XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG PHÂN NHÓM PHỤ TẢI Căn cứ vào việc bố trí phân xưởng và yêu cầu làm việc thuận tiện nhất dể làm việc có hiệu quả nhất thông qua các chức năng của máy móc thiết bị. Ngoài các yêu cầu về kỹ thuật thì ta phải đạt những yêu cầu về kinh tế. Tuy nhiên một yếu tố quan trọng cần quan tâm là việc phân nhóm phụ tải sẽ quyết định tủ phân phối trong xưởng, quyết định số đầu dây ra của tủ phân phối. Phân nhóm phụ tải dựa vào một số yếu tố sau: Các thiết bị trong nhóm có cùng một chức năng Phân nhóm theo khu vực: các thiết bị gần nhau thì phân thành một nhóm Phân nhóm có chú ý đến phân đều công suất giữa các nhóm Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tải cùa CB chuẩn Số nhóm không nên quá nhiều Bảng phân nhóm các phụ tải
Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu Chương1: THU THẬP SỐ LIỆU ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG Đây phân xưởng khí sửa chữa, mặt hình chữ nhật, có đặc điểm sau: Chiều dài: 61m Chiều rộng 35m Chiều cao 6m, từ đến máng đèn 3m Diện tích tồn phân xưởng : 2135 m2 Mơi trường làm việc bụi, nhiệt độ trung bình phân xưởng 300C Trong phân xưởng có phịng kho, phòng học, 95 động cơ, hệ thống chiếu sáng Đặc điểm phân xưởng: mái dạng răn cưa có kính xạ hướng phía bắc, tường gạch, cam, tường xanh ngọc bích Phân xưởng làm việc hai ca ngày, nghỉ ngày chủ nhật Phân xưởng cấp điện từ trạm biến áp khu vực Page | Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 2.1 Sơ đồ mặt & Sơ đồ tải động lực Page | Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu 2.2 Sơ đồ tải chiếu sáng Page | Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu 2.3 Bảng phụ tải phân xưởng STT Kí Nhãn hiệu Tên tải hiệu mặt MACUST A MA-10 Máy tiện Số P(kW) lượng 22 Tổng công suất(kW) LOTHER& B SOHNE C KLOPP WERKE Máy tiện D HYTHE E 4AM100L4 DT1 Máy bào 15 F SCHUCKE RT 56740 Tổng công suất(kW) 0.79 1.5 0.4 0.82 1.7 0.4 0.84 7.5 0.4 0.83 1.4 0.4 0.84 0.4 0.84 25.5 Máy tiện 13 97.5 Máy mày Tổng công suất(kW) 0.4 28.5 Tổng công suất(kW) cos 2.33 19 Tổng công suất(kW) Pha 51.22 Tổng công suất(kW) Điện áp(kV) Máy phay 21 84 Page | Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu Chương2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG PHÂN NHÓM PHỤ TẢI Căn vào việc bố trí phân xưởng yêu cầu làm việc thuận tiện dể làm việc có hiệu thơng qua chức máy móc thiết bị Ngồi yêu cầu kỹ thuật ta phải đạt yêu cầu kinh tế Tuy nhiên yếu tố quan trọng cần quan tâm việc phân nhóm phụ tải định tủ phân phối xưởng, định số đầu dây tủ phân