Đồ án NTT (Cô HA)

Lời mở đầu Trong thời đại công nghệ 4.0, việc xuất khu công nghiệp cần thiết cho công xây dựng phát triển đất nước Để cho kỹ sư tương lai nói chung sinh viên nói riêng tìm hiểu thiết kế phân xưởng để xây dựng khu cơng nghiệp trường ĐHHH Việt Nam tạo điều kiện cho sinh viên làm đồ án thiết kê xí nghiệp để áp dụng thực tế sau Dưới dẫn giáo viên Phạm Thị Hồng Anh, em thiết kế xí nghiệp với 16 phân xưởng, tính tốn với số liệu với vẽ sơ đồ mặt bàng vẽ MỤC LỤC CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 1.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG N 1.1.1 Phụ tải động lực Phân xưởng N: - Số máy: máy Diện tích: 14x22 m2 Máy P, Kw Cosφ 5.6 0.65 0.78 4.5 10 7.5 10 2.8 0.62 0.46 0.56 0.68 0.87 0.81 0.68 0.64 0.79 0.84 Bảng 1 Số liệu phân xưởng N Phụ tải tính tốn: Ta có số máy phân xưởng N là: = 0.83 0.77 7.5 0.38 0.69 Máy có cơng suất cao 10 nên ta có số máy = Tổng cơng suất với số máy : = 5.6 + 4.5 + 10 + 7.5 + 10 + 2.8 + + 7.5 = 52.9 (kW) Tổng công suất với số máy : = 5.6 + 10 + 7.5 + +7.5 = 45.6 (kW) Ta có tỷ số Tra bảng 3.3/32-[1] ta tìm giá trị tương ứng với   Số thiết bị tiêu thụ điện hiệu Có Tra bảng 3.2/30 – [1] ta tìm giá trị tương ứng: Phụ tải tính tốn tác dụng phân xưởng N là: Cho hệ số đồng thời Ta có  Phụ tải tính tốn phản kháng phân xưởng N là: 1.1.2 Phụ tải chiếu sáng Phụ tải tính tốn chiếu sáng phân xưởng N là: Vậy tổng công suất phân xưởng N là: = 59.73 (kVA) PX n nhq N G 6 1.34 1.38 cos Pđl (kw) Qđl (kVar) Pcs (kw) Sttpx (kVA) 0.76 0.80 41.88 40.83 38.61 33.89 3.696 4.704 59.73 56.76 U Y Ê O T R V Ô H Ư I A Ơ K Tổng 10 5 11 10 10 12 4 5 8 10 1.38 0.80 36.59 32.19 7.344 1.28 0.79 39.78 33.81 4.704 1.55 0.80 26.08 21.64 2.880 1.39 0.70 38.13 43.98 5.376 1.53 0.76 31.66 29.44 3.840 1.52 0.78 25.61 22.79 2.880 1.57 0.77 27.47 25.54 3.696 1.30 0.74 61.09 56.81 2.880 1.31 0.78 47.24 40.15 4.056 1.32 0.78 39.88 35.49 4.704 1.36 0.80 32.38 26.22 2.880 1.47 0.81 27.16 21.45 2.880 1.31 0.75 50.32 46.29 2.880 1.31 0.76 57.73 50.80 4.140 22.3 12.38 63.504 127 87 623.83 559.1 Bảng Bảng tổng hợp phụ tải toán xí nghiệp Vậy ta có Hệ số cơng suất xí nghiệp Hệ số xí nghiệp Cơng suất tác dụng tồn xí nghiệp kW Cơng suất phản kháng tồn xí nghiệp kVAR 1.2 XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI CHO XÍ NGHIỆP 1.2.1 Xác định bán kính biểu đồ phụ tải góc chiếu sáng Bán kính biểu đồ phụ tải tính theo cơng thức: với m = 3kVA/mm3 Góc chiếu sáng tính theo công thức: Tên phân xưởng N G U Y Ê O R(mm) 2.51 2.45 2.40 2.43 1.95 2.56 α 29.19 37.19 60.17 38.06 35.80 44.48 54.46 55.87 36.15 61.86 46.11 36.4 40.29 85.55 66.55 56.98 43.93 36.91 70.51 80.82 888.88 T 2.21 R 1.96 V 2.06 Ô 3.01 H 2.65 Ư 2.45 I 2.15 A 1.97 Ơ 2.73 K 2.92 Bảng Tổng hợp bán kính góc chiếu sáng 1.2.2 Xây dựng biểu đồ Hình 1 Biểu đồ phụ tải tốn xí nghiệp 38.94 36.39 42.6 16.20 27.87 37.98 29.40 34.51 19.48 24.08 Hình Sơ đồ mặt CHƯƠNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CUNG CẤP ĐIỆN 2.1 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TRẠM BIẾN ÁP CỦA XÍ NGHIỆP Trạm biến áp xác định theo cơng thức Nên ta xác định vị trí trạm biến áp là: Điểm đấu điện có tọa độ x = 35 y = 479 2.1.1 Phương án 1: Đi dây theo phân nhánh Hình Sơ đồ nguyên lý theo phương án nhánh Hình 2 Sơ đồ dây cho phương án nhánh 2.1.2 Phương án 2: Đi dây theo hỗn hợp Hình Sơ đồ nguyên lý cho phương án hỗn hợp Hình Sơ đồ dây cho phương án hỗn hợp 2.2 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ DÂY DẪN 2.2.1 Lựa chọn máy biến áp Máy biến áp chọn theo (kVA) Tra bảng 1.5/28 – [2] ta chọn máy biến áp phân phối hai cấp điện áp Công ty Thiết bị Điện Đông Anh chế tạo Bảng 2.1: Thông số máy biến áp (kVA Tổn hao (W) ) (kV) Khơn g tải Có tải Kích thước (mm) (% ) (% ) Dài Rộn g Cao 750 Tâm bánh xe (mm ) 22/0, 1220 688 1,4 4,5 183 1080 206 820 0 2.2.2 Lưạ chọn dây dẫn từ điểm đấu điện trạm biến áp Trọng lượng Dầ u (lít) 840 Tồn (kg) 336 Lựa chọn dây cáp theo điều kiện phát nóng, phải thỏa mãn biểu thức Trong đó: : : dòng điện cho phép dây dẫn dòng điện cho phép máy biến áp Ilvmax = =(A) Nên Tra bảng 4.41/262 – [2] ta chọn cáp đồng nhôm cách điện XPLE điện áp 12/20 (24) kW ALCATEL chế tạo Bảng 2.2: Thông số cáp điện XPLE Tiết Điện trở diện 90 lõi () (mm ) Cu Al 25 0.92 Điện kháng 0.46 Điện dung 0.13 Dòng điện tải cho phép (A) Vùng mát Dưới Khơng khí đất Cu Al Cu Al 17 16 3 Vùng nóng Dưới Khơng khí đất Cu Al Cu Al 13 12 CHƯƠNG TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN 3.1 XÁC ĐỊNH TỔN HAO ĐIỆN ÁP TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP 3.1.1 Tổn hao điện áp Chiều dài từ điểm đẩu điện đến trạm biến áp m Giả thiết mạng điện làm việc chế độ đối xứng, cần nghiên cứu pha Hình Sơ đồ thay phụ tải tập trung  P + j.Q : công suất chạy đường dây (KVA) p + j.q : công suất tải (KVA) Bỏ qua tổn thất công suất đường dây: P + j.Q = p + j.q U = UP = (I.R.cos + I.X.sin) =+) = [V] = Ta có U= U% = 100% = 3.1.2 Tổn hao công suất 3.2 XÁC ĐỊNH TỔN HAO CÔNG SUẤT, TỔN HAO ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐƯỜNG DÂY VÀ TRONG MÁY BIẾN ÁP 3.2.1 Tổn thất công suất máy biến áp kW kVAR kVAR 3.2.2 Tổn thất điện máy biến áp Có => 3.3 LỰA CHỌN DÂY DẪN PHÍA HẠ ÁP 3.3.1 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp phương án D từ 400 ~ 600mm Coi Z trạm biến áp A, Xét nhánh gồm phân xưởng Ê, O, Ơ Ta có sơ đồ thay Hình Sơ đồ thay nhánh Ê, O, Ơ Chọn dây theo cơng suất phụ tải Đoạn tải 12 có phụ tải 82.16 + j64.93 Đoạn tải Z1 có phụ tải 125.666 + j108.91 Đoạn tải (kVA) Dây hạ khơng nên 10 Đoạn tải 12 có phụ tải 79.434 + j63.25 Đoạn tải Z1 có phụ tải 114.694 + j89.47 ta có Tra phụ lục 4.4/366 – [1]: chọn dây đồng M-120 có ta chọn Kiếm tra lại tổn thất điện áp: =  Tiết diện dây hợp lý 3.3.2 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp phương án A, Các phân xưởng đơn Bảng 3.1: Công suất chiều dài phân xưởng tia Tên phân xưởng Chiều dài dây dẫn Công suất N 120.94 45.57+j38.61 O 68 43.50+j43.98 Ơ 136.33 53.2+46.29 Ê 67.93 28.96+21.64 A 144.07 30.04+j21.45 V 27.59 28.16+j25.54 Trong phân xưởng Ơ có công suất lớn nhất, chọn dây theo công suất phụ tải: Dây hạ không nên Tra phụ lục 4.4/366 – [1]: chọn dây đồng M-25 có ta chọn Kiếm tra lại tổn thất điện áp: =  Tiết diện dây hợp lý Áp dụng dây M-10 vào phân xưởng lại, tổn thất điện áp 14 Bảng 3.2: Số liệu tổn thất điện áp phân xưởng tia Tên phân xưởng N O Ơ Ê A V Chiều dài dây dẫn m 120.94 68 136.33 67.93 144.07 27.59 Công suất 45.57+j38.61 43.50+j43.98 53.2+46.29 28.96+21.64 30.04+j21.45 28.16+j25.54 Tổn thất điện áp V 14.22 8.05 18.86 4.90 10.67 2.04 B, Nhánh gồm phân xưởng Ư, R Hình Sơ đồ thay nhánh Ư, R Đoạn tải Z1 có phụ tải 73.074 + j58.28 86.52 ta có Tra phụ lục 4.4/366 – [1]: chọn dây đồng M-35 (do M-25 khơng thỏa mãn) có ta chọn Kiếm tra lại tổn thất điện áp: =  Tiết diện dây hợp lý C, Nhánh gồm phân xưởng I,T 15 Hình Sơ đồ thay nhóm I, T Đoạn tải Z1 có phụ tải 70.76 + j55.66 ta có Tra phụ lục 4.4/366 – [1]: chọn dây đồng M-6 có ta chọn Kiếm tra lại tổn thất điện áp: =  Tiết diện dây hợp lý D, Nhánh gồm phân xưởng G,Y,U Hình 10 Sơ đồ thay nhánh G, Y, U Đoạn tải 12 có phụ tải 89.468 + j66.08 Đoạn tải Z1 có phụ tải 133.952 + j99.89 Đoạn tải (kVA) ta có Tra phụ lục 4.4/366 – [1]: chọn dây đồng M-120 có ta chọn Kiếm tra lại tổn thất điện áp: = 16  Tiết diện dây hợp lý E, Nhánh gồm phân xưởng H, Ơ, K Hình 11 Sơ đồ thay nhánh H, Ô, K Đoạn tải 12 có phụ tải 113.166 + j90.95 Đoạn tải Z1 có phụ tải 177.136 + j147.76 ta có Tra phụ lục 4.4/366 – [1]: chọn dây đồng M-70 (do dây M-25, M-35 M-50 không thỏa mãn) có ta chọn Kiếm tra lại tổn thất điện áp: =  Tiết diện dây hợp lý 3.4 XÁC ĐỊNH TỔN HAO ĐIỆN ÁP, TỔN HAO CÔNG SUẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY HẠ ÁP 3.4.1 Tổn hao điện áp, tổn hao công suất đường dây hạ áp phương án A, Xét nhánh gồm phân xưởng Ê, O, Ơ B, Xét nhánh gồm phân xưởng N, H C, Xét nhánh gồm phân xưởng Ô, K 17 D, Xét nhánh gồm phân xưởng R, Ư, V, A E, Xét nhánh gồm phân xưởng Y, G F, Xét nhánh gồm phân xưởng U, I, T 3.4.2 Tổn hao điện áp, tổn hao công suất đường dây hạ áp phương án A, Các phân xưởng đơn Bảng 3.3: Tổn hao công suất phân xưởng tia Tên phân xưởng Chiều dài dây dẫn m N 120.94 O 68 Ơ 136.33 Ê 67.93 A 144.07 V 27.59 B, Nhánh gồm phân xưởng Ư, R Công suất 45.57+j38.61 43.50+j43.98 53.2+46.29 28.96+21.64 30.04+j21.45 28.16+j25.54 C, Nhánh gồm phân xưởng I,T D, Nhánh gồm phân xưởng G,Y,U E, Nhánh gồm phân xưởng H, Ô, K Như ta chọn theo phương án tổn hao 18 Tổn thất công suất W 1995.39 1203.43 3135.60 410.61 907.86 184.422 3.5 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ 3.5.1 Tính tốn ngắn mạch Hình 12 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay ngắn mạch Giả thiết: + Điểm ngắn mạch sau nguồn + Công suất hệ thống so với lưới điện nhỏ Nên tính gần điện kháng hệ thống điện quốc gia thông qua công suất tác dụng máy cắt đầu nguồn Điện kháng hệ thống điện tính theo cơng thức sau: Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng điện ngắn mạch siêu độ dòng điện ngắn mạch ổn định nên ta có Trị sơ dịng ngắn mạch xung kích tính theo biểu thức: 3.5.2 Lựa chọn kiểm tra thiết bị phía trung áp Lựa chọn kiểm tra dao cách ly Lựa chọn kiểm tra dao cách ly theo điều kiện bảng 3.1 Bảng 3.4 Điều kiện chọn kiểm tra dao cách ly Đại lượng lựa chọn kiểm tra Công thức để chọn kiểm tra Điện áp định mức (kV) UđmDCL ≥ Uđmmạng = 24 22kV 19 Dòng điện định mức (A) IđmDCL ≥ Ilvmax 19,68(A) Dòng điện ổn định lực điện động (kA) INmax ≥ ixk = 45 13.4kA Dịng điện ổn định nhiệt thời Iơdn ≥ IN gian tôđ (A) 13.4 kA Dao cách ly chọn theo PL2.17/343 – [1] thể bảng 3.5 Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật dao cách ly kV kA kA A 24 16 - 31.5 40 – 80 630 - 2500 Cầu chì chọn theo điều kiện bảng PL 2.19/344 – [1] ta Các đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức (kV) Uđmcc ≥ Uđmmạng = 24 22kV Dòng điện định mức (A) Iđmcc ≥ Ilvmax 19,68(A) Dòng điện cắt định mức (kA) INmax ≥ 13.4kA Công suất cắt định mức SNcc ≥ 250 MVA Bảng 3.6: Thông số kỹ thuật cầu chì kV A kA W 37 24 20 40 Lựa chọn máy cắt điện Đại lượng lựa chọn Điện áp định mức KV Dòng điện định mức A Tra phụ lục 2.13/341 –[1] ta chọn máy A Loại cầu chì 62 3GD1 404-4B Cơng thức để chọn Bảng 3.7: Thông số kỹ thuật máy cắt điện Loại máy cắt Điện áp định mức KV Dòng Dòng Trị số hiệu dụng điện điện dòng điện định xung tồn phần KA mức A kích kA BM-35 35 600 17.3 10 3.5.3 Lựa chọn kiểm tra thiết bị phía hạ áp Dịng điện ổn định nhiệt kA 1s 5s 10s 10 Chọn aptomat tổng Bảng 3.8: Điều kiện chọn aptomat Đại lượng lựa chọn Điện áp định mức KV Dịng điện định mức A Cơng thức để chọn 20 10 7.1 Tra bảng 3.5/149 –[2] ta có thiết bị Bảng 3.9: Thơng số kỹ thuật aptomat tổng Loại Số cực (V) CM1600N 3,4 690 Chọn áptomat liên lạc (A) 1600 (kA) 50 Kích thước (mm) Rộng Cao sâu 418 430 337 Doc phân xưởng loại Ê, Ơ, Ơ Nên có Tra bảng 3.2/147 – [2] ta có bảng 3.10 Bảng 3.10: Thông số aptomat liên lạc Kiếu ABE 403a 300 (250) 18 Số cực 2,3 Kích thước Rộng Cao Sâu 140 257 109 Khối lượng cực cực cực 5.2 6.2 Aptomat cho phân xưởng Bảng 3.11: Số liệu phân xưởng hạ áp PX N Sttpx(kVA) 59.73 86.21 56.76 81.92 54.46 78.60 55.87 80.64 36.15 52.17 61.86 89.28 46.11 66.55 36.4 52.53 40.29 58.15 G U Y Ê O T R V 21 85.55 123.48 66.55 96.05 56.98 82.24 43.93 63.40 36.91 53.27 70.51 101.77 80.82 116.65 Ô H Ư I A Ơ K Đối với phân xưởng nhóm ta lấy theo phân xưởng Ơ có lớn Tra bảng 3.3/148 –[2] ta Bảng 3.12: Số liệu aptomat phân xưởng Loại Số cực V A kA NC100H 125H125S 3,4 415 125 10 Kích thước mm Rộng Cao Sâu 27 x P 81 70 3.6 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ KHÁC + Thanh phía hạ áp: - Lựa chọn hai phía hạ áp có tiết diện nhau: Dòng làm việc chạy qua hạ áp: Ilvmax = = 1082.53 (A) Tiết diện cái: F = = = 515.49 (mm2) Tra bảng 7.2/362-[2] ta chọn đồng Bảng 3.13: Thông số kỹ thuật Kích thước mm Tiết diện Khối lượng, kg/m Đồng Nhơ Dịng điện cho phép, A Mỗi pha 22 Mỗi pha ghép Mỗi pha ghép hai ba 80 x m mm 640 5.698 1.728 Đồng Nhô m 1320 1690 Đồng 2620 Nhô m 2040 Đồng 3370 Nhô m 2620 CHƯƠNG TÍNH TỐN NỐI ĐẤT – CHỐNG SÉT VÀ NÂNG CAO HỆ SỐ CƠNG SUẤT COSϕ 4.1 TÍNH TỐN NỐI ĐẤT 4.1.1 Nối đất trung tính Đối với mạng điện có điệp áp 1000V, điện trở nối đất thời điểm năm không vượt 4Ω Hình Sơ đồ cọc nối đất Ta sử dụng cọc L với độ dài 60 x 60 x dài 2.5m Điện trở nối đất cọc Trong đó: 23 điện trở suất đấtΩ/cm =1.5 hệ số d = 0.005 đường kính ngồi cọc, m l = 2.5 chiều dài cọc, m b = 4cm t = 0.8 m Xác định sơ nối đất thẳng đứngkhi hệ số sử dụng 0.6 Điện trở nối nằm ngang là: 4.1.2 Nối đất chống sét Vì nối đất chống sét có Rđ = 10 Ω nên ta có cơng thức Xác định sơ nối đất thẳng đứng hệ số sử dụng 0.6 4.2 TÍNH TỐN CHỐNG SÉT 4.2.1 Chống sét trực tiếp Hình 4.2 Sơ cọc chống sét 24 Ta chọn cột thu lơi có chiều cao h = 10m, khoảng cách cột thu lôi a = 8m Trang thiết bị đặt có độ cao , rộng d = 2m, dài c = 7m Chiều cao tác dụng cột thu lôi là: Với h =, ta xác định bán kính độ cao : Ta tìm Vậy khoảng cách hẹp vùng bảo vệ 1.8 * =3.6m Chiều cao thấp vùng bảo vệ là: Kiểm tra lại điều kiện d = 2m