Ứng dụng Matlab phát triển giao diện tính toán kiểm tra mạng điện khu vực

Dựa trên cơ sở của các phần mềm tính toán và mô phỏng hiện đại, nhóm tác giả xây dựng chương trình và giao diện tính toán, kiểm tra mạng điện hạ áp mỏ bằng phần mềm mô phỏng Matlab để khắc phục các tồn tại nêu trên.

Tập San – Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh – Số 45 – 2018 Ứng dụng Matlab phát triển giao diện tính tốn kiểm tra mạng điện khu vực Bùi Trung Kiên1,* Nguyễn Văn Chung2, Kubrin S.S3 1,2 Khoa Điện, Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh Viện nghiên cứu vấn đề lòng đất, Matxcva Liên bang Nga *Email: buitrungkiendkhqui@gmail.com Tel: 0976074575 Tóm tắt Từ khóa: Mạng điện, dây dẫn điện, máy biến áp, phụ tải điện, phân xưởng Trong phân xưởng Xí nghiệp mỏ, đặcđiểm phụ tải thường xuyên thay đổi theo u cầu cơng nghệ Vì vậy, địi hỏi mạngđiện cung cấp phải thường xuyên thay đổi theo như: chiều dài dây dẫn, tiết diện dây, công suất máy biếnáp Việc tính tốn để thực u cầu thay đổi phương pháp truyền thống gây khó khăn khơng cho cán quản lý thời gian tính tốn dài, kết thiếu xác Dựa sở phần mềm tính tốn mơ hiệnđại, nhóm tác giả xây dựng chương trình giao diện tính tốn, kiểm tra mạngđiện hạáp mỏ phần mềm mô Matlab để khắc phục tồn nêu Abstract Keywords: Electric network, electrics wire, transformers, electrical load, factory Ngày nhận bài: Ngày nhận sửa: Ngày chấp nhận đăng: In Mining Factory workshops, the characteristics of the load often change according to technology requirements Therefore, it is required to supply electricity network regularly, such as: length of wire, wire section, transformer capacity Calculation to implement the above changing requirements by means Traditional methods make it difficult for managers such as long calculation time, inaccurate results Based on the modern calculation and simulation software, the authors built up the program and calculation interface, tested the mine low voltage electrical network by Matlab simulation software to overcome the above mentioned problems 25/12/2018 02/01/2019 07/01/2019 Bùi Trung Kiên, Nguyễn Văn Chung, Kubrin S.S 17th International Heat Pipe Conference (17th IHPC) Kanpur, India, October 13-17, 2013 KHÁI QUÁT Trong phân xưởng khai thác xí nghiệp mỏ có nhiều thiết bị, máy móc khác chủng loại cơng suất Các hệ thống máy móc có chế độ làm việc khác Do mà việc cung cấp điện cho phụ tải phải đảm bảo chất lượng độ tin cậy cao Đứng mặt cung cấp điện việc thiết kế mạng điện phải đápứng yêu cầu sản xuất nhưđảm bảo phát triển diện sản xuất tương lai Về mặt kỹ thuật kinh tế phải đề phương án cấp điện cho không gây tải sau thời gian định không gây dư thừa công suất dự trữ cácmáy biến áp khu vực cácđoạn dây dẫn Theo quy trình trang bị điện yêu cầu cung cấp điện phụ tải mỏ, phụ tải chủ yếu thuộc nhóm phụ tải loại I II, cần bảo đảm cung cấp điện liên tục an toàn Phụ tải điện phân xưởng xí nghiệp mỏ phân làm loại phụ tải chính: + Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị đến 660V, công suất chúng nằm dải từ đến hàng trăm kW + Phụ tải chiếu sáng thường phụ tải pha, công suất không lớn, đặcđiểm loại phụ tải phẳng, thay đổi Trong chương trình đào tạo ngành Công nghệ kỹ thuật điện khoa Điện - Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, hiệnđang tiến hành đào tạo số mơn học có ứng dụng công cụ tin học để giải số toán cung cấp điện điều khiển hệ thốngđiện Để góp phần nâng chất lượng đào tạo cho người học có tính ứng dụng thực tiễn cao, việc ứng dụng phần mềm Matlab để xây dựngxây dựng giao diệntính tốn, lựa chọn kiểm tra thơng số kỹ thuật mạng điện cần thiết Với mục đích trên, báo giới thiệu tóm phương pháp xây dựng giao diện để tính tốn, sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật điện số ngành khác tham khảo phục vụ cho việc học tập, nghiên cứu triển khai ứng dụng trườngtrường hợp cụ thể thực tế sản xuất Các tốn cần tính tốn cung cáp điện cho mạng điện phân xưởng bao gồm: + Tính chọn kiểm tra dây dẫn; + Tính chọn kiểm tra máy biến áp khu vực CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cơ sở tính xác định cơng suất máy biến áp khu vực: Xác định công suất tác dụng tính tốn: n Ptt = kyc P dmi ; kW (1) i 1 đó: Ptt cơng suất tính tốn; Pdmi cơng suất định mức phụ tải thứ i; kyc hệ số yêu cầu phụ tải Cơng suất biểu kiến tính tốn: Stt = Ptt ; kVA cos  tb (2) cos  tb hệ số cơng suất trung bình tất phụ tải đấu vào trạm biến áp Sau tính tốn Stt tiến chọn cơng suất máy biến áp theo điều kiện: Sđm  Stt 2.2 Cơ sở tính tốn chọn dây dẫn theo điều kiện dịng điện nung nóng: Điều kiện chọn I   kI.k tt (3) cp 1 Tập San – Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh – Số 45 – 2018   Trong : I cp - dịng điện cho phép lâu dài điều kiện tiêu chuẩn; Itt - dịng điện tính tốn thực tế chảy dây dẫn; k1 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường khác nhiệt độ tiêu chuẩn; k2- hệ số kể đến hiệu ứng mặt ngồi có nhiều cáp đặt gần Trường hợp dây dẫn điện cho phụ tải k t Pdm10 I tt  k t I dm  3U dm cos  dm dm ;A (4) Trong : k t - hệ số mang tải Trường hợp dây dẫn điện cho nhóm phụ tải n P dmi I tt  k yc i 1 3U dmCos tb ;A (5) Trên sở dịng điện tính tốn chọn dây dẫn cho phù hợp.[1,2] Hiện hầu hết phòng điện xí nghiệp mỏ thực tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện Tuy nhiên triển khai lắp đặt thực công nhân kỹ thuật phân xưởng Trong trình sản xuất, có thay đổi mạng điện phân xưởng, việc tính tốn chọn cáp thực theo kinh nghiệm cơng nhân kỹ thuật có tính tốn chi tiết Vì thực tế khảo sát cho thấy, số tuyến cáp làm việc trạng thái khơng bình thường (phát nhiệt q mức cho phép) dẫn đến nguy phát sinh cố nghiêm trọng, tuổi thọ cáp giảm đáng kể già hóa cách điện Đối với máy biến áp khu vực, tình trạng tải số lượng phụ tải gia tăng thường xuyên xảy Việc tính tốn tình trạng mang tải máy biến áp lần đấu nối bổ sung phụ tải không phân xưởng trọng Để thuận tiện cho việc tính tốn lại hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng thay đổi phụ tải Ứng dụng phần mềm Matlab xây dựng giao diện thực tính tốn kiểm tra thơng số kỹ thuật mạng cần thiết, giúp công nhân kỹ thuật phân xưởng sản xuất thực tính tốn nhanh chóng, dễ dàng thuận tiện, rút ngắn thời gian tính tốn phân xưởng chủ động vấn đề thay đổi mạng điện có đề xuất kịp thời với cấp Các yêu cầu cấu hình máy tính cài đặt chương trình: + CPU: Intel, Corei3 trở lên + Ram: tối thiểu 2GB + Ổ cứng HHD SSD dung lượng tối thiểu 100GB; + Màn hình máy tính: 14inch lớn + Hệ điều hành: Window trở lên + Sử dụng phần mềm Matlab 2013a (win 32 bit) 2013b (win 64bit) cao 2.3 Chương trình tính toán (thực cửa sổ M-file) Trước tiên cần xác định tốn cần tính tốn sau thực theo nội dung sau: Viết chương trình tính tốn Matlab theo u cầu tốn (thực cửa sổ Mfile),[2] Bùi Trung Kiên, Nguyễn Văn Chung, Kubrin S.S Tập San – Trường Đại Học Cơng Nghiệp Quảng Ninh – Số 45 – 2018 Hình Cửa sổ M-file thực viết chương trình tính tốn Ví dụ chương trình tính tốn chọn dây dẫn thực sổ M-file function choncaptheodkdongnungnong Pdmi=input('Nhap cong suat dinh muc cua cac dong co(kW): Pdmi='); Cosphii=input('Nhap he so cong suat cua cac dong co tuong ung: Cosphii='); Udm=input('Nhap dien ap dinh muc cua mang(V): Udm='); k1=input('Nhap he so hieu chinh nhiet moi truong dat cap): k1='); k2=input('Nhap he so hieu chinh nhiet ke den so luong cap gan nhau): k2='); n=length(Pdmi); Pt=sum(Pdmi); Pmax=max(Pdmi); Cosphitb=sum(Pdmi.*Cosphii)/Pt; if n