HUONG DAN DO AN THIET KE CUNG CAP DIEN 2017

Phân nhóm phụ tải.  Mục đích của việc phân nhóm phụ tải là để chọn tủ cấp điện.  Trong nhà máy nên phân nhóm phụ tải sao cho công suất của các nhóm thiết bị (TĐL) đều nhau để đơn giản hóa trong việc lựa chọn dây dẫn, thiết bị bảo vệ và thiết bị dự phòng.  Công suất mỗi nhóm phụ tải nên chọn: Pnh  300kW để chọn các thiết bị bảo vệ dễ dàng và giảm chi phí đầu tư, vì các thiết bị bảo vệ (CB…) có dòng cắt càng lớn thì chi phí đầu tư càng cao.  Số lượng thiết bị trong một nhóm thiết bị không quá lớn (n  20 thiết bị), tuy nhiên tùy vào sơ đồ bố trí phụ tải có thể chọn cho phù hợp.

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN XÍ NGHIỆP - CÔNG NGHIỆP Writer: ThS Trần Nguyễn Nhật Phương Email: tnnphuong@bdu.edu.vn Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Hướng dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện Tác giả: Phan Thị Thanh Bình, Dương Hương Lan, Phan Thị Thu Vân NXB: Đại học Quốc gia TP.HCM Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Nhóm tác giả dịch: NXB: Khoa học Kỹ thuật Hướng dẫn chọn cáp điện theo TCVN 7447-5-52:2010 (IEC 603645-52:2009 Tác giả: Trần Nguyễn Nhật Phương Tài liệu: Lưu hành nội Tiêu chuẩn lắp đặt điện hạ áp TCVN 7447:2010 (IEC 60364:2009) Schneider - Electrical Installation Guide 2015 Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội NỘI DUNG 1.1 Tổng quan nhà máy 1.2 Tính toán phụ tải điện nhà máy 1.3 Bù công suất phản kháng chọn MBA 1.4 Lựa chọn dây dẫn kiểm tra sụt áp 1.5 Tính ngắn mạch chọn thiết bị đóng cắt 1.6 Tính chọn nối đất an toàn cho nhà máy 1.7 Thiết kế, tính toán hệ thống chống sét Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 1.1 Tổng quan nhà máy  Tên vị trí địa lý nhà máy  Đặc điểm công nghệ, nhiệm vụ sản xuất nhà máy  Sơ đồ mặt nhà máy, phân xưởng  Sơ đồ bố trí máy công nghệ phụ tải điện  Đặc điểm tính chất môi trường xung quanh khu vực sản xuất  Đặc điểm cung cấp điện khu vực  Đặc tính phụ tải điện, hạng phụ tải  Công suất lý lịch thiết bị thông số chúng  Sơ đồ mặt xưởng công suất thiết bị Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 1.1 Tổng quan nhà máy  Sơ đồ bố trí phụ tải động lực phân xưởng, nhà máy theo kí hiệu mặt (KHMB) 7 6 5 10 10 10 12 13 11 3 Kho 2 Văn phòng Quản lý P sinh hoạt Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 1.1 Tổng quan nhà máy Ví dụ bảng thông số phụ tải phân xưởng, nhà máy STT Tên thiết bị KHMB Pđm (kW) S.L Ksd cos Uđm (V) Động bơm dầu 22,00 0.75 0.75 380 Quạt làm mát 15,00 0.75 0.75 380 Bộ đốt gữi nhiệt 75,00 0.8 380 Động bơm dầu 22,00 0.7 0.75 380 Động quay mân 18,00 0.7 0.75 380 Động kẹp khuôn 7,50 0.7 0.75 380 Quạt làm mát 15,00 0.7 0.75 380 Động đèn đốt 2,75 18 0.7 0.75 380 Động băng chuyền 2,50 0.7 0.75 380 10 Buồng đốt điện trở 10 35,00 0.7 380 11 Động băng chuyền 11 5,50 0.7 0.75 380 12 Buồng đốt điện trở 12 22,00 0.7 380 13 Động băng chuyền 13 5,50 0.7 0.75 380 14 Máy nén khí 14 22,00 0.6 0.80 380 15 Máy tạo Oxy 15 75,00 0.6 0.80 380 16 Máy tiện 16 5,50 0.4 0.75 380 17 Máy khoan bàn 17 2,50 0.4 0.75 380 18 Máy mài 18 1,50 0.4 0.75 380 19 Động chuyền 19 7,50 0,7 0,75 380 Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 1.2 Tính toán phụ tải điện cho nhà máy 1.2.1 Phân nhóm phụ tải  Mục đích việc phân nhóm phụ tải để chọn tủ cấp điện  Trong nhà máy nên phân nhóm phụ tải cho công suất nhóm thiết bị (TĐL) để đơn giản hóa việc lựa chọn dây dẫn, thiết bị bảo vệ thiết bị dự phòng  Công suất nhóm phụ tải nên chọn: Pnh  300kW để chọn thiết bị bảo vệ dễ dàng giảm chi phí đầu tư, thiết bị bảo vệ (CB…) có dòng cắt lớn chi phí đầu tư cao  Số lượng thiết bị nhóm thiết bị không lớn (n  20 thiết bị), nhiên tùy vào sơ đồ bố trí phụ tải chọn cho phù hợp  Thông thường người ta sử dụng hai phương pháp sau: Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 1.2 Tính toán phụ tải điện cho nhà máy  Phân nhóm theo dây chuyền sản xuất tính chất công việc Phương pháp có ưu điểm đảm bảo tính linh hoạt vận hành bảo trì, sửa chữa Chẳng hạn nhà máy sản xuất công suất thiết kế cho ngừng làm việc vài dây chuyền mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động dây chuyền khác, bảo trì, sửa chữa cho ngừng hoạt động dây chuyền riêng lẻ,… Nhưng phương án có nhược điểm sơ đồ phức tạp, chi phí lắp đặt cao thiết bị nhóm lại không nằm gần dẫn đến tăng chi phí đầu tư dây dẫn, đòi hỏi người thiết kế cần nắm vững quy trình công nghệ nhà máy Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 1.2 Tính toán phụ tải điện cho nhà máy  Phân nhóm theo vị trí mặt Phương pháp có ưu điểm dễ thiết kế, thi công, chi phí lắp đặt thấp, tiết kiệm dây dẫn Tuy nhiên có nhược điểm tính linh hoạt vận hành sửa chữa so với phương pháp thứ Do mà tuỳ vào điều kiện thực tế mà người thiết kế lựa chon phương án cho hợp lý Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 1.2 Tính toán phụ tải điện cho nhà máy 1.2.2 Xác định tâm phụ tải động lực Mục đích:  Xác định tâm phụ tải nhằm xác định vị trí hợp lý để đặt tủ động lực (TĐL) tủ phân phối (TPP) Vì đặt TĐL TPP vị trí ta thực việc cung cấp điện với tổn thất điện áp tổn thất công suất nhỏ, giảm chi phí kim loại màu  Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí cuối phụ thuộc vào yếu tố khác như: đảm bảo tính mỹ quan, thuận tiện an toàn thao tác, v.v…  Ta xác định tâm phụ tải cho nhóm thiết bị (để định vị trí đặt TĐL), phân xưởng, vài phân xưởng toàn nhà máy (để xác định vị trí đặt TPP) Nhưng để đơn giản công việc tính toán ta cần xác định tâm phụ tải cho vị trí đặt TPP Còn vị trí đặt TĐL cần xác định cách tương đối ước lượng cho vị trí đặt tủ nằm cân đối nhóm thiết bị ưu tiên gần động có công suất lớn Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 10 1.2 Tính toán phụ tải điện cho nhà máy 1.2.6 Xác định công suất tính toán toàn nhà máy Ptt.TPPNM  PCS  PSH  k đt  Ptt.TPPPXi n i 1 Q tt.TPPNM  Q CS  QSH  k Q tt.TPPPXi n  đt i 1 Stt.TPPNM  Ptt2.TPPNM  Q 2tt.TPPNM Ptt.TPPNM cos  tt.TPPNM  Stt.TPPNM Stt.TPPPX I tt.TPPPX  3.U luoi I đn TPPNM  I tt.TPPNM  I đm max (k mm max  k sd max ) Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 24 1.3 Tính bù công suất phản kháng chọn MBA 1.3.1 Bù công suất phản kháng  Mục đích  Các thiết bị bù công suất phản kháng  Các phương pháp bù công suất phản kháng  Xác định dung lượng bù Dung lượng bù xác định theo công thức sau: Q BU  Ptt.TPPNM ( tgtt.TPPNM  tgyc ) Trong đó: • Ptt.TPPNM: công suất tính toán nhà máy • tgtt.TPPNM: tính từ hệ số công suất nhà máy trước bù • tgyc: tính từ hệ số công suất theo yêu cầu đơn vị quản lý điện (cosyc= 0.9  0.95) Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 25 1.3 Tính bù công suất phản kháng chọn MBA  Công suất phản kháng sau bù QTPPNM.saubu  Q tt.TPPNM  Q bu n tubu Q bu  Q đm tubu Trong đó: • Qtt.TPPNM: công suất phản kháng tính toán nhà máy • ntubu: số tụ bù sử dụng • Qđm.tubu: công suất định mức 01 tụ  Công suất biểu kiến hệ số công suất sau bù STPPNM.saubu  Ptt2.TPPNM  (Q tt.TPPNM  Q bu ) cos  tt.TPPNM.saubu Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Ptt.TPPNM  STPPNM.saubu Tài liệu: lưu hành nội 26 1.3 Tính bù công suất phản kháng chọn MBA 1.3.2 Lựa chọn máy biến áp  Máy biến áp công nghiệp thường có dãi công suất 50, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500kVA với điện áp phía cao 35, 22kV phía hạ 0.4, 0.6 kV  Theo số lượng máy biến áp trạm biến áp phân thành trạm một, hai hay ba máy biến áp  Trạm MBA cung cấp cho phụ tải loại phần phụ tải loại 2, cho phép điện thời gian sửa chữa thay MBA Lựa chọn MBA phải thoả mãn theo điều kiện sau: Sđm.MBA  Stt.TPPNM  Stt.TPPNM.saubu Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 27 1.3 Tính bù công suất phản kháng chọn MBA 1.3.2 Lựa chọn máy phát dự phòng  Công suất máy phát dự phòng phụ thuộc vào công suất thiết bị tiêu thụ điện loại loại nhà máy  Nếu công suất máy phát dự phòng nhỏ công suất MBA phải thiết kế sơ đồ cung cấp điện có tính đến việc xa thải phụ tải không quan trọng  Lập sơ đồ sa thải phụ tải nguồn lưới cung cấp bị điện  Thiết kế sơ đồ nguyên lý vận hành đóng cắt MBA máy phát dự phòng, hệ thống chuyển đổi nguồn tự động: ATS) Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 28 1.4 Lựa chọn dây dẫn 1.4.1 Điều kiện lựa chọn dây dẫn  Đối với mạng hạ áp, người ta thường chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng IZ I  K hc ' Z Trong đó: • I’Z: Khả mang dòng tra bảng • IZ: khả mang dòng thực tế dây dẫn (A) • Khc: hệ số hiểu chỉnh phụ thuộc vào phương thức lắp đặt dây không khí chôn ngầm đất (xem tài liệu Hướng dẫn chọn dây dẫn theo tiêu chuẩn IEC) Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 29 1.4 Lựa chọn dây dẫn  Dòng điện lớn chạy dây dẫn phân đoạn sau:  Đối với thiết bị (TB) I lv max  I đm.TB  Đối với nhóm thiết bị (TDL) I lv max  I tt.TDL  Đối với nhiều nhóm thiết bị (TPPPX) I lv max  I tt.TPPPX  Đối với nhà máy, máy biến áp (TPPNM) I lv max Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Sđm.MBA  I đm.MBA  3.U đm.HA.MBA Tài liệu: lưu hành nội 30 1.4 Lựa chọn dây dẫn 1.4.2 Kiểm tra điều kiện lựa chọn dây dẫn  Để kiểm tra dây dẫn chọn có đảm bảo yêu cầu cung cấp điện hay không, người ta kiểm tra dây dẫn chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép  Theo điều kiện sụt áp: tổng sụt áp từ đầu thiết bị đến đầu MBA không lớn giá trị cho phép:  Chế độ làm việc bình thường: Utt%  Ucp% = 5%  Chế độ khởi động: Utt%  Ucp% = 8%  Đối với chiếu sáng: Utt%  Ucp% = 3%  Công thức tính sụt áp:  pha:  pha: Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 31 1.4 Lựa chọn dây dẫn  Công thức tính sụt áp:  Pha/pha:  Pha/trung tính:  pha cân bằng: Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 32 1.4 Lựa chọn dây dẫn  Sơ đồ thay đường dây nhà máy Từ sơ đồ thay ta có: MBA RMBA XMBA U tt   U1  U  U  U ΔU1 L1 ΔU2 L2 ΔU3 L3 ΔU4 L4 r0L1 x0L1 U tt U tt %  100%  U cp % U đm TPPC r0L2 x0L2 TPPPX r0L3 x0L3 TĐL r0L4 x0L4 Thiết bị Đ.cơ Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 33 1.4 Lựa chọn dây dẫn  Tính sụt áp chế độ làm việc bình thường: U  3I đm.TBL (R L cos đm.TB  X L sin đm.TB ) U  3.I tt.TDLL3 (R L cos tt.TDL  X L sin tt.TDL ) U  3.I tt.TPPPXL (R L cos tt.TPPPX  X L sin tt.TPPPX ) U1  3I tt.TPPNML1 (R L1 cos tt.TPPNM  X L1 sin tt.TPPNM )  Tính sụt áp chế độ khởi động: U  3I mm.TBL (R L cos mm.TB  X L sin mm.TB ) U3  3(I tt.TDL  I 'mm.TB )L3 (R L cos tt.TDL  X L sin tt.TDL ) U  3.(I tt.TPPPX  I 'mm.TB )L (R L cos tt.TPPPX  X L sin tt.TPPPX ) U1  3(I tt.TPPNM  I 'mm.TB )L1 (R L1 cos tt.TPPNM  X L1 sin tt.TPPNM ) Với: I 'mm.TB  I mm.TB  k sd.TBI đm.TB Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 34 1.5 Tính ngắn mạch lựa chọn thiết bị đóng cắt, bảo vệ 1.5.1 Sơ đồ thay dây dẫn từ MBA đến thiết bị MBA RMBA XMBA L1 r0L1 Điểm ngắn mạch x0L1 TPPC K1 r0L2 L2 x0L2 TPPPX K2 r0L3 L3 x0L3 TĐL K3 r0L4 x0L4 Thiết bị L4 K4 Đ.cơ Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 35 1.5 Tính ngắn mạch lựa chọn thiết bị đóng cắt, bảo vệ 1.5.2 Tính toán ngắn mạch  Tham khảo mục 5.2 chương giảng môn: Cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp  Tính ngắn mạch pha I ( 3) SCi U 20  * Z Ti  Tính ngắn mạch pha: I (1) Ni 0,8.U P  Z Ni(1) 0,8 *U * S ph I SC (kA)  ;  (1  m).L Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội S ph m S PE 36 1.5 Tính ngắn mạch lựa chọn thiết bị đóng cắt, bảo vệ 1.5.2 Tính toán ngắn mạch  Tham khảo mục 5.2 chương giảng môn: Cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp  Tính ngắn mạch pha I ( 3) SCi U 20  * Z Ti  Tính ngắn mạch pha: I Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp (1) SCi 0,8 *U * S ph S ph  ; m  (1  m).L S PE Tài liệu: lưu hành nội 37 1.5 Tính ngắn mạch lựa chọn thiết bị đóng cắt, bảo vệ 1.5.3 Chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ  Nếu khoảng cách từ thiết bị đến thiết bị đóng cắt có chiều dài lớn 20m phải chọn CB đầu CB cuối  Tham khảo mục 5.3 chương giảng môn: Cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp Đồ án: Thiết kế mạch điện công nghiệp Tài liệu: lưu hành nội 38 ... Tính toán phụ tải điện cho nhà máy  Công suất hệ thống máy lạnh: Pm.lanh  n m.lanh Pđm.mlanh k nc Q m.lanh  Pm.lanh tam.lanh Trong đó: • nquat: số máy lạnh • Pđm.quat – công suất định mức máy...TÀI LIỆU THAM KHẢO Hướng dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện Tác giả: Phan Thị Thanh Bình, Dương Hương Lan, Phan Thị Thu Vân NXB: Đại học Quốc gia TP.HCM Hướng dẫn thiết kế lắp... việc cung cấp điện với tổn thất điện áp tổn thất công suất nhỏ, giảm chi phí kim loại màu  Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí cuối phụ thuộc vào yếu tố khác như: đảm bảo tính mỹ quan, thuận tiện an