đồ án PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 1 VÀ TOÀN BỘ NHÀ MÁY CƠ KHÍ 8N3

PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 1 VÀ TOÀN BỘ NHÀ MÁY CƠ KHÍ 8N3

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thểthiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đấtnước Như chúng ta đã xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điện năng sảnxuất ra dùng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp Vấn đề đặt ra cho chúng ta

là đã sản xuất ra được điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải một

cách hiệu quả, tin cậy.Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp côngnghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh quốc dân.

Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các yêucầu về kinh tế,độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảotính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc vàphải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép Hơn nữa làphải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, với kiến thức được học tại bộ môn cung cấpđiện em được nhận đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí

và nhà máy cơ khí

Là một sinh viên ngành điện, thông qua việc thiết kế đồ án giúp em bước đầu

có những kinh nghiệm về thiết kế hệ thống cung cấp điện trong thực tế Trong thờigian làm đồ án vừa qua, với sự cố gắng của bản thân, đồng thời với sự giúp đỡnhiệt tình của các thầy cô giáo, những người đã đi trước có giàu kinh nghiệm Qua

đây em xin cảm ơn thầy giáo VÕ TIẾN TRUNG, người đã tận tình hướng dẫn

giúp em hoàn thành đồ án này Song do thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức cònhạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót Do vậy em kínhmong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo để em bảo vệ đồ án củamình đạt được kết quả tốt nhất

Em xin chân thành cảm ơn.

Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Kim Thoa

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP

Do tầm quan trọng của tiến trình CNH – HĐH đất nước đòi hỏi phải cónhiều thiết bị, máy móc Vì thế nhà máy có tầm quan trọng rất lớn Là một nhàmáy sản xuất các thiết bị công nghiệp vì vậy phụ tải của nhà máy đều làm việctheo dây chuyền, có tính chất tự động hóa cao Phụ tải của nhà máy chủ yếu là phụtải loại 1 và loại 2 ( tùy theo vai trò quy trình công nghệ).

Nhà máy cần đảm bảo được cấp điện liên tục vần toàn Do đó nguồn điện cấp chonhà máy được lấy từ hệ thống điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian

2 Một số yêu cầu khi thiết kế cấp điện.

Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thànhcác dạng năng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, cơ năng…), dễ truyền tải vàphân phối Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạtđộng của con người Điện năng nói chung không tích trữ được, trừ một vài trườnghợp cá biệt và công suất như như pin, ắc quy, vì vậy giữa sản xuất và tiêu thụ điệnnăng phải luôn luôn đảm bảo cân bằng

Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ Đặc điểm của quátrình này xẩy ra rất nhanh Vì vậy đễ đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấp điện

an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng bộnhư điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tự động hóa vv…

Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiệnquan trọng để phát triển các khu đô thị, khu dân cư….Vì lý do đó khi lập kế hoạch

phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước,nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn

dự kiến cho sự phát triển trong tương lai 5 năm 10 năm hoặc có khi lâu hơn nữa.Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

2.1 Độ tin cậy cung cấp điện:

Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào Trong điều kiệncho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt.Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí thì việcngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh

tế do đó ta xếp nhà máy cơ khí vào hộ phụ tải loại 2

2.2 Chất lượng điện.

Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điến áp Chỉ tiêu tần

số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn mớiphải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp phần ổn địnhtần số của hệ thống lưới điện

Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chấtlượng điện áp cho khách hàng Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp chophép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức Đối với phụ tải có yêu cầu cao

về chất lượng điện áp như các máy móc thiết bị điện tử, cơ khí có độ chính xácvv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%

2.3 An toàn điện.

Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết

bị Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp điện

phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp, phương án cung cấp điện tốiưu.

Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép cácyêu cầu trên vào nhau để tiết kiệm được thời gian và chi phí trong quá trình thiếtkế

2.5 Phân loại hộ phụ tải điện.

Hộ tiêu thụ điện là bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện Tùy theomức độ quan trọng mà hộ tiêu thụ được phân thành ba loại:

- Hộ loại 1: là hộ tiêu thụ mà khi 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 ra hàng loạt phế phẩm), ảnh hưởng lớn đến kinh tế, chính trị, an ninh quốcphòng…

Đối với hộ loại 1, phải được cung cấp ít nhất từ hai nguồn điện độc lập, hoặcphải có nguồn dự phòng nóng

- 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 trệsản xuất

Cung cấp điện cho hộ loại 2 thường có thêm nguồn dự phòng Vấn đề ở đây làphải so sánh giữa vốn đầu tư cho nguồn dự phòng và hiệu quả kinh tế đưa lại doviệc không bị ngừng cung cấp điện

- Hộ loại 3: là những hộ tiêu thụ điện còn lại như khu dân cư, trường học,

phân xưởng phụ của các nhà máy… Đối với hộ sử dụng điện loại này cho phépmất điện trong thời gian ngắn để sửa chữa khắc phục sự cố

Thông thường hộ tiêu thụ loại 3 được cấp điện từ một nguồn

3 Giới thiệu nhà máy cơ khí

Trong nhà máy cơ khí có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng, phongphú và phức tạp Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và hiện đại

Do vậy, việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượng và độ tin cậycao

Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tảitrong tương lai, về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phương án cấp điện sao chokhông gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá dư thừa dunglượng công suất dự trữ

Toàn bộ nhà máy cơ khí 8N3 có quy mô khá lớn với 13 phân xưởng có các sốliệu phụ tải tính toán cho ở bảng 2

3.1 Phân xưởng cơ điện

Có nhiệm vụ sửa chữa bảo dưỡng các thiết bị máy móc của nhà máy Phânxưởng này cũng trang bị nhiều máy móc vạn năng có độ chính xác cao đápứng yêu cầu sửa chữa phức tạp của nhà máy Mất điện phân xưởng này sẽ

gây lãng phí lao động.

3.2 Phân xưởng cơ khí 1,2

Phân xưởng cơ khí là một trong những khâu quan trọng trong nhà máy cơ khí

cấp điện thì các sản phẩm đang nấu trong lò sẽ trở thành phế phẩm gây ảnh hưởnglớn về mặt kinh tế.

3.5 Phân xưởng mộc mẫu

Có nhiệm vụ tạo ra các loại khuôn mẫu, các chi tiết phục vụ cho sản xuất

3.6 Phân xưởng lắp ráp

Có nhiệm vụ lắp ráp các chi tiết để hoàn thiện sản phẩm

3.7 Phân xưởng kiểm nghiệm

Có nhiệm vụ kiểm tra chất lượng sản phẩm và chi tiêu kỹ thuật của sản phẩm.Trong phân xưởng sử dụng nhiều thiết bị đo, đếm có độ chính xác cao, do vậy mức

độ ổn định là quan trọng nhất

CHƯƠNG 2

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 1 VÀ TOÀN BỘ NHÀ MÁY CƠ KHÍ 8N3

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụtải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện.Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị tới nhiệt độ tương tựnhư phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảocho các thiết bị an toàn về mặt phát nóng.

1 Các phương pháp tính toán phụ tải.

Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán Những phương phápđơn giản, tính toán thuận tiện, thường kết quả không thật chính xác Ngược lại, nếu

độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính phức tạp Vì vậy tùy theo giaiđoạn thiết kế, tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích hợp.Trong đồ án này sẽ trình bày một số phương pháp xác định phụ tải tính toánthường dùng nhất

1.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.

Công thức tính:

Một cách gần đúng có thể lấy Pđ=Pđm, do đó:

Trong đó:

Pđi, Pđmi – công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i, kW;

- Ptt, Qtt, Stt – công suất tác dụng, phản kháng, toàn phần tính toán của nhómthiết bị, kW, kVAr, kVA;

P tt = p 0 F

Trong đó:

P0 – suất phụ tải trên 1 m2 diện tích sản xuất, kW/m2, (Tra sổ tay ngànhđiện);

F – diện tích sản xuất, m2, (tức là diện tích dùng để đặt máy sản xuất)

Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, nó thường được dùng trong giaiđoạn thiết kế sơ bộ Nó cũng được dùng để tính toán phụ tải các phân xưởng cómật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều, như phân xưởng gia công cơ khí,dệt, sản xuất ôtô v.v…

1.3 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản xuất.

Công thức tính:

Trong đó:

M - số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong 1 năm (sản lượng);

W0 – suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đơn vị sảnphẩm;

Tmax – thời gian sử dụng công suất lớn nhất, h

Phương pháp này thường được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồthị phụ tải ít biến đổi như: quạt gió, bơm nước, máy nén khí, thiết bị điện phân

v.v… khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tương đốichính xác.

1.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq).

Khi không có các số liệu cần thiết đề áp dụng các phương pháp tương đối đơngiản đã nêu ở trên, hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán thì nêndùng phương pháp này

Công thức tính:

P tt =k max k sd P đm

Trong đó:

Pđm – công suất định mức;

Kmax , ksd – hệ số cực đại, hệ số sử dụng (tra trong sổ tay)

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

Khi tính toán theo phương pháp này, trong một số trường hợp cụ thể dùng cáccông thức gần đúng như sau:

1 Trường hợp và nhq< 4, phụ tải tính toán được tính theo công thức:

2 Trường hợp và nhq< 4, phụ tải tính toán được tính theo công thức:

Trong đó:

kpt – hệ số phụ tải của từng máy;

thiết bị đó lên ba pha của mạng.

2 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí.

Tuỳ theo thông tin thu nhập được của phụ tải điện mà ta chọn phương phápxác định phụ tải tính toán cho hợp lý

Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí do biết rõ các thông tin về phụ tải như:Công suất đặt, mặt bằng bố trí các máy, … Nên ta xác định phụ tải tính toán Ptttheo hệ số cực đại và công suất trung bình

Đối với phụ tải chiếu sáng thì ta xác định phụ tải tính toán theo phương phápsuất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

Phân xưởng cơ khí số 1 có diện tích 595m2 bao gồm một phòng kỹ thuật và

26 thiết bị máy móc

2.1 Phân nhóm các thiết bị trong phân xưởng

Việc phân nhóm các thiết bị cần tuân theo các nguyên tắc sau:

- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dàiđường dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trêncác đường dây hạ áp

- Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau đểviệc xác định phụ tải tính toán chính xác hơn và thuận lợi cho lựa chọnphương thức cung cấp điện cho nhóm

- Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lựccần dựng trong phân xưởng và toàn nhà máy Số thiết bị trong cùng một

nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của tủ động lực thường trongkhoảng (8÷12).

Dựa vào những nguyên tắc trên và căn cứ vào sơ đồ phân bố thiết bị trên mặtbằng phân xưởng cơ khí, ta chia các thiết bị trong phân xưởng thành 4 nhóm

Bảng 2.1 phân nhóm các thiết bị trong phân xưởng cơ khí

STT Tên Thiết Bị Ký Hiệu Số

Lượng

Công Suất (kW)

b) Tính toán phụ tải cho các nhóm trong phân xưởng cơ khí:

Tính toán tương tự cho cá nhóm còn lại, ta có thông số phụ tải tính toán củacác nhóm như bảng sau:

Bảng 2.2 Bảng tính toán cho các nhóm máy của phân xưởng cơ khí 1

n hq k max P tt

(kW)

Q tt (kVAr)

S tt (kVA)

I tt (A) NHÓM

c) Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí:

Công suất chiếu sáng được xác định theo công thức:

d) Phụ tải tính toán toàn phân xưởng

Phụ tải tính toán toàn phân xưởng được tính theo công thức:

Với kđt là hệ số đang xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm máy trongphân xưởng, ta chọn kđt = 0,9

Bảng 2.3: Bảng số liệu phụ tải tính toán các phân xưởng trong nhà máy

STT Tên Phân Xưởng P tt (kW) Q tt (kVAr) Loại hộ

11 Kho 1(sản phẩm) 50 35 2

3 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy cơ khí 8N3

Toàn bộ nhà máy cơ khí 8N3 có diện tích mặt bằng 42000 m2 (175x240m),trong đó diện tích đường đi bãi trống cần được chiếu sang được tính theo côngthức: =

Trong đó: là diện tích toàn bộ nhà máy

là diện tích 14 phân xưởng trong nhà máy

Phụ tải tính toán toàn nhà máy:

Trong đó: kđt hệ số đồng thời của nhà máy và kđt = 0,9

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

a) Sơ đồ nối dây hình tia

Có ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cung cấp từ một đườngdây, do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễthực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hoá, dễ bảo quản vận hành Khuyếtđiểm của nó là vốn đầu tư lớn Vì vậy sơ đồ nối dây hình tia thường được dùng khicung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại 1 và 2

Sơ đồ hình tia dùng để cung cấp điện cho các phụ tải phân tán Từ thanh cáitrạm biếnáp có các đường dây dẫn đến các tủ phân phối động lực Từ tủ phân phốiđộng lực có các đường dây dẫn đến phụ tải Loại sơ đồ này có độ tin cậy tương đốicao, thường được dùng trong các thiết bị phân tán trên diện tích rộng như phânxưởng cơ khí, lắp ráp, dệt v.v

b) Sơ đồ nối dây phân nhánh

Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp , chủng loại cáp cũng ít Nó thích hợp vớicác phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố không đồng đều Nhược điểm là độ tincậy cung cấp điện thấp thường dùng cho các hộ loại 3

c) Sơ đồ nối dây hỗn hợp

Là sơ đồ dùng phối hợp hai hoặc kiểu sơ đồ khác nha tuỳ theo yêu cầu riêngcủa từng phụ tải hoặc của các nhóm phụ tải

1.2 Chọn sơ đồ cấp điện cho phân xưởng cơ khí

Cấu trúc sơ đồ đi dây(sơ đồ lắp đặt các thiết bị mạng điện phân xưởng) đượcthiết kế như 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 bọccách điện trong hào cáp (rãnh cáp) có nắp đậy bê tông, nếu phân xưởng lớn có thểdùng nhiều đường cáp khi đó nên chia phân xưởng thành nhiều khu vực(hay nhữngphân xưởng con) để hiết kế cung cấp điện như một phân xưởng đã trình bày trên,

vì dùng nhiều đường cáp song song cấp điện đến 1 tủ có nhiều nhược điểm trongquá 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 tăngcường luồn trong ống thép (bảo vệ võ cáp) chôn ngầm dưới nền nhà xưởng khoảng50cm, mỗi ngạch đi dây không nên uốn góc 2 lần, góc uốn không nhỏ hơn 120ο Trường hợp trong nhóm có thiết bị công suất nhỏ, ta có thể đi dây kiều hỗnhợp Đầu nối rẽ nhánh cho máy thứ 2 được thực hiện tại hộp nối dây của máy thứnhất, không được trích ngang đường cáp

Từ những ưu khuyết điểm của các sơ đồ ở trên, ta chọn dùng sơ đồ hỗn hợpcủa hai dạng sơ đồ hình tia và phân nhánh để cấp điện cho phân xưởng, cụ thể là:

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

và 4aptomat nhánh cấp điện cho 4 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 aptomat hoặc cầu dao

và cầu chì làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bịtrong phân xưởng Các nhánh ra cũng đặt cácaptomat hoặc cầu dao và cầu chìnhánh để cung cấp điện trực tiếp cho các phụ tải, thường các tủ động lực có 8 - 12đầu ra Vì vậy đối với các nhóm có số máy lớn sẽ nối 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 thểgộp thành nhóm và được cung cấp bằng đường cáp trục chính

Sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí

Điện năng nhận từ thanh cái hạ áp của MBA qua aptomat đưa về tủ phânphối, sau đó từ tủ phân phối dẫn về các tủ động lực Từ tủ động lực điện năng đượcđưa đến các thiết bị Việc đóng cắt và bảo vệ trong phân xưởng ta dùng aptomat

2 Thiết kế mạng điện cho nhà máy cơ khí 8N3

1.1 Đặt vấn đề

Mạng điện nhà máy là một phần quan trọng trong toàn bộ công việc cung cấpđiện cho nhà máy Việc thiết kế một mạng điện là hợp lý đảm bảo các chỉ tiêu yêucầu về kinh tế kỹ thuật là một việc hết sức khó khăn Mạng điện nhà máy bao gồm

2 phần bên trong và bên ngoài nhà máy Phần bên trong bao gồm các trạm biến ápphân xưởng và các đường dây cung cấp vào các phân xưởng, phần bên ngoài nhàmáy bao gồm đường dây nhận điện từ hệ thống điện dẫn tới nhà máy

Khi thiết kế mạng điện nhà máy cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Đảm bảo liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu từng loại hộ phụ tải.

- Đảm bảo chất lượng điện năng phù hợp với mức độ quan trọng của các hộtiêu thụ

- Sơ đồ đi dây phải đơn giản, xử lý nhanh, thao tác không nhầm lẫn

Trong thực tế thì kinh tế và kỹ thuật luôn mâu thuẩn nhau, phương án tốt vềmặt kỹ thuật thì vốn đầu tư lại quá cao tuy nhiên chí phí vận hành hàng năm nhỏ.Ngược lại phương án có vốn đầu tư nhỏ thì chi phí vận hành hàng năm lại lớn Do

đó để lựa chọn phương án cung cấp điện, ta phải so sánh cả về kinh tế và kỹ thuậtcủa các phương án sao cho vừa đảm bảo về yêu cầu kỹ thuật vừa đảm bảo các chỉtiêu kinh tế

1.3 Chọn phương án cung cấp điện cho toàn nhà máy

1.3.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện:

Ở đây nhà máy là hộ phụ tải loại 2 do đó để đảm bảo tính liên tục cung cấpđiện ta phải dùng 2 tuyến đường dây lấy từ 2 nguồn khác nhau với cấp điện áp là22KV

Bên trong nhà máy thường dùng 2 loại sơ đồ chình là: sơ đồ hình tia và sơ đồphân nhánh, ngoài ra còn có thể kết hợp cả 2 sơ đồ thành sơ đồ hỗn hợp

Chọn sơ đồ đi dây:

1.3.2 Chọn máy biến áp cho nhà máy

Để CCĐ cho các phân xưởng, ta dùng các MBA điện lực đặt ở các trạm biến

áp phân xưởng biến đổi điện áp 22KV của lưới thành cấp điện áp 0,4 KV cung cấpcho phân xưởng

Các trạm BA đặt càng gần trung tâm phụ tải càng tốt để giảm tổn thất điện áp

và tổn thất công suất Trong 1 nhà máy nên chọn càng ít loại MBA càng tốt điềunày thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa, thay thế và việc chọn thiết bị cao áp,thuận lợi cho việc mua sắm thiết bị

Số lượng và dung lượng MBA trong trạm phải đảm bảo sao cho vốn đầu tư vàchi phí vận hành hàng năm là nhỏ nhất đồng thời phù hợp với yêu cầu CCĐ củanhà máy

Dựa vào những yêu cầu cơ bản trên, căn cứ vào sơ đồ mặt bằng nhà máy vàphụ tải của các phân xưởng yêu cầu CCĐ với phụ tải tính toán của nhà máy cơ khí

