Đồ án cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí potx

1.4 Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng :Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức: P tt = k đt × ∑k sd ×P iđmTrong đó kđt: Là hệ số đồng thời.. ksd: Là hệ số sử d

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG

1.1 Giới thiệu sơ bộ về phân xưởng:

- Phân xưởng cơ khí có dạng hình chữ nhật, nền xi măng, trần lợptôn hai mái Toàn bộ phân xưởng có năm cửa, bốn cửa phụ và một cửachính Phân xưởng có các kích thước sau:

1.4 Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng :

Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức:

P tt = k đt × ( ∑k sd ×P iđm)Trong đó

kđt: Là hệ số đồng thời Chọn Kđt = 0,9 cho cả phân xưởng

ksd: Là hệ số sử dụngCăn cứ vào vị trí và công suất của các thiết bị được bố trí trên mặtbằng ta chia phân xưởng thành bốn nhóm phụ tải cụ thể trong bảng sau:

hiệu

Số lượng P iđm ∑P iđm cosφ K sd

1.4.1 Phụ tải tính toán của nhóm 1 :

Nhóm một có các thiết bị:

hiệu

Số lượng P iđm ∑P iđm cosφ K sd

12

c os ϕ i×P i

∑1

4

c os ϕ i×P i

∑1

Công suất biểu kiến

Phụ tải động lực của phân xưởng:

Công suất tác dụng tính toán của các nhóm

1.5 phụ tải chiếu sáng của phân xưởng :

Phụ tải chiếu sang của phân xưởng được xác định theo phươngpháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích, được tính theo công thức sau:

Pcs = Po×F Trong đó: Po là suất phụ tải trên một đơn vị diện tích là 1m2, đơn

Công suất tái dụng của phân xưởng

1.7 Xác định tâm phụ tải của các nhóm thiết bị và phân xưởng :

Tâm phụ tải là điểm mà từ điểm này đi đến các tải là gần nhất Mụcđích của việc xác định tâm phụ tải để chọn vị trí đặt tủ phân phối và trạmbiến áp cho phân xưởng Do đường đi từ tâm phụ tải đến các tải là ngắnnhất cho nên giảm được tổn thất điện áp, tổn thất công suất mang lại chỉtiêu về kinh tế, kỹ thuật cho dự án

Tâm phụ tải được tính theo công thức:

X =

∑1

n

xi×Pi

∑1

n

Pi

Y =

∑1

n

yi×Pi

∑1

xi×Pi

∑1

n

Pi

Y =

∑1

n

yi×Pi

∑1

1.7.2 Tâm phụ tải của nhóm 2:

Tọa độ của các phụ tải nhóm 2

1 8 m

12

1.7.5Chọn ví trí đặt tủ phân phối phân cho các nhóm phụ tải và phân xương:

Sau khi tính toán đã xác định được tâm phụ tải của các nhóm phụtải và của phân xưởng tuy nhiên theo sơ đồ mặt bằng tâm phụ tải nằmgiữa phân xương, để đảm bảo an toàn liên tục cung cấp điện và mỹ quannên ta dời tâm phụ tai của các nhóm về phía tường và tâm phụ tải (nơiđặt máy biến áp) ra ngoài phân xưởng

Vị trí đặt tủ phân phối phân xưởng và tủ phân phối động lực cácnhóm phụ tải trong bảng sau:

Tủ phân phối chiếu sáng 31 18

1.7.6 Chọn dung lượng máy biến áp :

Từ công suất biển kiến tính toán ta chọn được dung lượng máybiên áp

Ta có: Stt = 303,4 (kVA)

Sđm ¿ Stt = 303,4 Tra bảng 1.1 trang 19 sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện củaNgô Thời Quang chọn máy biến áp phân phối do ABB chế tạo có cácthông số sau:

Công

suất

(kVA)

Điện áp (kV)

Trọng lượng (kg)

400 22/0,4 840 5750 4 1620-1055- 1500 1440

1 8 m

CHƯƠNG II

LẬP PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY,LỰA CHỌN, KIỂM TRA CÁC THIẾT

BỊ TRUYỀN DẪN VÀ BẢO VỆ CHO PHÂN XƯỞNG

2.1Phương án đi dây mạng điện phân xưởng:

- Phân xưởng được cấp điện từ trạm biến áp có công suất400(kVA) Trong phân xưởng đặt sáu tủ phân phối: Một tủ phân phốichính lấy điện từ trạm biến áp cấp điện cho năm tủ phân phối còn lại(một tủ phân phối chiếu sáng và bốn tủ phân phôi cho bốn nhóm phụ tải)

- Đường dây từ trạm biến áp về tủ phân phối phân xưởng dùng 5sợi cáp đồng một lõi, 3 sợi cho 3 pha, 1 sợi cho trung tính và 1 cho dâynối đất

- Đường dây từ tủ phân phối phân xưởng về các tủ phân phối cònlại cũng dùng cáp đồng một lõi, để đảm bào độ tin cậy cung cấp điện vàthuận tiện trong vận hành sửa chữa ta dùng mạng điện hình tia kết hợpvới mạng liên thông cấp điện cho phân xưởng

- Từ tủ phân phối phân xưởng đi 5 lộ đến 5 tủ phân phối các nhómphụ tải, đóng cắt và bảo vệ cho các lộ này ta dùng 5 áptômát(CB) và 1áptômát tổng, ngoài ra còn có lộ dự phòng

- Trong mỗi tủ phân phối có một CB tổng, một thanh cái, và các

CB con Số lượng CB con phụ thuộc vào số thiết bị trong từng nhóm

- Cáp điện dẫn đến các tủ phân phối và thiết bị được đi trong ống

và đặt trong rãnh cáp ngầm

2.2Chọn thiết bị truyền dẫn và thiết bị bảo vệ cho phân xưởng:

2.2.1Chọn dây dẫn cho các phụ tải:

Có nhiều phương pháp chọn dây dẫn như là: chọn tiết diện dây dẫntheo phương pháp mật độ dòng điện kinh tế Jkt, chọn tiết diện dây dẫntheo phương pháp mật độ dòng điện không đổi Jkđ, chọn tiết diện dây dẫntheo phương pháp tổn thất ∆Ucp, chọn tiết diện dây dẫn theo phươngpháp điều kiện phát nóng cho phép Tuy nhiên ứng với từng mạng điện

cụ thể mà ta chọn tiết diện dây dẫn theo một phương pháp cho phù hợp

Ở đây là mạng điện hạ áp cấp điện cho các thiết bị cho phân xưởng cơkhí, để đảm bảo tính an toàn liên tục cung cấp điện trong quá trình vận

16

hành ta chọn tiết diện dây dân theo điều kiện phát nóng cho phép Chọncáp cách điện bằng PVC do CADIVI sản suất.

k5: ảnh hưởng của số dây đi chung với nhau

k6: ảnh hưởng của loại đất

k7: ảnh hưởng của nhiệt độ đấtTra bảng chọn:

k4 = 0,8 dây đi ngầm

k6 = 1 đất khô

k7 = 0,95 hiệu chỉnh nhiệt độ của cáp

a/ Chọn cáp cho các thiết bị điện trong phân xưởng:

 Chọn cáp cho động cơ 1, động cơ 6, động cơ 10, động cơ 12 cócùng một vì công suất của các động cơ này tương đương nhau:

Động cơ 1,động cơ 6 có cùng công suất định mức:

Pđm = 7(kw), cosφ = 0,65Động cơ 10, động cơ 12 có cùng công suất định mức:

Pđm = 9(kw), cosφ = 0,75Chọn tiết diện cáp theo công suất của động cơ 10

Tra bảng chọn cáp đồng ba lõi và dây bảo vệ PE có thông số sau: Dây F (mm2) d (mm) I(A) ro (Ω/km) ở

20oC

Điện áp thử(V)

Pđm = 11(kw), cosφ = 0,65Công suất định mức của động cơ 5:

Pđm = 12(kw), cosφ = 0,75Chọn tiết diện cáp theo công suất của động cơ 2

Pđm = 1(kw), cosφ = 0,75Công suất của động cơ 9

Pđm = 5(kw), cosφ = 0,75

18

Chọn tiết diện cáp theo công suất của động cơ 9

k5 = 0,9: 3 dây đi chung trong một ống

Dòng điện cho phép của cáp

k5 = 0,9: 3 dây đi chung trong một ống

Dòng điện cho phép của cáp

20

k5 = 0,9: 3 dây đi chung trong một ống

Dòng điện cho phép của cáp

k5 = 0,9: 3 dây đi chung trong một ống

Dòng điện cho phép của cáp

⇒I cp≥133,46

0,684 =195,1( A)

Tra bảng chọn ba cáp một lõi cho ba pha và dây bảo vệ PE cóthông số:

Dây F (mm2) d (mm) I(A) ro (Ω/km) ở

20oC Điện áp thử (V)

 Chọn cáp cho tủ phân phối chính:

Công suất tính toán tủ phân phối chính

Stt = 303,4 (KVA),cosφtb = 0,77Dòng điện tính toán:

k5 = 0,9: 3 dây đi chung trong một ống

Dòng điện cho phép của cáp

2.2.2 Chọn thanh dẫn cho tủ phân phối:

Lựa chọn thanh dẫn theo điền kiện dòng điện phát nóng lâu dài chophép

Ta có công thức:

I cp≥ I tt

k1×k2

Trong đó Icp là dòng điện cho phép của thanh dẫn

k1 hệ số hiệu chỉnh theo cách đặt thanh dẫn

22

(k1 = 1 đặt thẳng đứng)

k2 = 0,9 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ

 Lựa chọn thanh dẫn cho tủ phân phối phân xưởng:

Dòng điện chophép (A)

 Chọn thanh dẫn cho tủ động lực của các nhóm phụ tải

Ta chọn thanh dẫn cho tủ động lực của các nhóm phụ tải có cùng kíchthước và chọn theo công suất của nhóm phụ tải lớn nhất (nhóm 1):

Công suất tính toán phụ tải

a/ Chọn CB đóng cắt và bảo vệ cho các động cơ:

 Chọn CB cho động cơ 1 và động cơ 6 (hai động cơ có cùng côngsuất)

Động cơ 1 có các thông số

Pđm = 7 (KV), cosφ = 0,65 Dòng điện định mức:

g)

Rộn g

Ca o

sâ u 50A

 Chọn CB cho động cơ 2

Động cơ 2có các thông số

Pđm = 14 (KV), cosφ = 0,75 Dòng điện định mức:

24

Rộn g

Ca o

sâ u 50A

g)

Rộn g

Ca o

sâ u 50A

Rộn g

Ca o

sâ u 100A

g)

Rộn g

Ca o

sâ u 50A

 Chọn CB cho động cơ 8

Động cơ 8 có các thông số

Pđm = 1 (KV), cosφ = 0,75 Dòng điện định mức:

Kích thước(mm) lượng(k Khối

g)

Rộn

g Ca o sâ u 50A

 Chọn CB cho động cơ 9

Động cơ 9 có các thông số

Pđm = 5 (KV), cosφ = 0,75 Dòng điện định mức:

Kích thước(mm) lượng(k Khối

g)

Rộn g

Ca o

sâ u 50A

Động cơ 10 có các thông số

Pđm = 9 (KV), cosφ = 0,85 Dòng điện định mức:

lượng(k g)

Rộn

g Ca o sâ u 100A

 Chọn CB cho động cơ 11

Động cơ 11 có các thông số

Pđm = 16 (KV), cosφ = 0,75 Dòng điện định mức:

Kích thước(mm) lượng(k Khối

g)

Rộn g

Ca o

sâ u 100A

U đm ( v)

I đm

(A)

I cđm (k A)

Kích thước(mm) Khối

lượng( kg)

Kích thước(mm) Khối

lượng( kg)

Rộng Cao sâu

225A

F

ABL203a 3 600 200 35 105 165 103 2,1

F

ABL203a 3 600 150 35 105 165 103 2,1

Rộng Cao sâu

225A

F ABL203a 3 600 200 35 105 165 103 2,1

 Chọn CB đóng cắt tủ phân phối phân xưởng

Công suất tính toán phụ tải

Kích thước(mm) Khối

lượng( kg)

Rộng Cao sâu

800A

F

ABs803a 4 600 600 35 210 275 109 18,2

Giá đỡ côngxôn kiểu dàn khung

Giá đỡ hình khối

30

3 AZLP501 B3 AZLP519 B3 AZLP531 A3 AZLP531B 3 AZLP519 C3 2.4 Chọn công tơ điện ba pha và biến dòng đo lường:

 Chọn công tơ điện

Uđm ≥ 380 (V), Iđm = 5 (A)

 Chọn biến dòng

Ta có Itt = 437,9 (A)

Tra bảng 8.6 chọn máy biến dòng có điện áp Uđm ≤ 600 V do công

ty thiết bị đo điện chế tạo

Mã sản

phẩm Dòng sơ cấp (A)

Dòng thứ cấp (A)

Số vòng sơ cấp

Dung lượng (VA)

Trọng lượng (kg)

2.5 Kiểm tra các thiết bị điện đã chọn:

2.5.1 Kiểm tra cáp điện:

Một trong những chỉ tiêu quan trọng trong thiết kế cung cấp điện làchất lượng điện năng, đó là tần số và điện áp nằm trong giá trị cho phép

Ở đây ta kiểm tra chất lượng điện năng theo độ lệch điên áp

Trong đó:Pi(kw), Qi(kVAr) là công suất truyền tải trên đường dây

ri, xi là điện trở và điện kháng của đường dây trên mộtđơn vị chiều dài (Ω/km)

Uđm điện áp định mức của mạngĐối với cáp xo = (0,6 ÷0,8) Ω/km

Từ sơ đồ mặt bằng, sơ đồ bố trí tủ phân phối và số liệu trên ta cóbảng thống kê sau:

Cáp cấp điện

cho

P (kw)

F(mm

2 )

I (A)

l (m)

r o

(Ω/km)

x o (Ω/ km)

a/ Kiểm tra tổn thất điện áp từ TBA về tủ phân phối phân xưởng:

Công suất Sttpx = 232,88 + j194,4 (kvA) Điện trở của cáp ở nhiệt độ môi trường 35oC

ΔUU %≤ ΔUU cp% ⇒ cáp chọn là thỏa mãn

 Kiểm tra tổn thất từ tủ phân phối phân xưởng về tủ động lực nhóm2:

Công suất phụ tải nhóm 1: SttN2= 56,88 + j44,41 (kVA)

ΔUU %≤ ΔUU cp% ⇒ cáp chọn là thỏa mãn Kiểm tra tổn thất từ tủ

phân phối phân xưởng về tủ động lực nhóm 3:

34

ΔUU %≤ ΔUU cp% ⇒ cáp chọn là thỏa mãn

 Kiểm tra tổn thất từ tủ phân phối phân xưởng về tủ động lực nhóm4:

Công suất phụ tải nhóm 1: SttN4= 65,88 + j58,1 (kVA)

ΔUU %≤ ΔUU cp% ⇒ cáp chọn là thỏa mãn

c/ Kiểm tra tổn thất điện áp từ tủ động lực về các động cơ:

