Dồ Án hệ thống cung cấp Điện

MÌNH NHẬN LÀM THUÊ ĐỒ ÁN RẺ NHẤT VN, CÁC BẠN LIÊN HỆ MAIL cucminh10@gmail.com ĐỂ THÊM THÔNG TIN NHÉ. Nhờ có những thành công trong cải cách kinh tế, đất nước ta đang trên đà phát triển với những tiến bộ vượt bậc và những thành tựu to lớn về mọi mặt. Ngành Điện với phương châm ‘‘Điện khí hóa phải đi trước một bước’’ đã góp phần không nhỏ vào những thành công đó, đó là niềm tự hào cho mỗi sinh viên ngành Điện chúng em, đồng thời cũng là nhân tố thúc đẩy chúng em không ngừng học tập và rèn luyện. Em được giao đề tài đồ án môn học “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí và nhà máy thiết bị điện Hà Nội”. Sau thời gian làm đồ án được sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn HỆ THỐNG ĐIỆN cùng với sự cố gắng của bản thân, đến nay đồ án đã được hoàn thành với đầy đủ nội dung yêu cầu xong do khả năng còn hạn chế, kiến thức chuyên môn và thực tế chưa được đầy đủ, tài liệu tham khảo ít do đó bản đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong được các thầy cô giáo bổ sung và sửa chữa để bản đồ án của em thêm hoàn thiện. Cuối cùng em xin được gửi tới thầy giáo - người đã trực tiếp giúp đỡ và tạo điều kiện thuân lợi để em hoàn thành bản đồ án này lời cảm ơn chân thành nhất!

Xác định phụ tải động lực

Để xác định phụ tải tính toán động lực cho một phân xưởng, về nguyên tắc ta có thể coi phân xưởng như một nhóm thiết bị, cho dù số thiết bị (số máy) trong phân xưởng có thể là khá lớn từ vài chục máy đến hàng trăm máy Nhưng vấn thuận lợi trong vận hành, lắp ráp và sửa chữa …… ta có thể phân chia các máy trong phân xưởng Tài liệu tham khảo Phần 1 – Thiết kế HTCCĐ 4 ra thành một số nhóm để tính phụ tải tính toán cho phân xưởng đồng thời định hình cho sơ đồ mạng điện phân xưởng phục vụ cho bước thiết kế tiếp theo.

*Chia nhóm thiết bị phụ tải động lực trong phân xưởng.

Việc chia nhóm các thiết bị trong phân xưởng dựa theo các yêu cầu và nguyên tắc chính như sau:

+ Các thiết bị gần nhau đưa vào một nhóm, mỗi nhóm không quá 12 thiết bị là tốt nhất.

+ Đi dây thuận lợi, không chồng chéo, gấp khúc, góc lượn đi dây phải lớn hơn hoặc bằng 120 độ, mỗi mạch không uốn góc quá 2 lần.

+ Điểm đấu các thiết bị phải thống nhất.

+ Chế độ làm việc của các máy trong nhóm giống nhau là tốt nhất.

+ Công suất của các nhóm gần bằng nhau.

Dựa trên bản vẽ mặt bằng phân xưởng (Hình 1), dữ liệu đề tài giao (Bảng 1 & Bảng 2) và vị trí bố trí các máy móc, thiết bị trong phân xưởng được chia thành 4 nhóm.

MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG DỤNG CỤ

HÌNH 1:MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SCCK

BẢNG SỐ LIỆU PHỤ TẢI TỪNG NHÓM SAU KHI CHIA

Nhó m Tên thiết bị Số lượng

Bàn thử nghiệm thiết bị diện 1 20 7 0,16 0,6

Máy tiện ren 1 14 10 0,16 0,6 a Nhóm máy I

Stt Tên thiết bị Số lượng Ký hiệu P đm

Số thiết bị trong nhóm máy là n =7

Thiết bị có công suất lớn nhất là máy tiện ren : Pmax = 20 (kW) =>Thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng ẵ cụng suất của mỏy cú cụng suất lớn nhất

Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm là :

Tổng công suất của n1 thiết bị

Số thiết bị điện có hiệu quả : n* = n n 1 = 3 7= 0,42

Từ n* và P* tra bảng 2-2 ( trang 32 - tài liệu số 1)

Số thiết bị dùng điện có hiệu quả nhq = n*hq n = 0,57*7= 3,99=> nhq = 4 ksdtb I ∑ t =1 n

Tra bảng 2.1 ( trang 34 - tài liệu số 1)

Ta có : kmax I= f(nhq, ksdđm I) = f(4 ;0,15) = 3,11

Công suất tính toán của nhóm I

Hệ số công suất cos ϕ của nhóm phụ tải : cos ϕ tbI ∑ i=1 n

Ta có: Udm=Ud, do tính cho mạng hạ áp nên:

+ Công suất toàn phần của nhóm máy I là :

Stt I = cos P ϕ ttI tbI ❑= 23,09 0,62 = 37,2 (kVA) + Dòng phụ tải tính toán của nhóm máy I là:

√ 3 0,38V,5 (A) + Công suất phản kháng của nhóm máy I là:

2 −P ttI 2 = √ 37,2 2 −23,09 2 =¿29,1 (kVAr) b.Nhóm máy II

 Quy đổi máy hàn 1 pha sang 3 pha:

- Số thiết bị có trong nhóm là: n = 5

+) Thiết bị có công suất lớn nhất là máy cuốn dây : Pmax = 2,8 (kW)

+) Số thiết bị có công suất đặt lớn hơn hoặc bằng 1/2 công suất của máy có công suất lớn nhất: 0,5.Pđmmax = 1,4 (kW) => n1 = 2

+) Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm

+) Tổng công suất của n1 thiết bị

Từ n* và P*, tra bảng 3.3 ( trang 32 -tài liệu số 1) ta được: n*hq = f(n*,P*) = f(0,4;0,67)=0,75

+) Số thiết bị dùng điện có hiệu quả nhq = n*hq.n = 0,75.5 = 3,75 => nhq = 4

- Ta có hệ số sử dụng trung bình các thiết bị trong nhóm II là: ksdtb II ∑ t=1 n

Ta có kmax II = f(nhq, ksdđm II) = 3,11

- Công suất tính toán của nhóm II:

Ptt II = kmax II ksdtb II ∑ i=1 n

- Hệ số cos φ của nhóm phụ tải cos ϕ tb II ∑ i=1 n

- Vậy, ta có: Udm=Ud, do tính cho mạng hạ áp nên:

+ Công suất toàn phần của nhóm máy II là :

Stt II = cos P ϕ ttII tbI ¿ ❑¿= 4,05 0,6 =¿ 6,75 (kVA) + Dòng phụ tải tính toán của nhóm máy II là:

√ 3 0,38 = 6,1 (A) + Công suất phản kháng của nhóm máy II là:

Qtt II = √ S ttI 2 −P ttII 2 = √ 6,75 2 − 4,05 2 = 5,4 (kVAr) c.Nhóm máy III

STT Tên thiết bị Kí hiệu Số lượng P đm ( kW ) k sd Cos ϕ

2 Bàn thử nghiệm thiết bị điện

- Số thiết bị có trong nhóm là: n = 5

+) Thiết bị có công suất lớn nhất là máy phay : Pmax = 7 (kW)

+) Số thiết bị có công suất đặt lớn hơn hoặc bằng 1/2 công suất của máy có công suất lớn nhất: 0,5.Pđmmax = 0,5.7 = 3,5 (kW) => n1 = 3

+) Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm

P= 2,8+7+4,5+4,5+0,65,45( kW) +) Tổng công suất của n1 thiết bị

Từ n* và P*, tra bảng 2-2 ( trang 32 -tài liệu số 1) ta được: n*hq = f(n*,P*) = f(0,6;0,82) = 0,81

+) Số thiết bị dùng điện có hiệu quả nhq = n*hq.n = 0,81.5= 4.05=> nhq = 4

- Ta có hệ số sử dụng trung bình các thiết bị trong nhóm III là: ksdtb III ∑ t=1 n

Ta có: kmax III = f(nhq, ksdđm III) = f(4 ; 0,16) = 3,11

- Công suất tính toán của nhóm III:

Ptt III = kmax III ksdtb III.∑ i=1 n

- Hệ số cos φ của nhóm phụ tải cos ϕ tb III ∑ i=1 n

+ Công suất toàn phần của nhóm máy III là :

Stt III = cos P ϕ ttIII tbIII ¿ ❑¿= 9,67 0,54 ,9 (kVA) + Dòng phụ tải tính toán của nhóm máy III là:

√ 3 0,38 =7,9 (A) + Công suất phản kháng của nhóm máy III là:

Qtt III = √ S ttIII 2 −P ttIII 2 = √ (17,9) 2 −(9,67) 2 = 15,06 (kVAr) d.Nhóm máy IV:

4 Máy mài tròn vạn năng

Số thiết bị trong nhóm máy là n =6

Thiết bị có công suất lớn nhất là máy tiện ren với công suất tối đa Pmax = 10 kW Do đó, các thiết bị khác có công suất lớn hơn hoặc bằng 10 kW sẽ được coi là có công suất lớn hơn hoặc bằng máy tiện ren.

Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm là :

Tổng công suất của n1 thiết bị

Số thiết bị điện có hiệu quả : n* = n n 1 = 3 6= 0,5

Từ n* và P* tra bảng 2-2 ( trang 32 - tài liệu số 1)

Số thiết bị dùng điện có hiệu quả nhq = n*hq n = 0,82*6= 4,92=> nhq = 5

- Ta có hệ số sử dụng trung bình các thiết bị trong nhóm IV là: ksdtb IV ∑ t =1 n

Ta có kmax IV= f(nhq, ksdđm IV) = f(5 ; 0,16) = 2,87

- Công suất tính toán của nhóm IV:

Ptt IV = kmax IV ksdtb IV.∑ i=1 n

- Hệ số cos φ của nhóm phụ tải cos ϕ tb IV ∑ i=1 n

+ Công suất toàn phần của nhóm máy IV là :

Stt IV = cos P ϕ ttIV tbIV ¿ ❑¿= 16,11 0,62 %,9 (kVA) + Dòng phụ tải tính toán của nhóm máy IV là:

√ 3 0,38 = 39,3 (A) + Công suất phản kháng của nhóm máy IV là:

1.2.Ta có bảng phụ tải tính toán các nhóm:

Tên nhóm Ptt(kW) Qtt(kVar) Stt(kVA) Itt(A) cos ϕ tb Ksdtb

2 Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

Trong hoạt động sản xuất của phân xưởng cần thiết phải có chiếu sáng điện Có nhiều phương pháp tính giá trị phụ tải tính toán Thông dụng nhất là phương pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất của phân xưởng.

F: là diện tích chiếu sáng đo trên mặt bằng nhà máy

Trong đó: a, b là chiều dài, rộng của phân xưởng

Với mặt bằng thực tế ta có: a = 1,9 cm = 0,019 m ; b = 1 cm = 0,01 m ; α = 1000

P0: Suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích sản xuất

Dòng điện chiếu sáng phân xưởng là:

3 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí Áp dụng công thức:

Kđt: hệ số đồng thời, chọn Kđt = 0,95

Công suất tác dụng của phân xưởng là:

Công suất phản kháng của phân xưởng là:

Công suất toàn phần của phân xưởng là:

Dòng điện phụ tải của phân xưởng:

Hệ số công suất của phân xưởng: cos ϕ px = P S ttpx ttpx = 53,12 84,97 = 0,62

II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY CƠ KHÍ HÀ NỘI

1.Xác định phụ tải chiếu sáng cho toàn nhà máy.

Trong hoạt động sản xuất của phân xưởng cần thiết phải có chiếu sáng điện Vì cho dù là ban ngày thì ánh sáng tự nhiên (ánh sáng mặt trời) cũng không đủ để đáp ứng cho yêu cầu sản xuất, phải được bổ sung thêm bằng ánh sáng điện Còn về ban đêm (làm việc ca đêm) thì ánh sáng hoàn toàn do hệ thống chiếu sáng điện cung cấp. Mặt khác chiếu sáng điện còn chia thành 2 loại là chiếu sáng làm việc và chiếu sáng sự cố Việc thiết kế hệ thống chiếu sáng cho hoạt động sản xuất của một phân xưởng phải cần đến những kiến thức chuyên sâu về chiếu sáng như: Các tiêu chuẩn chiếu sáng do nhà nước quy định, cá hình thức chiếu sáng, các loại thiết bị chiếu sáng, mạng điện chiếu sáng, ảnh hưởng của chiếu sáng đến sức khoẻ người lao động, đến năng suất, chất lượng, hiệu quả lao động Nhưng ở đây chỉ đề cập đến một thông số cơ bản để phục vụ cho thiết kế cung cấp điện đó là giá trị phụ tải tính toán chiếu sáng Có nhiều phương pháp tính giá trị phụ tải tính toán chiếu sáng, nhưng đối với phân xưởng dụng cụ ta quan niệm như sau: Các đèn chiếu sáng cục bộ đã được tính chung vào công suất định mức của riêng từng máy, chiếu sáng làm việc chỉ còn lại là chiếu sáng chung cho toàn bộ diện tích mặt bằng phân xưởng nên ta chọn phương pháp tính thông dụng nhất để xác định phụ tải chiếu sáng chung trong phân xưởng là phương pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất:

Với: P0 : công suất phụ tải tính toán trên 1m 2 diện tích sản xuất (kW/m 2 ).

F :diện tích các phân xưởng tương ứng (m 2 ).

Trong đó: a,b : chiều dài , rộng của phân xưởng α: hệ số tỉ lệ ( α = 1000).

P0: Suất chiếu sáng trên 1 đợn vị diện tích sản xuất

(P 0 ta tra cứu trong tài liệu sổ tay tra cứu hệ thống cung cấp điện bảng 1.7,trang 328)

Từ sơ đồ mặt bằng thực tế của nhà máy ta tính được diện tích của các phân xưởng & toàn bộ nhà máy , ta có bảng sau:

DIỆN TÍCH CÁC PHÂN XƯỞNG ( α = 1000 )

Stt Tên phân xưởng a (mm)

C.dài (bản vẽ) b (mm) C.rộng (bản vẽ)

1 Phân xưởng kết cấu kim loại 45 20 900

2 Phân xưởng lắp ráp cơ khí 45 21 945

7 Phân xưởng sửa cơ khí 19 10 190

8 Phân xưởng gia công gỗ 19 10 190

9 Ban quản lý nhà máy 22 12 264

1 Xác định phụ tải chiếu sáng của toàn nhà máy.

1.1 Chiếu sáng đất trống và đường đi.

Fnm: diện tích toàn bộ mặt bằng nhà máy

Fpx : diện tích các phân xưởng

- Diện tích toàn nhà máy :

- Diện tích các phân xưởng :

-Diện tích đất trống và đường đi là:

Theo dữ kiện đề bài trong Bảng 2 ta có: P0 = 1 (W/m 2 ) dành cho đường giao thông và bãi trống.

Pcsnm = Pđt+đđ = P0.Fđt+đđ = 1*10 -3 *20992 = 20,992 (KW)

1.2.Xác định phụ tải chiếu sáng.

-Tính phụ tải ban quản lý nhà máy với:

2 Phụ tải tính toán toàn nhà máy

Stt Tên phân xưởng Ptt

1 Phân xưởng kết cấu kim loại

2 Phân xưởng lắp ráp cơ khí

7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí

8 Phân xưởng gia công gỗ

9 Ban quản lý nhà máy 22,44 13,91 1

Phụ tải tính toán thành phần tác dụng của toàn nhà máy:

Trong đó: kđt là hệ số đồng thời xét đến khả năng phụ tải lớn nhất của nhà máy.

Chọn kđt = 0,95 kpt: là hệ số kể đến khả năng phát triển thêm phụ tải của nhà máy.

