Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng cơ khí và toàn bộ nhà máy cơ khí

Thiết kế hệ thống cung cấp điện là một việc làm rất khó. Một công trình điện dù nhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ nhiều chuyên ngành hẹp (cung cấp điện, thiết bị điện, kỹ thuật cao áp, an toàn…). Ngoài ra người thiết kế còn phải có sự hiểu biết nhất định về xã hội, môi trường, về các đối tượng cấp điện, về tiếp thị. Công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí đất đai, nguyên vật liệu, làm ứ đọng vốn, đầu tư. Công trình thiết kế sai sẽ gây nên nhưng hậu quả nghiêm trọng (gây sự cố mất điệnthiệt hại cho sản xuất, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản của nhân dân).

KHOA ĐIỆN

BỘ MÔN LÝ THUYẾT KỸ THUẬT ĐIỆN

-0&0 -ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Học sinh thiết kế: HOÀNG VĂN QUÝ lớp: ĐH ĐiệnK6 TĐH 1

Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN THỊ THANH NGÂN

I ĐỀ.TÀI: Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng Cơ khí và toàn bộ nhà máy Cơ khí

II CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT:

- Mặt bằng bố trí thiết bị của phân xưởng và xí nghiệp theo bản vẽ

- Số liệu phụ tải cho theo bảng 1

- Số liệu nguồn Uđm = 22 kV; SNM = 250 MVA

III NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:

1 Phân tích yêu cầu CCĐ cho Hộ phụ tải

2 Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng Cơ khí

3 Xác định phụ tải tính toán của toàn Nhà máy

4 Thiết kế hệ thống CCĐ cho Phân xưởng và toàn Nhà máy

5 Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện

6 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí

7 Tính toán nâng cao hệ số công suất cos lên đến 0,9

IV CÁC BẢN VẼ THIẾT KẾ (GIẤY A3):

1 Sơ đồ mặt bằng và đi dây Phân xưởng

2 Sơ đồ mặt bằng và đi dây Nhà máy

3 Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn Nhà máy

4 Sơ đồ hệ thống chiếu sáng phân xưởng

V KẾ HOẠCH THỰC HIỆN:

Ngày giao đề tài:

Ngày nộp đồ:

Bảng 1 : số liệu thiết bị

ST

T Tên thiết bị

Công suất

(kW,kVA)

T Tên thiết bị

Công suất

(kW,kVA)

Cos K sd

pha 380/65 V

31 kVA(đm = 25%))

0,65 0,15

(đm = 25%))

0,65 0,16

Bảng 2 :số liệu phụ tải tính toán các phân xưởng trong nhà máy:

Stt Tên phân xưởng Ptt (kW) Qtt (kVAr) Loại hộ Phụ tải

ĐÚC GANG 1

ĐÚC THÉP 1

CƠ KHÍ 1 1

CƠ KHÍ 2 1

CƠ ĐIỆN 2

MỘC MẪU 2

KIỂM NGHIỆM 1

LẮP RẮP 2

RÈN DẬP 1

KHO SẢN PHẨM 2

KHO VẬT TƯ 2

19 9

8 15

PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1

Diện tích phân xưởng cơ khí được tính theo sơ đồ mặt bằng nhà máy

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 7

CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN 8

I PHÂN TÍCH YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN 8

II TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ NHÀ MÁY 11

CHƯƠNG II :THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 24

I .1 CẤU TRÚC MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY 24

I.2.Chọn vị trí, dung lượng,số lượng biến áp 25

I 3 Tính toán xác định biểu đồ phụ tải 25

I 4 Chọn vị trí xây dựng trạm : 27

II XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG MBA 28

III LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY 33

CHƯƠNG III : LỰA CHỌN THIẾT BỊ 35

I MẠNG CẤP NHÀ MÁY 35

II tính toán thiết bị mạng cao áp nhà máy 48

CHƯƠNGIV : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN 54

I TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 54

CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT 59

6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: 59

6.2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ VÀ VỊ TRÍ ĐẶT THIẾT BỊ BÙ: 59

6.3.XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ: 60

CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 1 62

7.1 Đặt vấn đề 62

7.2 Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung 62

7.3 Thiết kế mạng điện của hệ thống chiếu sáng chung 64

KẾT LUẬN 66

LỜI NÓI ĐẦU

Trong điều kiện nền kinh tế còn có nhiều khó khăn ,cũng như vấn đề biến đổikhí hậu và vấn đề cạn kiệt các nguồn năng lượng đang diễn ra cấp bách thì việc sử

dụng hợp lí,có hiệu quả và tiết kiệm năng lượng là vấn đề vô cùng quan trọng

Trong sự nghiệp Công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước thì công nghiệp điệnnăng giữ một vai trò hết sức quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được sửdụng rộng rãi nhất trong nền kinh tế quốc dân

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế thì nhu cầu điện năng sử dụng trong tất

cả các ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ đều tăng lên không ngừng Do điện năngkhông phải là nguồn năng lượng vô hạn nên để các công trình điện sử dụng điện năngmột cách có hiệu quả nhất (cả về độ tin cậy cấp điện và kinh tế) thì ta phải thiết kế cungcấp điện cho cho các công trình này

Thiết kế hệ thống cung cấp điện là một việc làm rất khó Một công trình điện dùnhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ nhiều chuyên ngành hẹp (cung cấp điện,thiết bị điện, kỹ thuật cao áp, an toàn…) Ngoài ra người thiết kế còn phải có sự hiểu biếtnhất định về xã hội, môi trường, về các đối tượng cấp điện, về tiếp thị Công trình thiết kếquá dư thừa sẽ gây lãng phí đất đai, nguyên vật liệu, làm ứ đọng vốn, đầu tư Công trìnhthiết kế sai sẽ gây nên nhưng hậu quả nghiêm trọng (gây sự cố mất điện-thiệt hại cho sảnxuất, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản của nhân dân)

Trong chương trình đào tạo dành cho sinh viên khoa Điện thì môn học Hệ thốngcung cấp điện là một môn học quan trọng Việc làm đồ án môn học này sẽ giúp sinh viênhiểu rõ hơn về môn học, hơn thế nữa nó chính là bước tập dượt ban đầu trong công việccủa sinh viên sau này

Mặc dù em đã rất cố gắng để làm được đồ án một cách tốt nhất nhưng chắc chắnrằng nó còn có nhiều thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để có thểnhận thức đúng đắn nhất về từng vấn đề

Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên thiết kế: HOÀNG VĂN QUÝ

Lớp: ĐH_ĐIỆN K6A

CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN

I PHÂN TÍCH YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN

1.1 Đặc điểm nhà máy

Trong công nghiệp ngày nay ngành cơ khí là một ngành công nghiệp then chốt củanền kinh tế quốc dân để tạo ra các sản phẩm cho phép ngành khác hoạt động và pháttriển Đáp ứng yêu cầu của sự phát triển kinh tế, các nhà máy cơ khí chiếm một số lượng

và phân bố rộng rãi ở khắp đất nước Vì thế việc xây dựng một hệ thống cung cấp điệnhợp lí giúp nhà máy hoạt động tốt sẽ đem lại nhiều lợi ích cho đất nước

1.2.Đặc điểm các phân xưởng

1.2.1 - Phân xưởng cơ khí 1, 2:

Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm cơ khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật.Quá trình thực hiện trên máy cắt gọt kim loại khá hiện đại với dây chuyền tự động cao.Nếu điện không ổn định, hoặc mất điện sẽ làm hỏng các chi tiết đang gia công gây lãngphí lao động Phân xưởng này ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1

1.2.2 - Phân xưởng đúc thép, đúc gang:

Đây là hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao nhất Nếu ngừngcấp điện thì các sản phẩm đang nấu trong lò sẽ trở thành phế phẩm gây ảnh hưởng lớn vềmặt kinh tế Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1

1.2.3 - Phân xưởng mộc mẫu:

Phân xưởng được trang bị các máy móc và thiết bị để làm ra các ản phẩm phục vụcho việc sản xuất và những dụng cị khác Phân xưởng này ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 2

1.2.6 - Phân xưởng cơ điện:

Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị máy móc cơ điện của nhà máy.Phân xưởng này cũng trang bị nhiều máy móc vạn năng có độ chính xác cao nhằm đápứng yêu cầu sửa chữa phức tạp của nhà máy Mất điện sẽ gây lãng phí lao động, ta xếp

phân xưởng này vào hộ tiêu thụ loại 2.

1.2.6- Phân rèn dập:

Phân xưởng được trang bị máy móc và lò xo giúp cho việc rèn dập tọa ra phôi và các

chi tiết khuân mẫu ,đảm bảo độ cứng và độ bền cơ học, được xếp vào hộ tiêu thụ loại 1

2 Đặc điểm của hộ tiêu thụ

Tuỳ theo mức độ quan trọng mà hộ tiêu thụ được phân thành ba loại:

2.1 Hộ loại 1: Là hộ tiêu thụ mà khi bị ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến nguy hiểm đối

với tính mạng con người,gây thiệt hại lớn về kinh tế (hư hỏng máy móc, thiết bị, gây rahàng loạt phế phẩm) ảnh hưởng lớn đến an ninh quốc gia vv

Đối với hộ loại 1 phải được cung cấp điện với độ tin cậy cao, thường dùng 2nguồn đi đến, đường dây 2 lộ đến, có nguồn dự phòng v.v Nhằm hạn chế đến mức thấpnhất việc mất điện.Thời gian mất điện thường được coi bằng thời gian tự động đóngnguồn dự trữ

2.2 Hộ loại 2: Là hộ tiêu thụ mà khi ngừng cung cấp điện sẽ gây ra thiệt hại lớn về kinh

tế như hư hỏng một bộ phận máy móc thiết bị,gây ra phế phẩm,ngừng trệ sản xuất mà

tiêu biểu là nhà máy cơ khí ta đang xét.

Để cung cấp cho hộ loại 2 ta có thể dùng phương án có hoặc không có nguồn dựphòng, đường dây một lộ hay đường dây kép việc chọn phương án cần dựa vào kết quả

so sánh giữa vốn đầu tư phải tăng thêm và giá trị thiệt hại kinh tế do ngừng cung cấpđiện.ở hộ loại 2 cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian đóng nguồn dự trữ bằngtay

2.3 Hộ loại 3:

Là những hộ tiêu thụ điện còn lại như khu dân cư, trường học, phân xưởng phụ,nhà kho của các nhà máy v.v Để cung cấp điện cho hộ loại 3 ta có thể dùng một nguồnđiện hoặc đường dây một lộ

Nhà máy và phân xưởng chúng ta đang xét đến gồm có 2 loại phụ tải là :hộ phụ tảiloại 1 và hộ phụ tải loại 2

3 Nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện.

Việc thiết kế cung cấp điện với mục tiêu cơ bản là đảm bảo cho hộ tiêu thụ có đủlượng điện năng yêu cầu với chất lượng điện tốt Các yêu cầu chính đối với một hệ thốngcung cấp điện được thiết kế bao gồm: độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện, an toàncung cấp điện, kinh tế Tùy theo quy mô của công trình lớn hay nhỏ mà các bước thiết kế

có thể phân ra cụ thể hoặc gộp một số bước với nhau Mỗi giai đoạn và vị trí thiết kế lại

+) Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

+) Thuận tiện cho vận hành, sửa chữa v.v

+) Vốn đầu tư nhỏ, chú ý đến tiết kiệm được ngoại tệ,vật tư quý hiếm

+) Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu là đảm bảo độ lệch và độ dao động điện

áp bé nhất và nằm trong phạm vi giá trị cho phép so với định mức

Trong quá trình thiết kế cung cấp điện sẽ có sự chú ý đến yếu tố phát triển, mởrộng trong tương lai gần 2-3 năm cũng như 5-10 năm của nhà máy

Ngoài ra, khi thiết kế cung cấp điện cũng phải chú ý đến những yêu cầu khác như:

có điều kiện thuận lợi nếu có yêu cầu cần phát triển phụ tải sau này, rút ngắn thời gianxây dựng v.v

Hiện nay khi thiết kế người ta thường dùng phương pháp kinh tế-kỹ thuật cácphương án.Cụ thể như sau: người thiết kế vạch ra tất cả các phương án có thể có, rồi tiếnhành so sánh các phương án về phương tiện kỹ thuật để loại trừ các phương án khôngthoả mãn yêu cầu kỹ thuật kế đó ta tiến hành tính toán kinh tế -kỹ thuật và so sánh Nếugặp trường hợp các phương án có chi phí tính toán xấp xỉ bằng nhau (hoặc sai khác nhaumột lượng nằm trong giới hạn cho phép của sai số phương pháp tính) thì sẽ được xem làcác phương pháp giống nhau về kinh tế Lúc đó, để có thể chọn phương án hợp lý nhất ta

khối lượng kim loại màu, khả năng thuận tiện khi vận hành, sữa chữa và phát triển mạngđiện v.v

II TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ NHÀ MÁY.

1 Số liệu nhà máy.

Nguồn điện : Uđm = 22 kV; SNM = 250 MVA

Bảng số liệu 2 Số liệu phụ tải tính toán của các phân xưởng trong nhà máy

(kW)

Qtt

(kVAr)

Loại hộ Phụ tải

Bảng 1 Số liệu phụ tải phân xưởng cơ khí

ST

T Tên thiết bị

Công suất

(kW,kVA)

Cos Ksd STT Tên thiết bị

Công suất

(kW,kVA)

Cos K sd

pha 380/65 V

31 kVA(đm = 25%))

0,65 0,15

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thốngcung cấp điện như: Máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ tính toán tổnthất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suấtphản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công suất, số lượng, chế

độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Nếu phụtải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị

điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ, Ngược lại, các thiết bị được lựa chọn sẽ dưthừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất

Phụ tải điện luôn luôn biến thiên và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Công suất vàcác số liệu của máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất…

Với tính chất quan trọng đó của phụ tải tính toán nên có rất nhiều công trình nghiêncứu và có nhiều phương pháp tính toán để xác định phụ tải Có nhiều phương pháp dựavào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết và đưa ra các hệ số để tính toán phụ tải.Những phương pháp này thuận tiện đơn giản trong cách tính những kết quả thu được thư-ờng chỉ là gần đúng Cũng có những phương pháp xác định phụ tải tính toán dựa trên cơ

sở lý thuyết xác suất và thống kê Phương pháp này có tính đến ảnh hưởng của nhiều yếu

tố nên kết quả thu được khá chính xác Thực tế thường áp dụng một số phương pháp tính

để xác định phụ tải tính toán là:

- Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

- Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất

- Phương pháp tính theo hệ số yêu cầu

- Phương pháp tính theo công suất trung bình

Tuỳ thuộc vào quy mô, đặc điểm của công trình, tuỳ thuộc vào giai đoạn thiết kế sơ

bộ hay kỹ thuật thi công mà người thiết kế phải cân nhắc, lựa chọn phương pháp tính toánphụ tải cho thích hợp

2.2 xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tính theo công thức:

Ptt = Knc Pđmi

Qtt = Ptt.tg φ

Stt= cosφφ PttTrong đó: Knc - Hệ số nhu cầu (thường tra trong sổ tay)

Phương pháp tính phụ tải theo công suất đặt và hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơngiản, tính toán đơn giản Nhưng có nhược điểm là độ chính xác không cao vì Knc tra trong

Trong đó: Mca - Số đơn vị sản phẩm sản xuất ra trong một ca

Wo - Suất tiêu hao điện năng cho một dơn vị sản phẩm (KWh/ đơn vị sảnphẩm)

Tmax - Thời gian của ca phụ tải lớn nhất (h)

2.4 xác định phụ tải tín toán theo hệ số cức đại K max và công suất trung bình P tb (hay phương pháp số thiết bị hiệu quả)

Để nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán hoặc khi không có các số liệu để

áp dụng các phương pháp đơn giản thì sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toántheo hệ số cực đại và công suất trung bình Theo phương pháp này phụ tải tính toán đượctính:

Ptt = Kmax.P t = Kmax.Ksd Pđmi

Trong đó: Kmax - Hệ số cực đại được tra bảng dựa theo nhq và Ksd

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệuquả thì đã xét đến một loạt các yếu tố quan trọng như: ảnh hưởng của số lượng thiết bịtrong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất, sự khác nhau về chế độ làm việc của cácthiết bị …





n

i 1

Khi tính phụ tải theo phương pháp này, trong một số trường hợp có thể dùng cáccông thức gần đúng sau để xác định phụ tải tính toán:

 Trường hợp n ≤ 3, nhq < 4:

Ptt = Pđmi

Trường hợp n > 3 và nhq < 4:

Ptt = K pti Pđmi

Trong đó: Kpti Hệ số phụ tải của thiết bị thứ i

 Nếu nhp > 300 và Ksd < 0,5 thì hệ số cực đại Kmax sẽ lấy ứng với nhq = 300 Còn nếu nhq

> 300 và Ksd ≥ 0,5 thì:

Ptt = 1,05.Ksd.Pđm

Lưu ý: một số đại lượng khi tính toán

+/ đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như: cầu trục,máy hàn khi tính ta cần quy đổi về công suất định mức ở chế độ làm việc dài hạn

Đối với động cơ : P’đm = Pđm .√εđm

Đối với máy biến áp hàn: P’đm =Sđm Cosφ.√εđm

P’đm :công suất định mức quy đổi về chế độ dài hạn+/ Hệ số phụ tải (hay còn gọi hệ số mang tải Kpt):

Là tỉ số giữa công suất của thiết bị điện trong thực tế với công suất định mức trongkhoảng thời gian đang xét Nó được thể hiện bởi công thức:

Kqt=

Pđm

Hệ số phụ tải có ý nghĩa tương tự như hệ số sử dụng đó là nó nói lên mức độ sử

dụng, mức độ khai thác của thiết bị trong khoảng thời gian xem xét



Xét một nhóm gồm có nhiều n thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc

khác nhau Thì nhq được gọi là số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả của nhóm, đó làmột số quy đổi gồm có nhq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau

tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêu thụ thực tế bởi n thiết bị của nhóm đang xét.

Khi số thiết bị n ≤ 5 thì hệ số thiết bị hiệu quả được xác định:

- Xác định số thiết bị trong nhóm n và tổng công suất định mức ∑ Pđmn

- Chọn những thiết bị có công suất mà công suấy định mức của mỗi thiết bị này nhỏ hơn,hoặc bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm thiết bị xét

- Xác định số n1: Là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết

bị công suất lớn nhất, và ứng với số thiết bị n1 xác định tổng công suất định mức: ∑Pđmn1

- Tìm giá trị

Sau khi xác định được (n*, P*)

Dựa vào cung cập điện tra bảng ta sẽ có nhq*, từ đó rút ra nhq*: nhq = nhq*.n

3 tính toán phụ tải điện cho phân xưởng cơ khí 1.

Tùy theo thông tin yêu cầu thiết kế nhà máy mà ta chọn phương pháp tính toáncho hợp lí ở đây do biết rõ về các thông tin phụ tải điện công suất, đặc tính kĩ thuật củaphụ tải điện,mặt bằng bố trí thiết bị Ta sử dụng phương pháp số thiết bị hiệu quả để tính

ĐÚC GANG

RÈN DẬP

KHO SẢN PHẨM

19 9

8 15

31 3

Để thuận tiện khi thực hiện ta có thể chia phụ tải điện thành các nhóm việc chia nhóm phải đảm bảo các yêu cầu :

+_ các thiết bị có cùng chế độ làm việc

+_có công suất định mức là tương đương nhau

+_có vị trí gần kề nhau thuận tiện cho việc đi dây và và cấp điện

+_mỗi nhóm có không quá 8 thiết bị

Dựa vào đó ta có thể chia các thiết bị trong phân xưởng cơ khí1 thành 3 nhóm như sau:

Thiết bị có công suất lớn nhất là Pmáy doa= 14 kW

Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn ½ Pmáy doa : n1 = 6

công suất của 4 thiết bị có P>= ½ Pmấy doa : P1= ∑

Dựa vào bảng 3-2 tài liệu cung cấp điện tác giả Nguyễn Công Hiền và kết quả tính nhq và

ksd ta lấy hệ số cực đại Kmax=2,4

3.1.3 Tính toán cho nhóm III: tương tự 2 nhóm trên.

3.1.4 Phụ tải chiếu sáng phân xưởng cơ khí 1:

n

n1

P

P1

Để sơ bộ xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng người ta dùng phương phápsuất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích

Tương tự như tính cho phân xưởng cơ khí 1 tính toán cho các phân xưởng còn lại ta đượcbảng sau:

Stt Tên phân xưởng Ptt(kw) Qtt(kw) Stt(kVA) Itt(A) p 0 (w/m2)

4 Tính toán cho nhà máy.

*)công suất tác dụng nhà máy: Pttnm=Kđt Pttpxi

+Q2 ttNM

=√2,252+1,6542 = 2,79 (MVA)

*) dòng điện tính toán toàn nhà máy: Ittnm= Udm √ 3 Sttnm = 0,38 √ 32,79 =4,24(kA)

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN

CHO NHÀ MÁY

I 1.1.Sơ đồ cung cấp điện phần bên ngoài nhà máy :

Hệ thống cung cấp bên ngoài nhà máy bao gồm đường dây,trạm biến áp hệ thống đểđầu vào của TBA xí nghiệp

Nhà máy cơ khí được cung cấp điện từ nguồn điện cao áp 22 (KV) phụ tải tính toáncủa nhà máy là 3,14 (MVA)

Hộ phụ tải toàn nhà máy được xếp vào loại I vì có nhiều phân xưởng được xếp vào hộđó.Do đó ta thiết kế sơ đồ cung cấp điện từ nguồn tới trạm biến áp nhà máy bằng 2 đườngdây trên không 22 (KV) lộ đơn,mỗi lộ đơn nối từ nguồn riêng N1 và N2

Ở đây chế độ làm việc bình thường ,cả hai đường dây đều mang tải khi có sự cố trênmột đường dây thì đường dây đó cắt ra và đường dây còn lại sẽ mang tải cho nhà máy ,dovậy tính liên tục cung cấp điện được nâng cao

I 1.2 Sơ đồ cung cấp điện nội bộ nhà máy :

Sơ đồ cung cấp điện nội bộ trong nhà máy đảm bảo viêc phân phối điện bên tronglãnh thổ nhà máy kể từ trạm biến áp chính đến cá thiết bị dùng điện vì số nhánh của mạnglớn ,đường dây tổng cộng dài ,số thiết bị điện nhiều nên cần lựa chọn sơ đồ sao cho tính

an toàn cung cấp điện cao và thõa mãn 2 chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế

Các phân xưởng thuộc cơ khí được bố trí khá đồng đều trên mặt bằng sản xuất vớidiện tích rộng Xây dựng trạm hạ áp từ 22 (KV) xuống 0,4 (KV) dặt tại một vị trí hợp lýtrong mặt bằng nhà máy sau đó từ hệ thống thanh cái phân phối hạ áp TBA xuất tuyếncho các đường cáp cấp điện cho các phân xưởng

Sơ đồ CCĐ từ TBA nhà máy tới tủ phân phối đặt trong các phân xưởng được thựchiện sơ đồ mang hình tia có những ưu điểm sau :

- Độ an toàn,tin cậy và tính liên tục CCĐ cao

- Bảo vệ đơn giản,chọn lọc

- Thuận lợi cho tự động hóa

- Thi công lắp đặt ,vận hành đơn giản và thuận tiện khi sữa chữa.

I.2.Chọn vị trí, dung lượng,số lượng biến áp.

Đối với mỗi một nhà máy ta phải xác định được phương án TBA hợp lý nhất,điều nàyphụ thuộc các đặc điểm riêng của nhà máy,giá trị tính toán phụ tải,loại hộ tiêu thụ,sơ đồmặt bằng nhà máy ,khả năng cung cấp ngoài và hiện trạng lưới điện khu vực

Thiết kế TBA là tổng hợp các công việc từ tính lựa chọn vị trí đặt trạm,công suất mỗitrạm,số biến áp trong trạm ,sơ đồ nối dây cao áp,sơ đò nối dây và liên tục hạ áp,đo lường

và bảo vệ trạm biến áp Phương án thiết kế TBA không hợp lý có ảnh hưởng xấu đến cácchỉ tiêu kinh tế_kỹ thuật của hệ thống CCĐ

*)Chọn vị trí đặt trạm biến áp :

việc xác định đúng đắn vị trí đặt trạm biến áp nhà máy sẽ tạo điều kiện cho sơ đồ đi dâyCCĐ hợp lý,đồng thời giảm được tổn thất

Vị trí đặt trạm được xác định :

- Gần trung tâm phụ tải chính của đường dây

- Thuận lợi cho nguồn tới ( nguồn)

- Thuận lợi đi dây tới phân xưởng

- Thuận lợi thi công xây lắp sữa chữa,vận hành ,thay thế và có khả năng khải triểncông suất nhà máy nếu có nhu cầu

- Không ảnh hưởng đến các công trình khác

- Tránh bụi,khói,hay các tác động khác

- Có thể phải đề cập đến an ninh quốc phòng nếu cần thiết

I 3 Tính toán xác định biểu đồ phụ tải.

- Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi xí nghiệp là một vấn đề quantrọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cao, đảm bảođược chi phí hàng năm nhỏ Để xác định được vị trí đặt các trạm biến áp ta xây dựng biểu

đồ phụ tải trên mặt bằng tổng của xí nghiệp

- Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phânxưởng theo một tỉ lệ lựa chọn.

- Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải trùng vớitâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng có thể coi phụ tải của phân xưởng đồng đềutheo diện tích phân xưởng

- Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt tương ứng với phụtải động lực và phụ tải chiếu sáng

Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp phân phối, trạm biến áp phânxưởng

Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị min :

∑P i l i→min

Trong đó Pi, li là công suất tiêu thụ và khoảng cách từ thiết bị thứ i tới tâm

Để xác định tâm phụ tải điện ta dùng công thức :

Trong đó : x0, y0, z0 - toạ độ tâm phụ tải

xi , yi ,zi - toạ độ phụ tải thứ i

Si là công suất phụ tải thứ iTrong thực tế người ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0Chọn tỉ lệ xích m=1 kVA/mm2 , từ đó tìm được bán kính của biểu đồ phụ tải:

Góc phụ tải chiếu sáng.

Phụ tải động lực

cs

Tính toán biểu đồ phụ tải phân xưởng ta được bảng sau :

Stt Tên phân xưởng Pcs (kw) Stt

 Trạm phân phối trung tâm

Trạm phân phối trung tâm làm nhiệm vụ nhận điện từ đường dây 22 kv cung cấpcho các trạm biến áp phân xưởng

- Vị trí xây dựng trạm được chọn theo nguyên tắc chung sau:

+ Gần tâm phụ tải điện

+ Thuận lợi cho giao thông đi lại và mỹ quan

Trạm biến áp đặt vào tâm phụ tải điện, như vậy độ dài mạng phân phối cao áp, hạ

áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện đảm bảo hơn

Căn cứ công thức xác định tâm toạ độ phụ tải

Trong đó : Si PTTT toàn phần của phân xưởng thứ i

Ta có :

Như vậy trạm biến áp phân xưởng được đặt tại điểm M trên biểu đồ phụ tải có toạ

độ : M ( XM ; YM ) = M ( 101,92 ;181,4 ).trên thực tế để phù hợp với mĩ quan ta có thể

dịch chuyển trạm biến áp lại gần vị trí nhà kiểm nghiệm hơn một chút Dể thuận tiện chogiao thông ,mĩ quan Vì ở đây chúng ta được cung cấp một điện áp là 22kv nên khôngcần đến trạm biến áp trung gian

II XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG MBA

1.Yêu cầu chung.

* Dung lượng các máy biến áp được chọn theo điều kiện:

n.khc.SđmB ¿ Stt

Trong đó:

- n là số MBA trong trạm biến áp

- khc là hệ số hiệu chỉnh tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường lắp đặt khác vớinhiệt độ do nhà chế tạo quy định

- Stt là công suất tính toán của trạm

- SđmB là công suất định mức của MBA

* Điều kiện kiểm tra:

kqtsc khc SđmB ¿ Sttsc

Trong đó:

quá tải không quá 5 ngày đêm; mỗi ngày đêm tổng số giờ quá tải không quá 6h, trước khiquá tải MBA vận hành với hệ số quá tải kqt ¿ 0,75

khi đã loại bỏ những phụ tải không quan trọng đi ( phụ tải loại 3 thậm chí phụ tải loại 2) Thông thường Sttsc = (0,7 ¿ 0,8) Stt , ở đây lấy:

Sttsc = 0,7 Stt

Khi chọn MBA cũng phải hạn chế chủng loại của MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, thay thế, vận hành, sửa chữa và kiểm tra

định kỳ Ta chọn MBA do ĐÔNG ANH chế tạo sản xuất tại Việt Nam nên không cần phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ.

Trong nhà máy có nhiều phụ tải loại 1 và phụ tải loại 2,để đảm bảo tính tin cậy,an toàn cho nhà máy nên chọn một trong hai phương án cấp điện là :

Phuong án I : hai MBA làm việc song song

+) MBA 1 cấp điện cho các xưởng :trạn bơm,rèn dập, đúc thép ,lắp ráp,kho vật tư, nhà hành chính,gara và bảo vệ

+) MBA 2 cấp điện cho các xưởng :cơ khí 1,cơ khí 2 ,cơ điện,mộc mẫu,kiểm nghiệm,kho sản phẩm

Trong trường hợp xẩy ra sự cố ở 1 MBA thì sẽ cắt toàn bộ phụ tải loại 2 ra và một trạm BA còn lại sẽ chỉ cấp điện cho phụ tải loại 1

Phương án II : 4mba làm việc song song nếu sẩy ra sự cố một trong bốn máy,3 máy còn lại sẽ cấp điện cho các hộ phụ tải loại 1

+) mba1 cấp điện cho :trạm bơm,rèn dập,đúc thép

+) mba2 cấp cho : cơ khí 1,cơ khí 2,cơ điện, mộc mẫu+) mba3 cấp cho : lắp ráp,đúc gang, kho vật tư,nhà hành chính

+) mba4 cấp cho : kiểm nghiệm, kho sản phẩm

2.Tính toán cụ thể cho từng phương án.

2.1.1 Phương án I.

phương pháp chọn MBA như sau : n.Sđmba≥ Spttt

kpt.Sđmba ≥Si

Si: là tổng công suất của các hộ phụ tải được cấp điện khi có sự cố

Kpt : là hệ số quá tải MBA ở đây ta lấy là 1,4

Trong trường hợp dung n MBA thì khi: Si≤50%)Spttt chọn Sdmba≥1/2Spttt

*) tính toán mba:

-) Mba1:

Tổng công suất phải cung cấp của mab: S = 1636,92 (kVA)

Công suất tác dụng tổn hao của mba :

∆ P = ∆ P0 +( Sba S )2

.∆ Pn = 2,72 +( 1636,922000 .)2

18,8 = 15,31 (kVA)Công suất phản kháng tổn hao của mba:

∆ Q= ((i0%) + Un%).( Sba S )2)Sba100 =( 0,96 + 6.( 1636,922000 .)2 ).2000100 = 98,4 (kVAr)Vậy tổn hao công suất mba :

∆S1 = √∆ P2

+∆ Q2 = √15,312

+98,42 =99,58 (kVA)-) mba2 :

Tổng công suất phải cung cấp : S= 1596,08 (kVA)

Công suất tác dụng tổn hao :

∆ P = ∆ P0 +( Sba S )2

.∆ Pn = 2,72 +( 1596,082000 )2.18,8 = 14,70 (kVA)Công suất phản kháng tổn hao :

∆ Q= ((i0%) + Un%).( Sba S )2)Sba100 = ((0,96 + 6.( 1596,082000 )2)2000100 = 96 (kVAr)

Vậy công suất tổn hao mba2 :

Tổng công suất tổn hao của phương pháp :

∆ Spp = ∆S1 + ∆S2 = 98,58 +97,12 = 195,70 (kVA)

2.1.2 tính toán cho phương án 2.

Trong nhóm 1 do mba1 cấp điện có : S∑1 = 716 (kVA)

Tổng công suất hộ phụ tải loại 1 là : S* = 670,17 (kVA)

Trong nhóm 2 do mba2 cấp điện có : S∑2 = 981,59 (kVA)

Tổng công suất hộ phụ tải loại 1 là : S* = 410,46 (kVA)

Trong nhóm 3 do mba3 cấp điện có : S∑3 = 920,92 (kVA)

Tổng công suất hộ phụ tải loại 1 là : S* = 553,12 (kVA)

Trong nhóm 4 do mba4 cấp điện có : S∑4 = 245,84 (kVA)

Tổng công suất hộ phụ tải loại 1 là : S* = 214,67 (kVA)

Tương tự với điều kiện chọn máy ở phương án 1 ta chọ các mba lần lượt là:

lượng

Sđm

(kVA)

Khối lượng(kg)

+) mba1 :

Tổng công suất phải cung cấp của mab: S = 716 (kVA)

Công suất tác dụng tổn hao của mba :

∆ P = ∆ P0 +( Sba S )2.∆ Pn = 1,57 +( 1000716 .)2 9,5 = 6,44 (kVA)Công suất phản kháng tổn hao của mba:

∆ Q= ((i0%) + Un%).( Sba S )2)Sba100 =( 1,3 + 5.( 1000716 .)2 ).1000100 = 38,635 (kVAr)Vậy tổn hao công suất mba :

∆S1 = √∆ P2+∆ Q2 = √6,442+38,6352 =39,17 (kVA)Tính toán tương tự ta có tổn hao 2mba còn lại là:

∆S2 = 61,93 (kVA)

∆S3 = 58,9 (kVA)

∆S4 = 30,32 (kVA)

Vậy tổng tổn hao của phương pháp là : ∆S = ∆S1+ ∆S2+ ∆S3 + ∆S4 = 190,32(kVA)

Tương tự với các mba còn lại ta có;

572nghin nhưng xét điến khả năng cung cấp điện an toàn và tin cập tính đến khả năng phát triển sản xuất trong 2 đến 3 năm tới Ta chọn phương án 1 để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện hơn

III LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY

Các kiểu sơ đồ cung cấp điện sử dụng trong phân xưởng.

Có các kiểu sơ đồ chính sau

a Sơ đồ hình tia H-6-1&H-6-2.

Kiểu sơ đồ tia mạng cáp , các thiết bị dùng điện được cung cấp trực tiếp từ các tủđộng lực hoặc từ các tủ phân phối bằng các đường cáp độc lập Kiểu sơ đồ cung cấp này

có độ tin cậy cung cấp điện cao nhưng chi phí đầu tư lớn, thường được dùng cho các hộ

có yêu cầu cao về liên tục cung cấp điện (hộ loại I hoặc loại II)

b Sơ đồ đi dây chính (phân nhánh).

*H-6-3:Là kiểu sơ đồ phân nhánh dạng cáp ,các tủ động lực được cung cấp từ tủphối bằng các đường cáp chính, các đường này cùng một lúc cung cấp điện cho nhiều tủđộng lực, còn các thiết bị cũng nhận điện từ các tủ động lực Nhưng các đường cáp cùngmột lúc cấp tới một vài thiết bị Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp chủng loại cáp cũng

it Nó thích hợp với các phân xưởng của phụ tải loại III

*H-6-4: là kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây (đường dây trục chính nằmtrong nhà).Từ tủ phân phối cấp điện đến các đường dây trục chính (cụ thể là cáp một sợihoặc dây trần được gá trên các subuli đặt dọc tường nhà xưởng hay nơi có nhiều thiếtbị).Từ các đường trục chính được nối bằng cáp riêng đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết

bị Loại sơ đồ này thuận tiện cho việc lắp đặt ,tiết kiệm cáp nhưng không đảm bảo được

độ tin cậy cung cấp điện, dễ gây sự cố

có xà sứ (các đường dây nhánh có thể chỉ gồm 2 dây hoặc 4 dây ) Từ các đường nhánh

sẽ được chích đấu đến các phụ tải bằng các đường cáp riêng kiểu sơ đồ này chỉ thích ứngkhi phụ tải không phân tán, công suất nhỏ và thường bố trí ngoài trời Kiểu sơ đồ này chiphí thấp đồng thời độ tin cậy cung cấp điện cũng thấp, dùng cho hộ phụ tải loại III

TPP

c Kiểu sơ đồ cung cấp điện bằng thanh dẫn (thanh cái ).

Từ tủ phân phối có các đường cáp điện đến các bộ thanh dẫn Các bộ thanh dẫn nàythường được gá trên tường nhà xưởng hoặc thậm chí trên nóc dọc theo các dảy thiết bị cócông suất lớn từ bộ thanh dẫn này sẽ nối bằng đường cáp mềm đến từng thiết bị hoặctừng nhóm thiết bị

Ưu điểm: lắp đặt và thi công nhanh , giảm tổn thất công suất và điện áp nhưng đòi

hỏi chi phí cao, thường dùng cho các bộ phụ tải khi công suất lớn và tập trung cao

d Kiểu sơ đồ hỗn hợp mạng cáp.

Trong thực tế lắp đặt ,để giảm chi phí đầu tư mà vẫn đảm bảo yêu cầu cung cấpđiện cho các hộ phụ tải thông thường người ta chọn sơ đồ cung cấp điện kiểu hỗn