bài tập lớn thiết kế hệ thống cung cấp điện đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà xưởng xí nghiệp công nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN 5

1.1 Cơ sở lý thuyết: 5

1.1.1 Sơ lược phụ tải điện: 5

1.1.2 Các phương pháp tính toán phụ tải điện 5

1.2 Nguyên tắc và tiêu chuẩn chiếu sáng 5

1.2.1 Yêu cầu đối với chiếu sáng: 5

1.2.2 Tiêu chuẩn chiếu sáng: 6

1.7 Tính toán phụ tải thông thoáng và làm mát: 11

1.8 Xác định phụ tải tính toán cho nhà xưởng 12

1.9 Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng 16

Tài liệu tham khảo 17

CHƯƠNG 2 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN VÀ SO SÁNH KINH TẾ-KỸ THUẬT ĐỂ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG 18

2.1 Cơ sở lý thuyết: 18

2.2 Lựa chọn cấp điện áp từ trạm khu vực về nhà máy: 18

2.3.Vạch phương án cung cấp điện: 19

2.3.1 Phân loại các hộ dùng điện trong nhà máy: 19

2.3.2 Xác định vị trí, công suất và số lượng MBA phân xưởng: 20

2.3.2.1 Nguyên tắc lựa chọn các trạm biến áp: 20

2.3.2.2 Phương án đặt TBA phân xưởng : 21

2.3.2.3 Vị trí đặt TBA phân xưởng: 23

2.4 Sơ bộ phân bố vị trí của các thiết bị trong phân xưởng: 23

2.5 So sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án 27

2.5.1 Phương án 1 : 27

2.5.2 Phương án 2 : 32

2.5.3 Phương án 3 : 34

2.6 So sánh : 37

2.7 Tính toán mạng điện chiếu sáng 37

Tài liệu tham khảo 39

Chương 3: lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện 40

3.1 Tính toán ngắn mạch 40

3.1.1 Mục đích : 40

3.1.2 Tính toán dòng ngắn mạch : 40

3.2 Chọn và kiểm tra dây dẫn : 41

3.3 Lựa chọn và kiểm tra thiết bị trung áp 44

3.4 Lựa chọn thiết bị hạ áp : 45

3.4.1 Chọn aptomat cho mạch chiếu sáng: 46

3.4.2 Chọn aptomat bảo vệ động cơ: 46

3.4.3 Chọn aptomat tổng: 46

3.4.4 Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp đã chọn: 48

3.5 Chọn thanh cái: 49

Tài liệu tham khảo 49

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 50

4.1.Cơ sở lý thuyết 50

4.2.Tính toán nối đất 51

4.3.Tính chọn thiết bị chống sét 51

4.3.1 Thiết bị chống sét cho TBA 52

4.3.2 Tính toán chống sét cho phân xưởng 54

4.4 Nhận xét và đánh giá 55

4.5 Tính toán bù công suất phản kháng 55

4.6 Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng 58

4.7 Nhận xét và đánh giá 60

2

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU

Bảng 0.1: Phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải từng nhóm: 12

Bảng 2: Đoạn dây nhóm 1 phương án 1 29

Bảng 3: Đoạn dây nhóm 2 phương án 1 30

Bảng 4: Đoạn dây nhóm 3 phương án 1 30

Bảng 5: Đoạn dây nhóm 4 phương án 1 31

Bảng 6: Đoạn dây nhóm 5 phương án 1 32

Bảng 7: Đoạn dây nhóm 1 phương án 3 34

Bảng 8: Đoạn dây nhóm 2 phương án 3 34

Bảng 9: Đoạn dây nhóm 3 phương án 3 35

Bảng 10: Đoạn dây nhóm 4 phương án 3 36

Bảng 11: Đoạn dây nhóm 5 phương án 3 36

Bảng 12: Kiểm tra điều kiện dây 43

Bảng 13: Thông số dao cách ly 44

Bảng 14: Thông số máy cắt cao áp 45

Bảng 15: Bảng tổng kết chọn aptomat bảo vệ 46

Bảng 16: Thông số chống sét van 54

HÌNH 1: Sơ đồ chiếu sáng trong xưởng 9

HÌNH 2: Sơ đồ tính toán chiếu sáng 10

HÌNH 3: Những sơ đồ đặc trưng cho cung cấp điện cho xí nghiệp từ hệ thống điện 20

HÌNH 4.: sơ đồ đi dây phương án 1 24

HÌNH 5: sơ đồ đi dây phương án 2 25

HÌNH 6: sơ đồ đi dây phương án 2 26

HÌNH 7: Sơ đồ mạch điện chiếu sáng 37

HÌNH 8: Sơ đồ tính toán ngắn mạch 40

HÌNH 9: Phạm vi bảo vệ chống sét 55

Bảng 17: Thông số công suất phân xưởng 57

Bảng 18: Thông số tụ bù 57

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa ở đất nước ta.Công nghiệp điện là một trong những ngành giữ vai trò hết sức quan trọng với nền kinh tế quốc dân Điện năng trở thành năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực, làm tăng năng suất lao động, tạo nên sự phát triển nhịp nhàng trong nền kinh tế

Chính vì vậy, khi xây dựng một nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư hay một thành phố, thì việc đầu tiên là phải xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ nhu cầu sản xuất sinh hoạt nơi đó Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hòa các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện nằm trong phạm vi cho phép.

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, với kiến thức của bộ môn cung cấp điện, bộ môn thiết kế hệ thống cung cấp điện cùng với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy Ninh Văn Nam đã giúp em hoàn thành đồ án này, Song do thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, em mong được sự nhận xét góp ý, chỉ bảo của các thầy (cô) giáo để em hoàn thiện tốt đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn !!!

4

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN 1.1 Cơ sở lý thuyết:

1.1.1 Sơ lược phụ tải điện:

Phụ tải điện là số liệu ban đầu rất quan trọng để thiết kế cung cấp điện nhằm lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện như dây dẫn, máy biến áp, thiết bị bảo vệ, thiết bị bù Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất, số lượng máy, chế độ vận hành, quy trình công nghệ Do vậy, việc xác định phụ tải tính toán rất khó khăn và quan trọng Nếu lớn hơn thực tế thì gây nên lãng phí, còn nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, gây sự cố cháy nổ, Vì vậy, việc thiết kế cung cấp điện hoàn toàn phụ thuộc vào việc thu thập và phân tích phụ tải điện.

1.1.2 Các phương pháp tính toán phụ tải điện

Có rất nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác còn nếu nâng cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp

Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện:

- Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu.

- Phương pháp tính theo công suất trung bình.

- Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm - Phương pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.

Trong thực tế, tùy theo quy mô và đặc điểm của công trình, tùy theo giai đoạn thiết kế sơ bộ hay kĩ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp.

1.2 Nguyên tắc và tiêu chuẩn chiếu sáng1.2.1 Yêu cầu đối với chiếu sáng:

Trong công nghiệp cũng như trong công tác và đời sống, ánh sáng nhân tạo rất cần thiết, nó thay thế và bổ sung cho ánh sáng thiên nhiên Việc chiếu sáng ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất lao động và sức khoẻ của người lao động trong công tác cũng như trong sinh hoạt Vì vậy chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu tối thiểu nhất định, các yêu cầu này được

xem như tiêu chuẩn chất lượng ánh sáng, là nguyên tắc để định ra tiêu chuẩn và thiết kế chiếu sáng.

Đảm bảo độ chiếu sáng đủ và ổn định.

+ Nguyên nhân làm ánh sáng dao động là sự dao động của điện áp, vì vậy tiêu chuẩn quy định điện áp chỉ được dao động với UCf =  2,5% Uđm Trong phân xưởng cơ khí nguyên nhân gây ra dao động là chế độ làm việc không đều của máy công cụ.

+ Một nguyên nhân khác làm ánh sáng dao động là sự rung động cơ học của đèn điện cho nên đèn phải được giữ cố định.

Quang thông phân bố đều trên toàn mặt chiếu sáng (mặt công tác).

