TÊN THIẾT BỊ KÍ HIỆU SL P(KW) X(m) Y(m)
Máy tiện vạn năng bang
lỏm 21 1 3.73 3 15 Máy tiện ren vít vạn năng 22 1 10.57 6 15 Máy tiện ren ống 23 1 0.32 9 15 Máy tiện ống ren 24 1 2.4 12 15 Máy mài bàn đá 25 1 3.73 6 11 Máy cắt sắt 26 1 0.55 9 11 Máy mài dụng cụ vạn năng 27 1 6.1 12 11 Máy ohay đứng 28 1 9.72 6 7 Máy phay vạn năng 29 1 3.077 9 7 Máy phay vạn năng 30 1 4.569 12 7
X3 =∑ ∑ = 7.8 (m) Y3 = ∑ ∑ = 10.97 (m) Nhóm 4: bảng 2.3-4 Tâm phụ tải nhóm 4
TÊN THIẾT BỊ KÍ HIỆU SL P(KW) X(m) Y(m)
Máy phay vạn năng dạng
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
18
Máy phay đứng ngang vạn
năng 32 1 10.57 36 15 Máy phay vạn năng 33 1 7.296 39 15 Máy mài 2 đá 34 1 0.32 42 15 Máy cắt sắt 35 1 2.4 36 11 Máy phay ngang vạn năng
dạng cong xon 36 1 3.73 39 11 Quạt thơng gió 37 1 0.55 42 11 Máy mài dụng cụ vạn năng 38 1 3.15 36 7
Máy mài sắt dụng cụ vạn
năng 39 1 3.105 39 7 Máy mài phẳng vạn năng 40 1 2.2 42 7
X4 =∑
∑ = 37,34(m) Y4 =∑
∑ = 12,45 (m)
Từ tọa độ tâm phụ tải của các nhóm ta có thể xác định được tọa độ của vị trí tối ưu để đặt máy biến áp và tủ phân phối tổng (TPPT).
XT = ∑ ∑ ∑ ∑
∑ ∑ ∑ ∑ ∑ = 22.23 ( m ) YT = ∑ ∑ ∑ ∑
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh 19 hình 2.3-1 Vị trí tâm phụ tải Chú thích: + Tâm phụ tải nhóm: + Tâm phụ tải tổng:
2.4. Xác định vị trí đặt trạm biến áp, tủ phân phối và các tủ động lực:
- Vị trí của trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của mạng điện. Nếu vị trí của trạm biến áp đặt q xa phụ tải thì có thể dẫn đến chất lượng điện áp bị giảm, làm tổn thất điện năng. Nếu phụ tải phân tán, thì việc đặt các trạm biến áp gần chúng có thể dẫn đến số lượng trạm biến áp tăng, chi phí cho đường dây cung cấp lớn và như vậy hiệu quả kinh tế sẽ giảm. Vị trí trạm biến áp thường được đặt ở liền kề, bên ngoài hoặc ở bên trong phân xưởng.
- Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau : + An toàn và liên tục cấp điện.
+ Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới.
Nhóm 1
Nhóm 3
Nhóm 2
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
20
+ Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng.
+ Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ.
+ Bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan mơi trường, có khả năng điều chỉnh cải tạo thích họp, đáp ứng được khi khẩn cấp...
+ Tổng tổn thất cồng suất trên các đường dây là nhỏ nhất.
- Căn cứ vào sơ đồ bố trí các thiết bị trong phân xưởng, thấy rằng các phụ tải được bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng, nên khơng thể bố trí máy biến áp trong nhà. Vì vậy ta đặt máy phía ngồi nhà xưởng. - Trên thực tế, do các tủ động lực và tủ phân phối có kích cỡ mỏng, và chỉ được gắn cố định với nền nhà bởi 4 đai ốc ở 4 chân, cho nên ở các phương án ta sẽ đặt tủ ở sát tường nhà xưởng hoặc cạnh mép cột tường. Đặt như thế sẽ có 2 thuận tiện lớn sau: - Các tủ động lực có điểm tựa, thêm phần vững chắc. - Tạo khoảng khơng gian thống đãng, mỹ quan, thuận tiện cho việc di chuyển, khơng bị vướng víu. Từ những đặt điểm trên và tâm của phụ tải nên ta chọn vị trí các tủ động lực và tủ phân phối và trạm biến áp.
hình 2.4-1 Vị trí đặt trạm biến áp, tủ PPT, tủ DL
sau khi tính xong tâm phụ tải, ta lựa chọn vị trí đặt tủ PPC, tủ DL sao cho thuận tiện nhất, các vị trí đặt tủ phải nằm trên x hoặc y của tâm phụ tải.
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
21
2.5. Giới thiệu các phướng phương án cung cấp điện:
Sơ đồ mạng điện trục chính:
hình 2.5-1 Sơ đồ mang trục chính
- Các phụ tài được đấu nối chung từ một đường trục.
- Chi phí đầu tư, bào dưởng, vận hành cao, độ tinh cậy cung cấp điện thấp. - Thường xảy ra sự cố trên đường dây.
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
22
Sơ đồ mạng điện hình tia:
hình 2.5-2 Sơ đồ mạng điện hình tia
- Mổi phụ tải được cung cấp một đường dây riêng biệt. - Chi phí vận hành, bào dưởng, đầu tư cao.
- Độ tinh cậy cung cấp điện cao.
- Các phụ tải không phụ thuộc vào nhau, Các phụ tài được đấu nối chung từ một đường trục
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
23
Sơ đồ mạch vịng
hình 2.5-3 Sơ đồ mạng điện mạng vịng
- Các phụ tải được cung cấp điện từ các nguồn khác nhau. - Các nguồn được nối thành vịng kính vận hành hờ. - Chi phí đàu tư, bào dưởng, vận hành cao.
- Độ tinh cậy cung cấp điên cao nhât. - Khó trong việc lựa chọn thiết bị.
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
24
phân tích và lựa chọn sơ đồ để cấp điện cho phân xưởng :
Mạng điện hạ áp ở đây được hiểu là mạng động lực hoặc mạng chiếu sáng với cấp điện áp thường là 400/230V.
Sơ đồ nối dây của mạng động lực có hai dạng cơ bản là mạng hình tia và dạng phân nhánh với ưu khuyết điểm của chúng như sau:
Sơ đồ hình tia nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cấp từ một đường dây, do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện cao, ít xảy ra sự cố, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa dễ vận hành bảo quản. Tuy nhiên vốn đầu tư lớn, vì vậy sơ đồ đi dây hình tia được dùng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại 1 và loại 2.
Sơ đồ phân nhánh có ưu khuyết điểm ngược lại với sơ đồ hình tia vì vậy loại sơ đồ này được dùng khi cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại 2 và 3.
Trong thực tế người ta thường kết hợp hai dạng sơ đồ cơ bản đó thành những sơ đồ hỗn hợp để nâng cao độ tin cậy và linh hoạt của sơ đồ người ta thường đặt các mạch dự phòng chung hoặc riêng.
Với ưu nhược điểm của các loại sơ đồ như trên ta thấy với những đặc điểm của phân xưởng và để đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật ta lựa chọn phương án cung cấp điện là sơ đồ hình tia để cấp điện cho phân xưởng.
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
25
2.6. Sơ đồ mặt bằng cung cấp điện cho phụ tải:
hình 2.6-1 Sơ đồ mặt bằng cung cấp điện cho phụ tải
Một vài ví dụ về các phương thức lắp đặt
-Phương thức A1: Dây dẫn cách điện hoặc cáp đơn lõi đặt trong ống dây trong tường cách điện chịu nhiệt.
-Phương thức A2: Cáp đa lõi đặt trong ống dây đi trong tường cách điện chịu nhiệt. -Phương B1: Dây dẫn cách điện hoặc cáp đơn lõi đặt trong ống dây đi trên tường gỗ hoặc tường xây, hoặc có khoảng cách nhỏ hơn 0.3x đường kính ống dây chứa nó.
-Phương thức B2: cáp đa lõi đặt trong ống đi trên tường gỗ hoặc tường xây, hoặc có khoảng cách nhỏ hơn 0.3x đường kính ống dây chứa nó.
-Phương thức C: Cáp đa lõi hoặc đơn lõi:
+được cố định hoặc có khoảng cách nhỏ 0.3x đường kính của cáp tính từ tường gỗ.
