4 thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN I ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG II THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHỤ TẢI ĐIỆN PHÂN XƯỞNG III PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG CHƯƠNG 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY 11 I II VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG 11 CHỌN SƠ ĐỒ ĐI DÂY MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG 14 CHƯƠNG 3: CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ 16 I II CHỌN DÂY DẪN VÀ CÁP CHO MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG 16 TÍNH CHỌN CB BẢO VỆ CHO MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG 24 CHƯƠNG 4: TÍNH TỔN THẤT CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG 28 I TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG 28 II TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG 30 III TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG 31 CHƯƠNG 5: TÍNH DUNG LƯỢNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 32 I II HỆ SỐ CÔNG SUẤT 32 DUNG LƯỢNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 32 KẾT LUẬN: 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 35 LỜI NĨI ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hóa – đại hóa nước nhà, cơng nghiệp Điện lực giữ vai trị đặc biệt quan trọng điện nguồn lượng dùng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân Khi xây dựng nhà máy, khu kinh tế, khu dân cư, thành phố trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp cho máy móc nhu cầu sinh hoạt người Sự phát triển ngành công nghiệp nhu cầu sử dụng điện làm cho phát triển không ngừng hệ thống điện công suất truyền tải mức độ phức tạp với yêu cầu chất lượng, điện ngày cao, đòi hỏi người làm chuyên môn cần phải nắm vững kiến thức bản, hiểu biết sâu rộng hệ thống điện Từ có phương pháp tính tốn thiết kế cung cấp điện thích hợp, để nguồn lượng truyền tải từ nhà máy trạm phân phối đến nơi tiêu thụ cách an toàn hiệu Việc thiết kế hệ thống cung cấp điện khơng đơn giản địi hỏi người thiết kế phải có kiến thức tổng hợp nhiều chuyên ngành khác cung cấp điện, thiết bị điện, an tồn điện, khí cụ điện, hệ thống điện…Ngồi cịn phải có hiểu biết định lĩnh vực liên quan xã hội, môi trường, đối tượng điện mục đích kinh doanh họ… Vì đồ án mơn học Cung cấp điện bước khởi đầu giúp cho sinh viên hiểu cách tổng quát công việc phải làm việc thiết kế hệ thống cung cấp điện chuyên ngành Cung cấp điện Đồ án môn học kết vận dụng kiến thức học vào thực tế để tính tốn thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng, mà qua đồ án hiểu rõ học lý thuyết mà chưa có dịp để ứng dụng vào thực tiễn hình dung ý nghĩa môn cung cấp điện lĩnh vực Điện – Điện tử.“Thiết kế điện cho phân xưởng” nhiệm vụ sở để thiết kế mạng điện lớn sau Mặc dù kiến thức nhiều hạn chế nhờ giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn đồ án mơn học tương đối hoàn thành Xin chân thành cám ơn giúp đỡ tận tình thầy Lê Cơng Thành! Sinh viên Nguyễn Thế Cảnh Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐiỆN ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG Kích thước phân xưởng - Chiều dài: a = 33m; - Chiều rộng: b = 11m; - Chiều cao: h = 4,5m; - Diện tích: S = 363m2 Các thơng số - Hệ thống làm mát thơng thống quạt trần quạt hút; - Khoảng cách từ nguồn (trạm biến áp) đến phân xưởng L = 40m; - Độ rọi tối thiểu yêu cầu Emin = 210Lx; - Thời gian sử dụng công suất lớn Tmax =3500giờ; - Hệ số công suất cosφ cần nâng lên 0,93; - Uđm = 380/220V Các hệ số phản xạ Dựa theo bảng hệ số phản xạ (Bảng 10.5 trang 197, giáo trình cung cấp điện, PGS.TS Quyền Huy Ánh) ta xác định hệ số phản xạ: - Hệ số phản xạ trần: ρtr = 50%; - Hệ số