Trong nhà máy dệt có:
Phân xưởng sợi đơn nồi cọc, phân xưởng OE, trạm khí nén, trạm bơm là những phân xưởng chủ yếu trong quy trình công nghệ của nhà máy. Nếu bị ngừng cấp điện thì sẽ dẫn đến tỉnh trạng hư hỏng, ngừng trệ sản xuất và lãng phí nhân công vì vậy các phân xưởng này được xếp vào hộ phụ tải loại I.
Phân xưởng sửa chữa cơ khí, ban quản lí và phòng thí nghiệm, kho bông, kho sợi là những phân xưởng quan trọng trong dây chuyền sản xuất, vì vậy các phân xưởng này được xếp vào hộ tiêu thụ loại II.
Phân xưởng đậu xe xếp vào hộ tiêu thụ loại III, vì được phép mất điện.
27 download by : skknchat@gmail.com
Ta thấy qua việc phân tích đánh giá trên ta thấy trong nhà luyện kim có 9 phân xưởng thì các phân xưởng loại I, loại II chiếm tới 95% về công suất còn lại xếp vào hộ loại III. Vậy nhà máy được xếp vào hộ phụ tải loại I.
Vì vậy ta chọn phương án 3: Phương án sử dụng trạm phân phối trung
tâm 3.3. Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX
Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng, quyết định đặt 4 trạm biến áp phân xưởng.
Số lượng, dung lượng MBA: đối với các phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại I nên đặt 2 máy biến áp làm việc song song có cùng công suất. Đối với hộ tiêu thụ điện loại II phải được cung cấp điện bằng ít nhất một nguồn cung cấp điện chính và một nguồn dự phòng, được phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để đóng nguồn dự phòng, đối với các phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại III chỉ cần lấy nguồn từ trạm phân xưởng gần nhất.
3.4. Vạch ra phương án đi dây, xác định dung lượng MBA 3.4.1. Phương án 1
3.4.1.1. Phương án đi dây
Trạm B1 cấp điện cho PX sợi đơn nối cọc Trạm B2 cấp điện cho PX OE, đậu xe
Trạm B3 cấp điện cho trạm khí nén, trạm bơm
Trạm B4 cấp điện cho PX cơ khí, kho sợi, kho bông, ban quản lý và phòng thí nghiệm
28 download by : skknchat@gmail.com
Hình 3.1. Sơ đồ mạng cao áp của nhà máy (PA1)
Lựa chọn dung lượng máy biến áp
Trạm B1. Trạm B1 đặt hai máy biến áp làm việc song song
vậy Chọn máy biến áp tiêu chuẩn
Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 máy , 35/0,4 kV Các trạm biến áp chọn tương tự, trong bảng sau:
Bảng 3.1. kết quả chọn MBA cho trạm BAPX
TT 1 2 3
4
Lựa chọn cáp từ trạm BATG về trạm PPTT
Đường dây cung cấp từ trạm BATG về trạm PPTT của nhà máy dài 1km sử dụng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép.
Đối với nhà máy dệt, tra cẩm nang, có thời gian sử dụng công suất lớn nhất
Tmax=4200 h, với giá trị của Tmax , ứng với dây dẫn AC tra bảng 5 tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=1,1 vậy:
Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 35 mm2, AC-35. Kiểm tra dây đã chọn theo điều kiện dòng sự cố.
Tra bảng PL 4.12 dây dẫn AC-35 có Icp=170 A
Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất
Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp
Với dây AC-35 có khoảng cách trung bình D = 1,26 m. Tra bảng PL 4.6 được .
Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp nên tiết diện dây dẫn chọn AC-35
3.4.2. Phương án 2
Trạm B1 cấp điện cho PX sợi đơn nối cọc Trạm B2 cấp điện cho PX OE
30 download by : skknchat@gmail.com
Trạm B3 cấp điện cho trạm khí nén, trạm bơm, PX cơ khí
Trạm B4 cấp điện cho PX đậu xe, kho sợi, ban quản lý và phòng thí nghiệm
Hình 3.2. Sơ đồ mạng cao áp của nhà máy (PA2)
Các trạm biến áp chọn tương tự, trong bảng sau:
Bảng 3.2. kết quả chọn MBA cho trạm BAPX
TT 1 2 3 4 3.4.3. Phương án 3 31 download by : skknchat@gmail.com
Trạm B1 cấp điện cho PX sợi đơn nối cọc Trạm B2 cấp điện cho PX OE
Trạm B3 cấp điện cho trạm khí nén, trạm bơm
Trạm B4 cấp điện cho PX cơ khí, kho sợi, ban quản lý và phòng thí nghiệm, PX đậu xe
Hình 3.3. Sơ đồ mạng cao áp của nhà máy (PA3) Bảng 3.3. kết quả chọn MBA cho trạm BAPX
TT 1 2 3 4
3.5. Tính toán lựa chọn phương án 3.5.1. Phương án 1
32 download by : skknchat@gmail.com
3.5.1.1. Tính toán chi phí máy biến áp
Vốn đầu tư ban đầu
Bảng 3.4. giá thành máy biến áp
Tên trạm B1 B2 B3 B4 Tổng
Xác định tổn thất công suất tác dụng của mạng cao áp
Bảng 3.5. Kết quả tính ∆ Pm của mạng cao áp Đường cáp PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 Tổng
Tổn thất điện năng trong mạng cao áp
Tổn thất điện năng, tổn thất công suất:
Tổn thất công suất tác dụng của trạm biến áp có hai máy làm việc song song được xác định:
Tính cho trạm B1
Trạm B1 đặt hai máy 3200kVA , 34/0,4 kV do VN chế tạo, tra bảng PL 2.2 tìm được
Tổn thất điện năng trong trạm có 2 MBA làm việc song song
33 download by : skknchat@gmail.com
Trong đó:
t = 8760h: thời gian vận hành của máy biến áp, lấy bằng 1 năm
τ = 3000h: thời gian tổn thất công suất lớn nhất Tổn thất điện năng trong trạm B1:
Các trạm khác xác định tương tự, kết quả cho trong bảng sau:
Bảng 3.6. Kết quả tính ∆A của trạm biến áp phân xưởng
STT Tên trạm 1 B1 2 B2 3 B3 4 B4 Tổng
Tổn thất điện năng của toàn nhà máy
3.5.1.2. Lựa chọn cáp cho phương án
Vì nhà máy thuộc hộ loại 1, nên đường dây cung cấp điện cho nhà máy từ trạm BATG về trạm PPTT dùng đường dây trên không lộ kép.
Để đảm bảo tính mỹ quan và an toàn mạng cao áp trong nhà máy dùng cáp ngầm. Do tính chất quan trọng của phụ tải loại 1 nên dùng sơ đồ cung cấp điện hình tia. Từ trạm PPTT đến các trạm biến áp B1, B2, B3, B4 dùng cáp lộ kép.
Các trạm BAPX dùng loại trạm kề, có một mặt tường tiếp giáp với tường phân xưởng.
Vị trí trạm PPTT, các trạm BAPX và sơ đồ mạng cao áp của nhà máy cho trên hình 3.1.
Chọn cáp cao áp từ trạm PPTT đến các trạm BAPX
Chọn cáp từ trạm PPTT đến B1:
Với cáp đồng và tra bảng được
Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 16m m2→ 2XLPE (3x16)
Bảng 3.7. Trị số mật độ dòng điện kinh tế Jkt, A/m m2
Loại dây dẫn A và AC Cáp lõi đồng Cáp lõi nhôm
Bảng 3.8. Chi phí máy biến áp của phương án 1 Đường cáp PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 Tổng 3.5.2. Phương án 2
Tương tự phương án 1, ta tính được kết quả của phương án 2
3.5.2.1. Tính toán chi phí MBA Bảng 3.9. giá thành máy biến áp
Tên trạm B1 B2 B3 B4 Tổng 35 download by : skknchat@gmail.com
Bảng 3.10. Kết quả tính ∆ Pm của mạng cao áp Đường cáp PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 Tổng
Tổn thất điện năng trong mạng cao áp
Bảng 3.11. Kết quả tính ∆A của trạm biến áp phân xưởng
STT Tên trạm 1 B1 2 B2 3 B3 4 B4 Tổng
Tổn thất điện năng của toàn nhà máy
3.5.2.2. Lựa chọn cáp cho phương án Bảng 3.12. Chi phí cáp của phương án 2
Đường cáp PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 Tổng 3.5.3. Phương án 3
Tương tự phương án 1, ta tính được kết quả của phương án 3
3.5.3.1. Tính toán chi phí MBA
Bảng 3.13. Chi phí máy biến áp của phương án 3
Tên trạm B1 B2 B3 B4 Tổng
Bảng 3.14. kết quả tính ∆ Pm của mạng cao áp
Đường cáp PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 Tổng
Tổn thất điện năng trong mạng cao áp
Bảng 3.15. Kết quả tính ∆A của trạm biến áp phân xưởng
STT Tên trạm 1 B1 2 B2 3 B3 4 B4 Tổng
Tổn thất điện năng của toàn nhà máy
3.5.3.2. Lựa chọn cáp cho phương án
Bảng 3.16. Chi phí máy biến áp của phương án 1 Đường cáp PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 Tổng
3.5.4. Thống kê lựa chọn phương án Tính toán chi phí hàng năm
Lấy avh=0,1; atc=0,2; c=1500 đ/kWh
Chi phí tính toán hàng năm của phương án 4 là:
Bảng 3.17. Kết quả thống kê các phương án
Tên PA PA 1 PA 2 PA 3
Kết luận: Dựa vào bảng thống kê, ta thấy phương án tối ưu là phương án 2
38 download by : skknchat@gmail.com
Hình 3.4. Sơ đồ mạng cao áp phương án 2
3.6. Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT và các trạm BAPX 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 8DA10
3.6.2. Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng, BAPX
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