ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Đồ _ án _ xây _ dựng _ cung _ cấp _ điện _ cho _ nhà _ máy _ sản _ xuất _ vòng _ bi _..................................................................................................................

Các số liệu ban đầu

Mặt bằng và các số liệu được ghi 6 trong bảng kèm theo

Nội dung và các phần thuyết minh tính toán

-Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy

-Chọn vị trí đặt trạm,dung lượng và số lượng cho máy biến áp

-Chọn phương án nối dây cho mạng cung cấp điện trong nhà máy

-Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỷ thuật cho mạng điện thiết kế

-Nhà máy lấy điện từ trạm biến áp khu vực cách nhà máy l = 10 km

-Điện áp ở thanh cái hạ áp của trạm biến áp khu vực U" kV

-Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí

Các bản vẽ

- Sơ đồ nguyên lý các phương án nối dây

- Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp nhà máy

- Sơ đồ nguyên lý tủ động lực phân xưởng cơ khí

- Sơ đồ phân bố đèn cho phân xưởng cơ khí

Bảng 1: Danh sách phân xưởng, công suất đặt, diện tích, hộ loại

Ký hiệu trên mặt bằng

Tên phân xưởng Công suất đặt P đ (kW)

5 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 60 x 50 3

Bảng 2 Danh sách máy công cụ của nhà máy sản suất vòng bi

Stt Ký hiệu trên mặt bằng

Số lượng Công suất định mức (kW)

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT VÒNG BI

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN NHÀ MÁY

Phụ tải tính toán cho tất cả thiết bị trong nhà máy:

Trong quá trình thiết kế, chúng ta thu thập thông tin chính xác về mặt bằng bố trí thiết bị máy móc, công suất và quy trình công nghệ của từng thiết bị trong tổng phân xưởng Nhờ đó, có thể phân loại phụ tải thành các nhóm cụ thể và xác định phụ tải cho từng nhóm, từ đó tính toán phụ tải tổng cho toàn bộ nhà máy sản xuất.

- Ta xác định phụ tải tính toán cho nhà máy sản xuất vòng bi theo số thiết bị hiệu quả.

- Ta có công thức: Ptt=kmax.ksd.Pdm

Với kmax: Hệ số cực đại, dựa vào ksd và n hiệu quả

Ksd :Hệ số sử dụng; nhq:Số thiết bị hiệu quả

Để tối ưu hóa quá trình tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, cần lựa chọn hệ số sử dụng và hệ số công suất (Cos φ) dựa trên các giá trị kỹ thuật đã được xác định.

+ Ta chọn thông số kỹ thuật là: Ksd=0,2 Cos φ =0,8

Để thuận tiện cho việc tính toán các nhóm thiết bị, chúng ta sử dụng một số ký hiệu quy ước như sau: n là tổng số thiết bị trong nhóm, n1 là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1/2 công suất của thiết bị có công suất lớn nhất, kt là hệ số tải, kd% là hệ số dòng điện %, và n* là tỷ số giữa số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 1/2 công suất của thiết bị có công suất lớn nhất so với tổng số thiết bị trong nhóm, được tính theo công thức n* = n1/n.

P1: tổng công suất ưng với n1 thiết bị P1¿∑ i=1 n1

P: tổng công suất định mức ứng với n thiết bị P =¿ ∑ i=1 n 1

P* = P1/Pdm, trong đó nhq là số thiết bị hiệu quả, được tính bằng nhq = n*hq.n Giá trị n*hq có thể tra cứu trong bảng dựa vào n* và P* (trang 326 PL1) Hệ số cực đại kmax được đề cập tại trang 327 PL1, trong khi hệ số sử dụng ksd được xác định là 0,2.

Tmax: thời gian sử dụng công suất cực đại

Ptt: công suất tác dụng tính toán

Qtt: công suất phản kháng tính toán.

Stt: công suất tính toán n: Số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm

Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 và số thiết bị tiêu thụ hiệu quả nhỏ hơn 4, có thể xác định phụ tải tính toán bằng công thức nhất định.

Trong đó: kt là hệ số tải Nếu không biết chính xác có thể lấy như sau:

Kt=0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

Kt=0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

1.1.Tính phụ tải tính toán của nhóm 1

Bảng 1.1 Bảng số liệu phụ tải của nhóm 1

STT Ký hiệu trên mặt bằng Số lượng Công suất định mức (Kw) Cosφ Ksd

-Với P * =0,56 và n * = 0,22 ta được n * hq= 0,54 (Trang 326 PL1)

-Số thiết bị hiệu quả: nhq= n * hq.n = 0,54.9 = 4,86 ≈5 thiết bị ksd1= ∑ i=1 ¿

98,3 = 0,2 ksd= 0,2 và nhq= 5 ta được kmax = 2,42 (Trang 327 PL1)

+Phụ tải tính toán nhóm 1:

Ptt1=Kmax.Ksd.Pđm = 2,42.0,2.98,3 = 47,58 (KW)

Vậy Stt1 = √ Ptt 1 2 +Q tt 1 2 = √ 47,58 2 +35,685 2 = 59,475 (kVA)

+Dòng điện tính toán nhóm 1:

STT Ký hiệu trên mặt bằng Số lượng Công suất định mức (kW) Cosφ K sd

-Số thiết bị hiệu quả: nhq= n * hq.n = 0,37.5 = 1,85 ≈ 2 thiết bị

Ta có nhq = 2 nhưng số thiết bị tiêu thụ hiệu quả nhỏ hơn 4 thì ta dùng công thức :

Ptt2 = ∑ i=1 ni kti Pdmi =0,9.10+0,9.6+0,9.15+0,9.80+0,9.76,2 (KW)

Vậy Stt1 = √ Ptt 1 2 +Q tt 1 2 = √ 106,2 2 +79,65 2 ≈ 133,75 (kVA)

STT Ký hiệu trên mặt bằng Số lượng Công suất định mức (Kw) Cosφ K sd

-Số thiết bị hiệu quả: nhq= n * hq.n = 0,71.4 = 2,84 ≈3 thiết bị

Ta có nhq = 3 nhưng số thiết bị tiêu thụ hiệu quả nhỏ hơn 4 thì ta dùng công thức :

Ptt3 = ∑ i=1 ni kti Pdmi =0,9.36 + 0,9.3 + 0,9.30 + 0,9.18x,3 (KW)

Vậy Stt1 = √ Ptt 1 2 +Q tt 1 2 = √ 78,3 2 +58,725 2 = 97,87 (kVA)

STT Ký hiệu trên mặt bằng Số lượng Công suất định mức (kW) Cosφ K sd

-Số thiết bị hiệu quả: nhq= n * hq.n = 0,63.10 = 6,3 ≈ 6 thiết bị ksd= 0,2 và nhq= 6 ta được kmax = 2,24(Trang 327 PL1)

Ptt1=Kmax.Ksd.Pđm = 2,24.0,2.119 = 53,31 (KW)

Vậy Stt1 = √ Ptt 1 2 +Q tt 1 2 = √ 53,31 2 +39,9825 2 ≈ 66,6375(kVA)

√ 3.0,38 ≈ 101,24 (A) KẾT QUẢ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT VÒNG BI

Bảng 1.5 Kết quả tính toán phụ tải của nhà máy sản xuất vòng bi

STT Các nhóm máy Ptt(KW) Qtt(kVAr) Stt(KVA)

+ Ta có diện tích của phân xưởng là:

+ Công suất chiếu sáng tính toán của nhà máy sản xuất vòng bi:

Ta chọn suất phụ tải: P0 = 15(W/m2)

+ Công suất tính toán động lực của nhà máy sản xuất vòng bi:

- Công suất tác dụng tính toán của nhà máy sản xuất vòng bi:

- Công suất phản kháng tính toán của nhà máy sản xuất vòng bi:

- Vậy: Sttpx = √ Pttpx 2 +Q ttpx 2 = √ 301,968 2 +226,476 2 = 377,46 (KVA)

2.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG CÒN

LẠI CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT VÒNG BI

Nhà máy sản xuất bao gồm 10 phân xưởng, mỗi phân xưởng có diện tích và công suất đặt khác nhau, được phân bố đều trên mặt bằng Để tối ưu hóa hoạt động, cần xác định phụ tải tính toán cho từng phân xưởng dựa trên công suất đặt và hệ số nhu cầu.

