LỜI NÓI ĐẦU BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN BỘ LAO ĐỘNG TB XH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Độc lập Tự do Hạnh phúc BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN KHOA ĐIỆN BỘ MÔN LÝ THUYẾT Sinh viên thiết kế Chu Văn Thế lớp CĐ TĐH – K37Z Giáo viên hướng dẫn Võ Tiến Trung I ĐỀ TÀI Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng Cơ khí 2 và toàn bộ nhà máy Cơ khí số 4 II CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT Mặt bằng bố trí thiết bị của phân xưởng và xí nghiệp theo bản vẽ Số liệu phụ tải cho theo bảng Số liệu ng.
BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN BỘ LAO ĐỘNG-TB & XH CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Độc lập - Tự - Hạnh phúc BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN KHOA ĐIỆN BỘ MÔN LÝ THUYẾT Sinh viên thiết kế: Chu Văn Thế Giáo viên hướng dẫn: Võ Tiến Trung lớp: CĐ TĐH – K37Z I ĐỀ.TÀI: Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng Cơ khí tồn nhà máy Cơ khí số II CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT: - Mặt bố trí thiết bị phân xưởng xí nghiệp theo vẽ - Số liệu phụ tải cho theo bảng - Số liệu nguồn Uđm = 22 kV; SNM = 250 MVA - Độ rọi yêu cầu chiếu sáng phân xưởng: Eyc = 80 Lux - Thời gian sử dụng công suất cực đại: Tmax = 3500 h III NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TỐN: Phân tích u cầu CCĐ cho Hộ phụ tải Xác định phụ tải tính tốn cho Phân xưởng Cơ khí Xác định phụ tải tính tốn tồn Nhà máy Thiết kế mạng điện cho Phân xưởng toàn Nhà máy Chọn kiểm tra thiết bị mạng điện Tính tốn chiếu sáng cho phân xưởng Tính tốn tụ bù để nâng cao hệ số cơng suất tồn nhà máy lên 0,95 IV CÁC BẢN VẼ THIẾT KẾ (GIẤY A3): Sơ đồ mặt dây Phân xưởng Sơ đồ mặt dây Nhà máy Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn Nhà máy Sơ đồ nguyên lý CCĐ phân xưởng V KẾ HOẠCH THỰC HIỆN: Ngày giao đề tài: 28/02/2022 Ngày nộp đồ án: 8/4/2022 Trưởng Bộ môn SVTH: Chu Văn Thế Giáo viên hướng dẫn Page BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN BẢNG SỐ LIỆU PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ stt Tên thiết bị ký hiệu Cơng suất(kW,kVA) Cosϕ Ksd 10 Máy tiện Máy tiện Máy bào Máy tiện Máy bào Máy phay Máy mài tròn Máy bào Máy tiện Máy BA hàn 380/65 V Máy phay Máy chuốt Máy sọc Máy doa Máy cắt thép Máy bào Máy tiện Máy phay Máy doa Máy tiện Máy cắt thép Máy bào Máy tiện Máy tiện Máy doa 10 4,5 15 17 12 13 4,5 4,5 6,5 12 12 kVA (ε đm = 49%) 7,5 4,5 10 13 4,5 11 4,5 4,5 8,5 4,5 12 0,6 0,6 0,65 0,8 0,65 0,8 0,6 0,65 0,6 0,65 0,2 0,17 0,16 0,15 0,17 0,16 0,2 0,18 0,2 0,15 0,75 0,65 0,6 0,6 0,65 0,8 0,75 0,65 0,8 0,6 0,65 0,6 0,8 0,8 0,7 0,2 0,18 0,16 0,2 0,17 0,16 0,16 0,19 0,16 0,2 0,18 0,19 0,16 0,15 0,15 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 BẢNG SỐ LIỆU PHỤ TẢI TÍNH TỐN CÁC PHÂN XƯỞNG TRONG NHÀ MÁY stt Tên phân xưởng Ptt (kW) Qtt (kVAr) Loại hộ 10 11 12 Cơ điện Cơ khí Cơ khí Rèn, dập Đúc thép Đúc gang Mộc mẫu Lắp ráp Kiểm nghiệm Kho 1(Sản phẩm) Kho 2(vật tư) Nhà hành 160 150 Ptt 185 220 230 90 110 70 45 54 65 130 130 Qtt 145 180 180 70 90 50 35 30 40 2 1 2 SVTH: Chu Văn Thế Page BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN LỜI NÓI ĐẦU Điện dạng lượng phổ biến có tầm quan trọng thiếu lĩnh vực kinh tế quốc dân đất nước Như xác định thống kê khoảng 70% điện sản xuất dùng xí nghiệp, nhà máy cơng nghiệp Vấn đề đặt cho sản xuất điện làm để cung cấp điện cho phụ tải cách hiệu quả, tin cậy.Vì cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp có ý nghĩa to lớn kinh quốc dân Nhìn phương diện quốc gia, việc đảm bảo cung cấp điện cách liên tục tin cậy cho ngành công nghiệp tức đảm bảo cho kinh tế quốc gia phát triển liên tục kịp với phát triển khoa học cơng nghệ giới Khi nhìn phương diện sản xuất tiêu thụ điện cơng nghiệp ngành tiêu thụ nhiều nhất.Vì cung cấp điện sử dụng điện hợp lý lĩnh vực có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác cách hiệu công suất nhà máy phát điện sử dụng hiệu lượng điện sản xuất Một phương án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp cách hài hoà yêu cầu kinh tế,độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa hỏng hóc phải đảm bảo chất lượng điện nằm phạm vi cho phép Hơn phải thuận lợi cho việc mở rộng phát triển tương lai Đặc biệt kinh tế nước ta hiên chuyển dần từ kinh tế mà nơng nghiệp chiếm tỉ lệ lớn sang kinh tế cơng nghiệp nơi máy móc dần thay sức lao động người Để thực sách cơng nghiệp hóa, đại hóa nghành nghề khơng thể tách rời khỏi việc nâng cấp thiết kế hệ thống cung cấp điện để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng khơng ngừng điện Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, với kiến thức học mơn cung cấp điện em nhận BTL thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng khí nhà máy khí SVTH: Chu Văn Thế Page BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Là sinh viên ngành điện, thông qua việc thiết kế BTL giúp em bước đầu có kinh nghiệm thiết kế hệ thống cung cấp điện thực tế Trong thời gian làm BTL vừa qua, với cố gắng thân, đồng thời với giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo, người trước có giàu kinh nghiệm Qua em xin cảm ơn thầy giáo Võ Tiến Trung, người tận tình hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án này.Song thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức cịn hạn chế nên BTL em tránh khỏi thiếu sót Do em kính mong nhận góp ý, bảo thầy cô giáo để em hồn thành BTL đạt kết tốt SVTH: Chu Văn Thế Page BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Vinh, ngày tháng năm 2022 GIÁO VIÊN SVTH: Chu Văn Thế Page BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRỊ KINH TẾ Phân xưởng khí khâu quan trọng nhà máy khí cơng nghiêp, mắt xích quan trọng để tạo nên sản phẩm cơng nghiệp hồn chỉnh Loại phân xưởng chun mơn hóa loại sản phẩm phát huy mặt mạnh mình, đóng góp vào việc thúc đẩy phát triển nghành công nghiệp nói chung nước nhà Trong thời kì cơng nghiệp hóa, đại hóa sản xuất cơng nghiệp trọng hết, đầu tư trang bị máy móc đại có khả tự động hóa cao để khơng bị lạc hậu so với nước khu vực giới Vì phân xưởng khí địi hỏi phải có nguồn điện cung cấp tin cậy Phân xưởng khí nhà máy khí BTL có quy mơ lớn với 14 phân xưởng có phụ tải điện sau: Bảng -1: Bảng số liệu phụ tải tinh toán phân xưởng nhà máy SỐ LIỆU PHỤ TẢI TÍNH TỐN CÁC PHÂN XƯỞNG TRONG NHÀ MÁY TT 10 11 12 Tên phân xưởng Ptt (kW) Qtt (kVAr) Loại hộ Cơ điện Cơ khí Cơ khí Rèn, dập Đúc thép Đúc gang Mộc mẫu Lắp ráp Kiểm nghiệm Kho 1(Sản phẩm) Kho 2(vật tư) Nhà hành 160 150 Ptt 185 220 230 90 110 70 45 54 65 130 130 Qtt 145 180 180 70 90 50 35 30 40 2 1 2 Do tầm quan trọng tiến trình CNH – HĐH đất nước địi hỏi phải có nhiều thiết bị, máy móc Vì nhà máy có tầm quan trọng lớn Là nhà máy sản xuất thiết bị cơng nghiệp phụ tải nhà máy làm việc theo dây chuyền, có SVTH: Chu Văn Thế Page BÀI