39 download by : skknchat@gmail.com
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 8DA10
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
3200 1000 560 560
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).
40 download by : skknchat@gmail.com
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.
41 download by : skknchat@gmail.com
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 B1 (2x3200 kVA) B2 (2x1000 kVA) B3, B4 (2x560 kVA)
3.7. Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị đã chọn 3.7.1. Tính toán ngắn mạch
42 download by : skknchat@gmail.com
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 BATG-PPTT PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 Bảng 3.23. Kết quả tính dòng điện ngắn mạch 43 download by : skknchat@gmail.com
Thanh cái B1 Thanh cái B2 Thanh cái B3 Thanh cái B4
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
Gia công cơ khí, lắp ráp Rèn dập Đúc Nguội Mộc Trạm bơm, trạm khí nén Trạm biến áp Phòng làm việc Kho
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
44 download by : skknchat@gmail.com
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.
4.1.2. Phụ tải của phân xưởng cơ khí
45 download by : skknchat@gmail.com
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.
46 download by : skknchat@gmail.com
47 download by : skknchat@gmail.com
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.
48 download by : skknchat@gmail.com
49 download by : skknchat@gmail.com
50 download by : skknchat@gmail.com
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 ĐL 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 Aptomat tổng Aptomat ĐL1 Aptomat ĐL2 Aptomat ĐL3 download by : skknchat@gmail.com
Aptomat ĐL4 Aptomat CS
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 PP – ĐL1 PP – ĐL2 PP – ĐL3 PP – ĐL4 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
52 download by : skknchat@gmail.com
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
Cầu chì bảo vệ máy phay 4 kW:
53 download by : skknchat@gmail.com
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
Bảng 4.5. Bảng lựa chọn cầu chì và dây dẫn của tủ ĐL.
54 download by : skknchat@gmail.com
Tên máy 1 Nhóm 1 Máy tiện tự động Máy mài Máy phay Máy bào Máy phay đứng Nhóm 2
Máy phay lăn răng Máy khoan bàn Máy tiện tự động Máy mài phẳng Máy khoan vạn năng Nhóm 3
Máy tiện ren Máy mài tròn Máy phay đứng Lò đốt kiểu đưng
Máy bào Máy doa ngang
Nhóm 4 Máy phay Máy mài phẳng Máy cắt Máy khoan Máy mài phẳng Máy tiện vạn năng Điều hòa văn
phòng
55 download by : skknchat@gmail.com
ng uo n tu tr am B 5 D ay c ho D H K ho
Hình 4.2. Mặt bằng đi dây phân xưởng cơ khí
56 download by : skknchat@gmail.com
Hình 4.3. Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho phân xưởng cơ khí
57 download by : skknchat@gmail.com
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 suất cosφ 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
Tổn thất công suất trong tụ điện rất nhỏ, khoảng 0,5 W/kVAr
58 download by : skknchat@gmail.com
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 nhau.
Bù nhóm có ưu điểm:Giảm tiền phạt do cosφ, tăng khả năng mang tải của máy biến áp, tăng khả năng mang tải của các cáp nối từ trạm biến áp đến các tủ phân phối, giảm tổn thất công suất trên các máy biến áp và trên các tuyến cáp này.
60 download by : skknchat@gmail.com
Nhược điểm của bù nhóm: Không giảm được dòng phản kháng tiếp tục đi vào tất cả các dây dẫn xuất phát từ tủ phân phối đến các thiết bị.