BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ SỐ 1.pdf

CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN VÀ TÂM PHỤ TẢI 1.1 Khái niệm chung Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình thì việc đầu tiên là phải xác định nhu cầu điện của công trình đó..

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ SỐ 1

SVTH: TRƯƠNG KIM QUỐC BẢO LỚP 19DC111

GVHD: Th.s NGUYỄN CÔNG CHƯƠNG

Đồng Nai 10/2021

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, trong công cuộc phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa của xã hội Bên cạnh các nền kinh tế không ngừng lớn mạnh, thì đời sống con người cũng dần được nâng cao, đó là tác dụng to lớn mà điện năng đã mang lại cho chúng ta Hiện nay điện năng đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống con người, cũng như trong các ngành nông nghiệp, công nghiệp hiện đại… Là một ngành công nghiệp, điện không thể thiếu trong nhu cầu của con người.

Điện năng hiện hữu trong các khu công nghiệp, khu chế xuất, nhà máy, các công ty cho đến các nhà xưởng…và nó không còn đơn thuần là để sử dụng bình thường nữa, mà đòi hỏi phải hoàn mỹ hơn, tiết kiệm hơn, an toàn hơn và năng suất cao hơn Do đó việc thiết kế cung cấp hệ thống điện cho các khu công nghiệp, nhà xưởng… đòi hỏi phải có tính kỹ thuật cao Nên em đã làm Đồ án Cung cấp điện cho Nhà xưởng, với sự hướng dẫn của thạc sỹ Nguyễn Công Chương, nhằm mục đích đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục, tổn thất điện năng thấp nhất, dễ sử dụng và sửa chữa nhất.

ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ

KHÍ SỐ 1

Thông qua đề tài này, chúng em bước đầu làm quen với việc thiết kế một lỉnh vực nhỏ trong chuyên ngành cung cấp điện của chúng em Trong quá trình làm bài, em nhận được sự hướng dẩn tận tình của thầy Nguyễn Công Chương Qua

đó , em có thể hoàn thành tốt đề tài của mình và đây cũng là cơ sở và nền tảng vững chắc giúp em rèn luyện thêm cho mình những kinh nghiệm quý báu làm hành trang cho chúng em sau này bước vào công việc thực tế.

Với đề tài Thầy đã giao, em cố gắng thực hiện nghiêm túc Nhưng trong quá trình làm bài không thể không thiếu sót Em kính mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo của Thầy Em xin chân thành cảm ơn.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẨN

………

………

………

………

Biên Hòa, ngày….tháng….năm 2021 GVHD

Th.s Nguyễn Công Chương

PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ SỐ 1 ( đề số 1)

TT Ký hiệu Số lượng P đm (kW) k sd cos ϕ

Ghi chú:

Diện tích: 20m x 40m Các thiết bị: 3 pha Điện áp: 380V Nguồn lưới trung thế: 22KV

CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN VÀ TÂM PHỤ TẢI 1.1 Khái niệm chung

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình thì việc đầu tiên là phải xác định nhu cầu điện của công trình đó Tùy theo quy mô của công trình mà nhu cầu điện phải được xác định theo phụ tải thực tế và có tính đến sự phát triển của phụ tải sau 5 năm, 10 năm hoặc lâu hơn nữa Do đó, việc xác định nhu cầu điện là bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn.

Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình sau khi thi công thì công trình đi vào vận hành Phụ tải này thường được gọi là phụ tải tính toán Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn các thiết bị như: công suất, số lượng máy biến áp, tổn thất công suất, tổn thất điện áp, các thiết bị đóng ngắt, bảo vệ, chọn dung lượng bù…

Để xác định phụ tải tính toán từng Nhóm động lực của các thiết bị thì ta xác định theo hệ số cực đại (k max ) và hệ số hiệu quả ( n hq )

Công suất tính toán là công suất phụ tải điện, để xác định công suất tính toán ta cần xác định công suất của từng phụ tải.

Phụ tải điện là một hàm biến đổi theo thời gian vì có nhiều yêu tố ảnh hưởng đến

nó, nên phụ tải điện không bền theo một quy luật nhất định Do đó việc xác định chính xác phụ tải điện là một điều rất khó khăn nhưng đồng thời là một việc rất quan trọng Phụ tải điện là một số liệu dùng làm căn cứ chọn các thiết bị điện trong hệ thống cung cấp điện Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế thì sẽ gây lãng phí thiết bị

1.2 Đặc điểm chung của phân xưởng sữa chữa cơ khí số 1

 Sơ đồ mặt bằng: 20x40m

 Điện áp cấp: U = 380v

 Nguồn trung thế: 22kv

A Phân nhóm và đặt tên phụ tải

- Phụ tải được chia làm 2 nhóm như sau:

Hình 1.2 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng sữa chữa cơ khí số 1

B Liệt kê và các thông số phụ tải điện chưa chia nhóm

C.

Liệt kê và các thông số phụ tải điện đã chia nhóm

TT Ký hiệu Số lượng P đm (kW) k sd cos ϕ x 1 (m) y 1 (m)

1.3 Các phương pháp xác định tính toán phụ tải các nhóm

A Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt P đm và hệ số nhu cầu k nc :

 Trong trường hợp hệ số công suất của thiết bị trong nhóm khác nhau ta

tính cos ϕ như sau:

B. Xác định phụ tải tính toán theo công suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm:

 Công thức tính P tt=

M×W0

Tmax

Trong đó: M là số đơn vị sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm

W0 là suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm

Tmax là thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)

C. Xác định phụ tải tính toán theo k max và n hq :

Để xác định phụ tải tính toán từng Nhóm động lực của các thiết bị thì ta xác định

 Nhóm I:Bao gồm các thiết bị và được phân bố theo bảng sau:

(Trong đó x,y là tọa độ được tính từ tâm thiết bị chiếu theo trục tọa độ Oxy)

TT Ký hiệu lượng P Số đm (kW) k sd cos ϕ x 1 (m) y 1 (m)

2 1−0,4

Với n hq=17,64 và k sd=0,57 tra bảng ta được k max=1,245 (tra biểu đồ hình 2.5,

giáo trình Cung Cấp Điện của Th.s Nguyễn Công Chương)

 Nhóm II:Bao gồm các thiết bị và được phân bố theo bảng sau:

(Trong đó x,y là tọa độ được tính từ tâm thiết bị chiếu theo trục tọa độ Oxy)

 Tổng số thiết bị có công suất ¿ Pmax

2 1−0,222

Với n hq=18.964 và k sd=0,512 tra bảng ta được k max=1,6 (tra biểu đồ hình 2.5,

giáo trình Cung Cấp Điện của Th.s Nguyễn Công Chương)

P ttN =0,9×(79,48+43,92)=11.06(kW )

E Xác định công suất chiếu sáng của phân xưởng.

 Để xác định công suất chiếu sáng của phân xưởng thì ta xác định phụ tải tínhtoán theo công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (m2)

 Công thức:

P ttCS =P0× S

Trong đó:

S: diện tích phân xưởng (m2)

P0: Suất phụ tải chiếu sáng (w/m2)

với P0=15( w

m2 )

⇒ P ttcs =P0 × S=15× 800=12000(w)=12(kW )

 cos ϕ cscủa một số đèn như sau:

Cosϕ = 1 đối với đèn nung sáng

Cosϕ = 0,6 đối với đèn huỳnh quang khi không có tụ bù Cosϕ

Cosϕ = 0,86 nếu có tụ bù Cosϕ

Cosϕ = 0,96 nếu dùng đèn ballast điện tử

Để tiết kiệm điện, hiệu suất phát quang cao và tuổi thọ lớn ta nên dùng đèn Led pha

để chiếu sáng cho phân xưởng Do đó, Em chọn đèn Led pha của Highbay với mã 100W-WW , đèn Led pha sử dụng điện 1 chiều và đã có tích hợp sẵn bộ chuyển đổi từ

HB-AC sang DC, có cos ϕ=0,98

S=40×20=800(m2)

Để xác định được tâm phụ tải ta cần xác định tọa độ tâm phụ tải trong phân xưởng

và tìm ra vị trí đặt tủ phân phối nhằm đảm bảo tổn thất công suất, tổn thất điện năng là bé nhất, chi phí hợp lý và đảm bảo tính mỹ quan Tuy nhiên cũng cần phải căn cứ vào mặt bằng thực tế của phân xưởng để dịch chuyển máy biến áp và các tủ sao cho hợp lý, cũng như thuận tiện trong lắp đặt, quản lý vận hành và an toàn trong thao tác, dể dàng sửa chữa, và không gây cản trở lối đi.

