 60 12 3/4” PH-2 100/80 Máy tiện ren IK620 4*7 4*17.7 2 PPTC 40 6 3/4” PH-2 100/50 Máy doa ngang 2614 4.5 11.4 4 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/30 Máy mài tròn 36151 4.5 11.4 17 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/30 Máy mài phẳng371M 2.8 7.1 20 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/30 Máy mài sắc 2.8 2*7.1 24 PPTC 14 1 3/4” PH-2 100/20 Máy giã 1 2.53 27 PPTC 14 1 3/4” PH-2 100/20 Máy cắt gọt 3A625 4.5 11.4 28 PPTC 14 1 3/4” PH-2 100/25 Nhóm 4 Máy doa toạ độ 2450 7 17.7 3 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/40 máy phay 6NPKP 5.62 14.2 7 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/40 Máy phay đứng 6N12 2*4.5 2*11.4 8 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/30 Máy phay 642 1.7 4.3 9 PPTC 14 1 3/4” PH-2 100/40 Máy phay 64616 3 7.6 11 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/20 Máy xọc 7M430 3*4.5 2*11.4 14 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/30 Máy khoan 2A125 4.5 11.4 16 PPTC 14 1 3/4” PH-2 100/25 Máy mài tròn 312M 2.8 7.1 18 PPTC 14 1 3/4” PH-2 100/20 Máy mài phẳng 373 10 25.3 19 PPTC 30 4 3/4” PH-2 100/50 Máy ép P0_53 4.5 11.4 21 PPTC 14 1 3/4” PH-2 100/25 Nhóm 5 Máy phay 6H825 2*7 2*17.7 5 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/40 Máy phay 6H84G 4.5 11.4 6 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/25 máy bào 7M36 2*7 2*17.7 12 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/40 Máy bào giờngMC38 10 25.3 13 PPTC 30 4 3/4” PH-2 100/60 Máy khoan 2A55 7 17.7 15 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/40 Máy phay 6461 0.6 1.52 10 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/25 Máy doa NC_12A 0.65 1.65 22 PPTC 25 2.5 3/4” PH-2 100/25 Chương 5 Bù công suất phản kháng và nâng cao cos ý nghĩa của việc bù công sất phản kháng trong xí nghiệp: Các XN công nghiệp khi vận hành tiêu thụ từ mạng điện cả công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q và là khách hàng tiêu thụ nhiều Q nhất.Các nguồn tiêu thụ công suất phảng kháng là: Các động cơ không đồng bộ , tiêu thụ khoảng 60-70% tổng công suất phản kháng của mạng điện XN Máy biến áp:tiêu thụ khoảng 20-25% Đường dây và các thiết bị khác:khoảng 10% Tuỳ thuộc vào thiết bị điện mà XN tiêu thụ CS phảng kháng nhiều hay ít Truền tải công suất phảng kháng sẽ gây ra tổn thất điện áp, tổn thất điện năng và làm giảm khả năng truyền tải trên các phần tử của mạng điện .Do đó đẻ có lợi về kinh tế , kỹ thuật trong lưới điện cần nâng cao hệ số công suất tự nhiên hoặc đưa nguồn bù công suất phảng kháng tới gần nơi tiêu thụ để tăng hệ số cos, làm giảm lượng công suất phảng kháng nhận từ hệ thống điện Các biện pháp nâng cao cos tự nhiên: Thay thế động cơ thường suyên non tảibằng động cơ có công