Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS TRẦN QUANG KHÁNH LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với xu hội nhập, trình công nghiệp hóa đại hóa đất nước diễn cách mạnh mẽ Trong trình phát triển đó, điện đóng vai trò quan trọng Do ngày điện sử dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực đời sống Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ kinh tế, đời sống xã hội ngày nâng cao, nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ tăng lên không ngừng Để đảm bảo nhu cầu to lớn đó, phải có hệ thống cung cấp điện an toàn tin cậy Với đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng khí”, sau thời gian làm đồ án, hướng dẫn thầy Trần Quang Khánh, đến nay, em hoàn thành nội dung đồ án môn học Do thời gian có hạn nên tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo, giúp đỡ thầy cô để đồ án hoàn thiện Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Quang Khánh giúp em hoàn thành đồ án Hà Nội, tháng năm 2010 Sinh viên thực Doãn Hữu Thành SVTH: DOÃN HỮU THÀNH LỚP Đ3-LTH2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS TRẦN QUANG KHÁNH A- NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN “Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Sản Xuất Công Nghiệp” Giáo viên hương dẫn : TS.Trần Quang Khánh Sinh viên thực Lớp : Tên đồ án : : Doãn Hữu Thành Đ3-LTH2 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng khí – sửa chữa Thời gian thực hiện: tháng – 2010 A Đề tài : Thiết kế mạng điện cung cấp cho phân xưởng khí sửa chữa với tên người thiết kế ‘ Doãn Hữu Thành ‘ Tỷ lệ phụ tải loại I loại II 85 % Hao tổn điện áp cho phép mạng điện hạ áp Hệ số công suất cần nâng lên cos = 0,92 Hệ số chiết khấu i = 10 % Thời gian sử dụng công suất cực đại T M =4790h.Công suất ngắn mạch điểm đấu điện S k = 3,54 MVA ;Thời gian tồn dòng ngắn mạch tk = 2,5 sec.Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm phân xưởng L = 106 mét , chiều cao nhà xưởng H = mét Giá thành tổn thất điện ; suất thiện hại điện g th = 4500đ/kwh.Các tham số khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện Theo vần Alphabê tên tra bảng theo đầu ,được số liệu tính toán sau : Bảng 1.1: Số liệu thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng: alphabê số hiệu phương án Sk, MVA H,m D 106 H T L,m 3,54 TM,h 4790 A SVTH: DOÃN HỮU THÀNH LỚP Đ3-LTH2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS TRẦN QUANG KHÁNH Bảng 1.2 : Số liệu phụ tải tính toán phân xưởng N01 Số hiệu sơ đồ Tên thiết bị Hệ số ksd cosφ Công suất đặt P,kw 1; Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 3; 10 2; Máy mài nhẵn phẳng 0,32 0,68 1,5; 3; 4; Máy tiện bu long 0,3 0,65 0,6; 2,2; 6; Máy phay 0,26 0,56 1,5; 2,8 10;11; 19; 20;29;30 Máy khoan 0,27 0,66 0,6; 0,8; 0;8; 0,8; 1,2; 1,2 12;13;14;15;16;24;25 Máy tiện bu long 0,30 0,58 1,2;2,8;2,8;3;7,5;10;13 17 Máy ép 0,41 0,63 10 18; 21 Cần cẩu 0,25 0,67 4; 13 22; 23 Máy ép nguội 0,47 0,70 40; 55 26; 39 Máy mài 0,45 0,63 2; 4,5 27; 31 Lò gió 0,53 0,90 4; 5,5 28; 34 Máy ép quay 0,45 0,58 22; 30 32; 33 Máy xọc, (đục ) 0,4 0,60 4; 5,5 35; 36; 37; 38 Máy tiện bu long 0,32 0,55 1,5; 2,8; 4,5; 5,5 40; 43 Máy hàn 0,46 0,82 28; 28 41; 42; 45 Máy quạt 0.,65 0,78 5,5; 7,5; 7,5 44 Máy cắt tôn 0,27 0,58 2,8 SVTH: DOÃN HỮU THÀNH LỚP Đ3-LTH2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS TRẦN QUANG KHÁNH B.Nội dung tính toán : - Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng - Tính toán phụ tải điện - Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng - Lựa chọn kiểm tra thiết bị sơ đồ điện - Tính toán chế độ mạng điện - Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất - Tính toán nối đất chống sét - Dự toán công trình SVTH: DOÃN HỮU THÀNH LỚP Đ3-LTH2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS TRẦN QUANG KHÁNH B NỘI DUNG BẢN THUYẾT MINH I.Thuyết minh 1.Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng 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 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng khí – sửa chữa có kích thước a.b.H 36.24.4m ,Coi trần nhà màu trắng , tường màu vàng , sàn nhà màu sám ,với độ rọi yêu cầu Eyc = 50 lux Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 60 lux nhiệt độ màu cần thiết cho môi trường ánh sáng tiện nghi Mặt khác xưởng sữa chữa có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn sợi đốt với công suất 200W với quang thông F= 3000 lumen ( bảng 45.pl.BT) SVTH: DOÃN HỮU THÀNH LỚP Đ3-LTH2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS TRẦN QUANG KHÁNH Chọn độ cao treo đèn : h’ = 0,5 m ; Chiều cao mặt làm việc : hlv = 0,8 m ; Chiều cao tính toán : h = H – hlv = – 0,8 = 3,2 m ; Tỉ số treo đèn: h' 0,5 j= = = 0,135 < => thỏa mãn yêu cầu ' h + h 3, + 0,5 Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách đèn xác định L/h =1,5 (bảng 12,4) tức là: L = 1,5 h = 1,5.3,2 = 4,8 m Căn vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách đèn L d = mét Ln = mét => q=2; p=2; 36 m 2m 4m 24 m 2m 4m Kiểm tra điều kiện: hay 4 4 < ≤ < ≤ =>thỏa mãn 3 Như bố trí đèn hợp lý Vậy số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo đồng chiếu sáng Nmin = 54; Hệ số không gian: kkg = a.b 36.24 = = 4,5 h(a + b) 3, 2.(36 + 24) Căn đặc điểm nội thất chiếu sáng coi hệ số phản xạ trần:tường:sàn 70:50:30 (bảng 2.12) Tra bảng 47.pl.BT phụ lục ứng với hệ số phản xạ nêu hệ số không gian k kg =4,337 ta tìm hệ số lợi dụng k ld SVTH: DOÃN HỮU THÀNH LỚP Đ3-LTH2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS TRẦN QUANG KHÁNH = 0,6; Hệ số dự trữ lấy k dt=1,2; hệ số hiệu dụng đèn η = 0,58 Xác định quang thông tổng: F∑ = E yc S.k dt η.k ld = 50.24.36.1,2 = 148965,5172 lm 0,58.0,6 Số lượng đèn tối thiểu là: N= F∑ 148965,5172 = = 49,655 < N = 54 Fd 3000 Như tổng số đèn cần lắp đặt 54 bóng Ta bố trí dãy đèn dãy gồm bóng,khoảng cách đèn 4m theo chiều rộng 4m theo chiều dài phân xưởng.Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần la 2m theo chiều rộng va 2m theo chiều dài Kiểm tra độ rọi thực tế: E= Fd N.η.k ld 3000.54.0,58.0,6 = = 54,375 lux > Eyc=50 lux a.b.δ dt 36.24.1,2 Ngoài chiếu sáng chung trang bị thêm cho thiết bị đèn công suất 100 W để chiếu sáng cục bộ, cho phòng thay đồ phòng vệ sinh phòng bóng 100 W.Như cần tất 47 bóng dùng cho chiếu sáng cục Tính toán phụ tải điện 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 : SVTH: DOÃN HỮU THÀNH LỚP Đ3-LTH2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ΣP k k sdΣ = i sdi ΣPi GVHD:TS TRẦN QUANG KHÁNH - Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng nhóm n hd ( 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 = , sau so sánh k với k b hệ Pmin Σ số ứng với k sd nhóm Nếu k > kb , lấy nhd = n , số lượng thiết bị thực tế nhóm Ngược lại tính nhd theo công thức sau : nhd = ( ΣP ) i ΣPi2 - Hệ số nhu cầu nhóm xác định theo biểu thức sau : − k sdΣ knc = k + n hd Σ sd - 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 = 1.54.200 = 10800 W Chiếu sáng cục : Pcb = (39+ 4).100 = 4300 W Vậy tổng công suất chiếu sáng là: Pcs = Pcs chung + Pcb = 10800 + 4300 = 15100 W = 15,1 kW Vì đèn dùng sợi đốt nên hệ số cos 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 0,8; Tổng công suất chiếu sáng làm mát là:Plm = 40.120 +10.80 = 5600 W = 5,6 kW 2.3 Phụ tải động lực Trước tính toán cần qui phụ tải làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại chế độ làm việc làm việc dài hạn , theo công thức : SVTH: DOÃN HỮU THÀNH LỚP Đ3-LTH2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS TRẦN QUANG KHÁNH ε , kW P = Pđặt Trong : - Pđăt : công suất phụ tải lấy theo bảng 1.2 , tức công suất định mức phụ tải - P : công suất qui chế độ làm việc dài hạn thiết bị - ε : hệ số tiếp điện thiết bị * Nhóm Bảng 2.1 Bảng phụ tải nhóm TT 10 11 12 Tên thiết bị Máy mài nhẵn tròn Máy mài nhẵn phẳng Máy tiện bu lông Máy mài nhẵn tròn Máy mài nhẵn phẳng Máy khoan Máy ép Máy khoan Máy khoan Máy ép nguội Lò gió Tổng Số hiệu cos φ ksd P, kW Q,kW S, kVA P.P P.cosφ P.ksd 0.35 0.67 3.324 4.478 2.01 1.05 0.32 0.68 1.5 1.617 2.206 2.25 1.02 0.48 0.3 0.65 0.6 0.701 0.923 0.36 0.39 0.18 0.35 0.67 10 11.080 14.925 100 6.7 3.5 0.32 0.68 4.313 5.882 16 2.72 1.28 10 17 19 20 22 27 0.27 0.41 0.27 0.27 0.47 0.53 0.6 10 0.8 0.8 40 75.3 0.683 12.327 0.911 0.911 40.808 1.937 78.612 0.909 15.873 1.212 1.212 57.143 4.444 109.208 0.36 100 0.64 0.64 1600 16 1845.25 0.396 6.3 0.528 0.528 28 3.6 52.192 0.162 4.1 0.216 0.216 18.8 2.12 32.104 0.66 0.63 0.66 0.66 0.7 0.9 - Số lượng hiệu dụng nhóm 1: n hdn1 = (∑ Pi ) 75,3 = = 3,073 1845,25 ∑ Pi - Hệ số sử dụng nhóm 1: k sdn1 = ∑ Pi k sdi 32,104 = = 