Thiết kế cung cấp điện cho khu công nghiệp 1

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU CÔNG NGHIỆP Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU CÔNG NGHIỆP 1.1 Quy mô Khu công nghiệp

Giới thiệu các quy trình công nghệ nhà máy

- Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp thì việc ngừng cung cấp điện sẻ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại 1

- Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp.

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1 Đặt vấn đề

1.1 QUY MÔ KHU CÔNG NGHIỆP

Khu công nghiệp có quy mô lớn với 6 nhà máy và khu đô thị cao tầng.

TT Tên phân xưởng Công suất đặt

1 Nhà máy chế tạo phụ tùng ôtô và xe máy 7000 4000

2 Nhà máy luyện kim màu Theo tính toán 5500

3 Nhà máy luyện kim đen 12000 5500

4 Nhà máy chế tạo máy công cụ 8000 5000

5 Nhà máy chế tạo vòng bi 5000 5000

6 Khu đô thị cao tầng 5000 3000

Khu công nghiệp là một tổ hợp kinh tế quan trọng , trong khu công nghiệp có các nhà máy sản xuất các nguyên vật liệu quan trọng cho ngành kinh tế quốc dân như nhà máy luyện kim màu , nhà máy luyện kim đen ,chế tạo các phụ tùng thiết bị cho các ngành công nghiệp chế tạo ôtô và xe máy nhằm từng bước nội địa hóa các ngành công nghiệp chế tạo và sản xuất ôtô - xe máy.

Ngoài ra để đáp ứng nhu cầu cải thiện chất lượng cuộc sống và giải quyết vấn đề nhà ở cho người dân và cán bộ công nhân viên ,trong Khu công nghiệp còn có đô thị cao tầng với quy mô khá lớn

Trong tính toán thiết kế phải xét đến sự phát triển trong tương lai của Khu công nghiệp , do đó đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai , từ đó đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau một vài năm sản xuất và cũng phải tính toán sao cho không quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm khai thác Khu công nghiệp vẫn không sử dụng hết công suất dự trữ dẫn đến lãng phí.

Trong các nhà máy trong Khu công nghiệp , nhà máy luyện kim màu là nhà máy có quy mô lớn và là phụ tải quan trọng , do đó bản đồ án sẽ tính toán và thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim màu

Nhà máy luyện kim màu có 9 phân xưởng , Ban quản lý và Phòng thí nghiệm với tổng diện tích 28124 m 2

Nhà máy luyện kim màu chuyên sản xuất các nguyên liệu phuc vụ cho ngành xây dựng , chế tạo máy và dùng để xuất khẩu

Do đặc thù của nhà máy , vấn đề cung cấp điện liên tục là một trong những yêu cầu quan trọng của bản thiết kế , vì việc ngừng cung cấp điện không những làm giảm chất lượng sản phẩm mà còn làm ảnh hưởng đến quá trình sản xuất của nhà máy , gây thiệt hại lớn cho nhà máy cũng như đối với nền kinh tế.Vì tính chất quan trọng đó mà nhà máy được xếp vào hộ tiêu thụ loại I , cần được đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục

Trong tính toán thiết kế nhà máy dự kiến ban đầu làm việc 2 ca một ngày với thời gian làm việc tối đa Tmax = 5500h Do đặc điểm tính chất của sản phẩm sản xuất của nhà máy ngày càng đòi hỏi phải được cải thiện cả về mặt chất lượng và giá cả nên trong tưong lai nhà máy sẽ mở rộng lắp đặt các máy móc thiết bị hiện đại hơn Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ thuật và kinh tế.

Trong nhà máy có : Phân xưởng sửa chữa cơ khí ,Ban quản lý và Phòng thí nghiệm được xem là hộ phụ tải loại III , các phân xưởng còn lại là hộ loại I

1.2 GIỚI THIỆU CÁC QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY

- Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp thì việc ngừng cung cấp điện sẻ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại 1

- Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp.

1.3 GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TOÀN NHÀ MÁY

Các đặc điểm của phụ tải điện :

 Phụ tải điện trong nhà máy luyện kim màu có thể phân ra làm 2 loại phụ tải :

 Phụ tải động lực có chế độ làm việc đa dạng , điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị là 380/220V , công suất của chúng nằm trong dải từ 1 đến hàng chục kW và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz

 Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha , dài hạn , công suất không lớn Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng , ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO KHU CÔNG NGHIỆP 3.1 Khái niệm mạng cao áp của Khu công nghiệp

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi , tương đương với phụ tải thực tế ( biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện Nói cách khác , phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra , vì vậy chọn thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như : Máy biến áp , dây dẫn , các thiết bị đóng cắt , bảo vệ tính toán tổn thất công suất , tổn thất điện năng , tổn thất điện áp ; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng , Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : công suất , số lượng , chế độ làm việc của các thiết bị điện , trình độ và phương thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện , có khả năng dẫn đến sự cố , cháy nổ , Ngược lại , các thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư , gia tăng tổn thất

Khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện, tùy thuộc đặc điểm tiêu thụ điện của phụ tải , yêu cầu độ chính xác trong tính toán v.v…sẽ có nhiều cách xác định phụ tải tính toán Đối với phụ tải công nghiệp có một số phương pháp sau hay được sử dụng.

2.1.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

Ptt = kMax Ptb = kmax ksd Pđm (2-1) Trong đó:

Ptb - công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất.

Pđm - công suất định mức của phụ tải. ksd - hệ số sử dụng công suất của phụ tải. kmax - hệ số cực đại công suất tác dụng

Phương pháp này thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị, cho các tủ động lực trong toàn bộ phân xưởng Nó cho một kết quả khá chính xác nhưng lại đòi hỏi một lượng thông tin khá đầy đủ về các phụ tải như: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải số lượng thiết bị trong nhóm (ksdi ; pđmi ; cosi ; ).

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

Ptt = knc Pđ (2-2) Trong đó: knc - Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải.

Pđ - Công suất đặt của nhóm phụ tải.

Phương pháp này cho kết quả không chính xác lắm, tuy vậy lại đơn giản và có thể nhanh chóng cho kết quả cho nên nó thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho các phân xưởng, cho toàn xí nghiệp khi không có nhiều các thông tin về các phụ tải hoặc khi tính toán sơ bộ phục vụ cho việc qui hoặc v.v

2.1.3 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất.

Trong đó: p0 - Suất phụ tải tính toán cho một đơn vị diện tích sản xuất.

F - Diện tích sản suất có bố trí các thiết bị dùng điện.

Phương pháp này thường chỉ được dùng để ước tính phụ tải điện vì nó cho kết quả không chính xác Tuy vậy nó vẫn có thể được dùng cho một số phụ tải đặc biệt mà chỉ tiêu tiêu thụ điện phụ thuộc vào diện tích hoặc có sự phân bố phụ tải khá đồng đều trên diện tích sản suất

Trong đồ án này với phân xưởng SCCK ta đã biết vị trí , công suất đặt , và các chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

Các phân xưởng còn lại do chỉ biết diện tích và công suất đặt của nó nên để xác định phụ tải động lực của các phân xưởng này ta áp dụng phương pháp tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất

2.2 PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SỮA CHỮA CƠ KHÍ Phân xưởng sữa chữa cơ khí có diện tích bố trí thiết bị là 1296 m 2 Trong phân xưởng có 83 thiết bị ,công suất khác nhau ,lớn nhất là 10kW song cũng có những thiết bị công suẩt rất nhỏ ( 0,6kW ).

Với phân xưởng sửa chữa cơ khí theo các đề thiết kế giáo học thường cho các thông tin khá chi tiết về phụ tải và vì vậy để có kết quả chính xác nêu chọn phương pháp tinh toán là: “Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ cực đại”

2.2.1 Giới thiệu phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình P tb và hệ số cực đại k max

Ptt = kmax Ptb = kkax ksd Pđm (2- 4) Trong đó:

Ptb - Công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất.

Pđm - Công suất định mức của phụ tải (tổng công suất định mức của nhóm phụ tải). ksd - Hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải (hệ số sử dụng chung của nhóm phụ tải có thể được xác định từ hệ số sử dụng của từng thiết bị đơn lẻ trong nhóm). kmax - Hệ số cực đại công suất tác dụng của nhóm thiết bị (hệ số này sẽ được xác định theo số thiết bị điện hiệu quả và hệ số sử dụng của nhóm máy)

Như vậy để xác định phụ tải tính toán theo phương pháp này chúng ta cần phải xác định được hai hệ số k sd và k max

Hệ số sử dụng: k sd : Theo định nghĩa là tỷ số giữa công suất trung bình và công suất định mức của thiết bị

Trong khi thiết kế thông thường hệ số sử dụng của từng thiết bị được tra trong các bảng của sổ tay và vì vậy chúng ta có thể xác định được hệ số sử dụng chung của toàn nhóm theo công thức sau: k sd = P tb

(2-5) Trong đó: ksd - hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm máy.

Pđmi - công suất định mức của phụ tải thứ i trong nhóm thiết bị ksdi - hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tỉa thứ i trong nhóm. n - tổng số thiết bị trong nhóm.

Cùng một khái niệm tương tự ta có thể cũng xác định được hệ số sử dụng đối với công suất phản kháng

Hệ số cực đại k max : Là một thông số phụ thuộc chế độ làm việc của phụ tải và số thiết bị dùng điện có hiệu quả của nhóm máy, Trong thiết kế hệ số này được tra trong bảng theo ksd và nhq của nhóm máy.

Số thiết bị dùng điện hiệu quả: n hq : “Là số thiết bị giả thiết có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra một phụ tải tính toán bằng phụ tải tính toán của nhóm thiết bị điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau” Số thiết bị điện hiệu quả có thể xác định được theo công thức sau: n hq =

(2-6) Các trường hợp riêng để xác định nhanh n hq :

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM MÀU 4.1 Đặt vấn đề

3.1 KHÁI NIỆM MẠNG CAO ÁP CỦA KHU CÔNG NGHIỆP.

Mạng cáo áp của Khu công nghiệp bao gồm các trạm biến áp 110kV và các đường dây trung áp cấp tới các phụ tải là các nhà máy công nghiệp hoặc khu đô thị

Mạng cáo áp do các điện lực quản lý và vận hành , do đó khi thiết kế mạng cao áp từ quan điểm của bên cấp điện , lựa chọn hệ thống cung cấp điện là chỉ xét đến các bộ phận lưới điện nêu trên Còn các bộ phận lưới điện bên trong các nhà máy công nghiệp hoặc khu đô thị là do bản thân các hộ tiêu thụ này tự thiết kế nên không xét đến trong phạm vi thiết kế của mạng cao áp của Khu công nghiệp.

Tóm lại : đối tượng thiết kế lựa chọn mạng điện cao áp của Khu công ngiệp chỉ bao gồm :

- Trạm biến áp CA/TA

- Đường dây trung áp dẫn đến các nhà máy và khu đô thị trong Khu công nghiệp.

3.2 YÊU CẦU ĐỐI VỚI CUNG CẤP ĐIỆN

- Yêu cầu đối với cung cấp điện và nguồn điện cung cấp rất đa dạng Nó phụ thuộc vào giá trị của khu công nghiệp , nhà máy và công suất yêu cầu Khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý các yếu tố đặc trưng cho khu công nghiệp, và nhà máy riêng biệt điều kiện khí hậu, địa hình, các thiết bị đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao, các đặc điểm của quá trình sản suất và quá trình công nghệ Để từ đó xác định mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp điện hợp lý.

- Sơ đồ cung cấp điện phải có tính an toàn cho người và thiết bị trong mọi quá trình vận hành Ngoài ra, khi lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cũng phải lưu ý đến các yếu tố kỹ thuật khác như đơn giản thuận tiện cho vận hàmh, có tính linh hoạt trong sự cố và biện pháp tự động hóa.

Việc lựa chọn cấp điện áp vận hành của lưới điện cao áp về nguyên tắc là giải bài toán kinh tế - Kĩ thuật chọn điện áp tối ưu.

- Điện áp chọn được gọi là tối ưu sao cho làm cực tiểu hàm chi phí tính toán của lưới điện cần chọn điện áp

Vì điện áp phụ thuộc rất nhiều yếu tố từ những yếu tố mang tính liên tục như mật độ phụ tải , cho đến những yếu tố mang tính rời rạc như những tham số của thiết bị ( các gam công suất máy biến áp , các gam thiết bị dây dẫn , khoảng cách tính toán truyền tải ) rồi phụ thuộc giá điện năng Vì vậy việc xây dựng hàm chi phí tính toán có xét đến các yếu tố này sẽ rất phức tạp và có thể cho những lời giải không phản ánh đúng thực tế

Trên thự tế khi thiết kế người ta dùng công thức kinh nghiệm:

U - Điện áp truyền tải, kV. l - Khoảng cách truyền tải , km.

P - Công suất cần truyền tải , MW

Phạm vi sử dụng của phương pháp :

- Dùng cho các lưới truyền tải : Điện áp cần truyền tải cao.

Ngoài ra thực tế còn có một số phương pháp thực nghiệm khác để tính điện áp truyền tải , nhưng trong phạm vi của đồ án này ta không xét đến.

Từ những phân tích trên ta có trình tự tính toán :

+ Xác định cấp điện áp tính toán

+ Kiểm tra các cấp điện áp của lưới điện sẵn có xung quanh khu vực lưới điện cần thiết kế , chọn cấp điện áp gần với cấp điện áp tính toán nhất làm điện áp truyền tải Điện áp tính toán phù hợp để truyền tải về khu công nghiệp là :

Xung quanh khu công nghiệp có lưới điện 110 kV và 35kV , vì thế chọn cấp điện áp truyền tải là 110kV

3.3 VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

3.3.1 Xác định trọng tâm phụ tải của khu công nghiệp

*Giả thiết tâm phụ tải :

Khi tính toán sơ bộ ta giả thiết rằng phụ tải phân bố đều bên trong các nhà máy và khu đô thị , khi đó tâm của phụ tải của các nhà máy và khu đô thị sẽ trùng với tâm hình học

Từ biểu đồ phụ tải của khu công nghiệp và phụ tải tính toán của các nhà máy đã tính toán ở chương 2

TT Tên phân xưởng Ptt kW

1 NM chế tạo phụ tùng ô-tô và xe máy 1540 1943,6

4 NM chế tạo công cụ 1840 2708,2

5 NM chế tạo vòng bi 2000 2407,4

6 Khu đô thị cao tầng 3500 4118,1

Xác định được tọa độ trọng tâm phụ tải của khu công nghiệp:

Tâm qui ước của phụ tải khu công nghiệp được xác định bởi một điểm M có toạ độ (theo hệ trục độ tuỳ chọn) xác định bằng các biểu thức sau: M(x0 , y0 , z0). Đường ô tô y

Stt PXi - Phụ tải tính toán của nhà máy i. xi , yi , zi - Toạ độ của nhà máy i theo hệ trục toạ độ tuỳ chọn. m - Số nhà máy có phụ tải điện khu công nghiệp.

I Đường ô tô từ hệ thống đến

3.3.2 Phân loại các hộ dùng điện trong khu công nghiệp

Vì các nhà máy trong khu công nghiệp đều là các hộ tiêu thụ điện lớn và đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao , vì thế để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các nhà máy ta coi rằng tất cả các nhà máy đều là hộ tiêu thụ loại 1.

3.3.3 Đề xuất các phương án đi dây mạng cao áp

Các phương án đi dây mạng cao áp :

Vì cấp điện áp trung áp chưa biết , nên ta sẽ tính toán để đi đến quyết định nên chọn cấp 35kV ; 22kV hay 10kV.

Với mỗi cấp điện áp trung áp ta lại đề xuất 2 sơ đồ đi dây như sau :

Trần Văn Thái Lớp HTĐ 2- K46

3.3.4 So sánh về mặt kĩ thuật giữa các phương án

 Để so sánh các phương án về mặt kỹ thuật ,ta sẽ tính toán các nội dung sau.

- Tính toán lựa chọn điện áp truyền tải từ trạm biến áp trung gian về các nhà máy

- Tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn

1 Tính toán lựa chọn điện áp truyền tải từ trạm biến áp trung gian về các nhà máy.

+Nhánh truyền tải từ I (TBATG) về 1 (nhà máy chế tạo phụ tùng ô-tô và xe máy):

Công suất truyền tải từ I về nhà máy 1 : P1= 1540 kW

Chiều dài đường dây từ TBATG về nhà máy chế tạo phụ tùng ô-tô và xe máy đo được là : L1= 22,5 km

Tính được điện áp tính toán truyền tải :

Tính tương tự với các nhà máy còn lại ta được kết quả trong bảng sau :

Bảng 3.1 Bảng điện áp tính toán của các nhà máy (sơ đồ 1 ) Đườn g dây

+Nhánh truyền tải từ II về 5 (nhà máy chế tạo vòng bi):

Công suất truyền tải từ II về 5 : P5 = 2000+1540 540 kW

Chiều dài đường dây đo được : L5 ,9 km

Tính được điện áp truyền tải :

+Nhánh liên thông từ nhà máy 5(nhà máy chế tạo vòng bi ) với nhà máy 1(nhà máy chế tạo phụ tùng ô-tô và xe máy):

Công suất truyền tải :P5-1 = 1540 kW

Chiều dài đo được: L5-1 = 13,7 km

Tính được điện áp truyền tải :

Tính tương tự với các nhà máy còn lại ta được kết quả cho trong bảng sau:

Bảng 3.2 Bảng điện áp tính toán của các nhà máy ( sơ đồ 2 ) Đườn g dây

2 Tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn :

Có hai chỉ tiêu trong khi lựa chọn tiết diện dây dẫn , đó là : chỉ tiêu kỹ thuật ( phát nóng , tổn thất ) và chỉ tiêu kinh tế (chọn dây dẫn sao cho có hiệu quả kinh tế cao nhất ).

Mỗi đường dây làm việc trong chế độ xác lập có một giá trị tiết diện dây dẫn tối ưu tương ứng với nó

Vốn đầu tư cho dây dẫn và tổn thất trên dây dẫn có sự biến thiên tỉ lệ nghịch Tiết diện tối ưu là tiết diện dây dẫn mà tại đó tổng vốn đầu tư cho dây dẫn và tổn thất là nhỏ nhất Tuy nhiên trong thực tế vận hành, việc lựa chọn dây dẫn phải tuân theo những hạn chế về mặt kỹ thuật , nếu không lưới điện sẽ không hoạt động được Các hạn chế về mặt kỹ thuật đó là :

- Dòng điện lớn nhất cho phép theo điều kiện phát nóng trong chế độ làm việc bình thường và sự cố

- Điều kiện phát nóng khi ngắn mạch

- Tổn thất điện áp lớn nhất cho phép trong lưới điện

- Độ bền cơ học của đường dây

- Tổn thất điện năng do vầng quang điện.

Khi thiết kế mạng điện khu vực , người ta thường chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện JKT Tiết diện kinh tế của dây dẫn được chọn theo công thức :

+Imax - dòng điện lớn nhất đi qua dây dẫn ,A.

+ Smax : Công suất truyền tải lớn nhất trên đường dây , kVA.

+ Uđm : Điện áp định mức của đường dây , KV.

+JKT - mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2

Với mỗi tiết diện kinh tế FKT , ta chọn được tiết diện chuẩn của dây dẫn gần với tiết diện kinh tế của dây dẫn Đối với đường dây trên không cấp điện áp trung :U = 6 ; 10 ; 23 ; 35 kV thì để đảm bảo độ bền cơ học thì tiết diện tối thiểu của dây dẫn phải là 35mm 2 Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố , cần phải có điều kiện sau :

Isc - dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố

Icp - dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

 Chọn tiết diện của dây dẫn nối từ hệ thống về khu công nghiệp :

Dòng điện lớn nhất chạy trên đường dây :

2.√ 3.110 = 162,32 A Đối với cả khu công nghiệp ta tính được TmaxKCN theo công thức sau :

1540+21801,3+7200+1840+2000+3500 Q57 h Với TmaxKCN Q57 h và chọn dây dẫn AC ta có Jkt = 1 A/mm 2

Tiết diện dây dẫn từ hệ thống về khu công nghiệp :

1 2, 32 mm 2 Chọn dây AC- 185 có Icp = 510 A.

Khi ngừng một mạch đường dây , dòng điện chạy trên đường dây có giá trị :

Dây dẫn chọn là thích hợp.

 Chọn dây dẫn nối từ trạm biến áp trung tâm của khu công nghiệp về các nhà máy

- Xét với cấp điện áp 35kV:

Dòng điện chạy trên nhánh :

Với dây AC và Tmax = 4000 h thì Jkt=1,1 A/mm 2

1,1 ,57 mm 2 Chọn dây AC-35 có Icp = 175A

Khi ngừng một mạch đường dây , dòng điện chạy trên dây dẫn có giá trị là:

Dây dẫn đã chọn thỏa mãn

Làm tương tự với các nhánh còn lại ta được kết quả cho trong bảng sau :

Bảng 3.3 Bảng lựa chọn dây dẫn của các nhà máy ( sơ đồ I, cấp điện áp 35kV) Đường dây

- Xét với cấp điện áp 22 kV:

Làm hoàn toàn tương tự với cấp 35 kV ta được kết quả cho trong bảng sau :

Bảng 3.4 Bảng lựa chọn dây dẫn của các nhà máy ( sơ đồ I , cấp điện áp 22kV) Đường dây

- Xét với cấp điện áp 10kV

Với nhánh I - 2 :có SI-2 = 33032,3 kVA

Dòng điện chạy trên nhánh :

2.√ 3.10 3,256A Với dây AC và Tmax = 4000 h thì Jkt=1,1 A/mm 2

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHOPHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 5.1 Sơ đồ cung cấp mạng điện phân xưởng

Việc thiết kế mạng cao áp cho nhà máy có ảnh hưởng lớn tới kinh tế , vận hành thiết bị , quản lý cũng như sửa chữa , khắc phục sự cố Mục đích việc thiết kế mạng cao áp là vạch ra các phương án cung cấp điện cho nhà máy và lựa chọn được phương án hợp lý nhất.

Một phương án cung cấp điện được coi là hợp lý nếu thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau :

1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật : Tần số , điện áp …

2 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

3 Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành , lắp ráp và sửa chữa

4 An toàn cho người và thiết bị

5 Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải điện trong tương lai.

6 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế

Trình tự tính toán thiết kế mạng cao áp cho nhà máy thực hiện theo các bước sau:

1 Vạch các phương án cung cấp điện

2 Tính toán so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án và chọn phương án tối ưu.

3 Thiết kế chi tiết cho phương án được lựa chọn

4.2 VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 4.2.1 Nguyên tắc chung

Các hộ dùng điện trong nhà máy cần phải được phân loại theo mức độ tin cậy cung cấp điện, điều này có một ý nghĩa quan trọng cho việc chọn sơ đồ và phương án CCĐ nhằm đạt được chất lượng điện năng cung cấp theo yêu cầu của các phụ tải việc phân loại thông thường đánh giá từ các phụ tải, nhóm phụ tải, phân xưởng và toàn bộ nhà máy được căn cứ vào tính chất công việc , vai trò của chúng trong dây truyền công nghệ chính của nhà máy, vào mức độ thiệt hại kinh tế khi chúng không được cung cấp điện, loại mức độ nguy hiểm có đe doạ đến tai nạn lao động khi ngừng cung cấp điện Sau đây ta sẽ tiến hành phân loại phụ tải của nhà máy sản xuất máy kéo theo nguyên tắc trên bắt đầu từ dây truyền công nghệ.

4.2.2 Phân loại các hộ dùng điện trong nhà máy

- Trong nhà máy luyện kim màu :

 Phân xưởng Luyện gang – Phân xưởng Lò Martin – Phân xưởng-Phân xưởng Cán phôi tấm – Phân xưởng Cán nóng - Phân xưởng Cán nguội – Phân xưởng Tôn – Trạm bơm :

Là những phân xưởng chủ yếu trong quy trình công nghệ của nhà máy Nếu bị ngừng cấp điện thì sẽ dẫn đến tình trạng hư hỏng, ngừng trệ sản xuất và lãng phí nhân công vì vậy các phân xưởng nàyđược xếp vào hộ phụ tải loại I

 Phân xưởng sửa chữa cơ khí, Ban Quản lý và Phòng thí nghiệm :

Là những phân xưởng trong dây truyền sản xuất nhưng được phép ngừng cung cấp điện trong thời gian sửa chữa thay thế các phần từ bị sự cố nhưng không quá một ngày đêm và các phân xưởng này được xếp vào hộ phụ tải loại III

Kết luận chung : Qua việc phân tích đánh giá trên ta thấy trong nhà máy sản xuất máy kéo có 9 phân xưởng thì các phân xưởng loại I chiếm tới 70% còn lại xếp vào hộ loại III Vậy nhà máy được xếp vào hộ phụ tải loại I

4.2.3 Giới thiệu kiểu sơ đồ cung cấp điện a/ Kiểu sơ đồ dùng trạm phân phối trung tâm : Điện năng được lấy từ đường dây 35kV cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua TPPTT Nhờ vậy việc quản lý , vận hành mạng điện cao áp của nhà máy sẽ thuận lợi hơn , tổn thất điện áp và tổn thất điện năng trong mạng giảm , độ tin cậy cung cấp điện được gia tăng

Do phụ tải của nhà máy bao gồm cả phụ tải 6kV và phụ tải 0,4kV , vì vậy trong phương án này đối với các phân xưởng chỉ có phụ tải 0,4kV ta sẽ dùng máy biến áp hạ áp 35kV/0,4kV, còn đối với các phụ tải có cả phụ tải 6kV và 0,4kV ta sẽ phải dùng 2 loại máy biến áp 35kV/6kV để cung cấp cho phụ tải 6kV và máy biến áp 35/0,4 để cung cấp cho phụ tải 0,4kV.Do đó số lượng máy biến áp trong phương án này sẽ nhiều hơn.

- Loại sơ đồ này áp dụng cho các nhà máy có các nhà máy có công suất tương đối lớn và được bố trí trên diện tích khá rộng.

►Ưu điểm của sơ đồ :

Nâng cao năng lực truyền tải của lưới.

►Nhược điểm của sơ đồ:

Độ tin cậy cung cấp điện không cao, muốn năng độ tin cậy cung cấp điện thì phải tốn kém nhiều kinh phí

Tốn nhiều diện tích xây dựng và chi phí cho thiết bị lớn. b/ Kiểu sơ đồ có Trạm biến áp trung tâm : Điện năng được lấy từ đường dây 35kV qua TBATT hạ xuống cấp điện áp 6kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng Đối với các phân xưởng có phụ tải 6kV thì sẽ lấy điện trực tiếp từ đường dây 6kV về đến phân xưởng Nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho máy biến áp phân xưởng và vận hành cũng thuận lợi hơn , độ tin cậy cung cấp điện cũng được cải thiện Song phải đầu tư để xây dựng TBATT , gia tăng tổn thất trong mạng cao áp ,chi phí cho máy biến áp trung tâm sẽ lớn, nhất là đối với nhà máy có phụ tải lớn

Vị trí đặt trạm biến áp trung tâm.

Với loại sơ đồ này thì điện lấy từ hệ thống vào trạm biến áp trung tâm đặt ở trọng tâm ( hoặc gần trọng tâm) của nhà máy và được biến đổi xuống cấp điện áp nhỏ hơn là 10kV hoặc 6kV để tiếp tục đưa đến các trạm biến áp phân xưởng. Loại sơ đồ này thường được áp dụng trong các trường hợp nhà máy có các phân xưởng đặt tương đối gần nhau và công suất không lớn

► Ưu điểm của sơ đồ:

Có độ tin cậy cấp điện khá cao

Chi phí cho các thiết bị phía sau máy biến áp trung gian không lớn lắm Vận hành dễ dàng.

► Nhược điểm của sơ đồ:

Số lượng các thiết bị sẽ nhiều, chi phí cho máy biến áp trung tâm lớn Sơ đồ nối dây phức tạp hơn

4.2.4 Chọn phương án về các trạm biến áp phân xưởng

*Các kiểu trạm biến áp phân xưởng :

Trong các nhà máy thường dùng các kiểu TBA phân xưởng :

- Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác

- Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ một phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp , vận hành , bảo quản thuận lợi song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao

- Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải ,nhờ vậy có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều chiều dài mạng phân phối cao áp của nhà máy cũng như mạng hạ áp phân xưởng , giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập , tuy nhiên vốn đầu tư xây dựng trạm sẽ bị gia tăng

*Vị trí đặt các TBA phân xưởng :

Vị trí đặt các TBA phân xưởng được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau : + Vị trí trạm cần phải gần tâm phụ tải (nhằm làm giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng)

+ Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành cũng như thay thế và tu sửa sau này (phải đủ không gian để có thể dễ dàng thay máy biến áp, gần các đường vận chuyển ).

+ Vị trí trạm phải không ảnh hưởng đến giao thông và vận chuyển vật tư chính của xí nghiệp.

+ Vị trí trạm còn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt), có khả năng phòng cháy, phòng nổ tốt đồng thời phải tránh được các bị hoá chất hoặc các khí ăn mòn của chính xí nghiệp này có thể gây ra.

TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY LUYỆN KIM MÀU 6.1 Đặt vấn đề

5.1 SƠ ĐỒ CUNG CẤP MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG

5.1.1 Đánh giá phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Phân xưởng sửa chữa cơ khí của Nhà máy luyện kim màu có tổng diện tích là

1296 m 2 , trong phân xưởng bao gồm có 83 thiết bị được chia làm 6 nhóm khác nhau.

Nhiệm vụ của phân xưởng sửa chữa cơ khí là gia công , sửa chữa và bảo dưỡng các máy móc trong nhà máy

- Sơ đồ cung cấp điện cho các thiết bị trong phân xưởng phụ thuộc vào công suất thiết bị, số lượng và sự phân bố chúng trong mặt bằng phân xưởng và nhiều yếu tố khác.

- Sơ đồ cần đảm bảo các yêu cầu sau :

+ Đảm bảo độ tin cậy.

+ Thuận tiện cho lắp ráp ,vận hành , bảo dưỡng và sửa chữa

+ Có các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật tối ưu.

+ Cho phép dùng các phương pháp lắp đặt công nghiệp hoá nhanh.

+ An toàn cho người và thiết bị trong quá trình vận hành.

5.1.2 Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng SC cơ khí a/ Giới thiệu các kiểu sơ đồ:

Mạng điện phân xưởng thường dùng hai dạng sơ đồ chính sau :

+ Các phụ tải ít ảnh hưởng lẫn nhau.

+ Dễ thực hiện phương pháp bảo vệ và tự động hoá.

+ Dễ vận hành bảo quản

- Sơ đồ đường dây trục chính :

+ Độ tin cậy không cao.

+ Thực hiện bảo vệ và tự động hoá khó.

Có thể đưa ra một số sơ đồ cung cấp điện cho mạng điện hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Kiểu-6.6 Kiểu-6.5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU CÔNG NGHIỆP

- Ưu nhược điểm của từng loại sơ đồ cung cấp điện :

* Kiểu-6.1 và Kiểu- 6.2 - Kiểu sơ đồ hình tia mạng cáp, các thiết bị đùng điện được cung cấp trực tiếp từ các tủ động lực TĐL hoặc từ các tủ TPP bằng các đường cáp độc lập Kiểu sơ đồ CCĐ này có độ tin cậy CCĐ cao, nhưng chi phí đầu tư lớn thường được dùng cho các hộ có yêu cầu cao về liên tục CCĐ (hộ loại I hoặc II).

* Kiểu-6.3 - Kiểu sơ đồ phân nhánh mạng cáp Các TĐL được CCĐ từ

TPP bằng các đường cáp chính, các đường cáp này cùng một lúc CCĐ cho nhiều tủ TĐL, còn các thiết bị cũng nhận điện từ các tủ TĐL, nhưng bằng các đường cáp cùng một lúc cấp tới một vài thiết bị Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp, chủng loại cáp cũng ít Nó thích hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân tán, phân bố không đồng đều Kiểu sơ đồ CCĐ này có nhược điểm là độ tin cậy CCĐ thấp thường dùng cho các hộ phụ tải loại III.

* Kiểu-6.4 - Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây (đường dây trục chính dùng trong nhà) Từ các TPP cấp điện đến các đường dây trục chính (các đường dây trục chính có thể là các cáp một sợi hoặc đường dây trần được gá trên các sứ bu-li đặt dọc tường nhà xưởng hay nơi có nhiều thiết bị) Từ các đường trục chính được nối bằng cáp riêng đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị Loại sơ đồ này thuật tiện cho việc lắp đặt, tiết kiệm cáp nhưng không đảm bảo được độ tin cậy CCĐ, dễ gây sự cố chỉ còn thấy ở một số phân xưởng loại cũ.

* Kiểu-6.5 - Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không Bao gồm các đường dây trục chính và các đường nhánh đếu được thực hiện bằng dây trần bắt trên các cột có xà sứ (các đường nhánh có thể chỉ gồm hai dây hoặc cả 4 dây) Từ các đường nhánh sẽ được trích đấu đến các phụ tải bằng các đường cáp riêng Kiểu sơ đồ này chỉ thích ứng khi phụ tải khá phân tán, công suất nhỏ (mạng chiếu sáng, mạng sinh hoạt) và thường bố trí ngoài trời Kiểu sơ đồ này có chi phí thấp đồng thời độ tin cậy CCĐ cũng thấp, dùng cho hộ phụ tải loại III ít quan trọng.

* Kiểu-6.6 - Kiểu sơ đồ CCĐ bằng thanh dẫy (thanh cái) Từ TPP có các đường cáp cấp điện đến các bộ thanh dẫn (bộ thanh dẫn có thể là các thanh đồng trần gá trên các giá đỡ có sứ cách điện hoặc được gá đặt toàn bộ trong các hộp cách điện có nhiều lỗ cắm ra trên dọc chiều dài) Các bộ thanh dẫy này thường được gá dọc theo nhà xưởng hoặc những nơi có mật độ phụ tải cao, được gá trên tường nhà xưởng hoặc thậm chí trên nắp dọc theo các dẫy thiết bị có công suất lớn Từ bộ thanh dẫn này sẽ nối bằng đường cáp mền đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị (việc đấu nối có thể thực hiện trực tiếp lên thanh cái trần hoặc bằng cách cắm vào các ổ đấu nối với trường hợp bộ thanh dẫn là kiểu hộp) Ưu điểm của kiểu sơ đồ này là việc lắp đặt và thi công nhanh, giảm tổn thất công suất và điện áp nhưng đòi hỏi chi phí khá cao Thường dùng cho các hộ phụ tải khi công suất lớn và tập chung (mật độ phụ tải cao).

Trong thực tế lắp đặt để giảm chi phí đầu tư mà vẫn đảm yêu cầu về CCĐ cho các hộ phụ tải, thông thường người ta thường chọn kiểu sơ đồ CCĐ kiểu hỗn hợp Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tuy theo các yêu cầu riêng của từng phụ tải hoặc các nhóm phụ tải.

Từ những ưu nhược điểm của các sơ đồ cung cấp điện ở trên và căn cứ vào sơ đồ bố trí của các thiết bị trên mặt bằng của phân xưởng sửa chữa cơ khí , ta chọn kiểu sơ đồ cung cấp điện hình tia có phân nhánh để cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. Để cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí đặt một tủ phân phối lấy điện từ trạm biến áp phân xưởng về cung cấp cho 7 tủ động lực đặt rải rác trong phân xưởng để cung cấp điện cho các nhóm thiết bị điện trong phân xưởng.Trong tủ động lực đặt một áptômát tổng và 7 áptômát nhánh Để cung

AT cấp điện từ tủ phân phối đến các tủ động lực , dùng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc vận hành và quản lý Mỗi tủ động lực lại cung cấp điện cho một nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp Các phụ tải có công suất lớn và quan trọng sẽ lấy điện trực tiếp từ đầu ra của các tủ động lực , đối với các phụ tải có công suất bé và không quan trọng sẽ được ghép thành nhóm nhỏ và nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông Để đảm bảo mỹ quan của phân xưởng và không làm ảnh hưởng đến các công trình khác trong phân xưởng, các đường cáp từ trạm biến áp phân xưởng đến tủ phân phối sẽ được đặt trong rãnh , còn các đoạn cáp từ tủ phân phối trung tâm đến các tủ động lực và từ các tủ động lực đến các thiết bị sẽ được đặt trong các hầm cáp và các ống thép chôn dưới mặt sàn nhà xưởng.

5.1.3.Chọn vị trí tủ động lực và tủ phân phối

Vị trí của các tủ phân phối và tủ động lực phân xưởng đều được chọn để thoả mãn một số yêu tố kinh tế - kỹ thuật cũng như an toàn và thuận tiên trong vận hành, tuy vậy đôi lúc để thoả mãn yếu tố này thì lại mâu thuẫn với yếu tố khác và vì vậy việc chọn vị trí đặt tủ nên đồng thời hài hoà các yếu tố, và nên được đảm bảo bằng các nguyên tắc sau:

+ Vị trí tủ nên ở gần tâm của phụ tải (điều này sẽ giảm được tổn thất, cũng như giảm chi phí về dây.v.v ).

+ Vị trí tủ phải không gây ảnh hưởng đến giao thông đi lại trong phân xưởng. + Vị trí tủ phải thuận tiện cho việc lắp đặt và vận hành.

+ Vị trí tủ phải ở nơi khô ráo, tránh được bụi, hơi a-xit và có khả năng phòng cháy, nổ tốt.

+ Ngoài ra vị trí tủ còn cần phù hợp với phương thức lắp đặt cáp Để thuận tiện cho vận hành và không làm ảnh hưởng đến các công trình khác của phân xưởng ta đặt các tủ động lực sát với tường của phân xưởng

5.2 CHỌN TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC

Tủ phân phối của phân xưởng được lắp đặt 1 aptomat tổng và 7 aptomat nhánh,trong đó 6 áptômát cho 6 tủ động lực và 1 áptômát nhánh cho tủ chiếu sáng Chọn loại tủ có một mặt thao tác do hãng Merlin Gerin chế tạo.

 Các áptômát được chọn theo điều kiện sau :

+ Điện áp định mức : UđmA  UđmLĐ (5- 1)

+ Dòng điện định mức : IđmA  Ilv (5- 2)

Dòng điện làm việc lớn nhất của phân xưởng sửa chữa cơ khí :

Chọn áptômát tổng loại NS400N có Iđm= 400A.

- Áptômát đầu nguồn đặt tại trạm biến áp phân xưởng được chọn như áptômát tổng loại SN400N.

Khi tính toán về phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí ở chương

2 ta có bảng tổng kết về phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí :

Bảng 5.1 Phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải

Chiếu sáng 18,4 18,4 27,96 Để đồng bộ ta chọn cùng một loại áptômát cho các nhánh và chỉ cần chọn cho nhánh có dòng làm việc lớn nhất.

Chọn áptômát loại NS100N có Iđm0A.

- Bảng thông số kỹ thuật của các áptômát :

Loại Số cực Uđm , (V) Iđm , ( A) Icắt N , (kA)

5.2.2 Chọn tủ động lực. Để thuận tiện trong việc thao tác và vận hành cũng như tăng thêm độ tin cậy cung cung cấp điện.Tại các đầu vào và đầu ra các tủ động lực đặt các áptômát làm nhiệm vụ đóng cắt trong trường hợp quá tải , ngắn mạch hoặc trong trường hợp cần sửa chữa thay thế thiết bị Việc dùng áptômát sẽ làm cho giá của tủ động lực sẽ đắt hơn với các tủ động lực dùng cầu dao cầu chì , tuy nhiên đây cũng là xu hướng thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp , khu đô thị và nhà cao tầng phổ biến hiện nay.

- Sơ đồ tủ động lực : Một đầu vào và 812 đầu ra

The linked image cannot be displayed The file may have been moved, renamed, or deleted Verify that the link points to the correct file and location. Điều kiện chọn áptômát từ tủ động lực tới cung cấp cho các phụ tải, theo điều kiện (5-1) và(5-2)

 Chọn áptômát từ tủ ĐL1 đến cung cấp cho các thiết bị trong nhóm phụ tải 1.

- Chọn áptômát từ tủ ĐL1 đến cung cấp cho máy tiện ren có Pđ = 7kW

Chọ áptômát Merlin Gerin chế tạo loại V4OH có thông số kĩ thuật :

Loại Số cực Uđm ( V ) Iđm (A) INmax ( kA)

- Chọn áptômát từ tủ ĐL1 đến cung cấp cho máy tiện ren ( Pđm = 4,5kW ) và máy ép tay ( Pđm = 0,65kW ).

Tổng cống suất của 2 máy là : Ptt = 4,5 + 0,65 = 5,15kW

Chọ áptômát Merlin Gerin chế tạo loại V4OH có thông số kĩ thuật :

Loại Số cực Uđm ( V ) Iđm (A) INmax ( kA)

Trong khi chọn để thuận tiện cho vận hành và thay thế thiết bị nếu có thể được ta chọn các thiết bị cùng loại là tốt nhất.

- Làm tương tự với các phụ tải còn lại, kết quả chọn áptômát được tổng hợp trong bảng ( ở trang sau ).

5.3 CHỌN CÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

5.3.1 Chọn cáp từ trạm biến áp đến phân xưởng.

Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng: khc.Icp  Itt.PX (5- 3)

Cáp được bảo vệ bằng aptomat do đó phải kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ:

+ khc : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp và số đường cáp đặt song song, lấy khc =1

+ Ikđ.nhiệt : dòng khởi động nhiệt của áptômát ( chính là dòng điện tác động của role nhiệt để cắt quá tải).

Ikđ.nhiệt  Iđm.A Để an toàn thường lấy Ikđ.nhiệt =1,25.Iđm.A

Cáp được bảo vệ bằng aptomat loại NS400N có Iđm= 400A, và đi từng tuyến riêng trong hầm cáp, khc = 1

A Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo loại (3x120+70) có dòng cho phép Icp = 343A.

Kiểm tra điều kiện 1: Icp  Itt PX = 294,25 A.

5.3.2 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực

 Chọn cáp từ TPP- ĐL1

- Ta cũng chọn theo điều kiện (5-3) và (5- 4) ở trên

Cáp được bảo vệ bằng áptômát loại NS100N có Iđm = 100A, và đi riêng từng tuyến trong đất , khc = 1

Dòng khởi động nhiệt Ikđ.nh = 1,2 100 = 120A

A Chọn cáp đồng 4 lõi 4G10 có Icp = 87 A.

Kiểm tra điều kiện : khc.Icp  Itt.nhóm

Cáp đã chọn thoả mãn.

 Chọn tương tự các tuyến khác, kết quả ghi trong bảng sau :

Bảng 5.2 Kết quả chọn cáp cho các tủ động lực và tủ chiếu sáng

Tuyến cáp Itt ,A Loại FCáp ,mm 2 Icp ,A

5.3.3 Chọn cáp từ tủ động lực đến từng thiết bị

Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến cung cấp điện cho các thiết bị trong nhóm phụ tải 1

- Cáp từ tủ ĐL1 đến cung cấp cho máy tiện ren ( P = 7 kW )

Cáp được chọn theo điều kiện : khc Icp  Itt 7

A Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo loại 4G2,5 có dòng điện cho phép Icp = 41 A.

Các đoạn cáp còn lại chọn tương tự , kết quả chọn cáp được tổng hợp trong bảng tổng kết

Bảng 5.3 Bảng tổng kết chọn áptômát và cáp cho các nhóm phụ tải và từng phụ tải Đầu ra tủ ĐL

Tên nhóm và thiết bị Số lượng

Phụ tải Aptômát Dây dẫn

6 Máy phay vạn năng 1 7 4,5 4,5 11,39 DPNN 40 33,33 4G2,5 41

8 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2,8 2,8 7,09 DPNN 40 33,33 4G2,5 41

Kết quả tính nhóm 1 12 57,15 19,2 48,54 NS100N 100 80 4G10 87

8 Máy mài hai phía 1 12 2,8 2,8 7,09 DPNN 40 33,33 4G2,5 41

7 Máy mài phẳng có trục nằm 1 20 2,8 2,8 7,09 DPNN 40 33,33 4G2,5 41

8 Máy ép tay kiểu vít 1 24 2,8 DPNN 40 33,33 4G2,5 41

Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 27 2,8

3 Máy bào giường một trụ 1 2 10,0 10,0 25,32 DPNN 40 33,33 4G2,5 41

1 Máy doa tọa độ 1 3 4,5 4,5 11,39 DPNN 40 33,33 4G2,5 41

2 Máy phay chép hình 1 7 5,62 5,62 14,23 DPNN 40 33,33 4G2,5 41

6 Máy phay chép hình 1 11 3,0 3,0 7,60 DPNN 40 33,33 4G2,5 41

9 Máy mài tròn vạn năng 1 18 2,8 2,8 7,09 DPNN 40 33,33 4G2,5 41

10 Máy mài phẳng có trục đứng 1 19 10,0 10,0 25,32 DPNN 40 33,33 4G2,5 41

6 Máy khoan hướng tâm 1 15 4,5 4,5 11,39 DPNN 40 33,33 4G2,5 41

The linked image c annot be displayed The file may have been moved, renamed, or deleted Verify that the link points to the correct file and location.

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 7.1 Nguyên tắc và tiêu chuẩn chiếu sáng

ĐIỆN NHÀ MÁY LUYỆN KIM MÀU

Phần lớn hộ công nghiệp trong quá trình làm việc tiêu thụ từ mạng điện cả công suất tác dụng P lẫn công suất phản kháng Q Trong đó động cơ không đồng bộ và máy biến áp là các thiết bị điện tiêu thụ nhiều công suất phản kháng nhất Các nguồn tiêu thụ công suất phản kháng chủ yếu là: động cơ không đồng bộ, tiêu thụ khoảng 60-65% tổng công suất phản kháng của mạng điện xí nghiệp, máy biến áp tiêu thụ khoảng 20-25% Đường dây và các thiết bị khác tiêu thụ khoảng 10%, tùy thuộc vào thiết bị điện mà xí nghiệp có thể tiêu thụ một lượng công suất phản kháng nhiều hay ít.

Truyền tải một lượng công suất phản kháng qua dây dẫn và máy biến áp sẽ gây ra tổn thất điện áp, tổn thất tổn thất điện năng lớn và làm giảm khả năng truyền tải trên các phần tử của mạng điện do đó để có lợi về kinh tế - kỹ thuật trong lưới điện cần nâng cao hệ số công suất tự nhiên hoặc đưa nguồn bù công suất phản kháng tới gần nơi tiêu thụ để tăng hệ số công suất cos làm giảm lượng công suất phản kháng nhận từ hệ thống điện

- Nâng cao hệ số công suất tự nhiên bằng cách :

+ Thay các động cơ non tải bằng các động có công suất nhỏ hơn.

+ Giảm điện áp đặt vào động cơ thường xuyên non tải.

+ Hạn chế động cơ không đồng bộ chạy không tải.

+ Thay động cơ không đồng bộ bằng động cơ đồng bộ.

- Nếu tiến hành các biện pháp trên để giảm lượng công suất phản kháng tiêu thụ mà hệ số công suất của xí nghiệp vẫn chưa đạt yêu cầu thì phải dùng biện pháp khác đặt thiết bị bù công suất phản kháng.

6.2 XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ, VỊ TRÍ ĐẶT BÙ

6.2.1 Tính dung lượng bù tổng của toàn xí nghiệp

Qb = Ptt.NM ( tg1 - tg2 ) (6-1)

+ tg1 : tương ứng với hệ số Cos1 trước khi bù.

+ tg2 : tương ứng với hê số Cos2 cần bù, ta bù đến Cos2 đạt giá trị quy định từ (0,85  0,95) ta bù đến Cos2 = 0,95.

6.2.2 Chọn vị trí đặt và thiết bị bù

1 Chọn thiết bị bù Để bù công suất phản kháng cho xí nghiệp có thể dùng các thiết bị bù sau: Máy bù đồng bộ :

+ Có khả năng điều chỉnh trơn.

+ Tự động với giá trị công suất phản kháng phát ra (có thể tiêu thụ công suất phản kháng).

+ Công suất phản kháng không phụ thuộc điện áp đặt vào, chủ yếu phụ thuộc vào dòng kích từ

+ Lắp ráp, vận hành phức tạp.

+ Tiêu thụ một lượng công suất tác dụng lớn

+ Tổn thất công suất tác dụng ít

+ Lắp đặt, vận hành đơn giản, ít bị sự cố

+ Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ.

+ Có thể sử dụng nơi khô ráo bất kỳ để đặt bộ tụ.

+ Công suất phản kháng phát ra theo bậc và không thể thay đổi được. + Thời gian phục vụ, độ bền kém.

Theo phân tích ở trên thì thiết bị Tụ bù thường được dùng để lắp đặt để nâng cao hệ số công suất cho các xí nghiệp.

2 Vị trí đặt thiết bị bù

Về nguyên tắc để có lợi nhất về mặt giảm tổn thất điện áp, tổn thất điện năng cho đối tượng dùng điện là đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ điện, tuy nhiên nếu đặt phân tán quá sẽ không có lợi về vốn đầu tư, lắp đặt và quản lý vận

Q7; Qb7 hành Vì vậy việc đặt thiết bị bù tập trung hay phân tán là tuỳ thuộc vào cấu trúc hệ thống cấp điện của đối tượng đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta sẽ đặt bù trên các thanh cái hạ áp của các trạm biến áp phân xưởng , trong đó có cả thanh cái 6 kV và 0,4kV.

6.3 TÍNH TOÁN PHÂN PHỐI DUNG LƯỢNG BÙ

6.3.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế đặt thiết bị bù a.) Sơ đồ nguyên lý

The linked image cannot be displayed The file may have been moved, renamed, or deleted Verify that the link points to the correct file and location. b.) Sơ đồ thay thế

6.3.2 Tính dung lượng bù cho từng mạch

Phân phối dung lượng bù cho một nhánh của mạng hình tia.

+ Qi : công suất phản kháng tiêu thụ của nhánh i, kVAr

+ QNM : công suất phản kháng toàn nhà máy , kVAr.

+ Qb : công suất phản kháng bù tổng , kVAr. Điện trở tương đương của toàn mạng :

+ Ri = ( RC.i + RB.i ): Điện trở tương đương của nhánh thứ i ,  + RC.i : điện trở cáp của nhánh thứ i, 

S dm 2 : điện trở của máy biến áp phân xưởng i ,  Thông số cáp từ TPPTT về các TBAPX cho trong bảng sau :

Bảng 6.1 Thông số tính toán các đoạn cáp từ TPPTT về TBAPX

7 TPPTT-B7 2.(350) 200 0,387 0,038 Điện trở tương đương của nhánh từ TPPTT- B1: (ĐD kép)

Do trạm biến áp B1 gồm 2 loại máy biến áp hạ áp 35/6 kV và 35/0,4 kV Điện trở của máy biến áp 35/0,4 kV , có Sđm = 2500 kVA.

 Điện trở của máy biến áp 35/6 kV , có Sđm = 1250 kVA

 Điện trở tương đương của trạm biến áp B1 là

 Điện trở tương đương của nhánh TPPTT – B1

R1 = RC1 + RtđB1 = 0,014 + 1,482 = 1,496  Điện trở các nhánh khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng

Bảng 6-2 Điện trở tính toán của các nhánh

TPPTT-B7 0,038 6,431 10,684 4,015 4,053 Điện trở tương đương của toàn mạng :

- Phân phối dung lượng bù i td b i bi R

Tính công suất bù Qb1 cho nhánh TPPTT-B1.

1,496&99,31 kVAr Công suất cần bù cho phụ tải 0,4kV của trạm biến áp B1 :

2,05866,27 kVAr Công suất cần bù cho phụ tải 6kV của trạm biến áp B1 :

5,29233,04 kVAr Tính tương tự công suất bù cho các nhánh khác, kết quả ghi trong bảng sau:

Bảng 6-3 Kết quả phân bố dung lượng bù cho trong nhà máy

6.4 CHỌN TỤ VÀ SƠ ĐỒ ĐẤU

Căn cứ kết quả tên chọn dùng các bộ tụ 3 pha do Liên Xô chế tạo, bộ tụ được bảo vệ bằng áptômát, trong tủ có đặt các bóng đèn làm điện trở phóng điện.

Chọn loại tụ KC2 - 0,38(6,3) - 50 - 3Y1, công suất mỗi bộ là 50 kVAR đấu song song.

Bảng chọn Tụ bù đặt tại các trạm biến áp phân xưởng.

Bảng 6- 4 Kết qủ chọn tụ bù cho nhà máy

Tên nhánh Loại tụ Số pha Qb

- Sơ đồ nguyên lý đặt tụ bù trong trạm biến áp.

- Sơ đồ lắp đặt tụ bù trong trạm đặt 2 máy.

Chương 7 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHOPHÂN XƯỞNG

7.1 NGUYÊN TẮC VÀ TIÊU CHUẨN CHIẾU SÁNG

7.1.1.Yêu cầu đối với chiếu sáng.

Trong công nghiệp cũng như trong công tác và đời sống, ánh sáng nhân tạo rất cần thiết, nó thay thế và bổ sung cho ánh sáng thiên nhiên Việc chiếu sáng ảnh hưởng trự tiếp đến năng suất lao động và sức khoẻ của người lao động trong công tác cũng như trong sinh hoạt Vì vậy chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu tối thiểu nhất định, các yêu cầu này được xem như tiêu chuẩn chất lượng ánh sáng, là nguyên tắc để định ra tiêu chuẩn và thiết kế chiếu sáng. Đảm bảo độ chiếu sáng đủ và ổn định.

+ Nguyên nhân làm ánh sáng dao động là sự dao động của điện áp, vì vậy tiêu chuẩn quy định điện áp chỉ được dao động với UCf =  2,5% Uđm Trong xí nghiệp nguyên nhân gây ra dao động là chế độ làm việc không đều của máy công cụ.

+ Một nguyên nhân khác làm ánh sáng dao động là sự rung động cơ học của đèn điện cho nên đèn phải được giữ cố định Quang thông phân bố đều trên toàn mặt chiếu sáng (mặt công tác).

+ Không có các miền cố độ chênh lệch quá lớn về độ sáng, không có các bóng tối quá, đặc biệt là các bóng tối di động Sự chênh lệch độ chiếu sáng làm mắt luôn phải điều tiết để thích nghi do đó chóng mỏi mệt, các bóng tối di động dễ gây ra tai nạn lao động.

+ Không có ánh sáng chói trong vùng nhìn của mắt, làm mắt chóng mỏi và khó điều tiết, nếu ánh sáng chói quá sẽ gây ra hiệu ứng Pukin hoặc mù.

Nguyên nhân của ánh sáng chói có thể là: nguồn sáng có dây tóc lớn lộ ra ngoài, có các vật phản xạ mạnh Nguồn sáng chớp cháy, để hạn chế ánh sáng chói có thể dùng ánh sáng gián tiếp, góc bảo vệ thích hợp, bóng đèn mờ.

Tiêu chuẩn chiếu sáng quy định độ chiếu sáng tối thiểu cho các nơi, các loại công tác khác nhau Tiêu chuẩn được xây dựng trên cơ sở cân nhắc về kinh tế, kỹ thuật nhằm bảo đảm vừa đủ các yêu cầu đã nêu, độ chiếu sáng tối thiểu được quy định căn cứ vào các yêu cầu sau:

Kích thước của vật nhìn khi làm việc và khoảng cách của nó tới mắt, hai yếu tố này được thể hiện thông qua hệ số K :

K  a / b a : kích thước vật nhìn b : khoảng cách từ vật nhìn tới mắt

Nếu K càng nhỏ thì độ chiếu sáng càng phải lớn

Mức độ tương phản giữa vật nhìn và nền Nếu độ tương phản càng nhỏ thì càng khó nhìn, do đó nếu độ tương phản nhỏ thì đòi hỏi độ chiếu sáng lớn.

Hệ số phản xạ của vật nhìn và nền, nếu hệ số phản xạ lớn thì độ chiếu sáng cần nhỏ.

CHUYÊN ĐỀ THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP Chương 1 THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG PHÂN XƯỞNG CÁN PHÔI TẤM 1.1 Loại hình xây dựng trạm

Tính chọn các phần tử cơ bản của trạm

- Phân xưởng lò Martin có công suất tính toán Stt = 1681,28 kVA.

- Chọn máy biến áp do hãng liên doanh ABB chế tạp có dung lượng 1000 kVA không phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ.

Bảng thông số kỹ thuật của MBA

Sđm, kVA Uđm, kV P0,W PN,W I0 % UN%

- Kiểm tra với phụ tải:

Vậy MBA chọn thoả mãn.

1.2.2 Chọn thiết bị phía cao áp a Chọn dao cách ly cao áp

Trong tính toán thiết kế mạng cao áp của nhà máy ở chương 4 ta đã tính toán và chọn dao cách ly cao áp loại 3DC do SIEMEMS chế tạo có thông số kỹ thuật :

Bảng Thông số kỹ thuật của dao cách ly

Loại Uđm, kv Iđm, A INt, kA IN max, kA

3DC 36 1250 25 80 b Chọn cầu chì cao áp

Như tính toán trong chương 4 ta đã tính toán và chọn được cầu chì cao áp :

Bảng Thông số kỹ thuật của cầu chì cao áp

Loại Uđm ( kV ) Iđm ( A ) INmax (kA )

1.2.3 Chọn thiết bị hạ áp. a Chọn Áptômát

Dòng tính toán lớn nhất đi qua áptômát là dòng quá tải của máy biến áp :

√ 3 0,4 20 , 73 A Chọn áptômát không khí do Merlin gerin chế tạo loại CM2500N có thông số kỹ thuật :

Bảng thông số kỹ thuật của áptômát

Loại Số cực Uđm,V Iđm, A INmax kA

CM2500 3 , 4 690 2500 50 Áptômát phân đoạn chọn giống với áptômát tổng. b Chọn thanh dẫn

Chọn theo điều kiện phát nóng: k1 k2 Icp  Icb

+ Thanh dẫn đặt nằm ngang : k1 = 0,95

+ Nhiệt độ môi trường xung quanh +25 0 C : k2 = 0,9

Chọn thanh dẫn đồng 120 x 8 có Icp = 2400 A 

0,95 0,9 2400 = 2052 > 2020,73 A c Chọn cáp hạ áp tổng.

Chọn theo điều kiện phát nóng. khc Icp  Itt

+ Nhiệt độ môi trường đặt cáp +25 0 C, số tuyến cáp đặt trong hầm cáp bằng 2

+ Dòng phụ tải tính toán của cáp :

Cáp được bảo vệ bằng Aptomat tổng CM2500N có Iđm.A = 2500A

Ta có điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ:

Ikđ.nh : dòng khởi động của bộ phận cắt mạch bằng nhiệt.

Ikđ.nh  Iđm.A : để an toàn lấy Ikđ.nh = 1,25 Iđm.

Vì dòng điện Icp quá lớn nên ta sử dụng mỗi pha 4 cáp đồng hạ áp 1 lõi cách điện PVC do LENS sản xuất , tiết diện mỗi sợi 300mm 2 có dòng điện cho phép

Bảng thông số kỹ thuật của cáp.

Icp, A Trong nhà lõi vỏ min max 1x300 20,1 27,

Vậy cáp đã chọn thoả mãn. d Chọn thiết bị đo đếm.

- Các đồng hồ đồ đo, đếm được chọn theo cấp chính xác.

Tên Kí hiệu Loại Cấp chính xác

VA Cuộn áp Cuộn dòng

Owatmet phản kháng VArh N – 673M 2 3W 2,5 e Chọn máy biến dòng.

Chọn theo các điều kiện :

- Điện áp định mức : Uđm.BI  0,4kV

- Dòng sơ cấp định mức : Iđm.BI 

1,2.√ 3.0,4 83 , 94 Chọn máy biến dòng loại BD25/1 do Công ty thiết bị đo điện chế tạo có

Bảng thông số kỹ thuật của BI

Số vòn g dây sơ cấp

Cấp chín h xác kích thước đườn g kính

- Các đồng hồ và biến dòng điện cùng đặt trong một tủ hạ áp nên khoảng cách dây nối rất ngắn và điện trở của các đồng không đáng kể do đó phụ tải tính toán của mạch thứ cấp của máy biến dòng ảnh hưởng không nhiều đến sự sự làm việc bình thường trong cấp chính xác yêu cầu vì vậy không cần kiểm tra điều kiện phụ tải thứ cấp.

Tính toán ngắn mạch

Mục đích của tính toán ngắn mạch ở đây nhằm kiểm tra ổn định động , ổn định nhiệt và khả năng cắt của thiết bị

Do các thiết bị cao áp đã được lựa chọn ở phần trên , nên ở đây ta chỉ điểm ngắn mạch sau máy biến áp để kiểm tra các thiết bị hạ áp đã chọn

Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp có thể coi máy biến áp hạ áp là nguồn ( vì được nối với hệ thống có công suất vô cùng lớn ), vì vậy điện áp phía hạ áp không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch, do vậy IN = I” = I.

Sơ đồ nguyên lý tính toán ngắn mạch :

The linked image cannot be displayed The file may have been moved, renamed, or deleted Verify that the link points to the correct file and location.

Tổng trở biến áp qui về phía hạ áp :

Trị số dòng ngắn mạch tại điểm N1 :

Kiểm tra các thiết bị đã lựa chọn

Kiểm tra ổn định động : cp  tt

Lực tác dụng giữa các pha do dòng ngắn mạch:

KG + Khoảng cách giữa các sứ, l = 60cm.

+ Khoảng cách giữa các pha, a = 15cm

- Ứng suất tính toán vật liệu thanh dẫn: σ tt =

- Mômen chống uốn của thanh nằm ngang :

- Thanh dẫn đồng có: cp.cu00 kG/cm 2 > tt = 581,03 kG/cm 2

- Thanh dẫn có dòng định mức Iđm > 1000A, không cần kiểm tra ổn định nhiệt.

Vậy thanh dẫn đã chọn thoả mãn.

Kết luận : Các thiết bị lựa chọn đều thỏa mãn yêu cầu

THIẾT KẾ NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG 2.1 Khái niệm về nối đất