ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

NỘI DUNG THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆNCHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ Quá trình thiết kế cấp điện chính là quá trình tìm hiểu rõ vai trò, chức năng của phần tửtiêu thụ điện trong sản xuất để xác định mức

LỜI NÓI ĐẦU

Với xu hướng hội nhập quốc tế, công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Một trong những yếu tố góp phần quan trọng thúc đẩy công cuộc hội nhập ngày càng vững mạnh không thể thiếu đó là ngành điện công nghiệp Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực côngnghiệp, nông nghiệp, thương mại dịch vụ và dân sinh tăng trưởng không ngừng đi cùng với quá trình phát triển kinh tế Do đó đòi hỏi rất nhiều công trình cung cấp điện được xâydựng Đặt biệt rất cần các công trình có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liên tục, phục vụ tốt các ngành trong nền kinh tế quốc dân

Để đảm bảo cung cấp điện cho một hệ thống hoàn chỉnh, vừa đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật vừa đảm bảo yêu cầu về mặt kinh tế thì người thiết kế cần phải nắm vững kiến thức chuyên môn, hiểu được thành phần hệ thống cung cấp điện những yếu tố này làm cơ sở

để người thiết kế đưa ra các giải pháp tối ưu và đạt hiệu quả cao nhất cho một công trình điện

Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS Quyền Huy Ánh, em được nhận làm

đồ án thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sửa chữa cơ khí Đồ án này bao gồm một số thành phần chính như chọn máy biến áp, vị trí đặt máy, chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ, thiết kế chiếu sáng, chống sét và nối đất thiết bị Đây là một đồ án có tính thực tiễn rất cao, chắc chắn sẽ giúp ích cho chúng em rất nhiều trong công việc sau này Thôngqua đồ án này, em mong mình hiểu rõ hơn về ngành điện công nghiệp, củng cố lại các kiến thức đã được học, có nhiều kinh nghiệm hữu ích trong thiết kế và lựa chọn thiết bị điện

Với lượng kiến thức hiểu biết còn hạn hẹp, lần đầu em bắt tay thiết kế một đồ án nên

sẽ có chỗ chưa hoàn thiện và thiếu sót Song với mong muốn làm quen với việc thiết kế điện cũng như có được kinh nghiệm hữu ích cho công việc sau này Rất mong nhận được

sự góp ý chỉ dẫn của các thầy cô để đồ án được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn!

NỘI DUNG THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

Quá trình thiết kế cấp điện chính là quá trình tìm hiểu rõ vai trò, chức năng của phần tửtiêu thụ điện trong sản xuất để xác định mức độ tin cậy cung cấp điện, phân tích các phần

tử tiêu thụ điện theo công suất, điện áp, độ tin cậy, mối tương quan theo công nghệ sảnxuất, vị trí phân bố để tìm ra cách phân nhóm các thiết bị, vạch ra phương án cấp điện

Đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí” là bài tập lớn giúp sinh viênlàm quen với công việc thiết kế cung cấp điện, biết vận dụng các kiến thức lý thuyết vềcung cấp điện đã học để tiến hành thiết kế cung cấp điện cho một công trình thực tế.Trong phạm vi của đề tài, nội dung bản thuyết minh thiết kế cung cấp điện cho phânxưởng cơ khí bao gồm:

CHƯƠNG 1

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI1.1 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

1.1.1 Đặc điểm của phân xưởng

Trước khi tiến hành thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cần tìm hiểu rõ một sốđặc điểm chính của phân xưởng Các đặc điểm này sẽ là cơ sở để xác định phương ánthiết kế cung cấp điện cho phân xưởng, tính toán các thông số cần thiết trong quá trìnhthiết kế

Các đặc điểm chính của phân xưởng cần biết là:

- Kích thước của phân xưởng: chiều dài, chiều rộng, chiều cao, diện tích

- Kết cấu xây dựng của phân xưởng: một số đặc điểm về trần xưởng, tường, nền…

- Môi trường làm việc trong phân xưởng: bụi nhiều hay ít, khô ráo hay ẩm ướt, nhiệt

độ trung bình hàng năm nơi đặt phân xưởng, các yêu cầu về chống cháy, nổ, …

- Chế độ làm việc của phân xưởng: số ca làm việc trong một ngày

- Quy mô sản xuất, sản phẩm của phân xưởng: qui mô của phân xưởng lớn, nhỏ hayvừa, sản phẩm chủ yếu của phân xưởng

