⮚Nguồn điện được lấy từ điểm đấu 22kV bên ngoài phân xưởng Mặt bằng bố trí thiết bị của nhà xưởng: Ký hiệu và công suất đặt của thiết bị trong nhà xưởng: Ký hiệu và công suất đặt của thi
Tính toán phụ tải chiếu sáng và làm mát
Phụ tải chiếu sáng 12 1.1.2 Phụ tải làm mát 12 1.2 Tính toán phụ tải động lực
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.
- p0: Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích chiếu sáng (W/ m 2 ).
- F: Diện tích được chiếu sáng ( m 2 )
Phân xưởng có diện tích:
Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí là:
Xưởng được làm mát nhân tạo bằng hệ thống quạt thông gió cho nhà xưởng Phụ tải thông thoáng và làm mát cho phân xưởng dược tính dựa theo lượng khí trao đổi trong không gian nhà xưởng Trình tự các bước tính toán như sau:
Bước 1: Xác định thể tích nhà xưởng:
V = chiều dài x chiều rộng x chiều cao (m3).
Bước 2: Tính tổng lượng khí trao đổi:
Bước 3: Tính số lượng quạt thông gió cần dùng:
Bước 4: Phụ tải tính toán thông thoáng và làm mát:
- X: là số lần thay đổi không khí (lần/ giờ).
- Q: là lưu lượng gió của quạt (m3/h).
- P đm : là công suất định mức của một thiết bị (kW).
Ta có số liệu của phân xưởng:
V= 36 x 24 x 8 = 6912 m3 (Dài: 36m; rộng: 24m; cao: 8m). Đối với phân xưởng sửa chữa thiết bị điện thì số lần thay đổi khí: X = 40 (lần/giờ )
Tổng lượng khí trao đổi:
Sử dụng quạt thông gió công nghiệp 1000x1000 với các thông số kỹ thuật sau:
Số lượng quạt cần dùng cho phân xưởng:
N = Tg/Q = 276480/30000 = 9,216 (thiết bị). Để đảm cho việc làm mát và thông thoáng, ta chọn số lượng quạt là N = 10
Phụ tải thông thoáng và làm mát:
Quạt thông gió model AFK-1000 sử dụng động cơ dây đồng 100% hiệu suất cao cosφ= 0,9.
=> Qlm = Plm.tanφ = 5,5 tan[cos-1(0,9)] = 2,664 (kVAr).
1.2 Tính toán phụ tải 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:
Hình 1- 1 Chia nhóm thiết bị trên mặt bằng phân xưởng
● Tính toán phụ tải các nhóm
Bảng 1- 1 Thông số tính toán nhóm 1
STT Tên máy Vị trí K sd φ P d (kW)
- Hệ số công suất trung bình của nhóm 1: cos φ tb =
- Hệ số ksd của nhóm 1: k sd = ∑
- Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 1: Ta thấy công suất lớn nhất là 42 kW nên số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 42 2 ! kw là n 1 = 1 (thiết bị).
- Tổng công suất của n1 thiết bị: P 1 = 42(kW )
Hệ số thiết bị hiệu quả: n hq =n n h q ¿ ×0,4 =5,2 chọn n hq = 5
Hệ số cực đại k max của nhóm 1: k max =1+ 1,3 √ ❑
Xác định phụ tải động lực của nhóm 1:
Bảng 1- 2 Thông số tính toán nhóm 2
STT Tên máy Vị trí K sd φ P d (kW)
- Hệ số công suất trung bình của nhóm 2: cosφ= ∑
- Hệ số ksd của nhóm 2: ksd = ∑
- Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 2: Ta thấy công suất lớn nhất là 63 kW nên số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 63 2 1,5 (kW ) là n 1 = 1 (thiết bị).