Ta chỉ kiểm tra những động cơ có công suất lớn và xa tủ động lựcnhất vì tổn thất trên đường cung cấp này lớn hơn so với những động cơ

 Đối với nhóm 1, kiểm tra tổn thấp trên đường dây cung cấp điệncho động cơ 2B có công suất 14 (kw), cosφ = 0,75 đoạn dây dài 20m

Công suất của động cơ: Sđm= 14 + j12,35(kVA)

ΔUU %≤ ΔUU cp% ⇒ cáp chọn là thỏa mãn điều kiện

 Đối với nhóm 2, kiểm tra tổn thấp trên đường dây cung cấp điệncho động cơ 4A có công suất 18 (kw), cosφ = 0,85 đoạn dây dài 10m

Công suất của động cơ: Sđm= 18 + j11,16(kVA)

ΔUU %≤ ΔUU cp% ⇒ cáp chọn là thỏa mãn điều kiện

 Đối với nhóm 3, kiểm tra tổn thấp trên đường dây cung cấp điệncho động cơ 9A có công suất 5 (kw), cosφ = 0,75 đoạn dây dài 12m

Công suất của động cơ: Sđm= 5 + j4,41(kVA)

ΔUU %≤ ΔUU cp% ⇒ cáp chọn là thỏa mãn điều kiện

 Đối với nhóm 4, kiểm tra tổn thấp trên đường dây cung cấp điệncho động cơ 11C có công suất 16 (kw), cosφ = 0,75 đoạn dây dài 18m

Công suất của động cơ: Sđm= 16 + j14,11(kVA)

Tổng trở của cáp:

Z = (1,38×1,06 + j0,07)0,018 = 26,33 + 1,26 (Ω/m)

Vậy tổn thất điện áp trên đường dây là:

36

2.5.2 Kiểm tra thanh dẫn và CB:

SỐ LIỆU CỦA CÁC THANH DẪN ĐÃ CHỌN

TC

cho

Kích thước (mm)

Tiết diện(mm 2 ) I cp (A) r o (mΩ/m) x o (mΩ/m)

SỐ LIỆU CỦA CÁC CB ĐÃ CHỌN

Động lực N4 225A

F

ABL203a

i xk=k xk×√2×I3k

Trong đó kxk là hệ số xung kích ,(kxk =1,2) đối với mạng hạ áp

Chọn công suất ngắn mạch phía nguồn: Scb = 250MVA

Điện áp cơ bản bằng điện áp định mức Ucb = Uđm = 380 V

CAP MBA

CB

CAP CBN1

TCPPPX

DT N1

N3 Csáng

b/ Kiểm tra thanh dẫn:

- Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện ổn định động:

ixk : dòng điện xung kích khi ngắn mạch ba pha(kA)

l = 20 cm: là khoảng cách giữa các sứ của một pha(cm)

a = 2 cm : là khoảng cách giữa các pha (cm)W: là mô men chống uốn của thanh dẫn(cm3), W=

b×h2

6 (thanhhình chữ nhật)

- Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện ổn định nhiệt (mm2)

F≥α×I K×√t qđ

Trong đó: α = 6 la hệ số

F là tiết diện thanh dẫn

Ik là dòng ngắn mạch

tqđ là thời gian quá độ giả thiết tqđ = 0,5s

 Kiểm tra thanh dẫn của tủ phân phối phân xưởng

- Theo điều kiện ổn định động ta có

Mô men chống uốn của thanh dẫn 40×4

F tt=1,76×10−2l

a i xk

2 =1,76×10−220

2 ×19,31=3,4 (kG )40

Mô men uốn của thanh

⇒ Thanh dẫn đạt yêu cầu

 Kiểm tra thanh dẫn tủ động lực:

Tương tự như trên ta cũng tiến hành kiểm tra theo hai điều kiện:

- Theo điều kiện ổn định động ta có

Mô men chống uốn của thanh dẫn 40×4