THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG

1.1. Các yêu cầu chungThiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: Không bị loá mắt Không loá do phản xạ Không có bóng tối Phải có độ rọi đồng đều Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.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 nguy hiểm cho người vận hành. Do vậy người ta thường sử dụng đèn sợi đốt.Bố trí đèn: thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật .1.2. Tính toán chiếu sángThiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất công nghiệp có kích thước HxDxW là 36x24x4,7m, Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu sám,với độ rọi yêu cầu là Eyc = 50(lux).Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 50(lux) nhiệt độ màu cần thiết là sẽ cho môi trường ánh sáng tiện nghi. Mặt khác vì là xưởng sản xuất có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn sợi đốt với công suất là 200(W) với quang thông là F= 3000 (lm).( bảng 45.pl.BT) Chọn độ cao treo đèn là: h’ = 0,5 (m);Chiều cao mặt bằng làm việc là: hlv = 0,9 (m);Chiều cao tính toán là : h = H – h” = 4,7– 0,9 = 3,8(m);

PHẦN I

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

1.1 Các yêu cầu chung

Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày

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 nguy hiểm cho người vận hành Do vậy người ta thường sử dụng đèn sợi đốt

Bố trí đèn: thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật

1.2 Tính toán chiếu sáng

Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất công nghiệp có kích thước HxDxW

là 36x24x4,7m, Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu sám,với độ rọi yêu cầu là Eyc = 50(lux)

Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 50(lux) nhiệt độ màu cần thiết là

Chiều cao mặt bằng làm việc là: hlv = 0,9 (m);

Chiều cao tính toán là : h = H – h” = 4,7– 0,9 = 3,8(m);

1

+

=+h h

h

=> thỏa mãn yêu cầu

Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách giữa các đèn được xác định là L/h =1,5 (bảng 12.4[TK2]) tức là:

L = 1,5 h = 1,5.3,8= 5,7 (m)

Hệ số không gian:

kkg= 3, .(24 36) 3,789

36.24)

.(

+

=+D H h

D H

Căn cứ đặc điểm của nội thất chiếu sáng có thể coi hệ số phản xạ của trần:tường là:50:30 (bảng 2.12) Tra bảng 47.pl.[TK2] phụ lục ứng với hệ số phản xạ đã nêu trên

và hệ số không gian là kkg =3,789 ta tìm được hệ số lợi dụng kld = 0,58; Hệ số dự trữ lấy bằng kdt=1,2; hệ số hiệu dụng của đèn là η=0,58.

Xác định quang thông tổng:

ld

dt yc k

k S E F

η

=

∑

Trong đó:

Eyc: độ rọi yêu cầu

S: diện tích phân xưởng

2

k : hệ số dự trữ (thường lấy bằng 1,2-1,3)

η: hiệu suất của đèn

kld: hệ số lợi dụng quang thông của đèn

Thay số ta có:

259,15410258

,0.58,0

2,1.36.24.50

k S E F

Số lượng đèn tối thiểu là:

d F

259,154102

=

=

= ∑

d F

F N

Căn cứ vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là Ld = 4,1 (m) và Ln = 4,1 (m), từ đó tính được q=1,6 ; p=1,75 ;

3

Hình 1.2 Sơ đồ bố trí bóng đèn trong phân xưởng

Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ đồng đều ánh sáng tại mọi điểm

1,4

≤

<

1,475,13

1,4

≤

<

=> thỏa mãnNhư vậy là bố trí đèn là hợp lý

4

Vậy tổng số đèn cần lắp đặt là 54 bóng Ta bố trí 6 dãy đèn mỗi dãy gồm 9 bóng,khoảng cách giữa các đèn là 4,1m theo chiều rộng và 4,1m theo chiều dài của phânxưởng Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất là 1,75m theo chiềurộng và 1,6 m theo chiều dài.

Kiểm tra độ rọi thực tế:

E= H D k dt

k N

F d ld

η

Trong đó:

Fd:quang thông của đèn

N :số lượng đèn

η :hiệu suất của đèn

kld:hệ số lợi dụng quang thông của đèn HxDxW

H,D:chiều dài và chiều sâu của phân xưởng

dt

k :hệ số dự trữ,thường lấy bằng 1,2-1,3

Thay số ta có

375 , 54 2

, 1 24 36

6 , 0 58 , 0 54 3000

.

.

=

dt

ld d

k D H

k N F

(lux) > Eyc=50 (lux)Ngoài chiếu sáng chung còn trang bị thêm cho mỗi thiết bị một đèn công suất100(W) để chiếu sáng cục bộ, cho 2 phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh mỗi phòng 1bóng huỳnh quang 40(W) Như vậy cần tất cả 36 bóng dùng cho chiếu sáng cục bộ

5

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN

2.1 Phương pháp tính

Có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện như phương pháp hệ cố nhu cầu, hệ

số đồng thời và hệ số tham gia vào cực đại Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, vì đã có các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí thiết

bị, biết được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị nên ta sử dụng phươngpháp hệ số nhu cầu để tổng hợp nhóm phụ tải động lực Nội dung chính của phương pháp như sau:

Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị theo biểu thức sau:

Σ

s d

s di iP

k P

Σ Σ

Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm nhd (là 1 số qui đổi gồm có nhd thiết bị giả định có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau và tiêu thụ công suất đúng bằng công suất tiêu thụ của nhóm thiết bị thực tế) Các nhóm ở đây đều

trên 4 thiết bị nên ta xác định tỷ số k min

maxP

k của nhóm Nếu k > kb, lấy nhd = n, là số lượng thiết bị thực tế của nhóm Ngược lại

có thể tính nhd theo công thức sau :

nhd =

( )

2 i

2 iP

P

Σ Σ

Hệ số nhu cầu của nhóm sẽ được xác định theo biểu thức sau :

knc = kΣs d + hd

s dn

k

1 − Σ

Cuối cùng phụ tải tính toán của cả nhóm là :

Ptt = knc.ΣPi

2.2 Phụ tải chiếu sáng

Tổng công suất chiếu sáng chung (coi hệ số đồng thời kđt =1)

6

Vì đèn dùng sợi đốt nên hệ số cos của nhóm chiếu sáng là 1

2.3 Phụ tải thông thoáng và làm mát

Lưu lượng gió cấp vào phân xưởng là:

L = K V

Trong đó:

L: lưu lượng không khí cấp vào phân xưởng (m3/h)

K: bội số tuần hoàn (lần/giờ)

V: thể tích gian máy (m3)

Bội số tuần hoàn K được xác định dựa vào bảng sau:

Từ đó tính được số quạt cần dùng cho phân xưởng là:

Nq= 4500 18,05

81216

=Chọn Nq = 20 quạt

7 , 0 1 7 , 0

nc

n

k k

k

Nq: số quạt sử dụng (Nq = 20 quạt)

Công suất tính toán nhóm phụ tải thông thoáng

P=knc.∑P dmqi=0,77.300.20=4,62 ( kW)

P đmq : công suất định mức của quạt hút (W)

Ngoài ra phân xưởng cần trang bị thêm 8 quạt trần mỗi quạt có công suất 120(w)

để làm mát với cosϕ=0,8

Tổng công suất thông thoáng và làm mát là:Plm = 4,62 +8.0,12 = 5,6(kW)

2.4 Phụ tải động lực

Trước khi tính toán cần qui các phụ tải làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại về chế

độ làm việc làm việc dài hạn, theo công thức:

P = Pđặt ε (kW).

Trong đó :

Pđăt : là công suất định mức của phụ tải lấy theo trong bảng 1.2

P : công suất qui về chế độ làm việc dài hạn của thiết bị

ε : hệ số tiếp điện của thiết bị

Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc và thứ tự ưu tiên như sau:

Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng (điều này sẽ thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất )

8

Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc (điều này sẽ thuận tiện cho việc tính toán và CCĐ sau này ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc, tức cócùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung được ksd, knc; cosϕ; )

Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của các nhóm ít chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các trang thiết bị CCĐ)

Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ ra của một tủ động lực cũng bị khống chế (thông thường số lộ ra lớn nhất của các tủ độnglực được chế tạo sẵn cũng không quá 8) Tất nhiên điều này cũng không có nghĩa là sốthiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị Vì 1 lộ ra từ tủ động lực có thể chỉ điđến 1 thiết bị, nhưng nó cũng có thể được kéo móc xích đến vài thiết bị, (nhất là khi các thiết bị đó có công suất nhỏ và không yêu cầu cao về độ tin cậy CCĐ ) Tuy nhiên khi số thiét bị của một nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hoá trong vận hành và làm giảm độ tin cậy CCĐ cho từng thiết bị

Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn được nhóm lại theo các yêu cầu riêng của việc quản lýhành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng bộ phận trong phân xưởng Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân xưởngsửa chữa cơ khí thành 4 nhóm phụ tải như sau

9

A B C D E 1

7 6

12 13

Ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tính toán cho các nhóm phụ tải

Hệ số sử dụng nhóm 1:

35 , 0 93 , 69

58 , 24

P

k P k

Tra bảng 2.pl[TK1] ta có kb=3,7

Tỷ số giữa công suất của thiết bị lớn nhất và nhỏ nhất là:

b k P

P

k = = =8>

5,1

12min max

11

Vậy số lượng hiệu dụng nhóm 1:

09,907,538

93,69)

P

P n

Hệ số nhu cầu nhóm 1:

566 , 0 09 , 9

35 , 0 1 35 , 0 1

1

1 1

hdn

sdn sdn

ncn

n

k k

k

Tổng công suất phụ tải nhóm 1:

58,3993,69.566,0

, 0 93 , 69

17 , 45 cos

P

Công suất phản kháng của phụ tải nhóm 1:

70,4618,1.58,39

58 , 39 cos 1

1

n

n n

P S

*Nhóm 3:

Bảng 2.3 Bảng phụ tải nhóm 3

Tính toán tương tự cho nhóm II,III,IV ta có số liệu theo bảng

Bảng 2.5 Bảng tính toán phụ tải các nhóm.

sử dụng

k sd

k b Tỉ số công suất k

Số lượng hiệu dụng

n hd

Hệ số nhu cầu

k nc

(kW)

Q (kVAr )

S (kVA)

26,178)

ni

ni hd

P

P n

Hệ số sử dụng phụ tải động lực:

405 , 0 26 , 178

15 , 72

P

k P k

Hệ số nhu cầu phụ tải động lực:

709,084,3

405,01405,0

1

=

−+

=

−+

nc

n

k k

k

14

Tổng công suất phụ tải động lực:

39,12626,178.709,0

, 0 17826

13 , 119 cos

P

39 , 126

P S

2.5 Phụ tải tổng hợp

Bảng 2.7 Kết quả tính toán phụ tải.

=

ΡΣ k , nếu Ρ 1 > Ρ 2

1

2 + Ρ Ρ

=

Ρ Σ k , nếu Ρ 2 > Ρ 1

Với hệ số k được xác định như sau:

41 , 0 5

04 , 0

04 , 0

Ta có Ρlm <Ρcs <Ρdl.

Tổng công suất tính toán của 2 nhóm phụ tải chiếu sáng và làm mát:

489,176,5.41,05

6,516,14

04 , 0

=+

=+

= cs lm cs lm lm

P

(kW)Tổng công suất tác dụng tính toán phân xưởng:

61,137489,17.41,05

489,1739

,126

04 , 0

=+

, 0 39

, 126 6 , 5 16 , 14

668 , 0 39 , 126 8 , 0 6 , 5 1 16 , 14 cos

.

+ +

+ +

tg P

P

ϕ

ϕϕ

Tổng công suất phản kháng của phụ phân xưởng:

99,13801,1.61,137

61,137

Cos

P S

2.6.2 Xác định dung lượng bù cần thiết

Yêu cầu hệ số công suất cần nâng lên là cosφ2 = 0,9 Nên tg φ2 = 0,484

Có : cos φ1 = 0,705 Nên tg φ1 = 1,01

Do đó dung lượng bù cần thiết là :

Qb = P∑.(tg φ1 - tg φ2 ) = 137,61.( 1,01 – 0,484 ) = 72,38 (kVAr)Theo dung lượng bù cần thiết đã tính được ở trên, tra bảng 40.pl[TK2] chọn được tụ điện 3 pha loại KM2-0,38-25.Y có công suất định mức là Qbn = 25(kVAr).Chi phí bù:

TBAHướng điện vào

CHƯƠNG III XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG

3.1 Yêu cầu chung

Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau:

- An toàn và liên tục cấp điện

- Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng

- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ

- Bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan môi trường, có khả năng điềuchỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp

- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới

- Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất

Căn cứ vào sơ đồ bố trí các thiết bị trong phân xưởng thấy rằng các phụ tải được

bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng nên không thể bố trí máy biến áp trong nhà Vìvậy ta đật máy phía ngoài nhà xưởng ngay sát tường cách góc tường 8 (m) như hìnhminh hoạ dưới đây Khi xây dựng ngoài như thế cần chú ý đến điều kiện mỹ quan

Hình 3.1 Sơ đồ bố trí trạm biến áp

3.2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

Hệ số điền kín đồ thị có thể được xác định theo biểu thức:

Dựa vào sơ đồ mặt bằng nhà xưởng, vì ở góc phía cửa ra vào không có phụ tải,nên ta có thể đặt trạm biến áp ở bên trong, ngay sát tường nhà xưởng, tiết kiệm đượcdây dẫn của mạng hạ áp.

3.3 Chọn công suất và số lượng máy biến áp

3.3.1 Các phương án

Ta chọn công suất và sô lượng máy biến áp 22/0,4 kV theo 2 phương án sau:Phương án 1: dùng 2 máy 2x100 (kVA)

Phương án 2: dùng 1 máy 160 (kVA)

Các tham số của máy biến áp do hãng ABB chế tạo tra bang 21.pl[TK1] chotrong bảng sau:

Bảng 3.1 Bảng số liệu các máy biến áp hãng ABB.

S BA (kVA) ∆P0 (kW) ∆Pk (kW) U k % I0% Vốn đầu tư (10 6 đ)

3.3.2 So sánh kinh tế của các phương án

Dưới góc độ an toàn kĩ thuật, các phương án không ngang nhau về độ tin cậy cungcấp điện Đối với phương án 1 khi có sự cố xảy ra ở 1 trong 2 máy biến áp, máy còn lại sẽphải gánh toàn bộ phụ tải loại I và II của phân xưởng, đối với phương án 3 sẽ phải ngừngcung cấp điện cho toàn phân xưởng Vì vậy khi so sánh kinh tế cần phải xét đến thiệt hại

do mất điện khi có sự cố xảy ra trong các máy biến áp

Xét hàm chi phí quy dẫn của TBA:

Z b = Vb (atc + kkh )+ Cb + Yth = p.V + Cb + Yth đ/năm

Trong đó:

V : là vốn đầu tư của MBA

Cb: thành phần chi phí do tổn thất C = ∆A.c∆

Với c∆ : giá thành tổn thất điện năng

∆A : là tổn thất điện năngYth : chi phí tổn thất do mất điện

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

atc =

145,01)14,01(

)14,0114,01)1(

)1

25

25

=

−+

+

=

−+

+

h

h T

T

i

i i

Th là tuổi thọ của trạm biến áp lấy bằng 25 năm

gth: suất thiệt hại do mất điện gth = 8000(đ/kWh)

tf: thời gian mất điện, đối với trạm biến áp tiêu thụ lấy tf = 24(h/năm).Tổn thất trong MBA:

τ

S n t n

Trong đó:

τ : thời gian tổn thất công suất cực đại.

8760.)10.124,0

τVới TM = 4500h, ta có:

21,886.28760.)10.4500124

,0

016 ,

S S k

Như vậy máy biến áp có thể làm việc quá tải khi xảy ra sự cố, bởi vậy khi có sự

cố 1 trong 2 máy biến áp, ta chỉ cần cắt 30% phụ tải loại III mà không cần cắt phụ tảiloại I, II

Tổn thất trong máy biến áp trong 1 năm được xác định theo biểu thức:

τ

S n t n

778,520.1221,2886.)100

88,152.(

2

05,28760.32,0

∆A

(kWh)Chi phí cho thành phần tổn thất là:

C1 = c∆.∆A=1500 12520,788= 18,781.106 (đ)

Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án :

Z1 = pV1 + C1 + Yth1 = 0,209.118,58 + 18,781 + 0 = 43,564.106 (đ)

* Phương án 2:

Nếu xảy ra sự cố thì ngừng cung cấp điện cho toàn phân xưởng

Tổn thất trong máy biến áp được xác định theo biểu thức:

τ

2 02

2 = ∆Ρ +∆Ρ  

∆Α

n

k S

S n t n

)(406,153.1221,2886.)160

88,152.(

1

95,28760.5,

Các kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau:

Bảng 3.2 Bảng kết quả các phương án chọn MBA.

Ta thấy phương án 1 có chi phí qui đổi nhỏ nhất Vậy ta đặt trạm biến áp gồm 2máy 100 kVA

3.4 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

3.4.1 Sơ bộ chọn phương án

Để cung cấp điện có thể có nhiều phương án đi dây, có thể dùng sơ đồ hình tia có

độ tin cậy cung cấp điện cao, có thể dùng sơ đồ đường trục, hoặc hỗn hợp.Với phânxưởng nên áp dụng sơ đồ tia vì các thiết bị điện khá tập trung Các phương án đượcnêu chi tiết dưới đây

Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ, trong xưởng dự định đặt 1 tủ phânphối nhận điện từ trạm biến áp về và cấp điện cho 4 tủ động lực đặt rải rác cạnh tườngphân xưởng, mỗi tủ động lực cấp điện cho các nhóm phụ tải đã phân nhóm ở trên.Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng tiến hành xem xét 2 phương án sau :

Phương án 1: Đặt tủ phân phối tại trung tâm phụ tải và từ đó kéo cáp đến từng tủđộng lực

Phương án 2: Đặt tủ phân phối tại góc xưởng và kéo đường cáp đến từng tủ độnglực

3.4.2 Tính toán chọn phương án tối ưu

Ta chọn dây dẫn cao áp từ nguồn điện vào trạm biến áp là đường dây trên khôngdây nhôm lõi thép lộ kép và dây dẫn hạ áp là cáp đồng 3 pha cách điện băng PVC mắctrong hào cáp.

Tính toán cụ thể cho từng phương án:

Phương án 1: Đặt TPP tại trung tâm phân xưởng.

Hình 3.2 Sơ đồ đặt tủ phân phối và tủ động lực phương án 1

- Xác định dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp:

Dòng điện chạy trong dây dẫn cao áp:

012,422.3

88,152

=

ca U

S I

(A)Tiết diện dây cao áp có thể chọn theo mật độ dòng kinh tế Căn cứ vào bảng sốliệu ban đầu ứng với cáp đồng 3 pha theo bảng 9.pl.[TK1] ta tìm được jkt = 3,1A/mm2

Tiết diện dây dẫn cần thiết:

294,11,3

012,4

=

=

=

kt j

I F

(mm2)

Đối với đường dây trung áp, tiết diện tối thiểu không nhỏ hơn 35mm2 nên ta chọnloại dây XLPE.35 với r0=0,524; x0=0,13 có Icp= 170 (A) nối từ nguồn vào trạm biếnáp.

Xác định tổn hao thực tế:

569 , 0 10 155 22

13 , 0 61 , 66 524 , 0 61 , 137

Trong đó L: khoảng cách từ nguồn tới TBA

Tổn thất điện năng:

32,1110.21,2886.10.155.524,0.22

88,152

2

2 0

Chi phí tổn thất điện năng:

C = ΔA.cΔ = 11,32.1500 = 0,017.106 (đ/năm)

Vốn đầu tư đường dây:

Tra bảng 8.pl.[TK2] ta có suất vốn đầu tư đường dây trung áp V0 =176,4.10 6(đ/km)

vậy: V = v0.L = 176,4.106.155.10-3 = 27,34 106 (đ)

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đối với dây dẫn :

163,01)14,01(

)14,0114,01)1(

)1

15

15

=

−+

+

=

−+

+

=

h

h T

T tc

i

i i a

Tra bảng 31.pl.[TK1], hệ số khấu hao của đường dây kkh = 2,5%

Vậy: p=a tc +k kh =0,163+0,025=0,188

Chi phí quy đổi:

Z=pV+C = (0,188.27,34+0,017).106 = 5,16.106 (đ/năm)

- Xác định dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối :

Dòng điện chạy trong dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối là:

277 , 232 38 , 0 3

88 , 152

(A)Mật độ dòng kinh tế ứng với TM = 4500 h của cáp đồng jkt = 3,1 (A/mm2 )

(bảng 9.pl.BT[TK2])

Vậy tiết diện dây cáp là:

928,741

,3

277,232

=

=

=

kt j

I F

(mm2)

Ta chọn cáp XLPE.95 có r0=0,21(Ω/km); x0 = 0,06 (Ω/km) theo bảng 24.pl.[TK2] và Icp=278 (A) theo bảng 18.pl[TK2]

Kiểm tra theo điều kiện dòng điện cho phép:

Điều kiện thỏa mãn:

Ilv < k1.k2.k3.Icp

Theo phương thức mắc trong hào cáp tra bảng 15.pl.[TK2]– 17.pl.[TK2], xácđịnh được các hệ số hiệu chỉnh sau:

k1:hệ số phụ thuộc vào phương thức lắp đặt (k1= 0,95)

k2:hệ số phụ thuộc vào số lượng mạch cáp (k2 = 1)

k3:hệ số phụ thuộc nhiệt độ môi trường (k3 = 0,96)

Dòng điện hiệu chỉnh cho phép:

k1.k2 k3.Icp = 0,95.1.0,96.278 =253,536 >Ilv=232,277 (A)

Nên tiết diện dây này là thoả mãn

Xác định tổn hao thực tế:

731 , 1 10 20 38

, 0

06 , 0 61 , 66 21 , 0 61 , 137

Trong đó L: khoảng cách từ TBA đến TPP (=20 m)

Tổn thất điện năng:

056,962.110.21,2886.10.20.21,0.38,0

88,152

2

2 0

Chi phí tổn thất điện năng:

C = ΔA.cΔ = 1962,056.1500 = 2,943.106 (đ/năm)

Vốn đầu tư đường dây:

Tra bảng 7,pl.[TK1] ta có suất vốn đầu tư đường dây v0 = 153,72.106 (đ/km),vậy:

V = v0.L = 153,72.106.20.10-3 = 3,074.106 (đ)

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đối với dây dẫn :

163,01)14,01(

)14,0114,01)1(

)1

15

15

=

−+

+

=

−+

+

=

h

h T

T tc

i

i i a

Tra bảng 31.pl.[TK1], hệ số khấu hao của đường dây kkh = 3,6%

199,0036,0163,

=+

=a tc k kh p

Chi phí quy đổi:

Z = pV+C = (0,199.3,074+ 2,943).106 = 3,555.106 (đ/năm)

- Xác định dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực

Dòng điện chạy trong dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1 là:

08 , 93 38 , 0 3

27 , 61

(A)Mật độ dòng kinh tế ứng với TM = 4500 h của cáp đồng jkt = 3,1 (A/mm2 ) (bảng9.pl.BT[TK2])

Vậy tiết diện dây cáp là:

03,301,3

08,93

=

=

=

kt j

I F

(mm2)

Ta chọn cáp XLPE.35 có r0=0,57Ω/km và x0 = 0,06 Ω/km theo bảng 24.pl.[TK2] và Icp=147 (A) theo bảng 18.pl[TK2]

Dòng điện hiệu chỉnh cho phép:

k1.k2 k3.Icp = 0,95.1.0,96.179 =134,064>Ilv=93,08 (A)

Nên tiết diện dây này là thoả mãn

Chi phí tổn thất điện năng:

18 , 4

(A)Mật độ dòng kinh tế ứng với TM = 4500 h của cáp đồng jkt = 3,1 (A/mm2 ) (bảng9.pl.[TK2])

Vậy tiết diện dây cáp là:

048,21,3

35,6

=

=

=

kt j

I F

(mm2)

Ta chọn cáp XLPE.2,5 có r0=8 Ω/km và x0 = 0,09 Ω/km theo bảng 24.pl.

[TK2] và Icp=30 (A) theo bảng 18.pl[TK2]

Dòng điện hiệu chỉnh cho phép:

k1.k2 k3.Icp = 0,95.1.0,96.30 =27,36 >Ilv=6,35 (A)

Nên tiết diện dây này là thoả mãn

Xác định tổn hao thực tế:

359 , 0 10 6 38 , 0

09 , 0 1 , 3 8 8 , 2

Trong đó L:khoảng cách từ TĐL1 đến máy 1(=6 m)

Tổn thất điện năng:

764,1610.21,2886.10.6.8.38,0

18,4

2

2 0

Chi phí tổn thất điện năng:

C = ΔA.cΔ = 16,764.1500 = 0,025.106 (đ/năm)

Vốn đầu tư đường dây:

Tra bảng 32.pl.[TK1] ta có suất vốn đầu tư đường dây v0 = 30,88 10 6 (đ/km),

vậy:

V = v0.L = 30,88.106.6.10-3 = 0,185.106 (đ)

Chi phí quy đổi:

Z=p.V+C = (0,199.0,185+0,025).106 = 0,062.106 (đ/năm)

Tính toán tương tự cho các đoạn dây khác của phương án 1, ta có kết quả ghi

trong bảng số liệu sau:

Bảng 3.3 Bảng kết quả tính toán phương án 1.

P kW

Q kVAr

S kVA

I A

STT Đoạn dây

P kW

Q kVAr

S kVA

I A

Tính toán hao tổn điện áp cực đại trong mạng điện hạ áp:

Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 1 – các máy thuộc TĐL 1:

ΔUM1 = ΔUTBA-TPP + ΔUTPP-ĐL1 + ΔUĐL1-8 = 1,73+ 1,4 + 0,89 = 4,02 (V)Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 2 – các máy thuộc TĐL 2:

ΔUM2 = ΔUTBA-TPP + ΔUTPP-ĐL2 + ΔUĐL2-17 = 1,73 + 1,7 + 1,02= 4,45 (V)Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 3 – các máy thuộc TĐL 3:

ΔUM3 = ΔUTBA-TPP + ΔUTPP-ĐL3 + ΔUĐL3-16 = 1,73 + 1,17+ 0,78= 3,68 (V)Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 4 – các máy thuộc TĐL 4:

ΔUM4=ΔUTBA-TPP+ΔUTPP-ĐL4+ΔUĐL4-26=1,73+1,46+1,08= 4,27 (V)Hao tổn cực đại trong mạng điện hạ áp là:

ΔUMax = ΔUM2= 4,45 (V)

Hao tổn điện áp cho phép:

3,13100

380.5,3100

(V)Như vậy, ΔUMax < ΔUcp => mạng điện đảm bảo yêu cầu kĩ thuật

Phương án 2:Đặt tủ phân phối ở góc phân xưởng

Hình 3.3 Sơ đồ đặt tủ phân phối và tủ động lực phương án 2

Tính toán tương tự phương án 1 ta có

Bảng 3.4 Bảng kết quả tính toán phương án 2

STT đoạn dây kW P kVAr Q kVA S A I mm F 2 Fc

STT đoạn dây kW P kVAr Q kVA S A I mm F 2 Fc

Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 1 – các máy thuộc TĐL 1:

ΔUM1 = ΔUTBA-TPP + ΔUTPP-ĐL1 + ΔUĐL1-8 = 0,35+ 0,53 + 0.89 = 1,77 (V)

Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 2 – các máy thuộc TĐL 2:

ΔUM2 = ΔUTBA-TPP + ΔUTPP-ĐL2 + ΔUĐL2-17 = 0,35 + 1,7 + 1,02= 3,07 (V)

Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 3 – các máy thuộc TĐL 3:

ΔUM3 = ΔUTBA-TPP + ΔUTPP-ĐL3 + ΔUĐL3-16 = 0,35 + 1,41+ 0,78= 2,54 (V)

Hao tổn cực đại từ TBA – TPP – TĐL 4 – các máy thuộc TĐL 4:

380.5,3100

(V)Như vậy, ΔUMax < ΔUcp => mạng điện đảm bảo yêu cầu kĩ thuật

2 2 4 2 1

trong điều kiện vận hành có thể ở một trong ba chế độ sau:

- Chế độ làm việc lâu dài

- Chế độ làm việc quá tải

- Chế độ chịu dòng điện ngắn mạch,

Trong chế độ làm việc lâu dài, các thiết bị điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫnđiện khác sẽ làm việc tin cậy nếu chúng được chọn theo đúng điện áp và dòng điệnđịnh mức

Trong chế độ quá tải, dòng điện qua thiết bị điện và các bộ phận dẫn điện kháclớn hơn so với dòng điện định mức, Nếu mức quá tải không vượt quá giới hạn chophép thì các thiết bị điện vẫn làm việc tin cậy

Trong tình trạng ngắn mạch,các khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫnđiện khác vẫn đảm bảo làm việc tin cậy nếu quá trình lựa chọn chúng có các thong sốtheo đúng điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt, Tất nhiên khi xảy ra ngắn mạch, đểhạn chế tác hại của nó cần phải nhanh chóng loại trừ tình trạng ngắn mạch

Như vậy, dòng điện ngắn mạch là số liệu quan trọng để chọn và kiểm tra cácthiết bị điện

Đối với máy cắt, máy cắt phụ tải và cầu chì, khi lựa chọn còn phải kiểm tra khảnăng cắt của chúng

Tóm lại, việc lựa chọn đúng đắn các thiết bị điện có ý nghĩa quan trọng là đẩmbảo cho hệ thống cung cấp điện vận hành an toàn tin cậy và kinh tế.

4.1 Chọn tiết diện dây dẫn của mạng động lực, dây dẫn mạng chiếu sáng

4.1.1 Dây dẫn mạng động lực

Tiết diện dây dẫn mạng động lực đã chọn ở mục 3.5

Ở phần chọn dây dẫn cho các động cơ ở nhóm 1, vì một tủ động lực chỉ có thể có

8 đầu ra nên động cơ 1 ta cho lấy điện qua dây dẫn của động cơ 2, động cơ 5 lấy điện

ở động cơ 6 và động cơ 7 lấy điện ở động cơ 8 Do đó:

Dòng điện thực tế qua dây ĐL1-2 sẽ là:

Itt2 = I1 +I2= 6,35 + 16,9 = 23,25 (A)

Dòng điện thực tế qua dây ĐL1-6 sẽ là:

Dòng điện thực tế qua dây ĐL1-8 s ẽ l à:

Itt8= I7+I8 = 12,47+ 12,66 = 25,13 (A)

Theo bảng tính trên thì dây đã chọn vẫn thỏa mãn

Ở phần chọn dây dẫn cho các động cơ ở nhóm 4, vì một tủ động lực chỉ có thể có

8 đầu ra nên động cơ 25 ta cho lấy điện qua dây dẫn của động cơ 26.Do đó:

Dòng điện thực tế qua dây ĐL4-27 sẽ là:

Itt27 = I26 +I27= 6,87 + 11,26= 18,13 (A)

Theo bảng tính trên thì dây đã chọn vẫn thỏa mãn

4.1.2 Chọn dây dẫn cho mạng điện chiếu sáng

Ta chỉ chọn dây dẫn cho mạng chiếu sáng chung, còn chiếu sáng cục bộ được lấyđiện tại chỗ qua mạng động lực

Mạng điện chiếu sáng được lấy điện từ tủ phân phối chứ không lấy điện từ các tủđộng lực vì khi các động cơ mở máy sẽ gây ra sụt áp lớn, ảnh hưởng đến chất lượngchiếu sáng Dây dẫn cung cấp điện từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng là cáp đồng 3pha, còn dây đến các bóng đèn là dây đồng Tủ điện chiếu sáng được đặt ở ngay cửavào của phân xưởng (cùng 1 phía cửa với tủ phân phốí) để tiện cho việc bật tắt

O

Mạng điện chiếu sáng được xây dựng với 6 mạch rẽ, mỗi mạch rẽ gồm 9 bóng.Như vậy công suất mỗi mạch nhánh phải chịu là: 9x0,2 = 1,8 (kW).

Chọn dây dẫn từ TPP đến TCS:

Dòng điện chạy trong dây dẫn:

cs U

P

ϕcos

3 = 3.0,38.1

8,10

=16,41 (A)Vậy tiết diện cần thiết là:

29,51,3

41,16

=

=

=

kt j

I F

(mm2)

Ta chọn cáp XLPE.6 có r0=3,33(Ω/km); x0 = 0,09 (Ω/km) theo bảng 24.pl.[TK1] và Icp=54 (A) theo bảng 18.pl[TK1]

Kiểm tra theo điều kiện dòng điện cho phép:

Điều kiện thỏa mãn:

Ilv < k1.k2.k3.Icp

Theo phương thức mắc trong hào cáp tra bảng 15.pl.[TK1]– 17.pl.[TK1], xácđịnh được các hệ số hiệu chỉnh sau:

k1:hệ số phụ thuộc vào phương thức lắp đặt (k1= 0,95)

k2:hệ số phụ thuộc vào số lượng mạch cáp (k2 = 1)

k3:hệ số phụ thuộc nhiệt độ môi trường (k3 = 0,96)

Dòng điện hiệu chỉnh cho phép:

k1.k2 k3.Icp = 0,95.1.0,96.54 =49,248 >Ilv=16,41 (A)

Nên tiết diện dây này là thoả mãn

Chọn dây dẫn trên các nhánh:

Dòng điện chạy trên các nhánh:

n U

P

ϕcos

3 = 3.0,38.1

8,1

=2,735 (A)Vậy tiết diện cần thiết là: