đồ án thiết kế mạng cung cấp điện cho nhà máy cơ khí và thiết kế lắp đặt mẫu trạm biến áp phân xưởng

Nhà máy có các phụ tải ñiện sau: Diện tích m2 Công suất ñặt kW 7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 200 Xác ñịnh theo tính toán - Dự kiến trong tương lai nhà máy sẽ ñược mở rộng và thay thế,

- Điện năng là một dạng năng lượng có nhiều ưu ñiểm như: dễ dàng chuyển

thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, cơ, hoá ), dễ truyền tải và phân phối

Chính vì vậy ñiện năng ñược dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt ñộng của

con người

- Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là ñiều

kiện quan trọng ñể phát triển ñô thị và các khu vực dân cư Vì lý do ñó khi lập

kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển ñiện năng phải ñi trước

một bước, nhằm thoả mãn nhu cầu ñiện năng không những trong giai ñoạn trước

mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai

- Ngày nay, nền kinh tế nước ta ñang từng bước phát triển, ñời sống nhân dân

ñang ngày càng ñược nâng cao Cùng với sự phát triển ñó thì nhu cầu về ñiện

năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt cũng

tăng trưởng không ngừng Đặc biệt với chủ trương kinh tế mở của nhà nước, vốn

ñầu tư nước ngoài tăng lên làm các nhà máy, xí nghiệp mới mọc lên càng nhiều

Do ñó ñòi hỏi phải có hệ thống cung cấp ñiện an toàn, tin cậy ñể sản xuất và

sinh hoạt Để làm ñược ñiều này thì nước ta cần phải có một ñội ngũ ñông ñảo

và tài năng có thể thiết kế, ñưa ứng dụng công nghệ ñiện vào trong ñời sống

Sinh viên khoa ñiện trong tương lai không xa sẽ ñứng trong ñội ngũ này Chính

vì vậy ñồ án môn học cung cấp ñiện là một yêu cầu cấp thiết cho mỗi sinh viên

của khoa Nó là bài kiểm tra khảo sát kiến thức tổng hợp của mỗi sinh viên, và

cũng là ñiều kiện ñể cho sinh viên tự tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức về ngành

ñiện ñể hỗ trợ cho trình ñộ chuyên môn của mình

Mặc dù vậy, với sinh viên năm thứ tư còn ñang ngồi trong ghế nhà trường

thì kinh nghiệm thực tế còn chưa có nhiều, do ñó cần phải có sự hướng dẫn giúp

ñỡ của thầy giáo Qua ñây em xin ñược gửi lời cảm ơn tới thầy cô ñã tận tình

hướng dẫn, giúp em hoàn thành tốt ñồ án môn học này

1.1 Quy mô, năng lực của nhà máy

- Nhà máy cần thiết kế cung cấp ñiện trong ñề tài thiết kế có quy mô khá

lớn Nhà máy có các phụ tải ñiện sau:

Diện tích ( m2 ) Công suất ñặt (kW)

7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 200 Xác ñịnh theo tính toán

- Dự kiến trong tương lai nhà máy sẽ ñược mở rộng và thay thế, lắp ñặt các

thiết bị máy móc hiện ñại hơn Đứng về mặt cung cấp thì việc thiết kế cấp

ñiện phải ñảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kĩ thuật và kinh

tế, phải ñề ra phương án cấp ñiện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản

xuất và không ñể quá dư thừa dung lượng mà sau vài năm nhà máy vẫn

không khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn ñến lãng phí

1.2 Giới thiệu phụ tải ñiện của toàn nhà máy

1.2.1 Các ñặc ñiểm của phụ tải ñiện

Phụ tải ñiện trong nhà máy công nghiệp có thể chia ra làm hai loại phụ tải

- Phụ tải ñộng lực

- Phụ tải chiếu sáng

Phụ tải ñộng lực và phụ tải chiếu sáng thường làm việc ở chế ñộ dài hạn, ñiện

áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/ 220 V ở tần số công nghiệp f=50 Hz

1.2.2 Các yêu cầu về cung cấp ñiện của nhà máy

- Các yêu cầu cung cấp ñiện phải dựa vào phạm vi và mức ñộ quan trọng của

các thiết bị ñể từ ñó vạch ra phương thức cấp ñiện cho từng thiết bị cũng như

trong các phân xưởng trong nhà máy, ñánh giá tổng thể toàn nhà máy ta thấy tỉ

lệ (%) của phụ tải loại I lớn hơn tỉ lệ (%) của phụ tải loại II và III, do ñó nhà

máy ñược ñánh giá là hộ phụ tải loại I, vì vậy yêu cầu cung cấp ñiện phải ñược

ñảm bảo liên tục

MÁY 2.1 Giới thiệu các phương pháp xác ñịnh phụ tải tính toán cho khu vực

công nghiệp

2.1.1 Khái niệm về phụ tải tính toán ( phụ tải ñiện )

Phụ tải tính toán ( hay còn gọi là phụ tải ñiện ) là phụ tải không có thực,

nó cần thiết cho việc chọn các trang thiết bị cung cấp ñiện (CCĐ) trong mọi

trạng thái vận hành của hệ thống CCĐ Phụ tải tính toán không phải là tổng công

suất ñặt của các thiết bị ñiện, việc sử dụng ñiện là không có qui luật.Trong thực

tế vận hành ở chế ñộ dài hạn người ta muốn rằng phụ tải thực tế không gây ra

những phát nóng các trang thiết bị CCĐ ( dây dẫn, máy biến áp, thiết bị ñóng cắt

) Ngoài ra ở chế ñộ ngắn hạn thì nó không ñược gây tác ñộng cho các thiết bị

bảo vệ ( ví dụ ở các chế ñộ khởi ñộng của các phụ tải thì cầu chì hoặc các thiết

bị bảo vệ khác không ñược cắt ) Như vậy phụ tải tính toán thực chất là phụ tải

giả thiết tương ñương với phụ tải thực tế về một vài phương diện nào ñó Trong

thực tế thiết kế người ta thường quan tâm ñến hai yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra

ñó là phát nóng và tổn thất, vì vậy tồn tại hai loại phụ tải tính toán cần phải ñược

xác ñịnh ñó là phụ tải tính toán theo ñiều kiện phát nóng và phụ tải tính toán

theoñiều kiện tổn thất

- Phụ tải tính toán theo ñiều kiện phát nóng là phụ tải giả thiết lâu dài

không ñổi tương ñương với phụ tải thực tế biến thiên về hiệu quả nhiệt

lớn nhất

- Phụ tải tính toán theo ñiều kiện tổn thất thường ñược gọi là phụ tải ñỉnh

nhọn là phụ tải cực ñại ngắn hạn xuất hiện trong một thời gian ngắn từ

1 ñến 2 giây chúng chưa gây ra phát nóng cho các trang thiết bị nhưng

lại gây ra các tổn thất và có thể là nhảy các bảo vệ hoặc làm ñứt cầu

chì Trong thực tế phụ tải ñỉnh nhọn thường xuất hiện khi khởi ñộng

các ñộng cơ hoặc khi ñóng cắt các thiết bị cơ ñiện khác

Để xác ñịnh ñúng phụ tải tính toán là rất khó, nhưng ta có thể dùng các

phương pháp gần ñúng trong tính toán Có nhiều phương pháp như vậy, người

kỹ sư cần phải căn cứ vào thông tin thu nhận ñược trong từng giai ñoạn thiết kế

ñể chọn phương pháp thích hợp, càng có nhiều thông tin ta càng chọn ñược

phương pháp chính xác hơn

2.1.2 Các phương pháp xác ñịnh phụ tải tính toán và phạm vi sử dụng

a) Trong giai ñoạn dự án khả thi:

Thông tin mà ta biết ñược là diện tích D ( ha ) của khu chế xuất và ngành

công nghiệp ( nặng hay nhẹ ) của khu chế xuất ñó Chú ý: 1 ha= 100m* 100m

Mục ñích là dự báo phụ tải ñể chuẩn bị nguồn ( như nhà máy ñiện, ñường dây

không, trạm biến áp )

Từ các thông tin trên ta xác ñịnh phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên

một ñơn vị diện tích sản xuất

S tt = s 0 D ( 2-1 )

Trong ñó:

s 0 ( kVA/ ha ) – suất phụ tải trên một ñơn vị diện tích

D ( ha ) – diện tích sản xuất có bố trí các thiết bị dùng ñiện

Để xác ñịnh s0 ta dựa vào kinh nghiệm:

- Đối với các ngành công nghiệp nhẹ ( dệt, may, giầy dép, bánh kẹo, )

ta lấy s 0= ( 100 ÷ 200 ) kVA/ ha

- Đối với các ngành công nghiệp nặng ( cơ khí, hoá chất, dầu khí, luyện

kim, xi măng, ) ta lấy s 0= ( 300 ÷ 400 ) kVA/ ha

Nếu khu chế xuất ñó là một xí nghiệp và biết ñược sản lượng thì ta xác

ñịnh phụ tải tính toán cho khu chế xuất theo suất tiêu hao ñiện năng trên một

P tt = ( 2-2 )

ϕ

tg P

T max ( h ) – thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( tra sổ tay trang 254, phụ lục

I.4 sách THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN ) Chú thích: T max là thời gian nếu hệ thống cung

cấp ñiện chỉ truyền tải công suất lớn nhất thì sẽ truyền tải ñược một lượng ñiện

năng ñúng bằng lượng ñiện năng truyền tải trong thực tế một năm.

Ta có thể xác ñịnh T max theo bảng sau:

Các xí nghiệp Nhỏ hơn 3000 h Trong khoảng

2

tt tt tt

P Q

P

S = + = ( 2-4 )

b) Trong giai ñoạn xây dựng nhà xưởng:

Thông tin mà ta biết ñược là diện tích nhà xưởng D ( m2 ) và công suất ñặt

Pñ ( kW ) của các phân xưởng và phòng ban của nhà máy Mục ñích là:

- Xác ñịnh phụ tải tính toán cho các phân xưởng

- Chọn biến áp cho phân xưởng

- Chọn dây dẫn về phân xưởng

- Chọn các thiết bị ñóng cắt cho phân xưởng

Phụ tải tính toán của một phân xưởng ñược xác ñịnh theo công suất ñặt Pñ

và hệ số nhu cầu k nc ( tra sổ tay trang 254, phụ lục I.3 sách THIẾT KẾ CẤP

ĐIỆN ) theo các công thức sau:

Vì phân xưởng dùng ñèn sợi ñốt nên ñối với phụ tải chiếu sáng thì ϕ= 0 (

cosϕ= 1 ), ta có Q cs = P cs tgϕ= 0. Chú ý nếu dùng ñèn tuýp hoặc quạt thì ta có

Trong các công thức trên:

k nc - hệ số nhu cầu ( tra sổ tay trang 254, phụ lục I.3 sách THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN

)

Pñ - công suất ñặt

P 0 ( W/m2 ) – suất phụ tải chiếu sáng ( trang 253, phụ lục I.2 sách THIẾT KẾ

CẤP ĐIỆN )

Pñl , Qñl – các phụ tải ñộng lực của phân xưởng

P cs , Q cs – các phụ tải chiếu sáng của phân xưởng

S

P

=ϕcos ( 2-13 )

Trong ñó:

kñt – hệ số ñồng thời ( thường có giá trị từ 0.85 ÷ 1 )

m – số phân xưởng và phòng ban

c) Trong giai ñoạn thiết kế chi tiết ( thiết kế nội thất ):

Thông tin mà ta biết ñược là khá chi tiết, ta bắt ñầu thực hiện việc phân

nhóm các thiết bị máy móc ( từ 8 ÷ 12 máy/ 1 nhóm ) Sau ñó ta xác ñịnh phụ tải

tính toán của một nhóm n máy theo công suất trung bình P tb và hệ số cực ñại

k max theo các công thức sau:

tb

P

1 max

ϕ

tg P

Q tt = tt ( 2-15 )

dm

tt tt

U

S I

.3

P

1

Pñm ( kW ) – công suất ñịnh mức của máy, nhà chế tạo cho

Uñm - ñiện áp dây ñịnh mức của lưới (Uñm = 380 V )

k sd – hệ số sử dụng công suất hữu công của nhóm thiết bị ( tra sổ tay trang 253,

phụ lục I.1 sách THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN )

k max – hệ số cực ñại công suất hữu công của nhóm thiết bị ( hệ số này ñược xác

ñịnh theo hệ số sử dụng ksd và số thiết bị dùng ñiện hiệu quả n hq , tra sổ tay trang

256, phụ lục I.6 sách THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN )

n hq - số thiết bị dùng ñiện hiệu quả: là số thiết bị có công suất bằng nhau, có

cùng chế ñộ làm việc gây ra một phụ tải tính toán ñúng bằng phụ tải tính toán do

nhóm thiết bị ñiện thực tế có công suất và chế ñộ làm việc khác nhau gây ra

**) Các bước xác ñịnh n hq :

- Bước 1: xác ñịnh n I là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng một

nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất

P

- Nếu trong nhóm có phụ tải 1 pha ñấu vào Upha ( 220V ) như quạt gió,

ta phải qui ñổi về 3 pha như sau: P qd =3.P dm ( 2-30 )

- Nếu trong nhóm có phụ tải 1 pha ñấu vào Udây ( 380V ) như biến áp

hàn, ta qui ñổi về 3 pha như sau: P qd = 3.P dm ( 2-31 )

P

1

cs dl

px px

S = + ( 2-40 )

px

px px

U

S I

.3

Trong ñó:

nm – số nhóm máy của phân xưởng mà ta ñã phân ở trên

kñt – hệ sốñồng thời ( thường có giá trị từ 0.85 ÷ 1 )

**) Nhận xét: phương pháp này thường ñược dùng ñể tính phụ tải tính

toán cho một nhóm thiết bị, cho các tủ ñộng lực trong toàn bộ phân xưởng Nó

cho một kết quả khá chính xác, nhưng phương pháp này ñòi hỏi một lượng

thông tin ñầy ñủ về các phụ tải như: chế ñộ làm việc của từng phụ tải, công suất

ñặt của từng phụ tải, số lượng các thiết bị trong nhóm ( k sdi , P dmi , cosϕi , )

d) Trong giai ñoạn phát triển tương lai của nhà máy:

t – thời gian dự kiến trong tương lai

2.2 Xác ñịnh phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

2.2.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải cho phân xưởng

Nhận xét: Các thiết bịñều làm việc ở chếñộ dài hạn

Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào các nguyên tắc sau:

- Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế ñộ làm việc

- Các thiết bị trong nhóm nên ñược ñặt gần nhau, tránh chồng chéo khi ñi

dây và sẽ giảm ñược tổn thất

- Tổng công suất các thiết bị trong nhóm cũng nên cân ñối ñể khỏi quá

chênh lệch giữa các nhóm nhằm tạo tính ñồng loại cho các trang thiết bị

Căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân

xưởng ta chia làm các nhóm phụ tải như sau:

2.2.2 Xác ñịnh phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị ( nhóm phụ tải )

Vì ñã có các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biết

ñược công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, nên ta xác ñịnh phụ tải

tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực ñại

Công suất lớn nhất của thiết bị là Pñmmax= 14 kW;

Số thiết bị có công suất ≥ 0.5 *Pñmmax là n I =7;

2 71

k k P

i dmi sd

14 1 max

=

kVAr tg

02.33cos

1

ϕDòng ñiện tính toán của cả nhóm :

