Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp

TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng

2 Tính toán phụ tải điện:

2.2 Phụ tải thông thoáng và làm mát

3 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng

3.1 Xác định vị trí đặt máy biến áp phân xưởng

3.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp

3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu( so sánh ít nhất 2 phuowng án)

4 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện

4.1 Chọn dây dẫn cuả mạng động lực, dây dẫn của mạng chiếu sáng

4.3 Chọn thiết bị bảo vệ đo lường

5 Tính toán chế độ mạng điện

5.1 Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp

5.2 Xác định tổn hao công suất

5.3 Xác định tổn thất điện năng

6 Tính chọn bù và nâng cao hệ số công suất

6.1 Xác định dung lượng bù cần thiết

6.2 Lựa chọn vị trí đặt bù

6.3 Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng

6.4 Phân tích kinh tế- Tài chính bù công suất phản kháng

7 Tính toán nối đất và chống sét

7.2 Tính chọn thiết bị nối sét

8.1 Danh mục các thiết bị

8.2 Xác định các tham số kinh tế

1 Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng phân xưởng với bố trí của các tủ phân phối, các thiết bị

2 Sơ đồ nguyên lý của mạng điện có chỉ rõ các mã hiệu và các tham số của các thiết bị được chọn

3 Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bàng và mặt cắt trạm biến áp

4 Sơ đồ chiếu sáng và sơ đồ nối đất

5 Bảng số liệu tính toán mạng điện

LỜI NÓI ĐẦU 1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 2

CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 7

1 Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng 7

CHƯƠNG II:TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN 10

CHƯƠNG III : SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG 17

3.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 17

3.2 Xác đinh tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng 17

3.3 Chọn công suất và số lượng máy biến áp 21

3.4 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 24

CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN, KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ CỦA SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 45

4.1 Chọn dây dẫn của mạng động lực 45

4.2 Tính ngắn mạch phía cao áp của mạng điện: 48

4.3 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của mạng điện : 51

4.4 Chọn thiết bị bảo vệ và đo lường 54

CHƯƠNG 5 :TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 63

5.1 Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp 63

5.2 Xác định hao tổn công suất 65

5.3 Xác định tổn thất điện năng 67

CHƯƠNG 6 :TÍNH CHỌN TỤ BÙ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 69

6.1 Xác định dung lượng bù cần thiết 69

6.2 Lựa chọn vị trí đặt tụ bù 70

6.3 Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng 70

6.4 Phân tích kinh tế tài chính bù công suất phản kháng 71

CHƯƠNG 7 :TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 72

7.2 Tính toán chọn thiết bị chống sét 74

CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG

Thiết kế chiếu sáng là yêu cầu cơ bản trong mọi công việc Vấn đề quan trọng nhất trong thiết kế chiếu sáng là đáp ứng các yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài ra hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý cùng sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan hoàn cảnh Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: o Không bị loá mắt. o Không loá do phản xạ. o Không có bóng tối. o Phải có độ rọi đồng đều. o Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định. o Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.

Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng kết hợp ( kết hợp giữa cục bộ và chung ) Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp.

Các phân xưởng thường ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số làm việc là 50Hz gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây ra tai nạn lao động Do đó người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho các phân xưởng sửa chữa cơ khí.

Việc bố trí đèn khá đơn giản, thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật.

1 Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng

Bài toán thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng:

Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí – sửa chữa có kích thước a x b x h là 36 × 24 ×

4,7 m Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu sám,với độ rọi yêu cầu là Eyc 50 lux.( theo bảng 18.phụ lục A trang 458[ CITATION Trầ131 \l 1033 ])

Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 60 lux nhiệt độ màu cần thiết là θ m 000 0 K θ m 000 0 K sẽ cho môi trường ánh sáng tiện nghi Mặt khác vì là xưởng sữa chữa có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn rạng đông với công suất là 200W với quang thông là F= 3000 lumen.( bảng 45.phụ lụcB trang 488 [ CITATION Trầ131 \l 1033 ])

Chọn độ cao treo đèn là : h’ = 0,5 m ; Chiều cao mặt bằng làm việc là : hlv = 0,9 m ;

Chiều cao tính toán là : h = H – hlv – h’ = 4,7 – 0,9 =3,8 m;

Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách giữa các đèn được xác định là:

Căn cứ vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là Ld = 4 m và Ln 4 m  q=2; p=2;

Hình 1.2 : Sơ đồ chiếu sáng

2  thỏa mãn Vậy số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo đồng đều chiếu sáng là Nmin = 54;

Căn cứ đặc điểm của nội thất chiếu sáng có thể coi hệ số phản xạ của trần: tường: sàn là 70:50:30 (Tra bảng 47.phụ lục trang 313 [ CITATION Trầ13 \l 1033 ]) ứng với hệ số phản xạ đã nêu trên và hệ số không gian là kkg =3,789 ta tìm được hệ số lợi dụng kld = 0,58; Hệ số dự trữ lấy bằng kdt=1,2; hệ số hiệu dụng của đèn là η=0 ,58 Xác định quang thông tổng:

Số lượng đèn tối thiểu là:

3000 Q,367 Hao tổn cực đại trong mạng điện hạ áp là: ΔUMax = ΔUM4 =2,582 (V)

- Hao tổn điện áp cho phép:

(V) Như vậy, ΔUMax = 2,582 < ΔUcp : mạng điện đảm bảo yêu cầu kĩ thuật.

Phương án 2 : đặt tủ phân phối ở trung tâm phân xưởng

Ta có sơ đồ đi dây của phương án 2 :

Hình 3.8: Sơ đồ đi dây phương án 2 tr?m bi?n áp

24 Đo n ạn Công su t ất Dòng

L Điện trở Hao tổn Chi phí dây P cos ϕ S Q I Ftc r 0 x 0

Bảng 3.4 Lựa chọn dây dẫn cho phương án 2

Tính toán tổn thất điện áp cực đại trong mạng điện hạ áp:

+ Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 1 – các máy thuộc TĐL 1: ΔUM1 = ΔUTBA-TPP + ΔUTPP-ĐL1 + ΔUĐL1-1=3,137 (V) + Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 2 – các máy thuộc TĐL 2: ΔUM2 = ΔUTBA-TPP + ΔUTPP-ĐL2 + ΔUĐL2- 5=2,637 (V) + Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 3 – các máy thuộc TĐL 3: ΔUM3 = ΔUTBA-TPP + ΔUTPP-ĐL3 + ΔUĐL3-11 =2,971(V) + Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 4 – các máy thuộc TĐL 4: ΔUM4 = ΔUTBA-TPP + ΔUTPP-ĐL4 + ΔUĐL4-16 =2,874(V) +Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 5 – các máy thuộc TĐL 5 ΔUM4 = ΔUTBA-TPP + ΔUTPP-ĐL4 + ΔUĐL5-27 =2,471(V)

=> Hao tổn cực đại trong mạng điện hạ áp là: ΔUMax = ΔUM1 =3,137 (V)

- Hao tổn điện áp cho phép:

(V) Như vậy, ΔUMax = 3,137 < ΔUcp : mạng điện đảm bảo yêu cầu kĩ thuật.

LỰA CHỌN, KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ CỦA SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN

THIẾT BỊ CỦA SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN Ở chương này chúng ta tính toán và chọn các đường dây, các thiết bị bảo vệ, đo lường nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật cho mạng điện phân xưởng Việc tính dòng ngắn mạch là quan trọng, từ các yêu cầu kỹ thuật chúng ta sẽ đưa ra được những lựa chọn phù hợp Các dây dẫn được chọn phải đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục, không bị quá nhiệt Phương thức đi dây trong mạng phải hợp lý, tiện cho vân hành, sửa chữa.

4.1 Chọn dây dẫn của mạng động lực

Việc tính toán mạng điện là để xác định tiết diện các đoạn dây, chọn các thiết bị bảo vệ và các tham số của chúng, Việc lựa chọn tiết diện dây dẫn và thiết bị nhất thiết phải tuân theo quy trình quy phạm hiện hành, Các dây dẫn cung cấp điện cho các thiết bị một pha (dây pha và dây trung tính) phải có tiết diện bằng nhau, Việc chọn dây cáp và bảo vệ phải thỏa mãn một số điều kiện đảm bảo an toàn cho thiết bị và người sử dụng, dây dẫn phải:

- Có khả năng làm việc bình thường với phụ tải cực đại và có khả năng chịu quá tải trong khoảng thời gian xác định;

- Không gây ảnh hưởng xấu đến chế độ làm việc bình thường của các thiết bị khi có sự dao động điện ngắn hạn, ví dụ khi mở máy động cơ, sự đóng cắt các mạch điện v,v,

Các thiết bị bảo vệ (aptomat, cầu chảy) phải:

- Bảo vệ an toàn cho mạch điện (dây cáp, thanh cái v,v,) chống quá dòng điện (quá tải hoặc ngắn mạch);

- Bảo đảm an toàn cho người sử dụng trong các tình huống tiếp xúc trực tiếp hoặc tiếp xúc gián tiếp,

Dây dẫn được chọn sao cho mạng điện có thể làm việc bình thường mà không gây sự quá nhiệt, muốn vậy giá trị dòng điện cực đại có thể xuất hiện trong mạch không được vượt quá giá trị dòng điện cho phép đối với từng loại dây dẫn, Sơ đồ khối (logigram) lựa chọn tiết diện dây dẫn và thiết bị bảo vệ mạng điện trong nhà được thể hiện trên hình 5,11, Dòng điện cho phép là giá trị lớn nhất mà dây dẫn có thể tải vô hạn định mà không làm ảnh hưởng đến tuổi thọ, Ứng với tiết diện xác định, dòng cho phép cực đại phụ thuộc vào một số tham số sau:

- Kết cấu của cáp và đường dẫn (lõi Cu hoặc Al; cách điện PVC hoặc EPR v,v,; số dây dẫn hoạt động);

- Nhiệt độ môi trường xung quanh;

- Phương thức lắp đặt dây dẫn;

- Ảnh hưởng của các mạch điện lân cận,

Dây dẫn của mạng điện trong nhà được sử dụng là dây cáp hoặc dây cách điện,

 Kiểm tra chế độ ổn định nhiệt: Để đảm bảo chế độ ổn định nhiệt khi có dòng ngắn mạch chạy qua tiết diện của cáp phải lớn hơn giá trị tối thiểu xác định theo biểu thức :

Ik – giá trị dòng điện ngắn mạch ba pha chạy qua thiết bị, A; tk – thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch, s;

C t – hệ số đặc trưng của dây cách điện, phụ thuộc vào vật liệu dẫn điện

Ta có thể sử dụng mật độ dòng điện kinh tế để xác định tiết diện dây dẫn Căn cứ vào bảng số liệu ban đầu ứng với dây nhôm AC theo bảng19.phụ lục [ CITATION Trầ131 \l 1033 ] ta tìm được jkt

+ Tiết diện dây dẫn cần thiết:

 chọn loại dây AC - 35 nối từ nguồn vào trạm biến áp. Ở chương 3 chúng ta đã chọn sơ bộ tiết diện của dây dẫn từ TBA đến các tủ phân phối và từ tủ phân phối đến các tủ động lực ( bảng 3.3) Bây giờ tiến hành kiểm tra theo điều kiện dòng cho phép.

Từ trạm biến áp tới tủ phân phối: ở trên dùng dây cáp 3 lõi đồng 120, có dòng điện cho phép ở điều kiện chuẩn là: Icp = 228 A(tra bảng 4.13[ CITATION Quan2005 \l 1033 ]) Dòng điện hiệu chỉnh cho phép:

Khc.Icp=1.228"8A ≥ Imax=Isc= 2.Ilvmax=2.106,32= 212,64 → thỏa mãn

Kiểm tra tương tự cho các đoạn dây còn lại ta có :

Bảng 4.1 kiểm tra dây dẫn theo điều kiện phát nóng

Stt Đoạn dây Fc, mm 2 I cp K hc K hc I cp I lv Kết luận

4.2 Tính ngắn mạch phía cao áp của mạng điện:

Các dạng ngắn mạch thường xuyên xảy ra trong hệ thống cung cấp điện là ngắn mạch N 3 ,

N (1,1) , N 1 Trong đó ngắn mạch 3 pha là sự cố nghiêm trọng nhất vì vậy thường căn cứ vào ngắn mạch 3 pha để lựa chọn thiết bị điện. Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các thiết bị điện trong mạng cao áp cần xét đến 4 điểm ngắn mạch

Trong đó : N - điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt và thanh góp (Ngắn mạch phía cao áp)

 N1 đến N3 - điểm ngắn mạch phía hạ để kiểm tra cáp và các thiết bị hạ áp trong phân xưởng

S đ nguyên lý và s đ thay th : ơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế: ồ nguyên lý và sơ đồ thay thế: ơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế: ồ nguyên lý và sơ đồ thay thế: ế:

Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý phía cao áp của mạng điện

Hình 4.2: Sơ đồ thay thế phía cao áp của mạng điện

1 Các thông s c a s đ thay th :ố của sơ đồ thay thế: ủa sơ đồ thay thế: ơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế: ồ nguyên lý và sơ đồ thay thế: ế:

 Thông số đường dây Nguồn – TBA:

Dây D1, mã hiệu AC 35 có r = 0,85 (Ω/km) , x = 0,438 (Ω/km) , I = 175 (A), L8 m

2.Tính toán ngắn mạch, chọn và kiểm tra các thiết bị & dây cáp đã chọn:

Với: kxk = 1,8 (Phụ lục A – Bảng 7.pl.BT)

 Kiểm tra thiết bị và dây cáp đã chọn:

 Kiểm tra dây cáp Nguồn – TBA AC.35

Cáp đã chọn đã được kiểm tra điều kiện phát nóng vì vậy ta chỉ kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt của dây cáp:

F  Fôđn = \f(IN.,C Với: Fôđn : tiết diện cáp theo ổn định nhiệt

Ct: hệ số phụ thuộc vật liệu chế tạo lõi cáp, với cáp đồng Ct = 159

(Phụ lục A - Bảng 8 [ CITATION Trầ131 \l 1033 ] ) tk: thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch, tk = 2,5 (s)

4.3 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của mạng điện :

Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế:

(xét cho đoạn đường dây HT – TĐL1)

Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý phía hạ áp của mạng điện

Hình 4.4: Sơ đồ thay thế phía hạ áp của mạng điện

1 Các thông số của sơ đồ thay thế:

 Thông số Nguồn quy về phía hạ áp:

 Thông số đường dây Nguồn – TBA quy về phía hạ áp

Trạm có 2 MBA, mỗi máy có: Sđm = 180 (kVA); Pk = 2,15 (kW); Uk % = 4%

 Thông số các đường dây phía hạ áp:

- Dây D2 có: r0 = 0,153 (/km), x0 = 0,078(/km), LD2 = 0,003 (km)

- Dây D3 có: r0 = 0,387(/km), x0 = 0,087 (/km), LD3 = 0,034 (km)

2 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị và dây cáp đã chọn:

 Tính ngắn mạch, kiểm tra thiết bị tại N1:

0,00479  19,83  kxk = 1,93 (dựa vào hình 4 [ CITATION Phạ \l 1033 ] 43 trang 124 [ CITATION Phạ \l 1033 ] )

 Kiểm tra tiết diện cáp 120:

 Kiểm tra Aptomat loại SA603-H có Icắt = 85 (kA) > IN1 (thỏa mãn)

5,249  18,14  kxk = 1,93 (dựa vào hình 4.43 trang 124 [ CITATION Phạ \l

18,249  5,4  kxk = 1,7 (dựa vào hình 4,43 trang 124 [ CITATION Phạ \l

F  Fôđn = \f(IN3.,C  21,18 (mm 2 ) (thỏa mãn)

Bảng 4.2: Kết quả tính toán Ngắn Mạch Đoạn dây R2 X2 LD2 RD3 XD3 R3 X3 Z3 IN3

 Kiểm tra thiết bị và dây cáp trên đoạn đường dây đến các TĐL( Kiểm tra cho đoạn có dòng I N 3 lớn nhất: Nguồn – TĐL1)

 Kiểm tra Aptomat loại SA403-H có Icắt = 85 (kA) > IN1 (thỏa mãn)

 Kiểm tra thanh góp của TĐL: (25 x 3) mm kxk.N3.max = 1,91 với: \f(X,R =0,096

4.4 Chọn thiết bị bảo vệ và đo lường

Các thiết bị này phục vụ cho việc bảo vệ mạch điện , hỗ trợ cho mạch điện làm việc tin cậy, an toàn , và giúp cho việc đo lường được chính xác

Chọn dao cách ly bảo vệ cho dây dẫn từ điểm đấu điện (nguồn) đến TBA:

Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau:

Điện áp định mức: Uđm.DCL  Uđm.mạng = 22 (kV)

Dòng điện định mức: Iđm.DCL  Ilv.max = P

22.√3  7,3(A) Chọn dao cách ly PBP(3)-24/k8000

Bảng 4.3 : Thông số Dao cách ly của dây dẫn Nguồn – TBA

(Phụ lục B - bảng 26 & Phụ lục A – bảng 20 [ CITATION Trầ131 \l 1033 ] )

Chọn cầu chảy bảo vệ cho dây dẫn Nguồn – TBA:

Cầu chảy được chọn theo các điều kiện sau:

Điện áp định mức: Uđm.CC  Uđm.mạng = 22 (kV)

Dòng điện định mức: Iđm.CC  Ilv.max = \f(kqt.sc.SMBA,.Uđm 1,4.180

Chọn Cầu chảy cao áp KT do Nga chế tạo

(Phụ lục A - bảng 20.d & Phụ lục B – bảng 30 [ CITATION Trầ131 \l 1033 ])

 Thanh góp hạ áp của TBA :

Thanh góp hạ áp của TBA được chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép:

Khc.Icp  Icb = \f(S,.U  425,29 (A) Trong đó: Icp:dòng diện cho phép chạy qua thanh dẫn.

Khc : hệ số hiệu chỉnh lấy =1

Chọn thanh dẫn bằng đồng hình chữ nhật, có sơn kích thước (40 x 5) mm, mỗi pha đặt 3 thanh với Icp = 700 (A)

Bảng 4.5: Thông số thanh góp hạ áp của TBA

(Phụ lục A – bảng 20.a & Phụ lục B – bảng 24.[ CITATION Trầ131 \l 1033 ])

Aptomat tổng và Aptomat phân đoạn được chọn theo các điều kiện sau:

Điện áp định mức: Uđm.Ap  Uđm.mạng = 0,38 (kV)

Dòng điện định mức: Iđm.Ap  Ilv.max = \f(kqt.sc.SMBA,.Uđm 1,4.180

Chọn Aptomat SA603-H do hãng Nhật Bản chế tạo

Bảng 4.6: Thông số Aptomat tổng và Aptomat phân đoạn của dây dẫn TBA

(Phụ lục A – bảng 31 & Phụ lục B – bảng 31.[ CITATION Trầ131 \l 1033 ])

 Chọn máy cắt phụ tải

Máy cắt phụ tải chọn theo điều kiện: Điện áp định mức:

Udm máy cắt ≥ Udm mạng

Idm máy cắt ≥ Ilv= 7,3A Chọn máy cắt không khí loại cố định 3 cực 3WL1112-2CB32-1AA2 do Siemens chế tạo :

Số lượng Idm (A) IN (kA) Đơn giá (USB/bộ)

Phuc vụ cho công tơ tổng trong việc đo đếm điện năng tiêu thụ

- Biến dòng cho công tơ tổng :

Dòng làm vịêc chạy trên đoạn dây tổng ( dòng chạy trên đoạn từ máy biến áp đến tủ phân phối ) đã xác định ở mục 3.4 và bằng Ilv = 212,65 A Căn cứ vào đó ta chọn máy biến dòng loại TKM – 0,5 ( bảng 27 phụ lúc B [ CITATION Trầ131 \l 1033 ]) có điện áp định mức là : 0,5 kV , dòng định mức phía sơ cấp là 400A , hệ số biến dòng ki = 400/5 = 80 , cấp chính xác là : 5% , công suất định mức phía nhị thứ là : 5 VA

Công tơ làm việc bình thường nếu dòng điện nhị thứ khi phụ tải cực tiểu lớn hơn dòng sai số 10% ( I10% = 0,1.5 = 0,5 A )

Dòng điện khi phụ tải nhỏ nhất ( lấy bằng 25% phụ tải tính toán ) :

Imin = 0,25.Ilv = 0,25.212,65 = 53,1625 (A) Dòng điện nhị thứ khi phụ tải cực tiểu :

Vậy biến dòng làm việc bình thường khi phụ tải cực tiểu

Các tủ động lực: Mỗi tủ được cấp điện từ thanh góp tủ phân phối của phân xưởng bằng một đường cáp ngầm hình tia, phía đầu vào đặt Aptomat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng Các nhánh ra cũng đặt các Aptomat nhánh để cung cấp trực tiếp cho các phụ tải, thường các tủ động lực có tối đa 8 - 12 đầu ra

 Sơ đồ tủ động lực

Hình 4.5: Sơ đồ tủ động lực

TỪ TPP ÐẾN Ði đến cácThiết bị điện

 Chọn thanh góp của TĐL:

Thanh góp của TĐL được chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép

Khc.Icp  Ilv.Nhómmax = 142,82 Chọn thanh dẫn bằng đồng hình chữ nhật, có sơn kích thước (25 x 3) mm, mỗi pha đặt 3 thanh với Icp = 340 (A)

