Thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy sản xuất thức ăn gia súc

Thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy sản xuất thức ăn gia súc

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

I Nhiệm vụ đề tài

Ghi lại quá trình thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy sản xuất thức ăn gia súc bao gồmï thi công số liệu, biểu diễn đối tượng thiết kế thông qua các phương tiện thiết kế Quá trình thiết kế có thể phân chia thành các giai đoạn sau:

1 Phải tìm hiểu quy mô của nhà máy, chức năng của phần tử tiêu thụ điện trong sản xuất, định mức đô tin cậy, mối tương quan theo công nghệ sản xuất, vị trí phân bố để tìm ra các nhóm thiếy bị và đưa ra các phương án cấp điệân

2 Đưa ra các phương án kinh tế – kỹ thuật tối ưu để thiết kế, lắp đặt và vận hành một cách hiệu quả

3 Xác định các thông số kỹ thuật của các phần tử trong quá trình thiết kế

4 Các tính toán kinh tế- kỹ thuật

5 Tính toán các thông số của mạng

6 Kiểm tra tính đúng đắn, chất lượng của lưới thiết kế và ứng dụng thực tế của nó

Thiết kế mạng điện cho nhà máy, xưởng nhằm giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế mạng cung cấp điện đồng thời cũng giáp sinh viên có được một tác phong làm việc độc lập

II Các bước thiết kế trong cung cấp điện:

1 Bước 1: - Thu thập dữ liệu ban đầu

- Nhiệm vụ và mục đích thiết kế

- Đặt điểm của quá trình công nghệ và công trình được cung cấp điện

- Dữ liệu từ nguồn, công suất phân bố, vị trí lắp đặt

2 Bước 2: - Phụ tải tính toán

- Danh mục thiết bị điện

- Tính phụ tải động lực phân phối

- Tính phụ tải chiếu sáng

3 Bước 3: Thiết kế chiếu sáng:

- Tính chọn số đèn, loại đèn, công suất tổng cộng chiếu sáng

- Tính lại công suất tính toán của nhà máy

4 Bước 4: Chọn máybiến áp

- Chọn máy biến áp và nguồn dự phòng sao hiệu quả kinh tế

5 Bước 5: Chọn dây dẫn và CB

- Tính toán dòng điện để chọn dây dẫn và CB

6 Bước 6: Tính ngắn mạch và sụt áp

- Để kiểm tra lại CB và dây dẫn

7 Bước 7: Thiết kế nối đất an toàn

- Chọn sơ đồ đi dây

- Tính số cọc

-Tính dòng chạm vỏ để kiểm tra CB

8 Bước 8: hồ sơ cung cấp điện

-Bảng thống kê dữ liệu ban đầu

-Bảng vẽ mặt bằng và công trình phân bố phụ tải

-Bảng vẽ sơ đồ nguyên lý

-Bảng vẽ mặt bằng và sơ đồ đi dây

III Tổng quan về nhà máy

1 Sự hình thành

Nhà máy thức ăn gia súc An Phú được thành lập vào năm 2000, chủ yếu sản xuất thức ăn phục vụ ngành chăn nuôi trên địa bàn Quận 2, Quận 9 và các khu vực lân cận

Nhà máy chuyên sản suất thức ăn phục vụ cho ngành chăn nuôi

Quy trình sản xuất như sau:

Quá trình nạp nguyên liệu vào máy sẽ qua khâu định lượng từng loại sản phẩm vừa nghiền và trộn thành hợp chất Hỗn hợp được gia nhiệt nâng cao độ ẩm nguyên liệu làm tăng kết dính của thành phẩm Thành phẩm chứa qua băng tải đi vào bồn chứa Ở đây hỗn hợp sẽ được sấy đạt độ ẩm cho phép và làm nguội bằng nhiệt độ môi trường thức ăn sẽ keo dính lại dạng đặt sệt keo lại Thức ăn được dập viên và ủ đến một thời gian sấy lại thêm lần nữa và đưa ra cân đóng bao Lúc này ta sẽ có được những bao thức ăn gia súc

Hình 1.1 Sơ đồ khối quy trình sản xuất của nhà máy thức ăn gia súc An Phú

Nhà máy sản xuất theo dây chuyền công nghệ Hà Lan, làm việc theo ca, tổng

công suất thiết bị sử dụng trong nhà máy là 582KW

Sơ đồ mặt bằng BV1 đính kèm trang cuối

2 Phụ tải của nhà máy

Stt Tên nhóm thiết bị điện Số lượng Công suất đặt(kw) U đm (v)

Định lượng phối phối chế nguyên liệu nghiền trộn Nạp nguyên liệu

Dập viên và ủ

Sấy đạt độ ẩm cho phép và làm nguội bằng nhiêt độ môi trường

Thành phẩm chứa vào bồn chứa

Cân đóng bao

Gia nhiệt nâng độ ẩm nguyên liệu

8 Máy sang 1 2.2 220/380

Sơ đồ vị trí lắp máy trên mặt bằng BV2 đính kèm trang cuối

CHƯƠNG 2:

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

I Phân nhóm phụ tải

Khi bắt tay vào xác định PTTT thì công việc đầu tiên mà ta phải làm đó là phân nhóm phụ tải.Thông thường thì 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 đảm bảo tính linh hoạt cao trong vận hành cũng như bảo trì, sửa 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 đến hoạt động của các dây chuyền khác, hoặc khi bảo trì, sửa chữa thì có thể cho ngừng hoạt động của từng dây chuyền riêng lẻ,… Nhưng phương án này có nhược điểm sơ đồ phức tạp, là chi phí lắp đặt khá cao do có thể các thiết bị trong cùng một nhóm lại không nằm gần nhau cho nên dẫn đến tăng chi phí đầu tư về dây dẫn, ngoài ra thì đòi hỏi người thiết kế cần nắm vững quy trình công nghệ của nhà máy

-Phân nhóm theo vị trí trên mặt bằng:

Phương pháp này có ưu điểm là dễ thiết kế, thi công, chi phí lắp đặt thấp Nhưng cũng có nhược điểm là kém tính linh hoạt khi vận hành sửa chữa so với phương pháp thứ nhất

Do vây mà tuỳ vào điều kiện thực tế mà người thiết kế lựa chon phương án nào cho hợp lý

1.Phân chia nhóm phụ tải cho các phân xưởng của nhà máy

Ở đây, chúng ta sẽ kết hợp cả 2 phương án phân nhóm trên để áp dụng cho nhà máy này tức phân nhóm theo vị trí trên mặt bằng và cả công việc sản xuất

Dựa vào sơ đồ bố trí trên mặt bằng, và số lượng của các thiết bị tiêu thụ điện,

chúng ta sẽ phân thành8 nhóm như sau:

-Nhóm có các máy đặt gần nhau

-Nhóm có các máy giống nhau cùng làm một công việc nhưng làm công việc

X Y

NHÓM 2

Tọa độ trên mặt bằng(mm) Stt Tên nhóm và thiết bị Số lượng Công suất

NHÓM 3

Toạ độ trên mặt bằng

(mm) STT Tên nhóm & thiết bị Số lượng Công suất đặt

X Y

Tổng 1 120

NHÓM 5

Tọa độ trên mặt bằng(mm) Stt Tên nhóm và thiết bị Số lượng Công suất đặt(kw)

X Y

NHÓM 6

Toạ độ trên mặt bằng

(mm) STT Tên nhóm & thiết bị Số lượng Công suất đặt

X Y

NHÓM 8

Tọa độ trên mặt bằng

(mm) Stt Tên nhóm và thiết bị Số lượng Công suất đặt(kw)

X Y

Ở đây ta chọn cách xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại Kmax và công suất

trung bình Ptb (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả)

Chọn Ksd, cosϕ theo bảng sau:

Nhóm máy gia công kim loại của phân xưởng cơ

khí phân xưởng sữa chữa cơ khí

Các phân xưởng làm việc theo dây chuyền

Nhóm máy của phân xưởng rèn Nhóm máy của phân xưởng đúc Nhóm động cơ làm việc liên tục Nhóm động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

Nhóm máy vận chuyển làm việc liên tục

Lò cảm ứng Lò cao tầng Nhóm máy hàn

0.2-0.4 0.14-0.2 0.5-0.6 0.25-0.35 0.3-0.35 0.6-0.7 0.05-0.1 0.6-0.7 0.7-0.8 0.3 0.35-0.4

0.6-0.7 0.5-0.6 0.7 0.6-0.7 0.6-0.7 0.7-0.8 0.4-0.5 0.65-0.75 0.9-0.95 0.35 0.5-0.6

Biến áp hàn hồ quang 0.7-0.8 0.7-0.8

Bảng thống kê số liệu tính toán

STT Tên nhóm và thiết bị Số

lượng

Công suất đặt (KW)

30 Mơ tơ thang tải thành

34 Máy may bao 1 0.25 0.54 2.71 0.65 0.7/1.02

3 ϕ và lấy Imm=5 Iđm

a.Dựa vào kết cấu mặt bằng ta chia nhà máy thành 4 khu vực chiếu sáng:

+ Khu vực văn phòng :

Sự cố nguy hiểm, tụ có thể bị nổ

II.Xác định tâm đồ thị phụ tải

Việc xác định tâm phụ tải nhằm chọn ra phương án, vị trí đặt tủ điện thích hợp

nhằm cung cấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất nhỏ nhất , chi phí kim

loại màu hợp lý và đảm bảo mỹ quan

Dựa theo quy trình công nghệ và vị trí phân bố thiết bị theo công suất ta sẽ phân chia thiết bị theo nhóm Mỗi nhóm ứng với tủ động lực nếu động cơ có công suất lớn trội thì có thể đặt riêng tủ

Tâm phụ tải được tính như sau:

Pđmi công suất định mức của thiết bị thứ i

Đặt tủ động lực (phân phối ) ở tâm phụ tải nhằm mục đích cung cấp điện với tổn thất công suất và điện áp, chi phí kim loại màu hợp lý hơn cả việc lựa chọn cuối cùng còn phụ thuộc vào cả yếu tố mỹ quan

Trước tiên, ta quy ước đánh số thứ tự của các thiết bị bố trí trên sớ đồ mặt bằng theo thứ tự tăng dần từ trái sang phải và từ dưới lên trên

Chọn gốc toạ độ tại vị trí góc dưới bên trái (trên sơ đồ mặt bằng BV2 đã chia theo tỷ lệ 1/250) của nhà máy

ƒ Tâm phụ tải cho tủ động lực 1

Y =

75.271900.95≈ 69 (mm) Vậy vị trí tâm phụ tải cho tủ động lực 1 có toạ độ (194mm,69mm)

Tương tự ta cũng tính được:

ƒ Tâm phụ tải cho tủ động lực 2 : có tọa độ (117mm, 70mm )

ƒ Tâm phụ tải cho tủ động lực 3: có tọa độ (78mm, 100mm)

ƒ Tâm phụ tải cho tủ động lực 4: có tọa độ (83mm, 160mm )

ƒ Tâm phụ tải cho tủ động lực 5: có tọa độ (119mm, 153mm )

ƒ Tâm phụ tải cho tủ động lực 6: có tọa độ (188mm, 165mm )

ƒ Tâm phụ tải cho tủ động lực 7: có tọa độ (220mm, 165mm)

ƒ Tâm phụ tải cho tủ động lực 8: có tọa độ (224mm, 200mm )

ƒ Tâm phụ tải cho tủ phụ tải chiếu sáng: có tọa độ(191mm, 118mm)

(có được dựa vào quá trình bố trí các khu vực chiếu sáng và các vị trí của các bản điện điều khiển đèn, quạt và các thiết bị khác nằm ở phần chiếu sáng)

ƒ Tâm phụ tải cho toàn bộ nhà máy:

X=

Pi

Pi

* Xi

∑

73.662

5

∑

73.662

65

82597 ≈ 125 (mm)

Với Pi là công suất tính toán của từng tủ

Xi, Yi là hoành độ và tung độ của các tủ,

Vậy tâm phụ tải toàn bộ nhà máy có tọa độ (132mm, 125mm )

2.Dựa trên lý thuyết và điều kiện thực tế định được vị trí của các tủ động lực và tủ phân phối cho nhà máy

a) Tủ phân phối

Đối với những phân xưởng có công suất lớn, cần chọn vị trí thích hợp để đặt tủ phân phối.Việc lắp đặt vừa phải đảm bảo tính an toàn vừa thể hiện cách bố trí hợp lý Thông thường tại tâm phụ tải là nơi lắp đặt hợp lý nhất Tuy nhiên tùy theo từng sơ đồ mặt bằng cụ thể, mà cần chọn những vị trí khác sau cho thật hợp lý

Dựa vào sơ đồ mặt bằng nhà xưởng và cách bố trí các thiết bị, ta cần đặt một tủ phân phối, tủ cấp điện cho toàn bộ khu vực được lắp đặt kế tường và gần tâm phụ tải nhất Tủ phân phối được chọn lựa có số ngõ ra phụ thuộc vào số lượng tủ động lực và tủ chiếu sáng bố trí trong phân xưởng Ngõ vào tủ phân phối được nối với thanh góp đặt tại nhà phân phối

b) Tủ động lực

Đối với phân xưởng có nhiều thiết bị được bố trí rải đều trên mặt bằng hoặc bố trí theo nhiệm vụ chức năng của từng nhóm thiết bị , ta chia các thiết bị thành các nhóm nhỏ , các nhóm này được cấp điện từ các tủ phân phối Trong mỗi động lực được phân thành nhiều nhánh mỗi nhánh cung cấp cho một nhóm thiết bị đặt gần nhau Tương tự như tủ phân phối các tủ động lực cũng được lắp đặt ở các vị trí vừa đảm bảo kỹ thuật vừa đảm bảo tính mỹ quan chung cho toàn phân xưởng

c) Tủ chiếu sáng

Dựa vào sơ đồ mặt bằng nhà xưởng và cách bố trí các đèn chiếu sáng , ta cần đặt một tủ chiếu sáng cấp điện cho toàn bộ khu vực được lắp đặt kế tường và gần tâm phụ tải nhất Tủ chiếu sáng được chọn lựa có số ngõ ra phụ thuộc vào số dãy đèn chiếu sáng bố trí trong phân xưởng Ngõ vào tủ chiếu sáng được nối với thanh góp đặt tại tủ phân phối

Vậy tâm phụ tải là vị trí có toạ độ làm sao, đặt tủ phân phối tại vị trí ấy thì sẽ đem lại những hiệu quả như đã trình bày ở trên Tuy nhiên, để đảm bảo tính mỹ quan cũng như thuận tiện thao tác,v.v Nên ta quyết định đặt tủ phân phối tại vị trí sát tường, ưu tiên gần cửa vào giúp thao tác nhanh, thuận tiện còn đảm bảo mỹ quan

Ta có bảng thống kê đặt tủ vào mặt bằng ở BV2 như sau:

Tọađộ TPP1 TPP2 TPP3 TPP4 TPP5 TPP6 TPP7 TPP8 TPPT

X 195 115 52 52 110 175 258 94 205

Y 40 40 100 160 186 186 160 160 212

III Xác định phụ tải tính toán:

1 Các đại lượng và hệ số tính toán thường gặp:

a) Phụ tải đỉnh nhọn: Ρdn là phụ tải xuất trong khoảng thời gian rất ngắn 1 đến 2 giây Phụ tải này để kiểm tra độ dao động điện áp, kiểm tra điều kiện tự khởi động của động cơ, chọn dây chảy, cầu chì và tính dòng khởi động của rơle

Phụ tải đỉnh nhọn thường xảy ra khi khởi động Chúng ta không chỉ quan tâm đến chỉ số của nó mà còn quan tâm đến tần số của nó vì số lần suất hiện càng tăng thì sẻ ảnh hưởng tới sự làm việc bình thường của các thiết bị khác trong cùng một mạng điện b) Phụ tải tính toán: Ρtt

Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng cho phép gọi là phụ tải tính toán, đó là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện

tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dung nhiệt nặng nề nhất Nói cách khác phụ tải tính toán cũng làm dây dẫn nóng lên, nếu ta chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán, thì có thể đảm bảo an toàn cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành

c) Hệ số sử dụng:Κsd

Hệ số sử dụng là tỉ số giửa phụ tải tác dụng trung bình với công suất đặt trong mộy khoảng thời gian xem xét Thời gian xem xét này được gọi là một chu kỳ xem xét

∑

∑

=

=Ρ

ΚΡ

=Ρ

dm

tt sd

1 1

Hệ số sử dụng nói lên mức sử dụng mức độ khai thác công suất và thời gian sử dụng của thiết bị trong thời gian vận hành

d)Hệ số đồng thời: Κdt

Là tỉ số của công suất tác dụng tính toán cực đại tại nút khảo sát của hệ thốngcung cấp điện với tổng các công suất tác dụng tính toán cực đại

tt dt

1

Đối với nhà máy:

∑

=Ρ

Ρ

=

i dt

1

Đối với các đường dây cao áp của hệ thống cung cấp điện trong xí nghiệp gần đúng Κdt =0,8÷1

Đối với thanh cái của trạm biến áp của xí nghiệp và đường dây tải thì

19,

0 ÷

=

Số thiết bị hiệu quả : nhq

Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả : nhq là một số quy đổi gồm có thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêu thụ thực bởi n thiết bị tiêu thụ trên công suất xác định

2 1

Nếu tất cả các thiết bị có cùng một nhóm công suất thì :nhq= 0

Nếu các thiết bị có công suất khác nhau thì :nhq< n ta có thể tính toán như sau: n

1 Các phương pháp tính phụ tải tính toán:

Hiện nay có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán Thông thường những phương pháp đơn giản thì cho kết quả không chính xác, ngược lại muốn độ chính xác cao thì phương pháp tính toán lại phức tạp Do vậy phải biết cân nhắc để lựa chọn phương pháp tính cho thích hợp

Nguyên tắt chung để tính toán phụ tải là tính thiết bị dùng điện trở ngược về nguồn

-Mục đích của vịêc tính toán phụ tải:

+Chọn tiết diên dây dẫn của lưới điện cung cấp một cách kinh tế

+Chọn số lượng và công suất máy biến áp hợp lý

+Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối có tính kinh tế

+Chọn các thiết bị chuyển mạch bảo vệ hợp lý

a) Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm:

Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải không đổi hoăc thay đổi ít, phụ tải tính toán được lấy bằng giá trị trung bình của các phụ tải lớn nhất, hệ số đóng điện của các hộ tiêu thụ này bằng 1, còn hệ số phụ tải thay đổi rất ít Phụ tải tính toán được tính theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất trong một khoảng thời gian

ca

ca tb

Trong đó: Μca: số sản phẩm sản xuất trong một ca

Τca: thời gian của ca phụ tải lớn nhất

W0: suất tiêu hao điện năngtrên một đơn vị sản phẩm(kwh/1dvsp)

Khi biết W0 và tổng sản phẩm sản xuất trong năm M của phân xưởng hay xí nghiệp, phụ tải tính toán sẽ là:

maxΤ

Μ

=

Ρtt

max

Τ : thời gian sử dụng công suất lớn nhất được sử dụng tính toán đối với các thiết

bị có đồ thị phụ tải ít biến đổi như quạt gió, bơm nước… Khi đó Ρtt =Ρtb kết quả tương đối chính xác

b) Xác địnhphụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất:

Ρ : suất phụ tải trên 1 đơn vị diện tích sản xuất là (w/ m2) hay(kw/ m2)

⇒ Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng Nó được dùng để tính các phụ tải phân xưởng Có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều

c) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt:

∑

=ΡΚ

=

i di nc tt

=+Ρ

=

d) Xác định đồ thị phụ tải theo hệ số cực đại Κmax và công suất trung bình Ρtb

™ nhq ≥4 : Ρtt =ΚmaxΡca =ΚmaxΚsdΡdmnhom =ΚncΡdm

=

i

pti dm tt

1

Κpti: hệ số phụ tải thiết bị thứ i

Khi không có số liệu chính xác về Κptivà cosϕdm ta có thể lấy giá trị trung bình như sau:

- Đối với thiết bị làm việc ở chế độ làm việc dài hạn Κpti=0,9 và cosϕdm=0,8

- Đối với thiết bị làm việc ở chế độ làm việc ngắn hạn Κpti=0,75 và

e)Tính toán đỉnh nhọn:

Phụ tải đỉnh nhọn kéo dài từ 1 ÷2 giây thì gọi là phụ tải đỉnh nhọn

Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dòng đỉnh nhọn Ιdn Dòng điện này dùng để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn các thiết bị bảo vệ tính toán khởi động của động cơ Đối với 1 máy: Ιdn =Ιmm =ΚmmΙdm

mm

Κ : hệ số mở máy của động cơ

Đối với động cơ địên không đồng bộ roto lồng sóc Κmm=5 ÷7

Đối với động cơ địên một chiều hoặc roto dây quấn Κmm=2,5

Đối với lò điện Κmm=1

Lò điện hồ quan và máy biến áp hàn Κmm=3

Đối với nhóm máy lò điện đỉnh nhọn xuất hiện khi có dòng mở máy lớn nhất trong nhóm máy :

Có thể xác định theo công thức chiếu sáng /m2.với chiếu sáng chung đều cần xác định diện tích chiếu sáng và độ cao tính toán, độ rọi và loại đèn sử dụng để tra suất phụ tải

g) Phụ tải tính toán:

tt tt

2 Xác định phụ tải động lực

Xác định phụ tải tính toán theo hệ số Kmax và Ptb (còn gọi là phương pháp số thiết

bị hiệu quả hay phương pháp sắp xếp biểu đồ)

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, vì khi tính số thiết bị hiệu quả (nhq) chúng ta đã xét tới hàng loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng Do đó khi cần nâng cao độ chính xác của PTTT, hoặc khi không có số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp trên thì ta nên dùng phương pháp này

™ Đầu tiên ta sẽ tính toán PTTT với nhóm 1(tủ ĐL1):

+ Tính số thiết bị hiệu quả theo nhóm ở chế độ dài hạn :

1 2

*41

*31

*6.61

*7.32

*315.11

*75

0

)1

*2.21

*4131

*6.617.32

*31

*5.1175.0(

2 2

2 2

2 2

2 2

2++

++

++

+

++++

++

≈ 6

∑

=

=Ρ

ΚΡ

=Ρ

dm

tt sd

1 1

=

75 27

2 2

* 7 0 ) 4 7 3 5 1 (

* 75 0 ) 3 6 6 5 1 75 0 (

1

1cosϕ

=

75 27

6 6

* 75 0 ) 2 2 4 3 6 6 7 3 3 3 5 1 75 0 (

Ptb = Ksd* Pđm∑ = 0.64*27.75= 17.76 (kW)

Qtb = 17.76*0.99 = 17.58 (kVAr ) + Tính Ptt và Qtt theo công thức:

Ptt = Kmax* Ptb =1.32* 17.76 = 23.44 (kW)

Qtt = 1.1Qtb = 1.1*23.44 = 25.78 (kVAr) ( do nhq≤10) + Tính Stt của nhóm:( tủ động lực) trang 12 HDĐAMH

Stt = 2 2

tt

P + = 23.442+25.782 = 34.84 (kVA) + Tính Itt của nhóm :

*3

84

*2.2

)5.11.15.55.510

*2.2(

++++

+++

Cosϕtb =

6 35

) 1 1 2 2

* 10 ( 65 0 ) 5 1 5 5 ( 7 0 5 5

* 75

+ Tính Ksd của nhóm thiết bị

Ksd=

6 35

) 1 1 10

* 2 2 (

* 65 0 ) 5 1 5 5 5 5 (

* 7

+Từ nhq=11.3 và Ksd = 0.67, tra bảng ta được Kmax= 1.2

+ Tính Ptb và Qtb theo công thức:

Ptb = Ksd* Pđm∑ = 0.67*35.6= 23.85 (kW)

Qtb = 23.85 *1.08 = 25.76 kVAr + Tính Ptt và Qtt theo công thức:

Ptt= Kmax* Ptb =1.2* 23.85 = 28.62 (kW)

Qtt =Qtbnhóm = 25.76kVAr ( do nhq>10) + Tính Stt của nhóm: ( tủ động lực)

Stt = 2 2

tt

P + = 28.622 +25.762 =38.51 (kVA) + Tính Itt của nhóm :

*3

51

tt

P + = 752 +56.252 =93.75 (kVA) + Tính Itt của nhóm :

*393.75 = 142.44 (A)

+ Vì nhóm có một máy nên Ιdn=Ιmmmax=712.2A

™ Tính PTTT cho nhóm 4(tủ ĐL4):

Ptt= Pđm=120kw

Qtt = Pđm* tgϕ =120*0.75 =90 (kVAr) + Tính Stt của nhóm:

tt

+ Vì nhóm có một máy nên Ιdn=Ιmmmax=1139.5 A

™ Tính PTTT cho nhóm 5(tủ ĐL5):

115.7151.15.15.55.75.7

)115.7151.15.15.55.75.7(

+++++++

++++++

Cosϕtb =

6 56

) 11 5 1 2

* 5 7 ( 7 0 ) 5 7 15 1 1 5 5 ( 75

+ Tính Ksd của nhóm thiết bị

Ksd=

6 56

) 11 5 1 15 2

* 5 7 (

* 65 0 ) 1 1 5 1 5 5 (

* 7

Ptt= Kmax* Ptb =1.4*33.39 = 46.75 (kW)

Qtt =1.1Qtb = 34.53kVAr ( do nhq<10) + Tính Stt của nhóm:

tt

P + = 46.752+34.532 = 58.12 (kVA) + Tính Itt của nhóm :

*3

12

+ Tính Iđn của nhóm theo công thức:

Ιdn =Ιmmmax +(Ιtt −ΚsdΙdmmax)

Với Iđmmax của thiết bị có dòng mở máy lớn nhất trong nhóm là 23.8A

*3

5

+ Vì nhóm có một máy nên Ιdn=Ιmmmax=1044.5 A

™ Tính PTTT cho nhóm 7(tủ ĐL7):

Ptt= Pđm=132kw

Qtt = Pđm* tgϕ =132*0.75=99 (kVAr) + Tính Stt của nhóm:

*3

+ Vì nhóm có một máy nên Ιdn=Ιmmmax=1253.4 A

™ Tính PTTT cho nhóm 8(tủ ĐL8):

5.525.05.74.4)2.2

*2()5.1

*4(

)5.525.05.74.42.2

*25.1

*4(

++

+++

++++

Cosϕtb =

05 28

) 25 0 5 7 5 1

* 4 ( 7 0 2 2

* 2

* 75 0 ) 5 5 4 4 (

* 8

) 25 0 3

* 5 1 (

* 65 0 ) 5 5 5 7 4 4 5 1 2

* 2 2 (

* 7

Ptt= Kmax* Ptb =1.23*19.35 = 23.8 (kW)

Qtt =1.1Qtb = kVAr ( do nhq<10) + Tính Stt của nhóm:

tt

P + = 23.82+19.162 = 30.55 (kVA) + Tính Itt của nhóm :

*3

55

™ Tính PTTT cho phần chiếu sáng, quạt và một số phụ tải liên quan

A.Lý thuyết: Thiết Kế Chiếu Sáng

I Giới thiệu:

Điện chiếu sáng là một trong những công trình nghệ thuật kiến trúc dân dụng và công nghiệp vừa là tiện nghi cần thiết, vừa có tính chất trang trí mỹ thuật lại vừa có tác dụng nâng cao hiệu quả sử dụng công trình

1 Quang thông : φ(lm)

Quang thông chính là thông lượng hữu ích trong hệ ánh sáng Đơn vị của quang thông là lumen, 1 lumen là quang thông của một nguồn sáng điểm có cường độ sáng là

1 cadenla phát ra trong một đơn vị góc khối

2 Độ rọi: lux(lx)

Mật độ quang thông rơi lên bề mặt được chiếu sáng là độ rọi E=

dS

dφ Đơn vị độ

rọi là lux(lx)

3 Cường độ sáng: I (Cd)

Nếu nguồn sáng S bức xạ theo mọi phương, trong các góc đặt dω nó truyền đi qua một quang thông dF, thì đại lượng

Nếu dF tính bằng lumen , thì góc đặt tính bằng Steradian

Đơn vi: candenla(Cd)

5 Tiêu chuẩn về độ rọi

Căn cứ vào tính chất công việc, yêu cầu đảm bảo sức khỏe cho công nhân, khả năng cung cấp điện của nguồn mà sẽ có tiêu chuẩn về độ rọi khác nhau (Tài liệu [214] Bảng 14 Các giá trị độ rọi tiêu chuẩn các nước cô Dương Lan Hương)

B.Tính: (theo TL thiết kế chiếu sáng cô Dương Lan Hương trang [trang 234.)

B,Tính số đèn chiếu sáng:

• Chiếu sáng cho khu sản xuất 40m x 55m = 2200 m 2

3 Yêu cầu độ rọi cho xưởng công nghiệp chế biến: Etc=300lux

4 Chọn hệ sáng: chung đều

5 Chọn nhiệt độ màu: T=4000 0Ktheo đường cong Kruithof

6 Chọn loại bóng đèn:

Loại: T8 Tm=4000 0K

7 Chọn bộ đèn loại

8 Phân bố các bộ đèn: double optic

Bề mặt làm việc:h=0.8 (m)

Chiều cao treo đèn so với mặt làm việc: htt=4(m)

9 Chỉ số địa điểm:

K=

)(

b a h

b a

10 Hệ số bù:

Chọn hệ số suy giảm quang thông: δ1 =0.9

Chọn hệ số suy giảm do bám bụi: δ2 =0.9

'

12 Hệ số sử dụng:

Hệ số sử dụng U=u d.ηd+ui.ηi=0.96*0.8=0.77

13 Quang thông tổng:

) ( 1054286 77

0

23 1 2200

* 300

lm U

*2

10542861

tong boden

N

φ

φ

(bộ) Chọn số bộ đèn N boden =176(bộ)

15 Kiểm tra sai số quang thông:

)

%(

111504286

10542866000

*176 /1

lm N

tong

tong boden cacbong

φ

Kết luận: Nằm trong khoảng cho phép (-10%,20%)

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

=

=

Sd

U N

E tb boden.φcacbong/1boden

23.12200

77.0

*6000

*

17 Phân bố các bộ đèn:

Chia 8 dãy, mỗi dãy 22 bộ đèn được lắp đặt theo hình vẽ đính kèm trang cuối Đồ Aùn

Ở phòng sản xuất ta cũng lắp 7×11 bộ quạt trần 100 w và 8 máy quạt rời công

nghiệp 1500 w (2HP) với 8 ổ cắm dự phòng mỗi ổ khoảng: 4500 w

Tổng công suất chiếu sáng cho khu sản xuất

Pttcs1= Kdt (Nbộ đèn.nbóng/1 bộ đèn.(Pđèn+Pbalast)+Pquạt +Pocam) ta lấy Kdt≈0.85

= 0.85* (176*2(36+25%*36)+77*100+8*1500+8*4500) = 60890 (w) 

• Tương tự cho kho thành phẩm và kho chứa nguyên liệu:

Mỗi kho có S=7m×40m Ta tính được số bộ đèn ở mỗi kho: N boden =24(bộ), 1 ổ cắm đặt tại tủ chiếu sáng

Pttcs2 = Pttcs3= Kdt (Nbộ đèn.nbóng/1 bộ đèn.(Pđèn+Pbalast)+Pquạt +Pocam)

= 0.85*(24*2(36+25%*36)+4500) = 5661 (w)

• Căn tin : S=18m×6m tính đượcN boden =10(bộ), 5 quạt và 2 ổ cắm

• Cho phòng giám đốc, phòng phó giám đốc, phòng kinh doanh, phòng

kỹ thuật, phòng tài chính kế toán, phòng kế hoạch, phòng họp, phòng y tế mỗi phòng có S=4m×6m

Ta tính được: N boden =2(bộ), 2 quạt trần 100w, 2 ổ cắm và 1 máy lạnh 1.5HP và một bộ máy tính được lắp vào ổ cắm

18 Xác định phụ tải chiếu sáng:

Công suất tác dụng tính toán:

11

Trong qua trình cấp điện chiếu sáng ta phân đều tải chiếu sáng cho 3 pha để tổng Pttcs3pha=3 Pttcs1pha Vì các thiết bị điện chiếu sáng, quạt và các thiết bị văn phòng khác đều dùng điện một pha Để phân bố tải đều trên ba pha một cách tương đối ta có thể phân pha như sau: ta dùng pha A, B cho chiếu sáng khu sản xuất còn pha C cho các khu còn lại vì khu chiếu sáng khu sản xuất có công suất hơn gấp đôi khu còn lại

Đèn được bố trí thoả mản yêu cầu về khoảng cách tối đa giữa các dãy điều này phụ thuộc vào loại đèn Như bộ đèn trên ta chiếu bố trí cho khu sản xuất có:

(Ldọcmax = 1,6 htt ) và giữa các đèn trong một dãy (Lngang = 1,9htt )

Khoảng cách giữa các dãy đèn Lngang < Lngangmax và khoảng cách giữa các dãy đèn trong một dãy Ldọc < Ldọcmax

Khoảng cách giữa từ các dãy đèn ngoài cùng đến tường bằng 1/2 khoảng cách giữa các dãy đèn

Để thoả mản các điều kiện trên cần chọn số lượng đèn để bố trí thuận tiện với: Tổng số đèn trong một dãy ∑đèn = n*m

n = 22 số dãy đèn

m = 8 số đèn trong một dãy phòng

a = 55 ( m ) chiều dài phòng

b = 40 ( m ) chiều rộng phòng

Kiểm tra: Lngang >Ldọc thỏa điều kiện

Tương tự ta cũng có được cách bố trí các kho và văn phòng còn lại: ở BV3 đính

kèm ở trang cuối

⇒Tổng công suất tính toán cho cả nhà máy:

CHƯƠNG 3:

CHỌN TRẠM VÀ NGUỒN DỰ PHÒNG

I Sơ lược về trạm biến áp:

Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện

- Theo nhiệm vụ, người ta phân ra thành hai loại trạm biến áp:

+ Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính: Trạm này nhận điện từ hệ thống 35÷220kV, biến thành cấp điện áp 22kV, 15kV,10kV, hay 6kV, cá biệt có khi xuống 0.4 kV

+ Trạm biến áp phân xưởng: trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gian và biến đổi thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải của các nhà máy, phân xưởng, hay các hộ tiêu thụ Phía sơ cấp thường là các cấp điện áùp: 6kV, 10kV, 15kV,… Còn phía thứ cấp thường có các cấp điện áp : 380/220V, 220/127V., hoặc 660V

-Về phương diện cấu trúc, người ta chia ra trạm trong nhà và trạm ngoài trời

+ Trạm BA ngoài trời: ở trạm này các thiết bị phía điện áp cao đều đặt ở ngoài trời, còn phần phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hoặc trong các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng để phân phối cho phía hạ thế Các trạm biến áp có công suất nhỏ (≤ 300 kVA) được đặt trên trụ, còn trạm có công suất lớn thì được đặt trên nền bê tông hoặc nền gỗ Việc xây dựng trạm ngoài trời sẽ tiết kiệm chi phí so với trạm trong nhà

+ Trạm BA trong nhà: ở trạm này thì tất cả các thiết bị điện đều được đặt trong nhà

- Chọn vị trí, số lượng và công suất trạm biếân áp:

Nhìn chung vị trí của trạm biến áp cần thoã các yêu cầu sau:

- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiên cho nguồn cung cấp điện đưa đến

- Thuận tiên cho vận hành, quản lý

- Tiết kiệm chi phí đầu tư và chi phí vận hành, vv…

Tuy nhiên vị trí được chọn lựa cuối cùng còn phụ thuộc vào các điều kiện khác như: Đảm bảo không gian không cản trở đến các hoạt động khác, tính mỹ quan,v.v…

™ Chọn cấp điện áp: do nhà máy được cấp điện từ đường dây 15kV, và phụ tải của nhà máy chỉ sử dụng điện áp 220V ,và 380V Cho nên ta sẽ lắp đặt trạm biến áp giảm áp 15/0.4kV để đưa điện vào cung cấp cho phụ tải của nhà máy

™ Sơ đồ cung cấp điện:

Với lưới điện hạ áp cung cấp cho các xí nghiệp, hộ tiêu thụ, thườøng thì người ta sẽ thực hiện theo hai sơ đồ nối dây chính sau:

Hình 3.1 Sơ đồ mạch hình tia

Sơ dồ này có ưu điểm là: độ tin cậy cao, dể thực hiện các phương án bảo vệ và tự động hoá, dễ vận hành,… Nhưng có nhược điểm là vốn đầu tư cao

Hình 3.2 Sơ đồ mạch phân nhánh

Đối với sơ đồ này thì chi phí thấp hơn, tính linh hoạt cao hơn khi cần thay đổi quy trình công nghệ, sắp xếp lại các máy móc, Nhưng có nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện không cao

Sơ đồ hình tia được sử dụng khi có các hộ tiêu thụ tập trung tại điểm phân phối Còn sơ đồ phân nhánh được dùng trong những phòng khá dài, các hộ tiêu thụ rải dọc cạnh nhau

Đối với mạng điện cung cấp cho nhà máy chế biến thức ăn An Phú ta sẽ sử dụng kết hợp hai sơ đồ trên Các thiết bị có công suất lớn sẽ đi dây riêng

( sơ đồ hình tia), còn các thiết bị có công suất trung bình và nhỏ thì có thể đi liên thông với nhau ( sơ đồ phân nhánh)

II Chọn số lượng, công suất MBA:

Về vệc chọn số lượng MBA, thường có các phương án: 1 MBA, 2 MBA, 3MBA

M M

M

Phương án 1 MBA: Đối với các hộ tiêu thụ loại 2 và loại 3, ta có thể chọn phương án chỉ sử dụng 1 MBA Phương án này có ưu điểm là chi phí thấp, vận hành đơn giản, nhưng độ tin cậy cung cấp điện không cao

Phương án 2 MBA: Phương án này có ưu điể là độ tin cậy cung cấp điện cao như chi phí khá cao nên thường chỉ sử dụng cho những hộ tiêu thụ có công suất lớn hoặc quan trọng ( hộ loại 1)

Phương án 3 MBA: Độ tin cậy cấp điện rất cao nhưng chi phí cũng rất lớn nên ít được sử dụng, thường chỉ sử dụng cho những hộ tiêu thụ dạng đăïc biệt quan trọng

Do vậy mà tuỳ theo mức độ quan trọng của hộ tiêu thụ, cũng như các tiêu chí kinh tế mà ta chọn phương án cho thích hợp

Với nhu cầu điện thuộc cơ sở sản xuất( hộ tiêu thụ loại 3) như nhà máy chế biến thức ăn An Phú ta sẽ dùng một máy biến áp đặt trong nhà kèm theo một máy phát điện dự phòng là đảm bảo và kinh tế

1 Khái niệm về quá tải MBA:

Khi tính toán chọn MBA, thường thì phương pháp chọn lựa đơn giản là dựa trên

các điều kiện quá tải cho phép của MBA

Quá tải một cách có hệ thống hay còn gọi là quá tải bình thường của máy biến áp: Quy tắc này được áp dụng khi ở chế độ bình thường hàng ngày có những lúc máy biến áp vận hành non tải (K1<1) và có những lúc vận hành quá tải (K2>1)

(tham khảo TL Thiết Kế Nhà Máy Điện Và Trạm Biến Aùp của thầy Huỳnh Nhơn) Trình tự tính toán như sau: