đồ án cung cấp điện thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

Là một nhà máy sản xuất các thiết bị công nghiệp vì vậy phụ tải của nhà máy đều làm việc theo dây chuyền, có tính chất tự động hóa cao.. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công

Đồ án cung cấp điện

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

cho xí nghiệp công nghiệp

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG

CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI

1.1 – VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ 6

1.2 – MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN 8

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY. 2.1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 11

2.1.1: Phân nhóm phụ tải 11

2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 13

2.1.3 Tính toán phụ tải từng nhóm 18

2.1.4 Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí 19

2.1.5 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí 20

2.1.6 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng 21

2.2 - TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA TOÀN NHÀ MÁY 25

CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY A – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 3.1 – ĐẶT VẤN ĐỀ 27

3 2 – CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 28

3.3 – CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 29

3.3.1 – Chọn dây chảy bảo vệ cho từng máy 29

3.3.2 - Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị 33

3.3.3 - Chọn dây chảy bảo vệ cho từng nhóm máy 37

3.3.4 – Chọn cáp dẫn cung cấp cho từng nhóm máy 38

3.3.5 – Chọn tủ phân phối 38

3.3.6 – Chọn tủ động lực 39

3.3.7 – Chọn áptomat bảo vệ cho phân xưởng 40

3.3.8 – Chọn áptomat bảo vệ cho các nhóm 40

B - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ 3.1 – ĐẶT VẤN ĐỀ 41

3.2 – CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 42

3.2.1 - Chọn sơ đồ cung cấp điện 42

3.2.2 - Chọn dung lượng và số lượng máy biến áp cho trạm biến áp nhà máy 43

3.2.3 – So sánh các phương án 45

3.3 - PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY KỂ CẢ TỔN THẤT CÔNG SUẤT 51

3.3.1 - Xác định tổn thất trong các MBA 51

3.3.2 – Vị trí đặt trạm biến áp nhà máy 51

3.2.2 - Chọn các thiết bị trong mạng điện nhà máy 53

A - CHỌN THIẾT BỊ HẠ ÁP 53

 - Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian tới tủ phân phối phân xưởng 53

 - Chọn thanh cái hạ áp cho MBA 55

 - Chọn sứ đỡ thanh cái hạ áp 56

 - Chọn ATM liên lạc 56

 - Chọn ATM đầu ra của MBA 57

- Chọn ATM cho các phân xưởng của nhà máy 58

B - CHỌN THIẾT BỊ CAO ÁP 59

 - Chọn dây dẫn trên không đưa vào trạm TBA NM 59

 - Chọn dao cách ly cho đầu vào thanh cái 35 kV 59

 - Lựa chọn chống sét 59

 - Chọn thanh cái 35 kV 61

 - Chọn sứ đỡ cho thanh cỏi 35 kV 62

 - Chọn mỏy cắt 62

 - Chọn dao cỏch ly cho cỏc đầu vào cỏc MBA 64

 - Chọn cầu chỡ cao ỏp cho đầu vào cỏc MBA 64

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN. 5.1 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 66

A – Tớnh ngắn mạch 3 pha ở mạng điện ỏp cao ( 35 kV) 68

B – Tớnh ngắn mạch 3 pha ở mạng điện ỏp thấp (0,4 kV) 69

C – Tớnh ngắn mạch 2 pha 74

D – Tớnh ngắn mạch 1 pha 74

5.2 : KIỂM TRA THIẾT BỊ 77

5.2.1 - Kiểm tra thiết bị điện cao ỏp 77

5.2.2 - Kiểm tra thiết bị điện hạ ỏp 83

CHƯƠNG V THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 5.1.ĐẶT VẤN ĐỀ 89

5.2.LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CễNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐẩN CHIẾU SÁNG CHUNG 89

5.3.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG 90

CHƯƠNG VI NÂNG CAO HỆ SỐ BÙ CỦA TOÀN NHÀ MÁY 6.1.ĐẶT VẤN ĐỀ 94

6.2.XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ 95

6.2.1.Xỏc định dung lượng bự 95

6.2.2 Phân phối dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

TRƯỜNG ĐHSPKT VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Khoa: Điện Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

I Tên đề tài:Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

II.Các số liệu kỹ thuật

1.Phụ tải điện của nhà máy

2.Phụ tải điện của phân xưởng cơ khí

3.Điện áp nguồn : tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn đến nhà máy

4.Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực : 250 MVA 5.Đường dây cung cấp điện cho nhà máy : Dùng dây nhôm lõi thép (AC) đặt treo trên không

6.Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy : 12km

7.Công suất của nguồn điện : vô cùng lớn

8.Nhà máy làm việc : 3 ca, Tmax=5000 giờ

III.Nội dung thuyết minh và tính toán :

1.Phân tích yêu cầu CCĐ cho hộ phụ tải

2.Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy

3.Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng và cho toàn nhà máy

4.Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện

5.Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng cơ khí

6.Tính toán bù công suất phản kháng cho Hệ thống cung cấp điện của nhà máy

IV Bản vẽ thiết kế: ( A 3 )

1.Sơ đồ mặt bằng và đi dây phân xưởng

2.Sơ đồ mặt bằng và đi dây nhà máy

3.Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn nhà máy

4.Sơ đồ nguyên lý CCĐ phân xưởng

V Kế hoạch thực hiện :

Ngày nhận đề tài:

Ngày nộp đồ án :

Hướng dẫn đề tài

phẩm

Bảng 1

Số liệu phụ tải phân xưởng cơ khí

STT Tên thiết bị Công suất (kW -kVA) Cos K sd

LỜI MỞ ĐẦU

Trong sự nghiệp Công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước thì công nghiệp điện năng giữ một vai trò hết sức quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong nền kinh tế quốc dân

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế thì nhu cầu điện năng sử dụng trong tất cả các ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ đều tăng lên không ngừng Do điện năng không phải là nguồn năng lượng vô hạn nên để các công trình điện sử dụng điện năng một cách có hiệu quả nhất (cả về độ tin cậy cấp điện và kinh tế) thì ta phải thiết kế cung cấp điện cho cho các công trình này

Thiết kế hệ thống cung cấp điện là một việc làm rất khó Một công trình điện dù nhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ nhiều chuyên ngành hẹp (cung cấp điện, thiết bị điện, kỹ thuật cao áp, an toàn…) Ngoài ra người thiết kế còn phải

có sự hiểu biết nhất định về xã hội, môi trường, về các đối tượng cấp điện, về tiếp thị Công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí đất đai, nguyên vật liệu, làm ứ đọng vốn, đầu tư Công trình thiết kế sai sẽ gây nên nhưng hậu quả nghiêm trọng (gây sự cố mất điện-thiệt hại cho sản xuất, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng

và tài sản của nhân dân)

Trong chương trình đào tạo dành cho sinh viên khoa Điện thì môn học Hệ thống cung cấp điện là một môn học quan trọng Việc làm đồ án môn học này sẽ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về môn học, hơn thế nữa nó chính là bước tập dượt ban đầu trong công việc của sinh viên sau này

Đề tài thiết kế môn học của em là: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí

nghiệp công nghiệp Trong quá trình thực hiện đồ án này em đã được sự chỉ bảo

tận tình của thầy giáo Võ Tiến Dũng

Mặc dù em đã rất cố gắng để làm được đồ án một cách tốt nhất nhưng chắc chắn rằng nó còn chứa đựng rất nhiều thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để có thể nhận thức đúng đắn nhất về từng vấn đề

Em xin chân thành cảm ơn

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU

CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI

1.1 - VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ

Trong công nghiệp ngày nay ngành cơ khí là một ngành công nghiệp then chốt của nền kinh tế quốc dân tạo ra các sản phẩm cung cấp cho các nhành công nghiệp khác cũng như nhiều lĩnh vực trong kinh tế và sinh hoạt Đáp ứng nhu cầu của sự phát triển kinh tế, các nhà máy cơ khí chiếm một số lượng lớn và phân bố rộng khắp cả nước

Nhà máy đang xem xét đến là nhà máy cơ khí chuyên sản xuất các thiết bị cung cấp cho các nhà máy công nghiệp Nhà máy có 12 hộ phụ tải, quy mô với 12 phân xưởng sản xuất và các nhà điều hành

Bảng 1 -1: Bảng phân bố công suất của nhà máy cơ khí

Stt Tên phân xưởng P tt

Do tầm quan trọng của tiến trình CNH – HĐH đất nước đòi hỏi phải có nhiều thiết bị, máy móc Vì thế nhà máy có tầm quan trọng rất lớn Là một nhà máy sản xuất các thiết bị công nghiệp vì vậy phụ tải của nhà máy đều làm việc theo dây chuyền, có tính chất tự động hóa cao Phụ tải của nhà máy chủ yếu là phụ tải loại 1 và loại 2 ( tùy theo vai trò quy trình công nghệ)

Nhà máy cần đảm bảo được cấp điện liên tục vần toàn Do đó nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thống điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian

1.1.1 – Phân xưởng cơ điện

Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị máy móc cơ điện của nhà máy Phân xưởng này cũng trang bị nhiều máy móc vạn năng có độ chính xác cao nhằm đáp ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp của nhà máy Mất điện sẽ gây lãng phí lao động, ta xếp phân xưởng này vào hộ tiêu thụ loại 2

1.1.2 – Phân xưởng cơ khí

Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm cơ khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật Quá trình thực hiện trên máy cắt gọt kim loại khá hiện đại với dây chuyền tự động cao Nếu điện không ổn định, hoặc mất điện sẽ làm hỏng các chi tiết đang gia công gây lãng phí lao động Phân xưởng này ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1

1.1.3 - Phân xưởng đúc thép, đúc gang

Đây là hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao nhất Nếu ngừng cấp điện thì các sản phẩm đang nấu trong lò sẽ trở thành phế phẩm gây ảnh

hưởng lớn về mặt kinh tế Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1

1.1.4 – Phân xưởng lắp ráp

Phân xưởng thực hiện khâu cuối cùng của việc chế tạo thiết bị, đó là đồng

bộ hóa các chi tiết máy Máy móc có đảm bảo chính xác về mặt kỹ thuật, hoàn chỉnh cũng như an toàn về mặt khi vận hành hay không là phụ thuộc vào mức độ liên tục cung cấp điện Xếp vào hộ tiêu thụ loại 2

Có nhiệm vụ tạo ra các loại khuôn mẫu, các chi tiết chủ yếu phục vụ cho sản xuất Do chức năng như vậy nên phân xưởng này xếp vào hộ tiêu thụ loại 2

1.2 – MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành các dạng năng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, cơ năng…), dễ truyền tải và phân phối Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người Điện năng nói chung không tích trữ được, trừ một vài trường hợp cá biệt và công suất như như pin, ắc quy, vì vậy giữa sản xuất và tiêu thụ điện năng phải luôn luôn đảm bảo cân bằng

Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ Đặc điểm của quá trình này xẩy ra rất nhanh Vì vậy đễ đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấp điện

an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng bộ như điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tự động hóa vv…

Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển các khu đô thị, khu dân cư….Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn

dự kiến cho sự phát triển trong tương lai 5 năm 10 năm hoặc có khi lâu hơn nữa Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

1.2.1 – Độ tin cậy cung cấp điện

Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào Trong điều kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt

Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh

tế do đó ta xếp nhà máy cơ khí vào hộ phụ tải loại 2

1.2.2 – Chất lượng điện

Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điến áp Chỉ tiêu tần

số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp phần ổn định tần số của hệ thống lưới điện

Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chất lượng điện áp cho khách hàng Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức Đối với phụ tải có yêu cầu cao

về chất lượng điện áp như các máy móc thiết bị điện tử, cơ khí có độ chính xác vv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%

1.2.3 – An toàn điện

Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết

bị Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phải được chọn đúng loại đúng công suất Công tác xây dựng lắp đặt phải được tiến hành đúng, chính xác cẩn thận Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai trò hết sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành những quy định về an toàn

sử dụng điện

1.2.4 – Kinh tế

Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn đầu

tư Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh giữa các phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp, phương án cung cấp điện tối ưu

Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép các yêu cầu trên vào nhau để tiết kiệm được thời gian và chi phí trong quá trình thiết

kế

Bảng 1- 2 : Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí

STT Tên thiết bị Công suất (kW

- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau :

+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc + Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau tránh chồng chéo và giảm chiều dài dây dẫn hạ áp

+ Công suất các nhóm cũng nên không quá chênh lệch nhóm nhằm giảm chủng loại tủ động lực

- Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng ta chia ra làm 4 nhóm thiết bị phụ tải như sau :

Bảng 2 -1: Phân nhóm các thiết bị trong Phân xưởng cơ khí

TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Công suất Pdm(kW) cos Ksd

2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về các phương pháp xác định phụ tải tính

toán, nhưng các phương pháp được dùng chủ yếu là:

a - Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu :

tt k P P

1

.



tag P

P Q

tt k P P

1

Trong đó :

- Pđi, Pđmi : công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i ( kW)

- Ptt, Qtt, Stt : công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị ( kW, kVAR, kVA )

b - Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn

vị diện tích sản xuất :

Công thức tính :

P = p * Ftt o

c Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị thành phần :

Công thức tính toán :

max 0

T

W M

P tt Trong đó :

M : Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm

Wo : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh )

Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( giờ )

Phương pháp này được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như : quạt gió, máy nén khí, bình điện phân… Khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính toán tương đối chính xác

d Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ

n : Số thiết bị điện trong nhóm

Pđmi : Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm

Kmax : Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ

Kmax = f ( nhq, Ksd )

nhq : số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế.( Gồm có các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau ) Công thức để tính nhq như sau :

 

2 n

dmi i=1

2 dmi i=1

dmi i=1 hq

 Khi m > 3 và Ksd < 0,2 thì nhq được xác định theo trình tự như sau :

Tính n1 - số thiết bị có công suất ≥ 0,5Pđm max Tính P1- tổng công suất của n1 thiết bị kể trên :

 Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn có thể lấy bằng công suất danh định của nhóm thiết bị đó :

n

i=1

P =  P

n : số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm

Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 nhưng số thiết bị tiêu thụ hiệu quả nhỏ hơn 4 thì có thể xác định phụ tải tính toán theo công thức :

n

i=1

Trong đó : Kt là hệ số tải Nếu không biết chính xác có thể lấy như sau :

Kt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

Kt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

e Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ

PA



Ptb : công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát

A : điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T

f Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phương

Công thức tính : Ptt = Ptb ± β.δ

Trong đó : β : hệ số tán xạ

δ : độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình

Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết

bị của phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy Tuy nhiên phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành

g Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm làm việc bình thường và được tính theo công thức sau :

Iđm max - dòng định mức của thiết bị đang khởi động

Ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

2.1.3 Tính toán phụ tải từng nhóm

Tính toán cho nhóm 3 :

Bảng 2-1: Bảng tính toán cho nhóm III P.X cơ khí

TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Công suất

Số thiết bị trong nhóm n = 8

Số thiết bị làm việc hữu ích n1= 5 ta có n*=5/8 = 0,625

Tổng công suất của nhóm P = 114,5 kW

Công suất của các thiết bị hữu ích P1 = 98 kW suy ra P*= 98/114.5=0,856

Tra bảng 3-1 sách CCĐ trang 36 ta được n*hq= 0,85

Số thiết bị làm việc có hiệu quả nhq= 0,85 8= 6,8 lấy bằng 7

Vì hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm là không giống nhau nên ta phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức:

69,05

.114

7,0.2.256,0.2.158,0.187,0.5,5.3

223

cos.2cos.2cos.cos

.3cos

4 3 2 1

4 4

3 3

2 2

1 1

P P

P P

25,0.5015,0.3018,0.1822,0.5,16).(4

P

K P K

Tra bảng 3-2 sách “ HTCCĐ tác giả - Nguyễn Công Hiền.Nguyễn Mạch Hoạch trang 30 ”

Ta được Kmax= 2 Phụ tải tính toán của nhóm 1 được xác định:

Ptt= Kmax.Ksd.P = 2.0,24.114.5 = 55 (kW)

Qtt=Ptt.tg = 55.1,05 = 57,7 (kW)

7,797,57

552 22

7,79



đm

tt tt

P I

dmi

dmi dmi

3



Suy ra ta chọn Iđmmax=54,3(A)

Đối với một nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng điện mở máy lớn nhất trong nhóm mở máy, còn các máy khác làm việc bình thường Do đó công thức tính như sau:

Với Imm(max)= Kmm Iđmmax

Truyền động chính cho các máy trong phân xưởng và ở nhóm 3 là với máy hàn và lò hồ quang kmm > 3 nên ta có thể chọn Kmm = 4.Vì không có số liệu chính xác nên ta có thể chọn bội số mở máy

Tính toán tương tự với 3 nhóm còn lại ta có bảng tính toán các thông số như sau:

Bảng 2-2: Bảng tính toán cho các nhóm máy P.X cơ khí

Riêng trong Nhóm 1, nhóm 2, nhóm 4 của phân xưởng có các thiết bị làm

việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại với hệ số tiếp điểm  dm.Nên trước hết ta cần quy đổi các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại về chế độ làm việc dài hạn theo

biểu thức

dm dm

n S Cos

P   

Ta có : Công suất của máy hàn pha 380/60V

W)(8,1135,0.8,0.25

P

P n  dm  dm  dm   dm  

2.1.4 : Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí

Ta có :công suất chiếu sáng toàn phân xưởng :

Pcs=Po.F ta lấy Po=15 W/m2..Chọn theo bảng 2-5 PL2.Trang-623 sách CCĐ

Pcs= 15.3020 = 453000(W) = 45,3 (kW)

Diện tích phân xưởng cơ khí là F = 3020 (m2)

)(8,6838,0.3

3,45

P I

đm

cs

2.1.5 - Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí

 Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức sau :

2 4

1

2 4

85,0

2 4

1

2 4

,1705,1146,775,85

7,0.5,17069,0.5,11468,0.6,7766,0.5,85)

(4

TB

P

Cos P Cos



248230

2,

338 2 22

2 , 338



đm

ttpxCK ttPX

U

S

2.1.6 – Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng

2.1.6.1 – Phụ tải phân xưởng cơ điện

 Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức sau :

250 15,68 220 293,2

85,0

2

1 2

n ttnhi dt

Ta có :công suất chiếu sáng toàn phân xưởng đúc gang:

Pcs=Po.F ta lấy Po=15 W/m2..Chọn theo bảng 2-5 PL2.Trang-623 sách CCĐ

Pcs= 15.2866 = 43000(W) = 43 (kW)

Diện tích phân xưởng đúc gang là : F = 2866 (m2)

 Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức sau :

370 43 320 444

85,0

2

1 2

n ttnhi dt

Ta có :công suất chiếu sáng toàn phân xưởng đúc thép:

Pcs=Po.F ta lấy Po=15 W/m2..Chọn theo bảng 2-5 PL2.Trang-623 sách CCĐ

400 36,84 350 475,8.

85,0

2

1 2

n ttnhi dt

Ta có :công suất chiếu sáng toàn phân xưởng nhiệt luyện:

Pcs=Po.F ta lấy Po=15 W/m2..Chọn theo bảng 2-5 PL2.Trang-623 sách CCĐ

Pcs= 15.2015 = 30225(W) = 30,225 (kW)

Diện tích phân xưởng nhiệt luyện là : F = 2015 (m2)

 Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức sau :

270 30,225 250 332

85,0

2

1 2

n ttnhi dt

Ta có :công suất chiếu sáng toàn phân xưởng mộc mẫu:

Pcs=Po.F ta lấy Po=15 W/m2..Chọn theo bảng 2-5 PL2.Trang-623 sách CCĐ

185 7,8 150 207,6.

85,0

2

1 2

n ttnhi dt

Ta có :công suất chiếu sáng toàn phân xưởng gò hàn:

Pcs=Po.F ta lấy Po=14 W/m2..Chọn theo bảng 2-5 PL2.Trang-623 sách CCĐ

85,0

2

1 2

n ttnhi dt

Diện tích phân xưởng cán thép là : F = 1920 (m2)

 Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức sau :

300 23,04 270 357,8

85,0

2

1 2

n ttnhi dt

Diện tích phân xưởng cắt gọt kim loại là : F = 522 (m2)

 Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức sau :

250 6,3 240 298,5

85,0

2

1 2

n ttnhi dt

Diện tích phân xưởng lắp ráp là : F = 556 (m2)

 Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức sau :

220 6,672 200 257

85,0

2

1 2

n ttnhi dt

2.2 - TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA TOÀN NHÀ MÁY

Phụ tải của toàn nhà máy được xác định theo công thức:

Kpt là hệ số kể đến khả năng phát triển thêm phụ tải trong tương lai của nhà máy: Kpt = 1,05 ÷ 1,15

P Cos

Bảng: 2 –3 : Bảng phụ tải tính toán của toàn nhà máy

Stt Tên phân xưởng P tt

Sơ đồ nối dây của phân xưởng có 3 dạng cơ bản :

- Sơ đồ nối dây hình tia : Ưu điểm là việc nối dây đơn giản, độ tin cậy cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành, bảo quản sửa chửa nhưng có nhược điểm là vốn đầu tư lớn thường được dùng ở các hộ loại I và loại

II

- Sơ đồ nối dây phân nhánh : Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp , chủng loại cáp cũng ít Nó thích hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố không đồng

đều Nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện thấp thường dùng cho các hộ loại III

- Sơ đồ nối dây hỗn hợp : Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tuỳ theo các yêu cầu riêng của từng phụ tải hoặc của cấc nhóm phụ tải

Từ những ưu khuyết điểm trên ta dùng sơ đồ hỗn hợp của hai dạng sơ đồ trên

để cấp điện cho phân xưởng, cụ thể là :

- Tủ phân phối của phân xưởng: Đặt 1 áptômát tổng phía từ trạm biến áp về và 5

áptômát nhánh cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng

- Các tủ động lực: Mỗi tủ được cấp điện từ thanh góp tủ phân phối của phân

xưởng bằng một đường cáp ngầm hình tia, phía đầu vào đặt áptômát hoặc cầu dao

và cầu chì làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng Các nhánh ra cũng đặt các cầu dao, cầu chì nhánh để cung cấp trực tiếp cho các phụ tải, thường các tủ động lực có tối đa 8 - 12 đầu ra vì vậy đối với các nhóm có số máy lớn sẽ nối chung các máy có công suất bé lại với nhau cùng một đầu ra của tủ động lực

- Trong một nhóm phụ tải: Các phụ tải có công suất lớn thì được cấp bằng đường

cáp hình tia còn các phụ tải có công suất bé và ở xa tủ động lực thì có thể gộp thành nhóm và được cung cấp bằng đường cáp trục chính

3 2 – CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

Qua phân tích ở trên đối với phân xưởng cơ khí ta dùng sơ đồ hổn hợp để cung cấp điện cho phân xưởng : Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ :

Điện năng nhận từ thanh cái hạ áp của MBA phân xưởng qua aptomat đưa

về tủ phân phối bằng đường cáp động lực ( cáp 1) sau đó từ tủ phân phối có các lộ

ra dẫn về các tủ động lực qua hệ thống cáp ( cáp 2) Từ tủ động lực điện năng được đưa đến các thiết bị bằng dây dẫn cách điện luồn trong ống sắt Việc đóng cắt và bảo vệ ở đây dùng cầu dao và aptomat

3.3 – CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

3.3.1 – Chọn dây chảy bảo vệ cho từng máy

Chọn dây chảy của cầu chì dựa vào các yêu cầu sau :

- Dây chảy phải không được chảy khi dòng cho phép lâu dài lớn nhất chạy qua, cho phép quá tải ngắn hạn như khởi động động cơ

- Dây chảy phải chảy khi có dòng ngắn mạch chạy qua hoặc dòng quá tải lớn hơn giá trị cho phép

I I

U

P I

I

dmdc mm dnh

dc

dm

dmdc dmdc

dc

.

cos 3

Trong đó: Iđmdc: - dòng điện định mức của động cơ

Idc – dòng điện định mức của dây chảy cầu chì

A – hệ số phụ thuộc điều kiện khởi động

- Với động cơ mở máy không tải a = 2,5

- Với động cơ mở máy có tải a = 1,6  2,0

- Với máy hàn a = 1,6.Theo điều kiện mở máy trang 269 sách CCĐ

Iđn – Dòng điện đỉnh nhọn

kmm – Hệ số mở máy của động cơ

- Với động cơ KĐB kmm = 5 ÷ 7

- Với động cơ đồng bộ kmm = 2 ÷ 2,5

- Với máy hàn và lò hồ quang kmm > 3

Uđm – Điện áp định mức của lưới điện ( điện áp dây) kV

Pđm – Công suất định mức của động cơ kW

Cos - Hệ số công suất định mức của động cơ cho trong lý lịch máy

 Tính cho máy khoan:

Idc  28,5

5,2

4,71

 (A)

Chọn loại cầu chì có Iđmdc = 40 (A), có ký hiệu là H2 – 100.Chọn theo bảng 2.23 cầu chì hạ áp kiểu ∏H do Liên Xô chế tạo,trang124 sách Sổ tay lựa chọn & tra cứa thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV

 Làm tương tự cho các máy khác ta có bảng sau:

Bảng 3 – 1: Chọn thông số cầu chì bảo vệ cho các thiết bị điện

TT Nhóm Tên thiết bị Iđm (A)

 A a

I đn Loại cầu chì Idc (A) Icắt giới hạn

3.3.2 - Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị

Dây dẫn cung cấp trong mạng điện áp thấp của phân xưởng chọn theo điều kiện phát nóng ( dòng điện làm việc lâu dài cho phép) Vì khoảng cách từ tủ động lực tới các thiết bị cũng như từ tủ phân phối hạ áp tới các tủ động lực ngắn, thời gian làm việc của các máy công cụ ít, nếu chọn théo mật độ dòng điện kinh tế sẽ gây lảng phí kim loại màu nên dây dẫn chỉ chọn theo điều kiện phát nóng là

đủ.Xác định cỡ dây chôn dưới đất (trong trường hợp này cần xác định hệ số K):

Xác định hệ số hiệu chỉnh K Với mạch chôn trong đất, K sẽ đặc trưng cho điều kiện lắp đặt:

K =K1.K2.K3.K4

Hệ số K thể hiện toàn diện của điều kiện lắp đặt và là tích K1, K2, K3, K4

Các giá trị của một vài hệ số sẽ được cho trong bảng 3-2 và bảng 3-3

Hệ số K 1 : K1 thể hiện cách lắp đặt

Bảng 3-2: Hệ số K 1 theo cách lắp đặt

Đặt trong ống bằng đất nung, ống ngầm hoặc rãnh đúc

0,8

Hệ số K 2 : K2 thể hiện số dây đặt kề nhau (các dây được coi là kề nhau nếu khoảng cách L giữa chúng nhỏ hơn 2 lần đường kính của dây lớn nhất trong hai dây)

Bảng 3-3: Hệ số K 2 cho số dây trong hàng

Bảng 3- 4: Hệ số K 3 thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp

I I

K

I I

LV CP

dc CP

- Đối với mạng sinh hoạt thì  = 0,8

- Đối với mạng cung cấp cho phụ tải đặc biệt thì  = 1,25 – 1,5

 Tính cho máy khoan:

Ta có: Pđm = 5,5 (kW) ; cos = 0,7 ; ksd = 0,22

Điều kiện chọn:

 

 A K

I I

A K

I I

LV CP

dc CP

5,1295,0

9,11

143.95,0

40