V. Đánh giá nhận xét đồ án môn học
3.4.3. Kiểm tra các thiết bị đã chọn
3.4.3.1 Kiểm tra Aptomat đã chọn
Điều kiện kiểm tra Icđm A ≥ IN
- Aptomat A loại M25: I0 cđm A = 55 kA ≥ I = 23,73 kA, (thỏa mãn)N1 - Aptomat A và A loại NS250H: I1 2 cđm A = 10 kA ≥ I = 4,24kA (thỏa mãn)N2 - Aptomat A và A loại NC100H, Ta sẽ so sánh với dòng I2i đl2i N3max
Icđm A = 6 kA ≥ IN3max = 3,1397 kA (thỏa mãn) Vậy các Aptomat đã chọn thỏa mãn, nên không phải chọn lại
3.4.3.2 Kiểm tra cáp từ TPP đến TĐL đã chọn
Điều kiện kiểm tra:
Bảng 3.14. Kiểm tra cáp đã chọn
Tuyến cáp F (mm2) IN3 (kA) (mm ) 2 Kết luận TPP-TĐL1 4G16 1,7028 7,2244 Thỏa mãn TPP-TĐL2 4G16 1,5707 6,6639 Thỏa mãn TPP-TĐL3 4G16 2,4074 10,2137 Thỏa mãn TPP-TĐL4 4G16 2,7267 11,5684 Thỏa mãn TPP-TĐL5 4G16 2,9192 12,3851 Thỏa mãn TPP-TĐL6 4G16 3,1397 13,3206 Thỏa mãn
3.4. Sơ đồ chi tiết và đi dây mạng điện hạ áp phân xưởng SCCK
Hình 3.4. Sơ đồ mặt bằng đi dây PXSCCK
Chương IV: Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
4.1. Đặt vRn đề
Trong bRt kỳ xí nghiệp, nhà máy nào thì ngoài chiếu sáng tự nhiên còn phải sử dụng đến chiếu sáng nhân tạo và đèn điện chiếu sáng thường được sử dụng để làm chiếu sáng nhân tạo vì các thiết bị đơn giản, dễ sử dụng giá thành rẻ và tạo ra được ánh sáng gần giống với ánh sáng tự nhiên. Hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chRt lượng sản phẩm, nâng cao năng suRt lao động, an toàn trong sản xuRt và sức khỏe của người lao động. Vì vậy vRn đề chiếu sáng được nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực và nói chung phải đảm bảo những yêu cầu sau:
- Không bị lóa mắt
- Không bị lóa do phản xạ
- Không tạo ra những khoảng tối bởi những vậy bị che khuRt - Phải có độ rọi đồng đều
- Phải tạo được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt 4.2. Các phương pháp thiết kế chiếu sáng
4.2.1. Phương pháp quang thông
Phương pháp này dùng để tính chiếu sang chung không chú ý đến hệ số phản xạ tường, của trần nhà và của vật.
Quang thông được tính theo biểu thức:
(Lm) (4.1) Trong đó:
E: độ rọi yêu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật, (lx) S: diện tích cần chiếu sáng, ()
: hệ số dự trữ tính đến suy thoái quang thông của đèn sau một thời gian sử dụng Z: hệ số tính toán tra trong sổ tay kỹ thuật, trong tính toán thường lRy
n: số bóng đèn của hệ thống chiếu sáng
: hệ số sử dụng tra trong các sổ tay kỹ thuật theo quan hệ
: chỉ số phòng với (4.2) a, b: kích thước phòng
H: khoảng cách từ đèn đến mặt công tác, m
4.2.2. Phương pháp tính gần đúng
Công suRt chiếu sang của hệ thống chiếu sang được tính theo công thức:
(4.3) Trong đó:
: suRt chiếu sáng trong một đơn vị diện tích tra trong sổ tay kỹ thuật S: diện tích của mặt được chiếu sáng
Chọn loại đèn biết được và
Tính số bóng đèn
(4.4) Bố trí đèn.
Kiểm tra độ rọi , (4.5)
Nếu điều kiện kiểm tra không thỏa mãn thì ta cứ tăng số lượng bóng hoặc chọn loại đèn khác có quang thông lớn hơn.
4.3. Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí
Yêu cầu thiết kế chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí có kích thước: 18m x 72m, diện tích 1296 ().
4.3.1. Xác định số lượng công suRt bóng đèn
Dự định dùng đèn sợi đốt có độ rọi 1. Các thông số của xưởng sửa chữa cơ khí
Chiều rộng (a): 18(m), Chiều dài (b): 72(m), Diện tích: 1296 () Độ cao trần: 4,5(m), Mặt công tác: Độ cao treo đèn cách trần: 0,7(m)
→ Độ cao treo đèn:
Tra bảng bóng đèn sợi đốt có tỷ số (Bảng 7.4 trang 209, sách cung cấp điện- TS Ngô Hồng Quang, nhà xuất bản giáo dục Việt Nam)
Dùng chao vạn năng ta có :
Vậy khoảng cách giữa các bóng đèn là: Xác định chỉ số phòng:
LRy hệ số phản xạ của tường là: và hệ số phản xạ của trần là:
Tra bảng PL35 hệ số sử dụng của một số loại đèn trang 284 sách cung cấp điện-TS.Ngô Hồng Quang, nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, ta có hệ số sử dụng là
2. Xác định số đèn
Bố trí đèn theo nguyên tắc hình vuông. Căn cứ vào kích thước của xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là L = 5m
- Chiều rộng
Bố trí 4 dãy đèn, khoảng cách giữa tường và bóng đèn là: Bố trí 5 dãy đèn, khoảng cách giữa tường và bóng đèn là:
Với yêu cầu khoảng cách từ tường tới bóng đèn nằm trong khoảng (0,30,5) L Ta chọn phương án bố trí 4 dãy đèn theo chiều rộng
- Chiều dài
Bố trí 15 dãy, khoảng cách giữa tường và bóng đèn là: Bố trí 16 dãy, khoảng cách giữa tường và bóng đèn là: Ta chọn phương án bố trí 15 dãy bóng đèn theo chiều dài
→ Như vậy tổng số bóng đèn cần dùng là 60 bóng
3. Lựa chọn bóng đèn
LRy tỷ số quy đổi ; ; Quang thông của mỗi đèn là:
(Lm)
Chọn bóng đèn sợi đốt có công suRt 150 W, có quang thông là 2200 (Lm) Tổng công suRt dành cho chiếu sáng là:
4.3.2. Thiết kế mạng điện chiếu sáng
Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lRy điện từ tủ phân phối của xưởng. Tủ gồm có một aptomat tổng 3 pha và 15 aptomat nhánh 1 pha, mỗi aptomat nhánh cRp điện cho 4 bóng đèn.
Giả sử các tường ngăn trong phân xưởng không cao quá 2 (m) 1. Chọn Aptomat tổng
Chọn Aptomat tổng theo các điều kiện sau:
= = 13,67 A
Chọn Aptomat C60N của Merlin Gerin có Iđm A = 16 A, Uđm A = 440 V, Icđm A = 6 kA 2. Chọn cáp từ TPP đến tủ chiếu sáng
Chọn cáp theo các điều kiện sau: Icp Cáp ≥ I = 13,67 A tt Icp Cáp ≥ = = 13,33 A
Chọn cáp đồng 4G1,5 do Lens chế tạo có Icp Cáp = 31 A 3. Chọn Aptomat nhánh
Chọn Aptomat nhánh theo các điều kiện sau:
4. Chọn cáp từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn Chọn cáp theo các điều kiện sau:
Icp Cáp ≥ I = 2,05 A tt Icp Cáp ≥ = = 5 A
Chọn cáp đồng 2G1,5 do Lens chế tạo có Icp Cáp = 37 A
Hình 4.3. Sơ đồ nguyên lý chiếu sáng
Chương V: Bù công suRt phản kháng
5.1. Đặt vRn đề
Trong quá trình làm việc nhà máy tiêu thụ từ mạng điện cả công suRt tác dụng P lẫn công suRt phản kháng Q. Các nguồn tiêu thụ công suRt phản kháng đó là động cơ không đồng bộ, các máy biến áp, đường dây trên không và các thiết bị khác ...
Công suRt phản kháng Q là công suRt từ hoá trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công. Mặt khác công suRt phản kháng cung cRp cho các hộ dùng điện không nhRt thiết phải lRy từ nguồn (máy phát điện). Do đó để tránh khỏi phải truyền tải một lượng công suRt phản kháng lớn trên đường dây ta có thể đặt gần các hộ dùng điện các máy sinh ra công suRt phản kháng để cung cRp trực tiếp cho phụ tải, làm như vậy gọi là bù công suRt phản kháng.
Khi có bù công suRt phản kháng, lượng P không đổi, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống kết quả là tăng lên. Khi đó ta sẽ được một số ưu điểm như sau:
- Giảm được tổn thRt công suRt trong mạng điện:
Công suRt trên đường dây được tính theo công thức (5.1)
Khi giảm công suRt phản kháng Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần tổn thRt công suRt do Q sinh ra, nhờ đó tổn thRt công suRt trên mạng điện được cải thiện đáng kể
- Giảm được tổn thRt điện áp trong mạng điện Tổn thRt điện áp được tính
(5.2)
Khi giảm lượng công suRt phản kháng Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần do Q gây ra
- Tăng khả năng truyền tải của đường dây và MBA
Khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng, tức là phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng. Dòng điện chạy trong dây dẫn và máy biến áp được tính
Biểu thức này chứng tỏ rằng với cùng một tình trạng phát nóng nhRt định của đường dây và máy biến áp (I = const) chúng ta có thể tăng khả năng truyền tải công suRt tác dụng P của chúng bằng cách giảm công suRt phản kháng Q mà chúng ta phải tải đi.
Vì những lý do trên mà việc bù công suRt phản kháng gần những nơi tiêu thụ có ý nghĩa rRt quan trọng về mặt kinh tế kỹ thuật. Để bù công suRt phản kháng cho nhà máy dệt ta có thể dùng các thiết bị sau.
- Máy bù đồng bộ :
Thực chRt là động cơ đồng bộ có kết cRu gọn nhẹ và không mang tải trên trục. Nó có thể làm việc ở chế độ phát công suRt phản kháng và tiêu thụ công suRt phản kháng
+ Ưu điểm : Chạy 2 chế độ, điều chỉnh được điện áp đầu cực, không phụ thuộc vào điện áp lưới.
+ Nhược điểm: Quản lý vận hành khó do phần tử quay, lắp ráp, bảo dưỡng, sửa chữa phức tạp, vốn lớn.
- Tụ điện :
Là thiết bị chuyên dùng để phát ra công suRt phản kháng. Chúng tương đương như máy bù đồng bộ quá kích thích và chỉ có thể phát ra công suRt phản kháng. Các tụ có thể ghép thành bộ tụ điện có công suRt theo yêu cầu. So với những nguồn phát công suRt phản kháng khác thì tụ điện có những ưu điểm sau đây
+ Tổn thRt công suRt tác dụng ít
+ Do không có phần quay nên vận hành đơn giản + Lắp đặt đơn giản do khối lượng nhỏ, không cần móng
Tuy nhiên tụ điện cũng có những nhược điểm như nhạy cảm với sự biến thiên của điện áp đặt lên cực tụ điện (công suRt phản kháng Q là do tụ điện sinh ra tỉ lệ với bình phương điện áp), thời gian phục vụ ngắn (8 đến 10 năm), độ bền kém. Công suRt phản kháng phát ra theo hình bậc thang, không thể điều chỉnh trơn được.
Giá tiền 1kVAr của bộ tụ phụ thuộc vào điện áp và không phụ thuộc vào công suRt chính của tụ.
5.2. Xác định dung lượng bù và vị trí đặt thiết bị bù.
5.2.1. Xác định dung lượng bù.
Hệ số công suRt của nhà máy trước khi bù là 0,71. Ta dự định nâng cao hệ số công suRt của nhà máy lên .
Dung lượng công suRt phản kháng cần bù trong toàn nhà máy là: (5.4)
- Trong đó:
: công suRt tác dụng tiêu thụ trong toàn nhà máy. : trị số ứng với trước khi bù, → 2
: trị số ứng với sau khi bù, → - Vậy tổng công suRt của tụ bù cần đặt là:
Với dung lượng bù như trên thì ta sẽ sử dụng tụ điện để làm thiết bị bù. 5.2.2. Vị trí đặt thiết bị bù.
Thiết bị bù có thể đặt ở phía điện áp cao hoặc ở phía điện áp thRp, nguyên tắc bố trí thiết bị bù làm sao đặt được chi phí tính toán là nhỏ nhRt. Có lợi nhRt về mặt giảm tổn thRt điện áp, điện năng cho đối tượng dùng điện là đặt phân tán thiết bi bù cho từng động cơ. Tuy nhiên nếu đặt phân tán quá sẽ không có lợi về vốn đầu tư, về quản lý vận hành. Vì vậy đặt tụ bù tập trung hay phân tán và phân tán đến mức nào là phụ thuộc vào cRu trúc hệ thống cung cRp điện của đối tượng.
Các ví trí có thể đặt tụ bù:
- Đặt tụ bù phía cao áp của xí nghiệp. Đặt tụ bù ở vị trí này có lợi là giá tụ cao áp thường rẻ hơn tụ hạ áp, tuy nhiên chỉ làm giảm tổn thRt điện năng từ điểm đặt tụ trở lên lưới, không giảm được tổn thRt điện năng trong trạm biến áp và lưới điện hạ áp. - Đặt tụ bù tại thanh cái hạ áp của trạm biến áp xí nghiệp. Tụ điện đặt tại vị trí này, so
với vị trí 1, làm giảm thêm tổn thRt điện năng trong trạm biến áp và không làm giảm tổn thRt điện năng trên lưới hạ áp xí nghiệp.
- Đặt tụ bù tại các tủ động lực. Đặt tụ bù ở vị trí này làm giảm được tổn thRt điện năng lên các đường dây từ tủ phân phối tới các tủ động lực và trong trạm biến áp xí nghiệp. - Đặt tụ bù tại các cực của tRt cả động lực. Đặt bù tại cực động cơ có lợi nhRt về giảm
tổn thRt điện năng, tuy nhiên vốn đầu tư sẽ cao và tăng phí quản lí, vận hành, bảo dưỡng tụ.
Nhà máy thiết kế có quy mô gồm nhiều phân xưởng, nhiều trạm biến áp, để nâng cao hệ số công suRt toàn nhà máy, có thể coi như các tụ bù được đặt tập trung tại thanh cái hạ áp của các trạm biến áp phân xưởng.
5.3. Xác định điện trở các nhánh và điện trở tương đương toàn mạng.
5.3.1. Tính điện trở trên sơ đồ thay thế.
- Điện trở của máy biến áp được tính theo công thức sau: (Ω) (5.5)
: tổn thRt công suRt trong máy biến áp khi ngắn mạch, kW : điện áp định mức MBA, kV
: công suRt định mức của MB, kVAr - Xác định điện trở các đoạn cáp
Điện trở của cáp được xác định theo công thức sau:
(Ω) (5.6) : điện trở suRt của cáp
: là chiều đoạn cáp
- Ví dụ: Xác định điện trở của máy biến áp B1 và đoạn cáp cRp đến B1:
Tại trạm biến áp phân xưởng luyện kim ta đặt hai máy biến áp. Mỗi máy có công suRt định mức là: và tổn thRt công suRt ngắn mạch:
(Ω)
Điện trở đoạn cáp từ trạm phân phối trung tâm tới trạm biến áp B1 (Ω)
Các phân xưởng khác tính toán tương tự, ta có bảng sau
Bảng 5.1. Điện trở của các MBA
Tên TBA Số máy S (kVA)đm ∆P (kW)n RB (Ω)
B1 2 1800 18,9 3,573
B3 2 1000 10 6,125
B4 2 1250 13,9 5,449
B5 2 1250 13,9 5,449
B6 2 1000 10 6,125
Bảng 5.2. Điện trở của các đoạn cáp
Đường cáp F (mm )2 Số dây L (m) r ( ( ) 0 Ω/km) Rcáp Ω TPPTT - B1 3*50 2 70 0,494 0,017 TPPTT - B2 3*50 2 95 0,494 0,023 TPPTT - B3 3*50 2 65 0,494 0,016 TPPTT - B4 3*50 2 45 0,494 0,011 TPPTT - B5 3*50 2 260 0,494 0,064 TPPTT - B6 3*50 2 130 0,494 0,032 Bảng 5.3. Điện trở của các nhánh Tên nhánh R (B Ω) RCáp (Ω) R = R + R ( )B Cáp Ω TPPTT - B1 3,573 0,017 3,590 TPPTT - B2 5,449 0,023 5,472 TPPTT - B3 6,125 0,016 6,141 TPPTT - B4 5,449 0,011 5,460 TPPTT - B5 5,449 0,064 5,513 TPPTT - B6 6,125 0,032 6,157 Điện trở tương đương toàn mạng cao áp
Hình 5.1. Sơ đồ nguyên lý bù công suRt phản kháng
5.3.2. Xác định dung lượng bù tại thanh cái trạm biến áp.
Dung lượng bù của các nhánh xác định theo công suRt:
(5.7)
- Trong đó
:công suRt bù sẽ đặt tại trạm BAPX thứ i, kVAr :công suRt phản kháng tính toán với trạm thứ i, kVAr :công suRt phản kháng xí nghiệp, kVAr
:công suRt bù của toàn xí nghiệp, kVAr :điện trở nhánh thứ i,
:điện trở tương đương, Ta có:
Công suRt phản kháng toàn nhà máy:
Để thuận tiện trong vận hành và giảm bớt các thiết bị đóng cắt, đo lường cho các nhóm tụ, nếu dung lượng bù tối ưu của một nhánh nào đó nhỏ hơn 30kVAr thì không đặt tụ điện bù ở nhánh đó nữa mà ta chuyển dung lượng bù đó lên nhánh trên. Ngoài ra ta còn
phải chú ý rằng nếu dung lượng bù tối ưu của nhánh nào có giá trị âm, tức là không nhRt thiết phải phân phối dung lượng bù cho nhánh đó.
Ta chọn tụ điện bù 440V do hãng DAE YEONG chế tạo, Các bộ tụ được bảo vệ bằng Aptomat
Bảng 5.4. Tính toán và lựa chọn tụ bù
Tên TBA Q (kVAr)i R (i Ω) Qbi (kVAr) Loại tụ Số pha Q (kVAr) SL Q (kVAr)bộ
B1 1935 3,590 702,718 DLE-4D45K5T 3 45 16 720 B2 1350 5,472 541,533 DLE-4D50K5T 3 50 11 550 B3 1200 6,141 479,579 DLE-4D45K5T 3 45 11 495 B4 1600 5,460 789,704 DLE-4D50K5T 3 50 16 800