Cung cấp điện cho nhà máy gạch men SHIJA

IV.THÔNG SỐ PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY Bảng số liệu phụ tải của xí nghiệp : Bảng 1.4.1 Số lượng máy ở phân xưởng sản xuất gạch men Bảng 1.4.1.a Số lượng máy ở phân xưởng sản xuất được phân chia

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT

GẠCH MEN SHIJAR

I GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY :

Nhà máy sản xuất gạch men được xây dựng ở một địa hình tươngđối bằng phẳng với diện tích 3 ha cách trung tâm thị xã Thủ Dầu Mộtkhoảng 5 – 6 km Môi trường xung quanh nhà máy trong sạch ít bụi bặm,không ẩm và không có khí ăn mòn Nhiệt độ môi trường xung quanh nhàmáy là nhiệt độ trung bình ở khu vực miền Đông Nam Bộ từ 28 – 380C,nhà máy có quy mô sản xuất vừa phải, khi mất điện không gây thiệt hạiđến tính mạng của con người mà chỉ gây thiệt hại về kinh tế, nên thuộc hộtiêu thụ điện loại 2 Mặt bằng nhà máy cho ở H.1 1

Nhà máy có các phân xưởng được bố trí khá đồng đều và kế sátnhau Ngoài ra nhà máy còn có khu túc xá và văn phòng làm việc nằmcạnh phân xưởng sản xuất, nhà máy được thiết kế dây chuyền sản xuất,nhà máy được thiết kế dây chuyền sản xuất với công nghệ của Italia, làmviệc liên tục ba ca trong một ngày và thời gian làm việc nhiều nhất trongnăm là TMax = 7000h Sản phẩm gạch được sản xuất trong một ngày (24h)với sản lượng từ 7 ÷8 ngàn mét vuông gạch, gồm hai loại : lát nền và ốptường Do sản xuất trên dây chuyền máy móc, thiết bị tự động nên số lượngcông nhân của nhà máy (kể cả nhân viên hành chánh văn phòng) gồmkhoảng 350 người

Nhà máy lấy điện từ trạm biến áp khu vực, cách nhà máy khoảng1,5km với công suất hệ thống bằng vô cùng (SHT = ∞) và điện áp thanh cáihạ áp trạm khu vực là U = 15KV

Quy trình công nghệ sản xuất gạch men gồm các công đoạn nhưsau, được mô tả tổng quát trên sơ đồ khối hình 1.2

Hình 1.2 Sơ đồ khối các công đoạn sản xuất gạch men

34

5

+ Công đoạn 1 : Nghiền nguyên liệu

Nguyên liệu làm gạch men gồm đất, cát, đá, hóa chất Tất cả đượcđưa vào khâu nghiền nguyên liệu Sau khi nghiền xong hỗn hợp này đượcđưa xuống hầm chứa có qua bộ phận lọc Hỗn hợp nằm ở hầm chứa đểtránh đông đặc nhờ các động cơ có gắn trục cánh quạt ở dưới hầm quay đểtrộn đều

+ Công đoạn 2 : Sấy nguyên liệu

Hỗn hợp từ hầm chứa được đưa qua bộ phận sấy phun ở lò sấy Ởđây hỗn hợp từ dạng lỏng sẽ sấy để trở thành dạng bột, sau đó bột đượcđưa vào bồn chứa

+ Công đoạn 3 : Định hình

Bột từ bồn chứa đưa bằng băng tải có gầu xúc đến bồn máy dập Tạiđây bột đưa xuống khuôn in và máy dập thành khối tạo hình tấm gạch

+ Công đoạn 4 : Tráng men

Gạch từ công đoạn định hình đi qua lò sấy rồi đưa qua bộ phậntráng men, in màu Xong công đoạn này gạch được đưa vào xe chứa

+ Công đoàn 5 : Nung gạch

Gạch đã được tráng men từ xe chứa đưa vào bộ phận lò nung làmcho gạch chín và sau một thời gian (khoảng 45 phút) gạch được đưa ra bộphận KCS và đóng thùng thành phẩm

II ĐẶC ĐIỂM CỦA PHỤ TẢI XÍ NGHIỆP

Phụ tải của xí nghiệp chủ yếu là các động cơ điện có công suất lớn,nhỏ, trung bình, đèn chiếu sáng, thời gian sản xuất của xí nghiệp trongmột ngày là 3 ca Nhà máy mất điện sẽ gây ra hàng loạt phế phẩm ( như

ở bộ phận lò nung) và gây lãng phí sức lao động rất nhiều ở các bộ phận,nhưng sự ngừng cung cấp điện không gây ra nguy hại đến tính mạng conngười và ít khi bị hư hỏng thiết bị, nhà máy sử dụng hầu hết các động cơđiện ba pha roto lồng sóc, điện áp định mức là 380V, tần số 50Hz Động cơcó công suất lớn nhất trong xí nghiệp là 150KW, không có động cơ nào sử

dụng điện cao áp Theo sự phân tích ở trên xếp nhà máy sản xuất gạchmen vào hộ tiêu thụ điện loại II

III ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN

Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ củacác thiết bị riêng lẻ hoặc các hộ tiêu thụ điện năng

+ Thiết bị riêng lẻ như động cơ điện, lò điện, đèn điện

+ Hộ tiêu thụ điện là tập hợp các thiết bị điện của phân xưởng hay

xí nghiệp

Khi thiết và vận hành hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp cầnchú ý ba đại lượng phụ tải cơ bản là : công suất tác dụng, công suất phảnkháng và dòng điện Sự thay đổi phụ tải theo thời gian có thể quan sátđược nhờ các dụng cụ đo và dụng cụ tự ghi Có thể phân loại đồ thị phụ tảiđiện như sau :

* Phân loại theo đại lượng đo :

- Đồ thị phụ tải tác dụng P (T)

- Đồ thị phụ tải phản kháng Q(T)

- Đồ thị phụ tải theo dòng điện I (T)

* Phân loại theo thời gian khảo sát

- Đồ thị phụ tải hàng ngày

- Đồ thị phụ tải hàng tháng

- Đồ thị phụ tải hàng năm

Ở đây chúng ta xét đồ thị phụ tải tác dụng hàng ngày theo số liệuthực tế vận hành ở nhà máy

1 Đồ thị phụ tải điện hàng ngày : p

Là đồ thị phụ tải điện trong một ngày đêm 24 giờ

Trong thực tế vận hành có thể dùng dụng cụ đo điện tự ghi để vẽ đồthị phụ tải, hay do nhân viên vận hành ghi lại giá trị phụ tải sau từngkhoảng thời gian nhất định

Để thuận tiện khi tính toán đồ thị phụ tải được vẽ theo hình bậcthang, chiều cao của các bậc thang lấy theo giá trị trung bình của phụ tảitrong thời gian được xét

Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng ngày của xí nghiệp có thể biết đượctình trạng làm việc của thiết bị, từ đó có thể sắp xếp quy trình vận hànhhợp lý nhất để đảm bảo đồ thị tương đối bằng phẳng

Đồ thị phụ tải tác dụng của nhà máy sản xuất gạch men SHIJARcho ở hình vẽ 1.3

IV.THÔNG SỐ PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY

Bảng số liệu phụ tải của xí nghiệp : (Bảng 1.4.1)

Số lượng máy ở phân xưởng sản xuất gạch men (Bảng 1.4.1.a)

Số lượng máy ở phân xưởng sản xuất được phân chia theo nhóm(Bảng 1.4.1b)

BẢNG SỐ LƯỢNG MÁY Ở PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT GẠCH MEN

Công suất P(KW )

Động cơ kéo rulô

Máy hút bụi

Máy khuấy bùn

1505.545100.751.5755.547.51531.5

0,850,90,850,80,870,870,850,90,80,870,850,870,86

220/380V//

0,860,720,780,80,750,760,870,750,780,830,820,760,8

Máylớnnhấtcủaphânxưởn

g sảnxuấtcócôngsuất150KW

T

C

SỐ LƯỢNG MÁY Ở PHÂN XƯỞNG PHÂN CHIA THEO NHÓM

BẢNG 1.4.1.bTên

Dòngđiệnđịnhmức (A)

Ký hiệutrênmặtbằng

Máy khuấy bùn 3A

Máy khuấy bùn 3B

Máy khuấy bùn 3C

1501501501505,55,55,55,55,55,55,5

25525525525511111111111111

11112222333

2

Quạt gió 4A

Bơm áp lực 5A

Bơm áp lực 5B

Máy khuấy bùn 3D

Máy khuấy bùn 3E

Băng tải 2E

Băng tải 2F

Băng tải 2G

1015155,55,55,55,55,5

2028111111111111

45533222

6667

6,56,56,56,56,56,5888888

888888999999

5 Động cơ kéo xe chứa 10A

Động cơ kéo xe chứa 10B

Động cơ kéo xe chứa 10C

Động cơ kéo xe chứa 10D

Động cơ kéo xe chứa 10E

Động cơ kéo xe chứa 10F

Động cơ kéo xe chứa 10H

Máy đóng gói 11 A

Máy đóng gói 11 B

7,57,57,57,57,57,57,51,51,5

151515151515153,43,4

101010101010101111

+ Nâng cao chất lượng, giảm tổn thất điện năng

+ Phí tổn về kinh tế hàng năm là nhỏ nhất

+ An toàn trong vận hành, thuận tiện trong bảo trì và sửa chữa + Đảm bảo cung cấp điện có độ tin cậy cao

II PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán dựa trên

cơ sở khoa học để tính toán phụ tải điện và được hoàn thiện về phương diện lý thuyết trên cơ sở quan sát các phụ tải điện ở xí nghiệp đang vận hành

Thông thường những phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện lại cho kết quả không thật chính xác, còn muốn chính xác cao thì phải tínhtoán lại phức tạp Do vậy tùy theo giai đoạn thiết kế thi công và yêu cầu cụthể mà chọn phương pháp tính toán cho thích hợp

Sau đây trình bày chi tiết các phương pháp tính toán :

1 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm

- Nếu hộ tiêu thụ sản xuất một năm được M sản phẩm, mỗi sản phẩm để thành phẩm cần W0 điện năng

Nhu cầu dùng điện của hộ tiêu thụ là :

Tổng điện năng A = W0.M Đơn vị KWh

Trong đó : W0 : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.

Đơn vị : KWh/1 đơn vị sản phẩm

M : Số lượng sản phẩm

Suy ra phụ tải tính toán :

là một mét vuông, đơn vị (KW/m2)

F : Diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m2)

Phương pháp này chỉ phù hợp với các phân xưởng có mật độ máy móc phân bố đều nhưng cũng có những sai số về :

• Quy trình công nghệ

• Mặt bằng sản xuất

3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Mà Pđ = Trong đó : Pđi : Công suất đặt thứ i, (KW)

n

i =1

Knc : Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị tiêu thụ đặc trưng, tra ở các cẩm nang tra cứu

4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (K max ) và công suất trung bình P tb (phương pháp số thiết bị hiệu qủa)

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, ta chọn phương pháp thiết bị hiệu quả để tính phụ tải tính toán cho phân xưởng, phương pháp này áp dụng cho bất kỳ nhóm thiết bị nào kể cả nhóm thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại và có lợi là xét đến tổng phụ tải cực đại củatừng nhóm thiết bị (gồm các thiết bị làm việc và công suất khác nhau)

Ptt = Kmax Ksd Pđmi, KWTrong đó + Kmax : Hệ số cực đại của công suất tác dụng được xác

định theo đường cong

Kmax = f(hq,Ksd)

nhq : Số thiết bị hiệu quả được tính bằng biểu thức : nhq = nhq*.n

với nhq* = f(n*,p*), tra bảng

n : Tổng số thiết bị

+ Ksd : Hệ số sử dụng, lấy từ đồ thị phụ tải, được tính bởi biểu thức :

Ksd = P1 : công suất của thiết bị trong khoảng thời gian t1, KW

Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị trong khoảng thời gian xem xét

III TRẠM BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP CHỌN MBA

1 Khái quát về phương án cung cấp điện

* Việc chọn phương án cung cấp điện bao gồm :

- Chọn cấp điện áp

n

i =1∑

P1t1 + P2t2 + + Pntn

Pđm(t1 + t2 + + tn)

- Nguồn điện

- Sơ đồ nối dây

- Phương thức vận hành

Muốn thực hiện được đúng đắn và hợp lý nhất, ta phải thu thập vàphân tích đầy đủ các số liệu ban đầu, trong đó số liệu về nhu cầu điện làquan trọng nhất; Đồng thời sau đó phải tiến hành so sánh giữa các phươngán đã được đề ra về phương diện kinh tế và kỹ thuật

* Phương án điện được chọn sẽ xem là hợp lý nếu thỏa mãn các yêucầu sau :

- Đảm bảo chất lượng điện

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện liên tục phù hợp với yêu cầu phụtải

- Vận hành đơn giản, dễ lắp ráp và sửa chữa

* Đối với các thiết bị trong xí nghiệp có công suất lớn, nhỏ, trungbình khác nhau, nên ta chọn phương pháp cung cấp điện có sơ đồ dạng hỗnhợp (gồm sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh), sao cho phù hợp với đặcđiểm công nghệ của xí nghiệp

- Sơ đồ hình tia : Đơn giản độ tin cậy cao dễ dàng trong vận hành,bảo quản và sửa chữa

- Sơ đồ phân nhánh : Độ tin cậy kém hơn sơ đồ hình tia, tiền đầu tưsẽ cao hơn và tổn thất điện áp sẽ cao hơn

Với các thiết bị có công suất nhỏ thì ta dùng sơ đồ phân nhánh, cònđối với các thiết bị có công suất lớn và trung bình thì dùng sơ đồ hình tia

* Phương án sơ đồ nối dây :

Sơ đồ nối dây hay phương án nối dây là cấu trúc chắp nối giữa nguồnđiện và tải tiêu thụ Phương án phải rõ ràng và linh động nhu cầu dùngđiện là hộ loại 2, do quy trình công nghệ sản xuất cho nên nhà máy có sửdụng nguồn dự phòng là máy phát Diezen, chuyển đổi nguồn dự phòng

bằng tay Xác định phương án nối dây cho một phân xưởng là một yếu tốcần thiết

Chọn phương án đi dây trên mạng từ các tủ phân phối chính đến tủđộng lực và các thiết bị, một số trường hợp phải đặt dây dẫn trong ốngcách điện đi ngầm dưới nền đến các thiết bị điện

2 Lựa chọn máy biến áp.

Việc lựa chọn số lượng và công suất các máy biến áp trên cơ sở kỹthuật và kinh tế cho các trạm giảm áp chính và các trạm biến áp phânxưởng có ý nghĩa quan trọng để xây dựng các sơ đồ cung cấp điện xí nghiệphợp lý

Số lượng máy biến áp của các trạm giảm áp chính và trạm biến ápphân xưởng không nên quá hai máy biến áp Về kinh tế, những trạm haimáy biến áp thường hợp lý hơn trạm một máy và trạm có nhiều máy biếnáp

- Chọn công suất máy biến áp : trong hệ thống cung cấp điện xínghiệp, công suất của máy biến áp điện lực trong điều kiện làm việc bìnhthường phải đảm bảo cung cấp điện cho tất cả các thiết bị tiêu thị điệnhoặc hộ dùng điện

IV TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ CHI PHÍ VẬN HÀNH

Chi phí vận hành hàng năm trong hệ thống cung cấp điện xí nghiệpbao gồm :

Cvh = C∆ A + Ccn+ Cbq + Ckh + Cmđ + Cphụ, (đồng)

Trong đó :

C∆ A = ∆A.β : tổn thất điện năng

Với ∆A : Tổn thất điện năng hàng năm, KWh

β : Giá 1 KWh, đồng/KWhCcn : chi phí về lương của cán bộ công nhân vận hành hệ thống cungcấp điện

Cbq : chi phí về tu sửa bảo quản

Ckh : chi phí về khấu hao

Cmđ : Chi phí tổn thất kinh tế do mất điện chi phí này được kể đến

khi so sánh giữa các phương án có độ tin cậy cung cấp điện Cphụ : chi phí phú khác như làm mát, sưởi ấm

Từ công thức trên ta thấy : Trong thành phần của chi phí vận hànhhàng năm thì chi phí về tổn thất điện năng chiếm một vị trí rất quantrọng trong chi phí chung Chi phí điện năng sinh ra ở trong máy biến ápcũng như ở trên đường dây trong thời gian vận hành máy biến áp

Tổn thất điện năng trên đường dây :

∆A = ∆P.t hay ∆A = ∑∆Pi.ti với ti = 8760h

∆A = ∆Pmax T KWh

Trong đó :

∆ P = R, KW với R = r0.l, Ω

l : chiều dài, km r0 : điện trở trên một đơn vị chiều dàiΩ/KmTổn thất điện năng trong máy biến áp

∆AMBA = ∆Pmax.T, Kwh

Vì ∆P = ∆Po + ∆PN ( )2 Vậy ∆AMBA = ∆P0.t + ∆PN ( )2 T

Trong đó : T : Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất (Tra bảng

phụ thuộc vào Tmax vào cosϕ)

t : Thời gian vận hành thực tế của máy biến áp, giờ (h)Tổn thất công suất máy biến áp sẽ là :

Vậy ∆PBA = ∆P0 + ∆PN ( )2Trong đó :

∆P0 : Tổn thất công suất tác dụng không tải, KW

∆PN( )2 = ∆Pcdây : Tổn thất cuộn dây MBA, KW

∆PN : Tổn thất khi ngắn mạch

Sđm : Phụ tải định mức của MBA, KVA

Spt : Công suất phụ tải, KVA

* Thời gian thu hồi vốn đầu tư :

Trong đó :

VA, VB : Là vốn đầu tư của phương án A và B, đơn vị 103 đồng

CA, CB : Chi phí vận hành hàng năm của phương án A, B, đơn vị 103đồng/năm

V NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

1 Khái niệm chung :

Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau và chạm đất, hay nóicách khác đó là hiện tượng mạch điện bị nối tắt qua một tổng trở suất nhỏcó thể xem như bằng không Khi ngắn mạch tổng trở của hệ thống bị giảmxuống và tùy theo vị trí điểm ngắn mạch xa hay gần nguồn cung cấp màtổng trở hệ thống giảm nhiều hay ít Khi ngắn mạch dòng điện và điện áptrong thời gian quá độ đều thay đổi, dòng điện tăng lên rất nhiều so với lúclàm việc bình thường Còn điện áp trong mạng điện cũng giảm xuống mứcđộ giảm nhiều hay ít là tùy thuộc vào vị trí điểm ngắn mạch so với nguồncung cấp

Để lựa chọn được tốt các phần của hệ thống cung cấp điện, chúng taphải dự đoán được các tình trạng ngắn mạch có thể xảy ra và tính toánđược các số liệu về tình trạng ngắn mạch như : Dòng điện ngắn mạch vàcông suất ngắn mạch, các số liệu này còn là căn cứ quan trọng để thiết kếhệ thống bảo vệ rơle, định phương thức vận hành của hệ thống cung cấpđiện Vì vậy tính toán ngắn mạch là phần không thể thiếu được khithiết kế hệ thống cung cấp điện

* Nguyên nhân gây ngắn mạch :

VA - VB

CB - CA

- Tác động cơ học : cây đổ, gãy, giông bão

- Tác động bên trong : cách điện hỏng bởi dùng quá nhiệt

- Làm mất điện gây nên thiệt hại về kinh tế

- Phá hủy tính đồng bộ của hệ thống

2 Phương pháp tính dòng điện ngắn mạch :

* Mục đích :

- Tính dòng ngắn mạch để chúng ta chọn thiết bị và khí cụ bảo vệcho hệ thống, tự động xác lập chế độ ổn định

* Phương pháp xác định dòng ngắn mạch

- Chọn vị trí điểm ngắn mạch

- Xác lập sơ đồ làm việc

- Đơn giản sơ đồ đẳng trị (làm việc )

- Tính toán dòng ngắn mạch

CHƯƠNG III : TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG

SẢN XUẤT GẠCH

I ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG :

- Giới thiệu phân xưởng :

Phân xưởng sản xuất gạch men là nơi có những hoạt động vừa chínhxác, vừa có những chấn động nặng, số lượng công nhân không đông lắm,nhà máy làm việc ba ca Năng suất sản phẩm của phân xưởng đạt 7 ÷8ngàn mét khối trong ngày

- Diện tích :

+ Hình dạng : mặt bằng hình chữ nhật

+ Chiều rộng : 45 mét

+ Chiều dài : 80 mét

+ Diện tích : 80 x 45 = 3600m2

- Vị trí đặt máy biến áp :

Trạm biến áp của phân xưởng được đặt ngoài trời, phân xưởng chỉ cócác tủ điện phân phối và động lực

+ Điều kiện nhiệt độ : là phân xưởng không có các thiết bị sinhnhiệt, nên nhiệt độ là nhiệt độ môi trường trung bình ở khu vực miềnĐông Nam Bộ từ 28 ÷ 380C

+ Điều kiện khác : Phân xưởng có nhiều động cơ kéo băng tải bột,rulô, máy dập nên có nhiều bụi đất Vì vậy các hệ thống điện cần phảiđược che chắn, môi trường có nhiều chấn động do các hoạt động nặng nhưkhu vực máy dập, động cơ rung sàn bột , ta cần chú ý đến các phần tử nốichặt trong hệ thống đường dây

- Tường phân xưởng :

+ Tường phân xưởng sản xuất gạch men cao 5 mét, xung quanh cógắn cửa sổ kiếng có hệ số phản xạ ρtường = 0,30

+ Trần cao 5 mét có hệ số phản xạ ρtrần = 0,5

+ Chiều cao treo đèn là H = 4,5m.

+Mức độ rọi tối thiểu(Emin) trong phân xưởng sản xuất gạch men làEmin = 150Lux

- Nhóm máy :

+ Phân xưởng có : 96 máy và động cơ => n = 96 máy

+ Với số lượng máy ở trên được phân thành 6 nhóm như ở bảng1.4.1b

II MẶT BẰNG PHỤ TẢI VÀ THÔNG SỐ PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT GẠCH MEN

- Mặt bằng phụ tải : (Hình 3.1)

- Thông số phụ tải : (Bảng 1.4.1a)

III PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG

- Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán phụ tải, thông thườngnhững phương pháp đơn giản việc tính toán thuận tiện lại cho kết quảkhông chính xác Còn việc tính toán chính xác thì đòi hỏi nhiều thời gian,phức tạp hơn

Do đó tùy theo yêu cầu cụ thể, nên chọn phương pháp tính thích hợp

Ở phạm vi luận văn này chọn phương pháp số thiết bị hiệu qủa để tínhtoán phụ tải động lực của phân xưởng theo từng nhóm thiết bị đã chiatrước

Phụ tải điện của phân xưởng sản xuất gạch men gồm phụ tải độnglực và phụ tải chiếu sáng

+ Phụ tải động lực chủ yếu là các động cơ, máy nghiền, máy bơm + Phụ tải chiếu sáng gồm các loại đèn chiếu sáng cho phân xưởngnhư cao áp, huỳnh quang, nung sáng

Căn cứ vào vị trí lắp đặt, tính chất và chế độ làm việc của các thiết

bị được chia ra làm 6 nhóm máy (ở chương trước) Theo phương pháp tínhtoán nêu ở chương II để tính phụ tải tính toán ta áp dụng công thức :

∑n

i =1

Ptt = Kmax.Ksd Pđmi

IV TÍNH PHỤ TẢI (P tt ) TỪNG NHÓM

1 Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng :

Để tìm hệ số sử dụng (Ksd) của phân xưởng ta dựa vào đồ thị phụ tảingày để tính toán theo công thức :

Ksd = Ksd = 0,8

a Tính toán cho nhóm máy 1 :

150.4 = 6005,5.4 = 225,5 3 =16,5

0,860,720,75

0,80,80,8

Tổng số máy n = 11

Tổng công suất : Pđmi = 638,5KW

Công suất lớn nhất của một thiết bị trong 11 thiết bị là Pmax = 150KW

n1

n

411

1041(A)

=.0,383

685,17

=.U3

S

=

I

)685,17(KVA

=(361,1)+

(582,3)

=Q+P

=

S

dm

tt tt

2 2

2 tt

2 tt tt

1 1

1 1 1

Stt(KVA)Itt (A)

245,27

372,65

5

2 Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng :

Trong phân xưởng ngoài ánh sáng tự nhiên ta còn sử dụng ánh sáng nhân tạo Vì ánh sáng tự nhiên không đáp ứng đầy đủ cho phân xưởng

Vấn đề chiếu sáng cũng quan trọng vì ánh sáng ảnh hưởng đến năng suất lao động của công nhân, ánh sáng không đủ khiến công nhân làm việc căng thẳng gây hại mắt, hại sức khỏe tạo nhiều phế phẩm và năng suất lao động thấp

Công suất dùng để chiếu sáng cho phân xưởng được xác định theo phương pháp tính toán chiếu sáng theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

Đó là từng đối tượng chiếu sáng cần bao nhiêu công suất trên một đơn vị diện tích theo một mức độ nào đó là đủ, ta gọi đó là suất phụ tải chiếu sáng là P0 Như vậy công thức cần tính toán cho toàn phân xưởng là :

Pttcs = Po.F Trong đó : Pttcs : công suất chiếu sáng cho toàn phân xưởng

P0 : Suất phụ tải chiếu sáng, W/m2(P0 = 12W/m2)

F : diện tích phân xưởng, m2 Theo sơ đồ của phân xưởng sản xuất có diện tích F = 3600m2

Vậy : Pttcs = P0.F = 12.3600 = 43200 (W) = 43,2 (KW)

3 Công suất tính toán của toàn phân xưởng sản xuất gạch men Shijar.

Được tính theo công thức :

Trong đó :Kđt : Hệ số xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm trong phân xưởng , Kđt = 0,8

(*) Giáo trình CCĐ trang 595 TG Nguyễn Xuân Phú

Sttpx = 0,8 1216,63 = 973,3 (KVA)

Dòng điện tính toán của phân xưởng được xác định bởi công thức sau

:

V TÂM PHỤ TẢI

* Ý nghĩa của tâm phụ tải :

Nếu đặt tủ phân phối chính hoặc trạm biến áp nguồn tại tâm phụ tảithì những tổn hao về kim loại màu, điện áp, điện năng trên dây dẫn là ítnhất

(*))Q(+)P+P(.K

=

ttnh

2 ttcs ttnh dt

(*))QΣ(+)P+PΣ(.K

=

ttnh

2 ttcs ttnh dt

ttpx

2 2

ttpx =0,8 (971,54+43,2) +(671,19)

S

)A(78,1478

=

I

38,0.3

3,973

=V.3

Vậy khi thiết kế hay đánh giá một hệ thống cung cấp điện cho phânxưởng chúng ta phải xác định được tâm phụ tải, từ đó xác định vị trí đặttrạm biến áp

Cách định tâm phụ tải : chọn trục tọa độ oxy, xác định tọa độ củatừng phụ tải

Toạ độ tâm phụ tải I, được xác định :

Trong đó :

Xi, Pđmi : Hoành độ, công suất định mức của nhóm máy thứ i

Yi, Pđmi : Tung độ, công suất định mứ c của nhóm máy thứ i

đmi : Tổng công suất định mức của nhóm máy

Dựa vào sơ đồ mặt bằng phân xưởng sản xuất gạch (hình 3.1) xác định tâm phụ tải của phân xưởng nhà máy :

XI = 60 m

YI = 27m

Vậy tọa độ của tâm phụ tải là : ( 60m; 27 m)

n 1

=

i đmi

n 1

=

i đmi iI

n 1

=

i đmi

n 1

=

i đmi iI

P

.Y

P

=Y

CHƯƠNG IV : TRẠM BIẾN ÁP

Trạm biến áp là dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sangcấp điện áp khác (thông thường từ cấp điện áp cao sang cấp điện áp thấp).Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện, do đó khithiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp, nhà máy chúng ta phải chú ý đến vịtrí lắp đặt, số lượng dung lượng và thao tác vận hành

I VỊ TRÍ SỐ LƯỢNG CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP

- Vị trí : việc chọn vị trí lắp đặt máy biến áp phải thỏa mãn các yêucầu sau :

+ Gần tâm phụ tải

+ An toàn, liên tục cung cấp điện

+ Thao tác vận hành và sửa chữa dễ dàng

+ Phòng việc cháy nổ, bụi bặm, khí ăn mòn

+ Chi phí đầu tư nhỏ

Dựa vào vị trí của nó có trạm biến áp ngoài trời và trong nhà Domặt bằng sản phẩm không thuận tiện cho việc đặt máy biến áp trong nhà,nên ta chọn đặt máy biến áp bên ngoài xí nghiệp thuận lợi về mặt vậnhành, sửa chữa an toàn

- Số lượng : Mỗi trạm biến áp chỉ nên đặt một máy biến áp (bapha), sử dụng hai máy biến áp trong trường hợp :

+ Một máy có công suất quá lớn

+ Cần một máy làm nguồn dự phòng

Chú ý : Hai máy có cùng chủng loại và có sơ đồ nối dây giống nhưnhau

- Dung lượng máy biến áp : Máy biến áp có công suất đảm bảo cungcấp điện cho phụ tải :

SMBA ≥ Sptải ; ∆AMBA : bé nhất

Với diện tích mặt bằng hiện nay của xí nghiệp khả năng mở rộngthêm phụ tải trong tương lai là không lớn lắm Tuy nhiên khả năng mởrộng phụ tải của xí nghiệp trong tương lai theo dự đoán là 500KVA Đểđảm bảo việc lựa chọn dung lượng máy biến áp ta có thể lấy giá trị phụ tảitính toán thực tế của xí nghiệp cộng thêm công suất dự đoán mở rộng

Ta có :

Công suất biểu kiến tính toán của toàn phân xưởng là : Sttpx = 973,3KVA

Công suất dự đoán mở rộng Smr = 500KVA

Vậy để chọn dung lượng MBA ta dựa vào công thức tổng là :

SMBA ≥ Sttpx + Smr = 973,3 + 500 = 1473,3 (KVA)

Xuất phát từ thực tế nhà máy có nguồn phát điện dự phòng riêng

Do dó để chọn dung lượng máy biến áp ta có thể chọn theo hai phương án :

* Phương án 1 : Dùng một máy biến áp ba pha dung lượng1600KVA

* Phương án 2 : Dùng hai máy biến áp mỗi máy có dung lượng1000KVA

Xét chi phí đầu tư cũng như tổn thất khi vận hành nhỏ nhất màkhông làm ảnh hưởng đến tính liên tục cung cấp điện cho phân xưởng

II SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN

Với : P0 : Tổn thất công suất tác dụng không tải của máy biến áp

PN : Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch

I0% : Dòng điện không tải của máy biến áp

UN% : Điện áp ngắn mạch của máy biến áp

* Tổn thất công suất phản kháng : ∆Q0

Trong đó : ∆P0’ = ∆P0 + Kkt.∆Q0

∆PN’ = ∆PN + Kkt.∆QNVới Kkt : Đương lượng kinh tế của công suất phản kháng có giá trị từ0,02 ÷0,15 chọn Kkt lấy giá trị trung bình : Kkt = 0,05

Trong đó : ∆P’ 0 : Tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần

đo công suất phản kháng gây ra KW

2 đm

pt '

0 tb

đm

N N

S( PP

=

P

: bộtoàn

thất

Tổn

88(KVAR)