 Tâm phụ tải được xác định theo công thức sau:

Tên Công suất Xi Yi P * Xi P * Yi



CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TRẠM BIẾN ÁP

2.1 Khái quát chung.

Trạm biến áp là một phần tử rất quan trọng trong hệ thống điện, nó có nhiệm vụ

biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác

Điện áp: Người ta phân ra làm 4 cấp điện áp:

Trạm biến áp Trung gian: Nhận điện áp từ 35 KV -220 KV biến đổi thành điện áp

6 KV – 22 KV để cung cấp cho các lưới phân phối.

Trạm biến áp phân Xưởng: Nhận điện năng từ mạng phân phối 6 KV – 22 KV (đôi khi có cả mạng 35KV) cấp nguồn cho lưới hạ áp với các cấp điện áp: 220/127V, 380/220V

Công Suất Máy Biến áp:

Gồm các máy biến áp có cấp điện áp sơ/thứ cấp: 35/0.4KV, 22/0.4 KV, 10&6.3/0.4

Các đơn vị cần quan tâm trên trạm:

S: Công suất biểu kiến được ghi trên trạm biến áp (KVA)

P: Công suất tiêu thụ (KW)

Q: Công suất phản kháng (KVAr)

U: điện áp sơ cấp và thứ cấp của trạm (KV hoặc V)

I: Dòng điện thứ cấp (A), Dòng điện sơ cấp thường rất ít được quan tâm

2.2 Chọn vị trí, số lượng và công suất của trạm biến áp.

2.2.1 Vị trí đặt trạm:

Khi chọn vị trí đặt trạm ta cần xem xét đến các yêu cầu sau:

- Càng gần trung tâm phụ tải càng tốt

- Thuận tiện trong việc lắp đặt trạm,nguồn cung cấp vào, ra

- Thuận tiện trong thao tác, quản lý vận hành

- Phòng chống cháy nổ, bụi bậm, chống ăn mòn

- Dể dàng mở rộng phạm vi khi nâng công suất

- Đảm bảo hành lang an toàn, không gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh nơi đặt trạm

- Vị trí đặt trạm sao cho giảm thiểu số phụ tải bị ảnh hưởng khi mất điện

Chọn cấp điện áp: do xưởng được cấp điện áp từ đường dây 22KV và phụ tải của nhà xưởng chỉ sử dụng điện áp 220V và 380V Cho nên ta sẽ lắp đặt trạm biến áp giảm áp 22/0.4 KV để đưa điện vào cung cấp cho phụtải của nhà máy

a Số lượng dung, lượng máy biến áp trong trạm:

Trình tự tiến hành như sau:

- Xác định tổng công suất tính toán toàn phân xưởng: Sttpx

- Chọn số lượng máy biến áp đặt trong trạm, tùy thuộc vào loại phụ tải

mà chọn số lượng máy biến áp cho phù hợp

- Phụ tải của phân xưởng là phụ tải loại 3 không có tính chất quan trọng

nên thiết kế với độ tin cậy cung cấp điện không đòi hỏi cao do đó chỉ cần một máy biến áp để cấp nguồn cho các phụ tải

- Ta có công suất tính toán toàn phân xưởng Sttpx=196,3 kVA Để đảm bảo tính dự phòng cho phân xưởng nên ta chọn công suất của máy biến áptheo công thức:

 S đmMBA ≥ S ttpx +(30%÷ 40%)× S ttpx ⇒ S đmMBA ≥(255,2 ÷274,8) (KVA) Vậy tachọn máy biến áp có công suất 320 (KVA)

 Theo tìm hiểu thì máy biến áp của hãng THIBIDI có chất lượng rất tốtnên ta chọn để cấp điện cho phân xưởng cơ khí số 3

 Các thông số kỹ thuật như sau:

MÁY BIẾN ÁP 3 PHA _ 320 KVA

Thông số kĩ thuật

Tổn hao không tải Po (W) 720

Dòng điện không tải Io (%) 2

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG BỐ TRÍ ĐI DÂY

Bảng chọn cáp: CVV/DTA , CVV/WA ruột đồng , cách điện PVC, vỏ PVC, có giáp bảo vệ, đi trong ống đơn tuyến chôn trong đất của hảng CADIVI.

Dòng điện định mức

Current ratings

Độ sụt áp

Approximate volt drop per amp per metre

Dòng điện định mức

Current ratings

Độ sụt áp

Approximate volt drop per amp per metre

Nominal area Conductor dia.

I Tính toán lựa chọn dây dẫn từ MBA đến tủ MDB.

 Theo thiết kế thì vị trí đặt trạm biến áp cách tủ chính MDB là 20m, cáp đi trong ống và chôn ngầm trong đất

 Ta có dòng điện định mức của máy biến áp là :

I đmMBA =I S đmMBA

√3× U đm= 320√3× 0,38=486,18❑( A)

 Hệ số K của điều kiện lắp đặt:

K= K4× K5× K6× K7 (tra bảng 7.10; 7.11; 7.12; 7.13 giáo trình cung cấp điệncủa Th.s Nguyễn Công Chương Các lần lựa chọn sau em cũng dựa vàogiáo trình của thầy)

Với: K4 = 0,8 : dây được đặt trong ống và đi ngầm trong đất

Để thuận tiện trong việc thi công lắp đặt ta chọn 2 sợi cáp cho 1 pha Tra

bảng thông số kỹ thuật cáp CADIVI đi trong ống đơn tuyến chôn trong đất Và bảng thông số kỷ thuật cáp ngầm hạ thế Chọn cáp CVV-

1x240mm2 (các lựa chọn về sau em chọn dựa vào các bảng trên)

=>Thỏa điều kiện tổn thất điện áp.

 Kết luận: Vậy chọn cáp ngầm 1 lõi CADIVI:

CVV-240mm2 (và mổi pha đi 2 sợi) Theo kinh nghiệm chọn dây trung tínhthường ≥ 50% dây pha Ở đây em chọn bằng 50% dây pha, tức là dây trungtính đi 1 sợi cáp ngầm 1 lỏi có tiết diện 240mm2

II Tính toán lựa chọn dây dẫn từ tủ MDB đến tủ DB1.

 Theo thiết kế thì vị trí đặt tủ MDB cách tủ DB1 là 33m, cáp đi trongống và chôn ngầm trong đất

 Ta có dòng điện làm việc lớn nhất của Nhóm 1 :

ΔU MBA− DB 1 =ΔU MBA −MDB +ΔU MDB− DB1

ΔU MDB− DB1=√3× I lv max1 ×(r0× cosϕ+x0×sin ϕ)× L1

ΔU MBA− DB1 =ΔU MBA −MDB +ΔU MDB− DB1 =1,8+1,56=3,36(V )

⇒ ΔU % MBA− DB1=ΔU MDB−DB 1

U đm × 100= 3,36

380 × 100=0,88 %<ΔU %=5%

=> Thỏa điều kiện tổn thất điện áp

 Kết luận: Vậy chọn cáp ngầm bốn lõi CADIVI: CVV-4x120mm2 III Tính toán lựa chon dây dẫn từ tủ MDB đến tủ DB2

 Theo thiết kế thì vị trí đặt tủ MDB cách tủ DB2 là 23m, cáp đi trongống và chôn ngầm trong đất

 Ta có dòng điện làm việc lớn nhất của Nhóm 2 :

I lvmax2= S ttN 2

√3×U đm= 160,879√3× 0,38 =244,4 (A )

 Chọn cáp theo điều kiện phát nóng:

 Hệ số K của điều kiện lắp đặt:

ΔU MBA− DB2 =ΔU MBA −MDB +ΔU MDB− DB 2

ΔU MDB− DB2=√3× I lv max2 ×(r0× cos ϕ+x0×sin ϕ)× L2

=> Thỏa điều kiện tổn thất điện áp.

 Kết luận: Vậy chọn cáp ngầm bốn lõi CADIVI: CVV 4x150mm2

IV Từ tủ phân phối chính MDB đến tủ chiếu sáng LDB

 Theo thiết kế thì vị trí đặt tủ MDB cách tủ LDB là 10m, cáp đi trongống và chôn ngầm trong đất

Tra bảng thông số kỹ thuật cáp CADIVI chọn cáp bốn lõi CVV-4x2,5mm2

có các thông số kỹ thuật lắp đặt sau :

+Iđm = 29 A

+r0 = 7,41Ω/km

+x0 = 0 (theo tiêu chuẩn IEC)

Kiểm tra tổn thất điện áp từ tủ MDB đến LDB:

Với cos ϕ❑ =0,95

⇒ ΔU MDB −LDB=√3× 19,18×(7,41 ×0,95+0)×0,01=2,41(V )

⇒ ΔU % MDB− LDB=ΔU MDB− LDB

U đm × 100 %=2,41380 × 100 %=0,63%< ΔU cp=5%

o Kiểm tra tổn thất điện áp từ MBA đến LDB:

ΔU % MBA− LDB= ¿ ΔU % MBA− MDB+ ΔU % MDB−LDB=0,48 %+0,63 %=1,11 %< ΔU cp=5 %

=>Thỏa điều kiện tổn thất điện áp

 Kết luận: Vậy chọn cáp ngầm 4 lỏi CADIVI: CVV-4x2,5mm2

+x0 = 0,08 (theo tiêu chuẩn IEC)

Kiểm tra tổn thất điện áp từ tủ MDB đến bộ TỤ BÙ:

ΔU MDB−TỤBÙ=√3× I lv maxQ bù ×(r0 × cosϕ+x0 × sin ϕ)× L MDB−TỤBUF

Với cos ϕ =0,73

⇒ ΔU MDB −TỤBU=√3× 198,2×(0,73 ×0,153+0,08× 0,68)× 0,001=0,06 (V )

⇒ ΔU % MDB−TỤBU=ΔU MDB−TBU

U đm × 100 %= 0,06380 ×100 %=0,016 %< ΔU cp=5%

o Kiểm tra tổn thất điện áp từ MBA đến bộ TỤ BÙ:

ΔU % MBA− LDB= ¿ ΔU % MBA− MDB+ ΔU % MDB−TBU=

0,48 %+0,016 %=0,0496 %<ΔU cp=5%

=>Thỏa điều kiện tổn thất điện áp

 Kết luận: Vậy chọn cáp 1 lỏi CADIVI: CVV-1x120mm2

Tuyến dây Ilvmax(A) Icpđm(A) K Cáp

Mã hiệu S(mm2) Iđm(A)MBA-

MDB 486,18 852,9 0,57 CVV-1x240 240x2 463x2MDB-

DB1 181 254,2 0,712 CVV-4x120 120 260MDB-

DB2 131,3 184,4 CVV-4x150 150 375MDB-

LDB 19,18 26,9 CVV-4x2,5 2,5 29MDB-

T.BÙ 198,2 198,2 1 CVV-1x120 120 260

VI.Tính toán lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối phụ DB1 đến các thiết bị trong nhóm I.

1, Nhánh 1: Từ tủ DB1 đến các thiết bị 1A, 1B, 2A, 2B.

 Chọn Phương pháp dây dẫn đi trong ống, chôn trong đất

o Dòng điện làm việc lớn nhất của thiết bị 1A, 1B, 2A, 2B:

I lv max(1 A,1B ,2 A,2 B)= ∑i=14 P

Tra bảng thông số kỹ thuật cáp CADIVI chọn cáp bốn lõi CVV-4x25mm2

có các thông số kỹ thuật lắp đặt sau :

+ Iđm = 107 A

+ r = 0,727 Ω/km

+ x0 = 0 (theo tiêu chuẩn của IEC)

o Kiểm tra tổn thất điện áp

ΔU DB 1−1 A=√3×I lv max(1 A ,1B,2 A,2B) ×(r0×cosϕ+x0×sin ϕ)×L DB1−1 A

 Kết luận: Vậy chọn cáp ngầm bốn lõi CVV-4x25 mm2 để cấp điệncho các thiết bị 1A, 1B,2A, 2B.

2, Nhánh 2: Từ tủ DB1 đến các thiết bị 1C, 1D, 2C.

 Chọn Phương pháp dây dẫn đi trong ống, chôn trong đất

o dòng điện làm việc lớn nhất của thiết bị 1C, 1D, 2C:

r0 = 1,15 Ω/km

x0 = 0 Ω/km (theo tiêu chuẩn IEC)

o Kiểm tra tổn thất điện áp

Tính: ΔU DB1−1C=√3×I lvmax(1C ,1D ,2 C ) ×(r0×cosϕ+x0×sinϕ)×L BD 1−1C

=>Thỏa điều kiện tổn thất điện áp

 Kết luận: Vậy chọn cáp ngầm CVV-4x16mm2 để cấp điện cho cácthiết bị 1C, 1D, 2C

x0 = 0 Ω/km (theo tiêu chuẩn IEC)

o Kiểm tra tổn thất điện áp

ΔU DB 1−8 A=√3×I lv max(8 A,9,8 B) ×(r0×cos ϕ+x0×sin ϕ)×L DB1−8 A

=1,8+1,69+1,5+0,12+0,05=5,16(V )

=>

ΔU % MBA−8 B=ΔU U MBA−2C

đm ×100%= 5,16380 ×100%=1,35%< ΔU cp=5%

=>Thỏa điều kiện tổn thất điện áp

Kết luận: Vậy chọn cáp ngầm CVV-4x35mm2 để cấp điện cho các thiết bị8A, 9, 8B

4, Nhánh 4: Từ tủ DB1 đến các thiết bị 5A, 5B, 5C , 9 .

 Chọn Phương pháp dây dẫn đi trong ống, chôn trong đất

o Dòng điện làm việc lớn nhất của thiết bị 5A, 5B 5C:

I lv max(5 A,5 B,5C )= ∑i=13 P