Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy thủy tinh công ty TNHH trường vĩnh phát

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH ĐIỆN-ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY THUỶ TINH CÔNG TY TNHH TRƯỜNG VĨNH PHÁT SVTH : NGUYỄN PHÚC DƯƠNG MSSV : 20 702008 GVHD : Th.S PHAN THỊ THU VÂN TP Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2012 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, kinh tế nước ta phát triển ngày mạnh mẽ, đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng Nhu cầu dùng điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng lên không ngừng Việc thiết kế cung cấp điện trở thành việc làm thiếu Nhưng việc thiết kế cung cấp điện cần tuân thủ đảm bảo an toàn, tiết kiệm, hiệu Để nhà máy vào hoạt động việc thiết kế cung cấp điện cho việc làm khơng thể thiếu đề tài “ Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy thuỷ tinh công ty TNHH Trường Vĩnh Phát ” trình bày đồ án vận dụng kiến thức học vào thực tiễn Trong q trình hồn thành đồ án khơng tránh khỏi sai sót,em mong nhận thơng cảm dẫn thêm thầy cô.Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực Nguyễn Phúc Dương SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến thầy , khoa hết lịng dạy dỗ truyền đạt kiến thức kinh nghiệm cho em suốt trình học tập vừa qua Em xin chân thành cảm ơn cô Phan Thị Thu Vân tận tình động viên, hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình thực đồ án Em xin cảm ơn người thân,bạn bè tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ để em hoàn thành đồ án Sinh viên thực Nguyễn Phúc Dương SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân MỤC LỤC Lời mở đầu Lời cảm ơn Mục lục Chương I: TỔNG QUAN ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN I.Tổng quan thiết kế cung cấp điện II Sơ lược nhà máy thuỷ tinh công ty TNHH Trường Vĩnh Phát 1.Sơ lược nhà máy thuỷ tinh 2.Bảng phụ tải nhà máy thuỷ tinh Chương II: PHÂN NHĨM PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN I.Phân nhóm phụ tải 1.Nguyên tắc phân nhóm phụ tải 2.Xác định tâm phụ tải II.Xác định phụ tải tính tốn 11 1.Phương pháp tính Ptt theo hệ sử dụng Ku hệ số đồng thời Ks 11 2.Tính tốn phụ tải 13 3.Tính phụ tải phần mềm Ecodial 15 Chương III: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ TÍNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG I.Thiết kế hệ thống chiếu sáng 26 1.Thiết kế chiếu sán theo phương pháp quang thông ……………….26 2.Thiết kế chiếu sáng với phần mềm DIALux 28 II.Tính tốn phụ tải chiếu sáng 48 1.Cơ sở lý thuyết 48 2.Tính tốn phụ tải chiếu sáng sinh hoạt 49 III.Công suất tổng nhà máy 52 Chương IV: LỰA CHỌN TỤ BÙ – CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP VÀ MÁY FSFSFSFSFSFSFSFSFSFSFSFSPHÁT DỰ PHỊNG I.Tính tốn lựa chọn tụ bù 53 1.Ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất 53 2.Xác định dung lượng bù 53 3.Chọn thiết bị bù 54 II.Chọn công suất máy biến áp 55 SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân III.Chọn cơng suất máy phát dự phịng 56 Chương V: LỰA CHỌN DÂY DẪN VÀ TÍNH SỤT ÁP I.Lựa chọn dây dẫn 57 1.Cơ sở lý thuyết 57 2.Chọn dây dẫn cho toàn nhà máy 58 II.Tính tốn sụt áp 64 1.Nguyên tắc tính sụt áp 64 2.Tính sụt áp điều kiện làm việc bình thường 66 3.Tính sụt áp chế độ khởi động 70 Chương VI: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ I.Phương pháp tính ngắn mạch chọn thiết bị bảo vệ 72 1.Tính tốn ngắn mạch 72 2.Chọn thiết bị bảo vệ 72 II.Tính ngắn mạch chọn thiết bị bảo vệ 74 Chương VII: THIẾT KẾ AN TOÀN VÀ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT I.Thiết kế an toàn 88 Các hệ thống nối đất mạng hạ áp theo tiêu chuẩn IEC 88 Tính tốn nối đất 90 II.Thiết kế chống sét 94 KẾT LUẬN 96 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân CHƯƠNG I : TỔNG QUAN ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN I Tổng quan thiết kế cung cấp điện Trong trình thiết kế cấp điện, phương án lựa chọn coi hợp lý thoả mãn yêu cầu : - Vốn đầu tư nhỏ - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo mức độ tính chất phụ tải - Chi phí vận hành hàng năm thấp - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị - Thuận tiện cho vận hành sửa chữa - Đảm bảo chất lượng điện đảm bảo độ lệch độ dao động điện áp bé nằm giới hạn cho phép so với định mức Ngoài thiết kế cung cấp điện cần ý tới yêu cầu phát triển phụ tải tương lai, giảm ngắn thời gian thi cơng lắp đặt tính mỹ quan cơng trình Các bước việc thiết kế bao gồm: - Khảo sát đối tượng cung cấp điện - Tính phụ tải tính tốn phân xưởng - Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng - Thiết kế hệ thống chiếu sáng phân xưởng II Sơ lược nhà máy thuỷ tinh công ty TNHH Trường Vĩnh Phát 1.Sơ lược nhà máy thuỷ tinh - Công ty TNHH Trường Vĩnh Phát thành lập ngày 10/09/1999 - Địa công ty: Lô A5/II A6/II khu cơng nghiệp Vĩnh Lộc , đường số 2B, phường Bình Hưng Hồ B- Bình Tân – TP HCM - Với diện tích tồn cơng ty 10000 m2 chia thành nhiều khu vực sản xuất Công ty chuyên sản xuất mặt hàng chai lọ ly thuỷ tinh cung cấp nước Bảng phụ tải nhà máy thuỷ tinh SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện STT GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân Kí hiệu Tên thiết bị I Công suất P (kW) S.L Ku cosϕ Xưởng đốt lị Diện tích (Dài x rộng) 30*20 Động bơm dầu 7,50 0.7 0.75 Quạt làm mát 11,00 0.7 0.75 Bộ đốt giữ nhiệt 75,00 0.7 0.85 II Xưởng sản xuất 40*30 Động bơm dầu 22,00 0.7 0.75 Động quay mâm 18,00 0.7 0.75 Động kẹp giữ khuôn 7,50 0.7 0.75 Quạt làm mát 7,50 0.7 0.75 Động đèn đốt 0,75 12 0.7 0.75 Động kéo băng chuyền 2,50 0.7 0.75 Buồng đốt điện trở 10 35,00 0.7 Động kéo băng chuyền 11 7,50 0.7 0.75 III Xưởng in 30*20 Buồng đốt điện trở 12 22,00 0.7 Động kéo băng chuyền 13 2,50 0.7 0.75 IV Xưởng khí 45*9 Máy nén khí 14 22,00 0.4 0.68 Máy tạo Oxy 15 75,00 0.4 0.68 Máy tiện 16 2,50 0.4 0.68 Máy khoan 17 7,50 0.4 0.68 Máy mài 18 1,50 15 0.4 0.68 V Khu nhập liệu 40*10 Động chuyền 19 5,50 0,7 0,75 Động trộn 20 18,00 0,7 0,75 SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân CHƯƠNG II PHÂN NHÓM PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN I.Phân nhóm phụ tải 1.nguyên tắc phân nhóm phụ tải Ta phân nhóm phụ tải theo số quy tắc sau : - Phân nhóm theo vị trí địa lý - Phân nhóm theo dặc điểm cơng nghệ - Phân nhóm theo day chuyền sản xuất - Phân nhóm theo cơng suất Việc phân chia nhóm phụ tải cần ý đến tính thuận tiện thao tác sản xuất xảy cố Thông thường ta đặt tủ động lực (hay tủ phân phối) tâm phụ tải nhằm mục đích cung cấp điện với tổn thất điện áp tổn thất cơng suất, chi phí dây dẫn hợp lí Sự lựa chọn cuối phụ thuộc vào mặt mỹ quan, thuận tiện thao tác, an toàn Tuy nhiên, tủ động lực không thiết phải đặt tâm phụ tải việc đặt tủ gây ảnh hưởng đến trình cơng nghệ hay cản trở giao thơng Vì nên lắp đặt tủ gần với tâm phụ tải để giảm chi phí cho dây dẫn giảm tổn hao công suất Dựa vào nguyên tắc phân chia nhóm phụ tải vào mặt cơng ty ta chia thiết bị thành nhóm phụ tải (TĐL) sau: - Nhóm ( TĐL ): Có thiết bị ( động băng chuyền 19, động trộn 20 ) - Nhóm ( TĐL ) : Có 10 thiết bị (động bơ dầu 1, quạt làm mát 2, đốt giữ nhiệt ) - Nhóm ( TĐL ) : Có 16 thiết bị ( động bơm dầu 4, động quay mâm 5, động kẹp giữ khn 6, quạt làm mát ) - Nhóm ( TĐL ) : Có 16 thiết bị ( động đèn đốt 8, động kéo băng chuyền ) - Nhóm ( TĐL ) : Có thiết bị ( buồng đốt điện trở 10, động kéo băng chuyền 11) - Nhóm ( TĐL ) : Có thiết bị ( buồng đốt điện trờ 12, động kéo băng chuyền 13) - Nhóm ( TĐL ) : Có 10 thiết bị ( máy nén khí 14, máy tạo oxy 15) - Nhóm ( TĐL 8) : Có thiết bị ( máy tiện 16, máy khoan 17) - Nhóm ( TĐL ) : Có 15 thiết bị ( máy mài 18) 2.Xác định tâm phụ tải Nhóm ( TĐL 1): Kí hiệu Pđm(kW) STT Tên Thiết Bị Động băng chuyền 19 Động trộn 20 SVTH: Nguyễn Phúc Dương Ku cosφ Xi(m) Yi(m) 5,5 0,7 0,75 5,7 30 18 0,7 0,75 1,2 30 MSSV: 20702008 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân X = ∑ (x i =1 × Pd m i ) i ∑ Y = ∑ (y i =1 i ∑ 52, 95 = 2, 25 3, = 705 = 30 3, Pd m i i =1 = × Pd m i ) Pd m i i =1 Nơi đặt tủ động lực có toạ độ (2,25m x30 m) Nhóm (TĐL2): STT Tên Thiết Bị Động bơm dầu Động bơm dầu Quạt làm mát Quạt làm mát Quạt làm mát Quạt làm mát Bộ đốt giữ nhiệt Bộ đốt giữ nhiệt Bộ đốt giữ nhiệt 10 Bộ đốt giữ nhiệt 10 X = ∑ (x i i =1 10 ∑ i =1 10 Y = ∑ (y i =1 10 ∑ i =1 i × Pd m i ) Kí hiệu Pđm(kW) 7,5 7,5 11 11 11 11 75 75 75 75 = = Pd m i cosφ 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,85 0,85 0,85 0,85 Xi(m) 26,2 72,9 31,9 38,5 31,9 38,5 44,3 44,3 44,3 44,3 Yi(m) 73,8 15,2 71,7 71,7 58,6 58,6 55,4 61,5 66,8 72,9 15582 = 3, 359 22779 = 3, 359 Pd m i × Pd m i ) Ku 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 Nơi đặt tủ động lực có toạ độ (43,4m x63,45 m) SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân Nhóm (TĐL3) : STT Tên Thiết Bị Kí hiệu Pđm(kW) Động bơm dầu 22 Động bơm dầu 22 Động bơm dầu 22 Động bơm dầu 22 Động quay mâm 18 Động quay mâm 18 Động quay mâm 18 Động quay mâm 18 Động kẹp giữ khuôn 7,5 10 Động kẹp giữ khuôn 7,5 11 Động kẹp giữ khuôn 7,5 12 Động kẹp giữ khuôn 7,5 13 Quạt làm mát 7,5 14 Quạt làm mát 7,5 15 Quạt làm mát 7,5 16 Quạt làm mát 7,5 16 X = ∑ (x i i =1 16 ∑ i =1 16 Y = ∑ (y i =1 16 ∑ i =1 i × Pd m i ) = = Pd m i cosφ 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 Xi(m) 47,9 47,9 47,9 47,9 51,3 51,3 51,3 51,3 53,7 53,7 53,7 53,7 52,5 52,5 52,5 52,5 Yi(m) 55,4 61,5 66,8 72,9 53,3 59,4 64,7 70,9 53,3 59,4 64,7 70,9 55,4 61,5 66,8 72,9 11094 = 50, 220 13901 = 63 220 Pd m i × Pd m i ) Ku 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 Nơi đặt tủ động lực có toạ độ (50,4m x63 m) SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: TH.S Phan Thị Thu Vân Tại thiết bị TĐL1 (3) IN If Ilvmax (kA) (kA) (A) 19 2.5335 0.9663 20 2.7921 Mã hiệu CB In (A) ICu (kA) Trip unit Ir (A) Im (A) 11.14 GV2P 14 150 P16 12 170 1.0625 36.6 NS100N 40 36 STR22ME 38 494 (3) IN If Ilvmax (kA) (kA) (A) Mã hiệu CB In (A) ICu (kA) Trip unit Ir (A) Im (A) 1.8088 0.6852 15.19 GV2P 18 50 P20 16 223 2.5932 0.9768 22.28 GV2P 25 50 P22 23 327 11.0340 3.1654 134.06 NS160N 150 36 STR22ME 135 1755 Kí hiệu TB Tại thiết bị TĐL2 Kí hiệu TB SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang 84 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: TH.S Phan Thị Thu Vân Tại thiết bị TĐL3 (3) IN If Ilvmax (kA) (kA) (A) 5.1149 1.8249 3.6988 Mã hiệu CB In (A) ICu (kA) Trip unit Ir (A) Im (A) 44.61 NS100N 50 36 STR22ME 45 585 1.3630 36.46 NS100N 40 36 STR22ME 38 494 2.0624 0.7765 15.19 GV2P 18 50 P20 16 223 1.7546 0.6621 15.19 GV2P 18 50 P20 16 223 (3) IN If Ilvmax (kA) (kA) (A) Mã hiệu CB In (A) ICu (kA) Trip unit Ir (A) Im (A) 0.5211 0.1978 1.52 NS100N 2.5 36 MA 2.5 35 0.6402 0.2434 5.06 GV2P 6.3 150 P10 5.5 78 Kí hiệu TB Tại thiết bị TĐL4 Kí hiệu TB SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang 85 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: TH.S Phan Thị Thu Vân Tại thiết bị TĐL5 (3) IN If Ilvmax (kA) (kA) (A) 10 5.8050 2.0866 11 1.9371 Mã hiệu CB In (A) ICu (kA) Trip unit Ir (A) Im (A) 53.18 NS100N 80 36 STR22ME 53.6 697 0.7370 15.19 GV2P 18 50 P20 16 223 (3) IN If Ilvmax (kA) (kA) (A) Mã hiệu CB In (A) ICu (kA) Trip unit Ir (A) Im (A) 12 2.3069 0.8835 33.43 NS100N 40 36 STR22ME 34 442 13 0.8946 0.3409 5.06 GV2P 6.3 150 P10 5.5 78 (3) IN If Ilvmax (kA) (kA) (A) Mã hiệu CB In (A) ICu (kA) Trip unit Ir (A) Im (A) 14 5.9520 1.9621 49.16 NS100N 50 36 STR22ME 50 650 15 9.5907 2.7585 167.57 NS250N 220 36 STR22ME 176 2288 Kí hiệu TB Tại thiết bị TĐL6 Kí hiệu TB Tại thiết bị TĐL7 Kí hiệu TB SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang 86 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: TH.S Phan Thị Thu Vân Tại thiết bị TĐL8 (3) IN If Ilvmax (kA) (kA) (A) 16 0.5881 0.2234 17 0.7849 Kí hiệu TB Mã hiệu CB In (A) ICu (kA) Trip unit Ir (A) Im (A) 5.59 GV2P 6.3 150 P10 6.0 78 0.2987 16.82 GV2P 18 50 P20 17 223 (3) IN If Ilvmax (kA) (kA) (A) Mã hiệu CB In (A) ICu (kA) Trip unit Ir (A) Im (A) 0.7722 0.2939 3.35 GV2P 150 P08 3.5 51 Tại thiết bị TĐL9 Kí hiệu TB 18 SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang 87 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: TH.S Phan Thị Thu Vân Tại tủ chiếu sáng (TCS) (3) IN If Ilvmax (kA) (kA) (A) TCS1 1.5505 0.5934 19.67 TCS2 14.8738 3.6932 7.6 TCS3 14.8106 3.7802 24.83 TCS4 6.3207 2.3137 13.14 TCS5 16.8995 3.9919 10.97 TCS6 4.0069 1.5216 9.07 TCS7 10.7378 3.1891 7.55 TCS8 1.5789 0.6048 3.04 TCS9 2.0543 0.7882 5.64 TCS SVTH: Nguyễn Phúc Dương Mã hiệu CB In (A) C60N C60a C60N C60a C60N C60a C60N C60a C60N C60a C60N C60a C60N C60a C60N C60a C60N C60a 20 20 10 10 25 25 16 16 16 16 10 10 10 10 4 6 MSSV: 20702008 ICu (kA) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Trip unit C C C C C C C C C C C C C C C C C C Ir (A) Im (A) 20 20 10 10 25 25 16 16 16 16 10 10 10 10 4 6 170 170 85 85 213 213 136 136 136 136 85 85 85 85 34 34 51 51 Trang 88 Đồ án t nghiệp kỹ sư điện tốt GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân S u CHƯƠNG VII TH G HIẾT KẾ AN TOÀN VÀ HỆ THỐNG CHỐNG N SÉT I Thiế kế an ết àn 1.Cá hệ thống nối đất tron mạng hạ áp theo tiêu chuẩn IEC ác n ng u C Sơ S đồ TT ( Bảo vệ nối đấ : pha dây B ất) ng ính iêng - Nối đất vỏ thiết bị riên trung tí nguồn ri - Mạng TT có vỏ thiết b nối đ riêng nên trạng thá làm việc b c bị đất n bình thường Uvỏ = khơng phụ thuộc tình trạng làm v ụ việc hệ thống ( bap đối xứn hay khôn đối p ng ng xứng mạn pha) Do mạng đảm bảo a tồn cho t x ng g an thiết bị ng gười sử dụng g, hệ h thống có độ đối xứ khơng c thực nối đất lắp lại dây nối vỏ PE đ ứng cần n p y Sơ S đồ IT (3 pha dây): p g máy y điện - Điểm trung bình m biến áp cách ly với đất nối qua đ trở hạn chế áp - Vỏ thiế bị vật d tự nhiên nối với điện cự nối đất riê ết dẫn n i ực êng - Dây PE tách b với dây trung tính v định cỡ theo dịn cố lớn biệt h ng n Dịng cố có hỏng cách dịng điện th ó hường thấp v không ng hiểm guy d m ỏng tránh hỏa ho điện oạn - Có thể sử dụng kiểm soát hư hỏ nhỏ 500mA để t ểm y m - Khuyết điể sơ đồ phải đảm bảo phát h cố Sơ S đồ TN-C: SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Tra 89 ang Đồ án t nghiệp kỹ sư điện tốt GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân S u - Điểm trung bình máy b g biến áp nối đất trực tiếp dây trun tính đư nối đất lặp lại p ng ược àng ự ối rung tính nhiều cà tốt Các vỏ thiết bị v vật dẫn tự nhiên nố với dây tr - Dây PE dây trung tí ính - Bố trí bảo vệ chống ch điện giá tiếp, sơ đồ có dịng cố điện tiếp xúc lớn hạm án ự áp - Có thể điện trường hợp hư hỏng cá điện, cắt điện b ch g p ách t CB cầu ay chì RCD khơng sử dụng cố hư h c ì hỏng cách coi n iện ngắn mạch p – pha tr rung tính - Sơ đồ TN- khơng dù nơi có kh chá nổ cao Sơ đồ TN-C k -C ùng áy không dùng cho dây có tiết diện nhỏ 10 mm2 (Cu) 16mm2 (Al) Nó k m khơng dùng cho dây mềm kéo di động m g Sơ S đồ TN-S: g ất biến áp đư nối lần đầu vào lướ ược t ới, - Điểm trung tính nối đấ máy b vỏ v kim loại vật dẫn tự nhiên đư nối với d bảo vệ v ự ược dây - Dây nối v dây trung tính má biến áp ẽ với g áy - Dây PE tác biệt với d trung tín định cỡ the dịng c lớn c thể ch dây nh eo cố có xảy x - Bố trí bảo vệ chống ch điện: hạm có - Tự động cắ điện c hư hỏng cách điện - Các CB, cầu chì, đả nhận vai trị này, RCD bảo vệ c ảm i D, chống chạm điện m khác vợi bảo vệ chống chạm điện pha-pha; pha- trung tính ẽ b g h SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Tra 90 ang Đồ án t nghiệp kỹ sư điện tốt GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân S u Phối hợp sơ đồ TN – C – S: P đ - Ta phối hợp sơ đ TN–C va sơ đồ TN–S lưới p đồ a S g - Nhưng sơ đồ TN–C kh đ hông sử dụ sau sơ đồ TN–S ụng - Điểm phân dây PE tách khỏi dây P thường l điểm đầu c lưới n h Pen Mạng điện công ty TN-C-S, theo TL[4] sơ đồ TN-C đòi hỏi m M C đẳn hiệu lướ với nhiều điểm nối đấ lặp lại Do điện trở nối đất tập trung ng q ới ất o m thời điể năm khơng đư vượt q 4Ω, cịn đ ểm m ược điện trở nối đất lặp lại khơ q 10Ω ơng Có C cách thự nối đ nối đấ tự nhiên v nối đất nh tạo Ở đâ sử dụn nối ực đất ất hân ây ng đất nhân tạo 2.Tí tốn nối đất ính i a)T Tính tốn nố đất tập tr ối rung Nối đất tập trung đư thực trung tí máy biến áp p ược n ính Rnđ trung tính máy biến áp= 4Ω t n Chọn hệ th hống nối đất hỗn hợp c tia, bố tr tia đối xứ cọc rí ứng 12m 3m Rnđ~ : điện trở nối đất t số công n tần nghiệp SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Tra 91 ang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân Khi hệ thống nối đất n phận nối đất giống hợp thành thì: Ro ~ Rnđ~= n*η ~ với: Rnđ~ : điện trở nối đất tần số công nghiệp (Ω) Ro~: điện trở nối đất tần số công nghiệp phận nối đất (Ω) η~: hệ số sử dụng tần số công nghiệp Xác định điện trở suất tính tốn đất: ρtt= ρđo* km với: ρtt: điện trở suất tính tốn đất (Ωm) ρđo: điện trở suất đất đo (Ωm) km: hệ số mùa , phụ thuộc vào loại nối đất, loại điện cực, độ chôn sâu Điện trở suất cọc: ρttc= ρđo* kmc= 100* 1.4= 140 (Ωm) Điện trở suất thanh: ρttt= ρđo* kmt= 100* 1.6= 160 (Ωm) +ρđo=100 (Ωm): đất thịt +kmc= 1.4 : đất khô, cọc thẳng đứng, chôn sâu 0.8m +kmt= 1.6 : đất khô, ngang, chôn sâu 0.8m Xác định Rnđc~: ρttc * t + 1⎞ ⎛ 2*l Rnđc~= * ⎜ ln + * ln ⎟ 2*π*l ⎝ d * t −1⎠ đó: Rnđc~: điện trở nối đất cọc (Ω) l : chiều dài cọc (m) d: đường kính ngồi cọc (m) t: độ chơn sâu cọc (m), tính từ mặt đất tới điểm cọc Ta sử dụng cọc thép tròn, chiều dài cọc 3m, đường kính ngồi cọc 0.03m, độ chôn sâu cọc t= 0.8+ = 2.3m ( cọc chôn cách mặt đất 0.8m) 140 * 2.3 + ⎞ ⎛ 2*3 ⇒ Rnđc~= * ⎜ ln + * ln ⎟ = 41.9 (Ω) * π * ⎝ 0.03 * 2.3 − ⎠ Chọn cọc tia, khoảng cách cọc a= 3m.Vậy a/l=1.Tra bảng “Hệ số sử dụng phận nối đất hỗn hợp cọc tia” trang 132 TL[4] ta có ηc= 0.75; ηt= 0.775 Xác định Rnđt~: ρttt * l2 * ln Rnđt~= 2*π*l b*t đó: Rnđt~: điện trở nối nằm ngang (Ω) l: chiều dài thanh(m) b: bề rộng nối(m) t: chiều sâu chôn nối(m) Ta sử dụng có chiều dài l= 12m, bề rộng b= 0.04m, chôn sâu t=0.8m 160 * 12 * ln ⇒ Rnđt~= = 19.29 * π * 12 0.04 * 0.8 SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang 92 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân Điện trở khuếch tán tia: 1 1 n * ηcoïc ηthanh = = + = + + Rcoïc Rthanh R1tia Rcoïc ∑ Rthanh Rcoïc Rthanh n * ηcoïc ηthanh Rcoïc * Rthanh 41.9 * 19.29 = ⇒ R1tia= Rcoïc * ηthanh + Rthanh * n * ηcoïc 41.9 * 0.775 + 19.29 * * 0.75 ⇒ R1tia = 8.95 (Ω) Điện trở nối đất tập trung tia đối xứng: Ta có: R 1tia 8.95 Rnđ~= = = 3.73 (Ω) < 4(Ω) n * η ~ * η~= 0.8 Tra bảng “ Hệ số sử dụng η~ tia nối đất nằm ngang độ chôn sâu 0.5 đến 0.8 (m)” trang 131 TL[4] Như hệ thống nối đất theo thiết kế thoả mãn u cầu b)Tính tốn nối đất lặp lại Như tính tốn phần với R1tia= 8.95Ω < 10Ω so với yêu cầu nối đất lặp lại Vậy hệ thống nối đất lặp lại sử dụng hỗn hợp cọc tia với cọc tia Với thông số cọc nối nằm ngang trình bày phần 12m 3m c)Tính tốn nối đất chống sét Điện trở tản nối đất có dịng xung với biên độ lớn ( dòng sét) gọi điện trở xung xác định theo công thúc Rxung = α Xung Rt Trong Rt : Điện trở tản đo tần số thấp dòng nhỏ Αxk : Hệ số xung, phụ thuộc vào loại nối đất, điện trở suất đất , biên độ dịng xung kích chạy qua đất Điện trở xung yêu cầu cho chống sét RXK < 10Ω Yêu cầu nối đất chống sét : Rxung ≤ 10(Ω) Đất khu vực nhà máy lọa đất pha sét, ta có ρđ = 100 (Ω.m) SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang 93 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân Tra bảng 4.3 sách kỹ thuật cao áp Hoàng Việt ta giá trị hệ số Kmùa=1.3 ( ta chọn loại đất ẩm) Điện trở suất tính tốn cọc: ρttcoc = ρdd * Km = 100*1.3 = 130 (Ω.m) Tra bảng 4.3 sách kỹ thuật cao áp Hoàng Việt ta giá trị hệ số kmùa=1.8 Điện trở suất tính toán thanh: Ρttthanh = ρdd * Km = 100*1.8 = 180 (Ω.m) Chọn hệ thống nối đất có dạng tia, tia gồm va cọc Chọn cọc loại cọc thép có chiều dài : 1c = m ; đường kính d = 20 (mm), chôn thẳng đứng cách mặt đất t0 = 0,8m, khoảng cách từ mặt đất đến trung điểm cọc : t = t0 + lc = , + = , (m ) Điện trở cọc chơn chìm đất : ⎛ 2* lc 4* t + lc ⎞ ρtt 130 ⎛ 2*3 4*2,3 + ⎞ Rc = ln = ⎜ ln + ln + ln = 41.76(Ω) ⎟= 2* π * lc ⎝ d 4* t − lc ⎠ 2*π *3 ⎜ 0.02 4*2,3 − ⎟ ⎝ ⎠ Thanh làm thép dẹp có tiết diện 40*4 (mm2) với chiều dài 5m Điện trở tản đặt nằm ngang, độ chôn sâu 0,8m: ⎛ ⎞ ρ tt * l th ⎞ 180 ⎛ * 52 = ln ln R th = ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ = 2 ( Ω ) * π * lth ⎝ 2*π *5 ⎝ 0 * ⎠ b * t0 ⎠ Dòng phân bố điện cực thỏa ⎧ ⎪ I coc + ⎪ ⎨ I c o c ⎪ ⎪ I th a n h ⎩ I th a n h = R R = I s m t c Với m số tia Ta chọn Is=100 (KA), m = R coc I 41.76 60 ⎧ × S = × = 11.6( K A ) ⎪ I = R 41.76 + 30.22 m ⎪ + R coc ⇒ ⎨ 60 ⎪I = Is − I − 11.6 = 8.4( K A ) = ⎪ coc m ⎩ Hệ số xác định sau: α coc = 1500 * l = Is ( ρ c + 320)( + 45) α = ( ρ 1500 * = 0.36 100 + 45) (130 + 320)( 1500 * l = Is + 320)( + 45) 1500 * = 0.43 100 + 45) (180 + 300)( Điện trở xung quanh cọc Rxungcoc = αcoc*Rcoc = 0.36*41.76=15 (Ω) Điện trở Rxungthanh= αthanh * Rthanh = 0.43*30.22 = 12 (Ω) Điện trở nối đất tương đương hệ thống SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang 94 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân ⎛ Rxungcoc * Rxungthanh ⎞ ⎛ 15*12 ⎞ Rxung = ⎜ ⎟=⎜ ⎟ = 6.7(Ω) ⎜ ⎟ ⎝ Rxungcoc + Rxungthanh ⎠ ⎝ 15 + 12 ⎠ =>Rxung=6.7(Ω) < 10(Ω) giá trị điện trở thỏa yêu cầu nối đất chống sét Dây thu sét nối từ kim thu sét xuống hệ thống nối đất chọn loại dây bọc có tiết diện 50mm2 II.Thiết kế chống sét Hiện để chống sét người ta thường dùng cột chống sét sử dụng kim thu sét cầu thu sét, ngồi cịn có bảo vệ dây chống sét Ở dùng cột thu sét sử dụng đầu thu sét phát tiên đạo sớm (ESE: Early Stream Emission) Cách lắp đặt: - Đầu ESE lắp đặt cột độc lập kết cấu cơng trình bảo vệ, cho đỉnh kim cao độ cao cần bảo vệ Nguyên lý hoạt động: - ESE hoạt động dựa nguyên lý làm thay đổi trường điện từ chung quanh cấu trúc cần bảo vệ thông qua việc sử dụng vật liệu áp điện (piezoelectric) (theo thiết kế Franklin France) Cấu trúc đặc biệt ESE tạo gia tăng cường độ điện trường chỗ, tạo thời điểm kích hoạt sớm, tăng khả phát xạ ion, nhờ tạo điều kiện lý tưởng cho việc phát triển phóng điện sét Cấu tạo ESE: - Đầu thu: có hệ thống thơng gió nhằm tạo dịng lưu chuyển khơng khí đỉnh thân ESE Đầu thu làm nhiệm vụ bảo vệ thân kim - Thân kim: làm đồng xử lí inox, phía có nhiều đầu nhọn làm nhiệm vụ phát xạ ion Các đầu làm thép không rỉ luồn ống cách điện nối tới điện cực kích thích Thân kim nối với điện cực nối đất chống sét - Bộ kích thích áp điện: làm ceramic áp điện (piezoelectric ceramic) đặt phía thân kim, ngăn cách điện, nối với đỉnh nhọn phát xạ ion nêu cáp cách điện cao áp - Điểm thu sớm nhất: Khả gia tăng kích thích trường tĩnh điện thấp(khả phát xạ sớm) tăng cường khả thu kim thu sét Nhờ trở thành điểm thu sớm so với điểm khác nhà cần bảo vệ Các kim thu sét hoạt động SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang 95 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân với dịng sét có cường độ thấp (2KA đến 5KA ứng với khoảng cách kích hoạt D nhỏ D= 10I2/3; I: cường độ dịng sét tính KA) - Vùng bảo vệ: Vùng bảo vệ ESE hình nón có đỉnh đầu kim thu sét, bán kính bảo vệ Rp(m)= f (khoảng cách kích hoạt sớm trung bình ΔL (m) kim thu sét, khoảng cách kích hoạt D(m) tuỳ theo mức độ bảo vệ) Cơng thức tính bán kính bảo vệ Rp đầu thu sét ESE: Rp= h(2 D − h) + ΔL(2D + ΔL) Với: D: phụ thuộc vào cấp bảo vệ I, II, III h: chiều cao đầu thu sét tính từ đỉnh kim đến bề mặt bảo vệ ΔL: độ lợi khoảng cách phóng tia tiên đạo ( ΔL= v*ΔT) ΔT: độ lợi thời gian (μs) Tính tốn bán kính bảo vệ cho tồn cơng ty: Ta sử dụng cột thu sét có gắn đầu kim thu sét ESE Một cột gắn phân xưởng cột đặt tâm nhà máy Phân xưởng nhà kho có chiều cao mái nhà 8m, thấp 6m Các khu vực văn phịng, nhà ăn… có chiều cao nhỏ 6m Đặt cột thu sét cách mái nhà h= 6m Chọn đầu thu sét hiệu Saint - Elmo có: ΔL= 45m Cấp bảo vệ cấp II có D= 45m ⇒ Rp= h(2 D − h) + ΔL(2D + ΔL) = 6*(2*45 − 6) + 45*(2*45 + 45) = 81(m) Vậy bán kính bảo vệ Rp cho tồn cơng ty 81m Với bán kính đảm bảo khu vực khác cơng ty nằm vùng bảo vệ SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang 96 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân LỜI KẾT LUẬN VĂN Qua trình làm luận văn tốt nghiệp giúp em hiểu chất việc thiết kế cung cấp điện Hiểu rõ tầm quan trọng ngành điện mà mạng điện cơng nghiệp : phải đảm bảo tính liên tục ổn định Biết tầm quan trọng việc tính tốn thiết kế để bảo đảm q trình làm việc bình thường mạng điện phân xưởng , xí nghiệp , nhà máy Vì trình độ, kinh nghiệm ,tài liệu tham khảo thời gian làm luận văn có hạn nên khơng thể tránh khỏi lỗi sai phạm thiếu xót Em mong góp ý dẫn thầy cô để sau em vững bước nghề nghiệp.Em xin cảm ơn Sinh viên Nguyễn Phúc Dương SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang 97 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư điện GVHD: Th.S Phan Thị Thu Vân TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Thị Thanh Bình – Dương Lan Hương – Phan Thị Thu Vân, Hướng dẫn đồ án thiết kế cung cấp điện, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [2] Schneider Electric S.A,Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [3] Phan Thị Thu Vân, An toàn điện, Nhà xuất đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [4] Vũ Việt Hùng-Phạm Quang Huy, Tính tốn thiết kế mạng điện với Ecodial, Nhà xuất Giao Thông Vận Tải [6] Phan Thị Thu Vân, Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạng điện hạ Ecodial, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh TRANG WEB: WWW.TAILIEU.COM.VN WWW.WEBDIEN.COM.VN WWW.CODIENTU.NET SVTH: Nguyễn Phúc Dương MSSV: 20702008 Trang 98 ... - Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng - Thiết kế hệ thống chiếu sáng phân xưởng II Sơ lược nhà máy thuỷ tinh công ty TNHH Trường Vĩnh Phát 1.Sơ lược nhà máy thuỷ tinh - Công ty TNHH Trường Vĩnh Phát. .. Việc thiết kế cung cấp điện trở thành việc làm thiếu Nhưng việc thiết kế cung cấp điện cần tuân thủ đảm bảo an toàn, tiết kiệm, hiệu Để nhà máy vào hoạt động việc thiết kế cung cấp điện cho việc... THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN I Tổng quan thiết kế cung cấp điện Trong trình thiết kế cấp điện, phương án lựa chọn coi hợp lý thoả mãn yêu cầu : - Vốn đầu tư nhỏ - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy