“ Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp” A.Dữ kiện: Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng. Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70%. Hao tổn điên áp cho phép trong mạng điện hạ áp 〖∆U〗_cp= 3,5%. Hệ số công suất cần nâng lên là cosφ=0,90. Hệ số chiết khấu i=12%. Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện S_k= MVA. Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch t_k=2,5. Giá thành tổn thất điện năng c_∆=1500 đ∕kWh; suất thiệt hại do mất điện g_th=800đ∕kWh. Đơn giá tụ bù là 110.103đ∕kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ 〖∆P〗_b=0.0025 kW∕kVAr. Giá điện trung bình g=1250 đ∕kWh. Điện áp lưới phân phối là 22 kV. Thời gian sử dụng công suất cực đại T_M=4500(h). Chiều cao phân xưởng h=4,7 (m). Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=150(m). Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện.
Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh Mục lục Chương 1: Tính tốn chiếu sáng cho phân xưởng 1.1 Các u cầu chung 1.2 Tính tốn chiếu sáng cho phân xưởng Chương 2: Tính tốn phụ tải điện 2.1 Tính tốn phụ tải chiếu sáng……………… 2.2 Tính tồn phụ tải thơng thống làm mát………………… 2.3 Tính tốn phụ tải động lực……………… 2.3.1 Phân chia nhóm thiết bị……………………… 2.3.2 Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm phụ tải động lực 2.4 Tính tốn phụ tải tổng hợp………… Chương 3: Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng 3.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp(TBA) phân xưởng…… 3.1.1 Xác định tâm nhóm phụ tải phân xưởng…… 3.1.2 Vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng…… 3.2 Chọn công suất số lượng máy biến áp……………… 3.2.1 Chọn số lượng máy biến áp………… 3.2.2 Chọn công suất máy biến áp………………… 3.2.3 Chọn máy biến áp cho phân xưởng………… 3.2.4 Chọn dây dẫn từ nguồn tới trạm biến áp phân xưởng… 3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 3.3.1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng……… 3.3.2 Chọn trạm phân phối tủ động lực……………… 3.3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu…………… Chương 4: Lựa chọn kiểm tra thiết bị sơ đồ nối điện 4.1 Chọn dây dẫn mạng động lực 4.2 Chọn dây dẫn mạng chiếu sáng 4.3 Tính tốn ngắn mạch 4.3.1 Tính tốn ngắn mạch phía cao áp mạng điện 4.3.2 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp mạng điện kiểm tra 4.4 Chọn thiết bị bảo vệ đo lường Chương 5: Tính tốn chế độ mạng điện 5.1 Xác định hao tổn điện áp đường dây máy biến áp 5.2 Xác định tổn hao công suất 5.3 Xác định tổn thất điện Chương 6: tính chọn bù nâng cao hệ số công suất 6.1 Xác định dung lượng bù cần thiết SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh 6.2 Lựa chọn vị trí đặt tụ bù 6.3 Đánh giá hiệu bù cơng suất phản kháng 6.4 Phân tích kinh tế-tài bù cơng suất phản kháng SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghiệp đóng vai trị quan trọng cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Điện nguồn lượng sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân Nhu cầu điện ngày tăng Vì vậy, việc nâng cao chất lượng điện, an tồn việc sử dụng trang bị kiến thức hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu thiết yếu người sinh hoạt sản xuất, cung cấp điện cho khu vực kinh tế trọng điểm, khu chế xuất, xí nghiệp nhà máy cần thiết Do đó, việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho ngành nghề cụ thể cần đem lại hiệu thực tiễn cao, đáp ứng nhu cầu tương lai Trong số “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp” đề tài có tính thiết thực cao Nếu giải vấn đề góp phần khơng nhỏ cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Đồ án môn học “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí”giúp cho sinh viên ngành hệ thống điện làm quen với hệ thống cung cấp điện Công việc làm đồ án giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức học để nghiên cứu thực nhiệm vụ tương đối toàn diện lĩnh vực sản xuất, truyền tải phân phối điện Với giúp đỡ nhiệt tình thầy Th.s Phạm Anh Tuân thầy cô môn đến đồ án môn học em hồn thành Vì lần em làm đồ án, kinh nghiệm lực hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em kính mong nhận đóng góp ý kiến, điều chỉnh thầy cô khoa, nhà trường để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh Hà Nội, ngày….tháng… năm 2015 Sinh viên Thiết kế cung cấp điện ĐỀ BÀI: Đề 46A “ Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp” A.Dữ kiện: Thiết kế mạng điện cung cấp cho phân xưởng với số liệu cho bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng Tỷ lệ phụ tải điện loại I 70% Hao tổn điên áp cho phép mạng điện hạ áp = 3,5% Hệ số công suất cần nâng lên cosφ=0,90 Hệ số chiết khấu i=12% Công suất ngắn mạch điểm đấu điện = MVA Thời gian tồn dòng ngắn mạch =2,5 Giá thành tổn thất điện =1500 đ∕kWh; suất thiệt hại điện =800đ∕kWh Đơn giá tụ bù 110.đ∕kVAr, chi phí vận hành tụ 2% vốn đầu tư, suất tổn thất tụ =0.0025 kW∕kVAr Giá điện trung bình g=1250 đ∕kWh Điện áp lưới phân phối 22 kV Thời gian sử dụng công suất cực đại =4500(h) Chiều cao phân xưởng h=4,7 (m) Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=150(m) Các tham số khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện Số hiệu Công suất đặt P, Kw theo phương án Tên thiết bị Hệ số ksd cosφ A sơ đồ 1; 2; 3; 19; Máy tiện ngang 20; 26; 27 0,35 0,67 12+17+18+22+18+12+18 bán tự động 4; 5; 7; 8; 24 11 9; 10; 12 13 Máy tiện xoay 0,32 0,68 1,2+2,8+ 5,5+12+10 Máy tiện xoay Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy khoan định tâm 0,3 0,65 7,5 0,26 0,56 2,8 0,37 0,66 4+ 8,5 +5 0,3 0,58 2,2 SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh 14; 15; 16; Máy tiện bán tự 0,41 0,63 +4,5 +4,5 +8,5 17 18 21; 22; 23; 28;29; 30; 31 25; 32; 33 động Máy mài nhọn 0,45 0,67 2,8 Máy tiện ren 0,47 0,70 2,8 +4 +3+4+7,5+12+7,5 Máy doa Máy hàn hồ quang Máy biến áp hàn ɛ=0,4 Máy tiện ren Máy hàn xung Máy chỉnh lưu hàn 0,45 0,63 + 5,5 + 0,53 0,9 33 0,45 0,58 40 34 35 36 37 38; 39 SVTH:Trần Thành Trung 0,4 0,32 0,46 0,60 0,55 0,62 12 22 24; 20 L ớp Đ7H4 Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh Hình 1: Sơ đồ mặt phân xưởng khí - sửa chữa No4 B Nội dung thuyết minh gồm phần sau: I, Thuyết minh 1.Tính tốn chiếu sáng cho phân xưởng 2.Tính tốn phụ tải điện: 2.1 Phụ tải chiếu sáng 2.2 Phụ tải thơng thống làm mát 2.3 Phụ tải động lực 2.4 Phụ tải tổng hợp SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh 3.Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng 3.