TẬP LỚN MƠN CUNG CẤP ĐIỆN tính chất tự động hóa cao Phụ tải nhà máy chủ yếu phụ tải loại loại ( tùy theo vai trị quy trình cơng nghệ) Nhà máy cần đảm bảo cấp điện liên tục vần tồn Do nguồn điện cấp cho nhà máy lấy từ hệ thống điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian 1.1.1 Phân xưởng điện Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị máy móc điện nhà máy Phân xưởng trang bị nhiều máy móc vạn có độ xác cao nhằm đáp ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp nhà máy Mất điện gây lãng phí lao động, ta xếp phân xưởng vào hộ tiêu thụ loại 1.1.2 Phân xưởng khí 1, Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật Quá trình thực máy cắt gọt kim loại đại với dây chuyền tự động cao Nếu điện không ổn định, điện làm hỏng chi tiết gia cơng gây lãng phí lao động Phân xưởng ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.3 Phân xưởng đúc thép, đúc gang Đây hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao Nếu ngừng cấp điện sản phẩm nấu lò trở thành phế phẩm gây ảnh hưởng lớn mặt kinh tế Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.4 Phân xưởng kiểm nghiệm Có nhiệm vụ khiểm tra chất lượng sản phẩm tiêu kỹ thuật sản phẩm phân xưởng sử dụng nhiêu thiết bị đo đếm có cao xác cao, mức độ ổn định quan trọng Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.5 Phân xưởng lắp ráp Phân xưởng thực khâu cuối việc chế tạo thiết bị, đồng hóa chi tiết máy Máy móc có đảm bảo xác mặt kỹ thuật, hồn chỉnh an toàn mặt vận hành hay không phụ thuộc vào mức độ liên tục cung cấp điện Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.6 Phân xưởng rèn, dập Phân xưởng trang bị máy móc lị rèn để chế tạo phơi chi tiết khác đảm bảo độ bền cứng xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.7 Phân xưởng mộc mẩu SVTH: Chu Văn Thế Page BÀI TẬP LỚN MƠN CUNG CẤP ĐIỆN Có nhiệm vụ tạo loại khuôn mẫu, chi tiết chủ yếu phục vụ cho sản xuất Do chức nên phân xưởng xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.2 MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Điện dạng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành dạng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, năng…), dễ truyền tải phân phối Chính điện dùng rộng rãi lĩnh vực hoạt động người Điện nói chung khơng tích trữ được, trừ vài trường hợp cá biệt cơng suất như pin, ắc quy, sản xuất tiêu thụ điện phải luôn đảm bảo cân Quá trình sản xuất điện trình điện từ Đặc điểm trình xẩy nhanh Vì đễ đảm bảo trình sản xuất cung cấp điện an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ tự động hóa vv… Điện nguồn lượng ngành công nghiệp, điều kiện quan trọng để phát triển khu thị, khu dân cư….Vì lý lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện phải trước bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện giai đoạn trước mắt mà dự kiến cho phát triển tương lai năm 10 năm có lâu Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo yêu cầu sau: 1.2.1 Độ tin cậy cung cấp điện: Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại Trong điều kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy cao tốt Theo quy trình trang bị điện quy trình sản xuất nhà máy khí việc ngừng cung cấp điện ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại kinh tế ta xếp nhà máy khí vào hộ phụ tải loại 1.2.2 Chất lượng điện Chất lượng điện đánh giá hai tiêu chuẩn tần số điến áp Chỉ tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có hộ tiêu thụ lớn phải quan tâm đến chế độ vận hành cho hợp lý đễ góp phần ổn định tần số hệ thống lưới điện SVTH: Chu Văn Thế Page BÀI TẬP LỚN MƠN CUNG CẤP ĐIỆN Vì người thiết kế cung cấp điện thường phải quan tâm đến chất lượng điện áp cho khách hàng Nói chung điện áp lưới trung áp hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức Đối với phụ tải có yêu cầu cao chất lượng điện áp máy móc thiết bị điện tử, khí có độ xác vv… điện áp cho phép dao động khoảng 2,5% 1.2.3 An toàn điện Hệ thống cung cấp điện phải vận hành an toàn người thiết bị Muốn đạt yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn vận hành, thiết bị phải chọn loại công suất Công tác xây dựng lắp đặt phải tiến hành đúng, xác cẩn thận Cuối việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai trị quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành quy định an toàn sử dụng điện 1.2.4 Kinh tế Khi đánh giá so sánh phương án cung cấp điện tiêu kinh tế xét đến tiêu kỹ thuật đảm bảo tiêu kinh tế đánh giá qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng thời gian thu hồi vốn đầu tư Việc đánh giá tiêu kinh tế phải thơng qua tính tốn so sánh phương án từ lựa chọn phương pháp, phương án cung cấp điện tối ưu Tuy nhiên trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép yêu cầu vào để tiết kiệm thời gian chi phí q trình thiết kế SVTH: Chu Văn Thế Page BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN SỐ LIỆU PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ TT Tên thiết bị ký hiệu Cơng suất(kW,kVA) Cosϕ Ksd 10 Máy tiện Máy tiện Máy bào Máy tiện Máy bào Máy phay Máy mài tròn Máy bào Máy tiện Máy BA hàn 380/65 V Máy phay Máy chuốt Máy sọc Máy doa Máy cắt thép Máy bào Máy tiện Máy phay Máy doa Máy tiện Máy cắt thép Máy bào Máy tiện Máy tiện Máy doa 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 4,5 15 17 12 13 4,5 4,5 6,5 12 12 kVA (ε đm = 49%) 7,5 4,5 10 13 4,5 11 4,5 4,5 8,5 4,5 12 0,6 0,6 0,65 0,8 0,65 0,8 0,6 0,65 0,6 0,65 0,2 0,17 0,16 0,15 0,17 0,16 0,2 0,18 0,2 0,15 0,75 0,65 0,6 0,6 0,65 0,8 0,75 0,65 0,8 0,6 0,65 0,6 0,8 0,8 0,7 0,2 0,18 0,16 0,2 0,17 0,16 0,16 0,19 0,16 0,2 0,18 0,19 0,16 0,15 0,15 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 SVTH: Chu Văn Thế 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 Page 10 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Tính điện trở phản kháng thứ tự khơng phần tử Trong tính tốn ta coi điện trở điện kháng thành phần thứ tự ngược gần điện trở điện kháng thành phần thứ tự thuận nên ta tính toán điện trở điện kháng thành phần thứ tự không a - Điện trở điện kháng thứ tự không máy biến áp Máy biến áp có : Sđm = 750 kVA; Cấp điện áp: U1/U2 = 35/0.4 Ở ta xác định được: R1BA = 4,8 (mΩ) ; X1BA = 9,57 (mΩ) - Thành phần thứ tự không: R0BA = 4,8 (mΩ) ; X0BA = 19,14 (mΩ) b - Điện trở điện kháng thứ tự không áptômát (ATM 1) r0ATM1 = 0,37 (mΩ); x0ATM1 = 0,094 (mΩ) c - Điện trở điện kháng thứ tự không 2: R0TC2 = 10.R1TC2 = 10.0,55 = 5,5 (mΩ) X0TC2 = 8.X1TC2 = 8.0,63 = 5,04 (mΩ) d - Điện trở điện kháng thứ tự không của áptômát (ATM 2): r0ATM2 = 0,55 (mΩ); x0ATM2 = 0,1 (mΩ) e - Điện trở điện kháng thứ tự không cáp 1: R0Cáp1 = R1cáp1 = 43,5 = 43,5 (mΩ) X0cáp1 = 2.X1cáp1 = 2.9 = 18 (mΩ) f - Điện trở điện kháng thứ tự không của cầu dao (CD3, CD4): R0CD3,4 = 0,15 (mΩ) ; X0CD 3,4 = (mΩ) h - Điện trở điện kháng thứ tự không cáp (Cáp2) R0Cáp2 = R1cáp2 = 299,7 (mΩ) X0cáp2 = 2.X1cáp2 = 2.8,1 = 16,2 (mΩ) i - Điện trở điện kháng thứ tự không dây dẫn R0dây dẫn = R1dây dẫn = 72 (mΩ) X0dây dẫn = 2.X1dây dẫn = 2.0,81 = 1,62 (mΩ) k - Điện trở điện kháng thứ tự không động pha X0đ/c 3pha = 0,16.X”đ =0,16.0,2 = 0,032 (mΩ) SVTH: Chu Văn Thế Page 63 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Tính tốn ngắn mạch pha Tính ngắn mạch pha hạ áp để kiểm tra độ nhậy áp tô mát bảo vệ rơle - Ngắn mạch pha N2 (1): I N( 1)2 = 3.U d k ( 2.R1ΣN + R0ΣN ) + ( X 1ΣN + X 0ΣN ) Trong : R1ΣN2 = RΣN2 = 5,3 (mΩ) X1ΣN2 = XΣN2 = 10,3 (mΩ) K = (0,9 ÷ 0,95) hệ số kể đến giảm điện áp bên sơ cấp máy biến áp lúc xảy ngắn mạch R0ΣN2 = R0BA + R0ATM1 + R0TC2 = 4,8 + 0,55 + 5,5 = 10,85 (mΩ) X0ΣN2 = X0BA + X0ATM1 + X0TC2 = 19,14 + 0,094 + 5,04 = 24,27 (mΩ) I N( 1)2 = 3.400.0,95 (2.5,3 + 10,85) + ( 2.10,3 + 24,27 ) = 13,24 kA - Tính ngắn mạch pha N3(1): R1ΣN3 = RΣN3 = 37,5 (mΩ) X1ΣN3 = XΣN3 = 19,4 (mΩ) R0ΣN3 = R0ΣN2 + R0ATM2 + R0cáp1 + R0CD4 = 10,85 + 0,55 + 43,5 + 0,15 = 55,05 (mΩ) X0ΣN3 = X0ΣN2 + X0ATM2 + X0cáp1 + X0CD4 = 24,27 + 0,1 + 18 = 42,37 (mΩ) I N( 13) = 3.400.0,95 (2.37,5 + 55,05) + ( 2.19,4 + 42,37 ) 2 = 4,29 kA - Tính ngắn mạch pha N4(1): R1ΣN4 = RΣN4 = 337,35 (mΩ) X1ΣN4 = XΣN4 = 27,5 (mΩ) R0ΣN4 = R0ΣN3 + R0cáp2 + R0CD5 = 55,05 + 299,7 + 0,15 = 354,9 (mΩ) SVTH: Chu Văn Thế Page 64 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN X0ΣN4 = X0ΣN3 + X0cáp2 + X0CD4 = 42,37 + 16,2 + 0,15 = 58,72 (mΩ) I N( 1)4 = 3.400.0,95 (2.337,35 + 354,9) + ( 2.27,5 + 58,72) = 0,64 kA - Tính ngắn mạch pha N5(1): R1ΣN5 = RΣN5 = 409,35 (mΩ) X1ΣN5 = XΣN5 = 28,31 (mΩ) R0ΣN5 = R0ΣN4 + R0dd = 354,9 + 72 = 426,9 (mΩ) X0ΣN5 = X0ΣN4 + X0dd + X0ĐC3pha = 58,72 + 1,62 + 0,032 = 60,372 (mΩ) I N( 1)4 = 3.400.0,95 (2.409,35 + 426,9) + ( 2.28,31 + 60,37 ) 2 = 0,53 kA 4.2 : KIỂM TRA THIẾT BỊ : 4.2.1 - Kiểm tra thiết bị điện cao áp: a - Xác định thời gian giả thiết điểm ngắn mạch N1: Thời gian giả thiết điểm ngắn mạch N1 theo công thức : tgtN1 = tgtCKN1 + tgttdN1 Trong : tgtCKN1 : Là thời gian giả thiết thành phần chu kỳ tgttdN1 : Là thời gian giả thiết thành phần tắt dần Cả hai thành phần xác định dựa vào hệ số xung nhiệt I" β = I∞ " Với nguồn có công suất vô lớn I” = I∞ → β” = Lấy tgtCKN1 = tN1 - Nếu tN1 < (s) tgttd = 0,05.β” = 0,05 (s) - Nếu tN1 > 1(s) tgttd bỏ qua SVTH: Chu Văn Thế Page 65 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Với nguồn có cơng suất nhỏ lúc ta phải tra đường cong tgtCk = f(tN,β”) Trong : I” : Dòng điện siêu độ I∞ : Dòng điện ngắn mạch ổn định Tính tN: ( thời gian tồn ngắn mạch ) Đây khoảng thời gian kể từ xảy ngắn mạch đến thời điểm dịng ngắn mạch cắt hồn tồn tN = tBV + tMC Trong : tBV : Là thời gian tác động bảo vệ rơle tMC : Là thời gian tác động máy cắt Khi ngắn mạch N1: tN = tBV + tMCđd Với : tBV = tBV2 + ∆t tBV2 = tBV1 + ∆t → tN1 = tATM1 + 3.∆t + tMCđd tBV1 = tATM1 + ∆t Trong : tBV1 : Là thời gian tác động bảo vệ dòng cực đại cho MBA tBV2 : Là thời gian tác động bảo vệ dòng cực đại cho máy cắt liên lạc (thanh 35 KV) tATM1 : Là thời gian cắt tức thời áptômát 1lấy 0,63(s) tMCđd : Với máy cắt tác động nhanh tMCđd = 0,1 (s) ∆t : cấp thời gian chọn lọc bảo vệ dòng cực đại ∆t = 0,4 (s) Đề tài có cơng suất vô lớn → β = Vậy tgtN1 = tN1 = 1,93 (s) SVTH: Chu Văn Thế Page 66 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN b - Kiểm tra cách ly đầu vào 35 KV, dao cách ly máy cắt liên lạc dao cách ly đầu vào máy biến áp Các cầu dao cách ly chọn loại nên kiểm tra Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động imax = iXKCD = 80 (KA) > ixkN1 = 12,6 (kA) Imax = IxkCD = 31 (KA) > IxkN1 = 5,14 (kA) Vậy cầu dao cách ly thoả mãn điều kiện Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt I ô.