Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng Cơ khí 1 và toàn bộ nhà máy Cơ khí

Công nghiệp điện lực giữ vai trò rất quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước yêu cầu về sử dụng điện và thiết bị điện ngày càng tăng, việc trang bị những hệ thống của cấp điện nhằm phục vụ nhu cầu sinh hoạt của con người, cung cấp điện năng cho những thiết bị của khu vực kinh tế, các khu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết. Để xây dựng một nhà máy, một khu công nghiệp hay một khu dân cư mới, thì việc không thể thiếu là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất của khu vực đó. Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì nghành công nghiệp là nghành chủ chốt cần đầu tư và phát triển. Các nhà máy, các xí nghiệp không ngừng xây dựng gắn liền với công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế và xây dựng.

LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

.

.

.

.

.

.

.

.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

lớp: Cao đẳng KT Điện K39B

Giáo viên hướng dẫn: LÊ KẾ CHINH

I ĐỀ.TÀI: Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng Cơ khí 1 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

- Số liệu nguồn Uđm = 22 kV; SNM = 200 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 mạng điện cho Phân xưởng và toàn Nhà máy

5 Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện

6 Tính toán tụ bù để nâng cao hệ số công suất toàn nhà máy lên 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

BẢNG 1: SỐ LIỆU PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG NHÀ MÁY CƠ KHÍ (tỷ lệ 1/1000 )

KHO SẢN PHẨM

PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

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

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghiệp điện lực giữ vai trò rất quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước yêu cầu về sử dụng điện và thiết bị điện ngày càng tăng, việc trang bị những hệ thống củacấp điện nhằm phục vụ nhu cầu sinh hoạt của con người, cung cấp điện năng cho những thiết bị của khu vực kinh tế, các khu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết

Để xây dựng một nhà máy, một khu công nghiệp hay một khu dân cư mới, thì việckhông thể thiếu là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sinhhoạt và sản xuất của khu vực đó

Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì nghành công nghiệp lànghành chủ chốt cần đầu tư và phát triển

Các nhà máy, các xí nghiệp không ngừng xây dựng gắn liền với công trình đó là hệthống cung cấp điện được thiết kế và xây dựng

Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó thì trong quá trình học môn học cung cấp điện đảđưa lại cho chúng em một lượng kiến thức thật rộng rãi và hệ thống cung cấp điện, ngoài

ra em còn được thử sức mình bằng đồ án cung cấp điện đó là bước ngoặt quan trọngtrong cả quảng thời gian học tập tại trường và sau này đi làm

Trong quá trình làm đồ án cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 1 và toàn bộ nhàmáy cơ khí đã có sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo bộ môn và đặcbiệt là thầy giáo hướng dẫn chính của em, thầy giáo: LÊ KẾ CHINH

Tuy với sự giúp đỡ tận tình đó nhưng em vẫn còn nhiều yếu kém và thiếu kinhnghiệm trong thực tế nên vẫn còn nhiều thiếu sót, mong thầy cô góp ý và cho em nhữnglời nhận xét chân thành nhất để bản thiết kế của em được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Vinh, ngày tháng năm 2016

Sinh Viên

HOÀNG BẢO QUỐC

CHƯƠNG I NHỮNG NÉT TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

1.1 KHÁI QUÁT VỀ CUNG CẤP ĐIỆN

Điện năng ngày càng đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống chúng ta Nó cónhững ưu điểm ảnh hưởng ảnh hưởng trực tiếp tới sinh hoạt và đời sống chúng ta, dạngnặng lượng có thể biến đổi một cách linh hoạt từ dạnh năng lượng này sang dạng nănglương khác, dễ truyền tải đi xa, hiệu suất cao Ngày nay điện được sử dụng rộng rãitrong mọi lĩnh vực, từ công nghiệp, dịnh vụ, Cho đến phục vụ trong sinh hoạt hàng ngàycủa mỗi gia đình của chúng ta

Điện năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết trong các lĩnh vực Khi xây dựngnhà máy mới, một khu công nghiệp mới, khu dân cư mới thì việc đầu tiên tính đến một

hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất sinh hoạt

Điện năng được sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau sau đó biến đổi và truyền đến các

hộ tiêu thụ với diện áp định mức và công suất định mức phù hợp với các thiết bị điện

Do đó thiết kế cung cấp điện là việc làm phức tạp Một công trình cung cấp điện dùnhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ các chuyên nghành, hiểu biết về một môitrường và các đối tượng cung cấp điện Nếu công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây làm ứđọng vốn đầu tư, công trình thiết kế sai gây hậu quả không lường trước được Côngnghiệp là nơi sản xuất ra một lượng hàng hóa có giá trị lớn trong kinh tế quốc dân vì vậy

hệ thống cung cấp điện cho các xí nghiệp, phân xưởng cơ khí rất quan trọng mang tínhchất sống còn đối với hoạt động của xí nghiệp hay của phân xưởng

Trong công cuộc CNH-HĐH đất nước nghành công nhiệp nước ta ngày một khởisướng, nhà máy xí nghiệp không ngừng được xây dựng Xuất phát từ thực tế đó thì cómột đội ngũ thiết kế các cung cấp điện một cách có bài bản và đúng cách, phù hợp vớicác tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành Có như thế thì chúng ta mới theo kịp với trình độ củacác nước

1.2: PHÂN TÍCH YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI

Thiết kế hệ thống cung cấp điện như một tổng thể và lựa chọn các phần tử của hệ

thống sao cho các phẩn tử này đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vận hành an toàn thực tế Muốnđạt được điều đó, người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện đúng công suất Trong đó

mục tiêu chính là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ điện năng chất lượng nằm trong phạm

vi cho phép

Một phương án cung cấp cấp điện được xem là hợp lí khi thõa mãn những yêu cầusau :

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy tính chất hộ tiêu thụ

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

- Đảm bảo chất lượng điện năng mà chủ yếu độ lệch và dao động điện trong phạm vi chophép

- Vốn đầu tư nhỏ, chi phí hàng năng thấp

- Thuận tiện cho cho công tác vận hành, sữa thay thế v.v

Những yêu cầu trên thường mâu thuẫn nhau, nên người thiết kế cần phải cân nhắc, kếthợp hài hòa tùy thuộc vào hoàn cảnh cụ thể

Ngoài ra, khi thiết kế cung cấp điện cũng cần chú ý đến điều kiện thuận lợi có nhu cầuphát triển phụ tải sau này, nhằm rút ngắn thời gian xây dựng…vv

1.3: PHÂN NHÓM PHỤ TẢI

1.3 1: Các phương pháp phân nhóm phụ tải

Khi bắt tay vào xác định PTTT thì công việc đầu tiên mà ta phải làm là phân nhómphụ tải Thông thường người ta sử dụng một trong hai phương pháp sau :

- Phân nhóm theo dây chuyền sản xuất và tính chất công việc :

Phương pháp này có ưu điểm là bảo đảm tính linh hoạt cao trong vận hành cũng nhưbảo trì, sữa chữa Chẳng hạn như khi nhà máy sản xuất dưới công suất thiết kế thì có thểcho ngừng làm việc một vài dây chuyền mà không làm ảnh hưởng tới hoạt động của cácdây chuyền khác, hoặc khi bảo trì, sửa chữa thì chỉ có thể cho ngừng hoạt động của từngdây chuyền riêng lẽ, Nhưng phương án này có một nhược điểm là : Sơ đồ phức tạp, chiphí láp đặt khá cao do có thể thiết bị trong cùng một nhóm lại không nằm gần nhau chonên tăng chi phí đầu tư về dây dẫn, ngoài ra đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững quytrình công nghệ của nhà máy

- Phân nhóm theo vị trí mặt bằng :

Phương pháp này có ưu điểm thiết kế thi công, chi phí lắp đặt thấp Nhưng cũng cónhược điểm là kém linh hoạt khi vận hành sữa chữa so với phương pháp thứ nhất

Do vậy tùy theo điều kiện thực tế mà người thiết kế lựa chọn phương án nào cho hợplý.

1.3.2 Phân chia nhóm phụ tải cho các phân xưởng cơ khí và của toàn bộ nhà máy cơ khí

Ở đây, chúng ta sẽ lựa chọn phương án phân nhóm theo phương án 1, tức là phânnhóm theo vị trí trên mặt bằng

Dựa vào sơ đồ bố trí trên mặt bằng, và số lượng của các thiết bị tiêu thụ chúng ta sẽphân thành các nhóm gồm các thiết bị sau :

Nhóm I : 1,2,3,4,5,6,9,14,15Nhóm II : 7,8,13,16,18,19,22Nhóm III : 10,11,12,17,20,21,23

1.4 : Xác định tâm phụ tải :

1.4.2 : Mục đích

Xác định tâm phụ tải là nhằm xắc định vị trí hợp lí để đặt các tủ phân phối (hoặc tủđộng lực) Vì khi đặt tủ phân phối (hoặc động lực) tại vị trí đó thì ta thực hiện được việccung cấp điện với điện áp tổn thất và tổn thất công suất nhỏ, chi phí vào loại hợp lí nhất.Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí cuối cùng còn phụ thuộc vào yếu tố khác như : đảm bảotính mỹ quan, tính thuận tiện và an toàn trong thao tác

Ta có thể xác định tâm phụ tải cho nhóm thiết bị (để định vị trí đặt tủ động lực củamột phân xưởng, vài phân xưởng hoặc toàn bộ nhà máy (để xác định vị trí tủ phân phối)nhưng để đơn giản công việc tính toán thì ta cần xác định tâm phụ tải cho các vị trí đặt tủphân phối Còn vị trí đặt tủ động lực cần xác một vị trí tương đối bằng ước lượng sao cho

và đầu tiên gần các động cơ có công suất lớn

Trong đó : X, Y là hoành độ và tung độ của tâm phụ tải (so với gốc chuẩn)

X i , Y i là hoành độ và tung độ của thiết bị thứ i (so với gốc chuẩn)

P dmi là công suất định mức của thiết bị thứ i

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG

Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, phân xưởng, xí nghiệp, hộ tiêu thụ thì

một trong những công việc rất quan trọng mà ta phải làm đó là: Tiến hành xác định phụtải tính toán cho nhà máy hay phân xưởng đó

- Phụ tải tính toán (PTTT): Phụ tải tính toán toán theo điều kiện phát nóng là phụ tảigiả thiết (không đổi) lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện tương đươngvới phụ tải thực tế (biến đổi) theo điều kiện tắc dụng nhiệt nặng nề nhất Nói cách khácphụ tải tính toán cũng làm dây dẫn nóng tới nhiệt độ bằng với nhiệt độ lớn nhất do phụ tảitính toán gây ra Do vậy, về phương diện phát nóng nếu ta chọn thiết bị điện theo điềukiện tính toán có thể đảm bảo an toàn cho thiết bị đó trong một trạng thái vận hành bìnhthường

2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Xác định phụ tải tính toán là một công đoạn rất quan trọng trong thiết kế cung cấpđiện, nhằm làm cơ sở lựa chọn dây dẫn và các thiết bị của lưới điện cho phụ hợp vớimạng điện

- Hệ số sử dụng K sd : Là tỉ số của phụ tải tính toán trung bình với công suất đặt(công sất định mức) của thiết bị trong một khoảng thời gian khảo sát (giờ, ca hoặc ngàyđêm, )

+ Đối với thiết bị : K sd =

- Hệ số đồng thời K đt : Là tỉ số giữa công suất tác dụng tính toán cực đại tại nơi khảosát của hệ thống cung cấp điện với tổng công suất tác dụng tính toán cực đại của cácnhóm hộ tiêu thụ riêng biệt (hoặc các nhóm thiết bị) nối vào nút đó :

- Số thiết bị hiệu quả n hq :

Giả thiết cho một nhóm n thiết bị có công suất làm việc khác nhau khi đó ta định nghĩa

n hq là một quy đổi gồm có n thiết bị có công suất định mức với chế độ làm việc nhưnhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng với phụ tải tiêu thụ chất mà thiết bị tiêu thụ trên

Thông thường những phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện lại cho kết quảkhông thật chín xác, còn muốn chính xác cao thì phải tính toán phức tạp Do vây tùy theotùy theo giai đoạn thiết kế thi công và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán chophù hợp.

Nguyên tắc chung để tính PTTT của hệ thống là tính từ thiết bị điện ngược trở vềnguồn, tức là được tính từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện, và ta chỉ cầntính toán tại các điểm nút của hệ thống

* Mục đích của việc tính toán phụ tải tại các điểm nút nhằm :

- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp từ 1000V trở lên

- Chọn số lượng và công suất của biến áp

- Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối

- Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PTTT THƯỜNG DÙNG

2.3.1 Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm

Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải không đổi hoặc thay đổi ít, phụ tải tính toánlấy bằng giá trị trung bình của phụ tải lớn nhất đó Hệ số đóng điện của các hộ phụ tảinày lấy bằng 1, còn hệ số phụ tải thay đổi rất ít

Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế không thay đổi, phương trình tínhtoán bằng phụ tải trung bình và được tính theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vịsản phẩm khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất trong một đơn vị thời gian

p tt=P ca=

Mca ƯWo Tca (3.27)

Trong đó : M ca - Số lượng sản xuất trong một ca

T ca- thời gian của ca phụ tải lớn nhất, [h]

W o - suất tiêu hao diện năng cho một đơn vị sản phẩm : kwh/ một đơn vịsản phẩm Khi biết w o và tổng sản phẩm sản xuất trong cả năm M của phân xưởng hayxưởng công nghiệp, phụ tải tính toán sẽ là :

P tt =

M ƯW o

Tmax (3.28)

T max - Thời gian sử dụng công suất lớn nhất, giờ[h] Suất tiêu hao điện năngcủa từng dạng sản phẩm cho trong các tài liệu cẩm nang tra cứu.

2.3.2 Xác định pttt theo suất phụ tải trên một đơn vị sản xuất.

Công thức tính : P tt = P o F

Ở đây F- diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m 2 )

P o -suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất 1m 2 đơn vị (kw/m 2 )

Suất pttt trên một đơn vị sản xuất phụ thuộc vào dạng sản xuất

và được phân tích theo số lượng thống kê

Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, Nó được dùng tính phụ tải phân xưởng cómật độ máy móc phân bố tương đối đều

2.4.3 Xác định pttt theo công suất đặt và hệ số nhu cầu K nc :

PTTT của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tính theo biểu thức :

Tg ϕ _ứng với cos ϕ , đặc trưng cho các nhóm thiết bị trong các tài liệu tra cứu ở cẩmnang, Nếu cos ϕ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số côngsuất trung bình theo công thức :

Cos ϕ =

p1cos ϕ1+p2cos ϕ2+ + pn cos ϕ n

p1+p2+ .+ pn Phụ tải tính toán ở điểm nút của hệ thống cung cấp điện (phân xưởng, tòa nhà, xínghiệp) được xác định tổng pttt của các nhóm thiết bị nối đến nút này có kể đến hệ sốđồng thời, tức là :

- tổng phụ tải phản kháng tính toán của các nhóm thiết bị.

Kdt - Hệ số đồng thời, nó nằm trong giới hạn (0,85-1)

Phương pháp tinh pttt theo hệ số nhu cầu có ưu điểm đơn giản, tính toán thuận lợi, nên

nó là phương pháp thường dùng Nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác vìKnc tra ở sổ tay, thực tế là số liệu phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trongnhóm này (mà sổ tay thường không tính đến các yếu tố này)

Thật vậy ta có thể thấy rõ điều này qua biểu thức :

2.4.4 Xác định PTTT theo hệ số cực đại K max và công suất trung bình P tb

(Còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq hay phương pháp sắp xếp biểu đồ) Phương pháp này cho kết quả chính xác, vì khi tính số thiết bị hiệu quả nhq chúng ta

đã xét tới hàng loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng của số lượng thiệt

bị có công suât lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng Do đó khicần năng cao chất lượng độ chính xác của PTTT, hoặc thì không có số liệu cần thiết để ápdụng các phương pháp trên thì ta nên dùng phương pháp này :

Công thức tính toán :

Ptt = Kmax.Ksd.Pdm

Hay Ptt = Knc.Pdm

Trong đó : Pdm – công suất định mức của thiết bị trong nhóm thiết bị (kw)

Ptb – công suất trung bình của thiết bị trong nhóm thiết bị (kw)

* Nếu các thiết bị tiêu thụ của nhóm đều có công suất định mức như nhau:

Trình tự phương pháp đơn giản hóa như sau:

- Chọn những thiết bị có công suất lớn mà công suất định mức của mỗi thiết bị bằnghoặc lớn hơn 50% công suất của thiết bị có công suất lớn nhất

- Tính n và n1, trong đó n là thiết bị của cả nhóm,n1 là số thiết bị có công suất khôngnhỏ hơn một nữa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm

- Tính toán nhq= nhq*.n

Các bước tính toán:

-Tính toán số thiết bị hiệu quả theo công thức (2.6)

- Tính hệ số của nhóm thiết bị theo công thức (2.3).

Trong đó Ptb và Qtb là công suất tác dụng và công suất phản kháng trung bình cua nhóm Ptb = Kmax.Pdm

nhất trong nhóm khởi động, còn các thiết bị khác làm việc bình thường Do đó dòng đỉnhnhọn được tính theo công thức:

Idn= Ikd= Kmm.Idm (Đối với một thiết bị)

Idn= Ikdmax+Itt-Ksd.Idmmax (đối với một nhóm thiết bị)

Trong đó : Kmm hệ số mở máy :

+ Với động cơ KĐB rôto lồng sóc Kmm = 5 ¿ 7

+ Động cơ DC hoặc KĐB rôto dây quấn Kmm = 2,5

+ Đối với MBA và lò hồ quang thì K ¿ 3

- Ikdmax và Ksd là dòng khởi động và hệ số sử dụng cua thiết bị có dòng khởi động lớnnhất trong nhóm

- Itt là dòng tính toán trong nhóm : Itt =

S tt

√3.U dm (3.42)

Trong đồ án này ngoài phụ tải 3 pha còn có phụ tải 1 pha và phụ tải làm việc với chế độngắn hạn Ta phải tiến hành quy đổi thiết bị làm việc ngắn hạn về dài hạn và 3 pha làmviệc

- Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại (như cầu trục, máy hàn v.v )khi tính toán phụ tải điện của chúng, ta phải quy đổi về công suất định mức ở chế độlàm việc dài hạn

Có nghĩa là quy đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện ε% = 100% Công thứcquy đổi như sau:

+ Đối với động cơ: P' đm = Pđm. √ ε%

+ Đối với máy biến áp hàn làm việc ở điện áp dây: P'đm = Sđm 3.cos ϕ √ ε%

P'đm = Sđm 3cos ϕ √ ε% = 20 3.0,63. 0,35 = 13( kW)

2.4 DỰ BÁO PHỤ TẢI ĐIỆN

Dự báo sự phát triển phụ tải điện trong tương lai là một nhiệm vụ rất quan trọng củangười quy hoạch và người thiết kế cung cấp điện Chúng ta biết rằng nhu cầu tiêu dùngđiện năng phù thuộc vào trình độ phát triển nền kinh tế quốc dân Vì thế dự báo phát triểnphụ tải là một bộ phận dự báo phát triển kinh tế và khoa học kỹ thuật

Ngày nay, dự báo là một môn khoa học Chúng ta cần nghiên cứu những phươngpháp luận khoa học dự báo tương đối chính xác Nếu chúng ta dự báo phụ tải quá thừa so

với nhu cầu thì dẫn đến việc huy động vốn đầu tư để xây dựng nhiều nguồn phát đện,nhưng thực tế không dụng hết công suất của chúng do đó gây lãng phí Nếu dự báo phụtải điện của chúng ta quá nhỏ so với nhu cầu thực tế thì dẫn tới tình trạng thiếu nguồnđiện, ảnh hưởng tới sự phát triển của nền kinh tế quốc dân.

Thông thường, có ba dự báo chủ yếu: dự báo tầm ngắn khoảng 1 ¿ 2 năm, dự báotầm vừa khoảng 3 ¿ 10 năm và dự báo tầm xa khoảng 10 ¿ 20 năm và có khi dài hơnnữa Tầm dự báo càng ngắn thì độ chính xác đòi hỏi càng cao Các dự báo tầm ngắn sai

số cho phép khoảng 5 ¿ 10 00 ,tầm vừa và dài sai số cho phép 10 ¿ 20 00 Đối vớimột số dự báo tầm xa có tính chiến lược thì nêu lên lên xu hướng phát triển chủ yếu màkhông yêu cầu xác định chỉ tiêu cụ thể Ngoài ra, còn còn gặp dự báo điều độ, tầm dựbáo khoảng vài giờ, vài ngày, vài tuần lễ phục vụ cho công tác vận hành xí nghiệp, các hệthống điiện, sai số vào khoảng 3 ¿ 5 00

Ngày nay, cố nhiều phương pháp dự báo nhu cầu điện năng như phương pháp hệ sốvượt trước, phương pháp tính trực tiếp, phương pháp ngoại vi theo thời gian, phươngpháp tương quan, phương pháp chuyên gia…

Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng có khí

- Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việckhác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm các thiết

bị điện Việc phân nhóm phải tuân theo các nguyên tắc sau:

Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây

hạ áp Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áptrong phân xưởng

Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụ tảitính toán được chính xác hơn và thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điệncho nhóm

Tổng công suất của các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cầndùng trong phân xưởng và toàn nhà máy Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quánhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường  (812)

Dựa vào nguyên tắc phân nhóm điện ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của cácthiết bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể ta chia các thiết bị trong phân xưởngthành các nhóm thiết bị phụ tải như sau:

1 - Phân nhóm các thiết bị trong Phân xưởng cơ khí

Bảng 2 -1: Phân nhóm các thiết bị trong Phân xưởng cơ khí

-Dòng điện mở máy: I kd=K mm I dm ,chọn K mm = 6 , (A)

STT Tên thiết bị hiệuKý Số lượng Côngsuất

+ thiết bị có công suất định mức lớn nhất: P dm max = 15( kW).

+ thiết bị có công suất định mức nhỏ nhất: P dm min = 4.5( kW).

Iđn = Ikd(max) + Itt - Ksd Iđmmax

⇒ Iđn = 256,7 (A)

Trong đó :

Ikd( max) - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm

Bảng tính toán cho các nhóm máy P.X cơ khí

Nhóm Pđmnh costbnh Ksdnh kmaxnh Pttnh Qttnh Sttnh Itt

Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí

Công suất chiếu sáng được xác định theo công thức:

Pttcs = p0.F

Trong đó :

p0: Suất chiếu sáng Tra theo bảng

F: là diện tích phân xưởng

Trong phân xưởng xửa chữa cơ khí hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt,với phânxưởng sửa chữa cơ khí ta có p0=15W/m2

⇒ Pttcs =p0.F =15.24.15 = 5,4 (kW)

Qttcs =Pttcs.tgφcs=0 (đèn sợi đốt cosφcs=1)

Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí

 Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức sau :

S I

P

S 0.9

4 - TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA TOÀN NHÀ MÁY.

*Xác dịnh phụ tải trong nhà máy

- Diện tích toàn nhà máy:

-Suất chiếu sáng ngoài phân xưởng là (0,15-0,22).ta chọn P 0 =0,22

- Công suất chiếu sáng ngoài phân xưởng của nhà máy :

P ngoàinm = Fnpx.p 0(ngoàipx ) 10 −3 = 30031.0,22 10 −3 = 6,6 (kW)

*Xác dịnh phụ tải trong nhà máy.

- Ta chọn hệ số đồng thời : K dt = 0,9

- Phụ tải tính toán tác dụng nhà máy :

P tdNm =

12 1

P

S 0,7

Sơ đồ nối dây của phân xưởng có 3 dạng cơ bản :

- Sơ đồ hình tia : dùng để cung cấp điện cho các phụ tải phân tán Từ thanh cái trạmbiên áp có các đường dây dẫn đến các tủ phân phối động lực Từ tủ phân phối động lực

có các đường dây dẫn đến phụ tải Loại sơ đồ này có độ tin cậy tương đối cao, thườngđược dùng trong các thiết bị phân tán trên diện tích rộng như phân xưởng cơ khí, lắp ráp,dệt v.v

- Sơ đồ nối dây phân nhánh : Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp , chủng loại cáp cũng

ít Nó thích hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố không đồng đều Nhượcđiểm là độ tin cậy cung cấp điện thấp thường dùng cho các hộ loại III

- Sơ đồ nối dây hỗn hợp : Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tuỳ theo các yêu cầuriêng của từng phụ tải hoặc của cấc nhóm phụ tải.

⇒ Từ những ưu khuyết điểm trên ta dùng sơ đồ hỗn hợp của hai dạng sơ đồ trên đểcấp điện cho phân xưởng, cụ thể là :

- Tủ phân phối của phân xưởng: Đặt 1 áptômát tổng phía từ trạm biến áp về và 3

áptômát nhánh cấp điện cho 3 tủ động lực

- Các tủ động lực: Mỗi tủ được cấp điện từ thanh góp tủ phân phối của phân xưởng

bằng một đường cáp ngầm hình tia, phía đầu vào đặt áptômát hoặc cầu dao và cầu chìlàm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng.Các nhánh ra cũng đặt các cầu dao, cầu chì nhánh để cung cấp trực tiếp cho các phụ tải,thường các tủ động lực có tối đa 8 - 12 đầu ra vì vậy đối với các nhóm có số máy lớn sẽnối chung các máy có công suất bé lại với nhau cùng một đầu ra của tủ động lực

- Trong một nhóm phụ tải : Các phụ tải có công suất lớn thì được cấp bằng đường cáp

hình tia còn các phụ tải có công suất bé và ở xa tủ động lực thì có thể gộp thành nhóm vàđược cung cấp bằng đường cáp trục chính

3 2 – CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ.

Qua phân tích ở trên đối với phân xưởng cơ khí ta dùng sơ đồ hổn hợp để cung cấpđiện cho phân xưởng :

Sơ đồ nguyên lý như hình kèm theo (A3)

3.2.1 Sơ đồ đi dây cung cấp điện phân xưởng cơ khí 1

Cấu trúc sơ đồ đi dây (sơ đồ lắp đặt các thiết bị mạng điện phân xưởng) được thiết kếnhư sau :

1 Tủ động lực được đặt tại vị trí thõa mãn các điều kiện sau :

- Càng gần TTPT của nhóm máy càng tốt

- Tiện lợi cho các hướng đi dây

- Tiện lợi cho thao tác vận hành,bảo dưỡng sửa chữa

2 Tủ phân phối trung gian được đặt tại vị trí thõa mãn các điều kiện sau :

- Gần TTPT của các tủ động lực

- Tiện lợi cho các hướng đi dây.

- Tiện lợi cho thao tác vận hành, bảo dưỡng sửa chữa

3 Đi dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối trung gian bằng cáp 3 pha bốn lõi bọc cáchđiện trong hào cáp (rãnh cáp) có nắp đậy bê tông, nếu phân xưởng lớn có thể dùng nhiềuđường cáp khi đó nên chia phân xưởng thành nhiều khu vực (hay những phân xưởng con)

để hiết kế cung cấp điện như một phân xưởng đã trình bày trên, vì dùng nhiều đường cápsong song cấp điện đến 1 tủ có nhiều nhược điểm trong quá trình vận hành

4 Đi dây từ tủ phân phối đến tủ động lực bằng cáp bọc cách điện đặt trong rãnhcáp.Xung quanh có nắp đậy bê tông xây dọc theo chân tường nhà xưởng

5 Đi dây từ tủ động lực tới các máy bằng cáp 3 pha 4 lõi bọc cách điện tăng cườngluồn trong ống thép (bảo vệ võ cáp) chôn ngầm dưới nền nhà xưởng khoảng 50cm, mỗinghạch đi dây không nên uốn góc 2 lần, góc uốn không nhỏ hơn 120 ο

Trường hợp trong nhóm có thiệt bị công suất nhỏ, ta có thể đi dây kiều hổn hợp Đầunối rẽ nhánh cho máy thứ 2 được thực hiện tại hộp nối dây của máy thứ nhất, không đượctrích ngang đường cáp

3.3 – CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

3.3.1 – Chọn dây chảy bảo vệ cho từng máy :

- Cầu chì là một thiềt bị bảo vệ đơn giản, rẻ tiền nhưng độ nhạy kém Nó chỉ tác độngkhi dòng điện lớn hơn định mức nhiều lần, chủ yếu là khi ngắn mạch

- Cầu chì được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và dòng điện cắt địnhmức Ngoài ra phải chú ý đặt cầu chì trong nhà hay ngoài trời

- Chọn dây chảy của cầu chì dựa vào các yêu cầu sau :

- Dây chảy phải không được chảy khi dòng cho phép lâu dài lớn nhất chạy qua, chophép quá tải ngắn hạn như khởi động động cơ

- Dây chảy phải chảy khi có dòng ngắn mạch chạy qua hoặc dòng quá tải lớn hơn giá trịcho phép

Các điều kiện chọn : { I dc ≥ I dmdc = P dmdc

Trong đó: Iđmdc : - dòng điện định mức của động cơ

Idc – dòng điện định mức của dây chảy cầu chì

α – hệ số phụ thuộc điều kiện khởi động

- Với động cơ mở máy không tải α = 2,5

- Với động cơ mở máy có tải α = 1,6  2,5

- Với máy hàn và lò hồ quang kmm >3

 Tính cho máy tiện

 Ta có + Iđmđc max = 3 cos

dmdc dm

P

U  = 16,6 (A)

 +

2,5

 Chọn loại cầu chi có Idcmax= 45 (A).ký hiệu là P_2

 Việc tính toán chọn dòng định mức của dây chảy cầu chì bảo vệ cho đườngcáp đến các máy còn lại trong phân xưởng tương tự như với máy tiện

 Dựa vào bảng 29.pl các thông số kĩ thuật của cầu chảy hạ áp (của TrầnDuy Khánh,NXB Khoa Học và Kĩ Thuật) để lựa chọn Idc cho cầu chì

 Thông số kỹ thuật của cầu chì điện áp thấp kiểu ống ∏¿¿ P-2 do liên xôchế tạo

STT Tên máy Ký hiệu Iđm (A) loại cầu chì Chọn

Idc (A)

3.3.2 - Chọn dây chảy cầu chì bảo vệ cho cáp đến từng nhóm máy:

Xét cho từng nhóm máy thì dây chảy cầu chì này được chọn theo các điều kiện sau

- IDC  Ittnh

- I DCnh≥

α

Trong đó: + α là hệ số phụ thuộc vào điều kiện khởi động

+ IDCnh  IDcimax

+ IDcimax – là dòng định mức của thiết bị có dòng mở máy lớn nhất trong nhóm:

nhất trong nhóm

I ttnh= P ttnh

√3 U dm cos ϕ tb (A)

Từ đó ta tiến hành chọn dòng định mức dây chảy cầu chì bảo vệ cáp cấp điện cho từngnhóm máy trong phân xưởng

√3 U dm cos ϕ tbi= 54(A) (1)

+ I mm(max ) = kmm.Iđmmax = 5.33,3 = 166,5 (A)(2)

Trị số dòng chảy cho nhóm I được lựa chọn xuất phát từ 3 điều kiện (1),(2),(3)

Chọn cầu chì có dòng chảy I DCnh =60 (A).ký hiệu P_2

Thông số kỹ thuật của cầu chì điện áp thấp kiểu ống ∏¿¿ P_2 do liên xô chế tạo

Các nhóm còn lại ta liệt kê trong bảng sau:

Nhómmáy

-Chọn dây chảy cho phụ tải chiếu sáng :

PcsNM= 6,6 (KW),lựa chọn cầu dao loại 5GS7151 cho hệ thống chiếu sáng của PX

Điều kiện chọn : IDCcs  Iđm = Itt = 10 (A)

Theo bảng 2.32 sách CCĐ chọn cầu chì loại HH – 40 có IDC = 10 (A)

3.3.3 Chọn dây dẫn cấp điện cho từng máy:

Để truyền cấp điện từ tủ động lực đến từng máy ta dùng dây điện có cách điện PVloại nữa mềm đặt cố định do CADIVI chế tạo, cáp hạ áp 3 lõi dồng đặt trong ống thép

Mã hiệu: CVV

Dây dẫn hạ áp được chọn theo dòng điện lâu dài cho phép, điều đó đảm bảo cho nhiệt độcủa dây dẫn không đạt tới nhiệt độ nguy hiểm cho cách điện của dây cũ vì thế lựa chọndây dẫn trong mạng điện hạ áp có liên quan chạt chẽ đến lựa chọn dây của cầu chì

Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng căn cứ vào các điều kiện sau:

Trong đó:

+ I cp : Là dòng cho phép của dây dẫn được chọn ở điều kiện quy chuẩn

+ I lvmax : dòng làm việc lâu dài lớn nhất của thiết bị, lấy bằng dòng định mức

I lvmax = I đm

+ I đm : là dòng định mức của dây chảy bảo vệ cho thiết bị

+ K i : Hệ số xét đến nhiệt độ môi trường lắp đặt dây dẫn khác với nhiệt độ dâydẫn ở nước ta, nhiệt độ quay chuẩn được lấy như sau:

Cáp, dây dẫn đặt trong không khí : t T /c o = + 25 o C.

Cáp, dây dẫn đặt trong đất: t T /c o = + 15 o C

Vì dây dẫn cấp điện cho từng máy được đặt trong ống thép và chôn dưới đất nên nhiệt

độ môi trường đặt dây là t o = 20 o C, do vậy K 1 = 0,96 (tra bảng 2-57, trang 655sách cung cấp điện của: Nguyễn Xuân Phú)

Riêng với quạt mát trong phân xưởng, do yêu cầu làm việc cần phải di chuyển qua

vị trí này sang vị trí khác nên dây dẫn cung cấp điện cho quạt được đặt tự do trên nền nhàphân xưởng và vì vậy nhiệt độ môi trường đặt dây dẫn cho quạt là nhiêt độ của không khí

- Đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn K 3 = 1,12

+ Hệ số có kể đến: đặc điểm phòng sản xuất, loại đường dây,cấu trúc đường dây

Hệ số K trong phân xưởng cơ khí 2 và 3

Căn cứ vào hai điều hai kiện trên ta tiến hành chọn dây dẫn cấp điện cho từngmáy

Bảng tính toán các thiết bị còn lại như sau: Với K 1 = 0,96 ; K 2 = 1 ; K

3 =1,12 ; K=3

hiệu

Idc(A)

Chọn dây dẫnTiết diện(mm2)

Icp(A)

4 Chọn dây dẫn cung cấp điện cho từng nhóm máy.

Để cấp điện tới 3 tủ động lực dùng cho 3 nhóm máy trong phân xưởng cớ khí ta cũngcấp dây dẫn có cách điện cao su, vỏ bọc vải, lõi đồng, đặt trong rãnh cáp có nắp đậy bêtông

Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng, điều kiện chọn:

- Các hệ số KK như đã giải thích phần trước : K1= 0,96; K2 = 1

- K= 1,5 vì đường dây cung cấp cho một nhóm thiết bị

- Itt(nh) và Idc(nh) là dòng tính toán và dòng định mức dây chảy của nhóm máy

Việc tính chọn dây dẫn cung cấp điện cho từng nhóm máy được tổng kết vào bảng sau:Với các thông số không thay đổi

K1 = 0,96 ; K2 =1 ; K = 1,5

Nhóm máy Itt(nh)

(A)

Idc(nh)(A)

Chọn dây dẫnTiết diện (A)Icp Mã hiệu

+ Không ảnh hưởng đến giao thông đi lại

+ Thuận tiện cho lắp đặt vận hành

+ Thông gió thoáng mát và không có chất ăn mòn,cháy chập

Trong đó : X,Y là hoành độ và tung độ của tâm phụ tải(so với gốc chuẩn)

X i ,Y i là hoành độ và tung độ của thiết bị thứ i(so với gốc chuẫn)

P dmi là công suất định mức của thiết bị thứ i

c.Xác định vị trí tủ động lực :