BÀI tập lớn môn học CUNG cấp điện đề tài thiết kế cấp điện cho nhà xưởng sửa chữa cơ khí

26.Máy tiện ren 11,95 0,71 8,48 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm phụ tải chiếu sáng và làm mát Phụ tải chiếu sáng phải hoạt động liên tục trong quá trình nhà xưởng hoạt động nên Thiế

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

Trang 3

ĐỀ TÀI:

“Thiết kế cấp điện cho nhà xưởng sửa chữa cơ khí”

DỮ LIỆU PHỤC VỤ THIẾT KẾ NHÀ XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

-Mặt bằng bố trí thiết bị của nhà xưởng:

Trang 4

7

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Trang 5

- Ký hiệu và thông số kỹ thuật của thiết bị nhà xưởng:

Thiết bị trên sơ đồ mặt

Trang 6

Trang 7

2.2 Đề xuất các phương án cấp điện cho nhà xưởng

(4 phương án; vị trí đặt TBA, tủ điện, chọn MBA, tiết dây dẫn; tính các loại tổn thất)2.3 Đánh giá lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

Trang 8

4.5 Chọn thiết bị hạ áp (loại tủ phân phối, thanh cái, sử đỡ, thiết bị chuyển mạch bằng tay và tự động đóng/cắt nguồn tự động, aptomat/cầu chảy, khởi động từ v.v…)

4.6 Chọn thiết bị đo lường: máy biến dòng, ampe mét, vol mét, công tơ v.v

4.7 Kết luận 4

5.1 Tổng quan

5.2 Tính toán bù công suất phản kháng để cosφ sau khi bù đạt 0,9

5.3 Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng

Trang 9

SỬ LÝ SỐ LIỆU THEO NHÓM

Sử lý số liệu với i=2

+ Cột công suất đặt (kW): Pi = (P1 + 0,15i)=(P1+0.15*2)

Thiết bị trên sơ đồ

Trang 10

Trang 11

BÀI LÀM

CHƯƠNG 1 Xác định phụ tải tính toán nhà xưởng

Trang 12

Ptt=Po.S (W)

Trong đó :

Po Là công suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích sản xuất

(Po = 20 W/m2)

S Là diện tích nhà xưởng (m2)

Với S = a.bTrong đó :

a Là chiều dài phân xưởng (m)

b Là chiều rộng phân xưởng (m)

Với a = 36 m

b = 24 m

S = a.b = 36.24 = 864 m2

 Ptt = Po.S = 20.864 = 17280 W = 17,28 kW

1.3 Phụ tải thông thoáng và làm mát

Phân xưởng trang bị 35 quạt trần mỗi quạt có công suất là 150 W và 10 quạt hút mỗi quạt

80 W, hệ số công suất trung bình của nhóm là 0,8

Tổng công suất thông thoáng và làm mát là:

Plm = 35.150 +10.80 = 6050 W = 6,05 (kW); Qlm = 4,54 (kVAr)

Đặt chiều cao của xưởng là 4m thì thể tích văn phòng xưởng là 6*6*4= 144(m3) 1m3 =

200BTU => 144*200 = 28800(BTU) =>chọn điều hoà 30000BTU

Tên thiết bị Số Công suất đặt Hệ số Ptti Ks1 Ptt∑1 Ks2 Ptt∑2

Trang 13

5.Lò điện kiểu buồng 12 Thùng tôi 19.Máy quạt 24.Máy tiện 32.Cần cẩu

Nhóm 2:

Đối tượng Công suất Hệ số Ku Ptti(kW) Ks1 Ptt∑1 đặt

Trang 14

0.7 28,92

Trang 15

26.Máy tiện ren 11,95 0,71 8,48

 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm phụ tải chiếu sáng và làm mát

Phụ tải chiếu sáng phải hoạt động liên tục trong quá trình nhà xưởng hoạt động nên

Thiết kế một tủ điện riêng cho phụ tải thông thoáng, làm mát và chiếu sáng đặt

cạnh tủ phân phối, lấy nguồn từ sau tủ phân phối tổng của nhà máy nên ta có công

suất tính toán cho phụ tải làm mát, thông gió và chiếu sáng:

Cosφ = 0,65

Trang 16

Hệ số công suất trung bình của cả phân xưởng tương đối cao 0,83 Do vậy cần

bù không nhiều

CHƯƠNG 2

CHỌN SƠ ĐỒ PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN TỐI ƯU CHO NHÀ

XƯỞNG

Trang 17

Trang 18

2.1 Tổng quan

- So sánh KT-KT là để chọn lựa được phương án cấp điện tối ưu

+Bước 1: Đề xuất 1 số phương án cấp điện phù hợp phụ tải

+Bước 2: Sơ bộ chọn các phương án có yêu cầu kỹ thuật tương đương

+Bước 3: So sánh KT-KT chọn phương án cấp điện tối ưu

2.2 Đề xuất các phương án cấp điện cho nhà xưởng

(Các phương án; vị trí đặt TBA, tủ điện, chọn MBA, tiết dây dẫn; tính các loại tổn thất)

2.2.1 Tìm tọa độ tủ điện của từng nhóm đối tượng.

Để lựa chọn được vị trí tối ưu cho TBA cần thỏa mãn các điều kiện sau:

- Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành cũngnhư thay thế và tu sửa sau này (phải đủ không gian để có thể dễ dàng thay máy biến áp, gầncác đường vận chuyển )

- Vị trí trạm phải không ảnh hưởng đến giao thông và vận chuyển vật tư chính của xí nghiệp

- Vị trí trạm còn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt), có khảnăng phòng cháy, phòng nổ tốt đồng thời phải tránh được các bị hoá chất hoặc các khí ănmòn của chính phân xưởng này có thể gây ra

Trang 19

Trang 20

=> Ta sẽ chọn tủ điện của nhóm này ở vị trí (8,87m;29,7m)

o Nhóm 2:Tính tương tự như nhóm 1 ta sẽ có x=5,97(m); y=21,64(m) => Ta sẽ chọn

tủ điện của nhóm này ở vị trí (6m;20m)

tủ điện của nhóm này ở vị trí (2,5m;11m)

tủ điện của nhóm này ở vị trí (21m;25 m)

o Nhóm 5:Tính tương tự như nhóm 1 ta sẽ có x=17,88(m); y=21,18(m) => Ta sẽ chọn tủ điện của nhóm này ở vị trí (17m;21m)

2.2.2 Tính tọa độ tủ điện của nhà xưởng

=>Tọa độ của tủ điện tổng là (10,181m;22,84m)

2.2.3 Tính tiết diện dây

-Có điện áp vào nhà xưởng là U = 380V

Trang 21

Trang 22

-Nhiệt độ môi trường xung quanh là 25 °C

-Nhiệt độ tiêu chuẩn môi trường xung quanh

25°C => k1 =1

Chọn dây dẫn từ trạm biến áp tới tủ phân phối.

Dòng điện chạy trên dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối: Đi lộ kép, chiều dài khoảng 5m

Kiểm tra phát nóng của dây dẫn: Isc ≤ k1k2Icp

Bằng 2 lần lúc vận hành bình thường ∆U = 0,4 V< 10%Uđm

Vậy cáp đã chọn thoả mãn yêu cầu

Trang 23

Trang 24

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến các tủ động lực, tủ động lực đến các phụ tải

Để đảm bảo cung cấp điện được liên tục ngay cả khi xảy ra sự cố, ta chọn đường dây từ tủ phân phối đến tủ động lực là đường dây kép

 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1: Chiều dài khoảng 6m Dòng điện chạy trong dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1:

 Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn:Isc ≤ k1k2Icp Ta có:

Trang 25

Với tổng S của nhóm 1 = 217,32 (kVA)

Tra phụ lục với dây AC - 185 được:

r o= 0,17 (Ωm): ρ/km) và x o = 0,386 (Ωm): ρ/km)

Tổng trở của đường dây:

Z = (r o + jx o).L1 = (0,17 + j0,386) 13,47.10−3 = (2,29 + j5,2).10−3 (Ωm): ρ) Tổn thất công suất trên đường dây:

Trang 26

Trang 28

Trang 29

Chọn dây AC – 16

Z = (r o + jx o).L3 = (2,06 + j0,4) 12,24.10 − 3 = (25,21 + j4,9).10 − 3 (Ωm): ρ) Tổn thất công suất trên đường dây:

∆ ˙ = S

2

Z = 83,39

2 (25,21+ j4,9).10 −6 = 1,21 + j0,24 (kVA)

2.3.1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng

Mạng điện phân xưởng thường có các dạng sơ đồ chính sau đây:

- Sơ đồ hình tia: Mạng cáp các thiết bị được dùng điện được cung cấp trựctiếp từ các tử động lực (TĐL) hoặc từ các tủ phân phối (TPP) bằng các đường cáp độclập Kiểu sơ đồnày có độ tin cậy CCĐ cao, nhưng chi phí đầu tư lớn, thường được dùng

ở các hộ loại I và loại II

Trang 30

phụ tải nhỏ, phân bố không đồng đều Nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện thấp, thường dùng cho các hộ loại III.

TPP

TÐL

Hình 2.4 Sơ đồliên thông

Ngoài ra còn có nhiều các sơ đồ khác như sơ đồ mạch vòng kín, sơ đồ dẫn sâu,

sơ đồ mạch vòng kín vận hành hở…

=> Từ các ưu khuyết điểm của từng dạng sơ đồ và sơ đồ bố trí thiết bị trong phân xưởng ta chọn dạng sơ đồ hỗn hợp làm phương án nối điện trong phân xưởng

Ta xét các phương án đi dây:

Phương án 1: Đặt tủ phân phối tại tại góc phân xưởng từ đó kéo điện đến các tủ động lực được đặt sát tường

Phương án 2: Đặt tủ phân phối tại tâm phụ tải từ đó kéo điện đến các tủ động lực được đặt sát tường

2.3.2 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

 Nguyên tắc chung chọn dây dẫn và dây cáp cho sơ đồ

Trong mạng điện phân xưởng, dây dẫn và dây cáp được chọn theo những nguyên tắc sau:

- Đảm bảo tổn thất điện áp trong phạm vi cho phép: trong phân xưởng chiều dài đường dây rất ngắn nên ∆U không đáng kể

- Kiểm tra độ sụt áp khi có động cơ lớn khởi động: điều kiện này ta cũng có thể bỏ qua do phân xưởng không có động cơ có công suất quá lớn

- Đảm bảo điều kiện phát nóng

Như vậy nguyên tắc quan trọng nhất chính đảm bảo điều kiện phát nóng Sau đây ta sẽ xét cụ thể về điều kiện phát nóng

Cáp và dây dẫn được chọn cần thỏa mãn:

(A)

Trong đó:

- khc: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp và số lượng cáp đi song song trong rãnh

- Icp (A): Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây cáp chọn được

Trang 31

Ilvmax (A): Dòng điện làm việc lớn nhất của phân xưởng, nhóm, hay các thiết bị điện

đơn lẻ

Để đảm bảo cung cấp điện được liên tục ngay cả khi xảy ra sự cố, ta chọn đường dây từ tủ phân phối đến tủ động lực là đường dây kép

 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1: Chiều dài khoảng 6m

Dòng điện chạy trong dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1:

điện – Ngô Hồng Quang)

 Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn:Isc ≤ k1k2Icp

Trang 32

Trang 33

Vốn đầu tư đường dây:Zdây = (avh + atc).Vdây + C (đ)

Vdây = 2L (giá tiền trên mỗi km chiều dài = 124,8.106 (đ/km) )

- Trong HTCCĐ có các loại tổn thất: tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp

- Trình tự các bước tính toán tổn thất trong hệ thống cung cấp điện:

Vẽ sơ đồ thay thế trong hệ thống cung cấp điện và xác định các thông số trong sơ

Tra phụ lục với dây AC - 185 được:

r o= 0,17 (Ωm): ρ/km) và x o = 0,386 (Ωm): ρ/km)

Z = (r o + jx o).L1 = (0,17 + j0,386) 13,47.10−3 = (2,29 + j5,2).10−3 (Ωm): ρ) Tổn thất công suất trên đường dây:

Trang 34

* Với L2 = 18,85 (m) = 18,85.10 −3 (km)

Từ tủ chính đến tủ nhóm 2:Chọn dây AC – 95

Z = (r o + jx o).L2 = (0,33 + j0,406) 18,85.10 − 3 = (6,22 + j7,65).10 − 3 (Ωm): ρ) Tổn thất công suất trên đường dây:

 Tổn thất điện năng trên đường dây L1:

 Tổn thất điện năng trên đường dây L2:

Trang 35

 U =

380Tổn thất điện áp trên đường dây L5:

ƯU 4.1 Tổng quan

 Mọi PT-TB trong vận hành có thể phải chịu 3 chế độ làm việc:  Bình thường: Uđm,

Iđm

Trang 36

 Đối với đd lv //: I lvmax = 2Ibt= 2I cp (tức là tính khi 1 đd bị đứt);

Trang 37

 Đối với mạch MBA: I lvmax = kqtmaxIbt=kqtmaxIđmBA (thg kqtmax= 1,4 );

 Đối với mạch MPĐ: I lvmax = kqtmaxIbt= 1,05Iđm

a) Tính toán ngắn mạch phía cao áp

Tính điện trở và điện kháng có dòng ngắn mạch đi qua

Chọn Scđm = 250 MVA; Utb = 1,05*Uđm = 1,05*22= 23,1(kV); AC-35: r o= 0,92(Ωm): ρ/km) và

Trang 40

4.3 Chọn và kiểm tra dây dẫn

Giả sử nhiệt độ môi trường đặt cáp là 25°C thì k1=1, với 3 cáp đặt chung 1 rãnh, tra bảng được k2=0,85

Trang 41

Trang 42

Chọn cầu chì hạ áp( do hãng ABB chế tạo) có dòng điện định mức là Idc = 100(A)Thì 0,85*Icp ≥

Icp ≥ = 77,539

0,85

Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo loại 4 G 10 có Icp = 87(A)Chọn cầu chì hạ áp( do hãng ABB chế tạo) có dòng điện định mức là Idc = 100(A)Thì 0,85*Icp ≥

Icp ≥ = 72,3

0,85

Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo loại 4 G 10 có Icp = 87(A)Chọn cầu chì hạ áp( do hãng ABB chế tạo) có dòng điện định mức là Idc = 100(A)Thì 0,85*Icp ≥

I

dc

3

Trang 43

0,85*66 ≥ 26,666

56,1 ≥26,666

Vậy chọn cáp PVC do LENS chế tạo loại 4 G 6 là hợp lý

Trang 44

4.4 Chọn và kiểm thiết bị trung áp (dao cách ly, cầu chảy, chống sét van, v.v…)

Vậy ta chọn dao cách ly 3DC điện áp 24kV có thông số kĩ thuật như sau: [2]

Dùng cầu chảy do Siemen chế tạo có thông số như sau:

Loại cầu chì đm (kV) (A) (kA) cắtNmin (A)

Chống sét van để chống sét lan truyền từ đường dây vào TBA

Trạm biến áp phân phối được cấp điện bằng đường dây trên không 22kV cần phải đặt chống sét van

Điều kiện chọn: UđmCSV ≥ UđmLĐ.

Ta chọn CSV có thông số sau :

Trang 45

Trang 46

Bảng 3.5 Thông số kĩ thuật của CSV 3EA1

Dòng điện phóngHãng sản xuất Loại Vật liệu Uđm (kV) Vật liệu

định mức (kA)

4.5 Chọn thiết bị hạ áp (loại tủ phân phối, thanh cái, sử đỡ, thiết bị chuyển mạch bằng tay và tự động đóng/cắt nguồn tự động, aptomat/cầu chảy, khởi động từ v.v…)

Aptomat t?ng

Aptomat nhánh

4.5.3 Chọn tủ phân phối của xưởng

- Áp tô mát tổng, chọn A3140 như áp tô mát đầu nguồn

- 6 nhánh ra, chọn áp tô mát A3120 có I đm = 100 (A) Tra bảng chọn tủ phân phối loại ITP-9322

4.5.4 Lựa chọn khởi động từ cho các động cơ điện

Trang 47

Khởi động từ = công tắc tơ + rơle nhiệt Vì vậy việc chọn khởi động từ chính là chọn công tắc tơ và chọn rơle nhiệt.

- Chọn khởi động từ cho động cơ máy cưa kiểu đai: P đmK ≥ P đm = 1 (kW)

Khóa liên động cơ khí UN-ML11 (cx)

- Chọn khởi động từ kép cho động cơ máy mài thô: P đmK ≥ P đm = 2,3 (kW)

I đmRN = I đm = 5,82 (A)

Tra bảng, chọn 2 công tắc tơ S-2xN10 KP (cx), P đmK = 4 (kW), I đmK = 20 (A)

Rơle nhiệt TH-N12KP (cx), I đmRN = 4÷6 (5 A)

- Chọn khởi động từ kép cho động cơ máy khoan đứng:

P đmK ≥ P đm = 4,5 (kW)

I đmRN= I đm = 11,39 (A)

Tra bảng, chọn 2 công tắc tơ S-2xN11 KP (cx), P đmK = 5,5 (kW), I đmK = 20 (A)

- Chọn khởi động từ kép cho động cơ máy khoan ngang: P đmK ≥ P đm = 4,5 (kW)

I đmRN = I đm = 11,39 (A)

Tra bảng, chọn 2 công tắc tơ S-2xN11 KP (cx), P đmK = 5,5 (kW), I đmK = 20 (A)

Trang 48

5,2÷8 (6,6 Khóa liên động cơ khí UN-ML11

(cx)

P đmK = 4 (kW), I đmK = 20 (A)A)

4.6 Chọn thiết bị đo lường: máy biến dòng, ampe mét, vol mét, công tơ v.v.

2 Công tơ hữu công: 2,5 VA

3 Công tơ vô công: 5,1 VA Các đồng hồ có độ chính xác 0,5

Chọn dùng biến dòng hạ áp do Công ty Đo điện Hà Nội chế tạo, số lượng ba BI đặt trên 3 pha , đấu hình sao

Số vòng sơcấp1

Dung lượng (VA)10

Cấp chính xác

0,5

Dây dẫn dùng dây đồng tiết diện 2,5 mm2, nghĩa là M

2,5 Không cần kiểm tra ổn định động, ổn định nhiệt

4.6.2.Ampe met và vol mét

- Ampemet dùng để do dòng điện các pha thông qua hệ thống máy biến dòng Mỗi tủ chọn 3 ampemet theo tỉ số biến của TI do công ty điện lực Hà Nội chế tạo

- Chọn dùng 1 volmet có kèm theo thiết bị chuyển mạch cho mỗi tủ do công ty điện lực

Hà Nội chế tạo

- Thông số kĩ thuật

Tên thiết bị Kiểu Cấp chính Gới hạn đo S2đm(VA)

xác Trực tiếp Gián tiếp c.dòng cápAmpemet điện từ -337 0,5 1-80 A 5A -15kA 0,25Volmet điện từ -337 0,5 1-600 V

450V-2,6450kV

4.6.3 Công tơ

Trang 49

Chọn 1 công tơ vô công và một công tơ hữu công cho trạm tủ phân phối do công ty điện lực Hà Nội chế tạo.

Tên thiết bị Kiểu Cấp chính xác Số Dòng điện Điện áp (V)

4.7 Kết luận 4

Trang 50

Trang 51

b) Hệ số công suất trung bình cosφi tb

- Là hệ số cos trong một khoảng thời gian nào đó (1 ca, 1 ngày đêm, 1 tháng, ), dung để

đánh giá mức độ sử dụng điện tiết kiệm và hợp lý của nhà xưởng

cosφi tb= cos arctg Q tb

P tb

c) Hệ số công suất cosφi tự nhiên

- Là hệ số công suất trung bình tính trong một năm (8760h) khi không có thiết bị bù,được dùng làm căn cứ xác định phụ tải tính toán, nâng cao hệ số công suất và bù côngsuất phản kháng

- Đối với ĐCKĐB có cos thấp (cos = 0,5÷0,7), do đó ĐCKĐB tiêu thụ công suất phản kháng nhiều nhất, chiếm (65÷70)%, sau đó là máy biến áp

5.1.2 Bù công suất phản kháng cho nhà xưởng

- Là sử dụng các thiết bị bù (tụ bù, máy bù đồng bộ) đặt song song với thiết bị tiêu thụcông suất phản kháng để cung cấp 1 phần hoặc toàn bộ lượng công suất phản kháng màthiết bị này tiêu thụ

5.2.1 Chọn vị trí bù

Về nguyên tắc, để có lợi nhất về mặt giảm tổn thất điện áp và tổn thất điện năng cho đốitượng dùng điện cần phải đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ Tuy nhiên nếu đặtphân tán sẽ không có lợi về vốn đầu tư, lắp đặt, quản lý và vận hành Hơn nữa, phânxưởng có tổng công suất nhỏ, dung lượng bù không nhiều, nên ta đặt dàn tụ bù tại thanhcái hạ áp của trạm biến áp

Tiêu đề	Thiết Kế Cấp Điện Cho Nhà Xưởng Sửa Chữa Cơ Khí
Tác giả	Phan Mạnh Cường, Tạ Minh Chí, Lê Văn Bình, Phạm Thanh Bình
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Văn Vinh
Trường học	Trường Đại Học Thủy Lợi
Chuyên ngành	Cung Cấp Điện
Thể loại	bài tập lớn
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	62
Dung lượng	459,5 KB

BÀI tập lớn môn học CUNG cấp điện đề tài thiết kế cấp điện cho nhà xưởng sửa chữa cơ khí

Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

Thiết kế chiếu sáng cho nhà xưởng