Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng mộc và chuyên đề

Đó chính là mục đích của em khi chọn đề tài thiết kế cung cấp điện cho luận án tốt nghiệp của mình nhằm trang bị cho mình có thêm những kiến thức về cung cấp điện và để góp một phần nhỏ

Trang 1

KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KỸ SƯ NGÀNH CÔNG NGHIỆP

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG MỘC VÀ CHUYÊN ĐỀ

SVTH : NGUYỄN HUY TRƯỜNG MSSV : 20762095

GVHD : PGS TS PHAN THỊ THANH BÌNH

TP Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2012

Trang 2

LỜI MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài: Đề tài chính là bài kiểm tra cuối cùng đánh giá lại toàn

bộ quá trình học tập trên giảng đường Đại học, nó giúp bản thân em hoàn thiện hơn về kiến thức chuyên ngành cũng như giúp em có thêm những trải nghiệm mới để bước vào đời

Mục đích nghiên cứu: Điện năng đã, đang và sẽ là một phần không thể thiếu trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân Với vai tr ò quan trọng của mình điện năng đóng vai trò quyết định đến tốc độ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Nâng cao công suất và chất lượng điện năng với độ tin cậy cấp điện cao đang là mối quan tâm hàng đầu của chính phủ, nhà cung cấp điện cũng như người sử dụng Đó chính là mục đích của em khi chọn đề tài thiết kế cung cấp điện cho luận án tốt nghiệp của mình nhằm trang bị cho mình có thêm những kiến thức về cung cấp điện và để góp một phần nhỏ công sức của mình hòa cùng với sự phát triển của đất nước

Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu của đồ án tốt nghiệp xoay quanh vấn đề thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các phân xưởng, các nhà máy xí nghiệp Để đảm bảo cho nhà máy hoạt động an toàn, hiệu quả và tiết kiệm

Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đồ

án là phương pháp thu thập số liệu sau đó đưa ra giải pháp thiết kế theo yêu cầu thực tế Các số liệu về mặt bằng, thiết bị, địa hình, địa chất…được tổng hợp lại sau đó người thiết kế sẽ đưa ra các giải pháp thiết kế tối ưu cho nhà máy theo các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật…

Kết cấu của đề tài của đề tài gồm 7 chương chính liên quan đến các vấn đề

về cung cấp điện, chiếu sáng, bù công suất, chọn thiết bị bảo vệ, an toàn điện

và chống sét cho phân xưởng… Ngoài ra đề tài còn có thêm một chương riêng biệt nhằm tìm hiểu thêm về các sự cố phức tạp như chạm đất kép ngắn mạch một pha kèm đứt dây một pha có thể sảy ra trong mạng điện phân xưởng

Tuy nhiên, do còn hạn chế về kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế do đó

đề tài sẽ không tránh khỏi những sai sót Kính mong nhận đ ược những ý kiến góp ý của quý Thầy cô để đề tài ngày càng hoàn thiện hơn

Tp Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2012

Sinh viên thực hiện Nguyễn Huy Trường

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là bài kiểm tra cuối cùng để đánh giá và giúp sinh viên hệ thống lại toàn bộ khối lượng kiến thức đã được học trong suốt quá trình ngồi trên ghế giảng đường Đại học

Em xin gửi lời cảm ơn chân tới quí Thầy cô trong khoa Xây Dựng và Điện Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt, giảng dạy những kiến thức và kinh nghiệm quí báu trong suốt quãng thời gian em học tập và nghiên cứu tại trường

Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Cô Phan Thị Thanh Bình đã tận tình giúp đỡ và

chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Trong quá trình làm đồ án này, em đã cố gắng tìm hiểu, phân tích và tổn hợp những kiến thức đã được học cũng như tham khảo những tài liệu có liên quan nhằm đạt kết quả tốt nhất Nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót Kính mong quí thầy cô, bạn bè đóng góp những ý kiến quý báo để đề tài hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn đến tất cả bạn bè đã giúp đỡ trong quá trình làm đồ án

Tp Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2012

Sinh viên thực hiện Nguyễn Huy Trường

Trang 4

MỤC LỤC

Chương 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Tổng quan về phân xưởng mộc 1

1.2 Tổng quan về cung cấp điện 1

1.2.1. Mô tả hiện trạng lưới điện khu vực 1

1.2.2 Tổng quan về cung cấp điện cho phân xưởng mộc 1

1.2.3 Yêu cầu chung khi thiết kế cung cấp điện 1

Chương 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 3

2.1 Phụ tải động lực 3

2.1.1 Thống kê phụ tải 3

2.1.2 Phân nhóm và xác định tâm phụ tải 3

2.1.3 Xác định phụ tải tính toán 6

2.2 Phụ tải chiếu sáng 13

2.2.1 Thiết kế chiếu sáng cho văn phòng xưởng 13

2.2.2 Thiết kế chiếu sáng cho kho dụng cụ 18

2.2.3 Thiết kế chiếu sáng cho khu xưởng sản xuất 20

2.3 Phụ tải tổng hợp của phân xưởng 30

Chương 3: CHỌN TRẠM BIẾN ÁP VÀ NGUỒN DỰ PHÒNG 32

3.1 Chọn máy biến áp 32

3.1.1 Tổng quan 32

3.1.2 Chọn vị trí, số lượng và công suất MBA 32

3.1.3 Chọn MBA cho xưởng mộc 32

3.2 Chọn máy phát dự phòng 33

3.3 Chọn hệ thống ATS (Automatic Transfer Switch) 33

3.4 Chọn thiết bị đóng cắt trung thế 34

3.4.1 Chọn dây dẫn từ lưới trung thế đến MBA 34

3.4.2 Chọn sứ đỡ dây dẫn từ lưới trung thế đến MBA 34

3.4.3 Chọn FCO trung thế 34

3.4.4 Chọn thiết bị bảo vệ sét đánh 34

Chương 4: THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP 36

4.1 Chọn dây dẫn 36

4.1.1 Yêu cầu 36

4.1.2 Phương án đi dây 36

4.1.3 Lựa chọn dây dẫn 36

4.2 Tính toán sụt áp 44

4.2.1 Yêu cầu của tính toán sụt áp 44

4.2.2 Sụt áp trong điều kiện làm việc bình thường 45

4.2.3 Sụt áp ở chế độ khởi động động cơ 50

4.3 Tính toán ngắn mạch và chọn CB 54

Trang 5

4.3.1 Lý thuyết về ngắn mạch 54

4.3.2 Ngắn mạch 3 pha N NM(3) 56

4.3.3 Chọn CB 59

4.3.4 Ngắn mạch một pha chạm đất N NM(1) 64

4.4 Hiệu chỉnh CB 67

4.4.1. Hiệu chỉnh CB cho phân xưởng mộc 68

Chương 5: THIẾT KẾ BÙ CÔNG SUẤT 73

5.1 Ý nghĩa của nâng cao hệ số công suất cos 73

5.2 Các loại tụ bù, các phương pháp bù 74

5.3 Tính toán và chọn tụ bù 74

5.3.1 Chọn phương pháp và loại tụ bù 74

5.3.2 Xác định dung lượng và chọn thiết bị bù 75

5.3.3 Chọn CB cho bộ tụ bù 76

Chương 6: AN TOÀN ĐIỆN 77

5.1 Tổng quan về an toàn điện 77

5.2 Chọn sơ đồ nối đất cho xưởng mộc 77

5.2.1 Đặc điểm của xưởng mộc 77

5.2.2 Chọn sơ đồ nối đất cho xưởng mộc 77

5.3 Chọn thiết bị bảo vệ an toàn 78

5.4 Thiết kế hệ thống nối đất 78

Chương 7: TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT 83

7.1 Sơ lược về hiện tượng sét 83

7.1.1 Hiện tượng sét 83

7.1.2 Các hậu quả của phóng điện sét 83

7.1.3 Bảo vệ chống sét trực tiếp 83

7.2 Chọn hình thức, phạm vi và loại cột chống sét 84

7.3 Các qui định về chống sét 84

7.4 Tính toán chống sét 84

7.4.1 Tính toán cột thu sét 84

7.4.2 Tính toán điện trở nối đất chống sét 85

Chương 8: PHẦN CHUYÊN ĐỀ 87

8.1 Khái niệm chung 87

8.2 Cách giải tổng quát 87

8.3 Dùng sơ đồ phức hợp 90

8.4 Chạm đất kép 91

8.5 Ngắn mạch một pha kèm đứt dây một pha 95

8.6 Khảo sát sự cố phức tạp 96

KẾT LUẬN 100

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

Trang 6

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về phân xưởng mộc

- Phân xưởng mộc có kích thước 110m x 60m bao gồm một khu sản xuất chính với kích thước 5800m2, một văn phòng phân xưởng có kích thước 300m2 và một nhà kho có kích thước 450m2

- Khung nhà xưởng được thiết kế bằng nhà thép tiền chế 2 mái với kích thước mỗi mái 110m x 30m Độ cao đỉnh mái 10m, độ cao diềm mái là 6m, mái được lợp tôn kẽm có sơn màu xanh mặt trên

- Phân xưởng sản xuất chính bao gồm 26 loại máy với 29 máy được phân bố đều trên mặt bằng theo mục đích sản xuất Các thiết bị trong phân xưởng mộc đảm nhiện các chức năng khác nhau từ giai đoạn gia công gỗ ban đầu cho đến khi hoàn thiện sản phẩm

1.2 Tổng quan về cung cấp điện

1.2.1 Mô tả hiện trạng lưới điện khu vực

- Lưới điện cấp cho khu vực phân xưởng mộc là lưới điện ba pha trung thế 22kV

đi trên không với khoảng cách từ lưới đến đầu phân xưởng là 30m

1.2.2 Tổng quan về cung cấp điện cho phân xưởng mộc

- Phân xưởng mộc có sử dụng cả thiết bị ba pha và một pha, do đó yêu cầu hệ thống cung cấp điện cung cấp điện 3 pha 380V và điện áp 1 pha 220V để đưa phân xưởng vào hoạt động

- Phân xưởng mộc được yêu cầu cung cấp điện qua một máy biến áp ba pha đấu Δ/Y, máy biến áp này có nhiệm vụ cấp điện cho phân xưởng mộc và một phân xưởng khác liền kề có công suất 250 + j220kVA hoạt động ổn định

- Căn cứ hiện trạng lưới điện khu vực, vị trí mặt bằng của phân xưởng mộc và phân xưởng liền kề, công trình cung cấp điện cho phân xưởng mộc được thực hiện như sau: Lắp một máy biến áp 3 pha 22kV/0,4kV với dung lượng máy biến áp phù hợp với tổng phụ tải tính toán của hai phân xưởng Mạng điện hạ áp cấp từ máy biến áp đến các

tủ phân phối và các tủ động lực sử dụng cáp ngầm đặt trong ống nhựa chôn dưới đất theo tiêu chuẩn IEC Các thiết bị được liên kết với nhau theo dạng hình tia và liên thông, các tủ động lực được đặt gần tâm các phụ tải Các thiết kế chiếu sáng, an toàn điện và chống sét tuân theo tiêu chuẩn IEC đối với mạng điện được thiết kế

1.2.3 Yêu cầu chung khi thiết kế cung cấp điện

- Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn luôn được cung cấp điện năng với chất lượng và độ an toàn nằm trong phạm vi cho phép

- Một phương án cấp điện được xem là hợp lý khi thỏa mãn các yêu cầu sau:

+ Vốn đầu tư nhỏ, chú ý đến tiết kiệm các vật tư và kim loại hiếm

+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất hộ tiêu thụ

+ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

+ Đảm bảo chất lượng điện năng (điện áp và tần số)

+ Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa

+ Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp

- Những yếu tố đó thường mâu thuẫn với nhau, do đó ta cần kết hợp hài hòa tùy thuộc vào hoàn cảnh cụ thể của đối tượng yêu cầu thiết kế

- Tuy nhiên để đạt được hiệu quả cao trong cung cấp điện người ta thường vạch ra tất cả các phương án có thể có sau đó tiến hành so sánh các phương án với nhau về

Trang 7

phương diện kỹ thuật và kinh tế để tìm ra phương án tối ưu Phương pháp đó gọi là phương pháp so sánh kinh tế kỹ thuật

- Việc thiết kế cung cấp điện theo phương pháp kinh tế kỹ thuật bao gồm những yêu cầu sau:

+ Xác định phụ tải tính toán của từng phân xưởng để đánh giá nhu cầu và chọn phương án cung cấp điện

+ Xác định phương án về nguồn điện

Trang 8

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Bảng 2-1 Bảng thống kê phụ tải toàn bộ phân xưởng mộc

2.1.2 Phân nhóm và xác định tâm phụ tải

2.1.2.1 Mục đích xác định tâm phụ tải

Tâm phụ tải chính là vị trí trung tâm nhất về mặt công suất của nhóm phụ tải được khảo sát Tại vị trí này công suất trên mặt bằng được cân bằng, việc xác định tâm phụ tải nhằm mục đích bố trí dây dẫn hợp lý, tối ưu Nó là cơ sở để lựa chọn vị trí lắp đặt các tủ phân phối và tủ động lực

Trang 9

Để xác định tâm phụ tải, ta dựng hệ trục tọa độ Oxy trên mặt bằng thiết kế cung cấp điện Có thể lựa chọn hệ trục tùy ý theo mặt bằng, tại phân xưởng này ta chọn gốc tọa độ tại góc trái phía dưới của mặt bằng Trục hoành là trục X, trục tung là trục Y

2.1.2.2 Phương pháp xác định tâm phụ tải

Tâm phụ tải được xác định bằng cách phân chia thiết bị ra từng nhóm nhỏ và tìm tâm phụ tải từng nhóm, sau đó lấy kết quả các nhóm này để xác định tâm phụ tải cho toàn bộ phân xưởng

n

i đmi i

P

P x X

1

)(

n

i đmi i

P

P y Y

1

)(

Trong đó:

X, Y : Tọa độ tâm phụ tải của nhóm

xi, yi : Tọa độ từng thiết bị

Pđmi : Công suất định mức của thiết bị

- Tâm phụ tải toàn phân xưởng

n

i

i i

PX

P

P X X

1

)(

n

i i i

PX

P

P Y Y

1

)(

Trong đó:

XPX, YPX : Tọa độ tâm phụ tải toàn bộ phân xưởng

Xi, Y : Tọa độ tâm phụ tải từng nhóm

Pi : Công suất từng nhóm thiết bị

- Phân nhóm theo chế độ làm việc

- Phân nhóm theo cấp điện áp

2.1.2.4 Phân nhóm và xác định tâm phụ tải cho phân xưởng

2 4 Máy bào cuốn 1 8,7 0,6 0,6 40 36,7 348 319,3

3 6 Máy cưa đĩa 1 8,7 0,54 0,67 25 27,8 217,5 241,9

4 7 Máy cưa đĩa 1 8,7 0,54 0,67 25,6 22,8 222,8 198,4

5 8 Khoan đứng 1 4,5 0,5 0,67 56,7 29,4 255,2 132,3

6 9 Máy cắt ngang 1 4,5 0,5 0,67 56,7 23,9 255,2 107,6

7 25 Máy chàm 1 4,5 0,55 0,6 42,4 28,8 190,8 129,6

Trang 11

Để thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành di chuyển TĐL4 đến vị trí có tọa độ (47; 60)

- Tâm phụ tải phân xưởng:

)(5,557

,272,319,304,42

)7,27.2,62()2,31.6,85()9,30.5,45()4,42.86,35()(

1

m P

P X

,272,319,304,42

)7,27.2,46()2,31.4,29()9,30.9,14()4,42.1,28()(

1

m P

P Y

Trong phân xưởng mộc này, các thiết bị trong từng nhóm máy ở mạng điện áp thấp (U

< 1000V) Do đó, lựa chọn phương pháp tính theo hệ số cực đại Kmax (phương pháp tính theo hệ số hiệu quả), phương pháp này có kết quả tương đối chính xác và phù hợp với yêu cầu thực tế

- Hệ số công suất trung bình:

n

i

đmi i

tb

P P

1

)(cos

n

i

đmi sd

đm

tbnh sd

P

P k P

P K

1

)(

- Số thiết bị hiệu quả:

n

i đmi

hq

P

P n

1 2 1

2

)(

- Hệ số công suất tác dụng cực đại:

Trang 12

1+ Nếu: nhq< 4 và n < 4 thì:

Q  



1+ Nếu: nhq< 4 và n ≥ 4 thì:

pti n

i đmi

P 



1

n

i đmi

Q  



1+ Nếu: nhq ≥ 4 thì: Tìm Kmax theo nhq và Ksd

tb đm

Trang 13

I đm (A) I kđ (A)

3,27)(coscos 7

7,22)(

i

đmi sd

đm

tbnh sd

P

P k P

P K

Trang 14

- Số thiết bị hiệu quả

67,295

4,42)

7

1 2

7

1 2

đmi

hq

P

P n

- Hệ số công suất tác dụng cực đại

Với số thiết bị hiệu quả nhq = 6 và hệ số sử dụng Ksd = 0,54: Chọn giá trị Kmax = 1,51 (Tra bảng phụ lục A.2 sách “Hướng dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện” Phan Thị Thanh Bình, Dương Lan Hương, Phan Thị Thu Vân)

- Công suất trung bình của nhóm

)(9,224,42.54,07

1

kW P

K P

i đmi sd

2 2

kVA Q

P

S tt  tt  tt   

- Dòng phụ tải tính toán của nhóm

)(7038,0.3

46

S I

I đm (A) I kđ (A)

Trang 15

3,19)(coscos 7

1,17)(

i

đmi sd

đm

tbnh sd

P

P k P

P K

8,46,198

9,30)

7

1 2

đmi

hq

P

P n

Chọn nhq = 5

)(179,30.55,07

1

kW P

K P

i đmi sd

2 2

kVA Q

P

S tt  tt  tt   

)(2,5338,0.3

35

S I

I đm (A) I kđ (A)

1 15 1 2,8 0,65 0,62 1,7 1,8 7,8 6,9 34,3

2 18 1 4,5 0,3 0,67 3,0 1,4 20,3 10,2 51,0

Trang 16

9,18)(coscos 8

4,13)(

i

đmi sd

đm

tbnh sd

P

P k P

P K

2,74,134

2,31)

8

1 2

đmi

hq

P

P n

Chọn nhq = 7

Với số thiết bị hiệu quả nhq =7 và hệ số sử dụng Ksd = 0,43: Chọn giá trị Kmax = 1,58 (Tra bảng phụ lục A.2 sách “Hướng dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện” Phan Thị Thanh Bình, Dương Lan Hương, Phan Thị Thu Vân)

)(4,132,31.43,08

1

kW P

K P

i đmi sd

2 2

kVA Q

P

S tt  tt  tt   

Trang 17

28

S I

I đm (A)

I kđ (A)

7,16)(coscos 7

2,15)(

i

đmi sd

đm

tbnh sd

P

P k P

P K

61,128

7,27)

7

1 2

đmi

hq

P

P n

)(2,157,27.55,07

1

kW P

K P

i đmi sd



- Công suất tác dụng tính toán của nhóm

Ptt = KmaxPtb = 1,51 15,2 = 23 (kW)

Trang 18

- Công suất phản kháng tính toán của nhóm

232 22

2

kVA Q

P

S tt  tt  tt   

)(6,4838,0.3

32

S I

Bảng 2-11 Bảng tổng hợp các thông số phụ tải động lực của phân xưởng

2.2 Phụ tải chiếu sáng

2.2.1 Thiết kế chiếu sáng cho văn phòng xưởng

2.2.1.1.Phụ tải đèn văn phòng xưởng

Yêu cầu thiết kế:

Đây là văn phòng làm việc của xưởng mộc với các công việc chủ yếu có chức năng là phòng đồ họa, hành chính và phòng họp Do đó phòng có yêu cầu thiết kế chiếu sáng chung đều, cấp độ chiếu sáng A-B, dải độ rọi làm việc 300 – 1000 lux (Bảng B.1 TCVN 7114:2002 “Ecgônômi - nguyên lý Ecgônômi thị giác chiếu sáng cho hệ thống làm việc trong nhà)

e Chọn khoảng nhiệt độ màu:

