Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay nhu cầu sử dụng điện là cần thiết đối với tất cả mọi người trong mọi lĩnh vực đời sống hàng ngày từ việc sử dụng điện để chiếu sáng đến việc sử dụng điện phục vụ cho sản xuất,tất cả nhưng nhu cầu đó đã cho ta biết vai trò của điện trong đời sống. Cùng với sự phát triện kinh tếxã hội, khoa học kỹ thuật, thiết kế hệ thống cung cấp điện là một trong những vấn đề quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đât nước ta. Hệ thống cung cấp điện đóng vai trò rất lớn trong công cuộc xây dựng đất nước ta hiện nay. Cùng với nhu cầu sử dụng điện và các trang thiết bị ngày càng hiện đại nên việc trang thiết bị về kiến thức mới về hệ thống cung cấp điện, cách thức sử dụng hệ thống trong xí nghiệp ,khu công nghiêp,nhà ở…là rất cần thiết.
Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện MỤC LỤC Trang Lời nói đầu SV:Vũ Văn Mười Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện Đất nước ta công công nhiệp hoá, đại hoá Nhu cầu điện trongcác lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng trưởng không ngừng cùngvới trình phát triển kinh tế Do đòi hỏi nhiều công trình cung cấp điện Đặc biệt cần công trình có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liên tục, phục vụ tốt cho phát triển nghành kinh tế quốc dân Trong có lĩnh vực công nghiệp ngành kinh tế trọng điểm đất nước, Nhà nước Chính phủ ưu tiên phát triển có vai trò quan trọng kế hoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020 Thiết kế cung cấp điện cho nghành công việc khó khăn, đòi hỏi cẩn thận cao Phụ tải ngành phần lớn phụ tải hộ loại 1, đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao Một phương án cung cấp điện hợp lý phương án kết hợp hài hòa tiêu kinh tế, kĩ thuật, đảm bảo đơn giản sửa chữa vận hành thuận tiện, đảm bảo chất lượng điện Hơn cần áp dụng thiết bị thiết kế đại có khả mở rộng tương lai Dưới hướng dẫn thầy NGUYỄN VĂN HÙNG, em nhận đề tài Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí Đồ án bao gồm số phần chọn máy vị trí đặt trạm biến áp, chọn dây phần tử bảo vệ, hạch toán công trình Việc làm đồ án giúp chúng em điều kiện áp dụng kiến thức học tích lũy thêm nhiều kinh nghiệm Đây đồ án có tính thực tiễn cao, chắn giúp ích cho em nhiều công tác sau Trong trình thực đồ án, em nhận bảo tận tình thầy NGUYỄN VĂN HÙNG Tuy nhiên trình độ hạn chế nên việc thực đồ án nhiều thiếu xót Em mong nhận thêm nhiều dẫn thầy cô để hoàn thiện cho đồ án Em xin chân thành cảm ơn! SV:Vũ Văn Mười Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN GVHD : NGUYỄN VĂN HÙNG Sinh viên : VŨ VĂN MƯỜI Mã SV : 0941240155 Lớp : ĐIỆN CLC-K9 Đề tài 28 : Thiết kế cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí Nhiệm vụ cần thực SV:Vũ Văn Mười Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện I Thuyết minh Tính toán phụ tải điện 1.1 Phụ tải chiếu sáng 1.2 Phụ tải thông thoáng làm mát 1.3 Phụ tải động lực: phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải nhóm, tổng hợp phụ tải động lực 1.4 Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng 1.5 Nhận xét đánh giá Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 2.2 Các phương án cấp điện cho phân xưởng(3 đến phương án, sơ chọn tiết diện dây dẫn, tính toán tổn thất mạng điện) 2.3 Đánh giá lựa chọn sơ đồ điện tối ưu Lựa chọn kiểm tra thiết bị 3.1 Tính toán ngắn mạch 3.2 Chọn kiểm tra dây dẫn 3.3 Chọn kiểm tra thiết bị trung áp( dao cách ly, cầu chảy, chống sét van,vv ) 3.4 Chọn thiết bị hạ áp (loại tủ phân phối, cái, sữ đỡ, thiết bị chuyển mạch tay tụ động đóng/cắt nguồn tự động, aptomat/cầu chảy, khởi động từ, 3.5 Chọn thiết bị đo lường: máy biến dòng, ampe mét, vol mét, công tơ, 3.6 Kiểm tra chế độ mở máy động 3.7 Nhận xét đánh giá Thiết kế trạm biến áp 4.1 Tổng quan trạm biến áp 4.2 Chọn phương án thiết kế xây dựng trạm biến áp 4.3 Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt trạm biến áp 4.4 Nhận xét Tính bù công suất phản kháng nâng cao hệ số công suất 5.1 Ỹ nghĩa việc bù công suất phản kháng 5.2 Tính toán bù công suất phản kháng để cosφ mong muốn sau bù đạt 0,9 SV:Vũ Văn Mười Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện Đánh giá hiệu bù công suất phản kháng 5.4 Nhận xét đánh giá Tính toán nối đất chống sét 6.1 Tính toán nối đất 6.2 Tính chọn thiết bị chống sét 6.3 Nhận xét đánh giá Dự toán công trình 7.1 Kê danh mục thiết bị 7.2 Lập dự toán công trình II Kết luận Bản vẽ Sơ đồ mạng điện mặt phân xưởng, với bố trí tủ phân phối, thiết bị Sơ đồ nguyên lý mạng điện rõ mã hiệu tham số thiết bị chọn Sơ đồ trạm biến áp: gồm sơ đồ nguyên lý , sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến áp Sơ đồ tủ phân phối, sơ đồ chiếu sáng sơ đồ nối đất Bảng số liệu tính toán mạng điện: phụ tải, so sánh phương án, giải thích chế độ xác lập mạng điện, dự toán công trình 5.3 C: Dữ liệu phục vụ thiết kế Mặt bố trí thiết bị phân xưởng: SV:Vũ Văn Mười 27 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện A B D C 6000 E 24000 1 23 17 6000 18 19 32 12 13 36000 14 26 15 30 25 29 10 23 11 20 31 24 16 27 28 -Kí hiệu công suất đặt thiết bị nhà xưởng SV:Vũ Văn Mười Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện SV:Vũ Văn Mười Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện I Thuyết minh I.1 Phụ tải chiếu sáng Căn vào sơ đồ mặt phân xưởng tỉ lệ sơ đồ ta xác định phụ tải chiếu sáng đơn vị diện tích phân xưởng Pcs = Po.F (kW) Trong đó: Po: Công suất chiếu sáng đơn vị diện tích, (đối với phân xưởng sửa chữa khí Po=13÷16 W/m2) chọn Po=16 (W/m2) F : Diện tích phân xưởng: F=864m2 Pcs = 16.864 =13824(W) =13,824(kW) Chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa khí ta dùng đèn huỳnh quang cosϕ = 0,8 Công suất toàn phần nhóm chiếu sáng là: Pcs 13,824 = = 17, 28 kVA cos φ 0,8 Scs = Qcs = 10,368 kVAr 1.2 Phụ tải tính thông thoáng làm mát - Xét diện tích ngăn thứ sâu 6m từ cửa vào, rộng 24m, có diện tích S1= 6.24 = 144m2 Ta trang bị quạt trần quạt có công suất 120W, quạt thông gió quạt có công suất 80W - Trên toàn phân xưởng có ngăn tất cần: 4.6 = 24 quạt trần 2.6 = 12 quạt thông gió - Lấy cosϕ = 0,8 (theo bảng PL I.1 Thiết kế cấp điện- Ngô Hồng Quang) - Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng làm mát: Plm = 24.120 + 12.80 = 3840W = 3,84 ( kW ) SV:Vũ Văn Mười Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện S lm = Qlm = Plm 3.84 = = 4,8(kVA) cos ϕ 0,8 S lm − Plm2 = 4,8 + 3,84 = 2,88 kVAr 1.3.Phụ tải động lực Vì phân xưởng có nhiều thiết bị nằm rải rác nhiều khu vực mặt phân xưởng, nên việc tính toán phụ tải xác làm thiết kế tủ động lực cấp điện cho phân xưởng, ta chia thiết bị nhóm nhỏ, đảm bảo: - Các thiết bị điện nhóm gần nhau; - Nếu có thể, nhóm nên bố trí máy có chế độ làm việc; - Công suất nhóm xấp xỉ Căn vào thiết bị diện tích mặt phân xưởng ,ta chia thiêt bị động lực thành nhóm tính toán cho nhóm sau: • Nhóm Nhóm gồm thiết bị động lực bảng sau : Bảng 1.1 :Số liệu thiết bị nhóm Số hiệu Tên thiết bị Hệ số Ksd Cosφ Công suất (kW) Quạt gió 0,35 0,67 Máy biến áp hàn,ε=0,65 0,32 0,58 7,5 Máy biến áp hàn,ε=0,65 0,32 0,58 10 Cần cẩu 10T,ε=0,4 0,23 0,65 11 Máy khoan đứng 0,26 0,66 2,8 Máy mài 0,42 0,62 1,1 Quạt gió 0,35 0,67 Máy khoan đứng 0,26 0,66 5,5 12 Máy tiện ren 0,45 0,67 6,5 13 Máy tiện ren 0,45 0,67 14 Máy tiện ren 0,45 0,67 10 n = 11, SV:Vũ Văn Mười n1=7 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện n* = n1 = = 0,64 n 11 P1 = 7,5 + 10 + 11 + 5,5 + 6,5 + + 10 = 58,5( kW ) P∑ = + 7,5 + 10 + 11 + 2,8 + 1,1 + + 5,5 + 6,5 + + 10 = 69, 4( kW ) P* = P1 58,5 = = 0,84 P∑ 69, Tra bảng theo n* P* ta được: nhq*=0,81 (bảng PL I.5_ Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang) nhq= 0,81.11=8,91 ≈ - Hệ số công suất phụ tải động lực: 11 Cosφtb1 = ∑ P ×Cosφ i i 11 ∑P = 44, 565 = 0, 64 69, i - Hệ số sử dụng tổng hợp : k sd ∑1 = ∑ P ×k i i =1 sd ∑P i =1 = 24, 225 = 0,35 69, i Tra bảng với ksd=0,35 nhq=9 kmax=1,5 (bảng PL I.6_ Thiết kế cấp điện –Ngô Hồng Quang) - Phụ tải tính toán nhóm 1: cosφtb1=0,64 → tgφ = 1,2 n Pđl1 = kmax k sd ∑ Pi = 1,5.0,35 ×69, = 36, 435 ( kW ) i =1 Q đl S đl1 = = Pđl1.tgφ = 36, 435.1, = 43, 772 ( kVAr ) Pđl12 + Qđl 12 = 36, 4352 + 43, 7722 = 56, 91 ( kVA ) Tính toán tương tự cho nhóm lại, ta có bảng thông số nhóm sau: SV:Vũ Văn Mười 10 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện Lực cho phép đầu sứ là: Fcp = 0, 6.Fph = 0, 6.375 = 225kG - Bảng kiểm tra sứ cách điện Đại lượng kiểm tra Kết Điện áp định mức (kV) Uđm sứ =1 ˃ Uđm mạng =0,38 Lực cho phép tác dụng lên đầu sứ (kG) Fcp =225 > F’tt =11,54 Vậy sứ chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 3.4.5 Chọn khởi động từ cho động Khởi động từ công tắc tơ cộng với rơle nhiệt, việc lựa chọn khởi động từ việc chọn công tắc tơ chọn rơle nhiệt Công tắc tơ khí cụ điện dùng để đóng cắt tự động mạch điện, rơle nhiệt dùng chủ yếu chống tải cho động điện Các điều kiện chọn kiểm tra khởi động từ - STT Các đại lượng chọn kiểm tra Điện áp cách điện công tắc tơ Điều kiện U đmCĐ ≥ U đmLĐ Điện áp cuộn dây để đóng mở công tắc tơ U đmcd = U đk Dòng điện định mức công tắc tơ I đmCT > I cb Công suất định mức động pha PđmCT ≥ Pđm đ / c Tiếp điểm phụ cần lựa chọn Độ bền (chu kỳ đóng cắt) Dòng điện định mức rơle nhiệt Chọn theo thực tế Chọn theo yêu cầu I đmRN = I đm đ / c Chọn khởi động từ cho thiết bị nhóm 1: Chọn khởi động từ cho máy biến áp hàn ε= 0,65 (thiết bị số 3) : PđmCT ≥ Pđm đ / c = 10 kW I đmRN = I đm đ / c = 26,2A Tra bảng (Thiết kế cấp điện- Ngô Hồng Quang) Mitshubishi (Nhật bản) chế tạo: SV:Vũ Văn Mười 43 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện Chọn công tắc tơ S-N25, Pđm =15kW, Iđm = 50 A Chọn rơle nhiệt TH-N20TA, có Iđm= 24÷34 A Tương tự ta chọn khởi động từ cho thiết bị lại phân xưởng ta có bảng chọn sau: SV:Vũ Văn Mười 44 Tên Công thiết bị Iđm Công tắc tơ Mã IđmC Uđm Pđm Uđmcd, hiệu T,A Bài tập lớn môn học Cung suất thiếtCấp Điện đặt bị ,A CĐ ,V CT, P ,kW Tiếp điểm phụ Mã h V kW 10 S-N10 20 690 220 1NO-1NC TH-N S-N18 25 690 7,5 220 1NO-1NC TH-N S-N25 50 690 15 220 2NO-2NC TH-N Nhóm Quạt gió Máy biến áp hàn ε= 0,65 Máy biến áp hàn ε= 0,65 6,8 7,5 19,65 10 26,2 Cần cẩu 10T, ε= 0,4 11 25,71 S-N25 50 690 15 220 2NO-2NC TH-N Máy khoan đứng 2,8 6,45 S-N10 20 690 220 1NO-1NC TH-N Máy mài 1,1 2,7 S-N10 20 690 220 1NO-1NC TH-N Quạt gió 9,07 S-N10 20 690 220 1NO-1NC TH-N Máy khoan đứng 5,5 12,66 S-N11 20 690 5,5 220 1NO-1NC TH-N Máy tiện ren 6,5 14,74 S-N18 25 690 7,5 220 1NO-1NC TH-N Máy tiện ren 18,14 S-N18 25 690 7,5 220 1NO-1NC TH-N Máy tiện ren 10 22,67 S-N18 25 690 7,5 220 1NO-1NC TH-N 10 Nhóm Cửa khí 1,5 3,26 S-N10 20 690 220 1NO-1NC TH-N Quạt gió 8,5 15,56 S-N11 20 690 5,5 220 1NO-1NC TH-N Cần cẩu 10T, ε= 0,4 Bàn lắp ráp thử nghiệm Bàn lắp ráp thử nghiệm 22 51,42 S-N80 135 690 45 220 2NO-2NC TH-N 10 22,02 S-N18 25 690 7,5 220 1NO-1NC TH-N 12 26,42 S-N25 50 690 15 220 2NO-2NC TH-N Quạt gió 13,6 S-N18 25 690 7,5 220 1NO-1NC TH-N Máy tiện ren 2,8 S-N10 20 690 220 1NO-1NC TH-N Quạt gió 5,5 S-N11 20 690 5,5 220 1NO-1NC TH-N Máy bào dọc 10 7,33 12,4 24,1 14,4 28,9 S-N25 50 690 15 220 TH-N S-N18 25 690 7,5 220 2NO-2NC 45 1NO-1NC S-N25 50 690 15 220 2NO-2NC TH-N Nhóm SV:Vũ Văn Mười Máy tiện ren 5,5 TH-N Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện SV:Vũ Văn Mười 46 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện 3.5 Chọn thiết bị đo lường 3.5.1 Chọn máy biến dòng điện + Chức máy biến dòng biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số xuống 5A (đôi 1A 10A), nhằm cấp nguồn dòng cho mạch đo lường bảo vệ, tín hiệu, điều khiển,… + Riêng biến dòng hạ áp làm nhiệm vụ cấp nguồn dùng cho đo đếm Ký hiệu máy biến dòng TI BI Máy biến dòng đặt tủ phân phối tổng Ta có: Dòng điện lớn qua máy biến dòng: Phụ tải thứ cấp BI gồm: Ampemet: 0,1 VA Côngtơ hữu công: 2,5 VA Côngtơ vô công : 2,5 VA Tổng phụ tải : 5,1 VA Các đồng hồ có độ xác 0,5 Chọn dùng máy biến dòng hạ áp Công ty Đo điện Hà Nội chế tạo, số lượng ba BI đặt ba pha, đấu hình có thông số : Loại Uđm, V Iđm, A I2đm, A Số vòng Dung Cấp sơ cấp lượng(VA) xác DB5/1 600 1506 10 0,5 Dây dẫn dùng dây đồng 2,5 mm2 Bảng kiểm tra BI chọn Đại lượng chọn kiểm tra Kết Điện áp định mức, V UđmBI =600 ≥ Uđm mạng =380 Dòng điện sơ cấp định mức, A IđmBI =1506 ˃ Icb /1,2 = 221,63 Phụ tải cuộn dây thứ cấp, VA S2đmBI =10 ˃ 5,1 Không cần kiểm tra ổn định động ổn định nhiệt Vậy máy BI chọn thỏa mãn 3.6 Kiểm chế độ tra mở máy động 3.6 Chọn dây nhánh aptomat cho tủ chiếu sáng, thông thoáng làm mát Chọn dây nhánh aptomat cho tủ chiếu sáng Chọn dây dẫn từ áp tô mát nhánh tới nhóm đèn Tiến hành phân nhóm đèn theo diện tích Bóng đèn chia thành 12 nhóm, nhóm có 24 bóng, công suất bóng 48W - Nhóm 1: - SV:Vũ Văn Mười 47 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện Tổng công suất nhóm : P = 12.48 =576 W =0,576 kW I lv max = 0,576 = 2,62 A 0, 22 I cp ≥ I lv max k1 k k 2, 62 = 3, 45 A 0,95.0,8.1 Suy ra: = Trong : k1 =0,95: Cáp treo trần k2=0,8 (5 dây dẫn đặt rãnh) = k Chọn cáp đồng hai lõi vỏ PVC, tiết diện 1,5 mm2 có Icp= 37 A, Lens chế tạo Các nhóm khác có số liệu nhóm nên kết giống nhóm Từ kết tính toán ta bảng số liệu thông số dây dẫn mạch chiếu sáng sau: r0 (Ω/km)ở Vị trí Icp (A) F, mm 200C Dây nhánh 1,5 37 12,1 Chọn áptômát nhánh + Nhánh cung cấp điện cho 24 bóng: I lv max = 2, 62 A , ta chọn áptômát Iđm = 16 A, cực, MEM chế tạo + Các nhánh khác dùng áp tô mát Iđm = 16 A loại Thông số Át-tô-mát lựa chọn Vị trí Loại Số lượng Số cực Idm(A) Icắt N, kA Áp tô mát nhánh MEL162 12 16 16 Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với áptômát Điều kiện kiểm tra: I cp ≥ - 1,25.I đmA 1,5.k1 k k Các mạch nhánh dùng dây 4mm2 , bảo vệ áp tô mát kiểu MEL 162: I cp = 37 A ≥ 1,25.I đmA 1,25.16 = = 17,54 A 1,5.k1 k k 1,5.0,95.0,8.1 Thỏa mãn điều kiện + Không cần kiểm tra độ sụt áp của đường dây đường dây ngắn, dây chọn vượt cấp SV:Vũ Văn Mười 48 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện + chọn Chọn dây nhánh aptomat cho tủ thông thoáng làm mát Quạt trần quạt thông gió chia làm nhóm, nhóm gồm quạt trần quạt thông gió, - Nhóm 1: Tổng công suất nhóm : P = 4.120+2.80 =640 W =0,64 kW - I lv max = 0,64 = 2,91 A 0,22 I cp ≥ I lv max k1 k k 2,91 = 3,83 A 0,95.0,8.1 Suy ra: = Trong : k1 =0,95: Cáp treo trần k2=0,8 (6 dây dẫn đặt rãnh) = k Chọn cáp đồng hai lõi vỏ PVC, tiết diện 1,5 mm2 có Icp= 37 A, Lens chế tạo Các nhóm khác có số liệu nhóm nên kết giống nhóm Từ kết tính toán ta bảng số liệu thông số dây dẫn mạch chiếu sáng sau: Vị trí F, mm 1,5 Icp (A) Dây nhánh 37 Chọn áptômát nhánh + Nhánh cung cấp điện cho 36 bóng: r0 (Ω/km)ở 200C 12,1 I lv max = 2,91 A , ta chọn áp tô mát Iđm = 16 A, cực, MEM chế tạo + Các nhánh khác dùng áp tô mát Iđm = 16 A loại Thông số Át-tô-mát lựa chọn Vị trí Loại Số lượng Áp tô mát nhánh MEL162 Số cực Idm(A) 16 Icắt N, kA 16 Chương Thiết kế trạm biến áp 4.1 Tổng quan trạm biến áp Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống điện có nhiệm vụ tiếp nhận điện từ hệ thống, biến đổi SV:Vũ Văn Mười 49 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác phân phối cho mạng điện tương ứng Trong trạm biến áp máy biến áp có nhiều thiết bị hợp thành hệ thống tiếp nhận phân phối điện Các thiết bị phía cao áp gọi thiết bị phân phối cao áp (máy cắt, dao cách ly, ) thiết bị phía hạ áp gọi thiết bị phân phối hạ áp (thanh hạ áp, aptomat, cầu dao, cầu chảy ) Kết cấu trạm biến áp phụ thuộc vào loại trạm, vị trí, công dụng chúng Các trạm biến áp trung gian thường xây dựng với hai dạng chính: + Trạm biến áp trời có thiết bị phân phối phía cao áp đặt trời thiết bị phân phối phía thứ cấp đặt tà điện đặt nhà + Trạm biến áp nhà: toàn thiết bị trạm từ phía sơ cấp đến phía thứ cấp đặt nhà với tủ phân phối tương ứng Tất trạm biến áp cần phải thoả mãn yêu cầu sau: + Sơ đồ kết cấu phải đơn giản đến mức + Dễ thao tác vận hành + Đảm bảo cung cấp điện liên tục tin cậy với chất lượng cao + Có khả mở rộng phát triển + Có thiết bị áp dụng công nghệ tiên tiến vận hành điều khiển mạng điện + Giá thành hợp lí có hiệu kinh tế cao Các yêu cầu mâu thuẫn với nhau, tính toán thiết kế cần phải tìm lời giải tối ưu cách giải toán kinh tế kĩ thuật Vị trí trạm biến áp có ảnh hưởng lớn đến tiêu kinh tế kĩ thuật mạng điện Nếu vị trí trạm biến áp đặt xa phụ tải dẫn đến chất lượng điện áp bị giảm, làm tổn thất điện Nếu phụ tải phân tán, việc đặt trạm biến áp gần chúng dẫn đến số lượng trạm biến áp tăng, chi phí cho đường dây cung cấp lớn hiệu kinh tế giảm SV:Vũ Văn Mười 50 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện Vị trí trạm biến áp đặt liền kề bên phân xưởng Công suất máy biến áp chọn vào công suất phụ tải khả chịu tải máy biến áp Số lượng máy chọn phụ thuộc vào yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện 4.2 Chọn phương án thiết kế trạm biến áp Việc lựa chọn số lượng công suất máy biến áp sở kỹ thuật kinh tế cho trạm biến áp phân xưởng có ỹ nghĩa quan trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện phân xưởng hợp lý Số lượng máy biến áp trạm biến áp không nên máy Trong hệ thống cung cấp điện phân xưởng, công suất máy biến áp điện lực điều kiện làm việc bình thường phải đảm bảo cung cấp điện cho tất thiết bị phân xưởng Do ta chọn phương án dùng máy biến áp + Công suất MBA lựa chọn thỏa mãn điều kiện: S đmBA ≥ Sttpx = 175, 05 ( kVA ) Vậy ta chọn máy biến áp có công suất 200 kVA, có, ABB chế tạo (tra bảng PL II.2-Ngô Hồng Quang) có thông số: Công suất, kVA 200 Điện áp, kV ∆Po , W ∆PN , W UN, % Kích thước, mm Dài-Rộng-Cao Trọng lượng, kG 22/0,4 530 3450 1290-780-1450 885 Tổn thất điện trạm: 2 S sau bù 175, 05 ∆AB = ∆Po 8760 + ∆PN ÷ τ = 0,53.8760 + 3, 45 ÷ 2886, 21 = 13407, 72 ( kWh ) 200 SđmB Tổn thất công suất: 2 Sttpx 175, 05 ∆PB = ∆Po + ∆PN ÷ = 0, 53 + 3, 45 ÷ = 3,17 ( kW ) 200 S đmB SV:Vũ Văn Mười 51 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện B? N V? TR?M BI?N ÁP 22 KV/ 0,4 KV So d? m?t s?i tr?m bi?n áp 15 15 A A A 13 V KVA M?t c?t C-C A A -A 11 3 15 10 12 14 16 Ti?p d?a tr?m ct ? 3 C?u chì t? roi 22 kv Ch?ng sét van csv 22 kv C?u dao 22 kv S? d?ng 22 kv Giàn thao tác tr ?i Dây AC - 95 Xà d? d?m máy BA, c?u dao 10 11 H?p tay dao, truy?n d?ng ? 40 S? chu?i 22 kv, bát 12 D?m ch? I d? máy bi?n áp 13 Tr?m bi?n áp 200 kva, 22kv / 0,4 kv 6 13 ± 0,00 C?t bê tông ly tâm 16 b 14 Thang trèo 15 T? di?n h? th? 16 Móng c?t 2600 M?t c?t A-A M?t c?t B-B Chương Tính bù công suất phản kháng 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 5.1 Ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất Mức độ tiêu thụ công suất phản kháng đánh giá hệ số công suất, xác định tỷ số công suất tác dụng (P) công suất biểu kiến (S): cosϕ=P/S P P cos ϕ = = S 3UI Để thuận tiện cho việc phân tích tính toán, người ta thường dùng khái niệm hệ số công suất phản kháng (tgϕ) thay cho hệ số công suất (cosϕ), tỷ lệ công suất phản kháng công suất tác dụng: tgϕ = Q/P Tuy nhiên hệ số tgϕ áp dụng bước tính trung gian, kết cuối lại trả hệ số cosϕ tương ứng SV:Vũ Văn Mười 52 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện Khi cosϕ thiết bị điện lớn, tức mức độ tiêu thụ công suất phản kháng bé, làm cho mức độ yêu cầu Q từ lưới ít, góp phần cải thiện chế độ làm việc lưới Hệ số cosϕ hộ tiêu thụ lại phụ thuộc vào chế độ làm việc phụ tải điện Khi hệ số cosϕ thấp dẫn đến tăng công suất phản kháng, truyền tải công suất phản kháng mạng điện làm giảm sút tiêu kinh tế – kỹ thuật mạng điện - Biện pháp nâng cao hệ số công suất ● Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hoá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động có công suất hợp lý hơn, Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù ● Nâng cao hệ số công suất cosϕ biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu chúng, nhờ giảm lượng công suất phản kháng phải truyền tải đường dây theo yêu cầu chúng 5.2 Tính toán bù công suất phản kháng + Xác định vị trí đặt tụ bù Các vị trí đặt tụ bù: - Đặt tụ bù phía cao áp phân xưởng: không làm giảm tổn thất điện trạm biến áp lưới hạ áp - Đặt tụ bù TPP: làm giảm tổn thất điện trạm, không làm giảm tổn thất lưới hạ áp phân xưởng - Đặt tụ bù tủ động lực: làm giảm tổn thất điện đường dây từ tủ phân phối tới tủ động lực trạm biến áp phân xưởng - Đặt tụ bù cực tất động cơ: có lợi giảm tổn thất điện năng, nhiên vốn đầu tư cao, tăng chi phí quản lý, vận hành, bảo dưỡng Từ phương án phân xưởng sửa chữa khí công suất phân xưởng không lớn, công suất động không lớn nên không đặt bù tủ động lực gây tổn thất lãng phí, mặt khác khó tính xác dung lượng cần bù cho tủ; 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 SV:Vũ Văn Mười 53 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện + Xác định dung lượng bù cần thiết: Yêu cầu hệ số công suất cần nâng lên cosφ2 = 0,9 Nên tgφ2 = Có : cos φ1 = 0,68 Nên tg φ1 = 1,08 Do dung lượng bù cần thiết 0,484 Qb = P (tg φ1 - tg φ2 ) =118,9296.( 1,08 – 0,484 ) = 70,88 (kVAr Tra bảng chọn dùng tụ bù song song DAE YEONG chế tạo có thông số kỹ thuật sau: Loại tủ Qb, kVAr Uđm, V Iđm, A Số pha DLE-4D25K5T 25 440 32,8 Kích thước(mm) Cao Cao toàn thùng 190 255 Vậy tổng công suất bù tụ là: Qbù = 25.3 = 75 kVAr 5.3 Đánh giá hiệu bù công suất phản kháng Công suất biểu kiến phân xưởng sau bù là: • S saubù = Ptt + j (Qtt − Qbù ) = 118,9296 + j (128, 44 − 75) == 118,9296 + j 53, 44 ( kVA ) S sau bù = 118,9296 + 53, 442 = 130,38 ( kVA ) → So với công suất trước bù (S=170,05 kVA), dòng công suất sau bù giảm nhiều 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 118,92962 + 53, 442 ×0,92 ×200 ×10 −3 ×2886, 21 ×10 −3 = 18,65 ( kWh ) ∆ANG −TBA = 22 - Trên đoạn TBA-TPP ∆ATBA−TPP = - 118,92962 + 53, 442 0,193.5.10 −3.2886, 21.10 −3 = 327,9 ( kWh) 0,382 Trong máy biến áp 2 S sau bù 130,38 ∆AB = ∆Po 8760 + ∆PN ÷ τ = 0,53.8760 + 3, 45 ÷ 2886, 21 = 8874, 44 ( kWh ) 200 S đmB Vậy hao tổn điện sau bù: SV:Vũ Văn Mười 54 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện ∆Asau bù = 18,65+327,9+8874,44=9220,99 (kWh) Tổn hao điện trước bù: ∆Atr bù = 739,69+591,03+13407,72=14738,44 (kWh) Lượng điện tiết kiệm sau bù: δ A = ∆Atr bù − ∆Asau bù = 14738, 44 − 9220,99 = 5517, 45 ( kWh ) 5.4 Nhận xét đánh giá Lắp đặt thêm tụ bù tụ bù làm giảm tổn thất điện đáng kể, làm nâng cao hệ số công suất, giảm chi phí tổn thất điện Chương Tính toán nối đất chống sét 6.1 Tính toán nối đất Nối đất biện pháp an toàn hệ thống cung cấp điện Đối với trạm biến ≤ áp phân phối, hệ thống nối đất có điện trở nối đất Rđ 4Ω Để nối đất cho trạm biến áp , ta sử dụng điện cực nối đất chôn trực tiếp đất, dây nối đất dùng để nối liền phận nối đất với điện cực nối đất Cụ thể ta dự định nối đất với hệ thống nối đất bao gồm cọc nối đất làm thép góc L 60 x 60 x 6mm, dài 2,5m, - Điện trở suất tính toán cọc bằng: ρ tt = k mùa ρ = 1,5.0,5.10 = 0,75.10 ( Ωcm ) - Xác định điện trở nối đất cọc: R1c = 0,00298.ρ tt ( Ω ) Trong đó: ρ: điện trở suất đất (Ω.cm), chọn loại đất vườn có ρ=0,5.104 Ω.cm kmùa : hệ số mùa cọc chôn sâu 70cm, lấy kmùa =1,5 R1c = 0,00298.ρ tt = 0,00298.0,75.10 = 22,35 ( Ω ) - Xác định sơ số cọc: Số cọc xác định theo công thức sau: SV:Vũ Văn Mười 55 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện n= R1c 22,35 = = 9,31 η c R yc 0,6.4 Chọn n = 10 cọc Trong đó: R1c: Điện trở nối đất cọc, Ω Ryc: Điện trở nối đất yêu cầu,Ω ηc: Hệ số sử dụng cọc, tra bảng ηc = 0,6 - Tính điện trở nối đất độ sâu phải nhân với hệ số k t =3 (tra bảng B.11-15, Thiết kế cấp điện- Ngô Hồng Quang) Điện trở suất tính toán chôn sâu 80cm bằng: dùng thép dẹt 4x40 chôn sau 80cm ρ ttT = k t k mùa ρ = 3.1,5.0,5.10 = 2,25.10 ( Ωcm ) Điện trở nối xác định theo công thức: Rt = 0,366.ρ tt 2l 0,366 ⋅ 2,25.10 2.2200 log = ⋅ log = 16,77 Ω l bt 2200 4.80 Trong đó: ρ: Điện trở suất đất độ chôn sâu nằm ngang, Ω.cm l: Chiều dài mạch vòng tạo nối, cm b: Bề rộng nối, cm Lấy b = 4cm t: Chiều sâu chôn nối, t = 80cm Tra bảng tìm ηt = 0,45 Điện trở thực tế nối đất: Rt' = Rt 16,77 = = 37, ,27 Ω ηt 0,45 Điện trở toàn số cọc : Rc = Rt' 4.37,27 = = 4,48 Ω ' Rt − 37,27 − Số cọc thực tế phải đóng : n= SV:Vũ Văn Mười R1c 22,35 = = 8,31 η c Rc 0,6.4,48 cọc 56 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện Vậy ta thiết kế hệ thống nối đất cho trạm sau : dùng 10 cọc thép góc L60x60x6, dài 2,5m, nối với thép dẹt 4x40 đặt cách mặt đất 80cm Chọn n= 10 cọc Hình vẽ: Sơ đồ mặt mặt cắt hệ thống nối đất 6.2 Tính toán chống sét: Chống sét van chọn để bảo vệ chống sét đánh lan truyền Điều kiện chọn cho Un thiết bị chống sét điện áp định mức phía cao máy biến áp Như vây ta chọn chống sét van đặt TBA Chọn dùng chống sét van Siemens chế tạo có thông số kỹ thuật cho bảng sau: Loại Vật liệu Uđm, kV Dòng điện phóng Vật liệu vỏ định mức, kA 3EA1 Cacbua silic SiC 24 Nhựa SV:Vũ Văn Mười 57 [...]... Mười 18 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện MBA LM CS ÐL1 ÐL3 ÐL2 ÐL4 *Sơ đồ mạng điện hình tia: -Mỗi phụ tải được cấp một đường dây riêng biệt -Chi phí vận ,bảo dưỡng , vốn đầu tư cao -Độ tin cậy cung cấp điện cao -Các phụ tải không phụ thuộc vào nhau SV:Vũ Văn Mười 19 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện MBA CB ÐL1ÐL2 ÐL3 ÐL4 LM CS *Sơ đồ mạch vòng: -Các phụ phụ tải được cung cấp điện từ các nguồn khác nhau... + 104, 2 16 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện Trên cơ sở các kết quả tính toán ta tiến hành xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng phân xưởng: Y 30 20 M3 M1 G(15,7 ; 15,5) M2 10 0 5 10 15 20 25 SV:Vũ Văn Mười M4 X 17 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện Vị trí đặt trạm biến áp sát tường nhà xưởng, được xác định như hình vẽ: cao áp 16m 2.2.Các phương án cấp điện cho phân xưởng *SƠ ĐỒ TRỤC CHÍNH : -Các phụ... -Chi phí vận hành , bảo dưỡng , vốn đầu từ cao -Độ tin cậy cung cấp điện cao nhất -Khó trong việc lựa chọn thiết bị SV:Vũ Văn Mười 20 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện MBA CB ÐL1 ÐL2 *Sơ bộ chọn phương án -Đây là một phân xưởng cỡ vừa và nhỏ nên ta chọn phương pháp cung cấp điện hình tia là phù hợp nhất -Mỗi một nhóm thiết bị động lực được cấp điện từ một tủ động lực, đặt gần tâm phụ tải của nhóm thiết... (kVA) Chương 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng : Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau : SV:Vũ Văn Mười 15 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện - An toàn và liên tục cấp điện - Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới - Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng - Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ... Mười 26 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện TĐL4 TPPTCS TPPTLM 30 26,254 PVC-4 53 4 5,1 825,41 286 4,61 0,09 31 7,29 PVC-4 53 4 1,47 65,81 22,8 4,61 0,09 CHƯƠNG 3 : LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN 3.1, Tính toán ngắn mạch -Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng và thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện -Các dạng ngắn mạch thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện là ngắn mạch ba pha, hai... theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép sẽ đảm bảo cho cách điện của dây dẫn không bị phá hỏng do nhiệt độ của dây dẫn đạt đến trị số nguy hiểm cho cách điện của dây dẫn Điều này được thực hiện khi dòng phát nóng cho phép của dây, cáp phải lớn hơn dòng điện làm việc lâu dài cực đại chạy trong dây dẫn I cp ≥ I lv max k hc Trong đó: Icp : dòng điện làm việc lâu dài cho phép của cáp và dây dẫn (A) khc... thể) Các tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ cấp cho mạch thông thoáng làm mát được lấy điện từ tủ phân phối(TPP) đặt ở trong phân xưởng Từ đây ta vạch ra các phương án: - Phương án: Tủ phân phối đặt ở sát tường gần Trạm biến áp Mỗi tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát được cấp điện bằng một mạch riêng SV:Vũ Văn Mười 21 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện Tính toán phương án Chọn cáp và dây... động lực 3 SV:Vũ Văn Mười 27 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện N4: Ngắn mạch tại thanh cái tủ động lực 4 N5: Ngắn mạch tại một máy điện đại diện ở tủ động lực 2 (máy số 19) Xác định điện trở các phần tử: Đối với mạng điện cung cấp, tổng trở của các thiết bị: thanh cái, aptomat, cầu chì, dao cách ly,… thường rất nhỏ so với trạm biến áp nên có thể bỏ qua + Điện trở trạm biến áp: Trạm biến áp có 1 máy biến... 11,84 N3 90,8 3,12 7,94 N4 54,66 4,23 10,76 29 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện N5 201,73 1,14 2,91 3.2, Chọn và kiểm tra dây dẫn Chọn dây dẫn mạng động lực Chọn dây dẫn đến động cơ là cáp đồng 3 pha được lắp đặt trong rãnh ngầm, đi dây theo các đường vuông góc - Chọn dây dẫn cấp điện cho các động cơ từ tủ động lực 1: + Từ TĐL1 đến động cơ 4: L1-4 =2m Ta có: P4 = 11 kW, Cosφ =0,65 → tgφ=1,17 P4 ×tgφ... nhau, lấy k2=1 - k3: ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường (lấy k3=1 ở 30oC) SV:Vũ Văn Mười 22 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện A B 60 0 C D E 240 0 1 LM CS 600 2 ÐL1 3 ÐL2 360 0 4 TPP ÐL4 5 6 ÐL3 7 SV:Vũ Văn Mười 23 Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện • Chọn cáp từ nguồn tới trạm biến áp( N→TBA) + Dòng điện chạy trong cáp: S 175,05 I lv max = ttpx = = 4,6 ( A ) 3.U đm 3 ×22 Mật độ dòng kinh tế của cáp đồng