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 3.2 Chọn công suất số lượng máy biến áp 3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu (so sánh phương án) 4.Lựa chọn kiểm tra thiết bị sơ đồ nối điện: 4.1 Chọn dây dẫn mạng động lực, dây dẫn mạng chiếu sáng; 4.2 Tính tốn ngắn mạch 4.3 Chọn thiết bị bảo vệ đo lường Tính tốn chế độ mạng điện 5.34 Xác định hao tổn điện áp đường dây máy biến áp 5.35 Xác định hao tổn công suất 5.36 Xác định tổn thất điện Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất 6.1 Xác định dung lượng bù cần thiết 6.2 Lựa chọn vị trí đặt tụ bù 6.3 Đánh giá hiệu bù công suất phản kháng 6.4 Phân tích kinh tế-tài bù cơng suất phản kháng Tính tốn nối đất chống sét 7.1 Tính tốn nối đất 7.2 Tính chọn thiết bị chống sét Dự tốn cơng trình 8.1 Danh mục thiết bị 8.2 Xác định tham số kinh tế II Bản vẽ Sơ đồ mạng điện mặt phân xưởng với bố trí tủ phân phối, thiết bị Sơ đồ nguyên lý mạng điện có rõ mã hiệu tham số thiết bị chọn Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến áp Sơ đồ chiếu sáng sơ đồ nối đất Bảng số liệu tính tốn mạng điện SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 Đồ án Cung cấp điện Tuân CHƯƠNG : GVHD:Th.s Phạm Anh TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 1.1 Các yêu cầu chung Thiết kế chiếu sáng đảm bảo yêu cầu sau: - Không bị lóa mắt - Khơng lóa phản xạ - Khơng có bóng tối - Phải có độ rọi đồng - Phải đảm bảo độ sáng đủ ổn định - Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày Chọn loại bóng đèn chiếu sáng gồm 02 loại: bóng đèn sợi đốt bóng đèn huỳnh quang Các phân xưởng thường dùng bóng đèn huỳnh quang đèn huỳnh quang có tần số 50 Hz thường gây ảo giác không quay cho động nguy hiểm cho người vận hành Do người ta thường dùng bóng đèn sợi đốt Bố trí đèn: thường bố trí theo góc hình vng hình chữ nhật 1.2 Tính tốn chiếu sáng Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất cơng nghiệp có kích thước HxDxW 36x24x4,7 m Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu xám với độ rọi yêu cầu Eyc = 50 (lux) Theo biểu đồ Kruitho ứng với độ rọi 50 (lux) nhiệt độ màu càn thiết = 3000 K cho môi trường ánh sáng tiện nghi Mặt khác phân xưởng sản xuất có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn sợi đốt có cơng suất 200 (W) với quang thông F=3000 (lm) ( bảng 45.pl.BT) Chọn độ cao treo đèn h’ = 0,5 (m) Chiều cao mặt làm việc = 0,9 (m) Chiều cao tính tốn h = H = 4,7 0,9 = 3,8 (m) h h' H h'' Tỷ số treo đèn: J = = = 0,116 Thỏa mãn yêu cầu SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách đèn xác định L’/h = 1,5 ( bảng 12.4 [TK2]) tức là: L’ = 1,5 h = 1,5 3,8 = 5,7 (m) Hệ số không gian: = = = 3,789 Căn đặc điểm nội thất chiếu sáng coi hệ số phản xạ trần tường 50 : 30 (bảng 2.12) Tra bảng 47.pl.[TK2] phụ lục ứng với hệ số phản xạ nêu hệ số không gian = 3,789 ta tìm hệ số sử dụng = 0,58 Hệ số dự trữ lấy =1,2 , hệ số hiệu dụng đèn η = 0,58 Xác định quang thơng tổng: = Trong : : Độ rọi yêu cầu S : Diện tích phân xưởng : Hệ số dự trữ (thường lấy 1,21,3 ) η : Hiệu suất đèn : Hệ số sử dụng quang thông đèn Thay số ta được: = = = 154102,259 (lm) Số lượng đèn tối thiểu : N= Với : Quang thông tổng : Quang thông đèn Thay số ta có : N = = = 51,367 Căn vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách đèn = 4,1 (m) = 4,1 (m), từ tính q = 1,6 , p = 1,75 SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh 24m 4.1m 36m 1.6m 4,1m 1.75m Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ đồng ánh sáng điểm : q p Hay 1,6 1,75 Thỏa mãn Như bố trí đèn hợp lý Vậy tổng