- Xác định yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện: loại hộ tiêu thụ điện, nguồn điệncung cấp hiện có, nguồn dự phòng

- Đặc điểm của phụ tải tiêu thụ điện trong phân xưởng: loại và công suất của cácđộng cơ, động cơ có công suất lớn nhất, số lượng động cơ,

1.1.2 Thông số và sơ đồ mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng

Với đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí”, thông số và sơ đồmặt bằng phụ tải điện của phân xưởng là số liệu quan trọng và cũng là đề tài do giáo viênhướng dẫn giao cho sinh viên thực hiện

Sơ đồ mặt bằng phụ tải điện cho thay vị trí của các thiết bị trên toàn bộ mặt bằngphân xưởng

Các thông số phụ tải điện của phân xưởng được cho dưới dạng bảng bao gồm: tênthiết bị, mã hiệu, số lượng thiết bị, công suất định mức của từng thiết bị, hệ số công suất,

hệ số sử dụng của từng thiết bị…

Bảng 1.1 Thông số phụ tải điện của phân xưởng

1.1.3 Đồ thị phụ tải đặc trung của phân xưởng cơ khí

TT Tên thiết bị Mã hiệu Số lượng Pn , kW cosj ku Ghi chú

e = 25%

1.2 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI

Phân nhóm phụ tải dựa trên các yếu tố sau:

- Phân nhóm theo chức năng: các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng chứcnăng

- Phân nhóm theo vị trí: các thiết bị cùng một nhóm có vị trí gần nhau

- Phân nhóm có chú ý phân đều công suất cho các nhóm

- Dòng định mức của nhóm phù hợp với dòng định mức của các CB chuẩn

- Số nhóm tùy thuộc vào qui mô của phân xưởng nhưng không nên quá nhiều,thường số nhóm không lớn hơn 5

1.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Xác định phụ tải tính toán làm cơ sở cho việc lựa chọn dây dẫn, cáp và các thiết bịtrong mạng điện như: CB, cầu chì, tủ phân phối chính, tủ phân phối, …

1.3.1 Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm thiết bị

a Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị

Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị chính là thông số phụ tải điện của phânxưởng nhưng được trình bày theo từng nhóm riêng biệt

Bảng 1.2 Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị

……

b Các phụ tải tính toán cần xác định cho mỗi thiết bị

Các phụ tải tính toán cần xác định cho mỗi nhóm thiết bị Các phụ tải tính toán cầnxác định cho mỗi nhóm thiết bị bao gồm:

- Công suất tác dụng tính toán của nhóm Pc, kW

- Công suất phản kháng tính toán của nhóm Qc, kVar

- Công suất biểu kiến tính toán của nhóm Sc, kVA

- Dòng điện tính toán của nhóm Ic, A

Thông thường, chỉ cần trình bày trình tự xác định phụ tải tính toán cho một nhóm thiết

bị điển hình, các nhóm khác tính tương tự, kết quả được cho vào bảng

c Trình tự xác định phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị điển hình

Các bước được tiến hành như sau:

B1: Quy đổi công suất định mức của các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại và

thiết bị một pha

Nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì công suất định mứcđược tính toán phải qui đổi về công suất định mức ở chế độ làm việc dài hạn.

Công thức qui đổi như sau:

Ở đây: εn là hệ số đóng điện phần trăm

Nếu trong nhóm có thiết bị một pha nối vào điện áp dây hoặc điện áp pha của mạng điện thì cần phải qui đổi công suất về ba pha trước khi tính toán

B2: Xác định công suất tính toán của nhóm

Công suất tác dụng tính toán Pcj của nhóm thiết bị thứ j được xác ddingj theo công thức sau:

Pcj = ksj ∑

i=1

nj

Ở đây: ksj là hệ số đồng thời của nhóm thứ j được tra ở Bảng 1.5 hay 1.6; kui là hệ số

sử dụng của thiết bị thứ i; Pni là công suất định mức của thiết bị thứ i; nj là số thiết bị của nhóm thứ j

Công suất phản kháng tính toán Qcj của nhóm thiết bị thứ j xá định theo biểu thức sau:

Ở đây: cosφj là hệ số công suất thiết bị thứ i

Công suất biểu kiến tính toán của nhóm thiết bị thứ j:

B3: Thống kê kết quả tính toán cho các nhóm máy

Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các nhóm máy được thống kê lại theo biểu mẫu

1.3.2 Xác định công suất tính toán của tủ phân phối

Phụ tải tính toán của tủ phân phối thứ m:

1.3.3 Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định sơ bộ theo phương pháp suất chiếusáng trên một đơn vị diện tích

Ở đây: P0 là suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, kW/m2; F là diện tích của phânxưởng, m2

cosφ csφj của một số đèn như sau:

 Đối với đèn nung sáng: cosφ = 1

 Đối với đèn huỳnh quang:

- Cosφ = 0,6 khi không có tụ bù cosφ

- Cosφ = 0,86 nếu có tụ bù cosφ (đèn đơn hoặc đôi)

- Cosφ = nếu dùng ballast điện tử

 Đối với đèn phóng điện: cosφ = 0,8

1.3.4 Xác định công suất tính toán của tủ phân phối chính

Ở đây: ks là hệ số đồng thời, có thể chọn theo Bảng 1.5 hay Bảng 1.6; Pck, Qck lần lượt

là công suất tính toán của tủ phân phối thứ k

Bảng 1.5 Hệ số đồng thời cho tủ phân phối

Nếu mạch chủ yếu là chiếu sáng thì có thể coi ks gần bằng 1(Giáo trình cung cấp điện PGS.TS Quyền Huy Ánh trang 36)

1.4 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI

Tâm phụ tải điện là vị trí mà khi đặt máy biến áp, tủ phân phối điện tại đó sẽ đảm bảotổn thất công suất và tổn thất điện năng là bé nhất Do đó, xác định tâm phụ tải của nhómmáy nhằm biết được vị trí đặt tủ phân phối, xác định tâm phụ tải của phân xưởng để biết

vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng, tủ phân phối chính

Tuy nhiên, cũng cần phải căn cứ vào mặt bằng thực tế của phân xưởng để dịchchuyển vị trí đặt máy biến áp và các tủ sao cho hợp lý như: thuận tiện trong lắp đặt, vậnhành, quan sát, không gây cản trở lối đi …

Công thức xác định tâm phụ tải:

CHƯƠNG 2

CHƯƠNG 2 VẠCH PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN2.1 VẠCH PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG

Phương án cung cấp điện điển hình của phân xưởng cơ khí như sau:

1 Xây dựng trạm biến áp riêng cho phân xưởng dựa vào các chỉ dẫn sau:

- Nếu công suất của trạm biến áp xí nghiệp đủ cung cấp cho phân xưởng thì khôngcần xây dựng trạm biến áp phân xưởng, chỉ cần dùng đường cáp dẫn điện từ trạmbiến áp xí nghiệp về cấp điện cho phân xưởng

- Nếu công suất của trạm biến áp xí nghiệp không đủ cung cấp cho phân xưởng hoặc

vị trí trạm biến áp xí nghiệp xa phân xưởng thì cần xây dựng trạm biến áp phânxưởng

- Nếu sử dụng phương án cung cấp điện kiểu dẫn sâu thì đặt trạm biến áp cho từngphân xưởng hay từng nhóm phân xưởng (khi phân xưởng có công suất nhỏ)

2 Sử dụng tủ phân phối chính nhận điện từ trạm biến áp phân xưởng và cấp điện chocác tủ phân phối, tủ chiếu sáng Mỗi tủ phân phối điều khiển cấp điện cho một nhómphụ tải

3 Sử dụng CB (hoặc cầu chì) đặt tại các lộ vào và lộ ra của tủ phân phối chính và tủphân phối để điều khiển đóng cắt / bảo vệ

4 Phương án nối dây mạng điện phân xưởng:

- Từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối thường dùng phương án đi dây hìnhtia

- Từ tủ phân phối đến cac thiết bị thường dùng sơ đồ hình tia cho các thiết bị cócông suất lớn, và sơ đồ phân nhánh cho các thiết bị có công suất nhỏ

- Các nhánh đi từ phân phối không nên qua nhiều (thường nhỏ hơn 10), và tải củacác nhánh này nên có công suất gần bằng nhau

- Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý đến dòng định mức của các CB chuẩn

2.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN

Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện điển hình cho phân xưởng được mô tả ở Hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho phân xưởng

DT (Distribution Transformer): Máy biến áp phân phối

MCCB (Moulded Case Circuit Breaker)

MDB (Main Distribution Board): Tủ phân phối chính

DB (Distribution Board): Tủ phân phối

DLB (Distribution Lighting Board): Tủ chiếu sáng

MCB (Miniature Circuit Breaker)

CHƯƠNG 3

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN

3.1 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG

Khi chọn vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng cần phải xem xét đến các yếu tố sau:

- Đảm bảo tính an toàn

- Thao tác vận hành, sửa chữa, quản lý và lắp đặt dễ dàng

- Đặt ở nơi thông thoáng phòng nổ, cháy, bụi bặm và khí ăn mòn

- Thuận lợi cho đường dây vào ra

- Gần tâm phụ tải

Vị trí đặt trạm biến áp có thể ở bên ngoài, liền kề hoặc bên trong phân xưởng:

- Trạm xây dựng bên ngoài được dùng khi trạm cung cấp cho nhiều phân

xưởng, hoặc khi cần tránh các nơi bụi bặm, có khí ăn mòn hoặc rung động

- Trạm xây dựng liền kề được dùng phổ biến hơn cả vì tiết kiệm về xây dựng

và ít ảnh hưởng đến các công trình khác

- Trạm xây dựng bên trong được dùng khi phân xưởng rộng có phụ tải lớn Khi

sử dụng loại trạm này cần đảm bảo tốt điều kiện phòng nổ, cháy cho trạm.Các vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng được mô tả ở Hình 3.1

Hình 3.1 Vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

3.2 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP TRONG TRẠM

Trình tự tiến hành như sau:

B1: Xác định tổng công suất tính toán toàn phân xưởng: Sc

B2: Chọn số lượng máy biến áp đặt trong trạm: n

Vì tổng công suất tiêu thụ của phân xưởng cơ khí thường không quá lớn nên số lượngmáy biến áp thường không chọn quá hai để đơn giản trong vận hành Trường hợp trạm cónhiều máy biến áp thì nên chọi cùng chủng loại và cùng dung lượng máy biến áp để đơngiản trong lắp đặt và dự phòng

B3: Xác định công suất máy biến áp: ST

Công suất định mức của máy biến áp được chọn theo điều kiện qua tai lúc bìnhthường cho trạm có một máy biến áp và chọn theo điều kiện quá tải lúc sự cố cho trạm cónhiều máy biến áp

Chọn theo điều kiện quá tải lúc bình thường:

ST ≥ S C

Ở đây: k qt sφjc là hệ số quá tải sự cố

k qt sφjc = 1,3 đối với máy biến áp chế tạo theo tiêu chuẩn IEC

k qt sφjc = 1,4 đối với máy biến áp chế tạo theo tiêu chuẩn LX

Công suất của máy biến áp được lựa chọn theo giá trị định mức theo điều kiện (3.1)hay (3.4)

3.3 CHỌN DÂY DẪN, CÁP VÀ KHÍ CỤ ĐÓNG CẮT BẢO VỀ

3.3.1 Thuật toán xác định tiết diện dây dẫn, cáp và thiết bị bảo vệ

Thuật toán xác định tiết diện dây dẫn, cáp và thiết bị bảo vệ được trình bày ở hình 3.1

Hình 3.1 Thuật toán xác định tiết diện dây dẫn, cáp và thiết bị bảo vệ

 Ghi chú:

1) Dòng Ilvmax (A) được xem như tương đương với dòng phụ tải tính toán:

- Với dây dẫn, cáp cung cấp cho từng máy riêng lẽ: Ilvmax = kuIn

In = P n

Ở đây: ku là hệ số sử dụng của thiết bị; Pn là công suất định mức của động cơ, kW;cosφ là hệ số công suất của động cơ; Un là điện áp dây định mức của mạng điện, kV

- Với dây dẫn, cáp cung cấp cho từng nhóm máy: Ilvmax = Ic

Ở đây: Ic là dòng tính toán của nhóm máy

- Với dây dẫn, cáp dẫn điện từ trạm biến áp phân xưởng về tủ phân phối chính

Ilvmax = S T

√3 U n khi trạm có một máy và Ilvmax =1,4 S T

√3 U n khi trạm có hai máy

Kr là hệ số hiệu chỉnh cơ cấu bảo vệ nhiệt

2) Kr = (0,8÷ 1): đối với cơ cấu nhiệt

Kr = (0,4÷ 1): đối với cơ cấu cắt điện tử

3) Các dạng của dây dẫn, cáp và cách lắp đặt dây dẫn tham khảo ở các bảng sau:

Bảng 3.2 Các dạng của dây dẫn, cáp và cách lắp đặt

Bảng 3.3 Lựa chọn hệ thống dây dẫn, cáp

(+) cho phép (-) không cho phép (0) không dùng

Bảng 3.4 Các cách lắp đặt dây dẫn, cáp

(Giáo trình cung cấp điện trang 132 PGS.TS Quyền Huy Ánh)

K là tích của các hệ số hiệu chỉnh, xác định như sau:

 Đối với dây dẫn/cáp không chôn trong đất: K = K1.K2.K3

 Đối với dây dẫn/cáp chôn dưới đất: K = K4.K5.K6.K7

Đặc tính và cách xác định các hệ số hiệu chỉnh K1÷ K7 trình bày trong Bảng 3.5

Bảng 3.5 Đặc tính và cách xác định các hệ số hiệu chỉnh

(Tra ở các bảng 8.10, 8.11, 8.12, 8.13, 8.14, 8.15, 8.16 trang 133 và 134 giáo trình

cung cấp điện PGS TS Quyền Huy Ánh) 4) Kiểm tra dây dẫn/cáp đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép, nếu tổn

thất điện áp vượt quá mức cho phép thì tăng tiết diện dây lên một cấp rồi tiến hành kiểmtra lại

Thường độ sụt áp cho phép ∆Ucp đối với mạng động lực là 5%Un và với mạng chiếusáng là 2,5% Un

Các công thức tính sụt áp được trình bày trong Bảng 3.6

Bảng 3.6 Công thức tính sụt áp

a. I là dòng làm việc (A) (khi tính sụt áp dòng này không tương đương vớidòng phụ tải tính toán), xác định như sau:

- Với dây dẫn/cáp cung cấp cho từng máy riêng lẻ: Ilvmax = In, tính theo (3.5)

- Với dây dẫn/cáp cung cấp cho từng nhóm máy

- Với dây dẫn/cáp dẫn điện từ trạm biến áp về tủ phân phối chính:

Ilvmax = IT = k qt S T

Ở đây: kqt hệ số quá tải cho phép của máy biến áp qui định bởi nhà chế tạo; IT là dòngđiện định mức của máy biến áp, A; ST là công suất định mức của máy biến áp phânxưởng, kVA; Un là điện áp định mức của mạng điện, kV (tính ở đầu ra phía thứ cấp củamáy biến áp phân xưởng)

Nếu trong trường hợp phân xưởng không xây dựng trạm biến áp riêng, mà dùngđường cáp dẫn điện từ trạm biến áp xí nghiệp về cấp điện cho phân xưởng thì dòng Ilvmax

được lấy bằng dòng làm việc cực đại chạy trên tuyến dây đó

b. R, X là điện trở và điện kháng của đường dây (Ω))

R = ro.L

X = xo.L

Ở đây: L là chiều dài đường dây, m; ro, xo là điện trở và điện kháng của đường dâytrên một mét, Ω) /m

ro = 22,5F , cho dây dẫn, cáp đồng (F là tiết diện dây (mm2))

ro =36F , cho dây dẫn, cáp nhôm

xo = 0,08 Ω) /m đối với đường dây cáp

xo = 0,25 Ω) /m đối với đường dây hạ áp trên không

(Trong trường hợp không cần độ chính xác cao ro được bỏ qua cho dây có tiết diện lớnhơn 500 mm2 và xo được bỏ qua cho dây có tiết diện nhỏ hơn 50 mm2)

c. φ là góc pha giữa điện áp và dòng trong dây

cosφ = cos(arctanQ P)

5) Việc kiểm tra độ nhạy bảo vệ của CB nhằm mục đích đảm bảo CB dễ tác động cắt

mạch khi sự cố xuất hiện cuối đường dây cấp điện trên đó có trang bị CB Việc kiểm trachỉ cần thiết đối với dây dẫn/cáp có tiết diện F ≤ 16mm2

3.3.2 Trình tự chọn dây dẫn, cáp và khí cụ đóng cắt bảo vệ cho mạng điện động lực phân xưởng

Căn cứ vào sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho phân xưởng để chọn dây dẫn, cáp

và khí cụ đóng cắt bảo vệ

a Chọn dây dẫn, cáp

Xác định loại dây dẫn/cáp, phương án lắp đặt và tiết diện trên các tuyến dây:

- Từ trạm biến áp về tủ phân phối chính.

