Thiết kế cung cấp điện cho Nhà máy cơ khí có quy mô khá lớn với 6 phân xưởng sản xuất và nơi làm việc, Xác định phụ tải tính toán, tính chọn dây dẫn và thiết bị, tính toán bảo vệ thiết bị, tính toán nối đất,...
Giới thiệu nhà máy Nhà máy khí có quy mô lớn với phân xưởng sản xuất làm việc Sơ đồ địa lý 150 200 (m) Nguồn điện (N) : điện áp định mức Uđm = 22 kv Phụ tải: số liệu tính tốn phụ tải cho bảng Tên phân xưởng Pđộng lực (kw) Cos Diện tích ( Phân xưởng 450 0.76 30*30 Phân xưởng 560 0.78 25*60 Phân xưởng 154.71 0.66 24*36 Phân xưởng 640 0.65 25*40 Phân xưởng 260 0.76 35*50 Phân xưởng 200 0.78 15*30 Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4000 h, Ksd = 0.5 CHƯƠNG I : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN PHÂN XƯỞNG VÀ TỒN NHÀ MÁY Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng 1.1 Phân nhóm phụ tải - Căn vào vị trí, cơng suất máy cơng cụ bố trí nhà xưởng ta chia làm nhóm sau: Bảng 1: Danh sách máy sơ đồ phân nhóm Tên nhóm tên thiết bị Ký hiệu Công suất Hệ số sử mặt đặt Po,KW dụng Ksd Cos Nhóm Quạt gió 28,31 12+6 0.45+0.35 0.83+0.67 Bàn lắp giáp,thử nghiệm 23,24 16+18 0.53 0.69 Cần cẩu 10T 27 30 0.23 0.65 Máy mài 25,29 2.2+4.5 0.42 0.62 Máy ép quay 26,30 5.5+7.5 0.35 0.54 Nhóm Bàn lắp giáp,thử nghiệm 21,22 10+12 0.53 0.69 Quạt gió 32,18 6+8.5 0.35+0.45 0.67+0.83 Cần cẩu 10T 19 22 0.23 0.65 Cửa khí 17 1.5 0.37 0.7 Nhóm Quạt gió 1,7 3+4 0.35 0.67 Máy biến áp hàn 2,3 7.5+10 0.32 0.58 Máy tiện ren 12,13,14 6.5+8+10 0.45 0.67 Máy khoan đứng 5,8 2.8+5.5 0.26 0.66 Máy mài 1.1 0.42 0.62 Cần cẩu 10T 11 0.23 0.65 Nhóm Máy tiện ren 9,15 2.8+5.5 0.3 0.58 Máy bào dọc 11,16 10+12 0.41 0.63 Quạt gió 10,20 5.6+6 0.35 0.67 Tổng tính tốn Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Ptt, KW Qtt,KVAr Stt,KVA 1.2 Tính tốn phụ tải nhóm Tên nhóm tên Ký hiệu Cơng suất Hệ số sử mặt thiết bị đặt Po,KW dụng Ksd Cos 0.45+0.3 0.83+0.6 Pđ,kw Nhóm Quạt gió 28,31 12+6 23,24 16+18 0.53 0.69 Cần cẩu 10T 27 30 0.23 0.65 Máy mài 25,29 2.2+4.5 0.42 0.62 2,2+4,7 Máy ép quay 26,30 5.5+7.5 0.35 0.54 5,5+7,5 Bàn lắp giáp,thử nghiệm 12+6 16+18 18,973 Tính tốn cho Nhóm 1: - Hệ số thiết bị hiệu : nhq n* = = n : số thiết bị nhóm n1 : số thiết bị có cơng suất không nhỏ nửa công suất thiết bị có cơng suất lớn p* = = p p1 cồn suất ứng với tổng n n1 thiết bị nhq* = = 0,6814 => nhq = nhq*.n =9.0,6814=6,1326 - Hệ số ksdtong ksdtong = = = 0,3912 - Hệ số nhu cầu knc Knc = ksdtong + = 0,3912 + = 0,637 - Cơng suất tính toán động lực : Pttđl1 Pttđl1= knc = 0,637.(12+6+16+18+18,9737+2,2+4,5+5,5+7,5) = 57.759 kw - Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng Qttđl1 Cos = = = 0,6698 Qttddl1 = Pttđl1.tg = 57,759.tg(0,6698) = 64,04 kVAr Tính tốn nhóm 2,3,4 tương tự nhóm 1: ta có bảng 1.2 Bảng : Phụ tải tính tốn nhóm Tên nhóm Pttdl , kW Qttđl , kVAr Nhóm 57,759 64,04 Nhóm 34,9543 34,321 Nhớm 34,7907 41,5324 Nhóm 27,206 33,4336 Tổng 154,7101 175,327 Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng tồn nhà máy Tính cho phân xưởng 1: Diện tích 900 m2 Tra bảng phụ lục PL1.2 có cơng suất chiếu sáng 14 w/m2 - Cơng suất tính tốn chiếu sáng Pcs = po*s = 14*10-3*900 = 12.6 kw - Công suất tính tốn tác dụng phân xưởng Ptt = Pđl + Pcs = 450 + 12.6 = 462.6 kw - Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng Qtt = Qđl = Pđl*tag = 462.6*0.855 = 395.6 kVAr - Cơng suất tính tốn tồn phần phân xưởng Stt = Ptt/ Cos = 462.6/0.76 = 608.68 Kva Các phân xưởng khác tính tốn tương tự, kết ghi bảng 3: Bảng : Phụ tải tính toán phân xưởng Po Th Tên ứ tự px Cos W/m Pđl Pcs Ptt Qtt Stt kw Kw kw kVAr VAr Px 0.76 14 450 12.6 462.6 395.60 608.68 Px 0.78 14 560 21 581 466.12 744.87 Px 0.66 14 12.1 166.81 189.87 252.74 Px 0.65 14 640 14 654 764.61 1006.15 Px 0.76 14 260 24.5 284.5 243.29 374.34 Px 0.78 14 200 6.3 206.3 165.51 264.49 2225.01 3251.27 Tổng 154.7 2355.2 - Phụ tải tính tốn tác dụng cho tồn nhà máy Pttnm = kđt* Pttnm = 0.81*2355.26 = 1907.71 kw - Phụ tải tính tốn phản kháng cho tồn nhà máy Qttnm = kđt* Qttnm = 0.81*2225.01 = 1802.25 kVAr - Phụ tải tính tốn tồn phần nhà máy Sttnm = Sttnm = = 2624.4 kVA - Hệ số công suất nhà máy Cosnm = Pttnm/Sttnm = 1907.71/1802.25 = 0.726 - Xác định biểu đồ phụ tải, chọn tỉ lệ xích kVAr/mm2 S = m R2 => R= cs = 360*Pcs/Ptt Kết tính tốn bán kính R góc biểu đồ phụ tải cho bảng 3: Bảng 3: Bán kính R góc chiếu sáng biểu đồ phụ tải Th ứ tự Tên phân Pcs Ptt Stt R xưởng kw kw kw m Phân xưởng 12.6 462,6 608.68 8.03 9.8 Phân xưởng 21 581 744.87 8.89 13.1 Phân xưởng 12.096 166.806 252.73 5.17 26.1 Phân xưởng 14 654 1006.15 10.33 7.7 Phân xưởng 24.5 284.5 374.34 6.3 31 Phân xưởng 6.3 206.3 264.48 5.29 10.99 Biểu đồ phụ tải tồn xí nghiệp : PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 B2-B5 B4-B6 16 16 16 16 16 16 74.75 31 33.38 31.51 39.4 20.63 48 48 48 48 48 48 3588 1488 1602.24 1512.48 1891.2 990.24 =11072.16* đ Bảng : kết tính P phương án Đường cáp PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 B2-B5 B4-B6 F, 16 16 16 16 16 16 L,m 74.75 31 33.38 31.51 39.4 20.63 1.47 1.47 1.47 1.47 1.47 1.47 R/Ω 0.109 0.045 0.049 0.046 0.057 0.030 Ta có suy ra: = (0.124+ = 2405.286 h Lấy ; ; c= 750 đ/kw Chi phí tính tốn năm phương án là: 11072.16* + 750*0.26*2405.286 = 3790678 đ Thiếu so sánh chọn P,kw 0.084 0.052 0.006 0.096 0.016 0.004 = 0.26 kw CHƯƠNG III_ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CỦA PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU Lựa chọn thiết bị Nhà máy khí thuộc loại quan trọng,chọn dùng sơ đồ hệ thống có phân đoạn cho trạm PPTT.tại tuyến dây vào,ra góp điều dùng máy cắt hộp bộ.để chống sét truyền từ đường dây vào trạm đặt máy chống sét van góp.đặt góp máy biến áp đo lường pha trục có cuộn tam giác hở báo chạm đất pha cáp 22KV Vì trạm biến áp phân xưởng gần với trạm PPTT, phía cao áp cần đặt dao cách ly cầu chì Dao cách ly dùng để cách ly máy biến áp cần sửa chữa Cầu để bảo vệ ngắn mạch tải cho máy bến áp Phía hạ áp đặt aptomat tổng aptomat phân nhánh Tủ Cao Áp Máy BA 22/0.4 Tủ A tổng Tủ A nhánh Hình : Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng đặt máy biến áp 1.1Chọn máy cắt tổng : A Tương tự tính máy cắt cho trạm biến áp lại bảng Tên trạm ,KVA 608.68 744.87 252.73 1006.15 374.34 206.48 ,A 20.76 25.41 8.62 34.32 12.77 9.02 Từ dòng cắt ngắt mạch ta chọn máy cắt cho trạm biến áp sau, hãng SIEMENS chế tạo: ( bảng 9: ) Bảng : Chọn máy cắt cho trạm Tên Loại Cách trạm máy điện (A) (KV) cắt PPTT Max N3S (KA) (KA) Số Thành lượng tiền () 8DJ20 SF6 630 24 125 63 630 8DJ20 SF6 630 24 125 63 420 8DJ20 SF6 630 24 125 63 420 8DJ20 SF6 630 24 125 63 420 8DJ20 SF6 630 24 125 63 420 8DJ20 SF6 630 24 125 63 420 8DJ20 SF6 630 24 125 63 420 Tổng vốn đầu tư máy cắt Kmc = 3150 ( VND 1.2 Lựu chọn góp Ta lưa chọn theo tiêu chuẩn dịng phát nóng cho phép: Chọn dẫn đồng kích thước 35 dòng cho phép 100 A 1.3 Lựa chọn dao cách ly cao áp Tính với biến áp B1 : o Điện áp định mức: Uđm.DCL Uđm.NM = 22 Kv o Dòng điện định mức: Iđm.DCL Icb1 = 1,3 = 1,3 = 21,49 A Tên Icb Loại dao cách Uđm Iđm INmax IN10s Số trạm A ( kV ) (A) (kA) ( kA ) lượng B1 21,49 ly PJIB III- 35 400 50 10 B2 27,29 35 400 50 10 B3 10,75 35 400 50 10 B4 42,65 35 400 50 10 B5 13,65 35 400 50 10 B6 10,75 35 400 50 35/400 Bảng 10 : Icb dao cách ly trạm 10 35/400 PJIB III35/400 PJIB III35/400 PJIB III35/400 PJIB III35/400 PJIB III- Từ dòng cưỡng ta chon dao cách ly ( kết ghi bảng 10 ).Chọn dao cách ly Liên xơ cũ chế tạo 1.4 Lựa chọn cầu chì cao áp Tính với trạm B1 : o Điện áp định mức: Uđm.DCL Uđm.NM = 22 Kv o Dòng điện định mức: Iđm.DCL Icb1 = 1,3 = 1,3 = 21,49 A Tên trạm Icb A Loại cầu chì Uđm ( kV ) Iđm ( A ) IN ( kA ) Số lượng B1 21,49 Seimens 24 25 40 B2 27,29 Seimens 24 32 31,5 B3 10,75 Seimens 24 20 40 B4 42,65 Seimens 24 50 31,5 B5 13,65 Seimens 24 20 40 B6 10,75 Seimens 24 20 40 Bảng 11 : Icb cầu chì lựa chọn cho Lựa chọn loại cầu chì hãng seimens sản xuất 1.5 Lựa chọn aptomat - Phía hạ áp chọn dùng aptomat hãng Merlin Gerin đặt vỏ tụ tự tạo Vì trạm máy lên đặt 1tur aptomat tổng tủ áp tô mát nhánh Chọn aptomat sau : ( Tính với Phân xưởng ) - Dòng điện định mức biến áp : Iđm.BA = = = 909 A Chọn aptomat tổng : IđmAT IdmBA = 909 A Chọn aptomat C1001N có IđmAT = 1000 A - Dịng điện tính toán phân xưởng : Itt1 = = = 878 A Chọn Aptomat nhánh cho phân xưởng : IđmAN Itt1 = 878 A Chọn Aptomat C1001N có IđmAT = 1000 A Tính tốn tương tự với phân xưởng lại.( bảng 12,13 ) Tên phân xưởng Iđm.BA Loại IđmAT Uđm IN Số lượng A Aptomat A V kA Phân xưởng 909 C1001N 1000 690 25 Phân xưởng 1154 C1250N 1250 690 50 Phân xưởng 454 NS630N 630 690 10 Phân xưởng 1804 CM2000N 2000 690 50 Phân xưởng 577 NS630N 630 690 10 Phân xưởng 454 NS630N 630 690 10 Bảng 12 : Kết lựa chọn Aptomat tổng cho phân xưởng Itt Loại IđmAN Uđm IN Tên phân xưởng Số lượng A Aptomat A V kA Phân xưởng 878 C1001N 1000 690 50 Phân xưởng 1075 C1250N 1250 690 50 Phân xưởng 365 NS400N 400 690 10 Phân xưởng 1452 CM1600N 1600 690 50 Phân xưởng 540 NS630N 630 690 10 Phân xưởng 382 NS400N 400 690 10 Bảng 13 : Kết lựa chọn Aptomat nhánh cho phân xưởng Tính tốn ngắn mạch, kiểm tra thiết bị điện đẵ chọn - Cần tính điểm ngắn mạch N1 trạm PPTT để kiểm tra máy cắt, góp tính điểm ngắn mạch N2 phía cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp tủ cao áp trạm XH = = = 0,112 Ω Thông số đường dây không (DDK) cáp ghi bảng Đường dây BATG-PPTT PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 PPTT-B5 PPTT-B6 F, mm2 L, km ro, Ω/km xo, Ω/km R, Ω 50 0,65 0,39 3,250 16 0,074 1,47 0,142 0,109 16 0,031 1,47 0,142 0,046 16 0,033 1,47 0,142 0,049 16 0,031 1,47 0,142 0,046 16 0,079 1,47 0,142 0,116 16 0,049 1,47 0,142 0,072 Bảng 14 : Thơng số DDK cáp cao áp Dịng điện ngắn mạch N1 IN1 = = = 3,46 kA ixkN1 = 3,46.1,8 = 8,808 kA Dòng điện ngắn mạch N2 trạm B1 IN2 = = 3,30 kA X, Ω 1,95 0,011 0,004 0,005 0,004 0,011 0,007 ixkN2 =.3,30.1,8 = 8,398 kA Các điểm N2 khác tính tương tự, kết ghi bảng Điểm tính N Thanh PPTT Thanh B1 Thanh B2 Thanh B3 Thanh B4 Thanh B5 Thanh B6 IN, kA 3,46 3,30 3,35 3,34 3,35 3,29 3,33 Bảng 15: kết tính dịng ngắn mạch ixk, kA 8,808 8,398 8,519 8,513 8,519 8,384 8,468 So sánh kết tính dịng N bảng 15: với thơng số tủ máy cắt đặt trạm PPTT nhận thấy : máy cắt góp có khả cắt ổn định động dòng N lớn nhiều Với cáp, cần kiểm tra với tuyến có dịng N lớn Tiết diện ổn định nhiệt cáp : F = 16 mm2 > 5.3,46 = 12,23 mm2 Vậy chọn cáp 16 mm2 cho tuyến hợp lý Khả chịu dòng N dao cách ly tủ cao áp đầu vào trạm BAPX lớn nhiều so với trị số dòng N CHƯƠNG : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG Xác định phụ tải tính tốn xưởng - Việc chia nhóm chia tính tốn chương I kết ghi bảng Tên nhóm Pttdl , kW Qttđl , kVAr Nhóm 57,759 64,04 Nhóm 34,9543 34,321 Nhớm 34,7907 41,5324 Nhóm 27,206 33,4336 Tổng 154,7101 175,327 Bảng : Phụ tải tính tốn động lực nhóm - Xác định phụ tải chiếu sáng lấy suất chiếu sáng chung cho xưởng P0 = 14 W/m2 Pcs = P0.S = 14.24.36 = 12,1 Kw - Phụ tải tác dụng tồn phân xưởng : Vì máy phân xưởng hoạt động đồng thời với nên ta lấy Kđt = Px = kđt = 12,1+57,759+34,95+34,79+27,2+154,71 = 321,69 kW Phụ tải phản kháng toàn phân xưởng : Qx = Px.tg(x3) = 321,69.tg(48,7) = 366,17 kVAR Phụ tải toàn phần xưởng : S2x = P2x + Q2x = 321,692 + 366,172 = 237564,9 Sx = 487,4 kVA Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho nhà xưởng - Để cấp điện cho động máy công cụ, tro ng xưởng dự định đặt tủ phân phối nhận điện từ TBA cấp điện cho tủ động lực cho nhóm tủ chiếu sáng - Đặt tủ phân phối TBA aptomat tổng đầu nguồn, từ dây dẫn điện xưởng cáp ngầm - Tủ phân phối xưởng đặt aptomat tổng aptomat nhánh cấp điện cho tủ động lực tủ chiếu sáng - Tủ động lực cấp điện đường cáp hình tia, đầu vào đặt dao cách ly cầu chì, nhánh đặt cầu chì - Mỗi động máy công cụ điều khiển aptomat Các cầu chì tủ động lực chủ yêu bảo vệ ngắn mạch, đồng thời làm dự phòng cho bảo vệ tải khởi động từ Thiếu sơ đồ Lựa chọn phần tử hệ thống cấp điện 3.5 Lựa chọn thiết bị cho tủ động lực dây cáp từ tủ động lực tới thiết bị nhóm - Ta chọn tủ có 11 đầu Nhóm có thiết bị tương ứng với đầu Nhóm có thiết bị tương ứng với đầu Nhóm có 11 thiết bị tương ứng với 11 đầu Nhóm có thiết bị tương ứng với đầu - Tiếp theo ta chọn cáp aptomat từ tủ động lực tới thiết bị Tính với nhóm : - Chọn aptomat từ tủ động lực nhóm tới quạt gió 28 Uđm.A Uđm.m = 0,38 kV Iđm.A Itt28 = = = = 9,88 A Chọn aptomat Merlin Gerin loại DPNa 32 với thông số Iđm = 32A, Uđm = 440 V , cực - Chọn cáp từ tủ động lực nhóm tới quạt gió 28 Khc.Icp Itt28 Trong : khc : hệ số hiệu chỉnh ta lấy Icp : dịng điện phát nóng xho phép Itt : dịng điện tính tốn động Icp Itt28 = 9.88 Chọn dây dẫn cáp đồng hạ áp lõi cách điện PVC Lens chế tạo Chọn loại cáp PVC 3G1.5 có Icp = 31 A Các thiết bị lại nhóm nhóm cịn lại tính toán tưng tự kết ghi bảng sau : Ký Tên máy hiệu Phụ tải Ptt Itt Tiết Icp A diện A vẽ kW Dây dẫn Aptomat Iđm Kiểu A Nhóm Quạt gió 28 5.4 9.88 3G1.5 31 DPNa 632 32 Quạt gió 31 2.1 4.67 3G1.5 31 DPNa 632 32 23 8.48 17.7 3G1.5 31 DPNa 632 32 24 9.54 21 3G1.5 31 DPNa 632 32 Cần cẩu 10T =0.4 27 4.4 10 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy mài 25 0.92 2.26 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy mài 29 1.89 4.63 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy ép quay 26 1.93 5.41 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy ép quay 30 2.63 7.39 3G1.5 31 DPNa 632 32 11.67 3G1.5 31 DPNa 632 32 31 DPNa 632 32 Bàn lắp giáp, thư nghiệm Bàn lắp giáp, thư nghiệm Nhóm Bàn lắp giáp,thử nghiệm Bàn lắp giáp,thử nghiệm 21 5.3 22 6.36 14 3G1.5 Quạt gió 32 2.1 4.67 3G1.5 31 DPNa 632 32 Quạt gió 18 3.83 3G1.5 31 DPNa 632 32 Cần cẩu 10T =0.4 19 3.2 7.48 3G1.5 31 DPNa 632 32 Cửa khí 17 0.55 1.2 3G1.5 31 DPNa 632 32 Nhóm Quạt gió 1.05 2.38 3G1.5 31 DPNa 632 32 Quạt gió 1.4 3.17 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy biến áp hàn 1.94 5.07 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy biến áp hàn 2.58 6.76 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy tiện ren 12 2.93 6.63 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy tiện ren 13 3.6 8.16 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy tiện ren 14 4.5 10.2 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy khoan đứng 0.73 1.68 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy khoan đứng 1.43 3.29 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy mài 0.46 1.13 3G1.5 31 DPNa 632 32 Cần cẩu 10T =0.4 1.6 3.74 3G1.5 31 DPNa 632 32 Nhóm Máy tiện ren 0.84 2.2 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy tiện ren 15 1.65 4.32 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy bào dọc 11 4.1 9.89 3G1.5 31 DPNa 632 32 Máy bào dọc 16 4.92 11.87 3G1.5 31 DPNa 632 32 Quạt gió 10 1.69 4.44 3G1.5 31 DPNa 632 32 Quạt gió 20 2.1 4.76 3G1.5 31 DPNa 632 32 Bảng : Kết lựa chọn cáp aptomat từ tủ độnglực máy - Tất aptomat chọn loại Merlin Gerin, chọn dây dẫn cáp đồng hạ áp lõi cách điện PVC Lens chế tạo