số đèn lắp đặt 54 bóng Ta bố trí 06 dãy đèn, dãy gồm 09 bóng, khoảng cách đèn 4,1 m theo chiều rộng 4,1 m theo chiều dài phân xưởng Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần 1,75 m theo chiều rộng 1,6 m theo chiều dài Kiểm tra độ rọi thực tế: E= Trong đó: : Quang thơng đèn N : Số lượng đèn η : Hiệu suất đèn SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 10 Đồ án Cung cấp điện Tuân T438 TP PT5 pt 2423 T524 T525 pt 3130 T531 T532 pt3 233 T539 GVHD:Th.s Phạm Anh 24 30,372 38,71 58,814 18,972 25 125 114 2,5 0,73 0,095 0,134 46,9 53,816 71,385 54,229 17,493 25 125 228 21,15 0,73 0,095 1,095 3,064 4,286 6,512 2,101 10 73 66,576 2,7 1,83 0,109 0,041 13 13,843 18,99 28,852 9,307 10 73 66,576 12 1,83 0,109 0,799 4,93 6,349 9,646 3,112 10 73 66,576 13,8 1,83 0,109 0,285 12 12,242 17,143 26,046 8,402 10 73 66,576 2,9 1,83 0,109 0,178 19,5 19,894 27,857 42,324 13,653 16 95 86,64 8,3 1,15 0,101 0,534 13,5 16,642 21,429 32,558 10,503 16 95 86,64 9,4 1,15 0,101 0,426 9,861 12,698 19,293 6,223 10 73 66,576 2,4 1,83 0,109 0,099 20 25,31 32,258 49,011 15,810 16 73 66,576 Tổng 2,5 1,15 0,101 0,168 SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 39 Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh Tính tốn tổn hao điện áp cực đại mạng điện hạ áp cho phương án - Hao tổn điện áp cực đại từ TBA – TPP – TĐL1 – thiết bị TĐL1: ΔU1 = ΔUTBA-TPP + ΔUTPP-TĐL1 + ΔUmaxTĐL1-tb = 0,062 + 1,762 + 0,369 = 2,193 (V) - Tương tự ta có: ΔU2 = 0,062 + 2,248 + 0,345 = 2,655 (V) ΔU3 = 0,062 +0,292 + 0,837 = 1,191 (V) ΔU4 = 0,062 + 0,703 + 0,418 = 1,183 (V) ΔU5 = 0,062 + 1,095 + 0,509 = 1,666 (V) => Hao tổn cực đại mạng điện hạ áp ΔUmax = ΔU2 = 2,655 (V) SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 40 Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh Phương án 2: Đặt tủ phân phối góc trái cáo phân xưởng gần TBA, tủ động lực đặt hình vẽ 34 26 19 13 35 27 20 14 15 36 28 37 21 16 17 29 38 30 39 31 22 18 11 10 23 24 12 32 25 33 SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 41 Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh Hình 2.9 Sơ đồ dây phương án Bảng 3.4 Kết lựa chọn dây dẫn cho phương án Công suất Đoạn dây TBATPP TPPT1 pt6-1 T1-2 T1-6 T1-7 T1-8 T1-13 T1-14 pt1415 TPPT2 T2-3 pt11-4 pt12-5 pt16-9 pt1710 T2-11 T2-12 T2-16 T2-17 T2-18 TPPT3 T3-19 T3-20 T3-26 T3-27 T3-34 Dòng Tiết diện P (kW) Q kVAr I (A) F (mm2) Ftc S (kVA) 164,3 170,218 236,579 179,722 57,98 39,127 12 17 19,5 5,5 12 2,2 7,5 44,18 13,295 18,836 22,064 5,93 12,939 3,09 9,245 59,015 17,91 25,373 29,446 8,088 17,647 3,793 11,905 44,832 27,211 38,550 44,739 12,288 26,812 5,763 18,088 4,5 5,547 7,143 36,335 18 1,2 2,8 42,142 19,944 1,294 3,02 4,554 8,5 7,8 8,5 17 2,8 93,92 22 18 12 18 33 Tổn hao Icp (A) Isc (A) L (m) r0 Ω/km x0 Ω/km ΔU (V) ΔA (kWh) v0.1 đ/k 70 235 428,6 0,8 0,15 0,078 0,06 111,67 278 14,46 8,778 12,44 14,43 3,964 8,649 1,859 5,835 16 10 16 16 10 10 10 10 95 73 95 95 73 73 73 73 173,3 66,58 86,64 86,64 66,58 66,58 66,58 66,58 17 1,7 2,3 5,8 1,3 2,3 1,15 1,83 1,15 1,15 1,83 1,83 1,83 1,83 0,101 0,109 0,101 0,101 0,109 0,109 0,109 0,109 1,106 0,105 0,395 0,389 0,065 0,357 0,015 0,089 682,350 20,001 103,874 119,913 5,519 66,250 0,686 11,956 83,5 69,7 83,5 83,5 69,7 69,7 69,7 69,7 10,853 3,501 10 73 66,58 1,1 1,83 0,109 0,026 2,059 69,7 55,643 26,866 1,765 4,118 6,061 42,270 40,819 2,682 6,257 9,209 13,64 13,17 0,865 2,018 2,971 16 16 10 10 10 95 95 73 73 73 173,3 86,64 66,58 66,58 66,58 26 4,6 2,3 1,7 1,7 1,15 1,15 1,83 1,83 1,83 0,101 0,101 0,109 0,109 0,109 1,575 0,275 0,014 0,024 0,035 927,743 76,529 0,263 1,057 2,291 83,5 83,5 69,7 69,7 69,7 9,676 5,436 8,711 10,1 20,153 3,102 12,879 6,749 11,693 13,201 26,366 4,179 19,568 10,254 17,766 20,057 40,059 6,349 6,312 3,308 5,731 6,47 12,92 2,048 10 10 10 10 16 10 73 73 73 73 95 73 66,58 66,58 66,58 66,58 86,64 66,58 1,1 5,2 11 1,8 5,1 1,83 1,83 1,83 1,83 1,15 1,83 0,109 0,109 0,109 0,109 0,101 0,109 0,048 0,108 0,441 0,079 0,057 0,073 6,692 8,688 55,165 11,505 16,023 3,267 83,5 69,7 69,7 69,7 83,5 69,7 98,794 24,376 19,944 13,295 19,944 15,983 136,313 32,836 26,866 17,91 26,866 36,667 103,553 49,889 40,819 27,211 40,819 55,710 33,4 16,09 13,17 8,778 13,17 17,97 35 25 16 10 16 25 150 125 95 73 95 125 273,6 114 86,64 66,58 86,64 114 9,4 5,7 6,6 2,9 3,2 3,2 0,52 0,73 1,15 1,83 1,15 0,73 0,09 0,095 0,101 0,109 0,101 0,095 0,714 0,276 0,395 0,179 0,191 0,216 910,209 89,922 109,803 34,120 53,238 62,949 124 99, 83,5 69,7 83,5 99, SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 42 Đồ án Cung cấp điện Tuân T3-35 TPPT4 pt2821 pt2922 T4-28 T4-29 T4-36 T4-37 T4-38 TPPT5 pt3023 T5-24 T5-25 T5-30 T5-31 T5-32 pt3233 T5-39 GVHD:Th.s Phạm Anh 40 56,181 68,966 104,783 33,8 35 150 136,8 0,52 0,09 0,068 49,572 124 46,848 59,91 76,052 57,775 18,64 25 125 228 18 0,73 0,095 0,945 761,644 99, 2,8 2,857 6,077 1,96 10 73 66,58 2,7 1,83 0,109 0,039 1,585 69,7 6,8 11,5 12 22 24 4,08 6,937 11,733 16 33,407 30,372 5,714 9,714 16,429 20 40 38,71 8,682 14,759 24,961 30,387 60,774 58,814 2,8 4,761 8,052 9,802 19,6 18,97 10 10 10 10 25 25 73 73 73 73 125 125 66,58 66,58 66,58 66,58 114 114 2,8 2,3 8,2 5,3 1,83 1,83 1,83 1,83 0,73 0,73 0,109 0,109 0,109 0,109 0,095 0,095 0,041 0,104 0,164 0,143 0,415 0,285 69,7 69,7 69,7 69,7 99, 99, 46,9 53,816 71,385 54,229 17,49 25 125 228 28 0,73 0,095 1,45 2,395 10,383 27,720 33,745 191,965 116,201 1043,83 10 15 7,5 13,5 3,061 10,775 4,93 15,304 7,651 16,642 4,286 14,7 6,349 21,714 10,714 21,429 6,512 22,334 9,646 32,991 16,278 32,558 2,101 7,205 3,112 10,64 5,251 10,5 10 10 10 16 10 16 73 73 73 95 73 95 66,58 66,58 66,58 86,64 66,58 86,64 2,2 6,1 7,1 6,9 2,7 1,83 1,83 1,83 1,15 1,83 1,15 0,109 0,109 0,109 0,101 0,109 0,101 0,034 0,313 0,147 0,341 0,115 0,122 1,482 48,348 10,497 74,988 12,631 28,578 69,7 69,7 69,7 83,5 69,7 83,5 20 9,849 25,31 12,698 32,258 19,293 49,011 6,223 15,81 10 16 73 95 Tổng 66,58 86,64 2,4 4,5 1,83 1,15 0,109 0,101 0,099 0,303 14,194 107,932 69,7 83,5 SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 43 99, Tính tổn hao điện áp tương tự phương án 1, ta tổn hao lơn mạng điện hạ áp phương án 2: ΔUmax = ΔU2 = 0,062 + 1,576 + 0,441 = 2,079 (V) ● Tổng kết lựa chọn phương án tối ưu - Xét tiêu kĩ thuật: Tổn thất điện áp cho phép: ΔU = = = 19 (V) Như hai phương án có ΔUmax < ΔUcp = 19 (V) Nên hai thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật - Xét tiêu kinh tế: So sánh độ chênh lệch mặt kinh tế phương án, chênh lệch ≤ 5% coi tương đương mặt kinh tế Ta có bảng thống kê sau: Bảng 2.6: Bảng so sánh tiêu kinh tế - kỹ thuật hai phương án Phương án ΔUTBA-TPP 0,062 0,062 ΔUmaxTPP-TĐL ΔUmaxTĐL-tb 2,248 1,579 0,345 0,441 Z (.103 đ/năm) 15023,9 14343,6 Sự chênh lệch chi phí xác định bởi: ΔZ = 100 = 100 = 4,528% < 5% nên hai phương án tương đương mặt kinh tế.Nhưng ta chọn phương án phương án có chi phí kinh tế nhỏ tổng tổn thất nhỏ Vậy phương án phương án tối ưu => Chọn sơ đồ dây phương án để cấp điện cho phân xưởng CHƯƠNG LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ CỦA SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN Các thiết bị điện, sứ cách điện phận dẫn điện khác hệ thống điện điều kiện vận hành 03 chế độ sau: • Chế độ làm việc lâu dài • Chế độ làm việc tải • Chế độ chịu dòng điện ngắn mạch Trong chế độ làm việc lâu dài,các thiết bị điện,sứ cách điện phận khác làm việc tin cậy chúng chọn theo điện áp dòng điện định mức Trong chế độ tải, dòng điện qua thiết bị điện phận dẫn điện khác lớn so với dòng điện định mức Nếu mức q tải khơng vượt q cho phép thiết bị điện làm việc tin cậy Trong tình trạng ngắn mạch, khí cụ điện,sứ cách điện phận dẫn điện khác đảm bảo làm việc tin cậy q trình chọn lựa chúng có thông số theo điều kiện ổn định động ổn định nhiệt Tất nhiên ngắn mạch, để hạn chế tác hại cần phải nhanh chóng loại trừ tình trạng ngắn mạch Như vậy, dịng điện ngắn mạch số liệu quan trọng để lựa chọn kiểm tra thiệt bị điện Đối với máy cắt, máy cắt phụ tải cầu chì, lựa chọn cần phải kiểm tra khả cắt chúng Tóm lại, việc lựa chọn đắn thiết bị điện có ý nghĩa quan trọng đảm bảo cho hệ thống cung cấp điện vận hành an toàn kinh tế 4.1 Chọn tiết diện dây dẫn mạng động lực, dây dẫn mạng chiếu sáng 4.1.1 Dây dẫn mạng động lực Việc tính tốn mạng điện để xác định tiết diện đoạn dây, chọn thiết bị bảo vệ tham số chúng, Việc lựa chọn tiết diện dây dẫn thiết bị thiết phải tuân theo quy trình quy phạm hành, Các dây dẫn cung cấp điện cho thiết bị pha (dây pha dây trung tính) phải có tiết diện nhau, Việc chọn dây cáp bảo vệ phải thỏa mãn số điều kiện đảm bảo an toàn cho thiết bị người sử dụng, dây dẫn phải: - Có khả làm việc bình thường với phụ tải cực đại có khả chịu tải khoảng thời gian xác định; - Không gây ảnh hưởng xấu đến chế độ làm việc bình thường thiết bị có dao động điện ngắn hạn, ví dụ mở máy động cơ, đóng cắt mạch điện v v… Các thiết bị bảo vệ (aptomat, cầu chảy) phải: - Bảo vệ an toàn cho mạch điện (dây cáp, v,v,) chống dòng điện (quá tải ngắn mạch) - Bảo đảm an toàn cho người sử dụng tình tiếp xúc trực tiếp tiếp xúc gián tiếp, Dây dẫn chọn cho mạng điện làm việc bình thường mà khơng gây q nhiệt, muốn giá trị dịng điện cực đại xuất mạch không vượt giá trị dòng điện cho phép loại dây dẫn, Sơ đồ khối (logigram) lựa chọn tiết diện dây dẫn thiết bị bảo vệ mạng điện nhà thể hình 5,11, Dịng điện cho phép giá trị lớn mà dây dẫn tải vô hạn định mà không làm ảnh hưởng đến tuổi thọ, Ứng với tiết diện xác định, dòng cho phép cực đại phụ thuộc vào số tham số sau: - Kết cấu cáp đường dẫn (lõi Cu Al; cách điện PVC EPR v v số dây dẫn hoạt động); - Nhiệt độ môi trường xung quanh; - Phương thức lắp đặt dây dẫn; - Ảnh hưởng mạch điện lân cận, Dây dẫn mạng điện nhà sử dụng dây cáp dây cách điện, Tiết diện dây dẫn lựa chọn theo dòng điện cho phép: IM ≤ Icp Trong đó: IM - giá trị dịng điện làm việc cực đại chạy dây dẫn, xác định theo biểu thức: ntb i I M = k đt ∑ I lv.i i =1 Trong đó: Ilv,i – dịng điện làm việc thiết bị thứ i; kđt – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào công suất số lượng thiết bị điện cung cấp; ntbi – số lượng thiết bị cung cấp đoạn dây xét, Icp – giá trị dòng điện cho phép cực đại dây dẫn chọn, phụ thuộc vào nhiệt độ đốt nóng chúng, giá trị dịng cho phép tính biếu thức: Icp = khc Icp,n Trong đó: Icp,n – dòng điện cho phép lâu dài dây dẫn điều kiện bình thường; khc – hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện thực tế: khc= k1 k2 k3 k1 – hệ số phụ thuộc vào phương thức lắp đặt dây dẫn mạch điện lắp đặt hầm cáp kín, nên ta chọn k1 = 0,95 k2 – hệ số phụ thuộc vào số lượng dây cáp đặt chung hào cáp k3 - hệ số hiệu chỉnh, phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình thực tế nơi lắp đặt 4.1.2 Chọn dây dẫn cho mạng chiếu sáng Ta chọn dây dẫn cho mạng chiếu sáng chung chiếu sáng cục lấy điện chỗ qua mạng điện động lực Mạng chiếu sáng lấy điện từ tủ phân phối lấy điện từ tủ động lực mở máy gây sụt áp lớn, ảnh hưởng đến chất lượng chiếu sáng Dây dẫn cung cấp điện từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng cáp đồng pha, cịn dây đến bóng dây đồng.Tủ điện chiếu sáng đặt cửa vào phân xưởng ( phía cửa với tủ phân phối ) để tiện cho việc bật tắt O Hình 4.1 Sơ đồ mạng điện chiếu sáng Mạng điện chiếu sáng xây dựng với rẽ nhánh, rẽ nhánh gồm bóng Như cơng suất mạch nhánh phải chịu 9.0,2 = 1,8 (kW) - Chọn dây dẫn từ TPP tới TCS Dòng điện chạy dây dẫn: I= 10,8 P cs = = 16,41 3.U cos ϕ cs 3.0,38.1 (A) Vậy tiết diện cần thiết là: I 16,41 F= = = 5,29 jkt 3,1 (mm²) Ta chọn cáp XLPE có =3,33 (Ω.km), = 0,09(Ω/km) theo bảng 24.pl.[TK1] =54 (A) theo bảng 18.pl[TK1] Kiểm tra điều kiện dòng điện cho phép Theo phương thức mắc hào cáp tra bảng 15.pl[TK1]- 17.pl[TK1] xác định hệ số hiệu chỉnh sau: : hệ số phụ thuộc vào phương thức lắp đặt ( = 0,95) : hệ số phụ thuộc vào số lượng mạch cáp (= 1) : hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trường ( = 0,96) Dịng điện hiệu chỉnh cho phép: = 0,95.1.0,96.54 = 49,248 Tiết diện dây thoả mãn Chọn dây dẫn nhánh: Dòng điện chạy nhánh Pn 1,8 In = = = 2,735 3.U cos ϕ cs 3.0,38.1 (A) Vậy tiết diện cần thiết là: I 2,735 F= n = = 0,88 j kt 3,1 (mm²) Ta chọn cáp XLPE 2,5 có =0,8 (Ω/km) , = 0,09 (Ω/km) theo bảng 24.pl[TK2] có = 30 (A) theo bảng 18.pl[TK2] Dịng điện hiệu chỉnh cho phép là: k1 k k I cp = 0,95.1.0,96.30 = 27,36 Tiết diện dây thoả mãn Bảng 4,1 Tiết diện dây chiếu sáng Đoạn TPP-TCS M1 M2 M3 M4 M5 M6 F (mm²) 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 Ngồi cịn cần phải chọn dây dẫn cho bóng đèn nhà vệ sinh phịng thay đồ Có tất 04 bóng, cơng suất chúng khơng lớn nên để đơn giản cần chọn dây đồng pha với tiết diện 1,5 (mm²) 4.2 Tính tốn ngắn mạch 4.2.1 Tính tốn ngắn mạch phía cao áp Các dạng ngắn mạch thường xuyên xảy hệ thống cung cấp điện ngắn mạch (3) pha N , ngắn mạch pha – đất N(1,1) Trong ngắn mạch pha cố nguy hiểm thường vào ngắn mạch pha để lựa chọn thiết bị điện Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn thiết bị điện mạng cao áp ta cần xét đến điểm ngắn mạch: - N: Điểm ngắn mạch trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt góp (Ngắn mạch phía cao áp) - N1 – N3: Điểm ngắn mạch phía hạ áp để kiểm tra cáp thiết bị hạ áp phân xưởng - Sơ đồ thay Hình 3.4 Sơ đồ thay Khi tính tốn ta coi cơng suất cung cấp cho điểm ngắn mạch công suất định mức máy cắt đầu đường dây Khi điện kháng hệ xác định gần theo công thức: Xnguồn = = = = 266,805(Ω) (3.1) Thông số đường dây Nguồn – TBA: Dây D1, mã hiệu AC 35 có r0 = 0,85 (Ω/km) , x0 = 0,438 (Ω/km) , Icp = 175 (A), L=198 m RD1 = = XD1 = = 0,85.0,15 = 0,064 (Ω) 0,438.0,15 = 0,033(Ω) Tính ngắn mạch N: R = RD1 = 0,064 (Ω) X = XNguồn + XD1 = 266,805 + 0,033 = 266,838 (Ω) 0,064 + 266,8382 ≈ 266,838 (Ω) Z= = 22 3.266,838 ⇒ IN = = Ixk.N = kxk.IN ≈ 0,0476 (kA) Với: kxk = 1,8 (Phụ lục A – Bảng 7.pl.BT) ⇒ Ixk.N = 1,8.0,0476 ≈ 0,121 (kA) - Sơ đồ thay thế: - Thơng số nguồn quy phía hạ áp Xnguồn.hạ = Xnguồn.cao = 266,81 = 0,0796 (Ω) - Thông số đường dây Nguồn –TBA quy phía hạ áp RD1.hạ = RD1.cao = 0,064 = 1,91.10-5 (Ω) XD1.hạ = XD1.cao = 0,033 = 9,845.10-6 (Ω) - Thơng số TBA Có MBA, máy có Sđm = 160 (kVA), ΔPk= 2,95 (kW), ΔP0 = 0,5 (kW), Uk% = 4% RTBA = 106 = 106 = 8,32 (mΩ) XTBA = 104 = = 18,05 (mΩ) => ZTBA = = = 19,875 (mΩ) - Thơng số đường dây phía hạ áp Dây D2 XPLE.70 có r0 = 0,27 (Ω/km), x0 = 0,083 (Ω/km), LD2 = 0,0008 (km) RD2 = r0 = 0,27 = 1,08.10-4 (Ω) XD2 = x0 = 0,083 = 3,32.10-5 (Ω) Dây D3 XPLE.16 có r0 = 1,15 (Ω/km), x0 = 0,101(Ω/km), LD3 = 0,017 (km) RD3 = r0 = 1,15 = 9,775.10-3 (Ω) XD3 = x0 = 0,101 = 8,585.10-4 (Ω) 3.3.3 Tính tốn ngắn mạch ● Tính tốn ngắn mạch điểm N1 R1 = RTBA = 8,32 (mΩ) X1 = Xnguồn.hạ + XTBA = 79,6 + 18,05 = 97.65 (mΩ) => Z1 = = = 98,004 (mΩ) Dòng ngắn mạch: IN1 = = = 2,239 (kA) Dịng điện xung kích: Ixk.N1 = kxk.IN1 Với = = 11,779 => kxk = 1,88 tra Phụ lục A – bảng 6.pl.BT Vậy Ixk.N1 = 1,88.2,239 = 5,953 (kA) ● Tính tốn ngắn mạch N2 R2 = R1 + RD2 = 8,32 + 0,108 =8,428 (mΩ) X2 = X1 + XD2 = 97,65 + 0,0332 = 97,6832 (mΩ) Z2 = = = 98,046 (mΩ) Dòng ngắn mạch: IN2 = = = 2,238 (kA) Với = = 11,633 => kxk = 1,88 tra Phụ lục A – bảng 6.pl.BT Dòng điện xung kích: IxkN2 = 1,88.2,238 = 5,950 (kA) ● Tính tốn ngắn mạch N3 R3 = R2 + RD3 = 8,428 +9,775 = 18,203 (mΩ) X3 = X2 + XD3 = 97,6832 +0,8585 = 98,5417 (mΩ) => Z3 = = 100,209 (mΩ) Dòng điện ngắn mạch: IN3 = = = 2,189 (kA) Với = = 5,413 => kxk = 1,56 tra Phụ lục A – bảng 6.pl.BT Dòng điện xung kích: IxkN3 = 1,56.2,189 = 4,829 (kA) Tính toán tương tự cho đoạn đường dây khác ta có bảng sau: Bảng 3.13: Bảng kết tính tốn ngắn mạch Đoạn R1 dây (mΩ) Nguồn 8,32 TĐL1 Nguồn 8,32 TĐL2 Nguồn 8,32 TĐL3 Nguồn 8,32 TĐL4 Nguồn 8,32 TĐL5 X1 (mΩ) LD2 (m) RD2 (mΩ) XD2 (mΩ) (m) (mΩ ) (mΩ ) 97,65 0,8 0,108 0,0332 17 9,775 0,8585 18,203 97,65 0,8 0,108 0,0332 26 14,95 1,313 23,378 97,65 0,8 0,108 0,0332 3,84 0,998 0,173 9,426 97,65 0,8 0,108 0,0332 13,4 4,891 0,6365 13,319 97,65 0,8 0,108 0,0332 21,1 7,72 1,005 (mΩ) 16,148 Z3 (mΩ) 100,20 101,71 2,189 98,309 2,232 98,32 99,218 2,211 98,68 100 2,194 (mΩ) 98,54 98,99 97,85 IN3 (kA) 2,157 ... hóa, đại hóa đất nước Đồ án môn học “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí”giúp cho sinh viên ngành hệ thống điện làm quen với hệ thống cung cấp điện Công việc làm đồ án giúp... SVTH:Trần Thành Trung L ớp Đ7H4 Đồ án Cung cấp điện Tuân GVHD:Th.s Phạm Anh Hà Nội, ngày….tháng… năm 2015 Sinh viên Thiết kế cung cấp điện ĐỀ BÀI: Đề 46A “ Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất... hợp làm phương án nối điện phân xưởng 3.4.2.2 Chọn phương án tối ưu Để cung cấp điện có nhiều phương án dây, dùng sơ đồ hình tia có độ cung cấp điện cao,có thể sử dụng sơ đồ đường trục hỗn hợp