- SttNM =1879 (kVA) , Nguồn cung cấp có cấp điện áp là 35 kV

- Nhà máy thuộc hộ phụ tải loại 2

Sau đây là một số phương án CCĐ cho nhà máy cơ khí :

a) Phương án 1

Phương án này dùng 2 MBA có công suất Sđm = 1000 (kVA), máy biến áp cócấp điện áp là 35/0,4 kV được đặt làm một trạm biến áp

b) Phương án 2

Phương án này dùng 3 MBAcó công suất Sđm = 750 (kVA), cấp điện áp 35/0,4

kV đặt vào một trạm 1 máy biến áp

Bảng tham số kỹ thuật của MBA do Việt Nam chế tạo:

Loại

SđmKVA

S đm (kVA) Các phân xưởng được cung cấp

∑S ttpx (kVA)

I

1 1000 Đúc gang, cơ khí 2, mộc mẫu, kho vật

tư, nhà hành chính, cơ điện 891

2 1000 Nhiệt luyện, cơ khí 1, đúc thép, rèn dập,

dụng cụ, kiểm nghiệm, kho sản phẩm 988

1 750 Đúc gang, cơ khí 2, mộc mẫu, kho vật tư 626

Giá (đ)

c) So sánh về chỉ tiêu kỹ thuật

• Phương án 1:

Phương án này dùng 2 MBA mỗi máy có Sđm = 1000 (kVA)

Đặt làm 1 trạm.Trong điều kiện làm việc bình thường ta cho 2 MBA có côngsuất Sđm=1000 KVA làm việc độc lập

Hệ số phụ tải của các máy:

Như vậy đối với trạm lúc này: Sqt = 1400 (kVA)

Phụ tải loại 1 của nhà máy bao gồm các phân xưởng: cơ khí 1, đúc thép,đúcgang, mộc mẫu, nhiệt luyện nhà hành chính

S L1 = 1121 kVA

Như vậy ở đây ta thiết kế đã đảm bảo yêu cầu về tính liên tục CCĐ cho các hộphụ tải loại 1 Sqt> SL1 Trường hợp nếu 1 thanh cái bị hỏng ta có thể dùng ATMliên lạc hoặc dùng 1 thanh cái dự phòng.Trong trường hợp xấu nhất lúc nào cũngphải đảm bảo MBA còn lại làm việc

• Phương án 2:

Phương án II ta dùng 4 MBA 750 - 35/ 0,4 kV đặt thành 1 trạm phụ tải củacác phân xưởng.

Đặt làm 1 trạm.Trong điều kiện làm việc bình thường ta cho 3 MBA có côngsuất Sđm=750 KVA làm việc độc lập

Hệ số phụ tải của các máy:

S qt = 2.1,4.S đm = 2.1,4.1000 = 2800 (kVA)

Như vậy đối với trạm lúc này: Sqt = 2800 (kVA)

Phụ tải loại 1 của nhà máy bao gồm các phân xưởng: cơ khí 1, đúc thép,đúcgang, mộc mẫu, nhiệt luyện nhà hành chính

SL1= 1121 kVA

Như vậy ở đây ta thiết kế đã đảm bảo yêu cầu về tính liên tục CCĐ cho các hộphụ tải loại 1 Sqt> SL1 Trường hợp nếu 1 thanh cái bị hỏng ta có thể dùng ATMliên lạc hoặc dùng 1 thanh cái dự phòng.Trong trường hợp xấu nhất lúc nào cũngphải đảm bảo 2 MBA làm việc song song

Kết luận:Qua phân tích 2 phương án ở trên ta thấy cả 2 phương án đều đảm

trạm 2 MBA 1000-35/0,4 làm việc độc lập với nhau, phụ tải tương đối đều nhau.

t: Thời gian dòng điện chạy qua MBA hàng năm T = 8760 h

τ: Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất τ∈ Tmax, CosϕNM Với nhàmáy cơ khí 8N3 TMax = 5000, Cosϕ = 0,76 hình 6-10b (CCĐ trang 121) tacó: τ = 4750 h

Thời gian vận hành mỗi máy biến áp là 8760 h/năm

Xác định tương tự như trên ta có tổn thất điện năng ở phương án II:

∆P 0 ’ = 4,1 + 0,05 = 7,35(kW)

∆P N ’ = 11,9 + 0,05 =15,15 (kW)

Vị trí đặt 3 máy biến áp, chế độ vận hành các máy biến áp như nhau và cácMBA làm việc độc lập,chế độ vận hành các máy như nhau nên chi phí tính toánhằng năm cho phương án 2 như sau:

Z 2 =3KV+[3∆P’ 0 +∆P’ N

a Việc xác định đúng đắn vị trí đặt trạm biến áp nhà máy sẽ tạo điều kiện cho

sơ đồ đi dây CCĐ hợp lý,đồng thời giảm được tổn thất

Và nhà máy 3N4 có quy mô vừa cấp điện áp 35(kV) nên không phải thiết kếtrạm biến áp trung gian hoặc phân phối độc lập mà chỉ là một trạm biến áp Vị trídặt 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 khảitriển công suất nhà máy nếu có nhu cầu

- Không ảnh hưởng đến các công trình khác

- Tránh bụi,khói,hay các tác động khác

b Xác định tâm phụ tải của nhà máy

Tâm phụ tải được tính theo công thức sau:

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

Pi và li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải

Để xác định toạ độ của tâm phụ tải có thể sử dụng các biểu thức sau:

n

i i 1 n 0

i 1

S xx

i 1

S yy

i 1

S zz

S

∑

STT Tên Phân Xưởng X(mm) Y(mm) Stt(KVA)

1879

103 26 56 24 61 153 86 153 233 153 114 46

1879

200 153 234 45 269 153 207 153 222 45 138 153 163 21

0

=

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

=

X

8 , 173

1879

103 62 56 116 61 51 86 95 233 224 114 162

1879

200 122 234 220 269 177 207 152 222 192 138 220 163 23

0

=

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

=

Y

Vậy tâm phụ tải có tọa độ là (114,9 ; 173,8)(mm)

CHƯƠNG 4

LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN

A Lựa chọn các thiết bị trong phân xưởng

1 Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị

Dây dẫn cung cấp trong mạng điện hạ áp của phân xưởng chọn theo điều kiệnphát nóng (dòng điện làm việc lâu dài cho phép) Vì khoảng cách từ tủ động lực tớicác thiết bị cũng như từ tủ phân phối hạ áp tới các tủ động lực ngắn, thời gian làmviệc của các máy công cụ ít, nếu chọn theo mật độ dòng điện kinh tế sẽ gây lảngphí kim loại màu nên dây dẫn chỉ chọn theo điều kiện phát nóng là đủ

Xác định cỡ dây chôn dưới đất(trong trường hợp này cần xác định hệ số K): Xác định hệ số hiệu chỉnh K

Với mạch chôn trong đất, K sẽ đặc trưng cho điều kiện lắp đặt:

- Đối với mạng sinh hoạt: β=0,8;

- Đối với mạng cung cấp cho phụ tải đặc biết : β=1,25÷1,5

 Tính cho máy bào:

Ta có: IđmA=30 (A), Ilvmax=21 (A)

Điều kiện chọn:

-

-

Với Icp vừa tính toán, tra bảng PL 4.29, trang 380, sách hệ thống cung cấp điện

ta chọn cáp đồng có lõi cách điện PVC do LENS chế tạo có thông số:

F=3x1,5 mm2

, Icp trong nhà 31 A

 Tính toán cho các thiết bị còn lại:

Tính toán tương tự cho các nhóm còn lại, ta có bảng chon cáp cho các thiết bịtrong phân xưởng có khí như sau: