Đồ Án môn học cung cấp Điện giới thiệu chung về nhà máy cơ khí và yêu cầu cung cấp Điện cho hộ phụ tải

Phụ tải tính toán của toàn nhà máy...17 CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY...26 A... Khái niệm chung Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI

Giới thiệu chung về nhà máy

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 sản xuất các thiết bị cung cấp cho các nhà máy công nghiệp Nhà máy có 12 hộ phụ tải, quy mô với 9 phân xưởng sản xuất và các nhà điều hành.

Bảng số liệu phụ tải tính toán toán phân xưởng trong nhà máy.

TT 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.

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.

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 2.

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.

Có nhiệm vụ khiểm tra chất lượng sản phẩm và chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm trong phân xưởng sử dụng nhiêu thiết bị đo đếm có cao chính xác cao, do vậy mức độ ổn định là quan trọng nhất Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.

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.

Phân xưởng được trang bị các máy móc và lò rèn để chế tạo ra phôi và các chi tiết khác đảm bảo độ bền và cứng…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 1.

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 tính mạng con người chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế do đó ta xếp nhà máy cơ khí vào hộ phụ tải loại 1.

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%.

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

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 số liệu phụ tải trong phân xưởng cơ khí 1.

TT Tên thiết bị Công suất(kW,kVA) Cos k sd

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY

Khái niệm chung

Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, phân xưởng, xí nghiệp, hộ tiêu thụ thì một trong những công việc rất quan trọng mà ta phải làm đó là tiến hành xác định phụ tải tính toán cho nhà máy hay phân xưởng đó.

Phụ tải tính toán (PTTT): Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng là phụ tải giả thiết(không đổi) lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện tương đương với phụ tải thực tế(biến đổi) theo điều kiện tác dụng nhiệt Nói cách khác phụ tải tính toán cũng làm dây dẫn nóng tới nhiệt độ bằng với nhiệt độ lớn nhất do phụ tải tính toán gây ra Do vậy, về phương diện phát nóng nếu ta chọn thiết bị điện theo điều kiện tính toán có thể đảm bảo an toàn cho thiết bị đó trong một trạng thái vận hành bình thường.

Mục đích xác định phụ tải tính toán

Xác định phụ tải tính toán là một công đoạn rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện, nhằm làm cơ sở lựa chọn dây dẫn và các thiết bị của lưới điện cho phù hợp với mạng điện.

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

- Hệ số sử dụng Ksd: Là tỉ số của phụ tải tính toán trung bình với công suất đặt (công sất định mức) của thiết bị trong một khoảng thời gian khảo sát (giờ,ca hoặc ngày đêm, ).

+ Đối với thiết bị: Ksd = P P tb đm

+ Đối với nhóm thiết bị: K sd P tb

⇒ Hệ số sử dụng nói lên mức sử dụng, mức độ khai thác công suất thiết bị trong khoảng thời gian cho xem xét.

Hệ số đồng thời Kđt: Là tỉ số giữa công suất tác dụng tính toán cực đại tại nơi khảo sát của hệ thống cung cấp điện với tổng công suất tác dụng tính toán cực đại của các nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt (hoặc các nhóm thiết bị) nối vào nút đó :

Hệ số đồng thời phụ thuộc vào các phần tử trong nhóm n:

Kđt=0.9 ¿ 0.95 khi số phần tử n= 2÷4

Kđt=0.8 ¿ 0.85 khi số phần tử n= 5÷10

- Hệ số cực đại Kmax:

(Hệ số cực đại thường được tính với ca làm việc có phụ tải lớn)

Hệ số Kmax phụ thuộc vào thiết bị hiệu quả nhq, vào hệ số sử dụng và hàng loạt các yếu tố khác đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị trong nhóm. Trong thực tế khi tính toán thiết kế người ta chọn Kmax theo đường cong Kmax (Ksd ; n hq ) hoặc tra trong bảng cẩm nang tra cứu.

- Số thiết bị hiệu quả nhq :

Giả thiết cho một nhóm n thiết bị có công suất làm việc khác nhau khi đó ta định nghĩa nhq là một quy đổi gồm có n thiết bị có công suất định mức với chế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng với phụ tải tiêu thụ chất mà thiết bị tiêu thụ trên. nhq= ¿ ¿ ¿

Hệ số nhu cầu Knc: Là tỉ số giữa công suất tính toán (trong điều kiện thiết kế cho công suất tiêu thụ (trong điều kiện vận hành) với công suất đặt (công suất định mức) của nhóm hộ tiêu thụ.

Hiện nay có nhiều phương pháp để tính PTTT, dựa trên cơ sở khoa học để tính toán phụ tải điện và được hoàn thiện về phương diện lý thuyết trên cơ sở quan sát phụ tải công nghiệp đang vận hành.

Thông thường những phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện lại cho kết quả không thật chính xác, còn muốn chính xác cao thì phải tính toán phức tạp Do vậy tùy theo giai đoạn thiết kế thi công và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán cho phù hợp.

Nguyên tắc chung để tính PTTT của hệ thống là tính từ thiết bị điện ngược trở về nguồn, tức là được tính từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện, và ta chỉ cần tính toán tại các điểm nút của hệ thống.

* Mục đích của việc tính toán phụ tải tại các điểm nút nhằm :

- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp từ 1000V trở lên.

- Chọn số lượng và công suất của biến áp.

- Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối.

- Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ.

2.3.2 Các phương pháp tính toán PTTT thường dùng

2.3.2.1 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm. Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải không đổi hoặc thay đổi ít, phụ tải tính toán lấy bằng giá trị trung bình của phụ tải lớn nhất đó Hệ số đóng điện của các hộ phụ tải này lấy bằng 1, còn hệ số phụ tải thay đổi rất ít. Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế không thay đổi, phụ tải tính toán bằng phụ tải trung bình và được tính theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất trong một đơn vị thời gian.

Mca : Số lượng sản xuất trong một ca

Tca : thời gian của ca phụ tải lớn nhất (h)

W0 : suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm : KWh/một đơn vị sản phẩm Khi biết W0 và tổng sản phẩm sản xuất trong cả năm M của phân xưởng hay xưởng công nghiệp, phụ tải tính toán sẽ là :

Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất, giờ (h) Suất tiêu hao điện năng của từng dạng sản phẩm cho trong các tài liệu cẩm nang tra cứu.

2.3.2.2 Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.

F: diện tích của hộ tiêu thụ m 2

P0: suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất 1m 2 đơn vị(kW/m 2 ).

2.3.2.3 Xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu K nc

PTTT của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tính theo biểu thức:

2 + Q tt 2 Ở đây ta lấy Pđ=Pđm thì ta được: Ptt=Knc.∑ i=1 n

Trong đó : Knc : hệ nhu cầu của nhóm thiết bị tiêu thụ đặc trưng, tra ở sổ tay tra cứu. tg φ ứng với cos φ , đặc trưng cho các nhóm thiết bị trong các tài liệu tra cứu ở cẩm nang Nếu cos φ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức: cos φ = P 1 cosφ 1 + P P 2 cosφ 2 + + P n cosφ n

Phụ tải tính toán ở điểm nút của hệ thống cung cấp điện (phân xưởng, tòa nhà, xí nghiệp) được xác định tổng pttt của các nhóm thiết bị nối đến nút này có kể đến hệ số đồng thời, tức là :

P tti là tổng phụ tải tác dụng tính toán của các nhóm thiết bị.

Q tti là tổng phụ tải phản kháng tính toán của các nhóm thiết bị.

Kđt là hệ số đồng thời, nó nằm trong giới hạn (0,85÷1).

Phương pháp tính PTTT theo hệ số nhu cầu có ưu điểm đơn giản, tính toán thuận lợi, nên nó là phương pháp thường dùng Nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác vì Knc tra ở sổ tay, thực tế là số liệu phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm này (mà sổ tay thường không tính đến các yếu tố này).

Thật vậy ta có thể thấy rõ điều này qua biểu thức: Knc=kmax.ksd

Mà kmax phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị trong nhóm Do vậy, knc cũng phụ thuộc vào các yếu tố như đối với kmax.

Ptt.Kmax.Ptb =Kmax.Ksd.Pđm

2.3.2.4 Xác định PTTT theo hệ số cực đại K max và công suất trung bình P tb

(còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq )

Phương pháp này cho kết quả chính xác, vì khi tính số thiết bị hiệu quả nhq chúng ta đã xét tới hàng loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng của số lượng thiệt bị có công suât lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng Do đó khi cần năng cao chất lượng độ chính xác của PTTT, hoặc thì không có số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp trên thì ta nên dùng phương pháp này :

Công thức tính: Ptt= Kmax.Ksd ∑ i=1 n

Trong đó: 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.

Phân nhóm phụ tải

- 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 3 nhóm thiết bị phụ tải như sau:

Bảng phân nhóm các thiết bị trong phân xưởng cơ khí số 1.

TT Tên thiết bị Kí hiệu Số lượng Công suất(kW,kVA) cosφ k sd

Trong đó: đối cầu trục là thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại cần phải quy đổi về chế độ làm việc dài hạn.

Tính toán phụ tải từng nhóm

T Tên thiết bị Kí hiệu Số lượng Công suất

Tổng số thiết bị trong nhóm I: n=7

Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm: P max = 15 kW

Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm: P min = 5 kW

Tìm hệ số sử dụng của nhóm I là:

Vì m=3 và K sdtb ( I ) =0,187< 0,2 do vậy ta phải tính nhq theo n * và p *

Từ bảng ta có số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng một nửa công suất của máy có công suất lớn nhất là: n 1= 4

Công suất định mức của số thiết bị n 1 là: P 1= 7,5+8+15+8,5 = 39 kW n * ; p * được xác định như sau : n * = n n 1 = 4 7 =¿ 0,57 p * = P 1

58 =¿0,69 Tra bảng pl I.5 sách (4) trang 255 ta được n h q ¿ = 0,87

Từ ( K sdtb(I) ; n hq ) tra bảng pl.6 sách (4) trang 256 tìm được Kmax= 2,24

Vì hệ số cos φ của các thiết bị trong nhóm là khác nhau nên ta phải tính giá trị cos φ tb theo công thức: cos φ tb = ∑ i=1

Công suất phụ tải tính toán nhóm I là:

Phụ tải tính toán phản kháng là:

Phụ tải tính toán toàn phần nhóm I là:

Dòng điện tính toán của nhóm I là:

2.5.2 Tính toán tương tự ta có bảng phụ tải tính toán của các nhóm như sau

(kW) n 1 n * P * n hq * n hq cos tb K sd K max P tt

Tính phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí số1

Công suất chiếu sáng được xác định theo công thức:

P0: Suất chiếu sáng.tra theo bảng

F: là diện tích phân xưởng: F = 34m x 16m = 544 m 2

Trong phân xưởng sửa cơ khí1 hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt,với phân xưởng cơ khí 1 ta có P0W/m 2

Công suất tính toán chiếu sáng là:

Công suất tính toán phản kháng chiếu sáng là:

Qttcs =Pttcs.tgφcs=0 (đèn sợi đốt cosφcs=1)

Công suất tính toán toàn phần chiếu sáng là:

2 + P ttcsck 2 1 =8,16 kVA Dòng điện tính toán chiếu sáng là :

Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng cơ khí số 1 và toàn nhà máy

2.7.1 Phụ tải tính toán của phân xưởngcơ khí số 1 là

Phụ tải tính toán là:

Phụ tải tính toán phản kháng là:

Phụ tải tính toán toàn phần là:

Với Kđt là hệ số đang xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm máy trong phân xưởng và Kđt = 0,8 – 0,85 (chọn Kđt =0,85).

Dòng điện tính toán của toàn phân xưởng:

2.7.2 Phụ tải tính toán của toàn nhà máy

TT Tên phân xưởng P tt

1 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ điện.

Ta có FT4 m 2 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với phân xưởng cơ điện có

P0(W/m 2 ), ở đây ta dùng đèn sợi đốt nên cos φ=1 =>tg φ=0

Công suất tính toán chiếu sáng là :

Phụ tải tính toán toàn phân xưởng là :

Phụ tải tính toán toàn phần của phân xưởng là :

Dòng điện tính toán cho phân xưởng là :

2 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí 2.

Ta có Fa2 m 2 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với phân xưởng cơ khí có

3 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng rèn,dập.

Ta có FG6 m 2 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với phân xưởng rèn, dập có

4 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng đúc thép.

Ta có Fa2 m 2 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với phân xưởng đúc thép có

5 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng đúc gang.

Ta có Fa2 m 2 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với phân xưởng đúc gang có

P0(W/m 2 ), ở đây ta dùng đèn sợi nên đốt cos φ=1 =>tg φ=0

6 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng mộc mẫu.

Ta có FT4 m 2 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với phân xưởng mộc mẫu có

7 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng lắp ráp.

Ta có Fq4 m 2 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với phân xưởng lắp ráp có

8 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng kiểm nghiệm.

Ta có FG6 m 2 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với phân xưởng kiểm nghiệm có P0 (W/m 2 ), ở đây ta dùng đèn sợi đốt nên cos φ=1 =>tg φ=0

9 Xác định phụ tải tính toán cho kho sản phẩm.

Ta có F30m 2 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với kho sản phẩm có

10 Xác định phụ tải tính toán cho kho vật tư.

Ta có F16 m 2 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với kho vật tư có P0(W/ m 2 ), ở đây ta dùng đèn sợi đốt nên cos φ=1 => tg φ=0

11 Xác định phụ tải tính toán cho nhà hành chính.

Ta có F10 m 2 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với phân xưởng cơ điện có

P0(W/m 2 ), ở đây ta dùng đèn huỳnh quang nên cos φ=0,85 =>tg φ=0,62

12 Xác định phụ tải tính toán cho ga ra.

Ta có F23 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với ga ra có P0(W/m 2 ), ở đây ta dùng đèn sợi đốt nên cos φ=1 =>tg φ=0.

13 Xác định phụ tải tính toán cho nhà bảo vệ.

Ta có F9 m 2 tra bảng pl 2.5 sách (1) trang 623 với nhà bảo vệ có P0(W/ m 2 ), ở đây ta dùng đèn sợi đốt nên cos φ=1 =>tg φ=0

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

+ Gọi Fpxi với i=1 → 14 lần lượt là diện tích của các phân xưởng : cơ khí 1,2,cơ điện,rèn dập,đúcthép,đúc gang,mộc mẫu,lắp ráp,kiểm nghiệm,kho sản phẩm,kho vật tư,nhà hành chính.

+ Fnm là diện tích toàn nhà máy Ta có Fnm= 39984 m 2

+ Fvt là diện tích vùng trống nhà máy.

Tra bảng pl 2.5 CCĐ với vùng trống P0=0,22 (W/m 2 ), ở đây ta dùng đèn huỳnh quang nên cos φ=0,85 =>tg φ=0,62

Công suất tính toán chiếu sáng là:

Phụ tải tính toán toàn nhà máy là:

P ttpx = ¿ ¿ 0,85.1355,628 = 1152,28 kW Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy là:

Phụ tải tính toán toàn phần toàn nhà máy là:

Với Kđt là hệ số đang xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm máy trong phân xưởng và Kđt = 0,8 ÷ 0,85 (chọn Kđt =0,85).

Dòng điện tính toán của toàn phân xưởng:

Ta có cos φ nhà máy là : cos φ= 1152,28 1431,6 =¿ 0,804

Kết quả xác định PTTT của phân xưởng trong nhà máy.

8 Xác định tâm phụ tải nhà máy.

Tâm phụ tải là điểm thỏa mãn điều kiện mô mem phụ tải đại giá trị cực tiểu:

Trong đó: Pi,Li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải. Để xác đinh tâm phụ tải có thể sử dụng các biểu thức sau:

Trong đó: Xo ; yo ; zo : là tâm phụ tải điện.

Xi ; yi ; zi : là tọa độ phụ tải thứ i.

Si là công suất phụ tải thứ i.

Trong thực tế thường ít quan tâm đến tọa độ z Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đăt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ động lực nhằm tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất điện áp.

Chọn trục : ox theo chiều ngang sơ đồ măt bằng nhà máy. oy theo chiều dọc sơ đồ măt bằng nhà máy.

= 272619,65 1683,34 =¿ 161,95Vậy tâm phụ tải nhà máy có tọa độ là (101;161,95)

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN NHÀ MÁY

3.1.1 Phương án về máy biến áp Để CCĐ điện cho toàn nhà máy ta dùng các MBA điện lực đặt ở các trạm biến áp biến đổi điện áp 22 kV của lưới thành cấp điện áp 0,4 kV cung cấp cho phân xưởng.

Việc lựa chọn các trạm biến áp bao gồm lựa chọn các thông số :

- Số lượng máy biến áp: Việc lựa chọn đúng số lượng máy biến áp dựa trên cơ sở độ tin cậy cung cấp điện Các phụ tải thuộc hộ tiêu thụ loại 1, 2 trạm biến áp cần đặt từ hai máy biến áp trở lên nối với các phân đoạn khác nhau của thanh góp, giữa các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết

- Dung lượng máy biến áp: Chọn sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cung cấp đủ điện năng cho phụ tải và có dự trữ một lượng công suất đề phòng khi sự cố, đảm bảo độ an toàn cung cấp điện, tuổi thọ máy, tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật Được tiến hành dựa trên công suất tính toán toàn phần của nhà máy hay phân xưởng và một số tiêu chuẩn khác: ít chủng loại máy, khả năng làm việc quá tải, đồ thị phụ tải …

Với trạm có 1 MBA làm việc thì MBA được chọn theo điều kiện: Sđmba ≥ Stt

Với trạm có 2 MBA làm việc thì MBA được chọn theo điều kiện:

Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố: Xét trường hợp sự cố 1 MBA, máy còn lại có khả năng quá tải trong thời gian trong 5 ngày đêm, mỗi ngày không quá 6 giờ để sửa chữa lúc này công suất của MBA phải thỏa mãn:

1,4 (**) Căn cứ vào công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng có thể đưa ra 2 phương án cung cấp điện sau:

Phương án sử dụng 1 trạm biến áp để cung cấp điện cho các phân xưởng, các trạm biến áp được đặt gần tâm phụ tải mà nó cấp điện, nhưng vẫn phải đảm bảo về mặt cảnh quan của toàn nhà máy đồng thời không ảnh hưởng tới quỹ đất đã quy hoặc của toàn nhà máy Đặt 1 trạm biến áp phân xưởng có 2 MBA làm việc độc lập cấp điện cho các phân xưởng đúc gang, cơ khí 1, cơ khí 2, lắp ráp, đúc thép, kiểm nghiệm, kho sản phẩm, kho vật tư, nhà hành chính.

- Máy biến áp B1 cấp điện cho các phân xưởng mộc mẫu, cơ điện, đúc gang, cơ khí 1, cơ khí 2.

- Máy biến áp B2 cấp điện cho các phân xưởng rèn dập, kho vật tư, lắp ráp, đúc thép, kiểm nghiệm, kho sản phẩm nhà hành chính.

Máy biến áp B1 cấp điện cho các phân xưởng mộc mẫu, cơ điện, đúc gang, cơ khí 1, cơ khí 2.

Phụ tải tính toán do máy biến áp B1 cấp điện là:

Phụ tải tính toán phản kháng do máy biến áp B1 cấp điện là:

Phụ tải tính toán toàn phần do máy biến áp B1 cấp điện là:

- Công suất MBA chọn theo công thức (*):

Khi sự cố 1 máy thì máy còn lại phải làm việc và mang đủ tải của các phụ tải loại 1 gồm đúc gang, đúc thép, mộc mẫu, kiểm nghiệm, nhà hành chính.

Phụ tải tính toán do máy biến áp còn lại cấp điện là:

Phụ tải tính toán phản kháng do máy biến áp còn lại cấp điện là:

Phụ tải tính toán toàn phần do máy biến áp còn lại cấp điện là:

- Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố theo công thức (**):

Từ (*),(**) ta chọn MBA có Sđm= 800 kVA - 22/0,4 kV

Máy biến áp B2 cấp điện cho các phân xưởng rèn dập, kho vật tư, lắp ráp, đúc thép, kiểm nghiệm, kho sản phẩm, nhà hành chính.

Khi sự cố 1 máy thì máy còn lại phải làm việc và mang đủ tải của các phụ tải loại 1 gồm đúc gang, đúc thép, mộc mẫu, kiểm nghiệm, nhà hành chính.

=> Vậy trạm biến áp phân xưởng đặt 2 MBA có công suất: 2x 800 kVA - 22/0,4 kV.

Phương án sử dụng 1 trạm biến áp để cung cấp điện cho các phân xưởng, các trạm biến áp được đặt gần tâm phụ tải mà nó cấp điện, nhưng vẫn phải đảm bảo về mặt cảnh quan của toàn nhà máy đồng thời không ảnh hưởng tới quỹ đất đã quy hoặc của toàn nhà máy Đặt 1 trạm biến áp phân xưởng có 3 MBA làm việc độc lập cấp điện cho các phân xưởng đúc gang, cơ khí 1, cơ khí 2, lắp ráp, đúc thép, kiểm nghiệm, kho sản phẩm, kho vật tư, nhà hành chính.

- Máy biến áp B1 cấp điện cho các phân xưởng mộc mẫu, cơ điện, rèn dập, kho vật tư.

- Máy biến áp B2 cấp điện cho phân xưởng cơ khí 1, cơ khí 2, đúc gang.

- Máy biến áp B3 cấp điện cho các phân xưởng đúc thép, lắp ráp, kiểm nghiệm, kho sản phẩm, nhà hành chính.

Máy biến áp B1 cấp điện cho các phân xưởng mộc mẫu, cơ điện, rèn dập, kho vật tư.

Khi sự cố 1 máy thì 2 máy còn lại làm việc song song phải làm việc và mang đủ tải của các phụ tải loại 1 gồm đúc gang, đúc thép, mộc mẫu, kiểm nghiệm, nhà hành chính.

Máy biến áp B2 cấp điện cho các phân xưởng cơ khí 1, cơ khí2, đúc gang.

Từ (*),(**) ta chọn MBA có Sđm= 560 kVA - 22/0,4 kV.

Máy biến áp B3 cấp điện cho các phân xưởng đúc thép, lắp ráp, kiểm nghiệm, kho sản phẩm, nhà hành chính.

=> Vậy trạm biến áp phân xưởng đặt 3 MBA có công suất: 3x 560 kVA - 22/0,4 kV.

3.1.2 Vị trí đặt TBA phân xưởng Để lựa chọn vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng cần xác định tâm phụ tải của các phân xưởng được cấp điện từ trạm biến áp đó Ở đây, ta chỉ dung một trạm biến áp cho các phương án nên vị trí đặt chính là tâm phụ tải nhà máy đó là:

=> Để đảm bảo giao thông và mỹ quan nhà máy ta chuyển vị trí đặt mới là:

3.2 Tính toán so sánh về kỹ thuật và kinh tế cho từng phương án.

3.2.1 So sánh về kỹ thuật

Thông số MBA được chọn dựa vào dung lượng máy biến áp đã tính ở phần trên.

Hệ số phụ tải của các máy: Kpt = S S tt đmba

Xác định tổn thất công suất trong các trạm biến áp(TBA).

Tổn thất công suất được xác định theo công thức : ΔS=(ΔPS=(ΔS=(ΔPP0+Kpt 2 ΔS=(ΔPPn)+j(Io%+ Kpt 2 Un%) S đmba

Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp(TBA).

Tổn thất điện năng được xác định theo công thức : ΔS=(ΔPA= n.ΔS=(ΔPP0.t+ 1 n ΔPΔPPn Kpt 2 ΔP kWh

Trong đó: n : Số máy biến áp ghép song song. t : Thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm t = 8760 (h).

 : Thời gian tổn thất công lớn nhất (h) tính theo công thức :

Với nhà máy cơ khí làm việc 2 ca lấy Tmax= 4500 (h) =>  = 3300 (h).

P0, Pn: Tổn thất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA kW.

Stt: Công suất tính toán của MBA kVA.

SđmBA: Công suất định mức của MBA kVA. a phương án 1.

Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở trên ta có bảng với thông số máy biến áp do công ty THIBIDI chế tạo cho phương án 1:

Hệ số phụ tải của các máy:

Tổn thất công suất là: ΔS=(ΔPS=(ΔS=(ΔPP0+Kpt 2 ΔS=(ΔPPn)+j(Io%+ Kpt 2 Un%) S đmba

Tổn thất điện năng là: ΔS=(ΔPA= n.ΔS=(ΔPP0.t+ 1 n ΔPΔPPn Kpt 2. kWh ΔS=(ΔPA=0,88.8760 +6,92.0,882 2 3300 %473,47 kWh

Tổn thất điện năng là: ΔS=(ΔPA= n.ΔS=(ΔPP0.t+ 1 n ΔPΔPPn Kpt 2  kWh ΔS=(ΔPA=0,88.8760 +6,92.0,909 2 3300 &577,75 kWh

=> Tổng tổn thất công suất trong các máy biến áp:

=> Tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp:

Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở trên ta có bảng với thông số máy biến áp công ty THIBIDI chế tạo cho phương án 2

Tên máy Số lượng S đm

Tổn thất điện năng là: ΔS=(ΔPA= n.ΔS=(ΔPP0.t+ 1 n ΔPΔPPn Kpt 2  kWh ΔS=(ΔPA=1.8760 +5,5.0,835 2 3300 !414,63 kWh

Tổn thất điện năng là: ΔS=(ΔPA= n.ΔS=(ΔPP0.t+ 1 n ΔPΔPPn Kpt 2  kWh ΔS=(ΔPA=1.8760 +5,5.0,822 2 3300 !023,66 kWh

Tổn thất điện năng là: ΔS=(ΔPA= n.ΔS=(ΔPP0.t+ 1 n ΔPΔPPn Kpt 2  kWh ΔS=(ΔPA=1.8760 +5,5.0,9 2 3300 #461,5 kWh

=> Tổng tổn thất công suất trong các máy biến áp:

=> Tổng tổn thất điện năng trong các máy biến áp:

3.2.2 So sánh về kinh tế Để thuận tiện cho việc tính toán so sánh về kinh tế thì giữa các phương án ta quan tâm đến những yếu tố ảnh hưởng chính đó là:

- Vốn đầu tư ban đầu (tiền mua MBA ):

K: tiền mua các MBA (ngàn đồng).

V: giá tiền mua 1 MBA (ngàn đồng). n: số MBA phải dùng.

- Chi phí vận hành hàng năm:

Trong đó: avh là hệ số vận hành, lấy avh=0,1 atc là hệ số tiêu chuẩn, lấy atc=0,2

K là vốn đầu tư ban đầu

Alà tổn thất điện năng trạm biến áp

C là giá tiền 1 kWh, lấy C00đ a phương án 1.

Vốn đầu tư ban đầu (tiền mua MBA ):

Chi phí vận hành hàng năm:

Vốn đầu tư ban đầu (tiền mua MBA ):

Chi phí vận hành hàng năm:

3.3 Lựa chọn phương án thiết kế nhà máy.

Từ các số liệu đã tính toán được ta có chi phí vận hành hàng năm cho các phương án:

Phương án Chi phí vận hành hàng năm (10 6 đ)

Từ những kết quả tính toán cho thấy phương án 1 là phương án tối ưu nhất Vì vậy ta chọn phương án 1 là phương án thiết kế cho nhà máy.

3.4 Lựa chọn cáp cho các phân xưởng theo phương án đã chọn.

- Cáp đầu vào máy biến áp

Vì nhà máy cơ khí được xếp là hộ tiêu thụ loại 1 nên ta dung cáp đôi để cấp điện cho trạm biến áp Cáp được chọn theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế Jkt và kiểm tra theo điều kiện phát nóng cho phép khi xảy ra sự cố Đối với nhà máy làm việc 2 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất là Tmax = 4500 (h) và sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng 7.8 sách (2) trang196 tìm được Jkt = 3,1 A/mm 2

Tiết diện kinh tế của cáp : Fkt= I lvmax J kt mm 2 Cáp từ đường dây 22 KV về TBA phân xưởng đều đi lộ kép nên :

Sttpx : Công suất tính toán của phân xưởng: S kV ; U kV.

Dựa vào trị số Fkt, ta tra bảng và lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất.

Kiểm tra tiết diện cáp được chọn theo điều kiện phát nóng.

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 1

3.1 Lựa chọn sơ đồ nối dây

Mạng điện phân xưởng dùng để cung cấp và phân phối điện năng cho phân xưởng nó phải đảm bảo các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật như: đơn giản, tiết kiệm về vốn đầu tư, thuận lợi khi vận hành và sữa chữa, dể dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, đảm bảo chất lượng điện năng, giảm đến mức nhỏ nhất các tổn thất phụ.

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

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

Sơ đồ nối dây hình tia

- 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 các 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 3 áptômát nhánh cấp điện cho 3 tủ động lực.

- 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 áptômát hoặc cầu dao và 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.

3.2 Chọn sơ đồ cấp điện cho phân xưởng cơ khí 1.

Qua phân tích ở trên đối với phân xưởng cơ khí ta dùng sơ đồ hỗn hợp để cung cấp điện cho phân xưởng:

Cấu trúc sơ đồ đi dây (sơ đồ lắp đặt các thiết bị mạng điện phân xưởng) được thiết kế như sau:

1 Tủ động lực được đặt tại vị trí thõa mãn các điều kiện sau :

- Càng gần TTPT của nhóm máy càng tốt.

- Tiện lợi cho các hướng đi dây.

- Tiện lợi cho thao tác vận hành,bảo dưỡng sửa chữa.

2 Tủ phân phối trung gian được đặt tại vị trí thõa mãn các điều kiện sau:

- Gần tâm phụ tải của các tủ động lực.

- Tiện lợi cho các hướng đi dây.

- Tiện lợi cho thao tác vận hành,bảo dưỡng sửa chữa.

3 Đi dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối trung gian bằng cáp 3 pha 4 lõi bọc cách điện trong hào cáp (rãnh cáp) có nắp đậy bê tông,nếu phân xưởng lớn có thể dùng nhiều đường cáp khi đó nên chia phân xưởng thành nhiều khu vực(hay những phân xưởng con) để thiết kế cung cấp điện như một phân xưởng đã trình bày trên,vì dùng nhiều đường cáp song song cấp điện đến 1 tủ có nhiều nhược điểm trong quá trình vận hành.

4 Đi dây từ tủ phân phối đến tủ động lực bằng cáp bọc cách điện đặt trong rãnh cáp Xung quanh có nắp đậy bê tông xây dọc theo chân tường nhà xưởng.

5 Đi dây từ tủ động lực tới các máy bằng cáp 3 pha 4 lõi bọc cách điện tăng cường luồn trong ống thép (bảo vệ vỏ cáp) chôn ngầm dưới nền nhà xưởng khoảng 50cm, mỗi ngạch đi dây không nên uốn góc 2 lần, góc uốn không nhỏ hơn 120 ο

. Trường hợp trong nhóm có thiết bị công suất nhỏ, ta có thể đi dây kiều hỗn hợp Đầu nối rẽ nhánh cho máy thứ 2 được thực hiện tại hộp nối dây của máy thứ nhất, không được trích ngang đường cáp.

Thiết bị tiêu thụ điện Thiết bị tiêu thụ điện Thiết bị tiêu thụ điện

Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho phân xưởng

3.3 Chọn khí cụ điện cho phân xưởng cơ khí 1.

3.3.1 Chọn cầu chì bảo vệ cho từng máy

- Cầu chì là một thiềt bị bảo vệ đơn giản, rẻ tiền nhưng độ nhạy kém Nó chỉ tác động khi dòng điện lớn hơn định mức nhiều lần, chủ yếu là khi ngắn mạch

- Cầu chì được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và dòng điện cắt định mức.

- 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.

Uđm.DC ≥ Uđm mạng điện= 0,38 kV

Iđm.DC≥ I đn α = I lvmax k mn α

Iđmdc: dòng điện định mức của động cơ.

Idc: dòng điện định mức của dây chảy cầu chì. α: hệ số phụ thuộc điều kiện khởi động.

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

-Với động cơ mở máy có tải α = 1,6  2,5.

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.

Tính cho máy tiện (11) trong nhóm ta có:

Iđm.DC≥ I đn α = I lvmax k mn α = 21,03.5 2,5 = 42,06

Tra pl 3.11 sách (3) trang 359 ta chọn cầu chì kiểu ống πP – 2 do Liên xô chếP – 2 do Liên xô chế tạo có IdcE A, IđmCC` A, Icắt=4,5 kA.

Các thiết bị còn lại tính toán tương tự ta có bảng sau:

Bảng chọn cầu chì với Uđm= 0,38 kV cho từng máy.

TT Tên thiết bị Kí hiệu P đm

1 Máy tiện 11 9 5 2,5 21,03 42,06 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 45 60 4,5

3 Máy khoan 1 8,5 5 2,5 19,87 39,74 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 45 60 4,5

5 Máy bào 5 5 5 2,5 9,5 18,99 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 20 60 4,5

6 Máy phay 8 15 5 2,5 30,39 60,77 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 80 100 11

7 Máy chuốt 9 7,5 5 2,5 17,53 35,06 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 45 60 4,5

1 Máy doa 2 3,5 5 2,5 8,86 17,73 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 20 60 4,5

2 Máy phay 6 9 5 2,5 22,79 45,58 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 60 60 4,5

3 Máy mài tròn 7 3,2 5 1,6 7,48 14,96 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 15 60 4,5

5 Máy sọc 10 5 5 2,5 12,66 25,32 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 34 60 4,5

7 Máy phay 8 15 5 2,5 30,39 60,77 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 80 100 11

1 Máy cắt thép 13 15 5 2,5 35,06 70,12 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 80 100 11

2 Máy doa 12 12 5 2,5 30,39 60,77 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 80 100 11

3 Máy bào 14 5 5 2,5 9,49 18,99 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 20 60 4,5

5 Máy tiện 17 7,5 5 2,5 14,24 28,49 πP – 2 do Liên xô chếP - 2 34 60 4,5

3.3.2 Chọn cầu chì bảo vệ cho nhóm máy Để bảo vệ cho từng nhóm máy dây chảy cầu chì được chọn theo điều kiện sau đây:

IđmDC≥ I đn α = K mm I đmmax + I tt nhom − K sd I đm α

Kmm, Iđmmax, Ksd là hệ số mở máy, dòng định mức, hệ số sử dụng của thiết bị lớn nhất.

Ittnhom là dòng điện của cả nhóm.

Tính cho nhóm 1 ta có:

IđmDC≥ I đn α = K mm I đm + I tt nhom − K sd I đm α

Tra pl 3.11 sách (3) trang 359 ta chọn cầu chì kiểu ống πP – 2 do Liên xô chếP – 2 do Liên xô chế tạo có Idc0 A, IđmCC 0 A, Icắt kA.

Các nhóm còn lại tính toán tương tự ta có bảng sau:

Bảng chọn cầu chì với Uđm= 0,38 kV cho các nhóm phụ tải.

3.3.3 Chọn cầu dao bảo vệ cho từng máy trong nhóm

Các các cầu dao đến các thiết bị được chọn theo điều kiện sau:

Uđm.CD ≥ Uđm mạng điện= 0,38 kV

Chọn cầu dao bảo vệ cho máy tiện trong nhóm 1 có P = 9 kW, cos φ = 0,65. Điều kiện chọn là:

Uđm.CD ≥ Uđm mạng điện= 0,38 kV

Iđm.CD ≥ Ilv max= P đm

√3 0,38 0,65= 21,03 A Tra bảng 2.34 sách (6) trang 128 ta chọn cầu dao hạ áp kiểu 5TE7 do

SIEMENS chế tạo có Iđm= 100 A, Uđmi0 V. Đối với cầu dao khác ta tiến hành chọn tương tự và có kết quả trong bảng sau:

3.3.4 Chọn cầu dao cho từng nhóm máy Đối với 1 nhóm máy dòng đỉnh nhọn xuất hiện khi mở máy thiết bị có công suất lớn nhất còn các thiết bị khác làm việc bình thường Để bảo vệ cho từng nhóm máy chọn cầu dao bảo vệ theo điều kiện sau đây:

IđmCD≥ I đn α = K mm I đm + I tt nhom − K sd I đm α

Chọn cầu dao hạ áp kiểu 5TE1 do SIEMENS chế tạo (Tra bảng 2.33 sách (6) trang 128) với các thông số sau Iđm0 A, Uđmi0 V.

Bảng chọn cầu dao với Uđm= 0,69 kV cho các nhóm.

3.3.5 Chọn aptomat bảo vệ từ tủ phân phối đến tủ động lực Đối với 1 nhóm máy dòng đỉnh nhọn xuất hiện khi mở máy thiết bị có công suất lớn nhất còn các thiết bị khác làm việc bình thường Để bảo vệ cho từng nhóm máy chọn aptomat bảo vệ theo điều kiện sau đây:

IđmATM ≥ I đn α = K mm I đm + I tt nhom − K sd I đm α

IđmATM≥ I đn α = K mm I đm + I tt nhom − K sd I đm α

Ta chọn aptomat do NHẬT chế tạo (tra pl IV.5 sách (4) trang 284) với các thông số sau:Uđm80 V, Iđm0 A, IN= 14 kA.

Bảng chọn aptomat cho các nhóm phụ tải :

3.3.6 Chọn aptomat bảo vệ cho toàn phân xưởng Điều kiện chọn:

Iđm.ATM ≥ Iđm.BA ≥ Itt.PX = 163,72 A

Căn cứ vào số liệu tính toán ta chọn aptomat do hãng Merlin Gerin chế tạo tra bảng pl IV.2 sách (4) trang 282 có các số liệu sau: loại EA203-G175 có số cực là 3, Iđm = 175 A, Uđm = 380 V, IN = 18 kA.

3.3.7 Chọn tủ động lực, tủ phân phối

Xác định vị trí đặt tủ phân phối, tủ động lực dựa trên công thức:

Trong đó: xi ; yi là tọa độ của các thiết bị, nhóm thiết bị.

Pi là công suất của từng thiết bị, nhóm thiết bị.

M(X0,Y0) là vị trí đặt tủ.

Sau khi tính toán vị trí các tủ ta có trong bảng sau:

Y(mm) 181,64 165,18 66,43 129,75 Để đảm bảo mỹ quan và đi lại trong phân xưởng, ta dịch cấc tủ sát tường có vị trí mới như sau:

Y(mm) 180 165 75 125 a Nguyên tắc chọn chung.

- Đảm bảo điều kiện làm việc dài hạn :

Iđm(vào tủ) ¿ I tt (của nhóm hay phân xưởng)

Sổ lượng ra và vào phù hợp với sơ đồ đi dây:

Iđm(đầu ra) ¿ I tt (của nhóm hay phân xưởng)

Trong đó: + Iđm(vào tủ): dòng định mức đầu vào tủ.

+ Iđm(đầu ra) : dòng định mức đầu ra của lổ dẫn tới thiết bị.

- Thiết bị bảo vệ phù hợp với sơ đồ nối dây yêu cầu phụ tải.

- Kiểu loại phù hợp với phương thức lắp đặt, vận hành, địa hình và khí hậu. b Chọn tủ động lực cho các nhóm phụ tải.

- Chọn tủ động lực cho nhóm máy I.

- Số thiết bị trong nhóm là 7.

Chọn tủ động lực dùng cho nhóm I là tủ loại kín, thiết bị đóng cắt và bảo vệ aptomat Tra bảng 2.9 sách (1) trang 627 ta chọn loại tủ C∏58 -6-I có Iđmvào 400 (A) và số lộ ra là 4x50+4x100 Việc tính chọn tủ động lực cho nhóm máy 2,

3 tương tự như nhóm máy 1.

Bảng thông số tủ động lực:

0 c Chọn tủ phân phối. Điều kiện chọn tủ phân phối :

Vậy chọn tủ phân phối có 1 đầu vào và 3 đầu ra cho tủ động lực do hãngSAREL (PHÁP) chế tạo.

3.3.8 Chọn thanh cái cho tủ động lực, phân phối

Xác định hệ số Khc: Khc=k1.k2.k3. k1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, với cáp, dây dẫn đặt trong đất ta tra bảng 2-57 sách (1) trang 655 lấy k1 =1. k2: hệ số hiệu chỉnh về số thanh dẫn ghép lại cùng nhau, ta tra bảng 2-58 sách

(1) trang656 lấy k2 =1 k3: hệ số hiệu chỉnh khi đặt thanh cái đặt đứng hay nằm, ta đặt thanh cái nằm nên lấy k3=0,96

Dựa vào số liệu tính toán ta có bảng chọn thanh cái bằng đồng (tra pl 4.20 sách

3.3.9 Chọn dây dẫn cấp điện cho từng máy

CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN CHO TOÀN NHÀ MÁY VÀ PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 1 61 3.1 Chọn khí cụ điện cho toàn nhà máy

3.1 Chọn khí cụ điện cho toàn nhà máy.

3.1.1 Chọn aptomat bảo vệ cho các phân xưởng

Các aptomat đến các thiết bị được chọn theo điều kiện sau:

Uđm.A ≥ Uđm mạng điện= 0,38 kV

Tính cho phân xưởng cơ điện ta có:

Ta tra pl IV.5 sách (4) trang 28 ta chọn aptomat do NHẬT chế tạo có Uđm80V

Tính toán tương tự ta có bảng sau:

Bảng thông số aptomat phân xưởng.

TT Tên phân xưởng S ttpx

3.1.2 Chọn thanh cái cao, hạ áp cho các MBA Điều kiện chọn hạ áp:

√3 K 1 K 2 K 3 U ha Điều kiện chọn cao áp:

K1: Hệ số kể đến môi trường nơi đặt thanh cái, với nhiệt độ môi trường là 30

K2: Hệ số điều chỉnh thanh cái ta dùng 1 thanh cái nên K2 = 1.

K3: Hệ số kể đến vị trí đặt thanh cái,vì đặt nằm ngang nên K3 = 0,96. a Chọn cho máy biến áp B1.

Dựa trên điều kiện chọn trên ta có :

Tra bảng 2-56 sách (1) trang 655 ta chọn thanh cái bằng đồng có các thông số:

Dòng cho phép mỗi pha 1 thanh

Cao áp 25x3 75 0,668 340 Đồng b Chọn cho máy biến áp B2.

Dựa trên điều kiện chọn trên ta có :

Tra bảng 2-56 sách (1) trang 655 ta chọn thanh cái bằng đồng có các thông số:

Dòng cho phép mỗi pha 1 thanh

3.1.3 Chọn sứ đỡ thanh cái hạ áp Điều kiện chọn: Uđmsứ  Uđm mạng = 380 V.

Tra bảng 34.pl sách (5) trang 423, ta chọn sứ có số liệu kỹ thuật như sau:

Chữ số thứ nhất là điện áp định mức.

Chữ số thứ 2 là phụ tải phá hoại.

3.1.4 Chọn aptomat đầu ra và aptomat liên lạc của MBA a Chọn cho máy biến áp B1. Điều kiện chọn:

Dòng làm việc lớn nhất chạy qua aptomat là:

√3 0,416,58 A Tra pl IV.3 sách (4) trang 283 ta chọn loại aptomat do hãng Merin Gerin (Pháp) chế tạo:

Loại ATM Số cực I đm

CM-2000N 3 - 4 2000 690 50 b Chọn cho máy biến áp B2. Điều kiện chọn:

√ 3 0,4 = 1616,58 A Tra pl IV.3 sách (4) trang 283 ta chọn loại aptomat do hãng Merin Gerin(Pháp) chế tạo:

CM-2000N 3 - 4 2000 690 50 c Chọn ATM liên lạc. Điều kiện chọn:

√ 3 0,4 = 1616,58 A Tra pl IV.3 sách (4) trang 283 ta chọn loại aptomat do hãng Merin Gerin(Pháp) chế tạo:

3.1.5 Chọn dao cách ly đầu vào máy biến áp a Chọn cho máy biến áp B1. Điều kiện chọn:

√3.22 = 29,39 A Tra bảng 2.32 sách (6) trang 127 ta chọn dao cách ly điện áp cao đặt ngoài trời do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo có số liệu kỹ thuật như sau:

Dòng ngắn mạch cho phép (kA)

Dòng ổn định nhiệt (kA)

DN24/200 24 200 23 8 93 b Chọn cho máy biến áp B2. Điều kiện chọn:

√ 3.22 = 29,39 A Tra bảng 2.32 sách (6) trang 127 ta chọn dao cách ly điện áp cao đặt ngoài trời do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo có số liệu kỹ thuật như sau:

Dòng ngắn mạch cho phép (kA)

Dòng ổn định nhiệt (kA)

3.1.6 Chọn máy cắt cho đầu vào máy biến áp và máy cắt liên lạc:

Dòng qua MCLL là dòng cung cấp cho phụ tải phân đoạn của thanh cái bị mất điện Dòng qua máy cắt liên lạc trong điều kiện nặng nề nhất là trường hợp mất điện 1 nguồn, đường dây còn lại sẽ CCĐ cho thanh cái đó đồng thời các MBA và thiết bị cao áp nối vào thanh cái đó phải làm việc trong điều kiện quá tải.

Trong trường hợp cụ thể: giả sử khi 1 nguồn bị mất và 1 MBA bị hỏng khi đó nguồn cung cấp cho 2 MBA còn lại là nguồn 2 thông qua MCLL lúc đó BA phải làm việc trong tình trạng quá tải 40% khi đó dòng qua MCLL là dòng lớn nhất.

Tra pl 2.9 sách (3) trang 338 ta chọn loại máy cắt do ABB sản xuất.

Thông số kỹ thuật máy cắt.

Chịu đựng điện áp (kV)

Chịu đựng điện áp xung (kV) Điện áp thao tác (kV)

Chịu đựng dòng điện ổn định nhiệt, kA 1s

Chịu đựng dòng điện ổn định động (kA)

Chịu đựng dòng điện hồ quang liên tục kA 1s

Dòng điện định mức trên thanh góp chính

Các hệ thống CCĐ khi bị sét đánh sẽ gây ra hiện tượng trong đó nguy hiểm là hiện tượng quá điện áp, khi đó cách điện bị chọc thủng vì vậy cần có các biện pháp để bảo vệ các thiết bị điện các nhà cao tầng không bị sét đánh trực tiếp.

- Có 3 kiểu chống sét cơ bản:

+ Chống sét kiểu khe hở.

Khi có sét sóng truyền qua đường dây, nó sẽ phóng điện qua khe hở truyền xuống đất.

- Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền.

- Nhược điểm: vì không có bộ phận dập hồ quang nên khi phóng điện dòng điện đi xuống đất, có giá trị lớn làm cho thiết bị rơ le bảo vệ tác động cắt mạch nên chỉ dùng bảo vệ phụ

Khi có sóng sét qua 2 khe hở đều phóng điện dưới tác dụng của hồ quang trong ống sẽ sinh ra khí làm áp suất trong ống có tác dụng dập hồ quang.

-Ưu điểm: giá thành rẻ, làm việc tin cậy khi có dòng sét nhỏ.

-Nhược điểm: khi dòng sét lớn quá thì hồ quang không được dập tắt nhanh chóng vì vậy ảnh hưởng đến thiết bị lân cận.

Kiểu chống sét này khắc phục được nhược điểm của 2 chống sét trên Nếu chống sét van được dùng để bảo vệ các trạm biến áp chống sét đánh vào trạm Vì vậy chống sét van được dùng rộng rãi để bảo vệ các thiết bị điện.

-Cấu tạo gồm 2 phần chính:

Khe hở phóng điện và điện trở phóng điện.

Khe hở phóng điện: được cấu tạo là một chuỗi các loại khe hở để dập hồ quang và giảm nhanh dòng khi đã phóng điện. Điện trở phóng điện được chế tạo bằng vật liệu Vilít, mục đích của điện trở là làm hạn chế dòng kế tục (dòng ngắn mạch chạm đất qua chống sét van) khi có điện áp đặt lên cao thì điện trở giảm rất nhanh.

Chống sét van là thiết bị điện trở phi tuyến có nhiệm vụ chống sét truyền từ đường dây không cho truyền vào trạm phân phối và trạm biến áp Với điện áp định mức của lưới điện, điện trở chống sét có trị rất lớn không cho dòng điện đi qua, khi có quá điện áp khí quyển, điện trở của chống sét van giảm xuống rất bé cho dòng điện sét xuống đất.

Chống sét van được chọn theo cấp điện áp Uđm = 22 KV.

Tra bảng 35.pl sách (5) trang 424 chọn loại chống sét van PBC-22T1 do NGA sản suất có Uđm = 22 KV.

(kV) Điện áp cho phép (kV) Điện áp phóng ở fPHz (kV) Điện áp phóng xung (kV)

Tiêu đề	Giới thiệu chung về nhà máy cơ khí và yêu cầu cung cấp điện cho hộ phụ tải
Tác giả	Trần Huy Đức
Người hướng dẫn	Võ Tiến Trung
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh
Chuyên ngành	Cung Cấp Điện
Thể loại	Đồ Án Môn Học
Năm xuất bản	2016
Thành phố	Vinh

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	344,56 KB