cbài tập nhóm thiết kế hệ thống cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Phân chia các thiết bị điện trong phân xưởng SCCK thành nhiều nhóm tương ứng với số tủ điện và xác định phụ tải tính toán của từng nhóm cũng như của toàn phân xưởng.2.. Tủ phân phối của

Trang 1

Bài tập nhóm

Thiết kế hệ thống cung cấp điện hạ áp cho phân xưởngsửa chữa cơ khí

\]

Trang 2

Chương 1: Tổng quan về phân xưởng

I.Đặc điểm phân xưởng

➤ Phân xưởng sửa chữa cơ khí, mặt bằng hình chữ nhật và hình thang với thông số :

◇ Diện tích phân xưởng:1875

➤Phân xưởng SCCK lấy điện từ 1 MBA 750kVA, 35/0,4kV

➤Mặt bằng phân xưởng được vẽ theo tỉ lệ 1:150

II Thôngsốvàsơđồmặtbằngphânxưởng

Cho ở bảngdưới

III Nội dung bàitậpnhóm

1 Phân chia các thiết bị điện trong phân xưởng SCCK thành nhiều nhóm (tương ứng với số tủ điện) và xác định phụ tải tính toán của từng nhóm cũng như của toàn phân xưởng.

2 Thiết kế sơ đồ hạ áp cấp cho phân xưởng SCCK, chọn áp tô mát tổng, áp tô mát nhánh, cáp từ tủ phân phối về các tủ động lực và từ các tủ động lực về các thiết bị

3 Dùng phần mềm DOC của ABB kiểm tra lại phối hợp đặc tính I-t củacác thiết bị bảo vệ và các cáp.

Page | 2

Trang 6

- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau.Quyđổicácphụtảilàmviệc ở chếđộngắnhạnlặplại sang dàihạn

- Quy đổi các phụ tải về chế độ làm việc dài hạn+ Một pha điện áp pha - ba pha : 

+ Một pha điện áp dây - ba pha : + Ngắn hạn lặp lại về dài hạn : 

- Các phụ tải làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại thường là thiết bị cẩu, nâng tải trọng, máy biếnáp hàn.

Dựavàonhữngtiêuchítrên,saukhiđãquyđổimộtsốthiếtbị (với =0,25 ) thì ta chia phânxưởngthành 6nhómnhưsau:

BẢNG 1 TỔNG HỢP KẾT QUẢ PHÂN NHÓM PHỤ TẢI ĐIỆN

Số thiết bị sử dụng hiệu quả n = n *.n= 24.42hqhq

Tra bảng 1.6, k = 0.2 và n = 24.42 tìm được k = 1.4sdhqmax

Ptt= 1.4*0.2*212= 50.88 kW

Stt= P / tt Cos = 50.88/ 0.6= 84.8 kVAϕ

Page | 6

Trang 7

Tra bảng phụ lục I.1, trang 253 giáo trình Cung cấp điện, Ngô Hồng Quang.Ta tìm được k = 0.2, cos = 0.6 ta có:sd ϕ

n= 8, n = 1; n*== 0.125; P*=1

Tra PL1, bảng 1.5, => n *= 0.42hq

Ptt= 2.64*0.2*26= 13.73 kW

Page | 7

Trang 8

2.2 Xác định phụ tải tính toán động lực toàn phân xưởng

Phương pháp xác định theo hệ số đồng thời:

Trong đó được tra bảng ứng với: + n=1,2 thì lấy bằng 1+ n=3,4,5 thì lấy bằng 0,9-0,95

Trong đó: k - hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy k = 0,8.dtđt

Công suất phản kháng toàn phân xưởng:Q =Kpxdt.67,67+ 63,42+ 45,27+ 18,3)= 155,728 kVarCông suất biểu kiến toàn phân xưởng:

Sttpx= 215,264 kVAI =ttpx

Hệ số Cos toàn phân xưởngcosϕpx = = 0,57 Dòng điện tính toán toàn phân xưởng:I =ttpx

Chương 3: Thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

3.1 Sơ đồ tổng quát mạng hạ áp của phân xưởng3.1.1 Một số đặc điểm của mạng lưới

Phân xưởng sửa chữa cơ khí có đặt trạm biến áp phân xưởng nên tủ phân phối của phân xưởng cũng chính là tủ phân phối của trạm biến áp

Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải đã xác định.

Page | 8

Trang 9

Tủ phân phối của phân xưởng có đặt một áp tô mát tổng, thanh góp và 4 áptômát đầu ra cho 4 tủ động lực của 4 nhóm phụ tải, tại mỗi tủ động lực lại có 1

áptômáttổng, thanh góp và các áptômát con cấp cho từng thiết bị trong nhóm.Áptômát đầu ra tủ phân phối và áptômát tổng của mỗi tủ động lực lấy giống như nhau.

Từ tủ phân phối đến các tủ động lực và từ tủ động lực đến từng thiết bị sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lí và vận hành, tuy nhiên vốn đầu tư lớn.

3.1.2 Chọn máy biến áp,xác định vị trí đặt trạm máy biến áp và tủ động lực

a,Chọn máy biến áp

Từ= 483,09 KVA và máy biến áp đề bài cho = 750 KVA – 35/0,4KV ta tra bảng 1.5 trang 29 tài liệu Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện ta được một máy biến áp 750 kVA – 35/0,4 kV do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo, có các thông số cụ thể như sau:

Công suấtđịnh mứcSBA (kVA)

Uđm (KV)Tổn hao (kW)Dòngđiệnkhông tải

I0 (%)

Điện ápngắnmạch UN

Kích thước (mm)Không

tải (P )0

Có tải (P )N

Thuận tiện cho các tuyến dây vào/ ra.

Thuận lợi trong quá trình lắp đặt, thi công và xây dựng.Đặt nơi ít người qua lại, thông thoáng.

Phòng cháy nổ, ẩm ướt, bụi bặm và là nơi có địa chất tốt.An toàn cho người và thiết bị.

Trong thực tế, việc đặt trạm biến áp phù hợp tất cả các yêu cầu trên là rất khó khăn.Do đó tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể trong thực tế mà đặt trạm sao cho hợp lýnhất.

Không gây cản trở lối đi.

Gần cửa ra vào, an toàn cho người.Thông gió tốt

Tuy nhiên việc đặt tủ theo tâm phụ tải trên thực tế thì không thỏa được các yêu cầutrên nên ta có thể dời tủ đến vị trí khác thuận tiện hơn như gần cửa ra vào và cũnggần tâm phụ tải hơn.

Từ những điều phân tích trên ta có sơ đồ nguyên lí mạng hạ áp động lực và sơ đồ mặt bằng đi dây của phân xưởng:

Page | 9

Trang 10

Sơ đồ nguyên lí:

Sơ đồ mặt bằng đi dây phân xưởng:

Page | 10

Trang 11

*Để tránh rối hình thì các đoạn cáp có chung đường đi ta chỉ vẽ 1 đường cáp tượngtrưng.

3.2 Lựa chọn các thiết bị điện3.2.1 Phương pháp lựa chọna,Áptômát

Điều kiện chọn :Trong đó :

: Điện áp định mức của áp tô mát.: Điện áp định mức của mạng điện.

Trong đó :

: Dòng điện định mức của áp tô mát.

: Dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất chạy qua áp tô mát.

b,Dâydẫn (cáp)

Điều kiện chọn :Trong đó :

: Điện áp định mức của dây dẫn (cáp).: Điện áp định mức của mạng điện.K.

Trong đó :

: Dòng điện tải cho phép của dây dẫn.

K : Hệ số hiệu chỉnh khả năng tải của dây dẫn theo nhiệt độ.K=.Trongđó

: Dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất chạy qua dây dẫn (cáp).

Kiểm tra thiết diện dây dẫn (cáp) có xét đến sự kết hợp với thiết bị bảo vệ dây dẫn (cáp)

- Dây dẫn (cáp) được bảo vệ bởi áp tô mátTrong đó :

: Dòng điện khởi động nhiệt của áp tô mát Trong thiết kế chọn =1,25

: Dòng điện khởi động điện từ của áp tô mát, được tra trong sổ tay kỹ thuật của áp tômát.

c,Thanh góp của tủ phân phối và tủ động lựcĐiều kiện chọn

K.Trong đó :

: Dòng điện tải cho phép của thanh góp.

K= : Hệ số hiệu chỉnh khả năng tải của thanh góp.

(Với = 1 nếu thanh góp đặt đứng và = 0,95 nếu thanh góp đặt ngang): Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường

: Dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất chạy qua thanh góp.

Page | 11

Trang 12

Sơ đồ nguyên lí:

a Chọn áp tô mát Chọn áp tô mát A0

Ilvmax =327.212(A)

Chọn áp tô mát do LG chế tạo

Loại Kiểu Udm

(V) Số cực Idm(A) Icdm(kA) Kích thước (mm) lượng(Khối kg)RộngCaoSâu400AFABH

Trang 13

Chọn áp tô mát 225AF do LG chế tạo

Loại Kiểu UdmSố cực

Kích thước (mm)Khối lượng(kg)RộngCaoSâu225AFABE

Chọn áp tô mát A10 Ilvmax = 91.8 (A)

Chọn áp tô mát 100AF do LG chế tạo

Loại Kiểu Udm

(V) Số cực Idm(A) Icdm(kA) Kích thước(mm)RộngCao Sâu Khối lượng(kg)100AFABE

+ Đối với nhóm PTTT bộ phận nhiệt luyệnÁp tô mát A6: Ilvmax = Itt.nhóm =130.77A->Chọn áp tô mát 225AF do LG chế tạo

Ilvmax = 108.1 V

Chọn áp tô mát 225AF do LG chế tạo

Kích thước(mm)Khối lượng(kg)RộngCao Sâu 100AFABE

Chọn áp to mát A9

Page | 13

Trang 14

Ilvmax dmKtt = 101.41 (A)I

Chọn áp tô mát do LG chế tạo

Loại Kiểu Udm

(V) Số cực Idm(A) Icdm(kA) Kích thước(mm)RộngCao Sâu Khối lượng(kg)225AFABE

Kích thước(mm)Khối lượng(kg)RộngCao Sâu 50AFABE

b Chọn dây dẫn (cáp)Chọn dây L1

Ilvmax = tt.PXSCCK.= 327.212 (A)I

Với K= 0.88 Chọn dây AC 150

Tiết diện định mức của dây dẫn mm2

Tiết diện tính toán của dây dẫnmm2

Đường kínhtính toán mm

Điện trở khi nhiệt độ

Khối lượngtính toán của dây dẫn(Kg/m)

Dòng điện cho phép(A)Phần

nhôm dẫn điện của dây dẫn

Phần thép

Dây dẫn

Lõi thép

Trang 15

Chọn dây AC 25

Tiết diện tính toán của dây dẫn mm2

Khối lượngtính toán của dây dẫnKg/m

Dòng điện cho phépA

Phầnnhôm dẫn điện của dây dẫn

Phần thép

Dây dẫn

Lõi thép

Chọn dây L9

K.Icp>Ilvmax = 91.8 (A)Chọn dây AC 25

Phần thép

Dây dẫn Lõi thép

+ Đối với nhóm PTTT bộ phận nhiệt luyệnChọn dây L2

K.Icp>Ilvmax = Itt.nhóm =130.77A

Chọn dây L2 dây cáp hạ áp hai lõi nhôm cách điện PVC loại nửa mềm do CAVIDIL chế tạo kí hiệu AVV

Trang 16

+ Đối với nhóm PTTT bộ phận sửa chữa Chọn dây L4

Ilvmax = tt.nhóm = 75.55(A) I

Với K= 0.792Chọn dây AC 16

Điện trở

khi nhiệt độ Khối lượngtính toán của dây dẫnKg/m

Phần thép

Chọn dây L8

Ilvmax = tt.nhóm = 95.39(A) I

Với K= 0.792Chọn dây AC 25

Phần thép

Dây dẫn

Lõi thép

Page | 16

Trang 17

Điện trở khi

nhiệt độ Khối lượng tính toán của dây dẫnKg/m

Dòng điện cho phép A

Phần thép

Dây dẫn

Lõi thép

Chọn dây L7

Ilvmax = 27.35Với K= 0.792Chọn dây AC 16

Điện trở khinhiệt độ

Khối lượng tính toán của dây dẫnKg/m

Dòng điện cho phép A

Phần thép

Dây dẫn

Lõi thép

+Chọn dây dẫn tới tủ chiếu sáng Ilvmax=Itt=39.88 (A)

Với K=0.792Chọn dây AC 16

Phần thép

Trang 18

Kích thước Tiết diện Khối

lượng Dòng điện cho phép

Thanh góp của tủ phân phối của PXSCCK

Ilvmax = 327.212 (A)Với K=1 chọn thanh dẫn sau

Kích thước Tiết diện Khối lượng

Dòng điện cho phép

Thanh góp của tủ động lực nhóm phụ tải bộ phận sửa chữa điện

Ilvmax = 27.35

Với K=1 chọn thanh dẫn sau

Kích thước Tiết diện Khối lượng

Dòng điện cho phép

Thanh góp của tủ động lực nhóm phụ tải bộ phận sửa chữa

Ilvmax = tt.nhóm = 95.39 (A) I

Với K=1 chọn thanh dẫn sau

Kích thước Tiết diện Khối

lượng Dòng điện cho phép

3.2.2 Lựa chọn các thiết bị điện3.3 Tính toán ngắn mạch hạ áp3.3.1 Lưu ý khi tính ngắn mạch

- Mục đích tính ngắn mạch là để kiểm tra khả năng cắt của áptômát, ổn định động của thanh góp và ổn định nhiệt của cáp (có thể bỏ qua đối với cáp hạ áp).

Page | 18

Trang 19

- Loại ngắn mạch là ngắn mạch ba pha đối xứng.

- Trong sơ đồ thay thế tính ngắn mạch mạng hạ áp, giả thiết điện áp phíacaoápcủa trạm biến áp phân xưởng là không đổi khi ngắn mạch xảy ra.Do đó sơ đồ thay thế có dạng nguồn có điện áp không đối, tổng trở nguồn là tổng trở máy biếnáp phân xưởng

- Các điểm ngắn mạch chọn tại vị trí các thanh góp của các tủ phân phối vàtủ động lực.

-Phải xét cả điện trở và điện kháng của tất cả các phần tử từ phía thứ cấp của TBAPX chođến điểm ngắn mạch bao gồm các áp tô mát, thanh góp và dây dẫn (cáp).

-Dòng điện ngắn mạch tính trong hệ đơn vị có tên: = =

Trong đó:

= Điện áp định mức ba pha phía hạ áp, = 380v

: Tổng trở ngắn mạch từ phía cao áp TBAPX cho đến điểm ngắn mạch.Dòng điện xung kích: =

-Tổng trở áptômát A0 có dòng định mức là 800 A

Tra bảng 3.54và 3.55(trang 189 “sổtaylựachọnvàtracứuthiếtbịđiện” ) cho aptomat có dòng định mức I = 350(A), ta có:đm

Xcd0 = 0,1 (mΩ)Rcd0= 0,15 (mΩ)Rtx0 = 0,4 (mΩ)

= + R +R = 2.37mΩcd0tx0

= +X = 10.69mΩcd0

Dòng điện ngắn mạch : = = = 20.04 kADòng điện xung kích : = = 1,3 20,16 = 36.82 kA

b,Sơ đồ thay thế và tính ngắn mạch tại vị trí thanh góp của tủ động lực 1 (N2)

Page | 19

Trang 20

(Hình 2)

-Tổng trở MBA PX= 1,82 mΩ ; = 10,59 mΩ-Tổng trở áptômát A0

Tra bảng 3.54và 3.55(trang 189 “sổtaylựachọnvàtracứuthiếtbịđiện”) cho aptomat có dòng định mức I = 350(A), ta có:đm

Xcd1 = 0.1mΩ (nội suy)Rcd1= 0,15 mΩ (nộisuy)Rtx1 = 0,4mΩ(nộisuy)

-Tổng trở cáp AC150,chiều dài 183m = l = 0,21 0,183.1000 = 38.43mΩ= +Rcd0+R ++2.R +2.R +tx0cd1tx1

Trang 21

Dòng ngắn mạch tại thanh góp: = 20,17kA

Vậy áptômát được chọn đảm bảo yêu cầu về khả năng cắtb,Kiểm tra khả năng cắt của các áptômát tổng của các tủ động lực

Phương pháp kiểm tra tương tựcác áptômát được chọn đều đảm bảo yêu cầu.

3.4.2 Kiểm tra ổn định động của thanh góp

Trong đó

: Ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh gópỞ đây thanh góp làm bằng đồng = 1400kG/

: Ứng suất tính toán xuất hiện trên thanh góp khi có ngắn mạch = kG/ = 1,76 (kG) :Lực điện tác động lên thanh góp

l : Khoảng cách giữa các sứ của một pha (cm).a : Khoảng cách giữa các pha (cm)

: Dòng xung kích xuất hiện trên thanh (kA)

W : Mômen chống uốn của thanh góp () -tra trong bảng 7.6 trang 370 “sổ tay tra cứu và lựa chọn thiết bị điện”.

a,Kiểm tra thanh góp trên tủ phân phốiThanh góp 30x4 mm, = 70 cm, a = 15cml = 36,82kA

 = 1,76 = 111,35 kGW = =0,6

= = 1299,08 kG/< = 1400kG/

Vậy điều kiện ổn định động được đảm bảob,Kiểm tra thanh góp trên các tủ động lựcPhương pháp kiểm tra tương tự,ta có kết quả: