thiết kế cấp điện cho xưởng sửa chữa cơ khí

BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG LỜI NÓI ĐẦU Trong tình hình kinh tế -xã hội nước ta nay,công nghiệp giữ vai trò hét sức quan trong mạng tính định kinh tế.Trong đố điện giữ vai trò xương sống công nghiệp.nó có liên quan đến tất nghành công nghiệp,kinh tế,lĩnh vực đời sống Để đảm bảo yêu cầu to lớn cần phải thiết kế hệ thống điện an toàn tin cậy Do đồ án thiết kế cung cấp điện bắt buộc sinh viên ngành hệ thống điện.Quá trình thiết kế hệ thống điện giúp có nhìn tổng quát hệ thống điện thiết bị điện đươcj sử dụng Với” thiết kế cấp điện cho xưởng sửa chữa khí” sau thời gian làm đồ án hướng dẫn cô giáo Th.S ĐOÀN THỊ BẰNG, đến em hoàn thành nội dung đồ án.Nhưng nhiều sai sót,em mong bảo cô giáo để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Hà nội,tháng 01 năm 2011 Sinh viên thực ĐÀO XUÂN TÚ SV:ĐÀO XUÂN TÚ BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG CHƯƠNG I.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG Tính toán phụ tải điện công việc bắt buộc công trình cung cấp điện , giúp cho việc thiết kế lưới điện sau người kĩ sư Phụ tải tính toán có giá trị tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu ứng nhiệt , việc chọn dây dẫn hay thiết bị bảo vệ cho đảm bảo Có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện phương pháp hệ số nhu cầu , hệ số tham gia cực đại Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí , có thông tin xác mặt bố trí thiết bị , biết đựoc công suất quấ trình công nghệ thiết bị nên ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tổng hợp nhóm phụ tải động lực Nội dung phưong pháp sau : - Thực phân nhóm thiết bị có xưởng, nhóm cung cấp điện từ tủ động lực riêng , lấy điện từ tủ phân phối chung Các thiết bị nhóm nên có vị trí gần mặt phân xưởng Các thiết bị nhóm nên có chế độ làm việc , số lượng thiết bị nhóm không nên gây phức tạp vận hành , giảm độ tin cậy cung cấp điện - Xác định hệ số sử dụng tổng hợp nhóm thiết bị theo biểu thức sau : k sdΣ = ΣPi k sdi ΣPi - Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng nhóm nhd ( số qui đổi gồm có nhd thiết bị giả định có công suất định mức chế độ làm việc tiêu thụ công suất công suất tiêu thụ nhóm thiết bị thực tế ) Các nhóm SV:ĐÀO XUÂN TÚ BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG Pmax thiết bị nên ta xác định tỷ số k = P , sau so sánh k với kb Σ hệ số ứng với k sd nhóm Nếu k > kb , lấy nhd = n , số lượng thiết bị thực tế nhóm Ngược lại tính n hd theo công thức sau : nhd = ( ΣP ) i ΣPi2 - Hệ số nhu cầu nhóm xác định theo biểu thức sau : knc = k Σ sd − k sdΣ + n hd - Cuối phụ tải tính toán nhóm : Ptt = knc ΣPi Danh mục thiết bị,số lượng công suất thiết bị : Danh mục thiết bị,số lượng công suất thiết bị : TT Tên máy Búa để rèn Máy hàn =25% Lò chạy điện Lò điện để hóa cứng linh kiện thiết bị để bánh thiết bị cao tần Máy ép ma sát Máy nén khí số lượng Pdm(kW) Udm(V) ksd 28 2,2 380 380 0,6 0,35 0,16 0,3 15 15 380 380 0,6 0,6 0,16 0,16 20 380 0,6 0,16 20 10 15 380 380 380 0,6 0,6 0,6 0,16 0,16 0,16 cos I Phụ tải chiếu sáng SV:ĐÀO XUÂN TÚ BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng phải quan tâm đáp ứng yêu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng thị giác Ngoài độ rọi, hiệu chiếu sáng phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, lựa chọn hợp lý bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế mỹ quan hoàn cảnh Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: - Không bị loá mắt - Không loá phản xạ - Không có bóng tối - Phải có độ rọi đồng - Phải đảm bảo độ sáng đủ ổn định - Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục chiếu sáng kết hợp ( kết hợp cục chung ) Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc xác, nơi mà thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng không tạo bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp Chọn loại bóng đèn chiếu sáng: gồm loại: bóng đèn sợi đốt bóng đèn huỳnh quang Các phân xưởng thường dung đèn huỳnh quang đèn huỳnh quang có tần số 50Hz thường gây ảo giác không quay cho động không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động Do người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho phân xưởng sửa chữa khí Việc bố trí đèn đơn giản, thường bố trí theo góc hình vuông hình chữ nhật Vì xưởng sản xuất có nhiều máy điện quay nên ta chọn đèn sợi đốt với công suất 200 W quang thông F = 3000 lumen (tra bảng 45.pl) Chọn độ cao treo đèn h’= 0,5 m Chiều cao mặt làm việc h2’ = 0,8 m Chiều cao tính toán h =H – h2’= 7,8 - 0,8 = m SV:ĐÀO XUÂN TÚ BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG Tỷ số treo đèn : j= h' 0,5 = = 0, 066 ' h + h + 0,5 Với loại đèn dùng chiếu sáng cho xưởng sản xuất khoảng cách pha đèn xác định theo tỷ lệ L/h =1,5 (bảng 2.4) tức L =1,5.h = 1,5.7 10,5 m Căn vào kích thước nhà xưởng ta chọn khoảng cách đèn Ld=4,5 m Ln= m Kiểm tra điều kiện : 4,5 4,5 < 2, 25 ≤ 4 N = 54 đèn Fd 3000 Như tổng số bóng đèn cần lắp đặt 64 bóng Độ rọi thực tế E= Fd N.η.k ld 3000.64.0,58.0, 784 = = 72, 75 lux a.b.δdt 20.50.1, Như chưa đủ độ yêu cầu cho chiếu sáng 100 lux,ta phải thêm số bóng đèn lên 100 bóng.Độ rọi thực tế là: E= Fd N.η.k ld 3000.100.0,58.0, 784 = = 113, 68 a.b.δdt 20.50.1, II Tính toán phụ tải điện SV:ĐÀO XUÂN TÚ BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG Tính toán phụ tải điện công việc bắt buộc công trình cung cấp điện , giúp cho việc thiết kế lưới điện sau người kĩ sư Phụ tải tính toán có giá trị tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu ứng nhiệt , việc chọn dây dẫn hay thiết bị bảo vệ cho đảm bảo Có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện phương pháp hệ số nhu cầu , hệ số tham gia cực đại Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí , có thông tin xác mặt bố trí thiết bị , biết đựoc công suất quấ trình công nghệ thiết bị nên ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tổng hợp nhóm phụ tải động lực Nội dung phưong pháp sau : - Thực phân nhóm thiết bị có xưởng , nhóm khoảng từ – thiết bị , nhóm cung cấp điện từ tủ động lực riêng , lấy điện từ tủ phân phối chung Các thiết bị nhóm nên có vị trí gần mặt phân xưởng Các thiết bị nhóm nên có chế độ làm việc , số lượng thiết bị nhóm không nên gây phức tạp vận hành , giảm độ tin cậy cung cấp điện - Xác định hệ số sử dụng tổng hợp nhóm thiết bị theo biểu thức sau : k sdΣ = ΣPi k sdi ΣPi - Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng nhóm nhd ( số qui đổi gồm có nhd thiết bị giả định có công suất định mức chế độ làm việc tiêu thụ công suất công suất tiêu thụ nhóm thiết bị thực tế ) Các nhóm Pmax thiết bị nên ta xác định tỷ số k = P , sau so sánh k với k b Σ hệ số ứng với k sd nhóm Nếu k > kb , lấy nhd = n , số lượng thiết bị thực tế nhóm Ngược lại tính n hd theo công thức sau : nhd = SV:ĐÀO XUÂN TÚ ( ΣP ) i ΣPi2 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG - Hệ số nhu cầu nhóm xác định theo biểu thức sau : knc = k Σ sd − k sdΣ + n hd - Cuối phụ tải tính toán nhóm : Ptt = knc ΣPi 2.1 Phụ tải chiếu sáng Tổng công suất chiếu sáng chung (coi hệ số đồng thời kđt =1) Pcs chung = kđt N Pd = 1.100.200 = 20000 W Vì đèn dùng sợi đốt nên hệ số cosφ nhóm chiếu sáng 2.2 Phụ tải thông thoáng làm mát Phân xưởng trang bị 40 quạt trần quạt có công suất 120 W 10 quạt hút quạt 80 W, hệ số công suất trung bình nhóm 0,75 Tổng công suất thông thoáng làm mát là:Plm = 40.120 +10.80 = 5600 W = 5,6 kW 2.3 Phụ tải động lực 2.3.1 Phân nhóm phụ tải: phân xưởng thường có nhiều loại thiết bị có công suất chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán xác cần phải phân nhóm thiết bị điện việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo nguyên tắc sau: Ø thiết bị điện nhóm nên gần để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ tiết kiệm vốn đầu tư tổn thất đường dây hạ áp phân xưởng Ø chế độ làm việc nhóm thiết bị nhóm nên giống nhờ việc xác định phụ tải tính toán SV:ĐÀO XUÂN TÚ BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG xác thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm Ø tổng công suất nhóm nên xấp xỉ để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng phân xưởng toàn nhà máy số thiết bị nhóm không nên nhiều số đầu tủ động lực không nhiều thường từ đến 12 đầu nhiên thường khó thoả mãn lúc nguyên tắc trên, người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm cho hợp lý Ta chia thành nhóm phụ tải sau: Nhóm TT tổng Số Tên thiết bị lượng búa để rèn máy hàn lò chạy điện lò điện để hóa cứng linh kiện thiết bị để bánh thiết bị cao tần máy ép ma sát máy ép ma sát ksd 0.16 0.3 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 cos φ 0.6 0.35 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 P P2 P.cosφ 28 784 16.8 2.2 4.84 0.77 15 225 15 225 20 400 12 20 400 12 10 100 15 225 125.2 2363.8 74.57 - Số lượng hiệu dụng nhóm 1: n hdn1 (∑ Pi ) 125.22 = = = 6.63 2363.8 ∑ Pi2 - Hệ số sử dụng nhóm 1: SV:ĐÀO XUÂN TÚ P.ksd 4.48 0.66 2.4 2.4 3.2 3.2 1.6 2.4 20.34 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN k sdn1 = Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG ∑ Pi k sdi 20.34 = = 0,162 ∑ Pi 125.2 - Hệ số nhu cầu nhóm 1: k ncn1 = k sdn1 + − k sdn1 n hdn1 = 0,162 + − 0,162 6, 63 = 0, 487 - Tổng công suất phụ tải nhóm 1: Pn1 = k ncn1 ∑ Pi = 0, 487.125.2 = 61.03 kW - Hệ số công suất phụ tải nhóm 1: cosϕn1 = ∑ Pi cos ϕi 74.57 = = 0,596 ∑ Pi 125.2  Nhóm TT tổng Số Tên thiết bị lượng máy hàn lò điện để hóa cứng linh kiện lò điện để hóa cứng linh kiện thiết bị để bánh thiết bị cao tần máy ép ma sát ksd cos φ 0.3 0.35 0.16 0.6 0.16 0.6 0.16 0.6 0.16 