- Tổng công suất của n2 thiết bị: P 1 c (kW )
- Hệ số cực đại k max của nhóm 2: k max =1+ 1,3 √ ❑
- Xác định phụ tải tính toán của nhóm 2:
Bảng 1- 4 Thông số tính toán nhóm 3
STT Tên máy Vị trí K sd φ P d (kW)
- Hệ số công suất trung bình của nhóm 3: cosφ= ∑
- Hệ số ksd của nhóm 3: k sd = ∑ ❑
- Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 3: Ta thấy công suất lớn nhất là 42 (kW) nên số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 42 2 !( kW ) là n 1 = 2 (thiết bị).
- Tổng công suất của n1 thiết bị: P 1 r,2( kW )
- Hệ số cực đại kmax của nhóm 3 k max =1+ 1,3 √ ❑
- Xác định phụ tải tính toán của nhóm 3:
Bảng 1- 3 Thông số tính toán nhóm 4
STT Tên máy Vị trí K sd φ P d (kW)
- Hệ số công suất trung bình của nhóm 4: cosφ= ∑
- Hệ số ksd của nhóm 4: k sd =
- Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 4: Ta thấy công suất lớn nhất là 39,2
(kW) nên số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 39,2 2 = 19,6 (kW ) là n 1 = 2
- Tổng công suất của n 1thiết bị: P 1 ,2 ( kW )
- Hệ số cực đại kmax của nhóm 4: k max =1+ 1,3 √ ❑
Xác định phụ tải tính toán của nhóm 4:
Bảng 1- 4 Kết quả tính toán phụ tải động lực 4 nhóm
Thông số φ K sd P ttdl ( kW ) Q ttdl ( kVAr )
Xác định phụ tải tính toán toàn phân xưởng
Phụ tải tác dụng (động lực) của toàn phân xưởng:
Trong đó k đt là hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy kdt = 0,8.
Phụ tải phản kháng của toàn phân xưởng:
Phụ tải toàn phần của phân xưởng kể cả chiếu sáng:
P ttpx = P dltpx + P cspx + P lm $6,133 +12,096 +5,5&3,729 (kW )
Q ttpx =Q dltpx +Q lm + Q cs &5,982 +2,664 +9,072'7,718 (kVAr )
S ttpx = √ ❑ cosφ px= P S ttpx ttpx
Nhận xét
Với hệ số công suất trung bình của phân xưởng bằng 0,69 nên việc bù công suất khá lớn để công suất đạt 0,8
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG 1
[1] Ninh Văn Nam (chủ biên), “Giáo trình Cung cấp điện”, NXBGD, 2016.
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp cho phân xưởng
Vị trí của trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của mạng điện Nếu vị trí của trạm biến áp đặt quá xa phụ tải thì có thể dẫn đến chất lượng điện áp bị giảm, làm tổn thất điện năng Nếu phụ tải phân tán thì việc đặt các trạm biến áp gần chúng có thể dẫn đến số lượng trạm biến áp tăng, chi phí cho đường dây cung cấp lớn và như vậy hiệu quả kinh tế sẽ giảm.
Vị trí trạm biến áp thường được đặt ở liền kề, bên ngoài hoặc bên trong phân xưởng.
- Vị trí đặt trạm biến áp cần thỏa mãn:
+ An toàn và liên tục cấp điện
+ Thao tác, vận hành, quản lí dễ dàng
+ Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ
+ Bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan môi trường, có khả năng điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp
+ Tổng tổn thất công suất trên cả đường dây là nhỏ nhất
+ Gần tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đi tới
+ Vị trí trạm còn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt), có khả năng phòng cháy, phòng nổ tốt đồng thời phải tránh được các bị hoá chất hoặc các khí ăn mòn của chính phân xưởng này có thể gây ra
Căn cứ vào sơ đồ bố trí các thiết bị trong phân xưởng thấy rằng các phụ tải được bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng nên không thể bố trí máy biến áp trong nhà Vì vậy nên đặt máy phía ngoài nhà xưởng ngay sát tường như hình dưới đây
Hình 2- 1.Vị trí đặt máy biến áp
Chọn công suất và số lượng máy biến áp
- Chọn số lượng máy biến áp
Việc lựa chọn MBA dựa trên cơ sở độ tin cậy cung cấp điện.
+ Các phụ tải loại I, TBA cần đặt từ 2 MBA trở lên nối với các phân đoạn khác nhau của thanh góp, giữa các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết
+ Các phụ tải loại II có thể đặt từ 1 đến 2 MBA
+ Các phụ tải loại III chỉ cần đặt 1 MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ). Ở đây, phân xưởng này có công suất nhỏ S tt = 383 kVA Hơn nữa phân xưởng sửa chữa cơ khí thường đặt tại các khu công nghiệp thuộc phụ tải loại II, do vậy để tiết kiệm chi phí đầu tư, vận hành và phù hợp với công suất thực ta lựa chọn dùng 1 máy biến áp.
Lựa chọn và thông số của máy biến áp
Stt= 383 (kVA) Nên ta chọn máy biến áp công suất 400 kVA> Stt/khc
Lấy khc=1, vì chọn máy biến áp do Việt Nam chế tạo.
Số lượng MBA: 1 chiếc Máy Biến Áp 3 Pha 400 kVA do Công ty Cổ phần Chế tạo biến áp Thiết bị điện Đông Anh Hà Nội sản xuất.
Bảng 2- 1 Thông số máy biến áp
Tổn hao không tải (kW)
Tổn hao có tải (kW)
(Thông số lấy từ Catalog của sản phẩm từ công ty CP Thiết Bị Điện Đông Anh)
Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng
Các phương án cấp điện 27 2.4.2 Tính chọn dây cho sơ đồ cấp điện 30
❖ Phương án 1: Tủ phân phối đặt ở sát tường bên trong nhà xưởng và đi dây hình tia cấp điện cho các tủ động lực và làm mát, chiếu sáng.
Hình 2- 2 Sơ đồ cấp điện phương án 1
❖ Phương án 2: Tủ phân phối đặt ở sát tường bên trong nhà xưởng và đi dây cấp điện cho các tủ động lực và làm mát, chiếu sáng Tủ chiếu sáng làm mát lấy điện từ tủ động lực 2
Hình 2- 3 Sơ đồ cấp điện phương án 2
2.4.2 Tính chọn dây cho sơ đồ cấp điện
2.4.2.1 Chọn cáp điện từ lưới 22kV về máy biến áp (Dây trung áp )
- Cho một giá trị x0 lân cận trị số 0,4Ωm/km (đường dây trung áp 22kV lấy x0=0,38) ΔU ’’ = QX
- Xác định thành phần tổn thất điện áp trên điện trở của đường dây U '' ΔU ' =U cp −ΔU ' ' 22.1 0 3
- Xác định tiết diện dây dẫn theo U cp :
Chọn tiết diện dây dẫn phải chú ý đến độ bền cơ khí và tổn thất công suất do vầng quang.
Với đường dây trung áp Hệ thống nối đất đạt yêu cầu
Dự tính sử dụng 8 cọc thép mạ đồng M18 (dmm), độ dài mỗi cọc L=2,5 m Chiều sâu chôn cọc h=0,8 m; cáp liên kết giữa các cọc là cáp đồng trần
70mm 2.Để đảm bảo cho người, 3m cáp được tính từ mặt đất được bọc PVC. Điện trở suất của vùng đất xây dựng nhà xưởng đo được ở mùa khô là ρđo = 100 Ω/m
Khoảng cách giữa các cọc là a= 2,5m.
Hệ thống thay đổi điện trở theo mùa cho cọc k m 1,25 Điện trở suất của đất ở mùa khô là:
Điện trở nối đất của 1 cọc là:
Với số cọc n=8 tỷ số a/l=2,5/2,5 suy ra c 0,58;“tra bảng 3.8 Giáo trình An toàn điện”. Điện trở của hệ thống 8 cọc là:
Đường kính cáp đồng dùng liên kết các cọc với nhau có tiết diện 70mm 2 suy ra đường kính của cáp Dc=0,01 m. Điện trở nối đất của dây cáp đồng nối đất thanh ngang liên kết các cọc với tổng chiều dài L= 20 m và được chôn sâu so với mặt đất 0,8m
Tra bảng 3.8 Giáo trình An toàn điện tìm được hệ số sử dụng thanh ng 0,36
điện trở nối đất của dây cáp đồng nối các cọc khi xét đến hệ số sử dụng thanh(dây) là:
Điện trở của toàn hệ thống là:
6,02( ) 7,42 32,03 nd th HT nd th
R HT => Hệ thống chống sét đạt yêu cầu
Mặt bằng và mặt cắt của hệ thống như hình vẽ chương 7.
H TOÁN CHỌN TỤ BÙ NÂNG CAO
HỆ SỐ CÔNG SUẤT 5.1 Tiến hành bù công suất phản kháng
Hệ số công suất trung bình của toàn phân xưởng cosφtbnx = 0,86 cần phải bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số cosφ lên đến 0,9.
5.1.1 Tính toán dung lượng bù
Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy được xác định theo công thức sau:
Q bù Σ = P ttpx ( tan tan φ 1−tan tan φ 2)
Trong đó: P ttpx : Phụ tải tác dụng tính toán của phân xưởng(kW) φ 1: Góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù. cos cos φ 1=0,86 → tan tan φ 1=0,59 φ 2: Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù cos cos φ 2=0,9 → tan tan φ 2=0,48
Q bù Σ : Tổng dung lượng cần bù
Với phân xưởng đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần thiết là:
Q bù Σ =P ttpx ( tan tan φ 1− tan tan φ 2) ¿ 319,16 (0,59−0.48 )5,108 ( kVAr )
Vậy chọn tụ bù do EPCOS chế tạo có thông số như sau:
Bảng 5- 1 Thông số của tụ bù EPCOS
Kí hiệu Uđm (V) Qb (kVAr) Iđm (A) Số bộ Cao (mm) MKD415-D-
5.1.2 Đánh giá hiệu quả bù công suất
Công suất toàn phần của phân xưởng sau khi bù
Tổn thất điện năng sau khi bù công suất phản kháng:
- Đối với máy biến áp
Tổn thất điện năng trước khi bù: Δ A BA = Δ P 0 8760 + Δ P N S tt 2
Tổn thất sau khi bù: Δ A BAsb =Δ P 0 8760 + Δ P N S tt 2
Do vậy sau khi bù trong 1 năm tiết kiệm được: ΔA =Δ A BA − Δ A BAsb "725,63 −17387,49S38,14 (kWh/năm)
5.1.3 Lựa chọn thiết bị bảo vệ tụ bù
Chọn aptomat tổng của tủ tụ bù:
Chọn MCCB của Schneider có thông số như bảng sau:
Bảng 5- 2 Bảng thông số MCCB tổng của tụ bù
Loại Hãng U dm (V) I dm ( A ) I cdm (kA )
Chọn aptomat nhánh của tụ bù:
Chọn MCCB của Schneider có thông số như bảng sau:
Bảng 5- 3 Bảng thông số MCCB nhánh của tụ bù
Loại Hãng U dm (V) I dm ( A ) I cdm (kA )
Chọn contactor của tụ bù:
Chọn Contactor của LS có thông số như bảng sau:
Bảng 5- 4 Bảng thông số contactor cho tụ bù.
Loại Hãng U dm (V) I dm ( A ) U dk ( A )
5.1.4 Chọn thiết bị điều khiển tụ bù
Lựa chọn bộ điều khiển tụ bù Mikro PRF96 có 6 cấp đầu ra:
Hình 5- 1 Bộ điều khiển tụ bù Mikro
Thông số của bộ điều điều khiển tụ bù Mikro PRF96 như bảng:
Bảng 5- 5 Bảng thông số của bộ điều khiển tụ bù Mikro PFR96
Mã hiệu Hãng Điện áp cấp Số cấp