suất bé hơn Giảm điện áp đặt vào động cơ thường suyên non tải bằng cách đổi nối từ đY Hạn chế động cơ không đồng bộ chạy không tải Thay động cơ không đồng bộ bằng động cơ đồng bộ Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ Nừu tiến hành các biện pháp trên để giảm công suất phản kháng tiêu thụ mà hệ số cos của XN vẫn chưa đạt yêu cầu thì phải dùng biện pháp đặt thiết bị bù công suất phảng kháng Các thiết bị bù: Máy bù đồng bộ Tụ điện tĩnh Xác định dung lượng bù: Hệ số cos của toàn XN. Theo tính toán ở phần I , ta có hệ số công suất của nhà máy: cos =0.65 Hệ số cos tối thiểu do nhà nước quy định là cos0.85.Như vậy ta phải bù công suất phản kháng cho XN để nâng cao hệ số cos Tính dung lượng bù tổng của toàn XN: Trong đó: tg:tương ứng với hệ số cos1trước khi bù tg:tương ứng với hệ số cos2sau khi bù ta bù đến cosj2 =0.9 cosj1 =0.65ị tgj1 =1.17 cosj2 =0.9 ị tgj2 =0.484 ịQbS =4764*(1.17-0.484) =3268(kVAr) Chọn vị chí đặt và thiết bị bù: Vị chí đặt: Bù tại cực động cơ có lợi nhất về giảm A, toàn bộ CA+TBA+HA đều giảm A. Nhưng không ai bù ở đây vì lúc này số lượng bộ tụ lớn, số lượng vốn đầu tư lớn, không tận dụng hết.Vì vậy việc đặt thiết bị bù tập trung hay phân tán là tuỳ thuộc vào cấu trúc hệ thống cấp điện của đối tượng. Theo kinh nghiệm ta đặt thiết bị bù ở phía hạ áp của trạm BAPX tại tủ phân phối. Chọn thiết bị bù: Khi dùng máy bù đồng bộ. Có khả năng điều chỉnh trơn Fức tạp Tiêu tốn điện năng: =5% QF Gây tiếng ồn Lắp ráp vận hành phức tạp Dùng chủ yếu trong lưới điện Khi dùng tụ đện: Lắp đặt, vận hành đơn giản ít sự cố Tiêu tốn điện năng ít Vận hành êm Điều chỉnh phân cấp Được dùng nhiều trong XNCN, dịch vụ, đồ thị Tính toán, phân phối dung lượng bù. Sơ đồ nguyên lý đặt thiết bị bù 0. 4kV PPTT Pi + j Qi 10kV QbS Qbi Sơ đồ thay thế 10kV Rci Rbi 0.4kV QbS ( Qi - Qbi) Tính dung lượng bù cho từng mạch : Công thức phân phối dung lượng bù cho một nhánh của mạng hình tia: Qbi = Qi - (QXN - QbS ) . Trong đó: Qi : công suất phản kháng tại nút i QXN = PXN. tgj1 QbS = PXN .(tgj1 - tgj2) Ri : Điện trở của nhóm i Rtđ : điện trở tương đương của toàn mạng Ri = RC i + RB i RC i : điện trở cáp của nhánh thứ i RB i : điện trở của máy biến áp phân xưởng Tính điện trở tương đương của nhánh PPTT-B1 (lộ kép) RB1 = 1.5 (mW) R1 = RC1 + RB1 = 62 + 1.5 = 63.5 (mW) Điện trở của các nhánh khác tính tương tự. Kết quả ghi trong bảng sau: Tên nhánh RC i (mW) RB i (mW) Ri = RC i + R B i (mW) PPTT-B1 62 1.5 63.5 PPTT-B2 39 1.5 40.5 PPTT-B3 33 1.5 34.5 PPTT-B4 51 2.4 53.5 PPTT-B5 70 4.8 74.8 PPTT-B6 73 2.4 75.4 PPTT-B7 132 3.4 135.4 Sơ đồ thay thế mạng cao áp XN dùng để tính toán công suất bù tại thanh cái hạ áp các trạm BA PX PPTT R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 Q1 – Qb1 Q2 – Qb2 Q3 – Qb3 Q4 – Qb4 Q5 – Qb5 Q6 – Qb6 Q7 – Qb7 * Tính công suất bù Qb1 cho nhánh BATT-B1: Qb1 = 1471 – (5586 – 3268). = 1171 (kVAr) Tính tương tự công suất bù cho các nhánh khác kết quả ghi trong bảng sau: Tên nhánh Qi (kVAr) QXN (kVAr) QbS (kVAr) Qbi (kVAr) PPTT-B1 1471 5586 3268 1171 PPTT-B2 1600 5586 3268 1130 PPTT-B3 1200 5586 3268 649 PPTT-B4 1000 5586 3268 644 PPTT-B5 328 5586 3268 74 PPTT-B6 979 5586 3268 727 PPTT-B7 405 5586 3268 265 Chọn kiểu loại và dung lượng tụ. Căn cứ vào kết quả trên chọn dùng các bộ tụ 3 pha do Liên Xô chế tạo, bộ tụ được bảo vệ bằng aptômat, trong tủ có đặt các bóng đèn điện trở phóng điện. Chọn loại tủ KC2-1.05-75-2Y3 công suất mỗi bộ là 75 kVAr đấu song song. Bảng chọn tụ bù đặt tại thanh cái trạm BAPX Vị trí đặt Loại tụ Số pha Qb (kVAr) Số lượng B1 KC2-1.05-75-2Y3 3 1171 16 B2 KC2-1.05-75-2Y3 3 1130 16 B3 KC2-1.05-75-2Y3 3 649 9 B4 KC2-1.05-75-2Y3 3 644 9 B5 KC2-1.05-75-2Y3 3 74 1 B6 KC2-1.05-75-2Y3 3 727 10 B7 KC2-1.05-75-2Y3 3 256 4 CHương 6 Thiết kế chiếu sáng cho mạng phân xưởng sửa chữa cơ khí Xác định số lượng, công suất bóng đèn: Vì là xưởng sản xuất cơ khí, dự định dùng đèn sợi đốt, chọn độ rọi E=30 lx. Căn cứ vào trần nhà cao 4,5 m, mặt công tác h2=0,8m, độ cao treo đèn cách trần h1=0.7m. Vậy H=4,5-0,8-0,7=3m. Tra bảng với đèn sợi đốt, bóng vạn năng có L/H=1,8. ịXác định được khoảng cách giữa các đèn. L=1,8*H=5,4(m). Căn cứ vào bề rộng của phân xưởng 15m, chọn L=5m ịĐèn được bố trí thành 3 dãy, cách nhau 5m, cách tuờng 2,5 m. Chiều dài của xuởng = 40(m) ị Mỗi dãy 8 bóng, tổng cộng 24 bóng. Xác định chỉ số phòng: j = Lấy hệ số phản xạ của tường 50%, của trần 30%, tìm được hệ số sử dụng Ksd=0.48. Lấy hệ số dự trữ K=1,3, hệ số tính toán Z=1,1.Xác định được quang thông mỗi bóng đèn là: F= Chọn bóng 200W,có F=2528(lumen). Thiết kế mạng điện chiếu sáng: Đặt riêng 1 tủ chiếu sáng, đặt cạnh cửa ra vào, lấy điện từ tủ phân phối của xưởng. Tủ gồm 1 Aptomat tổng 3 pha và 8 Aptomat nhánh 1 pha, mỗi Aptomat nhánh cấp điện cho 3 bóng đèn. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ cấp điện trên mặt bằng như hình vẽ: Sơ đồ mạng điện chiếu sáng xưởng cơ khí Chọn áptômát tổng: Theo trên đã chọn A tổng chọn loại do nhật chế tạo , có Iđm =60(A), Uđm=380(V), In=14(KA). Chọn các áptômát nhánh:các áptômát nhánh chọn giống nhau, mỗi áptômát nhánh cấp điện cho 3 bóng ,dòng qua áptômát 1 pha I= Chọn 8 áptômát 1 pha ,Iđm=10A,do đài loan chế tạo 10.QCE_10 Chọn cáp từ tủ PP tới tủ CS: I= Chọn theo I:chọn theo 2 điều kiện K1*K2*IcpItt=Ics=9(A) ịK1*K2*Icp9 gs nhiệt độ chế tạo =nhiệt độ môi trường ịK1=1 vì đường dây đơn ịK2=1. ịIcp9(A). chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo loại 4G1.5 có Icp=23(A) Chọn dây dẫn từ áptômát nhánh đến cụm 3 đèn chọn dây đồng bọc ,tiết diện 2,5mm ịM(2*2.5) có Icp=27(A).