CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY
4.1 Sơ đồ tổng quát mạng hạ áp của PXSCCK
Hình: Sơ đồ tổng quát mạng hạ áp động lực của PXSCCK
4.2 Sơ bộ chọn các thiết bị điện 4.2.1 Chọn áp tô mát
UđmA ≥ Uđm.m
T ong đó: UđmA: Điện áp định mức của áp tô mát;
Uđm.m: Điện áp định mức của mạng điện
IđmA ≥ Ilv.max
T ong đó: IđmA: Điện áp định mức của áp tơ mát;
Ilv.max: Dịng điện làm việc lâu dài lớn nhất chạy qua áp tô mát.
- Đối với áp tô mát A1, A2: Ilv.max = Itt.PXSCCK Itt.PXSCCK: D ng điện tính tốn của PXSCCK - Đối với áp tơ mát A3 và A4: Ilv.max = Itt.nhóm
Itt.nhóm: d ng điện tính tốn của nhóm phụ tải được cấp điện bởi tủ động
lực
- Đối với áp tô mát A5:
o Nếu áp tô mát cấp điện cho mạch có số phụ tải động n ≤ 3
o Nếu áp tơ mát cấp điện cho mạch có số phụ tải động n > 3
T ong đó kti: Hệ số phụ tải thứ i. Nếu không t a được kti thì có thể lấy kti = 0.9 ới phụ tải làm iệc theo chế độ dài hạn à kti = 0.75 đối ới phụ tải làm iệc theo chế độ ngắn hạn lặp lại.
a. Chọn áp tô mát A1, A2, A3, A4:
Ta chọn áp tô mát của hãng Me lin Ge in:
Bảng 4.1. Kết quả chọn áp tô mát A1, A2, A3, A4
Tuyến cáp Stt (kVA) Itt(A) Loại Iđm (A) Uđm (V) Icắt (kA) Số cực Aptomat tổng 151.61 230.3476 NS 400E 400 500 15 3 TTP-ĐL1 50.97 77.4409 C100E 100 500 7.5 3 TTP-ĐL2 34.77 52.82755 C60N 63 440 6 3 TTP-ĐL3 32.87 49.9408 C60N 63 440 6 3 TTP-ĐL4 31.98 48.58858 C60N 63 440 6 3 TTP-ĐL5 25.42 38.62169 C60N 63 440 6 3
b. Chọn áp tô mát A5 đến các thiết ị à nhóm thiết ị t ong tủ động lực Điều kiện chọn:
UđmA ≥ Uđmm = 380V IđmA ≥ Ilvmax =
Kết quả chọn cho t ong ảng 4.3.
4.2.2 Chọn dây dẫn (cáp)
Điều kiện chọn: - Uđm.dd ≥ Uđm.m T ong đó:
Uđm.dd: Điện áp định mức của dây dẫn
Uđm.m: Điện áp định mức của mạng điện
- K.Icp.dd ≥ Ilvmax T ong đó:
Icpđd: D ng điện tải cho phép của dây dẫn
K: Hệ số hiệu chỉnh khả năng tải của dây dẫn theo nhiệt độ, k=1 Ilvmax: D ng điện làm việc lâu dài lớn nhất chạy qua dây dẫn
o Đối với đoạn dây dẫn L1 (nối giữa TBAPX và tủ phân phối của PXSCCK)
Ilv.max=Itt.PXSCCK
o Đối với dây dẫn L2 (nối giữa tủ phân phối và các tủ động lực của PXSCCK)
Ilvmax = Ittnhom =
o Đối với đoạn dây dẫn L3 (nối tủ động lực và các phụ tải của PXSCCK)
nếu dây dẫn cấp điện cho số phụ tải động n ≤ 3
nếu dây dẫn cấp điện cho số phụ tải động n > 3
T ong đó:
Ikđn: D ng điện khởi động nhiệt của áp tô mát. Trong thiết kế chọn
Ikđđt: D ng điện khởi động điện từ của áp tô mát, được tra trong sổ tay kĩ
thuật của áp tô mát. Nếu không t a được trong sổ tay thì có thể chọn , t ong đó Iđn là d ng điện đỉnh nhọn của phụ tải được cấp ởi mạng có ảo ệ ởi áp tơ máy.
Kết quả tính được cho trong bảng 4.2. và 4.3. - Chọn L1:
Itt.PXSCCK = 230.3476A Chọn dây nhôm PVC A95 có Iđm=255A do CADIVI sản xuất Bảng 4.2. Kết quả chọn cáp từ TPP tới các TĐL Tuyến cáp Stt, kVA Itt, A IđmA, A Loại Icp,A TTP-ĐL1 50.97 77.4409 100 83.33333 PVC M16 100 TTP-ĐL2 34.77 52.82755 63 52.5 PVC M10 60 TTP-ĐL3 32.87 49.9408 63 52.5 PVC M10 60 TTP-ĐL4 31.98 48.58858 63 52.5 PVC M10 60 TTP-ĐL5 25.42 38.62169 63 52.5 PVC M10 60 TTP-CS 17.01 25.8440 40 33.33 PVC M6 35
Kí hiệu Tên nhóm và tên thiết bị SL
Phụ tải Áp tô mát Dây dẫn
Pđ(kW) Ptt(kW) I(A) Mã
hiệu IđmA(A) 1.25IđmA/1.5(A) Mã hiệu Icp(A) Nhóm 1
1 Máy tiện ren 2 20 20 50.64 C60N 63 52.5 PVCM10 60
1 Mát tiện ren 2 20 20 50.64 C60N 63 52.5 PVCM10 60
2 Máy tiện ren 2 20 20 50.64 C60N 63 52.5 PVCM10 60
2 Máy tiện ren 2 20 20 50.64 C60N 63 52.5 PVCM10 60
22 Máy khoan bàn 1 0.65
7.25 16.52 V40H 40 33.33 PVCM6 35
23 Máy mài sắc 2 2.8
26 Máy ũa 1 1
27 Máy mài sắc dao cắt gọt 1 2.8 Nhóm 2
5 Máy phay vạn năng 2 17
21.5 53.18 C60N 63 52.5 PVCM10 60 6 Máy phay ngang 1 4.5
7 Máy phay chép hình 1 5.62
9.22 23.35 V40H 40 33.33 PVCM6 35 10 Máy phay chép hình 1 0.6
11 Máy phay chép hình 1 3 12 Máy bào ngang 2 14
18.5 46.85 C60N 63 52.5 PVCM10 60 15 Máy khoan hướng tâm 1 4.5
13 Máy ào giường một trụ 1 10
17 43.05 C60N 63 52.5 PVCM10 60
17 Máy mài trịn 1 7
Nhóm 3
3 Máy doa tọa độ 1 4.5
18.5 46.85 C60N 63 52.5 PVCM10 60
8 Máy phay đứng 2 14
4 Máy doa ngang 1 4.5
18.5 46.85 C60N 63 52.5 PVCM10 60
14 Máy xọc 2 14
9 Máy phay chép hình 1 1
10 25.32 V40H 40 33.33 PVCM6 35 16 Máy doa ngang 1 4.5
21 Máy ép thủy lực 1 4.5 18 Máy mài tròn vạn năng 1 2.8
15.6 39.50 C60N 63 52.5 PVCM10 60 19 Máy mài phẳng có trục đứng 1 10 20 Máy mài phẳng có trục nằm 1 2.8 Nhóm 4
1 Máy tiện ren 3 21 21 53.18 C60N 63 52.5 PVCM10 60
2 Máy tiện ren 1 4.5
10.9 27.60 V40H 40 33.33 PVCM6 35
3 Máy tiện ren 2 6.4
4 Máy tiện ren 1 10
20.3 51.4 C60N 63 52.5 PVCM10 60 7 Máy phay vạn năng 1 4.5
8 Máy bào ngang 1 5.8 9 Máy mài tròn vạn năng 1 2.8
12.4 31.40 V40H 40 33.33 PVCM6 35
10 Máy mài phằng 1 4
11 Máy cưa 1 2.8
12 Máy mài hai phía 1 2.8 Nhóm 5
1 Máy tiện ren 1 7
14.7 37.22 V40H 40 33.33 PVCM6 35
2 Máy tiện ren 1 4.5
3 Máy tiện ren 1 3.2
4 Máy tiện ren 1 10
19.8 50.14 C60N 63 52.5 PVCM10 60 5 Máy khoan đứng 1 2.8
6 Bàn nguội 1 7
11 Máy cưa 1 2.8
- 21.65 V40H 40 33.33 PVCM6 35 12 Máy mài hai phía 1 2.8
4.2.3 Chọn thanh góp của các tủ phân phối và động lực
Điều kiện chọn:
T ong đó:
o Icp.tg: D ng điện tải cho phép của thanh góp o K: Hệ số điều chỉnh khả năng của thanh góp
Kết quả tính tốn cho dưới bảng sau. Chọn thanh đồng, mỗi pha một thanh.
Bảng 4.4. Thanh góp tủ phân phối và động lực
Nhánh Uđm(kV) Stt(kVA) Itt(A) Kích thước (mm) Tiết diện (mm2) Chiều dài (m) Icp(A) TPP- TBAPX 0.38 151.61 230.35 30x3 90.00 1.2 405.00 TPP 0.38 151.61 230.35 30x3 90.00 1.2 405.00 TĐL1 0.38 50.97 77.44 25x3 75.00 2 340.00 TĐL2 0.38 34.77 52.83 25x3 75.00 2 340.00 TĐL3 0.38 32.87 49.94 25x3 75.00 2 340.00 TĐL4 0.38 31.98 48.59 25x3 75.00 2 340.00 TĐL5 0.38 25.42 38.62 25x3 75.00 2 340.00 4.3 Tính tốn ngắn mạch mạng hạ áp
Khi tính tốn ngắn mạch phóa hạ áp ta xem MBAPX là nguồn (được nối với hệ thống vô cùng lớn) vì vậy điện áp trên thanh cái cao áp của trạm được coi là khơng thay đổi khi ngắn mạch, ta có IN=I’’=I∞. Giả thiết này sẽ làm giá trị dòng ngắn mạch tính tốn được sẽ lớn hơn thực thế rất nhiều bởi rất khó giữ được điện áp trên thanh cái cao áp của TBAPP không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch sau MBA. Song nếu có dịng ngắn mạch tính tốn này mà các thiết bị đã chọn thảo mãn điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt thì chúng có thể hồn tồn làm việc t ong điều kiện thực tế.
4.3.1 Các thông số của sơ đồ thay thế
Máy biến áp:
Bảng 4.5. Điện trở và điện kháng của áp tô mát
Áp tô mát Loại R(mΩ) X(mΩ) A1 và A2 NS400E 0.15 0.1 A3 và A4 C100E 1.30 0.86 C60N 2.35 1.3 A5 C60N 2.35 1.3 V40H 5.5 2.7
Bảng 4.6. Điện trở và điện kháng của cáp
Nhánh Loại L(m) R(mΩ/m) X(mΩ/m) R(mΩ) X(mΩ) TBAPX-TPP A95 200 0.34 0.303 68 60.6 TPP-TĐL1 PVC M16 1.5 1.20 0.333 1.8 0.4995 TPP-TĐL2 PVC M10 13.5 1.84 0.355 24.84 4.7925 TPP-TĐL3 PVC M10 2.25 1.84 0.355 4.14 0.7985 TPP-TĐL4 PVC M10 13.5 1.84 0.355 24.84 4.7925 TPP-TĐL5 PVC M10 21.00 1.84 0.355 38.64 7.455 Bảng 4.7. Điện trở thanh góp
Thanh góp tủ động lực L=2m 0.268 0.295 0.536 0.59 4.3.2 Tính tốn d ng ngắn mạch Tính ngắn mạch tại N1 Tính ngắn mạch tại N2 Tính ngắn mạch tại N3 Bảng 4.8. Dòng ngắn mạch N3 ị t í N3 RN3 XN3 ZN3 IN3(A) ixk3(A) Tủ ĐL1 73.5352 71.4539 102.5333 2139.725 3933.836 Tủ ĐL2 97.6252 76.1869 123.8351 1771.656 3257.149 Tủ ĐL3 76.9252 72.1929 105.4955 2079.644 3823.376 Tủ ĐL4 97.6252 76.1869 123.8351 1771.656 3257.149 Tủ ĐL5 111.4252 78.8494 136.502 1607.252 2954.896
4.4 Kiểm tra các thiết bị điện và chọn các thiết bị khác
- Kiểm tra khả năng của các áp tô mát
Bảng 4.9. Kết quả kiểm tra áp tô mát
Áp tô mát Vị trí Loại IcắtA (kA) ixk(A) Kiểm tra A1 và A2 Áp tô mát tổng NS 400E 15 4059 Tốt A3 và A4 TPP - ĐL1 C100E 7.5 3933 Tốt TPP - ĐL2 C60N 6 3257 Tốt TPP - ĐL3 C60N 6 3823 Tốt TPP - ĐL4 C60N 6 3257 Tốt TPP - ĐL5 C60N 6 2954 Tốt - Kiểm tra ổn định động của thanh góp:
T ong đó:
σcp: Ứng suất cho phép của thanh góp
σtt: Ứng suất tính tốn xuất hiện trên thanh góp khi có ngắn mạch
α =10
l: khoảng cách giữa các sứ của một pha (cm) a: khoảng cách giữa các pha (cm)
: chiều ộng; h: chiều cao thanh góp (cm) ixk(kA)
Bảng 4.10. Kết quả kiểm tra thanh góp
Thanh góp Vị trí σcp (kG/c m2) a (cm) b (cm) h (m) l (cm) ixk (A) σtt (10-3 kG/cm2) Kiểm tra TG1 TPP TBA 1400 15 12 1.2 30 43662.2 7.766765 Tốt
TG2 TPP PX SCCK 1400 15 12 1.2 30 4059.07 0.067125 Tốt TG3 ĐL1 1400 15 12 2 30 3933.84 0.063047 Tốt ĐL2 1400 15 12 2 30 3257.15 0.043222 Tốt ĐL3 1400 15 12 2 30 3823.38 0.059556 Tốt ĐL4 1400 15 12 2 30 3257.15 0.043222 Tốt ĐL5 1400 15 12 2 30 2954.9 0.035573 Tốt - Ta bỏ qua việc xét tính ổn định nhiệt của các thanh góp và dây dẫn hạ áp.
4.5 Sơ đồ nguyên lý mạng hạ áp động lực và sơ đồ mặt bằng đi dây của PXSCCK
KẾT LUẬN CHUNG
Như ậy sau quá t ình các ước tính tốn, ta đã thiết kế xong các nội dung cơ ản của đồ án cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy kéo với các nội dung:
1. Xác định phụ tải tính tốn của phân xưởng sửa chữa cơ khí à tồn nhà máy 2.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ngô Hồng Quang, ũ ăn Tẩm (2008), “Thiết kế cấp điện”, Nhà xuất bản
khoa học và kỹ thuật.
2. PGS. TS. Trần Bách (2008), “Lưới điện và hệ thống điện”, Tập 1, Tập 2, Tập 3, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
3. Nguyễn ăn Đạm (2008), “Thiết kế các mạng và hệ thống điện”, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
4. Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoach (2007), “Hệ thống cung cấp điện của
xí nghiệp cơng nghiệp đơ thị và nhà cao tầng”, Nhà xuất bản khoa học và kỹ
thuật.
5. PGS. Nguyễn Hữu Khái (2006), “Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp”, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
6. VS. GS. Trần Đình Long (2008), “Bảo vệ các hệ thống điện”, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
7. GS. TS. Lã ăn Út (2005), “Ngắn mạch trong hệ thống điện”, Nhà xuất bản