Thiết kế hệ thống cấp điện là một việc làm khó. Một công trình dù nhỏ hay lớn cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt chuyên ngành hẹp như cung cấp điện, thiệt bị điện, kỹ thuật cao áp... Người thiết kế còn phải có sự hiểu biết về xã hội, môi trường, các đối tượng cấp điện, về tiếp thị. Công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí điện năng, nguyên vật liêu, vốn đầu tư.... Công trình thiết kế sai (hoặc thiếu hiểu biết hoặc do lợi nhuận) sẽ gây ra hậu quả khôn lường gây sự cố mất điện, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản.
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng Vì mà điện ngày khẳng định rõ tầm quan trọng ngành kinh tế quốc dân sinh hoạt đời sống người Điện thực trở thành động lực quan trọng góp phần tăng suất lao động, chất lượng giá thành sản phẩm, tạo nên phát triển nhịp nhàng cấu trúc kinh tế Một vấn đề quan trọng để cung cấp điện đến đời sống sản xuất thiết kế hệ thống cấp điện Thiết kế hệ thống cấp điện việc làm khó Một cơng trình dù nhỏ hay lớn u cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt chuyên ngành hẹp cung cấp điện, thiệt bị điện, kỹ thuật cao áp Người thiết kế cịn phải có hiểu biết xã hội, môi trường, đối tượng cấp điện, tiếp thị Cơng trình thiết kế q dư thừa gây lãng phí điện năng, nguyên vật liêu, vốn đầu tư Cơng trình thiết kế sai (hoặc thiếu hiểu biết lợi nhuận) gây hậu khôn lường gây cố điện, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng tài sản Trước vấn đề nêu ta thấy tầm quan trọng việc thiết kế hệ thống cấp điện đến đời sống sản xuất Để hiểu rõ sau ta vào đề tài “Tính tốn thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng khí” Thầy Hoàng Ngọc Văn hướng dẫn Sinh viên thực Nguyễn Kha Linh Trần Hưng Lộ ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………… TP.Hồ Chí Minh ngày tháng năm 2019 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh LỜI CẢM ƠN Cùng với nỗ lực thân giúp đỡ tận tình Thầy Trương Việt Anh chúng em hoàn thành xong thiết kế theo yêu cầu Sau hoàn thành đồ án chúng em hiểu tính tốn, thiết kế hệ thống chiếu sáng, chọn máy biến áp, thiết kế chống sét, nối đất, tính tốn bù cơng suất,… q trình tính tốn, thiết kế cố gắng, hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên chúng em tránh khỏi khiếm khuyết sai sót, em mong bảo, góp ý Thầy Cơ mơn Chúng em xin gửi đến thầy Trương Việt Anh tồn thể thầy giáo mơn Điện Dân Dụng Và Công Nghiệp lời cảm ơn chân thành nhất! ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh CHƯƠNG TÍNH TỐN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG Phụ tải tính tốn thơng số quan trọng mà ta cần xác định việc tính tốn, thiết kế cung cấp phụ tải điện tương tự phụ tải thực tế xác định xác chọn thiết bị phù hợp đảm bảo điều kiện kỹ thuật lợi ích kinh tế Phụ tải điện phụ thuộc vào yếu tố quan trọng như: công suất máy, số lượng máy, chế độ vận hành máy, điện áp làm việc quy trình cơng nghệ sản xuất Để thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng ta cần quan tâm đến yêu cầu : chất lượng điện năng, độ tin cậy cấp điện, mức độ an toàn, kinh tế 1.1 Đặc điểm phân xưởng Đây mặt bằng phân xưởng sửa chữa khí, có dạng hình chữ nhật, phân xưởng có: - Chiều dài 54m - Chiều rộng 18m - Chiều cao m -Với diện tích tồn phân xưởng 972m2 Môi trường làm việc thuận lợi, bụi, nhiệt độ mơi trường trung bình phân xưởng 30oC - Phân xưởng dạng hai mái tôn kẽm, xi măng, tồn phân xưởng có năm cửa vào cánh: cửa chính, bốn cửa phụ -Phân xưởng làm việc ca mợt ngày: + Ca 1: từ 6h đến 14h + Ca 2: từ 14h đến 22h Trong phân xưởng có 37 động cơ, phịng kho phịng KCS, ngồi phân xưởng cịn có hệ thống chiếu sáng Phân xưởng lấy điện từ trạm biến áp khu vực với cấp điện áp là: 220/380 (V) Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh 1.2 Thông số và sơ mặt bằng phân xưởng Sơ đồ mặt bằng phân xưởng 12 A 12 B 12 C 7A 6A 7B A 6B 7C B 6C C 3D 5A 3E 4B KCS 2A KHO 8A 2B 9B B 8B MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG TỈLỆ1/2000 4A A 54000mm 10 B 9C 5B 5D 10 C 5C 9D 9A 8C 10 A 11 A 11 B 11 C 18000mm Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh Bảng phụ tải phân xưởng: TT Ký hiệu Số lượng Pđm (kw) Cos Ksd Ghi 1 0,7 0,8 pha 2 16 0,7 0,8 pha 3 5 0,8 0,9 pha 4 14 0,7 0,8 pha 5 0,8 0,9 pha 6 0,8 0,8 pha 7 20 0,9 0,9 pha 8 0,7 0,7 pha 9 12 0,8 0,8 pha 10 10 14 0,8 0,8 pha 11 11 0,9 0,7 pha 12 12 14 0,6 0,8 3pha 1.3 Phân nhóm phụ tải Căn vào việc bố trí phân xưởng yêu cầu làm việc thuận tiện nhất, để làm việc có hiệu thơng qua chức hoạt động máy móc thiết bị Ngồi u cầu kỹ thuật ta phải đạt yêu cầu kinh tế, không nên đặt nhiều nhóm làm việc đồng thời, nhiều tủ động lực không lợi kinh tế Tuy nhiên yếu tố quan trọng cần phải quan tâm việc phân nhóm phụ tải Vì phân nhóm phụ tải định tủ phân phối phân xưởng, số tuyến dây tủ phân phối Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào yếu tố sau: - Các thiết bị nhóm nên có chức - Phân nhóm theo khu vực gần cho nhóm - Phân nhóm có ý đến phân cơng suất cho nhóm (tổng cơng suất nhóm gần bằng nhau) Dịng tải nhóm gần với dịng tải CB chuẩn - Số nhóm khơng nên q nhiều: 2, nhóm - Trong tuyến dây cung cấp từ tủ phân phối khơng nên bố trí thiết bị có cơng suất lớn cuối tuyến Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh Vì thế, với máy móc sơ đồ mặt bằng, ta định chia phụ tải thành bốn nhóm, bốn nhóm bốn tủ động lực có tủ phân phối cấp điện cho bốn tủ động lực Ngoài việc cấp điện cho bốn nhóm thiết bị, ta cịn phải cung cấp cho hệ thống chiếu sáng Số lượng, ký hiệu mặt bằng tổng cơng suất nhóm thiết bị ghi bảng sau Nhóm Tên nhóm NHĨM Cơng suất định Cos Ksd 0.7 0.8 0.8 0.9 4A,4B 14 0.7 0.8 6A,6B,6C 0.8 0.8 12A,12B,12C 14 0.6 0.8 12 113 Cos Ksd Ký hiệu mặt bằng Số lượng 1A 3A,3B,3C Tổng cộng nhóm mức Pđm (kw) Nhóm Tên nhóm NHĨM Ký hiệu mặt bằng Số lượng Công suất định mức Pđm (kw) 3D,3E 0.8 0.9 5A 0.8 0.9 7A,7B,7C 20 0.9 0.9 77 Cos Ksd Tổng cộng nhóm Nhóm Tên nhóm NHĨM Công suất định Ký hiệu mặt bằng Số lượng 5B,5C 0.8 0.9 8A,8B 0.7 0.7 9A,9B 18 0.7 0.9 10A 12 0.8 0.8 64 Tổng cộng nhóm Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ mức Pđm (kw) Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh Nhóm Ký hiệu mặt Tên nhóm bằng NHĨM Số lượng Công suất định Cos Ksd mức Pđm (kw) 1B 1 0.7 0.8 2A,2B 16 0.7 0.8 5D 0.8 0.9 8C 1 0.7 0.7 9C,9D 12 0.8 0.8 10B,10C 14 0.8 0.8 11A,11B,11C 0.9 0.7 12 114 Cos Ksd Tổng cộng nhóm 1.4 Xác dịnh phụ tải tính tốn cho phân xưởng Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm: - Xác định phụ tải cho nhóm Tên nhóm Cơng suất định Ký hiệu mặt bằng Số lượng 1A 1 0.7 0.8 3A,3B,3C 0.8 0.9 4A,4B 14 0.7 0.8 6A,6B,6C 0.8 0.8 12A,12B,12C 14 0.6 0.8 12 113 NHĨM Tổng cộng nhóm mức Pđm (kw) - Xác định công suất biểu kiến định mức tải: Stải (đm) = Ptải(đm) Cos tải - Xác định cơng suất biểu kiến tính tốn theo cơng thức: S (tải) tt = Stải (đm) * Ksd - Xác định cơng suất biểu kiến tính tốn tủ điện theo công thức: Stt (tủ điện) = S (tải) tt * Kđt - Xác định dịng điện tính tốn cho thiết bị theo công thức sau Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh S (tải)tt Itt (từng tải) = √3∗0.38 Áp dụng cơng thức ta tính phụ tải tính tốn nhóm ở bảng sau: stt tên thiết Ptải(đm) Cos bị (KW) tải Stải(đm) (KVA) ksd S (tải)tt (KVA) Stt(tủ Kđt điện) (KVA) Itt (cho thiết bị) (A) 1A 0.7 1.42 0.8 1.13 0.9 1.7 3A 0.8 6.25 0.9 5.62 0.9 8.5 3B 0.8 6.25 0.9 5.62 0.9 8.5 3C 0.8 6.25 0.9 5.62 0.9 8.5 4A 14 0.7 20 0.8 16 0.9 14.1 24.3 4B 14 0.7 20 0.8 16 0.9 14.1 24.3 6A 0.8 11.25 0.8 0.9 8.1 13.6 6B 0.8 11.25 0.8 0.9 8.1 13.6 6C 0.8 11.25 0.8 0.9 8.1 13.6 10 12A 14 0.6 23 0.8 18.4 0.9 16.6 28 11 12B 14 0.6 23 0.8 18.4 0.9 16.6 28 12 12C 14 0.6 23 0.8 18.4 0.9 16.6 28 tổng 12 nhóm (thiết bị) 113 163 132.2 118.3 Áp dụng tương tự cho nhóm ta có kết quả tính tốn ở bang sau: Stt tên thiết Ptải(đm) bị (KW) Cos tải Stải(đm) (KVA) ksd S (tải)tt (KVA) Stt(tủ Kđt điện) (KVA) Itt (cho thiết bị) (A) 3D 0.8 6.25 0.9 5.62 0,9 8.5 3E 0.8 6.25 0.9 5.62 0,9 8.5 5A 0.8 8.75 0.9 7.87 7.87 12 7A 20 0.9 22 0.9 19.8 0,9 17.8 30 7B 20 0.9 22 0.9 19.8 0,9 17.8 30 7C 20 0.9 22 0.9 19.8 0,9 17.8 30 Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN tổng nhóm (thiết bị) PGS.Ts Trương Việt Anh 77 87.25 78.51 71.3 Kết quả tính tốn phụ tải nhóm là: Stt tên thiết Ptải(đ) Cos bị (KW) tải Stải(đm) (KVA) ksd S (tải)tt (KVA) Stt(tủ Kđt điện) (KVA) Itt (cho thiết bị) (A) 5B 0.8 8.75 0.9 7.87 0,9 12 5C 0.8 8.75 0.9 7.87 0,9 12 8A 0.7 1.4 0.7 0,9 0.9 1.5 8B 0.7 1.4 0.7 0,9 0.9 1.5 9A 12 0.8 15 0.8 12 0,9 10.8 18.2 9B 12 0.8 15 0.8 12 0,9 10.8 18.2 10A 14 0.8 17.5 0.8 14 14 21.2 tổng nhóm (thiết bị) 54 67.8 55.74 51.4 Kết quả tính tốn phụ tải nhóm là: Stt tên thiết Ptải(đm) Cos bị (KW) tải Stải(đm) (KVA) ksd S (tải)tt (KVA) Stt(tủ Kđt điện) (KVA) Itt (cho thiết bị) (A) 1B 0.7 1.42 0.8 1.13 1.13 1.7 2A 16 0.7 22.9 0.8 18.32 0,9 16.5 27.9 2B 16 0.7 22.9 0.8 18.32 0,9 16.5 27.9 5D 0.8 8.75 0.7 7.87 7.87 12 8C 0.7 1.4 0.7 1 1.5 9C 12 0.8 15 0.8 12 0,9 10.8 18.2 9D 12 0.8 15 0.8 12 0,9 10.8 18.2 10B 14 0.8 17.5 0.8 14 0,9 12.6 21.2 10C 14 0.8 17.5 0.8 14 0,9 12.6 21.2 10 11A 0.9 7.7 0.7 5.4 0,9 4.9 8.2 Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh R 0,2h h0 h 0.8h hx 0,75h a1 1,5h r6 r5 bx HÌNH: Phạm vi bảo vệ cặp thu sét Phạm vi bảo vệ cặp thu sét 2và Phạm vi bảo vệ cột thu sét thứ có chiều cao,cao cột thu sét thứ thi cột thu sét thứ có phần cao tạo thành cột thu sét đơn r2 = 0,75.( h – hx ) = 0,75 (9 – 7) = 1,5 (m) r6 = 0,75.( h – hx ) = 0,75 (7 – 5) = 1,5 (m) Giới hạn bảo vệ h0 = h − b1 = − = 5,7(m) 7 Chiều rộng phạm vi bảo vệ bx = 1,5 (h0 – hx) = 1,5.(5,7 – 5,65) = 0,075 (m) Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 61 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh h5 h0 h1 hx r6 r2 HÌNH: Phạm vi bảo vệ cặp thu sét 2và Xếp chồng phạm vi bảo vệ cặp thu sét.được phạm vi bảo vệ nhóm thu sét D HÌNH: phạm vi nhóm cột chống sét: 1-2-5-6 Xếp chồng phạm vi bảo vệ nhóm thu sét.được phạm vi bảo vệ hệ thống chống sét 6.3 Thiết kế nối đất Giới thiệu Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ truyền tải phân phối điện đền thiết bị dùng điện máy móc thiết bị sau nhiề hiệnu năm sử dụng chất cách điện bị lão hóa có khả rị điện ngồi Vậy nên đặc điểm phân bố diện tích rộng thường xun có người làm việc với thiết bị điện, lớp cách điện bị chọc thủng, người vận hành không tuân thủ phương pháp hay quy định an toàn nguyên nhân dẫn đến tai nạn điện giật, sét đánh trực tiếp gián tiếp vào thiết bị điện làm hư hỏng thiết bị điện mà gây nguy hiểm cho người vận Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 62 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh hành, gây cháy nổ… hệ thống cung cấp điện thiết phải có biện pháp an tồn có hiệu tương đối đơn giản la thực việc nối đất cho thiết bị điện thiết bị chống sét Trang bị nôi đất bao gồm điện cựcvà dây dẫn nối đất,các điện cựcnối đất bao gồm điện cực thẳng đứng dóng sâu vào đất điện cực ngang chôn ngầm độ sâu định,các dây nối đất dung để nối liền phận nối đất với điện cực nối đất ,khi có trang bị nối đất,dòng điện ngắn mạch xuất cách điện thiết bị với vỏ bị hư hỏng ,sẻ chạy qua vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống điện cực chạy tản vào đất * Có hai loại nối đất - Nối đất tự nhiên: sử dụng vật tự nhiên làm nối đất ống nước chon ngầm hay vật kim loại đặt đất.Nối đất tự nhiên sử dụng làm nối đất bổ sung ,điện trở nối đất tự nhiên đươc đo trực tiếp điểm nối đất - Nối đất nhân tạo: đươc thực bằng cọc thép, thép dẹp hình chử nhật hay thép góc dài 3m đóng sâu xuống đất cho đầu chúng cách mặt đất khoảng 0,5 0,8m.Nối đất nhân tạo đươc sử dụng để đảm bảo điện trở nối đất nằm giới hạn cho phép ổn định thời gian dài Tính tốn nới đất - Hệ thống nối đất bao gồm đoạn cáp nối từ vỏ thiết bị ta nối tới đồng nối đất, từ đồng nối xuống hệ thống cọc đất, đoạn cáp nối đến đồng có tiếp diện (s = 35mm²), đồng dùng làm điểm nối trung gian cho đoạn cáp với cọc nối đất - Ta chọn phương pháp nối đất mạch vòng với hệ thống cọc nối đất bao gồm 24 cọc thép bọc đồng với L = 3m, d= 16mm, chôn sâu h = 0,8m so với mặt đất, đặt bốn gốc cơng trình phân xưỡng hai điểm theo chiều dài, cách tường 1m cọc liên kết với bằng cáp đồng trần 50mm² Bớ trí cọc nới đất chống sét + Cáp đồng 35mm² + Cọc nối đất • + Bảng đồng nối đất + Cáp đồng 50 mm² Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 63 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh 6m 54m 18m 6m HÌNH: Sơ đồ bố trí cọc nối đất chống sét Điện trở nối đấtcủa cọc xác định theo công thức sau: rc = ρtt 4L h + L [ln ( )] ∗ 2πL 1,36 d h + L Trong tt: Điện trở xuất tính tốn nối đất L: Chiều dài cọc nối đất h: Độ sâu cọc nối đất rc: Điện trở cọc nối đất : Điện trở xuất nối đất - Với cọc chọn thẳng đứng, độ sâu phận nối đất 0,8 m ,tra bảng 3.5 giáo trình an tồn điện Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật: QUYỀN HUY ÁNH Chọn Km = 1,3 - Tra bảng 3.5 giáo trình an toàn điện Trường Đại Học Sư Phạm Kỷ Thuật: QUYỀN HUY ÁNH, Chọn: = 300 Ωm Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 64 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Hình thức nối dât PGS.Ts Trương Việt Anh Độ sâu phận nối đất Hệ số thay đổi điện trở Ghi xuất Tia(thanh)đặt nằm 0,5 1,4 1,8 Trị số ứng với loại ngang 0,8 1,25 1,45 đất(đo vào mùa khơ) Cọc đóng thẳng đứng 0,8 1,2 1,4 Trị số ứng với loại đất ẩm(đo vào mùa mưa) - Điện trở xuất tính tốn 𝜌𝑡𝑡 = 𝐾𝑚 × 𝜌 = 1,3 × 300 = 390 (Ωm) Chọn cọc nối đất dài L = 3m, đường kính d = 16mm=0,016m, chơn sâu h = 0,8m, - Điện trở cọc nối đất rc tt L 2h L 390 43 0,8 ln ln 96,952() 2L 1,36d 4h L 3,14 1,36 0,016 0,8 - Tra bảng 3.8 giáo trình an toàn điện Trường Đại Học Sư Phạm Kỷ Thuật: QUYỀN HUY ÁNH, Chọn: c =0,62 với n=24 cọc Điện trở hệ thống cọc nối đất Rc = rc 96,952 = = 6,516(Ω) n × c 24 × 0,62 - Chọn cáp nối cọc cáp đồng trần tiếp diện 50 mm², d= 8mm=0,008m Điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc có tổng chiều dài chon cách mặt đất h =0,8m L1 = 54 2+18 =144 (m) r1 tt L1 ln L1 h d 390 144 1 6,798() 1 ln 3,14 144 0,008 0,8 - Tra bảng 3.8 giáo trình an toàn điện Trường Đại Học Sư Phạm Kỷ Thuật: QUYỀN HUY ÁNH, Chọn: hệ số sử dụng (dây) th = 0,31 R th = r1 th = 6,798 = 21,9 (Ω) 0,31 Điện trở hệ thống nối đất R th = R c × R th 6,516 × 21,9 = = 5,02 (Ω) R c × R th 6,516 + 21,9 Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 65 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Điện trở xung nối đất chọn PGS.Ts Trương Việt Anh =1 R nd = α R ht = 5,02Ω R nd = α R ht = 5,02 < 10Ω Cáp đồng trần Mối hàn CADEWLD Cáp nối đât Hộp kiẻm tra đạt yêu cầu Đất nện HÌNH: Sơ đồ nối đất cọc Nối đất an toàn cho nhà xưởng Tương tự nối đất chống sét chon phương pháp nối mạch vòng với hệ thống cọc nối đất bao gồm 24 cọc thép bọc đồng với L = 3m, d= 16mm, chôn sâu h = 0,8m so với mặt đất, đặt bốn gốc cơng trình phân xưỡng, cách tường 1m cọc liên kết với bằng cáp đồng trần 50mm² + Cáp đồng 35mm² + Cọc nối đất • + Bảng đồng nối đất + Cáp đồng 50 mm² Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 66 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh 6m 54m 18m 6m HÌNH: Sơ đồ bố trí cọc nối đất chống sét Điện trở nối đấtcủa cọc xác định theo công thức sau rc = ρtt 4L h + L [ln ( )] ∗ 2πL 1,36 d h + L Trong tt: Điện trở xuất tính tốn nối đất L: Chiều dài cọc nối đất h: Độ sâu cọc nối đất rc: Điện trở cọc nối đất : Điện trở xuất nối đất - Với cọc chọn thẳng đứng, độ sâu phận nối đất 0,8 m ,tra bảng 3.5 giáo trình an tồn điện Trường Đại Học Sư Phạm Kỷ Thuật: QUYỀN HUY ÁNH Chọn Km = 1,3 Tra bảng 3.5 giáo trình an toàn điện Trường Đại Học Sư Phạm Kỷ Thuật: QUYỀN HUY ÁNH, Chọn: = 300 Ωm Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 67 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Hình thức nối dât PGS.Ts Trương Việt Anh Độ sâu phận nối đất Hệ số thay đổi điện trở Ghi xuất Tia(thanh)đặt nằm 0,5 1,4 1,8 Trị số ứng với loại ngang 0,8 1,25 1,45 đất(đo vào mùa khơ) Cọc đóng thẳng đứng 0,8 1,2 1,4 Trị số ứng với loại đất ẩm(đo vào mùa mưa) - Điện trở xuất tính tốn ρtt = K m × ρ = 1,3 × 300 = 390(Ωm) Chọn cọc nối đất dài L = 3m, đường kính d = 16mm=0,016m, chơn sâu h = 0,8m, - Điện trở cọc nối đất rc tt L 2h L 390 43 0,8 ln ln 96,952() 2L 1,36d 4h L 3,14 1,36 0,016 0,8 - Tra bảng 3.8 giáo trình an toàn điện Trường đại học sư phạm kỷ thuật: QUYỀN HUY ÁNH, Chọn: c = 0,62 với n=24 cọc Điện trở hệ thống cọc nối đất Rc = rc 96,952 = = 6,516(Ω) n × c 24 × 0,62 - Chọn cáp nối cọc cáp đồng trần tiếp diện 50 mm², d= 8mm=0,008m Điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc có tổng chiều dài chon cách mặt đất h =0,8m L1 = 54 2+18 =144 (m) r1 tt L1 ln L1 h d 390 144 1 6,798() 1 ln 3,14 144 0,008 0,8 - Tra bảng 3.8 giáo trình an tồn điện Trường đại học sư phạm kỹ thuật: QUYỀN HUY ÁNH, Chọn: hệ số sử dụng (dây) th = 0,31 R th = Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ r1 th = 6,798 = 21,9 (Ω) 0,31 Trang 68 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh Điện trở hệ thống nối đất R c × R th 6,516 × 21,9 = = 5,02 (Ω) R c × R th 6,516 + 21,9 R th = Điện trở xung nối đất chọn =1 R nd = α R ht = 5,02Ω R nd = α R ht = 5,02 < 10Ω đạt yêu cầu CHƯƠNG NÂNG CAO HỆ SỐ 𝐜𝐨𝐬 𝝋 VA CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ 7.1 Ý nghĩa nâng cao hệ số 𝐜𝐨𝐬 𝝋 Từ tan giác công suất ta có quan hệ sau: S Q P S = √P2 + Q2 cos φ = P P = S √P2 + Q2 Từ biểu thức quan hệ ta thấy P không thay đổi, mạng điện bù cơng suất phản kháng lượng Q truyền tải đương dây giảm xuống, kết hệ số cos φ tăng lên Giảm tổn thất công suất mạng điện: Tổn thất đường dây tính theo cơng thức sau: ∆P = P2 + Q2 P2 Q2 ∗ R = ∗ R + ∗ R = ∆𝑈(𝑃) + ∆𝑈(𝑄) U2 U2 U2 Ta thấy giảm Q truyền tải đường dây, ta giảm thành phần tổn thất công suất ∆PQ Q gây Giảm tổn thất điện áp mạng điện: Tổn thất điện áp tính theo công thức sau: ∆U = P ∗ R + Q ∗ X PR QX = + = ∆U(P) + ∆U(Q) U U U Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 69 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh Ta thấy giảm Q truyền tải đường dây, ta giảm thành phần tổn thất công suất ∆U(Q) Q gây Tăng khả truyền tải đương dây và máy biến áp Khả truyền t ải đường dây máy biến áp phụ thuộc váo điếu kiện phát nóng tức phụ thuộc vào dòng điện làm việc cho phép chúng dòng điện chạy dây dẫn máy biến áp tính theo cơng thức sau: I= √P2 + Q2 √3 ∗ U Biểu thức chứng tỏ cho ta thấy rằng với tình trạng phát nóng định đường dây máy biến áp ta tăng khả truyền tải công suất tác dụng P chúng bằng cách giảm công suất phản kháng Q mà chúng phải tải đi.vì giữ nguyên đường dây máy biến áp, cos 𝜑 mạng điện tăng lên tức giảm lượng Q truyền tải khả truyền tải chúng tăng lên Việc nâng cao hệ số công suất cos φ cịn đưa đến hiệu làm giảm chi phí kim loại màu góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả phát điện máy phát 7.2 Chọn thiết bị bù Có nhiều thiết bị dung để bù công suất phản kháng nâng cao hệ số cos 𝜑 sau số thiết bị thường hay ứng dụng để bù là: Bù tự nhiên - Xắp sếp thiết bị sử dụng điện cách tối ưu - Thay động non tải bắng dộng có cơng suất nhỏ - Thay máy biến áp non tải bằng máy biến áp có cơng suất nhỏ - Hạn chế tối đa việc sử dụng thiết bị non tải Bù nhân tạo + Tụ Bù Là loại thiết bị điện tĩnh làm việc với dòng diện vượt trước điện áp sinh cơng suất phản kháng Q cung cấp cho mạng điện Ưu điểm tụ bù: - Tổn thất công suất bé - Lắp đặt bảo quản vận hành dễ dàng - Hiệu suất sử dụng cao - Khơng địi hỏi vốn đầu tư cao Nhược Điểm: - Kém chắn, dễ bị phá hỏng ngắn mạch hoạch điện áp vượt trị số định mức - Có dóng điện xung điện áp dư ngây nguy hiểm cho ngưới vận hành Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 70 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh Ứng Dụng: - Tụ điện sử dụng rộng rãi cá xí nghiệp trung bình nhỏ, địi hỏi dung lượng bù không lớn + Máy Bù Đồng Bộ: loại động đồng làm việc chế độ khơng tải Ưu Điểm: - Kích thước gọn nhẹ - Ngồi việc bù cơng suất phản kháng thiết bị tốt để điều chỉnh điện áp - Giá thành rẻ động dồng Nhược điểm: - Bảo quản vận hành khó khăn - Máy thường phải chế tạo công suất lớn Ứng dụng: - Thường ứng dụng xí nghiệp đòi hỏi dung lượng bù lớn 7.3 Chọn phương án bù và tính bù cho phân xưởng - Phương án bù: +Bù tập trung: Thiết bị bù đấu vào góp hạ áp tủ phân phối đóng thơi gian tải hoạt động c ĐC ĐC ĐC ĐC Ưu Điểm: - Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 71 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh - Làm nhẹ tải cho máy biến áp, có khả phát triển thêm phụ tải cần thiết - Làm giảm vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng cho hệ thống Nhược điểm: - Dòng điện phản kháng tiếp tục vào tụ phân phối mạng hạ - Kích thước dây dẫn, cơng suất tổn hao khơng cải thiện với chế độ bù tập trung + Bù Nhóm: Cá thiết bị bù bù váo tủ phân phối khu vực nhóm thiết bị BÙ BÙ M M M M Ưu điểm: - Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu - Làm giảm vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng cho hệ thống - Tổn hao đường dây giảm - Kích thước dây cáp tủ phân phối khu việc giảm có khả tăng thêm tải cho tủ phân phối khu vực Nhược điểm: - Dòng điện tiếp tục