thiết kế cung cấp điện cho xưởng cơ khí

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SVTH : LÊ BÁ HOÀNG 16055481 HOÀNG VĂN VIỆT 16015191 LỚP : DHDI12BTT GVHD : TH.S VĂN THỊ KIỀ

Trang 1

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

SVTH : LÊ BÁ HOÀNG 16055481 HOÀNG VĂN VIỆT 16015191 LỚP : DHDI12BTT

GVHD : TH.S VĂN THỊ KIỀU NHI

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020

hghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihhhghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihhhghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihhhghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihh

81Thursday, June 13, 20249:11:09 PM9:11:09 PM81Thursday, June 13, 20249:11:09 PM9:11:09 PM81Thursday, June 13, 20249:11:09 PM9:11:09 PM

hghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihhhghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihhhghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihhhghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihhhghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihhhghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihhhghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihhhghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihh

81hghieh euu eohg tae haeh toah ke toah thue tai eohg ty thhh mtv lam hghieu va dieh vu huohg xoh tihh ha tihhThursday, June 13, 2024

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 4

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH BẢNG viii

DANH SÁCH HÌNH VẼ x

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG 1

1.1 Khái quát chung: 1

1.2 Các bước thiết kế cung cấp điện phân xưởng cơ khí: 1

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TÍNH TOÀN CHIẾU SÁNG 2

2.1 Yêu cầu: 2

2.2 Nghiên cứu về đối tượng chiếu sáng: 2

2.2.1 Lựa chọn độ rọi yêu cầu: 2

2.2.2 Chọn hệ số chiếu sáng: 3

2.2.3 Chọn nguồn sáng: 4

2.2.4 Chọn bộ đèn: 5

2.2.5 Lựa chọn chiều cao treo đèn: 6

2.3 Xác định thông số kỹ thuật chiếu sáng: 6

CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT CUNG CẤP ĐIỆN 9

Trang 5

3.5.1 Ý nghĩa của việc nâng cao cos: 12

3.5.2 Các thiết bị bù công suất phản kháng: 12

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CUNG CẤP ĐIỆN 25

5.1 Tính toán phụ tải cho mạch động lực: 25

5.1.1 Tính toán phụ tải tủ động lực MB 1: 27

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN TÂM PHỤ TẢI 30

6.1 Tâm phụ tải các thiết bị và tủ MB: 30

6.2 Tâm phụ tải tủ DP: 35

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 6

Trang 7

Trang 8

Bảng 3 3: Các giá trị thông dụng Usc của máy biến áp phân phối 16

Bảng 3 4: Tổng trở của lưới phía sơ cấp quy đổi về phía thứ cấp của MBA 17

Bảng 3 5: Trở kháng, cảm kháng và tổng trở của MBA 400V có điện áp sơ cấp nhỏ hơn 20kV 18

Bảng 3 6: Bảng tóm tắt tính tổng trở các phần tử của hệ thống cung cấp điện 20

Bảng 5 1: Tủ MB1 Error! Bookmark not defined Bảng 5 2: Tủ MB2 25

Trang 9

Bảng 9 1: Bảng tính ngắn mạch cho từ lưới trung thế đến tủ MB CS 54

Bảng 9 2: Bảng tính ngắn mạch cho từ lưới trung thế đến tủ MB1 57

Bảng 9 3: Chọn ICu cho tủ phân phối 59

Trang 10

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 4 1: Sơ đồ mặt bằng 22 Hình 4 2: Mặt bằng 40x20 23 Hình 4 3:Sơ đồ bố trí đèn 24

Hình 6 1: Sơ đồ tâm phụ tải các nhóm và tâm phụ tải tổng.Error! Bookmark not

defined

Hình 11 1: MBA 400KVA cấp điện áp 22/0,4kV 66

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 11

CHƯƠNG 1:

KHÁI QUÁT CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG

1.1 Khái quát chung:

Phân xưởng cơ khí là tổng xưởng sản xuất chính của nhà máy cơ khí, đóng vai trò chủ yếu trong quá trình sản xuất

 Hầu hết các chi tiết của sản phẩm cơ khí phải gia công ở phân xưởng cơ khí

 Khối lượng lao động của phân xưởng cơ khí chiếm khoảng 40 ÷ 60% của nhà máy cơ khí

 Phân xưởng cơ khí chiếm số lượng máy nhiều nhất, máy phức tạp và đặt tiền, máy có nhiều cơ cấu, kiểu, loại khác nhau, vốn mua máy lớn

