BÁO CÁO BÀI TẬP DÀI HỌC PHẦN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Thiết kế cấp điện cho xí nghiệp chế tạo máy kéo CẤU TRÚC HỆ THỐNG CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1.1 Đặt vấn đề • Phụ tải điện đặc trưng bởi công suất tiêu thụ của hộ tiêu thụ điện. Ví dụ: Nhà máy, khu công nghiệp, nhà chung cư,… • Phụ tải điện là số liệu đầu tiên và quan trọng nhất để tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện. Ngay từ khâu thiết kế, ta cần đánh giá chính xác nhu cầu của phụ tải để lựa chọn thiết bị điện phù hợp. Xác định phụ tải điện quá lớn so với thực tế sẽ dẫn đến chọn thiết bị điện quá lớn, quá non tải, quá thừa khả năng cấp điện, làm tăng vốn đầu tư. Xác định phụ tải điện quá nhỏ dẫn tới chọn thiết bị điện quá nhỏ sẽ bị quá tải, gây cháy nổ hư hại công trình, làm mất điện, vận hành hệ thống không tin cậy và mất an toàn.. • Phụ tải tính toán là phụ tải được dự báo trong giai đoạn thiết kế. Đây là phụ tải cực đại dài hạn, không thay đổi theo thời gian và tương đương với phụ tải thực tế về mặt phát nhiệt. Việc xác định phụ tải tính toán dựa vào các đặc trưng của phụ tải được tổng kết từ kinh nghiệm thiết kế và vận hành trong quá khứ (dưới dạng sổ tay thiết kế). Thông tin về đối tượng thiết kế cấp điện càng nhiều thì việc xác định phụ tải tính toán sẽ càng chính xác. • Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện. Cần căn cứ vào lượng thông tin thu nhận được qua từng giai đoạn thiết kế để lựa chọn phương pháp thích hợp. Càng có nhiều thông tin về đối tượng sử dụng càng lựa chọn được phương pháp chính xác. Nhiệm vụ của người thiết kế là phải lựa chọn phương pháp xác định phụ tải thích hợp với điều kiện tính toán có được cũng như độ tin cậy của kết quả cuối cùng.
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ===o0o=== BÁO CÁO BÀI TẬP DÀI HỌC PHẦN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Thiết kế cấp điện cho xí nghiệp chế tạo máy kéo Giảng viên hướng dẫn: Tên Phạm Thanh Phong Đỗ Tiến Dũng Lê Quốc Mạnh Hòa Quang Minh Phùng Phi Hoàng Nguyễn Thế Anh Đặng Trung Đức Đồn Cơng Trường Nguyễn Hồng Nhung MSSV 20202487 20202340 20200384 20202458 20202392 20200033 20202329 20202544 HÀ NỘI, 2/2023 Phần III Word Phần I Phần II-4 Phần II- 1,2,3 Phần I Phần II-1,2,3 Phần II-5 MỤC LỤC CẤU TRÚC HỆ THỐNG CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 1.2.1 đặt Phương pháp xác định PTTT theo hệ số nhu cầu công suất 1.2.2 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số cực đại công suất trung bình 1.2.3 1.3 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số đồng thời 1.2.4 diện tích Phương pháp xác định PTTT theo suất phụ tải đơn vị 1.2.5 sản xuất Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao đơn vị Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng sửa chữa khí 1.3.1 Phân nhóm phụ tải 1.3.2 Xác định phụ tải tính tốn nhóm phụ tải 1.3.3 Tính tốn phụ tải chiếu sáng phân xưởng sửa chữa khí 1.3.4 Tính tốn phụ tải phân xưởng sửa chữa khí 1.4 Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng lại 1.5 Tính tốn phụ tải nhà máy 1.6 Xác định tâm phụ tải biểu đồ phụ tải 1.6.1 Tâm phụ tải điện 1.6.2 Biểu đồ phụ tải điện CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP NHÀ MÁY 11 2.1 Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp nhà máy 11 2.2 Đề xuất phương án sơ đồ cung cấp điện mạng cao áp nhà máy 11 2.3 2.4 2.2.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy 11 2.2.2 Chọn phương án trạm biến áp phân xưởng 12 Sơ chọn thiết bị điện 15 2.3.1 Chọn công suất máy biến áp 15 2.3.2 Chọn tiết diện vật dẫn 19 2.3.3 Chọn máy cắt cao áp 23 Tính tốn kinh tế kỹ thuật chọn phương án thiết kế 24 2.5 2.4.1 Phương án 24 2.4.2 Phương án 27 2.4.3 Phương án 29 2.4.4 Phương án 30 Thiết kế chi tiết cho phương án chọn 35 2.5.1 Chọn dây từ TBA trung gian TPPTT 35 2.5.2 Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT trạm BAPX 36 2.5.3 Tính tốn ngắn mạch 37 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 38 3.1 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối 38 3.1.1 Lựa chọn Aptomat 38 3.1.2 Chọn cáp từ TBA B6 tủ phân phối phân xưởng 39 3.1.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 39 3.1.4 Chọn góp cho tủ phân phối tủ động lực 40 3.1.5 Tính tốn ngắn mạch lưới hạ áp 41 3.2 Lựa chọn thiết bị cho tủ động lực dây dẫn đến thiết bị phân xưởng 43 3.2.1 3.2.2 động lực Lựa chọn thiết bị cho tủ động lực 43 Chọn Aptomat cáp cho thiết bị nhóm thiết bị tủ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy 10 Hình 2-1: Sơ đồ thiết kế theo phương án 13 Hình 2-2: Sơ đồ thiết kế theo phương án 13 Hình 2-3: Sơ đồ thiết kế theo phương án 14 Hình 2-4: Sơ đồ thiết kế theo phương án 14 Hình 2-5: Phương án 35 Hình 2-6: Sơ đồ thay mạng cung cấp 37 Hình 3-1: Sơ đồ Aptomat phân xưởng sửa chữa khí 38 Hình 3-2: Sơ đồ nguyên lý 41 Hình 3-3: Sơ đồ thay 42 DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1: Nhóm Bảng 1-2: Nhóm Bảng 1-3: Nhóm Bảng 1-4: Nhóm Bảng 1-5: Nhóm Bảng 1-6: Nhóm Bảng 1-7: Nhóm Bảng 1-8: Nhóm Bảng 1-9: Bảng tra hệ số ku theo công suất định mức Bảng 1-10: Bảng tra hệ số kđt Bảng 1-11: Nhóm Bảng 1-12: Bảng tính tốn phụ tải nhóm Bảng 1-13: Tính tốn phụ tải phân xưởng Bảng 1-14: Kết xác định Ri 𝜶csi phân xưởng 10 Bảng 2-1: Tọa độ tâm phân xưởng 11 Bảng 2-2: Khoảng cách từ trạm đến phân xưởng 14 Bảng 2-3: Kết chọn dung lượng máy biến áp PA1 16 Bảng 2-4: Kết chọn dung lương máy bến áp PA2 17 Bảng 2-5: Kết chọn dung lượng máy biến áp PA3 18 Bảng 2-6: Kết chọn dung lượng máy biến áp PA4 19 Bảng 2-7: Kết chọn cáp trung áp hạ áp PA1 22 Bảng 2-8: Kết chọn cáp trung áp hạ áp PA2 22 Bảng 2-9:Kết chọn cáp trung áp hạ áp PA3 23 Bảng 2-10: Kết chọn cáp trung áp cao áp PA4 23 Bảng 2-11: Kết chọn máy cắt cao áp 23 Bảng 2-12: Kết tính tốn cơng suất tiêu tán đoạn đường dây PA1 24 Bảng 2-13: Kết tính tốn tổn thất điện TBA PA1 26 Bảng 2-14: Kết tính tốn cơng suất tiêu tán đoạn đường dây PA2 27 Bảng 2-15: Kết tính tốn tổn thất điện TBA PA2 28 Bảng 2-16: Kết tính tốn cơng suất tiêu tán đoạn đường dây PA3 29 Bảng 2-17: Kết tính tốn tổn thất điện TBA PA3 30 Bảng 2-18: Kết tính tốn công suất tiêu tán đoạn đường dây PA4 30 Bảng 2-19: Kết tính tốn tổn thất điện TBA PA4 31 Bảng 2-20: Chi phí vốn đâu tư xây dựng mạng điện 32 Bảng 2-21: Bảng tổng kết chi phí phương án 34 Bảng 2-22: Thông số máy cắt điện 37 Bảng 3-1: Chọn Aptopmat cho tủ phân phối PXSCCK 39 Bảng 3-2: Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 40 Bảng 3-3: Chọn góp cho tủ phân phối tủ động lực 41 Bảng 3-4: Chọn Aptomat cho tủ động lực 43 Bảng 3-5: Bảng tổng kết 44 CẤU TRÚC HỆ THỐNG CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 1.1 Đặt vấn đề • Phụ tải điện đặc trưng cơng suất tiêu thụ hộ tiêu thụ điện Ví dụ: Nhà máy, khu cơng nghiệp, nhà chung cư,… • Phụ tải điện số liệu quan trọng để tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện Ngay từ khâu thiết kế, ta cần đánh giá xác nhu cầu phụ tải để lựa chọn thiết bị điện phù hợp Xác định phụ tải điện lớn so với thực tế dẫn đến chọn thiết bị điện lớn, non tải, thừa khả cấp điện, làm tăng vốn đầu tư Xác định phụ tải điện nhỏ dẫn tới chọn thiết bị điện nhỏ bị tải, gây cháy nổ hư hại cơng trình, làm điện, vận hành hệ thống khơng tin cậy an tồn • Phụ tải tính tốn phụ tải dự báo giai đoạn thiết kế Đây phụ tải cực đại dài hạn, không thay đổi theo thời gian tương đương với phụ tải thực tế mặt phát nhiệt Việc xác định phụ tải tính tốn dựa vào đặc trưng phụ tải tổng kết từ kinh nghiệm thiết kế vận hành khứ (dưới dạng sổ tay thiết kế) Thông tin đối tượng thiết kế cấp điện nhiều việc xác định phụ tải tính tốn xác • Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện Cần vào lượng thông tin thu nhận qua giai đoạn thiết kế để lựa chọn phương pháp thích hợp Càng có nhiều thơng tin đối tượng sử dụng lựa chọn phương pháp xác Nhiệm vụ người thiết kế phải lựa chọn phương pháp xác định phụ tải thích hợp với điều kiện tính tốn có độ tin cậy kết cuối 1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 1.2.1 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số nhu cầu cơng suất đặt • Với phụ tải Ptt = K nc Pdat Trong đó: K nc : hệ số nhu cầu Pdat : cơng suất đặt • Với nhiều phụ tải n Ptt = K nc Pdmi i =1 n Ptt = K nci Pdmi i =1 • Tuy phương pháp đơn giản, lại xác, khơng xét chế độ vận hành phụ tải, dùng tính tốn sơ biết số liệu phụ tải Pdat tên phụ tải 1.2.2 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số cực đại cơng suất trung bình n Ptt nh = Pmax = K max Ptb = K max K sd Pdm.i i =1 Trong đó: K sd , K max : hệ số sử dụng trung bình hệ số cực đại Pdm.nh : Cơng suất định mức nhóm phụ tải • Phương pháp có xét đến độ lớn chế độ làm việc phụ tải nên kết tính tốn xác Sử dụng có số liệu chi tiết phụ tải 1.2.3 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số đồng thời n Ptt nh = K dt Ptti i =1 Trong đó: K dt : hệ số đồng thời • Phương pháp dùng để xác định phụ tải tính tốn nút giao nhiều phụ tải TBA phân xưởng có cơng suất lớn, TBA trung gian cấp cho nhà máy, khu công nghiệp,… 1.2.4 Phương pháp xác định PTTT theo suất phụ tải đơn vị diện tích Ptt = po F Trong đó: po : Suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất (kW / m ) F : Diện tích sản xuất ( m ) • Phương pháp xác, sử dụng để xác định sơ phụ tải có đặc điểm phân bố tương đối diện tích rộng • Phương pháp sử dụng để tính tốn sơ phụ tải có mật độ tương đối diện tích sử dụng, đặc biệt tính tốn phụ tải chiếu sáng 1.2.5 Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao đơn vị sản xuất Ptt = a.M Tmax Trong đó: M : Sản lượng (sản phẩm/năm) a : Suất điện đơn vị sản phẩm (kWh/sp) Tmax : Thời gian sử dụng cơng suất lớn (giờ) • Phương pháp áp dụng để tính tốn sơ phụ tải giai đoạn dự án khả thi 1.3 Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng sửa chữa khí 1.3.1 Phân nhóm phụ tải • Dựa vào tiêu chí phân nhóm phụ tải sau : - Các thiết bị nhóm nên gần để giảm chiều dài đường dây hạ áp tiết kiệm vốn đầu tư, tổn thất - Chế độ làm việc thiết bị nhóm nên giống để việc tính tốn dễ dàng xác - Tổng cơng suất thiết bị nhóm nên xấp xỉ để giảm chủng loại tử động lực cần dùng cho phân xưởng tồn nhà máy Từ tiêu chí ta chia thành nhóm thiết bị sau: Bảng 1-1: Nhóm STT Tên thiết bị Nhãn máy Số lượng Máy tiện ren 1616 Máy tiện ren Máy khoan bàn IE6EM HC-12A Ký hiệu Pđm Pđm toàn sơ máy(kW) bộ(kW) đồ 4,5 4,5 13 3,2 0,65 3,2 3,9 Bảng 1-2: Nhóm STT Tên thiết bị Nhãn máy Số lượng IA62 I∆63A 2A125 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy cưa Máy mài hai phía Pđm tồn bộ(kW) 1 Ký hiệu Pđm sơ máy(kW) đồ 10 2,8 2A150 7 872A - 1 11 12 2,8 2,8 2,8 2,8 10 2,8 Bảng 1-3: Nhóm STT Tên thiết bị Nhãn máy Số lượng Ký hiệu Pđm Pđm toàn sơ máy(kW) bộ(kW) đồ 3 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy phay vạn Máy bào ngang Máy mài tròn vạn Máy mài phẳng Máy cưa Máy mài hai phía 1616 IE6EM 6H81 2 4,5 3,2 4,5 4,5 6,4 4,5 7A35 3130 1 5,8 2,8 5,8 2,8 872A - 1 10 11 12 2,8 2,8 2,8 2,8 Bảng 1-4: Nhóm STT Tên thiết bị Nhãn máy Máy tiện ren IA62 Máy doa tọa 2450 độ Máy tiện ren I∆63A Máy dũa Máy mài sắc dao cắt gọt Số lượng Ký hiệu sơ đồ Pđm máy(kW) 4,5 Pđm toàn bộ(kW) 21 4,5 1 26 27 10 2,8 10 2,8 Pđm máy(kW) 10 10 4,5 2,8 Pđm toàn bộ(kW) 40 20 4,5 2,8 Pđm máy(kW) 10 0,6 Pđm tồn bộ(kW) 20 0,6 Bảng 1-5: Nhóm STT Tên thiết bị Nhãn máy Máy tiện ren IK625 Máy tiện ren IK620 Máy doa ngang 2614 Máy mài 371M phẳng có trục nằm Số lượng 1 Ký hiệu sơ đồ 20 Bảng 1-6: Nhóm STT Tên thiết bị Nhãn máy Máy tiện ren IK620 Máy phay chép 6461 hình Số lượng Ký hiệu sơ đồ 10 thời gian sử dụng công suất lớn Tmax = 5500h, ta có Jkt = A/mm2 - Dịng điện tính tốn chạy dây dẫn là: 𝐼𝑡𝑡𝑛𝑚 = 𝑆𝑡𝑡𝑛𝑚 = 12373,17 = 102,05 𝐴 2√3𝑈𝑑𝑚 2√3 35 - Tiết diện kinh tế là: 𝐹𝑘𝑡 = 102,05 𝑚𝑚2 - Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 120 mm2 Khoảng cách trung bình hình học 𝑟0=0.85(𝛺/𝑘𝑚) , 𝑥0=0.426(𝛺/𝑘𝑚) - Kiểm tra dây theo điều kiện xảy cố đứt dây: 𝐼𝑠𝑐=2.𝐼𝑡𝑡𝑛𝑚=2.102,05=204,10 < 𝐼𝑐𝑝 - Kiểm tra dây theo điều kiên tổn thất điện áp cho phép Tổn thất điện áp cho phép 4,5%, suy 𝛥𝑈𝑐𝑝=4,5%.𝑈𝑑𝑚=4,5%.35000=1575𝑉 - Điện trở & điện kháng đường dây là: 𝑅 = 𝑟0 𝑙 = 0,85.4 = 3,4𝛺 𝑋 = 𝑥0 𝑙 = 0,426.4 = 1,7𝛺 - Ta có: 𝛥𝑈 = (𝑃𝑡𝑡𝑛𝑚 𝑅+𝑄𝑡𝑡𝑛𝑚 𝑋) 𝑈𝑑𝑚 = 1280,12𝑉 𝛥𝑈≤𝛥𝑈𝑐𝑝=1575𝑉 Dây chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép Vậy ta chọn dây AC-120 2.5.2 Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT trạm BAPX - Trạm phân phối trung tâm nơi nhận điện từ hệ thống cung cấp cho nhà máy, vấn đề chọn sơ đồ nối dây có ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề an toàn cung cấp điện cho nhà máy Sơ đồ phải thoã mãn điều kiện như: Cung cấp điện liên tục theo yêu cầu phụ tải, thuận tiện vấn đề vận hành xử lý cố, an toàn lúc vận hành sửa chữa, hợp lý kinh tế sở đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Nhà máy chế tạo máy kéo xếp vào loại phụ tải loại 1, trạm phân phối trung tâm cung cấp điện đường dây kép với hệ thống góp có phân đoạn, liên lạc hai góp máy cắt hợp Trên phân đoạn góp có đặt máy biến áp đo lường hợp ba pha năm trụ có cuộn tam giác hở báo chạm đất pha cáp 35kV Để chống sét từ đường dây truyền vào trạm đặt chống sét van phân đoạn góp Máy biến dòng đặt tất lộ vào trạm có tác dụng biến đối dịng điện lớn (phía sơ cấp ) thành dịng 5A cung cấp cho thiết bị đo lường bảo vệ Chọn dùng tủ hợp Siemens, cách điện SF6, khơng cần bảo trì, hệ thống chống sét tủ có dịng định mức 1250A 36 Bảng 2-22: Thơng số máy cắt điện Loại máy cắt 8DC11 Cách điện SF6 𝐼đ𝑚(𝐴) 1250 𝑈đ𝑚(𝑘𝑉) 24 𝐼𝑐𝑎𝑡 3𝑠(𝑘𝐴) 25 𝐼𝑐𝑎𝑡 𝑛𝑚𝑎𝑥(𝑘𝐴) 63 2.5.3 Tính tốn ngắn mạch - Mục đích: tính ngắn mạch để kiểm tra thiết bị sơ chọn (máy biến áp, cáp trung áp, máy cắt trung áp) chế độ cố ngắn mạch lựa chọn thiết bị phân phối điện khác (BU, BI, chống sét van, cầu chì, cầu dao phía cao áp aptomat phía hạ áp), đảm bảo cho HTCCĐ vận hành an toàn, tin cậy kinh tế - Khi tính ngắn mạch, để đơn giản hóa việc tính tốn để chọn thiết bị rẻ tiền ta tính tốn dịng điện ngắn mạch pha để máy cắt liên lạc aptomat liên lạc trạng thái cắt Do vậy, mạng điện tính tốn mạng điện hở, nguồn cung cấp, MBA, cáp, aptomat + Tính NM điểm N TPPTT để kiểm tra MC góp + Tính NM điểm N1i phía cao áp TBAPX để Hình 2-6: Sơ đồ thay mạng cung cấp kiểm tra cáp, tủ cao áp dao cách ly 35 kV trạm + Tính NM điểm N2i phía hạ áp TBAPX để chọn aptomat trạm + Ngắn mạch xa nguồn có IN = I’’= I∞ + Điện áp trung bình đường dây : 𝑈𝑡𝑏 = 1,05 𝑈đ𝑚 = 1,05.35 = 36,75 (𝑘𝑉) + Điện kháng hệ thống: 𝑈𝑡𝑏 𝑋𝐻 = 𝑆𝑁 Trong 𝑆𝑁 cơng suất cắt máy cắt 𝑋𝐻 = 5,4 𝛺 37 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ - - PXSCCK có diện tích 1134 ( 𝑚2 ), gồm 85 thiết bị, chia thành nhóm Cơng suất tính tốn phân xưởng 254,64 (kW), 17,01 kW dùng hệ thống chiếu sáng Điện từ TBA B6 đưa tủ phân phối phân xưởng Trong tủ phân phối đặt aptomat tổng aptomat nhánh cấp điện cho tủ động lực tủ chiếu sáng Từ tủ phân phối đến tủ động lực tủ chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lý vận hành Một tủ động lực cấp điện cho nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, phụ tải có cơng suất lớn quan trọng nhận điện trực tiếp từ tủ, phụ tải có cơng suất bé quan trọng ghép thành nhóm nhỏ để nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông Để dễ dàng thao tác tăng thêm độ tin cậy cung cấp điện, đầu vào tủ đặt aptomat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ tải ngắn mạch cho thiết bị phân xưởng 3.1 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối 3.1.1 Lựa chọn Aptomat Hình 3-1: Sơ đồ Aptomat phân xưởng sửa chữa khí o Chọn aptomat tổng: 𝐼𝑙𝑣max = 𝐼𝑡𝑡.𝑃𝑋𝑆𝑆𝐶𝐾 = 𝑆𝑡𝑡 √3𝑈 𝑑𝑚 = 254,64 √3 ⋅ 0,4 = 367,5(𝐴) 38 • Điện áp định mức: UđmA ≥ Uđmm = 0,4(kV) • Dòng điện định mức: Iđm ≥ 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥= 367,5 (A) o Trong tủ hạ áp TBA B6, đầu đường dây đến tủ phân phối đặt aptomat loại NS400N hãng Merin Gerin chế tạo có IđmA = 400 (A) o Chọn Aptomat TĐL: + 𝐼𝑙𝑣max.i = 𝐼𝑡𝑡.𝑛ℎó𝑚.𝑖 + Điện áp định mức: Uđm.i ≥ Uđmm= 0,4(kV) + Dòng điện định mức: IđmAi ≥ 𝐼𝑙𝑣max.i =367,5 (A) Kết lựa chọn tổng hợp vào bảng sau: Bảng 3-1: Chọn Aptopmat cho tủ phân phối PXSCCK Tuyến cáp TBAPX-TPP TPP-TĐL1 TPP-TĐL2 TPP-TĐL3 TPP-TĐL4 TPP-TĐL5 TPP-TĐL6 TPP-TĐL7 TPP-TĐL8 Itt(A) 367,5 16,7 44,7 48,4 54,7 85,5 40,9 71,3 78,2 Loại NS400N C60A C60H C60H C60H NC100H C60H NC100H NC100H Idm(A) 400 40 63 63 63 100 63 100 100 Udm(A) 690 440 440 440 440 440 440 440 440 IcắtN (kA) 10 10 10 10 6 Số cực 4 4 4 4 3.1.2 Chọn cáp từ TBA B6 tủ phân phối phân xưởng o Phân xưởng xửa chữa khí có: 𝑆𝑡𝑡 254,64 𝐼𝑙𝑣max = 𝐼𝑡𝑡.𝑃𝑋𝑆𝑆𝐶𝐾 = = = 367,5(𝐴) √3𝑈 𝑑𝑚 √3 ⋅ 0,4 o Vì có cáp rãnh đất nên khc=1; điều khiên chọn cáp là: 𝐼𝑐𝑝 ≥ 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 = 367,5 (𝐴) o Chọn cáp đồng hạ áp lõi ( lõi + trung tính ), cách điện PVC hãng LENS chế tạo loại x 120 + 70 có 𝐼𝑐𝑝 = 388(𝐴) o Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ bảo vệ aptomat: 𝐼𝑘 𝑑𝑚 𝐼𝑑𝑚𝐴 1,25 ⋅ 400 𝐼𝐶𝑝 ≥ = 1,2𝑦̅ ⋅ = = 333,3(𝐴) 1,5 15 1,5 Kết chọn hợp lý 3.1.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực o Các đường cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực đặt rãnh cáp nằm dọc tường phía bên cạnh lối phân xưởng 39 o Cáp trọn theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ điều kiện ổn định nhiệt có ngắn mạch o Do chiều dài cáp khơng lớn nên bỏ qua khơng cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép o Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực: • Điều kiện chọn: 𝐼𝑙𝑣max = Itt ⋅ nhom ⋅ ⅈ • Điều kiện kiểm tra: 𝐼𝑐𝑣 > 𝐼𝑙𝑣max; Icp ≥ Ik ⅆn 1,5 = 1,25⋅𝐼 𝑑𝑚𝐴 1,5 • Chọn cáp đồng lõi cách điện PVC hãng LENS chế tạo • Kết chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực bảng sau: Bảng 3-2: Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực Tuyến cáp 𝐼𝑡𝑡(𝐴) TPP-TĐL1 TPP-TĐL2 TPP-TĐL3 TPP-TĐL4 TPP-TĐL5 TPP-TĐL6 TPP-TĐL7 TPP-TĐL8 16,7 44,7 48,4 54,7 85,5 40,9 71,3 78,2 1,25 ⋅ 𝐼 𝑑𝑚𝐴 1,5 33,3 52,5 52,5 52,5 83,3 52,5 83,3 83,3 F(mm2) Icp(A) 4G4 4G6 4G6 4G6 4G16 4G6 4G16 4G16 42 54 54 54 100 54 100 100 3.1.4 Chọn góp cho tủ phân phối tủ động lực o Thanh góp tủ phân phối: • Chọn góp theo điều kiện phát nóng cho phép: 𝐾1 ⋅ 𝐾2 ⋅ 𝐼𝐶𝑝 ≥ 𝐼𝑙𝑣 𝑚𝑎𝑥 𝐵 = 𝑆𝑡𝑡𝐵 √3𝑈𝑑𝑚𝐵 = 400 √3 ⋅ 0,4 = 577,33 (𝐴) Trong đó: + K1 = 1: Với góp đặt đứng + K2 = 1: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt theo môi trường • Tra PL VL9 chọn góp đồng hình chữ nhật M(40x4) có Icp =625 (A) Mỗi pha đặt chiều dài l=1m; khoảng cách trung bình hình học D= 100m: + r0 = 0,125 (mΩ/m) → RTG1 = RTG2 = r0.1 = 0,125 (mΩ) + x0 = 0,145 (mΩ/m) → XTG1 = XTG2 = x0.1 = 0,145 (mΩ) o Thanh góp cho tủ động lực 1: • Chọn góp theo điều kiện pháp nóng cho phép: 𝑆𝑡𝑡 𝑛ℎ𝑜𝑚1 11,58 𝐼𝑐𝑝 ≥ 𝐼𝑙 𝑣 𝑚𝑎𝑥 𝐵 = = = 16,71 (𝐴) √3𝑈 𝑑𝑚 √3, 0,4 40 • Chọn góp đồng hình chữ nhật M(25x3) có Icp =340 (A) Mỗi pha đặt • Các tủ cịn lại tương tự: Bảng 3-3: Chọn góp cho tủ phân phối tủ động lực Tuyến cáp Udm(kV) Stt(kVA) Itt(A) Chiều dài (m) Icp(A) 2309,4 Kích thước (mm) 40x4 TPPTBAPX TPP TĐL1 TĐL2 TĐL3 TĐL4 TĐL5 TĐL6 TĐL7 TĐL8 0,4 1600 3000 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 1600 11,58 31,02 33,54 37,91 59,21 28,34 49,39 54,20 2309,4 16,71 44,77 48,41 54,71 85,46 40,91 71,28 78,23 40x4 40x4 25x3 25x3 25x3 25x3 25x3 25x3 25x3 1 1 1 1 3000 340 340 340 340 340 340 340 340 3.1.5 Tính tốn ngắn mạch lưới hạ áp o Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp, ta xem MBA B6 nguồn o Với dòng ngắn mạch mà thiết bị chọn thoả mãn điều kiện ổn định động ổn định nhiệt chúng hồn tồn làm việc tốt điều kiện thực tế o Để giảm nhẹ khối lượng tính tốn ta kiểm tra với tuyến cáp có khả xảy cố nặng nề tuyến đến TĐL5 o Khi cần thiết kiểm tra thêm tuyến cáp cịn nghi vấn, việc tính tốn tiến hành tương tự o Sơ đồ nguyên lý thay cho sơ đồ dây từ TBA B6 cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí, phân xưởng dập hình Hình 3-2: Sơ đồ nguyên lý 41 Hình 3-3: Sơ đồ thay o Trong đó: • PXSCCK nhận điện từ góp ( TG1 ) trạm B6 • A1 nối MBA B6 TG1 • A2 đặt đầu cuối cáp C1 nối với góp TG1 TG2 • TG2 đặt tủ phân phối phân xưởng XCCK • A3 aptomat đặt đầu cuối cáp C2 nhận điện từ tủ phân phối cấp điện cho tủ động lực ( TĐL5 ) Tủ động lực có dịng điện tính tốn lớn nên có khả xảy cố nặng nề o Điện trở điện kháng MBA trạm B6 quy hạ áp: 𝑆 𝑑𝑚 = 1600 (𝑘𝑉𝐴) 𝛥𝑃𝑛 = 20(𝑘𝑤) 𝑈𝑛 % = 4% 𝛥𝑃𝑛 ⋅ 𝑈𝑑𝑚 20 ⋅ 0,42 𝑅𝐵𝐴 = = = 1,25(𝑚Ω) 𝑆 𝑑𝑚 16002 𝑈𝑛% ⋅ 𝑈𝑑𝑚 4.0, 42 𝑋𝐵𝐴 = = ⋅ 104 = 4(𝑚Ω) 𝑆 𝑑𝑚 1600 o Điện trở điện kháng Aptomat: • Aptomat loại NS400N: RA2=0,36+0,6=0,96(𝑚Ω); XA2=0,28(𝑚Ω) • Aptomat loại NC100H: RA3= 1,3(𝑚Ω); ZA3= 0,86 (𝑚Ω) o Điện trở điện kháng cáp: • Cáp (3 x 120 + 70): Chiều dài: L=95 m r0=0,253 (Ω/km) = > RC1=24,04 (𝑚Ω) x0=0,08(Ω/𝑘𝑚) => XC1= 7,6 (𝑚Ω) • Cáp 4G16: Chiều dài L= 34m ( Khoảng cách đến tủ động lực xa ) r0 =1,15 (Ω/𝑘𝑚) => RC2=39,1 (𝑚Ω) x0 = 0,07 (Ω/𝑘𝑚) => XC2= 2,38 (𝑚Ω) • Tính ngắn mạch N1: R1 = RBA + RTG1 + 2RA2 + RC1 = 1,25 + 0,125 + 2.0,96 + 24,04 = 27,33 (m) 42 X1 = XBA + XTG1 + 2XA2 + XC1 = + 0,145 + 2.0,28 + 7,6 = 12,31 (m) 𝑍1 = √𝑅12 + 𝑋12 = 30,00 (m) 𝑈 𝑑𝑚 400 𝐼𝑁1 = = = 7,7 (𝑘𝐴) √3 − 𝑍1 √3 ⋅ 30 𝐼𝑥𝑘𝑁1 = √2 ⋅ 𝐼𝑁1 ⋅ 𝑘𝑥 𝑘 = √2 7,7.1,2 = 13 (𝑘𝐴) Kiểm tra khả cắt aptomat NS400N có IcắtN =8kA > 7,7kA Vậy aptomat chọn thỏa mãn o Kiểm tra ổn định động góp TG2: + Dự định đặt góp cách 15cm, đặt sứ khung tủ cách 70cm 𝑙 70 𝐹max = 1, 76.10−2 ⋅ ⋅ 𝑖𝑥𝑘 = 1,76 ⋅ 5,062 = 2,1 (𝑘𝐺 ) 𝑎 15 𝑙 70 𝑀 = 𝐹max ⋅ = 2,1 ⋅ = 14,7 (kG cm) 10 10 40.42 𝑤= = 0,107 (Cm2 ) 𝑀 14,7 𝑘𝐺 𝜎𝑡𝑡 = = = 137,4 ( ) 𝑉 0,107 𝐶𝑚2 + Với đồng 𝜎𝑐𝑝 = 1400 > 𝜎𝑡𝑡 = 137,4 ( 𝑘𝐺 𝐶𝑚2 ) Vậy chọn thỏa mãn điều kiện ổn định động 3.2 Lựa chọn thiết bị cho tủ động lực dây dẫn đến thiết bị phân xưởng 3.2.1 Lựa chọn thiết bị cho tủ động lực o Các aptomat tổng tủ động lực có thơng số tương tự aptomat nhánh tương ứng tủ phân phối Kết lựa chọn aptomat ghi bảng Bảng 3-4: Chọn Aptomat cho tủ động lực Tuyến cáp TBAPX-TPP TPP-TĐL1 TPP-TĐL2 TPP-TĐL3 TPP-TĐL4 TPP-TĐL5 Itt(A) 367,5 16,7 44,7 48,4 54,7 85,5 Loại NS400N C60A C60H C60H C60H NC100H Idm(A) 400 40 63 63 63 100 Udm(V) 690 440 440 440 440 440 I cắt N(kA) 10 10 10 Số cực 4 4 4 43 TPP-TĐL6 TPP-TĐL7 TPP-TĐL8 - 40,9 71,3 78,2 C60H NC100H NC100H 63 100 100 440 440 440 10 6 4 3.2.2 Chọn Aptomat cáp cho thiết bị nhóm thiết bị tủ động lực o Chọn aptomat: ptt 𝐼𝑙 𝑣max = √3 cos φ ⋅ U ⅆm • Điện áp định mức: 𝑈𝑑𝑚 𝐴 ≥ 𝑈𝑑𝑚𝑚 = 0,4 (𝑘𝑉 ) • Dịng điện định mức: IđmA ≥ 𝐼 𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 o Chọn cáp từ tủ động lực đến động cơ: • Điều kiện chọn: 𝐼𝑐𝑝 ≥ 𝐼𝑡𝑡 • Điều kiện kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ bảo vệ aptomat 𝐼𝑘 𝑑𝑛 𝐼 𝑑𝑚𝐴 𝐼𝑐𝑝 ≥ = 1,25 ⋅ 1,5 1,5 Kết lựa chọn tổng hợp bảng sau: Bảng 3-5: Bảng tổng kết Nhóm STT 1 Tên thiết bị Ký hiệu Phụ tải Pdm Itt (kW) (A) Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan bàn Máy khoan bàn Máy khoan bàn Máy khoan bàn 4,5 Cáp Aptomat 𝐼𝑑𝑚 𝐼𝑘𝑡 𝑑𝑙 Udm 1,5 (V) (𝐴) (A) 25 20,8 440 F (𝑚𝑚2 ) Icp (A) Loại 6,5 4G1,5 31 C60L 3,2 4,7 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 13 0,65 1,0 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 13 0,65 1,0 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 13 0,65 1,0 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 13 0,65 1,0 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 44 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Máy khoan bàn Máy khoan bàn 13 0,65 1,0 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 13 0,65 1,0 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy cưa Máy mài hai phía 10,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10 14,4 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 2,8 4,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 11 2,8 4,1 4G1,5 31 C60L 25 440 12 2,8 4,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 20,8 4,5 6,5 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 3,2 4,6 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 3,2 4,6 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 4,5 6,5 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 5,8 8,4 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 2,8 4,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy phay vạn Máy bào ngang Máy mài tròn vạn 440 45 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Máy mài phẳng Máy cưa Máy mài hai phía 10 5,8 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 11 2,8 4,1 4G1,5 31 C60L 25 440 12 2,8 4,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 20,8 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy doa tọa độ Máy tiện ren Máy dũa Máy mài sắc dao cắt gọt 10,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 4,5 6,5 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10 14,4 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 26 1,4 4G1,5 31 C60L 25 440 27 2,8 4,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 20,8 10 14,4 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10 14,4 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10 14,4 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10 14,4 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10 14,4 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện 440 440 46 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 ren Máy tiện ren Máy doa ngang Máy mài phẳng có trục nằm Máy tiện ren Máy tiện ren Máy phay chép hình Máy mài trịn Máy khoan bàn Máy mài sắc Máy mài sắc Máy phay đứng Máy phay đứng Máy phay chép hình 10 14,4 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 4,5 6,5 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 20 2,8 4,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10 14,4 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 20 28,8 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10 0,6 0,9 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 17 10,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 22 0,65 1,0 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 23 2,8 4,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 23 2,8 4,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 10,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 1,4 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 47 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 Máy xọc Máy khoan đứng Máy mài trọn vạn Máy mài phẳng có trục đứng Máy ép thủy lực 14 10,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 20,8 440 16 4,5 6,5 4G1,5 31 C60L 25 18 2,8 4,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 19 10 14,4 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 21 4,5 6,5 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 Máy phay vạn Máy phay vạn Máy phay ngang Máy phay chép hình Máy phay chép hình Máy bào ngang Máy bào giường trụ Máy 10,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 01,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 4,5 6,5 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 5,62 8,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 11 4,3 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 12 10,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 13 10 14,1 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 15 4,5 6,5 4G1,5 31 C60L 25 20,8 440 440 48 khoan hướng tâm 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm –Thiết kế cấp điện, NXB Khoa Học & Kỹ Thuật, Hà Nội, 2006 [2] TS Ngơ Hồng Quang –Giáo trình thiết kế cấp điện, Vụ Trung Học Chuyên Nghiệp –Dạy Nghề, NXB Giáo Dục, 2007 [3] Ngô Hồng Quang –Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0.4V đến 500kV, NXB Khoa Học & Kỹ Thuật, Hà Nội 2007 50