Bài tập lớn thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy kéo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy kéo Vũ Trọng Hậu Hau.vt202618@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Chuyên ngành Kỹ thuật đo tin học công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Tuyên Chữ ký GVHD Bộ môn: Trường: Hệ thống điện Điện – Điện tử HÀ NỘI, 06/2023 BÀI TẬP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN I Nội dung Thiết kế cung cấp điện cho Nhà máy Liên hợp dệt II Các số liệu ban đầu Phụ tải điện nhà máy (Hình Bảng 1) Phụ tải điện phân xưởng sửa chữa khí (Hình Bảng 2) Điện áp nguồn: Uđm = 35kV 22kV Dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp khu vực: 270 MVA Đường dây cung cấp điện cho nhà máy: dây nhôm lõi thép (AC) treo không Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: 8km Công suất nguồn điện: Vô lớn Nhà máy làm việc: ca, Tmax = 2800 III Nội dung phần thuyết minh tính tốn Xác định phụ tải tính tốn PXSCCK toàn nhà máy Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy Thiết kế mạng điện cao áp động lực cho PXSCCK Giảng viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên Nguyễn Đức Tuyên Bảng Phụ tải nhà máy liên hợp dệt STT Tên phân xưởng Công suất đặt(kW) PX kéo sợi 1400 PX dệt vải 2500 PX nhuộm in hoa 1200 PX giặt đóng gói thành phẩm 600 PX sửa chữa khí Theo tính tốn PX mộc 150 Trạm bơm 100 Ban quản lý phòng thiết kế 150 Kho vật liệu trung tâm 50 10 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích Hình Sơ đồ mặt toàn nhà máy Loại hộ tiêu thụ I I I I III III III III III Bảng Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa khí TT Tên phân xưởng SL Nhãn máy Pđm (kW) máy Bộ phận Dụng cụ (B) Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren cấp xác cao Máy doa tọa độ Máy bào ngang Máy xọc Máy phay vạn Máy phay ngang 10 Máy phay đứng 11 Máy mài tròn 12 Máy mài phẳng 13 Máy mài tròn 14 Máy khoan đứng 15 Máy khoan đứng 16 Máy cắt mép 17 Máy mài vạn 18 Máy mài dao cắt gọt 19 Máy mài mũi khoan 20 Máy mài sắc mũi phay 21 Máy mài dao chốt 22 Máy mài mũi khoét 23 Thiết bị để hóa bền kim loại 24 Máy giũa 25 Bàn khoan bàn 26 Máy mài tròn 27 Máy ép tay kiểu vít 28 Máy mài thơ 29 Bản đánh đấu 30 Bàn thợ nguội Bộ phận sửa chữa khí điện (A) 31 Máy tiện ren 32 Máy tiện ren 33 Máy tiện ren 34 Máy tiện ren 35 Máy tiện ren 2 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 10 IA616 IA62 IK62 IЛ6 2Δ430 7K36 7420 6H82 6H82 6H11 3240 311MI 3130 2125 2135 866 3A64 3818 36652 3667 360 3659 -58 HC125 3N634 - 7 10 1.7 2.8 7 2.8 4.5 2.8 2.8 2.8 4.5 4.5 1.75 0.65 1.5 0.65 2.9 0.8 2.2 0.65 1.2 2.8 - 1 1616 162 1324M 163A 163 4.5 7 10 14 Toàn TT 36 37 38 39 40 41 42 43 Tên phân xưởng Máy khoan đứng Máy khoan hướng tâm Máy bào ngang Máy bào ngang Máy mài phá Bàn Máy khoan bào Máy biến áp hàn SL 1 1 Nhãn máy 2A135 253 7A53 7A36 5A634 HCT2A CT§-24 Pđm (kW) máy 4.5 4.5 2.8 10 4.5 0.65 24.6 Toàn Lời nói đầu Trong cơng xây dựng phát triển đất nước ngành cơng nghiệp điện ln giữ vai trị quan trọng, trở thành ngành thiếu kinh tế quốc dân thiết kế cung cấp điện việc ta phải làm Khi xây dựng nhà máy, khu kinh tế, khu dân cư, thành phố trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện cho máy móc nhu cầu sinh hoạt người Sự phát triển ngành công nghiệp nhu cầu sử dụng điện thúc đẩy phát triển không ngừng hệ thống điện công suất truyền tải mức độ phức tạp với yêu cầu chất lượng điện ngày cao đòi hỏi người làm chuyên môn cần phải nắm vững kiến thức hiểu biết sâu rộng hệ thống điện Khi nhà máy xí nghiệp khơng ngừng xây dựng hệ thống cung cấp điện cần phải thiết kế xây dựng Từ yêu cầu thực tế đó, kiến thức học, em nhận đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy Liên hợp dệt, với đặc thù loại nhà máy có nhiều thiết bị công đoạn yêu cầu cung cấp điện cách liên tục với chất lượng đảm bảo Bài tập lớn chia thành chương sau: Chương 1: Xác định phụ tải tính tốn Chương 2: Thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy Chương 3: Thiết kế mạng điện hạ áp động lực cho PXSCCk Trong q trình thiết kế khơng tránh khỏi sai sót cịn hạn chế kiến thức kĩ mềm em Vì vậy, em mong nhận góp ý chỉnh sửa từ thầy Hà Nội, ngày 01 tháng 04 năm 2023 Sinh viên Vũ Trọng Hậu MỤC LỤC CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 1.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn Phương pháp xác định Ptt theo hệ số Knc Pđ Xác định Ptt theo cơng suất trung bình hệ số cực đại Kmax 1.1.3 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn cho tải chiếu sáng 1.1.4 Tính tốn phụ tải tính tốn phần phân xưởng 1.2 Phụ tải tính tốn tồn nhà máy 1.3 Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng sửa chữa khí 1.3.1 Xác định phụ tải động lực cho phân xưởng sửa chữa khí 1.3.2 Tính toán phụ tải chiếu sáng phân xưởng sửa chữa khí 10 1.3.3 Xác định phụ tải tính tốn tồn phân xưởng sửa chữa khí 10 1.4 Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng lại 11 1.5 Xác định phụ tải tính tốn tồn nhà máy 13 1.6 Xác định biểu đồ phụ tải toàn nhà máy 13 1.6.1 Tâm phụ tải điện 13 1.6.2 Biểu đồ phụ tải điện 14 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY 16 1.1 Đặt vấn đề 16 1.2 Xác định điện áp liên kết với nguồn 16 1.2.1 Lựa chọn cấp điện áp truyền tải phía cao áp cho nhà máy 16 1.2.2 Phương án lựa chọn trạm biến áp phân xưởng 16 Phương án cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng 22 Lựa chọn phương án nối dây mạng cao áp 22 1.2 Tính tốn kinh tế - kỹ thuật lựa chọn phương án hợp lý 25 Các cơng thức tính tốn 25 Phương án 27 Phương án 32 Phương án 37 Phương án 41 Kết luận 45 1.3 Thiết kế chi tiết cho sơ đồ chọn 46 Đường dây từ nguồn đến trạm biến áp phân phối trung tâm 46 Sơ đồ trạm phân phối trung tâm TBA phân xưởng 47 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 62 3.1 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối 62 3.1.1 Lựa chọn cáp tổng hạ áp aptomat tổng cho TBA 𝑩𝟒 62 3.1.2 Chọn áp tô mát đầu nguồn đặt TBA B4 cáp từ TBA B4 tủ phân phối phân xưởng 63 3.2 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối 63 3.2.1 Lựa chọn áptômát cho tủ phân phối 64 3.2.2 Lựa chọn góp tủ phân phối 65 3.2.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 65 3.3 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp để kiểm tra cáp áptơmát 66 3.4 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp để kiểm tra cáp áptơmát 67 3.4.1 Tính ngắn mạch N1 67 3.4.2 Tính ngắn mạch N2 68 3.4.3 Tính ngắn mạch N3 68 3.5 Lựa chọn thiết bị TĐL dây dẫn đến thiết bị phân xưởng 69 3.5.1 Lựa chọn áp tô mát tổng TĐL 70 3.5.2 Lựa chọn áp tô mát nhánh dây dẫn đến thiết bị nhóm 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Vịng trịn phụ tải 14 Hình Bản đồ phụ tải nhà máy luyện kim đen 15 Hình Phương án 23 Hình Phương án 23 Hình Phương án 24 Hình Phương án 24 Hình Phương án 27 Hình Sơ đồ trạm biến áp trung tâm phương án 31 Hình Phương án 32 Hình 10 Sơ đồ trạm biến áp trung tâm phương án 36 Hình 11 Phương án 37 Hình 12 Sơ đồ trạm phân phối trung tâm phương án 40 Hình 13 Phương án 41 Hình 14 Sơ đồ trạm phân phối trung tâm phương án 45 Hình 15 Phương án chọn 46 Hình 16 Sơ đồ nguyên lý TPPTT 47 Hình Hình Hình Hình 17 Sơ đồ ghép nối trạm trung tâm 48 18 Sơ đồ tính tốn ngắn mạch phía cao áp N1 phía hạ áp N’1 52 19 Sơ đồ thay điểm ngắn mạch N1 52 20 Sơ đồ thay điểm ngắn mạch N2 53 Hình Hình Hình Hình 21 Sơ đồ nguyên lý TBA phân xưởng Error! Bookmark not defined 22 Sơ đồ đấu nối trạm đặt MBA 55 23 Sơ đồ nguyên lý mạng tòa nhà Error! Bookmark not defined 24 Sơ đồ tủ phân phối Error! Bookmark not defined Hình 25 Sơ đồ nguyên lý Error! Bookmark not defined Hình 26 Sơ đồ thay Error! Bookmark not defined Hình 27 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện phân xưởng sửa chữa khí Error! Bookmark not defined Hình 28 Sơ đồ mặt phân xưởng sửa chữa khíError! Bookmark not defined DANH MỤC BẢNG Bảng Phụ tải tính tốn nhóm I Error! Bookmark not defined Bảng Phụ tải tính tốn nhóm II Error! Bookmark not defined Bảng Phụ tải tính tốn nhóm III Error! Bookmark not defined Bảng Phụ tải tính tốn nhóm IV Error! Bookmark not defined Bảng Phụ tải tính tốn nhóm V Error! Bookmark not defined Bảng Phụ tải tính tốn nhóm VI Error! Bookmark not defined Bảng Tổng hợp phụ tải tính tốn nhómError! Bookmark not defined Bảng Danh sách phân xưởng thông số tra cứuError! Bookmark not defined Bảng Tổng hợp phụ tải tính tốn phân xưởng 12 Bảng 10 Tâm phụ tải phân xưởng 14 Bảng 11 Biểu đồ phụ tải điện phân xưởng 15 Bảng 12 Phân loại phụ tải 17 Bảng 13 Hai phương án lựa chọn TBA phân xưởngError! Bookmark not defined Bảng 14 Tổng hợp phương án 25 Bảng 15 Máy biến áp trạm phương án 28 Bảng 16 Tổn thất điện TBA phương án 28 Bảng 17 Kết lựa chọn cáp cao áp hạ áp phương án 29 Bảng 18 Tổn thất công suất tác dụng đường dây phương án 30 Bảng 19 Thông số MBA phương án 32 Bảng 20 Tổn thất điện TBA phương án 33 Bảng 21 Kết lựa chọn cáp cao áp hạ áp phương án 34 Bảng 22 Tổn thất công suất tác dụng đường dây phương án 35 Bảng 23 Thông số MBA phương án 37 Bảng 24 Tổn thất điện TBA phương án 38 Bảng 25 Kết lựa chọn cáp cao áp hạ áp phương án 39 Bảng 26 Tổn thất công suất tác dụng đường dây phương án 40 Bảng 27 Thông số MBA phương án 42 Bảng 28 Tổn thất điện TBA phương án 42 Bảng 29 Kết lựa chọn cáp cao áp hạ áp phương án 43 Bảng 30 Tổn thất công suất tác dụng đường dây phương án 44 Bảng 31 Tổng kết phương án 45 Bảng 32 Thông số máy cắt chọn 48 Bảng 33 Thông số đường dây không cáp cao áp 52 Bảng 34 Trị số dòng ngắn mạch 53 Bảng 35 Tổng trở máy biến áp quy phía hạ áp 53 