 Phân xưởng cơ khí được tổ chức theo kết cấu và công nghệ của sản phẩm cơ khí 1.2 Các bước thiết kế cung cấp điện phân xưởng cơ khí:

 Tính toán chiếu sáng

 Tính toán phụ tải điện

 Chọn dây dẫn, CB

 Tính sụt áp, kiểm tra dây dẫn

 Tính ngắn mạch để chọn dòng điện khả năng cắt của CB

 Tính toán bù công suất phản kháng

 Chọn máy biến áp

 Chọn máy phát điện dự phòng

 Dựa vào quyển 1: giáo trình kỹ thuật chiếu sáng – Dương Lan Hương

 Dựa vào quyển 2: Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 12

CHƯƠNG 2:

LÝ THUYẾT TÍNH TOÀN CHIẾU SÁNG

Dựa vào tài liệu tham khảo quyển 1 : “Giáo trình kỹ thuật chiếu sáng” Dương Lan Hương

2.1 Yêu cầu:

Hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

 Không bị lóa mắt

 Không bị lóa do phản xạ

 Không tạo ra những khoảng tối bởi những vật bị che khuất

 Phải có độ rọi đồng đều

 Phải tạo được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt

 Hệ thống chiếu sáng thẩm mỹ, vận hành dễ dàng, an toàn và có độ tin cậy cao

 Hệ thống chiếu sáng phải tiết kiệm điện, hiệu quả và kinh tế 2.2 Nghiên cứu về đối tượng chiếu sáng:

 Hình dạng, kích thước, các bề mặt, các hệ số phản xạ các bề mặt, màu sơn, đặc điểm và sự phân bố các đồ đạc, thiết bị…

 Mức độ bụi, ẩm, rung, ảnh hưởng của mội trường

 Các điều kiện về khả năng phân phối và giới hạn

 Đặc tính cung cấp điện (nguồn 3 pha, 1 pha)

 Loại công việc tiến hành

 Độ căng thẳng công việc

 Lứa tuổi người sử dụng

 Các khả năng và điều kiện bảo trì 2.2.1 Lựa chọn độ rọi yêu cầu:

 Độ rọi được chọn phải đảm bảo nhìn rõ mọi chi tiết mà mắt nhìn không bị mệt mỏi Theo tiêu chuẩn “Chiếu sáng nhân tạo trong công trình dân dụng”, Việt Nam , TCXD 16: 1989 các giá trị độ rọi tiêu chuẩn chọn theo thang độ rọi:

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 13

 Trong hệ sáng chung đều: Khoảng cách giữa các đèn trong một dây và giữa các dãy được đặt cách đều nhau, đảm bảo các điều kiện chiếu sáng mọi nơi như nhau

 Trong hệ chiếu sáng khu vực: Khi cần phải thêm những phần chiếu sáng, mà những phần này chiếm diện tích khá lớn, tại chỗ làm việc không thể sử dụng các đèn chiếu sáng tại chỗ Các đèn được chọn đặt theo sự lựa chọn hướng phân bố có lợi của quang thông và khắc phục các bóng bối trên bề mặt được chiếu do các đồ vật đặt gần nhau

 Hệ chiếu sáng hỗn hợp gồm các đèn chiếu sáng chung và các đèn đặt trực tiếp tại chỗ làm việc khi cần nâng cao độ rọi

Các yếu tố sau sẽ ảnh hưởng tới sự lực chọn hệ chiếu sáng:

 Yêu cầu của đối tượng chiếu sáng

 Đặc điểm, cấu trúc căn nhà và sự phân bố của thiết bị

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 14

 Khả năng, kinh tế, điều kiện bảo trì 2.2.3 Chọn nguồn sáng:

Chọn nguồn sáng phụ thuộc:

 Nhiệt độ màu của nguồn sáng theo biểu đồ Kruithof

 Các tính năng của nguồn sáng: Đặc tính điện( điện áp, công suất) Kích thước, hình dạng bóng đèn, đặc tính ánh sáng, màu sắc, tuổi thọ đèn

 Chọn nhiệt đồ màu Tm : Biều đồ Kruithof cho phép lựa chọn bóng đèn theo độ rọi yêu cầu

 Chỉ số màu Ra : Chiếu các nguồn sáng khác nhau lên cùng một vật ta sẽ thấy vật có các màu khác nhau Sự biến đổi này do sự phản xạ phổ khác nhau được đánh giá từ các độ sai lệch màu và gán cho nguồn sáng một chỉ số màu Ra hay CRI Hay nói một cách khác , Ra thể hiện sự phản ánh màu sáng trung thực của một nguồn sáng ( Ra càng cao thì càng tốt) Với các đèn có:

2 60 ≤ Ra < 80 Chỉ số màu trung bình, sửu dụng những nơi thể hiện màu vừa phải

3 40 ≤ Ra < 60 Chỉ số màu thấp, sử dụng những nơi không cần yêu cầu về sự diễn sắc

4 20 ≤ Ra < 40 Chỉ số màu rất thấp, các màu sắc của vật được chiếu sáng hoàn toàn bị biến đổi

(Chương 2/trang 46/quyển 1)

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 15

2.2.4 Chọn độ rọi và hệ số phản xạ:

Bảng 2 3: Bảng độ rọi

Các mức độ rọi (lux) Loại khu vực, công việc hoặc hoạt động

20 30 50 Khu vực đi lại và khu vực làm việc ngoài nhà

50 100 150 Vùng đi lại, định hướng đơn giản hoặc quan sát chung

100 150 200 Phòng không sử dụng để làm việc thường xuyên 200 300 500 Công việc đòi hỏi thị giác đơn giản

300 500 750 Công việc đòi hỏi thị giác trung bình 500 750 1000 Công việc đòi hỏi thị giác cao 750 1000 1500 Công việc đòi hỏi thị giác phức tạp 1000 1500 2000 Công việc đòi hỏi thị giác đặc biệt

Trên 2000 Thực hiện công việc thị giác rất chính xác

0,4  0,5 0,3  0,5

Nâu, đất đỏ, cam, xám 0,25  0,35 Đá granit Gạch đỏ

0,1  0,3 0,1  0,2 Xám đậm, đỏ đậm,

2.2.4 Chọn bộ đèn:

Việc chọn bộ đèn dựa trên:

 Tính chất môi trường xung quanh

 Các yêu cầu về sự phân bố ánh sáng, sự giảm chói

 Các cấp bộ đèn đã được phân chia theo tiêu chuẩn IEC

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 16

2.2.5 Lựa chọn chiều cao treo đèn:

Tùy theo đặc điểm ta có thể phân bố các đèn sát trần (h’= 0) hoặc cách trần một khoảng h’ Chiều cao bề mặt làm việc trên độ cao (h1) so với sàn hoặc ngang sàn tùy theo công việc Khi đó độ cao treo đèn so với bề mặt làm việc được tính:

Công thức: htt = h - h’- h1Trong đó:

h - chiều cao từ sàn tới trần

h’- chiều cao đèn tới trần (h’= 0 nếu treo sát trần) h1 - chiều cao làm việc so với sàn

htt - chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc 2.3 Xác định thông số kỹ thuật chiếu sáng:

 Chỉ số địa điểm: Đặc trưng cho kích thước hình học của địa điểm:

Với a, b là chiều dài và chiều rộng của căn phòng, htt là chiều cao tính toán

 Hệ số bù: Có thê chọn hệ số bù theo bảng tra tùy thuộc vào loại bóng đèn hoặc tính theo công thức: d= 1

Với 𝛿1 - hệ số suy giảm quang thông

𝛿2 - hệ số suy giảm do các bề mặt phản xạ bị bẩn

 Hệ số suy giảm do các bề mặt phản xạ bị bẩn: Địa điểm sạch (văn phòng, lớp học,…) 𝛿2=0,9 Địa điểm công nghiệp (cơ khí, kho,…) 𝛿2=0,8

Không khí ô nhiễm (xưởng cưa, nơi có khói bụi) 𝛿2=0,7

 Tỉ số treo: j= ℎ′

Trang 17

Trong trường hợp loại bộ đèn không có các bảng tra hệ số sử dụng, thì ta xác định cấp bộ đèn đó rồi tra giá trị có ích trong bảng tra Từ đó ta xác định được hệ số sử dụng U:

U= 𝑢𝑑𝑑+ 𝑢𝑖𝑖

Với d, i – Hiệu suất trực tiếp và gián tiếp của bộ đèn

ud, ui – Hệ số hữu ích ứng với nhóm trực tiếp và gián tiếp

Trang 18

 Phân bố các bộ đèn:

 Vẽ hình phân bố các bộ đèn:

 Xác định phụ tải chiếu sáng:

Chọn loại đèn ballast:…., cos = …., Pballast= ……, Pbộ đèn = ……

 Công suất tác dụng tính toán: Pttcs = Nbộ đèn Pbộ đèn = ………

Trang 19

CHƯƠNG 3:

Thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC: 3.1 Mục đích thiết kế:

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó, nhiệm vụ đầu tiên của chúng ta là xác định phụ tải điện của công trình ấy Tùy theo quy mô của công trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế, hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển của công trình, trong tương lai 5 năm, 10 năm hoặc lâu hơn nữa Như vậy xác định phụ tải điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải công trình ngay sau khi công trình đi vào vận hành, phụ tải đó thường được gọi là phụ tải tính toán Người thiết kế cần biết phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện như : Máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ vv… để tính tổn thất công suất, điện áp để chon các thiết bị bù v.v… Như vậy phụ tải tính toán là số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện

Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như :Công suất, sô lượng máy,chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất … Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng , vì nếu xác định phụ tải tính toán mà nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến cháy, nổ rất nguy hiểm, còn nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu do đó gây lãng phí

Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện nhưng do tính phức tạp của phụ tải nên chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác Sau đây sẽ trình bày một số phương pháp tính phụ tải thường dung nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện

3.2 Giới thiệu phương pháp tính toán phụ tải:

Xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu theo các bước:

 Bước 1: Xác định số thiết bị trong một nhóm

 Bước 2: Tính toán công suất tác dụng, phản kháng, biểu kiến và dòng tải từng thiết bị các nhóm (các tủ MB):

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 20

Công thức: Pthiết bị = 𝑃𝑐ơ

Sthiết bị = P𝑡ℎ𝑖ế𝑡 𝑏ị

𝑐𝑜𝑠𝑡ℎ𝑖ế𝑡 𝑏ị

Qthiết bị = √𝑆𝑡ℎ𝑖ế𝑡 𝑏ị2−𝑃𝑡ℎ𝑖ế𝑡 𝑏ị2Ithiết bị = 𝑆𝑡ℎ𝑖ế𝑡 𝑏ị

Trong đó:

Pcơ - công suất cơ của thiết bị (W)

 - hiệu suất thiết bị

costt : hệ số công suất thiết bị Udây : điện áp dây (V)

 Bước 3: Tính toán công suất tác dụng, phản kháng, biểu kiến và dòng tải nhóm thiết bị theo công thức

Snhóm = ks.∑𝑖=1𝑆𝑖 𝑡ℎ𝑖ế𝑡 𝑏ị𝐾𝑢𝑛𝑖 Cos 𝑛ℎó𝑚 = ∑𝑖=1𝑃𝑖 𝑡ℎ𝑖ế𝑡 𝑏ị𝑐𝑜𝑠𝑖 𝑡ℎ𝑖ế𝑡 𝑏ị

∑𝑖=1𝑃𝑖 𝑡ℎ𝑖ế𝑡 𝑏ị

Pnhóm = Snhóm.cosnhómQnhóm = √𝑆𝑛ℎó𝑚2−𝑃𝑛ℎó𝑚2 Inhóm = 𝑆𝑛ℎó𝑚

√3 𝑈𝑑â𝑦 Trong đó:

ks - hệ số đồng thời ku - hệ số sử dụng ni - số lượng thiết bị

Si thiết bị - công suất biểu kiến của thiết bị (kVA) Pithiết bị - công suất tác dụng của thiết bị (kW) cosithiết bị - hệ số công suất của thiết bị

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 21

Tương tự như vậy ta tính toán công suất cho các nhóm thiết bị khác và từ đó tính tương tự công suất cho tổng phân xưởng

3.3 Xác định tâm phụ tải:

3.3.1 Ý nghĩa việc xác định tâm phụ tải:

Việc xác định tâm phụ tải điện của các thiết bị và từng tủ thiết bị giúp chúng ta lựa chọn hợp lý việc bố trí của tủ động lực cấp điện cho thiết bị, nhằm giảm chiều dài dây dẫn từ tủ điện tới thiết bị nhằm giảm chi phí đầu tư và giảm tổn thất điện năng Ngoài ra trọng tâm phụ tải nhà máy còn giúp cho nhà máy việc qui hoạch và phát triển sản xuất trong tương lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điện hợp lý tránh lãng phí và đạt được các chi tiêu kinh tế kỹ thuật mong muốn Tuy nhiên vị trí đặt tủ còn phụ thuộc vào yếu tố mỹ quan

∑ 𝑃𝑛1 𝑖 Y0 = ∑ 𝑃𝑖𝑦𝑖

𝑛1∑ 𝑃𝑛1 𝑖

Trong đó:

X0, Y0 – tọa độ tâm phụ tải điện toàn phân xưởng xi, yi – tọa độ của phụ tải thứ i theo hệ trục tọa độ Oxy Pi – Công suất của phụ tải thứ i

3.4 Chọn dây dẫn, CB: 3.4.1 Chọn dây dẫn:

Tiết diện của dây dẫn được xác định dựa vào dòng điện định mức của tải IB chia cho các hệ số hiệu chỉnh k1, k2, k3, k4

Công thức: I’B= 𝐼𝐵

Trong đó:

I’B - dòng điện tải hiệu chỉnh

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 22

k1 - hệ số của nhiệt độ môi trường khi cáp lắp trong không khí k2 - hệ số của nhiệt độ môi trường khi cáp lắp trong đất

k3 - hệ số nhiệt trở suất của đất

k4 - hệ số nhóm (MB) các dây dẫn hoặc cáp 3.4.2 Chọn CB:

 Tiêu chuẩn lựa chọn CB là:Dòng CB lớn hơn dòng làm việc và nhỏ hơn dòng dây dẫn

Xét điều kiện: IB In Iz Trong đó:

IB – dòng định mức của tải In – dòng định mức CB Iz – dòng kiểm tra dây 3.5 Bù công suất phản kháng:

3.5.1 Ý nghĩa của việc nâng cao cos:

Nâng cao hệ số cos là một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng:

Phần lớn các máy móc và thiết bị điện xoay chiều có phần tử biến đổi điện từ hoặc phụ thuộc vào cuộn dây liên kết từ hóa đều cần ít hoặc nhiều dòng điện phản kháng để tạo từ thông

Các thiết bị thường gặp nhất là các máy biến áp và các cuộn kháng, các động cơ điện và đèn phóng điện

 Động cơ không đồng bộ tiêu thụ khoảng 60 - 65%

 Máy biến áp 5 – 10%

 Giảm kích cỡ dây dẫn

3.5.2 Các thiết bị bù công suất phản kháng:

Tụ cố định (không hiệu chỉnh): công suất bù có thể không đổi trong một số điều kiện Ví dụ: CB, công tắc tơ,…

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 23

Bộ bù điều khiển tự động: Bù hiệu quả hơn khi dùng một dãy tụ tự điều chỉnh nấc Ví dụ: Tại thanh góp của tủ phân phối chính, tại đầu nối của các cáp trục chịu tải lớn

3.5.3 Các cấp bù công suất phản kháng:

 Bù cấp nền:

Là lượng dư tự bù được đóng thường trục trong hệ thống điện Dung lượng tụ bù nền thường phải đảm bảo không gây ra hiện tượng bù dư Thường dùng cho một nhóm

 Bù tập chung: Ưu điểm:

Giảm tiền phạt do tiêu thụ quá mức 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 do đó nó có khả năng phát triển thêm các phụ tải khi cần thiết

 Bù theo nhóm (Khu vực): Ưu điểm:

Giảm tiền phạt do tiêu thụ quá mức 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 do đó có khả năng phát triển thêm các phụ tải khi cần thiết

Khả năng giảm kích cỡ dây cáp cung cấp cho các tủ phân phối khu vực hoặc nếu không giảm kích cỡ dây thì có thể chất thêm tải trên nó

Giảm tổn hao trong cáp

 Bù riêng: Ưu điểm:

Giảm tiền phạt do tiêu thụ quá mức công suất phản kháng Giảm công suất biểu kiến yêu cầu

Giảm kích cỡ của dây cáp cũng như tổn hao trong dây 3.5.4 Cách tính toán bù công suất phản kháng:

Công thức:

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 24

Qc = P(tan - tan’) Trong đó:

Hệ số công suất trước khi bù: cos => tan Hệ số công suất cần bù: cos’=> tan’ 3.6 Xác định độ sụt áp:

Các phương pháp xác định độ sụt áp sẽ được trình bày nhằm kiểm tra:

 Độ sụt áp phù hợp với tiêu chuẩn đặc biệt và các luật hiện hành

 Độ sụt áp là chấp nhận đối với tải

 Thỏa các yêu cầu về vận hành 3.6.1 Độ sụt áp lớn nhất:

Bảng 3 1: Độ sụt áp lớn nhất cho phép từ điểm nối vào lưới đến điểm sử dụng điện

Các cách lắp đặt Chiếu sáng Các loại tải khác (sưởi,…)

 Sụt áp 8% sẽ gây tổn thất công suất đáng kể nhất là cho các tải làm việc liên tục, do vậy sẽ gây nên sự lãng phí năng lượng

3.6.2 Tính toán sụt áp ở điều kiện làm việc ổn định của tải: Công thức sử dụng:

U= √3𝐼𝐵(𝑅𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝑋𝑠𝑖𝑛𝜑)𝐿

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 25

Trong đó

IB – dòng làm việc lớn nhất (A) L – chiều dài dây dẫn (km) R – điện trở của dây dẫn(/km)

 Đối với dây đồng : R= 22,5  𝑚𝑚2/𝑘𝑚

∆𝑈 = 2𝐼𝐵(𝑅𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝑋𝑠𝑖𝑛𝜑)𝐿 100∆𝑈𝑉𝑛

3 pha cân bằng: 3 pha

(có hoặc không có trung tính) ∆𝑈 = √3𝐼𝐵(𝑅𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝑋𝑠𝑖𝑛𝜑)𝐿 100∆𝑈𝑈𝑛

(Bảng G27 – trang G21, quyển 2)

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 26

3.7 Tính toán ngắn mạch: 3.7.1 Mục đích:

Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng và thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện Các số liệu về tình trạng ngắn mạch là căn cứ quan trọng để lựa chọn thiết bị bảo vệ cho thiết bị điện điện làm việc trong hệ thống được an toàn Vì vậy tính toán ngắn mạch là một phần không thể thiếu trong thiết kế cung cấp điện

Các dạng ngắn mạch thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện là ngắn mạch hai pha, ba pha, một pha chạm đất Trong đó ngắn mạch bap ha là nghiêm trọng nhất Vì vậy căn cứ vào ngắn mạch bap ha để lựa chọn các khí cụ điện có khả năng chịu dòng điện ngắn mạch ICu > ISC

3.7.2 Tính toán dòng ngắn ngắn mạch tại thanh cái hạ áp của MBA trung hạ áp:

 Trường hợp một máy biến áp:

Để cho việc tính toán đơn giản, chúng ta bỏ qua tổng trở của hệ thống lưới trung thế:

Isc – dòng ngắng mạch (A)

Usc – điện áp ngắn mạch của máy biến áp (%)

Bảng 3 3: Các giá trị thông dụng Usc của máy biến áp phân phối

Công suất định mức máy biến áp (kVA)

Trang 27

 Trường hợp nhiều máy biến áp mắc song song:

Gía trị của dòng ngắn mạch trên đầu lộ ra nằm phía dưới thanh cái có thể được coi như tổng của các dòng ngắn mạch từ mỗi máy biến áp riêng biệt

Tuy nhiên, việc tính toán dòng ngắn mạch chính xác là cơ sở cho việc thiết kế lắp đặt điện Việc lựa chọn máy cắt cùng với các thiết bị bảo vệ để ngăn ngừa khi có sự cố ngắn mạch

3.7.3 Tính dòng ngắn mạch 3 pha (ISC) tại điểm bất kỳ của lưới hạ thế: Dòng ngắn mạch 3 pha tại thời điểm bất kỳ được tính bởi: Isc = 𝑈20

√3𝑍𝑇 Trong đó:

U20 – điện áp day phía thứ cấp khi không tải của máy biến áp (V) ZT - tổng trở mỗi pha tới điểm ngắn mạch ()

Nếu có nhiều mạch song song gần với nhau, giá trị X3 sẽ lơn hơn đáng kể

 Xác định tổng trở của mỗi phần tử:

 Hệ thống phía sơ cấp của máy biến áp trung/hạ:

Bảng 3 4: Tổng trở của lưới phía sơ cấp quy đổi về phía thứ cấp của MBA

Trang 28

Công thức: Zs = 𝑈0

Pcu =3In x Rtr so that Rtr = 𝑃𝑐𝑢 × 103

3𝐼𝑛2 (m) Trong đó:

Pcu – tổn thất đồng (W) In – dòng định mức(A)

Rtr – điện trở trên mỗi pha của máy biến áp (m) Xtr = √𝑍𝑡𝑟2− 𝑅𝑡𝑟2

Cho các tính toán gần đúng Rtr có thể bỏ qua vì X≈Z trong các máy biến áp phân phối chuẩn

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 29

Bảng 3 5: Trở kháng, cảm kháng và tổng trở của MBA 400V có điện áp sơ cấp nhỏ hơn 20kV

Công suất định mức MBA (kVA)

Máy biến áp dầu Máy biến áp khô Usc

(%) Rtr

(m) Xtr

(m) Ztr

(m) Usc

(%) Rtr

(m) Xtr

Rc = 𝜌𝐿

𝑆 Trong đó:

 - điện trở suất của vật liệu dây : 22,5m.mm2/m đối với đồng 36,5m.mm2/m đối với nhôm L – chiều dài dây dẫn (m)

S – tiết diện ngang của dây dẫn (mm2)  Động cơ:

Tại thời điểm ngắn mạch, động cơ đang vận hành sẽ giống như một máy phát (trong khoảng thời gian ngắn) và cung cấp dòng về chỗ ngắn mạch Nói chung sự tham gia tạo dòng ngắn mạch của động cơ có thể được bỏ qua Tuy nhiên khi công suất của động cơ đang hoạt động lớn hơn 25% công suất tổng của

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 30

máy biến áp thì ảnh hưởng của động cơ phải được tính đến Sự ảnh hưởng của chúng được tính qua công thức

Iscm =3,5 In cho mỗi động cơ, các động cơ này là 3 pha còn các động cơ một pha hầu như không gây ảnh hưởng

Trang 31

4.2 Tính toán:

Dựa vào lý thuyết chương 2: Lý thuyết chiếu sáng Nhóm em tính toán như sau:

 Kích thước: Chiều dài a= 80 (m) Chiều rộng b= 40 (m) Chiều cao h= 6 (m) Diện tích S= 4800 (m2)

 Màu sơn:

Trần: Xám hệ số phản xạ trần tr= 0,5 Tường: be tông hệ số phản xạ tường tg= 0,5 Sàn: Xám đậm hệ số phản xạ sàn lv= 0,1

 Độ rọi yêu cầu: ETC= 400 (lux)

 Chọn hệ chiếu sáng: hệ số chung đều

 Chọn khoảng nhiệt độ màu: Tm = 2200(0K)

(Tra PL3.4/259 - đèn natri cao áp - quyển 1)

 Chọn bóng đèn: Natri cao áp Mã hiệu: RI , Tm= 2200 (0K)

Ra= 65 (Ω) , Pd= 250 (W) , d= 22500 (lm)

(Tra PL3.4/259 - đèn natri cao áp - quyển 1)

 Chọn bộ đèn: Mã hiệu: RI

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 32

Hiệu suất, cấp bộ đèn: 0,8G

Số đèn/ 1 bộ: 1, quang thông các bóng/1 bộ: 22500 (lm)

(Tra phụ lục 5/267 - các thiết bị chiếu sáng – quyển 1)

 Phân bố các bộ đèn: Cách trần h’= 1,5 (m) Bề mặt làm việc: 1 (m)

Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc htt= 3,5 (m)

Trang 33

tổng =𝐸𝑡𝑐𝑆𝑑

𝑈 = 400×800×1,25

0,688 = 581395 (𝑙𝑚)

 Xác định số bộ đèn: Nbộ đèn= 𝑡ổ𝑛𝑔

Hình 4 2: Mặt bằng 40x20  Kiểm tra sai số quang thông:

 Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc sau 1 năm: Etb =𝑁𝑏ộ đè𝑛𝑐á𝑐 𝑏ó𝑛𝑔𝐼 1 𝑏ộ đè𝑛𝑈

𝑆𝑑 =96×22500×0,688

3200×1,25 = 371 (𝑙𝑢𝑥)

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 34

 Phân bố các bộ đèn:

Hình 4 3:Sơ đồ bố trí đèn  Phân bố các bộ đèn:

Khoảng cách các đèn theo chiều dài a: la = 𝑎

Công suất bộ đèn: Pbộ đèn= Pđèn + Pbalast = 250 + 25 = 275 (W)

Công suất tác dụng tính toán: Pttcs=Nbộ đènPbộ đên= 96 × 275 = 26400 (W)

Công suất phản kháng: Qttcs=Pttcstan  = 26400 × tan (cos-1) =16361 (Var) với (cos = 0,85)

Công suất biểu kiến:

Sttcs= √𝑃𝑡𝑡𝑐𝑠2 + 𝑄𝑡𝑡𝑐𝑠2 = √264002+ 163612 = 31059 (𝑉𝐴) Ics=𝑆𝑡𝑡𝑐𝑠 = 31059 = 47,1 (𝐴)

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 35

CHƯƠNG 5:

TÍNH TOÁN CUNG CẤP ĐIỆN

Dựa vào lý thuyết chương 3, phần 3.2 tính toán phụ tải động lực 5.1 Tính toán phụ tải cho mạch động lực:

Phân xưởng được chia thành 5 tủ:

2 Máy khoan hướng tâm 2 M2-3, M2-4 10 0.8 0.7 0.8

6 Dầm treo có palang điện 1 M2-10 8 0.7 0.65 0.85

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 36

6 Dầm treo có palang điện 1 M4-10 8 0.7 0.65 0.85

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 37

𝑐𝑜𝑠 =13,3

0,8 = 16,67 (𝑘𝑉𝐴) I=𝑆đ𝑖ệ𝑛

√3𝑈 = 16,67

√3.380.10−3 = 25,3 (𝐴)

 Búa hơi để rèn (M1-4, M1-5, M1-6): Pđiện =𝑃𝑐ơ = 15

0,7 = 21,43 (𝑘𝑊)

Qđiện= 𝑃 đ𝑖ệ𝑛tan(cos−10,7) = 21,86 (𝑘𝑉𝑎𝑟) Sđiện=𝑃 đ𝑖ệ𝑛

𝑐𝑜𝑠 =21,43

0,7 = 30,6 (𝑘𝑉𝐴) I=𝑆 đ𝑖ệ𝑛

√3𝑈 = 30,6

√3.380.10−3 = 46,5 (𝐴)

 Máy khoan đứng (M1-7, M1-8): Pđiện=𝑃𝑐ơ

 = 8

0,75 = 10,67 (𝑘𝑊)

Qđiện= 𝑃đ𝑖ệ𝑛tan(cos−10,8) = 8 (𝑘𝑉𝑎𝑟) Sđiện=𝑃 đ𝑖ệ𝑛

𝑐𝑜𝑠 =10,67

0,8 = 13,3 (𝑘𝑉𝐴) I= 𝑆 đ𝑖ệ𝑛

√3𝑈 = 13,3

√3.380.10−3 = 20,2 (𝐴)

 Máy cắt sắt: (M1-9): Pđiện=𝑃𝑐ơ

 = 10

0,75 = 13,3 (𝐾𝑊)

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 38

Qđiện= 𝑃đ𝑖ệ𝑛tan(cos−10,55) = 20,3 (𝑘𝑉𝑎𝑟) Sđiện=𝑃 đ𝑖ệ𝑛

𝑐𝑜𝑠 =13,3

0,55= 24,24 (𝑘𝑉𝐴) I=𝑆đ𝑖ệ𝑛

𝑐𝑜𝑠 =6,67

0,6 = 11,1 (𝑘𝑉𝐴) I=𝑆đ𝑖ệ𝑛

Với kđt = 0,8 (Tra A18, hình A12, quyển 2)

STC1-2 = kđt(S1-6ksd1-6n1-6+S1-7ksd1-7n1-7 +S1-8ksd1-8n1-8 +S1-9ksd1-9n1-9 +S1-10ksd1-10n1-10 = 0,8(30,61.0,8 + 13,33.0,8 + 13,33.0,8 +24,24.0,75 + 11,11.0,75)

= 57,8 (kVA)

Với kđt = 0,8 (Tra A18, hình A12, q2)

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM

Trang 39

21,4+10,7+10,7+13,3+6,7 = 0,69 PTC1-2 = 𝑆𝑇𝐶1−1 𝑐𝑜𝑠1−2 = 57,87.0,69 = 40(𝑘𝑊)

QTC1-2 = √ 𝑆𝑇𝐶1−12− 𝑃𝑇𝐶1−12 = √ 57,872− 402 = 41,82 (kVar)

 Thanh cái tổng:

𝑆𝑀𝐵 1 = 𝑘đ𝑡(𝑆𝑇𝐶1−1+ 𝑆𝑇𝐶1−2) = 0,9(69,18 + 57,8) = 114,35 (kVA) Với kđt = 0,9 (Tra A18, hình A12, quyển 2)

Trang 40

CHƯƠNG 6:

TÍNH TOÁN TÂM PHỤ TẢI

Dựa vào chương 3, phần 3.3 Xác định tâm phụ tải (Phụ lục 2)

6.1 Tâm phụ tải các thiết bị và tủ MB:

∑ 𝑃𝑛1 𝑖 = 3019,9

145,5 = 20,8; Y1 = ∑ 𝑃𝑖𝑦𝑖

∑ 𝑦𝑛1 𝑖 = 4133,7

145,5 = 28,4

812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM812413069:11:08 PM9:11:08 PM