- Tm = 2900 ÷ 4200 (0K) theo đồ thị đường cong Kruithof

Trang 19

o Kiểm tra sai số quang thông:

∆Φ% = ộđè Φ á ó / ộ− Φổ

Φ ổ = 42 6700 − 279850

279850 100% = 0,88%

Kết luận: Sai số chấp nhận được vì nằm trong khoảng -10% ÷ 20%

p Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

Trang 20

m n

a l

a

- Khoảng cách giữa các đèn theo chiều rộng b:

)(5,26

15

m n

b l

- Loại đèn: Đèn huỳnh quang ống thẳng có các thông số: (PL1.3 QCXDVN 09: 2005

“các công trình sử dụng năng lượng hiệu quả”)

Pđèn

(W)

Đường

kính (mm)

Chiều dài (mm)

Hđèn tối thiểu (Lm/W)

Tổn thất ballast (%)

Trang 21

2 2

kVA Q

P

S ttcs  ttcs  ttcs   

- Mật độ công suất chiếu sáng:

) / ( 5 , 10 300

10 15 ,

2.2.1.2 Phụ tải ổ cắm văn phòng xưởng

Nhu cầu phụ tải ổ cắm tại văn phòng làm việc của xưởng bao gồm các thiết bị công suất nhỏ như máy tính, máy in, máy nước nóng, tủ lạnh…

- Chọn loại ổ cắm: chọn loại ổ cắm 10A, và cos = 0,8; tg = 0,75

- Số lượng ổ cắm: n = 12 ổ

- Phân bố trên 3 pha: phân bố đều trên 3 pha, mỗi pha 4 ổ

- Công suất biểu kiến của một ổ cắm trên một pha

- Công suất biểu kiến trên một pha

Sđèn 1pha = n1phaKđtKsdIđmUpha = 4 0,2 0,7.10 0,22 =1,23 (kVA)

- Công suất biểu kiến trên 3 pha

Sđèn 3pha = 3Sđèn 1pha = 3 1,23 = 3,69 (kVA)

- Công suất tác dụng trên 3 pha

Pđèn 3 pha = cosSđèn 3pha = 0,8 3,69 = 2,95 (kW)

- Công suất phản kháng trên 3 pha

Qđèn 3pha = Pđèn 3phatg = 2,95 0,75 = 2,21 (kVAr)

- Dòng điện tính toán

)(6,53.38,0

69,3

S I

đm

đen

2.2.1.3 Phụ tải lạnh văn phòng xưởng

Chỉ có văn phòng của nhà xưởng có lắp đặt hệ thống lạnh với các thông số:

- Diện tích: S = 20 15 = 300 (m2)

- Chọn công suất lạnh: Planh/1 máy = 9000 BTU/h/ 16 m2

- Công suất máy lạnh được chọn:

h BTU

S

P lanh 168750 /

16

9000.30016

9000

Loại máy : một chiều lạnh Inverter (đời máy 2010)

Công suất làm lạnh : 18100 BTU/h

Kiểu máy : kiểu treo tường

Mã số máy : CS-S18MKH-8

Điện áp định mức : 220V

Trang 22

- Số lượng máy lạnh được chọn:

máy P

P n

máy lanh

lanh

3,918100

1687501

,0

44,1.8,0.8,0.3

- Công suất phản kháng trên 3 pha

Qttml 3pha = Pttml 3phatg = 10,38 0,75 = 7,79 (kVAr)

)(1379,738,

2 2

kVA Q

P

S ttml  ttml  ttml   

- Dòng điện tính toán

)(75,193.38,0

133

3

A U

S I

đm

pha ttml

2.2.1.4 Phụ tải quạt văn phòng xưởng

Quạt được dùng trong văn phòng phân xưởng là loại quạt hút âm trần có thông số:

0 2 2

2 3 2

3

Phụ tải chiếu sáng tổng hợp của văn phòng xưởng:

Trang 23

2 2

kVA Q

P

)(53,273.38,0

12,18

S I

- Khoảng cách tối đa cho phép của các đèn trong một dãy: Ldọc max = 1,6htt

- Khoảng cách tối đa cho phép giữa các dãy đèn: Lngang max = 1,9htt

- Chọn chỉ số địa điểm K = 3

j Hệ số bù:

Trang 24

- Phòng ít bụi, đèn huỳnh quang chọn hệ số bù: d = 1,25

∆Φ% = ộđè Φ á ó / ộ− Φổ

Φ ổ = 18 2 3450 − 133930

133930 100% = −7,3%

Kết luận: Sai số chấp nhận được (nằm trong khoảng -10% ÷ 20%)

25

m n

a l

a

)(63

18

m n

b l

b

Phân bố các bộ đèn đều trên 3 pha mỗi pha gồm 7 bộ đèn

Trang 25

Hình 2-2 Phân bố chiếu sáng nhà kho dụng cụ

r Xác định phụ tải chiếu sáng

Pđèn

(W)

Đường

kính (mm)

Chiều dài (mm)

Qcs kho = Pcs kho tgbộđèn = 1,35 0,33 = 0,44 (kVAr)

- Công suất biểu kiến:

)(3,344,035,

2 2

kVA Q

P

) / ( 3 450

10 35 ,

2.2.3 Thiết kế chiếu sáng cho khu xưởng sản xuất

Tổng diện tích nhà xưởng cần chiếu sáng có điện tích:

S = 6600 – Svp – Skh – Spvs = 6600 – 300 – 450 – 12,5 4 = 5800 (m2)

Trong đó:

S : diện tích khu nhà xưởng sản xuất

6600 : diện tích toàn bộ phân xưởng

Svp : diện tích khu văn phòng nhà xưởng

Skh : diện tích kho thiết bị

Trang 26

Spvs : diện tích phòng vệ sinh

Khu nhà xưởng sản xuất được chia thành 3 khu, và hai khu vệ sinh với 4 phòng vệ sinh với cùng yêu cầu chiếu sáng nhưng diện tích khác nhau do sự chiếm diện tích của văn phòng nhà xưởng và kho thiết bị Gọi 3 khu này là khu sản xuất I, khu sản xuất II, khu sản xuất III và nhà vệ sinh với diện tích được yêu cầu chiếu sáng:

c Độ rọi yêu cầu:

Đây là xưởng mộc với các công đoạn gia công gỗ chủ yếu là cưa thô, định cỡ, bào, tiện, phay, chà nhám…và ghép hình Các máy được lắp đặt xen kẽ nhau để thuận tiện cho việc sản xuất do đó độ rọi yêu cầu được chọn cho toàn phân xưởng là: Etc = 300 (lux)

d Chọn hệ số chiếu sáng:

- Để đảm bảo độ rọi đồng đều cho toàn bộ xưởng làm việc ta chọn hệ chiếu sáng chung đều

h Phân bố các bộ đèn:

Trang 27

∆Φ% = ộđè Φ á ó / ộ− Φổ

Φ ổ = 465 2 3450 − 3169286

3169286 100% = 1,23% Kết luận: Sai số chấp nhận được (nằm trong khoảng -10% ÷ 20%)

85

m n

a l

a

Trang 28

)(33,318

60

m n

b l

- Chọn chỉ số địa điểm K = 4

j Hệ số bù:

- Xưởng nhiều bụi, đèn huỳnh quang chọn hệ số bù: d = 1,45

k Tỷ số treo:

Trang 29

j = h′

h′+ h =

2

2 + 3,2 ≈ 0,38 Chọn tỷ số treo:

∆Φ% = ộđè Φ á ó / ộ− Φổ

Φ ổ = 64 2 3450 − 431801

431801 100% = 2,27% Kết luận: Sai số chấp nhận được (nằm trong khoảng -10% ÷ 20%)

27

m n

a l

a

)(125,38

25

m n

b l

Trang 30

- Trần tôn màu trắng có hệ số phản xạ : ρtr = 0,7

- Tường nhà sơn màu trắng nhạt có hệ số phản xạ : ρtg = 0,7

- Sàn xi măng có hệ số phản xạ : ρlv = 0,3

Trang 31

∆Φ% = ộđè Φ á ó / ộ− Φổ

Φ ổ = 8 2 3450 − 49844

49844 100% = 10,7%

Kết luận: Sai số chấp nhận được (nằm trong khoảng -10% ÷ 20%)

11

m n

a l

a

)(5,22

5

m n

b l

b

 Xác định phụ tải chiếu sáng cho toàn bộ ba khu sản xuất

Loại đèn: Đèn huỳnh quang ống thẳng có các thông số: (PL1.3 QCXDVN 09: 2005

Pđèn

(W)

Đường

kính (mm)

Chiều dài (mm)

Trang 32

nkhu1 : tổng số bộ đèn khu III

40 2 2 2

2

kVA Q

P

)/(93,65800

h Phân bố các bộ đèn:

Trang 33

- Cách trần: h’ = 0 (m)

- Bề mặt làm việc: h” = 0,8 (m)

- Chiều cao đèn so với bề mặt làm việc: htt = 4 – 0,8 = 3,2 (m)

- Do phòng vệ sinh có diện tích nhỏ và trong mỗi phòng lại chia làm 3 phòng nhỏ hơn với diện tích mỗi phòng là 1,4 x 1,3 = 1,82 (m2) cón lại là khu rửa tay Do đó để thuận lợi cho thiết kế ta chọn mật độ chiếu sáng cho phòng vệ sinh là 10 W/m2

- Chọn bóng đèn huỳnh quang 0,6 m có công suất 18W để chiếu sáng cho từng phòng vệ sinh nhỏ

- Diện tích khu rửa tay = 4 3,8 – 3 1,82 = 9,74 (m2)

- Công suất chiếu sáng chọn cho khu rửa tay: 9,74 10 = 97,4 (W)

- Chọn 2 bóng đèn huỳnh quang 1,2 m – 36W và 1 bóng đèn 0,6m – 18W chiếu sáng cho khu rửa tay với tổng công suất là: 36 2 + 18 = 90 (W)

- Ngoài ra trong mỗi phòng vệ sinh còn có 1 quạt hút gió âm trần với công suất 20 (W) được lắp song song với ba bóng đèn khu rửa tay

- Phân bố mỗi bóng đèn 0,6m – 18W đều cho mối phòng và ba bóng đèn chiếu sáng cho khu rửa tay đều trên bề mặt diện tích

- Vậy tổng số bộ đèn cho 4 phòng vệ sinh là:

Bộ đèn 36W : 4 2 = 8 bộ đèn

Bộ đèn 18W : 4 4 = 16 bộ đèn

Quạt hút gió : 4.1 = 4 quạt

i Xác định phụ tải chiếu sáng

Pđèn

(W)

Đường

kính (mm)

Chiều dài (mm)

- Loại ballast: Điện tử

Bóng công suất 36W: Pballast36W = 4% Pđèn = 4% 36 = 1,44 (W)

Bóng công suất 18W: Pballast18W = 4% Pđèn = 4% 18 = 0,72(W)

0 2 2

2 2

kVA Q

P

Trang 34

2.2.3.5 Phụ tải ở cắm cho khu phân xưởng sản xuất

- Chọn loại ổ cắm: chọn loại ổ cắm 10A, và cos = 0,8; tg = 0,75

- Số lượng ổ cắm: n = 18 ổ

- Phân bố trên 3 pha: phân bố đều trên 3 pha, mỗi pha 6 ổ

- Công suất biểu kiến của một ổ cắm trên một pha

- Công suất biểu kiến trên một pha

Sổ cắm 1pha = n1phaKđtKsdIđmUđm = 6 0,2 0,7.10 0,22 =1,85 (kVA)

55,5

S I

đm

cam o

2.2.3.6 Phụ tải ở quạt phân xưởng sản xuất

Do phân xưởng mộc có diện tích khá lớn, trung bình mỗi tủ chiếu sáng được thiết kế điều khiển chung cho 700m2 Với diện tích như vậy cần thiết kế số lượng quạt đảm bảo cho công nhân làm việc mà không quá lãng phí về điện năng Chọn 3 quạt/TCSPP

Với 7 TCSPP số lượng quạt cần chọn cho cả khu sản xuất của phân xưởng mộc là:

n = 3 7 = 21 quạt Thông số quạt, hệ số đồng thời và hệ số sử dụng của 21 quạt được chọn

Pđm : 0,5 (HP) = 0,37 (W)

Uđm : 220 (V) cos : 0,8 tg : 0,75

Ksd : 0,8

Kđt : 0,8 Công suất 21 quạt

Pquạt = n Ksd Kđt Pđm = 21 0,8 0,8 0,37 = 4,97 (kW)

Qquạt = Pquạt tg = 4,97 0,75 = 3,73 (kVAr)

)(21,673,397,

4 2 2

2 2

kVA Q

P

 Phụ tải chiếu sáng tổng hợp của khu sản xuất

Pcssx = Kđt (Pđèn sx + Pđèn vs + Pổ cắm sx + Pquạt sx)

= 0,9 (40,2 + 0,68 + 4,44 + 4,97) = 45,26 (kW)

Trang 35

Qcssx = Kđt (Qđèn sx + Qđèn vs + Qổ cắm sx + Qquạt sx)

= 0,9 (13,27 + 0,22 + 3,33 + 3,73) = 18,5 (kW)

)(9,495,1826,

45 2 2 2

2

kVA Q

P

)(3,743.38,0

9,48

S I

Bảng 2-12 Bảng tổng hợp công suất các TCS phân phối

 Phụ tải chiếu sáng tổng hợp của phân xưởng

Pcs = Kđt (Pcsvp + Pcs kho + Pcssx) = 0,9 (15,05 + 1,35 + 45,26) = 55,5 (kW)

Qcs = Kđt (Qcsvp + Qcs kho + Qcssx) = 0,9 (10,1 + 0,44 + 18,5 ) = 26,14 (kVAr)

)(35,6114,265,

55 2 2

2 2

kVA Q

P

)(21,9338,0.3

35,61

*

S I

đm

cs

9,035,61

5,55

2.3 Phụ tải tổng hợp của phân xưởng

Phụ tải tổng hợp của phân xưởng mộc được cấp vào một tủ phân phối chính sau đó được cấp đi 5 tủ động lực trong đó có 4 tủ động lực cho động cơ và 1 tủ chiếu sáng

Trang 36

144 2 2

2 2

kVA Q

P

)(2,27438,0.3

5,180

*

S I

9,144



S P Cos 

Trang 37

CHƯƠNG III: CHỌN TRẠM BIẾN ÁP VÀ NGUỒN DỰ PHÒNG

3.1 Chọn máy biến áp

3.1.1 Tổng quan

Máy biến áp (MBA) dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện Đối với hệ thống trạm biến áp hạ áp có hai loại sau:

- Trạm biến áp trung gian bao gồm 1 hay nhiều MBA trung gian, trạm này nhận điện

từ hệ thống điện có điện áp 110÷220kV biến đổi thành cấp điện áp nhỏ hơn 22kV, 15kV hay 6kV

