Đồ án thiết kế cấp điện cho phân xưởng cơ khí

tính toán là phụ tải gần đúng chỉ dùng để tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện, cònphụ tải thực tế là phụ tải chính xác có thể xác định được bằng đồng hồ đo điện trong quá trình vận

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC Cung Cấp Điện

Họ và tên : Đỗ Hữu Minh (mã sinh viên:1300117)

Nguyễn Văn Lượng

Nguyễn Xuân Minh

Lớp: ĐH Điện K5, nghành học : Công nghệ kỹ thuật điện.

Tên đề tài : Thiết kế cấp điện cho phân xưởng cơ khí.

Số liệu cơ bản (các số liệu trong phụ lục kèm theo Động cơ các máy công tắc đều là động cơ 3 pha ) Diện tích chiếm chỗ một máy công tác là 3x3=9 m2 Trạm biến

áp 22/0,4 kV đặt trong nhà

Nội dung nhiệm vụ :

- Xác định phụ tải tính toán (động lực và chiếu sáng) cho phân xưởng

- Lập sơ đồ và thiết kế mạng điện cung cấp cho toàn phân xưởng

- Thiết kế trạm biến áp phân phối 22/0,4 kV cấp điện cho phân xưởng

- Kiểm tra tổn thất điện áp lớn nhất, xác định tổn thất công suất và chi phí điện năng cho phân xưởng, biết phân xưởng làm việc với Tmax =

4500h/năm

- Tính chiếu sáng cho phân xưởng, đảm bảo độ rọi E = 80lx

Phụ tải phân xưởng sửa chữa cơ khí

TT Tên thiết bị Số

lượng P

1 máy Tổng Nhóm 1

Trang 2

1 Máy tiện ren 1 4,5 4,5 11,4

Trang 3

- Thuyết minh tính toán : 01 quyển.

- Bản vẽ: Các phương án cấp điện; Sơ đồ mạng điện động lực và chiếu sáng; Sơ

đồ nguyên lý và sơ đồ kết cấu trạm biến áp phân xưởng

Phụ lục

Phụ lục hình ảnh:

Chương I: II 3: Hình 1: Minh họa các đại lượng Ptt,Ptb,Pđm

Chương II: I 1: Hình 2: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện từ MBA.

Chương II: I 3 3.12: Hình 3: Sơ đồ cấp điện hình tia.

Chương IV: V 4 4.12: Hình 4: Sơ đồ phân bố công suất trong xí nghiệp cơ khí.

Trang 4

Chương VII: III: Hình 8: Sơ đồ nguyên lý chiếu sáng phân xưởng cơ khí.

Phụ lục bảng:

Chương I: III: Bảng 1: Thống kê danh sách các phụ tải của phân xưởng cơ khí.

Chương IV: II 1: Bảng 2: Bảng chọn mật độ dòng kinh tế.

Chương IV: III: Bảng 3: Số liệu tính toán tiết diện dây dẫn.

Chương IV: III 3: Bảng 4: Cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực.

Chương IV: V 4 4 4: Bảng 5: Bảng chọn các thông số tụ bù.

Bảng 6: Lựa chọn dây dẫn

Bảng 7: Bảng chọn áptômát đầu ra cho tủ động lực

Bảng 8: Bảng tính chọn áptômát cho từng máy nhóm I

Bảng 9: Bảng tính chọn áptômát cho từng máy nhóm II

Bảng 10: Bảng tính chọn áptômát cho từng máy nhóm III Bảng 11: Bảng tính chọn áptômát cho từng máy nhóm IV Bảng 12: Bảng tính chọn áptômát cho từng máy nhóm V Bảng 13: Bảng tính chọn áptômát cho từng máy nhóm VI

Chương V: III: Bảng 14: Bảng tra cứu các máy phát điện.

vụ và sinh hoạt cũng từng bước phát triển không ngừng Đặc biệt với chủ trương kinh

tế mới của nhà nước, vốn nước ngoài tăng lên làm cho các nhà máy, xí nghiệp mới mọc lên càng nhiều

Do đó đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất và sinh hoạt Để làm được điều này thì nước ta cần phải có một đội ngũ con người đông đảo

