Đồ Án Hệ Thống Cung Cấp Điện - Hutech - Thầy Hoàng Nguyên Phước

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN DỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Lớp: 21DDCA1 Khoa/Viện: VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Giảng viên hướng dẫn: Th.S Hoàng Nguyên Phước Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Tú Mã SV: 2187800749 Tp.HCM, ngày … tháng … năm … BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH Đề số:09 VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI TÊN MÔN HỌC : ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN NGÀNH: KĨ THUẬT ĐIỆN 1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm 1): Nguyễn Thanh Tú MSSV: 2187800749 Lớp: 21DDCA1 2. Tên đề tài : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG CƠ KÍ. 3. Các dữ liệu ban đầu : - Bảng thống kê các số liệu thiết bị trong phân xưởng. 4. Nội dung nhiệm vụ : Thực hiện nhiệm vụ theo yêu cầu của đề bài - Nhóm các thiết bị, xác định tâm phụ tải; - Xác định phụ tải tính toán; - Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng; - Chọn máy biến áp phân phối và máy phát điện dự phòng; - Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ; - Tính toán, kiểm tra sụt áp các thiết bị tiêu thụ điện; - Tính toán ngắn mạch; - Tính toán phương án chọn thiết bị bù; 5. Kết quả tối thiểu phải có: - Hoàn thành đồ án với nội dung được đề ra. - Bản vẽ các sơ đồ cung cấp điện. Ngày giao đề tài:11/03/2024 Ngày nộp báo cáo: 31/05/2024 Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên các thành viên) TP. HCM, ngày … tháng … năm ………. Giảng viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN TÊN MÔN HỌC: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN NGÀNH: KĨ THUẬT ĐIỆN (Do giảng viên hướng dẫn ghi và giao lại cho sinh viên đóng vào cuốn báo cáo) 6. Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG CƠ KÍ. 7. Giảng viên hướng dẫn: Th.S Hoàng Nguyên Phước 8. Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm 1): (1)Nguyễn Thanh Tú MSSV: 2187800749 Lớp: 21DDCA1 Tuần Ngày Nội dung thực hiện Kết quả thực hiện của sinh viên (Giảng viên hướng dẫn ghi) 1 10/04/2024 GV gợi ý hướng nghiên cứu, giúp sinh viên định hướng chọn đề tài. GV hướng dẫn quy trình thực hiện thực hiện đồ án, cách trình bày báo cáo đồ án 2 17/04/2024 Thực hiện làm Chương 1 đến Chương 3 Tuần Ngày Nội dung thực hiện Kết quả thực hiện của sinh viên (Giảng viên hướng dẫn ghi) 3 24/04/2024 Thực hiện làm Chương 1 đến Chương 3 4 01/05/2024 Thực hiện làm Chương 1 đến Chương 3 5 08/05/2024 Thực hiện làm Chương 4 đến chương 6 6 15/05/2024 Thực hiện làm Chương 4 đến Chương 6 7 22/05/2024 Thực hiện làm Chương 4 đến Chương 6 8 29/05/2024 Thực hiện làm Chương 7 đến Chương 9 9 30/05/2024 Thực hiện làm Chương 7 đến Chương 9 10 01/06/2024 Thực hiện làm Chương 7 đến Chương 9 11 05/06/2024 Kiểm tra đồ án sửa chửa 12 07/06/2024 Đánh giá kết quả báo cáo: (Hình thức, Nội dung báo cáo ; Sản phẩm thực hiện; Thái độ ; Kỹ năng; ….) Cách tính điểm: Điểm đánh giá quá trình thực hiện đồ án = 50% x Tính chủ động, tích cực, sáng tạo + %50 x Đáp ứng nội dung nhiệm vụ Tổng điểm kết thúc học phần = Điểm đánh giá quá trình thực hiện đồ án x 40% + Điểm chấm báo cáo GVHD x 30% + Điểm chấm báo cáo GVPB x 30% Lưu ý: Tổng điểm tiêu chí đánh giá về quá trình thực hiện đồ án; Điểm báo cáo bảo vệ đồ án môn học; Điểm quá trình (Ghi theo thang điểm 10), giảng viên chuyển điểm vào bảng điểm Viện đã giao. Họ tên sinh viên Mã số SV Tiêu chí đánh giá về quá trình thực hiện đồ án Tổng điểm tiêu chí đánh giá về quá trình thực hiện đồ án (tổng 2 cột điểm 1*50%+2*50%) Tính chủ động, tích cực, sáng tạo Đáp ứng nội dung nhiệm vụ 1 2 3 Nguyễn Thanh Tú 2187800749 Ghi chú: Điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rồi ghi lại điểm mới kế bên và ký nháy vào phần điểm chỉnh sửa. Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên các thành viên) TP. HCM, ngày … tháng … năm ………. Giảng viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI CÁM ƠN Lời đầu tin em xin chân thành cảm ơn tất quý Thầy/Cô của trường Đại học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, cũng như quý Thầy/Cô trong Viện Kỹ thuật HUTECH đã giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữu ích cũng như kinh nghiệm quý báu cho em trong thời gian qua. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Hoàng Nguyên Phước, người đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án môn học này. Xin cảm ơn tất cả các bạn, các anh/chị đã tận tình giúp đỡ và quan tâm tới tác giả trong suốt quá trình thực hiện thành đồ án môn học này. Vì làm đồ án này, kiến thức chuyên môn còn hạn chế và bản thân còn thiếu kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung của báo cáo sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Với ước mong học hỏi, em rất mong nhận được sự góp ý, hướng dẫn, chỉ bảo thêm của quý Thầy/Cô giáo để em rút kinh nghiệm cho những đồ án tiếp theo được tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Mục Lục CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ...............................................................1 1.1. GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ PHÂN XƯỞNG................................................1 1.2. DANH MỤC CÁC THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG.........................1 1.3. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG..............................2 1.4. CHIA NHÓM VÀ XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI.......................................3 1.5. XÁC ĐỊNH TỌA ĐỘ THIẾT BỊ...............................................................8 1.6. XÁC ĐỊNH TÂM CỦA CÁC NHÓM PHỤ TẢI....................................13 CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN................................................15 2.1 Nhóm 1: 5 thiết bị........................................................................................15 2.2 Nhóm 2: 5 thiết bị........................................................................................17 2.3 Nhóm 3: 7 thiết bị........................................................................................20 2.4 Nhóm 4: 7 thiết bị........................................................................................24 2.5 Nhóm 5: 7 thiết bị........................................................................................27 2.6 Nhóm 6: 7 thiết bị........................................................................................31 a. Công suất định mức của tủ phân phối : .......................................................34 b. Công suất trung bình của tủ phân phối :......................................................34 c. Công suất tính toán của tủ phân phối : ........................................................35 d. Dòng điện tính toán của tủ phân phối :........................................................35 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG. .............................................................36 CHƯƠNG IV: PHỤ TẢI TÍNH TOÁN TOÀN PHÂN XƯỞNG...........................39 CHƯƠNG V: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ NGUỒN DỰ PHÒNG CHO PHÂN XƯỞNG. ..................................................................................................................40 CHƯƠNG VI: CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ..................................43 6.1 Tính toán. ........................................................................................................43 6.2 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính:.................................43 6.3 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ động lực của phân xưởng:.........44 6.4. Chọn cáp từ tủ động lực đến các động cơ: ....................................................47 6.5 Tính Chọn Dây Dẫn Cho Mạng Chiếu Sáng:.................................................53 6.6 Tính toán thiết bị bảo vệ. ................................................................................54 CHƯƠNG VII: KIỂM TRA SỤT ÁP THIẾT BỊ TIÊU THỤ ĐIỆN ......................56 7.1 Ý Nghĩa:..........................................................................................................56 7.2 Tính toán sụt áp: .............................................................................................57 7.2.1 Sụt áp từ tủ máy biên áp đến phân phối : .................................................57 7.2.2 Sụt áp từ tủ phân phối đến tủ động lực 1:.................................................57 7.2.3 Sụt áp từ tủ phân phối đến tủ động lực 2:.................................................58 7.2.4 Sụt áp từ tủ phân phối đến tủ động lực 3:.................................................58 7.2.5 Sụt áp từ tủ phân phối đến tủ động lực 4:.................................................59 7.2.6 Sụt áp từ tủ phân phối đến tủ động lực 5:.................................................60 7.2.7 Sụt áp từ tủ phân phối đến tủ động lực 6:.................................................60 7.2.8 Sụt áp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng:.................................................61 7.2.9 Từ TĐL1 đến máy Máy tiện ren kí hiệu 4B:............................................61 7.2.10 Từ TĐL2 đến Máy mài vạn năng kí hiệu 4B:........................................62 7.2.11 Từ TĐL3 đến Máy phay ngang kí hiệu 6:..............................................63 7.2.12 Từ TĐL4 đến Máy mài phẳng kí hiệu 10: .............................................63 7.2.13 Từ TĐL5 đến Máy mài phá kí hiệu 22: .................................................64 7.2.14 Từ TĐL6 đến Máy cắt mép kí hiệu 8:....................................................65 7.3 Sụt áp trên toàn đường dây:............................................................................65 7.3.1. Tủ động lực 1:..........................................................................................65 7.3.2. Tủ động lực 2:..........................................................................................66 7.3.3. Tủ động lực 3:..........................................................................................66 7.3.4. Tủ động lực 4:..........................................................................................66 7.3.5. Tủ động lực 5:..........................................................................................66 7.3.6. Tủ động lực 6:..........................................................................................67 CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH.......................................................68 8.1 Từ MBA đến TPP :.........................................................................................68 8.2. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TPP đến TĐL1:..................................69 8.3. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TPP đến TĐL2:..................................69 8.4. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TPP đến TĐL3:..................................70 8.5. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TPP đến TĐL4:..................................70 8.6. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TPP đến TĐL5:..................................71 8.7. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TPP đến TĐL6:..................................71 8.8. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TPP đến TCS: ....................................71 8.9. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TDL1 đến các TB: .............................72 8.10. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TDL2 đến các TB: ...........................72 8.11. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TDL3 đến các TB: ...........................73 8.12. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TDL4 đến các TB: ...........................73 8.13. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TDL5 đến các TB: ...........................74 8.14. Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TDL6 đến các TB: ...........................74 CHƯƠNG IX: TÍNH VÀ CHỌN TỤ BÙ ...............................................................75 Phụ Lục.....................................................................................................................76 Tài Liệu Tham Khảo ................................................................................................78 1 CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI 1.1. GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ PHÂN XƯỞNG. Phân xưởng cơ khí có dạng hình chữ nhật, nền xi măng, trần lợp tôn.Toàn bộ phân xưởng có một cửa phụ và một cửa chính. Phân xưởng có các kích thước như sau: Chiều dài: 48m, chiều rộng 24m và cao 7m Phân xưởng được cấp điện từ trạm biến áp khu vực có cấp điện áp 22/0,4kV. 1.2. DANH MỤC CÁC THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG. Stt Thiết bị Mã thiết bị Số lượng Công suất (kW) Hiệu suất ∩ Hệ số sử dụng ksd Hệ số công suất cos

XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI

GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ PHÂN XƯỞNG

Phân xưởng cơ khí có dạng hình chữ nhật, nền xi măng, trần lợp tôn.Toàn bộ phân xưởng có một cửa phụ và một cửa chính Phân xưởng có các kích thước như sau:

Chiều dài: 48m, chiều rộng 24m và cao 7m

Phân xưởng được cấp điện từ trạm biến áp khu vực có cấp điện áp 22/0,4kV.

DANH MỤC CÁC THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG

Hệ số sử dụng ksd

Hệ số công suất cos𝜑

16 Máy mài dao cắt gọt kim loại 13 1 0,9 0,85 0,7 0,75

19 Máy cắt ren liên hợp 16 1 3,4 0,85 0,3 0,75

21 Bể ngâm dung dịch kiềm 18 1 3,5 0,85 0,3 0,75

23 Thiết bị hóa bền kim loại 20 1 1,2 0,85 0,6 0,75

24 Máy tiện ren cấp chính xác 21 1 2,8 0,85 0,5 0,75

- Tổng số thiết bị trong phân xưởng: 38 thiết bị

- Tổng công suất của thiết bị: ∑ 𝑃 = 159.2(kW)

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG

Ta phân nhóm phụ tải dựa theo các tiêu chí:

- Chức năng của các phụ tải

- Vị trí của các phụ tải

- Phân bố công suất đồng đều giữa các nhóm phụ tải

CHIA NHÓM VÀ XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI

Ta chia phụ tải làm 6 nhóm:

Công suất công suất tất cả tb

Hệ số sử dụng Hệ số công suất cos j thiết bị (kW) (kW) ksd

Máy tiện ren cấp chính xác

Máy mài dao cắt gọt kim loại

Máy cắt ren liên hợp

Bể ngâm dung dịch kiềm

Thiết bị hóa bền kim loại

XÁC ĐỊNH TỌA ĐỘ THIẾT BỊ

Công suất công suất tất cả tb

Tọa độ tọa độ x.p y.p thiết bị (kW) (kW) X Y

Máy tiện ren cấp chính xác

Máy mài dao cắt gọt kim loại

Máy cắt ren liên hợp

Bể ngâm dung dịch kiềm

Thiết bị hóa bền kim loại

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Nhóm 1: 5 thiết bị

Dòng điện định mức và Imm thiết bị:

• Pdmi: Công suất từng thiết bị

• Máy tiện ren cấp chính xác (21):

• Hệ số sử dụng từng thiết bị

Máy tiện ren cấp chính xác 0.5

• Hệ số sử dụng của nhóm

Xác định hệ số công suất:

Xác định phụ tải trung bình:

Xác định hệ số cực đại: với: Ksdnh = 0.46 và nhq = 4.09 ➔ K max = 1.728 số thiết bị 4 nhq10 thì:

Ptt = Kmax Ksd Pđm = Kmax Ptb nh =1.728x17.12).58(KW)

√3𝑥0.38= 51.58𝐴 Xác định dòng đỉnh nhọn:

Iđn = Immmax + (Itt – Ksd Iđmmax) = 118.51 + (51.58– 0.4565x26.33) = 157.56(A)

• Hệ số sử dụng của nhóm 2

Ptt = Kmax Ksd Pđm = Kmax Ptb nh =1.66x18.48 = 30.67(KW)

Iđn = Immmax + (Itt – Ksd Iđmmax) = 118.51 + (53.94 – 0.48 x 26.33) = 159.30 (A)

= 0.44 Xác định hệ số công suất:

Xác định hệ số cực đại: với: Ksdnh = 0.44 và nhq = 6.43 ➔ Kmax = 1.569 số thiết bị 4 nhq10 thì:

Ptt = Kmax Ksd Pđm = Kmax Ptb nh =1.569x11.66= 18.61 (KW)

√3𝑥0.38= 33.08 𝐴 Xác định dòng đỉnh nhọn:

Iđn = Immmax + (Itt – Ksd Iđmmax) = 52.87 + (33.08– 0.44 x11.75) = 80.78(A)

• Máy mài dao cắt gọt kim loại ( 13 ):

Máy mài dao cắt gọt kim loại 0.7

Ptt = Kmax Ksd Pđm = Kmax Ptb nh =1.5882 x 8.55 = 13.58 (KW)

Iđn = Immmax + (Itt – Ksd Iđmmax) = 43.75 + (30.68– 0.45 x 9.72) = 70.06(A)

Thiết bị Hệ số sử dụng ksd

Ptt = Kmax Ksd Pđm = Kmax Ptb nh =1.523x8.33= 12.69 (KW)

Iđn = Immmax + (Itt – Ksd Iđmmax) = 31.91 + (28.67– 0.476x7.09) = 57.21(A)

• Máy cắt ren liên hợp ( 16 ):

• Bể ngâm dung dịch kiềm ( 18 ):

• Thiết bị hóa bền kim loại ( 20 ):

Máy cắt ren liên hợp 0.3

Bể ngâm dung dịch kiềm 0.3

Thiết bị hóa bền kim loại 0.6

Ptt = Kmax Ksd Pđm = Kmax Ptb nh =1.714x7.44.75 (KW)

√3𝑥0.38= 28.81 𝐴 Xác định dòng đỉnh nhọn:

Iđn = Immmax + (Itt – Ksd Iđmmax) = 34.64+ (28.81– 0.37x7.70 ) = 60.60(A)

Pttpxi kW Stt Qtt Idm Idn Nhq Kmax Pdm

Tổng 117.88 88.78 88.92 a Công suất định mức của tủ phân phối :

𝑃 𝑑𝑚 𝑇𝑃𝑃 = ∑ 𝑃 𝑛 1 𝑑𝑚 𝑛ℎ𝑖 = 37.5+38.5+26.5+19+17.5+20.1 9.2 (KW) b Công suất trung bình của tủ phân phối :

𝑄 𝑇𝐵 𝑇𝑃𝑃 = ∑ 𝑄 𝑛 1 𝑇𝐵 𝑛ℎ𝑖 06+16.26+10.26+7.52+7.24+6.55b.89(KVAr) c Công suất tính toán của tủ phân phối :

𝑆 𝑡𝑡 𝑇𝑃𝑃 = ∑ 𝑆 𝑛 1 𝑡𝑡 𝑛ℎ𝑖 3.95+35.5+21.77+20.19+18.87+18.969.24(KVA) d Dòng điện tính toán của tủ phân phối :

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

Chiều dài a: 48m Chiều rộng b: 24m Diện tích S=a*b= 48*24= 1152 m² Chọn chiều cao cho toàn phân xưởng là H= 7m

2 Chọn màu sơn: tra bảng ta có:

3 Chọn độ rọi yêu cầu: Etc= 300 Lx

4 Chọn hệ chiếu sáng chung đều

5 Chọn nhiệt độ màu : tiêu chuẩn Kruithof chọn 2900≤ Tm ≤4200 độ K

6 Chọn chỉ số màu : Ra= 85 (sử dụng nơi thông thường)

7 Chọn loại đèn huỳnh quang trắng có :

- Công suất định mức Pd= 40W

- Chọn loại bộ đèn : RI – GT

 Hiệu suất trực tiếp ղd = 0,8E hiệu suất gián tiếp ղ1= 0,8E

- Bóng đôi nên quang thông ɸbd = 6500Lm

8 Lựa chọn chiều cao treo đèn:

Cách trần: 1,5 m => h’ = 1,5 m Cách sàn làm việc: 0,8 m => hₗᵥ = 0,8 m

 Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: hₜₜ= H – (h’ + hₗᵥ)= 7- (1,5+0,8) = 4,7m

Tra bảng hệ số bù ta có:

12 Hệ số sử dụng: U= ղd*Ud + ղi*Ui = 0,8*1,11+0,8*1,11= 1,776

14 Xác định số bộ đèn:

15 Kiểm tra sai số quang thông

16 Phân bố đèn trên bề mặt làm việc: ( Ingang > Idọc )

17 Độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc

18 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng:

Pttcs= Nbd * Nbóng/bộ * ( Pđèn + Pballast)= 45*2*(36+3,6)= 3.564 (KW) Qttcs= Pttcs * tgφ = 3,564* 0,88= 3.14(Kvar)

19 Dòng tính toán chiếu sáng:

Tổng số bộ đèn : 45 bộ

Bố trí đèn 5 hàng 9 cột

Khoảng cách giữ các bộ đèn thực tế là :

4Ldoc+Ldoc/2+Ldoc/2+(5x350) = 24000 → Ldoc= 4450 (mm) 8Lngang + Lngang/2+L ngang/2+(9x1530) H000 → Lngang= 3804(mm)

PHỤ TẢI TÍNH TOÁN TOÀN PHÂN XƯỞNG

Phụ tải tính toán toàn phân xưởng là bao gồm phụ cả 2 loại phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng Ta xem phụ tải tính toán động lực và phụ tải tính toán chiếu sáng là đông thời

Pttcs ∑= ∑ 𝑃𝑡𝑡𝑐𝑠 = ∑ 3.564 4 1 4 1 = 14.256 (KW) Qttcs ∑=∑ 𝑄𝑡𝑡𝑐𝑠 = ∑ 3.14 = 4 1 4 1 12.56 (Kvar) Sttcs ∑=∑ 𝑆𝑡𝑡𝑐𝑠 = ∑ 4.75 4 1 4 1 = 19 (KVA)

- Công suất tác dụng toàn phân xưởng :

- Công suất phản kháng tính toán toàn phân xưởng:

- Công suất biểu kiến tính toán toàn phân xưởng:

- Dòng điện tính toán toàn phân xưởng:

- Hệ số công suất toàn nhà máy:

CHƯƠNG V: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ NGUỒN DỰ PHÒNG CHO PHÂN

Máy biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp này sang cấp khác, nó đóng vai trò rất quan trong việc cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp, Chọn máy biến áp có ảnh hưởng trực tiếp đến qui trình và tiến độ hoạt động của nhà máy, vì khi có sự cố nào xảy ra với máy biến áp thì các thiết bị sử dụng điện trong nhà máy đều bị đình trệ

Khi chọn dung lượng của MBA, ta phải lưu ý đến khả năng thường xuyên của MBA Việc đó cần phải theo các bước sau:

- Xác định đồ thị phụ tải của trạm

- Xác định các hệ số K1, K2 theo các công suất đẳng trị ( nhiệt)

- Xác định nhiệt độ đẳng trị môi trường

Công suất phụ tải lớn nhất của phân xưởng

Công suất phụ tải nhỏ nhất của phân xưởng:

MBA được chọn phải có công suất định mức SđmB nằm trong khoảng Smin < SđmB < Smax Vậy ta chọn SđmB = 160 (KVA)

Thời gian quá tải thường xuyên của phân xưởng là không quá 4h Để chọn được MBA thích hợp nhất, ta sẽ kiểm tra đến khả năng quá tải thường xuyên của nó:

- Trước tiên ta tính hệ số non tải của K1:

- Hệ số quá tải K2 của MBA là:

Qua 2 hệ số K1= 0.63 và thời gian quá tải là 2 giờ ta có K2cp = 1.46

Vậy MBA với công suất 160 kVa thỏa điều kiện quá tải thường xuyên

Ta có thông số sau:

- Điện áp định mức: U đmMBA = 22/0.4(kV)

- Kích thước( dài- rộng- cao): 870- 1320- 1510 (mm )

Do nhu cầu đảm bảo không mất điện trong thời gian dài do đó ta phải sử dụng hệ thống ATS kết hợp với nguồn dự phòng Hệ thống ATS sẽ kiểm tra tín hiệu điện áp và tự động khởi động và đóng nguồn điện dự phòng khi nguồn điện chính bị sự cố, khi nguồn điện chính được ổn định trở lại thì nguồn dự phòng sẽ cắt ra

Chọn nguồn dự phòng cho phân xưởng

Khi có sự cố trên lưới điện 22( KV ) thì tính cung cấp điện không còn liên tục nữa Trong khi đó dây chuyền sản xuất của xí nghiệp là khép kín, nếu mất điện đột xuất thì gây tổn thất về kinh tế là rất lớn Vì vậy việc lắp đặt máy phát dự phòng là rất cần thiết nó đảm bảo được tính cung cấp điện được liên tục cho phần phụ tải quan trọng, khi MBA gặp sự cố trong sản xuất của xí nghiệp

Yêu cầu đối với máy phát là có bộ chuyển đổi nguồn bằng cầu dao đảo, động cơ kéo máy phát là động cơ DIESEL.Vậy chọn máy phát dự phòng có các thông số kỹ thuật sau:

Mã sản phẩm: CUMMINS - 170 KVA

CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ

Tính toán

- Chọn dây dẫn theo công thức: 𝐼 𝑐𝑝 ≥ 𝐼′ 𝑐𝑝 = 𝐼 𝑙𝑣 𝑚𝑎𝑥

Với: 𝐼 𝑙𝑣 𝑚𝑎𝑥 = 𝐼 𝑡𝑡 ∶ đối với nhóm thiết bị

𝐼 𝑙𝑣 𝑚𝑎𝑥 = 𝐼 𝑑𝑚 ∶ đối với một thiết bị

𝐼 𝑙𝑣 𝑚𝑎𝑥 = ∑ 𝐼 𝑑𝑚 ∶ đối với các máy liên thông

*Nếu đi dây dưới đất:

-K = K4*K5*K6*K7 K4: xét đến ảnh hưởng của cách lắp đặt

K5: các hàng cáp đặt gần nhau K6: tính chất của đất

* Nếu đi dây trên không:

K1: hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ K2: hệ số điều chỉnh theo số cáp gần nhau K3:hệ số điều chỉnh theo kiểu lắp đặt Thông thường K3= 1

6.2 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính:

- Do dây từ máy biến áp đến tủ phân phối chính đi ngầm trong đất nên:

- Vậy ta chọn cáp hạ áp cách điện và vỏ PVC loại 4 lõi đồng dẫn điện (mã hiệu CVV-4x tiết diện lõi hay CVV-3x tiết diện lõi +1x tiết diện lõi trung tính)

(mm) Đường kính toàn bộ dây (mm)

Dòng điện phụ tải cho phép (A) r 0 ở

20 ° 𝐶 (Ω/km) Điện áp thử Tiết (V) diện

Số sợi/ đường kính trên sợi(n/mm) Đường kính (mm)

6.3 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ động lực của phân xưởng:

Tuyến dây đi từ tủ phân phối chính đến tủ động lực ta đi trên máng cáp nên:

Dòng điện làm việc nhóm 1:

Vậy ta chọn cáp hạ áp cách điện và vỏ PVC loại 4 lõi đồng dẫn điện (mã hiệu CVV-4x tiết diện lõi hay CVV-3x tiết diện lõi +1x tiết diện lõi trung tính)

6.4 Chọn cáp từ tủ động lực đến các động cơ:

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối DL1 đến các động cơ trong nhóm 1

- Tính tương tự đối với các đọng cơ khác ta có :

- Chọn cáp hạ áp cách điện và vỏ PVC loại 4 lõi đồng dẫn điện (mã hiệu CVV-4x tiết diện lõi hay CVV-3x tiết diện lõi +1x tiết diện lõi trung tính)

Kí hiệu thiết bị trên mặt bằng

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối DB2 đến các động cơ trong nhóm 2

6.5 Tính Chọn Dây Dẫn Cho Mạng Chiếu Sáng:

- Chọn dây bọc nhựa PVC loại dây đòng lõi mềm nhiều sợi:

Dòng điện phị tải cho phép (A) r 0 ở

Số sợi/ đường kính trên sợi(n/mm)

6.6 Tính toán thiết bị bảo vệ

CB là thiết bị bảo vệ hệ thống điện khỏi hư hỏng vì sự cố ngắn mạch Khi có sự cố ngắn mạch nó sẽ phát hiện và ngắt hệ thống điện mà nó bảo vệ

6.6.1 Chọn CB từ tủ phân phối đến máy biên áp:

Tên CB số cực Idm (A) Udm (V) In (KV)

6.6.2 Chọn CB từ tủ phân phối đến tủ động lực

Tên Tủ Tên CB Ilvmax Udmluoi số cực IdmCB UdmCB In I đây dẫn

6.6.3Chọn CB từ tủ động lực đến các thiết bị của nhóm

6.6.4 Chọn CB cho thiết bị chiếu sáng

Tên CB cực số Idm (A) Udm (V) In (KV)

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ động lực của phân xưởng

Tuyến dây đi từ tủ phân phối chính đến tủ động lực ta đi trên máng cáp nên:

Chọn cáp từ tủ động lực đến các động cơ

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối DL1 đến các động cơ trong nhóm 1

Tính Chọn Dây Dẫn Cho Mạng Chiếu Sáng

- Chọn dây bọc nhựa PVC loại dây đòng lõi mềm nhiều sợi:

Dòng điện phị tải cho phép (A) r 0 ở

Số sợi/ đường kính trên sợi(n/mm)

Tính toán thiết bị bảo vệ

CB là thiết bị bảo vệ hệ thống điện khỏi hư hỏng vì sự cố ngắn mạch Khi có sự cố ngắn mạch nó sẽ phát hiện và ngắt hệ thống điện mà nó bảo vệ

6.6.1 Chọn CB từ tủ phân phối đến máy biên áp:

Tên CB số cực Idm (A) Udm (V) In (KV)

6.6.2 Chọn CB từ tủ phân phối đến tủ động lực

6.6.3Chọn CB từ tủ động lực đến các thiết bị của nhóm

6.6.4 Chọn CB cho thiết bị chiếu sáng

Tên CB cực số Idm (A) Udm (V) In (KV)

KIỂM TRA SỤT ÁP THIẾT BỊ TIÊU THỤ ĐIỆN

Ý Nghĩa

Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn bao giờ cũng có điện áp rơi trên dây nên ở từng điểm khác nhau thì không giống nhau Tất cả các thiết bị đều được thiết kế để làm việc ở một mức điện áp nhất định Việc điện áp đặt trên thiết bị khác với điện áp định mức của thiết bị sẽ làm cho tình trạng làm việc của thiết bị điện xấu đi

Vì vậy điện áp là một chỉ tiêu rất quan trọng Trong thực tế, không thể giữ được điện áp cố định mà chỉ có thể đảm bảo được trị số điện áp thay đổi trong một phạm vi nhất định cho phép, thường là ± 5%

Việc kiểm tra sụt áp còn nhằm kiểm tra chất lượng của đường dây truyền tải

Công thức tính sụt áp là:

P: công suất tác dụng của thiết bị lên đường dây tương ứng (KW)

Q: công suất phản kháng của thiết bị lên đường dây tương ứng (KVar)

R: điện trở của đường dây ()

X: điện kháng của đường dây () l: chiều dài dây dẫn (m) r0: tra bảng theo tiết diện dây dẫn m: số cáp đi song song trong cùng một thiết bị

→ thì tiết diện dây dẫn đạt yêu cầu

→ thì tiết diện dây dẫn không đạt yêu cầu, phải chọn lại dây

Tính toán sụt áp

7.2.1 Sụt áp từ tủ máy biên áp đến phân phối :

Vậy chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến máy biến áp là phù hợp

7.2.2 Sụt áp từ tủ phân phối đến tủ động lực 1:

Vậy chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1 là phù hợp

7.2.8 Sụt áp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng:

Vậy chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng là phù hợp

Sụt áp từ TĐL đến thiết bị có mức sụt áp lớn nhất (thiết bị này là thiết bị có khoảng cách xa nhất từ thiết bị đó tới tủ động lực)

7.2.9 Từ TĐL1 đến máy Máy tiện ren kí hiệu 4B:

Vậy chọn dây dẫn từ tủ động lực 1 đến thiết bị 4B là phù hợp

7.2.10 Từ TĐL2 đến Máy mài vạn năng kí hiệu 4B:

Vậy chọn dây dẫn từ tủ động lực 2 đến thiết bị 4B là phù hợp

7.2.11 Từ TĐL3 đến Máy phay ngang kí hiệu 6:

Vậy chọn dây dẫn từ tủ động lực 3 đến thiết bị 6 là phù hợp

7.2.12 Từ TĐL4 đến Máy mài phẳng kí hiệu 10:

7.2.13 Từ TĐL5 đến Máy mài phá kí hiệu 22:

7.2.14 Từ TĐL6 đến Máy cắt mép kí hiệu 8:

Vậy chọn dây dẫn từ tủ động lực 6 đến thiết bị 8 là phù hợp.

Sụt áp trên toàn đường dây

(Tổng sụt áp từ MBA đến TPP, từ TPP đến TĐL, từ TĐL đến thiết bị xa nhất)

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Từ MBA đến TPP

Ta có thông số sau:

- Điện áp định mức: U đmMBA = 22/0.4(kV)

- Kích thước( dài- rộng- cao): 870- 1320- 1510 (mm )

➔ ZB = √𝑅 𝐵 2 + 𝑋 𝐵 2 = √15.79 2 + 40.61 2 = 43.57 (𝑚𝛺) Đường dây từ MBA đến TPPC có chiều dài L = 34.29 (m) = 0.03429(km); tiết diện:

S = 300 (𝑚𝑚 2 ), mã hiệu dây (CVV-4x) Điện trở dây dẫn từ MBA đến tủ phân phối: Rdd = 5.5 mΩ

Cảm kháng dây dẫn từ MBA đến tủ phân phối: Xdd = 25.5 mΩ

Tổng trở dây dẫn từ MBA đến tủ phân phối:

Vậy tổng trở từ MBA đến tủ phân phối là:

8.2 Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TPP đến TĐL1:

→ Điện trở dây dẫn từ TPP đến TĐL 1: Rdd = 28.5 (𝑚𝛺)

Cảm kháng dây dẫn từ TPP đến TĐL 1: Xdd = 22.5 (𝑚𝛺)

Vậy tổng trở từ TPP đến TĐL1 là:

Z1= Z+ Zdd1 = 66.73 + 36.29 = 103.023 (m)= 0.103 (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha:

Z2= Z+ Zdd2 = 66.73 + 26.27 = 93.003 (m) = 0.093 (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha:

→ Điện trở dây dẫn từ TPP đến TĐL 4: Rdd = 152.5(𝑚𝛺)

→ Điện trở dây dẫn từ TPP đến TĐL 5: Rdd = 148.97(𝑚𝛺)

Z5 = Z+ Zdd5 = 66.73 + 150.65 = 217.38 (m) = 0.21739 (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha:

Z6 = Z+ Zdd6 = 66.73 + 214.94 = 281.67 (m) = 0.28 (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha:

8.8 Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TPP đến TCS:

→ Điện trở dây dẫn từ TPP đến TCS : Rdd = 1.0036 (𝑚𝛺)

Cảm kháng dây dẫn từ TPP đến TCS : Xdd = 22.5 (𝑚𝛺)

Zcs = Z+ Zddcs = 66.73 + 1003.85 = 1070.58 (m) = 1.07 (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha:

8.9 Tính toán ngắn mạch cho dây dẫn từ TDL1 đến các TB:

Từ tủ động lực 1 đến Máy tiện ren kí hiệu 4B:

→ Điện trở dây dẫn từ TDL1 đến Máy tiện ren kí hiệu 4B: Rdd1-4B = 60.502 (𝑚𝛺) Cảm Kháng dây dẫn từ TDL1 đến Máy tiện ren kí hiệu 4B: Xdd1-4B = 22.5 (𝑚𝛺)

Vậy tổng trở từ TĐL1 đến Máy tiện ren kí hiệu 4B là:

𝑍 1−4𝐵 = Z+ Zdd1 + 𝑍 𝑑𝑑1−4𝐵 = 66.73+ 36.29 + 64.55 = 167.57 (m) = 0.167 (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha:

Từ tủ động lực 2 đến Máy tiện ren kí hiệu 4B:

→ Điện trở dây dẫn từ TDL2 đến Máy tiện ren kí hiệu 4B: Rdd2-4B = 61.336 (𝑚𝛺) Cảm Kháng dây dẫn từ TDL2 đến Máy tiện ren kí hiệu 4B: Xdd2-4B = 22.5 (𝑚𝛺)

𝑍 2−4𝐵 = Z+ Zdd2 + 𝑍 𝑑𝑑2−4𝐵 = 66.73+ 26.27+ 65.33 = 158.33 (m) = 0.158 (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha:

Từ tủ động lực 3 đến Máy phay ngang kí hiệu 6:

→ Điện trở dây dẫn từ TDL3 đến Máy phay ngang kí hiệu 6: Rdd3-6 = 236.22 (𝑚𝛺) Cảm Kháng dây dẫn từ TDL3 đến Máy phay ngang kí hiệu 6: Xdd3-6 = 22.5 (𝑚𝛺)

Vậy tổng trở từ TĐL3 đến Máy phay ngang kí hiệu 6 là:

𝑍 𝑑𝑑3−6 = Z+ Zdd3 + 𝑍 𝑑𝑑3−6 = 66.73+ 93.70 + 237.28 = 397.72 (m) = 0.397 (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha:

Từ tủ động lực 4 đến Máy mài phẳng kí hiệu 10:

→ Điện trở dây dẫn từ TDL4 đến Máy mài phẳng kí hiệu 10: Rdd4-10 = 275.97(𝑚𝛺) Cảm Kháng dây dẫn từ TDL4 đến Máy mài phẳng kí hiệu 10: Xdd4-10 = 22.5 (𝑚𝛺)

Vậy tổng trở từ TĐL4 đến Máy mài phẳng kí hiệu 10 là:

Từ tủ động lực 5 đến máy mài phá kí hiệu 22:

→ Điện trở dây dẫn từ TDL5 đến máy mài phá kí hiệu 22: Rdd5-22 = 282.63 (𝑚𝛺) Cảm Kháng dây dẫn từ TDL5 đến máy mài phá kí hiệu 22: Xdd5-22 = 22.5 (𝑚𝛺)

Từ tủ động lực 6 đến Máy cắt mép kí hiệu 8:

→ Điện trở dây dẫn từ TDL6 đến máy cắt mép kí hiệu 8: Rdd6-8 = 278.2 (𝑚𝛺)

Cảm Kháng dây dẫn từ TDL6 đến máy cắt mép kí hiệu 8: Xdd6-8 = 22.5 (𝑚𝛺)

TÍNH VÀ CHỌN TỤ BÙ

- Xác định dung lượng tụ bù:

- Công suất tính toán toàn phân xưởng trước khi có tụ bù:

- Công suất tác dụng tính toán nhà máy: 𝑃 𝑡𝑡𝑝𝑥 = 132.136 (𝑘𝑊)

Ta có : cosφ trước = 0.78 → tanφ trước = 0.80

- Ta sẽ nâng hệ số công suất bù từ 0.80 lên 0.95 cosφ sau = 0.95 → tanφ sau = 0.33

- Công suất bộ tụ cần đặt để nâng hệ số công suất bù từ cosφ 1 lên cosφ 2 =0.95 là:

- Công suất tính toán toàn phân xưởng khi có tụ bù:

➔ Từ Qb = 62.10 kVar ta chọn tụ bù ABB CLMD6344070 – 3 pha 440V, 70kVar

- Tụ bù kiểu CLMD63 loại khô

- Điện áp định mức : 440V - 60Hz

- Mức chịu quá áp : 1.1 Un

- Mức chịu quá dòng : 1.3 ln

- Biên nhiệt hoạt động : -25ºC ~ 55ºC

Tiêu đề	Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Điện Cho Một Phân Xưởng Cơ Kí
Tác giả	Nguyễn Thanh Tú
Người hướng dẫn	Th.S Hoàng Nguyên Phước
Trường học	Viện Kỹ Thuật Hutech
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện
Thể loại	Đồ Án
Năm xuất bản	2024
Thành phố	TP. HCM

Định dạng
Số trang	89
Dung lượng	1,77 MB