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ Phân xưởng sửa chữa khí có diện tích 𝑃 = 1134(𝑚2 ), gồm 52 thiết bị điện chia thành nhóm Cơng suất tính tốn phân xưởng 173 (kVA), có 35,2(kW) sử dụng cho hệ thống chiếu sáng Để cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp Điện từ TBA B2 đưa tủ phân phối phân xưởng Trong tủ phân phối đặt Aptomat tổng Aptomat nhánh cấp điện cho sáu 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 lí vận hành Mỗi 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 cống suất nhỏ quan trọng ghép thành nhóm nhỏ để nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thơng (xích) 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 Tuy nhiên gia thành tủ đắt dùng cầu dao cầu chì, song xu hướng thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp đại 3.1 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối 3.1.1 Lựa chọn cáp tổng hạ áp aptomat tổng cho TBA 𝑩𝟒 Donfg điện tính tốn để chọn cáp tổng hạ áp dòng tải MBA cố máy: 𝑆đ𝑚,𝐵𝐴 1,4.1000 𝐼𝑛 = 1,4 = = 2020,73 𝐴 √3 𝑈đ𝑚 √3 0,4 Tra bảng 4.23 [2,248] chọn cáp đồng lõi LENS chế tạo có F= 630 𝑚𝑚2 , 𝐼𝑐𝑝 = 1088 𝐴 Mỗi pha đặt sợi cáp, dây trung tính sợi Khi đó, ta có 𝑘2 = 0,85; khơng cần hiệu chỉnh nhiệt ododj nên 𝑘1 = → 2.0,85.1088 = 1849 𝐴 < 𝐼𝑡𝑡 = 2020,73 𝐴 Ta chọn lại cáp đồng hạ áp lõi LENS chế tạo có F=500 mm2, Icp= 946 A Mỗi pha sợi cáp hạ áp lõi, dây trung tính cáp lõi F=630 mm2 Với 10 cáp rãnh có k2=0,8 3.0,8.8,946 = 2270,4 𝐴 > 𝐼𝑡𝑡 = 2020,73 𝐴 Kết luận cáp chọn hợp lý Aptomat tổng TBA B4 chọn chương có thông số Bảng 3.1 Thông số áp tô mát tổng Loại CM2500H Udm, V 690 Idm, A 2500 Indm, kA 50 62 3.1.2 Chọn áp tô mát đầu nguồn đặt TBA B4 cáp từ TBA B4 tủ phân phối phân xưởng Phân xưởng sửa chữa khí hộ tiêu thụ loại có dịng tính toán chạy cáp từ TBA B4 Tpp nằmg 𝑆𝑡𝑡𝑝𝑥 173 𝐼𝑡𝑡,𝑚𝑎𝑥 = = = 262,9(𝐴) √3𝑈đ𝑚 √3 0,38 Theo điều kiện dòng cho phép ta chọn cáp đồng lõi LENS chế tạo loại PVC (3,95 +1,70) có Icp=298 A Áp tơ mát lựa chọn theo điều kiện: 𝑈đ𝑚 ≥ 𝑈đ𝑚𝐿 = 0,38𝑘𝑉 𝐼đ𝑚 ≥ 𝐼𝑡𝑡 = 262,9 𝐴 Vậy ta chọn áp tơ mát NS400H có 𝐼đ𝑚 − 320 𝐴, 𝐼 𝑐ắ𝑡 đ𝑚 = 20𝑘𝐴 Sau lựa chọn áp tô mát đến kiểm tra cáp chọn theo điều kiện phối hợp áp tô mát: 𝐼𝑘đℎ 𝐼đ𝑚𝐴 𝑘1 𝑘2 𝐼𝑐𝑝 ≥ = 1,25 1,5 1,5 Ikđh : dịng khởi động nhiệt áptơmát Iddm A dịng định mức áp tơ msat Kiểm tra cáp chọn theo điều kiện (4.1) sau: 1,25.320 𝐼𝑐𝑝 = 298 𝐴 > = 266.67 𝐴 1,5 Vậy cáp chọn hợp ý 3.2 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối 63 3.2.1 Lựa chọn áptômát cho tủ phân phối Hình 3.1 Sơ đồ tủ phân phối Áp to mát tổng chọn loại áp tô mát đầu nguồn TBA 𝐵4 Các áp tô mát nhánh họn tương tự áp tô mát tổng Số liệu dịng tính tốn Itt nhóm lấy từ bảng 2.8 Áp tô amstt nhánh tủ động lwujc chọn theo điều kiện sau 𝑈đ𝑚 ≥ 𝑈đ𝑚𝐿 = 0,38𝑘𝑉 𝐼đ𝑚 ≥ 𝐼𝑡𝑡 = 49,75 𝐴 Vậy ta chọn loại C60H có 𝐼đ𝑚 = 63 𝐴 Tương tự với áp tơ mát cịn lại ta thu bảng chọn sau: Bảng 3.2 Lựa chọn áptômát cho tủ phân phối Tên tuyến cáp 𝑆𝑡𝑡 ,kVA 𝐼𝑡𝑡 ,A Loại 𝑈đ𝑚 ,V 𝐼đ𝑚 ,A 𝐼𝑁𝑚𝑎𝑥 ,kA Áp tô mát tổng 175,9 267,26 C801H 690 320 40 TPP- TĐL 49,75 63 10 32,74 C60H 440 64 TPP_TĐL 24,56 37,32 C60H 440 63 10 TPP_TĐL 29,25 44,44 C60H 440 63 10 TPP_TĐL 29,04 44,12 C60H 440 63 10 TPP_TĐL 29,77 45,23 C60H 440 50 10 TPP_TĐL 30,54 46,4 C60H 440 40 10 3.2.2 Lựa chọn góp tủ phân phối Các điều kiện lựa chọn góp: 𝑘1 𝑘2 𝐼𝑐𝑝 ≥ 𝐼𝑐𝑏 − 𝐼𝑡𝑡𝑝𝑥 = 261,97 𝐴 Vậy ta chọn góp đồng hình chữ nhật có kích thước 25 x 𝑚𝑚2 có 𝐼𝑐𝑝 = 340 𝐴 3.2.