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
26
Từ đó ta chọn phương thức lắp đặt dây sao cho phù hợp:
-Từ máy biến áp (MBA) vào tủ phân phối chính (TPPC) chọn phương thức đi ngầm .
-Từ TPP đến các tủ động lực (DL) chọn phương thức đặt trên hàng đơn trên thang cáp hoặc trên chêm.
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
27
2.7. Sơ đồ nguyên lý Cung cấp điện cho phụ tải:
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
28
2.8. Giới thiệu các phương pháp xác định phụ tải tính tốn:
Phụ tải tính tốn là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính tốn cũng đốt nóng thiết bị lên đến nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính tốn sẽ đảm bảo an tồn cho thiết bị về mặt phát nóng .
Khi thiết kế cung cấp điện cho một cơng trình nào đó, nhiệm vụ đầu tiên của chúng ta là xác định phụ tải điện của cơng trình ấy. Tùy theo quy mơ của cơng trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế, hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển của cơng trình, trong tương lai 5 năm, 10 năm hoặc lâu hơn nữa. Như vậy xác định phụ tải điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn.Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải cơng trình ngay sau khi cơng trình đi vào vận hành, phụ tải đó thường được gọi là phụ tải tính tốn. Người thiết kế cần biết phụ tải tính tốn để chọn các thiết bị điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ,...để tính tổn thất công suất, điện áp để chọn các thiết bị bù,...Như vậy phụ tải tính tốn là số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện.
Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình cơng nghệ sản xuất,... Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính tốn là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng, vì nếu xác định phụ tải tính tốn mà nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến cháy, nổ rất nguy hiểm, cịn nếu phụ tải tính tốn lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với u cầu do đó gây lãng phí.
Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện nhưng do tính phức tạp của phụ tải nên chưa có phương pháp nào hồn tồn chính xác. Sau đây sẽ trình bày mọt số phương pháp tính phụ tải tường dùng trong thiết kế hệ thống cung cấp điện.
Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu.
Ptt = Knc*Pđm Qtt = Ptt*tag
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
29
Stt =√ =
Trong đó: Knc là hệ số nhu cầu cho trong sổ tay cung cấp điện Pđ là công suất đặt các phân xưởng
-Phương pháp này có độ chính xác khơng cao lắm. Vì hệ số nhu cầu Knc cho trong sổ tay, đôi khi không phù hợp với thực tế, vì vậy nó được dùng trong tính tốn sơ bộ.
Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.
Ptt = p0*F (KW)
Trong đó: p0 là cơng suất của phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất(KW/m2) F là diện tích sản xuất (m2
)
-Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng và chỉ áp dụng cho các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều.
Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.
Ptt =
Trong đó:M là số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong 1 năm (sản lượng)
W0 là suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/đơn vị sản phẩm)
Tmax là thời gian sử dụng công suất lớn nhất(h).
Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax và cơng suất trung bình Ptb(cịn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq)
Ptt = kmax*ksd*Pđm Trong đó: kmax,ksd hệ số cực đại và hệ số sử dụng
Pđm_ công suất định mức (W)
-Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác và thường được dùng để xác định phụ tải tính tốn của nhóm thiết bị có đặc điểm làm việc tương đối giống nhau.
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
30
Xác định phụ tải tính tốn theo tiêu chuẩn IEC:
Cơng thức tính phụ tải trên các nhóm thiết bị: Pđm =Sđm*cos phi Qđm = Pđm*tan phi Ptt = Ks*ku*Pđm ∑ ∑ Qtt = Ptt*tag ( ) √ Cos = Itt = √ = √ Trong đó: U= 400 (v) =0,4(kv)
Ptt , Qtt , Stt : Cơng suất tác dụng, phản kháng, tồn phần tính tốn của nhóm thiết bị (KW, KVAr, KVA).
Itt : Dịng điện tính tốn.
Ks: Hệ số đồng thời ( được dùng để đánh giá phụ tải, một nhóm tải được nối cùng tủ phân phối hoặc tủ phân phối phụ ).
Ku : Hệ số sử dụng lớn nhất ( được dùng để đánh giá trị công suất tiêu thụ thực, hệ số này cần được áp dụng cho từng tải riêng biệt ).
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
31
2.9. Tính tốn phụ tải :
Do số thiết bị mỗi nhóm ≥ 10 (thường thì sự vận hành đồng thời của tất cả các tải có trong một lưới điện là không bao giờ xảy ra). Hệ số đồng thời Ks sẽ được dùng để đánh giá phụ tải) chọn Ks = 0.6 cho mỗi nhóm.( theo hình A12/trang A18, sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo IEC)
Nhóm 1 Ptt1 = KS*∑Pi*Kui =KS*∑ *Kui=0.6*( + )= 30.211 (KW) ∑ ∑ = 0.76 Stt1= = = 39.751 (kVA) Qtt1= √ =√ = 25.835 (kvar) Itt1= √ = √ =57.37 (A) Nhóm 2 Ptt2= KS*∑Pi*Kui =KS*∑ *Kui=0.6*( + )= 29.488 (KW) ∑ ∑ = 0.746 Stt2= = = 39.528 (kVA) Qtt2= √ =√ = 26.232 (KVAr) Itt2= √ = √ =57.05 (A) Nhóm 3 Ptt3 = KS*∑Pi*Kui =KS*∑ *Kui=0.6*( + )= 25.226 (KW)
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh 32 ∑ ∑ = 0.754 Stt3= = = 33.456 (kVA) Qtt3= √ =√ = 21.976 (KVAr) Itt3= √ = √ =48.29 (A) Nhóm 4 Ptt4 =KS*∑Pi*Kui =KS*∑ *Kui=0.6*( + )= 20.885 (KW) ∑ ∑ = 0.69 Stt4= = = 30.268 (kVA) Qtt4= √ =√ = 21.908 (KVAr) Itt4= √ = √ =43.68 (A)
Tổng cơng suất tính tốn của phân xưởng:
Chọn Ks = 0.8 vì số mạch là 4.(tra bảng A12, hướng dẫn thiết kế lắp đặt điên theo tiêu chuẩn IEC)
Ptt Tổng = (Ptt1+Ptt2+Ptt3+Ptt4)*KS = (30.211+29.488+25.226+88.20.885)*0.8 = 84.648 (KW) Qtt Tổng = (Qtt1+Qtt2+Qtt3+Qtt4)*KS = (25.835+26.323+21.476+21.908)*0.8 =76.833 (KVAR) Stt Tổng = √ =√ = 114.318 ( KVA) IttTổng = √ = √ = 165 (A)
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng:Đèn ống huỳnh quang có tụ hiệu chỉnh. P0 = 14 (W/m2)
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
33
Pcs = P0*S = 14*38*56 = 29.792 (KW) Qcs= Pcs*tan = 17.677 (KVAr)
Từ đó ta có tổng cơng suất phân xưởng
P∑ = Ptt tổng +Pcs = 84.648+29.792 = 114.44 (KW) Q∑ = Qtt tổng + Qcs = 76.833+17.677 = 94.51 (KVAr) S∑ = √ ∑ ∑ = √ =148.42 (KVA) ∑ ∑ √ √ ( )
bảng 2.9-1 Cơng suất phụ tải tính tốn
Ptt (KW) Qtt (KVAr) Stt (KVA) Itt (A)
DL1 30.211 25.835 39.751 57.37 DL2 29.488 26.232 39.528 57.05 DL3 25.226 21.976 33.456 48.29 DL4 20.885 21.908 30.268 43.68 Toàn phân xưởng 114.44 94.51
Bảng thể hiện kết quả tính phụ tải tính tốn của 4 tủ động lực và toàn phân xưởng cơ khí, dựa vào đó ta có thể chọn máy biến áp, dây dẫn, CB…
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
34
CHƯƠNG 3. CHỌN THIẾT BỊ CUNG CẤP ĐIỆN
3.1. CHỌN MÁY BIẾN ÁP :
Trạm biến áp là một phần tử rất quan trọng của hệ thống điện nó có nhiệm vụ tiếp nhận điện năng từ hệ thống, biến đổi từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác và phân phối cho mạng điện tương ứng. Trong mỗi trạm biến áp ngoài máy biến áp cịn có rất