phối Phân nhóm phụ tải dựa vào số yếu tố sau: Các thiết bị nhóm có chức Phân nhóm theo khu vực: thiết bị gần phân thành nhóm Phân nhóm có ý đến phân cơng suất nhóm Dịng tải nhóm gần với dịng tải cùa CB chuẩn Số nhóm khơng nên nhiều Bảng phân nhóm phụ tải STT Tên nhánh Ký hiệu mặt Số lượng Pđm(kW) Cos Ku Nhánh 1A A 22 2.33 0.79 0.8 Nhánh 1B B 19 1.5 0.82 0.8 Nhánh 1C C 15 1.7 0.84 0.8 56 105.22 Tổng Nhánh 2A E 1.4 0.84 0.8 Nhánh 2B F 21 0.84 0.8 Page | Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu Tổng Nhánh D Tổng 26 91 13 7.5 13 97.5 0.83 0.8 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO TỪNG NHĨM 1.1 Các bước thực hiện: B1: Xác định cơng suất tính tốn nhóm Cơng suất tác dụng tính tốn Pttj nhánh thiết bị thứ j xác định theo công thức sau: Pttm = ksm ∑𝑛𝑖=1 kui Pi Với: kui hệ số sử dụng thiết bị thứ i Pi công suất định mức thiết bị thứ i ksm hệ số đồng thời nhánh thứ m Hệ số đồng thời Ks tra bảng ứng với: n = đến suy Ks = 0.9 n = đến Ks = 0.8 n = đến Ks = 0.7 n ≥ 10 Ks = 0.6 Với n số nhánh máy phân xưởng(1) (1) Tra bảng 1.2, trang 36, Giáo trình Cung cấp điện, Tác giả PGS TS Quyền Huy Ánh Page | Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu Hệ số công suất trung bình nhóm thiết bị thứ j: cos j = ∑𝑛 𝑖=1 cos i Pi ∑𝑛 𝑖=1 𝑃𝑖 Với: Cos φi: hệ số công suất thiết bị thứ i Pi: công suất định mức thiết bị thứ i B2: Thống kê kết tính tốn nhóm B3: Xác định công suất chiếu sáng phân xưởng Sử dụng phương pháp suất chiếu sáng đơn vị diện tích Pcs= Po.F Qcs = Pcs.tan φcs Với: Po suất chiếu sáng đơn vị diện tích, kW/m2; F diện tích phân xưởng m2 Cosφ số đèn sau: Đối với đèn nung sáng: cosj =1 Đối với đèn huỳnh quang: Cosφ = 0.6 khơng có tụ bù cosj Cosφ = 0.86 có tụ bù Cosφ (đèn đơn đơi) Cosφ = 0.96 dùng ballast điện tử Đối với đèn phóng điện: Cosφ = 0.8 Page | Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu B4: Xác định công suất tính tốn tủ phân phối Cơng suất tác dụng: Pnj= Ksj × ∑ni=1 × P Với Pnj: cơng suất tác dụng nhóm thứ j Ksj: hệ số đồng thời nhóm thứ j P: cơng suất tính tốn nhánh Cơng suất phản kháng: Qnj = Pnj× tanφtb Với: Qnj: cơng suất phản kháng nhóm thứ j Pnj: cơng suất tác dụng nhóm thứ j Công suất biểu kiến: Snj=√(𝑃𝑛𝑗 )2 + (𝑄𝑛𝑗 )2 Với: Snj: cơng suất biểu kiến nhóm thứ j Pnj: cơng suất tác dụng nhóm thứ j Qnj: cơng suất phản kháng nhóm thứ j Page | Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu Dịng tính tốn: Inj= Snj √3×U𝑛 Với: Inj: dịng tính tốn nhóm thứ j Snj: cơng suất biểu kiến nhóm thứ j Un: điện áp dây (380V) 1.2 Quy trình thực hiện: Tính tốn phụ tải