thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 1KTA và toàn bộ nhà máy cơ khí 1N4

thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 1KTA và toàn bộ nhà máy cơ khí 1N4 giới thiệu chung về nhà máy cơ khí và yêu cầu cung cấp điện cho hộ phụ tải xác định phụ tải cho phân xưởng cơ khí số 1 và toàn nhà máy thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng và toàn nhà máy .........

I.Đề Tài: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng Cơ khí 1KTA và toàn

bộ nhà Máy cơ khí 1N4.

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.

đến NM 5km

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 0,93

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 nguyên lý CCĐ phân xưởng.

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP

ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI

1.1 - VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ 5

1.2 - MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN .7

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1 VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1

2 1.1 Phân nhóm phụ tải 10

2 1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 1 2 2 1.3 Tính toán phụ tải từng nhóm 17

2 1.4 Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí số 1 19

2 1.5 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí 20

2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY 20

CHƯƠNG II I THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY A THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO P.X CƠ KHÍ SỐ 1 .22

3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 22

3.2 - CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1 24

3.3 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG 25

3.3.1 Chọn dây chảy bảo vệ cho từng máy 25

3.3.2 Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị 27

3.3.3 Chọn dây chảy bảo vệ cho từng nhóm máy 31

3.3.4 Chọn cáp dẫn cung cấp cho từng nhóm máy 32

3.3.5 Chọn tủ phân phối 33

3.3.6 Chọn tủ động lực 33

3.3.7 Chọn aptomat bảo vệ cho các phân xưởng 34

B THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KH Í 34

3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 34

3.2 - CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 35

3.2.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện 3 5 3.2.2 Chọn dung lượng và số lượng máy biến áp nhà máy 36

3.2.3 So sánh các phương án cấp điện cho Nhà máy 38

3.3 - PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY KỂ CẢ TỔN THẤT CÔNG SUẤT 43

3.3.1 Xác định tổn thất trong máy biến áp 43

3.3.2 Vị trí trạm biến áp nhà máy 44

3.3.3 Chọn các thiết bị điện trong mạng điện nhà máy 45

A CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP 4 5 B CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP 52

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN 4.1 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 5 8 4.2 KIỂM TRA THIẾT BỊ 6 8 CHƯƠNG V THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ : 73

6.2 LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG 73

6.2.1 Các hình thức chiếu sáng:

6.2.2 Chọn hệ thống chiếu sáng .

6.2.3.Chọn loại đèn chiếu sáng .

6.2.4 Chọn độ rọi cho các bộ phận

6.3 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG : 75

6.4 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG. 77

CHƯƠNG V I TINH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 80

6.2.XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ 81

6.3.1.Xác định dung lượng bù 82

6.3.2 Phân bố dung lượng bù cho các thanh cái hạ áp 82

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước.Như chúng ta đã xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điện

năng được sản xuất 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 điện cho hiệu quả, tin cậy Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh

tế quốc dân.

Nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục và tin cậy cho nghành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế quốc gia phát triển liên tục và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới.

Nếu ta nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là nghành tiêu thụ năng lượng nhiều nhất.Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện năng hơp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác một cách hiệu quả công suất của các nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả lượng điện năng được sản xuất ra.

Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sữa chữa khi

hư hỏng và phải đảm bảo chất lượng điện năng trong phạm vi cho phép,hơn nữa phải thuận tiện cho việc mở rộng trong tương lai.

Sau thời gian học tập và nghiên cứu môn Cung Cấp Điện em đã được nhận

đồ án với đề tài:Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng cơ khí 1KTA và toàn bộ nhà máy cơ khí 1N4.

Sau một thời gian làm đồ án với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo và các thầy cô trong khoa Điện, nay đồ án của em đã được hoàn thành

Em xin chân thành cảm ơn!

1.1.-VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ.

Trong công nghiệp ngày nay ngành cơ khí là một ngành công nghiệp then chốt của nền kinh tế quốc dân tạo ra các sản phẩm cung cấp cho các ngành công nghiệp khác cũng như nhiều lĩnh vực trong kinh tế và sinh hoạt.Đáp ứng nhu cầu của sự phát triển kinh tế, các nhà máy cơ khí chiếm một số lượng lớn và phân rộng khắp cả nước.

Nhà máy đang xem xét đến là nhà máy cơ khí bộ quốc phòng sản xuất các thiết bị cung cấp cho các nhà máy công nghiệp Nhà máy có 15 hộ phụ tải,quy mô với 10 phân xưởng sản xuất và các nhà điều hành.

Bảng 1-1: số liệu phụ tải tính toán các phân xưởng trong nhà máy.

13 Kho 2 (vật tư) 50 25 2

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

Nhà máy cần đảm bảo được cấp điện liên tục và an toàn Do đó nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thống điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian.

1.1.1- Phân xưởng cơ điện.

Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị máy móc cơ điện của nhà máy Phân xưởng nào cũng trang bị nhiều máy móc vạn năng có độ chính xác cao nhằm đáp ứng 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 1.1.2- 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 Nêu điện không ổn định, hoặc mất điện sẽ làm hỏng các chi tiết đang gia công gây lãng phí lao động Phân xưởng này ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.

1.1.3- Phân xưởng đúc thép, đúc gang

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

1.1.4- Phân xưởng kiểm nghiệm

Có nhiệm vụ kiểm tra chất lượng sản phẩm và chỉ 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 Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.

1.1.5- Phân xưởng rèn, dập.

Phân xưởng được trang bị các máy móc và lò rèn để chế tạo ra phôi và các chi tiết khác đảm bảo độ bền và cứng Xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.

1.1.6- Nhà kho

cầu cung cấp điện cho nhà kho chủ yếu là cung cấp điện chiếu sáng và sấy bảo quản sản phẩm nên có thể xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.

1.7- Phân xưởng dụng cụ.

Là phân xưởng có nhiệm vụ cung cấp phương tiện làm việc cho toàn nhà máy Đảm bảo cho tính liên tục khi sản xuất Vì vậy có thể xếp phân xưởng vào hộ tiêu thụ loại 2.

1.2.- MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN.

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

Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ Đặc điểm của quá trình 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 bộ như 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 kiện quan 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:

1.2.1 – Độ tin cậy cung cấp điện:

Đó là mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc vào tính chất của hộ dùng điện

Hộ loại 1: là những hộ rất quan trọng không được để mất điện, nếu xảy ra

mất điện sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng.

-làm mất an ninh chính trị, mất trật tự xã hội Đó là sân bay, hải cảng, khu quân sự, khu ngoại giao đoàn, các đại sứ quán, nhà ga, bến xe,trục giao thông chính trong đường phố.

-làm thiệt hại lớn tới nguồn kinh tế quốc dân Đó là khu công nghiệp, khu chế xuất, dầu khí, luyện kim,nhà máy cơ khí lớn,trạm bơm nông nghiệp lớn những hộ này đóng vai trò quan trongjtrong nền kinh tế quốc dân hoặc

có giá trị xuất khẩu đem lại nhiều ngoại tệ cho đất nước.

-làm nguy hại đến tính mạng con người.

Hộ loại 2:bao gồm các xí nghiệp chế tạo hàng tiêu dùng( như xe đạp,vòng

bi, bánh kẹo, đồ nhựa,đồ chơi trẻ em ) và thương mại dịch vụ(khách sạn, siêu thị, trung tâm thương mại lớn )với nhưng hộ này, nếu bị mất điện sẽ

bị thua thiệt về kinh tế như dãn công, gây thứ phẩm, phế phẩm, phá vỡ hợp đồng cung cấp nguyên liệu hoặc sản phẩm cho khách hàng, làm giảm sút doanh số và lãi suất

Hộ loại 3:là những hộ không quan trọng cho phép mất điện tạm thời khi cần thiết.đó là hộ ánh sáng sinh hoạt đô thị và nông thôn

1.2.2 – 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 mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp phần ổn định tần số của hệ thống lưới điện.

Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chất lượng điện áp cho khách hàng Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép 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 xác vv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%.

1.2.3 – 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 hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phải được chọn đúng loại đúng công suất Công tác xây dựng lắp đặt phải được tiến hành đúng, chính xác cẩn thận Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai trò hết sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành những quy định về an toàn sử dụng điện

1.2.4 – Kinh tế

Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn đầu tư Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và

so sánh giữa các phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp, phương án cung cấp điện tối ưu.

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

Bảng 1- 2 : Số liệu phụ tải phân xưởng cơ khí

- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau :

+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc

+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau tránh chồng chéo và giảm chiều dài dây dẫn hạ áp.

+ Công suất các nhóm cũng nên không quá chênh lệch nhóm nhằm giảm chủng loại tủ động lực.

- Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân

xưởng ta chia ra làm 2 nhóm thiết bị phụ tải như sau :

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

2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán.

Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về các phương pháp xác định phụ tải

tính toán, nhưng cá c phương pháp được dùng chủ yếu là:

a - Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu

cầu :

Một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm

P Q P

- po : suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất ( W/m2 ) Giá trị po

đươc tra trong các sổ tay.

c Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho

một đơn vị thành phần :

Công thức tính toán :

max 0

.

T

W M

P tt 

Trong đó :

M : Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm.

Wo : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh ).

Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( giờ ).

Phương pháp này được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như : quạt gió, máy nén khí, bình điện phân… Khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính toán tương đối chính xác.

d Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ

n : Số thiết bị điện trong nhóm

Pđmi : Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm.

Kmax : Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ.

Kmax = f ( nhq, Ksd ).

nhq : số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế.( Gồm có các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau ).

Công thức để tính nhq như sau :

 

2 n

dmi i=1

hq n

2 dmi i=1

dmi i=1 hq

 Khi m > 3 và Ksd < 0,2 thì nhq được xác định theo trình tự như sau :

Tính n1 - số thiết bị có công suất ≥ 0,5Pđm max Tính P1- tổng công suất của n1 thiết bị kể trên :

Dựa vào n*, P* tra bảng xác định được nhq* = f (n*,P* )

Tính nhq = nhq*.n

Cần chú ý là nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế

độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn khi tính nhq theo công thức :

% : hệ số đóng điện tương đối phần trăm

Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha.

 Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha :

 Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn

có thể lấy bằng công suất danh định của nhóm thiết bị đó :

n

tt dmi i=1

P =  P

n : số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm.

Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 nhưng số thiết bị tiêu thụ hiệu quả nhỏ hơn 4 thì có thể xác định phụ tải tính toán theo công thức :

n

tt ti dmi i=1

Trong đó : Kt là hệ số tải Nếu không biết chính xác có thể lấy như sau :

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

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

e Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ

PA



Ptb : công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát.

A : điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T.

f Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ

lệch trung bình bình phương.

Công thức tính : Ptt = Ptb ± β.δ.

Trong đó : β : hệ số tán xạ.

δ : độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.

Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị của phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy Tuy nhiên phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà

chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành.

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 xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm làm việc bình thường và được tính theo công thức sau :

Iđn = K mm*Ikđ max + Itt – Ksd*Iđm max

Trong đó :

Ikđ max - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm.

Itt - dòng tính toán của nhóm máy

Iđm max - dòng định mức của thiết bị đang khởi động.

Ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.

Xác định số thiết bị làm việc hiệu quả:

Vì n=5 nên n hq được tính theo công thức sau:

2

2 1

2 2 2 2 2 2

n

đi sdi i

sd nhI n

đi i

P I



cos

* 38 , 0

* 3

Vậy dòng điện định mức lớn nhất được chọn là:

Tính toán tương tự cho Nhóm II, Nhóm III và nhóm IV với chú ý khi xác định n hq

của phụ tải các nhóm có n = 5 thì áp dụng công thức 



 n

đci

n đci hq

P

P n

1 2

2 1

)(

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

Pcs = po.F

po – công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích(theo bảng 1-2 sách TKCCĐ với phân xưởng cơ khí ta có po = 15(W/m2).Dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng chophân xưởng nên Coscs 1.

F: diện tích phân xưởng

F = 16 x 54 = 864(m2)

Pcs = 15*864 = 12,96 (kW)

Dòng điện chiếu sáng được xác định như sau:

) ( 69 , 19 38 , 0

* 3

96 , 12

*

p I

đm

cs

2.1.5 - Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí

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

4 1

*

)(

*

ttnhi dtPX

ttpxCK

ttCS ttnhi dtPX

ttpxCK

Q K

Q

P P

K P

Với Kđtpx là hệ số đang xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm máy trongphân xưởng và Kđtpx = 0,8 – 0,85 Chọn K dtpx 0,85

P S

đm

S I

U

2.2 - TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA TOÀN NHÀ MÁY

Phụ tải của toàn nhà máy được xác định theo công thức:

14 1 14 1

Kpt là hệ số kể đến khả năng phát triển thêm phụ tải trong tương lai của nhà máy : Kpt = 1,05 - 1,15

PttNM = 0,9*(120 + 82,28 + 180 + 165 + 200 + 180 + 160 + 90 + 110 + 170 +70 + 50 + 50 + 70) = 1527,55(kW)

QttNM = 0,9*(110 + 74,45 + 130 + 125 + 180 + 150 + 120 + 70 + 90 + 160 + 50 + 35 + 25 +75) = 1255,03( kVAr)

ttNM

P S

Bảng 2 – 3 : Bảng phụ tải tính toán của nhà máy

Stt Tên phân xưởng Ptt

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

- Sơ đồ nối dây hình tia : Ưu điểm là việc nối dây đơn giản, độ tin cậy cao,

dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành, bảo quản

sửa chữa nhưng có nhược điểm là vốn đầu tư lớn thường được dùng ở các

hộ loại I và loại II.

- 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 Nhược điểm 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 cầu riêng của từng phụ tải hoặc của các nhóm phụ tải.

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

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

và 5 áptômát nhánh cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng.

- 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 chì làm 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 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 thể gộpthành nhóm và được 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 cấp điện cho phân xưởng : Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ :

Điện năng nhận từ thanh cái hạ áp của MBA phân xưởng qua aptomat đưa

về tủ phân phối bằng đường cáp động lực ( cáp 1) sau đó từ tủ phân phối có

các lộ ra dẫn về các tủ động lực qua hệ thống cáp ( cáp 2) Từ tủ động lực điện năng được đưa đến các thiết bị bằng dây dẫn cách điện luồn trong ống sắt Việc đóng cắt và bảo vệ ở đây dùng cầu dao và aptomat.

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

3.3.1 – Chọn dây chảy bảo vệ cho từng máy :

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

chạy qua, cho phép quá tải ngắn hạn như khởi động động cơ.

tải lớn hơn giá trị cho phép.

I I

U

P I

I

dmdc mm

dnh dc

dm dmdc dmdc

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

Idc – dòng điện định mức của dây chảy cầu chì.

A – hệ số phụ thuộc điều kiện khởi động.

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

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

- Với máy hàn và lò hồ quang Kmm >3.

Uđm – Điện áp định mức của lưới điện ( điện áp dây) kV.

Pđm – Công suất định mức của động cơ kW.

Cos - Hệ số công suất định mức của động cơ cho trong lý lịch máy.

 Tính cho máy tiện ở nhóm I:

Iđmđc = 16,28(A); Iđn = Iđmđc *K mm = 16,28*5 = 81,4 (A).

Idc  16,28 (A).

Idc  81, 4 32,56

Chọn loại cầu chì có Iđmdc = 45 (A), có ký hiệu là P-2.

 Làm tương tự cho các máy khác ta

3.3.2 - Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị:

Dây dẫn cung cấp trong mạng điện áp thấp của phân xưởng chọn theo điềukiện phát nóng ( dòng điện làm việc lâu dài cho phép) Vì khoảng cách từ tủ động lựctới các 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 théo mật độ dòng điện kinh tế sẽ gây lảng phíkim 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:

K =K1.K2.K3.K4

Hệ số K thể hiện toàn diện của điều kiện lắp đặt và là tích K1, K2, K3, K4

Các giá trị của một vài hệ số sẽ được cho trong bảng 3-2 và bảng 3-3

Hệ số K1 : K1 thể hiện cách lắp đặt

Bảng 3-2 : Hệ số K1 theo cách lắp đặt

Cách lắp đặt K1

Đặt trong ống bằng đất nung, ốngngầm hoặc rãnh đúc

0,8

Hệ số K2 : K2 thể hiện số dây đặt kề nhau ( các dây được coi là kề nhau nếukhoảng cách L giữa chúng nhỏ hơn 2 lần đường kính của dây lớn nhất trong hai dây ).

Bảng 3-3 : Hệ số K2 cho số dây trong hàng

Theo điều kiện chọn cách lắp đặt sử dụng ta xác định các hệ số như sau:

K1 = 1, K2 = 1, K3 = 1, K4 = 0,95  K = 0,95

K

I I K

- Đối với mạng sinh hoạt thì  = 0,8

- Đối với mạng cung cấp cho phụ tải đặc biệt thì  = 1,25 – 1,5

 Tính cho máy khoan ở nhóm I :

dc CP

LV CP

I

K I

Loại dây dẫn chôn sâu 0,7 m với nhiệt độ tiêu chuẩn của dây dẫn là 550C, nhiệt

độ môi trường là 250C Tra bảng 4.28 trang 375 TL “ HTCCĐ”

 Làm tương tự cho các máy khác ta có bảng số liệu sau:

Bảng 3 – 6: Tính chọn dây dẫn cho phân xưởng cơ khí

TT Nhóm Tên Thiết Icptt Thông số của cáp

 Nhóm 1: Đối với 1 nhóm máy dòng đỉnh nhọn xuất hiện khi mở máy thiết

bị có công suất lớn nhất còn các thiết bị khác làm việc bình thường Để bảo vệ cho từng nhóm máy chọn dây bảo vệ theo điều kiện sau đây:

IDC  IttnhI = 35(A)

43,362,5

IDCnhI  IĐCimax =30,38(A)

IĐCimax – là dòng định mức của thiết bị có dòng mở máy lớn nhất trong nhóm: Tra bảng PL3.1.1 trang 355 TL CCĐ ta chọn được loại cầu chì P-2 có IDC = 80(A).I CGH 11 KA( ) Các nhóm khác tính toán tương tự ta có kết quả ghi ở bảng sau:

Bảng 3 -7 : Thông số cầu chì các nhóm máy phân xưởng cơ khí số 1

Nhóm Ittnh (A) Iđn/ (A) Loại CC

(Liên xô )

Chọn IDC

(A)

Dòng điện cắtGiới hạn(KA)

 Chọn dây chảy cho phụ tải chiếu sáng :

Điều kiện chọn : IDCcs  Iđm = Itt = 19,69(A)

Tra bảng PL3.1.1 trang 355 TL CCĐ ta chọn được loại cầu chì P-2 có IDC = 20(A)

) (

5

,

4 KA

I CGH 

3.3.4 – Chọn cáp dẫn cung cấp cho từng nhóm máy :

Điều kiện chọn : Uđmcáp  Uđmmạng ; I K

I ttnh



Chọn cáp 4 lõi cách điện PVC do Hãng LENS chế tạo có số liệu sau :

S = 6(mm2 ); ICP(trong nhà) = 53(A) ký hiệu 4G

 Tương tự cho nhóm II,III ,IV ta lập được bảng chọn cáp cho từng nhóm máy

Bảng 3 -7 : Thông số kỹ thuất cáp cho các nhóm máy của phân xưởng cơ khí số 1

ttnhi dmvào

dmmang đmtu

I I

I I

V U

Số đầu ra là : n > 5.

Xét cho nhóm I : 35( )

(34,20,60,45,80)

dmvào ttnhI dmra dctbI

Tương tự chọn tủ cho các nhóm khác ta có bảng lựa chọn sau :

Bảng 3 -8 : Thông số kỹ thuật của tủ động lực phân xưởng cơ khí

Nhóm Loại tủ Ittnh(A) Iđmvào(A) Số lộ ra

Căn cứ vào số liệu tính toán ta chọn aptomat do hãng MERLIGERIN chế tạo

xưởng và các đường dây cung cấp vào các phân xưởng, phần bên ngoài nhà máy baogồm 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 thuật của cácphương án sao cho vừa đảm bảo về yêu cầu kỹ thuật vừa đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế.3.2 – CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY

3.2.1 - Chọn sơ đồ cung cấp điện:

Ở đây nhà máy là hộ phụ tải loại 1 do đó để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện taphải dùng 2 tuyến đường dây lấy từ 2 nguồn khác nhau với cấp điện áp là 110 KV.Bên trong nhà máy thường dùng 2 loại sơ đồ chình là: sơ đồ hình tia và sơ đồ phânnhánh, ngoài ra còn có thể kết hợp cả 2 sơ đồ thành sơ đồ hỗn hợp

Chọn sơ đồ đi dây:

Sơ đồ hình tia, sơ đồ phân nhánh hay sơ đồ hỗn hợp mỗi loại sơ đồ đều cónhững ưu nhược điểm của nó và phạm vi sử dụng thuận lợi đối với từng nhà máy

Căn cứ vào yêu cầu CCĐ của nhà máy ta chọn sơ đồ hình tia để cung cấp điệncho nhà máy Sơ đồ hình tia có độ tin cậy CCĐ cao hơn, bảo vệ rơle làm việc dễ dàng

không nhầm lẫn Sơ đồ hình tia thuận tiện cho việc sửa chữa và dễ phân cấp bảo vệ,mặc dù vốn đầu tư có cao nhưng chi phí vận hành hàng năm lại nhỏ.

Xét đặc điểm của nhà máy là phụ tải phân bố không đều và không liền kề hơnnữa trong nhà máy các phân xưởng phân bố không có quy luật nhất định Phụ tải củanhà máy là phụ tải loại 1 do đó ta chọn sơ đồ hình tia để cung cấp điện cho nhà máy

3.2.2 - Chọn dung lượng và số lượng máy biến áp cho trạm biến áp nhà máy:

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

áp phân xưởng biến đổi điện áp 110 KV của lưới thành cấp điện áp 22kv và sau đó sửdụng thêm một MBA nữa biến đổi từ 22kv thành cấp điện áp 0,4 KV cung cấp chophân 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 điều nàythuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa, thay thế và việc chọn thiết bị cao áp, thuậnlợi cho việc mua sắm thiết bị

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 số1:

- SttNM =2273,54 (KVA) , Nguồn cung cấp có cấp điện áp là 22 KV

- Nhà máy thuộc hộ phụ tải loại I

Sau đây là một số phương án CCĐ

a - Phương án 1:

Phương án này dùng 2 MBA có công suất Sđm= 1000 KVA MBA này doABB sản xuất , có cấp điện áp là 22/ 0,4 KV được đặt làm 1 trạm, phụ tải phân bốcho từng máy như trong bảng ( 2-3 )

b - Phương án 2:

Phương án này dùng 3 MBA có công suất Sđm= 800 KVA , có cấp điện áp là22/ 0,4 KV do ABB sản xuất được đặt làm 1 trạm phụ tải phân bố cho từng máy nhưtrong bảng ( 2-3 )(Dựa vào bảng 10.pl và bảng 12.pl sách BT CCĐ trang 468-469)

Bảng 3 – 10 : Bảng tham số kỹ thuật của MBA do ABB chế tạo :

1000

800

Bảng 3 -11: Bảng các phương án cấp điện cho các Phân xưởng nhà máy

Phươn

g án MBA S đm (KVA) CCĐ cho các phân xưởng Sttpx

I

1 1000 Đúc Gang + Cơ Khí 2 + Kho 2+ mộc mẫu

+ Nhà Hành Chính + Cơ Điện +Cơ Khí 1 945,56

Đúc Thép + Rèn, Dập + Dụng Cụ + Kiễm Nghiệm + Kho 1 + lắp ráp + nhiệt luyện

3 800 Kho 2 + Nhà hành chính + Cơ điện +

Kiểm nghiệm + Kho 1 +lắp ráp 636,98

Qua 2 phương án CCĐ cho nhà máy ở trên có những ưu nhược điểm như sau:

- MBA được chọn đều là MBA do ABB chế tạo cùng chủng loại sơ đồ, cáchđấu dây tương đối đơn giản nên thuận lợi cho việc sửa chữa, vận hành và thay thế.Đảm bảo được yêu cầu về kỹ thuật cung cấp đủ điện cho các hộ phụ tải quan trọng

Để có kết luận chính xác, lựa chọn phương án CCĐ hợp lý nhất ta cần phải so sánh cả

2 phương án này về chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật

3.2.3 – So sánh các phương án

a - So sánh về chỉ tiêu kỹ thuật:

 Phương án 1:

Phương án này dùng 3 MBA mỗi máy có Sđm = 1000 (kVA) , 22/0,4 kV

Đặt làm 1 trạm, việc phấn phối tải cho các máy như hình (2-3).Trong điều kiệnlàm việc bình thường ta cho 2 MBA có công suất Sđm= 1000 KVA làm việc độc lập

Hệ số phụ tải của các máy: KPT = đmBA

ttBA

S S

56 , 945 1000

ttBA k

kVA S

kVA S

MBA 2: 1000 0,93

934,61 1000

ttBA k

kVA S

kVA S

.Với 2 MBA 1000 KVA ta thiết kế sao cho khi mất 1 máy thì 1 máy còn lạiphải làm việc song song và mang đủ tải của các hộ phụ tải loại I Cụ thể là 1 MBAlàm việc quá tải có công suất là:

Sqt = 1,4*Sđm = 1,4*1000 = 1400 (KVA)

Phụ tải loại I có công suất là:

SLI = SPX cơ khí 1 + SPX đúc thép + SPX Đúc gang + SNhà hành chính= 697,39 (KVA)

Như vậy ở đây ta thiết kế đã đảm bảo yêu cầu về tính liên tục CCĐ cho các hộphụ tải loại I Sqt > SL1 Trường hợp nếu 1 thanh cái bị hỏng ta có thể dùng ATM liênlạc hoặc dùng 1 thanh cái dự phòng để nối MBA kia vào làm việc quá tải chophép.Nhăm đảm bảo trong trường hợp xấu nhất lúc nào cũng phải đảm bảo tính liêntục cung cấp điện cho nhà máy

 Phương án 2:

Phương án này dùng 3 MBA mỗi máy có Sđm = 800 (kVA) 22/0,4 kV

Đặt làm 1 trạm, việc phấn phối tải cho các máy như hình (2-3).Trong điều kiệnlàm việc bình thường ta cho 3 MBA có công suất Sđm= 800 KVA làm việc độc lập

Hệ số phụ tải của các máy: KPT = đmBA

ttBA

S S

565,14 800

ttBA k

kVA S

kVA S

676,07 800

ttBA k

kVA S

kVA S

636,98 800

ttBA k

kVA S

kVA S

.Với 3 MBA 800 KVA ta thiết kế sao cho khi mất 1 máy thì 2 máy còn lại phảilàm việc song song và mang đủ tải của các hộ phụ tải loại I Cụ thể là 2 MBA làmviệc quá tải có công suất là:

Sqt = 2.1,4Sđm = 2.1,4.800 = 2240 (KVA)

Phụ tải loại I có công suất là:

SLI = SPX cơ khí 1 + SPX đúc thép + SPX Đúc gang + SNhà hành chính= 697,39 (KVA)

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

Kết luận: Qua phân tích 2 phương án ở trên ta thấy cả 2 phương án đều đảmbảo các yêu cầu về kỹ thuật, đã đáp ứng được yêu cầu CCĐ đối với các hộ phụ tảiloại I Để quyết định xem sẽ chọn phương án nào ta phải so sánh cả các chỉ tiêu vềkinh tế của 2 phương án trên

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

: Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất   Tmax.Với nhà máy cơ khí

số 11A4 thì ta có thể chọn TMax = 6000h7000h Áp dụng công thức kinh nghiệmcủa kezevits trang 121 sách CCĐ ta tính đước :

Trong đó: Kkt là đương lượng kinh tế của công suất phản kháng.

Kkt = 0,05 (KW/KVAR)

 Tổn thất điện năng ở phương án I:

Với trạm có 2 máy biến áp ta áp dụng công thức:

ABA1 = 4,25*8760 +15,5*(0,95)2*5948 = 120435,09(KWh)

- MBA 2 có: t = 8760 h, Kpt = 0,93 ,  = 5948 h

ABA2 = 4,25*8760 +15,5*(0,93)2*5948 = 116968,59(KWh)

Với phương án 1 ta có tổng tổn thất điện năng là:

A1 = ABA1 + ABA2 = 237403,68 (kWh)

 Về vốn đầu tư:

K1 = n.V1

Trong đó: K1:Là tiền mua các MBA

V1: Giá tiền mua một MBA

Trong đó:  là giá trị khấu hao hàng năm : = 0,1

Ai : Tổng tổn thất điện năng Ai = A1 = 237403,68 ( (KWh)

 ( KW ).

Pn’ = 10,5 + 0,05* 100 12,5

800

* 5

 ( KW )

Trong đó: K2: Là tiền mua các MBA

V2: Giá tiền mua một MBA

Trong đó:  là giá trị khấu hao hàng năm  = 0,1

Ai : Tổng tổn thất điện năng Ai = A2 = 228133,72 (KWh)

g : Giá thành 1 KW/h : g = 2000 đồng/KWh

 C = 0,1*276,9 + 228133,72 *2*10 3

= 483,96 (triệu đồng/năm)