CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT NHÀ MÁY CHẾ TẠO MÁY KÉO ( BẢN ĐẦY ĐỦ NĂM 2023) ( MỚI NHẤT) Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của nhà máy. 1.1.Loại ngành nghề. Đây là nhà máy có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là trong nông nghiệp, nên nhà máy cần đảm bảo tin cậy cung cấp điện bằng cách được cấp điện bằng đường dây lõi kép từ trạm trung gian về các phân xưởng chính trong nhà máy, cũng cần đảm bảo cung liên tục cung cấp điện. 1.2.Quy mô, năng lực của nhà máy. Đây là một nhà máy sản xuất máy kéo có quy mô lớn, gồm 12 phân xưởng với tổng công suất đạt gần 21000 kVA. 1.2. Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy. Phụ tải điện của toàn nhà máy có thể phân ra làm hai loại phụ tải: Phụ tải động lực Phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng thường làm việc ở chế độ dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380220 (V) ở tần số công nghiệp f=50(Hz). 1.3. Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện của nhà máy. 1.3.1. Độ tin cậy cung cấp điện. 10 Độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào (loại 1, 2, hay 3). Trong điều kiện cho phép, người ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt. 1.3.2. Chất lượng điện áp. Chất lượng điện được đánh giá bằng hai chỉ tiêu là tần số và điện áp. Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn (hàng chục MW trở lên) mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý để góp phần ổn định tần số của hệ thống điện. Nói chung, điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức. Đối với những phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp như nhà máy hoá chất điện tử, cơ khí chính xác… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%. 1.3.3. An toàn cung cấp điện. Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết bị. Do đó, sơ đồ cung cấp điện phải hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành và các thiết bị điện phải được chọn đúng chủng loại và đúng công suất. Công tác xây dựng, lắp đặt và việc vận hành quản lý hệ thống cung cấp điện ảnh hưởng lớn đến độ an toàn cung cấp điện. Do đó, người sử dụng phải tuyệt đối chấp hành nhưng quy định về an toàn sử dụng điện. 1.3.4. Kinh tế Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện, chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật nêu trên được đảm bảo. Chỉ tiêu kinh tế được đánh giá thông qua tổng vốn đầu tư, chi phí vận hành và thời gian thu hồi vốn đầu tư. Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh tỷ mỉ giữa các phương án, từ đó mới có thể đưa ra được phương án thích hợp nhất. 11 CHƯƠNG II.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 2.1.Đặt vấn đề. 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 ứng nhiệt lớn nhất. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra. 2.2.Các phương pháp xác định phụ tải tính toán. Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán. Những phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện thì kết quả không thật chính xác. Ngược lại, nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính phức tạp. Vì vậy, tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích hợp. Sau đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thưòng dùng nhất. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ********** ĐỒ ÁN II NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN II: CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT NHÀ MÁY CHẾ TẠO MÁY KÉO Sinh viên thực hiện: Phan Hoàng Vũ MSSV: : 20200676 Lớp : : Kỹ thuật điện 05-K65 Học phần: : EE4052 HÀ NỘI, 9/2023 LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1 LOẠI NGÀNH NGHỀ, QUY MÔ VÀ NĂNG LỰC CỦA NHÀ MÁY 1.1 Loại ngành nghề 1.2 Quy mô, lực nhà máy 1.2 GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TOÀN NHÀ MÁY 1.3 NHỮNG YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY 1.3.1 Độ tin cậy cung cấp điện 1.3.2 Chất lượng điện áp 10 1.3.3 An toàn cung cấp điện 10 1.3.4 Kinh tế 10 CHƯƠNG II.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 11 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 11 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 11 2.2.1 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax cơng suất bình Ptb (cịn gọi phương pháp số thiết bị hiệu nhq) 11 2.2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm 12 2.2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo suất trang bị điện cho đơn vị sản phẩm 12 2.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 12 2.3.1 Trình tự xác định phụ tải tính tốn theo phương pháp Ptb kmax 12 2.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA CÁC NHĨM PHỤ TẢI: 15 2.5 TÍNH TỐN PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 20 2.6 PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA TỒN PHÂN XƯỞNG 20 2.7 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG CÒN LẠI 21 2.7.1 Phân xưỏng đúc 21 2.7.2 Các phân xưởng lại 21 2.7.3 Phụ tải tính tốn nhà máy 23 2.8 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI VÀ BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI 23 2.8.1 Biểu đồ phụ tải điện 23 CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY 26 3.1 CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP NGUỒN ĐIỆN CẤP CHO MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY 26 3.2 PHƯƠNG ÁN VỀ CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG 26 3.3 CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN TỪ TRẠM TRUNG TÂM TỚI CÁC TBAPX 27 3.3.1 Phương án 1: Đặt TBA 27 3.3.2 Phương án 2: Đặt TBA 30 3.3.3 Xác định vị trí trạm biến áp phân xưởng 31 3.4 PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG 32 3.4.1 Các phương án cung cấp điện cho TBA phân xưởng 32 3.4.2 Xác định vị trí đặt TBATG (của nhà máy) trạm phân phối trung tâm 33 3.4.3 Lựa chọn phương án nối dây mạng cao áp 33 3.5 TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ 36 3.5.1 Lựa chọn thông số xác định tổn thất điện máy biến áp 36 3.5.2 Chọn cáp 36 3.6 TÍNH TOÁN KĨ THUẬT CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN 37 3.6.1 Phương án 37 3.6.2 Phương án 43 3.6.3 Phương án 46 3.6.4 Phương án 49 3.7 CHI PHÍ TÍNH TỐN ĐỒNG THỜI CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN 52 3.7.1 Phương án 1: 52 3.7.2 Phương án 54 3.7.3 Phương án 56 3.7.4 Phương án 58 3.8 THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN : 60 3.8.1 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian trạm phân phối trung tâm 60 3.9 TÍNH TỐN LỰA CHỌN VÀ VẼ SƠ ĐỒ TPPTT VÀ CÁC TBAPX : 60 3.9.1 Tính tốn lựa chọn sơ đồ trạm PPTT 60 3.9.2 Lựa chọn sơ đồ trạm biến áp phân xưởng 61 3.10 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 62 3.10.1 Chọn điểm tính ngắn mạch : 62 3.10.2 Tính tốn thơng số sơ đồ : 62 3.10.3 Tính dịng ngắn mạch : 65 3.11 CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 66 3.10.1 Chọn kiểm tra cáp 35 KV 66 3.10.2 Chọn kiểm tra dẫn phía hạ áp TBAPX : 67 3.10.3 Chọn kiểm tra máy cắt điện 67 3.10.4 Chọn kiểm tra dao cách ly : 