Thông số aptomat tủ chiếu sáng

Loại tủ Itt (A) Loại Iđm

(A) Utđm (V) INmax (kA) Số cực CS1 4,73 DPNN 40 440 4,5 1+N 5.3.1.2. Chọn aptomat 1 pha Dòng qua aptomat nhánh là: ∑ Pcs = 1,1.7.3,2 = 0,25(kVA) → ∑ Scs = 0,25/0,95 = 0,26 (kVA) In = 0,26.1000 220 = 1,2 (A)

Tra bảng 3.10, tr.151,Sổ tay tra cứu và lựa chọn thiết bị điện từ 0,4 - 500 kV, Ngô Hồng Quang ta chọn aptomat 2 cực loại RCCB do hãng Schneider sản xuất có Iđm = 25 (A).

5.3.2. Chọn cáp

5.3.2.1. Chọn cáp từ tủ phân phối nhà xưởng vào chiếu sáng

Ta có dịng điện tính tốn Itt = 4,73 (A), nhiệt độ cho phép lớn nhất của dây 60oC, nhiệt độ môi trường là 25oC

Tra PL4.21-4.22, tr.374, Sổ tay tra cứu và lựa chọn thiết bị điện từ 0,4 - 500 kV, Ngơ Hồng Quang ta có : k1 = 1, k2 = 0,85.

Dịng điện cho phép tính tốn của phụ tải là: Icp =

Itt k1.k2 =

4,73

1.0,85 = 5,56 (A)

Dựa vào Icp tra bảng 4.23, tr.248, Sổ tay tra cứu và lựa chọn thiết bị điện từ 0,4 - 500 kV, Ngô Hồng Quang chọn cáp đồng cách điện PVC do hãng Lens chế tạo loại 2x2,5 có [Icp] = 48 (A) > Icp= 5,56 (A)

Cáp được kết hợp với Áptơmát DPNN có Iđm = 40 (A) k1 .k2 .[Icp ]= 1.0,85.48= 40,4 ≥ IkdnhAT 1,5 = 1,25.IđmAT 1,5 = 1,25.40 1,5 = 33,33(A) Bảng 5.4. Thông số cáp tủ chiếu sáng

1,25.IđmAT

1,5 Loại

Icp (A)

TPP1-TCS 4,73 5,56 40 33,33 2x2,5 48

5.3.2.2. Lựa chọn dây dẫn từ các dãy vào đèn

Iđ =

0,26

0,22.0,95 = 1,24 (A)

Tra bảng 4, tr.230, Sổ tay tra cứu và lựa chọn thiết bị điện từ 0,4 - 500 kV, Ngô Hồng Quang chọn dây đơn mềm nhiều sợi VCm lõi đồng cách điện PVC do CADIVI sản xuất có tiết diện 0,5 mm2 có Iđm = 5 (A).

5.3.3 Lựa chọn thanh góp trong tủ chiếu sáng

Chọn Icp theo dòng định mức. Icb = Itt = 4,73 (A) Icp ≥

Icb k1.k2 =

4,73

0,95.0,9 = 5,53 (A)

Tra bảng 7.2, tr. 363, Sổ tay lựa chọn và thiết bị, Ngô Hồng Quang. Vậy chọn mỗi pha 2 thanh dẫn đồng làm việc, thanh dẫn có kích thước là (25x3) có Icp = 340 (A).

Bảng 5.5. Thanh góp hạ áp trong tủ chiếu sáng xưởng máy nghiền

Tên tủ Itt (A)

Loại thanh (mm)

Số

thanh/pha Icp (A) k1.k2.Icp

TC S TP P1 28m 60 m 4m 4m

2x2,5 25x3 V C m V C m V C m V C m V C m V C m V C m V C m V C m V C m V C m V C m V C m V C m V C m DPNN RCCB RCCB RCCB RCCB RCCB RCCB RCCB RCCB RCCB RCCB RCCB RCCB RCCB RCCB RCCB

Hình 5.3 Sơ đồ nguyên lý mạng điện chiếu sáng của xưởng máy nghiền

H = 2, 9m h1 = 3 m h2 = 1, 1m

Hình 5.2 Độ treo cao của đèn

Có nhiều phương pháp để tính tốn chiếu sáng, do yêu cầu về ánh sáng của tính chất cơng việc nên em chọn phương pháp hệ số sử dụng là chính xác và thoả mãn được các yêu cầu về chiếu sáng.

Do cơng ty có nhiều nhà xưởng và phịng ban, tính tốn cho các xưởng cịn lại ta có thể làm tương tự nên em chỉ thiết kế cho một phân xưởng điển hình là xưởng máy nghiền.

Chương 6

BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 6.1. Khái quát

Điện năng là năng lượng chủ yếu của các xí nghiệp, các xí nghiệp này trong q trình làm việc tiêu thụ từ mạng điện cả về công suất tác dụng (P) lẫn công suất phản kháng (Q). Các nguồn tiêu thụ công suất phản kháng là: Động cơ điện không đồng bộ, máy biến áp, đường dây trên không và các thiết bị khác.

Tùy thuộc vào đặc tính của thiết bị điện, xí nghiệp có thể tiêu thụ một lượng điện khoảng 70% tổng số điện năng được sản xuất ra. Vì thế việc thực hiện các biện pháp tiết kiệm điện trong xí nghiệp cơng nghiệp có ý nghĩa rất quan trọng, khơng những có lợi cho bản thân các xí nghiệp mà cịn có lợi chung cho nền kinh tế quốc dân.

Truyền tải một lượng lớn công suất phản kháng qua dây dẫn và máy biến áp khơng có lợi vì những ngun nhân chủ yếu sau:

+ Làm tổn thất thêm công suất tác dụng và điện năng trên tất cả các phần tử của hệ thống cung cấp điện cho tải công suất phản kháng.

+ Làm tổn thất thêm điện áp.

Với những nguyên nhân trên, để có lợi về kinh tế lẫn kỹ thuật, trong lưới điện cần đưa nguồn bù công suất phản kháng tới gần những nơi tiêu thụ đó và giảm lượng cơng suất phản kháng nhận từ hệ thống. Khi có bù cơng suất cơng suất phản kháng thì hệ số cơng suất cos được nâng cao.

Hệ số công suất cos được nâng cao sẽ đưa đến những hiệu quả sau : + Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện.

Tổn thất công suất trên đường dây được tính như sau :

∆ P=P 2 +Q2 U2 . R= P2 U2. R+ Q2 U2. R (6-1) ∆ P=∆ P(P)+∆Q(Q) (6-2)

Trong đó:

R: Điện trở của phần tử gây tổn thất, 

 P: Tổn thất công suất tác dụng, KW

P, Q: Công suất tác dụng, công suất phản kháng truyền qua R. Giảm lượng Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần tổn thất công suất P(Q) do Q gây ra.

+ Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện :

∆ U=P . R+Q . X U = P . R U + Q . X U (6-3) ∆ U=∆ U(P)+∆ U(Q) (6-4)

Giảm lượng Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần U(Q) do Q gây ra.

+ Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp.

I=√P2+Q2

√3.U (6-5) Với I =const, khi giảm Q thì khả năng truyền tải cơng suất tác dụng P tăng lên.

+ Giảm được chi phí kim loại màu, góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của nhà máy phát điện.

6.2. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos

6.2.1. Các biện pháp nâng hệ số công suất cos tự nhiên

- Thay đổi và cải tiến quy trình cơng 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 cơng suất nhỏ hơn.

- Giảm điện áp những động cơ làm việc non tải. - Hạn chế động cơ chạy không tải.

- Dùng động cơ không đồng bộ thay thế 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.

6.2.2. Dùng phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số côngsuất cos. suất cos.

Để bù công suất phản kháng tiêu thụ tại các xí nghiệp có thể dùng máy bù đồng bộ, tụ điện và động cơ điện đồng bộ.

Thiết bị bù phải chọn trên cơ sở tính tốn so sánh về kỹ thuật, kinh tế. Mỗi thiết bị đều có ưu nhược điểm riêng.

Hình thức đặt thiết bù gồm có: Bù riêng, bù nhóm, bù tập trung.

+ Bù riêng: thiết bị bù nối trực tiếp với thiết bị cần bù. Hình thức bù này có những nhược điểm lớn là không sử dụng tốt bộ tụ điện, bởi vì khi cắt điện cho thiết bị điện thì cắt ln cả thiết bị bù

+ Bù nhóm: Nối các thiết bị bù vào tủ phân phối nhóm trong phân xưởng của xí nghiệp.

+ Bù tập trung: Thiết bị bù nối vào thanh cái cao áp hoặc hạ áp của trạm biến áp phân xưởng.

6.3. Bù công suất phản kháng cho cơng ty

6.3.1. Chọn thiết bị và vị trí bù

Do cơng ty có cơng suất tiêu thụ điện vào loại trung bình, khơng địi hỏi dung lượng bù lớn lắm, thơng thường dung lượng bù nhỏ hơn 5000KVAR thì người ta dùng tụ điện.

Do đặc điểm của thiết bị và quy trình cơng nghệ trong cơng ty có vài động cơ khơng đồng bộ có cơng suất lớn. Cho nên ta phối hợp đặt tập trung ở thanh cái phía hạ áp của máy biến áp và bù theo nhóm ở tủ động lực của phân xưởng.

6.3.2. Xác định dung lượng bù

Dung lượng bù xác định theo công thức (6-6)

Qbù = P(tg1- tg2). (kVAr) (6-6) Trong đó:

P: Phụ tải tính tốn của phân xưởng hay nhóm tính bằng KW.

2: Góc ứng với hế số cơng suất (cos1) muốn đạt được sau khi bù.  = 0,91 Hệ số xét tới khả năng nâng cao cos bằng những phương

pháp khơng địi hỏi thiết bị bù chọn  = 1.

Cos2: Thường lấy bằng hệ số công suất do cơ quan quản lý hệ thống điện quy định cho mỗi hộ tiêu thụ phải đạt được, thường nằm trong khoảng 0,8

0,95.

Ở đây ta lấy cos2 = 0,95 hay tg2 = 0,33.

Hệ số cơng suất trung bình của một nhóm thiết bị được tính theo cơng thức :

Costb = cosarctg.Qtb

Ptb (6-7) Hệ số cosϕtb được dùng để đánh giá mức độ sừ dụng điện tiết kiệm và hợp

lý của xí nghiệp.

6.3.3. Xác định hệ thống bù công suất phản kháng cho công ty

* Bù tập trung ở thanh cái phía hạ áp của máy biến áp. Hệ số cosϕ của công ty:

Cos1 = cosarctg.Qct

Pcr = cosarctg. 1137,081555 = 0,8

Phân xưởng có hệ số cơng suất cos1 = 0,8 hay tg1 = 0,75 nâng hệ số

công suất này lên đến cos2 = 0,95 hay tg2 = 0,33. + Dung lượng cần bù:

QbùPX = Pttpx.(tg1 - tg2). (6-8) Do đây là thiết kế mới nên ta không xét tới khả năng nâng cao hệ số công suất cosϕ bằng phương pháp tự nhiên nên ta chọn  = 1, tính được:

Qbùct = 1137,08 (0,75 – 0,33).1 = 477,57 (kVAr) Chọn thiết bị bù các bộ tụ là điện.

Dung lượng bù được tính theo cơng thức:

Qtd = 2f.U2.C = 0,314.U2.C (kVAr) (6-9) Trong đó:

~ BU BI MC CD 0,4KV U: Điện áp đặt lên cực của tụ điện, KV.

C: Điện dung của tụ điện, F Suy ra:

cbù= Qbù

3,14.U2= 477,75

3,14. 0,382=¿1053,66 F

6.3.5. Điều chỉnh dung lượng bù

- Điều chỉnh dung lượng bù của tụ điện có thể được thực hiện bằng tay hoặc tự động.

+ Điều chỉnh tự động dung lượng bù của tụ điện thường chỉ được đặt ra trong trường hợp bù tập trung với dung lượng lớn. Có bốn cách điều chỉnh dung lượng bù tự động: Điều chỉnh dung lượng bù theo nguyên tắc điện áp, theo thời gian, theo dòng điện phụ tải và theo hướng đi của công suất phản kháng. Điều chỉnh dung lượng bù theo điện áp và thời gian thường được dùng hơn cả.

- Việc điều chỉnh có thể thực hiện bằng rơle (sử dụng phần tử có tiếp điểm), mạch điện tử (sử dụng phần tử không tiếp điểm).

Trong phạm vi của luận văn, chỉ đưa ra phương pháp điều chỉnh dung lượng bù theo nguyên tắc điện áp thực hiện bằng rơle.

Tụ điện điện áp cao là loại một pha nên chúng nối lại với nhau thành hình tam giác, mỗi pha có cầu chì bảo vệ riêng, khi cầu chì của một pha nào đó bị đứt, tụ điện ở hai pha cịn lại vẫn tiếp làm việc. Để đo lường và bảo vệ người ta đặt các máy biến dòng BI và máy biến điện áp BU. Máy biến điện áp ngoài việc đo lường và bảo vệ nói trên cịn được dùng làm điện trở phóng điện cho tụ khi nó được cắt ra khỏi mạng. Vì vậy BU được nối vào phía dưới các thiết bị đóng cắt và ở ngay đầu cực của nhóm tụ điện.

Điện trở phóng điện được tính theo công thức: Rpt = 15.106.U2pha

Q ( ) (6-10) Trong đó: Q: Dung lượng của tụ điện, KVA.

Upha: Điện áp pha của mạng, KV

- Điện trở phóng điện của tụ điện phải thỏa mãn hai yêu cầu sau :

+ Giảm nhanh điện áp dư trên tụ để đảm bảo an toàn cho người vận hành, người ta quy định sau 30 phút điện áp trên tụ phải giảm xuống dưới 65V.

+ Ở trạng thái làm việc bình thường tổn thất cơng suất tác dụng trên điện trở phóng điện so với dung lượng của tụ điện không vượt quá giá trị số 1W/kVAr.

Để có thể sẵn sàng làm việc ngay sau khi tụ điện được cắt ra khỏi mạng, điện trở phóng điện phải được nối phía dưới các thiết bị đóng, cắt và ở ngay đầu cực của nhóm tụ điện.

* Vận hành tụ điện:

Sử dụng thiết bị đóng cắt và bảo vệ có thể là cầu dao và cầu chì; aptomat hoặc cơng tắc tơ và cầu chì để đóng cắt bộ tụ điện với mạng.

Tụ điện phải đặt ở nơi khơ ráo, ít bụi bặm, khơng dễ nổ, dễ cháy và khơng có khí ăn mịn.

Khi vận hành tụ điện phải đảm bảo điều kiện sau:

+ Điều kiện nhiệt: Phải giữ cho nhiệt độ khơng khí xung quanh tụ điện không vượt quá + 350C.

+ Điều kiện điện áp: phải giữ điện áp trên cực của tụ điện không vượt quá 110% điện áp định mức. Khi điện áp của mạng vượt quá giới hạn cho phép nói trên thì phải cắt tụ điện ra khỏi mạng.

Trong lúc vận hành nếu thấy tụ điện bị phình ra thì phải cắt ngay ra khỏi mạng, vì đó là hiện tượng của sự cố nguy hiểm, tụ có thể bị nổ.

Chương 7

NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT

7.1. Tính tốn thiết kế hệ thống nối đất cho trạm biến áp

Ta sử dụng hệ thống tiếp địa dùng cho nối đất an toàn và nối đất làm việc trong xí nghiệp. Điện trở nối đất cho phép của hệ thống là 4(Ω), còn điện trở nối đất cho phép an tồn là từ 4 ÷ 10 (Ω), dó đó ta sẽ tính tốn hệ thống nối đất theo điện trở cho phép nhỏ: Rcp = 4 (Ω)

Hình 7.1. Mơ hình hệ thống nối đất

1 – Cọc nối đất ; 2 – Thanh nối

Dùng thép góc L63x63x6, dài 2,5 m = 250 cm để làm cọc thẳng đứng của thiết bị nối đất có bề dầy b = 6 mm = 0,6 cm, được chôn sâu dưới đất 0,7 m được nối với nhau bằng thanh thép dẹp 40×4 mm tạo thành mạch vịng nối đất bao quanh trạm biến áp, thép được hàn chặt với cọc ở độ sâu 0,8 m.

Độ chôn sâu cọc: t = to + l 2 = 0,7 + 2,5 2 = 1,95 (m) = 195 (cm)

Xác định điện trở nối đất của 1 cọc tiếp địa chôn thẳng đứng: Rc = ρ.kmax 2.3,14.l.(ln(2.dl)+1 2.ln 4t+l 4t−l) (Ω) Trong đó:

kmax: Hệ số mùa, với cọc tiếp địa thẳng đứng về mùa mưa kmax = 1,4 d: Đường kính ngồi đẳng trị của cọc được tính như sau:

d = 0,95.b (m)

Đối với thép góc có bề rộng của cạnh là b = 6(mm) = 0.6 (cm) l: chiều dài của cọc, l = 2,5(m) = 250 (cm)

t: độ chơn sâu cọc, tính từ mặt đất đến điểm giữa của cọc, m Thay các giá trị vào công thức:

Ta có: Rc = 0,4 . 104.1,4 2 . 3,14 . 250.(ln(2 .2500,57 )+1 2. ln 4 . 195+250 4 . 195−250) = 27,16 (Ω)

Số cọc tiếp địa xác định sơ bộ theo: NLT =

Rc Rcp =

27,16

4 = 6,79 ≈ 7 (cọc)

Ta bố trí các cọc tiếp địa theo một mạch kín. Chọn a = 2,5 là khoảng cách giữa

các điện cực đứng. => a l = 2,5 2,5 = 1 Với a

l = 1 ; NLT = 7 => tra bảng 5, tr.47, Giáo trình an tồn điện, Vũ

Hải Thuận.

Ta có ηc = 0,63 ηthn = 0,38

Số điện cực đứng cần thiết n khi xét đến hệ số sử dụng ηc sẽ là: Nc = Rc ηc.Rcp = 27,16 0,63.4 = 10(cọc) Với a

l = 1; Nc = 10 => bảng 5, tr.47, Giáo trình an tồn điện, Vũ Hải

Thuận.

Ta có ηc = 0,55 ηthn = 0,34

Tính điện trở nối đất của các cọc tiếp địa có tính đến hệ số sử dụng với số

cọc vừa xác định: R∑đc =

Rc ηc.n =

27,16

Chọn thanh nối cọc tiếp địa là thép dẹt 40x4mm chiều sâu 0,8m do đó thanh nối sẽ có:

+ Chiều dài bằng chu vi mặt bằng bố trí cọc tiếp địa: L = 2,5.10 = 25 (m) = 2500 (cm) + Độ chôn sâu: h = ho + b 2 = 0,8 + 0,04 2 = 0,82 (m) = 82 (cm)

Điện trở nối đất của thanh nối xác định trên cơ sở phân bố cọc tiếp địa