Đồ Án cung cấp Điện Đề tài thiết kế hệ thống cung cấp Điện cho phân xưởng cơ khí

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG Phụ tải tính toán là một thông số quan trọng mà ta cần xác định trong việc tính toán, thiết kế cung cấp phụ tải điện tương tự phụ tải thực tế do

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2024

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2024

GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh

LỜI NÓI ĐẦU

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

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế thì nhu cầu điện năng sử dụng trong tất cả các ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ đều tăng lên không ngừng Do điện năng không phải là nguồn năng lượng vô hạn nên để các công trình điện sử dụng điện năng một cách có hiệu quả nhất (cả về độ tin cậy cung cấp điện cả kinh tế) thì ta phải thiết kế hệ thống cung cấp diện cho các công trình này Thiết kế hệ thống cung cấp điện là một việc làm rất khó Một công trình điện dù nhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ nhiều chuyên ngành hẹp (Cung cấp điện, thiết bị điện, kỹ thuật cao

áp, an toàn ) Ngoài ra người thiết kế còn phải có sự hiểu biết nhất định về xã hội, môi trường, về các đối tượng cấp điện, về tiếp thị Công trình thiết kế quả dư thừa sẽ gây lãng phí đất đai, nguyên vật liệu, tiền của làm ứ đọng vốn đầu tư Công trình thiết

kế sai sẽ gây nên những hậu quả nghiêm trọng (gây sự cố mất điện, thiệt hại cho sản xuất, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tài sản và tiền của của nhân dân)

Trong chương trình đào tạo dành cho sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh thì môn học Đồ án cung cấp điện là một môn học quan trọng Việc làm đồ án môn học này sẽ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về môn học, hơn nữa

nó chính là bước tập dượt ban đầu trong công việc của sinh viên sau này

Đề tài thiết kế môn học này của em là: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí Trong quá trình làm đồ án em đã được sự chỉ bảo hướng dẫn tận tình của PGS.TS Trương Việt Anh

Mặc dù em đã rất cố gắng để làm được đồ án một cách tốt nhất nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót do chưa có kinh nghiệm vì vậy em rất mong nhận được sự chỉ bảo và nhận xét thẳng thắn của thầy để em có thể nhận thức đúng đắn nhất về vấn đề và có thêm kinh nghiệm cho công việc thiết kế sau này của em

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG

Phụ tải tính toán là một thông số quan trọng mà ta cần xác định trong việc tính toán, thiết kế cung cấp phụ tải điện tương tự phụ tải thực tế do đó nếu xác định chính xác thì sẽ chọn được thiết bị phù hợp đảm bảo được điều kiện kỹ thuật cũng như lợi ích kinh tế Phụ tải điện phụ thuộc vào những yếu tố quan trọng như: công suất máy,

số lượng máy, chế độ vận hành của máy, điện áp làm việc và quy trình công nghệ sản xuất Để thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng ta cần quan tâm đến những yêu cầu như : chất lượng điện năng, độ tin cậy cấp điện, mức độ an toàn, và kinh tế

I ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG:

Đây là mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí, có dạng hình chữ nhật, phân xưởng có:

- Chiều dài: 54m

- Chiều rộng: 18m

- Chiều cao: 7m

- Với diện tích phân xưởng: 972 m2

Môi trường làm việc thuận lợi, ít bụi, nhiệt độ môi trường trung bình trong phân xưởng là 30℃ Phân xưởng dạng hai mái tôn kẽm, nền xi măng, toàn bộ phân xưởng có

5 cửa ra vào 2 cánh: một cửa đi chính, bốn cửa phụ

Phân xưởng làm việc 2 ca trong một ngày:

+ Ca 1: từ 6h đến 14h

+ Ca 2: từ 14h đến 22h

Trong phân xưởng có 37 động cơ, một phòng kho và một phòng KCS, ngoài ra phân xưởng còn có hệ thống chiếu sáng Phân xưởng được lấy điện từ trạm biến áp khu vực với cấp điện áp là: 220/380V

II THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG:

1 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng:

2 Bảng phụ tải phân xưởng:

III PHÂN NHÓM PHỤ TẢI:

Phân nhóm phụ tải ta dựa trên các yếu tố sau:

• Vị trí gần nhau trên mặt bằng (thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất )

• Cùng chế độ làm việc (thuận tiện cho việc vận hành và tính toán)

• Tổng công suất các nhóm ít chênh lệch nhất - tạo ra tính lấp lẫn các trang thiết

bị cung cấp điện (cùng cỡ CB, cáp, đầu cosses…) lắp đặt nhanh, quản lý, thay thế, dự trữ thuận lợi…

• Số thiết bị trong nhóm và số nhóm không nên quá nhiều (≤ 8 thiết bị chính) để đảm bảo độ tin cậy CCĐ

Căn cứ vào việc bố trí vị trí của phân xưởng và yêu cầu làm việc thuận tiện nhất và để làm việc có hiệu quả nhất thông qua các chức năng hoạt động của các máy móc thiết

bị, đồng thời có lợi về kinh tế Với những máy móc thiết bị đã cho, quyết định chia thành bốn nhóm Đi cùng với bốn nhóm là bốn tủ động lực và một tủ phân phối chính

Các tủ động lực và tủ phân phối chính phải đạt các yêu cầu về kỹ thuật cũng như các yêu cầu về kinh tế

Bốn nhóm phụ tải được phân chia theo bảng sau:

Nhóm 3:

Tên nhóm Kí hiệu trên

mặt bằng

Số Lượng

IV XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG:

1 Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm:

Xác định công suất biểu kiến định mức của tải:

𝑺𝒕𝒕(tủ điện) (KVA)

𝐈𝒕𝒕(từng tải) (A)

𝑺𝒕𝒕(tủ điện) (KVA)

𝐈𝒕𝒕(từng tải) (A)

𝑺𝒕𝒕(tủ điện) (KVA)

𝐈𝒕𝒕(từng tải) (A)

𝑺𝒕𝒕(tủ điện) (kVA)

𝐈𝒕𝒕(từng tải) (A)

6 10A 14 0.8 17.50 0.8 14.00 0,7 9.8 26.59

8 12A 14 0.6 23.33 0.8 18.67 0,7 13.07 35.45 Tổng

𝑺𝐭ả𝐢(tt) (KVA) 𝑺𝒕𝒕(tủ điện) (KVA)

Trong thực tế khi phân xưởng làm việc tất cả thiết bị không hẳn hoạt động cùng lúc do

đó dựa vào kinh nghiệm cũng như tra bảng ta có thể chọn hệ số đồng thời tương ứng 4 nhóm máy là Kđt = 0.8 áp dụng công thức sau:

F: diện tích chiếu sáng (m2)

P0 : diện tích chiếu sáng cho từng đơn vị điện tích (W/m2)

• Chiếu sáng nhà kho: chiếu sáng nhà kho ta có thể chọn P0 = 10 (W/m2), (tra bảng

phụ lục I.2 trang 269 sách Thiết kế Cung Cấp Điện của tác giả: Ngô Hồng Quang,

Vũ Vân Tẩm)

Ta có diện tích nhà kho: Fkho =6 × 6 = 36 (m2)

 Pttcs(kho) =10 × 36 = 360 (W)

• Chiếu sáng phòng KCS: chiếu sáng cho phòng KCS ta có thể chọn P0 = 20 (W/m2),

(tra bảng phụ lục I.2 trang 269 sách Thiết kế Cung Cấp Điện của tác giả: Ngô

Ngô Hồng Quang, Vũ Vân Tẩm)

Ta có diện tích nhà kho: FSX = 54 × 18 – (Fkho + FKCS) = 54 × 18 - (36 + 48) =

Cosφcs = 16266 (VA) =16.266 (KVA)

3 Công suất biểu kiến tính toán của phân xưởng:

𝑆ttpx = ∑4𝑖=4(𝑆𝑡𝑡(𝑡ủ đ𝑖ệ𝑛) × 𝐾đ𝑡) + 𝑆𝑡𝑡𝑐𝑠 = (0.9×196.9) +16.266 = 193.476 (KVA)

V CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG:

1 Chọn số lượng và công suất của trạm biến áp:

Việc lựa chọn máy biến áp là một quyết định quan trọng trong quá trình xây dựng hệ thống điện, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và chi phí vận hành Vị trí lắp đặt, số lượng máy biến áp và công suất định mức của chúng cần được xác định kỹ lưỡng dựa trên các yếu tố như phụ tải, cấp điện áp, và phương thức vận hành Để đưa

ra quyết định tối ưu, cần so sánh kỹ lưỡng các phương án khác nhau về mặt kinh tế và

kỹ thuật, đồng thời cân nhắc đến các ràng buộc cụ thể của hệ thống

1.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp:

Để xác định vị trí đặt trạm biến áp một cách hợp lý, cần cân nhắc các yếu tố sau:

• Gần tâm phụ tải: Giúp giảm thiểu tổn thất điện năng trên đường dây

• Thuận tiện cho các tuyến dây vào/ra: Đảm bảo kết nối dễ dàng với hệ thống điện

• Thuận lợi thi công và lắp đặt: Giảm chi phí và thời gian thi công

• Ít người qua lại, thông thoáng: Đảm bảo an toàn cho người dân và dễ dàng bảo trì

• Tránh xa các khu vực dễ cháy nổ, ẩm ướt, bụi bẩn: Bảo vệ thiết bị và tăng tuổi thọ

• Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị: Tuân thủ các quy định về an toàn điện Tuy nhiên, trong thực tế, việc đáp ứng tất cả các yêu cầu trên cùng một lúc là rất khó

Vì vậy, việc lựa chọn vị trí đặt trạm biến áp cần dựa trên việc đánh giá tổng hợp các yếu tố trên và ưu tiên các yếu tố phù hợp với điều kiện cụ thể của từng dự án

1.2 Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp:

Việc lựa chọn số lượng máy biến áp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:

• Yêu cầu về độ tin cậy và liên tục cung cấp điện cho hộ phụ tải

• Dung lượng máy biến áp cần thiết

• Hiệu quả vận hành kinh tế

• Khả năng mở rộng và phát triển trong tương lai

➢ Đối với hộ phụ tải loại 1, thường lựa chọn từ 2 máy biến áp trở lên để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện

➢ Đối với hộ phụ tải loại 2, số lượng máy biến áp sẽ được xác định dựa trên việc

so sánh hiệu quả kinh tế và kỹ thuật

Tuy nhiên, để đơn giản trong quá trình vận hành thì số lượng máy biến áp trong trạm biến

áp không nên quá 3 máy và các máy nên có cùng chủng loại và công suất

Việc đồng nhất chủng loại máy biến áp trong một trạm (hoặc sử dụng ít chủng loại) giúp giảm số lượng máy biến áp dự phòng, đồng thời thuận tiện cho quá trình lắp đặt và vận hành

1.3 Xác dịnh dung lượng của máy biến áp:

Hiện nay, có nhiều phương pháp để xác định dung lượng máy biến áp, tuy nhiên vẫn cần tuân theo các nguyên tắc cơ bản sau:

❖ Chọn theo điều kiện làm việc bình thường có xét đến quá tải cho phép (quá tải bình thường) Mức độ quá tải phải được tính toán sao cho hao mòn cách điện trong khoảng thời gian xem xét không vượt quá định mức tương ứng với nhiệt

độ cuộn dây là 980C Khi quá tải bình thường, nhiệt độ điểm nóng nhất của cuộn dây có thể lớn hơn (những giờ phụ tải cực đại) nhưng không vượt quá

1400C và nhiệt độ lớp dầu phía trên không vượt quá 950C

❖ Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố (hư hỏng một trong những máy biến áp làm việc song song) với một thời gian hạn chế để không gián đoạn cung cấp điện

Thông thường ta chọn máy biến áp dựa vào đồ thị phụ tải bằng hai phương pháp đó là:

• Phương pháp công suất đẳng trị

- Phương pháp 3%

Nhưng ở đây ta không có đồ thị phụ tải cụ thể, do đó chọn dung lượng máy biến áp theo công thức sau:

