thiết bị hệ thống Điện Đề 3 dự án hệ thống Điện cho dây chuyền Đóng nắp cha

GIỚI THIỆU DỰ ÁN: - CONG DUNG DU AN: o_ Dự án đưa ra những phương án sử dụng CB và dây dẫn tốt nhất và an toàn cho mạng điện của Xưởng dây chuy &n đóng nấp chai.. Ky hiéu | Chiều Phương

DE3:

DU AN HETHONG DIEN CHO DAY CHUY EN

DONG NAP CHAI

Sinh vién thuc hién: HOANG THE CUONG -2110874

GVHD: NGUYEN XUAN CUONG Ngày 13 tháng 10nam 2023

LOI NOI DAU

A GIỚI THIỆU DỰ ÁN: -

CONG DUNG DU AN:

o_ Dự án đưa ra những phương án sử dụng CB và dây dẫn tốt nhất và an toàn cho mạng điện của Xưởng dây chuy &n đóng nấp chai

- SOBODU AN:

O Cho mạng điện một dự án Hệ thống điện cho dây chuy & đóng nấp chai như hình A1 với các số liệu như trong bảng D1, D2, D3 Các thông số chung của mạng điện như sau:

- _ Điện áp định mức phía thứ cấp MBA T¡: Uan= 400 V

- MBAha 4p T7: 400/230 V

- _ Các phụ tải bình thưởng (ví dụ tủ điện phân phối) ký hiệu L: cosQ= 0,8, n=l

- _ Các phụ tải động cơ ký hiệu M: cos

- _ Mạng điện nối dat theo so d 6TNS

- Tram may biến áp phân phối đặt trong nhà, điện áp luới trung thế 22kV, trung tính nối đất trực tiếp

„L] tra tra theo hướng dẫn của IEC

Công suất ngắn mạch phía sơ cấp máy biến áp phân phối T1: P= 500 MVA

wach 9 Go mach 20 tai phat tren them ei mach21

mech'S oy fe meh® op f mahi? cy f machi8 ug ta) rr)

Me Mữ uta

T : May bién thé M: Tải động cơ

C : Dây dẫn L: Tải bình thường

Q: Aptémat (Circuit Breaker : CB) K : Céng tac to

B : Thanh cái

lấp đặt

Ky hiéu | Chiều Phương pháp và điều kiện lắp đặt dây dẫn lắp đặt dài

day dan (mét)

| 56m Cáp điện đơn lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng

(khay) cáp, nhiệt độ môi trường _40%C

II 125 m Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng

(khay) cáp cùng với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 40°C Cáp điện đơn lõi, bằng nhôm (AI), cách điện PVC, đặt trong ống

ll 28 m | chôn ngầm trong đất âm với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường

35°C

IV 55 m_ | Cáp điện đơn lõi, bằng đồng (Cu), cách điện PVC, đặt trong ông

chôn ngầm trong đất ướt, nhiệt độ môi trường 25°C

Cáp điện đơn lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XPLE , đặt trong ống

V 40 m | chôn ngầm trong đất khô với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường

35°C

VỊ 20m Cáp điện đơn lõi, bằng nhôm (AI), cách điện PVC, đặt trong máng

(khay) cáp cùng với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường 45°C

Cáp điện đơn lõi, bằng nhôm (AI), cách điện XLPE, đặt trong ống VII 50 m_ | chôn ngầm trong đất âm với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường

30°C

vil 435 m_ | Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng

(khay) cáp vơi 3 mạch khác, nhiệt độ môi trường 459%C Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện PVC, đặt trong ông

IX 30m | chôn ngầm trong đất ướt với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường

25°C

x 55 m_| CaP dién da loi, bằng đồng (Cu), cách điện PVC, đặt trên thang cáp

cùng với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 30°%C

xI 430 m_ | Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XPLE , chôn trong

tường với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 35°C

XI 45m Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện PVC, chôn trong tường

với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 30°C XIII 185m Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng

(khay) cáp cùng với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 30°%C

-_ NỘI DUNG CHI TIẾT DỰ ÁN:

- Dựa vào yêu c3 dự án bao g ôm:

» 3 động cơ dây chuy &:

o M16: Déng co day chuy & chay tốc độ ổn định (Khởi động DOL)

öo_ MI7,MI8: Động cơ dây chuy ân có thể thay đổi vận tốc (Khởi déng SD)

» 1 động cơ công suất lớn: M9 (Khởi động SS)

» 3 máy bơm nước: L19, L20,L21

» 1 tải ba pha 230V chuyên dụng theo yéu c & xưởng: L15 + Cung cấp các phương án lắp đặt CB và dây dẫn tại các vị tri CX theo bảng yéu c M1

—

YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN:

Từng khu vực sản xuất nên bố trí tủ điện phân phối nhánh riêng biệt: giúp đễ dàng thao tác, bật/ngắt điện khi xảy ra sự cế mà không làm ảnh hưởng đến các khu vực khác

Tủ điện đi âi khiển phải được thiết kế đúng tiêu chuẩn kỹ thuật: đặc trưng của nhà xưởng sản xuất là máy móc hoạt động liên tục với cường độ rất cao, do đó một tủ điện đi 'âi khiển đạt tiêu chuẩn sẽ giúp doanh nghiệp tránh gặp phải những sự cố lớn gây thiệt hại nghiêm trọng

Cam két v an toàn điện khi thi công và vận hành

Đảm bảo bố trí điện nhà xưởng hoạt động hiệu quả

Tuân theo những tiêu chuẩn của nhà nước v êhệ thống điện nhà xưởng

Tiết kiệm chỉ phí trong sử dụng, thi công lắp đặt

TÍNH TOÁN

TÍNH TOÁN SƠ BỘ

Tinh dòng điện tải 1b:

ø_ Tính dòng điện định mức cua tai Jp:

+ _ Tham khảo sách Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện

„ Hệ số cuông suất và hiệu suất của các phụ tải bình thưởng (VD: Tủ

điện phân phốt) có ký hiệu L và theo yêu câi của khách hàng có:

cos p=0.8; y= 1

« Hé s&céng suat va hiéu suat cla cdc phu tai déng cơ ký hiệu M:

* cos @,7 tra theo hướng dẫn [EC (tra bang B4)

+ Áp dụng công thức tìm dòng điện định mức:

Pam.1000 + Jim= —

V3.Uam Cos 9.7

Trong đó: Pam:C6éng sua định mức

(W) am: Điện áp định mức

(V) cos Ø@: Hệ số công suất

7: Hiéu suat cua tai

- Dựa vào bảng số liệu khách hàng cung cất:

Do ở tải LI5 đã qua máy hạ áp nên điện áp định mức qua L15 là 230(V), ở các tải

còn lại là 400 (V)

+ Tính toán:

oO Tam L15= Pam-1000 321000 —-

V3.Uamcosø./j v3.220.08.1 100.41 (A)

° Tam Dị —— “———= ————=99,23 (A) V3.Uamcose-n xv5.400.048.1

Phụ tải LIS |MI6 M17 M18 M9 L19 L20 L21

o Tinh dong dién lam việc của tải:

“ Công thức tính dòng điện làm việc của tải:

¢ Ip=Ksa Iam (A)

Trong d6: Kea la hé s& str dung

- Do Ksg phụ thuộc vào quy trình công nghệ riêng và khách hàng yêu c`âi ưu tiên tính an toàn cũng như phù hợp cho việc tính toán thiết kế không bị quá tải khi phát triển thêm Vì thế chọn Ksz= 1 cho tất cả phụ tải

- _ Ta làm 2 ví dụ 1 của động cơ (M16) và 1 của tải (L15):

* - Ipwl6=Kbsa lamMI6

=1.12,1=12,1 (A)

® Iprl5=Ea lamLl5

=1.100,41=100,41 (A)

Bang 2: Két qua dong dién lam viéc cua tai

* Ibtsng= Kạt- 3„¡ Ïpị

Trong đó: Tự là dòng điện tải trong các dây dẫn thành phần (A)

Kar: 1a hé s& dng thoi

Kaphu thuộc vào chế độ làm việc, quy trình vận hành, số nhánh phụ tải nối vào nút

o Do day C7 di qua MBA T7 400/230V nén dòng tải trên dây C7

Io c7 = G5 Ang — =I 230 100.41 230 Al ng= =5774(A 74 (A)

© Icis= Kat Ip;5=100,41 (A)

© Ig =Kat fyo=448.44 (A)

© gio = 280.5 (A) ( Yêu c`âi khách hàng)

©_ Jei¡=180 (A) (Yêu c`âi khách hàng)

9 lois = Kat Luge = 12,10 (A)

O low = Kat Iygi7 = 100,34 (A)

© Icig = Kat yg =21,22 (A)

© Igio = Kat Ipj9=99.23 (A)

© Igy, = Kat p;=45,11 (A)

Do dây C8 nối đến tải M16, M17, M18 qua các dây C16, C17, C18 nên:

Oo đọc — Kat đồ + Ta + Joig)=12.1 + 10034 +21 22 =133.66 (A)

Dong tai trén day day C1:

Oo Io = Kat do + Teg + To + Icio + Ten)

= 57,74 + 133,66 + 448,44 + 280.5+180 =110034 (A)

Tính toán dòng qua các dây ta được bảng sau:

Bảng 3: Dòng điện trên các tải dây dẫn

Dây dẫn Cl C15 C7 C8 co C10 Cll | Cl6 C17 C18 [C19 C20 |C21 Kat 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

dan | (A) (A) Tén CB trip unit “inn dong qua Ir(A) (kA)

C1 110034 | 1250 | MTZ1 12H1 Micrologic 2.0X | 0,95 1188 42 C7 57,74 100 Compact NSX 100B | Micrologic 2.2 06 60 25

Cs 120,29 160 Compact NSX 160B | TM160D 0.9 144 25

Co 44844 | 570 Compact NSX 630F | Micrologic 2.3M | 08 456 40 Cio | 280.5 320 Compact NSX 400F | Micrologic 2.3 0.9 288 36

Cu | 180 220 | Compact NSX 250B | Micrologic 2.2 0.9 198 25

Cis 100,41 160 Compact NSX 160B | Micrologic 2.2 0.9 144 25 Cie | 12,10 16 Compact NSXmE Micrologic 2.2M | 1 16 25 C7 10034 160 Compact NSX 160B | Micrologic 2.2M | 0,9 144 25 Cis 21,22 25 Compact NSXmE Micrologic 2.2M | 0,9 45 25 Cia | 9923 160 Compact NSX 160B | Micrologic 2.2 0.9 144 25 C20 | 54,13 100 Compact NSX 100B | Micrologic 2.2 06 60 25 Car | 45,11 100 Compact NSX 100B | Micrologic 2.2 06 60 25

Il TINH TOAN KICH THUOC DAY DAN

2.1 Lựa chọn máy biến áp

- Công suất biểu kiến cung cấp cho mạng điện:

Sr, = V3 Uam ric = V3 400.1100.34 = 762337,9142(VA) = 762337(kVA)

S17 = V3 Uam rpcis = V3 230.100.41 = 40000,5(VA) = 40 (kVA)

Dura theo bang Fig A.16 (Sach Electrical Installation Guide 2018, trang 30) chọn céng suat cho may bién 4p T1, T7:

The IEC standard for power transformers is IEC 60076

[a] transformer no-load voltage

Fig A16 Standard apparent powers for MV/LV transformers and related nominal output currents

Hinh 2 1: Céng suat MBA

=> Công suất dinh mtrc MBA T1 : 800kVA

Công suất định mức MBA T7 : LOOKVA

Bảng 5: Chọn lại CB cho phù hợp với máy biến áp

2.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn

Công thức tính hệ số hiệu chỉnh dây dẫn:

K,=IIK L=T+

Với : Ki: Hệ số hiệu chỉnh khi xét đến đi êu kiện lấp đặt cáp

+ Ki: Hệ số thể hiện khả năng hiệu chỉnh dòng của dây trong không khí theo nhiệt độ môi trưởng xung quanh (Sách Electrical Installation Guide 2018 — trang G10)

+Kz: Hệ số thể hiện khả năng hiệu chỉnh dòng của dây chôn trong đất theo nhiệt độ môi

trưởng đất (Sách Electrical Installation Guide 2018 — trang G10)

+Ka : Hệ số hiệu chỉnh tùy thuộc vào tính chất của đất (Sách Electrical Installation

Guide 2018 — trang G11)

+K4: Hệ số ảnh hưởng khi các dây dẫn đặt liên k`ề (Sách Electrical Installation Guide

2018- trang G11)

- Iz: Dong điện lớn nhất cho phép của cáp theo bảng tra

Dùng các bảng tra trong sách Electrical Installation Guide (2018) để xác định các

hệ số Ki

1 insulated conductors or single core cables in Al

conduit in a thermally insulated

2 Multi-core cables in conduit in a thermally A2

insulated wall

4 Insulated conductors or single-core cables in B1

conduit on a wooden, or masonry wall or spaced less than 0.3 x conduit diameter from it

5 Multi-core cable in conduit on a wooden, or 82

mansonry wail or spaced less than 0.3 x conduit diameter from it

20 ‘Single-core or multi-core cables: - fixed on, or c

sapoed less than 0.3 x cable diameter from a

wooden wall

30 Single-core or multi-core cables: on unperforated | C

tray run horizontally or vertically

>0.3D,

Ñ

Fig G10 np table A 52 5-52)

used to obtain current-carrying

31 Single-core or multi-core cables: on perforated EorF

36 Bare or insulated conductors on insulators 6

70 Multi-core cables in conduit or in cable ducting in ( D1

= Ambient temperature

The current-carrying capacities of cables in the air are based on an average air

equal to 30 °C For other temperatures, the correction factor is given

in Fig G12 for PVC, EPR and XLPE insulation material

The related correction factor is here noted k;

