1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Báo cáo đồ án Hệ thống cung cấp điện

31 289 1

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 31
Dung lượng 141,88 KB

Nội dung

Các phương pháp thiết kế cung cấp điện cho cả nước nói chung và cho các khu công nghiệp nói riêng là nền tảng để chúng ta có thểhoàn thành công cuộc thay đổi một các an toàn và bền vững.

Trang 1

MỤC LỤC

Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1

Chương 2: PHÂN CHIA NHÓM PHỤ TẢI VÀ XÁC PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 3

2.1 PHÂN CHIA NHÓM VÀ XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI 3

2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 7

Chương 3: TÍNH TOÁN CHO TỦ PHÂN PHỐI & CHỌN MBA 14

3.1 Tính toán cho tủ phân phối 14

3.1 Chọn MBA 15

3.3 Xác định dung lượng bù 15

Chương 4: CHỌN DÂY DẪN & TÍNH SỤT ÁP 16

4.1 Chọn dây dẫn 16

4.2 Tính sụt áp 19

Chương 5: TÍNH NGẮN MẠCH & CHỌN CB 22

5.1 Tính ngắn mạch 22

5.2 Chọn CB 25

Chương 6: TÍNH AN TOÀN CHO TOÀN PHÂN XƯỞNG 28

Trang 2

Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ:

Đất nước ta đang trong đà công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước vàphấn đấu tới năm 2020 nước ta sẽ trở thành nước công nghiệp hóa Nhu cầu sử dụngđiện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt đi cùngvới quá trình phát triển kinh tế đất nước Các phương pháp thiết kế cung cấp điện cho

cả nước nói chung và cho các khu công nghiệp nói riêng là nền tảng để chúng ta có thểhoàn thành công cuộc thay đổi một các an toàn và bền vững

Thiết kế cung cấp điện là một công việc quan trọng và rất khó khăn, một công trìnhđiện dù là nhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt chuyên ngành hẹp(cung cấp điện, thiết bị điện, an toàn điện,…) Ngoài ra người thiết kế phải có sự hiểubiết nhất định về xã hội, môi trường, đối tượng cấp điện và những lý luận thực tiễn.Công trình thiết kế dư thừa sẽ gây lãng phí về kinh tế, tổn hao lớn Ngoài ra nhữngcông trình thiết kế sai sẽ dẫn đến tổn thất điện năng, tăng tổn thất trong lưới, hoặc gâycháy nổ, hư hỏng thiết bị

1.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI:

 Phân chia nhóm phụ tải và xác định phụ tải tính toán

 Tính toán cho tủ phân phối và chọn MBA

 Chọn dây dẫn và tính toán sụt áp

 Tính toán ngắn mạch và chọn thiết bị bảo vệ (CB)

 Tính toán an toàn điện cho phân xưởng

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

 Sử dụng phần mềm AutoCad để vẽ mặt bằng

 Sử dụng phần mềm Ecodial để vẽ cấu trúc điện

 Sử dụng phần mềm Excel để tính toán công suất định mức, dòng điện định mức,…

Trang 3

Chương 2: PHÂN CHIA NHÓM PHỤ TẢI &

XÁC PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

2.1 PHÂN CHIA NHÓM VÀ XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI

Phụ tải là các thiết bị hay nhóm thiết bị sử dụng điện năng để biến đổi thành cácdạng năng lượng khác như quang năng, nhiệt năng, cơ năng,…

Ta có thể xác định tâm phụ tải theo công thức sau:

Ta chia phân xưởng thành 4 nhóm như sau:

2.1.1 Xác định tâm phụ tải cho nhóm 1

Xnhóm

Ynhóm

94.25 2.42 3.69

Máy phay vạn

Trang 4

Để thuận lợi trong việc đi lại và thẩm mỹ ta dời tủ động lực về vị trí (0 ; 4.5)

2.1.2 Xác định tâm phụ tải cho nhóm 2

Tên thiết bị

Pđm(kW)

Xnhóm

Ynhóm

Trang 5

Để thuận lợi trong việc đi lại và thẩm mỹ ta dời tủ động lực về vị trí (9 ; 8)

2.1.3 Xác định tâm phụ tải cho nhóm 3

Xnhóm

Ynhóm

Máy mái tròn vạn năng 4.5 8.6 0.6 38.7 2.7

Để thuận lợi trong việc đi lại và thẩm mỹ ta dời tủ động lực về vị trí (8 ; 0)

2.1.4 Xác định tâm phụ tải cho nhóm 4

Trang 6

) (kW)

53.25 14.09 4.73

Bể dầu tăng nhiệt 8.5 13.7 7 116.45 59.5

Để thuận lợi trong việc đi lại và thẩm mỹ ta dời tủ động lực về vị trí (16 ; 4.5)

2.1.5 Xác định tâm phụ tải tủ cho phân phối chính

Trang 7

2.2.1 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 1

 Dòng định mức của thiết bị: Iđmi = Pđmi

√3 *Uđm*cos φ i

Tên thiết bị Kí hiệu cosφ Pđm (kW) Iđm (A)

Máy phay vạn

năng

Trang 8

 Tính số thiết bị hiệu quả theo phương pháp:

IđnN1 = I kđmax+I tt−ksd* Iđmmax = 194.8 + 88.86 – 0.2*38.96 = 275.868 (A)

2.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 2

Tên thiết bị Kí hiệu cosφ Pđm (kW) Iđm (A)

Trang 9

Bể ngâm có tăng nhiệt 37 0.75 4 8.10

 Với ksd = 0.2 và nhq = 7.9, tra bảng A-2 ta được kmax = 1.99

 Công suất tính toán của nhóm:

Trang 10

 Dòng khởi động lớn nhất của nhóm thiết bị :

I kđmax = kmm* Iđmmax = 243.5 (A)

 Dòng đỉnh nhọn của nhóm thiết bị:

Iđn = I kđmax+I tt−ksd* Iđmmax = 351.25 (A)

2.2.3 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 3

Tên thiết bị Kí hiệu cosφ Pđm (kW) Iđm (A)

 Với ksd = 0.2 và nhq = 6.6, tra bảng A-2 ta được kmax = 2.24

 Công suất tính toán của nhóm:

Trang 11

 Dòng khởi động lớn nhất của nhóm thiết bị :

I kđmax = kmm* Iđmmax = 194.8 (A)

 Dòng đỉnh nhọn của nhóm thiết bị:

Iđn = I kđmax+I tt−ksd* Iđmmax = 241.688 (A)

2.2.4 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 4

Tên thiết bị Kí hiệu cosφ Pđm (kW) Iđm (A)

 IđmmaxN4 = 38.96A

 Hệ số công suất trung bình của nhóm:

Trang 12

 Với ksd = 0.2 và nhq = 4.9, tra bảng A-2 ta được kmax = 2.42

 Công suất tính toán của nhóm:

 Dòng khởi động lớn nhất của nhóm thiết bị :

I kđmax = kmm* Iđmmax = 194.8 (A)

Trang 13

+ Điện áp: AC85-227V, 50-60Hz

+ Quang thông: 130lm/W

+ Góc sáng: 60/90/110 độ

+ Kích thước: 415 x 415 x 200mm

Chiều dài toàn phân xưởng: a = 80 (m)

Chiều rộng toàn phân xưởng: b = 40 (m)

 Diện tích phân xưởng: S = a*b = 80*40 = 3200 (m2)

 Công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: P0 = 15 W/m2

 Pcs = P0*S = 15*3200 = 48 (kW)

 Qcs = Pcs*tanφ = 48*0.33 = 15.84 (kvar)

 Ittcs = √P2+Q2 = √482+ 15.842 = 50.546 (A)

Trang 14

Chương 3: TÍNH TOÁN CHO TỦ PHÂN PHỐI & CHỌN MBA

3.1 Tính toán cho tủ phân phối

Phụ tải tính toán toàn nhà máy là bao gồm hai loại phụ tải, động lực và chiếu sáng

Ta xem phụ tải tính toán động lực và phụ tải tính toán chiếu sáng là đồng thời  kđt = 1(hệ số đồng thời)

 Hệ số công suất trung bình của tủ phân phối:

 Dòng đỉnh nhọn của tủ phân phối:

Iđnpp= I đnmaxN+I ttpp−ksd*IttmaxN = 275.868 + 367.717 – 0.2*117.44 = 588.98 (A)

Trang 15

 Chọn công suất MBA:

Ta có: Sttpp = √P2ttpp+ Qttpp2 = √206.262 + 80.82 = 221.521 (kVA)

 Công suất phụ tải lớn nhất của phân xưởng: Smax = Sttpp = 221.521 (kVA)

 Công suất phụ tải nhỏ nhất của phân xưởng: Smin = 0.6*Sttpp = 132.912 (kVA)Vậy MBA được chọn phải có công suất nằm trong khoảng

Smin = 0.6*Sttpp < SđmMBA < Smax = Sttpp  132.912 < SđmMBA < 221.521

 Vậy theo điều ta chọn MBA có công suất là: SđmMBA = 200 (kVA)

Với: + Tổn hao không tải: ∆ P0 = 530W

Trang 16

Chương 4: CHỌN DÂY DẪN & TÍNH SỤT ÁP

4.1 Chọn dây dẫn

Dây dẫn và dây cáp là thành phần chủ yếu của mạng điện Việc lựa chọn tiết diệndây dẫn và dây cáp đúng tiêu chuẩn kỹ thuật, thỏa mãn điều kiện kinh tế, sẽ góp phầnđảm bảo chất lượng cũng như điều kiện cơ bản cho việc cung điện an toàn, liên tụcđồng thời góp phần không nhỏ vào việc hạ thấp giá thành truyền tải điện năng, manglại lợi ích lớn không những cho ngành điện mà còn cho cả các ngành kinh tế quốc dân

4.1.1 Chọn dây dẫn từ MBA đến tủ phân phối và từ tủ phân phối đến tủ động lực, tủ chiếu sáng

Chọn kiểu đi dây là cáp ngầm, hệ số hiệu chỉnh K = K4K5K6K7

Tra sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC

Ta có :

K4 = 0.8 ảnh hưởng cách lắp đặt

K5 = 1 ảnh hưởng số dây đặt kề nhau

K6 = 1 ảnh hưởng của đất chôn cáp

K7 = 0.89 ảnh hưởng của nhiệt độ đất

Trang 17

4.1.2 Chọn dây dẫn từ tủ động lực đến thiết bị

Chọn dây theo điều kiện : Icpdd ≥ Ilvmax

K (trong đó Ilvmax = Iđm)

4.1.2.1 Chọn dây dẫn cho các thiết bị ở tủ động lực 1

Tên thiết bị Kí hiệu Iđm (A) Ilvmax

K (A) Icpdd (A) r0(Ωkm)

4.1.2.2 Chọn dây dẫn cho các thiết bị ở tủ động lực 2

Trang 18

Tên thiết bị Kí hiệu Iđm (A) Ilvmax

Máy mái tròn vạn

4.1.2.4 Chọn dây dẫn cho các thiết bị ở tủ động lực 4

Tên thiết bị Kí hiệu Iđm (A) Ilvmax

K (A) Icpdd (A) r0(Ωkm)

4.2 Tính sụt áp

Tổng trở của đường dây tuy nhỏ nhưng không thể bỏ qua Khi mang tải sẽ luôn tồn tại sự sụt áp giữa đầu và cuối đường dây Vận hành của các tải (như động cơ, chiếu sáng, ) phụ thuộc nhiều vào điện áp trên đầu vào của chúng và đòi hỏi giá trị điện áp gần với giá trị định mức Do vậy cần phải chọn kích cở dây sao cho khi mang tải lớn nhất, điện áp tại điểm cuối phải nằm trong phạm vi cho phép

Trang 19

Công thức tính sụt áp:

∆Ui = √3 Ilvmax*L*(R*cosφ+X*sinφ)

∆U% = ∆UU 1+ ∆U2+ ∆U3

đm

*100% (với điều kiện ∆U% ≤ 5%Uđm)Biết: 5%Uđm = 0.05*380 = 19V

Trong đó: + S là tiết diện dây (mm2)

+ L là chiều dài dây (km)

+ R là điện trở dây (Ωkm) = 22.5 (Ω mmkm 2)

S (mm2)

+ X là cảm kháng dây = 0.08 (Ωkm) (bỏ qua khi S < 50 mm2)

Ta chia hệ thống ra làm 3 cấp lần lượt là: ∆U1, ∆U2, ∆U3

 ∆U1 Sụt áp trên đoạn MBA – tủ phân phối

 ∆U2 Sụt áp trên đoạn tủ phân phối – tủ động lực

 ∆U3 Sụt áp trên đoạn tủ động lực – thiết bị

Để tính toán sụt áp trên dây dẫn từ tủ động lực đến thiết bị, ta tính sụt áp của thiết bịđặt xa tủ động lực nhất

Bảng tính kết quả sụt áp

Tên thiết bị Ilvmax (A) cosφ S (mm2) L (km) R X ∆Ui

Sụt áp từ MBA đến tủ phân phối (∆U1)

Trang 20

 Kiểm tra sụt áp tại tủ động lực 1

∑∆U = ∆U1+ ∆U2+ ∆U3 = 0.749 + 3.703 + 3.314 = 7.767 (V) < 19 (V)

Theo điều kiện ∆U% ≤ 5%Uđm dây dẫn chọn đạt yêu cầu

 Kiểm tra sụt áp tại tủ động lực 2

∑∆U = ∆U1+ ∆U2+ ∆U3 = 3.209 (V) < 19 (V)Theo điều kiện ∆U% ≤ 5%Uđm dây dẫn chọn đạt yêu cầu

 Kiểm tra sụt áp tại tủ động lực 3

∑∆U = ∆U1+ ∆U2+ ∆U3 = 8.429 (V) < 19 (V)Theo điều kiện ∆U% ≤ 5%Uđm dây dẫn chọn đạt yêu cầu

 Kiểm tra sụt áp tại tủ động lực 4

∑∆U = ∆U1+ ∆U2+ ∆U3 = 10.242 (V) < 19 (V)Theo điều kiện ∆U% ≤ 5%Uđm dây dẫn chọn đạt yêu cầu

 Kiểm tra sụt áp tại tủ chiếu sáng

∑∆U = ∆U1+ ∆U2 = 1.174 (V) < 19 (V)Theo điều kiện ∆U% ≤ 5%Uđm dây dẫn chọn đạt yêu cầu

Trang 21

Chương 5: TÍNH NGẮN MẠCH & CHỌN CB

5.1 Tính ngắn mạch

Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau (đối với mạng trung tính cách ly hoặcnối đất) hoặc hiện tượng các pha chập nhau và chạm đất (mạng trung tính nối đất trựctiếp) Nói một cách khác, ngắn mạch là hiện tượng mạch điện bị nối tắt qua một tổngtrở rất nhỏ, xem như bằng 0

Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng, và thường xảy ra trong

hệ thống điện Khi có ngắn mạch thì dòng điện sẽ tăng lên rất cao vàđiện áp trong mạng điện giảm xuống

Trong thực tế, ta thường gặp các dạng ngắn mạch: ngắn mạch ba pha,hai pha, một pha và hai pha chạm nhau chạm đất

Qua thống kê cho thấy, xác suất xảy ra ngắn mạch một pha là nhiềunhất (65%), còn xác suất xảy ra ngắn mạch ba pha là nhỏ nhất, chỉchiếm 5%, nhưng ngắn mạch ba pha là tình trạng sự cố nặng nề nhất và

ta cần phải xét đến khi tính toán lựa chọn các thiết bị bảo vệ cho hệ

Trang 22

thống điện Còn ngắn mạch một pha là tình trạng nhẹ nhất và ta thườngxét đến khi tính toán lựa chọn ngưỡng tác động cho các thiết bị bảo vệ.Công thức tính ngắn mạch:

IN(3) = Uđm

√3 Z

5.1.1 Tính ngắn mạch tại tủ phân phối chính

 SđmMBA = 200 (kVA) (điện áp 22/0.4kV)

 Tổn hao không tải: ∆ P0 = 530W

Z = Z MBA+Z dd = 34.84 + 0.092 = 34.93 (m)Dòng ngắn mạch ba pha

Z1 = Z+Z dd 1 = 34.93 + 0.457 = 35.38 (m)

Trang 23

Z2 = Z+Z dd 2 = 34.93 + 0.383 = 35.313 (m)Dòng ngắn mạch ba pha

Z3 = Z+Z dd 3 = 34.93 + 1.023 = 35.95 (m)Dòng ngắn mạch ba pha

Z4 = Z+Z dd 4 = 34.93 + 1.023 = 35.95 (m)Dòng ngắn mạch ba pha

IN4( 3 ) = Uđm

√3 Z4 = 400

√3 *35.95 = 6.42 (kA)

5.1.2.5 Ngắn mạch tại tủ chiếu sáng

Trang 24

Zddcs = √Rdd2 + Xdd2 = 1.023 (m)Vậy tổng trở từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng

Z csφ = Z+Z ddcsφ = 34.93 + 1.023 = 35.95 (m)Dòng ngắn mạch ba pha

Các hệ thống điện hiện đại không thể làm việc bình thường nếu thiếu thiết bị bảo vệ

CB Bảo vệ CB theo dõi liên tục tình trạng và chế độ làm việc của tất cả các phần tửcủa hệ thống điện Khi xuất hiện sự cố, bảo vệ CB phát hiện và cắt phần hư hỏng, loại

5.2.1 Chọn CB cho tủ phân phối, động lực và chiếu sáng

Tên thiết bị Ilvmax (A) Icpdd (A) IN( 3 ) (kA) IđmCB (A) IcuCB (kA)

Từ MBA đến tủ phân phối

Trang 25

Tên thiết bị Kí hiệu Iđm (A) IN( 3 ) (kA) Icpdd (A) IđmCB (A) IcuCB (kA)

Trang 26

Máy mài phá 30 5.67 3.95 14 15 14

Chương 6: TÍNH AN TOÀN CHO TOÀN PHÂN XƯỞNG

Trang 27

Sơ đồ TN-C-S (Terrence – Neutral – Common – Separated)

Sơ đồ TN-C và TN-S có thể được cùng sử dụng trong cùng một lưới, sơ đồ TN-Ckhông bao giờ sử dụng sau sơ đồ TN-S Điểm phân dây PE tách khỏi dây PEN thường

là điểm đầu của lưới

Ưu điểm: kết hợp ưu điểm của sơ đồ TN-C và TN-S, khắc phục được nhược điểmcủa hai sơ đồ trên

Nhược điểm: có điện áp tiếp xúc lớn

Chọn dây bảo vệ theo tiêu chuẩn IEC

Khi Spha ≤ 16 mm2 (Cu) và 16 mm2 (Al) thì SPE = Spha

16 mm2 ≤ Spha ≤ 35 mm2 (Cu) thì SPE = 16 mm2Hoặc 25 mm2 ≤ Spha ≤ 50 mm2 thì SPE = 25 mm2

SPE ≥ 0.5Spha các trường hợp còn lại

Tên thiết bị Dây pha Rpha(Ωkm) Dây PEN RPEN(Ωkm)

Trang 28

Từ MBA đến tủ phân phối

Chọn dây PE cho các thiết bị ở tủ động lực 1

Tên thiết bị Dây pha Rpha(Ωkm) Dây PEN RPEN (Ωkm)

Máy cưa kiểu đại CVV-3x1 18.1 CVV-1x1 18.1

Máy phay vạn năng CVV-3x2 9.43 CVV-1x2 9.43

Bể ngâm có tăng nhiệt CVV-3x1 18.1 CVV-1x1 18.1

Trang 29

Chọn dây PE cho các thiết bị ở tủ động lực 3

Tên thiết bị Dây pha Rpha(Ωkm) Dây PEN

Bể ngâm có tăng nhiệt CVV-3x1 18.1 CVV-1x1 18.1

Máy mái tròn vạn năng CVV-3x1 18.1 CVV-1x1 18.1

Chọn dây PE cho các thiết bị ở tủ động lực 4

Tên thiết bị Dây pha Rpha(Ωkm) Dây PEN RPEN (Ωkm)

Trang 30

Tính dòng chạm tại tủ phân phối

Ichạmvỏ = 0.95 Upha

√ (RMBA+ RTPP+ RPE)2+√ (XMBA+ XTPP)2

= 0.95*220√

(13.8+0.045+0.09)2+(32+0.08 )2 = 5.96 (kA)Tính dòng chạm tại tủ động lực 1

Ichạmvỏ = 0.95*220√(13.8+0.045+0.45+0.9)2

+(32+0.08+0.08)2 = 5.9 (kA)Tính dòng chạm tại tủ động lực 2

Ichạmvỏ = 0.95*220√

(13.8+0.045+0.375+0.75)2+(32+0.08+0.08)2 = 5.91 (kA)Tính dòng chạm tại tủ động lực 3

Ichạmvỏ = 0.95*220√(13.8+0.045+1.023+1.406 )2

+ (32+0.08 )2 = 5.81 (kA)Tính dòng chạm tại tủ động lực 4

Ichạmvỏ = 0.95*220√(13.8+0.045+1.023+1.406)2

+ (32+0.08 )2 = 5.81 (kA)

Trang 31

Tài liệu tham khảo

[1] ThS.Phan Thị Thu Vân (2015) Tài liệu học tập học phần “An toàn điện”, HUTECH[2] ThS.Nguyễn Quý (2015) Tài liệu học tập học phần “Hệ thống cung cấp điện”,

Ngày đăng: 13/12/2018, 09:29

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w