0.6 0.16 0.6 P 2.2 15 15 20 20 10 72.2 P2 P.cosφ 4.84 0.77 225 225 400 12 400 12 100 1254.8 42.77 - Số lượng hiệu dụng nhóm 2: n hdn = (∑ Pi ) 82, 22 = = 4,98 ∑ Pi2 1354,84 - Hệ số sử dụng nhóm 2: k sdn = ∑ Pi k sdi 13, 46 = = 0,16 ∑ Pi 82, - Hệ số nhu cầu nhóm 2: k ncn = k sdn + − k sdn n hdn = 0,16 + − 0,16 = 0,54 4,98 - Tổng công suất phụ tải nhóm 2: SV:ĐÀO XUÂN TÚ P.ksd 0.66 2.4 2.4 3.2 3.2 1.6 11.86 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG Pn = k ncn ∑ Pi = 0,54.82, = 44,38kW - Hệ số công suất phụ tải nhóm 2: cosϕn = TT tổng ∑ Pi cos ϕi 48, 66 = = 0, 59 ∑ Pi 82, Số Tên thiết bị lượng máy hàn lò chạy điện lò điện để hóa cứng linh kiện thiết bị để bánh thiết bị cao tần máy ép ma sát máy ép ma sát máy nén khí máy nén khí ksd 0.3 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 cos φ 0.35 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 P P2 P.cosφ 2.2 4.84 0.77 15 225 15 225 20 400 12 20 400 12 10 100 10 100 15 225 15 225 122.2 1904.8 72.77 - Số lượng hiệu dụng nhóm 3: n hdn3 (∑ Pi ) 122.22 = = = 7.84 1904.8 ∑ Pi2 - Hệ số sử dụng nhóm 3: k sdn3 = ∑ Pi k sdi 19.86 = = 0,162 ∑ Pi 122.2 - Hệ số nhu cầu nhóm 3: k ncn3 = k sdn3 + − k sdn3 n hdn3 = 0,162 + − 0,162 7,84 = 0, 46 - Tổng công suất phụ tải nhóm 3: Pn3 = k ncn3 ∑ Pi = 0, 46.122.2 = 56.37 kW - Hệ số công suất phụ tải nhóm 3: SV:ĐÀO XUÂN TÚ 10 P.ksd 0.66 2.4 2.4 3.2 3.2 1.6 1.6 2.4 2.4 19.86 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG ∆Pk1 S2 ∆A = 2.∆P01.8760 + τ S2nBA1 = 2.0,53.8760 + 3,15 249.81 3070,06 1602 =9784.4(kWh) Trong τ thời gian tổn thất công suất cực đại Chi phí cho thành phần tổn thất là: C = ΔA.CΔ = 9783,4.1000 = 9,78.106 đ Vậy tổng chi phí qui đổi phương án : Z2 = (0,174.150,6+9,78).106 = 35,98.106 đ ∗ Phương án 2: Nếu xảy cố ngừng cung cấp điện cho toàn phân xưởng Tổn thất máy biến áp xác định theo biểu thức: ∆A = ∆P03 8760 + ∆Pk3 = 0,72.8760 + 4,85 S2 S2nBA3 τ 249.812 3070,06 3152 = 19386,8 kWh Chi phí cho thành phần tổn thất là: C = 19386,8.1000 = 19.38.106 đ Vậy tổng chi phí qui đổi phương án: Z3 = (0,174.106,9 +19,38).106 = 37.98 106 đ Các kết tính toán trình bày bảng sau: Các kết tính toán trình bày bảng sau: Bảng kết phương án chọn MBA Phương V.106 đ chi phí hàng năm.106 đ án ΔA,kWh C Z 150.6 9784 9.78 35.98 SV:ĐÀO XUÂN TÚ 17 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG 106,9 19386 19.38 37.98 Ta thấy phương án có chi phí qui đổi nhỏ Vậy ta đặt trạm biến áp gồm máy 160 kVA 2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu: 2.3.1 Sơ chọn phương án: Để cung cấp điện có nhiều phương án dây , dùng sơ đồ hình tia có độ tin cậy cung cấp điện cao , dùng sơ đồ đường trục , hỗn hợp Với phân xưởng nên áp dụng sơ đồ tia thiết bị điện tập trung Các phương án nêu chi tiết Để cấp điện cho động máy công cụ , xưởng dự định đặt tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp cấp điện cho tủ động lực đặt rải rác cạnh tường phân xưởng , tủ động lực cấp điện cho nhóm phụ tải phân nhóm Căn vào sơ đồ mặt tiến hành xem xét phương án sau : Phương án 1: Đặt tủ phân phối trung tâm phụ tải từ kéo cáp đến tủ động lực Phương án 2: Đặt tủ phân phối góc xưởng kéo đường cáp đến tủ động lực 2.3.2 Tính toán chọn phương án tối ưu: Ta chọn dây dẫn cao áp từ nguồn điện vào trạm biến áp dây nhôm, dây dẫn hạ áp cáp đồng pha mắc hào cáp Tính toán cụ thể cho phương án: * Phương án 1: Đặt TPP trung tâm phân xưởng TÐL4 MBA TÐL3 TPP TÐL1 SV:ĐÀO XUÂN TÚ TÐL2 18 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG - Xác định dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp: + Dòng điện chạy dây dẫn cao áp: I= S 3.U = 249.81 3.22 = 6.55 A + Tiết diện dây cao áp chọn theo mật độ dòng kinh tế Căn vào bảng số liệu ban đầu ứng với dây nhôm AC theo bảng 9.pl.BT [TK1] ta tìm jkt = 1,1 A/mm2 + Tiết diện dây dẫn cần thiết: F= I 6.55 = = 5.96 mm2 jkt 1,1 + Đối với đường dây cao áp, tiết diện tối thiểu không nhỏ 35mm2 nên ta chọn loại dây AC - 35 nối từ nguồn vào trạm biến áp + Xác định tổn hao thực tế: ∆U = P.r0 + Q.x 162,38.0,92 + 189,84.0, 414 L = 0,0736 = 9.80 U 22 V + Tổn thất điện năng: S2 249.812 ∆A = r0 L.τ = 0,92.73, 6.10 −3.3070, 06.10 −3 = 33, 49kWh U ca 22 + Chi phí tổn thất điện năng: C = ΔA.cΔ = 33,49.1000 = 0,033 106 đ/năm + Vốn đầu tư đường dây: Tra bảng 29.pl [TK 2] ta có suất vốn đầu tư đường dây cao áp v0 = 218 (106 đ/km), vậy: V = v0.L = 218.106 73,6.10-3 =16,04.106 đ + Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn khấu hao dây dẫn cao áp: SV:ĐÀO XUÂN TÚ 19 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG i.(1 + i) T 0,1.(1 + 0,1)15 p= + a kh = + 0,036 = 0,131 + 0,036 = 0,167 (1 + i) T − (1 + 0,1)15 − h h Chi phí quy đổi: Z=pV+C = (0,167.16,04+0,033).106 = 2,7.106 đ/năm - Dòng điện chạy dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối là: I= S 3.U = 249,81 3.0.38 = 379.54 A + Tiết diện dây cao áp chọn theo mật độ dòng kinh tế Căn vào bảng số liệu ban đầu ứng với dây nhôm AC theo bảng 9.pl.BT [TK1] ta tìm jkt = 3,1 A/mm2 + Tiết diện dây dẫn cần thiết: F= I 379.54 = = 122.43 mm2 jkt 3,1 + ta chọn loại dây AC - 150 ∆U = P.r0 + Q.x 162,38.0,13 + 189,84.0, 06 L = 30.10−3 = 2,5 V U 0,38 + Tổn thất điện năng: ∆A = S2 249,812 r L τ = 0,13.30.10−3.3070, 06.10 −3 = 4983, 2 U 0,38 kWh + Chi phí tổn thất điện năng: C = ΔA.cΔ = 4983,7.1000 = 5,98.106 đ/năm + Vốn đầu tư đường dây: Tra bảng 32,pl [TK 2] ta có suất vốn đầu tư đường dây v = 2007.106 đ/km, vậy: V = v0.L =2007.106.30.10-3 = 60,21106 đ Chi phí quy đổi: Z = pV+C = (0,167.60,21+4,98).106 =15,03.106 đ/năm - Dòng điện chạy dây dẫn từ tủ động lực đến máy là: SV:ĐÀO XUÂN TÚ 20 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN I= P cos 3.U = 28 3.0,38 Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG = 70.92 A Mật độ dòng kinh tế ứng với TM = 3500h cáp đồng jkt = 3,1 (A/mm2 ) (bảng 9.pl.BT) [TK 1] Vậy tiết diện dây cáp là: F= I 70.9 = = 22.9 jkt 3,1 mm2 Ta chọn cáp 25 có r0=0.74 x0 = 0,066 Ω /km (bảng 23.pl) [TK 2] Tính toán tương tự ta có bang sau: Tên máy búa để rèn I,(A) Ftt 70.922 22.9 11.145 3.6 37.994 12.3 máy hàn lò chạy điện lò điện để hóa cứng linh kiện 37.994 12.3 thiết bị để bánh 30.38 9.8 thiết bị cao tần 30.38 9.8 máy ép ma sát 25.329 8.17 máy nén khí 37.994 12.3 Flc r0(Ω) x0(Ω) 25 16 0,74 0,066 4,85 0,09 1,15 0.07 16 1,15 10 10 10 16 1,84 0,073 1,84 0,073 1,84 0,073 1,15 0.07 0.07 Đối với tủ động lực khác đến máy động lực ta coi tổng chi phi quy dẫn tương đương với từ tủ động lực đến máy động lực nó.Như tổng chi phí quy dẫn tủ động lực đến máy động lực phương án 2,92.106 đ phương án a.chọn dây SV:ĐÀO XUÂN TÚ 21 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG Ta tính phương án (do thong số kĩ thuật giống phương án b.tính tổn thất điện áp, điện chi phi qui dẫn Từ trạm biến áp đến tủ phân phối Do khoảng cách từ trạm biến áp đến tủ phân phối nhỏ nên tổn thất điện áp, điện chi phí quy dẫn coi không đáng kể • Từ tủ động lực đến động lực Tương tự phương án Tổng chi phí quy đổi phương án : 46,071.106 đ/n ăm Tổng chi phí quy đổi phương án :26,17.106 đ/n ăm Như phương án tối ưu CHƯƠNG III.LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG SƠ ĐỒ Chọn tiết diện dây dẫn mạng động lực a.Nhóm + Chọn cáp theo Icp từ tủ động lực tới búa để rèn: Cáp hãng Lens sản xuất Ta có: K1.K2.Icp ≥ Itt K1= 1:là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến chênh lệch nhiệt độ môi trường làm việc môi trường nhân tạo K 2= 0,87:là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số cáp đặt rãnh Icp :dòng cho phép tiêu chuẩn dây dẫn I tt = S = Pdm 28 3.U cosϕ 3.U 0, 3.0,38 I tt 37,98 I cp ≥ = = 43, 66( A) K1 K 0,87 = 37,98( A)  Ta chọn cáp PVC 3x4 với Icp = 53 (A) r0 = 4,61 (Ω/km); x0= 0,09 (Ω/km) Kiểm tra điều kiện kỹ thuật: SV:ĐÀO XUÂN TÚ 22 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG ∆U % ≤ ∆U CP % ∆U CP % = 5% ⇒ ∆U CP = 0, 05.0, 38 = 0, 019( kV ) P.R + QX 28.4, 61.0, 001 + 46.0, 09.0, 001 = = 0.19(V ) U 0,38 0,19 ∆U % = 100 = 0, 049% 380 ∆U =  Vậy cáp chọn đạt yêu cầu Tính toán tương tự cho máy động lực khác ta đựợc kết bảng sau : TT Tên máy Pdm Itt Ftc búa để rèn 28 37,98 3x4 máy hàn 2.2 lò chạy điện 15 lò điện hóa cứng linh 15 kiện thiết bị bánh 20 Thiết bị cao tần 20 Máy ép ma sát 10 máy nén khí 15 Icp r0 ∆U 53 4,6 4,78 3x1,5 31 12, 25,32 3x1,5 31 12, 25,32 3x1,5 31 12, 0,04 0,09 0,04 0,09 63,3 0,62 0,09 3x7 72 2,9 63,3 3x7 72 2,9 50,64 3x6 66 3,0 25,32 3x1,5 31 12, 0,51 0,1 0,51 0,1 0,62 0,09 0,66 0,09 0,51 0,1 Tính toán ngắn mạch : Ngắn mạch cố nghiêm trọng hệ thống điện Dòng điện xảy ngắn mạch lớn , làm phát nhiệt lớn , phá hỏng thiết bị Vì việc tính ngắn mạch có ý nghĩa quan trọng , kết tính sở cho việc chọn thiết bị bảo vệ kiểm tra ổn định nhiệt dây giúp cho làm việc an toàn , bảo vệ tính mạng người tài sản SV:ĐÀO XUÂN TÚ x0 23 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG Các điểm cần tính ngắn mạch : N1 : Ngắn mạch trạm biến áp để kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt N2: tủ phân phối hạ áp để kiểm tra aptômat tổng N3 : tủ động lực đại diện xa tủ để kiểm tra aptômát nhánh N4 : động đại diện xa động 25 để kiểm tra aptômát cho động XHT ZBA ZÐL ZPP N1 N2 ZÐC N3 N4 Các vị trí tính ngắn mạch Xác định điện trở phần tử , tính hệ đơn vị có tên Chọn Ucb = 0,4 kV ta có công suất ngắn mạch : S k = 240 MVA Điện kháng hệ thống X HT = S cb 100 = = 0,416 SK 240 Điện trở điện kháng máy biến áp : RBA ∆Pk U 3,15.0, 42.10 −3 = = = 7,36.10−3 Ω −3 S BA 2.(160.10 ) Z BA = U k U 4.0, 42 = = 17.10−3 Ω −3 2.100.S BA 2.100.160.10 Trong : U k điện áp ngắn mạch phần trăm máy biến áp180 kVA Tra bảng 12.pl [ TK ] 4% ] Điện kháng máy biến áp 2 X BA = Z BA − RBA = (17 − 7,36 ).10−6 = 15.32.10 −3 Ω Tính ngắn mạch N1: Điện trở đến điểm ngắn mạch : Zk1 =XHT+ZBA= SV:ĐÀO XUÂN TÚ 7, 362 + (57,35 + 15.32) 10 −3 = 71,86.10 −3 Ω 24 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG Dòng ngắn mạch pha : I k(3) = U 3.Z k1 = 400 3.71,86 103 = 3086.4 (A) = 3,08 (kA) Dòng điện xung kích : ixk1 = kxk I(3) k1 = 1,2 3,08 = 5,23 (kA) Giá trị hiệu dụng dòng xung kích : Ixk1 = qxk I(3) k1 = 1,09.3,08= 3,35 (kA) Trong : kxk = 1,2 ; qxk = 1,09 tra bảng 7.pl [ TK ] hệ số phụ thuộc vị trí ngắn mạch Trong trường hợp mạng điện hạ áp Tính ngắn mạch N2: Theo ta dùng dây từ máy biến áp đến tủ phân phối XLPE.120 có r0 = 1,53 Ω /km ; x0 = 0,06 Ω /km dài 12,5 m Do điện trở điện kháng đoạn dây : RPP = 1,53.12,5.10-3 = 19,13.10-3 Ω ; XPP = 0,06.12,5.10-3 = 0,75.10-3 Ω Do tổng trở ngắn mạch đến điểm N2 : Zk2 =XHT + ZBA + ZPP = (7, 36 + 19,13) + (416 + 15, 32 + 0, 75) 10 −3 = 431, 45.10 −3 Ω Dòng ngắn mạch pha : I k(3)2 = U 3.Z k = 400 3.431, 45 103 = 0,552 (A) Dòng điện xung kích : ixk2 = = kxk I(3) k = 1,2 0,552 = 0,94A Giá trị hiệu dụng dòng xung kích : Ixk2 = qxk I(3) k = 1,09.0,94= 1.02 (A) Tính ngắn mạch N3: SV:ĐÀO XUÂN TÚ 25 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG Dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực chọn mục có tiết diện : XLPE.35 có r0 = 0,57 Ω /km ;x0 = 0,06 Ω /km dài m Do điện trở điện kháng đoạn dây : RĐL4 = 0,57.30.10-3 = 17,1.10-3 Ω ; XĐL4 = 0,06.30.10-3 = 1,810-3 Ω Do tổng trở đến điểm ngắn mạch : Zk3= XHT +ZBA + ZĐL4 = (7,36 + 19,13 + 13, 68) + (0, 416 + 15.32 + 0, 75 + 1,8) 10 −3 = 43.89.10−3 Ω Dòng ngắn mạch pha : I k(3)3 = U 3.Z k = 400 3.43.89 103 = 5, 24.103 (A) = 5,24(kA) Dòng điện xung kích : ixk3= = kxk I(3) 5,24= 8,89(kA) k3 = 1,2 Giá trị hiệu dụng dòng xung kích : Ixk3 = qxk I(3) k3 = 1,09.5,24 = 5,71(kA) Tính ngắn mạch N4: Dây dẫn từ tủ động lực đến phụ tải búa để rèn ta chọn dây XLPE.16 có r0 = 1,15 Ω /km ;x0 = 0,07 Ω /km dài 10 m Do điện trở điện kháng đoạn dây : RĐL = 1,15.10.10-3 = 11,5.10-3 Ω ; XĐL = 0,07.10.10-3 = 0,7.10-3 Ω Do tổng trở đến điểm ngắn mạch : Zk1= XHT +ZBA + ZĐL4 + ZĐL3-25 = (7,36 + 19,13 + 13, 68 + 11,5) + (416 + 15.32 + 0, 75 + 1,8 + 0, 7) 10−3 = 426,5.10−3 Ω Dòng ngắn mạch pha : I k(3)4 = U 3.Z k = 400 3.426.5 SV:ĐÀO XUÂN TÚ 103 = 0,589(kA) 26 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG Dòng điện xung kích : ixk3= = kxk I(3) 0,589= 0,999 ( kA) k3 = 1,2 Giá trị hiệu dụng dòng xung kích : Ixk3 = qxk I(3) k3 = 1,09.0,589= 0,64(kA) 3.Chọn thiết bị bảo vệ đo lường Các thiết bị phục vụ cho việc bảo vệ mạch điện , hỗ trợ cho mạch điện làm việc tin cậy , an toàn , giúp cho việc đo lường xác a.Phía cao áp +Cầu chảy cao áp : Cầu chảy cao áp giúp ngắt điện xảy cố phía cao Cầu chảy rơi có cố giúp dễ phát Dòng điện làm việc bình thường phía cao áp : I lv = Stt 3.U C = 249.81 3.22 = 6.55 (A) Ta chọn cầu chảy cao áp hãng SIEMENS chế tạo ( cầu chảy tương đương loai ПKT Liên Bang Nga chế tạo ) có Un = 22kV, dòng định mức In = 8A +Chống sét Chống sét van cao áp có nhiệm vụ chống sét đánh lan tràn từ đường dây không vào trạm biến áp Trạm biến áp cấp điện từ đường dây không 10 kV nên ta chọn chống sét van loại PBC-22T1 Nga sản xuất (hoặc loại C24 Pháp sản xuất ,hoặc loại AZLP501B24 hãng Côper Mỹ chế tạo) +Lựa chọn dao cách ly Dao cách ly làm nhiệm vụ cách ly đường dây trung áp trạm biến áp Phục vụ cho việc kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa thiết bị trạm biến áp Điều kiện chọn dao cách ly là: SV:ĐÀO XUÂN TÚ 27 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG UdmDCL ≥ Umạngđiện IdmDCL ≥ Icb Iổnđịnhdong ≥ Ixungkích Iổnđịnhnhiệt ≥ IN tquyđôi tonđinhnhiêt Ta có: I dm = S dm 3U dm = 249.81 3.10 =14.42 Ixungkích = 1,8 IN=1,8 3,12=7,94 (kA) Icb =1,25.Idm=1,25.14,42=18,03(A) ta chọn dao cách ly plh22/630(hoặc loại 3DC SIEMENS chế tạo) b.Phía hạ áp +Chọn hạ áp trạm biến áp Thanh hạ áp nhận điện từ máy biến áp phân phối cho nhánh Các điều kiện chọn kiểm tra góp: Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép: K1.K2.Icp ≥ Icb Trong đó: K1=1 đặt đứng K1=0,95 đặt ngang K2: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường Dòng điện chạy qua xác định I= SΣ 3.U = 249.81 3.0,38 = 379.55 (A) Icb =1,25.Idm=1,25.379,55 = 474.43(A) Dự định chọn dẹt đồng có jkt=1,8(A/mm2) bảng Ta chọn thanhcái có kích thước 50.5=250mm2 Kiểm tra dòng phát nóng lâu dài cho phép: SV:ĐÀO XUÂN TÚ 28 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG K1.K2.Icp= 1.1.860 > Icb= 4930.5 (thỏa mãn) +Kiểm tra ổn định động : Chọn khoảng vượt l=125 cm,khoảng cách pha a=60 cm F l M= tt : mô men uốn tính toán kG.m 10 Ftt: lực tính toán tác động dòng ngắn mạch l Ftt= 1,76.10-2 .Ixk (kG) a l : khoảng cách sứ pha, cm a : khoảng cách pha, cm Mômen uốn: M = 1,76.10 −8 l i 2xk1 = 1,76.10 −8.125 2.5297 = 12,86(kGcm) 10.a 10.60 2 Mômen chống uốn:W=0,167.b.h =0,167.0,6 5=0,3 cm Ứng suất: σ u = M 12,86 = 42,87 kG/cm2 < σ u =1400 kG/cm2 W 0,3 Vậy điều kiện ổn định động đảm bảo b.Chọn cầu dao cầu chì cho thiết bị : • Nhóm Điều kiện chọn cầu dao: UdmCD ≥ Udmlứoi IdmCD ≥ Itt Điều kiện chọn cầu chì: Idc ≥ Itt=Kt.IdmD Idc ≥ I mm I dmD k mm I tt = = α α 2,5 + kmm : hệ số mở máy + kt : hệ số tải động cơ, lấy kt=1 SV:ĐÀO XUÂN TÚ 29 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG + αmm : hệ số phụ thuộc chế độ mở máy động Các động có chế độ mở máy nhẹ nên lấy 2,5 + Itt :là dòng làm việc lâu dài lớn nhấtchạy qua cầu chì dòng định mức động Tính toán tiêu biểu cho động búa để rèn: Itt = Sdm1 3.U Pdm1 = Idc ≥ 3.U cosϕ = 28 = 37,98(A) 3.0,38.0,6 I tt kmm I tt 37,98.5 = = = 75,96 (A) α 2,5 2,5  Chọn cầu dao siemens sản xuất có Idm= 80(A) Cầu chì 5SF1-40 siemens sản xuất có Idc= 100 (A) Kết tính toán cho động tương tự, ta có bảng sau: Pđm Uđm Cosφ (kW) (V) Itt (A) Idc (A) STT Tên máy Búa rèn 28 380 0,6 37,98 75,96 Máy hàn 2.2 380 0,35 4,78 Lò chạy điện Lò điện để hóa cứng linh kiện Thiết bị cao tần 9,56 158,2 15 380 0,6 63,31 15 380 0,6 63,31 20 380 0,6 75,97 189,9 158,2 6 Máy ép ma sát 10 380 0,6 25,32 50,64 Náy nén khí 20 380 0.6 75,97 189,9 thiết bị bánh 15 380 0,6 63,31 158,2 SV:ĐÀO XUÂN TÚ cầu dao 5TE7 412 5TE7 112 5TE7 512 5TE7 512 5TE7 512 5TE7 512 5TE7 512 5TE7 512 30 cầu chì 5SF1 40 5SF1 01 5SF1 214 5SF1 214 5SF1 214 5SF1 214 5SF1 214 5SF1 214 BÀI TẬP DÀI:CUNG CẤP ĐIỆN SV:ĐÀO XUÂN TÚ Th.S:ĐOÀN THỊ BẰNG 31