𝐒đ𝐦𝐌𝐁𝐀 ≥ 𝐒𝐓𝐓 𝐏𝐡â𝐧 𝐱ưở𝐧𝐠

Biết 𝐒𝐝ự 𝐩𝐡ò𝐧𝐠 phụ thuộc vào việc dự báo phụ tải điện của phân xưởng trong tương

lai,giả sử phụ tải điện của phân xưởng dự báo trong tầm vừa từ 3 – 10 năm Do vậy ta

chọn công suất dự phòng cho phân xưởng là 20%

𝐒𝐝ự 𝐩𝐡ò𝐧𝐠 = 20% (𝐒𝐓𝐓 𝐭ủ đ𝐢ệ𝐧+ 𝐒𝐭𝐭𝐂𝐒) Vậy dung lượng của máy biến áp cần chọn là:

𝐒đ𝐦𝐌𝐁𝐀 ≥ 𝐒𝐓𝐓 𝐭ủ đ𝐢ệ𝐧 + 𝐒𝐭𝐭𝐂𝐒 + 𝐒𝐝ự 𝐩𝐡ò𝐧𝐠

STT Phân xưởng = 193.476 (KVA)

Sdự phòng = 20% (STT tủ điện+ SttCS) = 20% × 193.476 = 38.6952 (KVA)

 SđmMBA ≥ STT tủ điện + SttCS+ Sdự phòng = 193.476 + 38.6952 = 232.1712 (KVA)

Vậy ta chọn máy biến áp 3 pha của hãng THIBIDI sản xuất tại việt nam với nhiệt độ

môi trường của Việt Nam nên ta không cần xét đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ Máy biến

áp có 𝑺đ𝒎𝑴𝑩𝑨 = 250 (KVA)

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY BIẾN ÁP

VI XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI:

1 Tọa độ tâm phụ tải của các nhóm:

- Khi thiết kế mạng điện cho phân xưởng, việc xác định vị trí đặt tủ phân phối hay trạm biến áp phân xưởng là rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh

tế, kỹ thuật, tổn thất công suất và tổn thất điện năng là bé nhất

- Tâm phụ tải được xác định theo công thức sau:

𝑿 =∑ 𝑷đ𝒎𝒊 𝒙𝒊

𝒏 𝒊=𝟏

∑𝒏𝒊=𝟏𝑷đ𝒎𝒊

𝒀 = ∑ 𝑷đ𝒎𝒊 𝒚𝒊

𝒏 𝒊=𝟏

∑𝒏 𝑷đ𝒎𝒊𝒊=𝟏Trong đó:

- 𝑷đ𝒎𝒊 là công suất định mức của thiết bị thứ i

- 𝒙𝒊, 𝒚𝒊 là toạ độ của các thiết bị (nhóm) trong nhóm (phân xưởng)

MÁY BIẾN ÁP 3 PHA _ 250 KVA

Thông số kỹ thuật

0.4𝑘𝑉 Tổn hao không tải cực đại (Po) Po ≤ 125W Tổn hao ngắn mạch cực đại ở

1.1 Các thông số của nhóm 1:

bằng

Công suất định mức

4 82 43.15 5.4

2 Xác định tâm phụ tải của phân xưởng:

➢ Tâm phụ tải phân xưởng được xác định theo công thức:

Sơ đồ tâm phụ tải của từng nhóm và của toàn phân xưởng

VII LỰA CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC:

Việc lắp đặt tủ động lực và tủ phân phối đúng tâm phụ tải của nhóm và phân xưởng có lợi về:

- Chi phí cho việc đi dây và lắp đặt là thấp nhất

• Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa

• Thuận lợi cho quan sát toàn nhóm máy hay toàn phân xưởng

• Không gây cản trở lối đi

CHƯƠNG 2 TÍNH CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CHO PHÂN XƯỞNG

I VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY TRONG MẠCH PHÂN XƯỞNG:

1 Yêu cầu:

Bất kỳ phân xưởng nào ngoài việc tính toán phụ tải tiêu thụ để cung cấp điện cho phân xưởng, thì mạng đi dây trong phân xưởng cũng rất quan trọng Vì vậy ta cần đưa ra phương án đi dây cho hợp lý, vừa đảm bảo chất lượng điện năng, vùa có tính an toàn

và thẩm mỹ

Một phương án đi dây được chọn sẽ được xem là hợp lý nếu thoả mãn những yêu cầu sau:

• Đảm bảo chất lượng điện năng

• Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

• An toàn trong vận hành

• Linh hoạt khi có sự cố và thuận tiện khi sửa chữa

• Đảm bảo tính kinh tế

• Sơ đồ nối dây đơn giản, rõ ràng, dễ thi công lắp đặt, dễ sửa chữa

2 Phân tích các phương án đi dây:

Có nhiều phương án đi dây trong mạng điện, dưới đây là 3 phương án phổ biến:

2.1 Phương án đi dây hình tia:

Trong sơ đồ hình tia, các tủ phân phối phụ được cung cấp điện từ các tủ phân phối chính bằng các tuyến dây riêng biệt Các phụ tải trong phân xưởng được cung cấp điện

từ từ tủ phân phối phụ qua các tuyến dây riêng biệt

• Sơ đồ đi dây hình tia có các ưu nhược điểm sau:

➢ Ưu điểm:

- Độ tin cậy cao trong việc cung cấp điện

- Đơn giản trong vận hành, lắp đặt và bảo trì

- Sụt áp thấp

➢ Nhược điểm:

- Vốn đầu tư cao

- Sơ đồ phức tạp khi có nhiều phụ tải trong nhóm

- Khi gặp sự cố trên đường dây cung cấp điện từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối phụ thì một lượng lớn phụ tải bị mất điện

- Phạm vi ứng dụng: mạch hình tia thường được áp dụng cho phụ tải công suất lớn , tập trung (thường các xí nghiệp công nghiệp, các phụ tải quan trọng: loại 1 hoặc loại 2)

2.2 Phương án đi dây phân nhánh:

Trong sơ đồ đi dây theo kiểu phân nhánh ta có thể cung cấp điện cho nhiều phụ tải hoặc các tủ phân phối phụ

• Sơ đồ phân nhánh có các ưu nhược điểm sau:

➢ Ưu điểm:

- Giảm được số các tuyến đi từ nguồn trong trường hợp có nhiều phụ tải

- Giảm được chi phí xây dựng mạng điện

- Có thể phân phối đều công suất trên các tuyến dây

➢ Nhược điểm:

- Phức tạp trong vận hành và sửa chữa

- Các thiết bị cuối đường dây sẽ có độ sụt áp lớn khi có thiết bị điện trên cùng tuyến dây khởi động cùng lúc

- Độ tin cậy thấp trong việc cung cấp điện

Phạm vi sử dụng: sơ đồ phân nhánh được sử dụng để cung cấp điện cho các phụ tải công suất nhỏ, phân bố, phân tán, các phụ tải loại 2 hoặc loại 3

2.3 Phương án đi dây hình tia phân nhánh:

Thông thường mạng hình tia kết hợp phân nhánh thường được sử dụng phổ biến, trong

đó kích cỡ dây dẫn giảm dần tại mọi điểm phân nhánh, dây dẫn thường được kéo trong ống hay các mương lắp ghép

• Sơ đồ hình tia phân nhánh có ưu nhược điểm sau:

➢ Ưu điểm: chỉ một nhánh cô lập trong trường hợp có sự cố (bằng cầu chì hay

CB) việc xác định sự cố cũng đơn giản hóa bảo trì hay mở rộng hệ thống điện, cho phép phần còn lại hoạt động bình thường, kích thước dây dẫn có thể chọn phù hợp với mức dòng giảm dần cho tới cuối mạch

➢ Nhược điểm: sự cố xảy ra ở một trong các đường cáp từ tủ điện chính sẽ cắt

tất cả các mạch và tải phía sau

3 Vạch phương án đi dây:

Để cấp điện cho động cơ trong phân xưởng, dự định đặt một tủ phân phối từ trạm biến

áp về và cấp cho 4 tủ động lực cùng một tủ chiếu sáng rải rác cạnh tường phân xưởng

và mỗi tủ động lực được cấp cho một nhóm phụ tải

• Từ tủ phân phối đến các tủ động lực thường dùng phương án đi hình tia

• Từ tủ động lực đến các thiết bị thường dùng sơ đồ hình tia cho các thiết bị công suất lớn và sơ đồ phân nhánh cho các thiết bị công suất nhỏ

• Các nhánh đi từ tủ phân phối không nên quá nhiều (n<10) và tải của các nhánh

có công suất gần bằng nhau

• Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý dến dòng định mức của các CB chuẩn (6A, 10A, 20A, 32A, 63A, 125A, 150A, 200A, 315A, 400A, 600A, 1000A)

• Đối với phụ tải loại 1 chỉ được sử dụng sơ đồ hình tia

• Do phân xưởng là xưởng sửa chữa cơ khí Vì vậy để cho thuận tiện trong việc

đi lại và vận chuyển thì ta chọn phương án đi dây như sau:

 Từ tủ phân phối chính đến tủ đông lực ta đi dây hình tia và đi trên máng cáp

 Toàn bộ dây và cáp từ tủ động lực đến các động cơ đều được đi ngầm trong đất

❖ Cáp được chôn ngầm dưới đất có những ưu và nhược điểm sau:

➢ Ưu điểm: giảm công suất điện, tổn thất điện, không ảnh hưởng đến vận hành và

- Từ tủ phân phối chính (MDB) → Đến tủ động lực nhóm 1 (DB1) → Đến các động

cơ nhóm 1 là: 1A, 1B, 1C, 4A, 4B, 2A, 2B, 8A, 8B

- Từ tủ phân phối chính(MDB) → Đến tủ động lực nhóm 2 (DB2) → Đến các động cơ nhóm 2 là: 6A, 5A, 5B, 7A, 7B, 6B

- Từ tủ phân phối chính(MDB) → Đến tủ động lực nhóm 3 (DB3) → Đến các động cơ nhóm 3 là: 2D, 2C, 11A, 8D, 8C

- Từ tủ phân phối chính(MDB) → Đến tủ động lực nhóm 3 (DB4) → Đến các động cơ nhóm 4 là: 1E, 1D, 12A, 10B, 10A, 4C, 9B, 9A

- Từ tủ phân phối chính(MDB) → Đến tủ chiếu sáng(LDB)

4 Sơ đồ nguyên lý đi dây của phân xưởng:

CHƯƠNG III TÍNH CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ

I CHỌN CÁP VÀ DÂY DẪN:

1 Các loại cáp, dây dẫn và phạm vi ứng dụng:

Trong mạng hạ áp thường sử dụng cáp điện, bọc cách điện bằng PVC, XLPE, PE, … hoặc thanh dẫn BTS Các loại cáp được bọc cách điện trong mạng hạ áp của Cadivi:

• Dây cáp điện lực CV: đây là loại cáp đồng nhiều sợi xoắn cách điện bằng

PVC, điện áp cách điện đến 660V, một ruột Cáp CV thường được sử dụng cho những đường dây có công suất lớn, đường dây cấp điện từ máy biến áp đến các

tủ phân phối chính và từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối phụ

• Dây cáp điện lực CVV: đây là loại cáp đồng nhiều sợi xoắn, có 2, 3 hoặc 4

ruột Điện áp cách điện đến 660V Loại cáp này thường được sử dụng để cung cấp điện cho các động cơ 3 pha hoặc 1 pha

• Dây cáp vặn xoắn LV- ABC: đây là loại dây vặn xoắn, bọc cách điện bằng

XLPE, ruột bằng dây nhôm cứng, nhiều sợi cán ép chặt Loại dây này có thể chế tạo loại là 2, 3 và 4 ruột Thường được sử dụng đối với đường dây trên không

• Dây đơn một sợi hoặc nhiều sợi mã hiệu VC: đây là loại dây đồng 1 sợi cách

điện bằng PVC Điện áp cách điện đến 660V Thường được sử dụng để thiết trí đường dẫn điện chính trong nhà

• Dây AV: đây là loại dây có cấu tạo giống CV nhưng lõi bằng nhôm Thường

dùng cho mạng điện phân phối khu vực

2 Chọn loại cáp và dây dẫn:

Trong điều kiện vận hành các dây dẫn và khí cụ điện có thể được chọn ở chế độ sau:

➢ Chế độ làm việc lâu dài

➢ Chế độ quá tải

➢ Chế độ ngắn mach

Để đảm bảo cho các thiết bị không bị hư hỏng khi có sự cố xảy ra thì các khí cụ bảo vệ phải tác động nhanh khi có sự cố ngắn mạch hay quá tải, còn đối với dây dẫn thì phải

đảm bảo về điều kiện cơ khí và phát nóng cho phép cũng như tổn thất điện áp trên

đường dây Ngoài ra việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị bảo vệ phải đảm bảo về kinh

tế và kỹ thuật

3 Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng:

Dây dẫn và cáp hạ áp cho phân xưởng được chọn theo điều kiện phát nóng cho

phép và kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp Vì khoảng cách từ tủ phân phối đến tủ

động lực cũng như từ tủ động lực đến từng thiết bị là ngắn, nếu như thời gian làm việc

của các máy ít thì việc lựa chọn theo dòng phát nóng sẽ đảm bảo về chỉ tiêu kỹ thuật

cũng như ít lãng phí về kim loại màu

3.1 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính của phân xưởng:

Tuyến dây đi từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính là tuyến dây chính, chịu

dòng tải lớn nên thường dùng 4 sợi (3 dây pha và 1 dây trung tính) Ta chọn phương

án đi cáp ngầm trong đất và được đặt trong ống nhựa cứng PVC chuyên dùng của công

ty điện lực(đi ngầm cách mặt đất 50cm)trong hào đặt riêng rẽ các dây pha và dây trung

tính vào mỗi đường ống khác nhau

√3×0.38 = 250

√3×0.38 = 379.83 (A) Chọn dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính đi ngầm trong đất ta có:(các hệ số K

trong đồ án được tra trong sách giáo trình cung cấp điện của TS Quyền Huy Ánh đại

nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa PVC- 660V, do công ty CADIVI sản xuất, mỗi

sợi với các thông số sau: (dây dẫn chọn đã được nhà sản xuất tính đến phương án đi dây ngầm chôn dưới đất)

Tiết

diện

(mm2)

Số sợi/đường kính sợi (N/mm)

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường

độ tối đa (A)

Điện áp rơi cos𝜑 =0,8 (V/A/km)

3.2 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ động lực của phân xưởng:

Tuyến dây đi từ tủ phân phối chính đến tủ động lực ta đi dây 4 sợi (3 dây pha và một dây trung tính) và đi trên máng cáp nên ta có:

K1: Xét ảnh hưởng của cách lắp đặt

K2: Xét đến số mạch /dây trong trong một hang đơn

K3: Xét đến nhiệt độ môi trường khác 300C

K = K1×K2×K3

(Tra bảng chọn hệ số K sách giáo trình cung cấp điện của PGS.TS Quyền Huy Ánh Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố HCM)

Ta có:

ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa PVC- 660V, do công ty

CADIVI sản xuất với các thông số như sau:

Tiết

diện

(mm2)

Số sợi/đường kính sợi (N/mm)

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường

độ tối đa (A)

Điện áp rơi cos=0,8 (V/A/km)

ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa PVC- 660V, do công ty

CADIVI sản xuất với các thông số như sau:

Tiết

diện

(mm2)

Số sợi/đường kính sợi (N/mm)

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường

độ tối đa (A)

Điện áp rơi cos=0,8 (V/A/km)

ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa PVC- 660V, do công ty

CADIVI sản xuất với các thông số như sau:

Tiết

diện

(mm2)

Số sợi/đường kính sợi (N/mm)

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường

độ tối đa (A)

Điện áp rơi cos=0,8 (V/A/km)

ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa PVC- 660V, do công ty

CADIVI sản xuất với các thông số như sau:

Tiết

diện

(mm 2 )

Số sợi/đường

kính sợi (N/mm)

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường

độ tối

đa (A)

Điện áp rơi cos=0,8 (V/A/km)

3.3 Chọn cáp từ tủ động lực đến các động cơ:

Dây dẫn từ các hộp tủ nối dây đến các động cơ ta chọn phương án đi cáp ngầm trong đất và cáp được đặt cách mặt đất 40cm và được đặt trong ống nhựa PVC chọn ngầm dưới đất trong mỗi ống có 3 dây pha

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối DB1 đến các động cơ trong nhóm 1

Chọn dây dẫn từ tủ điện DB1 đến động cơ 3A ta có:

Tiết diện

danh định

(mm 2 )

Số sợi/đường kính sợi (N/mm)

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường

độ tối

đa (A)

Điện áp rơi cos=0,8 (V/A/km)

Số sợi/đ ường kính sợi (N/m m)

Đườn

g kính dây dãn (mm)

Đườn

g kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/k m)

Cườn

g độ dòng điện tối đa (A)

Điện

áp rơi (V/A/ Km)

II Kiểm tra tổn thất điện áp:

Chất lượng điện năng ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của một phân xưởng sản xuất

Để đảm bảo phân xưởng hoạt động tốt, năng suất cao, phát huy được tối đa hiệu suất của các

máy móc thiết bị thì phải đảm bảo chất lượng điện năng đặc biệt là chất lượng điện áp Muốn

vậy phải đảm bảo độ sụt áp hay tổn thất điện áp trên đường dây ( U) phải nằm trong giới hạn

cho phép

ΔU% ≤ 5%Uđm Đối với mạng hạ áp thì tổn thất điện áp cho phép là:

∆𝑈%=∑Pi× r0i× li+ Qi× x0i× li

0

18 m

R +jX

MDB

𝑃𝑡𝑡𝑝𝑥 + 𝑗𝑄𝑡𝑡𝑝𝑥

Độ sụt áp phụ thuộc trực tiếp vào công suất của phụ tải, chiều dài dây dẫn và tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp Vì vậy, khi chọn dây dẫn cần phải kiểm tra lại tổn thất điện

áp cho phép, nếu không thỏa thì tăng tiết diện lên một cấp rồi kiểm tra lại

Với công suất của các nhóm phụ tải cũng như công suất của các tuyến trong cùng một nhóm tương đối bằng nhau nên tổn thất điện áp phụ thuộc nhiều vào chiều dài dây Do đó, ta chỉ kiểm tra từ nguồn đến phụ tải xa nhất Vậy ta chỉ kiểm tra tổn thất điện áp đường dây từ MBA đến tủ phân phối chính, tuyến dây từ tủ phân phối chính 38 đến tủ động lực của nhóm

2, và tuyến dây từ tủ động lực nhóm 2 đến các thiết bị 6B – 7A – 7B – 5A – 5B – 6A

1.1 Kiểm tra tổn thất điện áp từ trạm biến áp đến tủ phân phối (MDB):

Đầu tiên ta có khoảng cách từ trạm biến áp đến tủ phân phối là: l = 18 (m) = 0,018 (Km)

Với cáp điện lực CV ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa PVC- 660V, có dòng điện cho phép là 𝐼đ𝑚 = 379.83 (A), S= 185×3 𝑚𝑚2

𝑥0 = 0,08 ( 𝛺

𝑘𝑚) và 𝜌𝑐𝑢 = 22,5 (𝛺𝑚𝑚2

𝑘𝑚 ) Điện trở và điện kháng của đường dây:

𝑅𝑑 = 𝜌𝑐𝑢 × 𝑙

𝑆 = 22,5×18185×3 = 0,73 (𝑚𝛺)

𝑃𝑡ả𝑖đ𝑚𝑝𝑥 = 𝑃𝑡ả𝑖đ𝑚𝑛1+ 𝑃𝑡ả𝑖đ𝑚𝑛2 + 𝑃𝑡ả𝑖đ𝑚𝑛3+ 𝑃𝑡ả𝑖đ𝑚𝑛4 = 256 (KW)

𝑆𝑡ả𝑖đ𝑚𝑝𝑥 = 𝑆𝑡ả𝑖đ𝑚𝑛1 + 𝑆𝑡ả𝑖đ𝑚𝑛2+ 𝑆𝑡ả𝑖đ𝑚𝑛3+ 𝑆𝑡ả𝑖đ𝑚𝑛4 = 315.11 (KVA)

𝑄𝑡ả𝑖đ𝑚𝑝𝑥 = √𝑆𝑡ả𝑖đ𝑚𝑝𝑥2 − 𝑃𝑡ả𝑖đ𝑚𝑝𝑥2 = √315.112− 2562 = 183.73(kVar)