0,426 ∑ Pi 75,3 - Hệ số nhu cầu nhóm 1: k ncn1 = k sdn1 + − k sdn1 nhdn1 = 0,426 + − 0,426 3,073 = 0,753 - Tổng công suất phụ tải nhóm 1: Pn1 = k ncn1 ∑ Pi = 0,753.75,3 = 56,7 kW SVTH: DOÃN HỮU THÀNH LỚP Đ3-LTH2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS TRẦN QUANG KHÁNH - Hệ số công suất phụ tải nhóm 1: cosϕ n1 = ∑ Pi cos ϕ i 52,192 = = 0,693 ⇒ tgϕ = 1,04 ∑ Pi 75,3 - Công suất phản kháng phụ tải nhóm 1: Qn1 = Ρn1 tgϕ = 56,7.1,04 = 58,968 kVar - Công suất biểu kiến phụ tải nhóm 1: S n1 = Pn1 56,7 = = 81,818 kVA cos ϕ n1 0,693 *Nhóm 2: Bảng 2.2 Bảng phụ tải nhóm TT Tên thiết bị Máy tiện bu lông Máy tiện bu lông Máy khoan Máy tiện bu lông Máy tiện bu lông Cần cẩu Máy ép nguội Tổng 10 Số cos ksd hiệu φ 0.3 0.65 0.3 0.65 11 0.27 0.66 12 0.3 0.58 13 0.3 0.58 18 0.25 0.67 23 0.47 0.7 P, kW 2.2 0.8 1.2 2.8 55 70 Q,kW S, kVA P.P P.cosφ P.ksd 2.572 4.677 0.911 1.685 3.933 4.432 56.111 74.321 3.385 6.154 1.212 2.069 4.828 5.970 78.571 102.189 4.84 16 0.64 1.44 7.84 16 3025 3071.76 1.43 2.6 0.528 0.696 1.624 2.68 38.5 48.058 0.66 1.2 0.216 0.36 0.84 25.85 30.126 Tính toán tương tự ta có số liệu nhóm theo bảng nhd ksd knc P,kW cosφ Q,kVar S,kVA 1.595 0.43 0.881 61.67 0.686 65,37 90 *Nhóm 3: Bảng 2.3 Bảng phụ tải nhóm TT Tên thiết bị Máy phay Máy phay Máy tiện bu lông Máy tiện bu lông Máy tiện bu lông Cần cẩu Máy tiện bu lông Số hiệ ksd u 0.26 0.26 14 0.3 15 0.3 16 0.3 21 0.25 24 0.3 cos φ P, kW Q,kW S, kVA P.P P.cosφ P.ksd 0.56 0.56 0.58 0.58 0.58 0.67 0.58 1.5 2.8 2.8 7.5 13 10 2.219 4.142 3.933 4.214 10.534 14.404 14.045 2.679 5.000 4.828 5.172 12.931 19.403 17.241 2.25 7.84 7.84 56.25 169 100 0.84 1.568 1.624 1.74 4.35 8.71 5.8 0.39 0.728 0.84 0.9 2.25 3.25 SVTH: DOÃN HỮU THÀNH LỚP Đ3-LTH2 10 ∆U = P.r0 + Q.x0 196,952.0,92 + 196,36.0, 414 L = 65.10−3 = 0, 766 V U 22 Nên : ∆U% = 0,766 100 = 3,481.10-3 % Hao tổn điện áp nhỏ 22.10 Hao tổn điện áp mạng động lực xác định sau : Tính toán cho dây tiêu biểu dây từ máy biến áp tới tủ phân phối với cáp XLPE.150 có r0=0,13 x0 = 0,06 Ω /km (bảng 24.pl.BT) + Xác định tổn hao thực tế: ∆U = P.r0 + Q.x0 196,952.0,13 + 196,36.0,06 L = 30.10 −3 = 2,951 (V) U ca 0,38 Nên tổn thất điện áp phần trăm : ∆U% = 2,951 100 = 0,78 % 380 Tính tương tự cho nhánh lại ta kết ghi bảng sau : Bảng 5.1 Hao tổn điện áp đường dây TT Đoạn dây P, kW Q,kVA FC,mm2 r MBA-TPP 196,95 196,36 TPP-TĐL1 56,700 TPP-TĐL2 x0; L,m r0; Ω / km 240 30 0,08 0,06 2,951 58,968 50 21 0,4 0,06 1,449 61,670 65,37 50 0,4 0,06 0,602 TPP-TĐL3 35,255 43,646 35 21 0,57 0,06 1,255 TPP-TĐL4 57,063 79,717 50 10 0,4 0,06 0,727 TPP-TĐL5 60,426 45,138 50 21 0,4 0,06 1,485 TĐL1-1 3,000 3,324 5 0,09 0,201 TĐL1-2 1,500 1,617 2,5 2,5 0,09 0,080 TĐL1-3 0,600 0,701 2,5 6,5 0,09 0,083 10 TĐL1-8 10,000 11,080 10 0,08 0,055 11 TĐL1-9 4,000 4,313 1,5 0,09 0,080 12 TĐL1-10 0,600 0,683 2,5 2,5 0,09 0,032 13 TĐL1-17 10,000 12,327 10 2 0,08 0,110 Ω / km U;V 14 TĐL1-19 0,800 0,911 2,5 0,09 0,051 15 TĐL1-20 0,800 0,911 2,5 4,5 0,09 0,077 16 TĐL1-22 40,000 40,808 35 8,5 0,57 0,06 0,565 17 TĐL1-27 4,000 1,937 2,5 3,5 0,09 0,296 18 TĐL2-4 2,200 2,572 2,5 2,5 0,09 0,117 19 TĐL2-5 4,000 4,677 3,5 0,09 0,188 20 TĐL2-11 0,800 0,911 2,5 0,09 0,034 21 TĐL2-12 1,200 1,685 2,5 1,5 0,09 0,038 22 TĐL2-13 2,800 3,933 2,5 0,09 0,094 23 TĐL2-18 4,000 4,432 1,5 0,09 0,081 24 TĐL2-23 55,000 56,111 50 0,4 0,06 0,200 25 TĐL3-6 1,500 2,219 2,5 0,09 0,128 26 TĐL3-7 2,800 4,142 7,5 0,09 0,284 27 TĐL3-14 2,800 3,933 1,5 0,09 0,057 28 TĐL3-15 3,000 4,214 2,5 0,09 0,101 29 TĐL3-16 7,500 10,534 10 6,5 0,08 0,271 30 TĐL3-21 13,000 14,404 16 1,25 0,07 0,182 31 TĐL3-24 10,000 14,045 10 0,08 0,167 32 TĐL3-25 13,000 18,259 16 4,5 1,25 0,07 0,208 33 TĐL3-26 2,000 2,465 2,5 7,5 0,09 0,320 34 TĐL3-31 5,500 2,664 15 0,09 1,095 35 TĐL4-28 22,000 30,899 25 12 0,8 0,07 0,624 36 TĐL4-29 1,200 1,366 2,5 6,5 0,09 0,166 37 TĐL4-30 1,200 1,366 2,5 0,09 0,077 38 TĐL4-32 4,000 5,333 0,09 0,108 39 TĐL4-33 5,500 7,333 3,33 0,09 0,250 40 TĐL4-34 30,000 42,135 35 13 0,57 0,06 0,671 41 TĐL4-35 1,500 2,278 2,5 6,5 0,09 0,209 42 TĐL4-36 2,800 4,252 2,5 0,09 0,095 43 TĐL4-37 4,500 6,833 3,33 0,09 0,082 44 TĐL4-38 5,500 8,352 6,5 3,33 0,09 0,326 45 TĐL4-39 4,500 5,547 7,5 0,09 0,454 46 TĐL5-40 28,000 19,544 25 1,5 0,8 0,07 0,094 47 TĐL5-41 5,500 4,413 0,09 0,147 48 TĐL5-42 7,500 6,017 16 1,25 0,07 0,155 49 TĐL5-43 28,000 19,544 25 5,5 0,8 0,07 0,344 50 TĐL5-44 2,800 4,036 0,09 0,076 51 TĐL5-45 7,500 6,017 3,33 0,09 0,201 Căn vào bảng ta xác định hao tổn điện áp lớn đoạn dây từ tủ phân phối đến thiết bị động lực xa : Bảng 5.2 Hao tổn điện áp lớn Đoạn dây PP-N1 PP-N2 PP-N3 PP-N4 PP-N5 ∆U ; kV 1,449 0,602 1,255 0,727 1,485 Vậy tổn thất điện áp lớn đoạn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1,485 V Nên hao tổn điện áp lớn mạng động lực 1,485 + 2,951 = 4,436 V Tính theo giá trị phần trăm : ∆U % = hạ áp ∆U cp = 3,5% 4,436 x100 = 1,167% < hao tổn điện áp cho phép mạng 380 Tính hao tổn điện áp điện áp máy biến áp : ∆UBA = P.R BA + Q X BA 196,952.7,78 + 196,36.16,233 −3 = 10 = 11,80V U 0,4 5.2 Xác định hao tổn công suất : Hao tổn công suất đoạn dây tính theo công thức sau : P2 + Q2 r0 L , kW ∆P = U2 Hao tổn công suất đoạn dây từ nguồn tới máy biến áp : ∆P = 196,952 + 196,233 0,92.65.10 −6 = 9,529.10 −3 kW 22 Trong mạng động lực : Hao tổn công suất đoạn từ máy biến áp tới tủ phân phối : ∆P = 196,95 + 196,36 0,08.30.10 −6 = 1,286 kW 0,38 Tính toán tương tự cho đoạn dây lại ta có bảng sau : Bảng 5.3 Tính toán tổn thất công suất: Q,kVAr FC,mm2 L,m r0 x0 P;kW 240 30 0,08 0,06 1,2855 58,968 50 21 0,4 0,06 0,3893 61,670 65,37 50 0,4 0,06 0,1790 TPP-TĐL3 35,255 43,646 35 21 0,57 0,06 0,2609 TPP-TĐL4 57,063 79,717 50 10 0,4 0,06 0,2662 TPP-TĐL5 60,426 45,138 50 21 0,4 0,06 0,3309 TĐL1-1 3,000 3,324 5 0,09 0,0035 TĐL1-2 1,500 1,617 2,5 2,5 0,09 0,0007 10 TĐL1-3 0,600 0,701 2,5 6,5 0,09 0,0003 11 TĐL1-8 10,000 11,080 10 0,08 0,0031 12 TĐL1-9 4,000 4,313 1,5 0,09 0,0018 13 TĐL1-10 0,600 0,683 2,5 2,5 0,09 0,0001 14 TĐL1-17 10,000 12,327 10 2 0,08 0,0070 15 TĐL1-19 0,800 0,911 2,5 0,09 0,0002 16 TĐL1-20 0,800 0,911 2,5 4,5 0,09 0,0004 17 TĐL1-22 40,000 40,808 35 8,5 0,57 0,06 0,1096 18 TĐL1-27 4,000 1,937 2,5 3,5 0,09 0,0038 19 TĐL2-4 2,200 2,572 2,5 2,5 0,09 0,0016 20 TĐL2-5 4,000 4,677 3,5 0,09 0,0046 TT Đoạn dây P, kW MBA-TPP 196,950 196,36 TPP-TĐL1 56,700 TPP-TĐL2 21 TĐL2-11 0,800 0,911 2,5 0,09 0,0002 22 TĐL2-12 1,200 1,685 2,5 1,5 0,09 0,0004 23 TĐL2-13 2,800 3,933 2,5 0,09 0,0020 24 TĐL2-18 4,000 4,432 1,5 0,09 0,0019 25 TĐL2-23 55,000 56,111 50 0,4 0,06 0,0513 26 TĐL3-6 1,500 2,219 2,5 0,09 0,0016 27 TĐL3-7 2,800 4,142 7,5 0,09 0,0065 28 TĐL3-14 2,800 3,933 1,5 0,09 0,0012 29 TĐL3-15 3,000 4,214 2,5 0,09 0,0023 30 TĐL3-16 7,500 10,534 10 6,5 0,08 0,0151 31 TĐL3-21 13,000 14,404 16 1,25 0,07 0,0130 32 TĐL3-24 10,000 14,045 10 0,08 0,0124 33 TĐL3-25 13,000 18,259 16 4,5 1,25 0,07 0,0196 34 TĐL3-26 2,000 2,465 2,5 7,5 0,09 0,0042 35 TĐL3-31 5,500 2,664 15 0,09 0,0194 36 TĐL4-28 22,000 30,899 25 12 0,8 0,07 0,0957 37 TĐL4-29 1,200 1,366 2,5 6,5 0,09 0,0012 38 TĐL4-30 1,200 1,366 2,5 0,09 0,0005 39 TĐL4-32 4,000 5,333 0,09 0,0031 40 TĐL4-33 5,500 7,333 3,33 0,09 0,0097 41 TĐL4-34 30,000 42,135 35 13 0,57 0,06 0,1373 42 TĐL4-35 1,500 2,278 2,5 6,5 0,09 0,0027 43 TĐL4-36 2,800 4,252 2,5 0,09 0,0022 44 TĐL4-37 4,500 6,833 3,33 0,09 0,0031 45 TĐL4-38 5,500 8,352 6,5 3,33 0,09 0,0150 46 TĐL4-39 4,500 5,547 7,5 0,09 0,0132 47 TĐL5-40 28,000 19,544 25 1,5 0,8 0,07 0,0097 48 TĐL5-41 5,500 4,413 0,09 0,0034 49 TĐL5-42 7,500 6,017 16 1,25 0,07 0,0048 50 TĐL5-43 28,000 19,544 25 5,5 0,8 0,07 0,0355 51 TĐL5-44 2,800 4,036 0,09 0,0017 52 TĐL5-45 7,500 6,017 3,33 0,09 0,0064 53 Tổng 3,3446 Tổn thất công suất máy biến áp tính sau : ∆PBA ∆P = 2.∆P0 + k 2  S  3,15  278,18   tt  = 2.0,53 +   = 4,821 kW  180   S nBA  Vậy tổn thất công suất tổng : Σ∆P = ∆BA+ Σ ∆P+ ∆PNg – MBA= 4,821 + 3,345 + 9,529.10-3 =8,176 kW 5.3 Xác định hao tổn điện : Hao tổn điện gồm có hao tổn đường dây máy biến áp Hao tổn đường dây đựoc xác định theo công thức sau : ∆Adây = ∆Pdây.τ , kWh Trong : ∆Pdây : tổn thất công suất đoạn dây , xác định mục 5.2 , tính kW τ : thởi gian tổn thất công suất cực đại , tính 3185,215 Tổn thất công suất dây đoạn từ nguồn tới máy biến áp : ∆AN-BA = ∆PN-BA.τ = 9,529.10-3.3185,215 = 30,352 kWh Tính toán tương tự cho đoạn dây lai , dây từ trạm biến áp tới tủ phân phối ( BA-PP ) , từ tủ phân phối tới tủ động lực ( PP-ĐL ) , từ tủ động lực đến động ( ĐL – ĐC ) , ta kết ghi bảng sau : Tính toán tương tự ta có : TT Đoạn dây P; kW Q;kVAr FC;mm2 Ng - MBA 196,95 196,36 MBA-TPP 196,95 TPP-TĐL1 TPP-TĐL2 L;m r0 x0 A;kW 35 65 0,92 0,414 33,026 196,36 240 30 0,08 0,06 4455,438 56,70 58,968 50 21 0,4 0,06 1349,214 61,67 65,37 50 0,4 0,06 620,308 TPP-TĐL3 35,26 43,646 35 21 0,57 0,06 904,381 TPP-TĐL4 57,06 79,717 50 10 0,4 0,06 922,712 TPP-TĐL5 60,43 45,138 50 21 0,4 0,06 1146,921 TĐL1-1 3,00 3,324 5 0,09 12,030 TĐL1-2 1,50 1,617 2,5 2,5 0,09 2,336 10 TĐL1-3 0,60 0,701 2,5 6,5 0,09 1,063 11 TĐL1-8 10,00 11,080 10 0,08 10,693 12 TĐL1-9 4,00 4,313 1,5 0,09 6,229 13 TĐL1-10 0,60 0,683 2,5 2,5 0,09 0,397 14 TĐL1-17 10,00 12,327 10 2 0,08 24,189 15 TĐL1-19 0,80 0,911 2,5 0,09 0,846 16 TĐL1-20 0,80 0,911 2,5 4,5 0,09 1,270 17 TĐL1-22 40,00 40,808 35 8,5 0,57 0,06 379,713 18 TĐL1-27 4,00 1,937 2,5 3,5 0,09 13,275 19 TĐL2-4 2,20 2,572 2,5 2,5 0,09 5,499 20 TĐL2-5 4,00 4,677 3,5 0,09 15,906 21 TĐL2-11 0,80 0,911 2,5 0,09 0,564 22 TĐL2-12 1,20 1,685 2,5 1,5 0,09 1,233 23 TĐL2-13 2,80 3,933 2,5 0,09 6,992 24 TĐL2-18 4,00 4,432 1,5 0,09 6,416 25 TĐL2-23 55,00 56,111 50 0,4 0,06 177,807 26 TĐL3-6 1,50 2,219 2,5 0,09 5,511 27 TĐL3-7 2,80 4,142 7,5 0,09 22,501 28 TĐL3-14 2,80 3,933 1,5 0,09 4,195 29 TĐL3-15 3,00 4,214 2,5 0,09 8,027 30 TĐL3-16 7,50 10,534 10 6,5 0,08 52,173 31 TĐL3-21 13,00 14,404 16 1,25 0,07 45,180 32 TĐL3-24 10,00 14,045 10 0,08 42,809 33 TĐL3-25 13,00 18,259 16 4,5 1,25 0,07 67,825 34 TĐL3-26 2,00 2,465 2,5 7,5 0,09 14,513 35 TĐL3-31 5,50 2,664 15 0,09 67,226 36 TĐL4-28 22,00 30,899 25 12 0,8 0,07 331,512 37 TĐL4-29 1,20 1,366 2,5 6,5 0,09 4,126 38 TĐL4-30 1,20 1,366 2,5 0,09 1,904 39 TĐL4-32 4,00 5,333 0,09 10,667 40 TĐL4-33 5,50 7,333 3,33 0,09 33,580 41 TĐL4-34 30,00 42,135 35 13 0,57 0,06 475,820 42 TĐL4-35 1,50 2,278 2,5 6,5 0,09 9,283 43 TĐL4-36 2,80 4,252 2,5 0,09 7,776 44 TĐL4-37 4,50 6,833 3,33 0,09 10,701 45 TĐL4-38 5,50 8,352 6,5 3,33 0,09 51,951 46 TĐL4-39 4,50 5,547 7,5 0,09 45,921 47 TĐL5-40 28,00 19,544 25 1,5 0,8 0,07 33,582 48 TĐL5-41 5,50 4,413 0,09 11,934 49 TĐL5-42 7,50 6,017 16 1,25 0,07 16,643 50 TĐL5-43 28,00 19,544 25 5,5 0,8 0,07 123,134 51 TĐL5-44 2,80 4,036 0,09 5,792 52 TĐL5-45 7,50 6,017 3,33 0,09 22,169 53 Tổng 11602,746 Tổn thất điện máy biến áp xác định mục so sánh tối ưu phương án chọn máy biến áp mục 3.2 ∆ABA = 23323,052 kWh Như tổn thất điện tổng mạng điện : ∑∆A = ∑∆Ai + ∆ABA = 11602,746 + 23323,052 =34925,798 kWh 6.Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất Việc đặt bù có lợi mặt giảm tổn thất điện áp , điện , cho đối tượng dung điện đặt phân tán tụ bù cho động Tuy nhiên đặt phân tán lợi vốn đầu tư, quản lý vận hành Cho nên việc bố trí đặt tụ bù đâu toán cần xem xét kĩ 6.1 Xác định dung lượng bù cần thiết : Yêu cầu hệ số công suất cần nâng lên cosφ2 = 0,92 Nên tg φ2 = 0,426 Có : cos φ1 = 0,708 Nên tg φ1 = 0,997 Do dung lượng bù cần thiết Qb = P.(tg φ1 - tg φ2 ) = 196,952 ( 0,997 – 0,426 ) = 112,46 kVA 6.2 Xác định vị trí đặt tụ bù : Đối với phân xưởng sửa chữa khí công suất phân xưởng không lớn , công suất động không lớn nên không đặt bù tủ động lực , phân tán , tốn ( chi phí cho tủ bù , cho tụ ) Hơn , việc xác định dung lượng bù tối ưu cho tủ động lực khó khăn Ngoài tủ động lực phụ tải thông thoáng làm mát tiêu thụ công suất phản kháng Như để đơn giản đặt bù tập trung cạnh tủ phân phối Theo dung lượng bù cần thiết tính , tra bảng 40.pl chọn tụ điện pha loại KM2-0,38-25.Y có công suất định mức Q bn = 25kVAr Để đảm bảo dung lượng bù ta dùng tụ ghép song song với 6.3 Đánh giá hiệu bù công suất phản kháng : Công suất biểu kiến phân xưởng sau bù : Ssaubù = Ptt + j( QN – Qbn ) = 196,952 + j( 196,36 – 5.25 ) = 196,952 + j71,36 kVA Giá trị môđun : Ssaubù = 196,952 + 71,36 = 209,48 kVA , nhận thấy nhỏ nhiều so với giá trị tính toán ban đầu Như tiết diện ta chọn ban đầu đảm bảo điều kiện phát nóng Sau đặt bù , tổn thất điện đoạn dây từ nguồn tới biến áp , từ biến áp tới tủ phân phối máy biến áp giảm Các tổn thất tính sau : Trên đoạn Nguồn – TBA : 2 ∆ANg-BA = S saubu r0 L.τ = 196,952 + 71,36 0,92.65.3185, 215.10 −6 = 17, 27 kWh u U 22 Trên đoạn TBA – TPP : ∆ABA-PP = 196,9522 + 71,362 0, 08.30.3185, 215.10−6 = 2323,125 kWh 0,382 Trong máy biến áp :   ∆Pk S saubu 3,15 209, 48 2 ∆ P 8760 + 3070 ÷ = 2.0,53.8760 + ( ) 3185, 215 ∆ABA =  S nBA 180   = 16080,13 kWh Vậy hao tổn điện sau bù : ∆Asb = ∆ANg-BA + ∆ABA-PP + ∆ABA =18,797+ 2527,78 + 16080,13 = 18626,707 kWh Tổn thất điện trước bù : ∆Atb = ∆ANg-BA + ∆ABA-PP + ∆ABA =33,026 + 4455,438 + 23323,052 = 27811,516 kWh Lượng điện tiết kiệm sau bù : δ A = ∆Atb - ∆Asb = 27811,516 – 18626,707 = 9184,809 kWh Số tiền tiết kiệm năm : δ C = δ A.c∆ = 9184,809.1000 = 9,185.106 đ Vốn đầu tư ban đầu cho tụ bù : Vbù = vobù.5 =5000.5.103 =25.106 đ Chi phí qui đổi : Zbù = p.Vbù = 0,174.25.106 = 4,35.106 đ p : hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn khấu hao thiết bị , lấy máy biến áp 0,174 Tổng số tiền tiết kiệm đặt tụ bù hàng năm : TK = δ C - Zbù = ( 9,185 – 4,35 ).106 = 4,835.106 đ/năm Như việc đặt bù mang lại hiệu kinh tế cao Không giúp giảm tổn thất mà góp phần tiết kiệm chi phí cho phân xưởng Tính toán nối đất chống sét : Việc tính toán nối đất để xác định số lượng cọc ngang cần thiết đảm bảo điện trở hệ thống nối đất nằm giới hạn yêu cầu Điện trở hệ thống nối đất phụ thuộc vào loại số lượng cọc tiếp địa, cấu trúc hệ thống nối đất tính chất đất nơi đặt tiếp địa Thông thường để tăng cường cho hệ thống nối đất tiết kiệm cho hệ thống nối đất nhân tạo, người ta tận dụng công trình ngầm ống dẫn kim loại, cấu kiện bê tông cốt thép, vỏ cáp, móng…Tuy nhiên cần lưu ý không sử dụng đường ống dẫn nhiên liệu Điện trở tất công trình kể gọi điện trở nối đất tự nhiên R tn Giá trị điện trở nối đất tự nhiên xác định theo phương pháp đo, thiết bị đo điện trở tiếp địa Nếu giá trị R tn