- Trạm biến áp phân xưởng bao gồm 1 hay nhiều MBA phân xưởng có chức năng biến đổi điện áp được lấy từ trạm biến áp trung gian thành cấp điện áp phù hợp cho phụ tải phân xưởng Đối với loại MBA này thường có điện áp phía sơ cấp là 22kV, 15kV hoặc 6kV, còn phía thứ cấp có các cấp điện áp 220/127V, 380/220V hoặc 660V

3.1.2 Chọn vị trí, số lượng và công suất MBA

- Yêu cầu về vị trí lắp đặt MBA

+ Gần tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện

+ An toàn cung cấp điện liên tục

+ Thao tác vận hành và bảo dưỡng dễ dàng

+ Thuận tiện trong việc phòng chống cháy nổ, bụi bặm, ăn mòn của khí và hóa chất + Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí bảo dưỡng hàng năm

- Yêu cầu về số lượng và công suất MBA

+ An toàn cấp điện liên tục

+ Đáp ứng đủ công suất của phụ tải và yêu cầu về phát triển phụ tải trong tương lai + Sơ đồ đấu dây của trạm nên đơn giản

3.1.3 Chọn MBA cho xưởng mộc

Xưởng mộc được cấp điện từ một MBA cách xưởng 30m, MBA này có vai trò cấp điện cho xưởng mộc và một xưởng liền kề có công suất 250 + j220 kVA

Yêu cầu chọn một máy biến áp dùng chung cho cả hai phân xưởng đảm bảo các điều kiện về công suất, an toàn và nhu cầu phát triển phụ tải của cả hai phân xưởng trong tương lai Cả hai phân xưởng được cấp điện từ MBA qua một tủ phân phối chính cho cả hai nhà xưởngđặt ngay sau MBA

Cấp điện áp yêu cầu chọn MBA: 22/0,4 kV

Gọi xưởng mộc A và xưởng liền kề là B ta có:

2502 2

2 2

kVA Q

P

- Công suất tổng hợp của hai xưởng

+ Công suất tác dụng tổng của hai xưởng

)(4,355)2509,144(.9.0)



Trang 38

+ Công suất biểu kiến tổng của hai xưởng

)(8,4618

,2944

,

355 2 2

2 2

kVA Q

8,461

*

S I

đm

tt

+ Hệ số công suất tổng hợp của hai phân xưởng

)(77,08,461

4,355

S P

Trọng lượng (kg)

500 22/0,4 1000 7000 4 1535-930-1625 1695

Trong đó:

ΔPa : tổn hao không tải

Io : dòng điện không tải

- Công suất dự phòng : 440 (kVA)

- Công suất liên tục : 400 (kVA)

- Điện áp : 220/308 (V)

- Tần số : 50 (Hz)

3.3 Chọn hệ thống ATS (Automatic Transfer Switch)

ATS là thiết bị chuyển mạch tự động, nó là thiết bị kết nối giữa máy phát và MBA với phụ tải Tự động đóng nguồn điện dự phòng (máy phát) khi nguồn điện cung cấp từ lưới điện quốc gia qua MBA đến phụ tải bị mất và tự động cắt nguồn dự phòng cấp lại nguồn điện từ lưới khi lưới điện hoạt động trở lại

Hệ thống ATS ngoài chức năng đóng cắt chính còn đảm bảo chức năng bảo vệ nguồn chính mất pha, thâp áp, quá áp… duy trì khoảng thời gian tác động khi chuyển mạch

Trang 39

3.4.1 Chọn dây dẫn từ lưới trung thế đến MBA

Chọn theo SđmMBA = 500 kVA

- Dòng điện làm việc lớn nhất

)(12,1322.3

5003

U

S I

đm

đmMBA

- Điều kiện chọn dây : Icp ≥ Ilvmax

Chọn dây dẫn trung thế từ lưới điện đến MBA có cấp điện 22kV có thông số:

Loại cáp : Ruột nhôm

Cấp điện áp : 22 kV

Tiết diện : 25 mm2

Vỏ bọc : Chì

Iđm : 95 A

3.4.2 Chọn sứ đỡ dây dẫn từ lưới trung thế đến MBA

Căn cứ vào cấp điện áp trung thế 22kV, chọn sứ cách điện Minh Long 2 trong khu vực làm việc bình thường có thông số:

- Hãng sản xuât : Công ty gốm sứ Minh Long 2

- Điện áp phóng điện khô : 93 (kV)

- Điện áp phóng điện ướt : 72 (kV)

- Điện áp đánh thủng : 160 kV) (kV)

- Điện áp phòng điện xung – xung dương : 190 (kV)

- Điện áp phóng điện xung – xung âm : 226 (kV)

- Dòng điện làm việc lớn nhất : 200 (A)

- Nhiệt độ môi trường cực đại : 450C

- Trọng lượng : 8,7 (kg)

3.4.4 Chọn thiết bị bảo vệ sét đánh

Trang 40

Chống sét van có nhiệm vụ chống sét đánh từ ngoài đường dây trên không truyền vào trạm biến áp và trạm phân phối Chống sét van có thể đặt trước FCO hoặc trước dao cách

Định dạng
Số trang	106
Dung lượng	1,52 MB