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực Các đường cáp từ TPP đến TĐL bố trí đặt hầm cáp dọc tường phân xưởng Chúng chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép (3.11), kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ (4.1) điều kiện ổn định nhiệt có ngắn mạch (3.25) Do chiều dài dây ngắn nên bỏ qua kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp Cáp từ TPP – TĐL chọn sau: 𝑘1 𝑘2 𝐼𝑐𝑝 ≥ 𝐼𝑡𝑡 = 49,75 𝐴 Vì t= 25𝑜 𝐶 nên 𝑘1 = cáp riêng rãnh nên 𝑘2 = Vậy chọn cáp đồng loid LENS chế tạo: 4G6 có 𝐼𝑐𝑝 = 66 𝐴 Kiểm tra điều kiện (4.1): 1,25.63 𝐼𝑐𝑝 = 66𝐴 > = 52,5(𝐴) 1,5 Kết luận: Cáp chọn thỏa mãn Tương tự với cáp cịn lại ta có kết sau: Bảng 3.3 Kết lựa chọn Aptomt Merin Gerin cho tủ phân phối Tên tuyến cáp 𝑆𝑡𝑡 ,kVA 𝐼𝑡𝑡 ,A 𝐹𝑐á𝑝 ,𝑚𝑚2 𝐿, 𝑚 𝐼𝑐𝑝 ,A 1,25𝐼đ𝑚𝐴 /1,5 TPP- TĐL 32,74 49,75 4G6 100 66 52,5 TPP_TĐL 24,56 37,32 4G6 66 66 52,5 TPP_TĐL 29,25 44,44 4G4 21 53 52,5 65 TPP_TĐL 29,04 44,12 4G4 53 52,5 TPP_TĐL 29,77 45,23 4G4 76 53 41,67 TPP_TĐL 30,54 46,4 50 41 33,33 4G2.5 3.3 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp để kiểm tra cáp áptơmát Hình 0.2 Sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch Để tính ngắn mạch phía hạ áp ta coi MBA phân phối 35/0,4kV nguồn Thông số MBA 𝐵6 Sđm = 630 kV ; ΔPN = 10kW; ΔUN % = 6,5 % ZB = 10. 0,42 6302 106 + 𝑗  6,5 . 0,42 6302 104 = 4,03 + 0,026j Thơng số góp Thanh góp TBA phân xưởng (TG1) có kích thước 100x8 mm2, chiều dài L = 1,2m, D = 300 mm Tra bảng ta có r0 = 0,025 mΩ/m → 𝑅𝑇𝐺1 = r0 L = 0,025 x 1,2 = 0,03 mΩ x0 = 0,17 mΩ/m → XTG1 = x0 L = 0,17 x 1,2 = 0,204 mΩ Thanh góp tủ phân phối (TG2) có kích thước 25x3 mm2 có chiều dài L = 1,2 m, D = 200 mm Tra bảng 7.1 [2,363] ta có: r0 = 0,268 mΩ/m → 𝑅𝑇𝐺2 = r0 L = 0,268 x 1,2 = 0,322 mΩ x0 = 0,295 mΩ/m → 𝑋𝑇𝐺2 = x0 L = 0,295 x 1,2 = 0,354 mΩ Thông số aptomat Aptomat tổng TBA B4 ( A1) loại CM2500H có: RA1 = R1 + R2 = 0,06 + 0,2 = 0,26 mΩ XA1 = 0,09 mΩ Aptomat đầu nuồn cung cấp cho phân xưởng sửa chữa khí đặt TBA B4 (A2) aptomat tổng TDL loại C801H có: RA2 = R1 + R2 = = 0,2 + 0,5 = 0,7 mΩ 66 XA2= 0,26 mΩ Aptomat TDL (A3) loại C60H có: RA3 = R1 +R2 = + 1,15 = 3,15 mΩ XA3 = 3,93 mΩ Thông số cáp Cáp từ tổng hạ áp có L = 10m: 1 3 r0 = 0,037 mΩ/m → 𝑅𝐶1 = 𝑟0 𝐿 = 0,037.10 = 0,123𝑚Ω x0 = 0,1 mΩ/m → XC1 =3 𝑥0 𝐿 = 0,1.10 = 0,333𝑚Ω Cáp từ TBA B4 TPP có tiết diện (3 x 95 + x 70); L = 135 m và: r0 = 0,193 mΩ/m → 𝑅𝐶2 = r0 L = 0,193 x 135 = 26,06 mΩ x0 = 0,1 mΩ/m → 𝑋𝐶2 = x0 L = 0,1 x 135 = 13,5 mΩ Cáp từ TPP tới TĐL ta tính với đoạn cáp TPP – TĐL1 có F = mm2 L = 100 m: r0 = 3,08 mΩ/m → 𝑅𝐶3 = r0 L =3,08 x 100 = 308 mΩ x0 = 0,1 mΩ/m → 𝑋𝐶3 = x0 L = 0,1 x 100 = 10 mΩ 3.4 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp để kiểm tra cáp áptơmát 3.4.1 Tính ngắn mạch N1 Điện trở điện kháng tính đến điểm ngắn mạch: RN1 = RB5 + RC1 + RA1 = 1,6+ 0,123 +0,26 = 1,983 mΩ XN1 = XB5 + XC1 + XA1 = 9,6 + 0,333 + 0,09 = 10,023 mΩ Tổng trở tính đến điểm ngắn mạch: 2 𝑍𝑁1 = √𝑅𝑁1 + 𝑋𝑁1 = √1,9832 + 10,0232 = 10,22 𝑚Ω Vậy dòng ngắn mạch N1 bằng: 𝐼𝑁1 = 𝑈𝑡𝑏 √3.𝑍𝑁1 = 400 √3.10,22 =22,59 kA - Kiểm tra áptômát CM2500H (A1), C801H (A2) theo điều kiện: IcắtđmA ≥ IN IcắtđmA1 = 50 kA > IN1 = 22,59 kA IcắtđmA2 = 40 kA > IN1 = 22,59 kA - Kiểm tra cáp C1 theo điều kiện (3.25): 𝐹 = 400𝑚𝑚2 > 𝛼 𝐼𝑁1 √𝑡𝑞𝑑 = 6.22,59 √0,5 =95,84 mm2 Kết luận: Áptômát cáp chọn hợp lý 67 3.4.2 Tính ngắn mạch N2 Điện trở tính điện kháng tính đến điểm ngắn mạch: RN2 = RN1 + RTG1 + 2.RA2 + RC2 = 1,983 + 0,03 + x 0,7 + 26,06 = 29,473 mΩ XN2 = XN1 + XTG1 + 2.XA2 + XC2 = 10,023 + 0,204 + x 0,26 + 13,5 = 24,25 mΩ Tổng trở tính đến điểm ngắn mạch: 2 𝑍𝑁2 = √𝑅𝑁2 + 𝑋𝑁2 = √29,4732 + 24,252 =38,17 mΩ Vậy dòng ngắn mạch N2 bằng: 𝐼𝑁2 = 𝑈𝑡𝑏 √3.𝑍𝑁2 = 400 √3.38,17 =6,05 kA - Kiểm tra áptômát C801H (A2), C60H (A3) theo điều kiện: IcắtđmA ≥ IN2 Ta có: IcắtđmA3 = 40 kA > IN2 = 6,05 kA IcắtđmA3 = 10 kA > IN2 = 6,05 kA - Kiểm tra cáp C2 theo điều kiện (3.25): 𝐹 =  400𝑚𝑚2   >  𝛼 𝐼∞ √𝑡𝑞𝑑 = 6.6,05 √0,5 =25,67 mm2 Kết luận: Áptơmát cáp chọn hợp lý 3.4.3 Tính ngắn mạch N3 Điện trở điện kháng tính đến điểm ngắn mạch: RN3 = RN2 + RTG2 + 2.RA3 + RC3 = 29,473 + 0,322 + 3,15+308 = 344,095 mΩ XN3 = XN2 + XTG2 + 2.XA3 + XC3 = 24,25 + 0,354 + 3,93 + 10 = 42,464 mΩ Tổng trở tính đến điểm ngắn mạch: 2 𝑍𝑁3 = √𝑅𝑁3 + 𝑍𝑁3 = √344.0952 + 42,4642 = 346,71𝑚Ω Vậy dòng ngắn mạch N3 bằng: 68 𝐼𝑁3 = 𝑈𝑡𝑏 √3 𝑍𝑁3 = 400 √3 346,71 = 0,67𝑘𝐴 - Kiểm tra áptômát C601H (A3) theo điều kiện: IcắtđmA ≥ IN3 Ta có: IcắtđmA3’ = 10 kA > IN3 = 0,67 kA Kết luận: Áptômát chọn hợp lý - Kiểm tra cáp TPP – TĐL3 theo điều kiện (3.25): 𝐹 = 10𝑚𝑚2 < 𝛼 𝐼𝑁3 √𝑡𝑞𝑑 = 6.0,67 √5 = 2,84𝑚𝑚2 Kết luận: Cáp chọn hợp lý Tương tự ta có dịng ngắn mạch góp TĐL cịn lại sau: Bảng 3.4 Trị số ngắn mạch góp TĐL Tên cáp TPP TPP TPP TPP TPP TPP x0, mΩ/m 0,1 R, mΩ X, mΩ 100 r0, mΩ/m 3,08 308,00 10,00 IN3, kA 0,67 - TDL 4G6 66 3,08 0,1 203,28 6,60 0,95 - TDL 4G4 21 4,61 0,1 96,81 2,10 1,68 - TDL 4G4 4,61 0,1 27,66 0,60 3,24 - TDL 4G4 76 4,61 0,1 350,36 7,60 0,59 - TDL 4G2,5 50 7,41 0,1 370,50 5,00 0,57 tuyến Fcáp, mm2 - TDL 4G6 L, m Nhận thấy aptomat có trị số INmax > IN3 tất tuyến vào TDL Bảng 3.5 Bảng kiểm tra cáp Tên tuyến cáp Fcáp, mm2 IN3, kA TPP – TDL TPP – TDL TPP – TDL TPP – TDL TPP – TDL TPP – TDL 4G6 4G6 4G4 4G4 4G4 4G2,5 0,67 0,97 1,75 3,48 0,60 0,57 𝛼 ⋅ 𝐼∞ √𝑡𝑞𝑑 , 𝑚𝑚2 3,30 4,72 8,34 16,02 2,94 2,90 Kết luận Hợp lý Hợp lý Hợp lý Hợp lý Hợp lý Hợp lý 3.5 Lựa chọn thiết bị TĐL dây dẫn đến thiết bị phân xưởng 69 3.5.1 Lựa chọn áp tô mát tổng TĐL Áp tô mát tổng TĐL chọn giống áp tô mát nhánh TPP dẫn điện tới TĐL tương ứng Bảng 3.6 Lựa chọn aptomat tổng TĐL Tên TĐL TĐL TĐL TĐL TĐL TĐL 𝑆𝑡𝑡 ,kVA 32,74 24,56 29,25 29,04 29,77 30,54 𝐼𝑡𝑡 ,A 𝑈đ𝑚 , V Loại 49,75 37,32 44,44 44,12 45,23 46,4 C60H C60H C60H C60H C60H C60H 440 440 440 440 440 440 𝐼đ𝑚 ,A 𝐼𝑁𝑚𝑎𝑥𝑥 , 𝑘𝐴 63 63 63 63 50 40 10 10 10 10 10 10 3.5.2 Lựa chọn áp tô mát nhánh dây dẫn đến thiết bị nhóm Các áp tơ mát nhánh đặt đầu đường dây cấp điện đến thiết bị nhóm chọn giống chọn áp tô mát khác 𝐼đ𝑚 𝑈đ𝑚 ≥ 𝑈đ𝑚𝐿 𝑃đ𝑚 ≥ 𝐼đ𝑚,𝑑𝑐 = √3 𝑈đ𝑚 𝑐𝑜𝑠𝜑 Dây dẫn điện từ TĐL đến thiết bị chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài (3.11) kiểm tra điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ (4.1) Dây dẫn chọn loại lõi đặt ống thép có đường kính ¾ chơng ngầm phân xưởng Phân xưởng SCCK chia thành nhóm thiết bị Sau ta tính tốn mẫu cho nhóm 1, nhóm cịn lại tính tốn tương tự Bảng 3.7 Thơng số thiết bị nhóm TT Tên thiết bị Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan bàn Máy ép tay Tổng Số lượng 1 13 Ký hiệu mặt 4 13 14 𝑃đ𝑚 kW máy 10 4,5 10 4,5 0,65 Toàn 30 4,5 4,5 3,9 52,9 70 Hình 3.3 Sơ đồ TĐL nhóm Chọn áp tơ mát cáp tới máy tiện ren (1) Chọn áp tô mát: 𝑈đ𝑚 ≥ 𝑈đ𝑚𝐿 = 0,38 𝑘𝑉 𝐼đ𝑚 ≥ 𝐼đ𝑚,𝑑𝑐 = 25,32 𝐴 Vậy ta chọn áp tô mát loại C60A Merlin Gerin chế tạo có: 𝑈đ𝑚 = 440 𝑉; 𝐼đ𝑚 = 32 𝐴; 𝐼𝑐ắ𝑡,đ𝑚 = 𝑘𝐴 Chọn cáp: 𝐼𝑐𝑝 ≥ 𝐼𝑡𝑡 = 25,32 𝐴 1,25 𝐼đ𝑚𝐴 1,25.32 = = 26,67 𝐴 1,5 1,5 Vậy chọn cáp lõi loại 4G1,5 LENS chế tạo có Icp =31 A Chọn áp tô mát cáp tới máy doa ngang (4): 𝐼𝑐𝑝 ≥ Chọn áp tô mát: 𝑈đ𝑚 ≥ 𝑈đ𝑚𝐿 = 0,38 𝑘𝑉 𝐼đ𝑚 ≥ 𝐼đ𝑚,𝑑𝑐 = 11,40 𝐴 Vậy ta chọn áp tô mát loại C60A Merlin Gerin chế tạo có: 𝑈đ𝑚 = 440 𝑉; 𝐼đ𝑚 = 32 𝐴; 𝐼𝑐ắ𝑡,đ𝑚 = 𝑘𝐴 Chọn cáp: 𝐼𝑐𝑝 ≥ 𝐼𝑡𝑡 = 11,40 𝐴 1,25 𝐼đ𝑚𝐴 1,25.16 = = 13,33 𝐴 1,5 1,5 Vậy chọn cáp lõi loại 4G1,5 LENS chế tạo có Icp =31 A Chọn áp tô mát cáp tới mày mài phẳng trục nằm (20): Chọn áp tô mat: 𝐼𝑐𝑝 ≥ 71 𝑈đ𝑚 ≥ 𝑈đ𝑚𝐿 = 0,38 𝑘𝑉 𝐼đ𝑚 ≥ 𝐼đ𝑚,𝑑𝑐 = 7,09 𝐴 Vậy ta chọn áp tô mát loại C60A Merlin Gerin chế tạo có: 𝑈đ𝑚 = 440 𝑉; 𝐼đ𝑚 = 32 𝐴; 𝐼𝑐ắ𝑡,đ𝑚 = 𝑘𝐴 Chọn cáp: 𝐼𝑐𝑝 ≥ 𝐼𝑡𝑡 = 7,09 𝐴 1,25 𝐼đ𝑚𝐴 1,25.16 = = 8,3 𝐴 1,5 1,5 Vậy chọn cáp lõi loại 4G1,5 LENS chế tạo có Icp =31 A 𝐼𝑐𝑝 ≥ Chọn áp tô mát cáp tới tổ hợp máy giũa, máy mài dao sắc gọt (26,27): Chọn áp tô mat: 𝑈đ𝑚 ≥ 𝑈đ𝑚𝐿 = 0,38 𝑘𝑉 2,8 + 𝐼đ𝑚 ≥ 𝐼đ𝑚,𝑑𝑐 = = 9,62 𝐴 √3 0,38.0,6 Vậy ta chọn áp tô mát loại C60A Merlin Gerin chế tạo có: 𝑈đ𝑚 = 440 𝑉; 𝐼đ𝑚 = 10 𝐴; 𝐼𝑐ắ𝑡,đ𝑚 = 𝑘𝐴 Chọn cáp: 𝐼𝑐𝑝 ≥ 𝐼𝑡𝑡 = 9,62 𝐴 1,25 𝐼đ𝑚𝐴 1,25.10 = = 8,3 𝐴 1,5 1,5 Vậy chọn cáp lõi loại 4G1,5 LENS chế tạo có Icp =31 A Tương tự với nhóm cịn lại ta bảng tổng kết lựa chọn sau: Bảng 3.8 Kết lựa chọn cầu chì dây dẫn tủ động lực cáp đến thiết bị 𝐼𝑐𝑝 ≥ Tên thiết bị Kí hiệu Phụ tải 𝑷𝒕𝒕 (𝒌𝑾) Icp (A) Dây dẫn Mã hiệu Áp tô mát (𝑨) F (𝒎𝒎𝟐 ) Mã hiệu 𝑰𝒌đ𝒏𝒉 /𝟏, 𝟓 𝑰𝒄𝒑 Nhóm Máy tiện ren 2.8 7.09 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy tiện ren 2.8 7.09 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy tiện ren 4.5 11.39 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy tiện ren 17.72 ΠPTO 32 ΠH-4 100/40 Máy khoan bàn 13 8.1 20.51 ΠPTO 32 ΠH-4 100/40 Máy ép tay 14 10 25.32 ΠPTO 32 ΠH-4 100/40 Tổng 19,68 Nhóm2 72 Máy tiện ren 0.85 2.15 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy tiện ren 0.85 2.15 ΠPTO 25 2.5 ΠH2,5 100/30 Máy tiện ren 0.85 2.15 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy tiện ren 2.5 6.33 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy khoan đứng 0.1 0.25 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy khoan đứng 2.8 7.09 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy cưa 11 1.7 4.30 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy mài hai phía 12 2.8 7.09 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Tổng 14,8 Nhóm Máy tiện ren 1 2.53 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy tiện ren 0.65 1.65 ΠPTO 25 2.5 ΠH2,5 100/30 Máy tiện ren 3 7.59 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy tiện ren 7.59 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy phay vạn 1.2 3.04 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy bào ngang 2.53 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy mài tròn vạn 7.59 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy mài phẳng 10 7.59 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy ép tay kiểu vít 24 0.65 1.65 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy giũa 26 2.8 7.09 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy mài sắc dao cắt gọt 27 17.72 ΠPTO 32 ΠH-4 100/40 Tổng 26.3 Nhóm Máy tiện ren 2.8 7.09 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy tiện ren 3 7.59 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy cưa 11 12.66 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy gài hai phía 12 10 25.32 ΠPTO 32 ΠH-4 100/40 Bàn thợ nguội 15 3.5 8.86 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 73 Máy tiện ren 1.5 3.80 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy gài tròn 17 0.65 1.65 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy khoan bàn 22 1.7 4.30 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy mài sắc 23 2.8 7.09 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Bàn thợ nguội 25 2.8 7.09 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Tổng 38,8 Nhóm Máy phay đứng 2.53 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy phay chép hình 0.65 1.65 ΠPTO 25 2.5 ΠH2,5 100/30 Máy phay chép hình 10 7.59 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy xọc 14 7.59 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy khoan đứng 16 1.2 3.04 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy mài tròn vạn 18 2.53 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy mài phẳng có trục đứng 19 7.59 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy mài phẳng có trục nằm 20 7.59 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy ép thủy lực 21 0.65 1.65 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Tổng 26.3 Nhóm Máy phay vạn 2.8 7.09 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy phay ngang 7.59 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy phay chép hình 12.66 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy phay chép hình 11 10 25.32 ΠPTO 32 ΠH4 100/40 Máy khoan bàn 12 3.5 8.86 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy bào giường trụ 13 1.5 3.80 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Máy khoan hướng tâm 15 0.65 1.65 ΠPTO 25 2.5 ΠH2.5 100/30 Tổng 38,8 Tổng kết lại ta có sơ đồ dây phân xưởng sửa chữa khí sau: 74 Hình 1.4 Mặt dây phân xưởng SCCK Hình 3.5 Sơ đồ chi tiết mạng hạ áp phân xưởng SCCK 75 Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện toàn nhà máy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sách giáo trình cung cấp điện TS Ngơ Hồng Quang, nhà xuất giáo dục Việt Nam [2] Sổ tay lựa chọn, tra cứu thiết bị điện từ 0.4 dến 500kv Ngô Hồng Quang, nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội,2002 [3] Sách cung cấp điện Nguyễn Xuân Phú, nhà xuất khoa học kỹ thuật [4] Sách thiết kế mạng hệ thống điện Nguyễn Văn Đạm, Phan Đăng Khải, nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1999 76