thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2

Phụ tải điện trong xưởng cơ khí chia ra làm 2 loại: - Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp trên thiết bị là 380/220V, công suất các thiết bị nằm

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống người dân ngày càng được nâng cao nhanh chóng, cùng với xu thế công nghiệp hóa hiện đại hóa ở nước ta cũng như các nước trên thế giới ngày càng cao Ngành công nghiệp cơ khí từ lâu là một trong những ngành then chốt của nền kinh tế quốc dân Với nhiệm vụ sửa chữa, sản xuất phụ tùng thay thế chế tạo các công cụ, máy móc cơ giới, …đáp ứng nhu cầu của sự phát triển kinh tế Vì thế, việc tính toán thiết kế cung cấp điện cho xưởng cơ khí là rất cần thiết, nhờ đó mà nguồn năng lượng được truyền tải từ nhà máy và trạm phân phối điện năng đến nơi tiêu tụ một cách an toàn và hiệu quả nhất

Trong xưởng cơ khi có nhiều thiết bị điện hiện đại khác nhau và đa dạng về công suất Vì vậy việc thiết kế cung cấp điện cho xưởng cơ khí phải đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao Ngoài ra phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai, về mặt kỹ thuật phải đúng tiêu chuẩn và tối ưu về mặt kinh tế

Xưởng sửa chữa cơ khí có tổng diện tích 2500m2, bao gồm 2 phân xưởng cơ khí: Phân xưởng 1 rộng 350m2, phân xưởng 2 rộng 350m2 Ngoài ra còn có 1 nhà kho với diện tích 272m2 phục vụ cho hoạt động lưu trữ của xưởng.

Phụ tải điện trong xưởng cơ khí chia ra làm 2 loại:

- Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp trên thiết bị là 380/220V, công suất các thiết bị nằm trong khoảng 0.4kW – 18kW và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz

- Phụ tải chiếu sáng là phụ tải 1 pha, công suất nhỏ và dùng dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz

- Sơ đồ mặt bằng xưởng: ( hình vẽ )

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2

Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2 Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2

98Monday, June 10, 20248:43:00 PM8:43:00 PM98Monday, June 10, 20248:43:00 PM8:43:00 PM98Monday, June 10, 20248:43:00 PM8:43:00 PM

98Monday, June 10, 20248:43:00 PM8:43:00 PM98Monday, June 10, 20248:43:00 PM8:43:00 PM98Monday, June 10, 20248:43:00 PM8:43:00 PM Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2

Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2 Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2 Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2

Với vai trò là đơn vị thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng có khi, chúng tôi cam kết mang đến giải pháp tối ưu nhất cho nhu cầu cấp điện ổn định, đảm bảo hoạt động sản xuất thông suốt của phân xưởng Hệ thống cung cấp điện được thiết kế dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt, đảm bảo an toàn, hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.

98Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Monday, June 10, 2024

Thông số các thiết bị có trong toàn phân xưởng:

Bảng Error! No text of specified style in document 1 Bảng thông số các thiết bị điện trong xưởng cơ khí

STT Tên thiết bị Số lượng Công suất (kW)

2 Máy phay CNC (đứng) lớn 3 15

3 Máy phay CNC (đứng) nhỏ 6 10

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng có khi cần đáp ứng tải và đặc tính yêu cầu theo đúng công suất thực tế sử dụng của phân xưởng Bên cạnh đó, cần phải chú ý đến các thông số kỹ thuật của phân xưởng như diện tích, vị trí, số lượng thiết bị sử dụng điện, thời gian hoạt động để lựa chọn nguồn điện cung cấp phù hợp Ngoài ra, việc tính toán công suất dự phòng và hệ số sử dụng điện cũng là yếu tố quan trọng cần quan tâm để đảm bảo nguồn điện luôn ổn định và đáp ứng kịp thời nhu cầu sản xuất của phân xưởng.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

Thiết kế chiếu sang

Ánh sáng là phần không thể thiếu trong quá trình sản xuất ở nhà máy xí nghiệp công nghiệp Trong bất kỳ một xí nghiệp nào ngoài chiếu sáng tự nhiên còn chiếu sáng nhân tạo Sở dĩ như vậy vì chiếu sáng điện có nhiều ưu điểm thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành rẻ và tạo được ánh sáng gần với ánh sáng tự nhiên nhất Để đảm bảo sản xuất, chất lượng sản phẩm được tốt, năng suất lao động cao, đảm bảo an toàn lao động cho công nhân

Trong xưởng cơ khí nếu ánh sáng không đủ công nhân sẽ làm việc trong trạng thái căng thẳng hại mắt, giảm năng suất lao động, tại nạn lao động,…Ngoài ra còn có nhiều công việc không thể tiến thành nếu thiếu ánh sáng hoặc ánh sáng không gần giống với ánh sáng tự nhiên

Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng là phải đáp ứng đủ nhu cầu độ rọi và hiệu quả chiếu sáng đối với thị giác, ngoài ra còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý các chao chụp đèn, sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo kinh tế vừa – kỹ thuật vừa đảm bảo mỹ quan

Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

❖ Không bị lóa mắt: Vì cường độ ánh sáng sẽ làm cho mắt có cảm giác lóa, thần kinh căng thẳng, thị giác thiếu chính xác

❖ Khoa lóa do phản xạ: Ở một số vật, các tia phản xạ khá mạnh và trực, do đó khi thiết kế phải chú ý điều này

❖ Không có bóng tối: Ở nơi sản xuất các phân xưởng không nên có bóng tối mà phải sáng đồng đều, có thể quan sát được toàn bộ phân xưởng Muốn khử các bóng tối cục bộ thường sử dụng bóng mờ và treo cao

❖ Phải có độ rọi đều: Để khi quan sát nơi này qua nơi khác mắt không phải điều tiết nhiều

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí yêu cầu tính toán kỹ lưỡng công suất phù hợp với các loại máy móc, thiết bị sử dụng Hệ thống điện bao gồm thiết bị đóng cắt, bảo vệ, điều khiển, thiết bị đo đếm và nguồn điện Việc thiết kế đảm bảo cung cấp điện ổn định, an toàn và tiết kiệm, đáp ứng nhu cầu sản xuất của phân xưởng.

❖ Phải tạo được sáng giống với ánh sáng ban ngày: Để thị giác được đánh giá chính xác

2.1.2 Một số phương pháp tính toán thiết kế chiếu sáng

1 Phương pháp hệ số sử dụng (Pháp)

Phương pháp này thường dùng để tính toán chiếu sáng cho các phân xưởng có diện tích lớn hơn 10m 2 , không thích hợp để tính chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng ngoài trời, khi đó quang thông tổng được xác định theo công thức sau: Φtổng = Etc.S.d

U Trong đó: Φtổng: Là quang thông tổng, lm

Etc: Độ rọi tiêu chuẩn trên bề mặt làm việc, lux

S: Diện tích bề mặt làm việc, m 2 d: Hệ số bù

U: Hệ số sử dụng (thông thường bộ đèn đã cho theo nhà chế tạo)

Từ công thức trên ta có thể xác định độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

Như vậy, theo yêu cầu công nghệ, xác định được độ rọi tối thiểu, căn cứ vào công suất thực tế trên ta tìm được trị số quang thông để xác định công suất của mỗi đèn, khi chọn công suất đèn tiêu chuẩn, người ta có thể cho phép quang thông chênh lệch từ (-10 đến +20%)

2 Phương pháp tính gần đúng

Phương pháp tính chiếu sáng theo công suất trên đơn vị diện tích phù hợp cho các phòng nhỏ (phòng làm việc) có chỉ số phòng nhỏ hơn 0,5, không yêu cầu tính toán chính xác Cách tính đơn giản:

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Tính toán thực tế chiếu sáng cho xưởng cơ khí

Xưởng cơ khí bao gồm 2 phân xưởng cơ khí có diện tích bằng nhau là 350 m 2 và 1 nhà kho có diện tích 150 m 2

2.2.1 Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng 1:

Chiều dài phân xưởng: a = 10 m Chiều rộng phân xưởng: b = 35 m Chiều cao phân xưởng: h = 6.8 m Diện tích phân xưởng: S= a.b = 350 m 2

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2

2 Chọn màu sắc và các hệ số phản xạ:

(Tra bảng phụ lục 2 hệ số phản xạ của trần tường sàn)

Trần màu vàng kem – hệ số phản xạ trần: ptr = 0,7 Tường màu vàng nhạt – hệ số phản xạ tường: ptg = 0,5 Nền xi măng – hệ số phản xạ nền: pn = 0,4, ta quy về 0,3 để dễ tính toán

Dựa theo tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia về chiếu sáng, đối với ngành công nghiệp cơ khí nói chung:

Vì yêu cầu độ rọi và khả năng hoàn màu không cao nên không cần chiếu sáng cục bộ, ngoài ra trần xưởng khá cao và phân bố các thiết bị điện tương đối đồng đều nên ta chọn hệ chiếu sáng chung

Tra biểu đồ đường cong Kruithof với độ rọi tiêu chuẩn Etc = 300 lux ta chọn:

6 Chọn bóng đèn: Đối với phân xưởng cơ khí không yêu cầu cao về chỉ số hoàn màu (60 Tan𝜑 = 0,6197, ku =1

Pttoc = Ks.Pđm.= Ks (n.U.Ioc Cosφ Ku ) = 0,2.(6.220.10.0,85.1)= 2,244 (kW)

Bảng 4.3 Bảng số liệu tính toán toàn phân xưởng

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2 là công trình quan trọng phục vụ nhu cầu về điện năng của phân xưởng Hệ thống cung cấp điện được thiết kế theo công nghệ tiên tiến, đáp ứng tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả, đảm bảo cung cấp nguồn điện ổn định, liên tục cho các hoạt động sản xuất của phân xưởng.

Stt Tên thiết bị Số lượng

Cosφ đm K u P đ 1 thiết bị (KW)

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

bảng hệ số đồng thời cho tủ phân phối (IEC)

Số mạch Hệ số Ks

2 và 3 ( Tủ được kiểm nghiệm toàn bộ) 0,9

Tủ được thí nghiệm từng phần trong mỗi trường hợp được chọn

Chọn ks = 0,8 ta có: ( Vì có 5 mạch đi chung ) Công suất tác dụng của toàn phân xưởng:

Ppx = Ks (Pdl1 + Pdl2+ Pdl3+ Pdl4+ Pcspx) =0,8.( 104.006+ 126.361+ 133.418+ 103,42 + 9.219) = 381.1392 (kW)

Công suất phản kháng của toàn phân xưởng :

Qpx = Tanφ Ppx = 0,6197 381.1392 = 236.2 (kVAr) Công suất biểu kiến của toàn phân xưởng:

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2 đáp ứng được các yêu cầu sản xuất, an toàn và tiết kiệm năng lượng Hệ thống cung cấp điện được thiết kế theo tiêu chuẩn, đảm bảo độ tin cậy và tính liên tục của cung cấp điện cho hoạt động sản xuất Việc tính toán tải, lựa chọn thiết bị và bố trí hệ thống được thực hiện theo quy trình chặt chẽ, tuân thủ các quy định về an toàn điện Hệ thống cung cấp điện được vận hành và bảo trì theo quy trình nghiêm ngặt, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hoạt động sản xuất.

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2 gồm các hạng mục sau: tiếp nhận điện từ nguồn 22kV, biến áp 110/22kV, máy phát điện dự phòng, tủ phân phối 22kV, tủ phân phối hạ thế Trong đó, máy phát điện dự phòng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phân xưởng trong các trường hợp mất điện lưới.

LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN, DÂY DẪN CHO XƯỞNG CƠ KHÍ

Chọn sơ đồ cung cấp điện cho xưởng cơ khí

Đối với mỗi xí nghiệp, việc lựa chọn sơ đồ phải dựa vào 3 yêu cầu : độ tin cậy, tính kinh tế và an toàn cấp điện a) Độ tin cậy cung cấp điện

Để đảm bảo cung cấp điện đáng tin cậy cho phụ tải, việc lựa chọn sơ đồ cấp điện và nguồn cấp điện phụ thuộc vào loại hộ tiêu thụ Sơ đồ cấp điện phải được thiết kế để đáp ứng nhu cầu về điện năng của phụ tải, đảm bảo độ ổn định và chất lượng điện năng cung cấp.

- Hộ loại I: phải có 2 nguồn cấp điện, sơ đồ phải đảm bảo cho hộ tiêu thụ không được mất điện, hoặc chỉ được gián đoạn trong 1 thời gian cắt đủ cho các thiết bị tự động đóng nguồn dự phòng

- Hộ loại II: được cấp bằng một hoặc hai nguồn điện Việc lựa chọn số nguồn cấp điện phải dựa trên sự thiệt hại kinh tế do ngừng cấp điện

Hệ thống cấp điện cần đảm bảo hộ loại III, chỉ cấp điện từ một nguồn duy nhất Bên cạnh đó, sơ đồ cấp điện phải an toàn tuyệt đối cho người vận hành trong mọi trạng thái, đồng thời đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật về tính đơn giản, thuận tiện trong vận hành, linh hoạt xử lý sự cố, có khả năng tự động hóa Cuối cùng, sơ đồ cấp điện cần có tính kinh tế hợp lý về vốn đầu tư và chi phí vận hành, đảm bảo tối ưu hóa các chỉ tiêu này.

5.1.2 Chọn điện áp định mức của dòng điện a) Chọn cấp điện áp cho lưới truyền tải cao, trung áp Để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ (nhà máy, xí nghiệp, cụm công nghiệp cũng như các khu vực dân cư) có phụ tải lớn, cách xa nguồn không thể cung cấp điện trực tiếp từ

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng có khi

98Thiet ke cung cap dien cho phan xuong co khi 2Monday, June 10, 2024 khi tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện thường sử dụng các công thức kinh nghiệm của các nước

Ta chọn công thức của Mỹ (công thức Still):

U = 4,34√𝑙 + 16𝑃; kV Trong công thức trên: P – công suất truyền tải; MW

Ta có công suất định mức của xưởng: Pđmpx = 372 kW = 0,372 MW Suy ra:

Vì điện áp U = 11.44 kV không có nằm trong các cấp điện áp tiêu chuẩn của lưới điện Việt Nam (Cấp trung áp: 6 – 10 – 22 – 35), vì vậy ta chọn cấp điện áp gần nhất với cấp điện áp tính toán và lớn hơn 1 cấp để phù hợp với việc phụ tải phát triển theo thời gian sau này Chọn cấp điện áp 22kV từ lưới điện trung áp b) Chọn cấp điện áp hạ áp Hầu hết các thiết bị trong xưởng đều có điện áp hiệu dụng 380/220 V bao gồm các thiết bị sử dụng động cơ điện ba pha 380V và các hệ thống chiếu sáng sử dụng điện áp pha 220V Để cung cấp điện cho các thiết bị này ta dùng máy biến áp, hạ áp từ 15kV xuống điện áp 0,4 kV – 0,23 kV

5.1.3 Sơ đồ cung cấp điện mạng hạ áp

Mạng điện hạ áp đối với xưởng cơ khí với mạng động lực và chiếu sáng là các thiết bị có cấp điện áp 380/220V a) Cơ sở lý thuyết

Sơ đồ nối dây của mạng động lực có các dạng cơ bản sau:

- Sơ đồ hình tia: cung cấp điện cho các phụ tải phân tán Từ thanh cái của trạm biến áp có các đường dây dẫn đến các tủ phân phối động lực Từ tủ phân phối động lực có các đường dây dẫn đến các phụ tải Loại sơ đồ này có độ tin cậy tương đối cao, nó thường được dùng trong các phân xưởng có các thiết bị phân tán trên diện tích rộng như phân xưởng gia công cơ khí, lắp ráp, …

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Tính toán lựa chọn dây dẫn

1 Yêu cầu chung của việc lựa chọn dây dẫn:

Tiết diện dây dẫn và lõi cáp là những yếu tố quan trọng cần được lựa chọn cẩn thận, đáp ứng yêu cầu an toàn, kỹ thuật và kinh tế của hệ thống mạng Trong đó, các yêu cầu kỹ thuật ảnh hưởng trực tiếp đến việc xác định tiết diện dây dẫn, bao gồm: đảm bảo khả năng truyền tải dòng điện ổn định, hạn chế tổn hao điện năng, đáp ứng yêu cầu về độ bền cơ học và tính ổn định của hệ thống Lựa chọn tiết diện dây dẫn phù hợp sẽ giúp tối ưu hệ thống, tiết kiệm chi phí đầu tư và đảm bảo hiệu suất hoạt động hiệu quả.

1 Phát nóng do dòng điện làm việc lâu dài (dài hạn)

2 Phát nóng do dòng ngắn mạch (ngắn hạn)

3 Tổn thất điện áp trong dây dẫn và cáp trong trạng thái làm việc bình thường và sự cố

4 Độ bền cơ học của dây dẫn và an toàn

Tuy nhiên dựa theo điều kiện kỹ thuật thuộc phạm vi an toàn do đó dây dẫn sau khi đã được lựa chọn theo các điều kiện khác vẫn cần phải chú ý đến điều kiện riêng của từng loại dây dẫn, vị trí và môi trường nơi sử dụng để có thể lựa chọn được đơn giản và chính xác hơn

2 Phương pháp thực tế xác định tiết diện nhỏ nhất cho phép của dây dẫn

Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn theo tiêu chuẩn IEC:

6 Xác định mã chữ cái:

Dạng của mạch (1 pha, 3pha) Dạng lắp đặt

7 Xác định hệ số K phản ánh các ảnh hưởng sau:

K3 - Nhiệt độ môi trường lắp đặt

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

8 Xác định dòng đầy tải của đối tượng chọn dây, tính toán dòng cho phép của dây dẫn

K1K2K3Iz ≥ Ib; Trong đó: Iz – dòng cho phép nhỏ nhất dây dẫn; Ib – dòng đầy tải của đối tượng tính toán

9 Lựa chọn dòng cho phép của dây mà thiết bị bảo vệ có khả năng bảo vệ theo điều kiện của cầu chì hoặc CB

10 Xác định tiết diện dây có khả năng tải

11 Kiểm tra các điều kiện khác nếu có

1 Tính toán lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối tổng tới tủ động lực và tủ chiếu sáng tổng

- Xác định mã chữ cái E, 1 cáp 3 pha 3 lõi đồng

- Phương thức lắp đặt: Đi trên máng cáp có đục lỗ

K1=1 ( Đối với mã chữ cái E)

K2=0,75 (Mạch có 5 cáp bố trí hàng đơn nằm ngang trong 1 rãnh ) sách IEC trang H1-25 với trường hợp dây đi trong máng

K3=1 (Nhiệt độ môi trường lắp đặt là 30 o C)

• Chọn dây dẫn từ tủ phân phối tổng tới tủ động lực 1

- Xác định mã chữ cái E, 1 cáp 3 pha 3 lõi đồng

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

K1=1 ( Đối với mã chữ cái E)

K2=0,72 (Mạch có 13 cáp bố trí hàng đơn nằm ngang trong 1 rãnh ) sách IEC trang H1-25 với trường hợp dây đi trong máng

Dòng cho phép nhỏ nhất của dây dẫn

LỰA CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ CB (APTOMAT)

Cơ sở lý thuyết của việc lựa chọn CB (Aptomat)

CB – là một dạng máy cắt hạ áp vừa có chức năng bảo vệ vừa có chức năng đóng cắt mạng điện

CB có hai cơ chế bảo vệ bao gồm tác động từ và tác động nhiệt Tác động từ, hay còn gọi là bảo vệ ngắn mạch cấu tạo bao gồm một cuộn từ có chức năng cắt mạng điện khi xảy ra ngắn mạch; tác động nhiệt, hay còn gọi là bảo vệ quá tải cấu tạo gồm một thanh lưỡng kim nhiệt có chức năng ngắt mạch khi xảy ra hiện tượng quá tải Đặc tính bảo vệ của CB cũng tương tự như đặc tính bảo vệ của cầu chì, nhưng do ưu điểm về khả năng làm việc chắc chắn, độ tin cậy cao và khả năng tự động hóa nên dù

CB có chi phí không hề rẻ nhưng vẫn là sự lựa chọn ưu tiên trong mạng điện hạ áp công nghiệp cũng như chiếu sáng sinh hoạt

Lựa chọn CB: Ta lựa chọn CB phải thõa mãn hai điều kiện sau

- Điều kiện làm việc lâu dài của thiết bị:

- Điều kiện xảy ra ngắn mạch:

UđmCB – điện áp làm việc định mức của CB

IđmCB – dòng làm việc định mức của CB

IcđmCB – dòng cắt của CB khi xảy ra sự cố

UđmLĐ – điện áp định mức của lưới điện

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2 là một hệ thống phức tạp đòi hỏi phải tính toán chính xác và lắp đặt cẩn thận Hệ thống này bao gồm một nguồn điện chính, nhiều phân nhánh mạch, bảng điện, thiết bị bảo vệ và hệ thống chiếu sáng Nguồn điện chính thường là máy biến áp cung cấp điện hạ thế cho phân xưởng Các phân nhánh mạch sẽ phân phối điện đến các phần khác nhau của phân xưởng, trong khi bảng điện cung cấp điểm tập trung để kiểm soát và bảo vệ hệ thống Thiết bị bảo vệ, chẳng hạn như cầu dao và cầu chì, được sử dụng để ngắt mạch điện trong trường hợp quá tải hoặc sự cố Cuối cùng, hệ thống chiếu sáng đảm bảo rằng phân xưởng được chiếu sáng đầy đủ để làm việc an toàn và hiệu quả.