phản xạ tường: ρt = 30%; Hệ số phản xạ sàn: ρs = 10% Các đặc điểm khác - Môi trường làm việc phân xưởng: Sạch, bụi, khơ ráo; - Quy mơ phân xưởng: Quy mơ trung bình, sửa chữa thiết bị điện công suất vừa nhỏ; - Phân xưởng sửa chữa thiết bị điện gồm 16 thiết bị; - Phụ tải tiêu thụ phân xưởng: Các thiết bị điện pha, cơng suất vừa nhỏ; - Tính chất cơng việc: Sửa chửa thiết bị điện công nghiệp gia dụng, yêu cầu phân biệt màu sắc tương đối cao II THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHỤ TẢI ĐIỆN PHÂN XƯỞNG Sơ đồ mặt phân xưởng với bố trí thiết bị I Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện Hình 1.1 Sơ đồ mặt phân xưởng bố trí thiết bị Thơng số chiếu sáng lựa chọn a Chọn đèn Loại đèn MPE HBS 100T, với thông số: - Điện áp định mức: 220 V; - Cosφ: 0.95; - Cơng suất bóng đèn: 100W; - Quang thông cực đại: ΦĐ = 11000 Lm; - Nhiệt độ màu: Tm = 6000 0K; - Chỉ số hồn màu: >75 - Góc chiếu sáng: 120o Chọn số bóng đèn đèn: bóng b Phân bố đèn - Chiều cao phòng h = 4,5 m; - Đèn cách trần h1 = m; - Bề mặt làm việc hlv = 0,8 m; - Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: htt = 4,5 – 0,8 = 3,7m c Xác định hệ số sử dụng CU - Chỉ số phòng I: I= 𝑎.𝑏 h𝑡𝑡 (𝑎+𝑏) = 33.11 3,7.(33+11) = 2,23 - Căn vào thông số I, kiểu chiếu sáng đèn (chiếu rộng), dựa vào bảng số liệu (Bảng 10.4 trang 187, giáo trình cung cấp điện, PGS.TS Quyền Huy Ánh) ta xác đinh hệ số sử dụng CU = 0,88 d Xác định hệ số mát ánh sáng Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện LLF Căn vào môi trường làm việc phân xưởng, chế độ bảo trì: - Mơi trường làm việc: sạch, bụi, khơ ráo; - Chế độ bảo trì 12 tháng; Ta chọn LLF = 0,7 e Chọn độ rọi yêu cầu - Chọn độ rọi tối thiểu theo tiêu chuẩn phân xưởng khí: Eminyc = 210 (lux); - Chọn độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn phân xưởng khí: Eyc= 400 (lux) f Xác định số đèn Eyc.S Nbộ = 400.363 = 21,43 ΦĐ.CU.LLF 11000.0,88.0,7 Chọn 21 đèn g Phân bố đèn cho phân xưởng Yêu cầu: Mặt phẳng làm việc phải nhận lượng ánh sáng giống Dựa theo yêu cầu ta thiết kế sau: - Lắp đặt đèn ( bóng) thành cột hàng theo chiều rộng chiều dài phân xưởng:  Khoảng cách cột: a= 33−2.0,75 = = 5.25 m  Khoảng cách hàng: b= 11−2.2,5 =3m h Kiểm tra - Độ rọi: Emin = E𝑦𝑐 1,6 = 400 1,6 = 250 lux Emin > Eminyc Chỉ số thỏa mãn yêu cầu, bố trí đèn hợp lý Hình 1.2 Sơ đồ mạng điện chiếu sáng mặt phân xưởng Thơng số nhóm phụ tải Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện Bảng 1.1 Số liệu thiết bị STT Ký hiệu Tên thiết bị Số lượng Hệ số Ku 1 Bể ngâm dung dịch kiềm 0,80 2 Bể ngâm nước nóng 3 Bể ngâm tăng nhiệt 4 Cos Ghi 3,5 pha 0,80 3 pha 0,80 pha Tủ sấy 0,80 3,8 pha Máy quấn dây 0,75 1,2 0,8 pha 6 Máy quấn dây 0,75 0,8 pha 7 Máy khoan bàn 0,80 0,7 0,78 pha 8 Máy khoan đứng 0,80 0,8 0,78 pha 9 Bàn thử nghiệm 0,70 6,5 0,85 pha 10 10 Máy mài 0,80 2,7 0,7 pha 11 11 Máy hàn 0,70 3,5 0,82 pha 12 12 Máy tiện 0,80 4,5 0,76 pha 13 13 Máy mài tròn 0,80 0,72 pha 14 14 Cần câu điện 0,75 6,5 0,8 pha 15 15 Máy bơm nước 0,85 3,2 0,84 pha III Pđm (kW) PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG Phụ tải chiếu sáng Pcs = Ku.Nđ.Pđ = 1.21.100 = 2,1 kW (với Ku: Hệ số sử dụng đèn 1.) Cosφ = 0,95 => tanφ = 0,329 Qcs = tanφ.P = 0,329.2,1 =0,691 kVar Ics = P𝑐𝑠 U.cosφ = 2,1 220.0,95 = 10,05 A Phụ tải thơng gió, làm mát a Phụ tải thơng gió Thể tích xưởng: V= 4,5.11.33 = 1633,5 m3 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện - Để tính tốn thơng gió ta cần xác định lưu lượng thơng gió chọn vận tốc gió hợp lý để thiết kế đường ống gió, thơng qua tính cột áp chọn quạt phù hợp - Lưu lượng thơng gió thường xác định thơng qua bội số tuần hồn, tức số lần trao đổi (m3/h), giá trị thường cho tài liệu có liên quan - Phân xưởng sửa chữa thiết bị điện có nhiều thiết bị phát nóng nên chọn bội số tuần hồn từ 30 – 60 Chọn k = 40 - Lưu lượng gió xưởng: Q = V.k= 1633,5.40 = 65340 (m3/h) Chọn quạt hút MODEL CAN 500 có lưu lượng gió 10000 (m3/h), P=0,25kW, U=380V, cực, cosφ = 0,8, tanφ = 0,75 Q Số lượng quạt hút: Nqh = 10000 = 65340 10000 = 6,5 Vậy chọn hệ thống thơng thống với quạt hút MODEL CAN 500 bố trí theo chiều dài xưởng bên quạt hút, lắp đặt cao 2,5m, cách 13,5m cách hai tường chiều rộng máy ngồi 3,25m Phụ tải thơng gió: Ptg = Ku.N.P = 1.6.0,25 = 1,5 kW (Quạt hút có Ku = 1, (Bảng 1.1, trang 35, giáo trình cung cấp điện, PGS.TS Quyền Huy Ánh)) Qtg = Ptg.tanφ = 1.5.0,75 = 1,125 kVAr Dịng điện tính tốn phụ tải thơng thống là: Itg = P𝑡𝑔 √3.U.cosφ = 1500 √3.380.0,8 = 2,849 A b Phụ tải làm mát Hệ thống làm mát sử dụng quạt trần, chọn loại quạt trần Mitsubishi C60-GW có cơng suất P = 68W, f=50Hz, U=220V, cos φ = 0,8, tan φ =0,75 bố trí thành hai hàng, ba cột hàng cách tường 4m cách 3m, cột 10,5m cách tường 6m Phụ tải làm mát: Plm = ku.N.P = 1.6.68 = 408 (W) (Hệ số đồng thời ku quạt 1) Dịng điện tính toán phụ tải làm mát: Ilm = P𝑙𝑚 U.cosφ = 408 220.0,8 = 2,318 A Công suất phản kháng phụ tải làm mát : Qlm = Plm.tan φ = 408.0,75 = 306 (Var) = 0,306 kVAr c Tổng cơng suất phụ tải làm mát, thơng gió Plmtg = 1,5 + 0,408 = 1,908 kW Qlmtg = 1,125 + 0,306 = 1,431 kVar P𝑙𝑚𝑡𝑔 Cosφlmtg = √P𝑙𝑚𝑡𝑔 +Q𝑙𝑚𝑡𝑔 Ilmtg = P𝑙𝑚𝑡𝑔 √3.U.Cosφ𝑙𝑚𝑡𝑔 = = 1,908 √1,9082 +1,4312 1908 √3.380.0,8 = 3,62 A = 0,8 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện Phụ tải động lực a 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 yêu cầu kỹ thuật phải đạt yêu cầu kinh tế, không nên đặt nhiều nhóm làm việc đồng thời, qúa nhiều tủ động lực không lợi kinh tế Tuy nhiên yếu tố quan trọng phải quan tâm việc phân nhóm phụ tải Vì phân nhóm định tủ phân phối xưởng, số tuyết 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 có chức  Phân nhóm có ý đến phân cơng suất cho nhóm (tổng cơng suất phân nhóm gần nhau)  Dịng tải nhóm gần với dịng tải CB chuẩn  Số nhóm khơng nên q nhiều  Trong nhóm khơng nên bố trí thiết bị có cơng suất lớn cuối tuyến Vì thế, chia phụ tải thành ba nhóm chính, kèm ba nhóm ba tủ động lực có tủ phân phối cấp điện cho ba tủ động lực Bảng 1.2 Phân chia phụ tải nhóm Ký hiệu mặt Số lượng Pđm (kW) ∑ Pđ𝑚 (kW) Cos φ Ghi 1 3,5 3,5 pha 3 pha 4 pha 3,8 3,8 pha 1,2 1,2 0,8 pha 0,7 0,7 0,78 pha 15 3,2 3,2 8,84 pha Tổng 19,4 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện Bảng 1.3 Phân chia phụ tải nhóm Ký hiệu mặt Số lượng Pđm (kW) ∑ Pđ𝑚 (kW) Cos φ Ghi 2 0,8 pha 0,8 0,8 0,78 pha 10 2,7 2,7 0,7 pha 11 3,5 3,5 0,82 pha 14 6,5 6,5 0,8 pha Tổng 15,5 Bảng 1.4 phân chia phụ tải nhóm Ký hiệu mặt Số lượng Pđm (kW) ∑ Pđ𝑚 (kW) Cos φ Ghi 6,5 6,5 0,85 pha 12 4,5 4,5 0,76 pha 13 3 0,72 pha Tổng 14 b Tính tốn cơng suất nhóm phụ tải Áp dụng cơng thức: Ptt = kđt.( ∑ksd.Piđm) Bảng 1.5 Bảng tra hệ số đồng thời cho tủ phân phối Số mạch Hệ số đồng thời Ks 0,9 0,8 Tủ kiểm nghiệm toàn đến 0,7 10 lớn 0,6 Tủ kiểm nghiệm phần trường hợp  Nhóm 1: Từ phân chia phụ tải ta thấy nhóm có nhánh dây cung cấp cho máy nên ta chọn Ks = 0,7 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện Ptt1 = ks ∑(kiu.Piđm) = 0,7.(0,8.(3,5 + + + 3,8 + 0,7) + (0,75.1,2) + (0,85.3,2)) = 10,934 kW Hệ số cơng suất trung bình: cosφtb1 = ∑71(P𝑖 cosφ𝑖 ) = ∑71 P𝑖 (3,5.1+3.1+4.1+3,8.1+1,2.0,8+0,7.0,78+3,2.0,84) 19,4 = 0,953 Công suất biểu kiến: Stt1 = P𝑡𝑡1 cosφ𝑡𝑏1 = 10,934 = 11,473 kVA 0,953 Công suất phản kháng: Qtt1 = √S𝑡𝑡1 − P𝑡𝑡1 = √11,4732 − 10,9342 = 3,447 kVar Dòng điện: Itt1 = S𝑡𝑡1 √3.U = 11,473.1000 √3.380 = 17,43 A  Nhóm 2: Từ phân chia phụ tải ta thấy nhóm có nhánh dây cung cấp cho máy, theo tiêu chuẩn IEC ta có Ks = 0,7 Ptt2 = ks ∑(kiu.Piđm) = 0,7.(0,75.1.2 + 0,8.0,8 +0,8.2,7 + 0,7.3,5 + 0,75.6,5) = 8,138 kW Hệ số cơng suất trung bình: cosφtb2 = ∑61(P𝑖 cosφ𝑖 ) ∑61 P𝑖 = (1.0,8+1.0,8+0,8.0,78+2,7.0,7+3,5.0,82+6,5.0,8) 15,5 = 0,786 Công suất biểu kiến: Stt2 = P𝑡𝑡2 cosφ𝑡𝑏2 = 8,138 0,786 = 10,354 kVA Công suất phản kháng: Qtt2 = √S𝑡𝑡2 − P𝑡𝑡2 = √10,3542 − 8,1382 = 6,4 kVar Dòng điện: Itt2 = S𝑡𝑡2 √3.U = 10,354.1000 √3.380 = 15,73 A  Nhóm 3: Từ phân chia phụ tải ta thấy nhóm có nhánh dây cung cấp cho máy, theo tiêu chuẩn IEC ta có Ks = 0,9 Ptt3 = ks ∑(kiu.Piđm) = 0,9.(0,7.6,5 + 0,8.4,5 + 0,8.3) = 9,495 kW Hệ số cơng suất trung bình: cosφtb3 = ∑31(P𝑖 cosφ𝑖 ) ∑31 P𝑖 = (6,5.0,85+4,5.0,76+3.0,72) 14 Công suất biểu kiến: = 0,793 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện - K2 = 0,79 (Hàng đơn khay cáp không đục lỗ, nhánh khác) - K3 = (cách điện PVC, nhiệt độ môi trường 30oC) K= K1.K2.K3 = 1.0,79.1=0,79 Icp = I𝑡𝑡3 K 18,19 = 0,79 = 23,03 A Theo bảng 8.8, trang 130, GT Cung cấp điện_PGS.TS.Quyền Huy Ánh, chọn cáp CVV 3x3,5 (mm2), dây lõi, ruột đồng nhiều sợi xoắn, cường độ tối đa Iz = 27A, điện áp rơi Vd= 9,5 V/A/km b Chọn dây dẫn từ tủ động lực tới thiết bị Dây cáp từ tủ động lực đến động ta chọn cáp CVV bọc cách điện PVC, cáp đặt ống ngầm đất Số mạch hàng một, đất khô chọn nhiệt độ đất 250C Tra bảng ứng với cáp ngầm đất ta được: - K4 = (chôn trực tiếp đất); - K5 = (số mạch 1); - K6 = (đất khô); - K7 = 0,95 (nhiệt độ đất 25oC); K= K4.K5.K6.K7 = 1.1.1.0,95 = 0,95 Tính dịng điện làm việc định mức cho thiết bị: Iiđm = 𝑃𝑖đ𝑚 1000 √3.U.cosφ𝑖 ; Tính dịng điện cho phép chọn dây: Iicp = I𝑖đ𝑚 K ; STT 10 11 12 13 Bảng 3.3 Dòng điện chọn dây cho thiết bị Dòng điện làm Dòng điện cho Thiết bị việc (A) phép (A) 5,32 5,60 4,56 4,80 6,08 6,40 5,77 6,08 2,28 2,40 6a 1,90 2,00 6b 1,90 2,00 1,36 1,44 1,56 1,64 11,62 12,23 10 5,86 6,17 11 6,48 6,83 12 9,00 9,47 21 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện 14 15 16 13 14 15 6,33 12,34 5,79 6,66 12,99 6,09 Theo bảng 8.8, trang 130, GT Cung cấp điện_PGS.TS.Quyền Huy Ánh, chọn cáp CVV 3x2 (mm2), dây lõi, ruột đồng nhiều sợi xoắn, cường độ tối đa Iz = 20 A, điện áp rơi Vd= 16,8 V/A/km Kiếm tra tổn thất mạng điện phân xưởng Kiểm tra tổn thất điện áp tổn thất điện áp nhằm đảm bảo cho điện áp cung cấp đủ lớn nằm khoảng cho phép thiết bị để đảm bảo cho thiết bị hoạt động bình thường đảm bảo kinh tế kĩ thuật phương án cung cấp điện đặt ra.Vì vậy, ta cần phải kiểm tra tổn thất điện áp dây dẫn với điều kiện tổn thất 5%: ∆Umax ≤ ∆Ucp = 5%Uđm Tổn thất điện áp lớn ∆Umax tính sau: ∆Umax = ∆Uc1 + ∆Uc2 + ∆Uc3 Trong đó:  ∆Uc1 tổn thất cáp từ MBA đến MDB  ∆Uc2 tổn thất lớn cáp từ MDB đến DB  ∆Uc3 tổn thất lớn cáp từ tủ DB đến thiết bị hay tổn thất nhánh Cơng suất nhóm phụ tải cống suất tuyến nhóm tương đối nên tổng tổn thất điện áp phụ thuộc nhiều vào chiều dài dây Do đó, ta kiểm tra từ nguồn đến phụ tải xa Vậy ta kiểm tra tổn thất điện áp đường dây từ MBA đến tủ phân phối MDB, tuyến dây từ tủ phân phối đến tủ động lực nhóm DB1, từ tủ động lực nhóm đến tải có tổn hao điện áp lớn Kiểm tra việc lựa chọn dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp  Đối với mạng điện pha: ∆U = 2Imax(ro.cosφ + xo.sinφ).L  Đối với mạng điện pha: ∆U = √3.Imax(ro.cosφ + xo.sinφ).L  ro bỏ qua tiết diện dây lớn 55 (mm2) Mạng điện sử dụng dây dẫn loại dây dẫn ruột đồng nên có: ro = 22,5 F (Ω/km)  xo bỏ qua dây dẫn có tiết diện nhỏ 50 (mm2), ngược lại chọn xo=0,08 (Ω/km) cho mạng điện hạ  Sụt áp cho phép đường dây 5% Hay ∆Ucp = 5%.380 = 19 (V)  Từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính: Khoảng cách L = 40 (m) =0,04 (km) 22 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện Tiết diện dây chọn: F = 14 (mm2) ro = 22,5 14 = 1,607 (Ω/km) xo = (Ω/km) cosφ = 0,856  ∆U = √3.Imax(ro.cosφ + xo.sinφ).L = √3.74,91.1,607.0,856.0,04 = 7,14 V  Từ tủ phân phối (MDB) đến tủ phân phối động lực nhóm (DB1): Khoảng cách: 10 (m) = 0,01 (km) Tiết diện dây chọn: F = 3,5 (mm2) ro = 22,5 3,5 = 6,429 (Ω/km) xo = (Ω/km) cosφ = 0,953  ∆U = √3.Imax(ro.cosφ + xo.sinφ).L = √3.22,06.6,429.0,953.0,01 = 2,34V  Từ DB1 đến thiết bị nhóm: Bảng 3.4 Tổn thất điện áp thiết bị nhóm Dịng điện STT Thiết bị cho phép L (m) Ro (Ω/km) ∆U (V) (A) 1 5,60 0,76 2 4,80 0,47 3 6,40 0,62 22,5 4 6,08 1,07 = 11,25 5 2,40 12 0,45 1,44 0,17 15 6,09 10 1,00 Vậy từ nguồn đến thiết bị nhóm có sụt áp lớn là: ∆Umax = 7,14 + 2,34 + 1,07 = 10,55 (V) < ∆Ucp Vậy chọn dây dẫn cho thiết bị hợp lý  Từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng, thơng thống làm mát (DB5, DB4): Khoảng cách: 25 (m) = 0,025 (km) Tiết diện dây chọn: F = 1,5 (mm2) ro = 22,5 1,5 = 15 (Ω/km) xo = (Ω/km)  ∆U = √3.Imax(ro.cosφ + xo.sinφ).L = √3.10,05.15.0,95.0,025 + √3.3,62.15.0,8.0,025 = 8,08 V  Từ DB5 đến nhánh đèn xa nhất: Khoảng cách: 10 (m) = 0,01 (km) Tiết diện dây chọn: F = 0,5 (mm2) 23 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện ro = 22,5 0,5 = 45 (Ω/km) xo = (Ω/km) cosφ = 0,95  ∆U = 2.Imax(ro.cosφ + xo.sinφ).L = 2.3,35.45.0,95.0,01 = 2,86 V Vậy sụt áp từ nguồn đến nhánh đèn xa là: ∆Umax = 7,14 + 8,08 + 2,86 = 18,08 (V) < ∆Ucp Các nhánh đèn có công suất nên nhánh đèn xa thỏa điều kiện sụt áp nhánh cịn lại thỏa Trên dãy đèn khoảng cách đèn không xa nên sụt áp khơng đáng kể, bỏ qua Vậy chọn dây dẫn cho hệ thống chiếu sáng hơp lý Hệ thống thơng thống, làm mát lấy điện trực tiếp từ tủ phân phối DB4 truyền dây dẫn dãy quạt, khoảng cách không xa nên tổn thất cơng suất khơng đáng kể, bỏ qua II TÍNH CHỌN CB BẢO VỆ CHO MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG CB (Circuit Breaker): khí cụ đóng hay cắt mạch phương pháp khơng tự động có khả cắt mạch tự động tiếp điểm có dịng điện lớn mức chỉnh đặt trước qua - Dựa theo cấu tạo vỏ bên ngồi, ta có loại sau:  MCB (Miniature Circuit Breaker): thường gọi CB tép hay CB pha  MCCB (Molded Case Circuit Breaker): CB ba pha chung vỏ (không phải ba CB pha ghép lại)  ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker): loại CB ngồi chức đóng cắt bảo vệ CB thông dụng mà cịn kèm theo chức chống dịng rị bảo vệ an toàn cho người thiết bị điện bị rị điện - CB có chức sau:  Bảo vệ tải  Bảo vệ ngắn mạch  Bảo vệ thấp áp (sử dụng kèm cuộn dây bảo vệ thấp áp)  Đóng cắt cách ly - Điều kiện lựa chọn CB cho phân xưởng:  Điện áp vận hành định mức: UđmCB ≥ Uđmmang  Điện áp cách điện định mức  Điện áp xung định mức  Điện áp kiểm tra phút  Dòng điện định mức: IZ ≥ Ilvmax  Khả cắt dòng ngắn mạch: Icu ≥ INmax  Dãy điều chỉnh dòng điện định mức 24 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện  f = 50 60 (Hz)  Số cực: 1,2,3,4 cực - Thông thường chọn CB cho mạng hạ áp ta cần ý đến điều kiện sau:  Dòng cắt ngắn mạch: Icu ≥ INmax  Dòng điện định mức: IZ ≥ Ilvmax  Điện áp định mức: UđmCB ≥ Uđm Chọn CB tổng cho mạng điện (MCCBt) Dịng làm việc cực đại tồn phân xưởng: Ilvmax = 46,225 A Cường độ tối đa dây dẫn: Iz = 88 A Chọn MCCB loại NF125-CW cực hãng Mitsubishi có thơng số sau: - Điện áp định mức: 400 V - Dòng điện định mức: 50 A - Dòng cắt ngắn mạch: 7,5 kA Chọn CB bảo vệ cho tủ phân phối phụ Cường độ tối đa dây dẫn từ tủ phân phối tới tủ phân phối phụ (DB1, DB2, DB3): Iz = 27 A Cường độ tối đa dây dẫn từ tủ phân phối tới chiếu sáng, làm mát thơng gió (DB4, DB5): Iz = 23 A Bảng 3.5 Chọn CB bảo vệ cho tủ phân phối phụ MCB (Mitsubishi) Dòng làm Dòng Tủ phân Điện áp Dòng việc cực ngắn phối Mã hiệu định mức định mức Số cực đại (A) mạch (V) (A) (kA) DB1 17,43 BH-D6 400 20 DB2 15,73 BH-D6 400 16 DB3 18,19 BH-D6 400 20 DB4 3,62 BH-D6 400 6 DB5 10,05 BH-D6 400 13 Chọn CB bảo vệ cho thiết bị nhóm Cường độ tối đa dây dẫn từ tủ phân phối DB1 tới thiết bị nhóm 1: Iz = 20 A Bảng 3.6 Chọn CB bảo vệ cho thiết bị nhóm MCB (Mitsubishi) Dòng làm Dòng Điện áp Dòng Thiết bị việc cực ngắn Mã hiệu định mức định mức Số cực đại (A) mạch (V) (A) (kA) 25 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện 15 5,32 4,56 6,08 5.77 2,28 1,36 5,79 BH-D6 BH-D6 BH-D6 BH-D6 BH-D6 BH-D6 BH-D6 400 400 400 400 400 400 400 6 10 6 6 6 6 6 4 4 4 4 Chọn CB bảo vệ cho thiết bị nhóm Cường độ tối đa dây dẫn từ tủ phân phối DB1 tới thiết bị nhóm 2: Iz = 20 A Bảng 3.7 Chọn CB bảo vệ cho thiết bị nhóm MCB (Mitsubishi) Dịng làm Dòng Điện áp Dòng Thiết bị việc cực ngắn Mã hiệu định mức định mức Số cực đại (A) mạch (V) (A) (kA) 6a 1,90 BH-D6 400 6 6b 1,90 BH-D6 400 6 1,56 BH-D6 400 6 10 5,86 BH-D6 400 6 11 6,48 BH-D6 400 10 14 12,34 BH-D6 400 13 Chọn CB bảo vệ cho thiết bị nhóm Cường độ tối đa dây dẫn từ tủ phân phối DB1 tới thiết bị nhóm 3: Iz = 20 A MCB (Mitsubishi) Dòng làm Dòng Điện áp Dòng Thiết bị việc cực ngắn Mã hiệu định mức định mức Số cực đại (A) mạch (V) (A) (kA) 11,62 BH-D6 400 13 12 9,00 BH-D6 400 10 13 6,33 BH-D6 400 10 6 Chọn CB bảo vệ cho thiết bị chiếu sáng, thơng thống làm mát Cường độ tối đa dây dẫn từ tủ phân phối DB4 tới dãy quạt trần: Iz = A Cường độ tối đa dây dẫn từ tủ phân phối DB4 tới dãy quạt hút: Iz = 20 A 26 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện Cường độ tối đa dây dẫn từ tủ phân phối DB5 tới dãy đèn: Iz = A Bảng 3.6 Chọn CB bảo vệ cho thiết bị chiếu sán, thơng thống làm mát MCB (Mitsubishi) Dịng làm Dịng Điện áp Dòng Nhánh việc cực ngắn Mã hiệu định mức định mức Số cực đại (A) mạch (V) (A) (kA) Mỗi dãy đèn (7 3,35 BH-D6S 230 6 đèn) Mỗi dãy quạt hút 1,424 BH-D6 400 6 (3 quạt) Mỗi dãy quạt trần 1,159 BH-D6S 230 6 (3 quạt) 27 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện CHƯƠNG 4: TÍNH TỔN THẤT CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG Bảng 4.1 Công suất tác dụng P công suất phản kháng Q thiết bị Chiều Kí hiệu Số P Q dài từ ro Nhóm mặt lượng (kW) (kVar) DB-T.bi (Ω/km) (m) 1 3,5 0,00 11,25 0,00 11,25 0,00 11,25 3,8 0,00 11,25 1,2 0,90 12 11,25 0,7 0,56 11,25 15 3,2 2,07 10 11,25 0,75 12 11,25 0,8 0,64 11,25 10 2,7 2,75 14 11,25 11 3,5 2,44 11,25 14 6,5 4,88 11,25 6,5 4,03 11 11,25 12 4,5 3,85 11,25 13 2,89 10 11,25 Vì tiết diện dây < 50 mm nên điện cảm dây X=0 Bảng 4.2 Công suất tác dụng P cơng suất phản kháng Q nhóm Nhóm DB P (kW) Q (kVar) Chiều dài từ MDB-DB (m) ro (Ω/km) 10,934 3,447 15 6,429 8,138 6,4 10 6,429 9,495 7,251 20 6,429 1,908 1,431 25 15 2,1 0,691 25 15 Vì tiết diện dây < 50 mm nên điện cảm dây X=0 I TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG Tính tổn thất điện áp từ tủ DB đến thiết bị a Tổn thất điện áp DB1 Bảng 4.3 Tổn thất điện áp DB1 Thiết bị ∆U (V) 0,76 28 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện 15 Tổng 0,47 0,62 1,07 0,45 0,17 1,00 4,54 Tổn thất đoạn từ MDB đến DB1: ∆UDB1 = P.r𝑜 L Uđ𝑚 = 10,934.6,429.15 380 = 2,77 V Tổng tổn thất điện áp đoạn từ MDB đến thiết bị nhóm 1: ∆U1 = ∆Un1+ ∆UDB1= 4,54 + 2,77 = 7,31 V b Tổn thất điện áp DB2 Bảng 4.4 Tổn thất điện áp DB2 Thiết bị ∆U (V) 6a 0,37 6b 0,37 0,20 10 1,18 11 1,53 14 1,62 Tổng 5,27 Tổn thất đoạn từ MDB đến DB2: ∆UDB2 = P.r𝑜 L Uđ𝑚 = 8,138.6,429.10 380 = 1,38 V Tổng tổn thất điện áp đoạn từ MDB đến thiết bị nhóm 2: ∆U2 = ∆Un2+ ∆UDB2= 5,27 + 1,38 = 7,27 V c Tổn thất điện áp DB3 Bảng 4.4 Tổn thất điện áp DB3 Thiết bị ∆U (V) 2,23 12 0,70 13 0,93 Tổng 3,86 Tổn thất đoạn từ MDB đến DB3: ∆UDB3 = P.r𝑜 L Uđ𝑚 = 9,495.6,429.20 380 = 3,21 V 29 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện II Tổng tổn thất điện áp đoạn từ MDB đến thiết bị nhóm 3: ∆U3 = ∆Un3+ ∆UDB3= 3,86 + 3,21 = 7,07 V d Tổn thất điện áp nhóm chiếu sáng thơng gió làm mát ∆Ucg = √3.Imax(ro.cosφ + xo.sinφ).L = √3.10,05.15.0,95.0,025 + √3.3,62.15.0,8.0,025 = 8,08 V e Tính tổn thất điện áp tồn phân xưởng ∆Upx = ∆U1 + ∆U2 + ∆U3 + ∆Ucg = 7,31 + 7,27 + 7,07 + 8,08 = 29,73V TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG Tổn thất cơng suất tác dụng, phản kháng tính theo công thức: ∆P = ∆Q = P2 +Q2 Uđ𝑚 R (1) P2 +Q2 Uđ𝑚 X Đối với dây dẫn có tiết diện nhỏ 50 mm2 bỏ qua ∆Q Tổn thất công suất từ nguồn đến tủ phân phối ∆P = P2 +Q2 Uđ𝑚 R = 260602 +157402 3802 1,607.0,04 = 412,6 W Tổn thất cơng suất mạng điện động lực Tính tốn theo cơng thức (1) Kết thể bảng sau: Bảng 4.5 Tổn thất công suất mạng điện động lực L P Q r𝑜 Đoạn dây (m) (kW) (kVar) (Ω/km) MDB – DB1 6,429 15 3,447 10,934 MDB – DB2 6,429 10 6,4 8,138 MDB – DB3 6,429 20 7,251 9,495 DB1 – Thiết bị 11,25 3,5 0,00 DB1 – Thiết bị 11,25 0,00 DB1 – Thiết bị 11,25 0,00 DB1 – Thiết bị 11,25 3,8 0,00 DB1 – Thiết bị 11,25 12 1,2 0,90 DB2 – Thiết bị 6a 11,25 12 0,75 DB2 – Thiết bị 6b 11,25 12 0,75 DB1 – Thiết bị 11,25 0,7 0,56 DB2 – Thiết bị 11,25 0,8 0,64 DB3 – Thiết bị 11,25 11 6,5 4,03 DB2 – Thiết bị 10 11,25 14 2,7 2,75 DB2 – Thiết bị 11 11,25 3,5 2,44 DB3 – Thiết bị 12 11,25 4,5 3,85 DB3 – Thiết bị 13 11,25 10 2,89 DB2 – Thiết bị 14 11,25 6,5 4,88 30 ∆P (W) 87,77 47,72 127,09 6,68 3,51 6,23 10,13 2,10 1,46 1,46 0,50 0,66 50,13 16,20 7,10 13,66 13,52 41,16 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện DB1 – Thiết bị 15 10 3,2 2,07 11,32 Tổng 448,4 Tổn thất công suất mạng điện chiếu sáng thơng thống, làm mát Tương tự tính tổn hao điện áp, tổn thất cơng suất mạng điện xem tổn thất công suất từ tủ phân phối DB4 đến nhánh làm mát thơng gió, DB5 đến nhánh đèn Bảng 4.6 Tổn hao cơng suất mạng điện chiếu sáng thơng thống, làm mát L P Q ∆P r𝑜 Đoạn dây (m) (kW) (kVar) (W) (Ω/km) MDB – DB4 15 25 1,908 1,431 5,61 MDB – DB5 15 25 2,1 0,695 4,83 DB4 – Quạt trần 45 0,204 0,153 0,142 DB4 – Quạt hút 11,25 11 0,75 0,563 0,754 DB5 – Dãy đèn 45 10 0,7 0,23 1,692 Tổng 13,028 III 11,25 Vậy tổng tổn hao công suất tác dụng mạng điện phân xưởng là: ∆Pt = 412,6 + 448,4+ 13,028 = 874,028 W TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG Tổn hao điện mạng điện phân xưởng năm là: τ = (0,124+Tmax.10-4)2.8760 = (0,124+3500.10-4)2.8760 = 1968,16 h Apx = ∆Pt.τ = 874,028.1968,16 = 1720,227 kWh 31 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện CHƯƠNG 5: TÍNH DUNG LƯỢNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG I HỆ SỐ CÔNG SUẤT  Tổng cơng suất tác dụng tồn phân xưởng Sttpx = 30,444 kVA  Hệ số công suất cho toàn phân xưởng cosφtbpx = 0,856  Tổng cơng suất tác dụng tồn phân xưởng Pttpx = 26,06 kW  Tổng công suất phản kháng toàn phân xưởng Qttpx = 15,74 kVar II DUNG LƯỢNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Xác định dung lượng bù Yêu cầu bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất từ cosφtbpx = 0,856 lên cosφ= 0,93 Dung lượng bù xác định theo biểu thức: Qb = P.(tanφ1- tanφ2)= P.K (kVar) Trong đó:  Qb dung lượng bù (kVar)  P Tổng công suất tính tốn tồn phân xưởng (kW)  tanφ1, tanφ2 tan góc pha trước sau bù  K hệ số bù: K = tanφ1- tanφ2 = 0,2087 Thay số vào được: Qb = P.K = 26,06.0,2087 = 5,4387 kVar Chọn tụ bù thuộc loại tụ bù khô MIKRO mã hiệu MKC-385075KT:  Dung lượng định mức: 7,5 (kVar)  Điện áp định mức : 380V  Sai số điện dung : -5% ~ 10% (ở 20ºC)  Tổn thất điện môi: < 0.35 W/kVar  Dòng điện làm việc cực đại: 11,4 A  Kích thước: 86 * 170 (mm)  Tiêu chuẩn IEC: IEC60831-1, IEC60831-2 Phương pháp bù a Phương pháp bù Dung lượng tụ bù lớn 15% công suất định mức máy biến áp (50kVA) nên sử dụng bù điều khiển tự động (bù ứng động), dung lượng bù thay đổi tơng qua thiết bị điều chỉnh Đây phương pháp bù công suất cách tự động, giữ hệ số công suất giới hạn cho phép xung quanh giá trị hệ số cơng suất chọn (0,93) b Vị trí đặt thiết bị bù Thiết bị lắp đặt vị trí mà cơng suất phản kháng cơng suất tác dụng thay đổi phạm vi rộng Do đặt tụ bù góp tủ phân phối 32 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện Hình 5.1 Sơ đồ vị trí đặt tụ bù cho phân xưởng 33 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện KẾT LUẬN: Sau gần ba tháng làm đề tài này, thân sinh viên học hỏi nhiều kiến thức, xem hội tổng kết lại kiến thức lý thuyết Cung cấp điện mà kỳ trước sinh viên học từ hiểu rõ sâu kiến thức Chính nhờ việc tổng kết giúp sinh viên phát lỗ hổng kiến thức mà cần phải bù đắp để nắm vững kiến thức môn học Cung cấp điện – môn học vô quan trọng ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện – Điện tử mà sinh viên theo học Ngoài kiến thức lý thuyết sinh viên rèn luyện kỹ đọc catalog thiết bị, biết chọn lựa thiết bị phù hợp với giá trị mà tính tốn nhằm bảo vệ an toàn cho phân xưởng Sinh viên trực tiếp tìm hiểu loại đèn, quạt thơng gió, quạt làm mát, dây dẫn, CB, MCCB để chọn thiết bị phù hợp tốt cho thiết kế Bên cạnh đó, sinh viên tự thực vẽ mặt bằng, vẽ chiếu sáng… phần mềm hỗ trợ, giúp sinh viên rèn luyện kỹ sử dụng phần mềm cần thiết cho môn học, ngành học, phát huy tối đa kiến thức lý thuyết học Trong suốt q trình thực đề tài khơng thể khơng kể đến giúp đỡ, hỗ trợ nhiệt tình từ Giáo viên hướng dẫn bạn học để hoàn thành đề tài, giúp thân sinh viên rút nhiều kinh nghiệm, kỹ năng, kiến thức quan trọng mà theo học ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện – Điện tử cần có Có thể nói đề tài có vai trị vơ quan trọng trình học tập nghiên cứu trường Đại học Đây dịp tạo tảng kiến thức giúp sinh viên định hướng rõ cho đường phát triển sau này, rút điểm mạnh – yếu thân, từ xác định hướng đắn, giúp sinh viên khắc phục điểm hạn chế, thiếu thốn thân đồng thời phát triển điểm mạnh mặt mà thân có Vì thân cịn nhiều hạn chế nên đồ án cịn nhiều sai sót, hi vọng thầy người đọc đóng góp thêm ý kiến để đồ án hồn thiện hơn, hỗ trợ cho bạn đọc làm đồ án vào kì tới Đồ án Cung cấp điện xem tiền đề để thân sinh viên thực chuyên đề, báo cáo, đề tài tới hoàn thiện hơn, giảm đến mức tối thiểu sai sót dễ gặp phải Đồng thời giúp sinh viên ứng dụng vào sống việc tính tốn thiết thông số điện cần thiết… Cuối lời, xin chân thành cảm ơn thầy Lê Công Thành bạn lớp giúp đỡ nhiệt tình để đồ án hoàn thành Sinh viên thực Nguyễn Thế Cảnh 34 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện TÀI LIỆU THAM KHẢO: Lê Công Thành Đồ án cung cấp điện Quyền Huy Ánh Giáo trình cung cấp điện Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM, 2015 Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2008 Link web: http://www.cadivi-vn.com/vn/catalogue.html Tra cứu dây cáp Link web: http://www.tincuongthanh.com/Support/Catalogue_Mitsubishi_English.pdf Tra cứu MCB Link web: https://drive.google.com/file/d/0BzjjlfkWeSQfMzhZaldLWUVhMUU/view Tra cứu tụ bù 35 ... tủ phân phối 32 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện Hình 5.1 Sơ đồ vị trí đặt tụ bù cho phân xưởng 33 Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện KẾT... Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện 15 5,32 4, 56 6,08 5.77 2,28 1,36 5,79 BH-D6 BH-D6 BH-D6 BH-D6 BH-D6 BH-D6 BH-D6 40 0 40 0 40 0 40 0 40 0 40 0 40 0 6 10 6 6 6 6 6 4 4 4 4... MẶT BẰNG PHỤ TẢI ĐIỆN PHÂN XƯỞNG Sơ đồ mặt phân xưởng với bố trí thiết bị I Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện Hình 1.1 Sơ đồ mặt phân xưởng bố trí thiết bị Thơng số chiếu