Thiết kế Cung cấp điện cho trường đại học:

Đồ án cung cấp điện: Thiết kế Cung cấp điện cho trường đại học :• Khu giảng đường gồm 1 dãy nhà 11 tầng có diện tích mỗi sàn: 50x30x4,5m • Khu thực hành cơ khí gồm 1 phân xưởng: Diện tích 60x40x7m II. Nội dung phần thuyết minh: • Tính toán phụ tải điện • Vạch phương án cung cấp điện • Lựa chọn phần tử của sơ đồ cấp điện • Thiết kế chiếu sáng cho 2 dãy nhà giảng đường và xưởng cơ khí • Lựa chọn tụ bù để nâng cao cos • Thiết kế nối đất cho xưởng thực hành cơ khí • Thiết kế chống sét cho xưởng thực hành cơ khí III. Bản vẽ • Bản vẽ sơ đồ nguyên lý cung cấp điện • Bản vẽ nguyên lý chiếu sáng px • Bản vẽ mặt bằng chiếu sáng cho một tầng nhà giảng đường • Bản vẽ mặt bằng chiếu sáng cho xưởng thực hành cơ khí

Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh TRƯỜNG ĐHCN VIỆT HUNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐT-CNTT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BỘ MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Số 18 Họ và tên sinh viên : Ngô Văn Thoi Lớp : 35 ĐHCCĐ Ngành : Công nghệ kỹ thuật Điện, Điện tử Giáo viên hướng dẫn: Trịnh Cường Thanh Ngày giao đề tài : 01/4/2015 Ngày hoàn thành : 25/5/2015 I. Tên đề tài Thiết kế Cung cấp điện cho trường đại học: • Khu giảng đường gồm 1 dãy nhà 11 tầng có diện tích mỗi sàn: 50x30x4,5m • Khu thực hành cơ khí gồm 1 phân xưởng: Diện tích 60x40x7m Danh sách thiết bị như bảng 1 Sơ đồ mặt bằng như hình 1 II. Nội dung phần thuyết minh: • Tính toán phụ tải điện • Vạch phương án cung cấp điện • Lựa chọn phần tử của sơ đồ cấp điện • Thiết kế chiếu sáng cho 2 dãy nhà giảng đường và xưởng cơ khí • Lựa chọn tụ bù để nâng cao cos • Thiết kế nối đất cho xưởng thực hành cơ khí • Thiết kế chống sét cho xưởng thực hành cơ khí III. Bản vẽ • Bản vẽ sơ đồ nguyên lý cung cấp điện • Bản vẽ nguyên lý chiếu sáng px • Bản vẽ mặt bằng chiếu sáng cho một tầng nhà giảng đường • Bản vẽ mặt bằng chiếu sáng cho xưởng thực hành cơ khí Ngày tháng năm 2015 Thông qua bộ môn Giáo viên hướng dẫn Lê Đức Dũng SVTH : Ngô Văn Thoi Trịnh Cường Thanh 1 ĐHCN Việt Hung Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh DỮ LIỆU ĐỀ TÀI -Từ tầng 1 đến tầng 2 là khu hành chính, tầng 3 đến 5 mỗi tầng đều có 6 phòng học có sức chứa 70 chỗ và 1 giảng đường 200 chỗ, một phòng trờ giáo viên. Tầng 6, 7 gồm các phòng thí nghiệm, mỗi tầng có 6 phòng, tầng 8,9 làm phòng học ngoai ngữ, mỗi tầng có 6 chuyên dụng và một văn phòng tổ môn, một giảng đường 300 chỗ, tầng 10 làm thư viện gồm khu vực mượn sách và 3 phòng đọc, tầng 11 là hội trường. Ngoài ra tòa nhà còn có 2 thang máy có công suất 7kw, hai máy bơm 3kw .Kích thước các phòng như sau: - Phòng 80 chỗ : dài 15m rộng 8m - Giảng đường 200 chỗ: có chiều dài là 16m chiều rộng là 12m - Giảng dường 300 chỗ có chiều dài là 24m chiều rộng là 12m - Hội trường có diện tích là dài là 40 chiều rộng là 25m - Khu hành chính có 5 phòng 81m2, 3 phòng 60m2 - Phòng trờ giáo viên 60m2, văn phòng bộ môn 80m2 - Thư viện 3 phòng, mỗi phòng 150m2 2. Các phòng học , giảng đường được trang bị các thiết bị điện như : đèn huỳnh quang, quạt trần , máy chiếu , loa-âm li, ổ cắm điện,ổ cắm âm thanh , thiết bị đóng cắt và bảo vệ. - Hội trường dành cho hội họp văn nghệ có các thiết bị gồm : hệ thống máy điều hòa , quạt công nghiệp , hệ thống chiếu sáng , âm thanh sân khấu….. - Các phòng hành chính, thư viện có các tải điện như : máy tính , máy in ,máy fax, máy photo , máy lạnh ....và một số thiết bị thư giãn. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 2 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh PHỤ TẢI CỦA XƯỞNG THỰC HÀNH CƠ KHÍ (Bảng 1) STT TÊN THIẾT BỊ KÝ HIỆU SỐ LƯỢNG Pđm (KW) Cos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 5 1 4 2 6 7 10 9 8 7,5 5,5 5,5 4 5,5 2,2 7,5 3 4 2,2 0.8 0.7 0.85 0.75 0.7 0.8 0.75 0.7 0.85 0.8 Máy bào Máy phay Máy tiện Máy khoan Máy doa Máy mài Máy ép Máy Cầu trục Quạt gió 3 2 3 3 2 3 2 2 2 2 Ghi chú Mặt bằng bố trí thiết bị 9 1 1 6 3 3 7 5 4 8 5 10 3 4 7 9 4 10 1 2 9 8 6 2 LỜI CẢM ƠN SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 3 6 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ,đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè.Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Trịnh Cường Thanh, đã giúp em rất nhiều trong việc tìm hiểu và thực hiện đề tài này.Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường ĐH CN Việt Hung nói chung, các thầy cô trong khoa nói riêng đã giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điềukiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Hà Nội , ngày 01 tháng 05 năm 2015 Sinh Viên Thực Hiện Ngô Văn Thoi ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT – HUNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA:Điện-Điện Tử-CNTT Độc lập - Tự do – Hạnh phúc SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 4 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành : Cung Cấp Điện (Nhận xét của GV hướng dẫn Nhận xét của GV phản biện ) Họ tên sinh viên: Ngô Văn Thoi Tên đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho trường đại học ” Người nhận xét (họ tên, học hàm, học vị): ………………………………………… Đơn vị công tác (nếu có): ……………………...…………………………………. Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Về nội dung & đánh giá thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 2. Về phương pháp nghiên cứu, độ tin cậy của các số liệu: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 3. Về kết quả của đề tài: SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 5 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 4. Những thiếu sót và vấn đề cần làm rõ (nếu có): …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 5. Ý kiến kết luận (mức độ đáp ứng yêu cầu đối với ĐA/KL tốt nghiệp, cho điểm đánh giá) …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 6. Câu hỏi người nhận xét dành cho học viên (nếu có): …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………….. Ngày………tháng……..năm…….. NGƯỜI NHẬN XÉT (chữ ký & họ tên) SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 6 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT – HUNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA: Điện - Điện Tử - CNTT Độc lập - Tự do – Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành : Cung Cấp Điện (Nhận xét của GV hướng dẫn Nhận xét của GV phản biện ) Họ tên sinh viên: Ngô Văn Thoi Tên đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho trường đại học ” Người nhận xét (họ tên, học hàm, học vị): ………………………………………… Đơn vị công tác (nếu có): ……………………...…………………………………. Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Về nội dung & đánh giá thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 2. Về phương pháp nghiên cứu, độ tin cậy của các số liệu: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………….. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 7 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 3. Về kết quả của đề tài: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 4. Những thiếu sót và vấn đề cần làm rõ (nếu có): …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 5. Ý kiến kết luận (mức độ đáp ứng yêu cầu đối với ĐA/KL tốt nghiệp, cho điểm đánh giá) …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 6. Câu hỏi người nhận xét dành cho học viên (nếu có): …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Ngày………tháng……..năm…….. NGƯỜI NHẬN XÉT (chữ ký & họ tên) SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 8 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Chia nhóm động cơ........................................................................................21 Bảng 1.2 : Động cơ nhóm 1...........................................................................................23 Bảng 1.3 : Động cơ nhóm 2...........................................................................................24 Bảng 1.4 : Động cơ nhóm 3...........................................................................................26 Bảng 1.5 : Tính toán phụ tải điện cho px sửa chữa cơ khí ............................................27 Bảng 2.1 : Thông số kĩ thuật của MBA ........................................................................35 Bảng 2.2 : Phân phối phụ tải từng MBA PA1...............................................................36 Bảng : 2.3 phân phối phụ tải từng MBA PA2...............................................................38 Bảng 2.4 Chọn áptomát.................................................................................................41 Bảng 2.5 : Bảng chọn dây dẫn và cầu trì.......................................................................44 Bảng 3.1 : Bảng tính toán cho 11 tầng..........................................................................58 Bảng 3.2 : Chọn Áptômát cho các phòng.....................................................................59 Bảng 4.1 : Ưu khuyết điểm của hai loại thiết bị...........................................................76 SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 9 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh DANH MỤC HÌNH VẼ. Hình 1.1 : Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho đại học..................................................46 Hình 1.2 : Sơ đồ nguyên lý cấp điện tầng 1................................................................. 47 Hình 2.1 : Bố trí đèn trên mặt bằng và mặt đứng...........................................................51 Hình 2.2 : Sơ đồ nguyên lý chiếu sáng phân xưởng thực hành cơ khí .........................54 Hình 2.3 : Sơ đồ mặt bằng chiếu sáng phân xưởng thực hành cơ..................................55 Hình 2.4 : Sơ đồ mặt bằng chiếu sáng tầng 1 nhà 11 tầng.............................................61 Hình 3.1 : Bố trí hệ thống cột chống sét cho phân xưởng cơ khí .................................81 Hình 3.2 : Phạm vi bảo vệ của cặp thu sét 1 – 2............................................................82 Hình 3.3 : Phạm vi bảo vệ của cặp thu sét 1 và 5.........................................................83 Hình 3.4 : Phạm vi bảo vệ của cặp thu sét 5 và 6..........................................................84 Hình 3.5 : Phạm vi bảo vệ của cặp thu sét 2 và 6..........................................................85 Hình 3.6 : Phạm vi của nhóm cột chống sét 1 – 2 – 5 – 6..............................................86 SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 10 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................................................................3 NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC.........................................................................................................5 Bảng 1.4 : Động cơ nhóm 3...........................................................................................26.......................9 Bảng 1.5 : Tính toán phụ tải điện cho px sửa chữa cơ khí ............................................27......................9 Bảng 2.1 : Thông số kĩ thuật của MBA ........................................................................35.......................9 MỤC LỤC......................................................................................................................................................................11 PHẦN NỘI DUNG..............................................................................................................................................14 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN.........................................................................14 1.1 Khái quát về cung cấp điện.......................................................................................................................14 1.2 Phân tích yêu cầu cung cấp điện cho hộ phụ tải........................................................................................14 1.3 Phân nhóm phụ tải.....................................................................................................................................15 1.4 Xác định tâm phụ tải ................................................................................................................................16 1.5 Xác định phụ tải tính toán.........................................................................................................................16 1.5.1 Khái niệm chung................................................................................................................................16 1.5.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán......................................................................................18 1.5.2.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq hay phương pháp sắp xếp biểu đồ)...................................................................18 1.5.2.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích sản xuất...............20 1.5.2.3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.................................................21 1.5.2.4 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm. ................................................................................................................................................................22 1.5.3 Chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán...................................................................................22 1.5.4 Dự báo phụ tải điện............................................................................................................................22 CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN TRƯỜNG ĐẠI HỌC.............................................................24 2.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng thực hành cơ khí...................................................................24 2.1.1 Phân nhóm phụ tải..............................................................................................................................24 2.1.2 Tính toán phụ tải từng nhóm..............................................................................................................25 2.1.2.1 Tính toán phụ tải nhóm 1............................................................................................................25 2.1.2.2 Tính toán phụ tải nhóm 2............................................................................................................27 Bảng 1.3 : Động cơ nhóm 2...................................................................................................................27 2.1.2.3 Tính toán phụ tải nhóm 3............................................................................................................28 Bảng 1.4 : Động cơ nhóm 3...................................................................................................................28 2.1.2.4 Tổng hợp phụ tải của các nhóm..................................................................................................29 Bảng 1.5 : Tính toán phụ tải điện cho px sửa chữa cơ khí....................................................................29 2.1.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng thực hành cơ khí........................................................29 2.1.4 Phụ tải tính toán toàn bộ phân xưởng thực hành cơ khí.....................................................................30 2.2 Xác định phụ tải tính toán khu giảng đường (nhà 11 tầng)...................................................................30 2.2.1 Tính toán phụ tải khu hành chính 2 tầng (tầng 1, tầng 2)..................................................................30 2.2.2 Tính toán phụ tải khu phòng học 3 tầng (tầng 3, tầng 4 và tầng 5)...................................................31 2.2.3 Tính toán phụ tải khu thí nghiệm 2 tầng (tầng 6, tầng 7)...................................................................32 2.2.4 Tính toán phụ tải khu học ngoại ngữ 2 tầng (tầng 8, tầng 9).............................................................32 2.2.5 Tính toán phụ tải thư viện (tầng 10)...................................................................................................33 2.2.6 Tính toán phụ tải hôi trường (tầng 11)...............................................................................................33 SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 11 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 2.2.7 Phụ tải tính toán toàn bộ khu giảng đường (nhà 11 tầng)..................................................................34 2.3 Phụ tải tính toán trường học......................................................................................................................35 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC...........................................................36 3.1 Đặt vấn đề..................................................................................................................................................36 3.2 Vạch các phương án cấp điện....................................................................................................................36 3.3 Chọn các phần tử của sơ đồ cung cấp điện................................................................................................41 3.3.1 Chọn trạm biến áp..............................................................................................................................41 3.3.2 Chọn máy cắt đầu vào MBA..............................................................................................................41 3.3.3 Chọn cầu dao cách ly.........................................................................................................................41 3.3.4 Tủ phân phối......................................................................................................................................41 3.3.4.1 Chọn áptomát tổng......................................................................................................................41 3.3.4.2 Chọn áptomát nhánh...................................................................................................................41 3.3.5 Chọn thanh cái phía hạ áp..................................................................................................................43 3.3.6 Tính chọn cho cầu chì và dây dẫn đến các máy sản xuất...................................................................43 3.3.7 Chọn đường dây trên không cấp điện vào nhà trường.......................................................................45 3.3.8 Chọn tủ điện tổng cho 2 nhà..............................................................................................................46 CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ MẠNG CHIẾU SÁNG.................................................................................................48 4.1 Đặt vấn đề..................................................................................................................................................48 4.2 Thiết kế chiếu sáng phân xưởng thực hành cơ khí....................................................................................50 4.2.1 Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung................................................50 4.2.2 Lựa chọn thiết bị điện chiếu sáng phân xưởng..................................................................................51 4.3 Thiết kế chiếu sáng khu giảng đường (nhà 11 tầng).................................................................................55 4.3.1 Thiết kế cho tầng 1 (tầng 2)...............................................................................................................55 4.3.2 Tính toán cho các tầng còn lại...........................................................................................................57 4.3.3 Tính toán và lựa chọn áp tô mát, dây dẫn cho các tầng.....................................................................57 4.4 Tính toán ngắn mạch.................................................................................................................................61 4.4.1 Mục đích của việc tính toán ngắn mạch.............................................................................................61 4.4.2 Sơ đồ thay thế.....................................................................................................................................62 4.4.2.1 Tính ngắn mạch tại N1...............................................................................................................63 4.4.2.2 Tính ngắn mạch tại N2...............................................................................................................63 4.4.2.3 Tính ngắn mạch tại N3...............................................................................................................64 4.4.2.4 Tính ngắn mạch tại N4...............................................................................................................65 4.4.2.5 Tính ngắn mạch tại N5...............................................................................................................65 4.4.3 Kiểm tra thiết bị điện.........................................................................................................................66 CHƯƠNG 5. LỰA CHỌN TỤ BÙ ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ THIẾT KẾ NỐI ĐẤT, CHỐNG SÉT CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ....................................................................................................................67 5.1 . Lựa chọn tụ bù để nâng cao công suất.....................................................................................................67 5.1.1 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosϕ........................................................................................67 5.1.2 Chọn thiết bị bù......................................................................................................................................68 5.1.3 Tính chọn dung lượng bù.......................................................................................................................73 5.2 Thiết kế nối đất cho phân xưởng cơ khí....................................................................................................75 5.3Thiết kế chống sét cho phân xưởng cơ khí.................................................................................................76 SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 12 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh PHẦN MỞ ĐẦU Ngày nay điện năng là một thứ thiết yếu nó đã tham gia vào mọi lĩnh vực của cuộc sống từ công nghiệp đến sinh hoạt. Bởi vì điện năng có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác (nhiệt cơ hoá...) dễ dàng truyền tải và phân phối. Chính vì vậy điện năng được ứng dụng rất rộng rãi. Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển các đô thị và khu dân cư. Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai . Điều này đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất và sinh hoạt. Đặc biệt hiện nay theo thống kê sơ bộ điện năng tiêu thụ bởi các xí nghiệp chiếm tỷ lệ hơn 70% điện năng sản suất ra (nhìn chung tỷ số này phụ thuộc vào mức độ công nghiệp hoá của từng vùng. Điều đó chứng tỏ việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp là một bộ phận của hệ thống điện khu vực và quốc gia, nằm trong hệ thống năng lượng chung phát triển theo qui luật của nền kinh tế quốc dân. Ngày nay do công nghiệp ngày cần phát triển nên hệ thống cung cấp điện xí nghiệp, nhà máy càng phức tạp. Để thiết kế được thì đòi hỏi người kỹ sư phải có tay nghề cao và kinh nghiệm thực tế ,tầm hiểu biết sâu rộng vì thiết kế là một việc làm khó. Đồ án môn học chính là một bài kiểm tra khảo sát trình độ sinh viên. Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trịnh Cường Thanh đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án này. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 13 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN 1.1 Khái quát về cung cấp điện. Điện năng ngày càng đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống chúng ta. Nó có những ưu điểm ảnh hưởng ảnh hưởng trực tiếp tới sinh hoạt và đời sống chúng, dạng nặng lượng có thể biến đổi một cách linh hoạt từ dạnh năng lượng này sang dang năng lương khác, dễ truyền tải đi xa, hiệu suất cao...) Ngày nay điện được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực, từ công nghiệp, dịnh vụ,... Cho đến phục vụ trong sinh hoạt hàng ngày của mỗi gia đình của chúng ta. Điện năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết trong các lĩnh vực. Khi xây dựng nhà máy mới, môt khu công nghiệp mới, khu dân cư mới... thì việc đầu tiên cần tính đến là một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt. Điện năng được sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau sau đó biến đổi và truyền đến các hộ tiêu thụ với điện áp định mức và công suất định mức phù hợp với các thiết bị điện. Do đó thiết kế cung cấp điện là việc làm phức tạp. Một công trình cung cấp điện dù nhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ các chuyên nghành, hiểu biết về một môi trường và các đối tượng cung cấp điện... Nếu công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây làm ứ đọng vốn đầu tư, công trình thiết kế sai gây hậu quả không lường trước được. Công nghiệp là nơi sản xuất ra một lượng hàng hóa có giá trị lớn trong kinh tế quốc dân vì vậy hệ thống cung cấp điện cho các xí nghiệp, phân xưởng rất quan trọng mang tính chất sống còn đối với hoạt động của xí nghiệp hay của phân xưởng. Trong công cuộc CNH-HĐH đất nước nghành công nhiệp nước ta ngày một phát triển, nhà máy xí nghiệp không ngừng được xây dựng. Xuất phát từ thực tế đó thì có một đội ngũ thiết kế các cung cấp điện một cách có bài bản và đúng cách, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Có như thế thì chúng ta mới theo kịp với trình độ của các nước. 1.2 Phân tích yêu cầu cung cấp điện cho hộ phụ tải. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 14 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Thiết kế hệ thống cung cấp điện như một tổng thể và lựa chọn các phần tử của hệ thống sao cho các phẩn tử này đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vận hành an toàn thực tế. Muốn đạt được điều đó, người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện đúng công suất. Trong đó mục tiêu chính là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ điện năng chất lượng nằm trong phạm vi cho phép. Một phương án cung cấp cấp điện được xem là hợp lí khi thõa mãn những yêu cầu sau : - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy tính chất hộ tiêu thụ. - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. - Đảm bảo chất lượng điện năng mà chủ yếu độ lệch và dao động điện trong phạm vi cho phép. - Vốn đầu tư nhỏ,chi phí hàng năng thấp. - Thuận tiện cho cho công tác vận hành, sữa chữa thay thế. Những yêu cầu trên thường mâu thuẫn nhau, nên người thiết kế cần phải cân nhắc, kết hợp hài hòa tùy thuộc vào hoàn cảnh cụ thể. Ngoài ra, khi thiết kế cung cấp điện cũng cần chú ý đến điều kiện thuận lợi có nhu cầu phát triển phụ tải sau này, nhằm rút ngắn thời gian xây dựng. 1.3 Phân nhóm phụ tải. Khi bắt tay vào xác định PTTT thì công việc đầu tiên mà ta phải làm là phân nhóm phụ tải. Thông thường người ta sử dụng một trong hai phương pháp sau : - Phân nhóm theo dây chuyền sản xuất và tính chất công việc: Phương pháp này có ưu điểm là bảo đảm tính linh hoạt cao trong van hành cũng như bảo trì ,sũa chữa.Chẳng hạn như khi nhà máy sản xuất dưới công suất thiết kế thì có thể cho ngừng làm việc một vài dây chuyền mà không làm ảnh hưởng tới hoạt động của các dây chuyền khác,hoặc khi bảo trì, sửa chữa thì chỉ có thể cho ngừng hoạt động của từng dây chuyền riêng lẽ,...Nhưng phương án này có một nhược điểm là : Sơ đồ phức tạp, chi phí láp đặt khá cao do có thể thiết bị trong cùng một nhóm lại không nàm gần nhau cho nên tang chi phí đầu tư về dây dẫn, ngoài ra đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững quy trình công nghệ của nhà máy. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 15 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh - Phân nhóm theo vị trí mặt bằng: Phương pháp này có ưu điểm thiết kế. thi công, chi phí lắp đặt thấp. Nhưng cũng có nhược điểm là kém linh hoạt khi vận hành sữa chữa so với phương pháp thứ nhất. Do vậy tùy theo điều kiện thực tế mà người thiết kế lựa chọn phương án nào cho hợp lý. 1.4 Xác định tâm phụ tải Xác định tâm phụ tải là nhằm xắc định vị trí hợp lí để đặt các tủ phân phối (hoặc tủ động lực). Vì khi đặt tủ phân phối (hoặc đông lực) tai vị trí đó thì ta thực hiện được việc cung cấp điện với điện áp tổn thất và tổn thất công suất nhỏ, chi phí vào loại hợp lí nhất. Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí cuối cùng còn phụ thuộc vào yếu tố khác như: đảm bảo tính mỹ quan, tính thuận tiện và an toàn trong thao tác... Ta có thể xác định tâm phụ tải cho nhóm thiết bị (để định vị trí đặt tủ động lực của một phân xưởng, vài phân xưởng hoặc toàn bộ nhà máy (để xác định vị trí tủ phân phối). Nhưng để đơn giản công việc tính toán thì ta cần xác định tâm phụ tải cho các vị trí đặt tủ phân phối. Còn vị trí đặt tủ động lực cần xác một vị trí tương đối bằng ước lượng sao cho và đầu tiên gần các động cơ có công suất lớn. Tâm phụ tải được xác định theo công thức: n X= ∑ X .P i i =1 dmi n ∑P i =1 n ; dmi Y= ∑ Y .P i =1 n i dmi ∑P i =1 dmi Trong đó: X,Y là hoành độ và tung độ của tâm phụ tải (so với gốc chuẩn) X i ,Y i là hoành độ và tung độ của thiết bị thứ i (so với gốc chuẫn) P dmi là công suất định mức của thiết bị thứ i. 1.5 Xác định phụ tải tính toán 1.5.1 Khái niệm chung. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 16 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, phân xưởng , xí nghiệp, hộ tiêu thụ thì một trong những công việc rất quan trọng mà ta phải làm đó là tiến hành xác định phụ tải tính toán cho nhà máy hay phân xưởng đó. Phụ tải là số liệu ban đầu, để giải quyết những vấn đề tổng hợp về kinh tế, kỹ thuật phức tạp xuất hiện khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại. xác định phụ tải là giai đoạn đầu tiên của công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện nhằm mục đích lựa chọn kiểm tra các phần tử mang điện và biến áp theo phương pháp phát nóng và các chỉ tiêu kinh tế. Tính toán độ lệch và dao động điện áp lựa chọn thiết bị bù, thiết bị bảo vệ.... Việc lựa chọn hợp lý sơ đồ và các phần tử của hệ thống cung cấp điện dùng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của nó (vốn đầu tư, phí tổn vận hành hàng năm, chi phí qui đổi, chi phí kim loại màu, tổn thất điện năng) đều phụ thuộc vào đánh giá đúng đắn kỳ vọng tính toán (giá trị trung bình) của phụ tải điện. Vì vậy thiết hệ thống cung cấp điện để xác định phụ tải điện người ta dùng phương pháp đơn giản hoá hoặc phương pháp xác định chính xác là tuỳ thuộc vào giai đoạn thiết kế và vị trí điểm nút tính toán khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp gồm 2 giai đoạn sau: + Giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế. + Giai đoạn thiết kế thi công. Trong giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế tính sơ bộ gần đúng phụ tải điện dựa trên cơ sở tổng công suất đã biết của các nguồn điện tiêu thụ. Ở giai đoạn thiết kế thi công, ta xác định chính xác phụ tải điện dựa vào các số liệu cụ thể và các nguồn tiêu thụ của các phân xưởng. Xác định phụ tải tính toán được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện theo các điểm nút trong các lưới điện dưới và trên 1000V. Mục đích tính toán phụ tải điện tại các điểm nút nhằm chọn tiết diện dây dẫn của lưới điện cung cấp, phân phối điện áp, chọn số lượng và công suất của máy biến áp và trạm giảm áp chính, chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối, chọn thiết bị chuyển mạch và bảo vệ với điện áp trên và dưới 1000V. Chính vì vậy người ta đã đưa SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 17 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh ra một đại lượng gọi là phụ tải tính toán, nó tương đương vói phụ tải thực về hiệu quả phát nhiệt hay tốc độ hao mòn cách điện trong quá trình làm viêc. 1.5.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán. 1.5.2.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq hay phương pháp sắp xếp biểu đồ). Phương pháp này cho kết quả chính xác, vì khi tính số thiết bị hiệu quả n hq chúng ta đã xét tới hàng loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng của số lượng thiệt bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng. Do đó khi cần nâng cao chất lượng độ chính xác của phụ tải tính toán, hoặc không có số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp trên thì ta nên dùng phương pháp này.  Tính phụ tải tác dụng Ptt: + Với 1 động cơ: Ptt = Pđm + Với nhóm động cơ n ≤ 3: n Ptt = ∑ Pdmi i =1 + Với nhóm động cơ n ≤ 4: n Ptt = K max .K sd .∑ Pdmi i =1 Pđmi : công xuất định mức của thiết bị P K sd = tb : hệ số sử dụng của nhóm thiết bị tra sổ tay Pdm n : số thiết bị trong nhóm P K max = tt : hệ số cực đại, tra sổ tay hoặc đường cong K max = f (n hq , K sd ) Ptb n hq : số thiết bị dùng điện hiệu quả. Trrong đó: • Tính n hq : - Xác định n1: số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất . - Xác định P1 : công xuất của n1 thiết bị trên n1 P1 = ∑ Pdmi i=1 - Xác định: n∗ = n1 n P∗ = SVTH : Ngô Văn Thoi P1 P ĐHCN Việt Hung 18 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Trong đó: n: tổng số thiết bị trong nhóm P: tổng công suất của nhóm - Từ n ∗ và p ∗ tra bảng ta được n hq ∗ + Khi n hq ≥ 4 → Tra bảng với nhq và Ksd được Kmax n + Khi n hq < 4 → Xác định Ptt theo công thức: Ptt = ∑ K ti Pdmi i =1 Trong đó: K ti : hệ số tải của thiết bị i K ti = 0.9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn K ti = 0.75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện trong thời gian ngắn (trong khoảng vài giây). Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn (Idn). Dòng điện này thường được dùng để kiểm tra sụt áp khi mở máy, tính toán chọn các thiết bị bảo vệ… Đối với một thiết bị dòng đỉnh nhọn là dòng mở máy. Đối với 1 nhóm thiết bị thì dòng đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng mở máy lớn nhất trong nhóm khởi động, còn các thiết bị khác làm việc bình thường. Dòng đỉnh nhọn được tính theo công thức: Iđn = Ikđ = Kmm.Iđm (Đối với một thiết bị) Iđn = Ikđmax+ Itt - Ksd.Iđmmax (đối với một nhóm thiết bị) Trong đó: Kmm là hệ số mở máy + Với động cơ KĐB rôto lồng sóc Kmm= 5 ÷ 7. + Động cơ DC hoặc KĐB rôto dây quấn Kmm = 2,5 + Đối với MBA và lò hồ quang thì K ≥ 3 + Ikđmax và Ksd là dòng khởi động và hệ số sử dụng cua thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm. + Itt là dòng tính toán trong nhóm : Itt= S tt 3.U dm Trong tính toán ngoài phụ tải 3 pha còn có phụ tải 1 pha và phụ tải làm việc với chế độ ngắn hạn. Ta phải tiến hành quy đổi thiết bị làm việc ngắn hạn về dài hạn và 3 pha làm việc. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 19 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, khi tính toán phụ tải điện của chúng, ta phải quy đổi về công suất định mức ở chế độ làm việc dài hạn. Có nghĩa là quy đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện ε% = 100%. Công thức quy đổi công suất định mức về chế độ làm việc dài hạn như sau: - Đối với động cơ: P'đm = Pđm. ε% - Đối với máy biến áp hàn: P'đm = Sđm.cos ϕ . ε% Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì cần phải phân phối đều các thiết bị cho 3 pha của mạng, trước khi xác định n hq phải quy đổi công suất của các phụ tải 1 pha về phụ tải 3 pha tương đương: - Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha của mạng: Pqđ = 3.P1pha max - Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây của mạng: Pqđ = 3. P1pha max  Tính phụ tải phản kháng Qtt: Q = Ptt .tgϕ tt Trong đó: tgϕ được tính theo cosϕ tương ứng, cos ϕ là hệ số công suất tính toán của nhóm thiết bị, nếu trong nhóm cos ϕ của các thiết bị không giống nhau tính trung bình theo công thức sau: cosϕ tb = ∑ P . cos ϕ ∑P đmi i đmi  Phụ tải toàn phần tính toán: - Với tủ động lực: Stt= P 2tt + Qtt2 - Với tủ phân phối: n n i =1 i =1 2 2 Pttpp = K dt ∑ Pttnh ; Q ttpp = K dt ∑ Q ttnh ; Sttpp = Pttpp + Qttpp Nếu phụ tải chiếu sáng đi vào tủ thì phải cộng thêm các giá trị P cs và Qcs vào Ptt và Qtt trên các công thức trên. 1.5.2.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích sản xuất. Ptt = Po* F Với: Po là suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích sản xuất, [w/m2] SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 20 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh F là diện tích số thiết bị [m2]. Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất phụ thuộc vào dạng sản xuất và được phân tích theo số lượng thống kê. Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng. Nó được dùng tính phụ tải phân xưởng có mật độ máy móc phân bố tương đối đều. 1.5.2.3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Ptt = Knc* Pđ Với: Knc là hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật. Pđ là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán có thể coi gần đúng Pđ = Pđm [Kw]. Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tính theo biểu thức: n n i =1 i =1 P tt = Knc . ∑ Pdi = Knc . ∑ Pdmi ; Qtt = Ptt . tgϕ ; Stt= P 2tt + Qtt2 = Ptt cosϕ Trong đó: Knc là hệ nhu cầu của nhóm thiết bị tiêu thụ đặc trưng, tra ở cẩm nang tra cứu. Phụ tải tính toán ở điểm nút của hệ thống cung cấp điện (phân xưởng, tòa nhà, xí nghiệp) được xác định là tổng phụ tải tính toán của các nhóm thiết bị nối đến nút này có kể đến hệ số đồng thời, tức là : 2  n   n  Stt =Kđt.  ∑ Ptti  +  ∑ Qtti   i =1   i =1  2 n Trong đó: ∑P tti i =1 là tổng phụ tải tác dụng tính toán của các nhóm thiết bị. n ∑Q i =1 tti Kđt là tổng phụ tải phản kháng tính toán của các nhóm thiết bị. là hệ số đồng thời, nó nằm trong giới hạn (0,85-1). Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm đơn giản, tính toán thuận lợi nên nó là phương pháp thường dùng. Nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác vì Knc tra ở sổ tay, thực tế là số liệu phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm này (mà sổ tay thường không tính đến các yếu tố này). SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 21 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 1.5.2.4 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm. Ptt = Với: M.W0 Tmax Wo là suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm [Kw/đvsp] M là số sản phẩm sản xuất trong một năm. Tmax là thời gian sử dụng công suất lớn nhất [h] Suất tiêu hao điện năng của từng dạng sản phẩm cho trong các tài liệu cẩm nang tra cứu. 1.5.3 Chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán. Trong 4 phương pháp trên ba phương pháp 2, 3 và 4 dựa trên kinh nghiệm thiết kế để xác định phụ tải tính toán nên chỉ cho các kết qủa gần đúng tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi. Phương pháp còn lại được sử dụng trên cơ sở lý thuyết xác xuất thống kê có xét đến yếu tố nên cho kết quả chính xác hơn nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp. Tuỳ theo nhu cầu tính toán và những thông tin có được về phụ tải, người thiết kế có thể lựa chọn phương pháp thích hợp. Đối với khu thực hành cơ khí gồm 1 phân xưởng đã biết số thiết bị, công suất định mức và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể có thể xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Đối với khu giảng đường gồm 1 nhà 11 tầng đã biết diện tích mặt bằng và phạm vi sử dụng cho từng đơn vị diện tích cũng như công suất của một số thiết bị nên phụ tải tính toán được xác định theo phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. 1.5.4 Dự báo phụ tải điện. Dự báo sự phát triển phụ tải điện trong tương lai là một nhiệm vụ rất quan trọng của người quy hoạch và người thiết kế cung cấp điện. Chúng ta biết rằng nhu cầu tiêu dùng điện năng phù thuộc vào trình độ phát triển nền kinh tế quốc dân. Vì thế dự báo phát triển phụ tải là một bộ phận dự báo phát triển kinh tế và khoa học kỹ thuật . SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 22 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Ngày nay, dự báo là một môn khoa học. Chúng ta cần nghiên cứu những phương pháp luận khoa học dự báo tương đối chính xác. Nếu chúng ta dự báo phụ tải quá thừa so với nhu cầu thì dẫn đến việc huy động vốn đầu tư để xây dựng nhiều nguồn phát đện, nhưng thực tế không dụng hết công suất của chúng do đó gây lãng phí. Nếu dự báo phụ tải điện của chúng ta quá nhỏ so với nhu cầu thực tế thì dẫn tới tình trạng thiếu nguồn điện, ảnh hưởng tới sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Thông thường, có ba dự báo chủ yếu: dự báo tầm ngắn khoảng 1 ÷ 2 năm ,dự báo tầm vừa khoảng 3 ÷ 10 năm và dự báo tầm xa khoảng 10 ÷ 20 năm và có khi dài hơn nữa. Tầm dự báo càng ngắn thì độ chính xác đòi hỏi càng cao. Các dự báo tầm ngắn sai số cho phép khoảng 5 ÷ 10 0 0 ,tầm vừa và dài sai số cho phép 10 ÷ 20 0 0 . Đối với một số dự báo tầm xa có tính chiến lược thì nêu lên lên xu hướng phát triển chủ yếu mà không yêu cầu xác định chỉ tiêu cụ thể. Ngoài ra, còn còn gặp dự báo điều độ, tầm dự báo khoảng vài giờ, vài ngày, vài tuần lễ phục vụ cho công tác vận hành xí nghiệp, các hệ thống điiện, sai số vào khoảng 3 ÷ 5 0 0 Ngày nay, cố nhiều phương pháp dự báo nhu cầu điện năng như phương pháp hệ số vượt trước, phương pháp tính trực tiếp, phương pháp ngoại vi theo thời gian, phương pháp tương quan, phương pháp chuyên gia… SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 23 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN TRƯỜNG ĐẠI HỌC 2.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng thực hành cơ khí. 2.1.1 Phân nhóm phụ tải. Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm các thiết bị điện. Việc phân nhóm phải tuân theo các nguyên tắc sau: - Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp. Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng. - Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm. - Tổng công suất của các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy. - Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường ≤ (8÷12). Dựa vào nguyên tắc phân nhóm điện ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng, chia các thiết bị trong phân xưởng thành các nhóm thiết bị phụ tải như sau : Bảng 1.1: Chia nhóm động cơ TT 1 2 3 4 5 6 7 Tên nhóm và thiết bị điện Nhóm 1 Máy tiện Máy bào Máy khoan Máy mài Máy ép Quạt gió Cầu trục Tổng số nhóm 1 Ký hiệu 1 3 4 6 7 8 9 Số lượng Pđm (KW) Cosφ 2 1 1 1 1 1 1 n=8 5,5 7,5 4 2,2 7,5 2,2 4 38,4 0,85 0,8 0,75 0,8 0,75 0,8 0,85 SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 24 Ghi chú Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Tên nhóm và thiết Ký Số lượng bị điện hiệu Nhóm 2 1 Máy tiện 1 1 2 Máy doa 2 1 3 Máy bào 3 1 4 Máy khoan 4 1 5 Máy phay 5 1 6 Quạt gió 8 1 7 Cầu trục 9 1 8 Máy 10 1 Tổng số nhóm 2 n=8 Nhóm 3 1 Máy doa 2 1 2 Máy bào 3 1 3 Máy khoan 4 1 4 Máy phay 5 1 5 Máy mài 6 2 6 Máy ép 7 1 7 Máy 10 1 Tổng số nhóm 3 n=8 2.1.2 Tính toán phụ tải từng nhóm 2.1.2.1 Tính toán phụ tải nhóm 1 TT Pđm (KW) Cosφ 5,5 5,5 7,5 4 5,5 2,2 4 3 37,2 0,85 0,7 0,8 0,75 0,7 0,8 0,85 0,7 5,5 7,5 4 5,5 2,2 7,5 3 37,4 0,7 0,8 0,75 0,7 0,8 0,75 0,7 - Dòng điện định mức của thiết bị được xác định: Iđm = Ghi chú Pđm 3.u dm . cos ϕ - Dòng điện mở máy: Ikđ = Kmm.Iđm chọn Kmm = 5 Bảng 1.2 : Động cơ nhóm 1 TT Tên thiết bị điện Ký hiệu Số lượng Pđm (KW) Cosφ Iđm (A) Ikđ (A) 1 2 3 4 5 6 7 Nhóm 1 Máy tiện Máy bào Máy khoan Máy mài Máy ép Quạt gió Cầu trục Tổng: 1 3 4 6 7 8 9 2 1 1 1 1 1 1 n=8 5,5 7,5 4 2,2 7,5 2,2 4 P∑ = 38,4 0,85 0,8 0,75 0,8 0,75 0,8 0,85 9,83 14,24 8,10 4,18 15,19 4,18 7,15 62,88 49,16 71,22 40,52 20,89 75,97 20,89 35,75 314,39 - Số thiết bị của nhóm 1 là: n = 8 (thiết bị) và P∑ = 38,4 (KW) SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 25 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Thiết bị có công suất lớn nhất: Pđmmax = 7,5 (KW) Nửa công suất lớn nhất: Pđmmax / 2 = 3,75 (KW) - Số thiết bị của nhóm 1 có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất lớn nhất trong nhóm là: n1 = 6 (thiết bị) và tổng công suất tương ứng P1 = 34 (KW) n* = 6 n1 = = 0,75; n 8 P* = 34 P1 = = 0,89 PΣ 38, 4 Tra bảng PL 1.4 Bảng tính nhq* theo n* và P* (trang 326, Hệ thống cung cấp nhq* = 0,85 điện) ta được: ⇒ nhq = nhq* . n = 0,85.8 ≈ 7 (thiết bị) Tra bảng PL 1.1 Trị số trung bình Ksd và cosϕ của các nhóm thiết bị điện (trang 324, Hệ thống cung cấp điện) ta chọn: Ksd = 0,2 Tra bảng PL 1.5 Trị số Kmax theo Ksd và nhq (trang 327, Hệ thống cung cấp điện) ta được: Kmax = 2,1 - Hệ số công suất trung bình: Cosϕ tb = 2.5,5.0,85 + 7,5.0,8 + 4.0,75 + 2, 2.0,8 + 7,5.0,75 + 2, 2.0,8 + 4.0,85 = 0,8 38,4 ⇒ tgϕtb = 0,75 - Phụ tải tính toán của nhóm 1 được xác định: n Pttnh1 = Kmax.Ksd. ∑ Pđmi = 2,1.0,2.38,4 = 16,13 (KW). i =1 Qttnh1 = Ptt.tgϕtb = 16,13.0,75 = 12,1(KVar). Sttnh1 = Ptt2 + Q 2tt = 16,132 + 12,12 = 20,16 (KVA). Ittnh1 = Stt 20,16 = = 30,63 (A) 3.U dm 3.0,38 Đối với một nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng điện mở máy lớn nhất trong nhóm mở máy, còn các máy khác làm việc bình thường. Do đó công thức tính như sau: Iđn = Ikdmax + Itt - Ksd .Iđmmax ⇒ Iđnnh1 = 75,97 + 30,63 - 0,2.15,19 = 103,6( A). SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 26 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 2.1.2.2 Tính toán phụ tải nhóm 2 Bảng 1.3 : Động cơ nhóm 2 TT Tên thiết bị điện Ký Số hiệu lượng Pđm (KW) Cosφ Iđm (A) Ikđ (A) Nhóm 2 1 Máy tiện 1 1 5,5 0,85 9,83 49,16 2 Máy doa 2 1 5,5 0,7 11,94 59,69 3 Máy bào 3 1 7,5 0,8 14,24 71,22 4 Máy khoan 4 1 4 0,75 8,10 40,52 5 Máy phay 5 1 5,5 0,7 11,94 59,69 6 Quạt gió 8 1 2,2 0,8 4,18 20,89 7 Cầu trục 9 1 4 0,85 7,15 35,75 8 Máy 10 1 3 0,7 6,51 32,56 Tổng: n=8 73,89 369,46 P∑ = 37,2 - Số thiết bị của nhóm 2 là: n = 8 (thiết bị) và P∑ = 37,2 (KW) Thiết bị có công suất lớn nhất: Pđmmax = 7,5 (KW) Nửa công suất lớn nhất: Pđmmax / 2 = 3,75 (KW) - Số thiết bị của nhóm 2 có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất lớn nhất trong nhóm là: n1 = 6 (thiết bị) và tổng công suất tương ứng P1 = 32 (KW) n* = 6 n1 = = 0,75; n 8 P* = 32 P1 = = 0,86 PΣ 37, 2 Tra bảng PL 1.4 Bảng tính nhq* theo n* và P* (trang 326, Hệ thống cung cấp nhq* = 0,9 điện) ta được: nhq = nhq* . n = 0,9.8 ≈ 7 ⇒ Kmax = 2,1 Chọn Ksd = 0,2 - Hệ số công suất trung bình: Cosϕ tb = 5,5.0,85 + 5,5.0,7 + 7,5.0,8 + 4.0,75 + 5,5.0,7 + 2,2.0,8 + 4.0,85 + 3.0,7 = 0,77 37,2 ⇒ tgϕtb = 0,83 - Phụ tải tính toán của nhóm 2 được xác định: SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 27 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh n Pttnh2 = Kmax.Ksd. ∑ Pđmi = 2,1.0,2.37,2 = 15,62 (KW). i =1 Qttnh2 = Ptt.tgϕtb = 15,62.0,83 = 12,96(KVar). Sttnh2 = Ptt2 + Q 2tt = 15, 622 + 12,962 = 20,3 (KVA). Ittnh2 = Stt = 3.U dm 20,3 = 30,84 (A) 3.0,38 Iđnnh2 = Ikdmax + Itt - Ksd .Iđmmax = 71,22 + 30,84 - 0,2.14,24 = 99,2( A) 2.1.2.3 Tính toán phụ tải nhóm 3 Bảng 1.4 : Động cơ nhóm 3 Ký Số hiệu lượng 1 Nhóm 3 Máy doa 2 2 Máy bào 3 4 5 6 7 TT Tên thiết bị điện Pđm (KW) Cosφ Iđm (A) Ikđ (A) 1 5,5 0,7 11,94 59,69 3 1 7,5 0,8 14,24 71,22 Máy khoan Máy phay Máy mài Máy ép 4 5 6 7 1 1 2 1 4 5,5 2,2 7,5 0,75 0,7 0,8 0,75 8,10 11,94 4,18 15,19 40,52 59,69 20,89 75,97 Máy 10 1 3 0,7 6,51 32,56 Tổng: n=8 P∑ = 37,4 72,11 360,53 - Số thiết bị của nhóm 3 là: n = 8 (thiết bị) và P∑ = 37,4 (KW) Thiết bị có công suất lớn nhất: Pđmmax = 7,5 (KW) Nửa công suất lớn nhất: Pđmmax / 2 = 3,75 (KW) - Số thiết bị của nhóm 3 có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất lớn nhất trong nhóm là: n1 = 5 (thiết bị) và tổng công suất tương ứng P1 = 30 (KW) n* = 5 n1 = = 0,625; n 8 P* = 30 P1 = = 0,8 PΣ 37, 4 Tra bảng PL 1.4 Bảng tính nhq* theo n* và P* (trang 326, Hệ thống cung cấp điện) ta được: nhq* = 0,81 nhq = nhq* . n = 0,81.8 ≈ 6 SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 28 ⇒ Kmax = 2,24 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Chọn Ksd = 0,2 - Hệ số công suất trung bình: Cosϕ tb = 5,5.0,7 + 7,5.0,8 + 4.0,75 + 5,5.0,7 + 2.2,2.0,8 + 7,5.0,75 + 3.0,7 = 0,75 37,4 ⇒ tgϕtb = 0,88 - Phụ tải tính toán của nhóm 3 được xác định: n Pttnh3 = Kmax.Ksd. ∑ Pđmi = 2,24.0,2.37,4 = 16,75 (KW). i =1 Qttnh3 = Ptt.tgϕtb = 16,75.0,88 = 14,74(KVar). Sttnh3 = Ptt2 + Q 2tt = 16, 752 + 14, 742 = 22,31 (KVA). Ittnh3 = Stt 22,31 = = 33,9 (A) 3.U dm 3.0,38 Iđnnh3 = Ikdmax + Itt - Ksd .Iđmmax = 75,97 + 33,9 - 0,2.15,19 = 106,8( A) 2.1.2.4 Tổng hợp phụ tải của các nhóm Bảng 1.5 : Tính toán phụ tải điện cho px sửa chữa cơ khí Nhóm Pđm∑ cosϕtb Ksd Kmax Ptt(KW) Qtt(KVar) Stt(KVA) Itt(A) Iđn(A) 1 38,4 0,8 0,2 2,1 16,13 12,1 20,16 30,63 103,6 2 37,2 0,77 0,2 2,1 15,62 12,96 20,3 30,84 99,2 3 37,4 0,75 0,2 2,24 16,75 14,74 22,31 33,9 106,8 Tổng 113 48,5 39,8 62,77 95,37 309,6 2.1.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng thực hành cơ khí Công suất chiếu sáng được xác định theo công thức: Pttcs = P0.F Tra bảng PL 1.7 Suất phụ tải chiếu sáng của một số phân xưởng dùng đèn sợi đốt (trang 328, Hệ thống cung cấp điện) ta chọn: P0 = 15 W/m2 ⇒ Pttcs = P0.F =15.60.40 = 36000 (W) = 36 (kW) SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 29 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Qttcs = Pttcs.tgφcs= 0 (đèn sợi đốt cosφcs = 1 nên tgφcs = 0) 2.1.4 Phụ tải tính toán toàn bộ phân xưởng thực hành cơ khí Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức sau : 3 3 1 1 2 Sttpx = Pttpx + Q 2ttpx = (K dt ∑ Pttnhi + Pttcs ) 2 + (K dt ∑ Q ttnhi ) 2 Với Kđt là hệ số xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm máy trong phân xưởng và Kđt = 0,8 ÷ 0,85 (chọn Kđt = 0,8). - Phụ tải tác dụng phân xưởng: 3 Pttpx = K dt ∑ Pttnhi + Pttcs = 0,8.48,5 + 36 = 74,8 (KW) 1 - Phụ tải phản kháng phân xưởng: 3 Qttpx = K dt ∑ Q ttnhi = 0,8.39,8 = 31,84 (KVar) 1 - Phụ tải tính toán toàn phần phân xưởng: Sttpx = 2 Pttpx + Q2ttpx = 74,82 + 31,84 2 = 81,29 (KVA) - Dòng điện tính toán của phân xưởng: Ittpx = Sttpx 3.U dm = 81, 29 = 123,5 (A) 3.0,38 - Hệ số công suất cosϕ của phân xưởng: cosϕpx = Pttpx Sttpx = 74,8 = 0,92 81, 29 2.2 Xác định phụ tải tính toán khu giảng đường (nhà 11 tầng) Diện tích sàn mỗi tầng là 50 x 30 = 1500 m2 2.2.1 Tính toán phụ tải khu hành chính 2 tầng (tầng 1, tầng 2) Khu hành chính là nơi bố trí các phòng làm việc nên ta chọn P0 = 20 W/m2 + Tính toán cho 1 tầng: - Phụ tải phòng 60m2: Đèn huỳnh quang + quạt trần: P = 0,02.60 = 1,2 KW 1 Bộ máy tính, in, pho tô: 2,0 KW SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 30 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 2 Điều hòa: 5,0 KW Tổng cộng: 8,2 KW - Phụ tải phòng 81m2: Đèn huỳnh quang + quạt trần: P = 0,02.81 = 1,62 KW 1 Bộ máy tính, in, pho tô: 2,0 KW 3 Điều hòa: 7,5 KW Tổng cộng: 11,12 KW - Tổng phụ tải các phòng làm việc gồm 5 phòng 81m2 và 3 phòng 60m2: PPLV = 5 x 11,12 + 3 x 8,2 = 80,2 KW QPLV = PPLV. tgϕ = 80,2.0,75 = 60,15 KVar - Chiếu sáng vệ sinh 4 phòng x 2 bóng sợi đốt x 100W = 0,8 KW - Chiếu sáng sảnh, hành lang 10 bóng sợi đốt x 100W = 1 KW ⇒ Phụ tải của 1 tầng khu hành chính là: P1tHC = 80,2 + 0,8 + 1 = 82 KW Q1tHC = 60,15 KVar 2.2.2 Tính toán phụ tải khu phòng học 3 tầng (tầng 3, tầng 4 và tầng 5) Mỗi tầng gồm: 6 phòng 80 chỗ, diện tích mỗi phòng 15x8 = 120 m2 1 giảng đường 200 chỗ có diện tích 16x12 = 192 m2 1 phòng chờ giáo viên có diện tích 60 m2 4 phòng vệ sinh x 2 bóng sợi đốt x 100W = 0,8 KW Chiếu sáng hành lang dùng đèn sợi đốt 6 bóngx100W = 0,6 KW - Phụ tải phòng 80 chỗ: Pcs = P0.F = 20.120 = 2400 W = 2,4 KW Các thiết bị nghe nhìn khác 1,1 KW Vậy tổng phụ tải phòng 80 chỗ là: Pp80 = 2,4 + 1,1 = 3,5 KW - Phụ tải phòng 200 chỗ: Pcs = P0.F = 20.192 = 3840 W = 3,84 KW Các thiết bị nghe nhìn khác 1,16 KW Vậy tổng phụ tải 1 phòng 200 chỗ là: Pp200 = 3,84 + 1,16 = 5 KW - Phòng chờ giáo viên: Pcs = P0.F = 15.60 = 900 W = 0,9 KW 2 Điều hòa: 5,0 KW Phu tải khác: 1,1 KW SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 31 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Tổng cộng: 7 KW ⇒ Phụ tải của 1 tầng khu phòng học là: P1tPH = 6.3,5 + 5 + 7 + 0,8 + 0,6 = 34,4 KW Q1tPH = tgϕ.∑Pi = 0,75.(6.3,5 + 5 + 7) = 24,75 KVar 2.2.3 Tính toán phụ tải khu thí nghiệm 2 tầng (tầng 6, tầng 7) Mỗi tầng gồm: 6 phòng thí nghiệm, diện tích mỗi phòng 120 m2 4 phòng vệ sinh x 2 bóng sợi đốt x 100W = 0,8 KW Chiếu sáng hành lang dùng đèn sợi đốt 10 bóng x100W = 1 KW - Phụ tải phòng thí nghiệm: Pcs = P0.F = 20.120 = 2400 W = 2,4 KW Các thiết bị nghe nhìn khác 1,1 KW Vậy tổng phụ tải 1 phòng thí nghiệm là: PpTN = 2,4 + 1,1 = 3,5 KW ⇒ Phụ tải của 1 tầng khu thí nghiệm là: P1tTN = 6.3,5 + 0,8 + 1 = 22,8 KW Q1tTN = tgϕ.∑Pi = 0,75.6.3,5 = 17,1 KVar 2.2.4 Tính toán phụ tải khu học ngoại ngữ 2 tầng (tầng 8, tầng 9) Mỗi tầng gồm: 6 phòng chuyên dụng, diện tích mỗi phòng 60 m2 1 giảng đường 300 chỗ có diện tích 24x12 = 288 m2 1 văn phòng tổ môn có diện tích 80 m2 4 phòng vệ sinh x 2 bóng sợi đốt x 100W = 0,8 KW Chiếu sáng hành lang dùng đèn sợi đốt 6 bóng x100W = 0,6 KW - Phụ tải phòng chuyên dụng: Pcs = P0.F = 20.60 = 1200 W = 1,2 KW Máy tính cho sinh viên 50 bộ x 250W = 12,5 KW Thiết bị khác (máy chiếu, loa, âm ly...) 2 điều hòa cho mỗi phòng 1,3 KW 5,0 KW Vậy tổng phụ tải 1 phòng chuyên dụng là: 20 KW - Phụ tải phòng 300 chỗ: Pcs = P0.F = 20.288 = 5760 W = 5,76 KW Các thiết bị nghe nhìn khác 1,64 KW Vậy tổng phụ tải 1 phòng 300 chỗ là: Pp300 = 5,76 + 1,64 = 7,4 KW - Văn phòng tổ môn: Pcs = P0.F = 15.80 = 1200 W = 1,2 KW SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 32 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 3 Điều hòa: 7,5 KW Phu tải khác: 1,3 KW Vậy tổng phụ tải văn phòng tổ môn là: 10 KW ⇒ Phụ tải của 1 tầng khu ngoại ngữ là: P1tNN = 6.20 + 7,4 + 10 + 0,8 + 0,6 = 138,8 KW Q1tNN = tgϕ.∑Pi = 0,75.(6.20 + 7,4 + 10) = 103,05 KVar 2.2.5 Tính toán phụ tải thư viện (tầng 10) Gồm: Khu mượn sách có diện tích 450 m2 3 phòng đọc mỗi phòng có diện tích 150 m2 4 phòng vệ sinh x 2 bóng sợi đốt x 100W = 0,8 KW Chiếu sáng hành lang dùng đèn sợi đốt 4 bóng x100W = 0,4 KW - Phụ tải khu mượn sách: Pcs = P0.F = 15.450 = 6750 W = 6,75 KW Các phương tiện thiết bị khác 2,25 KW Điều hòa 10 cái x 3,75KW = 37,5 KW Vậy tổng phụ tải khu mượn sách là: PKMS = 6,75 + 2,25 + 37,5 = 46,5 KW - Phụ tải phòng đọc: Pcs = P0.F = 20.150 = 3000 W = 3 KW Máy tính cây mỗi phòng 20 máy x 250W = 5 KW Điều hòa mỗi phòng 5 cái x2,5KW = 12,5 KW Thiết bị thư giãn khoảng 1,5 KW Vậy tổng phụ tải 1 phòng đọc là: PpĐ = 3 + 5 + 12,5 + 1,5 = 22 KW ⇒ Phụ tải của thư viện là: PTV = 46,5 + 3.22 + 0,8 + 0,4 = 113,7 KW QTV = tgϕ.∑Pi = 0,75.(46,5 + 3.22) = 84,38 Kvar 2.2.6 Tính toán phụ tải hôi trường (tầng 11) Gồm: Hội trường có diện tích 40 x 25 = 1000 m2 4 phòng vệ sinh x 2 bóng sợi đốt x 100W = 0,8 KW Chiếu sáng hành lang dùng đèn sợi đốt 6 bóng x 200W = 1,2 KW - Phụ tải chiếu sáng hội trường: Pcs = P0.F = 15.1000 (W) = 15 KW SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 33 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh - Các phương tiện thiết bị nghe nhìn 5 KW - Dàn điều hòa không khí cho 1000m2 có công suất 108 KW ⇒ Vậy tổng phụ tải hội trường là: PHT = 15 + 5 + 108 + 0,8 + 1,2 = 130 KW QHT = tgϕ.∑Pi = 0,75.(15 + 5 + 108) = 96 Kvar 2.2.7 Phụ tải tính toán toàn bộ khu giảng đường (nhà 11 tầng) Tính toán với 2 thang máy: cosϕ = 0,6 → tgϕ = 1,33 PTM = 2.7 = 14 KW QTM = PTM . tgϕ = 14.1,33 = 18,62 KVar Tính toán với 2 máy bơm: cosϕ = 0,85 → tgϕ = 0,62 PMB = 2.3 = 6 KW QMB = PMB . tgϕ = 6.0,62 = 3,72 KVar - Phụ tải tác dụng khu giảng đường: PttGĐ = Kđt (2.P1tHC + 3.P1tPH + 2.P1tTN + 2.P1tNN + PTV + PHT + PTM + PMB) = 0,8(2.82 + 3.34,4 + 2.22,8 + 2.138,8 + 113,7 + 130 + 14 + 6) = 854,1 KW - Phụ tải phản kháng khu giảng đường: QttGĐ = Kđt (2.Q1tHC + 3.Q1tPH + 2.Q1tTN + 2.Q1tNN + QTV + QHT + QTM + QMB) = 0,8(2.60,15+ 3.24,75+ 2.17,1+ 2.103,05+84,38+96+18,62+ 3,72) = 513,77 KVar - Phụ tải tính toán toàn phần khu giảng đường: SttGĐ = 2 PttGD + Q 2ttGD = 854,12 + 513, 77 2 = 996,72 (KVA) - Dòng điện tính toán của khu giảng đường: IttGĐ = SttGD 996, 72 = = 1514,36 (A) 3.U dm 3.0,38 - Hệ số công suất cosϕ của khu giảng đường: P 854,1 ttGD cosϕGĐ = S = 996, 72 = 0,86 ttGD SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 34 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 2.3 Phụ tải tính toán trường học. - Phụ tải tác dụng trường học: Ptt∑ = Pttpx + PttGD = 74,8 + 854,1 = 928,9 (KW) - Phụ tải phản kháng trường học: Qtt∑ = Q ttpx + Q ttGD = 31,84 + 513,77 = 545,61 (KVar) - Phụ tải tính toán toàn phần trường học: Stt∑ = Ptt2∑ + Q 2tt ∑ = 928,92 + 545, 612 = 1077,29 (KVA) - Dòng điện tính toán của trường học: Itt∑ = Sttpx 3.U dm = 1077, 29 = 1636,77 (A) 3.0,38 - Hệ số công suất cosϕ của trường học: P 928,9 tt ∑ cosϕ∑ = S = 1077, 29 = 0,86 tt ∑ SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 35 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC 3.1 Đặt vấn đề Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau : + Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật + Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện + Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành + An toàn cho người và thiết bị + Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện + Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế Trình tự tính toán thiết kế cho mạng điện bao gồm các bước sau: - Vạch các phương án cung cấp điện - Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và chủng loại, tiết diện các đường dây cho các phương án - Tính toán kinh tế, kỹ thuật để lựa chọn các phương án hợp lý 3.2 Vạch các phương án cấp điện. Với qui mô nhà trường như số liệu đã tính toán, nếu ngừng cấp điện không gây thiệt hại về kinh tế (như vậy nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại III), để cung cấp điện ta dùng đường dây trên không lộ đơn dẫn điện từ TBATG về trạm PPTT, từ trạm PPTT về các TBAPX ta dùng cáp nguồn cung cấp. Trường hợp mất điện ta có thể dùng máy phát điện cấp cho thang máy và bơm nước. Với công suất tính toán phụ tải của phân xưởng S ttpx = 81,29 KVA; phụ tải tính toán khu giảng đường SttGD = 996,72 KVA và tổng phụ tải tính toán của trường học là Stt∑ = 1077,29 KVA ta đưa ra các phương án sau:  Phương án 1: Dùng 1 máy 500 KVA-35/0,4KV cấp cho các tầng 1÷7 khu giảng đường và phân xưởng cơ khí; dùng 1 máy 630KVA-35/0,4 KV cấp cho các tầng 8÷11 khu giảng đường và thang máy. Hai máy này hoạt động độc lập với nhau. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 36 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh  Phương án 2: Dùng 1 máy 1000KVA-35/0,4KV cấp cho khu giảng đường và 1 máy 100KV-35/0,4KV sản xuất cấp cho phân xưởng cơ khí. Hai máy này hoạt động độc lập với nhau. Tra PL2.2 trang 330 (HTCCĐ) thông số kỹ thuật của MBA do ABB chế tạo: Bảng 2.1 : Thông số kĩ thuật của MBA MBA ∆P0 (W) ∆PN (W) UN (%) I0 (%) Đơn giá (106 đồng) 100-35/0,4 500-35/0,4 630-35/0,4 360 1150 1300 2050 7000 8200 4,5 4,5 4,5 6,5 6 6 80 240 330 1000-35/0,4 1900 13000 6,5 5,5  Tính toán kinh tế - kỹ thuật cho phương án 1. 400 Khi xét đến khả năng làm việc đồng thời (K đt = 0,8) của các phụ tải và khả năng phát triển thêm phụ tải của nhà trường (Kpt = 1,07) Stt = Kđt.Kpt. Ptt2 + Q tt2 ; KptBA = S tt S đmBA và cosϕtt = K dt .K pt .Ptt Stt Với 2 MBA vận hành độc lập, bảng phân phối phụ tải từng MBA như sau: Tên MBA Loại MBA 1 500-35/0,4 2 630-35/0,4 Phụ tải Ptt (KW) Qtt (KVar) Tầng 1 Tầng 2 Tầng 3 Tầng 4 Tầng 5 Tầng 6 Tầng 7 Phân xưởng Bơm nước Cộng: Tầng 8 Tầng 9 Tầng 10 Tầng 11 Thang máy 82 82 34,4 34,4 34,4 22,8 22,8 74,8 6 393,6 138,8 138,8 113,7 130 14 60,15 60,15 24,75 24,75 24,75 17,1 17,1 31,84 3,72 264,31 103,05 103,05 84,38 96 18,62 SVTH : Ngô Văn Thoi Stt (KVA) KptBA cosϕ 405,84 0,81 0,83 574,64 0,91 0,8 ĐHCN Việt Hung 37 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Cộng: 535,3 405,1 Bảng 2.2 : Phân phối phụ tải từng MBA PA1 + Vốn đầu tư cho phương án 1: K1 = 330 + 240 = 570 (triệu đồng) + Tính tổn thất điện năng trong MBA 1. Ta lấy Tmax = 4500 (h) τ = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 = (0,124 + 4500.10-4)2.8760 = 2886 (h) Với τ là thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất (h) 6 I0 % .500 = 30 (KVar) .S đmBA = 100 100 4,5 U % .500 = 22,5 (KVar) ∆QN = N .S đmBA = 100 100 ∆P0' = ∆P0 + Kkt.∆Q0 ∆Q0 = ∆PN' = ∆PN + Kkt.∆QN ∆P0' là tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần do công suất phản kháng gây ra (KW) ∆PN' là tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch kể cả phần do công suất phản kháng gây ra (KW) Kkt là đương lượng kinh tế của công suất phản kháng (Kkt = 0,05 KW/KVar) ∆P0' = ∆P0 + Kkt.∆Q0 = 1,15 + 0,05.30 = 2,65 (KW) ∆PN' = ∆PN + Kkt.∆QN = 7 + 0,05.22,5 = 8,13 (KW) Như vậy: Công thức tính tổn thất điện năng trong MBA là: ' ' ∆ABA1 = ∆P0 .t + ∆PN .(Kpt)2.τ Với t là thới gian vận hành thực tế MBA (t = 8760 h/năm) Như vậy Tổn thất điện năng trong MBA 1 là: ' ' ∆ABA1 = ∆P0 .t + ∆PN .(KptBA)2.τ = 2,65.8760 + 8,13.(0,81)2.2886 = 38608 (KWh) + Tính tổn thất điện năng trong MBA 2. 6 I0 % .630 = 37,8 (KVar) .S đmBA = 100 100 4,5 U % .630 = 28,35 (KVar) ∆QN = N .S đmBA = 100 100 ∆P0' = ∆P0 + Kkt.∆Q0 = 1,3 + 0,05.37,8 = 3,19 (KW) ∆Q0 = SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 38 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh ∆PN' = ∆PN + Kkt.∆QN = 8,2 + 0,05.28,35 = 9,62 (KW) ' ' ∆ABA2 = ∆P0 .t + ∆PN .(Kpt)2.τ = 3,19.8760 + 9,62.(0,91)2.2886 = 50935 (KWh) + Tổng tổn thất điện năng trong 2 máy là: ∆ABAΣ1 = 38608 + 50935 = 89543 (KWh) + Hàm chi phí cho phương án 1: Ztt1 = (avh + atc ).K1 + c.∆ABAΣ1 Trong đó: avh là hệ số % về chi phí vận hành (avh = 0,1 với MBA) atc là hệ số tiêu chuẩn (atc = 0,2) c là giá tiền 1kWh tổn thất điện năng, c = 2000 (đ/KWh). Vậy  Ztt1 = (0,1 + 0,2).570.106 + 2000.89543 = 350086000 (đồng) Tính toán kinh tế - kỹ thuật cho phương án 2. Về tính kỹ thuật ta chọn các MBA có công suất lớn hơn công suất của phụ tải nên các phương án đều đảm bảo tính kỹ thuật. Khi xét đến khả năng làm việc đồng thời (K đt = 0,8) của các phụ tải và khả năng phát triển thêm phụ tải của nhà trường (Kpt = 1,07) Stt = Kđt.Kpt. Ptt2 + Q tt2 ; KptBA = S tt S đmBA và cosϕtt = K dt .K pt .Ptt Stt Với 2 MBA vận hành độc lập, bảng phân phối phụ tải từng MBA như sau: Tên MBA Loại MBA Phụ tải 1 1000-35/0,4 Giảng đường 2 100-35/0,4 Phân xưởng Ptt (KW) Qtt (KVar) Stt (KVA) KptBA cosϕ 854,1 513,77 853,2 0,85 0,86 74,8 31,84 69,6 0,7 0,92 Bảng : 2.3 phân phối phụ tải từng MBA PA2 + Vốn đầu tư cho phương án 2: K1 = 400 + 80 = 480 (triệu đồng) + Tính tổn thất điện năng trong MBA 1. Ta lấy Tmax = 4500 (h) τ = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 = (0,124 + 4500.10-4)2.8760 = 2886 (h) SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 39 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Với τ là thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất (h) ∆Q0 = 5,5 I0 % .1000 = 55 (KVar) .S đmBA = 100 100 ∆QN = 6,5 UN % .1000 = 65 (KVar) .S đmBA = 100 100 ∆P0' = ∆P0 + Kkt.∆Q0 = 1,9 + 0,05.55 = 4,65 (KW) ∆PN' = ∆PN + Kkt.∆QN = 13 + 0,05.65 = 16,25 (KW) Tổn thất điện năng trong MBA 1 là: ' ' ∆ABA1 = ∆P0 .t + ∆PN .(KptBA)2.τ = 4,65.8760 + 16,25.(0,85)2.2886 = 74617 (KWh) + Tính tổn thất điện năng trong MBA 2. ∆Q0 = 6,5 I0 % .100 = 6,5 (KVar) .S đmBA = 100 100 ∆QN = 4,5 UN % .100 = 4,5 (KVar) .S đmBA = 100 100 ∆P0' = ∆P0 + Kkt.∆Q0 = 0,92 + 0,05.6,5 = 1,25 (KW) ∆PN' = ∆PN + Kkt.∆QN = 5,75 + 0,05.4,5 = 5,98 (KW) ' ' ∆ABA2 = ∆P0 .t + ∆PN .(Kpt)2.τ = 1,25.8760 + 5,98.(0,7)2.2886 = 19406 (KWh) + Tổng tổn thất điện năng trong 2 máy là: ∆ABAΣ1 = 74617 + 19406 = 94023 (KWh) + Hàm chi phí cho phương án 2: Ztt2 = (avh + atc ).K2 + c.∆ABAΣ1 Trong đó: avh là hệ số % về chi phí vận hành (avh = 0,1 với MBA) atc là hệ số tiêu chuẩn (atc = 0,2) c là giá tiền 1kWh tổn thất điện năng, c = 2000 (đ/KWh). Vậy Ztt1 = (0,1 + 0,2).480.106 + 2000.94023 = 332046000 (đồng) So sánh kinh tế giữa 2 phương án ta thấy phương án 2 có Z tt nhỏ hơn phương án 1. Vậy ta dùng phương án 2 chọn dung lượng MBA. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 40 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 3.3 Chọn các phần tử của sơ đồ cung cấp điện. 3.3.1 Chọn trạm biến áp Như đã phân tích trên phương án 2, theo PL 2.2 (trang 330-HTCCĐ) ta chọn 1 máy 1000KVA-35/0,4KV và 1 máy 100KVA-35/0,4KV do ABB chế tạo. 3.3.2 Chọn máy cắt đầu vào MBA - UđmMC ≥ Umạng = 35 (KV) - IđmMC ≥ Ilvmax = 1, 4.SdmBA 1, 4.1000 = = 23 (A) 3.U dm 3.35 Tra bảng PL2.13 (HTCCĐ) chọn máy cắt BM-35: Loại máy cắt Uđm (KV) Iđm (A) Ixk (KA) ICđm/SCđm (KA/MVA) BM-35 35 600 17,3 6,6/400 2500 31 13,2/2500 MKII-3535 2500 3.3.3 Chọn cầu dao cách ly Điều kiện chọn: - UđmDCL ≥ Umạng = 35 (KV) - IđmDCL ≥ Ilvmax = 2.1,4.S đmBA 3.U đm = 2.1,4.1000 3.35. = 46 (A) Tra bảng PL2.16 (HTCCĐ) chọn dao cách ly PΠH-35/2000. 3.3.4 Tủ phân phối 3.3.4.1 Chọn áptomát tổng Itt∑ = Sttpx 3.U dm = 1077, 29 = 1636,77 (A) 3.0,38 Tra PL3.3 Thông số kỹ thuật áptomát kiểu 16-3200A do Merlin Gerin chế tạo (trang 355-HTCCD). Chọn loại áptomát loại CM1600N, điện áp định mức 690V, dòng định mức là 1600A. 3.3.4.2 Chọn áptomát nhánh IttGĐ = SttGD 996, 72 = = 1514,36 (A) 3.U dm 3.0,38 Tra PL3.3 Thông số kỹ thuật áptomát kiểu 16-3200A do Merlin Gerin chế tạo (trang 355-HTCCD). Chọn loại áptomát loại CM1600N, điện áp định mức 690V, dòng định mức là 1600A. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 41 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Tương tự như vậy ta có bảng chọn áptomát như sau: Bảng 2.4 Chọn áptomát TT Tên phụ tải, thiết bị Ptt Qtt Stt (KW) (KVar) (KVA) Loại ATM UđmA (V) IđmA (A) 1 Giảng đường 854,1 513,77 996,72 1514,36 CM1600N 690 1600 2 Phân xưởng 74,8 31,84 81,29 123,5 NS225E 500 225 3 Nhóm 1 16,13 12,1 20,16 30,63 C60a 440 40 4 Nhóm 2 15,62 12,96 20,3 30,84 C60a 440 40 5 Nhóm 3 16,75 14,74 22,31 33,9 C60a 440 40 6 C. sáng PX 36 36 54,7 C60a 500 100 7 Tầng 1 82 60,15 101,7 154,5 NS225E 500 225 8 Tầng 2 82 60,15 101,7 154,5 NS225E 500 225 9 Tầng 3 34,4 24,75 42,4 64,4 C100E 500 100 10 Tầng 4 34,4 24,75 42,4 64,4 C100E 500 100 11 Tầng 5 34,4 24,75 42,4 64,4 C100E 500 100 12 Tầng 6 22,8 17,1 28,5 43,3 C60N 440 63 13 Tầng 7 22,8 17,1 28,5 43,3 C60N 440 63 14 Tầng 8 138,8 103,05 172,9 262,7 NS400E 500 400 15 Tầng 9 138,8 103,05 172,9 262,7 NS400E 500 400 16 Tầng 10 113,7 84,38 141,6 215,1 NS225E 500 225 17 Tầng 11 130 96 161,6 245,5 NS400E 500 400 18 Thang máy 14 18,62 23,3 35,4 C60a 440 40 19 Máy bơm 6 3,72 7,1 10,7 C60L 440 25 20 Máy tiện 5,5 49,16 C60N 440 63 21 Máy doa 5,5 59,69 C60N 440 63 22 Máy bào 7,5 71,22 C100E 500 100 23 Máy khoan 4 40,52 C60N 440 63 24 Máy phay 5,5 59,69 C60N 440 63 25 Máy mài 2,2 20,89 C60a 440 40 26 Máy ép 7,5 75,97 C100E 500 100 27 Quạt gió 2,2 20,89 C60a 440 40 28 Cầu trục 4 35,75 C60a 440 40 SVTH : Ngô Văn Thoi Itt (A) ĐHCN Việt Hung 42 Đồ án cung cấp điện 29 GVHD: Trịnh Cường Thanh Máy 3 32,56 C60a 440 40 3.3.5 Chọn thanh cái phía hạ áp Chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng: [Icp] ≥ I LV max K 1 .K 2 .K 3 Thanh cái cao áp làm việc nặng nề nhất khi một nguồn bị sự cố IlvmaxBA1 = IlvmaxBA2 = 3.S đmBA 3U đm = 3.1000 3.35 = 50 (A) 3.SdmBA 3.100 = = 5 (A)nên 3.U dm 3.35 nên Icp1 = Icp1 = 50 = 59 (A) 0,9.0,94 5 = 5,9 (A) 0,9.0,94 Tra bảng PL4.20 (HTCCĐ) chọn thanh cái bằng đồng mỗi pha đặt 1 thanh: Kích Tiết diện 1 thanh Khối lượng Dòng cho phép thước (mm2) (Kg/m) (A) BA1 80x8 640 5,698 1690 BA2 25x3 75 0,668 340 MBA 3.3.6 Tính chọn cho cầu chì và dây dẫn đến các máy sản xuất - Lựa chọn cầu chì bảo vệ máy tiện + Chọn theo dòng làm việc định mức: Idc ≥ Iđm = 9,83 A + Chọn theo điều kiện mở máy: Idc ≥ Vậy Idc ≥ I đm .K kđ Với Kkđ = 5, α = 2,5 α 9,83.5 = 19,66 A tra PL3.11 chọn cầu chì Π PTO có Idc = 60 A. 2,5 Tra PL4.29(HTCCĐ) chọn cáp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo F = 4×2.5 2 mm và Icp = 41A. Áp dụng công thức tính tương tự cho các máy còn lại ta có bảng kết quả: Bảng 2.5 : Bảng chọn dây dẫn và cầu trì SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 43 Đồ án cung cấp điện TT Tên máy GVHD: Trịnh Cường Thanh Ptt Itt (KW) (A) Dây dẫn Cầu chì Mã hiệu Tiết diện 1 Giảng đường 854,1 1514,36 4G400 400 Mã hiệu Π H-2 Ivỏ/Idc (A) 2 Phân xưởng 74,8 123,5 4G25 25 Π H-2 200/150 3 Nhóm 1 16,13 30,63 4G4 4 Π H-2 100/60 4 Nhóm 2 15,62 30,84 4G4 4 Π H-2 100/60 5 Nhóm 3 16,75 33,9 4G4 4 Π H-2 100/60 6 C. sáng PX 36 54,7 4G6 6 Π H-2 100/60 7 Tầng 1 82 154,5 4G35 35 Π H-2 250/200 8 Tầng 2 82 154,5 4G35 35 Π H-2 250/200 9 Tầng 3 34,4 64,4 4G6 6 Π H-2 100/80 10 Tầng 4 34,4 64,4 4G6 6 Π H-2 100/80 11 Tầng 5 34,4 64,4 4G6 6 Π H-2 100/80 12 Tầng 6 22,8 43,3 4G4 4 Π H-2 100/60 13 Tầng 7 22,8 43,3 4G4 4 Π H-2 100/60 14 Tầng 8 138,8 262,7 4G95 95 Π H-2 500/300 15 Tầng 9 138,8 262,7 4G95 95 Π H-2 500/300 16 Tầng 10 113,7 215,1 4G70 70 Π H-2 500/300 17 Tầng 11 130 245,5 4G70 70 Π H-2 500/300 18 Thang máy 14 35,4 4G2,5 4 Π H-2 100/60 19 Máy bơm 6 10,7 4G2,5 2,5 Π H-2 100/30 2000/1500 20 Máy tiện 5,5 9,83 Π PTO 2,5 Π H-2 100/30 21 Máy doa 5,5 11,94 Π PTO 2,5 Π H-2 100/60 22 Máy bào 7,5 14,24 Π PTO 4 Π H-2 100/30 23 Máy khoan 4 8,10 Π PTO 2,5 Π H-2 100/30 24 Máy phay 5,5 11,94 Π PTO 2,5 Π H-2 100/30 25 Máy mài 2,2 4,18 Π PTO 2,5 Π H-2 100/30 26 Máy ép 7,5 15,19 Π PTO 4 Π H-2 100/30 SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 44 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Dây dẫn Cầu chì Ptt Itt (KW) (A) Mã hiệu Tiết diện Mã hiệu Ivỏ/Idc (A) Quạt gió 2,2 4,18 Π PTO 2,5 Π H-2 100/30 Cầu trục 4 7,15 Π PTO 2,5 Π H-2 100/30 Π H-2 100/30 TT Tên máy 27 28 Π PTO 29 Máy 3 6,51 2,5 3.3.7 Chọn đường dây trên không cấp điện vào nhà trường. - Chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng: [Icp] ≥ Trong đó: I LV max K 1 .K 2 + K1 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường K1 = 0,94 + K2 hệ số với đường dây trên không K2 = 1 IlvmaxBA1 = 3.SdmBA = 3.U dm .K1.K 2 3.1000 = 53 (A) 3.35.0,94.1 IlvmaxBA2 = 3.SdmBA = 3.U dm .K1.K 2 3.100 = 5,3 (A) 3.35.0,94.1 Tra PL4.34 cáp đồng 3 lõi 18-36KV cách điện XLPE, vỏ PVC do Nhật chế tạo (trang 385-HTCCĐ), chọn tiết diện nhỏ nhất PVC(3x50) có Icp = 205 (A) Chọn dây cáp 36KV từ thanh cái tủ phân phối đến máy biến áp cấp cho giảng đường PVC150x3sợi dòng cho phép 1 sợi là 585A và phân xưởng cơ khí dùng dây nhỏ nhấy loại PVC(3x50) có Icp = 205 (A) - Kiểm tra các thiết bị đã chọn + Kiểm tra cáp ∆U = P× r0 + Q × x0 14,13 × 2 + 18, 37 × 0,31 L= 0, 025 = 2,3V Un 0,38 Hao tổn điện áp cho phép ∆U cp = ∆U cp %.U n 100 = 2,5.380 = 9,5V 100 So sánh giá trị hao tổn điện áp cho phép với giá trị hao tổn điện áp thực tế ta thấy ∆U tt < ∆U cp SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 45 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh vậy tiết diện dây dẫn đă chọn là thỏa măn yêu cầu 3.3.8 Chọn tủ điện tổng cho 2 nhà - Với nhà giảng đường Tra PL2.8 Thông số kỹ thuật tủ máy cắt 7,2-36KV do Siemens chế tạo (trang 337-HTCCD). Chọn loại tủ 8DA10, cách điện SF6, 36/0,4KV dòng định mức của thanh cái và nhánh là 2500A - Với phân xưởng cơ khí Tra PL2.8 Thông số kỹ thuật tủ máy cắt 7,2-36KV do Siemens chế tạo (trang 337-HTCCD). Chọn loại tủ 8DJ10, cách điện SF6, 36/0,4KV dòng định mức của thanh cái và nhánh là 200A - Theo tính toán mỗi 1 tầng số lượng đầu ra rất ít + Ví dụ : tầng 1 có 5 phòng 81 m2 và 3 phòng 60 m2 + chiếu sáng hành lang nên tủ phân phối của tầng có thể sử dụng một thanh cái aptomat tổng bảo vệ và đi dây đường trục đến các phòng nên không nhất thiết chọn tủ. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 46 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Hình 1.1 : SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CUNG CẤP ĐIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC 35KV PVC(3X150) PΠH-35/2000 PΠH35/200 8DA10 PΠH-35/2000 BM-35 600 100-35/0,4 MK35 2500 100035/0,4 NS225E 225A PVC(4 G C60a 4) C60a PVC(4 G 4) PVC(4 G 2,5) C60L PVC(4 G 35) NS225 E PVC(4 G NS225 E 35) PVC(4 G C100 6) E PVC(4 GC100 6) E PVC(4 G 6) C100 E C60N PVC(4 G 4) PVC(4 G C60N 4) PVC(4 GNS40 0E 95) PVC(4 G NS40 C60a C60a C60L NS225 E NS225 E C100 E C100 E C100 E C60N C60N NS40 0E NS40 0E NS225E Nh Nh 1 2 Nh 3 8DA10 Bơ Tg m 1 nướ c Tg Tg 2 3 Tg Tg 5 4 SVTH : Ngô Văn Thoi Tg Tg 6 7 Tg Tg 9 8 ĐHCN Việt Hung 47 C60a PVC(4 GC60a 4) TC80x8 C60a C60a PVC(4 G 6) C60a CM1600N 1600A 8DJ10 TC25x3 CS PX PVC(4G400) PVC(4G25) NS400E NS225E 225A CM1600N 1600A 95) 0E PVC(4 G NS225E 70) PVC(4 G NS400E 70) PVC(4 GC60a 4) PVC(3x50) 80x8-1690A Tg Tg Th 10 11 Máy Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ MẠNG CHIẾU SÁNG 4.1 Đặt vấn đề Trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động, an toàn trong sản xuất và sức khoẻ của người lao động. Nếu ánh sáng không đủ, người lao động sẽ phải làm việc trong trạng thái căng thẳng, hại mắt và ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ, kết quả là hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật và năng suất lao động thấp, thậm chí còn gây tai nạn trong khi làm việc. Cũng vì vậy hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu : Không lóa mắt: vì với cường độ ánh sáng mạnh sẽ làm cho mắt có cảm giác lóa, thần kinh bị căng thẳng, thị giác mất chính xác. Không lóa do phản xạ: ở một số vật công tác có các tia phản xạ khá mạnh và trực tiếp do đó khi bố trí đèn cần chú ý tránh: Không có bóng tối: ở nơi sản xuất các phân xưởng không lên có bóng tối, mà phải sáng đồng đều để có thể quan sát được toàn bộ phân xưởng. Muốn khử các bóng tối cục bộ thường sử dụng bóng mờ và treo cao đèn. Độ rọi yêu cầu đồng đều: nhằm mục đích khi quan sát từ vị trí này sang vị trí khác mắt người không phải điều tiết quá nhiều gây mỏi mắt. Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày:để thị giác đánh giá được chính xác Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung,chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng kết hợp (kết hợp giữa cục bộ và chung).Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu,thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp. Chọn loại bóng đèn chiếu sáng gồm 2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng đèn huỳnh quang. Các phân xưởng thường ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số là 50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy dễ gây ra tai nạn lao động SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 48 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Do đó ngườii ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho các phân xưởng sửa chữa cơ khí. Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta bố trí đèn cho chiếu sáng chung . Chiếu sáng chung sẽ phải dùng nhiều đèn. Vấn đề đặt ra là phải xác định được vị trí hợp lí của các đèn và khoảng cách giữa đèn với trần nhà và mặt công tác. Đối với chiếu sáng chung người ta hay sử dụng 2 cách bố trí đèn. + Theo hình chữ nhật + Theo hình thoi  Thiết kế chiếu sáng  Có hai cách tính toán: • Tính toán sơ bộ : Ở bước thiết kế sơ bộ, hoặc với đối tượng chiếu sáng không yêu cầu chính xác cao có thể dùng phương pháp tính toán gần đúng theo các bước sau : - Lấy một suất chiếu sáng Po, W/m2 sao cho phù hợp yêu cầu khách hang - Xác định công suất tổng cần cấp cho chiếu sáng khu vực có diện tích S,m2 Pcs =P0 x s(kw) -Xác định số lượng đèn: chọn công suất một bóng đèn Pb, từ đây dễ dàng xác SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 49 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh định số lượng bóng đèn: - Bố trí đèn trong khu vực (theo cụm hoặc theo dãy) • Tính toán theo phương pháp hệ số sử dụng Trình tự tính toán theo phương pháp này như sau -Xác định độ treo cao đèn H=h-h1-h2 Hình 2.1 : Bố trí đèn trên mặt bằng và mặt đứng. 4.2 Thiết kế chiếu sáng phân xưởng thực hành cơ khí 4.2.1 Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung Phân xưởng cơ khí có mặt bằng sử dụng là 2400 m 2 các thiết bị được phân bố đều trên mặt bằng. Nguồn điện sử dụng U = 220 V được lấy từ tủ chiếu sáng của tủ TBAPX Độ rọi yêu cầu: E = 30lx ; Hệ số dự trữ: k = 1,3 SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 50 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: H = h - hc - hlv = 7 – 0,7 – 0,8 = 5,5 m Trong đó: h – chiều cao của PX (tính từ nền đến trần của PX) hc – khoảng cách từ trần đến đèn, hc = 0,7 m hlv – chiều cao từ nền phân xưởng đến mặt công tác, hlv = 0,8 m Khoảng cách các đèn L = 1,8.H ≈ 10m. Như vây ta bố trí đèn cách nhau 10m và cách tường 5m, tổng cộng là 24 bóng chia thành 6 dãy, mỗi dãy 4 bóng. - Xác định chỉ số phòng: ϕ = a.b 40.60 = = 4,4 H(a + b) 5,5(40 + 60) Lấy hệ số phản xạ của trần là 50%, của tường là 30%, tra PL6.13 (trang 417HTCCĐ) tìm được hệ số sử dụng K sd = 0,59 lấy hệ số dự trữ k = 1.3 và hệ số tính toán Z = 1,1 ta xác định được quang thông mỗi đèn là: F = K.E.S.Z/n.Ksd = 1,3.30.2400.1,1/24.0,59 = 7271,2 (lumen) Tra PL6.14 (trang 418-HTCCĐ) chọn loại đèn halôgen 220/230V - 600W Khi đó công suất chiếu sáng được xác định là: 24bóng * 600W = 14,4 KW 4.2.2 Lựa chọn thiết bị điện chiếu sáng phân xưởng Dùng 1 tủ chiếu sáng đặt cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của phân xưởng. Tủ chiếu sáng gồm một áptômát tổng 3 pha và 6 áptômát nhánh một pha, mỗi áptômát nhánh cấp điện cho 4 bóng 600W. + Chọn cáp từ tủ PP tới tủ chiếu sáng. Ics = Pcs 36 = = 54, 7 A 3.U dm 3.0,38 Tra PL4.29 (trang 380-HTCCĐ) Cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo chọn cáp đồng loại 4G6 có dòng cho phép Icp = 54 A. + Chọn áp tômát tổng. Tra PL3.5 (trang 356-HTCCĐ) Thông số kỹ thuật của áptômát do Nhật chế tạo chọn loại EA103-G, 3 cực, có dòng cho phép Iđm = 60 A, Uđm = 380V + Chọn áptômát nhánh Các áptômát nhánh chọn giống nhau, mỗi áptốmát cấp điện cho 4 bóng . SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 51 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Dòng qua áptômát (1pha): Inh = 4.0,6 /0,22 = 11 A Tra PL3.5 (trang 356-HTCCĐ) Thông số kỹ thuật của áptômát do Nhật chế tạo chọn loại EA52-G, có dòng cho phép Iđm = 20 A, Uđm = 220V + Chọn dây dẫn từ áptômát nhánh đến cụm 4 bóng Tra PL4.28 (trang 379-HTCCĐ) Cáp đồng 1,2,3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo chọn loại PVC(2x2,5) có dòng cho phép Icp = 48 A. Tủ PP - Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với áptômát . Kiểm tra cáp PVC (4G6) lấy k = 1: 54A> 1,25.60/1,5 = 50 A Kiểm tra dây 2,5 mm2 : 48A> 1,25. 20/ 1,5 = 16,67 A - Các dây dẫn đều chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo ∆Ucp. PVC(4G6) Tủ CS PVC(2 x 2,5) PVC(2 x 2,5) PVC(2 x 2,5) PVC(2 x 2,5) PVC(2 x 2,5) PVC(2 x 2,5) EA103-G -10A 6xEA52-G-20A 24 bóng x 600W Hình 2.2 : SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CHIẾU SÁNG PX THỰC HÀNH CƠ KHÍ SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 52 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 53 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Hình 2.3 : SƠ ĐỒ MẶT BĂNG CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG THỰC HÀNH CƠ KHÍ 5m Tủ ĐL2 40 000 10 m 5m Tủ CS Từ TBA đến Tủ ĐL1 10 m Tủ ĐL3 Tủ PP 60 000 SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 54 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 4.3 Thiết kế chiếu sáng khu giảng đường (nhà 11 tầng) Khu giảng đường 11 tầng có diện tích mỗi tầng là 50x30x4,5m, chiếu sáng các phòng làm việc dùng đèn huỳnh quang và quạt trần, chiếu sáng hành lang và vệ sinh dùng đèn sợi đốt. Nguồn điện sử dụng U = 220V được lấy từ tủ phân phối mỗi tầng Độ rọi yêu cầu đối với phòng học: E = 300lx Hệ số dự trữ: k = 1,5 và Hệ số tính toán Z = (0,8÷1,4) chọn Z = 1,2 Đèn huỳnh quang tra bảng 2.10 TCXDVN 7114-2002, chọn loại đèn huỳnh quang Rạng Đông Super deluxe 36D/T8, quang thông là F = 3200 lm. Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: H = h - hc - hlv = 4,5 – 0,7 – 0,8 = 3m 4.3.1 Thiết kế cho tầng 1 (tầng 2). + Tính toán cho 5 phòng mỗi phòng có diện tích 81m2 (kích thước 8,1m x 10m) Chỉ số phòng là: ϕ = a.b 8,1.10 = = 1,5 H(a + b) 3(8,1 + 10) Lấy hệ số phản xạ của trần là 50%, của tường là 30%, tra PL6.13 (trang 417HTCCĐ) tìm được hệ số sử dụng Ksd = 0,46. Ta xác định số lượng hộp đèn 2 bóng huỳnh quang: n= K.E.S.Z 1,5.300.81.1, 2 = = 14,86 lấy bằng 15 hộp x 2 bóng 2.F.K sd 2.3200.0, 46 0.8 2,1m m 1,3m 1,5m 8,1m Ta sắp xếp 15 hộp đèn thành 5 dãy mỗi dãy 3 hộp x 2 bóng x 36W như hình vẽ 0,6m 10m SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 55 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Khi đó công suất chiếu sáng được xác định là: 15hộp x 2bóng * 36W = 1,1 KW Bố trí 8 quạt trần x 75W = 0,6 KW Tổng công suất mỗi phòng là P = 1,1 + 0,6 = 1,7 KW Dòng điện mỗi phòng là I = P 1, 7 = = 4,5 A 3.U dm 3.0, 22 Dùng 1 áptômát tổng EA102-G-60A, 3 áptômát nhánh EA52-G-15A cho 3 điều hòa, 2 áptômát nhánh EA52-G-10A riêng cho đèn, quạt và 2 bảng điện (một bảng gồm 5 công tắc cấp cho 5 dãy đèn và một bảng 8 hộp số quạt trần), ngoài ra còn bố trí số ổ cắm theo nhu cầu cấp điện. Áptômát tổng lấy điện từ đường trục của tầng qua hộp nối, Tra PL4.28 (trang 379-HTCCĐ) chọn loại cáp đồng PVC(2 x 4) có Icp = 63 A Các dây dẫn cấp cho mỗi quạt, cho nhánh 3 hộp đèn dùng dây PVC(2 x 2,5). + Tính toán cho 3 phòng mỗi phòng có diện tích 60m2 (kích thước 6m x 10m) Chỉ số phòng là: ϕ = a.b 6.10 = = 1,25 H(a + b) 3(6 + 10) Lấy hệ số phản xạ của trần là 50%, của tường là 30%, tra PL6.13 (trang 417HTCCĐ) tìm được hệ số sử dụng Ksd = 0,5. Ta xác định số lượng hộp đèn 2 bóng huỳnh quang: n= K.E.S.Z 1,5.300.60.1, 2 = = 10 hộp x 2 bóng 2.F.K sd 2.3200.0,5 1,3m 1,6m 6m Ta sắp xếp 10 hộp đèn thành 5 dãy mỗi dãy 2 hộp x 2 bóng x 36W như hình vẽ 2,1m 0,9m 10m SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 56 0.8 m Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Dùng 1 áptômát tổng EA52-G-50A, 2 áptômát nhánh EA52-G-15A cho 2 điều hòa, 2 áptômát nhánh EA52-G-10A riêng cho đèn, quạt và 2 bảng điện (một bảng gồm 5 công tắc cấp cho 5 dãy đèn và một bảng 4 hộp số quạt trần), ngoài ra còn bố trí số ổ cắm theo nhu cầu cấp điện. Dây dẫn chọn như phòng 81m2. 4.3.2 Tính toán cho các tầng còn lại. Thiết kế chiếu sáng cho các tầng còn lại thực hiện tương tự như tính toán cho tầng 1, với các trị số chung là: E = 300lx; k = 1,5 ; Z = 1,2; F = 3200lm, H = 3. Chỉ số phòng tính theo công thức ϕ = a.b , tra PL6.13 (trang 417-HTCCĐ) tìm được H(a + b) hệ số sử dụng Ksd , sau đó tính số hộp đèn 2 bóng, sắp xếp và lựa chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ. Ta có bảng tính toán như sau: Bảng 3.1 : Bảng tính toán cho 11 tầng Diện tích S(axb) P 81m2 5 81(10.8,1) 1,5 0,46 18 5 3 8 P 60m2 3 60(10.6) 1,25 0,5 10 5 2 4 P 80 chỗ 6 120(15.18) 1,74 0,59 18 6 3 8 3,4,5 P 200 chỗ 1 192(16.12) 2,29 0,64 24 6 4 12 P chờ GV 1 60(10.6) 1,25 0,5 10 5 2 4 6 120(15.8) 1,74 0,59 18 6 3 8 6 60(10.6) 1,25 0,5 10 5 2 4 1 80(10.8) 1,48 0,5 14 5+4 2+1 6 P 300 chỗ 1 288(24.12) 2,67 0,64 38 8+7 3+2 18 P mượn sách 1 450(30.15) 3,33 0,66 57 10+9 3+3 25 P đọc 3 150(15.10) 2,00 0,59 22 6+5 2+2 10 1 1000(40.25) 5,13 0,71 120 12 10 30 1,2 Tên phòng làm việc Chỉ số Số hộp xếp đèn Quạt Ksd phòng đèn đôi Hàng Cột trần Số phòng Tầng 6,7 P T.nghiệm P ch.dụng 8,9 P tổ môn 10 11 Hội trường 4.3.3 Tính toán và lựa chọn áp tô mát, dây dẫn cho các tầng. Tính toán và lựa trọn tương tự như tầng 1, công suất chiếu sáng của các tầng còn có tính thêm 8 bóng đèn cho nhà vệ sinh, các đèn chiếu sáng hành lang (như đã trình SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 57 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh bày trong mục 2.2 xác định phụ tải của các tầng). Tầng 1 cộng thêm công suất 2 máy bơm, tầng 11 cộng thêm công suất 2 thang máy. Ta có bảng kết quả: Bảng 3.2 : Chọn Áptômát cho các phòng Tầng Phòng P 81m2 Số Số hộp Số Ptầng Itầng phòng đèn đôi Quạt (KW) (A) 5 18 8 1,2 3,4,5 P 60m2 3 10 4 P 80 chỗ 6 18 8 P 200 chỗ 1 24 12 P chờ GV 1 10 4 6 18 8 6 10 4 6,7 P T.nghiệm P ch.dụng 8,9 10 P tổ môn 1 14 6 P 300 chỗ 1 38 18 P mượn sách 1 57 25 SVTH : Ngô Văn Thoi 15,4 40,3 16,1 42,3 12,9 33,9 12,8 33,7 13,9 36,5 Áptômát cho các phòng Thiết bị, loại CB Đ.Hòa EA52-G-15A Đèn EA52-G-10A Quạt EA52-G-10A Các ổ EA52-G-15A Đ.Hòa EA52-G-15A Đèn EA52-G-10A Quạt EA52-G-10A Các ổ EA52-G-15A Đèn EA52-G-10A Quạt EA52-G-10A Các ổ EA52-G-10A Đèn EA52-G-10A Quạt EA52-G-10A Các ổ EA52-G-10A Đ.Hòa EA52-G-15A Đèn EA52-G-10A Quạt EA52-G-10A Các ổ EA52-G-10A Đèn EA52-G-10A Quạt EA52-G-10A Các ổ EA52-G-10A Đ.Hòa EA52-G-15A M.tính EA52-G-30A Đèn EA52-G-10A Quạt EA52-G-10A Các ổ EA52-G-10A Đ.Hòa EA52-G-15A Đèn EA52-G-10A Quạt EA52-G-10A Các ổ EA52-G-10A Đèn EA52-G-15A Quạt EA52-G-15A Các ổ EA52-G-15A Đ.Hòa EA52-G-15A Đèn EA52-G-10A Quạt EA52-G-10A ĐHCN Việt Hung 58 SL 3 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 10 1 1 Đồ án cung cấp điện Tầng 11 Phòng GVHD: Trịnh Cường Thanh Số Số hộp Số Ptầng Itầng phòng đèn đôi Quạt (KW) (A) P đọc 3 22 10 Hội trường 1 120 30 SVTH : Ngô Văn Thoi 26,7 Áptômát cho các phòng Thiết bị, loại CB Các ổ EA52-G-10A Đ.Hòa EA52-G-15A Đèn EA52-G-10A Quạt EA52-G-10A Các ổ EA52-G-15A Đèn EA52-G-30A 70,2 Quạt EA52-G-30A Các ổ EA52-G-30A ĐHCN Việt Hung 59 SL 1 5 1 1 1 3 3 3 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Trạm BAPP Hình 2.4 : SƠ ĐỒ MẶT BÀNG CHIẾU SÁNG TẦNG 1 NHÀ 11 TẦNG 2100 800 2100 800 2100 6000 8100 8100 1500 1300 600 15x2x36W 3100 8100 2500 600 1300 15x2x36W 1500 3100 8100 2500 800 900 1300 10x2x36W 6000 3000 0 SVTH : Ngô Văn Thoi 10000 ĐHCN Việt Hung 60 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 4.4 Tính toán ngắn mạch Ngắn mạch là sự cố gây nguy hiểm trong hệ thống điện. Khi xảy ra ngắn mạch thì tổng trở của hệ thống giảm xuống làm cho ḍòng điện của hệ thống tăng cao có thể gấp vài chục lần bình thường ,có thể gây nguy hiểm cho người và thiết bị. Thời gian ngắn mạch càng lớn, điểm ngắn mạch càng gần nguồn cung cấp thì tác hại do dòng ngắn mạch gây ra càng lớn làm cháy nổ các thiết bị gây nguy hiểm cho người vận hành, ngắn mạch làm cho điện áp giảm thấp ảnh hưởng đến quá tŕnh làm việc của các máy móc đòi hỏi độ chính xác cao, nếu ngắn mạch ở gần nguồn điện áp hệ thống giảm xuống nghiêm trọng gây rối loạn hệ thống điện. Do đó việc tính ngắn mạch nhằm kiểm tra các thiết bị đă chọn xem còn hoạt động tốt không khi xảy ra ngắn mạch 4.4.1 Mục đích của việc tính toán ngắn mạch. Việc tính toán ngắn mạch là để kiểm tra các thiết bị điện đã chon theo điều kiện ngắn mạch như: ổn định lực điện động, ổn định nhiệt, khả năng cắt, chọn BA để hạn chế dòng ngắn mạch... Toàn trường được cấp bởi 2 máy biến áp (1 máy 1000-35/0,4 và 1 máy 100-35/0,4). Vì vậy ta phải tính toán cho máy 1000-35/0,4. N1 - Ngắn mạch tại thanh cái cao áp N2 - Ngắn mạch thanh cái hạ áp N3 - Ngắn mạch tại thanh cái tủ phân phối phân xưởng N4 - Ngắn mạch tại thanh cái tủ động lực N5 - Ngắn mạch tại đầu cực của động cơ U tbdm Công thức tính tổng quát: IN(3) = 3 rΣ2 + x Σ2 rΣ, xΣ là điện trở và điện kháng tổng của hệ thống Utbđm là điện áp trung bình tại điểm ngắn mạch (Utbđm = 1,05 Uđm) ixk = Kxk. 2 .IN Ixk = IN. 1 + 2.(K xk − 1) 2 ixk là giá trị tức thời của dòng xung kích Ixk là giá trị hiệu dụng của dòng ngắn mạch xung kích SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 61 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh IN là dòng ngắn mạch tại nơi xảy ra ngắn mạch Kxk là hệ số xung kích 4.4.2 Sơ đồ thay thế ZCD1 CD1 N1 TC1 ZTC1 N1 CD2 ZCD2 MC2 1000-35/0,4 .ZBA BA ZATM1 và 100-35/0,4 ZTC2 ATM1 N2 TC2 N2 ZATM2 ATM2 ZC2 C2 ZATM3 ATM3 N3 Tủ PPPX N3 ATM4 ZATM4 C3 ZC3 ATM5 N4 Tủ ĐLPX ZATM5 N4 ATM6 N5 Zdd N5 ĐC ĐC SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 62 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 4.4.2.1 Tính ngắn mạch tại N1. xht rdd xdd x ht là điện kháng của hệ thống rdd và xdd là điện trở và điện kháng của dây dẫn Vì nguồn cung cấp gần nhà máy nên bỏ qua rdd và xdd (U tbdm ) 2 36,75 2 Vậy xΣN1 = xHT = = = 3,376 (mΩ) SN 400 Với SN là công suất ngắn mạch của hệ thống Vì nguồn có công suất vô cùng lớn nên: 36,75 U tbdm = SN IN1 = IN1’’ = IN∞ = 3.3,376 = 6,28 (KA) Lấy Kxk = 1,8 ta có: ixk1 = Kxk. 2 .IN = 1,8. 2 .6,28 = 15,99 (KA) Ixk1 = IN. 1 + 2.(K xk − 1) 2 = 6,28. 1 + 2.(1,8 − 1) 2 = 10,13 (KA) 4.4.2.2 Tính ngắn mạch tại N2. xN1’ rBA xBA rATM1 xATM1 rTC2 ~ Chọn Utbđm = 400 (V) x N1’ là điện kháng của hệ thống quy đổi về thứ cấp BA 2 2  0,4   0,4  x N1’ = x N1   = 3,376.   = 0,44 (mΩ)  35   35  rBA = ∆PN ( U tbdm ) 2 S đmBA = 13000. U % (U ) zBA = N x tbdm 100 S đmBA 2 = ( 400) 2 = 2,1 (mΩ) 1000 6,5 ( 400) 2 . = 10,4 (mΩ) 100 1000 xBA = (rBA ) 2 − ( x BA ) 2 = 10,4 2 − 0,44 2 = 10,39 (mΩ) SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 63 xTC2 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Tra bảng 2-40 (CCĐ) trang 647 vói ta có thanh cái 100x10, l = 8m, a = 300 ta có: r0 TC = 0,02 (mΩ/m); Vậy x0 TC = 0,157 (mΩ/m) rTC = 0,02.8 = 0,16 (mΩ/m); xTC = 0,157.8 = 1,36 (mΩ/m) Tra bảng 2-42+43 (CCĐ) trang 649 vói ta có: xATM1 = xCDATM1 = 0,1 (mΩ) rtxATM1 = 0,4 (mΩ); rCDATM = 0,15 (mΩ) Vậy xΣN2 = x N1’ + xBA + xATM1 + xTC2 = 0,44 + 10,4 + 0,1 + 1,36 = 12,3 (mΩ) rΣN2 = rCD2 + rBA + rTC2 + rATM1 = 2,1 + 0,15 + 0,55 + 0,2 = 3 (mΩ) zΣN2 = ( rΣN 2 ) 2 − ( x ΣN 2 ) 2 = 3 2 + 12,3 2 = 12,6 (mΩ) IN2 = I” = I ∞ = Ta có: U = 3Z N 400 3.12,6 = 18,33 (KA) ixk2 = Kxk. 2 .IN = 1,8. 2 .18,33 = 46,66 (KA) Ixk2 = IN. 1 + 2.(K xk − 1) 2 = 18,33. 1 + 2.(1,8 − 1) 2 = 29,55 (KA) 4.4.2.3 Tính ngắn mạch tại N3. xΣN2 rΣN2 rC2 xC2 rATM2 xATM2 rATM3 xATM3 ~ Với đoạn cáp từ thanh cái 0,4 KV về tủ PPPX khoảng 50m, Tra bảng 2-36 với dây PVC 185 mm2 ta có rC2 = 0,2.50 = 10 (mΩ); xC2 = 0,06.50 = 0,3 (mΩ) xΣN3 = xΣN2 + xC2 + xATM2 + xATM3 = 12,3 + 0,3 + 0,1 + 0,1 = 12,8 (mΩ) rΣN3 = rΣN2 + rC2 + rATM2 + rATM3 = 3 + 10 + 0,55 + 0,55 = 14,1 (mΩ) zΣN3 = ( rΣN 2 ) 2 − ( x ΣN 2 ) 2 = 14,12 + 12,8 2 = 19 (mΩ) IN3 = I” = I ∞ = Ta có: U 400 = = 12,2 (KA) 3Z N 3.19 ixk3 = Kxk. 2 .IN = 1,8. 2 .12,2 = 31 (KA) Ixk3 = IN. 1 + 2.(K xk − 1) 2 = 12,2. 1 + 2.(1,8 − 1) 2 = 19,7 (KA) SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 64 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 4.4.2.4 Tính ngắn mạch tại N4. xΣN3 rΣN3 rC3 xC3 rATM4 xATM4 rATM5 xATM5 ~ Đoạn cáp từ tủ PP đến tủ đông lực xa nhất là đên TĐL5 khoảng 80m. Tra bảng 2-39 với dây PVC(4G4) ta có: rC2 = 0,46.80 = 36,8 (mΩ); xC2 = 0,04.80 = 3,2 (mΩ) xΣN4 = xΣN3+ xC3 + xATM4 + xATM5 = 12,8 + 3,2 + 0,1 + 0,1 = 16,8 (mΩ) rΣN4 = rΣN3 + rC3 + rATM4 + rATM5 = 14,1 + 36,8 + 0,55 + 0,55 = 52 (mΩ) zΣN3 = ( rΣN 2 ) 2 − ( x ΣN 2 ) 2 = 16,8 2 + 52 2 = 54,6 (mΩ) IN4= I” = I ∞ = Ta có: U = 3Z N 400 3.54,6 = 4,2 (KA) ixk4 = Kxk. 2 .IN = 1,8. 2 .4,2 = 10,69 (KA) Ixk4 = IN. 1 + 2.(K xk − 1) 2 = 4,2. 1 + 2.(1,8 − 1) 2 = 6,8 (KA) 4.4.2.5 Tính ngắn mạch tại N5. xΣN4 rΣN4 rdd xdd ~ Đoạn cáp từ tủ ĐL5 đến máy 15 là xa nhất khoảng 25m. Tra bảng 4.27(HTCCĐ và 2-39 với dây PVC(4G1,5) ta có: rdd = 1,91.25 = 48 (mΩ); xdd = 0,04.25 = 1 (mΩ) xΣN5 = xΣN4 + xdd + xđ = 16,8 + 1 = 17,8 (mΩ) rΣN5 = rΣN4 + rdd+ rdd = 52 + 48 = 100 (mΩ) zΣN3 = (rΣN 2 ) 2 − ( x ΣN 2 ) 2 = 17,8 2 + 100 2 = 101,6 (mΩ) U IN4= I” = I ∞ = 3Z = N Ta có: 400 3.101,6 = 2,3 (KA) ixk5 = Kxk. 2 .IN = 1,8. 2 .2,3 = 5,8 (KA) Ixk5 = IN. 1 + 2.(K xk − 1) 2 = 2,3. 1 + 2.(1,8 − 1) 2 = 3,7 (KA) SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 65 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 4.4.3 Kiểm tra thiết bị điện. + Kiểm tra máy cắt liên lạc và máy cắt đầu vào MBA: Theo điều kiện ổn định lực điện động. Máy cắt loại MK-35 có Ixk = 30 kA > Ixk1 = 10,13 kA Iđmcắt = 6,6 (kA) ≥ IN= 6,28 kA Máy cắt đã chọn thõa mãn điều kiện kiểm tra. + Thanh cái chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động. + Kiểm tra dao cách ly cao áp: PΠH-35/2000 IxkD = 47 kA > Ixk1 = 10,13 kA ixkD = 120 kA > Ixk1 = 15,99 kA Iôđn = 170 (kA) ≥ Ixk1 = 10,13 kA Dao cách ly đã chọn thõa mãn điều kiện kiểm tra. + Kiểm tra cáp từ BATT đến TPP: loại PVC(4G400) theo điều kiện ổn định nhiệt: F ≥ α.I∞. t qđ Với: α : Hệ số nhiệt độ, cáp lõi đồng có α = 6 I∞ :Dòng ngắn mạch ổn định tqd : Thời gian quy đổi, được xác định bằng tổng thời gín tác động của bảo vệ chính tại máy cắt điện gần điểm sự cố với thời gian tác động toàn phần của máy cắt điện. Với ngắn mạch xa nguồn, ta lấy thời gian quy đổi bằng thời gian tồn tại ngắn mạch. Ta chỉ cần tính toán cho đoạn cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất là: IN3 = 12,2 kA F ≥ α.I∞. t qđ = 6.12,2. 0,4 = 46,3 mm2 Với cáp đã chọn có tiết diện F = 400 mm 2 ta thấy cáp đã chọn là thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt. + Áptômát chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 66 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh CHƯƠNG 5. LỰA CHỌN TỤ BÙ ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ THIẾT KẾ NỐI ĐẤT, CHỐNG SÉT CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ Tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện năng được sản suất ra. Hệ số công suất cosϕ là một trong các chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số công suất cosϕ là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản suất, phân phối và sử dụng điện năng. Hai thành phần công suất là: Công suất tác dụng là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong thiết bị dùng điện và công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công. Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát và hộ tiêu thụ dùng điện là một quá trình dao động. Mỗi chu kỳ của dòng điện, Q đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong 1/2 chu kỳ của dòng điện bằng không. Việc tạo ra công suất phản kháng không đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay máy phát điện. Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không nhất thiết phải lấy từ nguồn. Vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các máy sinh ra Q (tụ điện, máy bù đồng bộ,...) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng. Nâng cao hệ số công suất cosϕ sẽ đưa đến những hiệu quả sau: * Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. * Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện. * Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp. * Tăng khả năng phát của máy phát điện. 5.1 . Lựa chọn tụ bù để nâng cao công suất 5.1.1 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosϕ - Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên: Là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hoá các quá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 67 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh tải của các động cơ, thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý hơn,... Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên rất có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không phải đặt thêm thiết bị bù. - Nâng cao hệ số công suất cosϕ bằng biện pháp bù công suất phản kháng. Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu của chúng. 5.1.2 Chọn thiết bị bù. Để bù công suất phản kháng cho các hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích thích,... ở đây ta lựa chọn các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ điện có ưu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng, không có phần quay như máy bù đồng độ nên lắp ráp, vận hành và bảo quản dễ dàng. Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của các phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ vốn đầu tư ngay một lúc. Tuy nhiên, tụ điện cũng có một số nhược điểm nhất định. Trong thực tế với các nhà máy xí nghiệp có công suất không thật lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suất. Vị trí các thiết bị bù ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả bù. Các bộ tụ điện bù có thể đặt ở TPPTT, thanh cái cao áp, hạ áp của TBAPP, tại các tủ phân phối, tủ động lực hoặc tại đầu cực cácphụ tải lớn. Để xác định chính xác vị trí và dung lượng đặt các thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng phương án đặt bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể. Song theo kinh nghiệm thực tế, trong trường hợp công suất và dung lượng bù công suất phản kháng của các nhà máy, thiết bị không thật lớn có thể phân bố dung lượng bù cần thiết đặt tại thanh cái hạ áp của các TBAPX để giảm nhẹ vốn đâù tư và thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 68 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh - Hệ số công suất, ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất + hệ số công suất Các đại lượng biểu diễn công suấtt có liên quan mật thiết với nhau qua tam giác công suất S:công suất toàn phần P:công suất tác dụng Q S Q:công suất phản kháng Trị số góc ( có ý nghĩa rất quan trọng Nếu P :khi =0 thì P=S,Q=0 :khi =90 thì P=Q,P=0  Trong nghiên cứu và tính toán thực tế người ta dùng khái niệm hệ số công suất (cos )thay cho góc giữa S và P( ).  Khi càng nhỏ (tức càng lớn ) thì lượng công suất phản kháng tiêu thụ(truyền tải) càng lớn và công suất tác dụng càng nhỏ, ngược lại tức  càng lớn ( càng nhỏ ) thì lượng Q tiêu thụ (truyền tải )càng nhỏ. Lượng Q truyền tải trên lưới điện các cấp từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ càng lớn càng gây tổn thất lớn trên lưới điện.  Các xí nghiệp công nghiệp sử dụng nhiều động cơ không đồng bộ ba pha thường xuyên non tải và không tải, tiêu thụ lượng Q rất lớn,cos nghiệp cơ khí có cos =0,5 65 % thấp, ví dụ các xí 0,6 lượng Q mà các xí nghiệp công nghiệp tiêu thụ chiếm 70% tổng công suất Q phát ra từ các nhà máy điện. SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 69 Đồ án cung cấp điện  GVHD: Trịnh Cường Thanh Nếu các xí nghiệp công nghiệp, bằng các giải pháp kỹ thuật nâng cao , nghĩa là làm giảm lượng công suất phản kháng truyền tải trên lưới điện từ nhà máy đến xí nghiệp, thì ssẽ dẫn tới làm tăng kinh tế vận hành lưới điện. + Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số cosφ.  Nâng cao hệ số cosφ là một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng:  Giảm tổn thất công suất trong mạng điện. Tổn thất công suất trên đường dây được tính theo công thức Khi giảm Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần tổn thất công suất do Q gây ra.  Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện. Tổn thất điện áp được tính như sau:  Giảm lượng Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần do Q gây ra. --Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp. Khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng, tức phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng. Dòng điện chạy trên dây dẫn và máy biến áp được tính như sau: Biểu thức chứng tỏ trong cùng một tình trạng phát nóng nhất định của đường dây và máy biến áp (I= const) chúng ta có thể tăng khả năng truyền tải công suất tác dụng của SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 70 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh chúng bằng cách giảm công suất phản kháng mà chúng tải đi. Vì thế khi vẫn giữ nguyên đường dây và máy biến áp, nếu cosφ của mạng được cao (tức giảm lượng Q phải truyền tải ) thì khả năng truyền tải của chúng tăng lên .  Ngoài ra, việc nâng cao hệ số cosφ còn đưa đến hiệu quả là giảm được chi phí kim loại màu, góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của máy phát điện vv - Các giải pháp bù hệ số công suất tự nhiên  Bù tự nhiên cũng là một thuật ngữ chỉ những giải pháp không cần đặt thiết bị bù mà đã làm tăng trị số cos . Đó chính là những giải pháp đơn giản, rẻ tiền làm giảm lượng tiêu thụ Q của xí nghiệp. Các giải pháp tự nhiên thường dùng là:  Thay động cơ thường xuyên non tải bằng động cơ có công suất bé. Trị số cos của động cơ tỷ lệ với hệ số tải của động cơ, động cơ càng non thì cos càng thấp. Một xí nghiệp công nghiệp lớn có hàng nghìn động cơ thường xuyên non tải được thay bằng động cơ có công suất nhỏ hơn (làm cho hệ số tải tăng lên) thì làm cho cos từng động cơ tăng lên dẫn đến cos toàn xí nghiệp tăng lên đáng kể  Làm giảm điện áp đặt vào cực động cơ thường xuyên non tải Đây cũng là giải pháp tăng hệ số tải của động cơ làm cho cos tăng lên.Ta thấy rằng các cuộn dây động cơ đấu tam giác thì mồi cuộn chịu điện áp dây. Khi động cơ thường xuyên non tải ta chuyển đối tại cực động cơ để chuyển thành nối sao thì điện áp đặt SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 71 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh cuộn dây là điện áp dây Ud,mỗi cuộn dây chịu điện áp pha cho công suất động cơ giảm nghĩa là đã làm lần. Công suất động cơ đấu tam giác Công suất động cơ sau khi đấu sao Với công suất làm việc thực tế không đổi thì hệ sổ tải được nâng cao  Tăng cường chất lượng sửa chữa động cơ. -Động cơ sau khi sửa chữa thường có giảm thấp thấp hơn so với trước sửa chữa,mức độ tùy thuộc vào chất lượng sửa chữa động cơ. -Mỗi xí nghiệp lớn thường xuyên có hàngtrăm động cơ thay nhau sửa chữa ,chính vì thế những xí nghiệp này phải xây dựng phân xưởng sửa chữa cơ khí,chủ yếu làm nhiệm vụ sửa chữa động cơ. -Nếu chất lượng sửa chữa đảm bảo sẽ góp phần không nhỏ vào việc giảm mức tiêu thụ Q của động cơ sau khi sửa chữa và góp phần làm tăng của xí nghiệp. Vì thế, tăng cường chất lượng sửa chữa động cơ rất cần được các xí nghiệp công nghiệp lưu ý đúng mức.  Tóm lại, bằng các giải pháp tổng hợp và đồng bộ kể trên, chắc chắn sẽ giúp cho của xí nghiệp được nâng cao trước khi sử dụng các thiết bị bù, đem lại lợi ích kinh tế rõ rệt cho các xí nghiệp. - Các thiết bị bù hệ số công suất SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 72 Đồ án cung cấp điện  Bù GVHD: Trịnh Cường Thanh tại xí nghiệp là một thuật ngữ của ngành điện, thực chất xí nghiệp tự đặt thiết bị phát ra Q để tự túc một phần hoặc toàn bộ nhu cầu tiêu thụ Q trong xí nghiệp, làm giảm lượng Q truyền tải trên lưới cung cấp cho xí nghiệp.  Thiết bị để phát ra Q thường dùng trên lưới điện là máy bù và tụ bù. Máy bù hay còn gọi là máy bù đồng bộ, là động cơ chạy quá kích thích chỉ phát ra Q. Ưu khuyết điểm của hai loại thiết bị bù được giới thiệu trong bảng. Bảng 4.1 : Ưu khuyết điểm của hai loại thiết bị Máy bù Cấu tạo vận hành sửa chữa phức tạp Đắt Tiêu thụ nhiều điện năng Tụ bù Cấu tạo vận hành sửa chữa đơn giản Rẻ Tiêu thụ ít điện năng Tiếng ồn lớn Làm việc yên tĩnh Điều chỉnh trơn Điều chỉnh theo cấp  Qua bảng so sánh trên, tụ bù có nhiều ưu điểm hơn máy bù, nhược điểm duy nhất của tụ bù là công suất Qb phát ra không trơn mà thay đổi theo cấp (bậc thang) khi tăng, giảm số tụ bù, tuy nhiên điều này không quan trọng, vì bù mục đích là làm sao của xí nghiệp lên trị số 0,9 đến 0,95. Tóm lại, trên lưới điện xí nghiệp công nghiệp dịch vụ và dân dụng chỉ nên bù bằng tụ điện. 5.1.3 Tính chọn dung lượng bù. Dung lượng bù cần thiết cho trường học được xác định theo công thức sau: Qbù = Ptt∑.(tgϕ1 - tgϕ2).α Trong đó: Ptt∑ là phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy (KW). ϕ1 là góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù ϕ2 là góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 73 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh α là hệ số xét tới khả năng nâng cấp cosϕ bằng những biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù (α = 0,9 ÷ 1). Theo tính toán phần trên ta có hệ số công suất của nhà trường khi tính đến tổn hao trong máy biến áp là Ptt∑ = 928,9 (KW) và cosϕ1 = 0,86 (tgϕ1 = 0,59). Muốn nâng cao hệ số công suất cosϕ2 = 0,92 (tgϕ2 = 0,42) ta tính được dung lượng bù như sau: Qbù = Ptt∑.(tgϕ1 - tgϕ2).α = 928,9.(0,59-0,42).1 = 158 (Kvar) Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho các nhánh của mạng hình tia: Qbi = Qi - Q − Q bu  .Rtđ Trong đó: Ri Qbi là công suất phản kháng cần bù đặt tại phụ tải thứ i (KVar) Qi là công suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải thứ i (KVar) Q là phụ tải tính toán phản kháng tổng của nhà trường Q = 545,61 (KVar) Qbù là dung lượng cần bù của nhà máy Qbù = 158 (Kvar) Ri là điện trở của nhánh thứ i (Ω). Rtđ là điện trở tương đương của mạng. (Ω). Ta có: Q - Qbù = 545,61 - 158 = 387,61 (Kvar) −1  1 1 1  Và Rtđ =  + + ... + ÷ Rn   R1 R 2 Với nhánh phân xưởng cosϕttPX = 0,92 nên không bù nhánh này nên khi đó Rtđ = R1 nên ta có Qb1 = Qi - Q − Q bu  .Rtđ = Q1 – (Q - Qbù) Ri Qb1 = 513,77 – 387,61 = 126,16 (KVar) Tra bảng PL IV.13 (TKCCĐ) trang 288 tụ bù do Liên Xô chế tạo chọn 3 tụ có dung lượng 50 (Kvar) loại KC2- 0,38 - 3Y3. Tổng công suất của các tụ bù: Qtụbù = 3.50 = 150 KVar Tổng công suất phản kháng truyền trong lưới cao áp nhà trường: SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 74 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Q = Qtt∑ - Qtụbù = 545,61 – 150 = 395,61 KVar Q tgϕ = P tt ∑ = 395, 61 = 0,425 Ta tính ra Cosφ = 0,92 (Thỏa mãn điều kiện của đề tài) 928,9 5.2 Thiết kế nối đất cho phân xưởng cơ khí Xác định điện trở nối đất của hệ thống nối đất Rđ: Ở chung cư nối đất lặp lại của dây trung tính trong mạng 380/220V phải có Rđ≤10Ω vậy Rnt bằng trị số nối đất tiêu chuẩn yêu cầu: Rnt = Rđ = 10Ω ∗ Xác định điện trở nối đất của một cọc: Ta có ρ = 1.104Ω/cm Kmax = 1,5 tra bảng PL.6.4( Sách HTCCĐ NXBKH-KT) Vậy ρtt = 1,5.1.104 = 15000 Ω/cm Cột nối đất bằng thép góc L60×60×6 dài 2,5m có điện trở nối đất 1 cọc tính theo công thức: R1c = 0, 00298.ρtt = 0, 00298.15000 = 44, 7 Ω ∗ R 44, 7 1c Xác định sơ bộ số cọc: n = n .R = 0, 78.10 = 5, 7 c nt nc là hệ số sử dụng cọc (tra PL.6.7 hệ số sử dụng cọc và thanh ngang sách HTCCĐ NXBKH-KT) ta chọn nc = 0,78 Rnt trị số nối đất tiêu chuẩn yêu cầu: Rnt = Rđ = 10Ω R1c điện trở nối đất của 1 cọc Vậy ta chọn số cọc là 6 cọc ∗ Xác định điện trở nối đất của các thanh nối nằm ngang: 0, 366 2.l 2 .ρtt . lg Ta có : Rn = l b.t Trong đó: ρtt : điện trở suất của đất ở độ sâu hôn thanh nằm ngang lấy độ sâu = 0,8m chọn K = 2 vậy ρtt = K .ρ = 2.1.104 = 20000 Ω/cm. l : chiều dài ( chu vi ) của mạch tạo nên bởi các thanh cm l = 5.5 = 25m = 2500cm b : bề rộng thanh nối, cm b = 4cm t : chiều sâu chôn thanh nối, cm t = 0,8m = 80cm. vậy thay vào công thức ta được: Rt = 0,366 2.l 2 0,366 2.25002 .ρtt .lg = .20000.lg = 13 Ω l b.t 2500 4.80 SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 75 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Xác định điện trở của thanh nối thực tế khi xét đến hệ số sử dụng thanh nối R ' t ngang: Rt = n Ω t Tra bảng PL6.7 sách HTCCĐ ta chon nt = 0,83 R 13 ' t Vậy : Rt = n = 0,83 = 15, 7 Ω t Điện trở khuếch tán của 6 cọc chôn thẳng đứng : Rc = R1c 44, 7 = = 9,56 Ω n.nc 6.0, 78 Điện trở của thiết bị nối đất bao gồm hệ thống cọc và các thanh nối nằm ngang: Rc .Rt' 9,56.15, 7 Rnd = = = 5,9 Ω Vậy Rnđ < Rđ = 10 Ω thỏa mãn yêu cầu đặt ra : ' Rc + Rt 9,56 + 15, 7 0,8m 0,7m 2 1. cọc 2. Thanh nối 1 a>2,5m a>2,5m Như vậy ta dùng 6 cọc thép góc L60×60×6 mỗi thanh dài 2,5m chôn thành dãy 25m nối với nhau bằng thanh thép dẹt 40×4mm đặt cách mặt đất 0,8m điện trở của hệ thống Rđ[...]... đến các hộ tiêu thụ với điện áp định mức và công suất định mức phù hợp với các thiết bị điện Do đó thiết kế cung cấp điện là việc làm phức tạp Một công trình cung cấp điện dù nhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ các chuyên nghành, hiểu biết về một môi trường và các đối tượng cung cấp điện Nếu công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây làm ứ đọng vốn đầu tư, công trình thiết kế sai gây hậu quả không... yêu cầu cung cấp điện cho hộ phụ tải SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 14 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh Thiết kế hệ thống cung cấp điện như một tổng thể và lựa chọn các phần tử của hệ thống sao cho các phẩn tử này đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vận hành an toàn thực tế Muốn đạt được điều đó, người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện đúng công suất Trong đó mục tiêu chính là đảm bảo cho hộ... vào giai đoạn thiết kế và vị trí điểm nút tính toán khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp gồm 2 giai đoạn sau: + Giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế + Giai đoạn thiết kế thi công Trong giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế tính sơ bộ gần đúng phụ tải điện dựa trên cơ sở tổng công suất đã biết của các nguồn điện tiêu thụ Ở giai đoạn thiết kế thi công, ta xác định chính xác phụ tải điện dựa vào... Thanh CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC 3.1 Đặt vấn đề Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau : + Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật + Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện + Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành + An toàn cho người và thiết bị + Dễ... khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại xác định phụ tải là giai đoạn đầu tiên của công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện nhằm mục đích lựa chọn kiểm tra các phần tử mang điện và biến áp theo phương pháp phát nóng và các chỉ tiêu kinh tế Tính toán độ lệch và dao động điện áp lựa chọn thiết bị bù, thiết bị bảo vệ Việc lựa chọn hợp lý sơ đồ và các phần tử của hệ thống cung cấp. .. luôn đủ điện năng chất lượng nằm trong phạm vi cho phép Một phương án cung cấp cấp điện được xem là hợp lí khi thõa mãn những yêu cầu sau : - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy tính chất hộ tiêu thụ - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị - Đảm bảo chất lượng điện năng mà chủ yếu độ lệch và dao động điện trong phạm vi cho phép - Vốn đầu tư nhỏ,chi phí hàng năng thấp - Thuận tiện cho cho công... Tính toán phụ tải hôi trường (tầng 11) .33 SVTH : Ngô Văn Thoi ĐHCN Việt Hung 11 Đồ án cung cấp điện GVHD: Trịnh Cường Thanh 2.2.7 Phụ tải tính toán toàn bộ khu giảng đường (nhà 11 tầng) 34 2.3 Phụ tải tính toán trường học 35 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC 36 3.1 Đặt vấn đề 36 3.2 Vạch các phương án cấp điện 36... không cấp điện vào nhà trường .45 3.3.8 Chọn tủ điện tổng cho 2 nhà 46 CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MẠNG CHIẾU SÁNG .48 4.1 Đặt vấn đề 48 4.2 Thiết kế chiếu sáng phân xưởng thực hành cơ khí 50 4.2.1 Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung 50 4.2.2 Lựa chọn thiết bị điện chiếu sáng phân xưởng 51 4.3 Thiết kế chiếu... điện Với qui mô nhà trường như số liệu đã tính toán, nếu ngừng cấp điện không gây thiệt hại về kinh tế (như vậy nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại III), để cung cấp điện ta dùng đường dây trên không lộ đơn dẫn điện từ TBATG về trạm PPTT, từ trạm PPTT về các TBAPX ta dùng cáp nguồn cung cấp Trường hợp mất điện ta có thể dùng máy phát điện cấp cho thang máy và bơm nước Với công suất tính toán phụ tải của... đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất và sinh hoạt Đặc biệt hiện nay theo thống kê sơ bộ điện năng tiêu thụ bởi các xí nghiệp chiếm tỷ lệ hơn 70% điện năng sản suất ra (nhìn chung tỷ số này phụ thuộc vào mức độ công nghiệp hoá của từng vùng Điều đó chứng tỏ việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp là một bộ phận của hệ thống điện khu vực và quốc gia,