Phân xưởng dụng cụ: Là phân xưỡng xó nhiệm vụ cung cấp phương tiện làm việc cho toàn nhà máy.Đảm bảo cho tính liên tuc khi sản xuất.Vì vậy có thể xếp phân xưởng vào hộ tiêu thụ loại 2..
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1 VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1
Phân nhóm phụ tải
- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau :
+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc
+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau tránh chồng chéo và giảm chiều dài dây dẫn hạ áp
+ Công suất các nhóm cũng nên không quá chênh lệch nhóm nhằm giảm chủng loại tủ động lực
Dựa vào vị trí và công suất của các máy công cụ được bố trí trong phân xưởng, chúng ta có thể chia thiết bị phụ tải thành hai nhóm chính.
Bảng 2 -1: Phân nhóm các thiết bị trong Phân xưởng cơ khí số 1
S tt Tên thiết bị Ký hiệu Công suất P đm (Kw ) cosϕ K sd
Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
Hiện nay, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về các phương pháp xác định phụ tải tính toán, trong đó phương pháp chủ yếu được sử dụng là xác định phụ tải tính toán dựa trên công suất đặt và hệ số nhu cầu.
Một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm
- P đi , P đmi : công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i ( kW)
- Ptt, Qtt, Stt : công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị ( kW, kVAR, kVA )
- n : số thiết bị trong nhóm
- Knc : hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra trong sổ tay tra cứu
Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất có ưu điểm là đơn giản và thuận tiện Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác do hệ số nhu cầu tra cứu trong sổ tay là số liệu cố định, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số lượng thiết bị trong nhóm.
- po : suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất ( W/m 2 ) Giá trị po đươc tra trong các sổ tay
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi phụ tải phân bố đồng đều trên diện tích sản xuất, do đó thường được áp dụng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ và thiết kế chiếu sáng Cụ thể, phương pháp xác định phụ tải tính toán dựa vào suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị thành phần.
Công thức tính toán : max
M : Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm
W o : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh )
Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( giờ )
Phương pháp xác định phụ tải tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi, như quạt gió, máy nén khí và bình điện phân, cho phép tính toán gần đúng với phụ tải trung bình, mang lại kết quả tương đối chính xác Phương pháp này dựa trên công suất trung bình và hệ số cực đại để xác định phụ tải tính toán hiệu quả.
Công thức tính : n tt max sd dmi i=1
Trong đó : n : Số thiết bị điện trong nhóm
Pđmi : Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm
K max : Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ
Kmax được xác định bởi hàm số f(nhq, Ksd), trong đó nhq đại diện cho số lượng thiết bị sử dụng điện hiệu quả Nhq là số thiết bị lý thuyết có công suất và chế độ làm việc giống nhau, yêu cầu phụ tải tương đương với phụ tải tính toán của nhóm thiết bị thực tế, bao gồm các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau.
Công thức để tính n hq như sau :
P đm : công suất định mức của thiết bị thứ i n : số thiết bị có trong nhóm
Khi n lớn, việc xác định n hq theo phương pháp truyền thống trở nên phức tạp Do đó, có thể xác định n hq một cách gần đúng bằng cách kiểm tra điều kiện: dm max dm min m P 3.
=P ≤ và Ksd ≥ 0,4 thì lấy nhq = n
Trong đó, P đm min và P đm max đại diện cho công suất định mức nhỏ nhất và lớn nhất của các thiết bị trong nhóm Khi m lớn hơn 3 và Ksd lớn hơn hoặc bằng 0,2, có thể xác định theo công thức n 2 dmi i=1 hq dmmax.
⎝ ∑ ⎠ ắ Khi m > 3 và K sd < 0,2 thỡ n hq được xỏc định theo trỡnh tự như sau :
Tính n1 - số thiết bị có công suất ≥ 0,5Pđm max
Tính P 1 - tổng công suất của n 1 thiết bị kể trên :
P : tổng công suất của các thiết bị trong nhóm : n dmi i=1
Dựa vào n*, P* tra bảng xác định được nhq* = f (n*,P* )
Khi trong nhóm thiết bị có thiết bị tiêu thụ điện hoạt động ở chế độ ngắn hạn lặp lại, cần quy đổi sang chế độ dài hạn để tính nhq Công thức quy đổi là: ε% đm tt P.
P ε% : hệ số đóng điện tương đối phần trăm
Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha ắ Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện ỏp pha :
Pqd = 3.Pđmfa max ắ Thiết bị một pha đấu vào điện ỏp dõy :
Khi số thiết bị hiệu quả nhỏ hơn 4, có thể áp dụng phương pháp đơn giản để xác định phụ tải tính toán Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị với số lượng 3 hoặc ít hơn được xác định bằng công suất danh định của nhóm thiết bị đó.
P =∑P n : số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm
Khi số lượng 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: n tt ti dmi i=1.
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
K t = 0,75 được áp dụng cho thiết bị hoạt động trong chế độ ngắn hạn lặp lại Phương pháp xác định phụ tải tính toán dựa trên công suất trung bình và hệ số hình dáng.
Công thức tính : Ptt = Khd.Ptb
Trong đó K hd : hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay
Ptb : công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát
Điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T có thể được xác định thông qua phương pháp tính toán phụ tải dựa trên công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phương.
Công thức tính : Ptt = Ptb ± β.δ
Trong đó : β : hệ số tán xạ δ : độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình
Theo phương pháp này, phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị xảy ra khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất được khởi động, trong khi các thiết bị khác trong nhóm hoạt động bình thường Phụ tải này được tính theo công thức cụ thể.
Iđn = K mm *Ikđ max + Itt – Ksd*Iđm max
I kđ max - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm
I tt - dòng tính toán của nhóm máy
Iđm max - dòng định mức của thiết bị đang khởi động
Ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.
Tính toán phụ tải từng nhóm
Bảng 2-2:Bảng phân nhóm phụ tải điện
S tt Tên thiết bị Ký hiệu Công suất ) (Kw
Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại : K max
Số thiết bị trong nhóm I: n = 6
Xác định số thiết bị làm việc hiệu quả :
Vì n = 10 > 5 thì ta xác định n hq sẽ là:
Gọi n 1 là số thiết bị có công suất 6 , 5 ( )
Ta tra bảng 3-1,trang 36 sách giáo khoa cung cấp điện của tác giả Nguyễn Xuân
Phú.Ta nhận được kết quả : n hq ∗ = 0 , 89 Vậy khi đó n hq = n hq ∗ n = 0 , 89 6 = 5
∑ n i đi n i sdi đi nhI sd
Vậy hệ số K max được xác định theo K sd Σ và n hq ta được:
Từ bảng tra ta có : 2 , 645
Vậy phụ tải tính toán cho nhóm I :
Xác định dòng điện định mức của thiết bị có trong nhóm I như sau: đci đm đmđci
= 3 Kết quả cho trên bảng 2-2
Vậy dòng điện định mức lớn nhất được chọn là:
Dòng điện đỉnh nhọn của nhóm I là:
I đnhI = mmI đm nhI + ttI − sd Σ I đm nhI = + − =
Tính toán tương tự cho Nhóm II và Nhóm III với chú ý khi xác định n hq của phụ tải nhóm III thì áp dụng công thức
( vì n=5 Ta có bảng số liệu sau:
Nhóm Ρ tti (Kw ) Q tti (KVAR ) S tt 1 ( KVA ) I đm max nhi ( A ) I đnhi (A ) K sd ∑ nhi Cos ϕ tbnhi
Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí số 1
Để sơ bộ xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng người ta dùng phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích
Công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích trong phân xưởng cơ khí được xác định là 19 po, tương đương với 15 W/m² theo bảng 1-2 trong sách TK CCĐ Sử dụng đèn sợi đốt để cung cấp ánh sáng cho phân xưởng, do đó hệ số công suất Cos ϕ cs được tính là 1.
Dòng điện chiếu sáng được xác định như sau:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY A THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO P.X CƠ KHÍ SỐ 1
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ
3.2 – CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY
Nhà máy được phân loại là hộ phụ tải loại 1, do đó để đảm bảo tính liên tục trong việc cung cấp điện, cần thiết phải sử dụng hai tuyến đường dây từ hai nguồn khác nhau với điện áp 35 KV.
Trong nhà máy, hai loại sơ đồ chính thường được sử dụng là sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh Ngoài ra, có thể kết hợp cả hai loại sơ đồ này để tạo thành sơ đồ hỗn hợp.
Chọn sơ đồ đi dây:
Sơ đồ hình tia, sơ đồ phân nhánh và sơ đồ hỗn hợp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, cùng với phạm vi sử dụng phù hợp cho từng loại nhà máy.
Dựa trên yêu cầu cung cấp điện của nhà máy, chúng tôi đã chọn sơ đồ hình tia, vì nó có độ tin cậy cao hơn và giúp bảo vệ rơle hoạt động dễ dàng, tránh nhầm lẫn Sơ đồ này cũng thuận tiện cho việc sửa chữa và dễ dàng phân cấp bảo vệ Mặc dù đầu tư ban đầu cao, nhưng chi phí vận hành hàng năm lại thấp.
Nhà máy có đặc điểm phụ tải phân bố không đều và không liền kề, với các phân xưởng không theo quy luật nhất định Do phụ tải thuộc loại 1, sơ đồ hình tia được chọn làm phương án cung cấp điện cho nhà máy.
Để cung cấp điện cho các phân xưởng, tôi sử dụng máy biến áp (MBA) điện lực được lắp đặt tại các trạm biến áp, nhằm biến đổi điện áp 35 KV của lưới thành cấp điện áp 0,4 KV.
Để giảm thiểu tổn thất điện áp và công suất, các trạm biến áp (BA) nên được đặt gần trung tâm phụ tải Trong một nhà máy, việc chọn ít loại máy biến áp (MBA) nhất có thể là điều cần thiết, vì điều này không chỉ thuận tiện cho việc vận hành, sửa chữa và thay thế mà còn giúp dễ dàng hơn trong việc chọn lựa thiết bị cao áp và mua sắm thiết bị.
Số lượng và dung lượng MBA trong trạm cần được tối ưu hóa để giảm thiểu vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm, đồng thời đảm bảo đáp ứng yêu cầu công suất của nhà máy.
Dựa vào các yêu cầu cơ bản và sơ đồ mặt bằng nhà máy, cần xác định công suất điện (CCĐ) cho các phân xưởng dựa trên phụ tải tính toán của nhà máy cơ khí số 3.
- SttNM = 2080 (KVA) , Nguồn cung cấp có cấp điện áp là 35 KV
- Nhà máy thuộc hộ phụ tải loại I
Sau đây là một số phương án CCĐ a - Ph ươ ng án 1:
Phương án này sử dụng ba máy biến áp (MBA) với công suất định mức 750 KVA, được sản xuất tại Việt Nam, có điện áp 35/0,4 KV Các MBA này được lắp đặt tại một trạm và phụ tải được phân bố cho từng máy như đã trình bày trong bảng 2-3.
Phương án sử dụng 4 máy biến áp (MBA) với công suất định mức 560 KVA và cấp điện áp 35/0,4 KV, được sản xuất tại Việt Nam Hai trạm được thiết lập, với trạm 1 bao gồm 2 MBA và trạm 2 cũng có 2 MBA Thông tin về phụ tải của từng trạm được ghi chi tiết trong bảng (2-3).
Bảng 3 – 10 : Bảng tham số kỹ thuật của MBA do Việt Nam chế tạo chế tạo:
U đm Tổn thất W ηđm % UN% i 0 % Giá
Bảng 3 -11: Bảng các phương án cấp điện cho các Phân xưởng nhà máy
Phương án MBA Sđm CCĐ cho các phân xưởng ∑S ttpx
1 750 Cơ điện + Cơ khí 1 + Cơ khí 2 + Dụng cụ + Kho sản phẩm 1 703,16
2 750 Đúc thép + Đúc gang + Kiểm nghiệm +
3 750 Mộc mẫu + Lắp ráp + Nhiệt luyện +
Rèn dập + Trạm bơm + Kho 2 ( vật tư) 615,15
560 Cơ điện + Đúc thép + Nhà hành chính 510,18
560 Cơ khí 1 + Kiểm nghiệm + Đúc gang +
560 Rèn dập + Dụng cụ + Lắp ráp + Kho 2 522,3
560 Nhiệt luyện + Cơ khí 2 + Trạm bơm +
Qua 2 phương án CCĐ cho nhà máy ở trên có những ưu nhược điểm như sau:
MBA được sản xuất tại Việt Nam có thiết kế đơn giản, thuận tiện cho việc sửa chữa và thay thế, đồng thời đảm bảo cung cấp đủ điện cho các hộ phụ tải quan trọng Để đưa ra lựa chọn chính xác, cần so sánh hai phương án CCĐ về các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật.
• 3.2.3 – So sánh các ph ươ ng án a - So sánh về chỉ tiêu kỹ thuật: ắ Phương ỏn 1:
Phương án sử dụng 3 máy biến áp (MBA) với công suất định mức 750 kVA, điện áp 35/0,4 kV, được lắp đặt thành một trạm Việc phân phối tải cho các máy được thực hiện như hình (2-3) Trong điều kiện làm việc bình thường, ba MBA sẽ hoạt động độc lập với công suất Sđmu0 KVA.
Hệ số phụ tải của các máy: K PT đmBA ttBA
= pt đmBA ttBA k kVA S kVA
= pt đmBA ttBA k kVA S kVA
= pt đmBA ttBA k kVA S kVA
Với 3 MBA 750 KVA ta thiết kế sao cho khi mất 1 máy thì 2 máy còn lại phải làm việc song song và mang đủ tải của các hộ phụ tải loại I Cụ thể là 2 MBA làm việc quá tải có công suất là:
Phụ tải loại I có công suất là:
S LI = SPX cơ khí 1 + S PX rèn dập + SPX Đúc thép + SPX Đúc gang + S PX nhiệt luyện + SNhà hành chính
Chúng tôi đã thiết kế hệ thống đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại I với S qt > S L1 Nếu một thanh cái gặp sự cố, có thể sử dụng ATM liên lạc hoặc thanh cái dự phòng Trong tình huống xấu nhất, luôn cần đảm bảo có hai MBA hoạt động song song để duy trì tính ổn định của hệ thống.
Phương án II ta dùng 4 MBA 560-35/ 0,4 KV đặt thành 2 trạm phụ tải của các phân xưởng được phân bố như trong bảng (2-3)
Trong điều kiện làm việc bình thường ta cho các MBA trong 1 trạm làm việc song song, 2 máy làm việc độc lập
= pt đmBA ttBA k kVA S kVA
= pt đmBA ttBA k kVA S kVA