Suất chiếu sang của phân xưởng tra bảng trang 328 PL1.7

Hệ số nhu cầu và hệ số công suất tra bảng trang 325 PL1.3

Ta có: Công suất đặt: Pđ = 2700 (kW)

Hệ số nhu cầu: knc = 0,3÷0,4 Chọn knc=0,3

Hệ số công suất: Chọn Cos φ =0,6 do đó góc tg φ =1,33

+ Công suất tác dụng tính toán:

+ Công suất phản kháng tính toán:

+ Công suất toàn phần tính toán:

Bảng 1.6 Phụ tải tính toán các phân xưởng

Stt Tên phân xưởng knc Cosφ Pđ kW

5 PX sửa chửa cơ khí 0,8 15 256,97 45 301,97 226,48 377,46

PHỤ TẢI TÍNH TOÁN TOÀN NHÀ MÁY SẢN XUẤT VÒNG BI

Ta chọn hệ số đồng thời: kđt=0,8

P tti=Ptt1+Ptt2+Ptt3+Ptt4+Ptt5+Ptt6+Ptt7+Ptt8+Ptt9+Ptt10

Phụ tải tính toán phản kháng của nhà máy sản xuất Q ttnm được xác định bằng cách tổng hợp phụ tải phản kháng của từng phân xưởng trong nhà máy, sau đó nhân với hệ số đồng thời.

Q tti= Qtt1+Qtt2+Qtt3+Qtt4+Qtt5+Qtt6+Qtt7+Qtt8+Qtt9+Qtt10

-Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy sản xuất́:

-Hệ số công suất nhà máy:

CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM, SỐ LƯỢNG VÀ DUNG LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP

XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM PHÂN PHỐI TRUNG TÂM

1.1.Xác định biểu đồ phụ tải:

-Chọn tỉ lệ xích: m=3k VA/mm 2

-Bán kính của biểu đồ phụ tải: Stt=m π R 2 Do đó: R=√ m π Stt (mm 2 )

-Góc phụ tải chiếu sáng: αcs = 360 Ptt Pcs

Ptt1= 832,5 (kW) Stt1= 1385,28 (kVA) Pcs1= 22,5 (kW)

5.Phân xưởng sửa chửa cơ khí:

Ptt5= 301,97 (kW) Stt5= 377,46 (kVA) Pcs5= 45 (kW)

Ptt7= 1227 (kW) Stt7= 2041,73 (kVA) Pcs7= 27 (kW)

Ptt9= 204 (kW) Stt9= 225 (kVA) Pcs9= 12 (kW)

Bảng 2.1 Bán kính R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các phân xưởng

Stt Tên phân xưởng CS chiếu sáng

Bán kính Phụ tải R(mm)

5 Phân xưởng sửa chửa cơ khí 45 310,97 377,46 6,33 53,65

1.2 Xây dựng và xác định trạm phân phối trung tâm:

Để xây dựng hệ tọa độ oxy cho sơ đồ mặt bằng nhà máy, cần xác định vị trí trọng tâm M(x,y) Trạm phân phối trung tâm sẽ được đặt tại vị trí này để tối ưu hóa hoạt động phân phối.

+Trọng tâm phụ tải của nhà máy được xác định theo công thức sau: x = ∑ Xi Stti

Với x,y là tọa độ vị trí các phân xưởng trên mặt bằng đã cho:

Vậy trạm trung tâm nằm ở tọa độ: M(16,9 ; 10,1)

Hình 2.1: Xây dựng và xác định trạm phân phối trung tâm

CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ DUNG LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP

2.1.Chọn máy biến áp cho phân xưởng:

Căn cứ vào vị trí,công suất của các phân xưởng quyết định đặt 6 trạm biến áp phân xưởng.

+ Trạm B1 cấp điện cho phân xưởng số 1(1) (hộ loại 3)

+ Trạm B2 cấp điện cho phân xưởng số 2 (2) (hộ loại 3)

+ Trạm B5 cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí (5)(hộ loại 3)

+ Trạm B6 cấp điện cho lò ga (6), Trạm bơm (10) (hộ loại 1)

+ Trạm B7 cấp điện cho phân xưởng rèn (7), Bộ phận nén ép (8) (hộ loại 1)

+ Trạm B8 cấp điện cho phòng thí nghiệm (9) (hộ loại 1)

Các trạm B6, B7, B8 cung cấp điện cho phân xưởng chính được phân loại là phụ tải hộ tiêu thụ loại 1 Do đó, cần lắp đặt hai máy biến áp và đường dây lộ kép để đảm bảo cung cấp điện ổn định.

+Các trạm B1,B2,B3,B4,B5 cấp điện cho phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại 3 nên cần đặt 1 máy biển áp và đường dây lộ đơn.

+Để đảm bảo tính mỹ quan của nhà máy và tiết kiệm vốn đầu tư nên ta đặt các trạm có tưởng chung với tưởng của phân xưởng.

*Số lượng máy biến áp cần cho nhà máy là 11 máy.

2.2.Chọn dung lượng máy biến áp:

* Đối với các trạm biến áp tiêu thụ hộ loại 1:

Khi xảy ra sự cố với một máy biến áp, máy còn lại có thể hoạt động quá tải trong 1-2 ngày để tiến hành sửa chữa, đồng thời cần cắt giảm các phụ tải không quan trọng Công suất của máy biến áp trong tình huống này được xác định theo công thức cụ thể.

(kqt=1,4 là hệ số quá tải )

Chọn 2 máy biến áp cùng loại có dung lượng 630 kVA 22/0,4 kV do ABB chế tạo

*Đối với các trạm biến áp tiêu thụ hộ loại 3:

Chọn các trạm biến áp theo công thức sau: SđmB ≥ Stt

Chọn 1 máy biến áp có dung lượng 1600 kVA 22/0,4 kV do ABB chế tạo

Bảng 2.2 Kết quả chọn biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng

Stt Tên phân xưởng S tt

5 PX sửa chữa cơ khí 377,46 1 400 B5 3

CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CHO MẠNG CUNG CẤP ĐIỆN TRONG XÍ NGHIỆP

TÍNH TOÁN KINH TẾ-KĨ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN

Theo sơ đồ nối dây, chúng ta tiến hành tính toán kinh tế kỹ thuật cho hai phương án để so sánh Việc so sánh chỉ cần tập trung vào những phần khác nhau giữa hai phương án, vì có nhiều yếu tố giống nhau như đường dây dẫn từ trạm biến áp trung tâm đến trạm phân phối và 6 trạm biến áp phân xưởng Do đó, trọng tâm sẽ là phân tích kinh tế kỹ thuật của mạng cao áp trong nhà máy.

Dự định công trình dùng cáp XLPE lõi đồng bọc thép do hãng FURUKAWA của

Hình 3.1: Sơ đồ hình tia

2.2.1 Chọn cáp từ trạm phân phối trung tâm đến các trạm của phân xưởng:

Với cáp đồng, TmaxE00 h , tra bảng trang 194 PL2 tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 (A/ mm 2 )

Tra cáp XLPE lõi đồng bọc thép do hãng FURUKAWA của Nhật sản xuất trang

384, cáp hãng LENS trang 379 PL1

1.Chọn cáp từ trạm phân phối trung tâm đến trạm B1:

Vì mạch đơn nên không cần kiểm tra dòng sự cố

Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt = 36,35 3,1 = 11,72 (mm 2 )

Chọn cáp XLPE có tiết diện 35mm 2 , Icp 0A với số lượng 1XLPE(3x35)

Vì Isc < 0,7 Icp (72,71 < 119) nên cáp đã chọn thỏa mãn

2 Chọn cáp từ trạm phân phối trung tâm đến trạm B2:

Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt=49,45 3,1 = 15,95(mm 2 )

Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt=35,04 3,1 = 11,3 (mm 2 )

Chọn cáp XLPE có tiết diện 35mm 2 Icp 0A với số lượng 1XLPE(3x35).

Chọn cáp từ trạm phân phối trung tâm đến trạm B4

Vì mạch đơn nên không kiểm tra dòng sự cố

Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt=9,9 3,1= 3,2 (mm 2 )

Chọn cáp XLPE có tiết diện 35mm 2 Icp 0A với số lượng 1XLPE(3x35)

9 Chọn cáp từ trạm B6 đến trạm bơm

Vậy ta chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo

10 Chọn cáp từ trạm B7 đến bộ phận nén ép

Bảng kết quả chọn cáp 22KV cung cấp từ trạm phân phối trung tâm đến trạm biến áp phân xưởng, cùng với cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến phân xưởng, được thực hiện theo phương án A.

Bảng 3.1 Bảng kết quả chọn cáp 22kV và thành tiền cho phương án A Đường cáp F(mm 2 ) l (m) Đơn giá (đ/m) Thành tiền(đ)

2.1.2 Xác định tổn thất công suất

Ta sử dụng cong thức sau: ΔP =

*Ứng với cáp đồng XLPE do FURUKAWA chế tạo tiết diện 35mm 2 Tra PL1 trang 384 ta được: r0= 0,668 Ω/km

* Ứng với cáp đồng ba lõi do LENS chế tạo, tra PL1 trang 379:

- Tiết diện 185mm 2 ta được: r0 = 0,991 Ω/km

1 Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm PPTT đến B1:

1 =¿ 0,068 (Ω) n là số lộ đường dây = 1 ( hộ loại 3) ΔP1 = S tt 1

22 2 0,06012.10 -3 = 0,33 (kW) 5.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm PPTT đến B5:

22 2 0,0167.10 -3 = 0,21(kW) 8.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm PPTT đến B8:

22 2 0,06179.10 -3 = 3,29.10 -3 (kW) 9.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ B6 đến trạm bơm:

0,4 2 0,019.10 -3 = 15,84(kW) 10.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ B7 đến bộ phận nén ép:

0,4 2 2,9941.10 -3 10 -3 = 64,48 (kW) Bảng 3.1 Kết quả tính toán tổn thất công suất cho phương án A Đường cáp F(mm ) 2 l (m) r 0 (Ω/km) R (Ω) Số lượng ΔP (kW)

Do tiết diện dây dẫn đã được chọn lớn hơn yêu cầu và khoảng cách giữa các phân xưởng ngắn, không cần thiết phải kiểm tra độ sụt áp (ΔU) Để thuận tiện cho thi công và tính toán khả năng phát triển phụ tải trong tương lai, chúng ta đã quyết định sử dụng cùng loại dây dẫn.

Dựa trên số liệu về thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax E00 h và hệ số công suất trung bình của nhà máy Cos φ tb=0,8, chúng ta có thể xác định rằng  = 3300 h theo bảng PL1 trang 49.

+Tổn thất điện năng trên cáp: ΔA = ΔPm  = 81,85.3300 = 270105 (kWh)

-avh : hệ số vận hành atc : hệ số thu hồi vốn đầu tư

Chọn avh=0,1 atc=0,2 cu0 đ/kWh

** Tổng số tiền chi phí tính toán hằng năm cho phương án A:

** Giá tiền tổn thất hàng năm cho phương án A:

Hình 3.2 : Sơ đồ liên thông

2.2.1.Chọn cáp từ trạm phân phối trung tâm đến các trạm của phân xưởng Đường cáp từ trạm phân phối trung tâm đến các biến áp phân xưởng B2,B6, B7,

B8.Từ B6 đến trạm bơm, từ B7 đến bộ phận nén ép

1.Chọn cáp từ trạm phân phối trung tấm đến trạm B5

Vì Isc < 0,7 Icp (64,24< 119) nên cáp đã chọn thỏa mãn

5.Chọn cáp từ trạm B5 đến B8:

Chọn cáp từ trạm B5 đến B6

7.Chọn cáp từ trạm B6 đến trạm bơm:

Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt = 391,23 3,1 = 126,2(mm 2 )

Chọn cáp từ trạm B7 đến bộ phận nén ép

9.Chọn cáp từ trạm B3 đến B1:

Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt = 36,35 3,1 = 11,72(mm 2 )

Chọn cáp từ trạm B4 đến B2

Vì mạch đơn nên không kiểm tra dòng sự cố

Bảng 3.2 Bảng kết quả chọn cáp 22kV và thành tiền cho phương án B Đường cáp F (mm 2 ) l (m) Đơn giá

2.2.2.Xác định tổn thất công suất.

- Ta sử dụng công thức sau: ΔPmP= s tt 2

U ⅆm 2 m = R.10 -3 (KW), với R =1⋅ r 0 n (Ω) (n là số lộ đường dây)) (n là số lộ đường dây)

- * Ứng với cáp đồng XLPE do FURUKAWA chế tạo tiết diện 35mm 2 Tra

PL1 trang 384 ta được: r0 = 0,668 Ω/km

* Ứng với cáp đồng ba lõi do LENS chế tạo, tra PL1 trang 379:

Tiết diện 185mm 2 ta được: r0 = 0,991 Ω/km

1 =¿ 0,02 (Ω) n là số lộ đường dây = 1 ( hộ loại 3) ΔP3 = S tt 3

5 Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ B5 đến B8:

6 Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ B5 đến B6:

7.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B3 đến B1 :

8 Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B4 đến B2:

9 Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B6 đến lò ga:

10 Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B7 đến bộ phận nén ép:

0,4 2 2,274.10 -3 10 -3 = 48,97 (kW) Bảng 3.3 Kết quả tính toán tổn thất công suất cho phương án B Đường cáp F (mm 2 ) l (m) r 0 (Ω/km) R (Ω) Số lượng ΔP (KW)

Do tiết diện dây dẫn đã chọn vượt cấp và khoảng cách ngắn giữa các phân xưởng, chúng ta không cần kiểm tra ΔU Để thuận tiện cho thi công và tính toán khả năng phát triển phụ tải, việc chọn cùng loại dây dẫn là hợp lý.

Dựa vào số liệu về thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax E00h và hệ số công suất trung bình của nhà máy Cosφtb=0,8, ta có thể tra cứu bảng PL1 trang 49 để tính toán được τ = 3300h.

+Tổn thất điện năng trên cáp: ΔA2 = ΔP2 τ = 58,244.3300 = 192295,2 (kWh) avh: hệ số vận hành atc: hệ số thu hồi vốn đầu tư k: vốn đầu tư

Chọn avh= 0,1; atc=0,2; cu0 đ/kWh

*Vậy tổng số tiền chi phí tính toán hằng năm cho phương án B:

* Giá tiền tổn thất hàng năm cho phương án B:

Bảng 3.4 Bảng so sánh số liệu của 2 phương án

Phương án Vốn đầu tư Giá tiền tổn thất điện năng (đ) Chi phí tính toán (đ)

Dựa vào bảng này ta nhận xét:

Vốn đầu tư của phương án B nhỏ hơn phương án A là 172 312 000 đồng (lớn)

Giá tiền tổn thất điện năng của phương án B nhỏ hơn phương án A là 58 424 850 đồng (lớn)

Chi phí tính toán hằng năm của phương án B nhỏ hơn phương án A là 110 118 450 đồng (lớn)

Vậy ta sẽ chọn phương án lợi hơn là phương án B

Bảng 3.5 Những kí hiệu thường dùng trong bản vẽ thiết kế điện

Thứ tự Tên các phần tử trên sơ đồ Ký hiệu

4 Trạm phân phối, trạm cắt

7 Máy biến áp đo lường (BU)

8 Máy biến dòng điện (BI)

9 Máy cắt phụ tải (MCPT)

Dao cắt phụ tải (DCPT)

10 Dao cách li, cầu dao (DCL)

12 Cầu chì tự rơi (CCTR)

20 Khởi động từ (KĐT), công tắc tơ (CT)

22 Thanh góp (thanh cái) (TG)

25 Dây dẫn có ghi rõ số dây

31 Bảng điện (khi cần thiết có ghi chú hoặc bản vẽ kèm theo)

32 Đồng hồ vôn, ampe, cosφ

33 Công tơ hữu công, vô công

CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CHO NHÀ MÁY

CHỌN THIẾT BỊ CHO TRẠM PHÂN PHỐI TRUNG TÂM VÀ CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG

TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG.

1.Chọn thiết bị điện cho trạm phân phối trung tâm:

Nhà máy cơ khí sử dụng sơ đồ thanh góp phân đoạn cho trạm phân phối trung tâm, với máy cắt hợp bộ tại mỗi tuyến dây vào, ra Để bảo vệ chống sét, van chống sét được lắp đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp Mỗi phân đoạn còn có máy biến áp đo lường 3 pha 5 trụ, với cuộn tam giác hở để báo chạn đất một pha trên cáp 22kV và báo mất pha cuộn sơ cấp Khi mất hai pha, điện áp U=Uđm 0V xuất hiện Để đảm bảo an toàn và thuận tiện trong sửa chữa, tủ hợp bộ của SIEMENS được sử dụng, với máy cắt 8DC11 cách điện bằng SF6 và không cần bảo trì, cùng hệ thống thanh góp có dòng định mức 1250 A.

Bảng 4.1 Bảng thông số máy cắt đặt tại trạm phân phối trung tâm

I dm (A) Các nhánh I cắt N 1-3s (kA) I cắt N max

2.Lựa chọn thiết bị điện cho các trạm biến áp phân xưởng:

Do các trạm biến áp phân xưởng gần trạm phân phối trung tâm, phía cao áp chỉ cần lắp đặt dao cách ly, trong khi phía hạ áp yêu cầu aptomat tổng và các aptomat nhánh Đối với trạm có hai máy biến áp, cần thêm một aptomat liên lạc giữa hai phân đoạn Cụ thể, nên lắp đặt một tủ có dao cách ly 3 vị trí cách điện bằng SF6, loại không cần bảo trì.

Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DH10 Loại tủ U đm (kV) I đm (A) I cắt N 1s (kA) I cắt N max (kA)

Phía hạ áp chọn các aptomat kiểu AB do Liên Xô chế tạo:

-Với trạm biến áp có hai máy biến áp ta đặt 5 tủ: 2 tủ aptomat tổng, 1 tủ aptomat phân đoạn và hai tủ aptomat nhánh

-Với trạm có một máy biến áp ta đặt 1 tủ aptomat tổng và 1 tủ aptomat nhánh

Chọn các aptomat phía hạ áp cho các máy biến áp như sau:

+ Dòng điện lớn nhất qua aptomat tổng của máy biến áp 1600 kVA

0,4.√ 3 = 2309,4 (A) + Dòng điện lớn nhất qua aptomat tổng của máy biến áp 2000 kVA

2000 0,4.√ 3 = 2886,75 (A) + Dòng điện lớn nhất qua aptomat tổng của máy biến áp 1600 kVA

1500 0,4.√3 = 2309,4 (A) + Dòng điện lớn nhất qua aptomat tổng của máy biến áp 1800 kVA

4000,4.√ 3 = 577,35 (A)+ Dòng điện lớn nhất qua aptomat tổng của máy biến áp 600 kVA

0,4.√ 3 = 3608,44 (A) + Dòng điện lớn nhất qua aptomat tổng của máy biến áp 220 kVA

Bảng 4.3 Bảng lựa chọn aptomat không khí 4 cực, đặt trong các trạm biến áp

(gồm biến áp tổng và nhánh)

Trạm BA Loại Số lượng U đm, V I đm ,A I cắtN ,KA

Ta có sơ đồ đấu dây của cảc trạm của nhà máy sản xuất vòng bi:

Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lí đấu nối trạm biến áp B1, B2,B3,B4, B5

Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lí đấu nối trạm biến áp B6, B7, B8

Tính toán ngắn mạch

Cần tính toán điểm ngắn mạch N tại các thanh cái của trạm PPTT để kiểm tra máy cắt thanh góp, đồng thời cũng cần xác định điểm ngắn mạch Ni cao áp tại trạm biến áp phân xưởng nhằm kiểm tra tủ cao áp và cáp.

Sơ đồ đường dây từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng

SƠ ĐỒ THAY THẾ Điện kháng của hệ thống điện được tính theo công thức:

Trong đó: Utb =1,05Uđm là điện áp đường dây (kV)

SN = √3.Uđm.Icđm là công suất cắt của máy cắt (kVA)

√3.22 63 = 0,2 (Ω) Thông số đường dây trên không (ĐDK) và cáp ghi trong bảng dưới đây:

Bảng 4.4 Bảng thông số của ĐDK và cáp cao áp Đường dây F, mm 2 L, km r 0 , Ω/km x 0 , Ω/km R, Ω X, Ω

1.Dòng điện ngắn mạch tại N tại TPPTT:

Trị số dòng ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức:

2.Dòng điện ngắn mạch N1 tại trạm B3:

Bảng 4.5 Kết quả tính dòng điện ngắn mạch Điểm tính N I N , (kA) I xk , (kA)

Kiểm tra máy cắt và thanh cái đã chọn

Máy cắt 8DC11 có khả năng cắt dòng điện Ic% kA, trong khi thanh cái tại trạm PPTT có dòng ổn định động Iổn định = 63 kA, vượt trội hơn nhiều so với dòng điện ngắn mạch.

Máy cắt 8DC11 và thanh cái tại trạm PPTT đã đạt yêu cầu với dòng ngắn mạch IN=4,2kA và dòng xung kích Ixk kA tại các điểm ngắn mạch.

5 Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp BU

BU được chọn theo điều kiện sau:

- Điện áp định mức : UđmBU ≥Uđm.m = 22 (kV)

-Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS34, kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo có các thông số kỹ thuật như sau:

Bảng 4.6 Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS34

Thông số kỹ thuật 4MS34

U chịu đựng tần số công nghiêp 1 (kV) 50

U chịu đựng xung 1.2/50 às(kV) 125

6 Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BI:

BI được chọn theo các điều kiện sau:

- Điện áp dịnh mức: UdmBI ≥ Uđm = 22 (kV)

- Dòng điện sơ cấp định mức:

1,2.√ 3 22 = 82,01(kA) Chọn BI loại 4ME14, kiểu hình trụ do Siemens chế tạo có các thông số kỹ thuật như sau:

Bảng 4.7 Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME14:

Thông số kỹ thuật 4ME14

U chịu đựng tần số công nghiệp 1 (kV) 50

7 Lựa chọn chống sét van:

Chống sét van được lựa chọn theo cấp điện áp Udm.m = 22 (kV)

Chọn loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có Udm = 24 (kV) , loại giá đỡ ngang AZLP501B24.

2 LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY

1.Nguyên lí hệ thống cung cấp điện

Tủ phân phối trong phân xưởng bao gồm một aptomat nhánh, cung cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng Tủ động lực nhận điện qua đường cáp hình tia, với dao cách ly và cầu chì được lắp đặt ở đầu vào.

1.1 Chọn cáp từ PPTT về tủ phân phối của nhà máy sản xuất vòng bi

1.√ 3 0,38 = 573,49 (A) Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + trung tính cách điện PVC do hãng LENS chế tạo

1(3x185+1x70) có Icp = 434 (A) > Ipx = 353,8 (A) ( Trang 379 PL1 )

1.2.Chọn aptomat đầu nguồn đặt tại PPTT

Dựa vào dòng tính toán lớn nhất của phân xưởng nên ta chọn aptomat đầu nguồn

Chọn loại SA 404H do Nhật chế tạo có Iđm = 400A , Uđm = 380V , IN= 45kA (trang

1.3.Chọn tủ phân phối phân xưởng:

- Chọn aptomat tổng loại SA404-H có Iđm50 A

- Chọn aptomat nhánh động lực loại EA204-G có Iđm5 A

- Chọn aptomat nhánh chiếu sáng loại EA53-G có Iđm= 40 A

-Chọn aptomat xa nguồn nên bỏ qua điều kiện Icdma>IN với l >10m

Bảng 4.8 Thông số kĩ thuật của aptomat của tủ phân phối

Loại aptomat Số lượng U đm , A I đm ,A I N ,kA

Hình 4.3: Sơ đồ tủ phân phối của nhà máy sản xuất vòng bi

2 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực, chiếu sáng.

2.1.Chọn cáp đến tủ động lực 1: ( nhóm1 ) khc.Icp ≥ Itt = (A) theo điều kiện phát nóng khc.Icp ≥ Itt1 = 90,36 (A) khc Icp ≥ I kdnh

1,5 Trong đó: Ikdnh là dòng khởi động nhiệt của aptomat.

1,25 là hệ số quá tải của aptomat

Vì cáp nhôm chôn dưới đất và đặt từng tuyến nên ta có Khc =1(hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ của môi trường)

Kết hợp với điều kiện trên ta chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC(3x35+1x25)

Icp4A của hãng LENS sản xuất

2.2.Chọn cáp đến tủ động lực 2: (nhóm 2) khc.Icp ≥ Ittn2 = 201,69 (A)

2.5.Chọn cáp đến tủ chiếu sáng: khc.Icp ≥ Ics = 32,6 (A)

Bảng 4.9 Kết quả chọn cáp từ tủ PP tới các tủ động lực

Tuyến cáp Itt, A Fcáp, mm 2 Icp, A

Hình 4.4: Sơ đồ tủ động lực cấp điện cho một nhóm nhà máy sản xuất vòng bi

3 Chọn cầu chì bảo vệ cho các tủ động lực

Khi chọn cầu chì bảo vệ cho các động cơ trong tủ động lực, cần chú ý đến việc bảo vệ khỏi quá tải và ngắn mạch cho động cơ cũng như dây dẫn Việc lựa chọn cầu chì cần dựa trên hai điều kiện quan trọng.

Trong đó lấy Kt =1 là hệ số quá tải của động cơ

 =1,6 đông cơ mở máy nặng

 =2,5 động cơ mở máy nhẹ

Dòng điện định mức của đông cơ:

√ 3 ⋅ U dm cosφ⋅η η : là hiệu suất đông cơ

3.1 Chọn cầu chì bảo vệ cho nhóm 1:

- Cầu chì bảo vệ cho mặt bằng 1 : (P = 10kW)

❑ = 5.19 2,5 = 38 (A) Chọn Idc = 40 (A); IđmĐ = 60 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo.

- Cầu chì bảo vệ cho mặt bằng 2: (P = 28kW)

❑ = 5.53,18 2,5 = 106,36 (A) Chọn Idc = 125 (A); IđmĐ = 60 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo.

- Cầu chì bảo vệ cho mặt bằng 4: (P = 2,8kW)

-Cầu chì bảo vệ cho mặt bằng 5: (P = 2,5kW)

❑ = 5.4,75 2,5 = 9,5 (A) Chọn Idc = 10 (A); IđmĐ = 6 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo

-Cầu chì bảo vệ cho mặt bằng 9: (P = 5kW)

❑ = 5.9,5 2,5 = 19 (A)Chọn I = 20 (A); I = 10 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo

*Chọn cầu chì tổng bảo vệ cho nhóm máy 1:

Idc ≥ K mm ⋅ I đmmax 1+¿ (I ¿¿ tt 1−K sd1 I đmmax1 )

❑ ¿ ¿ Trong đó: Ksd1.Iđmmax1 : Ứng với động cơ có Immmax

Chọn cầu chì tổng có Idc= 400A và IđmĐ = 200A kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo.

*Chọn dây dẫn từ tủ động lực đến các mặt bằng nhóm một:

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 1: (PkW)

Ta chọn cáp đồng bốn lõi cách điện PVC( 4G1,5) do LENS sản xuất có

Thử lại khi chọn dây dẫn kết hợp với cầu chì bảo vệ

Khc.Icp  I ⅆm c α với mạch động lực ta có =3

Khc = 1 khi chọn dây dẫn sản xuất trong nước 31 ≥40 3 = 13,33 (A)

Vậy chọn cáp như vậy là đạt yêu cầu

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 2: (P(kW)

Ta chọn cáp đồng bốn lõi cách điện PVC( 4G4) do LENS sản xuất có

Khc = 1 khi chọn dây dẫn sản xuất trong nước 53≥125 3 = 41,67 (A)

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 3: (P=6kW)

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 4: (P=2,8kW)

Khc = 1 khi chọn dây dẫn sản xuất trong nước 31 ≥15 3 = 5 (A)

Hình 4.5: Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện cho nhóm 1

❑ = 5.151,93 2,5 = 303,86(A) Chọn Idc = 400(A); IđmĐ = 160 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo

*Chọn cầu chì tổng bảo vệ cho nhóm 2:

*Chọn dây dẫn từ tủ động lực đến các mặt bằng nhóm 2:

Vậy chọn cáp như vậy là đạt yêu cầu.

❑ = 5.56,97 2,5 = 113,94(A) Chọn Idc = 125 (A); IđmĐ = 63 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo.

Chọn Idc = 15 (A); IđmĐ = 6 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo.

*Chọn dây dẫn từ tủ động lực đến các mặt bằng nhóm ba:

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 11: (P0kW)

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 12 : (P6kW)

Hình 4.7 : Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện cho nhóm 3

❑ = 5.9,5 2,5 = 19 (A) Chọn Idc = 20 (A); IđmĐ = 16 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo.

Idc ≥ K mm ⋅ I đmmax 4+¿ ( I ¿¿ tt 4−K sd4 I đmmax4 )

❑ ¿ ¿Trong đó: Ksd4.Iđmmax4 : Ứng với động cơ có Immmax

*Chọn dây dẫn từ tủ động lực đến các mặt bằng nhóm bốn:

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 15 : (P#kW)

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 16: (P%kW)

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 17 : (P=5kW)

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 18 : (P=2,5kW)

Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện cho nhóm

4 Các bản vẽ cấp điện cho nhà máy sản xuất vòng bi

4.1 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng

Hình 4.9 : Sơ đồ mặt bằng phân xưởng

Hình 4.10 : Sơ đồ đi dây hình tia và cáp của từng hộ

Hình 4.11 : Sơ đồ đi dây liên thông và cáp của từng hộ

4.3 Sơ đồ nguyên lí mạng cao áp nhà máy

Hình 4.12 : Sơ đồ nguyên lí mạng cao áp nhà máy

Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BI

BI được chọn theo các điều kiện sau:

- Điện áp dịnh mức: UdmBI ≥ Uđm = 22 (kV)

- Dòng điện sơ cấp định mức:

1,2.√ 3 22 = 82,01(kA) Chọn BI loại 4ME14, kiểu hình trụ do Siemens chế tạo có các thông số kỹ thuật như sau:

Bảng 4.7 Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME14:

Thông số kỹ thuật 4ME14

U chịu đựng tần số công nghiệp 1 (kV) 50

Lựa chọn chống sét van

Chống sét van được lựa chọn theo cấp điện áp Udm.m = 22 (kV)

Chọn loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có Udm = 24 (kV) , loại giá đỡ ngang AZLP501B24.

LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT VÒNG BI

1.Nguyên lí hệ thống cung cấp điện

Để cung cấp điện cho các động cơ và máy công cụ trong xưởng, cần lắp đặt một tủ phân điện kết nối với trạm biến áp Tủ phân điện này sẽ cấp điện cho 5 tủ động lực được đặt cạnh tường phân xưởng, mỗi tủ động lực sẽ cung cấp điện cho một nhóm phụ tải riêng biệt Tại tủ phân phối của trạm biến áp, cần có một Aptomat đầu nguồn kết nối với dây dẫn điện bằng cáp ngầm.

Tủ phân phối trong phân xưởng được trang bị một aptomat nhánh, cung cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng Đường cáp hình tia được sử dụng để cấp điện cho tủ động lực, với dao cách ly và cầu chì được lắp đặt ở đầu vào.

1.1 Chọn cáp từ PPTT về tủ phân phối của nhà máy sản xuất vòng bi

1.√ 3 0,38 = 573,49 (A) Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + trung tính cách điện PVC do hãng LENS chế tạo

1(3x185+1x70) có Icp = 434 (A) > Ipx = 353,8 (A) ( Trang 379 PL1 )

1.2.Chọn aptomat đầu nguồn đặt tại PPTT

Dựa vào dòng tính toán lớn nhất của phân xưởng nên ta chọn aptomat đầu nguồn

Chọn loại SA 404H do Nhật chế tạo có Iđm = 400A , Uđm = 380V , IN= 45kA (trang

1.3.Chọn tủ phân phối phân xưởng:

- Chọn aptomat tổng loại SA404-H có Iđm50 A

- Chọn aptomat nhánh động lực loại EA204-G có Iđm5 A

- Chọn aptomat nhánh chiếu sáng loại EA53-G có Iđm= 40 A

-Chọn aptomat xa nguồn nên bỏ qua điều kiện Icdma>IN với l >10m

Bảng 4.8 Thông số kĩ thuật của aptomat của tủ phân phối

Loại aptomat Số lượng U đm , A I đm ,A I N ,kA

Hình 4.3: Sơ đồ tủ phân phối của nhà máy sản xuất vòng bi

2 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực, chiếu sáng.

2.1.Chọn cáp đến tủ động lực 1: ( nhóm1 ) khc.Icp ≥ Itt = (A) theo điều kiện phát nóng khc.Icp ≥ Itt1 = 90,36 (A) khc Icp ≥ I kdnh

1,5 Trong đó: Ikdnh là dòng khởi động nhiệt của aptomat.

1,25 là hệ số quá tải của aptomat

Vì cáp nhôm chôn dưới đất và đặt từng tuyến nên ta có Khc =1(hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ của môi trường)

2.5.Chọn cáp đến tủ chiếu sáng: khc.Icp ≥ Ics = 32,6 (A)

Bảng 4.9 Kết quả chọn cáp từ tủ PP tới các tủ động lực

Tuyến cáp Itt, A Fcáp, mm 2 Icp, A

Hình 4.4: Sơ đồ tủ động lực cấp điện cho một nhóm nhà máy sản xuất vòng bi

3 Chọn cầu chì bảo vệ cho các tủ động lực

Khi chọn cầu chì bảo vệ cho các động cơ trong tủ động lực, cần đảm bảo rằng cầu chì có khả năng bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch cho động cơ cũng như dây dẫn Việc lựa chọn cầu chì phải dựa trên hai điều kiện quan trọng.

Trong đó lấy Kt =1 là hệ số quá tải của động cơ

 =1,6 đông cơ mở máy nặng

 =2,5 động cơ mở máy nhẹ

Dòng điện định mức của đông cơ:

√ 3 ⋅ U dm cosφ⋅η η : là hiệu suất đông cơ

-Cầu chì bảo vệ cho mặt bằng 5: (P = 2,5kW)

❑ = 5.9,5 2,5 = 19 (A)Chọn I = 20 (A); I = 10 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo

*Chọn dây dẫn từ tủ động lực đến các mặt bằng nhóm một:

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 2: (P(kW)

Khc = 1 khi chọn dây dẫn sản xuất trong nước 53≥125 3 = 41,67 (A)

❑ = 5.151,93 2,5 = 303,86(A) Chọn Idc = 400(A); IđmĐ = 160 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo

*Chọn cầu chì tổng bảo vệ cho nhóm 2:

*Chọn dây dẫn từ tủ động lực đến các mặt bằng nhóm 2:

❑ = 5.56,97 2,5 = 113,94(A) Chọn Idc = 125 (A); IđmĐ = 63 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo.

Chọn Idc = 15 (A); IđmĐ = 6 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo.

*Chọn dây dẫn từ tủ động lực đến các mặt bằng nhóm ba:

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 11: (P0kW)

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 12 : (P6kW)

Hình 4.7 : Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện cho nhóm 3

❑ = 5.9,5 2,5 = 19 (A) Chọn Idc = 20 (A); IđmĐ = 16 (A); kiểu ΠP-2 do Liên Xô chế tạo.

Idc ≥ K mm ⋅ I đmmax 4+¿ ( I ¿¿ tt 4−K sd4 I đmmax4 )

❑ ¿ ¿Trong đó: Ksd4.Iđmmax4 : Ứng với động cơ có Immmax

*Chọn dây dẫn từ tủ động lực đến các mặt bằng nhóm bốn:

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 15 : (P#kW)

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 16: (P%kW)

+ Chọn dây dẩn từ tủ động lực đến mặt bằng 18 : (P=2,5kW)

Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện cho nhóm

4 Các bản vẽ cấp điện cho nhà máy sản xuất vòng bi

Các bản vẽ cấp điện cho nhà máy sản xuất vòng bi

Hình 4.13: Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO NHÀ MÁY ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

GIỚI THIỆU

Việc sử dụng hợp lý và tiết kiệm năng lượng trong các xí nghiệp công nghiệp là vô cùng quan trọng đối với nền kinh tế, vì các xí nghiệp này chiếm tới 70% tổng mức tiêu thụ năng lượng.

Trong hệ thống điện, khoảng 10-15% năng lượng thường bị mất mát trong quá trình truyền tải và phân phối Mạng điện xí nghiệp sử dụng điện áp thấp và có đường dây dài, dẫn đến tổn thất điện năng lớn Do đó, việc thực hiện các biện pháp tiết kiệm điện trong xí nghiệp không chỉ mang lại lợi ích cho chính các doanh nghiệp mà còn có tác động tích cực đến nền kinh tế quốc dân.

Hệ số công suất cosφ là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tính hợp lý và tiết kiệm trong việc sử dụng điện của xí nghiệp Việc nâng cao hệ số công suất cosφ không chỉ là một chủ trương lâu dài mà còn nhằm tối ưu hóa hiệu quả trong sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng.

1.Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosφ:

Hầu hết các thiết bị tiêu dùng đều tiêu thụ hai loại công suất: công suất tác dụng P, được chuyển đổi thành cơ năng hoặc nhiệt năng, và công suất phản kháng Q, không sinh công mà chỉ là công suất từ hóa trong các nhà máy điện xoay chiều Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát và hộ tiêu dùng diễn ra theo chu kỳ dao động, với dòng điện Q đổi chiều 4 lần trong mỗi chu kỳ và giá trị trung bình của Q trong nửa chu kỳ bằng 0 Việc tạo ra công suất phản kháng không yêu cầu tiêu tốn năng lượng từ động cơ sơ cấp của máy phát điện, và công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ không nhất thiết phải lấy từ nguồn năng lượng chính.

Để giảm thiểu lượng công suất phản kháng (Q) truyền tải trên đường dây, các máy phát sinh Q như tụ điện và máy bù đồng bộ được lắp đặt gần các hộ tiêu dùng điện Hành động này được gọi là bù công suất phản kháng, nhằm cung cấp trực tiếp cho phụ tải và cải thiện hiệu suất truyền tải điện.

Khi bù công suất phản kháng, góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ giảm, dẫn đến việc nâng cao hệ số công suất cosφ của mạng Mối quan hệ giữa công suất thực P, công suất phản kháng Q và góc lệch pha φ được thể hiện qua công thức: φ = arctg(Q/P).

Khi lượng P không thay đổi, việc bù công suất phản kháng giúp giảm lượng Q truyền tải trên đường dây Điều này dẫn đến việc giảm góc lệch φ, từ đó làm tăng giá trị của cosφ.

Hệ số công suất cosφ được nâng cao sẽ mang đến những hiệu quả sau:

-Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng cũng như tổn thất điện áp trong mạng điện:

Ta đã biết tổn thất công suất trên đường dây được tính như sau: ΔPmP=P 2 +Q 2

-Khi giảm Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần tổn thất công suất

Giảm tổn thất điện năng vì : ∆A=∆P.t

Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện: ΔPmU=P R+Q X

Giảm Q thì ta giảm được thành phần tổn thất điện áp (∆U) do Q gây ra trên đường dây

Tăng cường khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp là yếu tố quan trọng, vì khả năng này phụ thuộc vào điều kiện phát nóng, tức là dòng điện cho phép mà chúng có thể chịu đựng Dòng điện chạy qua các dây dẫn và máy biến áp được xác định theo các tiêu chí kỹ thuật cụ thể.

Giảm Q sẽ tăng khả năng truyền tải, trong khi nâng cao hệ số cosφ giúp giảm chi phí kim loại màu, ổn định điện áp và tăng khả năng phát điện của máy phát.

Việc nâng cao hệ số công suất cosφ và bù công suất phản kháng là rất quan trọng và cần được chú ý do những lý do đã nêu.

Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ

Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên là việc áp dụng các biện pháp giúp các hộ tiêu thụ điện giảm thiểu công suất phản kháng, thông qua việc tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của động cơ và thay thế các động cơ thường xuyên hoạt động non tải bằng động cơ có công suất hợp lý hơn Việc này không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà còn không cần phải đầu tư thêm thiết bị bù.

Nâng cao hệ số công suất cosφ có thể đạt được thông qua biện pháp bù công suất phản kháng Việc lắp đặt các thiết bị bù gần các hộ tiêu dùng giúp cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu, từ đó giảm thiểu lượng công suất phản kháng cần truyền tải qua đường dây.

CHỌN THIẾT BỊ BÙ

Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện, có thể sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ hoặc động cơ không đồng bộ Trong bài viết này, chúng tôi chọn bộ tụ tĩnh làm thiết bị bù cho nhà máy, nhờ vào ưu điểm ít tiêu hao công suất tác dụng, dễ lắp ráp, bảo quản và vận hành Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, giúp dễ dàng điều chỉnh theo sự phát triển của phụ tải Tuy nhiên, cần lưu ý rằng tụ điện cũng tồn tại một số nhược điểm nhất định.

Vị trí lắp đặt thiết bị bù ảnh hưởng lớn đến hiệu quả bù, với các bộ tụ bù có thể được đặt tại trạm phân phối trung tâm, thanh cái cao áp, hạ áp của trạm biến áp, tủ phân phối, tủ động lực hoặc đầu cực của các phụ tải lớn Để xác định chính xác vị trí và dung lượng thiết bị bù, cần thực hiện tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng phương án của hệ thống cung cấp điện Tuy nhiên, theo kinh nghiệm thực tế, đối với các nhà máy và thiết bị có công suất và dung lượng bù không quá lớn, nên phân bố dung lượng bù tại thanh cái hạ áp của trạm biến áp để tiết kiệm vốn đầu tư và nâng cao hiệu quả quản lý, vận hành.

Xác định công suất của bộ tụ điện

- Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy:

Pttnm: Phụ tải tính toán của nhà máy (kW) φ1 : góc ứng với công suất trước khi bù

Cosφ1=0,78 tgφ=0,8 φ2: góc ứng với công suất sau khi bù

Cosφ2=0,9 tgφ=0,48 α: Hệ số xét tới khả năng nâng cao Cosφ bằng biện pháp không dùng tới thiết bị bù α= 0,9÷1

- Vậy dung lượng cần bù là:

Qbù∑ = Pttnm.(tgφ1 – tgφ2).α = 6140,18.(0,8 - 0,48).1 = 1964,86 (kVAr)

Hình 5.1 : Sơ đồ công suất phản kháng cần bù của các trạm

- Công thức tính dung lượng bù tối ưu:

Qbù : công suất phản kháng cần bù đặt tại phụ tải thứ I (kVar)

Qi : Công suất phản kháng của phụ tải thứ I (kVar)

∑Q=Σ i=1 n Q i : Tổng phụ tải tính toán của nhà máy

Ri: điện trở nhánh thứ I (Ω) (n là số lộ đường dây))

Rb: điện trở máy biến áp (Ω) (n là số lộ đường dây))

Rb(Ω) (n là số lộ đường dây) )= ∆PN(kW) U S ⅆm m 2 ( kV )

Uđm: Điện áp định mức của máy biến áp (kV)

Sđm: Công suất định mức ủa máy biến áp (kVA)

∆PN: Tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp (kW)

Rc: Điện trở kháng của dây dẫn (Ω) (n là số lộ đường dây))

R c =r o ⋅l n (Ω) (n là số lộ đường dây))

- Điện trở tương đương của mạng:

RN ) −1 (Ω) (n là số lộ đường dây))

Bảng 5.1 Điện trở máy biến áp Tên trạm Stt (kVA) Sđm (kVA) ∆PN (KW) Số máy Rb (Ω) (n là số lộ đường dây))

Bảng 5.2 Số liệu đường dây cáp 22kV Tên cáp F (mm 2 ) L (m) Số lộ R0 (Ω) (n là số lộ đường dây)/km) Rc (Ω) (n là số lộ đường dây))

Bảng 5.3 Điện trở các nhánh

T Tên nhánh Rb (Ω) (n là số lộ đường dây)) Rc (Ω) (n là số lộ đường dây)) R= Rb+ Rc

Thay số vào ta có:

12,04) −1 = 0,03 (Ω) (n là số lộ đường dây)) Áp dụng công thức:

Dung lượng bù tại thanh cái hạ áp các trạm biến áp phân xưởng:

Tại các trạm phân xưởng với điện áp 0,4 kV, việc sử dụng thanh cái phân đoạn yêu cầu dung lượng bù cho hai nửa thanh Do đó, chúng tôi lựa chọn bộ tụ bù 3 pha do DAEYEONG chế tạo.

Bảng5.4 Công suất phản kháng cần bù của các trạm

Tên trạm Loại tụ bù Qbù(kVAr) Số bộ Tổng

Qbù(kVAr) Qbù yêu cầu

Ta có hệ số Cosφ nhà máy sau khi bù công suất:

Kết luận: Lượng công suất cần bù cho nhà máy: Q = 3700 (kVAr)

Hình 5.2: Sơ đồ tụ bù thanh góp hạ áp trạm biến áp

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN

XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

Chiếu sáng có vai trò quan trọng trong đời sống và sản xuất công nghiệp, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và năng suất lao động Thiếu ánh sáng có thể gây hại cho mắt, sức khỏe và dẫn đến tai nạn lao động, cũng như tạo ra phế phẩm Nhiều công việc, như kiểm tra chất lượng máy hay pha chế hóa chất, không thể thực hiện hiệu quả nếu thiếu ánh sáng tự nhiên hoặc ánh sáng không đạt yêu cầu.

Có nhiều cách phân loại các hình thức chiếu sáng.

Chiếu sáng được chia thành hai loại chính: chiếu sáng dân dụng và chiếu sáng công nghiệp Chiếu sáng dân dụng phục vụ cho các không gian như căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện và khách sạn, trong khi chiếu sáng công nghiệp tập trung vào việc cung cấp ánh sáng cho các khu vực sản xuất như nhà xưởng và kho bãi.

Chiếu sáng được phân loại dựa trên mục đích sử dụng thành ba loại chính: chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng sự cố Chiếu sáng chung tạo ra độ sáng đồng đều cho toàn bộ không gian như phòng khách, hội trường hay nhà hàng Trong khi đó, chiếu sáng cục bộ tập trung ánh sáng vào một điểm cụ thể hoặc diện tích hẹp như bàn làm việc hoặc các chi tiết cần gia công chính xác Cuối cùng, chiếu sáng sự cố là hệ thống chiếu sáng dự phòng khi mất điện lưới, nhằm đảm bảo an toàn cho con người tại các khu vực sản xuất hoặc nơi đông người như nhà hát và hội trường.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ Error! Bookmark not defined 1 GIỚI THIỆU

TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

+ Hệ số phản xạ tường : 30%

+ Hệ số phản xạ trần : 50%

+ Hệ số phản xạ sàn : 10 %

Vì phân xưởng có trần cao h = 7m nên để đủ ánh sáng ta chọn loại bộ đèn có kiểu chiếu sáng trực tiếp và chóa phản xạ tròn (Round Vefiector).

Chọn loại bóng đèn HID-Metal Halide với:

Số bóng trong một bộ đèn: 2

Quang thông và công suất của bộ đèn: φbđ = 20000.2 = 40000 (lmP)

4 Chọn độ cao treo đèn

Trần nhà cao 7m Độ cao treo đèn hđ là khoảng cách từ đáy dưới đèn đến mặt phẳng làm việc. hđ = h-Dđ-hlv

Trong đó: h : độ cao từ trần đến sàn

Dđ : Khoảng cách từ đèn đến trần

Ta chọn hlv = 0,8m và do đèn treo sát trần nên Dđ = 0

5 Hệ số sử dụng đèn φ= a b hđ(a+b) = 7,2.(330+ 330.210 210

) ≈18 Lấy hệ số phản xạ tường 30%, trần 50%, tra sổ tay tìm được hệ số sử dụng k sd = 0,9

6 Chọn độ rọi tiêu chuẩn

7.Xác định số bộ đèn

8 Phân bố các bộ đèn

Phân xưởng với chiều dài 60m, chiều rộng 50m nên ta bố trí đèn thành 5 dãy, mỗi dãy 10 bộ đèn.

Khoảng cách giữa 2 dãy đèn với nhau : L1= 10,25 m

Khoảng cách giữa 2 cột đèn với nhau : L2= 6,75 m

Chiều cao treo đèn tính toán: hđ= 7,2m

Khoảng cách giữa dãy đèn ngoài cùng với tường : Dt1= 3m

Khoảng cách giữa cột đèn ngoài cùng với tường : Dt2 = 4,5m

9 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng

Hình 6.1: Sơ đồ chiếu sáng cho phân xưởng sửa chửa cơ khí

NHIỆM VỤ CỦA TỪNG THÀNH VIÊN

Nội dung bài học Trần Đình Quyền Phan Tấn Thanh

* Sau khi làm xong nhiệm vụ của bản thân, hai thành viên đổi bài cho nhau, kiểm tra và đối chiếu kết quả.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Tiêu đề	Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Nhà Máy Sản Xuất Vòng Bi
Tác giả	Trần Đình Quyền, Phan Tấn Thanh
Người hướng dẫn	GVHD: Ngô Đức Kiên
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Khoa Điện-Điện Tử
Thể loại	đồ án
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	1,06 MB