Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy bay

Luận văn Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy bay Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy bay CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY I.Vị trí địa lí vai trò kinh tế: Nhà máy chế tạo máy bay xây dựng địa bàn huyện Sóc Sơn, với quy mô lớn gồm 10 phân xưởng Do đặc điểm nhà máy có nhiều tiếng ồn , nên nhà máy xây dựng nơi xa dân cư.Nhà máy xây dựng gần sân bay Nội Bài tiện cho việc sửa chữa , vận hành Nhà máy chế tạo máy bay đòi hỏi công nghệ , độ xác cao, vốn đầu tư lớn , khâu bị gián đoạn gây tổn thất lớn kinh tế ta xếp nhà máy vào hộ tieethụ loại I,cần cung cấp điện liên tục an toàn II Đặc điểm phân bố phụ tải : Nhà máy làm việc theo chế độ ca ,thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5500h ,các thiết bị làm việc với công suất gần định mức , phân xưởng hộ loại I trừ phân xưởng Sửa chữa khí xếp vào hộ loại III Theo dự kiến nghành điện : +Nhà máy cấp điện từ trạm biến áp khu vực cach nhà máy 10km +Cấp điện đường dây cáp ngầm lọ kép :XLPE +Dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm khu vực là:250 MVA Danh sách công suất nhà máy sau : STT Tên phân xưởng Công suất đặt Diện tích Phân xưởng kết cấu kim loại Phân xưởng lắp ráp khí Phân xưởng đúc Phân xưởng nén khí 2500 2200 1800 800 5537 12305 10547 4746 10 Phân xưởng rèn Trạm bơm Phân xưởng sửa chữa khí Phân xưởng gia công gỗ Ban quản lý nhà máy Chiêu sáng phân xưởng 1600 450 Theo tinh toán 400 120 Theo tính toán 10547 2109 2109 3516 2461 CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN I Đặt vấn đề: Phụ tải tính toán phụ tải giả thiết lâu dài không đổi ,tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi) mặt hiệu phát nhiệt mức độ huỷ hoại cách điện Nói cách khác ,phụ tải tính toán đốt nóng thiết bị tới nhiệt độ tương tự phụ tải thực tế gây ra,vì chọn thiết bị theo phụ tải tính toán đảm bảo cho thiết bị an toàn mặt phát nóng Phụ tải tính toán sử dụng để: +Lựa chọn kiểm tra thiết bị hệ thống cung cấp điện như:MBA,dây dẫn ,cá thiết bị đóng cắt ,bảo vệ… +Tính toán tổn thất công suất ,tổn thất điện , tổn thất điện áp +Lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào yếu tố như: +Công suất , số lượng ,chế dộ làm việc cá thiết bị điện +Trình độ phương thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải tính toán xác định nhỏ thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị ,có thể dẫn đến cháy nổ.Ngược lại , làm dư thừa công suất , làm ứ đọng vồn đầu tư , gia tăng tổn thất Ta có phương pháp để xác định phụ tải tính toán sau: Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu knc: Ptt = knc * Pđ Trong đó: Knc : Hệ số nhu cầu tra sổ tay kĩ thuật Pđ : Công suất đặt thiết bị nhóm thiết bị Trong tính toán coi gần đúng: Pđ = P đm (kW) Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng đồ thị phụ tải công suất trung bình : Ptt = khd * Ptb Trong đó: khd : Hệ số hình dáng đồ thị tra sổ tay kĩ thuật Ptb : Công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị (kW) ∫ P(t)dt A Ptb = = t t Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình : Ptt = Ptb + βσ Trong đó: Ptb : công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị (kW) σ : Độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình β : Hệ số tán xạ σ Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại: Ptt = kmax * Ptb = kmax*ksd*Pdm Trong đó: Pdm : Công suất định mức thiết bị nhóm thiết bị (KW) Ptb : Công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị (KW) kmax : Hệ số cực đại tra sổ tay kĩ thuật theo quan hệ : kmax = f(nhq , ksd) ksd : Hệ số sử dụng tra sổ tay kĩ thuật nhq : Số thiết bị dùng điện hiệu Phương pháp xác định phụ tải tính toán thao suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm : ao * M Ptt = Tmax Trong : ao : Suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm (kWh/đvsp) M : Số sản phẩm sản xuất năm Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất(h) Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất trang bị điện đơn vị diện tích: Trong đó: Ptt = po *F po : Suất trang bị điện đơn vị diện tích.(W/m2) F : Diện tích bố trí thiết bị (m2) Phương pháp tính trực tiếp: Trong phương pháp ,phương pháp 1,5,6 dựa kinh nghiệm thiết kế vận hành để xác định phụ tải tính toán nên cho kết gần Các phương pháp khác cho kết xác phức tạp Trong đồ án : +Phân xưởng sửa chữa khí ta xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại +Các phân xưởng khác xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt +Phụ tải chiếu sáng phân xưởng xác định theo phương pháp suất chiếu sáng đơn vị diện tích sản xuất II Xác định phụ tải tính toán phân xưởng sửa chữa khí: Phân xưởng sửa chữa khí phân xưởng số sơ đồ Phần lớn thiết bị làm việc dài hạn ,chỉ có :Dầm treo có palang điện cần trục cánh có palang điện làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại Trong : n Ptt = kmax*ksd* ∑ Pdm i=1 Pdm : Công suất định mức thiết bị thứ i nhóm n : Số thiết bị nhóm nhq : Số thiết bị sử dụng điện hiệu Số thiết bị dùng hiệu số thiết bị có công suất , chế độ làm việc gây hiệu phát nhiệt mức độ huỷ hoại cách điện phụ tải thực tế(có công suất chế độ làm việc khác nhau) gây trình làm việc, nhq xác định biểu thức sau: n ( ∑ P )2 dm nhq = ni=1 ∑ (P ) i=1 dm Trong : Pdmi : Công suất định mức thiết bị thứ i nhóm n : Số thiết bị nhóm Khi n lớn việc xác định nhq phức tạp nên ta tính gần với sai số ≤ ± 10% P a Trường hợp m = dm max ≤ ksd ≥ nhq = n P dm Nếu nhóm có n thiết bị mà công suất chúng ≤ 5% tổng công suất nhóm thì: nhq = n-n1 Trong : P dm max : Công suất định mức thiết bị có công suất lớn nhóm P dm : Công suất định mức thiết bị có công suất nhỏ nhóm b.Trường hợp m = biểu thức : P dm max > k ≥ 0.2 , n xác định theo sd hq P dm n 2∑ P dmi ≤n nhq = P dm max c Khi không áp dụng trường hợp , việc xác định nhq phải tiến hành theo trình tự : n P +Tính : n* = ; P* = n P Trong : n : Số thiết bị nhóm n1 : Số thiết bị có công suất không nhỏ 1/2 công suất thiết bị có công suất lớn P,P1 : Tổng công suất n n1 thiết bị +Tra sổ tay kĩ thuật : n*hq = f(n*,P*) +Tính : nhq = n*hq.n *Trường hợp n>3 , nhq < phụ tải tính toán xác định theo công thức : n Ptt = ∑ kpti * Pdmi i=1 Trong : kpt : Hệ số phụ tải máy Có thể lấy gần đúng: kpt = 0,9 thiết bị làm việc chế độ dài hạn kpt = 0,75 thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại *Nếu nhóm có thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại phải quy đổi chế độ làm việc dài hạn theo công thức : Pqd = TD% Pdm TD% : Phần trăm tự dùng *Ta tính Idm : Dòng điện định mức cho máy theo công thức sau : P Idm = Ucosϕ U= Udm =0.38 kV Phân nhóm phụ tải : Việc phân nhóm thiết bị điện tuân theo nguyên tắc sau: +Các thiết bị 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 +Chế độ làm việc thiết bị nhóm nên giống để xác định phụ tải tính toán xác , thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm +Tổng công suất nhóm nên xấp xỉ để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng phân xưởng toàn nhà máy Thiết bị nhóm không nên nhiều số đầu tủ động lực thường ≤ (8 ÷ 12) đầu Ta chia phân xưởng sửa chữa khí thành nhóm sau: STT Tên thiết bị NHÓM Máy cưa kiểu đại Khoan bàn Máy mài thô Máy khoan đứng Máy bào ngang Máy xọc Máy mài thô TỔNG NHÓM Số lượng Kí hiệu mặt Pdm máy Pdm toàn 1 1 1 7 30 1.0 0.65 2.8 2.8 4.5 2.8 2.8 1.0 0.65 2.8 2.8 4.5 2.8 2.8 17.35 9 NHÓM Máy mài tròn vạn Máy phay Máy phay vạn Máy tiên ren Máy tiên ren Máy tiên ren Máy tiên ren Máy tiên ren Máy tiên ren TỔNG NHÓM NHÓM Máy khoan đứng Cầu trục Máy khoan bàn Bể dầu có tăng nhiệt Máy cạo Máy nén cắt liên hợp Máy mài phá Quạt lò rèn Máy khoan đứng TỔNG NHÓM NHÓM Bể ngâm dung dịch kiềm Bể ngâm nước nóng Máy dây Máy dây Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt Tủ xấy Máy khoan bàn Máy mài thô Bàn thử nghiêm thiết bị điện TỔNG NHÓM NHÓM Bể khử dầu mỡ Lò điện luyện khuôn Lò điện nấu chảy babit Lò điện mạ thiếc Quạt lò đúc đồng Máy khoan bàn Máy uốn mỏng Máy mài phá 1 1 1 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 2.8 4.5 7.0 8.1 10.0 14.0 4.5 10.0 20.0 2.8 4.5 7.0 8.1 10.0 14.0 4.5 10.0 20.0 80.9 1 1 1 1 18 19 22 26 27 31 33 34 38 0.85 24.2 0.85 2.5 1.0 1.7 2.8 1.5 0.85 0.85 24.2 0.85 2.5 1.0 1.7 2.8 1.5 0.85 36.25 1 1 1 1 41 42 46 47 48 49 50 52 53 3.0 3.0 1.2 1.0 3.0 3.0 0.65 2.8 7.0 3.0 3.0 2.4 1.0 3.0 3.0 0.65 2.8 7.0 25.85 1 1 1 1 55 56 57 58 60 62 64 65 3.0 5.0 10.0 3.5 1.5 0.65 1.7 2.8 3.0 5.0 10.0 3.5 1.5 0.65 1.7 2.8 10 Máy hàn điện Chỉnh lưu sêlênium TỔNG NHÓM 1 10 66 69 25.0 0.6 25.0 0.6 53.75 3.Xác định phụ tải tính toán nhóm : NHÓM STT Tên thiết bị Máy cưa kiểu đại Khoan bàn Máy mài thô Máy khoan đứng Máy bào ngang Máy xọc Máy mài thô TỔNG NHÓM Số lượng 1 1 1 Kí hiệu mặt 30 Tra bảng PL1.1 tìm ksd= 0.15 ; cosϕ=0.6 n=7 ; n1=5 P=17.35 ; P1=15.7 n*=n1/n=5/7=0.71 P*=P1/P=15.7/17.35=0.9 Tra bảng PL 1.4 tìm : n*hq=0.8 Số thiết bị sư dụng hiệu : nhq=n*hq.n=0.8*7=5.6 Tra bảng PL1.5 với ksd=0.15 ; nhd=5 tìm kmax=2.87 Phụ tải nhóm 1: Ptt= ksd.kmax.∑Pdmi=0.15*2.87*17.35=7.47 Qtt= Ptt.tgϕ=7.47*1.33=9.94 Stt=Ptt/cosϕ=7.47/0.6=12.45 Itt=Stt/U√3=18.92 Pdm máy 1.0 0.65 2.8 2.8 4.5 2.8 2.8 Pdm toàn 1.0 0.65 2.8 2.8 4.5 2.8 2.8 17.35 Tên trạm B1 B2 B3 B4 Tổng Δ A(kWh) 134155.55 179351.68 39672.52 205182.27 558362.02 Số máy Đơn giá*106 Thành tiền*106 65.5 131 83.3 166.6 142 284 120.8 241.6 823.2 b.Chọn dây dẫn Tính tương tự phương án ta có bảng tổng kết sau: Đường dây TT-B1 B1-9 TT-B2 B2-7 TT-B3 B3-4 TT-B4 B4-6 B4-8 Stt(kVA) 1047.17 162.76 1487.84 185.12 2272.55 638.6 1833.96 252.44 149.65 Imax(A) Ftt(mm2) 8.64 3.2 117.46 43.5 12.27 4.54 133.6 49.48 18.74 6.9 460.87 170.69 15.13 5.6 182.18 67.48 108 40 Ittcp(A) Ftc(mm2) Itc(A) 186 2*50*3 200 144 25*2*3 25 186 2*50*3 200 269.7 2*95*3 290 186 2*50*3 200 1307.61 2*240*3*3 501*3 186 2*50*3 200 441.96 2*70*2*3 254*2 250.56 2*25*2*3 144*2 c.Tính toán tổn thất điện đường dây giá thành đường dây: *Áp dụng công thức : S2ttpx ΔP = *R*103 (kV) U dm Trong : R = *ro *l n n : Số đường dây song song l : Chiều dài đường dây *Tính giá thành : Giá thành đường dây = n*l*đơn giá 1dây Trong : n: số lộ đường dây l : chiều dài đường dây Ta có bảng tổng kết sau : 337.5 0.387 Ro*10-3 (Ω) 65.31 534.38 253.13 178.13 150 196.88 215.63 281.25 178.13 0.73 0.387 0.193 0.387 0.0754 0.387 0.268 0.727 390.09 48.98 17.19 29.02 7.42 41.72 37.69 64.75 Đường dây l(m) TT-B1 B1-9 TT-B2 B2-7 TT-B3 B3-4 TT-B4 B4-6 B4-8 Tổng ro( Ω /km) ΔP (kW) 64.59 0.089 3.68 0.12 18.91 0.11 15.01 9.06 111.627 0.058 Đơn Giá giá*10 thành*103 130 43875 33398.75 62.5 130 32906.9 237.5 42305.88 130 19500 600 118128 130 28031.9 175 49218.75 62.5 11133.13 378498.31 d.Chi phí tính toán phương án Tính vốn đầu tư mua máy cắt điện : +Mạng cao áp phương án có điện áp 35kV từ trạm phân phối trung tâm đến trạm biến áp phân xưởng Trạm biến áp có hai phân đoạn góp nhận điện từ trạm biến áp trung gian + Đối với 4trạm biến áp , trạm có máy biến áp nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn góp qua máy cắt điện đặt đầu đường cáp Như mạng cao áp cần máy cắt điện cấp 35kV + Đối với trạm phân phối trung tâm cần máy cắt phân đoạn góp điện áp 35kV Vậy: TPPTT : 1máy cắt trạm biến áp : máy giá máy cắt 35kV 23000 USD Kmc = 9*23*16.8*106=3477.6*106.(đ) Tổn thất điện đường dây: Δ A D = ∑ Δ P D * τ = 512566.63 (kWh) Tổn thất điện máy biến áp đường dây: Δ A= Δ A B + Δ A D = 1070928.65(kWh) Vốn đầu tư: K4 = KB + KD + KM = 4679.3*106 Chi phí tính toán : Z4=(avh+atc)k4 + c* ΔA = 1072.33 tỷ VNĐ Tổng kết phương án : Phương án Vốn tư(106đ) 4816.118 10710.86 3637.12 4679.3 phí đầu Tổn thất điện Chi (kWh) toán(10 đ) 1145474 1146.92 1044571.28 1044.89 897693.72 898.784 1070928.65 1072.33 tính Nhận xét : Phương án có vốn đầu tư tổn thất điện nhỏ nên chọn phương án phương án thiết kế VI Thiết kế chi tiết cho phương án chọn : 1.Chọn đường dây từ trạm biến áp trung gian trạm phân phối trung tâm: Đường dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian hệ thống trạm phân phối trung tâm nhà máy dài 10 km sử dụng đường dâuy không, dây nhôm lõi thép, lộ kép * Với mạng cao áp có Tmax lớn, dây dẫn chọn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt, tra theo bảng 4.1 ( trang 143 – TL.V) dây dẫn AC có thời gian sử dụng công suất lớn Tmax = 6000 h, ta có jkt = 2.7 A/mm2 Dòng điện tính toán chạy dây dẫn: Sttnm 5278.57 = = 43.54 (A) Ittnm = 3U 3.35 dm Tiết diện kinh tế : I 43.54 F kt = ttnm = =16.12 (mm2) 2.7 j kt Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện : 16 mm2 có : Dòng điện cho phép Icp = 105A ≥ I sc = 2*Ittnm = 2*43.54 = 87.08 A *Kiểm tra dây theo điều kiện tổn tổn thất điện áp cho phép : Với dây AC-10 có khoảng cách trung bình hình học D thiết bị = 2m có thông số kĩ thuật : ro = 2.06 Ω /km ; xo = 0.403 Ω / km P R + Q ttnm X 3691.3 * 2.06 + 3773.28 * 4.03 ΔU = ttnm =1303.53 V = * 35 U dm ΔU ≤ ΔU cp =5% U dm = 1750 V Vậy dây dẫn chọn thoả mãn điều kiện cho phép 2.Tính toán ngắn mạch lựa chọn thiết bị điện : Ngắn mạch tình trạng cố nghiêm trọng thường xảy hệ thống cung cấp điện Tính toán ngắn mạch phần thiếu thiết kế cung cấp điện Các số liệu tình trạng ngắn mạch quan trọng để giải vấn đề : +Lựa chọn thiết bị điện +Thiết kế kế hệ thống bảo vệ rơle +Định phương thức vận hành … Mục đích tính toán ngắn mạch kiểm tra điều kiện ổn định động ổn định nhiệt thiết bị dây dẫn chọn có ngắn mạch hệ thống Các dạng ngắn mạch thường xảy hệ thống cung cấp điện : ngắn mạch pha , ngắn mạch pha pha chạm đất.Trong ngắn mạch pha nghiêm trọng người ta vào dòng điện ngắn mạch pha để lựa chọn thiết bị điện Khi tính toán ngắn mạch phí cao áp cấu trúc cụ thể hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính gần điện kháng hệ thống điện quốc gia thông qua công suất ngắn mạch máy cắt đầu nguồn coi hệ thống có công suất vô lớn Sơ đồ nguyên lí sơ đồ thay để tính toán ngắn mạch thể hình 3.5 Hình 3.5 Để lựa chọn , kiểm tra dây dẫn khí cụ điện cần tính toán điểm ngắn mạch sau : + N : Điểm ngắn mạch trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt góp + N1,N2…N6 : Điểm ngắn mạch phía cao áp trạm biến áp phân xưởng để kiểm tra cáp thiết bị cao áp trạm *Điện kháng hệ thống tính theo công thức sau : U2 X HT = ( Ω) SN Trong : S N : Công suất ngắn mạch phái hạ áp máy biến áp khu vực : SN = 250kVA U : Điện áp đường dây kV *Điện trở điện kháng đường dây: R = ro.l ( Ω ) n X= xo.l ( Ω ) n Trong : ro , xo : Điện trở điện kháng 1km dây dẫn l : Chiều dài đường dây , km n : Số lộ đường dây *Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng điện ngắn mạch siêu độ I’’ dòng điện ngắn mạch ổn định I ∞ nên viết : U IN = I’’ = I ∞ = 3Z N Trong : ZN : Tổng trở hệ thống đến điểm ngắn mạch thứ i ( Ω ) U : Điện áp đường dây kV *Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích tính theo biểu thức: i xk = 1.8 IN (kA) Trị số IN ixk dùng để kiểm tra khả ổn định nhiệt ổn định động thiết bị điện trạng thái ngắn mạch Áp dụng công thức ta có : *Tính điểm ngắn mạch N góp trạm phân phối trung tâm : U2 35 X HT = = = 4.9 ( Ω ) SN 250 Điện trở điện kháng đường dây: Rdd = 0.5*l.ro = 0.5*10*02.06=10.3 ( Ω ) X dd =0.5* l.xo = 0.5*10*0.403=2.015( Ω ) Z N = R + (X+XHT)*j =10.3 + 6.92*j ( Ω ) U 35 IN = =1.63 kA = 3Z N (10.3 + 6.92 ) ixk = 1.8 IN = 1.8* *1.63 = 4.15 kA *Tính điểm ngắn mạch N1 (Tại trạm biến áp phân xưởng B1) X HT = 4.9 ( Ω ) R = Rdd + RC1 = 10.3 + 0.029 = 10.329( Ω ) Các dây từ trạm phân phối trung tâm đến trạm biến áp phân xưởng dây có F = 50mm2 có ro = 0.387( Ω /km) ; xo = 0.13 ( Ω /km) XCi = 0.5*l*xo : l : Chiều dài đường dây từ trạm PPTT đến trạm biến áp phân xưởng (km) XC1=0.5*0.15*0.13 = 0.0098 ( Ω ) X = Xdd + XHT + XC1 = 2.015 + 4.9 + 0.0098 = 6.925 ( Ω ) U 35 IN = = 1.63 kA = 3Z N (10.329 + 6.925 ) ixk = 1.8 IN = 1.8 *1.63 = 4.14 kA Tính tương tự ta có bảng tổng kết sau : Điểm ngắn mạch IN(kA) IXK(kA) N 1.63 4.15 N1 1.63 4.14 N2 1.62 4.13 N3 1.62 4.13 3.Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện : a Trạm phân phối trung tâm : Trạm phân phối trung tâm nơi trực tiếp nhận điện từ hệ thống cung cấp điện cho nhà máy , việc lựa chọn sơ đồ nối dây trạm có ảnh hưởng lớn trực tiếp đến vấn đề an toàn cung cấp điện cho toàn nhà máy Sơ đồ cần phải thoả mãn điều kiện : +Đảm bảo nhu cầu cung cấp điện liên tục theo yêu cầu phụ tải +Phải rõ ràng thuận tiện vận hành sử lí cố +An toàn lúc vận hành sửa chữa +Hợp lí mặt kinh tế sở đảm bảo yêu cầu kĩ thuật Do tính quan trọng nhà máy nên trạm phân phối cung cấp hai lộ đường dây nối với hệ thống góp có phân đoạn , liên lạc hai phân đoạn góp máy cắt hợp Trên phân đoạn góp đặt máy biến áp đo lường pha năm trụ có cuộn tam giác hở báo chạm đất pha cáp 35kV Để chống sét truyền từ đường dây vào trạm đặt chống sét van phân đoạn góp Máy biến dòng đặt tất lộ vào của trạm có tác dụng biến đổi dòng lớn (sơ cấp)thành dòng điện 5A để cung cấp cho dụng cụ đo lường bảo vệ a1.Lựa chọn , kiểm tra máy cắt , dẫn trạm phân phối trung tâm: Các máy cắt đặt trạm PPTT gồm có hai máy cắt nối đường dây không cấp điện cho trạm phân đoạn góp Trên phân đoạn có máy cắt nối góp với tuyến cáp cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng Mỗi máy cắt nối hai phân đoạn góp Các máy cắt có nhiệm vụ đóng cắt mạch điện cao áp , cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành , máy cắt có chức cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ phần tử hệ thống Căn vào số liệu tính toán nhà máy ta chọn tủ cắt hợp SIEMENS loại 8DC11 cách điện SF6 , không càn bảo trì Hệ thống góp đặt sẵn tũ có dòng định mức 1250A *Máy cắt 8DC11 chọn theo điều kiện sau : Điện áp định mức : U dmMC ≥ U dm mạng = 35kV Dòng điện định mức : I dmMC =1250 ≥ I lvmax = 2.I ttnm = 213 A Dòng điện cắt định mức : I dm cắt = 25kA ≥ IN = 1.63 kA Dòng điện ổn định cho phép : i dm d =63 kA ≥ ixk =4.15 kA *Thanh dẫn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động Loại máy cắt Cách điện Idm(A) Udm(kV) Icăt3s(kA) Icắt Nmax(kA) 8DC11 SF6 1250 36 25 63 a2.Lựa chọn kiểm tra BU : Máy biến áp đo lường gọi máy biến điện áp , kí hiệu BU có chức biến đổi điện áp sơ cấp xuống 100V 100/ cấp nguồn áp cho mạch đo lường , điều khiển tín hiệu , bảo vệ Các BU thường đấu theo sơ đồ Y/Y , Δ / Δ Ngoài có loại BU pha trụ (đấu Yo/Yo , tam giác hở )ngoài chức thông thường cuộn tam giác hở có nhiệm vụ báo chạm đất pha ,BU thường dùng cho mạng trung tính cách điện (10kV , 35kV) BU chọn theo điều kiện : Điện áp định mức : Udm BU ≥ Udm.m = 35kV Chọn loại BU pha trụ 4MS36 , kiểu trụ hãng Siemenschế tạo : Thông số kĩ thuật BU loại 4MS36 Thông số kĩ thuật 4MS36 Udm(kV) 36 U chịu đựng tần số công nghiệp 1(kV) 70 U chịu đựng xung 1.2/50 μs (kV) U1dm (kV) U2dm(kV) Tải định mức (VA) 170 35/ 100/ 400 a3.Lựa chọn kiểm tra máy biến dòng điện BI : Máy biến dòng điện BI có chức biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số xuống 5A (Đôi 1A 10A) nhằm cấp nguồn dòng cho đo lường , tự động hoá bảo vệ rơle BI chọn theo điều kiện sau : Điện áp định mức : U dm BI ≥ Udm m = 35kV Dòng điện sơ cấp định mức : cố máy biến áp tải 30% , BI chọn theo dòng cưỡng qua máy biến áp có công suất lớn mạng 1800 kVA IdmBI ≥ I max k qtbt S dmBA 1.3 * 1800 = = = 32.17 A 1.2 1.2 3.35 1.2 3.35 Chọn BI loại 4MS36 , kiểu hình trụ hang Siemens chế tạo *Thông số kĩ thuật BI loại 4MS36 Thông số kĩ thuật 4MS36 Udm(kV) 36 U chịu đựng tần số công nghiệp 1(kV) 70 170 U chịu đựng xung 1.2/50 μs (kV) I1dm(kA) 5-1200 I2dm(A) hoặc5 Iổn định nhiệt 1s(kA) 80 Iổn định động (kA) 120 a4 Lựa chọn chống sét van : Chống sét van thiết bị có nhiệm vụ chống sét đánh từ đường dây không vào trạm biến áp trạm phân phối Chống sét van điện trở phi tuyến : +Với điện áp định mức lưới điện : điện trở chống sét có trị số vô , không cho dòng điện qua +Với điện áp sét : điện trở giảm đến không , chống sét van tháo dòng điện xuống đất Người ta chế tạo chống sét van cấp điện áp.Chống sét van chọn theo cấp điện áp U dm.m = 35kV Chọn loại chống sét van hang COOPER chế tạo có U dm = 36kV , loại đỡ ngang AZLP501B36 b Trạm biến áp phân xưởng : Các trạm biến áp phân xưởng đạt máy biến áp công ty Thiết bị điện Đông Anh sản xuất Việt Nam theo đơn đặt hàng Vì trạm biến áp phân xưởng không xa trạm phân phối trung tâm nên phía cao áp cần đặt cầu dao cầu chì Dao cách li dùng để cách li máy biến áp sửa chữa Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch tải cho máy biến áp Phía hạ áp đặt aptomat tổng aptomat nhánh Thanh hạ áp phân đoạn aptomat phân đoạn Mục đích : giảm dòng ngắn mạch phía hạ áp trạm làm đơn giản việc bảo vệ , ta lựa chọn phương thức cho máy biến áp làm việc độc lập (aptomat phân đoạn hạ áp trạng thái cắt) Chỉ máy biến áp bị cố sử dụng aptomat phân đoạn để cấp điện cho phụ tải phân đoạn với máy biến áp cố b1.Lựa chọn kiểm tra dao cách li cao áp: Cầu dao hay gọi dao li có nhiệm vụ chủ yếu cách li phần mang điện phần không mang điện , tạo khoảng cách an toàn trông thấy , phục vụ cho công tác sửa chữa , kiểm tra , bảo dưỡng lưới điện Dao cách li dùng cắt dòng không tải máy biến áp công suất máy không lớn lám Cầu dao chế tạo cấp điện áp Ta dùng chung loại dao cách li cho tất trạm biến áp để dễ dàng cho việc mua sắm lắp đặt thay Dao cách li chọn theo điều kiện sau : +Điện áp định mức : U dmMC ≥ Udm.m = 35 kV +Dòng điện định mức : IdmCl ≥ Ilvmax = 2.Ittnm = 213 A +Dòng điện ổn định cho phép : idm.d ≥ ixk = 4.15 kA Chọn loại 3DC hang siemens chế tạo *Thông số kĩ thuật dao cách li 3DC : Udm(kV) Iđm(A) IN(kA) INMAX(kA) 36 630 35 50 b2.Lựa chọn kiểm tra cầu chì cao áp: Cầu chì thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện có dòng điện lớn trị số cho phép qua Vì chức cầu trì bảo vệ tải ngắn mạch Trong lưới điện cao áp (>1000V) cầu chì thường dùng vị trí sau: +Bảo vệ máy biến áp đo lường cấp điện áp +Kết hợp với cầu dao phụ tải thành máy cắt phụ tải dể bảo vệ đường dây trung áp +Đặt phía cao áp trạm biến áp phân phối để bảo vệ ngắn mạch máy biến áp Cầu chì chế tạo nhiều kiểu , nhiều cấp điện áp khác Ở cấp điện áp trung cao thường dùng loại cầu chì ống *Ta sử dụng chung loại cầu chì cao áp cho trạm biến áp có công suất lớn: B1 ,B2, B3 , B4.(SdmBA = 1800 kVA , 1250kVA 1000kVA) Điện áp định mức : U dmCC ≥ U dm.m = 35kV Dòng điện định mức : Khi cố máy biến áp máy lại tải 30% I dm.CC ≥ I lvmax = k qtbt S dmBA 3.35 = 1.3.1800 3.35 = 38.6 A Dòng điện cắt định mức : I dm cắt ≥ I N3 = 1.63 kA Chọn loại cầu chì ống cao áp hang Siemens chế tạo loại : 3GD1 606-5B Udm(kV) 36 Idm(A) 32 I cắt N (A) 230 I cắt N (kA) 31.5 *Ta sử dụng chung loại cầu chì cao áp cho trạm biến áp có công suất nhỏ: B5 , B6.(SdmBA = 560 kVA , 750 kVA) Điện áp định mức : U dmCC ≥ U dm.m = 35kV Dòng điện định mức : Khi cố máy biến áp máy lại tải 30% k S 1.3 * 750 = 16 A I dm.CC ≥ I lvmax = qtbt dmBA = 3.35 3.35 Dòng điện cắt định mức : I dm cắt ≥ I N3 = 2.8 kA Chọn loại cầu chì ống cao áp hang Siemens chế tạo loại : 3GD1 603-5B Udm(kV) 36 Idm(A) 16 I cắt N (A) 62 I cắt N (kA) 31.5 b3.Lựa chọn kiểm tra aptomat: Aptomat thiết bị đóng cắt hạ áp , có chức bảo vệ tải ngắn mạch Do có ưu điểm hẳn cầu chì khả làm việc chắn , tin cậy an toàn , đóng cắt đồng thời pha khả tự động hoá cao , nên aptomat dù đắt tiền ngày sử dụng rông rãi lưới điện hạ áp công nghiệp lưới điện ánh sáng sinh hoạt Aptomat tổng , aptomat phân đoạn aptomat nhánh chọn dùng aptomat hãng Merlin Gerlin chế tạo Aptomat chọn theo điều kiện sau : *Đối với aptomat tổng aptomat phân đoạn : +Điện áp định U dmA ≥ U dm.m = 0.38 kV k S +Dòng điện định mức : I dm A ≥ I lvmax = qtbt dmBA 3.Udm.m +Trạm biến áp : B3: S dmBA = 1250 kVA k S 1.3 * 1250 I lvmax = qtbt dmBA = = 2468.93 A 3.Udm.m * 0.38 +Trạm biến áp : B2 : S dmBA = 1000 kVA k S 1.3 *1000 I lvmax = qtbt dmBA = = 1975.15 A 3.Udm.m * 0.38 +Trạm biến áp : B1: S dmBA = 1800 kVA k S 1.3 * 1800 I lvmax = qtbt dmBA = = 3555.26 A * 0.38 3.Udm.m Kết chọn aptomat tổng : Tên trạm Loại Số lượng Udm(V) Idm(A) I cắt N(kA) Số cực B1 M40 690 4000 75 B2,B3 M25 690 2500 55 *Đối với aptomat nhánh : +Điện áp định mức : U dmA ≥ U dm.m = 0.38 kV Sttpx +Dòng điện định mức : I dmA ≥ Itt = n 3.U dm.m Trong : n : Số aptomat nhánh đưa điện phân xưởng Tính theo công thức ta có kết sau : Stt PX Itt Phân xưởng kết cấu kim loại 1343.72 SL Loại Idm 1600 M16 Udm 690 40 IN Phân xưởng lắp ráp khí Phân xưởng đúc Phân xưởng nén khí Phân xưởng rèn Trạm bơm Phân xưởng gia công gỗ Ban quản lý nhà máy 1979.28 M20 2000 690 55 2482.53 M25 2500 690 55 970.25 M10 1000 690 40 2175.5 M25 2500 690 55 383.54 227.37 2 M08 800 800 690 690 40 40 800 690 40 247.29 M08 M08 b4.Lựa chọn góp : Thanh góp nơi nhận điện từ nguồn cung cấp điện phân phối điện cho phụ tải tiêu thụ Thanh góp phần tử thiết bị phân phối Thanh góp gọi hay dẫn Tuỳ theo dòng phải tải mà dẫn có cấu tạo khác Khi dòng nhỏ dùng cứng hình chữ nhật Khi dòng điện lớn dùng dẫn ghép từ hay dẫn chữ nhật đơn pha Nếu dòng điện lớn dùng dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt hiệu ứng gần , đồng thời tăng khả làm mát cho chúng Các dẫn chọn theo điều kiện phát nóng cho phép Dòng điện cưỡng tính với trạm biến áp B6 có Sdm =1311.4 kVA S tt 1311.1 k1.k2.I cp ≥ I tt = = = 1992.01 A 3.U dm 0.38 Trong : k1 = với góp đặt đứng k2 = : hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ theo môi trường b5.Kiểm tra cáp chọn : Để đơn giản ta cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn IN3=2.8kA Kiểm tra tiết diện cáp chọn theo điều kiện ổn định nhiệt : F ≥ α I ∞ t qd Trong : α : Hệ số nhiệt độ cáp lõi đồng α = I ∞ : Dòng điện ngắn mạch ổn định t qd : Thời gian quy đổi xác định tổng thời gian tác động bảo vệ đặt máy cắt điện gần điểm cố với thời gian tác động toàn phần máy cắt điện t qd = f( β' ' , t ) t : Thời gian tồn ngắn mạch (thời gian cắt ngắn mạch) , lấy t = 0.5s I' ' β' ' = ngắn mạch xa nguồn (I N = I’’ = I ∞ ) nên β' ' = I∞ Tra đồ thị (trang 109 , TL.IV) tìm t qd = 0.4 Tiết diện ổn định nhiệt cáp : F ≥ α I ∞ t qd = 6*2.8* 0.4 = 10.63 mm2 Vậy chọn cáp 50mm2 hợp lí CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ I Đặt vấn đề : Trong nhà máy xí nghiệp công nghiệp , hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng việc đảm bảo suất lao động , an toàn sản xuất sức khoẻ người lao động Bên cạnh hệ thống chiếu sáng tự nhiên đòi hỏi hệ thống chiếu sáng nhân tạo Trong hệ thống chiếu sáng nhân tạo hệ thống chiếu sáng sử dụng điện thường thuận tiện hiệu Yêu cầu thiết kế hệ thống chiếu sáng : Không bị loá mắt Không bị loá mắt phản xạ Không tạo khoảng tối vật bị che khuất Tạo độ rọi tương đối đồng toàn mặt chiếu sáng Tạo ánh sáng gần ánh sáng tự nhiên tốt II.Lựa chọn số lượng công suất hệ thống đèn chiếu sáng chung : Trong đồ án , hệ thống chiếu sáng phân xưởng sửa chữa khí dùng bóng đèn sợi đốt , sản xuất Việt Nam Phân xưởng sửa chữa khí có : Chiều dài : a = 75 m Chiều rộng : b = 47 m Tổng diện tích : 3516 mm Nguồn điện sử dụng : U = 220V lấy từ tủ chiếu sáng cuả trạm biến áp phân xưởng B6 Độ rọi đèn yêu cầu : E = 30 lx Hệ số dự trữ : k= 1.3 Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác : H = h – hc – hlv = 7-0.7-0.8 = 5.5m Trong : h : Chiều cao phân xưởng (Tính đén trần phân xưởng) h = 7m hc : Khoảng cách từ trần đến đèn , hc = 0.7 m hlv : Chiều cao từ phân xưởng đến mặt công tác , hlv = 0.8m Hệ số phản xạ tường : ρ tg = 30% Hệ số phản xạ trần : ρ tr = 50% Sơ đồ tính toán chiếu sáng : *Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa khí đay áp dụng phương pháp hệ số sử dụng : Công thức toán : E.S.Z.k lumen F= n.k sd Trong : F : Quang thông đèn (lumen) E : Độ rọi yêu cầu (lux) S : Diện tích cần chiếu sáng (m2) k : Hệ số dự trữ n : Số bóng đèn có hệ thống chiếu sáng chung ksd : Hệ số sử dụng tra sổ tay kĩ thuật theo quan hệ : ksd = f( ϕ ) a.b với ϕ hệ số phòng : ϕ = H (a + b ) Z : Hệ số phụ thuộc vào loại đèn tỉ số L/H thường lấy Z=0.8-1.4 Ta chọn L/H = 1.8 suy : L = 1.8H = 1.8*5.5 = 9.9 chọn L=10m có a = 75m ; b = 47m Ta bố trí : dãy đèn , dãy bóng ,khoảng cách đèn 10m Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần theo chiều dài chiều rộng phân xưởng 2.5m Tổng số bóng cần dùng : n = 35 bóng Chỉ số phòng : a.b 75 * 47 = =5.2 H(a + b) 5.5(75 + 47) tra bảng ta có hệ số sử dụng ksd = 0.48 , lấy kdt = 1.3 , Z = 1.2 Quang thông đèn : ϕ= F= E.Z.S.k 30 * 3516 *1.3 *1.1 = =8978.36 lm n.k sd 35 * 0.48 Các hệ số tra bảng : * * * HẾT