+ Không có các miền cố độ chênh lệch quá lớn về độ sáng, không có các bóng tối quá, đặc biệt là các bóng tối di động Sự chênh lệch độ chiếu sáng làm mắt luôn phải điều tiết để thích nghi do đó chóng mỏi mệt, các bóng tối di động dễ gây ra tai nạn lao động.

- Không có ánh sáng chói trong vùng nhìn của mắt, làm mắt chóng mỏi và khó điều tiết.

Nguyên nhân của ánh sáng chói có thể là: nguồn sáng có dây tóc lớn lộ ra ngoài, có các vật phản xạ mạnh Nguồn sáng chớp cháy, để hạn chế ánh sáng chói có thể dùng ánh sáng gián tiếp, góc bảo vệ thích hợp, bóng đèn mờ.

1.2.2 Tiêu chuẩn chiếu sáng:

Tiêu chuẩn chiếu sáng quy định độ chiếu sáng tối thiểu cho các nơi, các loại công tác khác nhau Tiêu chuẩn được xây dựng trên cơ sở cân nhắc về kinh tế, kỹ thuật nhằm bảo đảm vừa đủ các yêu cầu đã nêu, độ chiếu sáng tối thiểu được quy định căn cứ vào các yêu cầu sau:

Kích thước của vật nhìn khi làm việc và khoảng cách của nó tới mắt, hai yếu tố này được thể hiện thông qua hệ số K :

K = a : kích thước vật nhìn

b : khoảng cách từ vật nhìn tới mắt

Nếu K càng nhỏ thì độ chiếu sáng càng phải lớn.

Mức độ tương phản giữa vật nhìn và nền Nếu độ tương phản càng nhỏ thì càng khó nhìn, do đó nếu độ tương phản nhỏ thì đòi hỏi độ chiếu sáng lớn.

6

Hệ số phản xạ của vật nhìn và nền, nếu hệ số phản xạ lớn thì độ chiếu sáng cần nhỏ.

Cường độ làm việc của mắt, phụ thuộc vào đặc điểm riêng biệt của từng công tác Nếu công tác đòi hỏi tập trung thị giác thì đòi hỏi độ chiếu sáng cao.

Ngoài các yếu tố trên khi quy định các quy định chiéu sáng còn xét đến các yếu tố riêng biệt khác như sự cố mặt của các vật dễ gây nguy hiểm trong điện công tác, sự có mặt của các thiết bị tự chiếu sáng

1.3 Hệ thống chiếu sáng

Có hai hệ thống chiếu sáng: chiếu sáng chung và chiếu sáng kết hợp giữa chiếu sáng chung với chiếu sáng bộ phận.

- Chiếu sáng chung là hệ thống chiếu sáng mà toàn bộ mặt công tác được chiếu sáng bằng đèn chung.

+ Ưu điểm là mặt công tác được chiếu sáng đều hợp với thị giác, mặt khác có thể dùng công suất đơn vị lớn, hiệu suất sử dụng cao

+ Nhược điểm là lãng phí điện năng và chỉ chiếu sáng được một phía từ đèn tới.

- Chiếu sáng kết hợp là hệ thống chiếu sáng trong đó một phần ánh sáng chiếu chung, phần còn lại chiếu riêng cho nơi công tác.

+ Ưu điểm là độ chiếu sáng ở nơi công tác được nâng cao do chiếu sáng bộ phận, có thể điều khiển quang thông theo hướng cần thiết và có thể tắt các chiếu sáng bộ phận khi không cần thiết do đó tiết kiệm điện.

1.4 Các loại và chế độ chiếu sáng:1.4.1 Các loại chiếu sáng:

Có hai loại chiếu sáng

Chiếu làm việc đảm bảo đủ ánh sáng cần thiết ở nơi làm việc và trên phạm vi nhà máy.

Chiếu sáng sự cố đảm bảo lượng ánh sáng tối thiểu khi mất ánh sáng làm việc, hệ thống chiếu sáng sự cố cần thiết để kéo dài thời gian làm việc của công nhân vận hành và đảm bảo an toàn cho người rút ra khỏi phòng sản xuất.