Ambient air temperature °C

Very dry soil (sunbaked) 0.86

Fig G15 Correction factor k3 depending on the nature of soil

TwoPVC |ThreePVC |TwoXLPE | Three XLPE

Đối với các kiểu lấp đặt A1, C, E thi Kr= K1 x K4

Đối với các kiểu lấp đặt D1 thì K:= K2 x K3 x K4

Chọn dây dẫn cho C1

Ma day C1: I

- Phương pháp và đi âu kiện lắp đặt dây dẫn:

Cáp điện đơn lõi, bằng đông (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng (khay) cáp, nhiệt độ môi trưởng 40

Kiểu lắp dat C

Cho nên phương pháp lắp đặt loại C Tra bảng có được các hệ số Ki như sau: K1=091; K4= 1 => Kt=K1 x K4=091

Ir= 1188A => Iz = Ir/Kt = 1305,5 (A)

- Do dòng Iz quá lớn ta chia thành 3 sợi:

- Ir =1188/3=396 (A), K4= 0,79 => Kt=K1.K4= 0,91.0,79= 0,72

O Iz=Ir/Kt=550 Các thông số thay đổi

Tra bảng G.21: Hàng C cột 2 XLPE vật liệu đồng (Cooper) tìm giá trị gần voi Iz nhất Suy ra tiết diện dây cn đặt cho C1 là 240mm2

Chọn dây dẫn cho C7

Mã dây C7: XI

- Phương pháp và đi âu kiện lắp đặt dây dẫn: Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XPLE , chôn trong tưởng với 1 mach khác, nhiệt độ môi trưởng 35

Kiểu lắp dat C

Cho nên phương pháp lắp đặt loại C Tra bảng có được các hệ số Ki như sau: K1 = 0.87; K4 = 0.75 => Kt= K1 x K4= 0.65

Ir= 144A => Iz=Ir/Kt = 220/7 A

Tra bảng G.21: Hàng C cột 3 XLPE tìm giá trị g3n với Iz nhất Suy ra tiết diện của C8 là 70mma

Chon dây dẫn cho C9:

Ma day C9: XIII

- Phương pháp lắp đặt dây dẫn: Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, dat trong máng (khay) cáp cùng với 1 mach khác, nhiệt độ môi trưởng 300C Kiểu lắp dat C

Tra bảng ta có các hệ số Ki như sau:

Do 1z lớn do đó ta sẽ chia thành 2 sợi do đó ta thay đổi K4 thành 0,79 ( dựa vào

bảng)

Các hệ số sau khi bị thay đổi

Tra bảng G.21: Hàng C cột 3 XLPE ,vật liệu đồng tìm giá trị gần với Iz nhất Suy ra

tiết diệncủa C9 là 120mma

Chọn dây dẫn cho C10:

Phương pháp lắp đặt dây dẫn: L = 20m Cáp điện đơn lõi, bằng nhôm (AI),

cách điện PVC, đặt trong máng (khay) cáp cùng với 2 mạch khác, nhiệt độ môi

trưởng 45 °C

Kiểu lắp đặt C:

Tra bảng ta có các hệ số Ki như sau:

K1= 0,79; K4= 0,79 => Kt= K1.K4=0,62

Ir = 288 (A) => Iz=Ir/ Kt = 464,52 (A)

Do Iz lớn ta chia thành 2 dây, các thông số thay đổi:

Ir = 288/2 =144 (A) ; K4 =0,75 => Kt= K1.K4=0,5925

O Iz= Ir/Kt = 243,04 (A)

- Tra bảng G.21: Hàng C cột 2 PVC vật liệu nhôm tìm giá trị gần với Iz nhất Suy ra tiết diện của C10 là 150mmz

Chon dây dan C11:

Ma day C11: VII

Phương pháp lắp đặt dây dẫn: L = 50m Cáp điện đơn lõi, bằng nhôm (AI),

cách điện XLPE, đặt trong ống chôn ng ñm trong đất ẩm với 2 mạch khác, nhiệt độ

môi trưởng 30

- Kiểu lấp đặt D1:

Tra bảng ta có các hệ số Ki như sau:

K2=0.92;: K3 = 1.05; K4= 0/7 => Kt=K2.K3.K4= 0.6762

Ir = 198 (A) ; Iz = Ir/Kt = 292, 81 (A)

- Tra bang G.23: Vật liệu nhôm cột 2 XLPE tìm giá trị gần với Iz nhất Suy ra

tiết diện của C10 là 120mma

Chọn dây dẫn C15:

Ma day C15: II

Phương pháp lắp đặt dây dẫn: Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, dat trong máng (khay) cáp cùng với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trưởng 40 Kiểu lắp đặt C:

Tra bảng ta có các hệ số Ki như sau:

- Tra bảng G.21: Hàng C cột 3 vật liệu đồng tìm giá trị gần với Iz nhất Suy ra tiết diện của C15 1a 95mmz

Chon day dan C16: