hướng dẫn đồ án hệ thống cung cấp điện xí nghiệp

Các bước tiến hμnh thiết kế CCD cho XNCNLời nói đầu Môn học cung cấp điện được giảng dạy trong hai kỳ học vào những nắm cuối của khoá học hệ đại học ngành Điện khí hoá xí nghiệp, ngành T

Trang 1

Bộ giáo dục vμ đμo tạo Trường đại học kỹ thuật công nghiệp

Trang 2

Bộ giáo dục vμ đμo tạo Trường đại học kỹ thuật công nghiệp

Trang 3

Các bước tiến hμnh thiết kế CCD cho XNCN

Lời nói đầu

Môn học cung cấp điện được giảng dạy trong hai kỳ học vào những nắm cuối của khoá học hệ đại học ngành Điện khí hoá xí nghiệp, ngành Tự động hoá, ngành Sư phạm kỹ thuật điện,… với khối lượng gồm 11 chương và 1 đồ án môn học, nhằm trang bị một khối lượng kiến thức mạnh để học sinh sau khi tốt nghiệp ra trường có thể làm chủ được các công tác quản lý, vận hành mạng điện trong ngành điện lực cũng như trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp hay những đơn vị sử dụng điện khác Không những thế họ còn có thể làm chủ các đề tài thiết kế hệ thống điện, mạng điện cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp, mạng điện sinh hoạt từ đô thị, thành phố, thị xã, nông thôn, miền núi đến các nhà cao tầng, các đề tài tự động hoá cung cấp điện trong xí nghiệp công nghiệp

Để học sinh có khái niệm và nắm được một cách tổng quan các bước tiến hành thực hiện một đề tài thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, xí nghiệp công nghiệp, thì bài viết này với chủ chương giới thiệu một cách không đầy đủ nội dung của một đề tài thiết kế cung cấp điện, nhằm mục đích dẫn ra một bộ khung - sườn để làm cơ sở cho mỗi học sinh có thể từ đó phát triển thành đề tài thiết kế của mình một cách cá biệt và hoàn chỉnh

Bài viết là phiên bản đầu tiên nên không thể tránh khỏi những khiếm khuyết, Tác giả kính mong nhận được phê bình, sự giúp đỡ của đông đảo các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp

Xin trân thành cảm ơn !

Thái nguyên, ngày 23 tháng 08 năm 2008

Bộ môn Cung cấp điện - Nhiệt kỹ thuật

Trưởng bộ môn

Th.S Ngô Đức Minh

Trang 4

- Nguồn cách nhà máy 10 km.(trạm biến áp trung gian khu vực)

Số liệu phụ tải :

- Phụ tải phân xương cơ khí 2 - Bảng I

- Phụ tải nhà máy cơ khí X - bảng II

Nội dung thuyết minh vμ tính toán:

Phần I:Giới thiệt sơ lược quá trình công nghệ và yêu cầu cung cấp điện cho

nhà máy

Phần II : Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí 2 và toàn nhà máy

Phần III: Thiết kế mạng điện phân xưởng

Phần IV: Thiết kế mạng điện nhà máy

Phần V: Tính ngắn mạch và kiểm tra thiết bị điện

Phần VI: Thiết kế bảo vệ và đo lường trạm biến áp

Các bản vẽ:

- Sơ đồ mặt bằng đi dây phân xưởng cơ khí 2

- Sơ đồ mặt bằng đi dây nhà máy

- Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho nhà máy và phân xưởng cơ khí 2

- Sơ đồ bảo vệ và đo lường trạm biến áp nhà máy

Trang 5

Phần I Giới thiệu quá trình công nghệ vμ yêu cầu cung cấp điện

Điện năng được sản xuất ra từ nhà máy điện và truyền tải trên mạng Điện

năng là nguồn năng lượng chủ yếu không gì thay thế được trong mọi hoạt động

sản suất của một nhà máy (xí nghiệp công nghiệp) Từ hoạt động của các máy

móc thiết bị động lực, hệ thống chiếu sáng trong nhà máy đến hoạt động của các

hệ thống các thiết bị sinh hoạt, thiết bị thí nghiệm, thiết bị văn phòng phục vụ

cho công tác quản lý, điều chỉnh và điều hành sản xuất Vì vậy bất cứ một nhà

máy, xí nghiệp nào cũng đòi hỏi phải được ứng dụng một thiết kế hệ thống cung

cấp điện đúng đắn nhất, hợp lý nhất Có vậy mới đáp ứng được nhu cầu sử dụng

điện và hiệu quả sử dụng điện của các loại hộ tiêu thụ trong nhà máy, xí nghiệp

đó

Một hệ thống cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp bao gồm các

khâu chính như sau:

- Trạm biến áp ( có thể cả đường dây trên không đến trạm biến áp )

- Mạng điện sau trạm biến áp đến các phân xưởng

- Mạng điện trong các phân xưởng

Nếu là một xí nghiệp có quy mô lớn, gồm nhiều trạm biến áp hay phải

thành lập trạm biến áp trung gian thì ta phải thiết kế sơ đồ nối dây hay hệ thống

phân phối cao áp cho các trạm biến áp

Một hệ thống cung cấp điện hợp lý nhất hay gọi là phương án tối ưu - nó

được lựa chọn qua bài toán so sánh theo hai chỉ tiêu chính là tính kỹ thuật và tính

kinh tế của một vài phương án đưa ra có tính thuyết phục cao Muốn vậy phải

tìm hiểu kỹ các đặc điểm của quy trình sản xuất, đánh giá phân loại hộ phụ tải

cho từng máy, từng nhóm máy, từng phân xưởng và nhà máy Tức là công việc

đầu tiên khi thiết kế ta phải phân tích quá trình công nghệ của nhà máy

I - Quá trình công nghệ của Nhà máy

Nhà máy X là một nhà máy giả định, nó mang nhưng nét đặc trưng cơ bản

của những nhà máy hay xí nghiệp công nghiệp thường có trong thực tế Ví dụ

đây là một nhà máy cơ khí thuộc bộ quốc phòng, sản phẩm của nhà máy là các

Trang 6

thiết bị, phụ tùng, các chi tiết trang bị cho xe máy quân giới, các chi tiết khí tài quân sự

Nhà máy có 12 hộ phụ tải chính là các nhà hành chính, các phân xưởng, phòng thí nghiệm, ngoài ra còn có trạm bơm nước, các sân kho, bãi trống, vườn hoa, đường đi, gara ôtô Với các chức năng nhiệm vụ chính như sau:

Sơ đồ cấu trúc mối quan hệ giữa các phân xưởng trong nhà máy

Nhà hành chính là khu nhà cao tầng gồm nhiều phòng làm việc để lập kế hoạch, điều hành và chỉ huy toàn bộ hoạt động của nhà máy Các phòng làm việc

được trang bị các thiết bị sinh hoạt và thiết bị làm việc hiện đại, đòi hỏi được cung cấp điện với chất lượng điện năng cao

Phân xưởng rèn, dập, bao gồm các máy rèn, dập sản xuất tạo phôi cho các chi tiết có kích thước trung bình và lớn, các chi tiết đòi hỏi có sức bền hay đặc

điểm cơ lý riêng rồi chuyển sang phân xưởng cơ khí hay hàn tán gia công tiếp Các thiết bị dùng điện có công suất trung bình từ 10 đến 50 kW

Các phân xưởng cơ khí 1, 2 , 3 , 4 bao gồm chủ yếu là các máy cắt gọt kim loại cỡ trung và nhỏ, nhiệm vụ chủ yếu là gia công các chi tiết từ phôi cho đến khi hoàn thành để đưa sang phân xưởng lắp ráp và cơ điện Các thiết bị dùng

điện có công suất trung bình từ 3 đến 25 kW

Phân xưởng hàn, tán có các máy hàn ( MBA hàn xoay chiều 1pha, MBA hàn một chiều chỉnh lưu 3 pha, máy hàn một chiều tổ máy ĐC - MF, máy hàn

điểm, máy hàn vành, máy hàn đường Công suất từ 10 đến 30 kW); các máy khoan máy dập tán livê để ghép nối các chi tiết, các tấm, các khối công suất từ

5 đến 25 kW

Phân xưởng đúc có các lò điện công suất từ vài chục đến hàng trăm kW, các

lò than với hệ thống quạt gió công suất từ 2 đến 4 kW, cầu trục công suất từ 15

đến 70 kW Nhiệm vụ là sản suất các phôi lớn, vỏ máy

Trang 7

Phân xưởng tôi, ram có các lò điện điện trở, lò cao tần, trung tần công suất khoảng vài chục kW Nhiệm vụ để gia nhiệt và ủ nhiệt các chi tiết kim loại theo một công nghệ nào đó nhằm tạo ra cho chi tiết một đặc tính cơ lý riêng Phân xưởng cơ điện là phân xưởng làm nhiệm vụ sản xuất các bộ phận cơ khí hay bộ phận điện, các lò sấy Hoặc ghép nối, lắp ráp các chi tiết, bộ phận cơ khí giữa cơ và điện với nhau Các thiết bị dùng điện có công suất trung bình

từ 3 đến 25 kW

Phân xưởng dụng cụ, sửa chữa là một phân xưởng tổng hợp, bao gồm nhiều các loại thiết bị máy móc khác nhau có công suất nhỏ và trung bình Nhiệm vụ chính là sửa chữa các chi tiết, bộ phận hay các máy các thiết bị của nhà máy bị hư hỏng trong quá trình sản suất hay bảo dưỡng định kỳ

Phân xưởng lắp ráp chủ yếu là các bàn láp ráp, các dây chuyền, băng tải với các thiết bị dùng điện công suất trung bình và nhỏ, phân bố đều và phụ tải chiếu sáng, điều hoà, thông gió Ngoài ra có các phòng sơn, sấy công nghệ cao Phòng thí nghiệm gồm các bàn thí nghiệm, các máy công suất nhỏ và một

số máy công suất cỡ trung bình để kiểm nghiệm chất lượng các nguyên liệu đầu vào và các chi tiết trung gian hay sản phẩm hoàn chỉnh đầu ra

Nhà kho có hai loại: Một là để chứa các nguyên liệu đầu vào và hai là dùng

để chứa các sản phẩm do nhà máy sản xuất ra Trong đó có các thiết bị chiếu sáng, thông gió, băng tải, dây chuyền vận chuyển hàng công suất từ vài kW đến vài chục kW

Ngoài ra là các sân bài ngoài trời có thể làm kho hở để tập kết nguyên vật liệu tạm thời hoặc kết hợp với hệ thống đường giao thông nội bộ nhà máy, khu vườn hoa cây cảnh để tạo cảnh quan môi trường tự nhiên, cải thiện cân bằng sinh thái cho các khu vực sản xuất khu công nghiệp, cải thiện môi sinh bảo vệ cho sức khoẻ người sản xuất trong khu vực nhà máy Khu vực này cũng đòi hỏi một lượng công suất chiếu sáng khá đáng kể (theo tiêu chuẩn chiếu sáng ngoài trời)

II - Yêu cầu cung cấp điện cho nhà máy

Căn cứ vào quy trình công nghệ của từng phân xưởng ta thấy có một số phân xưởng quan trọng có thể đựơc đánh giá thuộc hộ loại I như nhà hành chính,

PX đúc, rèn dập, cơ khí còn lại phân xưởng khác xếp vào hộ loại II

Như vậy toàn nhà máy được xếp vào hộ loại I Từ đó ta đề ra phương án cung cấp điện cho nhà máy phải thoả mãn các yêu cầu của hộ phụ tải loại I đồng thời hợp lý về kinh tế

Trang 8

C¸c b−íc tiÕn hμnh thiÕt kÕ CCD cho XNCN

III - Sè liÖu phô tµi tÝnh to¸n

Ph©n x−ëng c¬ khÝ 2 bao gåm çc m¸y c«ng cô cã çc sè liÖu c¬ b¶n cho trong b¶ng I, sè liÖu phô t¶i tÝnh to¸n cña çc ph©n x−ëng kh¸c trong nhµ m¸y

®−îc cho trong b¶ng II

1 Phô t¶i tÝnh to¸n nhµ m¸y X

715

P tt

48,7 7,5

160 51,4

567

Q tt

Trang 9

Mµi dao phay

Qu¹t m¸t

Mµi dao phay

3692

6

2450

H FVA K125

Q T616

162

311

3154

3131 312M

Q

3151 3A42

35790

3725

Q GTG

7

10

9 1,7 1,7 4,5

7

1

6

7 4,5 1,7

10

7

7 0,2 1,7

3

0,5 0,5 0,65 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,65 0,5 0,5 0,5 0,65 0,5

0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

Trang 10

Phần II Xác định phụ tải tính toán phân xưởng cơ khí 2

vμ toμn bộ nhμ máy

Để tiến hành thiết kế cung cấp điện cho một hộ tiêu thụ điện nói chung, một số liệu quan trọng ta cần phải xác định được đó là giá trị phụ tải tính toán của hộ tiếu thụ đó Đó là cơ sở chính để thiết kế sơ đồ cung cấp điện, lựa chọn các thiết bị trong sơ đồ điện, tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện áp trong mạng điện

Phụ tải tính toán có thể xác định theo nhiều phương pháp đã học như:

- Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

- Xác định phụ tải tính toán theo công suất tiêu hao điện năng cho một đơn

vị sản phẩm

- Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại Kmax và công suất trung bình

Ptb (Còn gọi là phương pháp số thiết bị điện có hiêụ quả nhq')

Ptt = KmaxKsd Pđm Mỗi phương pháp xác định phụ tải tính toán mà ta nêu ở trên cho kết quả tính toán với mức độ chính xác khác nhau Đây là một thiết kế cung cấp điện hoàn chỉnh từ khâu khảo sát, đến thiết kế và lắp đặt hoàn thành và đưa vào khai thác vận hành, đòi hỏi độ chính xác cao, nên ta chọn phương pháp “số thiết bị

điện có hiệu quả” để xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng và nhà máy

A - Xác định phụ tải tính toán phân xưởng cơ khí 2

Đối một phân xưởng cũng nhà máy ta phân thành hai loại phụ tải là phụ tải

động lực và phụ tải chiếu sáng để tính phụ tải tính toán theo hai cách tính khác nhau