Lựa chọn CB cho xưởng cơ khí

Trong chương này thực hiện lựa chọn CB theo điều kiện làm việc lâu dài của thiết bị, còn điều kiện xảy ra ngắn mạch ta sẽ thực hiện lựa chọn ở chương sau

6.2.1 Lựa chọn CB bảo vệ cho các thiết bị ở tủ động lực

Các thiết bị làm việc chủ yếu ở điện áp 380V nên ta chọn điện áp định mức của CB là 400V, hãng chế tạo là ABB

Ta có bảng lựa chọn CB cho các từng thiết bị theo theo dòng làm việc định mức của

CB như sau: như sau:

Bảng 6.2.1 Bảng lựa chọn CB cho từng thiết bị theo dòng làm việc định mức

STT Tên thiết bị Ký hiệu I tt = I đm (A) I đmCB (A)

5 Máy phay giường 1 CB - MFG1 29,44 32

9 Quạt hút bụi CB - FAN1 3,145 6

10 Máy phay CNC đứng lớn 1 CB - MFL1 31,54 32

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Bài viết tập trung vào chủ đề thiết kế hệ thống cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2 Mục đích chính của thiết kế này là đảm bảo cung cấp nguồn điện ổn định và an toàn cho các hoạt động sản xuất Hệ thống cấp điện phải được thiết kế dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật, đáp ứng nhu cầu công suất của phân xưởng và đảm bảo tính an toàn, tin cậy trong vận hành Thiết kế này bao gồm các thành phần chính như trạm biến áp, tủ điện phân phối, hệ thống cáp điện và hệ thống tiếp địa Việc thiết kế hệ thống cấp điện hiệu quả sẽ góp phần nâng cao năng suất sản xuất, đảm bảo an toàn lao động và tiết kiệm chi phí năng lượng.

13 Máy phay CNC đứng nhỏ 1 CB - MFN1 21,03 25

20 Máy EDM KTC 1 CB - EDM1 10,51 16

21 Lò tôi cao tầng CB - LTCT 37,85 40

32 Máy CNC KTC CB - CNCC 25,23 32

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cấp điện cho phân xưởng cơ khí phải đảm bảo cung cấp đủ công suất điện cho các thiết bị, đảm bảo độ tin cậy và ổn định của hệ thống điện, cũng như đảm bảo an toàn cho người và thiết bị Hệ thống cấp điện cho phân xưởng cơ khí thường bao gồm các thành phần chính như máy biến áp, tủ điện tổng, tủ phân phối, hệ thống chiếu sáng, hệ thống dây và cáp điện Việc thiết kế hệ thống cấp điện cho phân xưởng cơ khí cần tính toán kỹ nhu cầu tải điện, lựa chọn thiết bị phù hợp, bố trí hệ thống hợp lý và đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn điện.

34 Lò tôi bùn CB - LTB 37,85 40

35 Máy cắt dây 1 CB - MCD1 25,23 32

6.1.1 6.2.2 Lựa chọn CB bảo vệ cho các tủ động lực và chiếu sáng đặt tại tủ phân phối

Bảng 6.2.2 bảng số liệu lựa chọn CB cho các tủ phân phối phụ , tủ động lực và chiếu sáng

STT Tên thiết bị I tt = I đm (A) I đmCB (A)

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Lựa chọn CB bảo vệ cho các đèn chiếu sáng đặt tại tủ chiếu sáng

- Đối với đèn chiếu sáng phân xưởng Ta có

 Chọn CB có dòng làm việc: IđmCB = 6 (A)

- Đối với đèn chiếu sáng nhà kho Ta có

 Chọn CB có dòng làm việc: IđmCB = 6 (A)

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2 đảm bảo cung cấp đủ công suất điện cho các thiết bị sản xuất, chiếu sáng và các phụ tải khác trong phân xưởng một cách an toàn, tin cậy và hiệu quả Hệ thống cung cấp điện được tính toán và thiết kế dựa trên nhu cầu sử dụng điện thực tế, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn điện hiện hành Việc thiết kế hợp lý giúp đảm bảo tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí vận hành và nâng cao tuổi thọ của các thiết bị điện.

Doanh nghiệp cung cấp điện cho các nhà máy cơ khí cần chú trọng đến các yêu cầu khắt khe về công suất, độ tin cậy và tính linh hoạt của hệ thống điện Thiết kế hệ thống điện phải đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho các thiết bị sản xuất, hệ thống chiếu sáng, hệ thống thông gió và các phụ tải khác Đồng thời, hệ thống điện phải có độ tin cậy cao để tránh các sự cố mất điện gây gián đoạn sản xuất Đặc biệt, hệ thống điện cần có tính linh hoạt để có thể điều chỉnh công suất và bố trí theo nhu cầu thay đổi của nhà máy trong quá trình sản xuất.

Thiết kế cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2 là một dự án quan trọng nhằm cung cấp năng lượng ổn định và an toàn cho hoạt động sản xuất của phân xưởng Thiết kế đảm bảo đáp ứng nhu cầu công suất và chất lượng điện năng theo yêu cầu của máy móc và thiết bị Hệ thống cấp điện được thiết kế với độ tin cậy cao, khả năng chịu tải tốt và đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn, chống cháy nổ theo quy định.

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Tính toán ngắn ba pha tại điểm bất kì của lưới hạ thế

√3 𝑍 𝑇 ; Trong đó: U20 – điện áp dây phía thứ cấp khi không tải; ZT – tổng trở của mỗi pha đến điểm ngắn mạch

7.1.1 Phương pháp tính tổng trở Z T

Mỗi phần tử của lưới điện (mạng trung áp, biến áp, cáp, máy cắt, thanh cái, …) đều được đặc trưng bởi tổng trở của chúng

Z gồm 2 thành phần: R – trở kháng của phần tử; X – cảm kháng của phần tử

Dung kháng không đóng vai trò gì quan trọng gì trong tính toán ngắn mạch

Tổng trở Z cho các phân đoạn nối tiếp được tính:

ZT = √𝑅 𝑇 2 + 𝑋 𝑇 2 ; Với RT, Xx là tổng trở số học các trở kháng và cảm kháng của các phân đoạn đi vào tập hợp này

7.1.2 Xác định tổng trở của các phần tử trong tính toán ngắn mạch

1 Hệ thống điện phía sơ cấp của máy biến áp phân phối Công suất ngắn mạch ba pha của hệ thống sẽ được ngành điện cung cấp và từ đó có thể xác định được tổng trở tương đương

Công thức sau cho phép xác định tổng trở quy đổi về phía thứ cấp:

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Psc – công suất ngắn mạch ba pha của hệ thống phía sơ cấp; (kVA)

Zs – tổng trở của hệ thống phía sơ cấp máy biến áp; (mΩ)

U0 – điện áp dây thứ cấp khi không tải; (V)

2 Máy biến áp Tổng trở Ztr của máy biến áp nhìn từ phía thanh cái thứ cấp sẽ được cho:

U0 – điện áp dây thứ cấp khi không tải; (V)

Pn – công suất định mức máy biến áp (kVA)

Usc – điện áp ngắn mạch (%) Trở kháng của cuộn dây Rtr có thể tính theo tổn thất công suất:

Khi đó, cảm kháng của máy biến áp được tính : Xtr = √𝑍 𝑡𝑟 2 + 𝑅 𝑡𝑟 2 ;

3 CB Trong lưới hạ áp, tổng trở của các CB nằm phía trước vị trí sự cố cần phải được tính đến Cảm kháng có thể tiếp nhận giá trị 0,15 mΩ cho mỗi CB trong khi trở kháng được bỏ qua

4 Thanh góp Trở kháng của thanh góp được bỏ qua và tổng trở (cảm kháng) đạt giá trị 0,15 mΩ cho 1 mét chiều dài (f = 50Hz), (0,18 mΩ/m khi f = 60Hz) Khi khoảng cách giữa các thanh dẫn tăng gấp 2 thì cảm kháng sẽ giảm 10%

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng có khí bao gồm các thành phần chính là hệ thống phân phối điện, hệ thống chiếu sáng và hệ thống bảo vệ điện Hệ thống phân phối điện bao gồm các tủ điện tổng, tủ điện phân phối và hệ thống dây dẫn điện, đảm bảo cung cấp điện ổn định cho các thiết bị máy móc trong phân xưởng Hệ thống chiếu sáng bao gồm các đèn chiếu sáng công nghiệp, được bố trí hợp lý để đảm bảo độ sáng phù hợp và an toàn cho người lao động Hệ thống bảo vệ điện bao gồm các thiết bị như cầu dao tự động, cầu chì, hệ thống tiếp địa, nhằm bảo vệ hệ thống điện cũng như người sử dụng khỏi các sự cố điện như quá tải, ngắn mạch hay rò điện.

Tính toán ngắn mạch cho hệ thống mạng điện xưởng cơ khí

Để thuận tiện cho việc tính toán ngắn mạch, cần dự đoán công suất của tải để từ đó chọn được máy biến áp nội địa do hãng ABB sản xuất phù hợp với các thông số kỹ thuật.

- Công suất định mức: SMBA = 400 (kVA)

- Công suất ngắn mạch: ΔPN = 5750 (W)

- Điện áp ngắn mạch: ΔUN% = 4%

Dòng tính toán theo công suất máy biến áp:

- Chọn dây dẫn từ máy biến áp đến tủ phân phối tổng dựa theo dòng điện tính toán:

K1 = 1 (cáp được đi trên máng cáp mã chữ E)

K2 = 1 (Chỉ có một mạch đi trên máng cáp)

K3 = 1 (nhiệt độ môi trường tại nơi làm việc là 30oC)

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Theo bảng tiết diện nhỏ nhất cho phép của dây dẫn không chôn dưới đất, mã E, vật liệu dây là đồng và dạng cách điện là XPLE thì đối với dòng điện Iz = 621 A, tiết diện dây dẫn phải là 300 mm2 Với chiều dài dự kiến 35m, lựa chọn này đáp ứng được yêu cầu về tiết diện tối thiểu cho phép.

1 Với đoạn từ sau máy biến áp đến thanh cái tủ phân phối tổng

- Bỏ qua tổng trở phía sơ cấp của máy biến áp

- Tổng trở máy biến áp phía thứ cấp: ZMBA = 𝑈 0

- Trở kháng máy biến áp: RMBA = 𝑃 𝑐𝑢 10

- Cảm kháng máy biến áp: XMBA = √16 2 + 5,75 2 = 14,93 mΩ

- Điện trở dây dẫn: Rd = 𝜌𝐿

- Cảm kháng của dây dẫn: Xd = 35 0,08 = 2,8 mΩ

- Cảm kháng của CB: Xcb = 0,15 mΩ Điện trở từ thanh cái về máy biến áp: Σ RT = RMBA + Rd = 5,75 + 2,625 = 8,37 mΩ Cảm kháng từ thanh cái về máy biến áp: Σ XT = XMBA + Xcb + Xd = 14,93 + 2,8 + 0,15 = 17,88 mΩ Tổng trở ngắn mạch từ thanh cái tổng về máy biến áp:

ZT = √𝑅 𝑇 2 + 𝑋 𝑇 2 = √8,37 2 + 17,88 2 = 19,74 mΩ Ngắn mạch ba pha tại thanh cái tổng:

2 Với đoạn từ thanh cái tại các tủ động lực về máy biến áp

- Tủ động lực 1: Điện trở dây dẫn: Rd = 𝜌𝐿

25 = 9 mΩ Cảm kháng của dây dẫn: Xd = 0 (bỏ qua vì tiết diện nhỏ hơn 50 mm 2 )

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

KIỂM TRA PHỐI HỢP CB

Lựa chọn CB theo điều kiện làm việc sự cố

Dựa vào các tính toán ngắn mạch, lựa chọn CB theo điều kiện làm việc lâu dài kết hợp cùng catalogue MCB và MCCB của hãng ABB, ta tiến hành lựa chọn CB cho các thiết bị.

Bảng 8.1 bảng số liệu lựa chọn CB kết hợp điều kiện ngắn mạch

1 Máy phay CNC ngang 1 400 16 1.01 4.5 SH203L – C16

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2 là một công việc quan trọng nhằm đảm bảo sản xuất diễn ra liên tục, an toàn và hiệu quả Hệ thống điện bao gồm các thành phần chính như trạm biến áp, tủ điện tổng, tủ điện phân phối và các thiết bị cấp điện khác Trạm biến áp có chức năng hạ áp điện áp lưới xuống mức điện áp phù hợp cho hoạt động của các máy móc thiết bị Tủ điện tổng là trung tâm điều khiển và phân phối điện cho toàn bộ phân xưởng, có chức năng giám sát, bảo vệ và ngắt điện khi có sự cố xảy ra Tủ điện phân phối có chức năng phân phối điện đến từng khu vực sản xuất, cung cấp điện trực tiếp cho các máy móc thiết bị Ngoài ra, hệ thống điện còn bao gồm các thiết bị khác như hệ thống chiếu sáng, hệ thống thông gió và hệ thống cấp nguồn dự phòng để đảm bảo an toàn và hoạt động liên tục của phân xưởng.

11 Máy phay CNC đứng lớn 1 400

14 Máy phay CNC đứng nhỏ 1 400

23 Lò tôi cao tầng 400 40 7.22 7.5 1SDA079809R1

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Kiểm tra phối hợp CB

Sau khi tính toán và lựa chọn CB ta thấy rằng các CB nhánh dưới có dòng cắt định mức nhỏ hơn các CB nhánh trên nên thõa mãn yêu cầu phối hợp giữa các CB

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế hệ thống cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2 là một nhiệm vụ quan trọng nhằm đảm bảo nguồn điện ổn định và an toàn cho các thiết bị sản xuất, đáp ứng nhu cầu sản xuất của phân xưởng Hệ thống cấp điện cần được thiết kế dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật và các yêu cầu cụ thể của phân xưởng, đảm bảo tính tin cậy, hiệu quả và an toàn.

KIỂM TRA DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ

Tính toán sụt áp

Sau khi lựa chọn dây dẫn thì việc kiểm tra lại dây dẫn có đảm bảo điện áp hay không là điều hết sức quan trọng, vì các thiết bị được chế tạo để làm việc với một điện áp định mức, nếu điện áp đầu cực của thiết bị khác định mức sẽ gây những hậu quả như:

- Đối với đèn, khi điện áp giảm 5%, quang thông có thể giảm tới 18%, nếu giảm hơn nữa có thể đèn không làm việc

- Các tải điện trở thì khi điện áp giảm, công suất tải giảm

- Các động cơ điện có moment quay tỉ lệ bình phương với điện áp, khi điện áp giảm, moment quay giảm, tốc độ động cơ giảm và có thể ngừng hẳn

Vì vậy, để đảm bảo chất lượng điện áp là một trong những yêu cầu cơ bản khi vận hành hệ thống điện Chất lượng điện áp bao gồm nhiều chỉ tiêu, trong đó có chỉ tiêu đảm bảo giá trị điện áp

Xác định giá tổn thất điện áp trên đường dây lưới điện hạ áp ΔU = 𝑃𝑅+𝑄𝑋

𝑈 đ𝑚 ; suy ra tổn thất điện áp phần tram: ΔU% = ΔU

Trong đó: P – công suất của đối tượng cần tính toán; Q – công suất phản kháng; R - điện trở của đường dây; X – cảm kháng của đường dây

Tiêu chuẩn tổn hao điện áp ΔU%

- Đường dây điện áp 6 – 22kV: ±5%

- Hệ thống chiếu sáng: +3% và -2,5%

- Mạng công nghiệp chế độ làm việc bình thường: ±5%

- Mạng công nghiệp chế độ khởi động: ±8%

Tính toán sụt áp cho các thiết bị xưởng cơ khí

- Áp dụng biểu thức sau cho thiết bị là tải 3 pha cân bằng: ΔU = 𝑃𝑅+𝑄𝑋 ;

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí đảm bảo cung cấp nguồn điện ổn định, an toàn và hiệu quả cho các máy móc, thiết bị trong phân xưởng Hệ thống điện được thiết kế dựa trên nhu cầu thực tế của phân xưởng, tuân thủ các tiêu chuẩn về an toàn điện và hiệu suất hoạt động Việc cung cấp điện đầy đủ và ổn định là yếu tố quan trọng góp phần vào hiệu suất sản xuất, đảm bảo an toàn cho người lao động và thiết bị, đồng thời tiết kiệm năng lượng, tăng tuổi thọ thiết bị.

R = ΣR tổng trở đường dây đã tính toán ở chương 7

X = ΣX tổng cảm kháng đường dây đã tính ở chương 7

U = 380 (V) giá trị điện áp lưới

- Đối với quạt hút bụi là tải 1 pha, thực hiện tính toán sụt áp như sau: ΔU = 2 Ib (R.cosφ + X.sinφ) L Với: Ib = Iđm; L – chiều dài đoạn dây từ quạt đến MBA

Thực hiện tính toán dựa theo công thức trên ta có được bảng số liệu sau:

Bảng 9.2 Bảng số liệu tính toán ngắn mạch đến từng thiết bị

11 Máy phay CNC đứng lớn 1 93 18.63 17.65 10.94 4.8 0.01

12 Máy phay CNC đứng lớn 2 82 18.63 17.65 10.94 4.3 0.01

13 Máy phay CNC đứng lớn 3 70.6 18.63 17.65 10.94 3.8 0.01

14 Máy phay CNC đứng nhỏ 1 288 18.63 11.76 7.3 9.3 0.02

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2 là một nhiệm vụ quan trọng đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục và ổn định cho phân xưởng Để đáp ứng nhu cầu sản xuất của phân xưởng, hệ thống cung cấp điện cần được thiết kế với công suất phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cao và đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật về điện Việc lựa chọn các thiết bị điện, thiết bị bảo vệ và các phương thức vận hành phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống cung cấp điện hoạt động hiệu quả và an toàn.

18 Máy phay CNC đứng nhỏ 5 216 18.63 11.76 7.3 7 0.02

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Kiểm tra dây kết hợp với thiết bị bảo vệ (CB)

Thiết bị bảo vệ sử dụng cho mạng điện là CB nên ta cần kiểm tra điều kiện dòng cho phép của dây dẫn Iz với dòng định mức của CB In (hay IđmCB) Điều kiện kiểm tra dây với thiết bị bảo vệ: Iz ≥ In

Ta có bảng so sánh dòng cho phép của dây dẫn và dòng định mức của CB đã chọn:

1 Bảng so sánh đoạn từ thiết bị đến tủ động lực:

Bảng 9.3.1 Bảng kiểm tra dây kết hợp với CB đoạn từ thiết bị đến các tủ động lực

STT Thiết bị I z (A) tính toán

1 Máy phay CNC ngang 1 21,6 42 16 Thõa mãn

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

7 Máy phay giường 2 40,3 70 32 Thõa mãn

10 Quạt hút bụi 2,5 22 6 Thõa mãn

11 Máy phay CNC đứng lớn 1

14 Máy phay CNC đứng nhỏ 1

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Để đáp ứng nhu cầu cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2, chúng tôi đã nghiên cứu và xây dựng hệ thống cung cấp điện chuyên dụng Hệ thống này được thiết kế để đảm bảo cung cấp điện an toàn, ổn định và hiệu quả cho toàn bộ nhà xưởng Các thiết bị, dây dẫn và hệ thống điều khiển được lựa chọn tỉ mỉ để đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt, đảm bảo độ tin cậy và tuổi thọ cao cho hệ thống.

Thiết kệ cung cấp điện cho phân xưởng có khí thổi được thực hiện trên cơ sở đảm bảo các tiêu chuẩn về an toàn, tiết kiệm và bền vững Hệ thống cung cấp điện phải đáp ứng nhu cầu về công suất và chất lượng điện năng của phân xưởng Đặc biệt, hệ thống cần được thiết kế linh hoạt để có thể dễ dàng mở rộng hoặc nâng cấp khi cần thiết.

20 Quạt hút bụi 2,5 22 6 Thõa mãn

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Nâng cao hệ số công suất

Nhu cầu dùng điện ngày một cao do đó phải tận dụng hết các khả năng của các nhà máy điện Về mặt sử dụng phải hết sức tiết kiệm, sử dụng hợp lý thiết bị điện, giảm tổn thất điện năng đến mức nhỏ nhất, phấn đấu để 1 kWh điện năng ngày càng làm ra nhiều sản phẩm Toàn bộ hệ thống cung cấp điện có 10÷15% năng lượng điện bị tổn thất qua khâu truyền tải và phân phối, trong đó mạng xí nghiệp chiếm khoảng 60% lượng tổn thất đó Vì vậy việc sử dụng hợp lý và khai thác hiệu quả thiết bị điện có thể đem lại những lợi ích to lớn Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất:

- Giảm tổn thất công suất và điện năng trên tất cả các phần tử (đường dây và máy biến áp)

- Làm giảm tổn thất điện áp trong các phần tử của mạng

- Tăng khả năng truyền tải của các phần tử

Trong mạng xí nghiệp công suất phản kháng phân bổ như sau:

60 ÷ 65 % ở các động cơ không đồng bộ

10.1.2 Các phương pháp nâng cao hệ số công suất

Việc nâng cao hệ số công suất nhằm giảm công suất phản kháng trên đường truyền của mạng điện Để đạt được mục đích này, có hai phương pháp chính:

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2 - Thiết kế cung cấp điện an toàn, hiệu quả cho xưởng cơ khí - Thiết kế hệ thống phân phối điện hợp lý, tiết kiệm năng lượng - Đảm bảo cung cấp điện liên tục, ổn định cho hoạt động sản xuất.

Nâng cao hệ số cosφ tự nhiên là nhóm phương pháp sử dụng các biện pháp vận hành hợp lý các thiết bị dùng điện nhằm giảm lượng điện năng phản kháng (Q) hệ thống điện cần cung cấp Đây là giải pháp tiết kiệm năng lượng, giảm损 hao điện và nâng cao chất lượng điện năng.

- Nâng cao hệ số công suất bằng cách đặt thiết bị bù: (không yêu cầu giảm lượng Q đòi hỏi từ thiết bị dùng điện mà cung cấp công suất phản kháng Q tại các hộ dùng điện nhằm giảm lượng Q phải truyền tải trên đường dây) Phương pháp này chỉ thực hiện sau khi đã thực hiện biện pháp thứ nhất mà chưa đạt được kết quả thì mới thực hiện việc bù

10.1.3 Tính toán công suất phản kháng cần bù

Công thức tính toán gần đúng cho lượng công suất phản kháng cần bù:

Trong đó: Pttpx – công suất phụ tải tính toán của toàn phân xưởng; tanφ1, tanφ2 – được tính từ hệ số công suất trung bình phụ tải phân xưởng cosφ1 và hệ số công suất mong muốn sau khi nâng là cosφ2

10.1.4 Lựa chọn phương án cần bù công suất phản kháng

Có 3 hình thức bù công suất phản kháng thường được sử dụng: Bù nền, bù ứng động, bù nền kết hợp bù ứng động

10.1.5 Vị trí đặt tụ bù

Các vị trí lắp đặt tụ bù thường được áp dụng trong thực tế:

Bộ tụ được đấu vào thanh cái của tụ điện phân phối hạ áp chính (MSB) Ưu điểm: Giảm tiền phạt do tiêu thụ quá công suất phản kháng; giảm công suất biểu kiến yêu cầu, do đó giảm tiền chi trả theo công suất; giảm bớt tải cho máy biến áp và tăng khả năng phát triển thêm các phụ tải cần thiết

Nhược điểm: Dòng điện phản kháng tiếp tục đi vào tất cả các cáp đi ra từ tủ phân phối chính; không đảm bảo khả năng giảm kích cỡ dây và tổn hao

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Xác định dung lượng bù và tụ bù cho xưởng cơ khí

Công thức xác định dung lượng bù:

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí yêu cầu cẩn thận để đảm bảo nhu cầu điện liên tục và hiệu quả cho hoạt động sản xuất Hệ thống cung cấp điện phải được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu về tải điện của máy móc, hệ thống chiếu sáng và các thiết bị khác trong phân xưởng Việc sử dụng các biến áp, tủ điện và các thiết bị bảo vệ phù hợp là cần thiết để đảm bảo độ tin cậy và an toàn của hệ thống cung cấp điện Ngoài ra, nên xem xét đến các giải pháp tiết kiệm năng lượng để tối ưu hóa chi phí vận hành và giảm tác động môi trường.

Để đảm bảo nguồn điện cung cấp cho phân xưởng cơ khí 2 hoạt động ổn định và đáp ứng được nhu cầu sử dụng, cần thiết kế hệ thống điện một cách khoa học và hợp lý Hệ thống điện này bao gồm các thành phần chính như: máy biến áp, tủ phân phối tổng, tủ phân phối nhánh, đường dây cáp điện, hệ thống chiếu sáng và hệ thống tiếp địa.

Theo tiêu chuẩn về “Mua bán dung lượng công suất phản kháng” (năm 2014) thì hệ số công suất nhỏ hơn 0,9 đều phải trả thêm chi phí để mua dung lượng công suất phản kháng Vậy hệ số công suất mong muốn phải lớn ≥ 0.9

Chọn cosφ2 = 0,95 => tanφ2 = 0,329 Dung lượng bù phản kháng cần thiết là:

Qb = Pttpx (tanφ1 – tanφ2) = 381.1392 (0.62 – 0.329) = 110.9 kVAr

10.2.2 Lựa chọn phương án bù

Dựa theo những ưu điểm và nhược điểm ở trên ta chọn phương án bù tập trung nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư

Vị trí đặt tủ bù tại tủ phân phối tổng của xưởng cơ khí

Dựa vào tính toán dung lượng bù ta chọn tụ bù có thông số kỹ thuật sau:

- Tần số hoạt động f = 50Hz

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí gồm các yêu cầu về nguồn điện, khả năng chịu tải, hệ thống phân phối điện, hệ thống bảo vệ điện và hệ thống tự động hóa Nguồn điện phải đảm bảo cung cấp đủ công suất cho các thiết bị trong phân xưởng Hệ thống phân phối điện phải được thiết kế để phân phối điện đến các thiết bị một cách an toàn và hiệu quả Hệ thống bảo vệ điện phải được thiết kế để bảo vệ các thiết bị và hệ thống điện khỏi các sự cố điện Hệ thống tự động hóa phải được thiết kế để tự động điều khiển và giám sát hệ thống cung cấp điện, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của phân xưởng.

Chọn máy biến áp

Máy biến áp là một trong những thiết bị điện có vai trò quan trọng trong lưới điện, nó làm nhiệm vụ biến đổi điện áp và truyền tải công suất Để biến đổi điện áp và truyền tải công suất giữa hai cấp điện áp, người ta chế tạo máy biến áp hai cuộn dây, giữa ba cấp điện áp người ta chế tạo máy biến áp ba cuộn dây

Nếu phía cao và trung áp dùng chung một cuộn dây, nghĩa là có sự liên hệ trực tiếp về điện, thì gọi là máy biến áp tự ngẫu

Máy biến áp phân phối biến đổi điện áp trung áp xuống hạ áp nhằm cung cấp điện trực tiếp cho các hộ tiêu thụ Máy biến áp trung gian đặt ở các trạm trung gian của lưới điện làm nhiệm vụ liên hệ điện áp và trung chuyển công suất, không cung cấp điện trực tiếp cho hộ tiêu thụ

Lựa chọn máy biến áp:

Lựa chọn máy biến áp bao gồm lựa chọn số lượng, công suất, chủng loại và các tính năng khác của máy biến áp

Số lượng máy biến áp đặt trong một trạm phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải của trạm đó

- Với phụ tải loại 1 là phụ tải quan trọng, không được phép mất điện thì phải đặt ít nhất hai máy biến áp

- Phụ tải loại 2 như xí nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, khách sạn, siêu thi, … thì phải tiến hành so sánh giữa phương án cấp điện bằng một đường dây – một máy biến áp với phương án cấp điện bằng đường dây lộ kép và trạm hai máy Trong thực tế, với những hộ tiệu thụ điện loại 2 thường dùng phương án lộ đơn – một máy biến áp với máy phát dự phòng

- Với phụ tải loại 3 như phụ tải ánh sáng sinh hoạt, thôn xóm, khu chung cư,

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2 được thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng điện năng cho các thiết bị, máy móc vận hành trong phân xưởng Hệ thống điện cung cấp bao gồm hệ thống nguồn điện, hệ thống phân phối điện và hệ thống chiếu sáng, được thiết kế theo tiêu chuẩn an toàn, hiệu quả và đảm bảo cung cấp điện ổn định, liên tục cho hoạt động sản xuất của phân xưởng.

Sau khi đã xác định được số lượng máy biến áp đặt trong trạm, công suất một máy biến áp được xác định theo công thức sau:

Với trạm một máy: SđmB ≥ Stt

Với trạm hai máy: SđmB ≥ 𝑆 𝑡𝑡

SđmB – công suất định mức của máy biến áp nhà chế tạo quy định

Stt – công suất tính toán, là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải mà người thiết kế cần tính toán, xác định nhằm lựa chọn máy biến áp và các thiết bị điện khác

Hệ số quá tải là 1,4

Cần lưu ý rằng hệ số quá tải có trị số phụ thuộc thời gian quá tải Lấy hệ số quá tải 1,4 chỉ đúng trong trường hợp trạm đặt hai máy biến áp bị sự cố một, máy còn lại cho phép quá tải 1,4 lần công suất một máy trong thời gian 5 ngày 5 đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6 giờ và hệ số quá tải trước khi quá tải không quá 0,75 Nếu không thõa mãn các điều kiện trên thì phải tra đồ thị để xác định hệ số quá tải cho phép hoặc không cho phép máy biến áp quá tải

Các công thức trên chỉ đúng với máy biến áp sản xuất nội địa hoặc biến áp đã được nhiệt đới hóa Nếu dùng máy biến áp ngoại nhập phải đưa vào công thức hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường chế tạo và môi trường sử dụng máy:

100 ; Trong đó: t0 – nhiệt độ môi trường chế tạo, o C t1 – nhiệt độ môi trường sử dụng, o C

Ngoài số lượng và công suất, khi chọn máy biến áp cần quan tâm đến các thông số kỹ thuật khác như: biến áp dầu hay biến áp khô, làm mát tự nhiên hay nhân tạo, một pha

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT AN TOÀN

Nối đất an toàn

Có hai loại nối đất: Nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo a Nối đất tự nhiên: Là trang thiết bị sử dụng các ống dẫn nước chôn ngầm trong đất hay các ống bằng kim loại khác đặt trong đất (trừ các ống nhiên liệu lỏng, khí dễ cháy nổ), các kết cấu kim loại của công trình nhà cửa có nối đất, các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất b Nối đất nhân tạo: Được sử dụng để đảm bảo giá trị điện trở nối đất nằm trong giới hạn cho phép và ổn định trong thời gian dài Nối đất nhân tạo thường sử dụng cọc thép, thanh thép dẹp hình chữ nhật hay hình thép góc dài 2-3m đóng sâu xuống đất hoặc chôn cách mặt đất 0,5 - 0,8m

Tùy theo cách bố trí điện cực nối đất mà phân biệt nối đất tập trung hay nối đất mạch vòng

接地极集中分布：通常采用多根桩锤入地下，并用横杆或裸铜缆连接。桩之间的距离通常是桩长度的两倍，以消除屏蔽效应（桩对附近土地触地电流扩散能力下降的影响）。在施工场地受限的情况下，该距离不应小于桩的长度。集中接地通常选择在潮湿、电阻率低的远离工程的地方。

- Nối đất mạch vòng: các điện cực nối đất được đặt theo chu vi công trình cần bảo vệ (cách mép từ 1-1,5m) khi phạm vi công trình rộng Nối đất mạch vòng còn đặt ngay trong khu vực công trình Nối đất mạch vòng nên dùng ở các trang thiết bị có điện áp trên 1000V

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Xác định điện trở nối đất: Hệ thống nối đất đơn giản và hệ thống nối đất hỗn hợp a Hệ thống nối đất đơn giản được trình bày ở bảng sau Bao gồm phương pháp phân bố cọc, thanh dẫn, dây dẫn và công thức tính điện trở tương ứng

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Nối đất chống sét

Việt Nam là một nước nằm trong khu vực nhiệt đới ẩm, khí hậu Việt Nam rất thuận lợi cho việc phát sinh, phát triển của giông sét

Thiệt hại do sét rất lớn, đôi khi ảnh hưởng đến nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, thâm chí đến tính mạng con người Theo thống kê chưa đầy đủ, năm 2016 cả nước có gần 50 người tử vong do sét đánh và số người bị thương gấp nhiều lần Trung bình, một năm ở Việt Nam nhận khoảng 2 triệu tia sét

Với xưởng cơ khí có diện tích trung bình, là nơi tập trung nhiều con người và thiết bị điện thì việc đề ra các giải pháp phòng chống sét và lựa chọn các thiết bị chống sét phù hợp mang tính cấp thiết

11.2.2 Cơ sở lý thuyết trong thiết kế hệ thống nối đất chống sét

1 Phân loại công trình cần bảo vệ

Theo tiêu chuẩn chống sét cho công trình xây dựng 20TCN46-86, công trình cần bảo vệ được chia thành 3 cấp:

- Cấp I là các công trình trong đó có tỏa ra các chất khí hoặc hơi cháy, cũng như các bụi hay sợi cháy, dễ dàng chuyển sang trạng thái lơ lửng và khả năng kết hợp với không khí hay các chất oxy hóa khác tạo thành các hỗn hợp nổ, có thể xảy ra trong điều kiện làm việc bình thường Khi xảy ra nổ sẽ gây phá hoại lớn, nguy hiểm tính mạng con người

- Cấp II là các công trình, trong đó tỏa ra các chất khí hoặc hơi cháy, cũng như các bụi hay sợi cháy dễ dàng chuyển sang trạng thái lơ lửng và khả năng kết hợp với không khí hay các chất oxy hóa khác tạo thành các hỗn hợp nổ, có thể xảy ra trong điều kiện làm việc bình thường Khi xảy ra nổ chỉ gây ra hư hỏng nhỏ, không gây nguy hiểm tính mạng con người

982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM982410068:42:59 PM8:42:59 PM

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí 2, đảm bảo đáp ứng yêu cầu về công suất, tính ổn định, độ tin cậy và an toàn, đồng thời tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn hiện hành.

- Cấp III là các công trình còn lại Tuy nhiên một số công trình cấp III có tầm quan trọng về chính trị, kinh tế và gây nguy hiểm tính mạng con người được phép nâng lên công trình cấp II

2 Giải pháp chống sét toàn diện 6 điểm

1) Thu bắt sét tại các điểm định trước: Mục đích của điểm này là xây dựng một điểm chuẩn để sét đánh vào chính nó và như vậy là tạo ra khả năng kiểm soát đường dẫn sét đánh xuống đất Điểm chuẩn thường là điểm có độ cao lớn nhất trong khu vực cần bảo vệ và điểm chuẩn này phải phát ra tia tiên đạo đi lên đủ mạnh để tự duy trì và sớm hơn bất kì điểm nào khác trong khu vực cần bảo vệ Điểm chuẩn này thường là đầu kim cổ điển (kim Franklin) hay đầu kim hiện đại (kim phóng điện sớm – ESE)

2) Dẫn sét xuống đất an toàn: Tản nhanh xuống đất một cách an toàn, không gây hiệu ứng phóng điện thứ cấp trong quá trình tản sét cũng như không gây nhiễu điện từ cho các thiết bị trong vùng bảo vệ Tùy theo yêu cầu bảo vệ công trình mà dây dẫn sét có thể là cáp đồng trần có tiết diện không nhỏ hơn 50mm2 hay cáp thoát sét nhiều lớp có khả năng chống hiện tượng phóng điện thứ cấp và chống nhiễu

3) Tản nhanh năng lượng sét đánh vào đất: Bất kỳ một hệ thống chống sét đánh trực tiếp nào dù được trang bị đầu thu sét hiện đại, cáp thoát sét chống nhiễu cũng không phát huy tác dụng nếu hệ thống nối đất tồi Hệ thống nối đất tốt là hệ thống có tổng trở nối đất nhỏ Theo các tiêu chuẩn trong và ngoài nước, điện trở nối đất của hệ thống chống sét phải nhỏ hơn 10Ω

4) Đẳng thế các hệ thống nối đất: Một công trình có thể có nhiều hệ thống nối đất khác nhau: hệ thống nối đất công tác, hệ thống nối đất chống sét, hệ thống nối đất điện lực, … Các hệ thống này phải được nối đẳng thế với nhau nhằm tạo một mặt đẳng thế

Tiêu đề	Thiết kế cung cấp điện cho xưởng cơ khí
Tác giả	Nguyễn Trường Giang
Người hướng dẫn	THS. Phạm Quốc Nghiệp
Trường học	Đại Học Công Nghiệp TP.HCM
Chuyên ngành	Công nghệ điện
Thể loại	Khóa luận tốt nghiệp
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	97
Dung lượng	19,16 MB