=.1600100

5,5

=.S100

%U

=

Q

Q : mạchngắn khángn

suất phảcông

1,3

=.S100

973,320,9(

+5,54

=)S

S(P+P

=

P

tb

2 2

đm

pt ' N

' o tb

.T)S

S(P.tP

đm

pt ' N

' o

∆P’N : Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch kể cả phần do côngsuất phản kháng gây ra, KW

t : Thời gian vận hành MB trong một năm, thường lấy bằng : t =

UN% = 5,5Trình tự tính toán như phương án 1 :

∆P0’ = ∆P0 + Kkt.∆Q0 = 3,3 + 0,05 30 = 4,8(KW)

∆PN’ = ∆PN + Kkt.∆QN = 11,6 + 0,05.55 = 14,35 (KW)

Tổn thất công suất toàn bộ :

* Tổn thất điện năng trong máy biến áp :

87200KWh

=.5000)1600

973,3( 20,9+5,54.8750

=.T)S

S(P+.tP

=

đm

pt ' N

' o

55(KVAR)

=.1000100

5,5

=.S100

%U

=Q

30(KVAR)

=.1000100

3

=.S100

%I

=Q

đm

N N

đm

0 0

16,4(KW)

=)1000

973,3.14,35(

2

1+2.4,8

=)S

S(P 2

1+P2

=

đm

pt ' N

' o

Giả sử giá thành lắp đặt trạm biến áp cho : Phương án 1 : 350triệu đồng

Phương án 2 : 500 triệuđồng

Từ hai phương án trên ta có bảng sau : phươn

g án

Dung lượng

(KVA)

Số lượngmáy

∆P’0(KW)

∆P’N(KW)

∆A(KWh)

Giá tiềntriệuđồng

3 So sánh hai phương án về phương diện kinh tế và kỹ thuật

a Phương diện kỹ thuật

Cả hai phương án trên đều đảm bảo nhu cầu cung cấp điện cho phânxưởng nhà máy

b Phương diện kinh tế.

Qua kết quả tính ở bảng trên cho thất phương án 1 kinh tế hơnphương án 2 Cụ thể như sau :

- Tổn thất điện năng tính theo phương án 2 lớn hơn tổn thất điệnnăng khi tính theo phương án 1 là : ∆ A = ∆A2 - ∆A1 = 118080 – 87200 =30880(KWh)

Giả sử giá tiền của một KWh là 800đ thì số tiền tiết kiệm được khidùng phương án 1 trong 1 năm là : 30880.800 = 24704000 đồng

Wh118080,85k

=

A

.5000)1000

973,3( 14,352

1+2.4,8.8760

=.T)S

S(P2

1+.tP2

=

A

2

2 2

đm

pt ' N

' o

Nếu dùng phương án hai thì ta phải đầu tư thêm tiền mua máy biếnáp là

500 – 350 = 150 triệu đồng

* Thời gian thu hồi vốn đầu tư là :

Qua việc so sánh hai phương án trên ta thấy việc chọn phương án 1là phù hợp và kinh tế hơn về mặt :

+ Vốn đầu tư mua máy

+ Tiết kiệm được chi phí vận hành hàng năm

+ Tổn hao về điện năng

* Kết luận : Chọn phươn án 1 để thiết kế trạm biến áp cho phânxưởng sản xuất gạch men

III SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRẠM BIẾN ÁP

- Sơ đồ nối dây trạm biến áp phải thỏa mãn các điều kiện sau : + Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

+ Sơ đồ đấu dây phải rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và xử lýlúc sự cố

+ Hợp lý về mặt kinh tế trên cơ sở đảm bảo về kỹ thuật

+ An toàn lúc vận hành

* SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA TRẠM BIẾN ÁP :

6,07năm24704000

150000000

.

.

.

spt

BADLC

15KV

Điện áp của LA được tính theo biểu thức :

IV CHỌN NGUỒN DỰ PHÒNG

Do yêu cầu đảm bảo sản xuất liên tục kể cả trong trường hợp mấtđiện, cần phải chọn nguồn dự phòng Muốn thực hiện được yêu cầu này taphải dự kiến thêm một đường dây phụ nối từ thanh cái điện áp thấp củatrạm điện để đặt máy phát Diezen dự phòng trong trường hợp sự cố mấtđiện máy này sẽ vận hành

Để chọn nguồn dự phòng cho phù hợp với đặc điểm của nhà máy cầncó mối quan hệ mật thiết với phụ tải, cấp điện áp, sơ đồ cung cấp, bảo vệtự động hóa và chế độ vận hành

+ Về công suất của máy phát, theo tính toán ở chương trước ta có :Sttpx = 973,3KVA vậy ta chọn máy có công suất là :

SMF = 1500KVA

3

2

d LA

U

CHƯƠNG V : CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ

I KHÁI QUÁT

Trong thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất gạchmen SHIJAR, việc chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ là một khâu không thểthiếu được

Điều kiện vận hành các thiết bị, khí cụ và các bộ phận dẫn điệnkhác có ở một trong ba chế độ cơ bản sau :

+ Chế độ làm việc bình thường (lâu dài, liên tục)

+ Chế độ quá tải

+ Chế độ ngắn mạch

Trong chế độ làm việc bình thường : Các thiết bị, khí cụ và các bộphận dẫn điện khác sẽ làm việc tin cậy nếu các thông số (dòng điện, điệnáp ) của chúng nằm trong thông số định mức Các thông số nhỏ hơn hoặcbằng thông số định mức

Trong chế độ quá tải : Dòng điện qua các thiết bị, khí cụ và các bộphận dẫn điện khác sẽ lớn hơn so với dòng điện định mức

Ilv> Iđm

• Nếu trong phạm vi cho phép : Ilv ≤ Iqtcp

• Nếu ngoài phạm vi cho phép : Ilv > Iqtcp

 khí cụ bảo vệ phải tác động

Thường những khí cụ bảo vệ quá tải phải cho phép một thời gian Trong chế độ ngắn mạch : Các thiết bị khí cụ và cá bộ phận dẫnđiện khác sẽ đảm bảo sự làm việc tin cậy nếu qúa trình lựa chọn chúng cócác thông số theo đúng điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt

IN >> Iđm

=> khí cụ phải tác động tức thời

* Điều kiện chọn các thiết bị, khí cụ :

Để chọn khí cụ ta chọn theo điều kiện làm việc lâu dài và kiểmtrổng định khi có sự cố :

- Chọn theo điều kiện lâu dài :

Uđmkc ≥ UlvmạngIđmkc ≥ Ilvmax

- Kiểm tra khi có sự cố :

+ Kiểm tra ổn định động : (Ổn định lực điện động)

iôđđ > ixkTrong đó :

iôđđ : Dòng điện mà độ bền cơ khí của khí cụ điện chịu đựngđược

ixk : Dòng điện xung kích khi có ngắn mạch

+ Kiểm tra ổn định nhiệt : (ổn định về nhiệt lượng) :

* Khi xuất hiện dòng điện ngắn mạch thì sẽ có một xung lượng nhiệtxuất hiện trên khí cụ :

βN = R.i2 N.tNTrong đó : iN : Dòng ngắn mạch ổn định

tN : Thời gian tồn tại ngắn mạch, tính từ lúc xảy ra ngắnmạch đến khi khí cụ cắt được dòng ngắn mạch

* Khí cụ có khả năng chịu nhiệt đến một độ nhất định nào đó đặctrưng bởi dòng ổn định nhiệt định mức

βkc = R.iôđm.tgtTrong đó : βkc : Xung lượng nhiệt mà khí cụ có thể chịu đựng được

iôđn : Dòng đặc trưng cho mức độ ổn định nhiệt

tgt : Thời gian giả thiết tồn tại ngắn mạch

Điều kiện ổn định nhiệt :

II CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ HẠ ÁP CHO CÁC MÁY VÀ NHÓM MÁY

1 Chọn dây dẫn :

N gt

t t

N gt

t t N

i

i =

=> odn

Có ba phương pháp chọn tiết diện dây dẫn :

- Chọn theo dòng phát nóng cho phép (dòng điện làm việc lâu dàicho phép)

- Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

* Điều kiện chọn dây dẫn :

- Dây phải chịu được dòng tải lớn nhất

- Tổn thất điện áp do dòng qua dây phải nằm trong phạm vi chophép

- Giá thành rẻ

* Phạm vi ứng dụng :

- Mạng điện phân xưởng tải nhỏ, khoảng cách truyền tải ngắn

=> ∆Upx < ∆ Ucp

không cần điều kiện kinh tế

- Độ phát nóng trong phân xưởng lớn do nhiệt độ làm việc cao

=> chọn theo phương pháp điều kiện phát nóng

Icp ≥ I lvmaxCó thể kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp đối với các phân xưởng cótải lớn hoặc rộng

* Phương pháp :

Chọn dây đồng cách điện bằng cao su cho mạng điện là của CADIVI

do công ty dây và cáp điện Việt Nam sản xuất theo tiêu chuẩn quốc tế

Chọn tiết diện dây dẫn trên cơ sở chọn điều kiện phát nóng

Ilvmax ≤ K1K2K3.IcpTrong đó : Ilvmax : Dòng điện làm việc lớn nhất, A

• Đối với dây dẫn cung cấp cho từng máy riêng lẻ thì : Ilvmax = Iđm

• Đối với dây dẫn cung cấp cho từng nhóm máy : Ilvmax = Ittnh

Icp : Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của cáp hoặc dây dẫn A K1K2K3 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường

2 Điều kiện để chọn máy cắt (CB) :

CB được lắp đặt nối tiếp trên các đường dây cung cấp điện với phụtải

Nhiệm vụ : Bảo vệ ngắn mạch hay quá tải cho mạng điện

* Điều kiện để chọn CB :

UđmCB ≥ Uđm IlvCB ≥ Ilvmax

* Chọn dây dẫn, CB cho từng nhóm máy :

Dựa vào bảng 3.1 có được dòng điện tính toán của từng nhóm máy

- Nhóm 1 : với Itt1 = 1041 (A)

=92,0

155

=K

I

=I

1 dm cp

• Chọn dây dẫn và CB cho từng máy :

(thông số ở bảng 1.4.1b)

Trong nhóm 1 :

Với máy nghiền : có Iđm = 255A

Ilv ≤ K1.Icp Chọn Ilv = Iđm Suy ra : Icp ≥ 277,17 (A)

Chọn CB NF400 – SScó :

UđmCB = 660 (V) IđmCB = 400 (A)Icắt = 50 (KA) Chọn dây dẫn có tiết diện CV120mm2, với dòng điện cho phép là

324 (A) cho một máy nghiền