Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện PHẦN I: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN THỨC ĂN GIA SÚC CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN THỨC ĂN GIA SÚC Ngành chế biến thức ăn gia súc từ lâu nghành tương đối quan trọng kinh tế quốc dân Với nhiệm vụ sản xuất chế biến thức ăn chăn nuôi đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế nơng nghiệp nói chung Ngày nay, với phát triển ngành công nghiệp khác, chế biến thức ăn gia súc không ngừng phát triển số lượng chất lượng Phân xưởng có tổng diện tích 6375m2 với máy có cơng suất đặt cho bảng 1-1 Bảng 1-1: Tên công suất đặt máy phân xưởng Ký hiệu mặt Tên máy Đóng bao Nghiền bột Lị Quạt thơng gió Số lượng 16 Công suất đặt(KW) 5KW 12KW 20KW 2KW Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN Khi thiết kế cung cấp điện cho cơng trình (cụ thể phân xưởng ta thiết kế) nhiệm vụ người thiết kế phải xác định nhu cầu điện phụ tải cơng trình (hay cơng suất đặt phân xưởng ) Tuỳ theo quy mơ cơng trình (hay phân xưởng ) mà phụ tải điện phải xác định theo phụ tải thực tế phải kể đến khả phát triển tương lai Cụ thể muốn xác định phụ tải điện cho phân xưởng chủ yếu dựa vào máy móc thực tế đặt phân xưởng phải kể đến tương lai xa Như vậy, việc xác định nhu cầu điện giải toán dự báo phụ tải ngắn hạn (đối với xí nghiệp, nhà máy cơng nghiệp) dự báo phụ tải dài hạn (đối với thành phố, khu vực ) Nhưng ta xét đến dự báo phụ tải ngắn hạn liên quan trực tiếp đến công việc thiết kế cung cấp điện phân xưởng ta Dự báo phụ tải ngắn hạn xác định phụ tải cơng trình sau cơng trình vào sử dụng Phụ tải thường gọi phụ tải tính tốn Người thiết kế cần phải biết phụ tải tính tốn để chọn thiết bị điện như: máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng, cắt, bảo vệ để tính tổn thất cơng suất, tổn thất điện áp, để lựa chọn thiết bị bù Chính vậy, phụ tải tính tốn số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất số lượng thiết bị điện, chế độ vận hành chúng, quy trình cơng nghệ phân xưởng , trình độ vận hành cơng nhân v.v Vì vậy, xác định xác phụ tải tính tốn nhiệm vụ khó khăn lại quan trọng Bởi vì, phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có khả dẫn đến đến cháy nổ nguy hiểm Nếu phụ tải tính tốn lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị điện chọn lớn so với u cầu, gây lãng phí khơng kinh tế Do tính chất quan trọng vậy, nên có nhiều cơng trình nghiên cứu có nhiều phương pháp tính tốn phụ tải điện Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện Nhưng phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố trình bày biến động theo thời gian nên thực tế chưa có phương pháp tính tốn xác tiện lợi phụ tải điện Nhưng áp dụng số phương pháp sau để xác định phụ tải tính tốn: + Phương pháp tính theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu + Phương pháp tính theo hệ số cực đại cơng suất trung bình + Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm + Phương pháp tính theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Trong trình chuẩn bị thiết kế tuỳ theo quy mơ, đặc điểm cơng trình (nhà máy, xí nghiệp ) tuỳ theo giai đoạn thiết kế sơ hay kỹ thuật thi cơng mà chọn phương pháp tính tốn phụ tải cho thích hợp Sau trình bày số đại lượng, hệ số tính tốn phương pháp tính phụ tải tính tốn I Các đại lượng hệ số tính tốn Công suất định mức Pđm: Công suất đinh mức thiết bị tiêu thụ điện thường nhà chế tạo ghi sẵn nhãn hiệu máy lý lịch máy Đối với động cơ, công suất định mức ghi nhãn hiệu máy cơng suất trục động Công suất đặt công suất đầu vào động cơ, công suất đặt trục động tính sau: Pđ = Pdm ηdc (2.1) Trong đó: Pđ : Cơng suất đặt động (kW) Pđm : Công suất định mức động (kW) ηdc : Hiệu suất định mức động Trên thực tế, hiệu suất động tương đối cao (ηdc= 0,85ữ0,95) nên ta xem Pđ ≈ Pđm - Đối với thiết bị chiếu sáng: Công suất đặt công suất ghi đèn Công suất công suất tiêu thụ đèn điện áp mạng điện định mức Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện - Đối với thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại (như cầu trục, máy hàn v.v ) tính tốn phụ tải điện chúng, ta phải quy đổi công suất định mức chế độ làm việc dài hạn Có nghĩa quy đổi chế độ làm việc có hệ số tiếp điện ε% = 100% Cơng thức quy đổi sau: + Đối với động cơ: P'đm = Pđm ε% (2.2) + Đối với máy biến áp hàn: P'đm = Sđm.cos ϕ ε% (2.3) Trong đó: P'đm cơng suất định mức quy đổi chế độ làm việc dài hạn Phụ tải trung bình Ptb: Phụ tải trung bình đặc trưng tĩnh phụ tải khoảng thời gian Tổng phụ tải trung bình thiết bị cho ta để đánh giá giới hạn phụ tải tính tốn Trong thực tế, phụ tải trung bình tính tốn theo cơng thức sau: ΔP t Trong đó: ptb = ; qtb = ΔQ t (2.4) ΔP , ΔQ : Điện tiêu thụ khoảng thời gian khảo sát, kW, kVAr t: thời gian khảo sát, h * Phụ tải trung bình cho nhóm thiết bị: Ptb = n ∑ p tbi ; i =1 Qtb = n ∑ q tbi (2.5) i =1 Biết phụ tải trung bình ta đánh giá mức độ sử dụng thiết bị, xác định phụ tải tính tốn tính tổn hao điện Phụ tải cực đại Pmax: Phụ tải cực đại phụ tải trung bình lớn tính khoảng thời gian tương đối ngắn (từ 5ữ30 phút) Thông thường lấy thời gian 30 phút ứng với ca làm việc có phụ tải lớn ngày Phụ tải cực tính tổn thất cơng suất lớn nhất, để chọn thiết bị điện, dây dẫn dây cáp theo mật độ kinh tế Phụ tải đỉnh nhọn: Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện Phụ tải đỉnh nhọn (Pđnh) phụ tải cực đại xuất khoảng thời gian ngắn (1÷ 2s) Thường xảy mở máy động Phụ tải dùng để kiểm tra độ dao động điện áp, điều kiện tự khởi động động cơ, chọn dây chảy cầu chì, tính dịng khởi động rơle bảo vệ Phụ tải đỉnh nhọn làm ảnh hưởng đến làm việc thiết bị khác mạng điện Phụ tải tính tốn Ptt: Phụ tải tính tốn tính theo điều kiện phát nóng cho phép, phụ tải giả thiết lâu dài không đổi phần tử hệ thống cung cấp điện (máy biến áp, đường dây) tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng lớn Nói cách khác phụ tải tính tốn làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây Do để đảm bảo an toàn trạng thái vận hành, thực tế thiết kế ta sử dụng phụ tải tính tốn theo cơng suất tác dụng Ptb ≤ Ptt ≤ Pmax Hệ số sử dụng ksd: Hệ số sử dụng tỉ số phụ tải tác dụng trung bình với cơng suất định mức thiết bị + Đối với thiết bị: ksd = p tb p dm (2.6) n P + Đối với nhóm thiết bị: ksd = tb = Pdm ∑ p tbi i =1 n ∑ p dmi (2.7) i =1 Nếu có đồ thị phụ tải hệ số sử dụng tốn sau: ksd = P1 t + P2 t + + Pn t n Pdm (t + t + + t n ) (2.8) Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất thiết bị điện chu kỳ làm việc số liệu để tính phụ tải tính tốn Hệ số phụ tải kPt: Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện Hệ số phụ tải (còn gọi hệ số mang tải) tỉ số công suất thực tế với công suất định mức Thường ta phải xét đến hệ số phụ tải khoảng thời gian n P P Nên: kpt = th−ctÕ = tb = Pdm Pdm ∑ p tbi i =1 n (2.9) ∑ p dmi i =1 Nếu có đồ thị phụ tải hệ số sử dụng tính cơng thức (2.8) sau: kpt = P1 t + P2 t + + Pn t n Pdm (t + t + + t n ) Hệ số phụ tải nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất thiết bị điện khoảng thời gian xét Hệ số cực đại kmax: k max ≥ Hệ số cực đại tỉ số phụ tải tính tốn phụ tải trung bình khoảng thời gian xét: kmax = Ptt Ptb (2.10) Hệ số cực đại phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủ yếu số thiết bị hiệu nhq hệ số sử dụng ksd hàng loạt yếu tố đặc trưng cho chế độ làm việc thiết bị nhóm làm phức tạp nên tính tốn thường tra theo đường cong: kmax = f(nhq, ksd) Hệ số nhu cầu knc: Hệ số nhu cầu tỉ số phụ tải tính tốn cơng suất định mức knc = Ptt P P = tt tb = kmax.ksd Pdm Ptb Pdm (2.11) Hệ số nhu cầu thường dùng tính cho phụ tải tác dụng Trong thực tế hệ số nhu cầu thường kinh nghiệm vận hành tổng kết lại 10 Hệ số thiết bị hiệu nhq: Hệ số thiết bị hiệu số thiết bị giả thiết có cơng suất chế độ làm việc Chúng đòi hỏi phụ tải phụ tải tính tốn nhóm phụ tải thực tế (gồm thiết bị có chế độ làm việc khác nhau): Báo cáo tốt nghiệp ⎛ n ⎞ ⎜ ∑ Pdmi ⎟ ⎠ nhq = ⎝ni=1 ∑ (Pdm )2 Thiết kế hệ thống cung cấp điện (2.12) i =1 Khi số thiết bị dùng điện nhóm lớn (n >5), tính nhq theo cơng thức phức tạp nên người ta tìm nhq theo bảng đường cong Trình tự tính sau: Trước hết tính: n* = n1 ; n P* = P1 P (2.13) Trong đó: n: Số thiết bị nhóm n1: Số thiết bị có cơng suất khơng nhỏ cơng suất thiết bị có cơng suất lớn nhóm P, P1 tổng cơng suất ứng với n n1 thiết bị Sau tính n* P* tra bảng đường cong tìm n*hq, từ tính nhq theo cơng thưc sau: nhq = n.n*hq (2.14) Số thiết bị hiệu số liệu quan trọng để xác định phụ tải tính tốn II Các phương pháp tính phụ tải tính tốn Hiện nay, có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính tốn Những phương pháp đơn giản, tính tốn thuận tiện thường kết khơng xác Ngược lại, độ xác nâng cao phương pháp tính phức tạp Vì tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích hợp, sau số phương pháp xác định phụ tải tính tốn thường dùng Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu: Cơng thức tính: n Ptt =knc ∑ Pdi (2.13) i =1 Báo cáo tốt nghiệp Qtt = Ptt.tg ϕ Stt = P tt + Q tt = Thiết kế hệ thống cung cấp điện (2.14) Ptt cosϕ (2.15) Một cách gần lấy Pđ = Pđm nên: Ptt = knc n ∑ p dmi (2.16) i =1 Trong đó: : Cơng suất đặt, cơng suất định mức thiết bị thứ i Pđi, Pđmi (kW) Ptt, Qtt, Stt : Công suất tác dụng, công suất phản kháng, cơng suất tồn phần tính tốn nhóm có n thiết bị, (kW, kVAr, kVA) n : Số thiết bị nhóm knc: Hệ số nhu cầu, tra sổ tay kỹ thuật tg ϕ : ứng với cos ϕ đặc trưng cho nhóm thiết bị, tra sổ tay kỹ thuật Nếu hệ số công suất cos ϕ thiết bị nhóm khơng giống phải tính hệ số cơng suất trung bình theo công thức sau: cosϕ tb = P1 cosϕ + P2 cosϕ + + Pn cosϕ n P1 + P2 + + Pn (2.17) Hệ số nhu cầu máy khác thường cho sổ tay ¾ Phương pháp có ưu điểm đơn giản, tính tốn thuận tiện Tuy nhiên, nhược điểm chủ yếu phương pháp độ xác khơng cao Bởi hệ số nhu cầu knc tra sổ tay cố định cho trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành số thiết bị nhóm Trong lúc đó, theo cơng thức ta có knc = kmax.ksd, có nghĩa hệ số nhu cầu phụ thuộc nhiều yếu tố kể Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích Cơng thức tính: Ptt = p0.F Trong đó: (2.18) Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện p0: Suất phụ tải 1m2 đơn vị diện tích sản xuất (kW/m2) F : Diện tích sản xuất (m2) Giá trị p0 cho sẵn bảng, phụ thuộc vào tính chất phụ tải phân tích theo số liệu thống kê ¾ Phương pháp cho kết gần Nó dùng để tính phụ tải, phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối nên áp dụng giai đoạn thiết kế sơ Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm Cơng thức tính: Ptt = M.w Tmax (2.19) Trong đó: M: Số đơn vị sản phẩm sản xuất năm (sản lượng) w : Suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm (kWh/đơn vị sản phẩm) Tmax: Thời gian sử dụng cơng suất lớn (h) ¾ Phương pháp thường dùng để tính tốn cho thiết bị điện có đồ thị phụ tải biến đổi hay khơng thay đổi như: quạt gió, máy nén khí phụ tải tính tốn gần phụ tải trung bình kết tương đối xác Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại cơng suất trung bình.(phương pháp số thiết bị hiệu quả): Khi khơng có số liệu cần thiết để áp dụng phương pháp tương đối đơn giản nêu cần nâng cao độ xác phụ tải tính tốn nên dùng phương pháp Cơng thức tính: (2.20) Ptt = kmax.ksd.Pđm Trong đó: Pđm: Cơng suất định mức (kW) ksd : Hệ số sử dụng, tra sổ tay kỹ thuật kmax: Hệ số cực đại, tra sổ tay kỹ thuật theo quan hệ: kmax = f(nhq, ksd) Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện ¾ Phương pháp cho kết tương đối xác xác định số thiết bị hiệu nhq, xét tới hàng loạt yếu tố quan trọng ảnh hưởng số lượng thiết bị nhóm, số thiết bị có công suất lớn khác chế độ làm việc chúng Trình tự tính tốn sau: + Trước tiên dựa vào sổ tay tra số liệu ksd, cos ϕ nhóm, sau từ số liệu cho xác định Pđmmax Pđmmin Tính: m= Pdmmax Pdmmin (2.21) Trong đó: Pdmmax: Cơng suất định mức thiết bị có cơng suất lớn nhóm Pdmmin: Cơng suất định mức thiết bị có cơng suất nhỏ nhóm + Sau kiểm tra điều kiện: a Trường hợp : m ≤ k sd ≥ 0,4 nhq = n Chú ý, nhóm có n1 thiết bị mà tổng công suất chúng không lớn 5% tổng cơng suất nhóm thì: nhq = n - n1 b Trường hợp : m > k sd ≥ 0,2 , nhq xác định theo biểu thức: n nhq = 2.∑ p dmi i =1 (2.22) p dmmax c Khi không áp dụng trường hợp trên, việc xác định nhq phải tiến hành theo trình tự: Trước hết tính: n* = n1 ; n P* = P1 P Trong đó: n: Số thiết bị nhóm n1: Số thiết bị có cơng suất không nhỏ nửa công suất thiết bị có cơng suất lớn P P1: Tổng công suất n n1 thiết bị 10 Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện Sau tính n* P* tra theo sổ tay kỹ thuật ta tìm n*hq = f(n*, P*) PL1.4 (TL1) Từ xác định số thiết bị hiệu quả: nhq = n*hq.n * Tra bảng kmax = f(ksd, nhq) PL1.5 (TL1) Thay số liệu vào công thức: Ptt = kmax.ksd.Pđm, ta suy Ptt, Qtt, Stt Khi xác định phụ tải tính tốn theo phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu nhq, số trường hợp cụ thể dùng cơng thức gần sau: * Nếu n ≤ n hq < , phụ tải tính tốn tính theo cơng thức: Ptt = n ∑ Pdmi ( 2.23) i =1 Đối với thiết bị làm việc với chế độ ngắn hạn lặp lại thì: Ptt = Pdm ε 0,875 (2.24) * Nếu n > n hq < , phụ tải tính tốn tính theo cơng thức: Ptt = n ∑ k pti Pdmi (2.25) i =1 Trong đó: kpti: Hệ số phụ tải thiết bị thứ i Nếu khơng có số liệu xác, hệ số phụ tải lấy gần đúng: kpt = 0,9 thiết bị làm việc chế độ dài hạn kpt = 0,75 thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại * Nếu nhq > 300 ksd < 0,5 thì: kmax lấy giá trị ứng với nhq = 300 * Nếu nhq > 300 ksd ≥ 0,5 thì: Ptt = 1,05.ksd.Pđm (2.26) 11 Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện * Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải phẳng (các máy bơm, máy nén khí) phụ tải tính tốn lấy phụ tải trung bình: Ptt = Ptb = ksd.Pđm (2.27) * Nếu mạng có thiết bị pha cần phải phân phối thiết bị cho pha mạng, trước xác định nhq phải quy đổi công suất phụ tải pha phụ tải pha tương đương: Nếu thiết bị pha đấu vào điện áp pha mạng: Pqđ = 3.P1pha max Nếu thiết bị pha đấu vào điện áp dây mạng: Pqđ = P1pha max Hướng dẫn cách chọn phương pháp xác định phụ tải tính tốn Tuỳ theo số liệu đầu mà ta chọn phương pháp xác định phụ tải tính tốn cho hợp lý ¾ Khi xác định phụ tải tính tốn cho nhóm máy điện áp thấp (U < 1000 V) nên dùng phương pháp tính theo hệ số cực đại kmax (tức phương pháp tính theo hệ số hiệu quả) phương pháp có kết tương đối xác ¾ Khi phụ tải phân bố tương đối diện tích sản xuất có số liệu xác suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm dùng phương pháp suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm để tính phụ tải tính tốn Các phương pháp thường áp dụng cho giai đoạn tính toán sơ để ước lượng phụ tải cho hộ tiêu thụ ¾ Trong giai đoạn thiết kế sơ thường cần phải đánh giá phụ tải chung hộ tiêu thụ (phân xưởng, xí nghiệp, khu vực, thành phố ) trường hợp nên dùng phương pháp hệ số nhu cầu knc III Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng chế biến thức ăn gia súc : Trong phân xưởng thường có nhiều loại thiết bị có cơng suất chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính tốn xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo nguyên tắc sau: 12 Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện ¾ Các thiết bị điện nhóm nên gần để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ tiết kiệm vốn đầu tư tổn thất đường dây hạ áp phân xưởng ¾ Chế độ làm việc nhóm thiết bị nhóm nên giống nhờ việc xác định phụ tải tính tốn xác thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm ¾ Tổng cơng suất nhóm nên xấp xỉ để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng phân xưởng Số thiết bị nhóm khơng nên q nhiều số đầu tủ động lực không nhiều thường từ đến 12 đầu Tuy nhiên thường khó thoả mãn lúc nguyên tắc trên, người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm cho hợp lý Dựa vào bảng danh sách thiết bị, vị trí chế độ làm việc thiết bị ta chia thiết bị phân xưởng thành nhóm để từ xác định phụ tải tính tốn cho nhóm thiết bị theo phương pháp hệ số cực đại kmax Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng chế biến thức ăn gia súc : Phân xưởng có diện tích 6375 m2, với cơng suất đặt 1036800kW Tra bảng PL 1.3 (TL.1) với phân xưởng chế biến có: knc = 0,3 cos ϕ / tg ϕ = 0,6/ 1,33 Tra bảng PL 1.7 (TL.1) ta suất chiếu sáng p0 = 14 W/ m2 Cơng suất tính toán động lực: Pđl = knc.Pđ = 0,3.1036800 = 311040 (kW) Qđl = Pđl.tg ϕ =311040.1,33 = 413683,2 (kVAr) Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố tương đối tỷ lệ với diện tích nên phụ tải chiếu sáng phân xưởng chế biến thức ăn gia súc xác định theo công thức: Pcs = p0.F Trong đó: F: Diện tích khu vực sản xuất phân xưởng, (m2) 13 Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện Diện tích phân xưởng: F = 6375 m2 p0: Suất phụ tải chiếu sáng đơn vị diện tích, (kW/ m2) Đối với phân xưởng chế biến có p0 = 0,015 (kW/m2), đèn chiếu sáng phân xưởng đèn sợi đốt có cos ϕ = Vậy phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng chế biến thức ăn gia súc là: Pcs = 0,015.6375 = 95,625 (kW) Qcs = Pcs.tg ϕ cs = (kVAr) Cơng suất tính tốn tác dụng phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 311040 + 95,625 = 311135,625 (kW) Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng: Qtt = Qđl + Qcs = 413683,2 + = 413683,2 (kVAr) Cơng suất tính tốn toàn phần phân xưởng: P tt + Q tt =313873 (kVA) Stt = Dịng điện tính tốn phân xưởng: Itt = S tt = 477010 (A) 3.U dm Phụ tải tính tốn tác dụng tồn phân xưởng: Pttnm = kđt ∑ Ptti i =1 Trong đó: kđt: Hệ số đồng thời lấy 0,8 Pttnm = 0,8 311135,625 = 248908,5(kW) Phụ tải tính tốn phản kháng toàn phân xưởng Qttnm = kđt ∑ Q tti i =1 Trong đó: kđt: Hệ số đồng thời lấy 0,8 Qttnm = 0,8 413683,2 = 330946,56(kVAr) Phụ tải tính tốn tồn phần phân xưởng Sttnm = P ttnm + Q ttnm = 2510989 (kVA) Hệ số công suất phân xưởng cos ϕ = Pttnm =0,9 S ttnm 14 Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG CHẾ BIẾN THỨC ĂN GIA SÚC I Sơ đồ cung cấp điện phân xưởng chế biến thức ăn gia súc Sơ đồ nối dây mạng hạ áp có hai dạng mạng hình tia mạng phân nhánh ¾ Sơ đồ hình tia: Có ưu điểm nối dây dể dàng, hộ cung cấp điện từ đường dây, chúng ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực biện pháp bảo vệ tự động hoá, dễ vận hành bảo quản Khuyết điểm sơ đồ vốn đầu tư lớn nên sơ đồ nối dây hình tia thường dùng cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại Sơ đồ hình tia dùng để cung cấp điện cho phụ tải phân tán Từ trạm biên áp có đường dây dẫn đến tủ phân phối động lực Từ tủ phân phối động lực có đường dây dẫn đến phụ tải Loại sơ đồ có độ tin cậy tương đối cao, thường dùng thiết bị phân tán diện tích rộng phân xưởng khí, lắp ráp, dệt v.v ¾ Sơ đồ phân nhánh: Có ưu khuyết điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia Vì vậy, loại sơ đồ thường dùng cho hộ tiêu thụ loại Để cấp điện cho toàn phân xưởng chế biền thức ăn gia súc ta đặt tủ phân phối gần trạm biến áp phân xưởng Tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp phân xưởng có nhiệm vụ cấp điện cho tủ động lực tủ chiếu sáng cho toàn phân xưởng Trong tủ phân phối đặt áptômát đầu áptomát tổng đầu vào Mỗi tủ động lực cấp điện cho nhóm phụ tải Đầu vào đầu tủ động lực đặt áptơmát Mỗi tủ động lực có đầu với nhóm có thiết bị số máy có cơng suất nhỏ, có vị trí gần phải đấu chung đầu Mỗi động máy công cụ đóng cắt khởi động từ, bảo vệ tải rơle nhiệt bảo vệ ngắn mạch áptômát đặt đường dây tủ động lực 15 Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện Do khoảng cách từ tủ hạ áp trạm biến áp phân xưởng tủ phân phối phân