Bảng 4.7: Thông số thanh góp của TĐL

(Phụ lục A – bảng 20.a & Phụ lục B – bảng 24 [ CITATION Trầ131 \l 1033 ] )

 Chọn Aptomat tổng của các tủ động lực:

Tương tự như đầu ra của tủ phân phối, đầu vào của các tủ động lực ta cũng đặt các Aptomat loại SA403-H của Nhật Bản chế tạo

Bảng 4.8 - Thông số Aptomat tổng của các TĐL

(Phụ lục A – bảng 31 & Phụ lục B – bảng 31 [ CITATION Trầ131 \l 1033 ] )

 Chọn Aptomat nhánh của các tủ động lực:

Aptomat được chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm.Ap  Uđm.mạng = 0,38 (kV)

Dòng điện định mức: Iđm.Ap  Ilv.max = Iđm (A)

(Các Aptomat nên chọn cùng loại để dễ mua và tiện thay thế khi cần thiết)

Bảng 4.9 : Thông số Aptomat nhánh của các tủ động lực

STT Tên thiết bị Số hiệu Cosφ P(KW) S(kVA) I(A) Aptomat Đơn giá.

1 Lò điện kiểu tầng 1 0.91 20 21.98 33.39 EA52G 380 40 5 2 350

1 Lò điện kiểu buồng 5 0.92 30 32.61 49.54 EA52G 380 50 5 2 350

2 Lò điện kiểu buồng 6 0.92 55 59.78 90.83 EA103G 380 100 14 3 600

1 Bồn đun nước nóng 11 0.98 15 15.31 23.26 EA52G 380 40 5 2 350

3 Bồn đun 13 0.98 22 22.45 34.11 EA52G 380 40 5 2 350 nước nóng

4 Bồn đun nước nóng 14 0.98 30 30.61 46.51 EA52G 380 50 5 2 350

2 Thiết bị cao tần 16 0.83 30 36.14 54.92 EA103G 380 60 14 3 600

3 Thiết bị cao tần 17 0.83 22 26.51 40.27 EA103G 380 60 14 3 600

1 Máy mài tròn vạn năng 20 0.6 2.8 4.67 7.09 EA52G 380 40 5 2 350

(Phụ lục A – bảng 31 & Phụ lục B – bảng 31 [ CITATION Trầ131 \l 1033 ] )

TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN

Tính toán chế độ mạng điện cho ta xác định sự ổn định của mạng điện khi làm việc. Chương này chúng ta sẽ xác định xem các giá trị tổn thất công suất, tổn thất điện áp, và tổn thất điện năng có nằm trong phạm vi cho phép hay không.

5.1 Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp

 Tính toán hao tổn điện áp cho nhánh tử nguồn tới trạm biến áp Căn cứ vào trên chọn dây

AC.35 có r0 = 0,85  /km ; x 0 = 0,438  /km , cho nên hao tổn điện áp trên đoạn dây này là :

 Hao tổn điện áp rất nhỏ.

 Hao tổn điện áp trong mạng động lực được xác định như sau :

Tính toán cho 1 dây tiêu biểu là dây từ máy biến áp tới tủ phân phối với cáp 120 r0=0,153và x0

= 0,078 /km Xác định tổn hao thực tế:

2.0,38 2,265.10 −3 =0,143(V) Nên tổn thất điện áp phần trăm là :

 Tính tương tự cho các nhánh còn lại ta được kết quả ghi trong bảng sau :

STT Đoạn dây Công suất dòng Điện Trở Hao tổn

P, Q, S, I, Fc, L, ro, xo, ∆U, kW kVAr KVA A mm 2 m Ω/kkm Ω/kkm V

Bảng 5.1 :tổn thất điện áp trên đường dây

Căn cứ vào bảng trên ta xác định được hao tổn điện áp lớn nhất trên đoạn dây từ tủ phân phối đến thiết bị động lực trong nhóm:

 Hao tổn điện áp lớn nhất Đoạn dây PP-N 1 PP-N 2 PP-N 3 PP-N 4 PP-N 5

5.2 Xác định hao tổn công suất

 Hao tổn công suất trong các đoạn dây được xác định theo công thức:

 Hao tổn công suất trên đoạn dây từ nguồn tới máy biến áp là :

Hao tổn công suất trên đoạn từ máy biến áp tới tủ phân phối là :

2 1 0 −3 ,52(kW) Tính toán tương tự cho các đoạn dây còn lại ta có bảng sau :

Bảng 5.2 : tổn thất công suât trên các đường dây

T Đoạn dây Công suất Điện Trở Hao tổn

P, Q, S, L, ro, xo, ∆P, kW kVAr KVA m Ω/kkm Ω/kkm kW

5.3 Xác định tổn thất điện năng

Hao tổn điện năng gồm có hao tổn trên đường dây và trong máy biến áp Hao tổn trên các đường dây được xác định theo công thức sau :

∆Pdây : là tổn thất công suất trên các đoạn dây , đã được xác định ở mục 5.2 , kW τ : thởi gian tổn thất công suất cực đại τ = 2886,2 (h).

Tổn thất công suất của dây đoạn từ nguồn tới máy biến áp là :

∆ANg-TBA = ∆PNg-TBA.τ = 10,2.10 -3 2886,2 = 29,4( kWh)

Tính toán tương tự cho các đoạn dây còn lại: dây từ trạm biến áp tới tủ phân phối ( TBA-TPP ), từ tủ phân phối tới các tủ động lực (TPP-ĐL ), từ tủ động lực đến các động cơ ( ĐL – ĐC ), ta được kết quả ghi trong bảng sau :

Bảng 5.3 : Tổn thất điện năng trên đường dây

STT Đoạn dây Công suất Điện Trở Hao tổn

P, Q, S, L, ro, xo, ∆P, ∆A, kW kVAr KVA m Ω/kkm Ω/kkm kW kWh

Tổn thất điện năng trong máy biến áp đã được xác định ở mục 3.3 là ∆ABA = 20278,98 ( kWh) Như vậy, tổn thất điện năng tổng trong mạng điện là :

TÍNH CHỌN TỤ BÙ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

Hệ thống điện trong phân xưởng chủ yếu dùng các động cơ, như vậy sẽ sử dụng lượng công suất phản kháng rất lớn Chế độ làm việc của động cơ có ảnh hưởng rất lớn đến sự tiêu thụ công suất phản kháng, cũng có nghĩa là ảnh hưởng đến hệ số cosφ Các giải pháp kỹ thuật để tăng hệ số công suất là áp dụng các cơ cấu bù công suất phản kháng Việc đặt các cơ cấu bù có lợi về mặt giảm chi phí cho đường dây, giảm tổn thất điện năng Tuy nhiên, việc đặt các cơ cấu bù công suất phản kháng đòi hỏi những chi phí nhất định, vì vậy cần tính toán lựa chọn dung lượng bù cũng như vị trí đặt hợp lý Thường lựa chọn nhất là dùng tụ bù công suất phản kháng với ưu điểm: rẻ , dễ vận hành…

6.1 Xác định dung lượng bù cần thiết

Theo kết quả tính toán ở phần trước công suất tính toán của phân xưởng như sau:

Yêu cầu bù một lượng công suất phản kháng để hệ số công suất của phân xưởng được: 0,9

Lượng công suất phản kháng cần bù thêm được xác định:

Qb = Ptt.(tg φ1 - tg φ2 ) Trong đó:

Ptt : công suất tính toán của nhà máy; φ1: góc ứng với hệ số công suất trung bình cosφ1 trước khi bù; φ2: góc ứng với hệ số công suất cosφ2 sau khi bù.

Thay vào công thức trên ta xác định được dung lượng bù:

Qb = Ptt.(tg φ1 - tg φ2 ) = 249,508 ( 0,51– 0,48 ) = 7,5 ( kVAr)

6.2 Lựa chọn vị trí đặt tụ bù Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí vì công suất của phân xưởng không quá lớn , công suất của các động cơ cũng không quá lớn nên không đặt bù ở các tủ động lực, sẽ phân tán và tốn kém ( chi phí cho tủ bù , cho tụ ) Hơn nữa, việc xác định dung lượng bù tối ưu cho từng tủ động lực là khó khăn Như vậy để đơn giản sẽ đặt bù tập trung cạnh tủ phân phối.

Theo dung lượng bù cần thiết đã tính được ở trên, tra bảng 40.phụ lục [ CITATION Trầ131 \l

1033 ] chọn được tụ điện 3 pha loại KM1-0,38 có công suất định mức là Qbn = 13 (kVAr)

Uđm (kV) Qđm (kVAr) Đơn giá (.10 3 đ/bộ)

6.3 Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng

S saubù = P tt+ j ( QN – Qb) = 249,508 +j (126,9 – 7,5) = 249,508 + j119,4 (kVA)

Giá trị môđun của nó là:

 Bù như trên thì các tiết diện ban đầu sẽ được đảm bảo điều kiện phát nóng.

Sau khi đặt bù , tổn thất điện năng trên đoạn dây từ nguồn tới biến áp , từ biến áp tới tủ phân phối và trong máy biến áp sẽ giảm Các tổn thất này được tính như sau :

 Vậy hao tổn điện năng sau khi bù là :

Tổn thất điện năng trước khi bù là :

∆Atrước bù = 29,34 + 271,37 + 20278,98= 20279,69 kWh Lượng điện năng tiết kiệm được sau khi bù là : δ A = ∆A trướcbù - ∆A saubù = 20579,69 – 20313,89 = 265,8 kWh

6.4 Phân tích kinh tế tài chính bù công suất phản kháng

 Số tiền tiết kiệm được trong năm : δ C = δ A.c ∆ = 265,8.1500 = 0,399.10 6 đ

 Vốn đầu tư ban đầu cho tụ bù :

Zbù = p.Vbù = 0,174 0,825.10 6 = 0,144.10 6 đ p : hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao thiết bị , lấy bằng của máy biến áp là 0,174

 Chi phí vận hành tụ:

 Suất tổn thất trong tụ: ΔPb ∑ = ΔPb Qb = 0,0025 7,5 = 0,0188 (kW)

 Tổn thất điện năng do tụ: ΔAbù = 0,0188.2886,2 = 54,26 kWh

 Chi phí tổn thất của tụ: ΔCtụ = 54,26 1500 = 0,0814.10 6 đ

 Tổng số tiền tiết kiệm được do đặt tụ bù hàng năm là :

TK = δ C – Z bù - C vh - ΔC tụ = ( 0,399 – 0,144 - 0,0165- 0,0814 ).10 6 = 0,157.10 6 đ/năm.  Như vậy việc đặt bù mang lại hiệu quả kinh tế cao Không những giúp giảm tổn thất mà còn góp phần tiết kiệm chi phí cho phân xưởng.

TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT

Nối đất là biện pháp an toàn hệ thống cung cấp điện vì đặc điểm quan trọng của hệ thống cung cấp điện phân bố đều trên diện tích rộng và thường xuyên có người làm việc với các thiết bị điện, nếu cách điện của các thiết bị điện bị chọc thủng và người vận hành không tuân theo các quy tắc an toàn thì tại các vỏ thiết bị.v.v… sẽ có điện gây nguy hiểm cho vân hành Sét đánh trực tiếp hoặc gián tiếp vào thiết bị điện không những làm hư hỏng các thiết bị điện mà còn gây nguy hiểm cho người vận hành Vì vậy trong hệ thống cung cấp điện nhất thiết phải có biện pháp an toàn có hiệu quả và tương đối đơn giản là thực hiện nối đất và đặt các thiết bị chống sét.

Việc nối đất cho các bộ phận kim loại mà có khả năng có điện khi cách điện bị hỏng nhằm đảm bảo cho điện thế tiếp xúc luôn có giá trị không gây nguy hiểm cho con người Tùy theo tính chất của từng mạng điện( dòng điện chạm đất nhỏ hay lớn, thời gian tồn tại lâu hay ngắn…), tùy thuộc vào mức độ của việc nối đất có giá trị phù hợp.

Việc tính toán nối đất nhằm xác định số lượng cọc và thanh ngang cần thiết đảm bảo điện trở của hệ thống nối đất nằm trong giới hạn yêu cầu Điện trở của hệ thống nối đất phụ thuộc vào loại và số lượng cọc tiếp địa, cấu trúc của hệ thống nối đất và tính chất của đất nơi đặt tiếp địa.

Hệ thống nối đất bao gồm: 1.hệ thống nối đất tự nhiên như các công trình ngầm như ống dẫn bằng kim loại( ngoại trừ ống dẫn nhiên liệu), các cấu kiện bê tông cốt thép, nền móng… Giá trị của điện trở nối đất tự nhiên được xác định theo phương pháp đo, bằng thiết bị đo điện trở tiếp địa 2.hệ thống nối đất nhân tạo

Nếu giá trị Rtn

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	0,95 MB