đn ≥ I ∞ I ô.đn ≥ 4,95 t gtN tô.đn 1,93 = 2,17 kA 10 Ta có Iơ.đnMC(10s) = 12 (kA) > 2,17 (kA) Vậy dao cách ly thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra SVTH: Chu Văn Thế Page 67 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN c - Kiểm tra cao áp 35 KV Theo điều kiện ổn định lực điện động σ ≤ σcp với σtt = M/w Tính σtt: Lực tính tốn Ftt tác dụng dòng ngắn mạch gây F(3) = 1,76.i2xkN1.l.10-2/a (kg) Trong : l: Là khoảng cách sứ pha lấy l = 100 (cm) a: Là khoảng cách pha lấy a = 30 (cm) F(3) = 1,76.12,62.100.10-2/30 = 8,45 (kg) Xác định mô men uốn, mô men chống uốn : M = F(3)tt l/10 = 8,45.100/10 = 84,5 (kgcm) W = h2.b/6 = 0,3.(2,5)2 /6 = 0,3125 (cm2) σtt = 84,5 / 0,3125 = 270 (kg/cm2) σtt = 270 (kg/cm2) < σCP = 1400 (kg cm2) ( đồng) SVTH: Chu Văn Thế Page 68 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Vậy thoả mãn điều kiện Kiểm tra ổn định nhiệt STC1 ≥ Sô.đn Với Sô.đn = α.I∞ t gt Trong đó: (mm2) I∞ : dòng điện ngắn mạch ổn định lấy I(3)N1 α : hệ số hiệu chỉnh đồng α = Tgt = tgtN1 = 1,93 (s) S ô.đn = 6.4,95 1,93 = 41,26 mm STC1 = 75 mm2 > Sô.đn = 41,26 (mm2) Vậy thoả mãn điều kiện Kiểm tra theo điều kiện dao động cộng hưởng: Do tác động dịng ngắn mạch bị rung mạnh có dòng ngắn mạch chạy qua tần số dao động riêng tính cơng thức: fdđrTC1 = 3,62.105.b/l2 (Hz) Trong : b: Là bề rộng tiết diện theo phương dao động tính cm l: Khoảng cách hai sứ liên tiếp l = 100 (cm) → fdđrTC1 = 3,62.105.0,3/(100)2 = 10,86 (Hz) Để đảm bảo an toàn fdđrTC1 ≠ n.(f ± 10%f) = fch → fdđrTC1 ≠ n.( 50 ± 0,1.50) Với n số tự nhiên (n= 1,2 ) n =1 → fdđrTC1 = 10,86 (Hz) ≠ 55 (Hz) n = → fdđrTC1 = 10,86 (Hz) ≠ 110 (Hz) Tương tự cho giá trị n khác Kết luận: Thanh thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra d - Kiểm tra máy cắt liên lạc máy cắt đầu vào máy biến áp: Các máy cắt kiểm tra theo điều kiện : Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động: SVTH: Chu Văn Thế Page 69 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN imaxMC ≥ i(3)xkN1 → 25,86 (kA) > 12,6 (kA) ImaxMC ≥ I(3)xkN1 → 13,3 (kA) > 7,1 (kA) Kết luận: Máy cắt thoả mãn điều kiện chọn Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt: t gtN I ô.đnMC ≥ I ∞N t ô.đn Trong : tơđn : thời gian ứng với dịng điện ổn định nhiệt định mức ứng với 10(s) I ô.đn ≥ I ∞ t gtN tô.đn I ô.đn ≥ 4,95 Ta có: 1,93 = 2,17 kA 10 Iơ.đnMC(10s) = 12 (kA) > 2,17 (kA) Iô.đnMCcp = 7,1 (KA) > 2,1 (kA) Kết luận: Máy cắt thoả mãn điều kiện chọn Khả cắt dòng ngắn mạch : SCMC ≥ SN Trong : SN: Là cơng suất cắt ngắn mạch S N = 3.I N 1.U cb = 3.4,95.37 = 317,23 MVA → SCMC(chọn) = 400 (MVA) > 317,23 (MVA) e - Kiểm tra sứ đỡ cao áp (TC1): Sứ đỡ kiểm tra theo lực cho phép tác dụng lên đầu sứ : FCP ≥ Ftt.Khc ( Khc = H’/H) Trong : Khc: Là hệ số hiệu chỉnh Với đặt nằm ngang lấy Khc ≈ FCP = 0,6.Fph (Fph : Lực phá hỏng) = 0,6.1250 = 750 (kg) Ftt = 1,76.i2xkN1.10-2/a = 1,76.12,62 100 10-2/30 = 8,45 (kg) SVTH: Chu Văn Thế Page 70 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN FCP = 750 (kg) > Ftt = 8,45 (kg) Kết luận sứ thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra 4.2.2 - Kiểm tra thiết bị điện hạ áp: 1/ Xác định thời gian giả thiết điểm ngắn mạch N2 Khi ngắn mạch N2 : tgtN2 = tgtCkN2 + tgttdN2 tN2 = tbv + tMC = tATM1 + ∆t + tMC = 0,63 + 0,4 + 0,1 = 1,13 (s) tN2 > 1(s) bỏ qua tgttdN2 → tgtN2 = tN2 = 1,13 (s) 2/ Kiểm tra áptômát bảo vệ đầu máy biến áp áptômát liên lạc: a/ áptơmát đầu máy biến áp: Có ký hiệu CM - 1600N có : Iđm = 1600 (A) = 1,6 (kA); Icắt = 50 (kA) Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động: ixkCP ≥ ixktt ( IxkCP ≥ Ixktt) Kiểm tra độ nhạy: Knhạy = I(1)N / IđmATM ≥ 1,3 Với ATM1 có: Iđm = 1600 (A) ixktt = ixkN2 = 35,7 (kA) Ixktt = IxkN2 = 20 (kA) IxkCP = 50 (kA) > Ixktt Knhạy = 13,24 / 1,6 = 8,3 > 1,3 Kết luận: áptômát chọn thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra b/ Tương tự cho áptơmát bảo vệ cho phân xưởng khí I áptơmát liên lạc : Ta có bảng sau: Loại ATM Iđm (A) CM -1600N M08 NS250N SVTH: Chu Văn Thế 1600 800 250 IxkCP IxkttN2 IxkttN3 I(1)N2 I(1)N3 (KA) (KA) (KA) (KA) (KA) 50 40 20 20 13,24 13,24 4,29 Knh 1,3 1,3 1,3 Page 71 BÀI TẬP LỚN MƠN CUNG CẤP ĐIỆN Vậy áptơmát chọn thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra 3/ Kiểm tra hạ áp máy biến áp : a/ Theo điều kiện ổn định lực điện động σ ≤ σcp với σtt = M/w Tính σtt: Lực tính tốn Ftt tác dụng dịng ngắn mạch gây F(3) = 1,76.i2xkN2.l.10-2/a (kg) Trong : l: Là khoảng cách sứ pha (cm) lấy l = 80 (cm) a: Là khoảng cách pha lấy a = 30 (cm) F(3) = 1,76.35,72.80.10-2/30 = 59,8 (kg) Xác định mô men uốn, mô men chống uốn : M = F(3)tt l/10 = 59,8.80/10 = 478,4 (kgcm) W = h2.b/6 = 0,8.(8)2 /6 = 8,5 (cm2) σtt = 478,4 / 8,5 = 56,28 (kg/cm2) σtt = 56,28 (kg/cm2) < σCP = 1400 (kg cm2) ( đồng có kích thước 80x8 mm2 ) Vậy thoả mãn điều kiện b/ Kiểm tra ổn định nhiệt STC1 ≥ Sôđn Với Sô.đn = α.I∞ t gt Trong đó: (mm2) I∞ : dòng điện ngắn mạch ổn định lấy I(3)N2 α : hệ số hiệu chỉnh đồng α = Tgt = tgtN2 = 1,13 (s) S ôđđ = 6.19,4 1,13 = 132,73 mm STC2 = 640 mm2 > Sô.đn = 132,73 (mm2) Vậy thoả mãn điều kiện c/ Kiểm tra theo điều kiện dao động cộng hưởng: SVTH: Chu Văn Thế Page 72 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Do tác động dòng ngắn mạch bị rung mạnh có dịng ngắn mạch chạy qua tần số dao động riêng tính cơng thức: fdđrTC1 = 3,62.105.b/l2 (Hz) Trong : b: Là bề rộng tiết diện theo phương dao động tính cm.lấy 0,8 l: Khoảng cách hai sứ liên tiếp l = 80 (cm) → fdđrTC2 = 3,62.105.0,8/(80)2 = 45,25 (Hz) Để đảm bảo an tồn fdđrTC1 ≠ n.(f ± 10%f) = fch → fdđrTC1 ≠ n.( 50 ± 0,1.50) Với n số tự nhiên (n= 1,2 ) n =1 → fdđrTC2 = 45,25 (Hz) ≠ 55 (Hz) n = → fdđrTC2 = 45,25 (Hz) ≠ 110 (Hz) Tương tự cho giá trị n khác Kết luận: Thanh thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra 4/ Kiểm tra sứ đỡ cao áp (TC2): Sứ đỡ kiểm tra theo lực cho phép tác dụng lên đầu sứ : FCP ≥ Ftt.Khc ( Khc = H’/H) Trong : Khc: Là hệ số hiệu chỉnh Với đặt nằm ngang lấy Khc ≈ FCP = 0,6.Fph (Fph : Lực phá hỏng) = 0,6.750 = 450 (kg) Ftt = 1,76.i2xkN1.10-2/a = 1,76.37,52.80.10-2/30 = 66 (kg) FCP = 450 (kg) > Ftt = 66 (kg) Kết luận: Sứ thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra - Kiểm tra cầu chì bảo vệ cho tủ động lực T2 Điều kiện kiểm tra : SVTH: Chu Văn Thế Page 73 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN K nh = I N( 1)min > I dc IdcnhII = 100 (A) = 0,1 (KA) INmin(1) = IN4(1) = 0,64 (KA) Vậy: K nh I N( 1)min 0,64 = = = 6,4 > I dc 0,1 Vậy cầu chì thoả mãn điều kiện kiểm tra - Kiểm tra cáp (hạ áp) từ hạ áp đến tủ phân phối phân xưởng khí I: Do cáp chế tạo chắn nên không cần kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động mà kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt Tiết diện ổn định nhiệt : Scp ≥ Sơđn ; Trong : Sơđn = α.I∞N3 t gtN (mm2) α : Là hệ số tính toán với cáp đồng α = tgtN3 = tgtck3 + tgttdN3 tgttdN3 = 0,05.(β’’)2 = 0,05.(I”N3/I∞N3)2 = 0,05.1 = 0,05 (s) tgtckN3 = tATM2 = 0,38(s) → tgtN3 =0,38 + 0,05 = 0,43 (s) → Sôđn = 7.5,47 0,43 = 25,1 (mm2) → Sôđncp = 70 (mm2) > 25,1 (mm2) Vậy cáp1 thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra Kiểm tra cáp từ tủ phân phối phân xưởng khí I tới tủ động lực nhóm I Cáp có kí hiệu (cáp2) Scp ≥ Sôđn ; Sôđn = α.I∞N4 t gtN (mm2) Lấy tgtN4 = 0,1(s) → Sôđn = 7.0,68 0,1 = 1,5 (mm2) → Sôđncp = (mm2) > 1,5 (mm2) Vậy cáp thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra Kiểm tra tổn thất điện áp SVTH: Chu Văn Thế Page 74 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Để biết việc tính tốn, thiết kế có đảm bảo u cầu chất lượng điện hay không, ta tiến hành kiểm tra tổn thất điện áp Điểm tính chọn tổn thất điện áp đường dây từ nguồn đến phụ tải xa nhất, có cơng suất lớn Sơ đồ tính tổn thất sau: P1 = PttpxckI = 127 (KW) ; P2 = PttnhII = 32,85 (KW) ; Q1 = QttpxckI = 95 (KVAR) Q2 = QttnhII = 38,4 (KVAR) P3 = Ptt máy doa = 17 (kW) ; Q3 = Qtt máy doa = P3.tgϕ = 17.tg(arccos0,65) = 20 (KVAR) Xác định tổn thất điện áp (bỏ qua tổn thất công suất ) ∆U % mang = Trong : 100.10 −3 i [ P Ri + Qi X i ] ∑ i 1000.U đm Pi ,Qi : công suất chạy đoạn đường dây i (kW, kVAr) Ri,Xi: điện trở, điện kháng đoạn đường dây i (Ω) Uđm: điện áp định mức mạng (KV) ∆U % mang 10 −4 = [127.43,5 + 32,85.299,7 + 17.72 + 95.9 + 38,4.8,1 + 20.0,81] = 4,43% 0,4 → ∆U%mạng = 4,43% < [ ∆U ] = 5% Vậy mạng điện sau thiết kế đảm bảo chất lượng điện SVTH: Chu Văn Thế Page 75 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN KẾT LUẬN Trên tồn nội dung tính tốn sơ phương pháp để áp dụng tính tốn hệ thống cung cấp điện xưởng khí Nhà máy khí số Kết phần tính tốn sơ làm sở tính tốn thiết kế chi tiết việc cung cấp điện cho toàn nhà máy Trong thiết kế, việc thống kê phụ tải của phân xưởng khí số2 Nhà máy khí số có phụ tải cịn thiếu chưa đưa vào tính tốn, có phụ tải tính tốn tương lai Nếu đem kết so với mặt hệ thống cung cấp điện phân xưởng cịn nhiều sai khác Do để có kết qủa tính tốn xác thiết kế chi tiết cần phải vào tình hình thực tế thời điểm thiết kế.Vì trình độ, khả việc nghiên cứu tài liệu tham khảo nhiều hạn chế Phạm vi đề tài thiết kế rộng bao gồm toàn hệ thống cung cấp điện có phụ tải phức tạp nên tính tốn thiết kế khơng tránh khỏi thiếu sót Để đề tài đầy đủ, hồn thiện hơn, xác áp dụng vào thực tế em mong đóng góp ý kiến thầy giáo bạn Em xin chân thành cảm ơn ! Vinh, ngày tháng năm 2014 Sinh Viên SVTH: Chu Văn Thế Page 76 BÀI TẬP LỚN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH: Chu Văn Thế Page 77 ... II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TỒN NHÀ MÁY 2.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 2.1.1: Phân nhóm phụ tải - Trong phân xưởng thường có nhiều thiết bị có cơng suất chế độ làm... 149 145 180 180 70 90 50 35 30 40 2 1 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY A – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SVTH: Chu Văn Thế Page 22 BÀI TẬP... ĐIỆN Bảng -1: Phân nhóm thiết bị Phân xưởng khí Tên thiết bị Ký hiệu Máy tiện Máy bào Máy phay Máy phay Máy doa Máy tiện Máy bào Tổng nhóm 1 11 19 23 3 Máy tiện Máy tiện Máy mài tròn Máy doa Máy