Cần tính điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt, thanh góp và tính các điểm ngắn mạch N2 tại phía cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp và tủ cao áp các trạm hình dưới.
Thông số của đường dây trên không (ĐDK) và cáp ghi trong bảng 3.22 Dòng điện ngắn mạch tại N1:
Dòng điện ngắn mạch N2 tại trạm B1:
Các điểm N2 khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng 15.
Bảng 3.22. Thông số của ĐDK và cáp cao áp
Đường dây F, mm2 l, km r0,Ω/km x0, Ω/km R, Ω X, Ω BATG-PPTT 35 1 0,21 0,358 0,21 0,358 PPTT-B1 16 0,015 1,47 0,142 0,022 0,002 PPTT-B2 16 0,018 - - 0,026 0,003 PPTT-B3 16 0,035 - - 0,05 0,005 PPTT-B4 16 0,085 - - 0,125 0,012 Bảng 3.23. Kết quả tính dòng điện ngắn mạch Điểm tính N IN ixkN Thanh cái PPTT 1,29 3,28
Thanh cái B1 1,269 3,23
Thanh cái B2 1,242 3,37
Thanh cái B3 1,19 3,23
Thanh cái B4 1,062 2,88
3.7.2. Kiểm tra các thiết bị đã chọn
Máy cắt 8DA10 có dòng điện cắt IC = 40 kA, thanh cái ở trạm PPTT có dòng ổn định động Iôđ = 110 kA lớn hơn rất nhiều so với dòng điện ngắn mạch IN = 1,29 kA và dòng xung kích Ixk=3,28 kA tại điểm ngắn mạch trên thanh cái của trạm PPTT. Vì vậy máy cắt 8DCII và thanh cái đã chọn đạt yêu cầu.
Kiểm tra cáp, chỉ cần kiểm tra với tuyến có dòng N lớn nhất, Tiết diện ổn định nhiệt của cáp:
Vậy chọn cáp 16 mm cho các tuyến là hợp lý.
3.8. Phụ tải chiếu sáng phân xưởng cơ khí
Phụ tải chiếu sáng phân xưởng cơ khí có thể tham khảo số liệu trong bảng 3.24.
Bảng 3.24. Phụ tải chiếu sáng các phân xưởng trong nhà máy.
Tên phân xưởng Suất phụ tải chiếu sáng W/m2 Độ rọi chiếu sáng chung, lx Độ cao treo đèn, H, m Công suất một bóng đèn, W Gia công cơ khí, lắp
ráp 12 50 3-6 200 Rèn dập 12 50 3-6 200 Đúc 10 30 6-10 200 Nguội 12 50 3-6 200 Mộc 11 50 3-6 200 Trạm bơm, trạm khí nén 9 20 3-5 100 Trạm biến áp 13 30 2,5-4 100 Phòng làm việc 15 20-50 3-4 100 Kho 7 10 3-6 100
Ở phân xưởng cơ khí ngoài chiếu sáng chung còn phải đặt thêm chiếu sáng cục bộ tại nơi gia công và lắp ráp các chi tiết.
Trong trường hợp chung cần phân biệt các kích thước: Lớn hơn 1 mm yêu cầu có độ rọi 150 lx
1 -0,3 mm yêu cầu có độ rọi 500 lx 0,3 – 0,1 mm yêu cầu có độ rọi 1000 lx
Môi trường làm việc của các thiết bị trong phân xưởng nhìn chung là khô ráo, ít chất ăn mòn nhưng nhiều bụi kim loại nhiều tiếng ồn do va đập cơ khí.
Chương 4: Thiết kế mạng điện hạ áp của phân xưởng cơ khí 4.1. Các số liệu ban đầu
4.1.1. Nguồn điện
Vì phụ tải của phân xưởng cơ khí tương đối, nên máy biến áp B3 đặt ở vị trí gần nhất là trạm khí nén. Lưới điện kéo từ trạm B3 đến phân xưởng cơ khí và trạm bơm. Trạm biến áp B3 xây kề trạm khí nén như trên hình 4.1.
Phụ tải của phân xưởng cơ khí cho trong bảng 2.1. Phân bố các máy móc trên mặt bằng phân xưởng cơ khí cho trên hình 4.1.
4.2. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí
Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy móc được bố trí trên mặt bằng của phân xưởng cơ khí, chúng ta có thể chia ra làm 4 nhóm phụ tải.
Tính toán cho từng nhóm cụ thể trong chương 2. Số liệu tính toán thống kê tại bảng 4.1 và bảng 4.2.
4.3. Sơ đồ cung cấp điện của phân xưởng sữa chữa cơ khí
Để cấp điện cho toàn phân xưởng dự định đặt một tủ phân phối ngay gần góc phân xưởng.
Trong tủ phân phối có 5APTOMAT để cung cấp cho 4 tủ động lực từ ĐL1 đến ĐL4 và 1 tủ chiếu sáng. Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải. Đầu vào tủ ĐL đặt cầu dao, cầu chì. Các đường ra cấp điện cho các máy đặt cầu chì. Mỗi tủ động lực có 8 đường dây ra. Vì vậy nhóm nào có số máy lớn hơn 8 thì một số máy có công suất bé sẽ phải đấu chung vào một đường dây ra của tủ động lực. Mỗi động cơ của máy công cụ được đóng cắt bằng khởi động từ, được bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt và bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì đặt trên đường dây ra của tủ động lực.
Tất cả các dây dẫn và thiết bị điện trong PXCK đều được dùng thiết bị của Liên Xô (cũ) hiện có trên thị trường Việt Nam.
Chọn cáp từ B5 về tủ phân phối của phân xưởng:
Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện bằng giấy tẩm nhựa thông và nhựa không cháy có vỏ chì hay nhôm đặt trong đất (tra bảng PL 4.15) điện áp dưới 1 kV, loại CPT (3.240 + 1.185) có.
4.4. Chọn APTOMAT và cáp từ tủ phân phối trung tâm đến tủ động lực ĐL4.4.1. Lựa chọn Aptomat 4.4.1. Lựa chọn Aptomat
Ta có:
. Trong tủ hạ áp của trạm biến áp B3 ở đầu đường dây đến tủ phân phối đặt 1 aptomat đầu nguồn loại AB-10 của Liên Xô chế tạo có .
Bảng 4.3. Thông số kỹ thuật APTOMAT tổng và các nhánh cho các tủ động lực
Aptomat Loại Số cực Iđm, A Uđm, U IcatN,(kA)
Aptomat tổng AB-10 4 1000 400 42 Aptomat ĐL1 AB-4 3 400 400 42 Aptomat ĐL2 AB-4 3 400 400 42 Aptomat ĐL3 AB-4 3 400 400 42
Aptomat
ĐL4 NS 225E 3 225 500 7,5
Aptomat CS EA 102-G 2 75 220 25
4.4.2. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực
Cáp từ tủ PP tới tủ ĐL1:
Vì cáp chon dưới đất riêng từng tuyến nên .
Kết hợp hai điều kiện trên chọn cáp đồng bốn lõi tiết diện 120mm2 . Các tuyến cáp khác chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng 4.4.
Bảng 4.4. Kết quả chọn cáp từ tủ PP tới các tủ ĐL Tuyến cáp Itt, A Fcáp, mm2 Icp, A PP – ĐL1 142,16 3x120 + 1x95 350 PP – ĐL2 117,64 3x120 + 1x95 350 PP – ĐL3 133,98 3x120 + 1x95 350 PP – ĐL4 96,81 3x120 + 1x95 350 4.5. Lựa chọn các tủ ĐL
Các tủ động lực chọn loại tủ Liên Xô cũ chế tạo đầu vào cầu dao – cầu chì 600A, 10 đầu ra 200A: 10 x 200A
Chọn cầu chì cho ĐL1:
Cầu chì bảo vệ máy tiện tự động 35 kW:
Chọn Idc = 200 A
Cầu chì bảo vệ máy mài 2 kW:
Chọn Idc = 30 A
Chọn Idc = 40 A
Cầu chì bảo vệ máy bào 9 kW:
Chọn Idc = 60 A
Cầu chì bảo vệ máy phay đứng 14 kW:
Chọn Idc = 60 A
Cầu chì tổng ĐL1:
Chọn Idc = 400 A
Các nhóm khác chọn Idc cầu chì tương tự, kết quả ghi trong bảng.
4.6. Lựa chọn dây dẫn từ các tủ tới từng động cơ
Tất cả dây dẫn trong xưởng chọn loại dây bọc do Liên Xô sản xuất πPTO đặt trong ống sắt kích thước ¾, khc=0,95. Tra bảng PL 4.13.
Chọn dây nhóm 1
- Dây từ ĐL1 đến máy tiện tự động 35 kW Chọn dây 95mm2 có .
Kết hợp lại
Tên máy Phụ tải Dây dẫn Cầu chì Ptt,
kW Itt, A Mã hiệu diệnTiết Đườngkính ống thép
Mã hiệu Ivo/Idc, A
1 2 3 4 5 6 7 8
Nhóm 1
Máy tiện tự động 35 88,6 ΠPTO 50 ¾* ΠH-2 250/200
Máy mài 2 5,06 ΠPTO 2,5 ¾* ΠH-2 100/30
Máy phay 4 10,12 ΠPTO 6 ¾* ΠH-2 100/40
Máy bào 9 22,78 ΠPTO 10 ¾* ΠH-2 100/60
Máy phay đứng 14 23,51 ΠPTO 10 ¾* ΠH-2 100/60
Nhóm 2
Máy phay lăn
răng 7 17,72 ΠPTO 4 ¾
* ΠH-2 100/40
Máy khoan bàn 2 5,06 ΠPTO 2,5 ¾* ΠH-2 100/30
Máy tiện tự động 30 75,94 ΠPTO 50 ¾* ΠH-2 250/200
Máy mài phẳng 9 22,78 ΠPTO 10 ¾* ΠH-2 100/60
Máy khoan vạn
năng 5 12,65 ΠPTO 4 ¾
* ΠH-2 100/40
Nhóm 3
Máy tiện ren 35 88,6 ΠPTO 50 ¾* ΠH-2 250/200
Máy mài tròn 6 15,18 ΠPTO 4 ¾* ΠH-2 100/40
Máy phay đứng 10 25,31 ΠPTO 10 ¾* ΠH-2 100/60
Lò đốt kiểu đưng 25 63,29 ΠPTO 50 ¾* ΠH-2 250/200
Máy bào 8 22,78 ΠPTO 10 ¾* ΠH-2 100/60
Máy doa ngang 7 17,72 ΠPTO 10 ¾* ΠH-2 100/50
Nhóm 4
Máy phay 5 12,65 ΠPTO 2,5 ¾* ΠH-2 100/30
Máy mài phẳng 9 22,78 ΠPTO 10 ¾* ΠH-2 100/60
Máy cắt 4 10,12 ΠPTO 2,5 ¾* ΠH-2 100/30
Máy khoan 5 12,65 ΠPTO 2,5 ¾* ΠH-2 100/30
Máy mài phẳng 9 22,78 ΠPTO 10 ¾* ΠH-2 100/60
Máy tiện vạn
năng 35 88,6 ΠPTO 50 ¾
* ΠH-2 250/200
Điều hòa văn
phòng 2 11,5 ΠPTO 6 ¾
Hình 4.2. Mặt bằng đi dây phân xưởng cơ khí Da y ch o D H Kh o ng uo n t u tra m B 5 Kh o Va n ph on g ph an xu on g
Chương 5: Thiết kế bù công suất phản kháng 5.1. Ý nghĩa nâng cao hệ số công suất
Làm giảm tổn thất trên lưới điện tức là nâng cao chất lượng điện năng.
Giảm dòng điện đi trên dây dẫn tức là khả năng mang tải của đường dây đi trong quá trình vận hành hay giảm tiết diện dây dẫn trong quá trình thiết kế. Giảm ∆ P và ∆ A trên lưới là giảm chi phí vận hành là nâng cao chỉ tiêu kinh tế. Giảm tiền điện.
5.2. Biện pháp nâng cao hệ số công suất
5.2.1. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên
Thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý nhất.
Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ có công suất nhỏ hơn.
Hạn chế động cơ chạy không tải.
Dùng động cơ đồng bộ thay thế cho động cơ không đồng bộ. Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ.
Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp có dung lượng nhỏ hơn.
5.2.2. Dùng phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suấtcosφ cosφ
Hiện nay thiết bị bù chủ yếu là: tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ và thiết bị bù tĩnh (SVC).
5.2.2.1. Tụ bù
Các thông số chính của tụ điện là:
Dung lượng định mức kVAr
Điện áp định mức (V, kV)
Sai số điện dung (%)
Tổn thất điện môi (W/kVAr)
Dòng điện làm việc cực đại (A)
Điện áp thử nghiệm giữa 2 cực và giữa cực với vỏ (kV) Tụ bù có các ưu điểm như sau:
Giá thành thấp
Vận hành và lắp đặt đơn giản
Có thể đặt ở nhiều nơi và ở cấp điện áp bất kỳ. Tụ bù có các nhược điểm như sau:
Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ: Q = ω.C.U2
Không có khả năng điều chỉnh trơn tru dung lượng bù (điều chỉnh theo từng cấp cố định)
Tuổi thọ ngắn (8 đến 10 năm) và độ bền kém (dễ hư hỏng)
Có khẳ năng phát ra công suất phản kháng mà không có khả năng tiêu thụ công suất phản kháng.
5.2.2.2. Máy bù đồng bộ
Máy bù đồng bộ thực chất là động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ không tải. Ở chế độ quá kích thích, máy bù sẽ phát ra công suất phản kháng cấp cho mạng, còn ở chế độ thiếu kích thích, máy bù tiêu thụ công suất phản kháng của mạng. Máy bù là thiết bị rất tốt để điều chỉnh điện áp, nó thường được đặt ở những điểm cần điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện.
Hiện nay, máy bù đồng bộ thường được chế tạo với công suất định mức từ vài trăm kVAr đến hàng MVAr.
Máy bù đồng bộ có ưu điểm sau:
Công suất phản kháng phát ra không phụ thuộc điện áp của mạng
Có thể điều chỉnh trơn công suất phản kháng bằng cách thay đổi giá trị dòng kích từ
Độ bền cơ, nhiệt cao
Có thể phát hay thu công suất phản kháng Máy bù đồng bộ có nhược điểm như sau:
Tổn thất công suất trong máy bù khá lớn (15 đến 35) W/kVAr
Chỉ đặt được ở cấp trung áp vì máy bù thường được chế tạo với cấp điện áp này
Đắt và vận hành phức tạp
5.2.2.3. Thiết bị bù tĩnh (SVC – Static Var Compensator)
Ngày nay, với sự phát triển của kỹ thuật bán dẫn công suất lớn, người ta đã đưa ứng dụng trong hệ thống điện hàng loạt các thiết bị bù tĩnh với cấu trúc đa dạng, có thể phát và thu công suất phản kháng với tốc độ nhanh, đáp ứng việc điều khiển công suất phản kháng tức thời.
Thiết bị bù tĩnh có các ưu điểm chính là:
Có khả năng phát, thu, điều chỉnh nhuyễn công suất phản kháng tại nút mà nó nối vào
Có khả điều chỉnh công suất riêng rẽ từng pha, nhờ đó SVC đáp ứng nhiều chức năng đối xứng hóa hệ thống trong chế độ tải không đối xứng, cản dịu
các quá trình giao động với tần số công nghiệp hoặc tần số cao
Giữ điện áp cố định nhờ phát và thu Q đúng lúc, đúng thời điểm cần. SVC tham gia hữu hiệu vào việc giải quyết vấn đề giữ ổn định tĩnh, ổn định động cũng như các vấn đề quá áp trong hệ thống
Tuy nhiên khi sử dụng các bộ nguồn công suất tĩnh cũng còn tồn tại nhiều vấn đề kỹ thuật cần nghiên cứu hoàn chỉnh.
5.2.3. Vị trí bù
Sau khi xác định được dung lượng bù và chọn thiết bị bù sao cho đạt hiệu quả kinh tế nhất, cần xác định vị trí lắp đặt thiết bị bù. Thiết bị bù có thể đặt ở phía cao áp hoặc ở phía hạ áp theo nguyên tắc bố trí tụ bù sao cho đạt được chi phí tính toán nhỏ nhất.
Tụ điện có thế được đặt ở mạng điện áp cao hoặc ở mạng điện áp thấp
5.2.3.1. Tụ bù cao áp
Tụ bù cao áp được đặt tập trung ở thanh góp của trạm biến áp trung gian, hoặc trạm phân phối. Do đó, việc theo dõi vận hành các tụ và khả năng thực hiện tự động hóa điều chỉnh dung lượng bù sẽ dễ dàng hơn. Bù tập trung ở mạng điện điện áp cao có ưu điểm là tận dụng hết khả năng bù của tụ điện, vận hành liên tục nên chúng phát ra công suất bù tối đa. Nhược điểm của phương pháp này là không bù được công suất phản kháng trên mạng điện áp thấp.
5.2.3.2. Tụ bù hạ áp
Tụ bù hạ áp được phân phối theo ba cách: bù tập trung, bù nhóm và bù riêng lẻ.
5.2.3.2.1. Bù tập trung
Bù tập trung là bù tại thanh góp hạ áp trạm biến áp. Bù tập trung được áp dụng khi tải ổn định và liên tục.
Bù tập trung có ưu điểm: Giảm tiền phạt do hệ số cosφ thấp, giảm công suất biểu kiến yêu cầu, do đó tăng khẳ năng mang tải cho máy biến áp.
Nhược điểm của bù tập trung: Không cải thiện được kích cỡ của dây dẫn và tổn thất công suất trong mạng hạ áp.
5.2.3.2.2. Bù nhóm
Bù nhóm là bù tại các tủ phân phối điện. Bù nhóm được sử dụng khi mạng điện quá lớn và khi chế độ tiêu thụ theo thời gian của các tủ phân phối thay đổi khác