Trang 5

khi học môn Cung Cấp điện, em được giao đề tài đồ án: “ Thiết kế cấp điện cho

phân xưởng cơ khí”

Tuy nhiên chúng em đã thực hiện đồ án này dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn

Khắc Tiến nhưng do lượng kiến thức còn hạn chế, nên có đôi phần thiếu sót Chúng

em rất mong sự đóng góp ý kiến, sự phê bình và sửa chữa từ các quý thầy cô và các bạn sinh viên để đồ án này được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Chương I :Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng

I Khái niệm về phụ tải điện:

Phụ tải điện là số liệu đầu tiên quan trọng nhất để tính toán thiết kế hệ thống cungcấp điện Xác định phụ tải điện quá lớn so với thực tế sẽ dẫn đến chọn thiết bị quá lớn làm tăng vốn đầu tư Xác định phụ tải điện quá nhỏ sẽ bị quá tải gây cháy nổ hư hại công trình làm mất điện

Xác định chính xác phụ tải điện là việc làm khó Công trình điện thường phải thiết kế lắp đặt trước khi có đối tượng sử dụng điện Ví dụ, cần thiết kế và lắp đặt trạm biến áp trung gian để cấp điện cho khu chế xuất ngay từ giai đoạn xây dựng cơ sở hạ tầng(đường giao thông, điện nước) sau đó mời các xí nghiệp vào mua đất xây dựng nhà máy Khi thiết kế lắp đặt đường dây cao áp và trạm biến áp trung gian cấp điện cho khu chế xuất người thiết kế chỉ biết các thông tin rất ít : Diện tích khu chế xuất và tính chất của các xí nghiệp sẽ xây dựng tại đó (công nghiệp nặng,nhẹ)

Phụ tải cần xác định trong giai đoạn tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi

là phụ tải tính toán Cần lưu ý phân biệt phụ tải tính toán và phụ tải thực tế Phụ tải

Trang 6

tính toán là phụ tải gần đúng chỉ dùng để tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện, cònphụ tải thực tế là phụ tải chính xác có thể xác định được bằng đồng hồ đo điện trong quá trình vận hành.

Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện Cần căn cứ vào lượng thông tin thu nhận được qua từng giai đoạn thiết kế để lựa chọn phương pháp phù hợp Càng nhiều thông tin về đối tượng sử dụng càng lựa chọn được phương án chính xác

- Khi thiết kế và vận hành hệ thống điện cung cấp cho xí nghiệp chú ý 3 thông số

VD : Xí nghiệp luyện kim, xí nghiệp hóa chất, cơ quan nhà nước…

Đối với loại này phải có 2 nguồn độc lập hoặc có nguồn dự phòng

+ Hộ tiêu thụ loại 2 : Là những hộ ngừng cung cấp điện dẫn đến thiệt hại về kinh tế do ngừng sản xuất, hư hỏng sản phẩm, lãng phí lao động

VD : Nhà máy cơ khí, nhà máy thực phẩm công nghệ nhẹ…

Đối với loại này hoặc không có thêm nguồn dự phòng thuộc vào sự so sánh giữa vốn đầu tư và hiệu quả kinh tế khi ngừng cung cấp điện Cho phép mất điện 1 đến

2 giờ

+ Hộ tiêu thụ loại 3 : Là tất cả các hộ tiêu thụ còn lại, ngoài hộ loại 1 và 2, cho phép cung cấp điện tin cậy cho phép thấp nghĩa là cho phép mất điện trong thời gian

Trang 7

- Độ tin cậy cung cấp điện: tùy thuộc vào loại hộ tiêu thụ trong điều kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án độ tin cậy càng cao.

- Chất lượng điện: Đánh giá bằng tần số và điện áp Tần số do cơ quan hệ thống điện điều chỉnh Do đó người thiết kế chỉ quan tâm đến chất lượng điện áp Nói chung điện áp ở cao thế và trung thế chỉ có thể giao động quanh giá trị ± 5% điện áp định mức

- An toàn trong cung cấp điện : Hệ thống cung cấp điện phải vận hành với người

và thiết bị Do đó phải chọn hồ sơ hợp lý, mạch lạc, rõ ràng

- Kinh tế : So sánh đánh giá thông qua tính toán từ đó chọn phương án hợp lý ít tốn kém

2 Xác định phụ tải tính toán:

Hiện nay có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán Thông thường những phương pháp đơn giản thì cho kết quả không chính xác, ngược lại muốn độ chính xác cao thì phương pháp tính toán lại phức tạp Do vậy, phải biết cân nhắc để lựa chọn phương pháp tính cho phù hợp

Nguyên tắc chung để tính toán phụ tải là tính từng thiết bị dùng điện trở ngược về phía nguồn

Mục đích của việc tính toán phụ tải:

- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới điện cung cấp một cách kinh tế

- Chọn số lượng và công suất máy biến áp hợp lý

- Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối có tính kinh tế

- Chọn các thiết bị chuyển mạch bảo vệ hợp lý

Sau đây là một số phương án tính toán :

2.1 Xác định phụ tải theo công suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm:Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải không thay đổi hoặc ít thay đổi, phụ tải tính toán được lấy bằng giá trị trung bình của các phụ tải lớn nhất, hệ số đóng điện của các hộ tiêu thụ này bằng 1, còn hệ số phụ tải thay đổi rất ít Phụ tải tính toán được tính theo công suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm, khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất trong một khoảng thời gian

Trong đó: Mca: Số sản phẩm sản xuất trong 1 ca

Tca:Thời gian của ca phụ tải lớn nhất

W0 : Suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm

(kwh/1đvsp)

Khi biết W0 và tổng sản phẩm sản xuất trong năm M của phân xưởng hay xí nghiệp, phụ tải tính toán sẽ là :

Trang 8

Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất.

Được sử dụng tính toán đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải ít biến đổi như quạt gió, bơm nước … Khi đó P tt=P tb kết quả tương đối chính xác

2.2 Xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản phẩm:

F: Diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ

P0 : Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất là m2, kw/m2

Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng Nó được dùng để tính các phụ tải phân xưởng Có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều

2.3 Xác định phụ tải theo công suất đặt:

3 Xác định đồ thị phụ tải theo hệ số K max và công suất trung bình P tb :

Phụ tải tính toán cho một nhóm n máy xác định theo công thức căn cứ vào công suất trung bình Ptt và hệ số cực đại Kmax

Trong đó: Với là công suất trung bình của nhóm này trong thời gian khảo sát, thường lấy là 1 ca hay 1 ngày đêm

Ptt – Công suất định mức của máy, nhà chế tạo cho

Ksd – Hệ số sử dụng, tra bảng 1.1 trang 225 Giáo trình Cung cấp điện, ví dụ với nhóm máy gia công kim loại ( tiện, cưa, khoan, bào ) của phân xưởng cơ khí trađược Ksd = 0,2 – 0,4

Cosφ – Hệ số suất của nhóm máy gia công Cosφ = 0,6 – 0,7

Trang 9

Hình 1 Minh họa các đại lượng Ptt,Ptb,Pdm.

Kmax hệ số cực đại, tra bảng 1.4 trang 227 Giáo trình Cung cấp điện ( theo

nhq và ksd ) , nhq là số thiết bị dùng hiệu quả, nếu số thiết bị giả thuyết có công suất bằng nhau, có cùng chế độ làm việc và gây ra 1 phụ tải tính toán đúng gần bằng phụ tải tính toán do nhóm thiết bị thực tế gây ra

Ý nghĩa thực tế của nhq là ở chỗ : một nhóm máy bất kỳ bao gồm nhiều máy có công suất khác nhau, đặc tính kỹ thuật khác nhau, chế độ làm việc, quá trình công nghệ khác nhau rất khó tính toán phụ tải điện Người ta đưa vào đại lượng trung gian nhq nhằm giúp cho việc xác định phụ tải điện của nhóm máy

dễ dàng tiện lợi mà sai số phạm phải là cho phép

Các bước xác định như sau :

- Xác định n1 – Số động cơ có công suất lớn hơn hoặc bằng 1 nửa công suất động

Trang 10

4 Tính toán đỉnh nhọn :

Phụ tải đỉnh nhọn kéo dài từ 1 đến 2 giây thì được họi là phụ tải đỉnh nhọn

Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dòng đỉnh nhọn Iđn Dòng điện này dùng

để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn các thiết bị bảo vệ tính toán khởi động của động cơ

Đối với 1 máy : Iđn = Imax = Kmin.Iđm

Kmin: Hệ số máy của động cơ

Đối với động cơ điện không đồng bộ roto lồng sóc Kmin = 5 ÷ 7

Đối với động cơ điện một chiều hoặc roto dây quấn Kmin= 2,5

Đối với lò điện Kmin=1

Lò điện hồ quang và máy biến áp hàn Kmin = 3

Đối với nhóm máy lò điện đỉnh nhọn xuất hiện khi có dòng mở máy lớn nhất trong nhóm máy:

III Xác định phụ tải tính toán phân xưởng

Căn cứ vào số liệu phụ tải đã cho trong các nhóm trên sơ đồ ta lập được bảng phụ tải phân xưởng như sau:

Bảng 1: Thống kê danh sách các phụ tải của phân xưởng cơ khí

TT Tên thiết bị Số

lượng

P đm ,Kw I đm ,A Ghi chú

1 máy Tổng Nhóm I

Trang 12

Căn cứ các phương pháp trên ta chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán

cho phân xưởng cơ khí theo phương pháp công suất trung bình và hệ số cực đại (kmax ) Trình tự xác định phụ tải tính toán các nhóm thiết bị trong phân xưởng cơ khí :

- B1: Xác định số thiết bị của 1 nhóm và công suất của nhóm

Trang 13

Tổng công suất của nhóm 1 : P1 = 99,05kW

Thiết bị có công suất lớn nhất là máy tiện tự động và phay đứng ( P13 = P18 =

Công suất phản kháng tính toán

Công suất tính toán toàn phần

Dòng điện tính toán

Trang 14

Thiết bị có công suất lớn nhất là máy tiện tự động và phay đứng ( P24 = 25,2kW

Trang 15

Thiết bị có công suất lớn nhất là máy tiện tự động và phay đứng ( P33 = 4,5kW ) ,

Trang 16

Từ ksd và nhq tra bảng ( Bảng 1.4 trang 227 sách Giáo trình Cung cấp điện Ninh Văn Nam) Ta có kmax = 1,88

Công suất tác dụng:

Tổng công suất của nhóm IV : P4 = 95kW

Thiết bị có công suất lớn nhất là máy tiện tự động và phay đứng ( P41 = P43 =

Trang 17

225 sách Giáo trình Cung cấp điện Ninh Văn Nam ) Ta có ksd = 0,7 ; cosφ = 0,9 ; tanφ

= 0,48

Từ ksd và nhq tra bảng ( Bảng 1.4 trang 227 sách Giáo trình Cung cấp điện Ninh Văn Nam) Ta có kmax = 1,29

Công suất tác dụng:

Trang 18

Thiết bị có công suất lớn nhất là máy tiện tự động và phay đứng ( P51 = 20kW )

Trang 19

Nhóm 1 có số lượng máy n = 8;

Thiết bị có công suất lớn nhất là máy tiện tự động và phay đứng ( P53 = 15kW )

Dòng điện tính toán

B.Phụ tải chiếu sáng

- Khi chiếu sáng nên dùng đèn sợi đốt vì đèn tuýp nhạy cảm với điện áp ( U < 180v thì đèn tắt ) và ánh sáng không thật

- Tra bảng với phân xưởng cơ khí phụ tải chiếu sáng là P0 = 15W/m2

- Diện tích của phân xưởng: S = S1 n = 9 70 = 630 m2

Trong đó: S1: là diện tích chiếm chỗ trung bình của một máy công tác

n: Tổng số máy công tác trong phân xưởng

Vậy công suất chiếu sáng cho toàn bộ xưởng là:

Trang 20

- Ngoài chiếu sáng chung ra cần trang bị thêm mỗi máy công tác 1 đèn sợi đốt công suất 100W ( trừ quạt) Như vậy cần thêm 69 bóng Pcsm=69.0,1=6,9(kW)

-Vậy tổng công suất chiếu sáng là: Pcst = 9,45 + 6,9 = 16,35 (kW)

-Bố trí đèn trong khu vực theo dãy

C Phụ tải tính toán của các thiết bị trong phân xưởng:

Phụ tải tác dụng của phân xưởng:

Trong đó: Kdt là hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, vì n = 6 lấy Kdt = 0,8 Phụ tải phản kháng của phân xưởng:

D Phụ tải tính toán toàn phân xưởng

Chương II: Lập sơ đồ và thiết kế mạng điện cung cấp cho toàn bộ phân

xưởng

I Khái quát chung

Sơ đồ nguyên lý, sơ đồ đi dây là một bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện Đây là bước quan trọng trong quá trình thiết kế, bởi có thiết kế được sơ đồ đi dâygọn nhẹ, tiết kiệm thì mới đảm bảo được các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật Căn cứ vào các

sơ đồ nguyên lý mà ta có phương hướng chọn dây dẫn, dây cáp cho phù hợp

 Sơ đồ nối dây mạng điện áp thấp

Mạng điện áp là mạng động lực hoặc chiếu sáng trong phân xưởng với cấp điện

Trang 21

Sơ đồ nối dây rõ ràng, đơn giản, độ tin cậy cao, vận hành thao tác thuận tiện.Nhược điểm:

Tốn nhiều dây dẫn nên ảnh hưởng đến kinh tế và vốn đầu tư

 Dạng phân nhánh:

Sơ đồ nối dây mạng phân nhánh thường dùng trong các phân xưởng có phụ tải không quan trọng

 So sánh 2 dạng mạng nối dây hình tia và phân nhánh:

Sơ đồ cung cấp điện bằng đường dây chính có độ tin cậy kém hơn so với hình tia

Sơ đồ cấp điện bằng đường dây chính rẻ tiền hơn hình tia

Sơ đồ cung cấp điện bằng đường dây chính có dòng ngắn mạch lớn hơn so với hình tia, tổn thất điện áp nhỏ hơn

Từ MBA có các đường dây cung cấp điện cho các thanh cái, từ các thanh cái có các đường dây cung cấp điện cho các tủ động lực hoặc tải có công suất lớn Nhờ có hệ thống thanh cái nên được dùng cho tải có công suất lớn, tổn hao nhỏ và thường dùng cho phân xưởng có phụ tải phân bố tương đối đều

1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đi dây trong phân xưởng

- Để đảm bảo việc cấp điện liên tục nên ta phải thêm 1 máy phát điện cho phân xưởng

c.Các thiết bị sử dụng trong sơ đồ nguyên lý

- Cầu dao cách ly

- Chống sét van

- Cầu chì cao áp

- Aptomat

- Máy biến áp nối theo kiểu Y/Y0, sơ đồ Y thứ cấp Y0

- Máy biến dòng TI

Giải thích thiết bị dùng trong trạm:

Trang 22

 Cầu dao cách ly chỉ được phép đóng cắt khi không tải, sau khi cắt phải đóng về bộ phận tiếp đất để đảm bảo an toàn cho công nhân vận hành, sửa chữa khi có

sự cố

- Cầu chì cao áp dùng để bảo vệ ngắn mạch

- Aptomat có nhiệm vụ đóng, cắt mạch điện và bảo vệ quá tải, ngắn mạch

- Chống sét van, dùng để chống song quá điện áp truyền từ đường dây vào trạm biến áp

- Máy biến dòng có nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ trị số lớn xuống trị số nhỏ ( 5A) cung cấp cho phụ tải và các thiết bị đo lường

- Thanh cái để phân phối điện đến các lưới hạ áp

Sơ đồ của trạm có 1 máy biến áp có:

- Ưu điểm:

Sơ đồ có kết cấu đơn giản

Thiết bị rẻ tiền và vốn đầu tư ít

Trang 23

Một số phương pháp xác định công suất MBA như sau:

- Xác định công suất MBA theo mật độ phụ tải:

+Mật độ phụ tải được xác định:

là phụ tải tính toán trong điều kiện làm việc bình thường:

Trạm 1 MBA: Sdm ≥ Stt

Trạm n MBA: Sdm ≥ Stt

Trong điều kiện làm việc sự cố MBA hoặc sự cố đường dây: Trong điều kiện khi

có sự cố ở trạm có nhiều MBA mà 1 MBA có sự cố hoặc sự cố đường dây lân cận cung cấp đến 1 MBA:

Trạm 1 MBA: Kqt.Sđm ≥ Ssc

Trạm n MBA: ( n-1 ).Kqt.Sđm ≥ Ssc

Trong đó Kqt: Hệ số quá tải MBA

Sđm: Công suất mức của MBA

Ssc: Phụ tải của trạm cần truyền tải khi có sự cố

Một cách gần đúng: Kqt = 1,4 với điều kiện hệ số phụ tải của máy móc trước sự

cố không quá 0,93 và quá tải không quá 5 ngày đêm và mỗi ngày không 6h khi chọn cống suất MBA cần chú ý hiệu quả theo môi trường (thường là các máy do liên xô chế tạo):

Nhiệt độ trung bình trong năm :

Nhiệt độ lớn nhất trong năm:

Khi nhiệt độ môi trường làm việc lớn hơn phải hiệu chỉnh lại

Căn cứ vào điều kiện chọn MBA, với phân xưởng cơ khí số 2 này, ta chọn MBA

Để xác định dung lượng và số lượng MBA ta cần phải tiến hành tính toán kinh tế

kĩ thuật cho nhiều phương án, sau đó chọn phương án tối ưu nhất

Trang 24

Tổn hao điện năng được xác định theo công thức:

(kWh)Trong đó:

: tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần công suất phản kháng gây ra

P0: tổn thất công suất không tải của máy biến áp được ghi trên nhã máy

Kkt: Hệ số dung lượng kinh tế thường chọn Kkt = 0,05 (kW/kVA)

t là thời gian sử dụng MBA trong một năm t=8760 giờ

:thời gian tổn thất công suất lớn nhất

Với Tmax là thời gian sử dụng công suất lớn nhất

: tổn thất công suất phản kháng lúc không tải do lõi thép

(kVA):dòng điện không tải của MBA

SđmMBA: Dung lượng định mức của máy biến áp

:tổn thất điện áp lúc ngắn mạch kể cả công suất phản kháng gây ra

SđmMBA: Dung lượng định mức MBA

:Tổn thất điện áp lúc ngắn mạch kể cả công suất phản kháng gây ra

:Tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần do công suất phản kháng gây ra

n: Số lượng MBA mắc song song

t: thời gian sử dụng MBA trong một năm t=8760 giờ

: thời gian tổn thất công suất lớn nhất

Trang 25

Tmax: thời gian sử dụng công suất lớn nhất.

Tmax = 4500 (giờ/năm)

Dựa vào phụ tải toàn phân xưởng là: Sttpx = 334,62 kVA ta đưa ra nhiều phương

án lựa chọn máy biến áp sao cho phù hợp theo tiêu chuẩn:

- Có các thông số kĩ thuật sau:

 Công suất định mức: SđmMBA = 400 kVA

 Điện áp định mức sơ cấp 22kV

 Tổn hao không tải ΔP0 = 840 W

 Dòng điện không tải I0% = 2%

 Tổn hao ngắn mạch ở 750C: ΔPN = 5,75 kW

 Điện áp ngắn mạch: UN% = 4Với các thông số trên ta áp dụng kiểm tra các tổn thất của MBA

Tổn thất công suất phản kháng lúc ngắn mạch:

(kVAr)Tổn thất công suất tác dụng lúc ngắn mạch:

(kW)Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp:

kVArTổn thất công suất không tải kể cả phần do công suất gây ra:

kWTổn thất điện năng trong MBA có dung lượng SđmMBA = 400 kVA trong một năm:

Trang 26

- Có các thông số kĩ thuật sau:

 Công suất định mức: SđmMBA = 180 kVA

 Điện áp định mức sơ cấp 22kV

 Tổn hao không tải ΔP0 = 530 W

 Dòng điện không tải I0% = 2,5%

 Tổn hao ngắn mạch ở 750C: ΔPN = 3,15 kW

 Điện áp ngắn mạch: UN% = 4Với các thông số trên ta áp dụng kiểm tra các tổn thất của MBA

Tổn thất công suất phản kháng lúc ngắn mạch:

(kVAr)Tổn thất công suất tác dụng lúc ngắn mạch:

(kW)Tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp:

kVArTổn thất công suất không tải kể cả phần do công suất gây ra:

kWTổn thất điện năng trong 2 MBA có dung lượng SđmMBA = 180 kVA trong một năm:

kWh

Số tiền tổn thất điện tính toán trong 1 năm với giá là 1325 vnđ/1 kWh

CA2 = 24587,48.1325 = 32578411 vnđ

Từ 2 phương án trên ta chọn phương án 1 dùng 1 MBA 3 pha có dung lượng là

400 kVA và số tiền tổn thất điện năng tính trong 1 năm thấp hơn phương án 2

Do trạm chỉ có 1 MBA nên ta chọn MBA có công suất:

Sttpx = 334,62(kVA) Nên ta chọn máy biến áp do ABB sản xuất 400kVA có các thông số lỹ thuật sau ( theo sách thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, trang 258):

Trang 27

ồn cho phép trong công trình Trạm phải có tường ngăn cháy cách ly với phòng kề sát

và phải có lối ra vào trực tiếp

Trong bản vẽ sơ đồ cấp điện này ta chọn vị trí đặt trạm biến áp là trung tâm phụ tải

3.2 Các phương án cấp điện từ trạm biến áp đến tủ động lực:

Ta thiết kế cho phân xưởng gồm có 6 nhóm phụ tải và 1 tủ chiếu sáng Để đảm bảo an toàn và mỹ thuật các tuyến dây cung cấp điện cho xí nghiệp sẽ được xây dựng bằng cáp ngầm Ta có các phương án cấp điện như sau:

 Phương án 1:

Sơ đồ mạng điện cấp điện được xây dựng theo mạng hình tia, từ trạm biến áp ta kéo dây trực tiếp đến các tủ động lực theo đường bẻ góc, các đường dây sẽ xây dựng dọc theo mép đường, nhà xưởng Phương án này sẽ thuận tiện cho việc xây dựng, vận hành và phát triển mạng điện, tuy nhiên chiều dài tuyến dây cao hơn mạng rẽ nhánh Khuyết điểm của phương án này là vốn đầu tư lớn, vì vậy sơ đồ nối dây hình tia được dùng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại 1 và 2

Trang 28

 Phương án 2:

Từ trạm biến áp sẽ xây dựng các đường trục chính, các nhóm phụ tải ở gần đường trục chính sẽ được cung cấp điện từ đường trục này qua các tủ phân phối trung gian Với phương án có ưu nhược điểm ngược lại so 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 nhận 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 bằng sơ đồ hình tia để cấp điện cho phân xưởng

Chương IV: Tính Chọn Các Thiết Bị, Dây Dẫn, Dây Cáp Trong Hệ Thống

Cung Cấp Điện

I Cơ sở lý luận:

Trang 29

- Các thiết bị, dây dẫn, dây cáp trong điều kiện vận hành có thể ở 1 trong 3 chế độ: Quá tải, làm việc lâu dài, chịu dòng ngắn mạch Nhưng nhờ việc tính chọn đảm bảo yêu cầu về dòng và áp định mức, giới hạn quá tải cho phép, các điều kiện về ổn định nhiệt và lực điện động.

- Trong hệ thống cung cấp điện, các thiết bị điện và dây dẫn, dây cáp có vai trò rất quan trọng Nó quyết định đến hiệu quả của sự an toàn và tin cậy cung cấp điện cho

hệ thống Chính vì vậy việc tính toán, chọn các thiết bị dây dẫn, dây cáp là rất cần thiết

để hệ thống được đảm bảo các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật trong yêu cầu chung

II Các phương pháp lựa chọn chọn và kiểm tra dây dẫn và dây cáp

Trong hệ thống cung cấp điện chúng ta có 3 phương pháp chủ yếu để lựa chọn tiết diện dây dẫn

Phương pháp thứ nhất: chọn theo mật độ dòng kinh tế của dòng điện Jkt (A/mm2)

là số ampe lớn nhất trên 1mm2 tiết diện Tiết diện chọn theo phương pháp này sẽ có lợi

1 Khái niệm phương pháp chọn mật độ dòng kinh tế:

Chi phí đầu tư của một đường dây phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng có thể biểu diễn theo công thức sau:

M = a.F + b

Trong đó: M – chi phí đầu tư

a,b – là các hằng số

F – là tiết diện dây dẫn

Chi phí đầu tư rõ ràng tỉ lệ thuận cới tiết diện dây dẫn, dễ dàng nhận thấy tiết diện dây dẫn càng lớn thì chi phí càng cao Và người chủ đầu tư luôn mong muốn sao cho chi phí đầu tư là nhỏ nhất

Trong khi đó khi xét về phương diện kĩ thuật, một vấn đề mà người thiết kế cần quan tâm là hiệu suất của đường dây trong quá trình vận hành Cụ thể hơn, đó chính là tổn thất điện năng của đường dây, xét trong một năm:

Trong đó : CΔA – là chi phí tổn thất điện năng

ΔA – tổn thất điện năng

Trang 30

3,11,7

2,71,6

3 Xác định tiết diện kinh tế từng đoạn:

4 Căn cứ vào trị số Fkt i tính được, tra Phụ lục V (PLV.1 , PLV.2 , PLV.3) trang 293 và 294 sách Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm tìm được tiết diện tiêu chuẩn gần nhất bé hơn

5 Kiểm tra lại tiết diện theo Icp hay ΔUcp

3 Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng

Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và dây cáp thì vật dẫn bị nóng, nếu nhiệt độ dây dẫn quá cao có thể làm cho chúng bị hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ Mặt khác, độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị giảm xuống, do vậy nhà chế tạo quy định

Trang 31

K1.K2.Icp ≥ Itt

Trong đó:

K1: là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trường đặt dây cáp

K2: là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng dây hoặc cáp đi chung một rãnh

Icp: dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp định lựa chọnDòng điện cho phép là dòng điện lớn nhất có thể chạy qua dây dẫn trong thời gian không hạn chế mà không làm cho nhiệt độ của nó vượt quá trị số cho phép

III Tính toán tiết diện dây dẫn

Bảng 3: số liệu tính toán tiết diện dây dẫn

Nhóm S tt (kVA) F – Tiết diện

 Với nhiệt độ môi trường xung quanh là 300C

Nhiệt độ lớn nhất cho phép của dây là 600C

Nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường xung quanh là 250C

Từ đó ta tra bảng 4.13 trong sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến

500 kV- Ngô Hồng Quang trang 286 giá trị K1 = 0,93

 Với số cáp cùng đặt trong một rãnh là 4 và khoảng cách giữa các sợi là 100mm ta có thể tra bảng 4.74 trong trong sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV- Ngô Hồng Quang trang 286 giá trị của K2 = 0,8

 Lựa chọn loại dây cho phân xưởng là cáp lõi đồng cách điện PVC

Trang 32

 Từ giá trị dòng điện cho phép ta có thể tra bảng 4.11 và 4.12,4.13,4.14 ở các trang từ 233 đến 238 trong sách sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến

500 kV của Ngô Hồng Quang

F: tiết diện dây pha

F0: tiết diện dây trung tính

2 Chọn cáp từ trạm biến áp về tủ phân phối của xưởng:

Ittpx = 482,98 (A)

Tra bảng PL V.13 TKCĐ

Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện cao su PVC do LENS chế tạo có tiết diện 240

mm2, Lõi 17,9 mm Với Icp = 501 (A)

Trang 33

Tra bảng PL V.13 TKCĐ Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm

Bảng 4: Cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lựcĐộng lực

2 d, mm r0, 𝜴/km ở

200C

Icp , ATrong nhà

ΔU ≤ 5%.Uđm thỏa mãn điều kiện

 Kiểm tra tổn thất đến tủ động lực nhóm II:

R = (0,0754.10+0,387.20).10-3 = 8,494.10-3 (𝜴)