1.4.2 Chế độ chiếu sáng:

Chiếu sáng trực tiếp, toàn bộ ánh sáng được chuyển trực tiếp đến mặt thao tác

Chiếu sáng nửa trực tiếp, phần lớn ánh sáng chuyển trực tiếp vào mặt thao tác, phần còn lại chiếu sáng gián tiếp.

Chiếu sáng nửa gián tiếp, phần lớn ánh sáng chiếu gián tiếp vào mặt công tác, phần còn lại chiếu trực tiếp.

Chiếu sáng gián tiếp, toàn bộ ánh sáng được chiếu gián tiếp vào mặt công tác.

Chiếu sáng trực tiếp có hiệu quả cao nhất, kinh tế nhất nhưng để có độ chiếu sáng đều đèn phải treo cao, dễ sinh ánh sáng chói Các chế độ chiếu sáng còn lại hiệu suất thấp vì một phần ánh sáng bị hấp thụ nên thường được dùng trong khu vực hành chính, sinh hoạt, còn đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta dùng chế độ chiếu sáng trực tiếp.

1.5 Chọn hệ thống và đèn chiếu sáng.1.5.1 Chọn hệ thống chiếu sáng.

Việc chọn hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu chiếu sáng và ưu điểm của hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng chung: khi yêu cầu đảm bảo độ sáng đồng đều trên mặt bằng sản xuất, không đòi hỏi cường độ thị giác cao và lâu, không thay đổi hướng chiếu trong quá trình công tác.

Hệ thống chiếu sáng cục bộ: khi những nơi mà các bộ mặt công tác khác nhau yêu cầu độ chiếu sáng khác nhau và được chia thành từng nhóm ở các khu vực khác nhau trên mặt công tác.

Hệ thống chiếu sáng kết hợp: khi những nơi thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu.

Vây đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí đòi hỏi độ chính xác cao trong quá trình làm việc nên ta chọn hệ thống chiếu sáng kết hợp

1.5.2 Chọn loại đèn chiếu sáng.

Thường dùng hai loại đèn sau : + Bóng đèn sợi đốt + Bóng đèn huỳnh quang.

Các phân xưởng sản xuất ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang tần số f = 50Hz gây ra ảo giác không quay đối với các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động Do đó ta dùng đèn sợi đốt cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

8

1.6 Khái quát chung về phân xưởng :

Độ rọi yêu cầu chiếu sáng phân xưởng Eyc = 50 lux.

Hệ thống làm mát và thông thoáng bằng quạt trần và quạt hút Hao tổn điện áp cho phép từ nguồn đến đầu vào của các thiết bị dùng điện ∆Ucf = 3.5%

Hệ số công suất cần nâng lên là cos = 0.92

Kích thước của nhà xưởng: a x b x H (rộng, dài, cao) là: 24 x 36 x 7 m Điểm đấu điện cách nhà xưởng: L = 73.6 m

Thời gian hoàn vốn: T = 8 năm Hệ số khấu hao thiết bị: kkh =

Thời gian sử dụng công suất cực đại: TM = 4680h

Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: Sk = 3,32 MVA Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk = 2,5s

1.6.1 Thiết kế chiếu sáng:

Vì xưởng sửa chữa có nhiều máy điện quay nên ta chọn đèn sợi đốt với công suất 200W và quang thông F = 3000 lumen.

Chọn độ cao treo đèn: h’ = 0,5m

Chiều cao của mặt bằng làm việc: h2 = 0.,8m Chiều cao tính toán: h = H - h2 = 7 – 0,8 = 6,2m.

HÌNH 1: Sơ đồ chiếu sáng trong xưởng

Tỷ số treo đèn:

h'

H h

j = =

Vì h>2h’ nên ta coi j=

HÌNH 2: Sơ đồ tính toán chiếusáng

Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách giữa

Số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo độ đồng đều của chiếu sáng là Nmin = 6 x 9 = 54 đèn.

Xác định hệ số không gian:

kkg =

Coi hệ số phản xạ của nhà xưởng là: Trần 0.5; Tường: 0.3

Xác định hệ số lợi dụng ánh sáng tương ứng với hệ số không gian 4.8 là: kld = 0.6 (bảng 47.pl)[1] Lời hệ số dự trữ là: dt = 1.2; Hệ số hiệu dụng của đèn là = 0.58 Xác định tổng quang thông cần thiết:

Ngoài chiếu sáng chung cần trang bị thêm:

- Mỗi máy ( trừ lò gió ) 1 đèn công suất 100W để chiếu sáng cục bộ

1.7 Tính toán phụ tải thông thoáng và làm mát:

Lưu lượng gió cần cấp là

D = 36(m): chiều dài phân xưởng R = 24(m): chiều rộng phân xưởng H = 5(m): chiều cao phân xưởng ar = 6– tỉ số trao đổi không khí

Chọn quạt có công suất Pquạtvà lưu lượng gió Qquạt (m3/h)

Chọn quạt hướng trục DBH – AFT – 3 có Pquạt = 2,2kW; Qquạt = 3000-5000 m3/h

Số quạt cần lắp là: ¿

60× 720

 Chọn công suất làm mát Pquạt= 2,2kW

 Plm = NxPquạt = 15x2,2 = 33 kW, lấy coslm=0,8  Slm Plm

1.8 Xác định phụ tải tính toán cho nhà xưởng

Vì phân xưởng có nhiều thiết bị nằm rải rác ở nhiều khu vực tên mặt bằng phân xưởng, nên để cho việc tính toán phụ tải được chính xác hơn và làm căn cứ thiết kế tủ động lực cấp điện cho phân xưởng, ta chia các thiết bị ra từng nhóm nhỏ, đảm bảo:

Các thiết bị điện trong cùng 1 nhóm gần nhau

Nếu có thể, trong cùng 1 nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ làm việc Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau

Vì vậy phụ tải phân xưởng được chia ra thành 5 nhóm và được tính toán lần lượt như sau:

Bảng 1: Phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải từng nhóm:

TTTên thiết bịKý hiệu Số lượngCông suất

8Máy khoan2011,20,660,31

Nhóm 2

2Máy tiện bu lông413,60.650,34 3Máy tiện bu lông514,40,650,34

5Máy tiện bu lông1211,60,580,34 6Máy tiện bu lông1313,20,580,34

3Máy tiện bu lông1413,20,580,344Máy tiện bu lông1513,40,580,345Máy tiện bu lông1617,90,580,346Máy tiện bu lông24110,40,580,347Máy tiện bu lông25113,40,580,34

5Máy xọc,(đục)3214,40,60,44

7Máy tiện bu lông3511,90,550,36 8Máy tiện bu lông3613,20,550,36 9Máy tiện bu lông3714,90,550,36

Knc = Ksd kmax = 0,35 1,53 = 0,535 (Trong đó: kmax = 1,53)

( tra bảng phụ lục trong Giáo trình Cung cấp điện, NXB Giáo dục Việt Nam, 2016 [4]).

 Công suất tính toán :

Qtt = √S2tt −P2tt = 21,88 (kVAr).

 Dòng điện tính toán:

Itt = √3 UdmStt = 45,3 (A).

Làm tương tự với 4 nhóm còn lại ta được bảng sau:

Bảng 1.8.2: Tính toán phụ tải cho các nhóm còn lại

ksdnhqkmaxPttcosφ SttQttItt Nhóm 20,472,81,1562,20,6588,863,3133,7 Nhóm 30,345,31,5423,980,5841,3433,6762,8 Nhóm 40,55,71,473,010,7104,374,4158,4 Nhóm 50,434,21,554,050,5991,673,982,12

Đối với nhóm có số thiết bị hiệu quả <4 thì ta xác định theo công thức:

Ptt = Kt Pdm (tra Giáo trình Cung cấp điện, NXB Giáo dục Việt Nam, 2016, [4])

Với Kt = 0,9 với thiết bị làm việc dài hạn Kt = 0,75 với thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại.

1.9 Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng

Tài liệu tham khảo

[1] Ngô Hồng Quang, Giáo trình thiết kế cấp điện, NXBBKHKT, 2016 [2] Nguyễn Đình Thắng, Giáo trình an toàn điện, NXB Giáo Dục, 2004.

[3] Ngô Hồng Quang, Sổ tay tra cứu và lựa chọn các thiết bị điện, NXB Khóa Học và Kĩ Thuật, 2002.

[4] N V Nam, Giáo trình Cung cấp điện, NXB Giáo dục Việt Nam, 2016.

CHƯƠNG 2 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN VÀ SO SÁNH KINH TẾ-KỸ THUẬT ĐỂ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG.

2.1 Cơ sở lý thuyết:

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật của hệ thống Yêu cầu đối với cung cấp điện và nguồn điện cung cấp rất đa dạng Nó phụ thuộc vào giá trị của nhà máy và công suất yêu cầu Khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý các yếu tố đặc trưng cho nhà máy riêng biệt điều kiện khí hậu, địa hình, các thiết bị đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao, các đặc điểm của quá trình sản suất và quá trình công nghệ Để từ đó xác định mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp điện hợp lý.

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện chủ yếu căn cứ vào độ tin cậy tính kinh tế và an

toàn Độ tin cậy của sơ đồ cấp điện phụ thuộc vào loại hộ tiêu thụ để xác định số lượng

nguồn cung cấp cho sơ đồ.

Sơ đồ cung cấp điện phải có tính an toàn cho người và thiết bị trong mọi quá trình vận hành Ngoài ra, khi lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cũng phải lưu ý đến các yếu tố kỹ thuật khác như đơn giản thuận tiện cho vận hàmh, có tính linh hoạt trong sự cố và biện pháp tự động hóa.

2.2 Lựa chọn cấp điện áp từ trạm khu vực về nhà máy:

Trong tính toán điện áp truyền tải thông thường người ta thường sử dụng công thức kinh nghiệm sau:

U = 4,34 (2-1)

Trong đó: U - Điện áp truyền tải tính bằng [kV].

l - Khoảng cách truyền tải tính bằng [km] P - Công suất cần truyền tải tính bằng [kW]

Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là :

U = 4,34 = 4.34 = 8.539 [kV]

Như vậy ta chọn cấp điện áp để cung cấp cho nhà máy là 10 kV

18

2.3.Vạch phương án cung cấp điện:

2.3.1 Phân loại các hộ dùng điện trong nhà máy:

Nguyên tắc chung để đánh giá hộ tiêu thụ điện trong nhà máy ta dựa vào tầm quan trong của phân xưởng Tức là khi ngừng cung cấp điện hay ngừng hoạt động của phân xưởng thì mức độ ảnh hưởng của nó tơí hoạt động của toàn nhà máy là cao hay thấp, từ đó ta có thể xác định được loại phụ tải và sơ đồ cung cấp điện hợp lý cho phân xưởng trong toàn nhà máy.

Khi đã xác định được hộ tiêu thụ trong nhà máy ta sẽ căn cứ vào đó để đánh giá cho toàn nhà máy với nhà máy ta có số hộ tiêu thụ loại 1 là phân xưởng cơ khí chính

HÌNH 3: Những sơ đồ đặc trưng cho cung cấp điện cho xí nghiệp từ hệ thống điện

2.3.2 Xác định vị trí, công suất và số lượng MBA phân xưởng:2.3.2.1 Nguyên tắc lựa chọn các trạm biến áp:

Các TBA được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau :

+ Vị trí trạm cần phải gần tâm phụ tải (nhàm giảm tổn thất điện năng, điện áp, ) + Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành cũng như thay thế và tu sửa sau này (phải đủ không gian để có thể dẽ dàng thay máy biến áp, gần các đường vận chuyển ).

+ Vị trí trạm phải không ảnh hưởng đến giao thông và vận chuyển vật tư chính của xí nghiệp.

+ Vị trí trạm còn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt), có khả năng phòng cháy, phòng nổ tốt đồng thời phải tránh được các bị hoá chất hoặc các khí ăn mòn của chính xí nghiệp này có thể gây ra.

Như vậy việc chọn vị trí các trạm phải dựa trên mặt bằng công nghệ của nhà máy, vị trí và hướng gió của nhà máy trong mặt bằng tổng thể của khu vực Việc quyết định chọn vị trí nên phối hợp hài hoà các các nguyên tắc trên vì mỗi một nguyên tắc đều nhằm thoả mãn một yêu cầu cụ thể nào đó mà vì vậy đôi khi chúng lại mâu thuẫn nhau (ví dụ nguyên tắc gần tâm phụ tải nhiều lúc lại làm vi phạm các nguyên tắc khác và ngược lại) Ngoài ra còn có thể vì các lý do đặc biệt khác mà khó có thể thoả mãn được các nguyên tắc trên (lý do quốc phòng, lý do chính trị khác v.v ).

Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện :

và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA ( trong trạm có hơn 1 MBA )

Trong đó :

n - số máy biến áp có trong TBA

khc - Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường , ta chọn loại máy biến áp chế tạo ở VN nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ : khc =1

20

kqt - Hệ số quá tải sự cố , kqt =1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm , thời gian quá tải trong một ngày đêm không quá 6h và trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải 0,93

Sttsc- Công suất tính toán sự cố Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng đẻ giảm nhẹ dung lượng của các MBA , nhờ vậy có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường Giả thiết trong các hộ loại 1 có 30% là phụ tải loại 3 nên Sttsc = 0,7Stt

Đồng thời cũng hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm , lắp đặt , vận hành , sửa chữa , thay thế

Căn cứ vào vị trí , công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng có thể đưa ra các phương án :

2.3.2.2 Phương án đặt TBA phân xưởng :

Phương án 1: Dùng 2 máy biến áp làm việc song song có công suất 2250 kVA

Vậy ta chọn máy biến áp BA-250-10/0,4 cấp cho phân xưởng Khi đó tổn thất trong các máy biến áp:

Y1 = Ath1gth = 854,4964500 = 3,85106 đ

Tổng chi phí quy đổi của phương án là

đ Phương án 2: Ta dùng một máy biến áp có công suất 320 kVA

Khi đó tổn thất trong các máy biến áp:

Từ 2 hàm chi phí quy đổi trên ta thấy phương án 1 có hàm chi phí nhỏ hơn, Vậy ta chọn phương án 1 gồm 2 máy biến áp 2250-10/0,4

2.3.2.3 Vị trí đặt TBA phân xưởng:

Đặt bên ngoài phân xưởng, cách phân xưởng 10m

22

2.4 Sơ bộ phân bố vị trí của các thiết bị trong phân xưởng:

Trên cơ sở phân bố thiết bị, ta có 3 phương án đặt tủ phân phối và so sánh chọn lựa phương án tối ưu.

Phương án 1: Đặt tủ phân phối và tủ động lực của các nhóm đặt tại góc xưởng

và kéo đường cáp đến nhóm theo sơ đồ hình tia

HÌNH 4.: sơ đồ đi dây phương án 1

Phương án 2: Đặt tủ phân phối và tủ động lực của các nhóm đặt tại góc xưởng và kéo đường cáp đến từng nhóm theo sơ đồ hình nhánh

HÌNH 5: sơ đồ đi dây phương án 2

24

Phương án 3: Đặt tủ phân phối tại góc xưởng và tủ động lực của các nhóm đặt ở góc

phân xưởng

HÌNH 6: sơ đồ đi dây phương án 2

2.5 So sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án

2.5.1 Phương án 1 :

Chọn dây dẫn đến phân xưởng là cáp đồng 3 pha, được lắp đặt trong rãnh Dòng điện chạy trên đường dây:

A

Mật độ dòng điện kinh tế ứng với Tmax = 4680h của cáp đồng là 3.1 A/mm2

Vậy tiết diện dây cáp là:

: thời gian tổn thất lớn nhất, phụ thuộc vào phụ tải (đồ thị phụ tải) và tính chất của phụ tải và được tính bằng công thức:

Xác đinh tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị:

+ Dòng điện chạy trên đoạn N1-1

Bảng 0.2: Đoạn dây nhóm 1 phương án 1

Tương tự cho các nhóm và đoạn dây còn lại, ta có bảng tổng kết