I - Xác định phụ tải động lực

Để xác định phụ tải tính toán động lực cho một phân xưởng cơ khí, về nguyên tắc ta có thể coi phân xưởng như một nhóm thiết bị, cho dù số thiết bị (số máy) trong phân xưởng có thể là khá lớn từ vài chục máy đến hàng trăm máy Nhưng vấn đề căn bản là ta phải hình dung tới sơ đồ CCĐ cho các máy sao cho

đáp ứng được các yêu cầu CCĐ của loại hộ tiêu thụ đã phân loại, đồng thời thuận tiện nhất cho phương án đi dây và các thao tác vận hành khi khai thác sử dụng Dựa theo các dạng sơ đồ nguyên lý cơ bản của mạng điện phân xưởng, nếu ứng dụng dạng sơ đồ hình tia là chính thì ta có thể phân chia các máy trong phân

Trang 11

xưởng ra thành một số nhóm, để tính phụ tải tính toán cho phân xưởng đồng thời

định hình cho sơ đồ mạng điện phân xưởng phục vụ cho bước thiết kế tiếp theo

1 Chia nhóm thiết bị

Một phân xưởng chia thành mấy nhóm (m), số thiết bị (n) trong mỗi nhóm

có thể từ 7 đến 8 hoặc nhiều hơn là tuỳ thuộc vào ý chủ quan của người thiết kế.Giả sử các máy trong một nhóm được cấp điện từ 1 tủ động lực (sđ hình tia), nếu là tủ hợp bộ của liên xô trước đây (ngày nay không còn nữa) thì thường chọn n≤8; nếu là tủ kiểu của Pháp hay của Đức hoặc tự thiết kế nên chọn n>8 vì ngày nay các áptômát thế hệ mới được ứng dụng với nhiều ưu điểm nổi trổi của

nó như: dải công suất rộng, mỗi áptômát cóthể điểu chỉnh đưa ra một họ đăc tính bảo vệ, giá thành không đắt hơn cầu chì là bao, độ bền và tuổi thọ lớn, làm việc tin cậy, an toàn, kích thước nhỏ gọn hơn cầu chì Tuy nhiên chọn số n qua lớn sẽ làm khó cho thiết kế sơ đồ đi dây

Cụ thể với nhà máy này ta chia thành 4 nhóm

2 Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm

Mài dao phay

2 2,8

7

1 10KVA 1,7

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4 0,65

0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

Trong nhóm thiết bị này có một thiết bị đặc biệt (H) là MBA hàn 1 pha mắc vào điện áp dây làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại Để tính được phụ tải tính toán của nhóm ta cần quy đổi công suất định mức của máy hàn 1 pha H về công suất định mức 3 pha tương đương

Giả sử hàn 1 pha H nối vào điện áp dây UAB Trước hết ta phải quy đổi công xuất định mức ở chế độ ngắn hạn lặp lại về chế độ làm việc dài hạn:

P'đm = S đm .Cosϕđm ε dmP'đm = 10 0,4 0,25 = 2 (kW)

Trang 12

Tiếp theo ta quy đổi phụ tải định mức của máy hàn 1 pha nối vào điện áp dây về phụ tải định mức 1 pha nối vào điện áp fa tương ứng

PTb (fa A) = P(ab)a P'đmAB Ksd = 1,17 2 0,2 = 0,468 (kW)

PTb (fa B) = P(ab)b P'đmAB Ksd = (-1,17) 2 0,2 = - 0,068 (kW)

PTb (fa C) = 0 Vậy lượng phụ tải không cân bằng giữa pha A và pha B là:

Δ PKCB = PTb1fa (max) - PTb1fa (min)

Δ PKCB = 0,468 - (- 0,068) = 0,536 (kW) Tổng phụ tải trung bình của các thiết bị 3 pha trong nhóm máy 1 là:

PTb3fa = ∑

= 7

1 i

dmi sdi.PK

8,5

536,0.100% = 9,24%

Như vậy lượng phụ tải không cân bằng nhỏ hơn mười lăm phần trăm (15%) tổng phụ của các thiết bị 3 pha trong nhóm, do đó khi xác định phụ tải tính toán thì máy hàn 1 pha H được coi như thiết bị 3 pha có công suất tương đương

Máy hàn H: Pđm3fa(tđ) = P'đm1fa = 2 kW

Để xác định phụ tải tính toán của nhóm máy này tôi dùng phương pháp số thiết bị điện có hiệu quả

3m

sd

→ Nhq1 =

max dm

8

1 i dmi

2,6n

) Tb ( sd

1 i dmi

P

+ Hệ số công suất cosϕtb của nhóm phụ tải được tính:

Trang 13

8 1 i

Tbi dmi

1 tb

P

)cos.P(cos

cosϕtb1 =

31

)65,0.7,14,0.25,0.15,0.75,0.8,25,0.25,0.5,45,0.10

cosϕtb1 = 0,502

31

555,

764,13cos

P

1 Tb

0,5 0,5 0,5 0,5 0,65

0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

KÕt qu¶ tÝnh to¸n cã:

Ptt2 = 11,01 (kW)

Qtt2 = 18,5 (kVAr)

Stt2 = 21,59 (KVA)

Trang 14

STT Tªn thiÕt bÞ Ký hiÖu Sè l−îng P®m (kW) Cosϕ®m Ksd

Trang 15

3 Xác định phụ tải động lực tính toán phân xưởng cơ khí 2:

Phụ tải động lực tính toán của toàn phân xưởng được xác định theo công thức:

=

1 i

) hom n ( tt ) PX ( dt ) PX (

PTrong đó:

Kdt(PX): Hệ số đồng thời, nó kể tới sự làm việc đồng thời với phụ tải lớn nhất của các nhóm thiết bị trong phân xưởng Căn cứ vào những đặc điểm riêng và quy trình công nghệ sản xuất của phân xưởng co khí 2 ta chọn Kdt(PX) = 0,8

) hom n ( tt ) PX ( dt ) PX (

) PX ( tt )

PX (

II Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí 2

Trong hoạt động sản xuất của phân xưởng cần thiết phải có chiếu sáng điện Vì cho dù là ban ngày thì ánh sáng tự nhiên (ánh sáng mặt trời) cũng không đủ

để đáp ứng cho yêu cầu sản xuất, phải được bổ sung thêm bằng ánh sáng điện Còn về ban đêm (làm việc ca đêm) thì ánh sáng hoàn toàn do hệ thống chiếu sáng điện cung cấp Mặt khác chiếu sáng điện còn chia thành 2 loại là chiếu sáng làm việc và chiếu sáng sự cố Việc thiết kế hệ thống chiếu sáng cho hoạt

động sản xuất của một phân xưởng phải cần đến những kiến thức chuyên sâu về chiếu sáng như: Các tiêu chuẩn chiếu sáng do nhà nước quy định, cá hình thức chiếu sáng, các loại thiết bị chiếu sáng, mạng điện chiếu sáng, ảnh hưởng của chiếu sáng đến sức khoẻ người lao động, đến năng suất, chất lượng, hiệu quả lao

động Nhưng ở đây chỉ đề cập đến một thông số cơ bản để phục vụ cho thiết kế cung cấp điện đó là giá trị phụ tải tính toán chiếu sáng

Có nhiều phương pháp tính giá trị phụ tải tính toán chiếu sáng, nhưng đối với phân xưởng cơ khí 2 ta quan niệm như sau: Các đèn chiếu sáng cục bộ đã

được tính chung vào công suất định mức của riêng từng máy, chiếu sáng làm việc chỉ còn lại là chiếu sáng chung cho toàn bộ diện tích mặt bằng phân xưởng nên ta chọn phương pháp tính thông dụng nhất để xác định phụ tải chiếu sáng

Trang 16

chung trong phân xưởng là phương pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất:

PttCS = p0 F

Trong đó:

- F: diện tích đặt máy sản xuất, m2

- p0: suất phụ tải tính toán trên 1m2 diện tích sản xuất, kW/m2

Diện tích F của phân xưởng cơ khí 2 bao gồm 3 thành phần khác nhau: diện tích sản xuất, nhà kho, nhà văn phòng, mà mỗi thành phần đòi hỏi độ sáng khác nhau hay tức là giá trị p0 khác nhau

III Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng

Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí 2 là tổng hợp của hai thành phần phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng:

Ptt(PX) = Ptt(đlực) + Ptt(cs)

Trang 17

2 2

2 ) PX ( tt 2

) PX ( tt )

PX

(

tt P Q 52,39 64,14

B - xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy

Phụ tải tính toán toàn nhà máy (PTtt) được phân chia thành hai thành phần:

- Thành phần thứ nhất là PTtt là trong phân xưởng là tổng hợp tất cả các phụ PTtt của các phân xưởng, các nhà hành chính, nhà kho, gara ôtô được đầu bài cho trong bảng 2, (trong đó bao gồm cả PTtt động lực và PTtt chiếu sáng) và phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí 2 vừa tính được ở trên

- Thành phần thứ hai là PTtt ngoài phân xưởng, chủ yếu đó là phụ tải chiếu sáng cho phần diện tích mặt bằng bên ngoài các phân xưởng, các nhà hành chính, nhà kho của nhà máy, ta có thể coi đó là diện tích được sử dụng làm kho bãi, đường

đi hay các bãi trống Các phần diện tích này được chiếu sáng đồng đều như nhau

1 Xác định phụ tải tính toán trong phân xưởng

Từ bảng 2 cho ta các giá trị PTtt của các các phân xưởng, các nhà hành chính, nhà kho là

Ptt (PX i) và Qtt(PX i) nếu ta chọn hệ số đường thời của nhà máy là Kđt NM = 0,85 thì tính được như sau:

Ptt NM(trongPX) = KđtNM ∑

= 12 1 i

) i PX ( tt

Qtt NM(trongPX) = KđtNM ∑

=

12 1 i

) i PX ( tt

2 Xác định phụ tải tính toán ngoài phân xưởng

Tổng diện tích của các phần diện tích ngoài phân xưởng được tính bằng diện tích của toàn bộ mặt bằng nhà máy trừ đi tổng các diện tích của các nhà xưởng, nhà hành chính, nhà kho

Fngoài PX = FNM - ∑

= 12 1 i

) i PX (

Trang 18

3 Xác định phụ tải tính toán toàn bộ nhà máy

- Phụ tải tính toán thành phần tác dụng:

Ptt NM = Ptt NM(trongPX)+PttNM(ngoài PX)

= KđtNM.∑

=

12 1 i

) i PX ( tt

P + Fngoài PX.P0 (ngoài PX) 10-3 kW Chú ý: Mặc dù phụ tải chiếu sáng ngoài phân xưởng chỉ hoạt động vào ban

đêm nhưng ta không thể tổng hợp chung với hệ số đồng thời của các phân xưởng

- Phụ tải tính toán thành phần phản kháng:

Qtt NM = Ptt NM(trongPX) = KđtNM.∑

=

12 1 i

) i PX ( tt

Trang 19

Phần III thiết kế mạng điện phân xưởng

I Sơ đồ mạng điện phân xưởng

Việc thiết kế sơ đồ đi dây trong phân xưởng cần đảm bảo một số yêu cầu quan trọng như: Đảm bảo hài hoà tính kinh tế - kỹ thuật, giảm nhỏ các tổn thất trong mạng điện, tiết kiệm kim loại màu Đồng thời sơ đồ đi dây phải rõ ràng, mạch lạc, không chồng chéo, thuận tiện cho công tác thi công lắp đặt và sửa chữa khi hỏng hóc do sự cố gây nên trong quá trình vận hành, giảm nhỏ ảnh hưởng của các tác động xung quanh dẫn đến suy giảm tuổi thọ của dây dẫn và các thiết bị khác trong mạng điện ( tác động cơ khí, hoá học, hay các dạng xâm thực khác từ môi trường xung quanh.)

Để thiết kế mạng điện phân xưởng có thể ứng dụng từ những kiểu sơ đồ nguyên lý cơ bản như: Sơ đồ hình tia, phân nhánh hoặc hỗn hợp

- Sơ đồ mạng điện động lực: Căn cứ vào đặc điểm, yêu cầu cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 2: Các thiết bị động lực chủ yếu là các máy gia công kim loại cỡ trung bình và nhỏ, yêu cầu cung cấp điện theo độ tin cậy, an toàn tương

đối cao, mặt khác chúng được bố trí tương đối đồng đều trên mặt phẳng phân xưởng với một diện tích khá nhỏ khoảng 1400 m2 (37m x 38m) - Ta thiết kế sơ

đồ cung cấp điện cho các phụ tải động lực là kiểu sơ đồ hình tia

Cấu trúc của sơ đồ hình tia mạng điện phân xưởng cơ khí 2 được mô tả như sau: Xuất phát nguồn là một tủ phân phối trung gian của phân xưởng từ

đó có các đường dây hình tia cung cấp điện cho các tủ động lực, mỗi tủ động lực cấp điện cho mỗi nhóm máy Trong mỗi nhóm máy, từ tủ động lực có các

đường dây hình tia cấp điện đến từng máy gia công kim loại

- Sơ đồ mạng điện chiếu sáng: Chiếu sáng làm việc trong các phân xưởng cơ khí thường áp dụng hình thức chiếu sáng hỗn hợp giữa chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ Thiết bị chiếu sáng của mạng chiếu sáng chung là các bóng đèn có công suất không lớn từ 200 W đến 500 W phân bố đồng đều phía trên trần nhà nên ta chọn kiểu sơ đồ ứng dụng cho mạng điện chiếu sáng là hình tia Điểm cấp nguồn hoặc là từ tủ phân phối trung gian của phân xưởng

đó hoặc là từ mạng chiếu sáng độc lập được thiết kế riêng của nhà máy để nâng cao chất lượng chiếu sáng Các đèn chiếu sáng cục bộ được bố trí theo từng máy riêng và công suất đã được tính nhập vào công suất định mức của các máy đó Ngoài ra còn có mạng chiếu sáng sự cố ( ta không giới thiệu trong phạm vi ĐA này)

Trang 20

Như vậy thiết kế mạng điện phân xưởng ta phải xây dựng được hai sơ đồ là sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đi dây

- 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 thoả mãn các điều kiện sau:

- Gần TTPT 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 TBA đến tủ phân phối trung gian bằng cáp 3 pha 4 lõi bọc cách điện đặt trong hào cáp (rãnh cáp) có nắp đậy bê tông Nếu phân xưởng lớn có thể phải dùng nhiều đường cáp khi đó nên chia phân xưởng thành nhiều khu vực (hay những phân xưởng con) để thiết kế ccđ tương tự như một phân xưởng đã trình bày ở 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 chung có nắp đậy bê tông xây dọc theo chân tường nhà xưởng

5 Đi dây từ tủ động lực đến 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

Cáp đến phân xưởng

Tủ phân phối Cáp đến tủ động lực

Tủ động lực

Cáp đến từng máy

Nhóm máy 1 Nhóm máy 2 Nhóm máy 3 Nhóm máy 4

CS phân xưởng

Trang 21

xưởng sâu khoảng 20 cm, mỗi mạch đi dây không nên uốn góc quá 2 lần, góc uốn không nhỏ hơn 1200

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

II Tính Chọn các thiết bị trong mạng phân xưởng

1 tính chọn dây chảy bảo vệ cho đường cáp từ tủ ĐL đến từng máy

Giả sử tủ động lực ta chọn có cấu tạo và sơ đồ nguyên lý như sau:

Dây chảy cầu chì bảo vệ các đường cáp đến các máy là bộ phận đầu ra của

II

dm mm dn

dc

max lv dc

dm dm

max lv

cosU3

PI

Thanh cái phân phối

Cầu dao đầu vào

Cầu chì BV từng lộ ra

Cáp 3 pha từng lộ ra

Các máy trong nhóm

Trang 22

Căn cứ vào hai điều kiện này ta tiến hành tính chọn dòng định mức dây chảy Idc của cầu chì bảo vệ cáp đến các thiết bị động lực (máy) trong phân xưởng

a) Máy mài tròn 3151:

Ta có:

8,0.38,0.3

10cos

U3

PI

dm dm

19.5a

I.Ka

Kết quả tính chọn được tổng kết vào bảng sau:

- Bảng 4 -

STT Tên máy Ký

hiệu

P dm (kW) cosϕ dm K mm a

I dm (A) a

Idn Chọn

I dc (A)

2 Mài dao phay 3A692 4,5 0,8 5 2,5 8,54 17,1 20

3 Mài dao phay 3667 2 0,8 6 2,5 3,8 9,12 10

9 Mài dao phay 3A64 0,6 0,8 6,5 2,5 1,14 3 6

10 Mài tiện 1A62 7 0,8 5,5 2,5 13,3 29,2 30

11 Mài phẳng 3A42 7 0,8 4 2,5 13,3 21,3 25

12 Mài tròn 312M 4,5 0,8 5 2,5 8,55 17,1 20

13 Máy tiện T616 4,5 0,8 5,5 2,5 8,55 19 20

Trang 23

14 Phay đứng GTG 3 0,8 5 2,5 5,7 11,4 15

15 Máy phay FVA 9 0,8 5 2,5 17,1 34,2 40

16 Mài dao phay 3692 1 0,8 5 2,5 1,9 3,8 6

Giả sử tủ phân phối ta chọn có cấu tạo và sơ đồ nguyên lý như sau:

Dây chảy cầu chì bảo vệ các đường cáp đến các nhóm máy là bộ phận đầu

I.KIi

a

1a

I

ư+

Thanh cái phân phối

Cầu dao đầu vào

CC1

Nhóm máy 1

CC2

Nhóm máy 2

CC3

Nhóm máy 3

Trang 24

tbi dm

hom) n ( tt hom)

n ( tt

cosU3

PI

764,13cos

U3

PI

1 tb dm

) 1 nh ( TT )

1 nh (

1 13,764 0,502 2 19 95 41,7 66,45 40 80

2 11,01 0,51 2 13,3 73,15 32,8 51,64 30 60

3 12,2 0,51 2 17,1 85,5 36,3 59,2 40 60

4 10,13 0,51 2 13,3 86,45 30,8 57,3 40 60

3 Chọn dây dẫn cung cấp điện cho từng máy

Để truyền cấp điện từ tủ động lực đến từng máy, ta dùng dây dẫn có cách

điện cao su, vỏ bọc vải dệt, lõi đồng, đặt trong ống thép Mã hiệu dây:

ΠPTO-500

Trang 25

Dây dẫn hạ áp được lựa chọn theo dòng điện lâu dài cho phép, điều đó đảm bảo cho nhiệt độ của dây dẫn không đạt tới nhiệt độ nguy hiểm cho cách điện của dây Cũng vì thế việc lựa chọn dây dẫn trong mạng hạ áp có liên quan chặt chẽ đến việc lựa chọn dây chảy của cầu chì

Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng căn cứ vào các điều kiện sau:

K.K.K

IK

.K.K

II

3 2 1 dm 3

2 1

max lv

K.K.K.K

II

3 2 1

dc

Trong đó:

+ Icp: là dòng cho phép của dây dẫn được chọn ở điều kiện quy chuẩn

+ Ilvmax: dòng làm việc lâu dài lớn nhất của thiết bị, lấy bằng dòng định mức

Ilvmax = Idm

+ Idc: dòng định mức của dây chảy bảo vệ cho thiết bị

+ K1: hệ số xét đến nhiệt độ môi trường lắp đặt dây dẫn khác với nhiệt độ quy chuẩn

ở nước ta, nhiệt độ quy chuẩn được lấy như sau:

Đối với dây dẫn cung cấp điện cho quạt cũng có K2 = 1

+ K3: hệ số xét đến thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn hay dài hạn

- Đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn có K3 = 1

- Đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn, như máy biến áp hàn thì hệ số

K3 được tính như sau:

Trang 26

25,0

875,0875,0

19K

.K.K

II

3 2 1

max lv

3.1.1.96,0

40K

.K.K.K

II

3 2 1

max lv

Chọn dây dẫn có cách điện cao su, vỏ bọc vải dệt, lõi đồng, đặt trong ống thép, mã hiệu ΠPTO-500, có tiết diện 2,5 mm2, Icp = 25A

b) Các máy còn lại trong phân xưởng:

Việc tính chọn tương tự như đối với máy mài tròn 3151

Kết quả được tổng kết vào bảng sau:

- Bảng 6 -

stt Tên máy Ký

hiệu K1 K2 K3 K

Idc (A) 1 2 3

dm

K K K I

(A)

K K K K I

3 2 1 dc

(A)

Chọn dây dẫn Tiết

diện (mm 2 )

I cp (A)

Trang 27

4 Chọn dây dẫn cung cấp điện cho từng nhóm máy

Để cấp điện tới 4 tủ động lực dùng cho 4 nhóm máy trong phân xưởng ta cũng dùng dây dẫn có cách điện cao su, vỏ bọc vải, lõi đồng, đặt trong rãnh cáp

) nh ( tt

K.KI

- Icp ≥

K.K.K

I

2 1

) nh ( dc

Trong đó:

- Các hệ số K1, K2 như đã giải thích ở phần trước: K1 = 0,96; K2 = 1

- K = 1,5 vì đường dây cung cấp cho một nhóm thiết bị (theo bảng 2-8, TL1)

- Itt(nh) và Idc(nh) là dòng tính toán và dòng định mức dây chảy của nhóm máy, kết quả ở bảng 5

Việc tính chọn dây dẫn cung cấp điện cho từng nhóm máy được tổng kết vào bảng 7

K K

I

2 1

) nh ( TT

(A)

Chọn dây dẫn Tiết diện

Trang 28

tu (

nhom) ( tt ) tu vao (dau

i dc tu)i ra (dau

Trong đó:

+ Idm (dau vao tu): dòng định mức đầu vào tủ

+ Idm (dau ra tu)i: dòng định mức đầu ra của lộ dẫn tới thiết bị thứ

+ Itt(nh): dòng tính toán của nhóm thiết bị

+ Idci: dòng định mức của dây chảy cầu chì bảo vệ cho cáp dẫn điện

Tôi chọn tủ động lực dùng cho nhóm 1 được chế tạo theo kiểu kín, thiết bị

đóng, cắt và bảo vệ dùng cầu dao và cầu chì

Loại tủ: CΠ58-5-I (theo bảng 2-9, trang 124, TL2)

Sơ đồ nối dây của tủ như sau:

Trang 29

Sơ đồ nối dây của tủ 2, 3 và 4 tương tự như hình 1

* Số liệu kỹ thuật của tủ CΠ58-5-I

Được ghi vào bảng 9

- Bảng 9 -

Kiểu tủ Dòng định mức của thiết bị đầu vào Số đường dây ra và

dòng định mức (A) Cầu dao (A) Cầu chì (A)

b) Chọn tủ phân phối:

Điều kiện chọn:

) mang ( dm )

tu (

) PX ( tt ) tu vao (dau

i) (nhom dc i)

tu ra (dau

8,82U

.3

SI

dm

) PX ( TT )

PX (

+ Idc (nhom i): dòng định mức dây chảy của nhóm thứ i

Căn cứ vào các giá trị phụ tải tính toán các nhóm máy trong phân xưởng cơ khí 2 có:

+ số nhóm máy = 04 nhóm

Trang 30

+ Itt(PX) = 125,8 (A)

+ Idc(nhom 1) = 80 (A); Idc(nhom 2) = Idc(nhom 3) = Idc(nhom 4) = 60 (A)

Tôi chọn tủ phân phối kiểu CΠ58-3-I (theo bảng 2-9, TL2)

Số liệu kỹ thuật của tủ được ghi vào bảng 10

III Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đi dây của phân xưởng

Sau khi tính chọn được các tủ phân phối, tủ động lực, các dây dẫn Ta tiến hành thiết kế vẽ sơ đồ nguyên lý và đi dây phân xưởng cơ khí 2 hoàn chỉnh

- Sơ đồ đi dây như hình I

- Sơ đồ nguyên lý hình II

Trang 31

Phần IV Thiết kế mạng điện nhμ máy

A - cấu trúc của mạng điện nhà máy

Một mạng điện nhà máy có thể phân biệt theo điện áp thành 3 phần chính như sau:

A.1- Mạng điện cao áp phía ngoài nhà máy

A.2- Trạm biến áp: Trong một TBA nhà máy ta chia thành 3 tổ hợp chính là:

2.a- Tổ hợp phía cao áp gồm các thiết bị chính là: Hệ thống thanh cái

phân phối cao áp, các thiết bị chuyển mạch, đóng cắt, hệ thống bảo vệ rơle, chống sét, hệ thống đo lường, đường dây cao áp liên lạc giữa các MBA cách xa nhau (với cấp điện áp Uđm = 35kV trở lên thì các TC, MC, CL, Chống sét đặt ở ngoài trời)

2.b- Tổ hợp các máy biến áp: các máy biến áp có thể đặt ngoài trời hoặc

trong buồng riêng từng MBA

2.c Tổ hợp phía hạ áp gồm các thiết bị chính là: Thanh cái từ thứ cấp

MBA đến áptômát tổng, các phân đoạn thanh cái phân phối, các áptômát nhánh, các đồng hồ và mạch đo lường Cấu trúc thành các tủ phân phối kê sát nhau đó là:

- Tủ áptômát tổng và đo lường

- Các tủ áptômát nhánh

- Tủ áptômát liên lạc

A.3- Mạng điện hạ áp nội bộ trong nhà máy: Đó là toàn bộ mạng điện động lực

và mạng điện chiếu sáng kể từ TBA đến tận các thiết bị sử dụng điện của nhà máy

Trường hợp đặc biệt trong nhà máy có các thiết bị động lực điện áp cao từ 3kVđến 35kV như các động cơ máy bơm, quạt gió, máy nén khí, các lò điện Ta phải thiết kế thêm mạng điện cao áp hoàn chỉnh từ TBA đến các thiết bị cao áp

đó

Trang 32

B - Chọn sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy

I Chọn sơ đồ cung cấp điện phần bên ngoài nhà máy

Hệ thống cung cấp điện bên ngoài nhà máy bao gồm đường dây từ trạm biến áp hệ thống đến đầu vào của trạm biến áp xí nghiệp

Nhà máy X được cung cấp điện từ nguồn có điện áp 10 kV Khoảng cách

từ nguồn tới nhà máy là 10 km Phụ tải tính toán của nhà máy là 3247 kVA Hộ phụ tải toàn nhà máy được xếp loại I Do đó ta thiết kế sơ đồ cung cấp điện từ nguồn tới trạm biến áp nhà máy bằng hai đường dây trên không 10 kV lộ đơn, mỗi lộ nối từ một nguồn riêng N1 và N2

ở chế độ làm việc bình thường, cả hai đường dây đều mang tải Khi bị sự cố trên một đường dây, thì đường dây đó được cắt ra và đường dây còn lại sẽ mang tải toàn nhà máy - do vậy tính liên tục cung cấp điện cho nhà máy được nâng cao

II Chọn sơ đồ cung cấp điện nội bộ trong nhà máy

Sơ đồ cung cấp điện nội bộ trong nhà máy đảm bảo việc phân phối điện bên trong lãnh thổ nhà máy kể từ trạm biến áp chính đến tận các thiết bị dùng điện Vì số nhánh của mạng lớn, đường dây tổng cộng dài, số thiết bị điện nhiều nên cần phải lựa chọn sơ đồ sao cho đảm bảo tính an toàn cung cấp điện cao, đồng thời thoả mãn cả hai chi tiêu Kinh tế và kỹ thuật

Các phân xưởng thuộc nhà máy cơ khí X được bố trí khá đồng đều trên mặt bằng sản xuất với một diện tích không rộng lắm, khoảng 2800 m2 (140m x 200m) Mặt khác phụ tải tính toán toàn nhà máy là 3247 kVA Do đó ta chỉ cần xây dựng một trạm biến áp chính, hạ áp từ 10 kV xuống 0,4 kV đặt tại một vị trí tính toán hợp lý nhất trong mặt bằng nhà máy Sau đó, từ hệ thống thanh cái

Phân xưởng 1 Phân xưởng 2 Phân xưởng 3 Phân xưởng 4 Phân xưởng 5

Đường dây cao áp 10 kV nối từ nguồn N2

Các thiết bị cao áp 10 kV Các MBA

Các thiết bị hạ áp Các đường cáp đến phân xưởng

Trạm MBA

Đường dây cao áp 10 kV nối từ nguồn N1

Trang 33

phân phối hạ áp trạm biến áp này xuất tuyến cho các đường cáp cấp điện cho các phân xưởng Như vậy các phân xưởng nhận điện năng ở cấp điện áp 0,4/ 0,23

kV

Việc thiết kế hệ thống cấp điện cho các phân xưởng tuỳ thuộc vào phân loại

hộ tiêu thu cho phân xưởng, giá trị phụ tải tính toán và các đặc điểm riêng của phân xưởng đó Ví dụ như sau:

- Phân xưởng loại I ( phân xưởng 2 và phân xưởng 4) phải thiết kế cấp điện

từ ít nhất là 2 đường dây đến từ các phân đoạn TC hay các máy biến áp khác nhau

- Phân xưởng có phụ tải tính toán lớn (phân xưởng 5) ta chia thành nhiều cụm phụ tải, thiết kế cho mỗi cụm phụ tải một tủ phân phối trung gian và được cấp điện từ một đường cáp riêng

- Trong phạm vi đồ án này ta chỉ thiết kế chi tiết cho phân xưởng cơ khí 2, còn các phân xưởng khác chỉ thể hiện các đường cáp đến đầu vào phân xưởng Sơ đồ cung cấp điện từ trạm biến áp nhà máy tới các tủ phân phối đặt trong các phân xưởng được thực hiện theo sơ đồ hình tia Vì sơ đồ mạng hình tia có những ưu điểm nổi bật sau:

- Độ an toàn, tin cậy và liên tục cung cấp điện cao

- Bảo vệ đơn giản, chọn lọc

- Thuận lợi cho tự động hoá

- Thi công lắp đặt, vận hành đơn giản và thuận tiện khi sửa chữa

Do chiều dài đường dây từ trạm biến áp nhà máy tới các phân xưởng không dài nên vốn đầu tư có thể không lớn, tổn thất điện áp và tổn thất công suất trên dây dẫn (cáp) cũng không lớn - Tuy nhiên sau này ta vẫn phải kiểm tra để đánh giá chất lượng điện năng của mạng điện

C - Chọn vị trí, dung lượng, số lượng trạm biến áp

Đối với mỗi một nhà máy ta phải xác định được một phương án thiết kế trạm biến áp hợp lý nhất Điều này phụ thuộc các đặc điểm riêng của nhà máy, giá trị phụ tải tính toán, loại hộ tiêu thụ, sơ đồ mặt bằng nhà máy, các điều kiện

tự nhiên khu vực nhà máy, khả năng cấp nguồn và hiện trạng lưới điện khu vực, tính chất an ninh quốc phòng Thiết kế trạm biến áp là tổng hợp các công việc

từ tính chọn vị trí đặt trạm, một trạm hay nhiều trạm, công suất mỗi trạm, số máy biến áp trong một trạm, sơ đồ nối dây cao áp, sơ đồ nối dây và liên lạc hạ

áp, đo lường và bảo vệ trạm biến áp Phương án thiết kế TBA không hợp lý có

Trang 34

I.1- Trường hợp thứ nhất: nhà máy có quy mô vừa hoặc nhỏ, cấp điện áp nguồn

Uđm ≤ 35 kV sẽ không cần thiết phải thiết kế TBA trung gian hoặc phân phối trung gian độc lập, mà thường chỉ TK 1 trạm biến áp hoặc 2 TBA liền kề nhau Khi đó vị trí đặt trạm biến áp được xác định dựa trên những cơ sở chính sau:

- Gần trung tâm phụ tải của các phân xưởng (nhà máy)

- Thuận lợi hướng nguồn tới (1 hoặc 2 nguồn)

- Thuận lợi đi dây đến các phân xưởng

- Thuận lợi cho thi công xây lắp, vận hành, sửa chữa thay thế và có khả năng phát triển công suất nếu nhà máy có nhu cầu

- Không ảnh hưởng các công trình khác của nhà máy

- Tránh được ảnh hưởng xấu của bụi khói, hay các tác động xấu khác của môi trường

- Có thể phải đề cập tới tính an ninh quốc phòng nếu cần thiết

I.2- Trường hợp thứ hai: nhà máy có quy mô lớn, cấp điện áp U ≥ 35 kV ta phải thiết kế trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung gian độc lập và mạng

điện nhà máy sẽ gồm nhiều trạm biến áp phân xưởng phân bố ở các vị trí khác nhau trong nhà máy Mỗi TBA phân xưởng đảm nhận cấp điện cho 1 hoặc một cụm phân xưởng gồm mấy phân xưởng gần nhau một cách hợp lý Như vậy việc chọn vị trí đặt MBA phải tiến hành qua các bước sau:

I.2.a- Chọn vị trí đặt TBA phân xưởng: Ta coi một cụm các phân xưởng như

một nhà máy nhỏ và việc chọn vị trí đặt TBA phân xưởng được xác định tương tự như phần trên

I.2.b- Chọn vị trí đặt TBA trung gian: Sau khi xác định được vị trí các trạm

biến áp phân xưởng, kết hợp với dung lượng và tầm quan trọng của từng TBA phân xưởng đó sẽ cho ta cơ sở để tính chọn vị trí đặt TBA trung gian Tuy nhiên trong thực tế các TBA trung gian thường được đặt tại vị trí sát hàng rào của nhà máy về phía có hướng nguồn đến thuận lợi nhất

Trang 35

I.2.c- Chọn vị trí đặt Trạm phân phối trung gian: Đối với nhà máy có quy

mô lớn, cấp điện áp nguồn Uđm ≤ 35 kV có thể không cần thiết kế TBA trung gian nhưng cần thiết phải thiết kế TPP trung gian độc lập Khi đó việc chọn vị trí đặt TPP trung gian được xác định tương tự như TBA trung gian

Ví dụ: Cách tính trọng tâm phụ tải của một hộ tiêu thụ:

12 1 i i i T

P

XP

12 1 i i i T

P

YP

** Trọng tâm phụ tải của nhà máy có toạ độ là XT NM và YT NM trong hệ trục toạ

độ 2 chiều XOY áp đặt trên mặt bằng nhà máy

Trong đó Pi, Xi, Yi: Là giá trị phụ tải tính toán (chỉ tính theo thành phần tác dụng) và toạ độ của từng phân xưởng thứ i

I.3- Bản đồ phụ tải của nhà máy:

Tiếp theo ta vẽ bản đồ phụ tải của các phân xưởng và của nhà máy, nhìn vào đó cho ta sơ bộ định ra các phương án thiết kế TBA cho nhà máy

II Chọn số lượng, dung lượng trạm biến áp

Việc chọn số lượng, dung lượng TBA và vị trí đặt các trạm biến áp trong nhà máy, thực chất đó là phần lớn nội dung công việc xây dựng sơ đồ cung cấp

điện cho nhà máy

Ta xét trường hợp đơn giản nhất là nhà máy có một trạm biến áp:

Việc tính chọn chính xác dung lượng của cả TBA có một ý nghĩa rất quan trọng, nó ảnh hưởng lớn đến tính kinh tế và kỹ thuật của mạng điện Nếu chọn thừa dung lượng các máy biến áp sẽ gây ra những hậu quả không tốt như lãng phí vốn đầu tư, chi phí vận hành lớn Còn nếu chọn thiếu dung lượng máy biến

Trang 36

ttXN dmBAi SS

Trong đó:

+ STTXN: phụ tải tính toán của xí nghiệp (kVA)

+ n: số máy biến áp trong trạm

+ SđmBA: công suất định mức máy biến áp (kVA)

Công suất định mức của máy biến áp phải phù hợp với các điều kiện làm việc trong môi trường tiêu chuẩn như lý lịch MBA quy định, nếu không phải quy

đổi giá trị Sđm BA về giá trị S’đm BA và S’’đm BA theo các công thức quy đổi

* Điều kiện 2: Khi sự cố 1 MBA nào đó thì các MBA còn lại làm việc với khả năng quá tải lớn nhất cho phép sẽ đảm bảo cấp điện đầy đủ cho các hộ phụ tải quan trọng của nhà máy (hộ loại I)

1,4(n-1) SđmBA ≥ Stt quan trong

Trong đó:

+ Stt quan trong: tổng công suất tính toán của cáchộ phụ tải quan trọng của nhà máy(kVA)

+ 1,4: hệ số quá tải cực đại cho phép Theo quy phạm kỹ thuật ngành

điện ứng với trường hợp MBA dầu làm mát tự nhiên, lắp dặt ở ngoài trời, trước đó làm việc với hệ số mang tải Kpt ≤ 0,93 thì khi cần thiết cho phép quá tải cao nhất đến Kqt max =1,4 theo quy trình thời gian là 5 ngày liền và mỗi ngày 6 giờ (thời gian cao điểm trong ngày) Thực chất quy trình này đề ra để phục vụ công tác thay thế hoặc sửa chữa lớn MBA bị hỏng

Mặt khác căn cứ vào quy trình công nghệ thì việc ngừng cung cấp điện của các phân xưởng loại 1 chỉ cho phép trong thời gian ngắn nhất định, như phân xưởng đúc gang, đúc thép chỉ cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để nhân viên vận hành đóng áptômát đường dây dự phòng hoặc áptômát liên lạc nối đến thanh cái hạ áp có điện

Trang 37

Với 1 nhà máy ta phải đưa ra được một số phương án thiết kế trạm biến áp

đề thoả mãn cả hai điều kiện trên Mỗi phương án kèm theo một sơ đồ cung cấp

điện của toàn nhà máy được đánh giá là gần như tương đương nhau về các chỉ tiêu kỹ thuật, sau đó so sánh các phương án đó theo các chỉ tiêu kinh tế, phương

án nào kinh tế hơn sẽ là tối ưu và được chọn để ứng dụng

Trang 38

=

=+

+

=

3 1 i

dt i

+

=

3 1 i

dt i

tt K (215 48,7 113,6) 0,98.377,3 370

2 3

1 i TTi

2 3

1 i TTi

=

=++++

=

5 1 i i

++

=

5 1 i i

tt 0,96.(220 64,14 160 51,4) 476

Trang 39

2 5

1 i TTi

2 5

1 i TTi

=

=++

=

3 1 i i

=

3 1 i i

tt 0,98.(505 7,5) 500

2 3

1 i TTi

2 3

1 i TTi

ttNM dmBAi 4.1000kVA 4000kVA S 3247kVAS

- XÐt kh¶ n¨ng mang t¶i cña tõng m¸y biÕn ¸p:

S®mBA1 = 1000 kVA > Stt 1 = 912 kVA

S®mBA2 = 1000 kVA > Stt 2 = 821 kVA

S®mBA3 = 1000 kVA > Stt 3 = 953 kVA

S®mBA4 = 1000 kVA > Stt 4 = 730 kVA

Nh− vËy c¸c MBA cã hÖ sè mang t¶i kh¸ cao

Trang 40

* ở chế độ làm việc sự cố

Xét một vài sự cố điển hình có liên quan đến tính kỹ thuật của phương án I

- Sự cố trên một đường dây từ nguồn tới trạm biến áp: Giả sử đường dây II

bị sự cố, thanh cái phân đoạn II mất điện do đó các phân xưởng được cấp điện từ MBA 2 và MBA 4 mất điện Nhưng vì có máy cắt liên lạc MC12 nên khi đó MC12

được đóng lại và lúc này thanh cái phân đoạn II cũng như BA2 và BA4 sẽ lại có

điện Do vậy tính liên tục cung cấp điện cho toàn nhà máy được đảm bảo

Trường hợp sự cố trên đường dây I cũng phân tích tương tự

- Sự cố trên phân đoạn thanh cái 10 kV:

+ Giả sử phân đoạn I bị sự cố, lúc này hộ phụ tải được cấp điện từ BA1 và

BA3 bị mất điện trong đó có phân xưởng đúc gang (là phân xưởng có hộ tiêu thụ

điện quan trọng) - do vậy không cho phép ngừng cung cấp điện cho phân xưởng này Vì sơ đồ được đấu chéo và có mạch liên lạc thanh cái hạ áp nên phân xưởng

đúc gang lại được cấp điện qua BA4

Vì: 1,4 SdmBA4 = 1400 kVA > Stt đúc gang = 502 kVA

Do đó, tuỳ vào quá trình sản xuất mà cho phép cấp điện liên tục một vài phân xưởng khác nữa (bị mất điện) với điều kiện đảm bảo khả năng quá tải cho phép của BA4

+ Trường hợp sự cố phân đoạn II (PĐII):

Ta cũng phân tích tương tự, ở trường hợp này có:

1,4 SdmBA1 = 1400 kVA > Stt đúc thép = 436 kVA

- Sự cố một trong các máy biến áp:

+ Giả sử BA1 hoặc BA4 bị sự cố: vì các hộ tiêu thụ điện quan trọng không

được cấp điện từ MBA này nên ta có thể tiến hành sửa chữa sự cố máy biến áp, hoặc tuỳ theo tình hình sản xuất của các phân xưởng mà đóng áp tô mát liên lạc thanh cái hạ áp: AB12 hoặc AB34 để cấp điện liên tục cũng với điều kiện đảm bảo khả năng quá tải cho phép của máy biến áp

+ Trường hợp BA2 hoặc BA3 bị sự cố, trường hợp này phân xưởng đúc gang (hoặc đúc thép) bị mất điện Để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho phân xưởng này ta dùng mạch liên lạc thanh cái hạ áp bằng áp tô mát AB12 hoặc AB34 Trình tự thao tác như sau: trước hết cắt điện 1 vài phân xưởng không quan trọng, rồi đóng áp tô mát liên lạc AB12 (hoặc AB34) để cấp điện cho phân xưởng đúc gang (hoặc đúc thép)

* Kết luận

Định dạng
Số trang	101
Dung lượng	2,46 MB