- Từ tủ phân phối chính đến từng tủ phân phối.

- Từ tủ phân phối đến từng động cơ trong nhóm.

Trình tự xác định tiết diện dẫy dẫn/cáp như sau:

B1: Xác định dòng cho phép của dây dẫn, cáp:

- Xác định dòng Ilvmax

- Dòng định mức của CB bảo vệ cho dây được chỉnh định đến giá trị của dòng Ilvmax

Ir ≥ Ilvmax

Ngoại trừ các CB nhỏ dễ dàng thay thế, các CB công nghiệp thường có dòng địnhmức hiệu chỉnh được nhằm thích ứng với các đặc tính của mạch bảo vệ và để tránh sựvượt quá kích cỡ cần thiết cho dây dẫn/cáp Dòng hiệu chỉnh Ir (hoặc Irth) là giá trị dòngngưỡng tác động của CB khi xuất hiện quá tải Đây cũng là dòng cực đại mà CB có thểchịu được mà không dẫn đến sự nhả tiếp điểm, thường Ir = (0,7 ÷1) In.

Khi đó dòng cho phép Icp của dây dẫn, cáp mà CB bảo vệ có khả năng bảo vệ là:

Icp = Ir

B2: Chọn loại dây dẫn/cáp, cách lắp đặt dây và xác định các hệ số hiệu chỉnh:

Đối với mạng điện phân xưởng có thể chọn loại dây dẫn/cáp dẫn điện và phương cáchlắp đặt dây như sau:

- Tuyến dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính: vì đây là tuyến dây chính

chịu dòng tải lớn nên thường dùng cáp đồng đơn lõi bọc PVC (thường là 3 cáp dây pha và

1 cáp trung hòa) Phương án lắp đặt có thể đi trong hào cáp hay đi nổi trên máng và thangcáp

- Tuyến dây từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối: thường dùng cáp đồng đơn

lõi hay đa lõi bọc PVC, phương án lắp đặt có thể đi trong hào cáp hay đi nổi trên mángcáp và thang cáp

- Tuyến dây từ tủ phân phối đến các động cơ:

 Nếu phụ tải là tải 3 pha đối xứng (thường là động cơ) công suất nhỏ thì có thể

sử dụng cáp đồng 3 lõi Cáp có thể đi trong ống PVC hay ống kim loại chônngầm (nếu vị trí phụ tải là cố định) hay đi trên máng cáp nếu vị trí phụ tải cóthể thay đổi theo qui hoạch của phân xưởng hay đổi mới công nghệ, dâychuyền sản xuất

 Nếu phụ tải là tải 3 pha đối xứng công suất lớn thì có thể sử dụng cáp đồngđơn lõi cho mỗi pha để thuận lợi trong lắp đặt Cáp có thể đi trong hào cáp hay

đi nổi trên máng cáp và thang cáp

 Nếu phụ tải la 3 pha không đối xứng hay phụ tai 1 pha thì có thể sử dụng cáp đồng đa lõi cho tải nhỏ và cáp đơn lõi cho tải lớn.

- Đối với các phân xưởng có các phụ tải tập trung, công suất lớn, vị trí thiết bị có thể

thay đổi thì có thể dùng thanh dẫn thay cho cáp và dây dẫn

Xác định các hệ số hiệu chỉnh K1 ÷ K7, từ đó tính được hệ số K

B3: Chọn tiết diện dây dẫn, cáp

- Dòng cho phép của dây dẫn, cáp khi tính đến các hệ số hiệu chỉnh: I cp , = I cp

B4: Kiểm tra sụt áp đối với dây dẫn/cáp vừa chọn

Nếu không thỏa điều kiện tổn thất điện áp cần tăng tiết diện dây lên một cấp rồi tiếnhành kiểm tra lại

b Chọn CB

- Chọn CB tổng và các CB nhánh đặt trong tủ phân phối chính.

- Chọn CB tổng và các CB nhánh đặt trong tủ phân phối của mỗi nhóm Trình tự

chọn CB:

B1: Tính dòng làm việc cực đại Ilvmax trên đoạn dây/cáp được trang bị CB.

B2: Tính dòng ngắn mạch 3 pha I(3)N với điểm ngắn mạch ngay sau nơi đặt CB.

Dòng ngắn mạch 3 pha I SC được xác định theo phương pháp tổng trở:

I(3)N = U20

√3 Z N∑ ; Z N∑= √(R N2∑+X2N∑)

Ơ đây: IN là dòng ngắn mạch tại điểm tính toán, kA; U20 là điện áp dây phía thứ cấpmáy biến áp khi không tải, V; ZNS là tổng trở mỗi pha tính tới điểm ngắn mạch, mW;RNS là tổng trở kháng của hệ thống tính tới điểm ngắn mạch, mW; XNS là tổng cảmkháng của hệ thống tính tới điểm ngắn mạch, mW.

Biểu thức xác định trở kháng, cảm kháng của các phần tử trong mạng điện được trìnhbày trong Bảng 3.1

Bảng 3.1 Trở kháng, cảm kháng của các phần tử trong mạng điện

(1) Un% - điện áp ngắn mạch phần trăm của máy biến áp

∆Pn - tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp (W)

IT - dòng điện định mức của máy biến áp (A)

(2)ρ là điện trở suất của dây ở nhiệt độ bình thường

ρ = 22,5 mΩ).mm2/m (dây dẫn/cáp đồng)

ρ = 36 mΩ).mm2/m (dây dẫn/cáp nhôm)

B3 Chọn CB thoả các điều kiện sau:

Ở đây: InCB là dòng điện định mức của CB; Ilvmax là dòng điện làm việc cực đại.

- Xác định hệ số hiệu chỉnh phần tử bảo vệ quá tải của CB: Kr ≥ I I lvmax

nCB

Ở đây: Kr = (0,8 ÷ 1) đối với phần tử bảo vệ quả tải kiểu lưỡng kìm nhiệt

Kr = (0,4 ÷ 1) đối với phần tử bảo về quả tải kiểu điện tử

- Khả năng cắt dòng ngắn mạch ICu ≥ I(3)N

Ở đây: ICu là dòng cắt ngắn mạch của CB; IN(3) là dòng ngắn mạch ba pha

- Đặc tuyến bảo vệ: B, C, D, K, MA.

Đặc tuyến bảo về được lựa chọn căn cứ vào đặc tính làm việc của mạch điện nơi trang

bị CB

- Số cực: 1, 2, 3, hay 4 cực.

- Các yêu cầu đặc biệt: bảo vệ thấp áp, quá áp, đóng cắt từ xa, đo lường, kiểm tra,

hiển thị…

3.3.3 Thống kê kết quả chọn dây dẫn, cáp và CB

Kết quả lựa chọn dây dẫn, cáp và CB được thống kê lại theo mẫu của các bảng sau

Bảng 3.7 Kết quả chọn dây dẫn, cáp từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính và từ tủ

phân phối chính đền các tủ phân phối.

(A) (A) cp

(A)

Số sợi - Mãhiệu

Sốlượng

Icp(A)

cp(A)

Dây dẫn

Số sợi

-Mã hiệu

F(mm2)

Đặctuyến

3.4 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG

Khi phụ tải yêu cầu liên tục cung cấp điện, cần xem xét phương án cấp nguồn dựphòng Nguồn dự phòng có thể là đường dây cấp nguồn từ trạm biến áp lân cận hay máyphát điện dự phòng Trường hợp sử dụng máy phát điện dự phòng, công suất định mức dựphòng của máy phát phải thoả điều kiện:

SF ≥ ST

Ở đây: SF là công suất định mức dự phòng của máy phát điện (kVA) ST là công suấtcực đại của phụ tải (kVA)

3.5 CHỌN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH VÀ TỦ PHÂN PHỐI

Tùy theo yêu cầu của tải, sẽ quyết định loại tủ phân phối được dùng Thông thường tủphân phối được phân biệt thành hai loại: tủ phân phối chính (MDB) và tủ phân phối (DB)

Tủ phân phối là nơi nguồn cung cấp đi vào và được chia ra thành các mạch nhánh,mỗi mạch được điều khiển và bảo vệ bởi cầu chì hoặc CB Điện nguồn được nối vàothanh cái qua một thiết bị đóng cắt chính (CB hoặc bộ cầu dao - cầu chì)

Tủ phân phối chính nhận điện từ trạm biến áp và cấp điện cho tủ phân phối Tủ phânphối nhận điện từ tủ phân phối chính và cấp điện trực tiếp cho tải Tủ phân phối thườngđược dùng cho những ứng dụng đặc thù như: tủ điều khiển động cơ, tủ chiếu sáng…Các thiết bị điện lực như CB và cầu chì thường nằm trên một giàn khung lui về phíasau của tủ Các thiết bị hiển thị và điều khiển (đồng hồ đo, đèn, nút nhấn v.v ) được lắp ởmặt trước của tủ

Tủ thường được bọc vỏ bằng kim loại nhằm để bảo vệ các phần tử bên trong như:máy cắt, đồng hồ chỉ thị, rơle, cầu chì, chống va đập cơ học, rung và những tác độngngoại lai có thể ảnh hưởng đến hoạt động của hệ (nhiễm điện từ, bụi, ẩm…), đồng thờibảo vệ người tránh điện giật

 Điều kiện chọn tủ:

- Kích thước tủ: chiều dài, chiều rộng, chiều cao.

- Số ngõ vào, số ngõ ra.

- Sơ đồ bố trí các thiết bị trong tủ

- Độ kín của tủ thông qua chỉ số bảo vệ IP đối với môi trường bên ngoàinhư: bảo vệ sự tiếp cận của người đến các phần tử mang điện, bảo vệ sự thâm nhập củacác vật cứng, chống bụi, chống thấm, bảo vệ sự thâm nhập của nước vào các thiết bị bêntrong tủ điện Chỉ số bảo vệ IP càng cao thì càng kín (Để biết mã IP và ý nghĩa của nó cóthể tham khảo ở TLTK4)

CHƯƠNG 4

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG4.1 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

4.1.1 Yêu cầu chung khi thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng

Trong phân xưởng ngoài chiếu sáng tự nhiên cần phải dùng chiếu sáng nhân tạo.Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cần phải đáp ứng yêu cầu về độ rọi và hiệu quả củachiếu sáng đối với thị giác

Ngoài ra, cần quan tâm đến màu sắc, lựa chọn các chao, chụp đèn, bố trí các đèn đểđảm bảo tính kinh tế, kỹ thuật, và tính mỹ quan

Các yêu cầu khi thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng như sau:

- Không gây chói do các tia sáng chiếu trực tiếp từ đèn đến mắt

- Không gây chói do các tia phản xạ từ các vật xung quanh

- Không tạo bóng tối trên bề mặt làm việc

- Độ rọi phải đồng đều để khi quan sát từ vị trí này sang vị trí khác mắt ngườikhông phải điều tiết quá nhiều gây mỏi mắt

- Màu sắc phù hợp với tính chất công việc

4.1.2 Trình tự thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng

Chiếu sáng phân xưởng được tính toán theo phương pháp hệ số sử dụng Trình tự tínhtoán chiếu sáng cho phân xưởng theo phương pháp này bao gồm các bước sau đây:

B1 Xác định kích thước của phân xưởng

Các hệ số phản xạ của trần, tường và sàn trong thiế kế sơ bộ có thể chọn theo Bảng4.1

Chọn bộ đèn theo các hướng dẫn sau:

1 Nếu khu vực cần chiếu sáng có trần thấp (khoảng cách từ đáy dưới đèn đếnsàn nhỏ hơn 6m) thì nên chọn các bộ đèn có kiều phân bố ánh sáng rộng và có chóa đèngiảm chói

Đèn HID có phân bố ánh sáng rộng giúp cải thiện độ rọi theo hướng dọc và chophép tăng khoảng cách giữa các đèn đạt đến 2 lần khoảng cách treo đèn

Đèn huỳnh quang có thể là một lựa chọn tốt cho chiếu sáng trần thấp do độ đồngđều của chúng và ánh sáng tập trung

2 Nếu khu vực cần chiếu sáng có trần cao (khoảng cách từ đáy dưới đèn đếnsàn vượt quá 6m) thì nên chọn các bộ đèn có kiểu phân bố ánh sáng tập trung và bán tậptrung có chóa chiếu sâu Trong trường hợp này, thường sử dụng đèn HID và đèn huỳnhquang công suất lớn