nhóm phụ tải Mỗi nhánh có 10 máy nên Ks= 0,6 Nhánh 1A: 22 máy Ptt 1A = Ksi × ∑22 i=1 ×Kui× Pui = 0.6 × 0.8 × 22 × 2.33= 24.61 (kW) Nhánh 1B: 19 máy Ptt1B = Ksi × ∑19 i=1 ×Kui× Pui = 0.6 × 0.8 × 19 × 1.5= 13.68 (kW) Nhánh 1C: 15 máy Ptt1C = Ksi × ∑15 i=1 ×Kui× Pui = 0.6 × 0.8 × 15 × 1.7= 12.24 (kW) Cơng suất tác dụng nhóm 1, có nhánh nên Ks = 0.9 Pn1= Ksj × ∑3i=1 × P = 0.9 × (24.61+14.68+12.24)= 46.34 (KW) Page | Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu Hệ số công suất trung bình nhóm 1: cos j = ∑56 𝑖=1 cos i Pi ∑56 𝑖=1 𝑃𝑖 = (22 × 0.79 × 2.33) +(19 × 0.82 × 1.5) +(15 × 0.84 ×1.7) 105,22 = 0.81 Tanφtb=0.72 Cơng suất phản kháng nhóm Qn1 = Pn1 × tanφtb = 46.34 × 0.72 = 33.37(KVar) Cơng suất biểu kiến nhóm Sn1=√(𝑃𝑛1 )2 + (𝑄𝑛1 )2 =√46.342 + 33,372 = 55.5 (KVA) Dịng tính tốn nhóm In1= Sn1 √3×0,38 = 84.32(A) Tính tốn tương tự cho nhóm 2, ta bảng phụ tải sau: Bảng thơng số định mức nhóm phụ tải Tên nhóm Ks Cosφtb/Tanφtb Pn Qn Sn (kW) (kVA) (kVA) 0,9 0,81/0,72 46,34 33,37 0.9 0,84/0,66 39,3 25,94 In (A) 55,5 84,32 47 71,4 Page | 10 Đồ án Cung cấp điện - Tia (thanh đặt nằm ngang) - Cọc đóng thẳng đứng GVHD: Nguyễn Ngọc Âu (m) 0,5 0,8÷1 1,4÷1,8 1,25÷1,45 0,8 1,2÷1,4 Trị số ứng với loại đất khô (đo vào mùa khô) Trị số lớn ứng với đất ẩm (đo vào mùa mưa) Chọn hệ số thay đổi điện trở suất theo mùa Km = 1,4 Điện trở suất tính tốn đất: 𝜌 = 3Ωcm.104 1.2.3 Lựa chọn thiết bị kiểu nối đất Bảng 7.3 Đặc điểm trang thiết bị kiểu nối đất Thiết bị kiểu cũ Thiết bị kiểu - Ống kim loại = 35 ÷ 50mm - Cọc đồng lõi thép = 13 ÷ 16mm, d = d = ÷ 5mm, l = ÷ 3m 1.4; 2.4; 3m (Stell core copper clad earth rod) - Thanh thép dẹp d ≥ 4mm - Cọc mạ lõi thép = 13 ÷ 16mm, d = ; S ≥ 48mm2 1.5; 3m ( Galvanized Steel ) - Băng đồng 50mm × 0.5mm (Copper earth - Cáp đồng trần S ≥ 25mm2 tape) - Cáp đồng trần ( Earth grids) - Bản đồng trần (Solid copper earth plates) - Liên kết cọc cáp + Kẹp kim loại + Hàn điện + Hàn gió đá - Liên kết cọc cáp + Ốc xiết cáp ( Earth rod clamps) + Hàn hóa nhiệt ( Cadweld exothermic weld ) Page | 67 Đồ án Cung cấp điện - - Cải tạo đất + Than + Muối GVHD: Nguyễn Ngọc Âu - Cải tạo đất + Hóa chất giảm điện trở đất ( Earth Enhancing Compounds ) : khơng ăn mịn điện cực, khơng bị phân hủy theo thời gian, ổn định điện trở đất - Bảng đồng nối đất ( Earth bars ) - Hộp kiểm tra nối đất ( Earth Inspection Housing ) Chọn phương pháp nối đất mạch vòng với hệ thống cọc nối đất bao gồm 42 cọc đồng lõi thép với l=2,4m, d= 16mm, chôn sâu h=0,8m so với mặt đất, cọc bố trí cách a=5m cách tường 2m-2.5m, cọc liên kết với cáp đồng trần 50mm2 Page | 68 Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu 1.2.4 Tính tốn Bảng 7.4 Hệ số sử dụng cọc dây Page | 69 Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu Điện trở nối đất cọc: R1coc = 𝜌 2𝜋𝐿 [ln ( 4𝐿 2ℎ+𝐿 )] ∗ 4ℎ+𝐿 = 1.36∗𝑑 Dựa vào tỷ số 𝑎 𝑙 3∗10000 2𝜋∗240 [ln ( 4∗240 2∗80+240 )] ∗ 4∗80+240 =86.5Ω 1.36∗1.6 , chọn ᶯc = 0.56 Điện trở nối đất hệ thống: RHT = 𝑅1𝑐𝑜𝑐 ᶯ𝑐∗𝑛 = 86.5 0.56∗42 =3.68Ω Chọn cáp nối cọc cáp đồng trần tiếp điện50mm2 Điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc có tổng chiều dài chơn cách mặt đất đoạn 0.8m Page | 70 Đồ án Cung cấp điện R= Với 𝜌 𝜋∗𝑙 GVHD: Nguyễn Ngọc Âu [ln ( 4𝑙 √ℎ∗𝑑 3∗10000 ) − 1] = 𝜋∗20500 [ln ( l = 41*5 = 205m 4∗20500 √80∗0.8 ) − 1] = 3.84Ω (tổng chiều dài cáp) Điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc xét đến hệ số sử dụng nối theo mạch vòng RTh = Với 𝑅 ᶯTh = 3.84 0.28 = 13.7 ᶯTh = 0.28 hệ số sử dụng nối theo mạch vòng Điện trở hệ thống nối đất: Rnđ = 𝑅𝐻𝑇∗𝑅𝑡ℎ 𝑅𝑇𝐻+𝑇𝑡ℎ = 3.68∗13.7 3.68+13.7 = 2.9 < Hệ thống nối đất đạt yêu cầu CHỐNG SÉT 2.1 Khái quát Sét đánh tượng phóng điện vùng tích điện trái dấu đám mây vùng phía đám mây với đất điện trường chúng đạt đến giá trị định Điều kiện xuất sét hình thành đám mây có tích điện Sét có tác hại lớn, bao gồm tác hại đánh trực tiếp tác hại đánh gián tiếp.Tác hại sét đánh trực tiếp phóng điện trực tiếp hay nhánh xuống đối tượng bị đánh Tác hại gián tiếp sét gồm cảm ứng tĩnh điện cảm ứng điện từ Tác hại cảm ứng tĩnh điện xuất cơng trình mặt đất nối đất không tốt có đám mây dơng mang điện tích bên phần cơng trình bị cảm ứng lên điện tích trái dấu đám mây Hoặc sét đánh gần cơng trình làm cho điện tích khơng kịp với điện tích đám mây, mà cịn tồn thêm thời gian gây nên điện cao so với mặt đất Điện nhà Page | 71 Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu nhà theo dây điện, dây mạng, ống kim loại truyền vào nhà tạo nên tia lửa điện gây cháy nổ tai nạn cho người Còn tác hại cảm ứng điện từ xuất sét đánh vào dây dẫn sét nằm cơng trình hay gần cơng trình tạo từ trường biến đổi mạnh xung quanh dây dẫn dòng điện sét Từ trường làm cho mạch vịng kín xuất sức điện động cảm ứng gây phóng điện thành tia lửa nguy hiểm 2.2 Thiết kế chống sét 2.2.1 Chọn kim thu sét Có loại kim thu sét dùng bảo vệ cơng trình: Kim franklin:là kim loại dài 2-3m, hiệu ứng mũi nhọn, mật độ điện tích đầu kim nhiều xung quanh nên tăng hút sét cho kim Kim Franklin có phạm vi bảo vệ hình nón trịn xoay xung quanh kim Vật bảo vệ khỏi sét đánh trực tiếp nằm vùng bảo vệ Khi đối tượng cần bảo vệ có kích thước dài cần nhiều kim để bảo vệ Nếu kim cao 30m vùng bảo vệ bị hẹp dần phía Kim Franklin có cấu tạo đơn giản, giá thành thấp phạm vi bảo vệ hẹp Page | 72 Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu Kim thu sét phóng điện sớm (ESE: Early Steamer Emision) hoạt động theo nguyên lý phóng tia tiên đạo lên sớm điểm khu vực cần bảo vệ Khi điện trường đất đám mây dông tăng nhanh kim ESE phát sinh hổ quang mồi, giải phóng ion, phóng tia tiên đạo lên phía để thu hút sét đánh vào kim Ưu điểm kim ESE bán kính bảo vệ lớn hoạt động tin cậy, thiết kế tính tốn đơn giản Để đơn giản khâu thiết kế thi công, sử dụng kim chống sét ESE Bán kính bảo vệ kim ESE: Page | 73 Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu Trong đó: h khoảng cách từ đỉnh kim đến đỉnh phần tử cần bảo vệ (m) ∆L: độ lợi khoảng cách (m), ∆L = V×∆t, với V vận tốc tia tiên đạo(1.1m/µs), ∆t thời gian phóng điện sớm (phụ thuộc vào bảng thông số kim) D: khoảng cách phóng điện (m), D = 10 × I2/3 với I biên độ dòng sét cực đại Đặt tâm mái phân xưởng, kim cao 5m so với đỉnh mái nhà phân xưởng, dùng loại Stormaster-ESE-30có ∆t = 30 µs , áp dụng cấp bảo vệ l (bảo vệ mức cao nhất) có D = 20m ứng với I = 6kA Suy ra: Rp = √5[2 ∗ 20 − 5] + 33 ∗ [2 ∗ 20 + 33] = 50.8m 50.8m > 35.2m nên tồn cơng trình nằm vùng bảo vệ kim ESE Sơ đồ mái phân xưởng vùng bảo vệ kim thu sét Page | 74 Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu 2.2.2 Chọn kim thoát sét Chọn cáp thoát sét cáp đồng trần có tiết diện 50mm2 để dẫn dòng sét xuống đất Do chiều cao phân xưởng nhỏ 28m nên cần dùng cáp thoát sét Đặt cáp sét bên ngồi phân xưởng, đảm bảo bán kính uốn cong lớn 20cm bọc cách điện chịu nhiệt cho cáp cáp cách đất 2m Page | 75 Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu CHƯƠNG 9: DỰ TOÁN VẬT TƯ ĐIỆN DỰ TRÙ KINH PHÍ A DỰ TRÙ MBA SỐ LƯỢNG TÊN MBA THÀNH TIỀN (VNĐ) Máy biến áp THIBIDI 250kVA - 15 202,652,000 (22)/0.4 B DỰ TRÙ CB TÊN MCCB SỐ ĐƠN GIÁ LƯỢNG THÀNH TIỀN (VNĐ) EZC400N4350 9,053,000 18,106,000 EZC250N4125 5,863,000 5,863,000 EZC250N4150 7,035,000 21,105,000 TỔNG TIỀN 45,074,000 ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN EZC250N4080 11 785 400 11,785,400 EZC250N4200 762 700 762 700 TÊN MCB SỐ LƯỢNG Page | 76 Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu ABS32C/15 693 000 386 000 ABS32C/5 693 000 079 000 ABS32C20 693 000 693 000 TỔNG TIỀN 23 706 100 C DỰ TRÙ CÁP LOẠI TIẾT CHIỀU ĐƠN GIÁ THÀNH DÂY DIỆN DÀI (m) (VNĐ/1m) (VNĐ) TIỀN DẪN/CÁP (mm2) CV120 120 10 236,300 2,363,000 CV70 70 172 131,100 22,549,200 CV50 50 82 91,800 7,527,600 CV25 25 162 48,800 7,905,600 CV11 11 10 31,200 312,000 CVV 350 27,100 9,485,000 4X2,5 Tổng tiền (chưa có thuế) 50,142,400 Tổng tiền (có thuế 10%) 55,156,640 Page | 77 Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu D DỰ TRÙ TỤ Tụ bù MIKRO TÊN SẢN PHẨM SỐ ĐƠN LƯỢNG GIÁ(VNĐ ) MKC-445500KT: tụ bù khô pha 2,,150,000 THÀNH TIỀN 2,150,000 440V, 50kVar, 50/60Hz TỔNG TIỀN 2,150,000 E DỰ TRÙ CHIẾU SÁNG TÊN SẢN PHẨM SỐ ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN 3,200,000 134,400,000 33,300 66,600 68,000 1,224,000 LƯỢNG Đèn cao áp nhà xưởng 42 Philips HPK 888 Đèn huỳnh quang Philips TL- D36W/840 Đèn huỳnh quang Philips 18 2xTL- D58W Page | 78 Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu Tổng tiền 135,690,600 SỐ LƯỢNG TÊN MCCB ĐƠN THÀNH TIỀN GIÁ EZC250F2125 11 1,827,500 20,102,500 DOM11340 12 114,000 Tổng tiền 1,368,000 21 470 500 F DỰ TRÙ NỐI ĐẤT TÊN SẢN PHẨM Cọc nối SỐ ĐƠN LƯỢNG VNĐ/1SP đất 72 GIÁ THÀNH TIỀN 262,800 18,921,600 85,000 18,360,000 CND162400 Cáp đồng trần 50 216 m mm2 TỔNG TIỀN 37,281,600 G DỰ TRÙ CHỐNG SÉT TÊN SẢN PHẨM GIÁ Page | 79 Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu Kim thu sét phóng điện sớm ERICO 20,500,000 Cáp đồng trần 50mm2 (10m) 850,000 Tổng tiền 21,350,000 H DỰ TRÙ TỦ ĐIỆN TỦ MÃ SẢN PHẨM ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN DB1 CTDBA06/100SG 1,681,000 1,681,000 DB2 CTDBA06/100SG 1,681,000 1,681,000 DB3 CTDBA06/100SG 1,681,000 1,681,000 MDB CTDBA14/100SG 2,541,000 2,541,000 Tổng tiền 7,584,000 Page | 80 Đồ án Cung cấp điện GVHD: Nguyễn Ngọc Âu KẾT LUẬN Những kết đạt được: Nắm phương pháp tính phụ tài tính tốn bước để lựa chọn máy biến áp có cơng suất phù hợp Ứng dụng phương pháp chọn dây theo điều kiện phát nóng kiểm tra theo điều kiện sụt áp để lựa chọn dây dẫn Vạch phương án dây suy xét ưu nhược điểm để chọn phương án dây tối ưu Xác định tổn thất nhằm đánh giá tiêu kinh tế hệ thống cung cấp điện Thiết kế chiếu sáng cho khu vực làm việc riêng biệt Lựa chọn phương án bù xác định dung lượng bù cần thiết cho hệ thống cung cấp điện cụ thể Thiết kế hệ thống nối đất chống sét đạt yêu cầu cách hoàn thiện Sử dụng thành số phần mềm thành để vẽ mặt bằng, sơ đồ nguyên lý Đối với thân: việc thực đồ án giúp em hiểu rõ vấn đề học, biết trình tự thiết kế hệ thống cung cấp điện hoàn chỉnh Ngoài êm nhận chỗ trước em hiểu sai hay lỗi sai phát sinh tring lúc thực đồ án để kịp thời sửa chữa hoàn thiện Cuối em xin cám ơn Thầy Nguyễn Ngọc Âu bạn giúp em hoàn thành đồ án, giúp em có thêm kiến thức quý báu chun mơn Page | 81