Tài liệu đồ án Cung Cấp Điện (ĐHBK TPHCM) hướng dẫn full đầy đủ

Tài liệu đồ án Cung Cấp Điện (ĐHBK TPHCM) hướng dẫn full đầy đủ.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

CHƯƠNG I TÍNH TỐN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG  ĐẶT VẤN ĐỀ Nhiệm vụ người thiết kế cung cấp điện cho cơng trình xác định xác nhu cầu điện cơng trình đó, tức xác định phụ tải cơng trình đồng thời có tính tốn đến đến phát triển phụ tải tương lai Trên sở giá trị cơng suất tính tốn mà ta lựa chọn nguồn điện thiết bị MBA, dây dẫn, thiết bị phân phối, thiết bị bảo vệ Việc xác định không xác cơng xuất tính tốn nhà máy dẫn đến việc lãng phí đầu tư phụ tải tính tốn lớn phụ tải thực tế việc cung cấp điện không đảm bảo làm giảm tuổi thọ thiết bị, gây cháy nổ q tải phụ tải tính tốn nhỏ phụ tải thực tế Trong thực tế có nhiều phương pháp tính tốn phụ tải độ xác khác như: - Theo công suất đặt hệ số nhu cầu - Theo cơng suất trung bình độ lệch cơng suất tính tốn với cơng suất trung bình - Theo cơng suất trung bình hệ số hình dáng - Theo cơng suất trung bình hệ số cực đại - Theo lượng tiêu thụ điện đơn vị sản phẩm - Theo lượng điện dơn vị diện tích Việc lựa chọn phương pháp tính tốn phụ thuộc vào độ xác cho phép liệu cho trước Tuy nhiên phương pháp coi xác phương pháp dựa liệu thiết bị riêng lẻ Những lưu ý tính tốn thiết kế cung cấp điện Tổng công suất tiêu thụ lớn thực tế nhóm thiết bị ln nhỏ tổng cơng suất định mức chúng khơng phải lúc chúng làm việc với công suất định mức thời điểm tiêu thụ công suất cực đại lúc trùng Khi xác định cơng suất tính tốn nhà máy cần lưu ý đến tính chất không tải theo giờ, ngày, tuần, tháng, năm, tức cần phải phân tích đồ thị phụ tải Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phần tử hệ thống cung cấp phải tiến hành dựa sở tính tốn kinh tế - kỹ thuật để lựa chọn phương án tối ưu Phương án lựa chọn phải phương án đảm bảo cung cấp điện tin cậy đồng thời tiết kiệm mặt kinh tế (Chi phí đầu tư, phí tổn vận hành hàng năm, tổn thất điện …) Những đại lượng đề cập đến tính tốn phụ tải: công suất biểu kiến S(kVA), công suất tác dụng P(kW), cơng suất phản kháng (kVar), dòng điện I (A) Hệ thống cung cấp điện thiết kế phải đảm bảo an toàn cho người thiết bị, thuận tiện cho người vận hành, sửa chữa Các bước thiết kế hệ thống cung cấp điện công nghiệp: a Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng b Xác định phương án nguồn điện c Xác định sơ đồ cấu trúc mạng điện d Chọn, kiểm tra dây dẫn thiết bị bảo vệ e Thiết kế hệ thống nối đất an toàn f Thiết kế hệ thống chống sét g Xây dựng vẽ nguyên lý vẽ thi công ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ THƠNG SỐ PHỤ TẢI a Đặc điểm phân xưởng: Là phân xưởng khí với dạng hình chữ nhật, có kích thước sau: - Chiều dài: 54m - Chiều rộng: 18m - Chiều cao: 7m - Diện tích tồn phân xưởng 972m2 - Phân xưởng dạng hai mái tôn kẽm, xi măng, tồn phân xưởng có năm cửa vào hai cánh: cửa chính, bốn cửa phụ - Trong phân xưởng có 34 máy, phòng kho phòng kiểm tra sản phẩm KCS - Phân xưởng cấp điện trạm biến áp khu vực với cấp điện áp 22 kV b Sơ đồ mặt bằng: c Thông số phụ tải: STT 10 11 12 TỔNG Ký hiệu 10 11 12 Số lượng 3 2 3 34 Pđm (kW) 14.0 5.0 12.0 18.0 18.0 14.0 9.0 7.0 12.0 11.0 11.0 11.0 425 Cosφ 0.75 0.75 0.75 0.85 0.75 0.85 0.75 0.75 0.75 0.75 0.65 0.75 ksd 0.8 0.6 0.7 0.8 0.9 0.7 0.8 0.8 0.7 0.9 0.8 0.9 Ghi pha pha pha pha pha pha pha pha pha pha pha pha PHÂN NHÓM PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG Các tiêu chí áp dụng: - Các thiết bị nhóm nên có chế độ làm việc - Các thiết bị nhóm nên gần vị trí - Tổng cơng suất nhóm phân xưởng nên chênh lệch Từ nguyên tắc phân nhóm ta phân phụ tải xưởng sửa chữa khí làm nhóm sơ đồ phân nhóm a Sơ đồ phân nhóm: b Số liệu nhóm: Ký hiệu máy Số lượng Công suất máy mặt Cái kW X Á 18 101 C 18 14 14 3 12 109 18 18 108 12 10 11 14 107 10 10 11 11 11 12 11 ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO PHÂN XƯỞNG Có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính tốn, theo liệu có, ta chọn phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo hệ số sử dụng ksd hệ số đồng thời kđt (sách HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ IEC trang B37) Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo hệ số sử dụng ksd hệ số đồng thời kđt có ưu điểm đơn giản, tính tốn thuận tiện, sử dụng nhiều thực tế Các biểu thức tính tốn: Công suất biểu kiến yêu cầu máy: Syc = ksd*(Pđmi/cosφi) kVA Cơng suất biểu kiến nhóm máy: Si = kđt*∑Syc kVA Công suất biểu kiến phân xưởng: S = kđt*∑Si kVA Dòng điện phân xưởng: S I= A 0.38 * Nhóm máy Tổng cơng suất Kw a Xác định phụ tải cho nhóm I: Thơng số nhóm I: Tên máy Số lượng Cơng suất Pđmi kW Cosφi ksdi 2 18 18 0.75 0.85 0.75 0.6 0.8 0.9 14 0.85 0.7 Công suất biểu kiến máy 2: Syc2 = 0.6*(5/0.75) = 4.002 kVA Công suất biểu kiến máy 4: Syc4 = 0.8*(18/0.85) = 16.944 kVA Công suất biểu kiến máy 5: Syc5 = 0.9*(18/0.75) = 21.6 kVA Công suất biểu kiến máy 6: Syc6 = 0.7*(14/0.85) = 11.529 kVA Công suất biểu kiến nhóm I: SI = 0.75*(3*Sđm2 + 2* Sđm4 + 2*Sđm5 + Sđm6) = 0.75*(3*4.002 + 2*16.944 + 2*21.6 + 11.529) = 75.47 kVA Dòng điện nhóm I: 75.47 II = = 114 66 A 0.38 * Theo tiêu chuẩn IEC ( bảng B16 trang B35), ta chọn hệ số đồng thời nhóm I: kđt = 0.75 b Xác định phụ tải cho nhóm II, III, IV: Tính tương tự cho phụ tải nhóm II,III IV, ta kết bảng sau: Số thiết S Itt bị kVA A I 75.47 114.66 II 80.22 121.88 III 89.30 135.68 IV 10 73.21 111.23 Với kđt1 = kđt2 = kđt3 = 0.75, kđt4 = 0.6, Theo tiêu chuẩn IEC ( bảng B16 trang B35) Nhóm c Xác định phụ tải chiếu sáng phân xưởng: Có nhiều phương pháp để xác định phụ tải chiếu sáng công nghiệp, đặc điểm phân xưởng nên ta chọn phương pháp tính gần Phương pháp đơn giản, ứng dụng nhiều thực tế Phương pháp tính tốn theo biểu thức: Pttcs = P0*Fpx Trong : P0 cơng suất chiếu sáng phân xưởng, W/m2 Fpx diện tích tồn phân xưởng, m2 Suất chiếu sáng áp dụng cho phân xưởng khí P0 = 12 W/m2 = 0.012 kW/m2 Công suất chiếu sáng phân xưởng: Pttcs =0.012× 972 = 11.66 kW Ta lấy cosφ = ⇒ Sttcs = Pttcs = 11.66 kVA d Xác định phụ tải tính tốn cho tồn phân xưởng: Cơng suất biểu kiến toàn phân xưởng: Sttpx = kđt*(SI + SII + SIII + SIV + Scs) = 0.9*(75.47 + 80.22 + 89.3 + 73.21 +11.66) = 296.87 kVA Dòng điện làm việc tính tốn phân xưởng S ttpx Ittpx = *U = 296.87 = 451 A * 0.38 Theo tiêu chuẩn IEC (bảng B16 trang B35), ta chọn hệ số đồng thời phân xưởng: kđt = 0.9 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI CỦA NHÓM VÀ CỦA PHÂN XƯỞNG: 5.1 Tâm phụ tải nhóm máy: Tâm phụ tải xác định theo công thức: I(XI ,YI) n XI = ∑x i =1 i n * Pđmi YI = n ∑ Pđmi i =1 ∑y i i =1 * Pđmi n ∑P i =1 đmi Trong đó: Pi cơng suất định mức thiết bị thứ i XI ,YI tọa độ tâm phụ tải nhóm máy xi , yi tọa độ vị trí máy Chọn gốc tọa độ góc trái phía sơ đồ mặt phân xưởng Bán kính vòng tròn đồ thị phụ tải: S tt R= π m Trong đó: Ri – bán kính vòng tròn đồ phụ tải phân xưởng Si – cơng suất tính tốn phân xưởng M – tỉ lệ xích, m = 20 kVA/mm2 a Tọa độ tâm phụ tải nhóm 1: • Thơng số vị trí máy nhóm 1: STT • Ký hiệu 2A 2B 2C 4C 4D 5A 5B 6A Pđmi (kW) 5 18 18 18 18 14 xi (m) 5.4 10.8 16 20.2 18.4 20.4 18.2 yi (m) 16 16 16 16 16 7.8 7.8 13.4 Tâm phụ tải nhóm 1: ∑x X1 = 1i i =1 * Pđm1i ∑P = * (5.4 + + 10.8) + 18 * (16 + 20.2 + 18.4 + 20.4) + 14 * 18.2 101 đm1i i =1 = 17.08 m Y1 = ∑y 1i i =1 * Pđm1i ∑P i =1 = * (16 + 16 + 16) + 18 * (16 + 16 + 15.6) + 14 * 13.4 101 đm1i = 12.7 m Bán kính vòng tròn đồ thị phụ tải: S tt 75.47 ⇒R= = = 1.1 mm π m π 20 b Tâm phụ tải nhóm 2, 3, 4: Tính tốn tương tự, ta có bảng tóm tắt tọa độ tâm phụ tải nhóm thiết bị: STT Ptt kW 101 109 108 107 Xi m 17.08 8.63 37.6 40.1 Yi m 12.7 5.06 13.4 10.22 R mm 1.1 1.15 1.13 1.12 5.2 Tâm phụ tải phân xưởng: X px = ∑x *P i i =1 đmi ∑P = 101*17.08 + 109 * 8.63 + 108 * 37.6 + 107 * 40.1 425 đmi i =1 = 26 m Y px = ∑ y *P i i =1 đmi ∑P i =1 = 101*12.7 + 109 * 5.06 + 108 *13.4 + 107 *10.22 425 đmi = 10.3 m Bán kính vòng tròn đồ thị phụ tải: S tt 296.87 ⇒R= = = 2.17 mm π m π 20 5.3 Sơ đồ tâm phụ tải phân xưởng: CHƯƠNG II TÍNH TỐN MÁY BIẾN ÁP  CHỌN SỐ LƯỢNG, CẤP ĐIỆN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP Phân xưởng khí thuộc hộ tiêu thụ loại 2, nên ta chọn MBA cung cấp điện cho phân xưởng Phân xưởng đặt gần trạm biến áp khu vực với cấp điện áp 22 kV, phụ tải phân xưởng phụ tải động lực có điện áp định mức 0.38 kV phụ tải chiếu sáng, ta chọn MBA dàn có điện áp định mức 22/0.4 kV CHỌN VỊ TRÍ MÁY BIẾN ÁP Chọn vị trí đặt MBA dựa tiêu chí: Đặt gần tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đưa đến phát tuyến từ trạm An toàn, liên tục cung cấp điện Thao tác vận hành bảo dưỡng dễ dàng Tiết kiệm vốn đầu tư chi phí vận hành hàng năm bé Môi trường không ảnh hưởng đến chế độ làm việc MBA Vị trí trạm phải bảo đảm đủ chỗ, phù hợp với quy hoạch phân xưởng vùng lân cận Vị trí trạm phải bảo đảm điều kiện khác cảnh quan môi trường, có khả điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng khẩn cấp v.v Ít người qua lại Có nhiều cách chọn vị trí cho MBA, ta chọn đặt MBA bên sát phân xưởng có rào chắn bảo vệ an tồn, MBA đặt cách cửa 12m CHỌN DUNG LƯỢNG MBA: Chọn dung lượng MBA theo điều kiện: SMBA ≥ Stt Với: Stt – cơng suất tính tốn phụ tải Cơng suất tính tốn phụ tải tính chương I Stt = 296.87 kVA Dự phòng khả mở rộng tương lai phân xưởng, ta chọn MBA phân phối ABB chế tạo, có thông số sau: Dung lượng định mức, kVA 315 Điện áp, kV 22/0.4 Tổn thất, W Không tải Ngắn mạch ∆P0 ∆PN 720 4850 Điện áp ngắn mạch UN, % Kích thước, mm Dài-rộng-cao 1380-865-1525 KIỂM TRA VÀ ĐO LƯỜNG TRONG TRẠM Để kiểm tra đo lường, ta sử dụng đồng hồ đo lường đặt đầu trạm, với đồng hồ: đồng hồ Ampe, đồng hồ Volt, đồng hồ đo điện tác dụng, đồng hồ đo điện phản kháng 4.1 Lựa chọn kiểm tra máy biến dòng BI: Máy biến dòng có nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle tự động hóa Thường dòng điện định mức thứ cấp máy biến dòng điện 5A (trường hợp đặc biệt 1A hay 10A) dòng điện định mức sơ cấp Để đảm bảo an toàn cho người vận hành, cuộn thứ cấp máy biến dòng phải nối đất Máy biến dòng chọn theo điều kiện: Theo điện áp định mức: UđmBI ≥ Uđm.mạng Theo dòng điện sơ cấp định mức: I1đmBI ≥ Ilvmax - Theo phụ tải định mức phía sơ cấp: S2đmBI ≥ S2tt Theo tính tốn chương I, ta có: Uđm.mạng = 0,4 kV Ilvmax = 451 A S2tt = 296,87 kVA Vậy chọn máy biến dòng có thơng số: Uđm V Iđm A Cấp xác 400 600 - Sai số ± 1% Sđm kVA 400 4.2 Lựa chọn kiểm tra máy biến điện áp BU: Máy biến điện áp có nhiệm vụ biến đổi điện áp từ trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle tự động hóa Điện áp thứ cấp máy biến điện áp 100V hay 100 / V không kể điện áp sơ cấp định mức Các điều kiện chọn máy biến áp đo lường: Điện áp sơ cấp định mức: U1đm ≥ Uđm.mạng Phụ tải pha, VA: S2đm.pha > S2ttpha Sai số cho phép: [N%] ≤ N% Vậy chọn máy biến điện áp có thơng số: Uđm V Cấp xác Sai số 400 ± 1% 4.3 Sơ đồ đo lường trạm biến áp: 10 I T1 = U đm * ( RBA + RC + RCBT + RTC + RCBT ) + ( X BA + X C + X CBT + X TC + X CBT ) 400 = = 5.71 kA * 7.82 + 1.05 + + + 20.25) + (20.3 + 1.12 + 0.15 + 1.5 + 5.04) • Dòng ngắn mạch tủ T: U đm 400 I T1 = = * ( RBA + RC ) + ( X BA + X C ) * 7.82 + 1.05) + (20.3 + 1.12) = 9.9 kA • Kiểm tra khả cắt ngắn mạch CB tổng chọn: ICBT = 50 kA > INT = 9.9 kA ICBT1 = 18 kA > INT1 = 8.49 kA ICBT2 = 18 kA > INT2 = 6.09 kA ICBT3 = 18 kA > INT3 = 8.63 kA ICBT4 = 18 kA > INT4 = 5.71 kA Vậy CB lựa chọn phù hợp với điều kiện lựa chọn 3.7 Chọn CB bảo vệ từ tủ phân phối đến động cơ: Tính tốn tương tự ta có thông số CB LS sản xuất cho động cơ: NHÓM NHÓM I NHÓM II NHÓM III Tên máy 2A 2B 2C 4C 4D 5A 5B 6A 1A 1B 3A 3B 3C 4A 4B 7A 5C 5D 5E 8A 9A Ilvmax A 30.39 30.39 30.39 4.86 4.86 4.86 4.86 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 4.86 4.86 12.15 4.86 4.86 4.86 30.39 8.05 Dòng định mức In A THƠNG SỐ CB Khả Mã số Số cực cắt mạch kA Kích thước WxHxD mm 40 EBE53b 75×130×60 5 EBS33b 75×130×60 10 EBS33b 75×130×60 5 EBS33b 75×130×60 15 EBS33b 75×130×60 5 EBS33b 75×130×60 10 EBS33b 75×130×60 25 NHÓM IV 9B 9C 10C 6B 7B 8B 10A 10B 11A 11B 11C 12A 12B 8.05 8.05 8.05 8.05 12.15 12.15 12.15 12.15 8.05 8.05 8.05 12.15 12.15 15 EBS33b 75×130×60 10 EBS33b 75×130×60 15 EBS33b 75×130×60 Khơng cần kiểm tra điều kiện cắt ngắn mạch cho CB động LỰA CHỌN THANH GĨP Thanh góp có nhiệm vụ chuyển dòng điện từ nguồn đến thiết bị phân phối Qua dòng chuyển qua hệ thống chuyển vào lưới điện Các điều kiện lựa chọn kiểm tra góp: Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép, A: k1k2k3Icp ≥ Icb o Khả ổn định động, kG/cm2: σcp ≥ σtt o F ≥ α I ∞ t qđ Khả ổn định nhiệt, mm2: o Trong đó: k1 - hệ số hiệu chỉnh dẫn đặt nằm ngang: k1 = 0.95 k2 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường k3 – hệ số hiệu chỉnh xét trường hợp dẫn gồm nhiều ghép lại σcp - ứng suất cho phép vật liệu làm góp σtt - ứng suất tính tốn α - hệ số nhiệt t qd - thời gian ngắn mạch quy đổi (s) I ∞ - dòng điện ngắn mạch trì (kA) 4.1 Lựa chọn góp cho tủ phân phối T: Dòng điện ngắn mạch lớn qua góp dòng định mức MBA: S đmBA 315 I đmBA = = = 455.2 A *U đmBA * 0.4 Chọn góp đồng, tiết diện hình chữ nhật, M40x4 có Icp = 625 A Kiểm tra tính ổn định động, ổn định nhiệt: Tổng trở biến áp qui hạ áp: 2 ∆PN U đmBA U N %.U đmBA 4.85 * 0.4 * 0.4 6 Z BA = 10 + j 10 = 10 + j 10 2 315 S đmBA S đmBA 315 = 7.82 + j 20.3 mΩ 26 ZN = ZBA + ZC + ZAT Tuy nhiên, trị số ZC ZAT nhỏ so với tổng trở biến áp, bỏ qua: ZN = ZBA = 7.82 + j20.3 mΩ Dòng điện ngắn mạch: 400 IN = = 10.6 kA 7.82 + 20.32 Trị số dòng ngắn mạch xung kích: i xk = 1.8 * * I N = 1.8 * * 10.6 = 27 kA Đặt góp pha cách 15 cm, đặt sứ khung tủ cách 70 cm: l Ftt = 1.76 *10 −2 * * i xk a 70 = 1.76 *10 −2 * * 27 = 2.22 kG 15 2.22 * 70 M= = 15.54 kG.cm 10 Mômen chống uốn 40x4 đặt đứng: b * h 40 * W= = = 0.106 cm 6 M 15.54 σ tt = = = 146.6 kG / cm W 0.106 Với α = tqđ = tc = 0.5s, ta có: Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép: K1*K2*Icb = 1*1*625 > Icb = 455.2 Khả ổn định động, kG/cm2: σcp = 1400 ≥ σtt = 146.6 Khả ổn định nhiệt, mm2: F = 160 ≥ α I ∞ t qđ = 46 Thỏa mãn điều kiện, chọn đồng M40x4 thỏa mãn 4.2 Tính tốn tủ T1: Dòng ngắn mạch tủ T1: INT1 = 8.49 kA Trị số dòng ngắn mạch xung kích T1: i xk = 1.8 * * I NT = 1.8 * * 8.49 = 21.6 kA Dự định đặt góp đồng pha, tiết diện hình chữ nhật, M25x3 có Icp = 340 A Các góp cách 10 cm, đặt sứ khung tủ cách 50 cm: l 50 Ftt = 1.76 * 10 −2 * * i xk = 1.76 * 10 − * * 21.6 = 1.9 kG a 10 1.9 * 50 M = = 9.5 kG.cm 10 Mômen chống uốn 40x4 đặt ngang: 27 b * h 25 * 32 W= = = 0.0375 cm 6 M 9.5 σ tt = = = 253.3 kG / cm W 0.0375 Với α = tqđ = tc = 0.5s, ta có: Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép: K1*K2*K3*Icb = 340 > Icb = 114.66 Khả ổn định động, kG/cm2: σcp = 1400 ≥ σtt = 253.3 Khả ổn định nhiệt, mm2: F = 25 * = 75 ≥ α I ∞ t qđ = 46 Thỏa mãn điều kiện, chọn đồng M25x3 thỏa mãn Tương tự, ta đặt M25x3 cho tủ T2, T3, T4 CHƯƠNG V TÍNH TỐN TỔN THẤT CƠNG SUẤT  ĐẶT VẤN ĐỀ Khi truyền tải điện từ nguồn đến hộ tiêu thụ phần tử mạng điện có tổng trở nên gây tổn thất cơng suất tổn thất điện áp Tổn thất công suất gây tình trạng thiếu hụt điện nơi tiêu thụ, làm tăng giá thành truyền tải điện đưa đến hiệu kinh tế Tổn thất điện áp tạo nên điện áp hộ tiêu thụ bị giảm, ảnh hưởng đến chất lượng điện Do đó, tính tốn tổn thất đóng vai trò quan trọng thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện, tính tốn tổn thất nhằm để đánh giá tiêu hệ thống cung cấp điện, xác định phụ tải chọn phần tử mạng điện thiết bị điện Việc tính tốn tổn thất mạng điện phân xưởng bao gồm: tính tổn thất cơng suất, tổn thất điện áp, tổn thất điện tổn thất kim loại màu TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT 2.1 Các cơng thức áp dụng tính tốn a Tổn thất công suất MBA Tổn thất công suất tác dụng: 2 Pttpx + Qttpx ∆PMBA = ∆P0 + RMBA U đm Tổn thất công suất phản kháng: 2 Pttpx + Qttpx ∆QMBA = ∆Q0 + X MBA U đm Trong đó: ∆P0 – tổn thất công suất không tải MBA, nhà sản xuất cung cấp Pttpx, Qttpx – công suất tác dụng, công suất phản kháng phân xưởng 28 Uđm – điện áp định mức MBA RMBA, XMBA – điện trở điện kháng MBA 2 ∆Pn U đm 103 U N %.U đm 10 RMBA = X MBA = S đm S đm I %.S đm 100 b Tổn thất đường dây Tổn thất công suất tác dụng: Ptti2 + Qtti2 S tti2 ∆Pi = Ri = Ri U đm U đm Tổn thất công suất phản kháng: P2 + Q2 S2 ∆Qi = tti tti X i = tti2 X i U đm U đm ∆Q0 = Trong đó: Ptti, Qtti – công suất tác dụng, công suất phản kháng phụ tải Uđm – điện áp định mức Ri, Xi – điện trở điện kháng dây dẫn ρ l Ri = mΩ S ρ = 22,5 mΩ.mm2 /m – dây đồng Xi = 0,08(mΩ/m).l(m) 2.2 Tính tổn thất: a Tổn thất cơng suất MBA: Điện trở MBA: ∆P U 10 4,850.0,4 2.10 RMBA = n 2đm = = 7,82.10 −3 S đm 315 Ω Tổn thất công suất tác dụng MBA 2 Pttpx + Qttpx S ttpx ∆PMBA = ∆P0 + RMBA = ∆P0 + RMBA U đm U đm 296,87 7,82.10 −3 = 5027 W 0,4 Bỏ qua tổn thất công suất phản kháng MBA b Tổn thất công suất từ MBA đến tủ phân phối T: Điện trở dây dẫn l = 14m: ρ l 22,5.14 R1 = = = 1,05 mΩ S 2.70 Tổn thất công suất tác dụng: S2 296,87 ∆P = tt2 R = 1,05.10 −3 = 640,8 W U đm 0,382 = 720 + 29 Tổn thất công suất phản kháng: S2 296,87 ∆Q = tt2 X = 1,12.10 −3 = 683,57 VAR U đm 0,38 c Tổn thất công suất từ tủ T đến tủ phân phối T1: Điện trở dây dẫn l = 12m: ρ l 22,5.12 R1 = = = 3,86 mΩ S 70 Tổn thất công suất tác dụng: S2 75,47 ∆P1 = tt21 R1 = 3,86.10 −3 = 152,25 W U đm 0,38 Tổn thất công suất phản kháng: S tt21 75,47 ∆Q1 = X = 0,96.10 −3 = 37,87 VAR U đm 0,38 d Tổn thất công suất từ tủ T đến tủ phân phối T2 : Điện trở dây dẫn l = 54m: ρ l 22,5.54 R2 = = = 17,36 mΩ S 70 Tổn thất công suất tác dụng: S2 80,22 ∆P2 = tt22 R2 = 17,36.10 −3 = 773,66 W U đm 0,38 Tổn thất công suất phản kháng: S tt22 80,22 ∆Q2 = X = 4,32.10 −3 = 192,52 VAR U đm 0,38 e Tổn thất công suất từ tủ T đến tủ phân phối T3 : Điện trở dây dẫn l = 10m: ρ l 22,5.10 R3 = = = 3,21 mΩ S 70 Tổn thất công suất tác dụng: S2 89,32 ∆P3 = tt23 R3 = 3,21.10 −3 = 177,27 W U đm 0,38 Tổn thất công suất phản kháng: S tt23 89,32 ∆Q3 = X = 0,8.10 −3 = 44,18 VAR U đm 0,38 f Tổn thất công suất từ tủ T đến tủ phân phối T4 : Điện trở dây dẫn l = 63m: ρ l 22,5.63 R4 = = = 20,25 mΩ S 70 Tổn thất công suất tác dụng: 30 S tt24 73,212 R = 20,25.10 −3 = 751,62 W 2 U đm 0,38 Tổn thất công suất phản kháng: S2 73,212 ∆Q4 = tt24 X = 5,04.10 −3 = 187,07 VAR U đm 0,38 ∆P4 = g Tổn thất công suất từ tủ phân phối đến động cơ: Tính tốn tương tự ta có: TỔN THẤT NHĨM Tên máy Si kVA ∆P W ∆Q VAR 2A 4.002 15.64 0.083 2B 4.002 12.31 0.066 2C 4.002 8.98 0.048 4C 16.944 22.37 0.795 NHÓM I 4D 16.944 40.26 1.432 5A 11.529 29 1.031 5B 21.6 116.32 4.136 6A 21.6 84.81 1.809 1A 14.936 28.97 0.618 1B 14.936 57.93 1.236 3A 11.2 61.89 1.320 3B 11.2 52.12 1.112 NHÓM II 3C 11.2 61.89 1.320 4A 16.944 40.26 1.432 4B 16.944 62.63 2.227 7A 9.6 68.21 0.970 5C 21.6 101.78 3.619 5D 21.6 116.32 4.136 5E 21.6 130.86 4.653 8A 7.464 57.87 0.309 NHÓM III 9A 11.2 13.03 0.278 9B 11.2 26.06 0.556 9C 11.2 29.32 0.625 10C 13.203 97.33 2.076 NHÓM IV 6B 11.529 53.5 1.141 31 7B 8B 10A 10B 11A 11B 11C 12A 12B 9.6 7.464 13.203 13.203 13.536 13.536 13.536 13.203 13.203 73.6 19.53 108.65 81.49 21.41 35.69 49.96 149.39 122.23 2051,61 1.047 0.278 1.545 1.159 0.457 0.761 1.066 2.125 1.738 47,203 h Tổn thất toàn phân xưởng: ∆Ppx = ∆PMBA + ∆PT + ∆PT1 + ∆PT2 + ∆PT3 + ∆PT4 + ∑∆PĐC = 5027 + 640,8 + 152,25 + 773,66 + 177,27 + 751,62 + 2051,61 = 9,7 kW ∆Qpx = ∆QMBA + ∆QT + ∆QT1 + ∆QT2 + ∆QT3 + ∆QT4 + ∑∆QĐC = 1,2 kVAR TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG Để tính tốn tổn thất điện đường dây dẫn cáp phân xưởng việc phải xác định thời gian sử dụng công suất lớn Điện tiêu thụ phụ thuộc vào phụ tải thời gian vận hành, xong trình vận hành, phụ tải ln biến đổi Do đó, để thuận tiện cho q trình tính tốn ta giả thiết phụ tải luôn không đổi phụ tải lớn Do vậy, thời gian dòng điện lúc thời gian tương đương phương diện tiêu thụ điện • Tổn thất điện đường dây xác định sau: ∆A = ∆Ppx τ = ∆Ppx.(0,124 + TMAX.10-4)2.8760 Trong đó: ∆Ppx – tổn thất cơng suất tác dụng toàn phân xưởng TMAX – thời gian sử dụng công suất cực đại τ - thời gian tổn thất công suất cực đại Giả sử phân xưởng làm việc ca/ngày (trừ số ngày lễ năm): ta chọn TMAX = 5400 h  τ = (0,124 + 5400.10-4)2.8760 = 3862 h Vậy tổn thất điện cho toàn phân xưởng năm là: ∆A = ∆Ppx τ = 9,7.3862 = 37461,5 kWh CHƯƠNG V TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG  I ĐẶT VẤN ĐỀ Trong nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp, hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, suất lao động, an toàn sản xuất sức khỏe người lao động Nếu ánh sáng không đủ, người lao động phải làm việc trạng thái căng thẳng, hại mắt ảnh hưởng tới sức khỏe, kết hang loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật suất lao động kém, chí gây tai nạn làm việc Do dó, tính tốn thiết kế chiếu sáng cần phải tính tốn kỹ lưỡng 32 Các tiêu chí đảm bảo: - Khơng lóa mắt - Khơng lóa phản xạ - Khơng có bóng tối - Độ rọi đồng - Tạo ánh sáng giống ban ngày II TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG Phương thức tính tốn: - Xác định số khoang: 2,5.h.2.( L + W ) i= L.W Trong đó: L chiều dài phòng (m), W chiều rộng phòng (m), h khoảng cách từ sàn trần (m) - Xác định hệ số phản xạ khoang Các hệ số phản xạ khoang phải xác định cho “khoang trần” cho “khoang sàn” Những giá trị xác định bảng 5.1 trang 105 sách Giáo trình CAD kỹ thuật điện – PGS.TS Quyền Huy Ánh - Chọn loại đèn, từ ta có hệ số sử dụng CU(20% sàn nhà) đèn Hiệu chỉnh cho phù hợp với hệ số phản xạ sàn thực tế theo công thức: CU = CU(20% sàn nhà)x ρfcthực tế - Xác định đèn theo công thức: E req S n fix = F fix LLF CU Trong đó: LLF hệ số mát ánh sáng S diện tích phân xưởng Ereq độ rọi yêu cầu Ffix quang thơng bóng đèn • • • • Tính tốn chiếu sáng chung phân xưởng: Sử dụng đèn Metal Halide  Công suất 250W  Quang thơng bóng đèn 20500lm Chiều cao treo đèn: 7m (treo sát trần) Các hệ số phản xạ là: 50%, 30%, 10% Hệ số mát ánh sáng LLF = 0,69 lấy theo phần mềm VISUAL(với độ bụi mơi trường trung bình, thời gian lau chùi đèn 1lần/1tháng) Độ rọi yêu cầu Ereq chọn 215 lux, theo sách Giáo trình CAD kỹ thuật điện – PGS.TS Quyền Huy Ánh Vậy số đèn cần dùng cho phân xưởng là: 33 n fix = E req S F fix LLF CU = 215.972 = 33 đèn 20500.0,69.0,45 Kiểm tra lại phần mềm VISUAL, ta có độ rọi sau: Tính tốn chiếu sáng cho phòng KCS: Chiếu sáng cho phòng KCS thuộc chiếu sáng cục bộ, với yêu cầu độ rọi cao ngồi phân xưởng nên ta phải tính tốn riêng Với chiếu sáng phòng KCS ta sử dụng đèn huỳnh quang để chiếu sáng, đèn huỳnh quang sử dụng để thiết kế cho phòng có thơng số: bóng đơi, có chóa, chấn lưu điện tử, cơng suất 32W, dài 1,2m Phòng KCS: • Diện tích: S = 8x6 = 48m2 • Các hệ số phản xạ:  Trần: 80%  Tường: 50%  Sàn: 20% • Loại đèn:  Kiểu: CRRS 32 TUBI  CU: 0.58  Số đèn/bộ:  Quang thông: 2900lumen  Hệ số mát ánh sáng LLF = 0,49(với độ bụi mơi trường trung bình, thời gian lau chùi đèn 1lần/1tháng)  Công suất đầu vào: 62 W • Độ cao treo đèn: H = 3m • Độ rọi yêu cầu Ereq chọn 250 lux, theo sách Cung cấp điện – Nguyễn Xuân Phú Vậy số đèn cần dùng cho phòng KCS là: E req S 250.48 n fix = = = đèn F fix LLF CU 2.2900.0,49.0,58 Kiểm tra lại phần mềm VISUAL, ta có độ rọi sau: 34 35 36 III CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG Tính tốn phụ tải chiếu sáng: Cơng suất tồn bóng đèn HID: P’HID = NHID.(P1bóng + PballastHID) = 33.292 = 9636 W Các đèn HID chia pha, nên: P ' HID 9636 PHID = = = 3212 W 3 Cơng suất chiếu sáng phòng KCS: PHQ = Nb.(Phq + Pballast) = 9.62 = 558 W Công suất chiếu sáng lớn pha: P1phamax = 3212 + 558 = 3770 W Tổng công suất chiếu sáng: P = P1phamax = 3.3770 = 11310 Dòng điện làm việc cực đại: P 11310 I lv max = = = 17,2 3.U đm cos ϕ 3.380.1 A Chọn dây dẫn CB bảo vê: 2.1 Dây dẫn từ tủ phân phối T đến tủ chiếu sáng: Sử dụng dây dẫn lõi, mương (rãnh) cáp kín Nhiệt độ mơi trường 400C Do đó, ta có hệ số: K1 = 0.95 K2 = K3 = 0.87 K = 0.95*1*0.87 = 0.8265 Dòng điện cho phép định mức dây là: I 17,2 I cp ≥ lv max = = 20 A K 0.8265 Vậy:  Chọn dây dẫn CADIVI sản xuất cho đoạn từ tủ phân phối T đến tủ chiếu sáng với thông số: Tiết diện ruột dẫn: 1,5mm2 Dòng điện định mức: 27 A Độ sụt áp: 25 mV 37  Chọn CB bảo vệ có thơng số: Mã số Số cực Dòng định mức In A Khả cắt mạch, kA Kích thước WxHxD 25 1.5 75×130×60 EBE30 1.1 Dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến dãy đèn: Sử dụng dây đơn lõi nhiều sợi, ống ruột gà Nhiệt độ mơi trường 400C Do đó, ta có hệ số: K1 = 0.95 K2 = K3 = 0.87 K = 0.95*1*0.87 = 0.8265 Dòng điện làm việc cực đại pha: P1 pha max 3770 I lv max = = = 17,2 A U đm 220 Dòng điện cho phép định mức dây là: I 17,2 I cp ≥ lv max = = 20 A K 0.8265 Vậy:  Chọn dây dẫn CADIVI sản xuất cho đoạn từ tủ phân phối T đến tủ chiếu sáng với thơng số: Tiết diện: VC1,5mm2 Dòng điện định mức: 23 A Đường kính: mm  Chọn CB bảo vệ có thơng số: Dòng định mức Khả cắt Kích thước Mã số Số cực In A mạch, kA WxHxD 20 1.5 75×130×60 EBE20 Ta chọn dây dẫn CB bảo vệ nhánh chiếu sáng nhau, tải pha tương đối cân 38 HƯỚNG DẪN THỰC HỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CUNG CẤP ĐIỆN Nhiệm vụ : THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN ………………………… Số liệu ban đầu: Số liệu, vẽ mặt bằng, nhóm tự thu thập số liệu nhà máy (3 SV nhóm) Nội dung báo cáo/ Đề cương gợi ý: Trang bìa Trang lời nói đầu Trang nhiệm vụ đồ án Trang mục lục Trang liệt kê vẽ, kết số liệu tính tốn… Chương mở đầu Đặt vấn đề Nhiệm vụ đề tài Mục đích đề tài Kế hoạch thực Chương I Chọn trạm biến áp Chương II Chọn dây dẫn & thiết bị đóng cắt bảo vệ Chương III Bù công suất phản kháng Chương IV Thiết kế chiếu sáng Chương V Tính nối đất & chống sét Chương VI Lặp dự toán vật tư điện Chương kết luận IKết đạt được, nhận xét IIHướng phát triển Phụ lục -Bản vẽ, kết số liệu tính tốn,… -Các nội dung khác có ======== = ======== ======= ========= ========= ====== -Tài liệu tham khảo: 1) Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo theo IEC– ĐHBK TPHCM 2) Giáo Trình Cung cấp điện-ĐHSPKT, 3) Cung cấp điện – ĐHSPKT - Nguyễn Xuân Phú 4) Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang 5) Sổ tay lựa chọn & tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500KV – Ngô Hồng Quang 6) Tài liệu vẽ điện, Sơ đồ điện 7) Sổ tay tra cứu thiết bị đóng cắt ABB, Mishubishi Electric 8) Các đồ án tốt nghiệp cung cấp điện thư viện trường, … 9) Các tài liệu liên quan catalog hãng khác nhau, tài liệu từ internet,… 39 ... thiết kế cung cấp điện, tùy vào tính yêu cầu cung cấp điện phụ tải mà ta chọn phương pháp dây cho phù hợp Cung cấp điện cho mạng điện phân xưởng thực từ trạm biến áp với cấp điện áp thứ cấp 380V... từ tủ phân phối Ưu điểm phương án là: - Sơ đồ đơn giản - Độ tin cậy cung cấp điện cao (sự cố xảy đường dây không làm ảnh hưởng đến cung cấp điện thiết bị cung cấp từ đường dây khác) - Dễ dàng... TRẠM Để kiểm tra đo lường, ta sử dụng đồng hồ đo lường đặt đầu trạm, với đồng hồ: đồng hồ Ampe, đồng hồ Volt, đồng hồ đo điện tác dụng, đồng hồ đo điện phản kháng 4.1 Lựa chọn kiểm tra máy biến