Khoá luận tốt nghiệp ứng dụng phần mềm ecodial thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Hồ Văn Lý, em được nhận đề tài ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ECODIAL TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ Đồ án bao gồm 1 số phần chính như : xác định phụ tải tính toán

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ECODIAL THIẾT KẾ

HỆ THỐNG ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

Ngành: Điện – Điện Tử Chuyên ngành: Điện Công Nghiệp

Giảng viên hướng dẫn: Hồ Văn LýSinh viên thực hiện: Lê Quang Tuấn MSSV: 111C660017 Lớp: C11DT01

Thủ Dầu Một 5/2014

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan :

1 Những nội dung trong báo cáo này là do em thực hiện dưới sự

hướng dẫn trực tiếp của thầy ThS Hồ Văn Lý

2 Mọi tham khảo dùng trong báo cáo này đều được trích dẫn rõ

ràng tên tác giả, thời gian, địa điểm

3 Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá,

em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên cho Em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể Ban Giám

Hiệu khoa Điện – Điện tử – Đại học Thủ Dầu Một Nội đã tạo điều

kiện cho Em được làm Khóa luận tốt nghiệp này, đây là một cơ hội

tốt để cho Em có thể thực hành các kỹ năng được học trên lớp và

cũng giúp ích rất lớn để Em ngày càng tự tin về bản thân mình hơn

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy – Giáo viên

hướng dẫn Thạc Sĩ Hồ Văn Lý trong suốt thời gian vừa qua đã không

quản ngại khó khăn và đã nhiệt tình chỉ dạy, giúp đỡ để Em có thể hoàn thành tốt bài khóa luận tốt nghiệp này

Mục Lục

1 Giới thiệu về phân xưởng cơ khí 4

1.1 đặc điểm của phân xưởng 4

1.2 thiết bị trong phân xưởng 4

2 Phân nhóm phụ tải 6

3 Xác định phủ tải tính toán cho toàn phân xưởng 7

1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán 7

2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 7

3 Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm 11

4 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng 17

5 Xác định tâm phụ tải của nhóm và toàn phân xưởng 18

4 Tính chọn máy biến áp 24

1 Xác định điện áp định mức của mạng điện 24

2 Xác định vị trí đặt biến áp phân xưởng 25

3 Chọn công suất và số lượng máy biến áp 26

5 Vạch phương án đi dây 28

1 vạch phương án đi dây cho mạng điện phân xưởng 28

2 lựa chọn sơ đồ cung cấp điện 30

6 Chọn dây dẫn cho mạng điện 31

1 Chọn cáp từ trạm biến áp phân xưởng tới tủ phân phối(TPP) 31

2 Chọn cáp từ TPPC đến các tủ động lực 31

3 Chọn cáp từ tủ động lực đến các động cơ 34

4 Kiểm tra tổn thất điện áp 36

7 Chọn phối hợp các phần tử đóng cắt 39

1 Chọn aptomat tổng cho tủ phân phối chính 39

2 Chọn ATM cho các tủ động lực đặt ở tủ phân phối chính 40

3 Chọn áptômát tổng cho các tủ động lực 43

4 Chọn ATM bảo vệ, cấp điện cho các nhánh động cơ trong các nhóm 44

8 Tính toán ngắn mạch 45

1 Đặt vấn đề 45

2 Mục đích của việc tính toán ngắn mạch 46

3 Chọn điểm tính ngắn mạch 46

4 Tính toán ngắn mạch tại điểm đặt ATM tổng 46

5 Tính toán ngắn mạch tại các điểm đặt ATM 2, 3, 4, 5 47

Chương 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ECODIAL 48

1 Giới thiệu phần mềm ecodial 48

2 Các thông số dầu vào 49

3 Thư viện các phần tử trong ecodial 54

4 Trình tự thao tác tính toán với ecodial 57

Chương 3 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ECODIAL THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 75

1 Mở dự án và nhập các thông số ban đầu 75

2 Xây dựng sơ đồ đơn tuyến 76

1 Thiết lập sơ đồ nguồn 76

2 Thiết lập sơ đồ nhánh 1 85

3 Thiết lập sơ đồ nhánh 2 91

4 Thiết lập sơ đồ nhánh 3 92

5 Thiết lập sơ đồ nhánh 4 94

3 In kết quả Chương 4 Kết luận và hướng phát triển đề tài

Sơ đồ kiểm tra tổn thất điện áp

Các sơ đồ hình ảnh giới thiệu phần mềm

Các sơ đồ hình ảnh mô phỏng mạng điện phân xưởng

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trong công cuộc công nhiệp hoá , hiện đại hoá Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp , nông nghiệp , dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng đi cùng với quá trình phát triển kinh tế Do đó đòi hỏi rất nhiều công trình cung cấp điện Đặc biệt rất cần các công trình có chất lượng cao , đảm bảo cung cấp điện liên tục , phục vụ tốt các nghành trong nền kinh tế quốc dân

Trong đó có lĩnh vực công nghiệp là 1 trong các ngành kinh tế trọng điểm của đất nước, được Nhà nước và Chính phủ ưu tiên phát triển vì có vai trò quan trọng trong

kế hoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020 Thiết kế cung cấp điện cho nghành này là 1 công việc khó khăn, đòi hỏi sự cẩn thận cao Phụ tải của ngành phần lớn là phụ tải loại 1 , loại 2, đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao

Dưới sự hướng dẫn của thầy ThS Hồ Văn Lý, em được nhận đề tài ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ECODIAL TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

Đồ án bao gồm 1 số phần chính như : xác định phụ tải tính toán , chọn máy biến áp

và vị trí đặt trạm biến áp, chọn dây và các phần tử bảo vệ, tính toán ngắn mạch Đây là một đồ án có tính thực tiễn rất cao, chắc chắn sẽ giúp ích cho em rất nhiều trong công tác sau này

Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã nhận được sự chỉ bảo rất tận tình của thầy

ThS.Hồ Văn Lý cùng các thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử

Em xin chân thành cảm ơn

Bình Dương, tháng 5 năm 2014

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.Giới thiệu về phân xưởng cơ khí

1.1 Đặc điểm của phân xưởng

Phân xưởng cơ khí với diện tích phân xưởng là 972m2 (Chiều dài 54 x Chiều rộng 18, Chiều cao 5 tính từ mặt đất ) với một cửa ra vào chính và 4 cửa phụ ở các bên Bên trong phân xưởng còn có kho, khu chế xuất phần mặt bằng còn lại là đặt

thiết bị Nguồn điện cung cấp cho phân xưởng lấy từ trạm biến áp 400kVA- 22/0,4kV

1.2 Thiết bị trong phân xưởng

Phân xưởng gồm có tổng số 42 máy, toàn bộ các máy đều sử dụng động cơ 3 pha với công suất 2-20 kW

TT Ký hiệu trên mặt bằng Số lượng Pđm(KW) cos߮ Ksd

2 Phân nhóm Phụ tải

Theo sơ đồ mặt bằng ta chia ra thành 4 nhóm :

3 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng

1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán:

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn thiết bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ … tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng … phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống … Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, ngược lại nếu phụ tải tính toán xác định được lớn hơn phụ tải thực tế thì gây ra dư thừa công suất, làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất… cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có được phương phương pháp nào thật hoàn thiện Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu về phụ tải lại quá lớn Ngược lại những phương pháp tính đơn giản lại có kết quả có độ chính xác thấp

2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Hiện nay có rất nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán, thông thường thì những phương pháp đơn giản lại cho kết quả không thật chính xác, còn nếu muốn chính xác thì phương pháp tính toán lại quá phức tạp Do vậy tùy theo thời

điểm và giai đoạn thiết kế mà ta lựa chọn phương pháp tính cho phù hợp Dưới đây

em xin đề cập một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng nhất:

2.3.1 Xác định phụ tải theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Công thức tính:

∑

1

n i đi nc

tt K P P

=

Qtt = Ptt.Tgφ ;

φ Cos

P Q

P

tt tt

tt= 2+ 2 = (2-15) Nói một cách gần đúng có thể coi Pđ = Pđm

Khi đó:

Ptt = Knc.

∑

=

n i đmi

P

1

(2-16)Trong đó:

Pđi: Công suất định mức của thiết bị thứ i (KW)

Pđmi: Công suất định mức của thiết bị thứ i (KW)

Ptt, Qtt, Stt: Công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất toàn phần tính toán của nhóm thiết bị (KW, KVAr, KVA)

P P

P

P P

P Cos

+ + +

+ + +

=

cos

cos cos

2 1

2 2 1

Hệ số nhu cầu của các loại máy khác nhau có trong các sổ tay

Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là kém chính xác Bởi

vì hệ số nhu cầu Knc tra được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy Nếu chế độ vận

hành và số thiết bị trong nhóm thay đổi nhiều thì kết quả tính phụ tải tính toán theo

hệ số nhu cầu sẽ không chính xác

2.3.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

Công thức tính như sau:

Trong đó:

P0: Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất, (KW/m2) Trị số của P0 có thể tra trong các sổ tay Trị số P0 của từng loại phân xưởng do kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có

F: Diện tích sản xuất (m2)

Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đều trên diện tích sản xuất, nên nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng Nó cũng được dùng để tính phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều như phân xưởng gia công cơ khí, dệt, san xuất ôtô v.v

2.3.3 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại K max và công suất trung bình

P tb ( còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả n hq )

Công thức tính:

Ptt = Kmax.Ptb = Kmax.Ksd.Pđm (2-19)Trong đó:

Pđm, Ptb: Công suất định mức và công suất trung bình của thiết bị (w)

Kmax, Ksd: Hệ số cực đại và hệ số sử dụng

Hệ số sử dụng Ksd của các nhóm máy có thể tra trong sổ tay còn hệ số cực đại tính từ Ksd, nhq

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả nhq chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố như: Ảnh hưởng của một số thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất và sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng

Khi tính toán theo phương pháp này, trong một số trường hợp có thể dùng công thức sau:

* Trường hợp n≤3 và nhq<4, phụ tải tính toán được tính theo công thức:

∑

=

=

n i đmi

tt P P

pti đmi

tt P K P

+ Kpti = 0,9 đối với thiết bị làm việc dài hạn

+ Kpti = 0,75 đối với thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại

* Đối với các thiết bị có phụ tải bằng phẳng (máy bơm, quạt gió ) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình:

Ptt = Ptb = Ksd.Pđm (2-22)

* Nếu mạng có các thiết bị một pha thì phải cố gắng phân bố đều các thiết bị

đó lên 3 pha của mạng

2.3.4 Lựa chọn phương pháp tính

Tùy theo yêu cầu tính toán và những thông tin có được về phụ tải, người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định phụ tải tính toán

Trong bản đồ án này với phân xưởng cơ khí , em đã biết vị trí, công suất đặt

và chế độ làm việc của thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình

3 Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm

Nhóm 1

Tổng CôngSuất

8 , 45

sd

P

P K

K

86 , 0 71

95 , 60

cos cos

n i

dmi i

P

P

ϕ ϕ

Dựa vào bảng A.2 sách Hướng Dẫn ĐAMH Thiết Kế Cung Cấp Điện ta sẽ chọn được hệ số Kmax theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số thiết bị hiệu quả nhq >4 và nếu nhq

< 4 ta tính (Ptt =

∑

=

n i dmi

P

1

×tgϕdmi) :

4 38 , 5 937

Công suất tác dụng trung bình:

sd

P

P K

K

87 , 0 96

95 , 60

cos cos

n i

dmi i

P

P

ϕ ϕ

) ( 65 , 99 400 3

10 04 , 69

3

3

A x

U

S I

dm tt

Dựa vào bảng A.2 sách Hướng Dẫn ĐAMH Thiết Kế Cung Cấp Điện ta sẽ chọn được hệ số Kmax theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số thiết bị hiệu quả nhq >4 và nếu nhq < 4 ta tính (Ptt =

∑

=

n i dmi

P

1

×tgϕdmi) :

4 11 , 6 1504

3

10 3 , 97

3

3

A x

U

S

I

dm tt

04 , 70

sd

P

P K

K

95 , 0 91

32 , 86

cos cos

n i

dmi i

P

P

ϕ ϕ

Dựa vào bảng A.2 sách Hướng Dẫn ĐAMH Thiết Kế Cung Cấp Điện ta sẽ chọn được hệ số Kmax theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số thiết bị hiệu quả nhq >4 và nếu nhq < 4 ta tính (Ptt =

∑

=

n i dmi

P

1

×tgϕdmi) :

4 5 , 5 1494

39 , 62

sd

P

P K

K

87 , 0 7 , 88

1 , 77

cos cos

n i

i

P

Pdmi

ϕ ϕ

Dựa vào bảng A.2 sách Hướng Dẫn ĐAMH Thiết Kế Cung Cấp Điện ta sẽ chọn được hệ số Kmax theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số thiết bị hiệu quả nhq >4 và nếu

nhq < 4 ta tính (Ptt =

∑

=

n i dmi

P

1

×tgϕdmi) :

27 , 116 400

3

10 56 , 80

dm tt tt

4 7 , 6 89 , 1173

7 ,

Stt (kVA) Itt (A)

3

10 75 , 82

dm tt tt

4 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng

Trong đồ án này ta bỏ qua phần phụ tải chiếu sáng , nên phụ tải tính toán toàn phân

xưởng chính bằng phụ tải động lực toàn phân xưởng

Công suất tác dụng động lực toàn phân xưởng

Với phân xưởng trên vì ta phân làm 4 nhóm nên ta chọn Kđt = 0,9

5 1

i

tti i

ϕ

cos = 0,88

26,274

= 311,66 (KVA)

Công suất phản kháng toàn phân xưởng

Qttpx = Qttdl = S ttdl2 − P ttdl2 = 2 2

) 266 , 274 ( ) 66 , 311

66 , 311

= 449,84 (A)

5 Xác định tâm phụ tải của nhóm và của Phân xưởng

Mục đích: Ta xác định tâm phụ tải để đặt tủ động lực (hoặc tủ phân phối) ở tâm

phụ tải nhằm cung ấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất nhỏ, chi phí hợp lý Tuy nhiên vị trí đặt tủ còn phụ thuộc vào yếu tố mỹ quan, thuận tiện thao tác…

Nhóm Tên máy P (kW) SốLượng cosϕ Ksd X (m) Y (m

Để thuận tiện thao tác và vẻ mỹ quan ta dời tủ động lực 2 về tọa độ:

XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI CHO TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH

1

1

m P

P X

n i dmi i

P

P Y

= (m)

Để thuận tiện cho việc điều hành và vẻ mỹ quan ta chọn lại vị trí tủ phân phối chính

về tọa độ:

X = 22 (m); Y = 18 (m)

4 Tính chọn biến áp 22/0,4 kv

1 Xác định điện áp định mức của mạng điện

Điện áp định mức của mạng điện ảnh h

thuật cũng như các đặc trưng k

Việc chọn đúng điện áp định mức cua mạng điện khi thiết kế l

thuật Khi tăng điện áp định mức, tổn thất công suất v

nghĩa là giảm chi phí vận h

xây dựng mạng điện, đồng thời tăng công suất giới hạn truyền tải tr

Trong khi đó, mạng điện áp định mức y

năng truyền tải nhỏ

Theo công thức thực nghiệm :

ện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ ti

ưng kỹ thuật của mạng điện

ệc chọn đúng điện áp định mức cua mạng điện khi thiết kế là bài toán kinh t

ật Khi tăng điện áp định mức, tổn thất công suất và tổn thất điện năng sẽ giảm

ảm chi phí vận hành, giảm tiết diện dây dẫn và chi phí v

ựng mạng điện, đồng thời tăng công suất giới hạn truyền tải tr

ện áp định mức yêu cầu vốn đầu tư không l

ựa chọn cấp điện áp truyền tải 22 Kv

t trạm biến áp phân xưởng

m biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các ch

n Nếu vị trí của trạm biến áp đặt quá xa ph

ng điện áp bị giảm, làm tổn thất điện năng N

t các trạm biến áp gần chúng có thể dẫ

ến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ

à bài toán kinh tế, kỹ

ổn thất điện năng sẽ giảm

à chi phí về kim loại khi ựng mạng điện, đồng thời tăng công suất giới hạn truyền tải trên đường dây

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

- 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 môi trường, có khả năng điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp

- Tổng tổn thất công 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 không thể bố trí máy biến áp trong nhà Vì vậy nên đặt máy phía ngoài nhà xưởng ngay sát tường như minh hoạ dưới đây Khi xây dựng ngoài như thế cần chú ý đến điều kiện mỹ quan

TBA Hướng điện tới

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí máy biến áp

3 Chọn công suất và số lượng máy biến áp:

Công suất của máy biến áp được chọn căn cứ vào công suất của phụ tải và khả năng chịu quá tải của máy biến áp Số lượng máy được chọn còn phụ thuộc vào yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện, nếu phụ tải quan trọng (loại 1) thường chọn 2 máy làm việc song song

- Hệ số điền kín đồ thị có thể được xác định theo biểu thức :

Stb : Công suất trung bình, kVA

SM : Công suất cực đại, kVA

TM : thời gian tiêu thụ công suất cực đại

Như vậy máy biến áp có thể làm việc quá tả trong khoảng thời gian cho phép không quá 6 giờ

Căn cứ vào công suất của phụ tải tổng hợp xác định được ở mục trên nên

ta chọn công suất và số lượng máy biến áp 22/0,4 kV theo 2 phương án sau :

Phương án 1: Chọn hai máy biến áp

35,294

%

80

= 178,1(kVA) Vậy ta sẽ chọn hai máy biến áp công suất 2

×

Phương án 2: Chọn một máy biến áp

SdmB ≥ Stt = 311,66 (KVA)

Ta chọn máy biến áp công suất 400 (kVA)

Xét về kĩ thuật, các phương án không ngang nhau về độ tin cậy cung cấp điện: Đối với phương án 1 , khi có sự cố ở một trong hai máy biến áp thì máy biến áp còn lại phải gánh toàn bộ phụ tải loại I và II của phân xưởng, đối với phương án 2 sẽ phải ngừng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ khi có

sự cố trong máy biến áp Để đảm bảo sự tương đồng về kĩ thuật của các phương án cần phải xét đến thành phần thiết hại do mất điện khi có sự cố

xảy ra trong máy biến áp Trước hết ta kiểm tra khả năng quá tải của máy biến áp khi một trong hai máy bị sự cố

Phụ tải trong thời gian sự cố 1 máy biến áp

= 1,32 < 1,4 Vậy đảm bảo yêu cầu cung cấp điện

Tổn điện năng trong trạm biến áp:

2 P k . S tt

dmBA: Là công suất định mức của máy biến áp (kVA)

τ: Là thời gian tổn thất lớn nhất và tính theo công thức:

• Phương án 1: dùng 2 máy biến áp 2x160 kVA

Tổn thất điện năng của trạm biến áp phân xưởng trong phương án1 là:

2 P k . S tt

.3411.(

180

66 , 311

)2 =22445,94 (kwh)

Bảng 2.1 So sánh các phương án chọn máy biến áp

Nhận xét:

Ta thấy tổn hao điện năng trong phương án 2 là nhỏ hơn và có vốn đầu tư trạm biến

áp ban đầu cũng thấp hơn trong 2 phương án Vậy trạm biến áp phân xưởng sẽ gồm 1máy biến áp có công suất định mức là 1x400 kVA

5 VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY

1 Vạch phương án đi dây cho mạng điện Phân xưởng

Một số sơ đồ cung cấp điện cho mạng hạ áp phân xưởng

1.1 Sơ đồ hình tia

Ưu điểm: Việc nối dây đơn giản, độ tin cậy cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ

và tự động hóa, dễ vận hành, bảo quản sửa chữa

Nhược điểm:

- Vốn đầu tư lớn

- Sơ đồ trở nên phức tạp khi có nhiều phụ tải trong nhóm

- Khi sự cố xảy ra trên đường cung cấp điện từ TPPC đến các tủ DL thì một số lượng lớn phụ tải bị mất điện

Loại sơ đồ hình tia này thường được dùng ở các hộ loại I và loại II

1 2

2

2

Hình 3.1 Sơ đồ mạng điện hạ áp kiểu hình tia

a) Cung cấp điện cho phụ tải phân tán; b) Cung cấp cho phụ tải tập trung

1 Thanh cái trạm biến áp phân xưởng; 2 Thanh cái tủ động lực

Hình 3.1a: Sơ đồ hình tia dùng để cung cấp điện cho các phụ tải phân tán Từ thanh cái của trạm biến áp có các đường dây dẫn đến các tủ động lực Từ thanh cái

tủ động lực có các đường dây dẫn đến phụ tải Loại sơ đồ này có độ tin cậy cao thường được dùng trong các phân xưởng có các thiết bị phân tán trên diện rộng như phân xưởng gia công cơ khí, lắp ráp, dệt…

Hình 3.1b : Là sơ đồ hình tia dùng để cung cấp điện cho các phụ tải tập trung

Từ thanh cái của trạm biến áp có các đường dây cung cấp thẳng cho các phụ tải Loại sơ đồ này thường được dùng trong các phân xưởng có công suất tương đối lớn như: các trạm bơm, lò nung, trạm khí nén…

1.2 Sơ đồ phân nhánh

Ưu điểm: Sơ đồ này tốn ít cáp, chủng loại cáp cũng ít Nó thích hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố không đồng đều

Nhược điểm:

- Độ tin cậy cung cấp điện thấp

- Phức tạp trong vận hành và sửa chữa

- Các thiết bị ở cuối đường dây sẽ có độ sụt áp lớn khi một trong các thiết bị điện trên cùng tuyến dây khởi động

Loại sơ đồ phân nhánh này thường dùng cho các hộ loại III

b )

a )

Hình 3.2 Sơ đồ mạng điện hạ áp kiểu phân nhánh

a) Sơ đồ phân nhánh; b) Máy biến áp và đường trục phân nhánh

2 Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho mạng hạ áp của phân xưởng cơ khí

Như vậy, qua phân tích lý thuyết trên và yêu cầu công nghệ của phân xưởng

Em lựa chọn phương án cung cấp điện cho mạng hạ áp phân xưởng cơ khí như sau: Phân xưởng cơ khí có diện tích là 972 m2 gồm 42 thiết bị được dùng điện được chia làm 4 nhóm phụ tải động lực Công suất tính toán của phân xưởng là

Sttpx= 311,66 (kVA), Để cung cấp điện cho phân xưởng ta sử dụng sơ đồ hình tia Điện năng từ trạm biến áp phân xưởng được đưa về tủ phân phối của phân xưởng, trong tủ phân phối đặt 1 áptômát tổng và 4áptômát nhánh cấp điện cho 4 tủ động lực Từ tủ phân phối đến các tủ động lực sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lý và vân hành Mỗi tủ động lực cung cấp điện cho một nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, các phụ tải có công suất lớn và quan trọng sẽ nhận điện trực tiếp từ thanh cái của các tủ động lực, các phụ tải bé và ít quan trọng được ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông (xích) Để dễ dàng thao tác và tăng thêm độ tin cậy cung cấp điện, tại các đầu vào và ra của tủ đều đặt các áptômát làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng.Tuy nhiên giá thành của tủ sẽ đắt hơn khi dùng cầu dao và cầu chì, song đây cũng là xu hướng thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp hiện đại

Mỗi động cơ của các máy điện trong phân xưởng được điều khiển bằng một khởi động từ (KĐT) đã gắn sẵn trên thân máy, và có rơle nhiệt để bảo vệ quá tải nhỏ lâu dài

6 Chọn dây dẫn cho mạng điện phân xưởng

1 Đường dây cáp từ trạm biến áp phân xưởng tới tủ phân phối(TPP)

Tủ phân phối đặt cách trạm biến áp LTBA-TPP = 26 (m) Đây là đường cáp tổng dẫn điện từ TBA tới TPP

Dòng điện tính toán chạy trong dây cáp là:

Itt =

Udm

S tt

3

∑

=

4 , 0 3

66 , 311

84 , 449

= 562 (A)

Hệ số hiệu chỉnh: K = K1 ×K2 ×K3 = 0.8

K1 = 1 hệ số ảnh hưởng cách thức lắp đặt

K2 = 0.9 vì xem như có 2 cáp 3 pha đặt trong hàng

K3 = 0,89 tương ứng nhiệt độ môi trường là 300C

Vậy ta chọn cáp đồng 1 lõi 1x300 có Fđm = 240 mm2 và Icp= 599 A

2 Chọn cáp từ TPPC đến các tủ động lực

Xét tủ động lực 1

Đặt tủ động lực 1 cách TPP khoảng LTPP-dl1 = 6m

- Dòng điện tính toán chạy trong dây dẫn tới tủ động lực 1 là:

Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép thỏa mãn:

6 , 99

10 04 , 69

3

3

A x

U

S I

dm tt

- Dòng điện tính toán chạy trong dây dẫn tới tủ động lực 2 là:

Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép thỏa mãn:

- Dòng điện tính toán chạy trong dây dẫn tới tủ động lực 3 là:

Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép thỏa mãn:

) ( 140 400 3

10 3 , 97

dm

tt

3 , 116 400

3

10 56 , 80

dm tt tt

3 , 116

- Dòng điện tính toán chạy trong dây dẫn tới tủ động lực 3 là:

Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép thỏa mãn:

4 , 119

3

10 75 , 82

dm tt tt

i i

P = 12 ( kw )

86 , 0 12

4 8 , 0 8 9 , 0 cos

i

i i tb

P

P

ϕ ϕ

Ilv max 1 = Kdt *

1

5 1 1

*

*

i i Cos U

*4,0

*3

18 = 22,5 A

Vậy ta chọn cáp đồng 1 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có Fđm = 1.5mm ,

Icp = 31 (A)

• Chọn cáp nhánh 2 : 6A - 6B – 11A - 8A ,

∑

= 5

1 1

i i

P = 59 ( kw )

85 , 0 59

19 85 , 0 16 95 , 0 24 8 , 0 cos

i

i i tb

P

P

ϕ ϕ

Ilv max 2 = Kdt *

2

5

1 2

*

*

i i

Cos U

P

∑

85,0

*4,0

*3

90 = 112,5 A

Vậy ta chọn cáp đồng 1 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có Fđm = 25mm ,

Icp = 144 (A)

Các nhóm còn lại tính tương tự

Bảng Chọn dây dẫn từ tủ ĐL đến các Động cơ Nhóm nhánh Cosϕ Ilv max (A) Icp (A) Fđm Dây Icp dây (A)

4 Kiểm tra tổn thất điện áp :

Chất lượng điện năng ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của một phân xưởng sản xuất để đảm bảo phân xưởng hoạt động tốt , năng xuất cao , phát huy được tối đa hiệu suất của các máy móc thiết bị thì phải đảm bảo chất lượng điện năng đặc biệt

là chất lượng điện áp Muốn vậy phải đảm bảo độ sụt áp hay tổn thất điện năng trên đường dây (∆U ) phải nằm trong giới hạn cho phép , ∆U% ≤ 5%*Udm

Độ sụt áp phụ thuộc trực tiếp vào công suất của phụ tải , chiều dài dây dẫn và tỷ lệ nghịch với bình phương điện áp Vì vậy khi chọn dây dẫn cần phải kiểm tra tổn thất điện áp cho phép nếu không thỏa thì tăng tiết diện lên một cấp rồi kiểm tra lại Với công suất của các nhóm phụ tải va công suất của các tuyến trong cùng một nhóm dây tương đối bằng nhau nên tổn thất điện áp phụ thuộc vào chiều dài dây

Do đó ta chỉ kiểm tra từ nguồn đến phụ tải xa nhất , vậy ta chỉ kiểm tra tổn thất điện

áp trên đường dây từ MBA đến tủ phân phối chính , tuyến dây từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 3 , tuyến dây từ tủ động lực 4 đến thiết bị 5B

a) Kiểm tra tổn thất điện áp từ MBA đến tủ phân phối chính (MDB)

Khoảng cách từ MBA đến TPPC là : L = 26 m = 0,026 km

Với cáp đồng hạ áp 1 lõi cách điện PVC do hãng LENS sản xuất và dòng điện cho phép 599 (A) , tiết điện lõi là : d = 17,9 mm , pcu = 22,5 (Ω*mm2/Km) , Xo = 0,08 (Ω/Km) (ở 20oC)

Tiết diện dây : S =

*14,

= 251 (mm2) Điện trở và điện kháng của đường dây :

U

X Q R

* 148 33 , 2

* 266 ,

= 0,59 %