Đồ án cung cấp điệnđề TÀITHIẾT kế CUNG cấp điện CHO NHÀ máy cơ KHÍ

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁYI / PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG 3 1/ Phương pháp xác định phụ tải tính toán: Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Hà Nội:15-09-2017

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

CHƯƠNG I 2

TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO MỘT PHÂN XƯỞNG 3 2

CHƯƠNG II 8

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY 8

I / PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG 3 8

II /XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG KHÁC 15

III/ PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY 17

CHƯƠNG III 19

XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN 19

CHƯƠNG IV 20

LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 20

1 Chọn mỏy biến ỏp 21

2 Chọn dõy dẫn Xem lại phương phỏp này 21

3 Chọn Áptụmỏt và thanh cỏi 24

CHƯƠNG V 28

XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CHẾ ĐỘ CỦA MẠNG ĐIỆN 28

1 Xỏc định tổn thất điện năng ∆ A trong TBA: 28

2.Tớnh toỏn sụt ỏp : 28

3) Xỏc định tổn thất cụng suất tỏc dụng trờn cỏc đường dõy: 33

CHƯƠNG VI 1

TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 1

1 Khỏi niệm về nối đất 1

Trang bị điện sẽ đợc xây dựng tại nơi đất thuộc loại đất cát pha có điện trở suất ρ =50 Ω m [Bảng 8-1 sách tra cứu cung cấp điện] 4

5 Xỏc định điện trở tản của điện cực nằm ngang 6

6 Tớnh chớnh xỏc điện trở của điện cực thẳng đứng 6

CHƯƠNG VII 8

TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG BÙ ĐỂ CẢI THIỆN HỆ SỐ CễNG SUẤT 8

CHƯƠNG VIII 11

DỰ TOÁN CễNG TRèNH ĐIỆN 11

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO MỘT PHÂN XƯỞNG 3

Thiết kế sơ bộ đa ra phơng pháp ánh sáng cấp, số lợng bộ

đèn, đa ra tổng quang thông cầu cấp và chọn loại bóng đèn

đáp ứng nhu cầu chất lợng cùng với lới bố trí đèn

Kiểm tra thiết kế: ở bớc này cần phải thực hiện việc tínhtoán để tìm đợc các độ rọi trên tờng, mặt phẳng làm việcmột cách chính xác

1) Xác định kiểu chiếu sáng và cấp độ đèn

Với phân xởng ta chọn hiểu kiểu chiếu sáng trực tiếp rộng

và bàn trực tiếp thờng tạo đợc không gian có tiện nghi tốt, cảmặt phòng làm việc và tờng đều đợc chiếu sáng theo một tỷ

Giá trị m, n, p, q sẽ quyến định đến việc bố trí đồng

đều ánh sáng

Với 1 không gian có chiều cao 4,5m, kích thớc a = 60m; b

= 30m thì sau khi chọn h và cấp của bộ đèn thì có thể xác

định đợc số điểm đặt đèn ít nhất vẫn đảm bảo đợc độ

a

=5, 47560 =10,95Chọn X = 10

Lấy P= 0,5m→ 9m+ 0,5.2m= 60

60 6( ) 10

n

→ = =

Chọn n= 6( )m → =q 3( )m

3) Tính quang thông tổng:Φtt với Eyc=500 lux

Quang thông tổng là thông số quan trọng nhất dùng làmcơ sở tính ra số bộ đèn và lới phân bố

a b Eyc Ksd

n, p, q là:

12 24 )

+

= +b a h ab

24 ,

Tiến hành nội suy: k∈ [ 2 ; 2 , 5 ]

) 5 , 0 45 , 0 ).(

583 3 , 598

Cấp i

1,332

-1381,76

132,1

0,96762

49,76

219,94+độ rọi trên mặt hữu ích:

] [

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY

I / PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG 3

1/ Phương pháp xác định phụ tải tính toán:

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đươngvới phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện.Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tựnhư phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảmbảo an toàn thiết bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong

hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ

… tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọndung lượng bù công suất phản kháng … phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiềuyếu 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 phụ tải tính toán xác định được nhỏhơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, ngược lại nếu phụtải tính toán xác định được lớn hơn phụ tải thực tế thì gây ra dư thừa công suất,làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất… cũng vì vậy đã có nhiều công trìnhnghiên cứu về phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn

chưa có được phương phương pháp nào thật hoàn thiện Những phương phápcho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và các thông tinban đầu về phụ tải lại quá lớn Ngược lại những phương pháp tính đơn giản lại

có kết quả có độ chính xác thấp

2/ Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

a/ Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ

số nhu cầu:

Ptt = knc.Pđ

Trong đó :

knc : là hệ số nhu cầu , tra trong sổ tay kĩ thuật

Pđ : là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị , trong tínhtoán có thể lấy gần đúng Pđ ≈Pdđ (kW)

b/ Phương pháp xác định PTTT theo công suất công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải :

Ptt = khd Ptb

Trong đó :

khd : là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay kĩ thuậtkhi biết đồ thị phụ tải

Ptb : là công suât trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)

c / Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình :

Trong đó :

a0: là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đvsp.M: là số sản phẩm sản suất trong một năm

Tmax: là thời gian sử dụng công suất lớn nhất , (h)

e/ Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích:

Ptt = p0 FTrong đó :

p0 : là suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích , (W/m2)

g/ Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị:

Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuấthiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trongnhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau:

Iđn = Ikđ (max) + (Itt - ksd Iđm (max))

Trong đó:

Ikđ (max): là dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhấttrong nhóm máy

Itt: là dòng điện tính toán của nhóm máy.

Iđm (max): là dòng định mức của thiết bị đang khởi động.

ksd: là hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp 4,5,6 dựa trên kinh nghiệmthiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần đúng tuy

nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi Các phương pháp còn lại được xây dựngtrên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố do đó có kết quảchính xác hơn, nhưng khối lượng tính toán hơn và phức tạp.

Trong bài tập dài này với phân xưởng 3 ta đã biết vị trí, công suất đặt, vàcác chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tảiđộng lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toántheo công suất trung bình và hệ số cực đại Các phân xưởng còn lại do chỉ biếtdiện tích và công suất đặt của nó nên để xác định phụ tải động lực của các phânxưởng này ta áp dụng phương pháp tính toán theo công suất đặt và hệ số nhucầu Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo phương phápsuất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất

h/ Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại

Vì đã có thông tin chính sác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị biết đượccông suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị nên ta xác định phụ tải tínhtoán theo công suất trung bình và hệ số cực đại.Theo phương pháp này phụ tảitính toán được xác định như sau:

Pđmi : công suất định mức của thiết bị

ksd :hệ số sử dụng của nhóm thiết bị tra sổ tay

n: Số thiết bị trong nhóm

kmax: Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ:

kti : hệ số tải của thiết bị i

kti = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

kti = 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

+ Phụ tải động lực phản kháng

Qtt = Ptt tgφTrong đó

Cosφ : hệ số công suất tính toán của nhóm thiết bị, tra sổ tay

2/ Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng 3

• Thiết bị công suất lớn nhất : Máy 6 công suất 18,5 kW

→ Số thiết bị có công suất ≥ 9,25 : n1 = 3

• Công suất của các thiết bị đó : P1 = 39,9 kW

• Cosφtb =

n

n i

Cosϕ

8

62 0 68 0 79 0 62 0 68 0 65 0 65 0 76 0

33.73

II /XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG KHÁC

1) Phương pháp hệ số nhu cầu

Khi xí nghiệp đã có thiết kế nhà xưởng, chưa có thiết kế chi tiết, bố trí cácmáy móc, thiết bị trên mặt bằng Lúc này mới chỉ biết công suất đặt nên ta sửdụng phương pháp hệ số nhu cầu để tính phụ tải tính toán các phân xưởng

2) Phụ tải tính toán động lực của mỗi phân xưởng

Ptt = knc Pđ

Qtt = Ptt tgφ

Trong đó

Knc : Hệ số nhu cầu, tra sổ tay

Pđ : công suất đặt của phân xưởng

Cosφ : hệ số công suất tính toán của mỗi phân xưởng, tra sổ tay

từ cosφ → tgφ

3) Phụ tải chiếu sáng của mỗi phân xưởng

a) Phụ tải tác dụng chiếu sáng của mỗi phân xưởng

Pcs = 9% Stt

Trong đó

Pcs : phụ tải chiếu sáng tác dụng của mỗi phân xưởng, W

Stt : phụ tải tính toán toàn phần của phân xưởng

b) Phụ tải chiếu sáng phản kháng của mỗi phân xưởng

Qcs = Pcs tgφ

Nếu phân xưởng có động cơ → dùng đèn sợi đốt

Vì trong phân xưởng có động cơ nên chiếu sáng bằng đèn sợiđốt → cosφcs = 1 → tgφcs = 0 → Qcs = Pcs tgφcs = 0

+ Phụ tải tính toán toàn phân xưởng

 Sau khi tính toán ta lập được bảng sau:

III/ PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY

a/ Phụ tải tính toán tác dụng toàn nhà máy

PttNM = kđt

∑p ttpxi

i P

Trong đó

Pttpxi : Phụ tải tính toán tác dụng của phân xưởng i , kW

P : số phân xưởng trong nhà máy

Kđt : hệ số đồng thời , xét khả năng phụ tải các phân xưởng không đồngthời cực đại

Kđt = 0,9 ÷ 0,95 khi số phân xưởng n = 2 ÷ 4

Kđt = 0,8 ÷ 0,85 khi số phân xưởng n = 5 ÷ 10

Vì nhà máy có 6 phân xưởng nên chọn k = 0,85

Qttpxi : Phụ tải tính toán phản kháng của phân xưởng i, kVAr

174,

CHƯƠNG III XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN

Để đảm bảo độ an toàn và mỹ quan trong xí nghiệp các tuyến dây sẽ được xây dượng bằng đường cáp.Có thể so sánh 2 phương pháp nối dây như sau :

Phương án 1 : Từ trạm biến áp kéo dây trực tiếp đến các phân xưởng

theo hình vẽ, các tủ phân phối sẽ được đặt ngay tại đầu các nhà xưởng để cung cấp điện cho các thiết bị trong nhà xưởng.Phương án này không thuận tiện cho việc thi công, vận hành phát triển mạng điện, nên không có tính khả thi.Vì vậy

ta loại bỏ ngay phương án này

Phương án 2 : Từ trạm biến áp kéo dây trực tiếp đến các phân xưởng 1,2

ở gần phân xưởng 3,5 ta đi chung 1 đường dây tới phân xưởng 3 rồi từ đó kéo

dây tới phân xưởng 5 Phân xưởng 4,6 ta đi chung 1 đường dây tới phân xưởng

4 rồi từ đó kéo dây tới phân xưởng 6.Như hình vẽ:

CHƯƠNG IV LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN

1 Chọn mỏy biến ỏp.

+ Số lợng MBA: Do lới đang xét cung cấp điện cho lộ phụ tải điện

loại 2 nờn ta chọn số mỏy biến ỏp cần sử dụng là 2 mỏy

+ Công suất MBA: Vì công suất MBA đợc chọn có xét

đến khả năng quá tải của MBA trong chế độ sự cố 1 máy

Điều kiện chọn là:

( 1)

Sttpx Sdm K n ≥ − max

max cos

P S

φ

=

Trong đó:

K: là hệ số quá tải K= 1,4

n: số MBA tại mỗi trạm

( Trong nhiệm vụ của đồ án môn học không xét đến sự hiệuchỉnh công suất theo nhiệt độ cho MBA )

Ta chọn tất MBA đều là MBA 3 pha 2 dây quấn với cấp

điện áp định mức 10/0.4 KV

dm 1.4(2 1) ≥ − = ( kVA )Tra phụ lục 11 ta chọn mba ba pha hai cuộn dõy do Việt Nam chế tạo cú cỏcthụng số như sau:

2 Chọn dõy dẫn Xem lại phương phỏp này

(chọn theo tổn hao điện ỏp)

+) Chọn cáp : Từ TPP về tủ động lực của PX1

220,2296 1

Tra phụ lục 31 chọn cáp 4 lõi

Tra phụ lục 31 chọn cáp 4 lõi

Tra phụ lục 31 chọn cáp 4 lõi

3 Chọn Áptômát và thanh cái

+)Dòng điện lớn nhất qua Áptômát tổng máy 1000 kVA:

+)Dòng điện lớn nhất qua Áptômát tủ động lực phân xưởng 1:

Tra bảng 3.4 sổ tay lựa chọn và tra cứu trang 148 ta chọn

Aptomat được chọn phải thoả mãn điều kiện

IdmA≥ Imax

Tra bảng 3.6 và 3.7 sổ tay lựa chọn và tra cứu trang 150 ta chọn aptomat có các thông

số được ghi trong bảng sau:

Tra bảng 7.2 sổ tay lựa chọn và tra cứu trang 362 ta chọn thanh cái bằng đồng có các

thông số được ghi trong bảng sau:

PPTT 1443 80x10 1900

CHƯƠNG V XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CHẾ ĐỘ CỦA MẠNG ĐIỆN

1 Xác định tổn thất điện năng ∆A trong TBA:

= 2.6,4 8760 + 3747

5600

8 , 9497 39 2

* Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây :

Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức:

 : Sụt áp trên đoạn MBA – tử phân phối.

 : Sụt áp trên đoạn từ tủ phân phối – tủ động

lực

 : Sụt áp trên đoạn từ tủ động lực – thiết bị

⇒

⇒

= 3.77+ 1.97 + 0.29 =6.03 (V) < Ucp=19 ( V) dây dẫn đã chọn đạt yêucầu

Dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1 : CVV-1×10 có thông số kỹ thuật

= 3.77+ 0.61 + 0.5 =4.88 (V) < 19 ( V) dây dẫn chọn đạt yêu cầu

e)Sụt áp từ tủ phân phối đến tủ động lực số 5:

Từ đó ⇒ = 0.54 ( V )

⇒

= 3.77+ 2 + 0.27 =6.04 (V) < 19 ( V) dây đã chọn đạt yêu cầu

3) Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây:

Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây được tính theo công thức:

2

2

10 R −

- Tổn thất ∆P trên đoạn cáp TBA- ĐL 1:

2

2

10 R −

2 ,

F

mm2

R.10-3Ω

CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP

1 Khỏi niệm về nối đất.

nguy hiểm: gây bỏng, giật, trờng hợp nặng sẽ làm chết ngời,

do đó tác dụng của nối đất là để tản dòng điện và giữ mức

điện thế thấp trên các thiết bị đợc nối đất Hệ thống nối đất

có hai chức năng : nối đất làm việc và nối đất an toàn

- Ngời bị tai nạn về điện là do chạm phải những phần tử mang điện, song cũng có thể chạm phải những bộ phận của thiết bị điện bình thờng không mang điện nhng lại có điện

áp khi cách điện bị hỏng Trong trờng hợp này, để đảm bảo

an toàn có thể thực hiện bằng cách nối đất tất cả những bộ phận bình thờng không mang điện nhng khi cách điện bị hỏng có thể có điện áp

bị nối đất sẽ có dòng điện ngắn mạch một pha với đất và

điện áp đối với đầu của vỏ thiết bị bằng :

Uđ = Iđ.Rđ

Trong đó :

Trờng hợp ngời chạm phải vỏ thiết bị có điện áp, dòng

điện qua ngời xác định theo biểu thức : Ing Rng =Iđ Rđ

Vì Rđ << Rng nên Ing << Iđ, vì vậy I’đ = Iđ, khi đó

tn nd

1 R

trở nối đất đủ nhỏ có thể đảm bảo cho dòng In qua ngời

không nguy hiểm đến tính mạng

dây dẫn nối đất, điện cực nối đất đặt trực tiếp trong đất, các dây nối đất dùng để nối các bộ phận đợc nối đất với điện cực nối đất

do cách điện thiết bị hỏng sẽ qua vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống điện cực và chạy tản vào trong đất

-Có hai loại nối đất sau :

+ Nối đất tự nhiên : là các ống kim loại đặt trong đất, các kết cấu bằng kim loại của các công trình có nối với đất, khi xây dựng trang bị nối đất trớc hết cần phải sử dụng các vật nối đất tự nhiên có sẵn, điện trở nối đất tự nhiên đợc xác

định bằng đo lờng, nếu điện trở nối đất tự nhiên không đạt

đợc trị số đã quy định trong quy phạm thì ta mới thực hiện nối đất nhân tạo

+ Nối đất nhân tạo: thực hiện bằng cọc thép, ống thép,

Thờng các điện cực nối đất này đợc đóng sâu xuống đất

nhờ vậy giảm đợc sự thay đổi điện trở nối đất theo thời tiết.Các điện cực đợc nối với nhau bằng cách hàn với thép nằm

thép trong đất phải có bề dày không nhỏ hơn 3,5mm, cácthanh thép dẹt, góc không đợc nhỏ hơn 4mm, và dây nối đấtcần có tiết diện thoã mãn độ bền cơ khí ổn định nhiệt vàchịu đợc dòng làm việc lâu dài

-Điện trở nối đất chủ yếu xác định bởi điện trở suất của

đất, hình dáng kích thớc điện cực và độ chôn sâu trong

đất Nối đất thờng bao gồm một số điện cực nối song song vớinhau và đặt cách nhau một khoảng tơng đối nhỏ, vì vậy khi

có dòng ngắn mạch chạm đất thể tích đất tản dòng điện từ mỗi cực giảm đi do đó làm tăng điện trở nối đất, hệ số sử dụng điện cực nối đất sẽ giảm xuống khi tăng số điện cực và giảm khoảng cách giữa chúng, ngoài ra còn phụ thuộc vào

hình dạng nối đất

độ ẩm và nhiệt độ của đất và chỉ có thể xác định bằng đo lờng Điện trở suất không phải cố định trong cả năm mà thay

đổi do sự thay đổi độ ẩm và nhiệt độ của đất do đó điện trở của trang bị nối đất cũng thay đổi, vì vậy trong tính toánnối đất phải dùng điện trở suất tính toán là trị số lớn nhất

1 R

1 R

1

−

=

Trong đó :

+ Rtn : điện trở nối đất tự nhiên