3.6.1. Sơ đồ trạm phân phối trung tâm
Như đã phân tích ở trên, nhà máy dệt thuộc loại quan trọng, chọn dùng sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn cho trạm PPTT. Tại mỗi tuyến dây vào, ra khỏi thanh góp và liên lạc giữa hai phân đoạn thanh góp đều dùng máy cắt hợp hộ. Để bảo vệ chống sét truyền từ đường dây vào trạm đặt chống sét van trên mỗi phân đoạn thanh góp. Đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp một máy biến áp đo lường 3 pha 5 trụ có cuộn tam giác hồ báo chạm đất pha trên cấp 35 kV. Chọn dùng các máy cắt hợp hộ của hãng SIEMENS, máy cắt loại 8DA10, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì. Hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tủ có dòng định mức 2500 A. Sơ đồ trạm PPTT và mạng cao áp cho trên hình 3.5 và hình 3.6.
Bảng 3.18. Thông số máy cắt đặt tại trạm PPTT
Loại MC Uđm, kV Iđm, A IcắtN3s, kA IcắtNmax, kA Ghi chú
8DA10 36 2500 40 110 Không cần bảo trì
Vì các trạm biến áp phân xưởng rất gần trạm PPTT. phía cao áp chỉ cần đặt cầu chì và dao cách ly. Phía hạ áp đặt APTOMAT tổng và các áptômát nhánh. Trạm hai máy biến áp đặt thêm áptômát liên lạc giữa hai phân đoạn, xem hình 3.5. Cụ thể như sau: - Đặt một tủ đầu vào 35 kV có dao cách ly 3 vị trí, cách điện bằng SF6, không phải bảo loại 8DA10.
Bảng 3.19. Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DA10
Loại tủ Uđm, kV Iđm, A Ucđ, kV INcđ1s, kA
8DA10 36 2500 50 40
Các máy biến áp chọn loại do Việt Nam sản xuất. Thông số kỹ thuật của các MBA cho trong bảng PL 2.2.
Bảng 3.20. Thông số kỹ thuật các BA do VN sản xuất.
Sđm, kVA UC, kV UH, kV ∆ P0,W ∆ PN,W UN,%
3200 35 0,4 11500 37000 7,0
1000 35 0,4 5100 15000 6,5
560 35 0,4 3350 9400 6,5
560 35 0,4 3350 9400 6,5
Phía hạ áp chọn dùng các APTOMAT của hãng Merlin Gerin đặt trong vỏ tủ tự tạo. Với trạm 2 máy đặt 5 tủ: 2 tủ APTOMAT tổng, 1 tử APTOMAT phân đoạn và 2 tủ APTOMAT nhánh (hình 3.7).
Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý trạm PPTT và mạng cao áp toàn nhà máy
Hình 3.6. Sơ đồ ghép nối trạm phân phối trung tâm.
Tất cả các tủ hợp bộ đều của hãng SIEMENS, cách điện bằng SF6, loại 8DA10, Không cần bảo trì. Dao cách ly có 3 vị trí: hở mạch, nối mạch và tiếp đất.
Hình 3.7. Sơ đồ đấu nối các trạm đặt 2 BA: B1, B2, B3, B4.
. Cụ thể chọn các APTOMAT như sau:
Dòng lớn nhất qua APTOMAT tổng của máy biến áp 3200 kVA:
Dòng lớn nhất qua APTOMAT tổng của máy biến áp 1000 kVA:
Dòng lớn nhất qua APTOMAT tổng của máy biến áp 560 kVA:
Chủng loại và số lượng các APTOMAT ghi trong bảng 3.21.
Bảng 3.21. APTOMAT đặt trong các trạm BAPX.
Trạm BA Loại Số cực Uđm, V Iđm, A IcắtNM, kA B1 (2x3200 kVA) M50 3-4 690 5000 85 B2 (2x1000 kVA) M16 3-4 690 1600 40 B3, B4 (2x560 kVA) M10 3-4 690 1000 40
3.7. Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị đã chọn 3.7.1. Tính toán ngắn mạch 3.7.1. Tính toán ngắn mạch
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