xưởng khoảng cách từ tủ phân phối đến tủ động lực ngắn nên để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, để dễ thuận tiện thao tác sửa chữa ta sử dụng đường dây cáp chôn ngầm đất nhà phân xưởng sơ đồ nối điện hình tia • Chọn cáp từ trạm biến áp phân xưởng tủ phân phối phân xưởng: Như nhận xét trên, khoảng cách từ tủ hạ áp trạm biến áp phân xưởng tủ phân phối ngắn nên ta chọn cáp mạch hạ áp theo điều kiện phát nóng cho phép mà khơng cần phải kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép Tiết diện dây cáp chọn theo điều kiện phát nóng phải thoả mãn: khc Icp ≥ Itt Trong đó: Itt: Dịng tính tốn tồn phân xưởng, A Icp: Dòng điện cho phép ứng với dây dẫn chọn, A khc: Hệ số hiệu chỉnh kể tới nhiệt độ môi trường đặt dây Tra bảng phụ lục ứng với nhiệt độ môi trường 200C nhiệt độ tiêu chuẩn 150C có khc = 0,96 Dịng điện tính toán phân xưởng Itt = S tt 144,47 = 219,5 A = 3.U dm 3.0,38 Ta chọn cáp đồng lõi cách điện PVC hãng LENS sản xuất đặt nhà, U < kV, có tiết diện F = 95 mm2 với dòng cho phép: Icp = 301 A Ta có: khc.Icp = 0,96.301 = 288,96 A > Itt = 219,5 A Vậy cáp chọn thoả mãn điều kiện Tủ phân phối Tủ phân phối nhận điện từ trạm BAPX cung cấp cho tủ động lực thông qua đường cáp Để cung cấp điện cho tủ động lực tủ chiếu sáng cho toàn phân xưởng chế biến thức ăn gia súc ta chọn tủ phân phối hạ áp đặt trạm biến áp phân xưởng hãng SAREL Pháp chế tạo Tủ có sơ đồ: 16 Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện AT A1 A2 A3 A4 A5 A6 ĐL1 ĐL2 ĐL3 ĐL4 ĐL5 CS 17 Báo cáo tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện Hình - 1: Sơ đồ tủ phân phối 1.1 Chọn áptômát: Chọn áptômát cho tủ động lực áptômát tổng Các áptômát chọn theo điều kiện làm việc lâu dài (hay dịng điện tính tốn) Điều kiện chọn áptômát là: IđmA ≥ Ilvmax = Itt = S tt 3.U dm Uđm ≥ Uđmmđ Trong đó: Uđmmđ: điện áp định mức mạng điện Uđmmđ = 380 V với áptômát pha Uđmmđ = 220 V với áptômát pha Với dịng tính tốn Itt xác định chương II tổng kết bảng 3-1, ta chọn áptơmát hãng Merlin Gerin có thông số sau: Bảng 3-1: Thông số áptômát tủ phân phối Tên lộ Ittnhóm (A) Loại Uđm (V) Iđm (A) I N (kA) A1 A2 A3 A4 A5 A- CS 25 C60N 440 63 54,3 C60N 440 63 48,3 C60N 440 63 73,5 NC100H 440 100 47,5 C60N 440 63 13,67 C60H 440 63 10 Đối với áptômát tổng ta chọn theo dịng tính tốn tồn phân xưởng: 18 Báo cáo tốt nghiệp Itt = Thiết kế hệ thống cung cấp điện S tt 144,47 = = 219,5 A 3.U dm 3.0,38 Ta chọn áptơmát hãng Merlin Gerin có thông số: Bảng 3-3: Thông số áptômát tổng Áptômát Loại Uđm (V) AT NS400L 690 Iđm (A) 400 IN (kA) 50 1.2 Chọn dẫn Chọn dẫn tủ phân phối dẫn đồng, có tiết dịên chọn theo điều kiện phát nóng cho phép: k1.k2.Icp ≥ Itt Trong đó: k1 = 0,95: hệ số hiệu chỉnh dẫn đặt nằm ngang k2 = 0,9: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ Itt = 219,5 A: dịng điện tính tốn phân xưởng Từ Icp ≥ I ttpx k k = 219,5 = 256,7 A 0,95.0,9 Vậy ta chọn dẫn có tiết diện F = 75 mm2 với Icp = 340 A Tủ phân phối với thiết bị: NS400L C60N C60N C60N NC100H C60N C60N ĐL1 ĐL2 ĐL3 ĐL4 ĐL5 CS Hình 3-2: Sơ đồ tủ phân phối phân xưởng Lựa chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực Ta chọn cáp theo điều kiện phát nóng, mạng hạ áp bảo vệ áptômát, để thoả mãn điều kiện phát nóng ngồi điều kiện: 19