68 3.10.5 Chọn kiểm tra cầu chì cao áp : 68 3.10.6 Chọn kiểm tra máy biến dòng điện : 69 3.10.7 Chọn kiểm tra máy biến điện áp : 69 3.4.1 Chọn kiểm tra chống sét van : 70 3.4.2 Chọn kiểm tra áptômát : 70 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 73 4.1 PHÂN TÍCH PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG SCCK 73 4.2 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIÊN CHO PHÂN XƯỞNG : 73 4.3 CHỌN VỊ TRÍ TỦ ĐỘNG LỰC VÀ TỦ PHÂN PHỐI : 74 4.3.1 Nguyên tắc chung: 74 4.3.2 Sơ đồ dây mặt phương thức lắp đặt đường cáp : 74 4.4 LỰA CHỌN TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC 74 4.4.1 Nguyên tắc chung: 74 4.4.2 Chọn tủ phân phối 75 4.4.3 Chọn tủ động lực 76 4.5 CHỌN CÁP 78 4.5.1 Nguyên tắc chung 78 4.5.2 Chọn cáp từ trạm biến áp đến tủ phân phối 79 4.5.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 79 4.5.4 Lựa chọn cáp dẫn từ tủ động lực tới động cơ: 80 4.5.5 Tính ngắn mạch phía hạ áp phân xưởng sửa chữa khí để kiểm tra cáp áptômát 83 4.5.6 Các thông số sơ đồ thay : 83 Lời mở đầu Trong nghiệp xây dựng đất nước, cơng nghiệp điện giữ vai trị quan trọng, điện nguồn tài nguyên dùng rộng rãi tất ngành kinh tế quốc dân phục vụ nhu cầu sinh hoạt người Do đó, xây dựng nhà máy, xí nghiệp, khu chế xuất, khu kinh tế hay thành phố điều ta cần nghĩ tới xây dựng hệ thống cung cấp điện nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất sản xuất, sinh hoạt khu vực Đặc biệt, thời kỳ cơng nghiệp hóa-hiện đại hóa đất nước ngành cơng nghiệp ta không ngừng phát triển mở rộng với nhà máy, xí nghiệp… có cơng nghệ ngày phát triển Gắn liền với hệ thống cung cấp điện địi hỏi tính kỹ thuật ngày cao thiết kế xây dựng Là sinh viên chuyên ngành hệ thống điệ, sau năm học trường, em phân công nhiệm vụ thiết kế đồ án với đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo” Quá trình thực đồ án giúp em có kiến thức công tác thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện Đó hệ thống gồm khâu sản xuát, truyền tải phân phối điện Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với tìm tịi nỗ lực thân, giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo môn Hệ Thống Điện, đặc biệt giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn: TS Lê Việt Tiến, em hoàn thành đồ án thiết kế Mặc dù cố gắng, xong hạn chế kiến thức thiếu kinh nghiệm thực tế, nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Em kính mong nhận ý kiến góp ý, bảo tận tình thầy cô để đồ án em hoàn chỉnh Qua em bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới thầy giáo Lê Việt Tiến thầy cô giáo môn Hệ Thống Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ em hoàn thành thiết kế Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2023 Sinh viên Phan Hoàng Vũ Sơ đồ mặt nhà máy sản xuất máy kéo TT Phụ tải điện nhà máy sản xuất máy kéo Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) Loại hộ tiêu thụ Khu nhà phòng quảm lý xưởng thiết kế 200 III Phân xưởng (PX) đúc 1500 I PX gia công khí 3600 I PX lắp ráp 3200 I PX luyện kim mầu 1800 I PX luyện kim đen 2500 I PX sửa chữa khí Theo tính tốn III PX rèn dập 2100 I PX nhiệt luyện 3500 I 10 Bộ phận nén khí 1700 III 11 Trạm bơm 800 I 12 Kho vật liệu 60 III 13 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa khí TT Tên phân xưởng SL Nhãn máy Cơng suất(kW) máy Tồn BỘ PHẬN DỤNG CỤ Máy tiện ren IK625 10 40 Máy tiện ren IK620 10 40 Máy doa toạ độ 2450 4.5 4.5 Máy doa ngang 2614 4.5 4.5 Máy phay vạn 6H82Ш 14 Máy phay ngang 6H84Ґ 4.5 4.5 Máy phay chép hình 6HПKП 5.62 5.62 Máy phay đứng 6H12 14 Máy phay chép hình 642 1 10 Máy phay chép hình 6461 0.6 0.6 11 Máy phay chép hình 64616 3 12 Máy bào ngang 7M36 14 13 Máy bào giường trụ MC38 10 10 14 Máy xọc 7M430 14 15 Máy khoan hướng tâm 2A55 4.5 4.5 16 Máy khoan đứng 2A125 4.5 4.5 17 Máy mài tròn 36151 7 18 Máy mài tròn vạn 312M 2.8 2.8 19 Máy mài phẳng có trục đứng 373 10 10 20 Máy mài phẳng có trục nằm 371M 2.8 2.8 21 Máy ép thuỷ lực ΠO-53 4.5 4.5 22 Máy khoan bàn HC-12A 0.65 0.65 23 Máy mài sắc 2.8 5.6 24 Máy ép tay kiểu vít 0 25 Bàn thợ nguội 10 0 26 Máy giũa 1 27 Máy mài sắc có dao cắt gọt 3A625 2.8 2.8 BỘ PHẬN SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ ĐIỆN Máy tiện ren IA62 28 Máy tiện ren 1616 4.5 13.5 Máy tiện ren IE6EM 3.2 12.8 Máy tiện ren ID63A 10 20 Máy khoan đứng 2A125 2.8 2.8 Máy khoan đứng 2A150 7 Máy phay vạn 6H81 4.5 4.5 Máy bào ngang 7A35 5.8 5.8 Máy mài tròn vạn 3130 2.8 2.8 10 Máy mài phẳng - 4 11 Máy cưa 872A 2.8 5.6 12 Máy mài hai phía - 2.8 5.6 13 Máy khoan bàn HC-12A 0.65 3.9 14 Máy ép tay P-4T 0 15 Bàn thợ nguội - 0 Mặt phân xưởng sửa chữa khí • Thời gian sử dụng công suất lớn phụ tải nhà máy: T max = 4500 h • Điện áo nguồn: Udm = 22kV 35kV • • • • Dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp khu vực: 250MVA Đường dây cung cấp điện cho nhà máy: Dùng dây nhôm lõi thép (AC) đặt treo không Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: 10km Công suất nguồn điện: Vô lớn CHƯƠNG I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1 Loại ngành nghề, quy mô lực nhà máy 1.1 Loại ngành nghề - Đây nhà máy có tầm quan trọng kinh tế quốc dân, đặc biệt nông nghiệp, nên nhà máy cần đảm bảo tin cậy cung cấp điện cách cấp điện đường dây lõi kép từ trạm trung gian phân xưởng nhà máy, cần đảm bảo cung liên tục cung cấp điện 1.2 Quy mô, lực nhà máy Đây nhà máy sản xuất máy kéo có quy mơ lớn, gồm 12 phân xưởng với tổng công suất đạt gần 21000 kVA Công suất đặt Loại hộ Diện tích TT Tên phân xưởng (kW) tiêu thụ (m2) Khu nhà phòng quảm lý xưởng thiết kế 200 III 2187 Phân xưởng (PX) đúc 1500 I 3240 PX gia cơng khí 3600 I 5143.5 PX lắp ráp 3200 I 5001.75 PX luyện kim mầu 1800 I 4029.75 PX luyện kim đen 2500 I 3057.75 PX sửa chữa khí Theo tính tốn III 1215 PX rèn dập 2100 I 3645 PX nhiệt luyện 3500 I 2227.5 10 Bộ phận nén khí 1700 III 2409.75 11 Trạm bơm 800 I 1012.5 12 Kho vật liệu 60 III 4374 1.2 Giới thiệu phụ tải điện toàn nhà máy Phụ tải điện toàn nhà máy phân làm hai loại phụ tải: - Phụ tải động lực - Phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực phụ tải chiếu sáng thường làm việc chế độ dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị 380/220 (V) tần số công nghiệp f=50(Hz) 1.3 Những yêu cầu thiết kế cung cấp điện nhà máy 1.3.1 Độ tin cậy cung cấp điện - Mỗi động máy cơng cụ: Được đóng cắt khởi động từ kèm theo sẵn máy, khởi động từ có rơle nhiệt bảo vệ tải Các áptômát nhánh đặt đầu tủ động lực có nhiệm vụ bảo vệ cắt ngắn mạch có cố 4.3 Chọn vị trí tủ động lực tủ phân phối : 4.3.1 Nguyên tắc chung: Vị trí tủ phân phối tủ động lực phân xưởng chọn để thoả mãn số yêu tố kinh tế - kỹ thuật an toàn thuận tiên vận hành, đôi lúc để thoả mãn yếu tố lại mâu thuẫn với yếu tố khác việc chọn vị trí đặt tủ nên đồng thời hài hoà yếu tố, nên đảm bảo nguyên tắc sau: - Vị trí tủ nên gần tâm phụ tải (điều giảm tổn thất, giảm chi phí dây.v.v ) - Vị trí tủ phải không gây ảnh hưởng đến giao thông lại phân xưởng - Vị trí tủ phải thuận tiện cho việc lắp đặt vận hành - Vị trí tủ phải nơi khô ráo, chánh bụi, a-xit có khả phịng cháy, nổ tốt Ngồi vị trí tủ cịn cần phù hợp với phương thức lắp đặt cáp Cần ý thực tế đơi lúc vị trí tủ cịn phải tn thủ điều kiện đặc biệt khác điều kiện buộc phải đảm bảo Lúc vị trí tủ phải ưu tiên theo điều kiện riêng 4.3.2 Sơ đồ dây mặt phương thức lắp đặt đường cáp : Dẫn điện từ trạm biến áp B3 phân xưởng dùng loại cáp ngầm đặt rãnh Dẫn điện từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ động lực đến thiết bị sử dụng điện dùng cáp hầm cáp ống thép chôn mặt sàn nhà xưởng 4.4 Lựa chọn tủ phân phối tủ động lực 4.4.1 Nguyên tắc chung: Các thiết bị điện, sứ trang bị dẫn điện vận hành làm việc chế độ : dài hạn, tải ngắn mạch Quá trình lựa chọn thiết bị nhằm đảm bảo thiết bị hoạt động chức chúng hệ thống, đồng thời đảm bảo tuổi thọ lâu dài thiết bị Từng loại thiết bị 74 lựa chọn dựa điều kiện tương ứng thiết bị ứng với chế độ làm việc khác thiết bị hệ thống, cụ thể : - Ở chế độ làm việc lâu dài : lựa chọn theo điện áp định mức dòng điện định mức thiết bị UdmTU Udmmang I dmTU I lv max - Ở chế độ làm việc tải : lựa chọn theo hạn chế điện áp dòng điện phù hợp với mức dự trữ thiết bị I dmra I lv max - Ở chế độ ngắn mạch : lựa chọn tham số phù hợp với điều kiện ổn định nhiệt ổn định lực điện động thiết bị - Với thiết bị đóng cắt chọn theo khả cắt : dòng điện cắt giới hạn, công suất cắt giới hạn … Trong trình thiết kế hệ thống cung cấp điện để lựa chọn thiết bị, tiến hành lựa chọn sơ theo số điều kiện định (thường theo điện áp định mức dòng điện định mức thiết bị) sau tính tốn trường hợp ngắn mạch để kiểm tra điều kiện lại thiết bị 4.4.2 Chọn tủ phân phối - Chọn góp tủ: Thanh góp tủ chọn theo điều kiện : khc.Icp IttPX = 225,58A (lấy khc = 1) Chọn góp đồng có kích thước 253 mm2 với Icp = 340 A - Chọn áptômát tổng tủ: Trong tủ hạ áp trạm biến áp B3 đầu đường dây đến tủ phân phối đặt áptômát loại NS250N hãng Merlin Gerin chế tạo, tương tự đầu vào tủ phân phối ta đặt áptômát loại NS250N Bảng 6.1 - Thông số áptômát tổng tủ PP Stt PX sửa chữa khí (kVA) Itt (A) Loại Udm (V) 148.47 225.58 NS250N 690 - Chọn áptômát nhánh tủ: 75 Idm IcắtN (A) (kA) 250 Theo tính tốn chương I ta có thống số tính tốn nhóm Bảng 6.2 - Thơng số phụ tải tính tốn nhóm Nhóm Ptt ( kW ) Qtt ( kVAr ) Stt ( kVA ) Itt ( A ) Idn(A) 22.77 30.36 37.95 57.66 205.53 21.56 28.68 35.93 54.60 202.47 20.56 27.34 34.27 52.06 199.93 20.81 27.67 34.86 52.69 200.56 19.41 25.82 32.17 49.15 152.63 Nhận thấy nhóm có cơng suất tương đối Nhóm máy có dịng điện tính tốn dịng điện đỉnh nhọn lớn nhóm nên ta chọn áptômát nhánh tủ theo điều kiện u cầu nhóm - Đối với áptơmát nhánh chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức : Udm.A Udm.m = 0,38 kV Dòng điện định mức: Idm.A Itt Nhóm = 57,66 A → Chọn loại C60N hãng Merlin Gerin chế tạo với thông số Bảng 6.3 - Thông số áptômát nhánh tủ PP Loại Số lượng Udm,V Idm, A IcắtN, kA Số cực C60N 440 63 4.4.3 Chọn tủ động lực - Chọn góp tủ: Thanh góp tủ chọn theo điều kiện : khc.Icp IttNhóm.max = 57,66A (lấy khc = 1) (nhóm có dịng tính tốn lớn nên ta chọn góp tủ động lực theo TĐL1) Chọn đồng có kích thước 153 mm2 với Icp = 210 A - Chọn áptômát tổng tủ ĐL: Cũng chọn tương tự đầu tủ phân phối, đầu vào tủ động ta đặt áptômát loại C60a hãng Merlin Gerin chế tạo, có thơng số sau 76 Bảng 6.4 - Thông số áptômát tổng TĐL Loại Số lượng Udm,V Idm, A IcắtN, kA Số cực C60a 440 63 - Chọn áptômát nhánh tủ ĐL: Áptômát chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức : Udm.A Udm.m = 0,38 kV Dòng điện định mức : Idm.A Ilvmax = Idm A (Chú ý : Các áptômát nên chọn loại để dễ mua tiện thay cần thiết) * Tủ động lực1: Cấp điện cho nhóm máy 1: - Chọn áptômát bảo vệ động : Áptômát bảo vệ máy tiện ren Pdm = 10,00 kW Idm = 25,32 A IdmA Idm = 25,32 A → Chọn Áptơmát loại C60a Merlin Gerin chế tạo có : IdmA = 30A , UdmA = 440 V, IcắtN = 3kA , cực Áptômát bảo vệ máy doa ngang Pdm = 4,50 kW Idm = 11,40 A IdmA Idm = 11,40 A → Chọn Áptômát loại C60a Merlin Gerin chế tạo có : IdmA = 15A , UdmA = 440 V, IcắtN = 3kA , cực Áptơmát bảo vệ máy mài phẳng có trục nằm : Pdm = 2,80 kW Idm = 7,09 A IdmA Idm = 7,09 A → Chọn Áptômát loại C60a Merlin Gerin chế tạo có : IdmA = 10A , UdmA = 440 V, IcắtN = 3kA , cực * Áptơmát bảo vệ cho nhóm máy: - Máy mài sắc : Pdm = 2,80 kW Idm = 7,09 A - Máy dũa : Pdm = 1,00 kW Idm = 2,53 A - Máy mài sắc có dao cắt gọt : Pdm = 2,80 kW Idm = 7,09 A IdmA Itt = 7,09 + 2,53 + 7,09 = 16,71 A → Chọn Áptômát loại C60a Merlin Gerin chế tạo có : 77 IdmA = 20A , UdmA = 440 V, IcắtN = 3kA , cực Hoàn toàn tương tự ta chọn áptômát (trong bảng6 6) 4.5 Chọn cáp 4.5.1 Nguyên tắc chung Trong mạng điện phân xưởng cáp dây dẫn điện chọn theo điều kiện sau: - Đảm bảo điều kiện phát nóng - Tiết diện phải phù hợp với thiết bị bảo vệ cầu chì hay áp tơ mát Đảm bảo tổn thất điện áp phạm vi cho phép Trong phân xưởng điều kiện bỏ qua chiều dài đường dây ngắn nên U không đáng kể - Kiểm tra độ sụt áp có động lớn khởi động Điều kiện ta bỏ qua phân xưởng khơng có động có công suất qúa lớn Như cáp dây dẫn chọn chủ yếu phải thoả mãn điều kiện sau: - Phát nóng: k1.k2.Icp Ilvmax (6.1) Trong : k1, k2 - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp số lượng cáp song song rãnh, Icp - dòng điện làm việc lâu dài cho phép dây cáp chọn [A] Ilvmax - dòng điện làm việc lớn phân xưởng, nhóm, hay thiết bị điện đơn lẻ - Phối hợp với thiết bị bảo vệ: Cáp bảo vệ áptômát : I KDnhiet 1 I cp -1 = 0,8 cho mạng chiếu sáng -1 = 1,5 cho mạng động lực I KDnhiet 2 I cp mạng chiếu sáng khơng cần tính 78 (6.2) -2 = 4,5 cho mạng động lực Trong : IKDnhiet - dịng điện khởi động nhiệt áptơmát (IKDnhiet = 1,25IdmA) IKDdientu - dòng điện khởi động điện từ áptômát (IKDdientu =1,25 Idn) IdmA - dịng điện định mức ấptơmát Idn - dịng điện đỉnh nhọn phụ tải nhóm phụ tải Với phụ tải động : Idn = 5.Idm Với phụ tải nhóm động : Idn = Imm + (IttNhom – Idm(max).ksd) ksd- Hệ số sử dụng nhóm phụ tải 4.5.2 Chọn cáp từ trạm biến áp đến tủ phân phối Theo chương III ta chọn cáp (theo điều kiện phát nóng) từ trạm biến áp B5 đến tủ phân phối phân xưởng loại cáp đồng PVC(370+35) hãng LENS chế tạo có Icp = 246 A, nên ta cần kiểm tra lại cáp theo điều kiện phối hợp với áptômát Dùng áptômát loại NS250N hãng Merlin Gerin chế tạo có IdmA = 250 A Điều kiện : KDnhiet 1,25.IdmA 1,25.250 = = = 1,27 = 1,5 246 246 cp Vậy cáp PVC(370+35) chọn hợp lý 4.5.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực I (cho nhóm 1) Cáp bảo vệ áptơmát C60N có Idm = 63A (kết tính phần trên) IttNhom1= 57,66 A(kết bảng 2.7) Theo điều kiện ta có : 1,2.dm 1,2.63 KDnhiet = = 50,4 cp KDnhiet = 1,5 cp 1 1 Vậy ta chọn cáp đồng lõi cách điện PVC hãng LENS chế tạo có mã hiệu 4G10 có Icp = 87 A Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng cho phép Cáp đặt hào cáp riêng tuyến nên khc = k1.k2.Icp = 87 A Ilvmax = IttNhom1 = 57,66 A → Chọn cáp 4G10 cách điện PVC Các tuyến cáp khác chọn tương tự, kết ghi bảng sau : 79 Nhận thấy tổng công suất phụ tải tính tốn nhóm đồng nên ta chọn loại cáp cho tất nhóm, nhhư thuận tiện cho việc mua bán thay thế, sửa chữa cần thiết Bảng 4.5 - Kết chọn cáp từ TPP đến TĐL Tuyến Cáp Itt [A] IKDnhiet/1,5 [A] Loại cáp [mm2] Icp [A] TPP - TĐL1 57.66 38.44 4G10 87 TPP - TĐL2 54.60 36.4 4G10 87 TPP - TĐL3 52.06 34.71 4G10 87 TPP - TĐL4 52.69 35.13 4G10 87 TPP - TĐL5 49.15 32.77 4G10 87 4.5.4 Lựa chọn cáp dẫn từ tủ động lực tới động cơ: Tất dây dẫn xưởng chọn cáp đồng hạ áp lõi cách điện PVC hãng LENS chế tạo đặt ống thép có đường kính 3/4’’ Chọn cáp cho nhóm phụ tải Cáp từ tủ ĐL1 đến Máy tiện ren (ký hiệu mặt :1) Có : Pdm = 10,00 kW Idm = 25,32 A Idn = 5.Idm Theo điều kiện kiểm tra ta có (theo CT 6.2 6.3): I KDnhiet I 1.25 I dmA 1.25 30 1 I cp KDnhet = = = 25 A I cp 1 1 1.5 I KDnhiet I 1.25 I dn 1.25 30 I cp KDnhet = = = 35.17 A I cp 2 2 4.5 80 Vậy chọn cáp loại 4G2,5 có Icp = 41 A Kiểm tra điều kiện phát nóng: k1.k2.Icp = 41 A Ilvmax = Idm = 25,32 A → Chọn cáp 4G2,5 cách điện PVC Cáp từ tủ ĐL1 đến máy doa ngang (ký hiệu mặt : 4) Có : Pdm = 4,50 kW Idm = 11,40 A Idn = 5.Idm Theo điều kiện kiểm tra ta có : Tính tốn hồn tồn tương tự ta chọn cáp dẫn tới thiết bị bảng Bảng 4.6 - Kết chọn cầu chì TĐL cáp đến thiết bị TT Tên thiết bị Phụ tải Số Dây Dẫn áptômát Ghi Trên Ptt F Itt Icp Mã Idm IKDnh/1,5 (kW) (A) (mm2 (A) Hiệu (A) (A) vẽ ) 10 11 Nhóm 1 Máy tiện ren 10.00 25.32 4G2,5 41 C60a 30 25.00 Máy doa ngang 4.50 11.40 4G1,5 31 C60a 15 12.50 Máy mài phẳng có trục nằm 20 2.80 7.09 4G1,5 31 C60a 10 8.33 Máy mài sắc 24 2.80 7.09 4G1,5 31 C60a Máy dũa 27 1.00 2.53 31 C60a Máy mài sắc có dao cắt gọt 28 4G1, 2.80 7.09 31 C60a Chung 20 0.00 Nhóm Máy tiện ren Máy phay chép hình Máy mài trịn Máy khoan để bàn Máy mài sắc 16.67 Chung Chung 10.00 25.32 4G2,5 41 C60a 30 10 0.60 1.52 17 22 24 C60a 4G2, 41 30 7.00 17.73 C60a 0.65 1.65 4G1,5 31 C60a 10 2.80 7.09 4G1,5 31 C60a Nhóm3 81 25.00 25.00 8.33 Máy phay vạn 7.00 17.73 4G1,5 31 C60a 20 16.67 Máy phay ngang 4.50 11.40 4G1,5 31 C60a 15 12.50 Máy phay chép hình 5.62 14.23 4G1,5 31 C60a 15 12.50 Máy phay chép hình 11 3.00 7.60 4G1,5 31 C60a 10 8.33 Máy bào ngang 12 7.00 17.73 4G1,5 31 C60a 20 16.67 Máy bào giường trụ Máy khoan hướng tâm 13 10.00 25.32 4G2,5 41 C60a 30 25.00 15 4.50 11.40 4G1,5 31 C60a 15 12.50 Nhóm4 Máy doa toa độ 4.50 11.40 4G1,5 31 C60a 15 8.33 Máy phay đứng 7.00 17.73 4G1,5 31 C60a 20 16.67 Máy phay chép hình 1.70 4.30 4G1,5 31 C60a 10 8.33 Máy xọc 14 7.00 17.73 4G1,5 31 C60a 20 16.67 Máy khoan đứng 16 4.50 11.40 4G1,5 31 C60a 15 12.50 18 2.80 7.09 4G1,5 31 C60a 10 8.33 19 10.00 25.32 4G2,5 41 C60a 30 25.00 Máy mài trịn vạn Máy mài phẳng có trục đứng Máy ép thủy lực 21 12.50 Máy cưa 11' 2.80 7.09 4G1,5 31 C60a 4.50 11.40 4G1,5 31 C60a 15 Chung 10 Máy mài hai phía 12' 2.80 7.09 4G1,5 31 C60a 11 Máy khoan bàn 13' 0.65 1.65 4G1,5 31 C60a 20 16.67 Nhóm5 Máy tiện ren 1' 7.00 17.73 4G1,5 31 C60a 20 16.67 Máy tiện ren 2' 4.50 11.40 4G1,5 31 C60a 15 12.50 Máy tiện ren 3' 3.20 8.10 4G1,5 31 C60a 10 8.33 Máy tiện ren 4' 10.00 25.32 4G2,5 41 C60a 30 25.00 Máy khoan đứng 6' 7.00 17.73 4G1,5 31 C60a 20 16.67 Máy phay vạn 7' 4.50 11.40 4G1,5 31 C60a 15 12.50 Máy bào ngang 8' 5.80 14.69 4G1,5 31 C60a 15 12.50 Máy khoan đứng 5' 2.80 7.09 Chung Máy mài tròn vạn 4G2,5 41 C60a 30 9' 2.80 7.09 82 25.00 10 Máy mài phẳng 10' 4.00 10.13 4G1,5 31 C60a 15 12.50 4.5.5 Tính ngắn mạch phía hạ áp phân xưởng sửa chữa khí để kiểm tra cáp áptơmát Sơ đồ ngun lý: - Sơ đồ thay thế: 4.5.6 Các thông số sơ đồ thay : - Điện trở điện kháng máy biến áp : Sdm = 750 kVA PN = 7,1 UN% = 5,5% RB PN U dm = 106 = 2.02 m S dm X B3 = U N % U dm 106 = 11.73 m 100 S dm - Thanh góp trạm biến áp phân xưởng - TG1 : + Thanh dẫn đồng hình chữ nhật, có sơn kích thước (808) mm2, + Mỗi pha đặt + Chiều dài : l = m + Khoảng cách trung bình hình học D = 100 m Tra PL4.11 (TL1), tìm : 1 3 = 0.102 = 0.034 m r = 0,031mΩ/m RTG1 = r0 = 0.031 = 0.010 m x0 = 0.102 m / m X TG1 83 - Thanh góp tủ phân phối - TG2 : + Thanh dẫn đồng hình chữ nhật, có sơn kích thước (253) mm2, + Chiều dài : l = m + Khoảng cách trung bình hình học D = 100 m Tra PL4.11 (TL1), tìm : r0 = 0,268mΩ/m → R TG1 = r0 l = 0,268.1= 0,268 mΩ x = 0,179mΩ/m → X TG1 = x l = 0,179.1= 0,179 mΩ Nhận thấy điện tổng trở góp nhỏ so với tổng trở thành phần cịn lại nên q trình tính tốn bỏ qua - Điện trở điện kháng áptômát : Tra PL 3.12 PL 3.13 (TL1), tìm + Áptơmát loại NS250N: RA2 = 0,36 m ; XA2 = 0,28 m ; RT2 = 0,6 m + Áptômát loại C60N(A3), C60a( A4): RA3 = RA4 = 2,35 m XA3 = XA4 = 1,30 m RT3 = RT4 = 1,0 m + Cáp tiết diện 370+35 mm2 - C1 : Chiều dài : l = 120 m Có : r0 = 0,268 mΩ/m x0 = 0,15 mΩ/m → RTG2 = r0 l = 0,268.120 = 32,16 mΩ → XTG2 = x0 l = 0,15.120 = 18 mΩ + Cáp tiết diện 4G10 mm2 - C2 : Chiều dài : l = 40 m (khoảng cách từ TPP đến TĐL xa nhất) Có : r0 = 1,83mΩ/m → R TG2 = r0 l = 1,83.40= 73,20 mΩ x = 0,10 mΩ/m → X TG2 = x l = 0,10.40 = 4,00 mΩ 4.4.1 Tính tốn ngắn mạch kiểm tra thiết bị chọn : * Tính ngắn mạch N1 : R1 = RB3 + RTG1 + 2.RA2 + 2.RT2 + RC1 = 2,02 + 0,010 + 2.0,36+ 2.0,6 + 32,16 = 35,39 m 84 X1 = XB3 + XTG1 + 2.XA2 + XC1 = 11,73 + 0,034 + 2.0,28+ 18 = 30,324 m Z1 = I N1 = R 21 + X 21 = 35.392 + 30.3242 = 46.605 U Z1 = 400 46.605 = 4.955 kA I xKN = 1.8 I N = 1.8 4.955 = 12.61 kA → Kiểm tra áptơmát loại NS250N có IcătN = kA > 4,955 kA Vậy áptômát chọn thoả mãn điều kiện ổn định động → Kiểm tra cáp tiết diện 370+35 mm2 : Tiết diện ổn định nhiệt cáp: Với cáp đồng có = 6; lấy thời gian quy đổi thời gian ngắn mạch (tqd =0,2s) F .I = 6.4,955 0, =13, 296 mm2 Vậy chọn cáp 370+35 mm2 hợp lý * Tính ngắn mạch N2 : R2 = RB3 + RTG1 + 2.RA2 + 2.RT2 + 2.RA3 + 2.RT3 + RC1 + RC2 = 2,02 + 0,010 + 2.0,36 + 2.0,6 + 2.2,35 + 32,16 + 73,20 = 114,01 m X2 = XB3 + XTG1 + 2.XA2 + 2.XA3 + XC1 + XC2 = 11,733 + 0,034 + 2.0,28 + 2.1.30 + 18 + 4,00 = 36,927 m Z2 = R + X2 = U 400 I = = = 1,927 kA 3.Z2 3.119,84 N2 = 119,84 mΩ ixkN1 = 2.1,8.IN = 2.1,8.1,927 = 4,905 kA → Kiểm tra áptơmát loại C60a có IcătN = kA > 1,927 kA Vậy áptômát chọn thoả mãn điều kiện ổn định động → Kiểm tra cáp tiết diện 4G10 mm2 : Tiết diện ổn định nhiệt cáp F .I = 6.1,927 0, = 5,171 mm2 Vậy chọn cáp 4G10 mm2 hợp lý 85 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG ĐI DÂY PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 86 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp, thị nhà cao tầng - Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch - Nhà xuất khoa học kỹ thuật (TL1) Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 - 500 kV - Ngô Hồng Quang - Nhà xuất khoa học kỹ thuật (TL2) Cơ sở lý thuyết, tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện - Phan Đăng Khải Nhà xuất giáo dục (TL3) Lưới điện hệ thống điện tập - Trần Bách - Nhà xuất khoa học kỹ thuật (TL4) Giáo trình lưới điện - Trần Bách - Nhà xuất giáo dục (TL5) Ngắn mạch hệ thống điện – Lã Văn Út – Nhà xuất khoa học kỹ thuật (TL6) Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp – Nguyễn Hữu Khái – Nhà xuất khoa học kỹ thuật (TL7) Giáo trình cung cấp điện – Ngơ Hồng Quang (TL8) Giáo trình tập huấn PSS ADEPT – Nguyễn Hữu Phúc – Đặng Anh Tuấn (TL9) 89