A U

S I

dm

tt

38.0

*3

55

Công suất lớn nhất của thiết bị là Pñmmax= 12 kW;

Số thiết bị có công suất ≥ 0.5 *Pñmmax là n I = 6;

k k P

i dmi sd

1 max

=

2

ϕDòng ñiện tính toán của cả nhóm :

A U

S I

dm

tt

38.0

*3

65.42

Công suất lớn nhất của thiết bị là Pñmmax= 10 kW;

Số thiết bị có công suất ≥ 0.5 *Pñmmax là n I = 6;

Suy ra P I =10+2*7+2*7.6+10= 49.2 kW ;

2 49

k k P

i dmi sd

1 max

=

kVAr tg

65.23cos

3

ϕDòng ñiện tính toán của cả nhóm :

A U

S I

dm

tt

38.0

*3

42.39

Công suất lớn nhất của thiết bị là Pñmmax= 10 kW;

Số thiết bị có công suất ≥ 0.5 *Pñmmax là n I = 2;

k k P

i dmi sd

1 max

=

kVAr tg

25.14cos

4

ϕDòng ñiện tính toán của cả nhóm :

A U

S I

dm

tt

38.0

*3

75.23

Công suất lớn nhất của thiết bị là Pñmmax= 30 kW;

Số thiết bị có công suất ≥ 0.5 *Pñmmax là n I = 4;

k k P

i dmi sd

1 max

=

kVAr tg

114cos

5

ϕDòng ñiện tính toán của cả nhóm :

A U

S I

dm

tt

38.0

*3

67.126

S tt ( kVA )

I tt ( A )

2.2.3 Xác ñịnh phụ tải tính toán cho toàn bộ phân xưởng

a) Phụ tải ñộng lực toàn bộ phân xưởng:

Pcs = 0.

cs cs

P = + ( theo công thức 2-37 )

P px = 178.93+3 = 181.93 kW

cs dl

Q = + ( theo công thức 2-38 )

px px

S = + ( theo công thức 2-40 )

kVA 39 239 6

155 93

.

= +

=

pxS

px

px px

93 181

A U

S I

dm

px

38 0

* 3

39 239

=

2.3 Xác ñịnh phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác và toàn nhà máy

2.3.1 Phụ tải tính toán của các phân xưởng

Vì các phân xưởng khác chỉ biết công suất ñặt do ñó phụ tải tính toán ñược xác

ñịnh theo phương pháp hệ số nhu cầu ( k nc )

Giả sử ta tính cho phân xưởng kết cấu kim loại

Tra sổ tay ta có k nc = 0.5 ; cosϕ = 0.6 ; P 0= 15 W/m2 ; Pñ= 1950 kW

Phụ tải ñộng lực: Pñl = k nc Pñ = 0.5*1950 = 975 kW

Phụ tải chiếu sáng: P cs = P 0 D = 15*200 = 3000 W = 3 kW

Phụ tải tính toán phân xưởng: P ttpx = Pñl + P cs = 975+3 = 978 kW

Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

Q ttpx = Qñl =Pñl tgϕ = 975*1.33 = 1296.75 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:

kVA Q

P

Sttpx ttpx2 ttpx2 9782 1296 752 1624

= +

= +

=

S I

dm

ttpx

38 0

* 3

1624

P cs

( kW )

P ttpx

( kW )

Q ttpx

( kVAr )

S ttpx

( kVA

)

I ttpx ( A )

1 Phân xưởng kết cấu kim

S I

TA

ttXN

22.3

6310

Tuỳ thuộc vào các thông tin ñược cung cấp như trong tương lai thì nhà

máy ñịnh thay thế hay lắp ñặt thêm những thiết bị máy móc nào, ở phân

xưởng nào, mở rộng ra khu vực nào, công suất là bao nhiêu , người kỹ

sư sẽ căn cứ vào ñó ñể lựa chọn các trạm biến áp phân phối, cầu chì,

áptomát, cho các phân xưởng, khu vực ñó

Để ñơn giản, trong ñồ án này ta không xét ñến các yếu tố trên

2.4 Xác ñịnh biểu ñồ phụ tải

2.4.1 Biểu ñồ phụ tải của các phân xưởng

a) Ý nghĩa của biểu ñồ phụ tải trong thiết kế cấp ñiện

Biểu ñồ phụ tải là một cách biểu diễn về ñộ lớn của phụ tải trên mặt bằng

nhà máy, nó cho biết sự phân bố của phụ tải trên mặt bằng Điều này cho

phép người thiết kế chọn ñược vị trí ñặt các trạm biến áp phân phối một

cách thích hợp nhằm giảm ñược tổn thất và ñạt ñược các chỉ tiêu kinh tế

cao

phụ tải tính toán của phân xưởng ñó theo tỷ lệ xích lựa chọn, mỗi vòng

tròn biểu ñồ phụ tải chia ra thành hai phần tương ứng với phụ tải ñộng lực

và phụ tải chiếu sáng

b) Tính bán kính vòng tròn phụ tải cho các phân xưởng

Mỗi phân xưởng có một biểu ñồ phụ tải Tâm ñường tròn biểu ñồ phụ tải

ñược ñặt tại trọng tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần ñúng ta có thể coi

như phụ tải phân xưởng ñược phân bốñồng ñều theo diện tích phân xưởng

Bán kính vòng tròn phụ tải ñược tính theo công thức:

R pxi ( mm ) – bán kính vòng tròn phụ tải của phân xưởng i

S ttpxi ( kVA ) – phụ tải tính toán của phân xưởng i

P

P

.360

=α

Trong ñó:

a cspxi ( ñộ ) – góc của phụ tải chiếu sáng phân xưởng i

P cspxi ( kW ) – phụ tải chiếu sáng của phân xưởng i

P ttpxi ( kW ) – phụ tải tính toán của phân xưởng i

Ta chọn tỉ lệ xích m = 3 kVA/mm2, sau khi tính toán ta ñược bảng kết

P ttpx

( kW )

S ttpx

( kVA

)

R ( mm )

ỏcspx

( ñộ )

2.4.2 Xác ñịnh trọng tâm phụ tải của toàn xí nghiệp

a) Ỳ nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế cấp ñiện

Trọng tâm phụ tải của nhà máy là một vị trí quan trọng giúp người thiết

kế tìm ñiểm ñặt trạm biến áp, trạm phân phối nhằm giảm tối ña tổn thất năng

lượng Ngoài ra trọng tâm phụ tải còn có thể giúp nhà máy trong việc quy

hoạch và phát triển sản xuất trong tương lai nhằm có các sơñồ cung cấp ñiện

hợp lý, tránh lãng phí và ñạt ñược các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật tốt nhất

b) Tính toán toạñộ trọng tâm phụ tải nhà máy

Tâm quy ước của phụ tải nhà máy ñược xác ñịnh bởi một ñiểm M có toạ

ñộ ñược xác ñịnh là M0 (x0 , y0) theo hệ trục toạñộ xoy ñặt tại vị trí bất kỳ

S

X S x

1

1 0

S

Y S y

1

1 0

.

n: số phân xưởng có phụ tải ñiện trong xí nghiệp

Thay số vào công thức trên ta ñược:

7485

6

* 373 2

* 78 2 8

* 326

6

* 239 5 5

* 853 5 5

* 1031 4

4

* 702 7 8

* 1055 8

1

* 1204 7

3

* 1624

0

+ +

+

+ +

+ +

+ +

* 78 5 4

* 326

2 5

* 239 8 0

* 853 4

* 1031 2

1

* 702 7 1 1055 5

* 1204 2

5

* 1624

0

+ +

+

+ +

+ +

+ +

3.1.1 Yêu cầu ñối với sơ ñồ cung cấp ñiện

Yêu cầu ñối với sơ ñồ cung cấp ñiện và nguồn cung cấp rất ña dạng Nó

phụ thuộc vào công suất yêu cầu của xí nghiệp Khi thiết kế các sơñồ cung cấp

ñiện phải lưu ý tới các yếu tố ñặc biệt ñặc trưng cho nhà máy , các thiết bị ñòi

hỏi ñộ tin cậy cung cấp ñiện cao , các ñặc ñiểm của quy trình sản xuất và quy

trình công nghệ ñể từ ñó xác ñịnh mức ñộ bảo ñảm an toàn cung cấp ñiện ,

thiết lập sơ ñồ cấu trúc cấp ñiện hợp lý

Việc lựa chọn sơ ñồ cung cấp ñiện phải căn cứ vào ñộ tin cậy , tính kinh

tế và an toàn Độ tin cậy của sơ ñồ cấp ñiện phụ thuộc loại hộ tiêu thụ mà nó

cung cấp, căn cứ vào loại hộ tiêu thụñể quyết ñịnh số lượng nguồn cung cấp của

sơñồ

Sơ ñồ cung cấp ñiện phải có tính an toàn ñảm bảo an toàn tuyệt ñối cho

người và thiết bị trong trạng thái vận hành Ngoài ra , phải lưu ý tới các yếu tố

kỹ thuật khác như ñơn giản , thuận tiện , dễ vận hành , có tính linh hoạt trong

việc khắc phục sự cố

3.1.2 Phương pháp cung cấp ñiện cho nhà máy

a) Phân loại và ñánh giá hộ tiêu thụñiện trong nhà máy

Nguyên tắc chung ñể ñánh giá hộ tiêu thụ ñiện trong nhà máy là ta dựa vào

tầm quan trọng của phân xưởng ñó ñối với nhà máy tức là khi ta ngừng cung cấp

thì mức ñộảnh hưởng của nó tới hoạt ñộng của toàn nhà máy là cao hay thấp , từ

ñó ta có thể xác ñịnh ñược loại phụ tải và sơ ñồ cấp ñiện hợp lý cho các phân

xưởng trong toàn nhà máy

Khi ñã xác ñịnh ñược các hộ tiêu thụñiện trong nhà máy ta sẽ căn cứ vào số

phần trăm loại hộ tiêu thụ ñể ñánh giá toàn nhà máy Với nhà máy cơ khí ñịa

phương ta có số hộ tiêu thụ loại hai là 7 hộ với các phân xưởng : Phân xưởng kết

cấu kim loại, phân xưởng lắp rắp cơ khí, phân xưởng ñúc, phân xưởng nén khí,

phân xưởng rèn, phân xưởng gia công gỗ, trạm bơm Còn phân xưởng sửa chữa

cơ khí, bộ phận hành chính và ban quản lý, bộ phận thử nghiệm có thể xếp loại

hộ tiêu thụ loại 3 Tổng kết lại ta có số % hộ tiêu thụ loại 2 khoảng 80% nên

ñánh giá toàn nhà máy là hộ tiêu thụ loại 2

Kiểu sơ ñồ cung cấp ñiện phù hợp với ñiện áp truyền tải ñã chọn : Do ñiều

kiện thiết kế ñã cho trạm biến áp trung gian 110/22 kV, ta chỉ cần ñưa cáp

truyền tải 22 kV vào trạm PPTT ñặt ở tâm phụ tải của nhà máy Sau ñó từ cáp

truyền tải 22 kV này, ñiện năng sẽ ñược dẫn tới từng trạm biến áp phân xưởng

.Tuỳ theo sự phân loại ở trên mỗi trạm biến áp chứa một hoặc hai MBA.Tại ñây

ñiện áp ñược hạ xuống còn 0,4 kV và ñược dẫn tới từng phân xưởng

Nhiệm vụ của chúng ta là thiết kế :

+ Xây dựng trạm biến áp phân xưởng nhận ñiện từ trạm PPTT về cấp

ñiện cho các máy trong phân xưởng

b) Vị trí ñặt trạm PPTT của xí nghiệp:

Theo tính toán ở mục trên thì vị trí của trạm phân phối trung tâm ( PPTT )

tại toạ ñộ:

M ( 5;3.4 ) ý

c) Xác ñịnh vị trí, số lượng, dung lượng các trạm biến áp phân xưởng

Chọn số lượng MBA cho các BA phân xưởng có ý nghĩa quan trọng ñối

với việc xây dựng một sơ ñồ cung cấp ñiện hợp lý

Thông thường thì mỗi trạm chỉ ñặt 1 MBA là tốt nhất Ưu ñiểm là tiết

kiệm ñất ñai , vận hành ñơn giản , chi phí nhỏ Tuy nhiên có nhược ñiểm là ñảm

bảo an toàn cung cấp ñiện không cao Mặc dù vậy, chỉ khi cần thiết ( phụ tải loại

I hoặc II ) người ta mới ñặt 2 MBA và chỉ hai máy thôi

Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng, quyết ñịnh ñặt 8 trạm

biến áp phân xưởng:

1) Trạm B1 cấp ñiện cho phân xưởng kết cấu kim loại

2) Trạm B2 cấp ñiện cho phân xưởng lắp ráp cơ khí

3) Trạm B3 cấp ñiện cho phân xưởng ñúc

4) Trạm B4 cấp ñiện cho phân xưởng nén khí

5) Trạm B5 cấp ñiện cho phân xưởng rèn

ñặt 2 máy biến áp Trạm B8 thuộc hộ phụ tải loại 3 nên chỉ cần ñặt một máy

biến áp Các trạm dùng loại trạm kề, có một tường trạm chung với tường phân

xưởng Các máy biến áp dùng máy do ABB ( liên doanh ) sản xuất tại Việt Nam,

1624 4

1

≥

( 1.4 là hệ số quá tải ứng với 5 ngày 5 ñêm, mỗi ngày quá tải không quá 6h )

Chọn dùng 2 máy biến áp loại 1200 - 22/ 0.4 kV ( nếu không có trong catalog

chào hàng của ABB, yêu cầu sản xuất theo ñơn ñặt hàng )

Các trạm khác chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng:

d) Phương án ñi dây mạng cao áp

Vì nhà máy thuộc hộ loại II, sẽ dùng ñường dây trên không lộ kép dẫn

ñiện từ trạm BATG về trạm PPTT của nhà máy Để ñảm bảo mỹ quan và an

toàn, mạng cao áp trong nhà máy dùng cáp ngầm Từ trạm PPTT ñến các trạm

Đường dây cung cấp từ trạm BATG về trạm PPTT của nhà máy dài 3.7 km sử

dụng ñường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép

Tra cẩm nang có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax= 4500 h, với

giá trị của Tmax, dây dẫn AC tra bảng sau sẽ có Jkt= 1.1 A/ mm2

Loại dây dẫn Tmax<= 3000 h Tmax= 3000 – 5000 h Tmax>= 5000 h

A và AC

Cáp lõi ñồng

Cáp lõi nhôm

1.3 3.5 1.6

1.1 3.1 1.4

1 2.7 1.2

IttXN=165.6/2 = 82.8 A

Fkt= IttXN/ Jkt= 82.8/ 1.1= 75.3 mm2

Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện phần nhôm là 95 mm2, 2AC-95 kiểm tra

dây ñã chọn theo ñiều kiện dòng sự cố

Tra bảng phụ lục VI dây AC-95 có Icp=335 A

Khi ñứt một dây, dây còn lại tải toàn bộ công suất

Isc=2IttXN=2*82.8=165.6 A< Icp( thoả mãn )

Kiểm tra dây dẫn ñã chọn theo ñiều kiện tổn thất ñiện áp

Với dây AC-95 tra bảng ñược r0= 0.33 Ω/km, x0= 0.4 Ω/km

V U

U V U

n

QX PR

dm

1100

% 5 4

274 22

2

7 3

* 4 0

* 4554 7

3

* 33 0

* 4368

R =Σ