Phụ tải tính toán thành phần phản kháng của toàn nhà máy:

* Hệ số công suất của nhà máy :

PHẦN II : THIẾT KẾ MẠNG CUNG CẤP CHO PHÂN XƯỞNG ĐẶT VẤN ĐỀ:

Mạng điện phân xưởng gồm 6 phần: Thanh cái, tủ động lực, aptomat, dây dẫn, cáp, chống sét cho phân xưởng.

I PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN PHÂN TÍCH YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CHO PHÂN XƯỞNG.

Việc chọn sơ đồ hợp lý là một yếu tố quan trọng để đảm bảo phù hợp với các mức độ yêu cầu về các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của các thiết bị trong phân xưởng.

Sơ đồ điện được lựa chọn cần ưu tiên tính thuận tiện trong vận hành và sửa chữa, đồng thời hỗ trợ việc cung cấp điện liên tục, dễ dàng áp dụng các biện pháp bảo vệ và tự động hóa Mục tiêu là đảm bảo chất lượng điện năng và giảm thiểu tối đa các loại tổn thất.

Trong mạng điện người ta thường dùng 3 loại sơ đồ:

*Ưu nhược điểm của từng loại sơ đồ:

+ Ưu điểm; nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cung cấp một đường dây, do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện bảo vệ tự động hóa, dễ vận hành bảo quản.

+ Nhược điểm: vốn đầu tư lớn Vì vậy sơ đồ nối dây hình tia thường được dùng khi cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại 1 và 2.

- Sơ đồ phân nhánh: Có ưu nhược điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia Vì vậy loại sơ đồ này thường được sử dụng khi cung cấp điện cho hộ phụ tải loại 2 và 3

- Sơ đồ hỗn hợp ( dẫn sâu):

Việc cung cấp điện áp cao trực tiếp vào trạm biến áp phân xưởng giúp loại bỏ các trạm phân phối trung gian, tối giản thiết bị điện và sơ đồ kết nối, dẫn đến hệ thống điện đơn giản và hiệu quả hơn.

 Do đưa điện áp cao vào gần phụ tải, nên giảm được tổn thất điện áp điện năng, nâng cao năng lực truyền tải điện năng của mạng.

+ Nhược điểm: Vì một dường dây “ dẫn sâu’’ rẽ vào nhiều trạm biến áp nên độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ không cao Để khắc phục khuyết điểm này, người ta thường dùng hai đường dây dẫn sâu song song, đặt các thiết bị bảo vệ chống sự cố an toàn và quy định mỗi một đường dây dẫn sâu không nên mang quá 5 trạm biến áp và dung lượng của một đường dây không nên quá 5000 kVA

Do đó loại sơ đồ này thường được sử dụng khi cung cấp điện cho hộ phụ tải loại 2 và 3.

Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng phân xưởng gia công phụ tùng, căn cứ vào công suất của các nhóm thiết bị, để đảm bảo yêu cầu CCĐ và yêu cầu kinh tế ta chọn sơ đồ đi dây hình tia. Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ, trong phân xưởng ta đặt một tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp về và cung cấp cho 4 tủ động lực Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải như đã phân nhóm ở trên Đặt tại tủ phân phối của trạm biến áp 1 Aptomat đầu nguồn từ TBA về phân xưởng bằng cáp ngầm và dao cách ly về tủ phân phối của phân xưởng Các tủ động lực được cấp điện bằng đường cao áp hình tia, đầu vào và ra đặt Aptomat

Qua phân tích yêu cầu về đảm bảo an toàn cho công nhân vận hành, đảm bảo liên tục cung cấp điện, đảm bảo dễ dàng sửa chữa, tính thẩm mỹ cho phân xưởng và khảo sát mặt bằng, điều kiện thực tế quyết định chọn vị trí đặt 1 tủ phân phối và 4 tủ động lực như hình vẽ trên.

Mạng điện phân xưởng là mạng điện áp thấp với quy mô trung bình, do đó việc lựa chọn aptomat bảo vệ cho các thiết bị trong phân xưởng là điều cần thiết.

II ĐIỀU KIỆN CHỌN THIẾT BỊ TRONG MẠNG PHÂN XƯỞNG.

1.1 Điều kiện chọn Aptomat bảo vệ cho các máy.

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY THIẾT BỊ ĐIỆN HÀ NỘI 12 1.Xác định phụ tải chiếu sáng cho toàn nhà máy

THIẾT KẾ MẠNG CUNG CẤP CHO PHÂN XƯỞNG 16 I PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN PHÂN TÍCH YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CHO PHÂN XƯỞNG 17 II ĐIỀU KIỆN CHỌN THIẾT BỊ TRONG MẠNG PHÂN XƯỞNG 19 1 Điều kiện chọn Aptomat

Điều kiện chọn dây dẫn

2.1 Điều kiện chọn dây dẫn từ tủ động lực đến các máy.

Cáp và dây dẫn được chọn theo dòng điện lâu dài cho phép Điều đó đảm bảo nhiệt độ của dây dẫn không làm hỏng cách điện của dây. Điều kiện chọn cáp và dây dẫn: { I cp I cp 2 ≥ 1 ≥ 1,5 K I K I 1 kd nhiệt lv max K 1 K 2 K 2 K 3 3

- I kdnhiệt là dòng khởi động của bộ phận cắt mạch điện bằng nhiệt

- K1 là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường xung quanh khác với nhiệt độ tiêu chuẩn Chọn K1 = 0,96 (Lấy ở nhiệt độ chuẩn của môi trường xung quanh là

20 o C, nhiệt độ lớn nhất cho phép của dây là 80 o C).

- K2 là hệ số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp và dây dẫn đặt trong cùng một hào hoặc rãnh cáp Chọn K2 =1.

- K3 là hệ số kể đến chế độ làm việc của thiết bị.

Với chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại: K3 = 0,875

Với chế dộ làm việc dài hạn: K3 = 1.

2.2 Điều kiện chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực. Điều kiện chọn cáp và dây dẫn: { I cp I cp1 2 ≥ ≥ K K I 1 I kdnhiệt K 1 ttnh K 2 K 2 3

- K1 là hệ số kể đến sự sai khác giữa nhiệt độ môi trường và nhiệt độ tiêu chuẩn, chọn K1 = 0,96.

- K2 là hệ số kể đến số lượng cáp đặt trong cùng một hào, chọn K2 = 1.

- K3 là hệ số kể đến cấu trúc của đường dây.

2.3 Điều kiện chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối. Điều kiện chọn cáp và dây dẫn: { I cp I cp1 2 ≥ ≥ K K I 1 kdnhiệt I K 1 ttpx K 2 K 2 3

- K2 là hệ số kể đến số lượng cáp đặt trong cùng một hào, chọn K2 = 1.

- K3 là hệ số kể đến cấu trúc của đường dây.

2.4 Điều kiện chọn dây dẫn cho phụ tải chiếu sáng. Điều kiện chọn cáp và dây dẫn: I cp ≥ I cspx

Điều kiện chọn tủ động lực cho các nhóm máy

Điều kiện chọn: { U dm tủ I ≥ U dm đầu vào tủ dm mạng =0,38 ≥ I ttnh KV

I dm đầu ratủ ≥ I dm AT nhóm

Điều kiện chọn tủ phân phối trung gian

Điều kiện chọn: { U dm tủ I ≥ U dm đầu vào tủ dm mạng ≥ I =0,38 ttpx kV

I dm đầu ratủ ≥ I dm AT tổng

Điều kiện chọn thanh cái

Điều kiện chọn: I cp ≥ I lvmax

- K2 là hệ số kể tới thanh cái từng pha gồm nhiều thanh ghép lại, chọn K2 = 1.

- K3 là hệ số hiệu chỉnh khi thanh cái đặt đứng hay nằm, chọn K3 = 0,96.

I lv max =I dm AT nhóm

Để đảm bảo an toàn cho công nhân vận hành, cung cấp điện liên tục, dễ dàng sửa chữa, nâng cao tính thẩm mỹ cho phân xưởng và phù hợp với điều kiện thực tế, vị trí đặt tủ động lực và 4 tủ phân phối được xác định như hình vẽ.

Do mạng điện phân xưởng là mạng điện áp thấp, và quy mô phân xưởng thuộc loại trung bình Ta quyết định chọn áp tô mát vệ cho các thiết bị trong phân xưởng.

TÍNH CHỌN THIẾT BỊ TRONG MẠNG PHÂN XƯỞNG 22 1 Tính chọn thiết bị cho nhóm I

Dựa vào các điều kiện ở trên, ta tiến hành tính chọn thiết bị cho phân xưởng dụng cụ :

1 Tính chọn thiết bị cho nhóm I.

Tra bảng PL 3.5 ( Trang 356 – Giáo trình hệ thống cung cấp điện của XNCN đô thị và nhà cao tầng-Nguyễn Công Hiền) ta được :

- Aptomat ATM EA103-G: Idm ATM = 60 (A); Udm 80(V); Số cực: 3

* Chọn Aptomat cho máy tiện ren IA62:

Chọn Aptomat EA53-G có: Idm ATM = 30 (A); Udm 80(V) Số cực: 3

Ta chọn và tính toán tương tự cho các thiết bị khác ta chọn Aptomat bảo vệ cho các thiết bị trong nhóm I như trong bảng sau:

* Chọn dây dẫn cho máy tiện ren IA62 :

1 K 2 K 3 = 1,5.0,96.1 11,25.40 = 34.72 (A) Chọn cáp 4G2,5 có: F = 1,8mm 2 ; Icp dây dẫn = 41(A); Lõi = 1,8 (mm)

Ta thấy : { I cpd â y d ẫ n A>I cp 1 2,96 ¿I cp d â y d ẫ n A>I cp2 4,72

Cáp 4G2,5 đã chọn thỏa mãn

Tra PL 4.29 (trang 380- TL1), ta tính toán và chọn kiểm tra tương tự cho các thiết bị khác ta chọn cáp cho các thiết bị trong nhóm I như trong bảng sau:

Tên thiết bị Số lượng

* Chọn tủ động lực cho nhóm I:

Dựa vào bảng tra cứu thiết bị chọn tủ động lực của hãng 3C Electric (Việt Nam) chế tạo, tủ đặt 7 Aptomat cấp điện cho 6 thiết bị trong nhóm và Aptomat nhóm I

Tủ có thông số kỹ thuật như sau:

Cao 1000 (mm), rộng 600 (mm), sâu 250 (mm)

Số cánh tủ: 1 cánh tủ phẳng

* Chọn thanh cái cho tủ động lực nhóm I: Icp = I lv max

Tra bảng 7-2(Trang 362-363 - Sổ tay tra cứu thiết bị điện 0,4-500 kV, Ngô Hồng Quang).

Ta chọn thanh cái bằng nhôm: Kích thước: 25 x 3 mm

Tiết diện của một thanh: 75 mm 2

2 Tính chọn thiết bị cho nhóm II.

* Chọn Aptomat cho nhóm II:

U dm mạng =0,38(kV) I ttnh II =6,1(A)

- Aptomat EA53-G: Idm ATM = 10 (A); Udm 80V ; Số cực: 3

* Chọn Aptomat cho khoan bàn:

Chọn Aptomat EA53-G có: Idm ATM = 10 (A); Udm 80V; Số cực: 3

Ta tính toán chọn và kiểm tra tương tự cho các thiết bị khác ta chọn Aptomat bảo vệ cho các thiết bị trong nhóm II như trong bảng sau:

Công suất (kW) cosφ Số lượng

3 Máy cưa kiểu đai 1 0,6 1 2,53 3,16 10 EA53-G 380 3

5 Máy hàn điểm 1 pha 2,7 0,6 1 6,83 8,53 10 EA53-G 380 3

* Chọn dây dẫn cho khoan bàn:

Chọn cáp 4G1,5 có: F = 1,5 mm 2 Icp dây dẫn = 31(A)

Ta thấy : { I cpd â y d ẫ n 1>I cp 1 =2,13 ¿I cp d â y d ẫ n 1>I cp2 =8,68

Theo PL 4.29 (trang 380 - TL1), chúng ta tính toán và lựa chọn kiểm tra tương tự cho các thiết bị khác, đồng thời chọn cáp phù hợp cho các thiết bị trong nhóm II như được thể hiện trong bảng dưới đây.

* Chọn tủ động lực cho nhóm II:

Dựa vào bảng tra cứu thiết bị chọn tủ động lực của hãng 3C Electric (Việt Nam) chế tạo, tủ đặt 6 Aptomat cấp điện cho 5 thiết bị trong nhóm và Aptomat nhóm II Tủ có thông số kỹ thuật như sau:

* Chọn thanh cái cho tủ động lực nhóm II:

Tra bảng 7-2 (Trang 362- Sổ tay tra cứu thiết bị điện 0,4-500 kV, Ngô Hồng Quang).

Ta chọn thanh cái bằng nhôm: Kích thước: 25 x 3 mm

3 Tính chọn thiết bị cho nhóm III.

* Chọn Aptomat cho nhóm III:

U dm mạng =0,38(kV) I ttnh III =7,9(A)

- Aptomat EA53-G: Idm ATM = 10 (A); Udm 80(V) ; Số cực: 3

* Chọn Aptomat cho máy xóc:

Chọn Aptomat EA53-G có: Idm ATM = 10 (A) ); Udm 80V ; Số cực: 3

Tính toán tương tự cho các thiết bị khác ta chọn Aptomat bảo vệ cho các thiết bị trong nhóm III như trong bảng sau:

Bàn thử nghiệm thiết bị điện

* Chọn dây dẫn cho máy xóc:

1 K 2 K 3 = 1,5.0,96.1 11,25.10 = 8,68 (A) Chọn cáp 4G1,5 có: F = 1,5 mm 2 Icp dây dẫn = 31(A)

Tra PL 4.29 (trang 380- TL1), ta tính toán và chọn kiểm tra tương tự cho các thiết bị khác ta chọn cáp cho các thiết bị trong nhóm III như trong bảng sau:

Bàn thử nghiệm thiết bị điện 1 22,15 30 23,07 26,04 4G1,5 31 1,4

* Chọn tủ động lực cho nhóm III:

Dựa vào bảng tra cứu thiết bị chọn tủ động lực của hãng 3C Electric (Việt Nam) chế tạo, tủ đặt 6 Aptomat cấp điện cho 5 thiết bị trong nhóm và 1 Aptomat nhóm III.

* Chọn thanh cái cho tủ động lực nhóm III:

Tra bảng 7-2(Trang 362-363 - Sổ tay tra cứu thiết bị điện 0,4-500 kV, Ngô Hồng Quang).

Ta chọn thanh cái bằng nhôm:

4 Tính chọn thiết bị cho nhóm IV.

* Chọn Aptomat cho nhóm IV:

U dm mạng =0,38(kV) I ttnh IV 9,3(A)

- Aptomat EA53-G: Idm ATM = 40(A) ; Udm 80(V) ; Số cực: 3

* Chọn Aptomat cho máy phay lăn răng:

Chọn Aptomat EA53-G có: Idm ATM = 10 (A) ); Udm 80(V) ; Số cực: 3

Tính toán chọn và kiểm tra tương tự cho các thiết bị khác ta chọn Aptomat bảo vệ cho các thiết bị trong nhóm IV như trong bảng sau:

1 Máy phay lăn răng 1 0,7 1 2,17 2,71 10 EA53-G 380 3

4 Máy mài tròn vạn năng 4,5 0,6 1 11,3

* Chọn dây dẫn cho máy phay lăn răng:

Chọn cáp 4G1,5 có: F = 1,5 mm 2 Icp dây dẫn = 31(A)

Tra PL 4.29 (trang380- TL1), ta tính toán và chọn kiểm tra tương tự cho các thiết bị khác ta chọn cáp cho các thiết bị trong nhóm IV như trong bảng sau:

Tên thiết bị Số lượng I lv max

Máy mài tròn vạn năng 1 14,23 15 14,82 13,02 4G1,5 31 1,4

* Chọn tủ động lực cho nhóm IV:

Theo bảng tra cứu của 3C Electric, để cấp điện cho 6 thiết bị trong nhóm và 1 Aptomat nhóm IV, bạn cần chọn tủ động lực đặt 7 Aptomat.

* Chọn thanh cái cho tủ động lực nhóm IV:

1 K 2 K 3 = 0,96.1.0,9640 = 43,4 (A)Tra bảng 7.2(trang 362-363 - Sổ tay tra cứu thiết bị điện 0,4-500 KV, Ngô HồngQuang)

Ta chọn thanh cái bằng nhôm:

Icp = 265 (A) Tiết diện mỗi thanh 75 (mm 2 )

5 Tính chọn thiết bị cho phụ tải chiếu sáng.

* Chọn aptomat cho phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí:

- Aptomat EA53-G: Idm ATM = 10 (A) ; Udm 80(V); IN =5(KA); Số cực: 3

* Chọn dây dẫn cho phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí:

Tra bảng 4-24(trang 250 -Sổ tay tra cứu thiết bị điện của Ngô Hồng Quang) chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo:

6 Tính chọn thiết bị cho tủ phân phối.

* Chọn aptomat tổng cho phân xưởng cơ khí:

- Aptomat EA203-G: Idm ATM = 160 (A) ; Udm 80(V); IN %(KA); Số cực: 3

* Chọn aptomat bảo vệ cho đường dây từ tủ phân phối đến tủ động lực nhóm I:

- Aptomat EA103-G: Idm ATM = 60 (A) ; Udm 80(V); IN %(KA); Số cực: 3

* Chọn aptomat bảo vệ cho đường dây từ tủ phân phối đến tủ động lực nhóm II:

* Chọn aptomat bảo vệ cho đường dây từ tủ phân phối đến tủ động lực nhóm III:

* Chọn aptomat bảo vệ cho đường dây từ tủ phân phối đến tủ động lực nhóm IV:

* Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực của nhóm I:

Căn cứ vào điều kiện ta tra PL 4.29 (trang 380- TL1) chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có:

Loại cáp (F, mm 2 ): 4G6 Icp dây dẫn = 66 (A)

Ta thấy : { I cpd â y d ẫ n f>I cp1 X,8 ¿I cp d â y d ẫ n f>I cp2 R,08

 Cáp đã chọn thỏa mãn

* Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực của nhóm II:

Loại cáp (F, mm 2 ): 4G1,5 Icp dây dẫn = 31 (A)

Ta thấy : { I cpd â y d ẫ n 1>I cp1 =6,35 ¿I cp d â y d ẫ n 1>I cp2 =8,68

* Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực của nhóm III:

* Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực của nhóm IV:

Ta thấy : { I cpd â y d ẫ n A>I cp1 @,93 ¿I cp d â y d ẫ n A>I cp2 4,7

* Chọn tủ phân phối cho phân xưởng cơ khí:

Dựa vào bảng tra cứu thiết bị, ta chọn tủ động lực của hãng 3C Electric (Việt Nam) chế tạo, tủ đặt 1 Aptomat tổng, 5 Aptomat cấp điện cho 4 tủ động lực và phụ tải chiếu sáng Tủ có thông số kỹ thuật như sau:

Cao 1000 mm, rộng 600 mm, sâu 250 mm

* Chọn thanh cái cho tủ phân phối:

Tra bảng 7.2(trang 362-363 - Sổ tay tra cứu thiết bị điện 0,4-500 KV, Ngô Hồng Quang)

Ta chọn thanh cái bằng đồng:

Icp = 340 (A) Tiết diện mỗi thanh 75 (mm 2 )

THIẾT KẾ MẠNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TOÀN NHÀ MÁY THIẾT BỊ ĐIỆN HÀ NỘI 35 I.ĐẶT VẤN ĐỀ: 35

Kỹ thuật

 Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện cho phù hợp với từng loại hộ tiêu thụ, đảm bảo chất lượng điện năng.

 Sơ đồ đi dây đơn giản, xử lý sự cố nhanh, chính xác.

Trong thực tế, lựa chọn phương án cung cấp điện đòi hỏi cân nhắc kỹ lưỡng giữa yếu tố kỹ thuật và kinh tế Phương án tối ưu về mặt kỹ thuật thường đi kèm chi phí cao, trong khi phương án tiết kiệm về kinh tế có thể không đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn kỹ thuật Do đó, việc đánh giá và so sánh cả hai khía cạnh là điều cần thiết để đưa ra lựa chọn phù hợp, đảm bảo vừa đạt hiệu quả kỹ thuật vừa tối ưu hóa chi phí.

PHÂN TÍCH YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO TOÀN NHÀ MÁY 36 1 Nhà máy thiết bị điện Hà Nội

1 Nhà máy cơ khí Hà Nội

Nhà máy cơ khí Hà Nội gồm:

Các phân xưởng: Phân xưởng cấp nước; Lò + Bể mạ các loại; Phân xưởng thí nghiệm là hộ phụ tải loại 1.

Các phân xưởng: Phân xưởng đúc rèn đập; Phân xưởng hàn; Phân xưởng mộc mẫu; Phân xưởng cơ khí; Ban quản lý nhà máy là hộ phụ tải loại 2.

Phân xưởng: Kho chứa hàng là hộ phụ tải loại 3

Dựa vào phụ tải các phân xưởng của nhà máy ta tính được tổng công suất của nhà máy (lấy kết quả từ phần I):

Tổng công suất hộ phụ tải loại 1:

Spt1 = kpt.kđt √ P tt 2 1 + Q tt 2 1 =1,15.0,95 √ 722,44 2 +483,91 2 =¿ 949,96 (KVA)

Spt2 = kpt.kđt √ P tt 2 2 + Q tt 2 2 =1,15.0,95 √ 897,83 2 +609,35 2 =¿ 1084,76 (KVA)

Spt3 = Sttnm - (Spt1 + Spt2)#81,71 – 2034,72 = 346,99 (KVA)

=> So sánh tỉ lệ ta thấy N2%¿N1%> N3% vậy nhà máy được xếp là hộ phụ tải loại 2.

2.Chọn sơ đồ ngoài nhà máy

Hệ thống cung cấp điện ngoài nhà máy gồm hai đường dây trên không bộ đơn điện áp 22 (kV) lấy từ hai nguồn khác nhau, đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho nhà máy Trong chế độ hoạt động bình thường, cả hai đường dây đều mang tải Khi một đường dây gặp sự cố, đường dây đó sẽ bị loại khỏi mạng, và đường dây còn lại đảm nhận việc cung cấp điện cho nhà máy.

3.Chọn sơ đồ bên trong nhà máy

Hệ thống điện trong nhà máy đảm bảo việc cung cấp điện bên trong lãnh thổ nhà máy kể từ trạm biến áp nhà máy cho tới các thiết bị dùng điện, vì số máy của mạng lớn, đường dây tổng cộng dài, số thiết bị nhiều nên cần phải lựa chọn được phương án tốt nhất Vừa thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật đặt ra vừa thoả mãn các yêu cầu về kinh tế Đặc điểm của nhà máy cơ khí là yêu cầu cung cấp điện linh hoạt, chủ yếu là phụ tải loại 1 còn lại là phụ tải loại 2 do đó để phù hợp với yêu cầu cung cấp điện cho nhà máy ta chọn sơ đồ cung cấp điện hình tia.

Việc chọn sơ đồ hình tia có ưu điểm là nối dây đơn giản, độ tin cậy tính yêu cầu cung cấp điện cao, dễ dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hoá, việc vận hành sửa chữa thuận tiện, chi phí vận hành hàng năm nhỏ Tuy nhiên nhược điểm của sơ đồ này là có nhiều thiết bị đóng cắt, nhiều đường dây nên vốn đầu tư cao. Để đưa điện năng đến từng phân xưởng ta sử dụng cáp ngầm, vì cáp được chế tạo vững chắc, cách điện tốt, không bị sét đánh nên làm việc tin cậy hơn Nhược điểm của phương pháp này là giá thành cao, thi công khó khăn.

Ta thấy phụ tải tính toán và diện tích nhà máy không lớn lắm và điện áp nguồn là 22 (kV) không có phụ tải cao áp và điện áp định mức là 0,4 (kV), để đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế nên dùng phương pháp hạ 22 (kV) xuống 0,4 (kV) và chọn sơ đồ hình tia để cung cấp điện cho toàn nhà máy.

CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP 38 1 Về mặt kỹ thuật

Vị trí của trạm biến áp được chọn có ảnh hưởng đến tính kinh tế, kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện:

- Phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện.

- Gần trung tâm phụ tải để giảm tổn thất điện áp và công suất nhà máy.

- Hạn chế dòng ngắn mạch, bố trí hợp lý cho việc phát triển sau này.

- TBA phải đặt xa các phân xưởng có nhiều bụi và rung động, xa phân xưởng có nhiều hóa chất ăn mòn.

- Vốn đầu tư, chi phí vận hành hợp lý.

- Lượng tiêu hao kim loại màu ít nhất.

Để mô tả vị trí các phân xưởng trong nhà máy, ta sử dụng hệ trục tọa độ Oxy với chiều dài nhà máy là trục Ox, chiều rộng nhà máy là trục Oy, gốc O đặt tại góc dưới bên trái mặt bằng nhà máy Bảng tọa độ các phân xưởng sẽ cho biết vị trí chính xác của từng phân xưởng trên bản đồ nhà máy.

STT Tên phân xưởng x (mm) y (mm) P tt (kW)

1 PX kết cấu kim loại 67 102 350

2 PX lắp ráp cơ khí 55 58 270

7 PX sửa chữa cơ khí 70 15 47,83

9 Ban quản lý nhà máy 28 22 22,44

Căn cứ vào (xi ; yi) ta xác định được trung tâm phụ tải của nhà máy:

Vậy trung tâm phụ tải có vị trí là: (X;Y) = (110,07 ; 66,08) mm

Do vị trí ban đầu nằm giữa đường đi, gây nguy hiểm và ảnh hưởng đến mỹ quan, trạm đã được di dời đến vị trí mới có tọa độ (X; Y) = (110,07; 122) mm.

Vị trí đặt được thể hiện trong Hình:

CHỌN DUNG LƯỢNG VÀ SỐ LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP TPONG TRẠM 41 1.Chọn dung lượng và số lượng MBA trong trạm

1.Chọn dung lượng và số lượng MBA trong trạm. Để cung cung điện cho các phân xưởng ta dùng các MBA đặt ở các trạm biến áp, biến đổi điện áp 22 kV của lưới thành cấp điện áp 0,4 kV cung cấp cho các phân xưởng. Để đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và kinh tế thì số lượng và dung lượng của các MBA cần phải thoả mãn những yêu cầu sau:

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.

- Các trạm BA đặt càng gần trung tâm phụ tải càng tốt để giảm tổn thất điện áp và tổn thất công suất.

- Hạn chế dòng ngắn mạch, bố trí hợp lý cho việc phát triển sau này.

- Vốn đầu tư và chi phí vận hành hợp lý.

- Điều kiện 1: Các MBA làm việc đầy tải khi phụ tải nhà máy là cực đại.

Trong trường hợp một MBA gặp sự cố, các MBA còn lại sẽ hoạt động ở mức tải tối đa cho phép, đảm bảo cung cấp đủ điện năng cho các thiết bị quan trọng của nhà máy.

K qt (n−1)S dm BAi ≥ S tt sự cố

- S đm BAi :là công suất định mức MBA thứ i.

- S ttnm : là công suất tính toán của nhà máy.

- S tt sự cố :là tổng công suất tính toán của các hộ phụ tải quan trọng của nhà máy.

- K qt :là hệ số quá tải của MBA, chọn K qt = 1,4.

- n là số MBA trong trạm.

Với 1 nhà máy, ta phải đưa ra 1 số phương án thiết kế trạm biến áp thỏa mãn 2 điều kiện trên Mỗi phương án phải được đánh giá là gần như tương đương nhau về các chỉ tiêu kỹ thuật, sau đó so sánh các phương án đó theo các chỉ tiêu kinh tế, phương án nào kinh tế hơn sẽ là tối ưu và được chọn để sử dụng.

 Vậy ta chọn 2 MBA giống nhau, mỗi máy có công suất S dm BAi 50 (kVA)

 Vậy ta chọn 3 MBA giống nhau, mỗi máy có công suất S dm BAi = 1000 (kVA)

Ta chọn các MBA có công suất và thông số như sau:

- Phương án 1 : Dùng 2 MBA 1250 - 22/0,4 kV Công ty thiết bị điện Đông

- Phương án 2 : Dùng 3 MBA 1000-22/0,4 kV Công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo.

Số liệu kỹ thuật của MBA đã chọn thể hiện dưới bảng sau:

1.2 Phân phối tải cho các MBA.

* Bảng phân phối phụ tải trong trạm và từng MBA: Áp dụng tính công suất tính toán MBA: S tt BAi = K dt √¿ ¿ ¿ (kVA)

Máy biến áp Tên phân xưởng P ttpx

(kW) Q ttpx (kVAr) S tt BAi (kVA)

PX kết cấu kim loại 350 250

PX lắp ráp cơ khí 270 200

PX sửa chữa cơ khí 47,83 59,35 Ban quản lý nhà máy 22,44 13,91

1 PX kết cấu kim loại 350 250

PX lắp ráp cơ khí 270 200

Ban quản lý nhà máy 22,44 13,91

PX sửa chữa cơ khí 47,83 59,35

SO SÁNH VỀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 44 1 Phương án 1

Phương án sử dụng hai máy biến áp MBA 1250 (KVA) - 22/0,4 KV, được sản xuất bởi Công ty thiết bị điện Đông Anh, hoạt động độc lập với nhau trong điều kiện bình thường Theo phương án này, MBA vận hành ở mức tải phù hợp với tính toán thiết kế.

Trong trường hợp một MBA gặp sự cố, có thể cắt các phụ tải không quan trọng để chờ sửa chữa hoặc thay thế MBA còn lại sẽ đủ khả năng cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng.

K qt (n−1) S dm BAi ≥ S tt sự cố = S pt 1

 Phương án 1 thỏa mãn điều kiện kỹ thuật.

Phương án sử dụng 3 máy biến áp (MBA) 1000 kVA – 22/0,4 kV do Công ty thiết bị điện Đông Anh sản xuất, hoạt động độc lập trong điều kiện bình thường Theo phương án này, MBA hoạt động đủ tải theo thiết kế.

Nếu vì một lý do nào đó mà 1 MBA bị sự cố thì ta có thể cắt các hộ phụ tải không quan trọng để chờ sửa chữa hoặc thay thế Khi đó 2 MBA còn lại đủ cung cấp cho các phụ tải quan trọng:

K qt (n−1)S dm BAi ≥ S tt sự cố = S pt 1

 Phương án 2 thỏa mãn điều kiện kỹ thuật.

Kết luận: Phân tích cho thấy cả hai phương án đều khả thi về mặt kỹ thuật khi MBA gặp sự cố Tuy nhiên, để đưa ra lựa chọn tối ưu, cần so sánh kỹ lưỡng hiệu quả kinh tế của từng phương án.

3 So sánh về chỉ tiêu kinh tế. Để so sánh chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án, ta dùng phương pháp so sánh kinh tế theo chi phí tính toán hàng năm:

- Ctt là chi phí tính toán hàng năm.

- Kvh là hệ số khấu hao do vận hành, chọn Kvh = 0,1.

- Ktc là hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư phụ.

- Tdm là thời gian thu hồi vốn đầu tư phụ, thường lấy Tdm = 5 năm.

- Vlà vốn đầu tư của phương án

- C là chi phí vận hành hàng năm của phương án

* Số liệu của các MBA đã chọn ở 2 phương án được ghi ở bảng sau:

Phương án Loại MBA S dm

(Giá thành máy biến áp Đông Anh được tra cứu trên website: maybienapdienluc.vn.)

* Phương án 1: Dùng 2 MBA 1250-22/0,4 đặt trong cùng 1 trạm, các MBA vận hành độc lập, ta có tổn thất điện năng: ΔA = ΔP0.t + ΔPn.( S S dm BA tt BA ) 2 τ

- t là thời gian MBA làm việc trong năm, t = 8760 h.

- τ là thời gian chịu tổn thất công suất

- Tmax là thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax= 6000 (h)

- P0: Tổn thất công suất tác dụng không tải.

- PN: Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch.

- Tổn thất điện năng trong MBA 1: cosφ tb =K dt ∑ P tt BA 1

1143,51 =0,83 Tra bảng 4-1(trang 49) Giáo trình Hệ thống cung cấp điện – Nguyễn Công Hiền ta được:  = 4600 (h). ΔA1 = 1,12.8760 + 10,69.( 1143,511250 ) 2 4600 = 50963,62 (kWh)

- Tổn thất điện năng trong MBA 2: cosφ tb =K dt ∑ P tt BA2

Tra bảng 4-1(trang 49) Giáo trình Hệ thống cung cấp điện – Nguyễn Công Hiền ta được:  = 4600 (h). ΔA2 = 1,12.8760 + 10,69.( 911,031250 ) 2 4600 = 35913,66 (kWh)

Vậy tổn thất điện năng của phương án 1 là: ΔA = ΔA1 + ΔA2 = 50963,62 + 35913,66 = 86895,28 (kWh)

- Vốn đầu tư của phương án 1:

- K là giá mua 1 MBA, K = 375 triệu đồng

- Chi phí vận hành của phương án 1:

- ΔA là tổn thất điện năng của phương án 1.

- β là giá tiền 1 kWh điện, β = 1555 đ/kWh

- Chi phí tính toán của phương án 1:

* Phương án 2: Dùng 3 MBA 1000-22/0,4 đặt trong cùng 1 trạm, các MBA vận hành độc lập, ta có tổn thất điện năng: ΔA = ΔP0.t + ΔPn.( S S dm BA tt BA ) 2 τ

- t là thời gian MBA làm việc trong năm, t = 8760 h.

- τ là thời gian chịu tổn thất công suất

- Tmax là thời gian sử dụng công suất cực đại Lấy Tmax = 6000 (h)

- P0 : Tổn thất công suất tác dụng không tải.

- PN: Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch.

-Tổn thất điện năng trong MBA 1: cosφ tb =K dt ∑ P tt BA1

727,78 =¿ 0,8 Tra bảng 4-1(trang 49) Giáo trình Hệ thống cung cấp điện – Nguyễn Công Hiền ta được:  = 4600 (h). ΔA1 = 0,98.8760 + 8,55.( 727,781000 ) 2 4600 = 29416,47 (kWh)

-Tổn thất điện năng trong MBA 2: cosφ tb =K dt ∑ P tt BA 2

Tra bảng 4-1(trang 49) Giáo trình Hệ thống cung cấp điện – Nguyễn Công Hiền ta được:  = 4600 (h). ΔA2 = 0,98.8760 + 8,55.( 689,701000 ) 2 4600 = 27293,53 (kWh)

-Tổn thất điện năng trong MBA 3: cosφ tb =K dt ∑ P tt BA3

637,63 =¿0,83 Tra bảng 4-1(trang 49) Giáo trình Hệ thống cung cấp điện – Nguyễn Công Hiền ta được:  = 4600 (h). ΔA3 = 0,98.8760 + 8,55.( 637,631000 ) 2 4600 = 24575,27 (kWh)

Vậy tổn thất điện năng của phương án 2 là: ΔA = ΔA1 + ΔA2 + ΔA3 = 29416,47 + 27293,53 + 24575,27 = 81285,27 (kWh)

- Vốn đầu tư của phương án 2: V2 = n.K

Trong đó: n là số MBA, n = 3.

K là giá mua 1 MBA, K = 315 (triệu đồng)

- Chi phí vận hành của phương án 2: C2 = ΔA β

- ΔA là tổn thất điện năng của phương án 2.

- β là giá tiền 1 kWh điện, β = 1555 đ/kWh.

- Chi phí tính toán của phương án 2:

Tổng hợp kết quả thu được ghi vào bảng sau:

Tổn thất điện năng ΔPA (KWh)

Vốn đầu tư V (triệu đồng)

Chi phí vận hành C (triệu đồng)

Chi phí tính toán C tt

Qua số liệu ở trên, ta dễ dàng nhận thấy phương án 1 là phương án có chi phí tính toán nhỏ hơn trong 2 phương án Vậy phương án 1 là phương án hợp lý nhất.

Qua so sánh 2 chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật, ta chọn phương án dùng 2 MBA1250(kVA) - 22/0,4 kV do Công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo đặt thành 1 trạm,vận hành độc lập với nhau để cung cấp điện cho toàn bộ nhà máy.

Xác định phụ tải nhà máy có kể đến tổn thất trong các MBA 49 1 Tổn thất công suất tác dụng trong các MBA

Theo số liệu bên trên ta đã chọn được dung lượng, số lượng MBA và sơ đồ cung cấp điện trạm biến áp Để có số lượng chính xác cho việc tính chọn thiết bị điện trong mạng cao áp, ta phải tính được chính xác phụ tải tính toán của nhà máy kể cả tổn thất trong các MBA.

1 Tổn thất công suất tác dụng trong các MBA. ΔPBAi = ΔP0 + ΔPn.K 2 pti

- ΔPBAi là tổn thất công suất tác dụng của MBA thứ i.

- Kpti là hệ số phụ tải của MBA thứ i Kpt = S S tt BA dm BA

Vậy tổn thất công suất tác dụng của các MBA là:

2 Tổn thất công suất phản kháng trong các MBA. ΔQBAi = ΔQ0 + ΔQn.K 2 pti

- ΔQBAi là tổn thất công suất tác dụng của MBA thứ i.

- Kpti là hệ số phụ tải của MBA thứ i Kpt = S S tt BA dm BA ΔQ0 = i 0 %

100 Sdm = 100 5 1250 = 62,5 (kVAr) Vậy tổn thất công suất phản kháng của các MBA là: ΔQBA = ∑ i=1

3 Xác định phụ tải nhà máy:

Theo phần I đã tính toán:

Sau khi tính cả tổn thất trong các MBA thì:

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ ĐI DÂY MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY 50 1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ NHÀ MÁY

1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ NHÀ MÁY.

Sau khi đã chọn được phương án I làm phương án cung cấp điện, ta tiến hành vẽ nhánh hoàn chỉnh sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho nhà máy ( đính kèm).

2 SƠ ĐỒ ĐI DÂY NHÀ MÁY.

PHẦN IV : CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN

A: CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN

Việc tính chọn các thiết bị trong mạng điện nhằm đảm bảo cho các thiết bị làm việc tin cậy, vận hành an toàn và sửa chữa thuận tiện Các điều kiện đầu chọn gần giống các điều kiện làm việc ở chế độ dài hạn như Iđm, Uđm, Các điều kiện kiểm tra và những điều kiện làm việc trong chế độ ngắn mạch và những sự cố bao gồm các điều kiện về ổn định lực điện động và ổn định nhiệt.

I Chọn các thiết bị cao áp

Máy cắt điện là thiết bị đóng-cắt dòng điện trong mạng điện cao áp, đảm bảo hoạt động tin cậy, dùng để cắt dòng ngắn mạch và điều khiển phụ tải Việc lựa chọn máy cắt điện phải tuân thủ nguyên tắc: điện áp định mức của máy cắt điện phải lớn hơn hoặc bằng điện áp định mức của mạng điện (U đmMC ≥ U đm mạng).

I lvmax : dòng điện lớn nhất chạy qua máy trong trường hợp 1 nguồn bị mất điện, nguồn còn lại phải cung cấp cho toàn bộ phụ tải nhà máy.

=> điều kiện chọn máy cắt đầu vào trạm phân phối điện.

Tra bảng 5.9(Trang 308 - Sổ tay tra cứu thiết bị điện 0,4-500 kV, Ngô Hồng Quang).

Ta chọn máy cắt 3AF do ABB chế tạo

Thông số kỹ thuật máy cắt đầu vào trạm phân phối điện

2 Chọn dao cách ly đầu vào nhà máy: 2 chiếc

Dao cách ly đóng vai trò quan trọng trong việc bảo trì và sửa chữa thiết bị điện bằng cách cô lập các bộ phận cần thao tác khỏi mạng điện, tạo khoảng cách an toàn cho người vận hành Việc lựa chọn dao cách ly phải đảm bảo điện áp định mức của dao cách ly (U đmCL) lớn hơn hoặc bằng điện áp định mức của mạng điện (U đm mạng) để đảm bảo an toàn cho người vận hành và thiết bị.

I lvmax : dòng điện lớn nhất chạy qua dao cách ly trong trường hợp 1 nguồn bị mất điện, nguồn còn lại phải cung cấp cho toàn bộ phụ tải nhà máy.

=> điều kiện chọn dao cách ly vào đầu trạm phân phối

Vậy căn cứ vào bảng 2-35 (Trang 129 - Sổ tay tra cứu và lựa chọn thiết bị điện 0,4 đến 500kV của Ngô Hồng Quang), ta chọn được dao cách ly 3DC điện áp 12-36 kV do Siemens chế tạo.

Thông số kỹ thuật dao cách ly đầu vào trạm biến áp

3 Chọn thanh cái cao áp

Ta cũng dựa theo điều kiện phát nóng để chọn thanh cái:

Dòng điện lớn nhất chạy qua thanh cái là :

I lvmax = 64,9 (A) k 1 = 0,88 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh : t TC = 25 0 C k 2 = 1 : Hệ số ảnh hưởng tới thanh cái từng pha gồm nhiều thanh ghép lại. k 3 = 0,95 : Hệ số hiệu chỉnh theo cách lắp đặt đối với thanh cái đặt nằm.

Theo bảng 7.2 (trang 362) trong sổ tay "Lựa chọn và tra cứu TBĐ 0,4 đến 500 kV" của Ngô Hồng Quang, thanh cái cao áp được lựa chọn là thanh dẫn bằng đồng tròn, với nhiệt độ ban đầu t0 của thanh dẫn.

35 - 65 0 C có số liệu kỹ thuật ghi trong bảng sau:

Thông số kỹ thuật thanh cái cao áp

Kích thước (mm) S (mm 2 ) M (kg/m) Vật liệu I cp (A)

4.Chọn thanh sứ đỡ thanh cái cao áp

Sứ có vai trò quan trọng trong cách điện, vừa đóng vai trò giá đỡ, vừa tạo lớp cách ly giữa phần dẫn điện với đất và các bộ phận không cho phép dòng điện đi qua Sứ cần đảm bảo chịu được lực điện động do dòng ngắn mạch gây ra và có độ bền cơ học cao.

Chọn sứ theo điều kiện điện áp:

Tra bảng 2.29 (Trang 351 – HTCCĐ – Nguyễn Công Hiền) chọn sứ đỡ đặt ngoài trời do Liên xô chế tạo có số liệu kỹ thuật như trong bảng sau:

Thông số kỹ thuật sứ đỡ thanh cái cao áp

Phụ tải phá hoại (KG)

Chú thích: O - đỡ; III – có lõi sắt; H - đặt ngoài trời

5 Chọn dây dẫn cung cấp điện cho nhà máy Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho nhà máy, ta dùng 2 đường dây trên không nhận điện từ hệ thống về trạm phân phối trung gian của nhà máy.

Ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng:

Trong đó : k1 = 0,88 : Hệ số kể đến nhiệt độ môi trường 35 0 C, sai khác với nhiệt độ tiêu chuẩn : tTC = 25 0 C k2 = 1 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của các dây dẫn đặt gần nhau. k3 = 1 : Hệ số xét đến điều kiện làm việc ở chế độ dài hạn

I lv max : Dòng điện lớn nhất chảy qua dây dẫn khi bị mất một nguồn và khi

MBA làm việc ở chế độ quá tải, dây dẫn cung cấp cho toàn bộ công suất nhà máy.

Tra bảng 4.12 ( trang 369-TL1) ta chọn dây đồng không bọc ( dây trần) thông số kỹ thuật sau : Tiết diện: 10 mm 2 Icp = 95 ( A) II.CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHÍA HẠ ÁP

1 Chọn aptomat đầu ra MBA

Aptomat là thiết bị bảo vệ tin cậy, có thể đóng cắt tự động cả 3 pha khi sự cố hoặc quá tải. Điều kiện chọn : UđmATM  Uđmmang = 0,4 (KV)

Trong đó : Ilvmax = k qt S dmBA

Ta chọn Aptomat do hãng ABB chế tạo:

Thông số kỹ thuật ATM đầu ra MBA

Thời gian cắt tức thời

2 Chọn thanh cái hạ áp

Thanh cái hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng, khi cho thanh cái đặt nằm ngang:

- k1 = 0,88 : Hệ số kể đến nhiệt độ môi trường (35 0 C) đặt cáp với nhiệt độ tiêu chuẩn (25 0 C).

- k2= 1 : Hệ số hiệu chỉnh thanh cái khi xét đến trường hợp ghép nhiều thanh.

- k3 = 1 : Hệ số hiệu chỉnh kể đến cách lắp đặt thanh cái, ở đây thanh cái đặt nằm ngang.

- Ilvmax : Dòng điện lớn nhất của MBA khi đủ tải.

Tra bảng 7.2 (Trang 363 - sổ tay lựa chọn và tra cứu TBĐ 0,4 đến 500 kV của Ngô Hồng Quang) chọn được thanh cái làm bằng đồng có số liệu kỹ thuật cho trong bảng sau:

Thông số thanh cái hạ áp

Kích thước (mm) Tiết diện một thanh

Dòng cho phép mỗi pha ghép 2 thanh (A) Khối lượng (kg/m)

3 Chọn aptomat liên lạc trên thanh cái hạ áp

Khi sự cố một MBA trong trạm, thì những phụ tải quan trọng của MBA bị sự cố được cung cấp điện thông qua aptomat liên lạc : Điều kiện chọn :

Ilvmax : Dòng điện làm việc lớn nhất chạy qua aptomat liên lạc, ta phải tính dòng làm việc theo 2 điều kiện rồi chọn aptomat theo giá trị lớn nhất.

Phụ tải quan trọng của 2 MBA là :

- Phụ tải quan trọng của MBA1 : Sqt1= 614,12 (kVA)

- Phụ tải quan trọng của MBA2 : Sqt2= 408,61 (kVA)

Trong trường hợp một máy biến áp trong trạm gặp sự cố, máy biến áp còn lại sẽ đảm nhận cấp điện cho tất cả các hộ phụ tải quan trọng của nhà máy thông qua aptomat liên lạc Công suất truyền tải qua aptomat liên lạc được xác định bằng công suất tính toán của hộ phụ tải loại 1 trên một phân đoạn thanh cái hạ áp có trị số lớn hơn.

Ta thấy trong trường hợp MBA2 bị sự cố thì toàn bộ phụ tải của MBA2 sẽ được chuyển sang MAB1 dẫn đến áp tô mát làm việc ở chế độ nặng nề nhất và ngược lại:

Ta chọn Aptomat do hãng ABB chế tạo:

Thông số kỹ thuật ATMLL trên thanh cái hạ áp

4 Chọn sứ đỡ thanh cái hạ áp

Sứ đỡ làm nhiệm vụ giá đỡ, cách ly phần mang điện với đất Chọn sứ theo điều kiện điện áp:

U đm sứ ≥U đm mạng = 0,4 (KV)

Tiêu đề	Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Điện
Tác giả	Sinh Viên Thiết Kế
Người hướng dẫn	GVHD
Chuyên ngành	Hệ Thống Cung Cấp Điện
Thể loại	Đồ Án
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Thái Nguyên

Định dạng
Số trang	119
Dung lượng	4,78 MB