Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa phương và cấu trúc lắp đặt trạm điện và tủ hạ áp
MỤC LỤC
Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị
Ikđ(max) - Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG KHÁC VÀ TOÀN XÍ NGHIỆP.
Phụ tải tính toán của các phân xưởng
+ knc : Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị đặc trưng (tra sổ tay kỹ thuật).
Tính sự tăng trưởng của phụ tải trong 10 năm sau
- Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt tương ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng.
Xác định bán kính vòng tròn phụ tải
Nó phụ thuộc vào giá trị của xí nghiệp và công suất yêu cầu của nó, khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các yếu tố đặc biệt đặc trưng cho từng xí nghiệp công nghiệp riêng biệt, điều kiện khí hậu, địa hình, các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện (ĐTCCCĐ) cao, các đặc điểm của quá trình sản xuất và quá trình công nghệ. - Kinh nghiệm cho thấy rằng phụ tải điện của xí nghiệp tăng lên không ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng, tăng năng suất của các máy chính, tăng dung lượng năng lượng, thay hoặc hoàn thiện các thiết bị công nghệ, xây lắp thêm các thiết bị công nghệ,..Để hợp lý hoá sơ đồ cung cấp điện và tất cả các phần tử của nó phụ thuộc vào việc đánh giá đúng đắn phụ tải điện, nếu không tính đến sự phát triển của phụ tải sẽ dẫn đến phá hoại các thông số tối ưu của lưới.
Công thức kinh nghiệm
- Nhưng do không có thông tin cụ thể về sự phát triển của phụ tải điện của xí nghiệp nên ở đây ta không xét đến mức gia tăng của phụ tải trong tương lai do đó phụ tải tính toán Stt đã tính trước với số năm dự kiến là 10.
Các phương án về trạm nguồn
- Ta thấy nếu dùng sơ đồ dẫn sâu từ mạng 35kv xuống điện áp 0,4kv thì có lợi giảm được tổn thất nhưng chi phí cho các thiết bị cao. - Nếu dùng sơ đồ trạm biến áp trung tâm 35/10kv cấp điện cho các biến áp phân xưởng 10/0,4kv thì chi phí cho các thiết bị thấp và với loại hình phân xưởng đặt gần nhau thì tổn thất không lớn (Hình c).
Chọn vị trí xây dựng trạm
- Vị trí các trạm phân xưởng cũng đặt ở gần tâm phụ tải phân xưởng, không ảnh hưởng tới quá trình sản xuất, thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa. + Trạm đặt trong phân xưởng: giảm được tổn thất, chi phí xây dựng, tăng tuổi thọ thiết bị, nhưng khó khăn trong vấn đề chống cháy nổ.
Xác định số lượng máy biến áp
+ Trạm đặt ngoài phân xưởng: tổn thất cao, chi phí xây dựng lớn, dễ dàng chống cháy nổ. + Trạm đặt kề phân xưởng: tổn thất và chi phí xây dựng không cao, vấn đề phòng cháy nổ cũng dễ dàng.
Chọn dung lượng máy biến áp
• Chọn tương tự cho các trạm biến phân xưởng khác, những máy có Sđm≤1000kVA, ta chọn MBA của hãng ABB sản xuất tại Việt Nam nên không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. - Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp, vì tiết diện dây đã chọn vượt cấp cho sự gia tăng của phụ tải trong tương lai, nên không cần kiểm tra theo ∆U.
2 UIS
So sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án
Các tuyến cáp đã chọn vượt cấp, các TBAPX rất gần TBATT, các phương án coi như điều kiện tổn thất điện áp đã đạt yêu cầu và không đem so sánh nữa. - Xét về mặt kỹ thuật thì phương án 1 có tổn thất điện năng hàng năm bé nhất - Xét về mặt quản lý vận hành thì phương án 1 có sơ đồ hình tia → thuận lợi cho vận hành, sửa chữa.
Các thiết bị và nguyên tắc vận hành
+ Khi lập sơ đồ tính toán ta bỏ qua những phần tử mà dòng ngắn mạch không chạy qua và các phần tử có điện kháng không ảnh hưởng đáng kể như máy cắt, dao cách ly, aptomat,. Các hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điện quốc gia, mạng điện tính toán là mạng điện hở, một nguồn cung cấp cho phép ta tính toán ngắn mạch đơn giản trực tiếp trong hệ thống có tên.
Chọn điểm tính ngắn mạch
+ Cho phép tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn vì không biết cấu trúc của hệ thống. + Mạng hạ áp thì điện trở tác dụng có ảnh hưởng đáng kể tới giá trị dòng ngắn mạch, nếu bỏ qua trong tính toán sẽ phải sai số lớn dẫn đến chọn thiết bị không chính xác.
Tính toán các thông số của sơ đồ
+ Phía cao áp trạm biến áp phân xưởng, cần tính cho điểm ngắn mạch N3 để chọn và kiểm tra cáp, tủ cao áp các trạm. Các trạm BAPX ta chọn 2 loại MBA do ABB sản xuất tại Việt Nam, không phải hiệu chỉnh nhiệt độ.
Chọn và kiểm tra máy cắt
Máy cắt có dòng định mức Iđm > 1000A do đó không phải kiểm tra dòng ổn định nhiệt.
Chọn và kiểm tra cáp
- Ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện được coi là ngắn mạch xa nguồn: I∞=I” do đó thời gian qui đổi lấy bằng thời gian tồn tại ngắn mạch. - Cáp được chọn vượt cấp và có độ dài ngắn nên không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp và dòng cho phép.
Chọn và kiểm tra Aptomat
- Ta chỉ cần kiểm tra cho tuyến cáp nào có dòng ngắn mạch lớn nhất. - Với aptomat tổng sau máy biến áp, để dự trữ có thể chọn theo dòng định mức của MBA.
Chọn biến dòng điện BI
- Chọn biến dòng do SIEMENS chế tạo loại 4MA72 có thông số kỹ thuật cho ở bảng sau.
PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
Một số yêu cầu đối với mạng điện phân xưởng
- Sơ đồ cung cấp điện cho các thiết bị trong phân xưởng phụ thuộc vào công suất thiết bị, số lượng và sự phân bố chúng trong mặt bằng phân xưởng và nhiều yếu tố khác.
Xác định vị trí tủ phân phối và tủ động lực cho phân xưởng
- Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ, trong xưởng đặt một tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp về cấp điện cho 5 tủ động lực đặt rải rác cạnh tường phân xưởng và một tủ chiếu sáng. + Trong một nhóm phụ tải, các phụ tải có công suất lớn thì được cấp bằng đường cáp hình tia, còn các phụ tải có công suất bé thì có thể gộp thành nhóm và được cung cấp bằng đường cáp trục chính.
Tủ phân phối
Các tủ động lực được chọn loại một mặt thao tác do đó để đảm bảo nguyên tắc chung các tủ được áp sát vào tường→ vị trí tủ ĐL1tại M1(5,0,0). - Chọn aptomat nhánh: Để đồng bộ ta chọn cùng một loại aptomat cho các nhánh và chỉ cần chọn cho nhánh có dòng làm việc lớn nhất.
Tủ động lực
+ Điều kiện chọn lọc ,Idc của cầu chì phải lớn hơn ít nhất 2 cấp so với Idc của cầu chì nhánh lớn nhất. - Các tủ động lực khác tính chọn Idc cầu chì tương tự , kết quả được ghi trong bảng 5-3 (ở trang sau).
Chọn cáp từ tủ động lực đến từng thiết bị
Truyền tải một lượng công suất phản kháng qua dây dẫn và máy biến áp sẽ gây ra tổn thất điện áp, tổn thất tổn thất điện năng lớn và làm giảm khả năng truyền tải trên các phần tử của mạng điện do đó để có lợi về kinh tế - kỹ thuật trong lưới điện cần nâng cao hệ số công suất tự nhiên hoặc đưa nguồn bù công suất phản kháng tới gần nơi tiêu thụ để tăng hệ số công suất cosϕ làm giảm lượng công suất phản kháng nhận từ hệ thống điện. - Nếu tiến hành các biện pháp trên để giảm lượng công suất phản kháng tiêu thụ mà hệ số công suất của xí nghiệp vẫn chưa đạt yêu cầu thì phải dùng biện pháp khác đặt thiết bị bù công suất phản kháng.
Chọn thiết bị bù
Theo phân tích ở trên thì thiết bị Tụ bù thường được dùng để lắp đặt để nâng cao hệ số công suất cho các xí nghiệp. - Căn cứ kết quả tên chọn dùng các bộ tụ 3 pha do Liên Xô chế tạo, bộ tụ được bảo vệ bằng aptomat, trong tủ có đặt các bóng đèn làm điện trở phóng điện.
Yêu cầu đối với chiếu sáng
- Không có ánh sáng chói trong vùng nhìn của mắt, làm mắt chóng mỏi và khó điều tiết, nếu ánh sáng chói quá sẽ gây ra hiệu ứng Pukin hoặc mù. Nguồn sáng chớp cháy, để hạn chế ánh sáng chói có thể dùng ánh sáng gián tiếp, góc bảo vệ thích hợp, bóng đèn mờ.
Tiêu chuẩn chiếu sáng
Ngoài các yếu tố trên khi quy định các quy định chiéu sáng còn xét đến các yếu tố riêng biệt khác như sự cố mặt của các vật dễ gây nguy hiểm trong điện công tác, sự có mặt của các thiết bị tự chiếu sáng. + Ưu điểm là độ chiếu sáng ở nơi công tác được nâng cao do chiếu sáng bộ phận, có thể điều khiển quang thông theo hướng cần thiết và có thể tắt các chiếu sáng bộ phận khi không cần thiết do đó tiết kiệm điện.
Các loại chiếu sáng Có hai loại chiếu sáng
+ Ưu điểm là mặt công tác được chiếu sáng đều hợp với thị giác, mặt khác có thể dùng công suất đơn vị lớn, hiệu suất sử dụng cao. - Chiếu sáng kết hợp là hệ thống chiếu sáng trong đó một phần ánh sáng chiếu chung, phần còn lại chiếu riêng cho nơi công tác.
Chọn hệ thống chiếu sáng
Vây đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí đòi hỏi độ chính xác cao trong quá trình làm việc nên ta chọn hệ thống chiếu sáng kết hợp.
Thiết kế mạng điện chiếu sáng
+ Nối đất tự nhiên : là các ống kim loại đặt trong đất, các kết cấu bằng kim loại của các công trình có nối với đất, khi xây dựng trang bị nối đất trước hết cần phải sử dụng các vật nối đất tự nhiên có sẵn, điện trở nối đất tự nhiên được xác định bằng đo lường, nếu điện trở nối đất tự nhiên không đạt được trị số đã quy định trong quy phạm thì ta mới thực hiện nối đất nhân tạo. Điện trở suất không phải cố định trong cả năm mà thay đổi do sự thay đổi độ ẩm và nhiệt độ của đất do đó điện trở của trang bị nối đất cũng thay đổi, vì vậy trong tính toán nối đất phải dùng điện trở suất tính toán là trị số lớn nhất trong cả năm ρtt =kmax.ρ; kmax là hệ số tăng cao, phụ thuộc điều kiện khí hậu nơi sẽ xây dựng trang bị nối đất.
Xác định điện trở suất tính toán
- Điện trở suất của đất phụ thuộc vào thành phần, mật độ, độ ẩm và nhiệt độ của đất và chỉ có thể xác định bằng đo lường. Trang bị điện sẽ được xây dựng tại nơi đất thuộc loại đất vườn có điện trở suất ρ =50Ωm [Bảng 8-1 sách tra cứu cung cấp điện].
Tính điện trở của một điện cực thẳng đứng
Tính chính xác số điện cực thẳng đứng có xét đến ảnh hưởng của điện cực ngang, hệ số sử dụng thanh đứng Ksd.đ =0,58.
CHUYÊN ĐỀ: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
- Các đồng hồ và biến dòng điện cùng đặt trong một tủ hạ áp nên khoảng cách dây nối rất ngắn và điện trở của các đồng không đáng kể do đó phụ tải tính toán của mạch thứ cấp của máy biến dòng ảnh hưởng không nhiều đến sự sự làm việc bình thường trong cấp chính xác yêu cầu vì vậy không cần kiểm tra điều kiện phụ tải thứ cấp. - Bộ phận đồng hồ đo, đếm phải đảm bảo được yêu cầu chống tổn thất - Vỏ máy biến áp và các tủ cao, hạ áp phải được nối đất theo đúng quy trình “ Nối đất các thiết bị điện “.