đị vào tuyến dây xuất phát từ tủ động lực - Kích thước dây dẫn cơng suất tổn hao dây dẫn nói chưa cải thiện đực chế đọ bù nhóm - Khi có thay đổi đáng kể tải luôn tồn nguy bù dư kèm theo tượng áp + Bù Riêng Lẻ: Thiết bị bù mác trực tiếp vào mối nối dây thiết bị dung điện có tính cảm.bù riêng lẻ xét đến công suất động đáng kể so với công suất mạng điện Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 72 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh C C M C M M C M Ưu điểm: - Giảm công suất phảm kháng thiết bị điện gây - Giảm công suất biểu kiến yêu cầu - Giảm kích thước dây dẫn tất dây dẫn - Các dòng điện phản kháng có giá trị lớn khơng cịn tồn mạng điện 7.4 Xác dịnh dung lượng bù và chọn phương án bù cho phân xượng Chọn phương án bù Từ việc tính tốn phụ tải cho phân xương ta thấy dây phân xương có mật độ phụ tải thuộc loại trung bình địi hỏi dung lượng bù khơng lớn lắm.nên ta định chọn phương án bù cho phân xương bằng phương án bù tập trung tủ phân phối Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 73 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PGS.Ts Trương Việt Anh 22KV LA FCO MCCB1 MDB c MCCB10 MCCB2 MCCB3 MCCB4 MCCB5 MCCB11 CHIẾU SANG MCCB6 MCCB7 DB1 MCCB8 DB2 MCCB9 DB3 DB4 DB1 MCB37 MCB36 MCB34 MCB35 MCB33 MCB32 MCB31 MCB30 MCB29 MCB28 MCB27 8 5 A B B C MCB26 MCB25 MCB24 10 9 A A B MCB23 MCB22 MCB21 MCB19 7 3 A B C A D E MCB20 MCB18 MCB17 MCB16 MCB14 MCB15 MCB13 MCB12 MCB11 MCB9 MCB10 MCB8 MCB7 MCB6 MCB5 MCB4 MCB2 MCB3 MCB1 12 12 12 6 4 3 A C B A B C A B A B C A 11 11 11 10 10 9 2 A B C B C D C C D A B B Xác Định Dung Lượng Bù Cho Phân Xưởng Ta có: cos φ = Ptải đmpx 358 = = 0,77 Stải đm px 463,55 Ta thấy mạng điện sinh hoạt mạng điện công nghiệp thường cos φ=0,8 – 0,95 Ở ta thấy cos φ thấp quy định nên ta định bù cho phân xưởng có cos φ = 0,95 Dung lượng bù tính theo cơng thức sau: Qbù = Ptảiđm px (tan φ1t − tan φs2 ) Trong đó: Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 74 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN - PGS.Ts Trương Việt Anh 𝑃𝑡ả𝑖 đ𝑚𝑝𝑥 : Là cơng suất tồn phân xưởng Tan 𝜑1𝑡 : Hệ số công suất trước bù Tan 𝜑2𝑠 : Hệ số công suất sau bù Để nâng cao hệ số công suất phân xương từ 0,77 lên 0,95 ta cần bù cho phân xương lượng Qbủ là: Qbù = Ptảiđm px (tan φ1t − tan φs2 ) = 358 ∗ [tan(arccos(0,77)) − tan(arccos(0,95))] = 179 (KVAR) Nguyễn kha Linh – Trần Hưng Lộ Trang 75 ... vận hành máy, điện áp làm việc quy trình cơng nghệ sản xuất Để thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng ta cần quan tâm đến yêu cầu : chất lượng điện năng, độ tin cậy cấp điện, mức độ an... việc phân nhóm phụ tải Vì phân nhóm phụ tải định tủ phân phối phân xưởng, số tuyến dây tủ phân phối Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào yếu tố sau: - Các thiết bị nhóm nên có chức - Phân. .. lực có tủ phân phối cấp điện cho bốn tủ động lực Ngồi việc cấp điện cho bốn nhóm thiết bị, ta phải cung cấp cho hệ thống chiếu sáng Số lượng, ký hiệu mặt bằng tổng công suất nhóm thiết bị ghi