Đồ án cung cấp điện hoàn thành

Tiêu chuẩn về độ rọi Căn cứ vào tính chất công việc, yêu cầu đảm bảo sức khoẻ của công nhân, khả năng cung cấp điện của nguồn mà sẽ có tiêu chuẩn về độ rọi khác nhau 1.3.Thiết kế chiếu s

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu được trong bất kì một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước như chúng ta đã xác định và thống kê rằng 70% điện năng được sản xuất ra dung trong các xi nghiệp, nhà máy công nghiệp Vấn đề dặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra được điên năng thì làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải điện được hiệu quả, tin cậy Vì vậy cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp công nghiệp

có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế quốc dân

Nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách lien tục

và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế quốc gia phát triển lien tục và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới.Nếu ta nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là ngành tiêu thụ năng lượng nhiều nhất Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện năng hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp tới việc khai thác một cách hiệu quả công suất của nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả lượng điện năng được sản xuất ra

Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hòa các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép Hơn nữa là phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai

Với đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

Đã phần nào giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau này Trong thời gian làm bài, với sự cố gắng của bản thân, cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy: Ninh Văn Nam em đã hoàn thành đồ án môn học của mình Song do thời gian làm bài không nhiều, kiến thức còn hạn chế, nên bài làm của em không tránh khỏi thiếu sót Do vậy em kính mong được sự góp ý, chi bảo của các thầy cô để em

có được những kinh nghiệm chuẩn bị cho công việc sau nay

Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Quâng Khánh cùng các thày cô giáo trong bộ môn

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

1.1 Giới thiệu chung 4

1.2 Các tiêu chuẩn về chiếu sáng

1.3 Các số liệu để thiết kế chiếu sáng 7

1.4 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí 9

CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN PHỤ TẢI . 14

2.1 Các đại lượng cơ bản và hệ số tính toán 15

2.2 Tính toán phụ tải chiếu sáng 19

2.3 Tính toán phụ tải làm mát 20

2.4, Tính toán phụ tải động lực

2.5 Tính toán bù công suất 31

CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN . 33

3.1 Xác định tâm phụ tải 33

3.2 Lựa chọn sơ đồ tối ưu 37

3.3 Kết Luận 50

CHƯƠNG 4 : LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ . 51

4.1 Chọn tiết diện dây dẫn mạng động lực và mạng

chiếu sáng 51

4.2 Tính toán ngắn mạch 55

4.3 Chọn thiết bị bảo vệ và đo lường 61

CHƯƠNG 5 : TÍNH CHẾ ĐỘNG MẠNG ĐIỆN 68

5.1 Hao tổn điện áp lớn nhất trong mạng điện 68

5.2 Xác định hao tổn công suất 68

5.3 Xác định hao tổn điện năng 70

CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 73

6.1 Tính toán nối đất 74

6.2 Tính toán chống sét 76

CHƯƠNG 7 : NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 78

7.1 hệ số công suất và ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất 78 7.2 Các giải pháp bù cosφ tự nhiên 80

7.4 Phân phối tối ưu công suất bù trên lưới điện xí nghiệp 82

7.5 Xác định dung lượng bù 83

7.6 Đánh giá hiệu quả bù 86

CHƯƠNG 8 : HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH 88

KẾT LUẬN ……… 90

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Chương I THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG.

1.1 Giới thiệu chung.

Điện chiếu sáng là một trong những công trình nghệ thuật kiến trúc dân dụng và công nghiệp vừa là tiện nghi cần thiết vừa có tính chất trang trí mĩ thuật lại vừa có tác dụng nâng cao hiệu quả sử dụng công trình

1.2 Các tiêu chuẩn về chiếu sáng

1.2.1 Quang thông

Năng lượg do một nguồn phát ra qua một diện tích trong một đơn vị thời gian gọi là thông lượng của quang năng

Ánh sáng của nguồn phát ra gồm nhiều sóng điện từ có độ dài sóng khác nhau

Do năng lượng của nguồn quang năng được biểu thị bằng biểu thức :

= ∫1

2 2

λ λ λ λ

λ e d E

Trong đó

- eλ : Hàm phân bố năng lượng

- Eλ1λ2 : Thông lượng của quang năng từ λ1 đến λ2

0

2

11 λ λ λ λ

1.2.2 Độ rõ

Tuy nguồn quang thông có công suất lớn, nhưng có các bước sóng khác nhau

Sẽ gây cho mắt ta có những cảm giác khác nhau Do đó ta cần đưa thêm khái niệm

về độ rõ, kí hiệu :Vo

F = ∫n v i e d

0

. λ λĐơn vị : lm (lu men)

Nếu dF tính bằng lu men thì góc đặt tính bằng Stê-ra-dian thì cường độ ánh sáng

R =

dS dF

Vậy độ trưng là quang thông bức xạ trên một diện tích ds

Độ rọi kí hiệu E là phần quang thông tới trên một đơn vị diện tích dS :

E =

dS dF

Vậy độ rọi của nguồn sáng tỉ lệ thuận với cường độ nguồn sáng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ nguồn tới tâm diện tích được chiếu sáng, ngoài ra còn phụ thuộc vào hướng của nguồn

Tóm lại, người ta định nghĩa mật độ quang thông rơi trên một bề mặt gọi là độ rọi, đơn vị là lx :

E =

S F

Trong đó

F : Quang thông của nguồn sáng – lumen (lm)

S : Diện tích chiếu sáng - m2

R, E : Phốt hoặc lux (lx), Với 1 phốt = 10000 lx

1.2.5 Tiêu chuẩn về độ rọi

Căn cứ vào tính chất công việc, yêu cầu đảm bảo sức khoẻ của công nhân, khả năng cung cấp điện của nguồn mà sẽ có tiêu chuẩn về độ rọi khác nhau

1.3.Thiết kế chiếu sáng cần các số liệu sau:

- Mặt bằng và mặt cắt phân xưởng để xác định vị trí theo đèn

- Những đặc điểm của quá trình công nghệ các tiêu chuẩn về độ rọi cảu các khu vực làm việc

- Số liệu về nguồn điện và nguồn vật tư

Bảng 1.1 tỉ số L/H hợp lý cho các đối tượng chiếu sáng

Loại đèn và nơi

sử dụng

L/H bố trí nhiều dãy

L/H bố trí 1 dãy

Chiều rộng giới hạn của phân xưởng khi bố trí

1 dãyTốt

nhất

Max cho phép

Tốt nhất

Max cho phépChiếu sáng nhà

1.3.2 Phương pháp tính toán chiếu sáng.

Phương pháp hệ số sử dụng dùng để xác định quang thông của các bóng đèn trong chiếu sáng chung đồng đều theo yêu cầu độ rọi cho trước trên mặt phẳng nằm ngang, Phương pháp này có thể chiếu sáng chung, không chú ý đến hệ số phản xạ của tường, trần và vật cảnh Hay dùng chiếu sáng cho phân xưởng có diện tích lớn hơn 10m2, không dùng để chiếu sáng cục bộ hoặc chiếu sáng ngoài trời, trên cơ sở đó ta chọn công suất của đèn, số lượng đèn cần thiết để chiếu sáng

Trong đó a, b chiều rộng, chiều dài của phòng (m)

Khi chọn công suất đèn tiêu chuẩn, người ta có thể cho phép quang thông chênh lệch từ 12 – 20 %

1.4 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí sửa chữa

Phân xưởng K có :

- Diện tích là S = 24 × 36 = 864 m2

- Độ rọi yêu cầu của phân xưởng là Eyc = 50 lx

1.4.1 Xác định số lượng, công suất bóng

Vì phân xưởng cơ khí sửa chữa có các loại máy quay nên dự định dùng bóng đèn sợi đốt, cosφ=1 để đảm bảo chiếu sáng

Chọn bóng đèn vạn năng có độ rọi yêu cầu chung là E = 50 lx

Phân xưởng cơ khí sửa chữa có độ cao trần là H = 3,86m, mặt phẳng làm việc cách sàn h2 = 0,86m, độ cao treo đèn cách trần h1 = 0m Vậy :

H = 3,86 – 0 – 0,86 = 3 m

Tra bảng đèn sợi đốt, bóng vạn năng có L/H = 1,8, xác định được khoảng cách giữa các đèn là :

5

<2 <

2

5 (thỏa mãn)

Xác định chỉ số phòng

φ = 4 , 8

) 36 24 (

3

36 24 )

+

×

= +

×

b a H

b a

Tra bảng với φ = 4,8 ta có :

Hệ số phản xạ trần là 0,5, hệ số phản xạ tường là 0,3, và hệ số sử dụng ksd=0,47 Lấy hệ số dữ trữ k = 1,3, hệ số tính toán Z = 1,1, xác định được quang thông mỗi đèn là :

F = 3755

47 , 0 35

1 , 1 3 , 1 864 50 n.k

1.4.3 Thiết kế mạng điện chiếu sáng

Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối phân xưởng

về Tủ gồm 1 aptomat 3 pha loại A3144 và 5 aptomat nhánh 1 pha loại A3144 , mỗi aptomat cấp điện cho 7 bóng

1.4.3.1 Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng

1.4.3.2 Chọn aptomat và cầu dao tổng :

Ta có Ics = 10,63 A, nên ta chọn aptomat C60L 3 pha do Merlin Gerin (Pháp) chế tạo có các thông số sau:

Chọn cầu dao 3 cực của CADIVI có Udm = 800 V, và Idm = 30 A

1.4.3.3 Chọn aptomat và cầu dao cho mỗi dãy

Iscdãy = 2 , 126

5

63 ,

- Chọn aptomat kiểu C60L có thông số như đã chọn ở trên

- cầu chì kiểu ΠK do Liên Xô chế tạo có Idm = 15 A, Udm = 3 kV

- Điều kiện chọn cầu dao : Udmcd ≥ Udm = 220 V

Idmcd ≥ Idm = 2,126 A

- Chọn cầu dao 2 cực Udm = 400 V, Idm = 20 A

Ngoài chiếu sáng chung còn trang bị cho mỗi máy 1 đèn 100w để chiếu sáng cục bộ,cho 2 phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh mỗi bóng 100 W

Sơ đồ cung cấp điện cho mạng điện chiếu sáng.

Chương II TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN.

Phụ tải điện là công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q yêu cầu tại một điểm bào đó của lưới khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình tức là tính toán lượng công suất yêu cầu của phụ tải để cung cấp đủ với công suất điện mà phụ tải yêu cầu Do đó, việc đầu tiên khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình là xác định phụ tải điện của công trình đó, tức là phải dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn Ở đây, trong giới hạn về thiết kế và khả năng ta chỉ xét bài toán xác định phụ tải ngắn hạn

Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công trình đi vào vận hành Phụ tải này được gọi là phụ tải tính toán Phụ tải tính toán là một số liệu cần thiết và quan trọng Bởi nó chính là số liệu để lựa chọn các thiết bị điện như: máy biến áp, thiết bị bảo vệ , thiết bị đóng cắt, dây dẫn…, để tính toán các tổn thất công suất, tổn thất điện áp, để lựa chọn các thiết bị bù

Phụ tải điện luôn luôn biến thiên và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : công suất và các số liệu của máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất… do đó để xác định chính xác phụ tải tính toán là một công việc khó khăn nhưng rất quan trọng Bởi vì, nếu phụ tải tính toán được xác định lớn hơn nhiều so với phụ tải thực tế thì các thiết bị chọn được sẽ quá lớn và gây lãng phí vốn đầu tư, thiết bị gây ra những tổn thất không đáng có

Với tính chất quan trọng đó của phụ tải tính toán nên có rất nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán để xác định phụ tải tính toán Có nhiều phương pháp dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết và đưa ra các hệ số để tính toán phụ tải Những phương pháp này thuận tiện đơn giản trong cách tính nhưng kết quả thu được thường chỉ là gần đúng Cũng như những phương pháp xác định phụ tải tính toán dựa trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê Phương pháp này có tính đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố nên kết quả tính toán thu được khá chính xác Thực tế thường áp dụng một số phương pháp tính để xác định phụ tải tính toán là:

• Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

• Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất.

• Phương pháp tính theo hệ số yêu cầu

• Phương pháp tính theo công suất trung bình

Tùy thuộc vào quy mô, đặc điểm của công trình, tùy thuộc vào giai đoạn thiết kế

sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà người thiết kế phải cân nhắc, lựa chọn phương pháp tính toán phụ tải cho thích hợp

2.1 Các đại lượng cơ bản và hệ số tính toán.

Khi tiến hành tính toán thì phải sử dụng đến một số đại lượng như Pđm, Pđ, Ptb…

và các hệ số tính toán Do đó trước hết trình bày một số các đại lượng cơ bản, các hệ số thường gặp khi tính toán

a Công suất định mức (Pđm)

Công suất định mức của một thiết bị tiêu thụ điện là công suất ghi trên nhãn hiệu của máy hoặc ghi trong lý lịch máy Với động cơ công suất định mức ghi trên nhãn hiệu máy chính là công suất cơ trên trục động cơ

Trong thực tế ηđc = 0,8 ÷ 0,9 có giá trị khá cao nên ta có thể xem Pđ = Pđm

Với thiết bị chiếu sáng công suất tương ứng với số ghi trên đế hay ở bầu đèn

Với động cơ điện làm việc ở chế độ lặp lại ví dụ cầu trục, máy hàn thì khi tính toán phụ tải điện của chúng ta phải thực hiện quy đổi về công suất định mức làm việc ở chế độ dài hạn là phải quy đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện:

ε% = 100%

Gọi P’đm là công suất định mức đã quy đổi về chế độ làm việc dài hạn thì P’đm được xác định:

Pđặt = P’đm = Pđm εđm

Với Pđm, εđm : cho trong lý lịch máy

Với máy biến áp của lò điện công suất đặt là:

Pđm = Sđm cosϕđm

Trong đó: Sđm – công suất biểu kiến định mức có trong lý lịch máy

cosϕđm - hệ số công suất của lò điện khi phụ tải của có đạt đến định mức

với máy biến áp hàn: Pđm = Sđm cosϕđm εđm

c Phụ tải trung bình (Ptb)

Là một đặc trưng tĩnh của phụ tải trong khoảng thời gian nào đó Tổng phụ tải trung bình của phụ tải của các thiết bị cho ta căn cứ để đánh giá gới hạn dưới của phụ tải tính toán Hiện tại, phụ tải trung bình được tính:

ptb =

t

P Δ ; qtb =

t

Q Δ

Trong đó:

∆P, ∆Q – điện năng tiêu thụ trong thời gian khảo sát kW, kVAR

t – là khoảng thời gian khảo sát h

nếu là một nhóm thiết bị thì phụ tải trung bình được tính:

d Phụ tải cực đại.

Phụ tải cực đại được chia là 2 nhóm:

• Phụ tải cực đại Pmax : là phụ tải trung bình lớn nhất trong khoảng thời gian tương đối ngắn ( thường là 5,10 hoặc 30 phút) ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất trong ngày

• Phụ tải đỉnh nhọn Pđn : là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian 1- 2s đây là một số liệu được dùng để kiểm tra dao động điện áp, điều kiện tự khởi động của động cơ

e Phụ tải tính toán (Ptt)

Là một phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương ứng với phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất Tức là phụ tải tính toán là phụ tải có tác dụng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra Phụ tải tính toán có giá trị:

Đối với một nhóm thiết bị:

P P

Hệ số sử dụng có ý nghĩa là hệ số nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị trong khoảng thời gian xem xét

g Hệ số phụ tải ( hay còn gọi là hệ số mang tải Kmt).

Là tỷ số giữa công suất của thiết bị điện trong thực tế với công suất định mức trong khoảng thời gian đang xét Nó được thể hiện bởi công thức:

kpt =

dm

thùctÕ

P P

Hệ số phụ tải có ý nghĩa tương tự như hệ số sử dụng đó là nó nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác của thiết bị trong khoảng thời gian xem xét

tt dm

tt

P

P P

P P

Hệ số này có giá trị lớn hơn 1 (kmax ≥ 1) Hệ số cực đại phụ thuộc vào nhiều yếu tố: phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả, phụ thuộc vào hệ số sử dụng, các chế độ đặc trưng cho chế độ vận hành của thiết bị Nó thường được tính với ca làm việc có phụ tải lớn nhất

j Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả (nhq)

Xét một nhóm gồm có n thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc khác nhau thì nhq được gọi là số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả của nhóm, đó là một

số quy đổi gồm có nhq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêu thụ thực tế bởi n thiết bị của nhóm đang xét

Khi số thiết bị n ≤ 5 thì số thiết bị hiệu quả được xác định:

n

i dmi

P P

1 2

P n

• Xác định số thiết bị trong nhóm n và tổng công suất định mức ∑P dmn

• Chọn những thiết bị có công suất mà công suất định mức của mỗi thiết bị này nhỏ hơn hoặc bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm thiết bị xét

• Xác định số n1 : là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất thiết bị công suất lớn nhất, và ứng với số thiết bị n1 xác định tổng công suất định mức : ∑P dmn 1

• Tìm giá trị n* = nn1 vµ p*= ∑ ∑ dmn

dmn

P

P 1

• Sau khi xác định được (n*, p*) dựa vào cẩm nang tra ta sẽ có nhq*, từ đó rút ra

nhq = nhq* n

2.2 Tính toán phụ tải chiếu sáng.

Tổng công suất chiếu sáng chung(coi hệ số đồng thời là 1

Pcs.ch=k 13995575943128/xjg1399557594.doc.N.Pđ=1.35.200=7000 W

đt/storage2/vhost/convert.store123doc.com/data_temp/document/xjg1399557594-821466-Chiếu sáng cục bộ:

Pch=(33+4).100=3700 W

Vậy tổng công suất chiếu sáng là 7000+3700=10700 W=10,7 kW

Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cosϕ của nhóm chiếu sáng bằng 1

2.3 Tính toán phụ tải thông thoáng và làm mát.

Phân xưởng sẽ được trang bị 20 quạt trần,mỗi quạt 120 W và 10 quạt hút,mỗi quạt 80W.Hệ số công suất trung bình của nhóm là 0,8

Nhằm xác định phụ tải tính toán được xác định chính xác và rõ ràng cho việc thiết kế sau này ta cần phân nhóm phụ tải điện Phân nhóm phụ tải dựa trên nguyên tắc:

• Các thiết bị trong cùng nhóm phải có vị trí gần nhau

• Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng chế độ làm việc giống nhau

• Công suất các nhóm nên xấp xỉ bằng nhau

Tuy nhiên các yêu cầu trên thường mâu thuẫn với nhau nên phải căn cứ vào vị trí, số lượng, chế độ làm việc và công suất của các thiết bị mà ta tiến hành phân nhóm phụ tải sao cho hợp lý Ta có thể phân chia các thiết bị trong phân xưởng

ra làm 4 nhóm như sau:

SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 21

Hệ số

ksd

Cos φ

Công suất đặt kW

32 33

P

k P k

-Số lượng hiệu dụng nhóm 1:

45 3 89 1861

1 80 )

-Hệ số nhu cầu nhóm 1:

73 0 45 3

415 0 1 415 0 1

1

1 1

1 = + − = + − =

hdn

sdn sdn

ncn

n

k k

k

-Tổng công suất phụ tải nhóm 1:

47 , 58 1 80 73 , 0

4 , 55 cos

P

P

ϕ ϕ

-Công suất toàn phần :

5 , 84

2

đl đl

115750

3 U

S

128 A

2.4.2.2 Tính toán nhóm phụ tải II

Bảng 2.2 Danh sách nhóm thiết bị II

Tổng công suất của nhóm II là: P∑ = 80,2 kW

395.02.80

714,31

P

k P k

-Số lượng hiệu dụng nhóm 2:

01,422,1602

2.80)

P

P n

-Hệ số nhu cầu nhóm 2:

697 , 0 01 4

395 0 1 395 0 1

1

1 1

1 = + − = + − =

hdn

sdn sdn

ncn

n

k k

Hệ số

ksd

Cos φ

Công suất đặt kW

595 , 0 2 , 80

694 , 47 cos

P

P

ϕ ϕ

-Công suất toàn phần :

( kva )

- Công suất phản kháng:

5 , 75

2

2 2

2

đl đl

94000

U

S

A

2.4.2.3 Tính toán nhóm phụ tải III

Bảng 2.2 Danh sách nhóm thiết bị III

Tổng công suất của nhóm III là: P∑ = 94,8kW

Hệ số

ksd

Cos φ

Công suất đặt kW

486 , 0 8

, 94

056 , 46

P

k P k

-Số lượng hiệu dụng nhóm 3:

99 , 4 34 , 1799

8 , 94 )

P

P n

-Hệ số nhu cầu nhóm 3:

716 0 99 4

486 0 1 486 0 1

3

3 3

3 = + − = + − =

hdn

sdn sdn

ncn

n

k k

k

-Tổng công suất phụ tải nhóm 3:

89 , 67 8 , 94 716 , 0

66 72 cos

P

P

ϕ ϕ

-Công suất toàn phần :

6 , 88

3

2 3

Itt3= 134 , 6

380 3

88600

U

S

A

2.4.2.4 Tính toán nhóm phụ tải IV

Bảng 2.4 Danh sách nhóm thiết bị IV

Tổng công suất của nhóm IV là: P∑ = 98.8 kW

396 ,

0 8

, 98

118 , 39

P

k P k

-Số lượng hiệu dụng nhóm 4:

95 , 2 3 , 3312

8 , 98 )

P

P n

-Hệ số nhu cầu nhóm 4:

748 , 0 95 , 2

396 0 1 396 0 1

4

4 4

4 = + − = + − =

hdn

sdn sdn

ncn

n

k k

Hệ

số ksd

Cos φ

Công suất đặt kW

-Tổng công suất phụ tải nhóm 4:

P n4 =k ncn4.∑P i =0,748×98,8=73,87

-Hệ số công suất của phụ tải nhóm 4:

651 , 0 8 , 98

352 , 64 cos

P

P

ϕ ϕ

- Công suất toàn phần :

5 , 113

( kva )

- Công suất phản kháng:

1 , 86

4

2 4

113500

- Hệ số sử dụng phụ tải động lực:

435 0 2 , 256

61 , 111

2 , 256 )

435 , 0 1 435 , 0

1

=

− +

=

− +

nc

n

k k

k

- Tổng công suất phụ tải động lực:

3,1842,256719,0.∑ = × =

- Hệ số công suất trung bình của phụ tải tổng hợp:

679 , 0 2 , 256

86 , 173 cos

P

P

ϕ ϕ

- Công suất toàn phần :

cos

dl dl

p S

2.4.2.6 Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng

Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng

Kết quả tính toán phụ tải được biểu thị trong bảng 2.5

P là tổng công suất tác dụng tính toán của 4 nhóm thiết bị.Vậy:

Tương tự công suất phản kháng của toàn phân xưởng:

Q = 0,85.(61+75,5+59,97+86,1) =237,6 kVArCông suất tính toán toàn phân xưởng được tính theo công thức:

Sttpx=

(P ttpx + P cs + P lm)2 +Q ttpx2 = (217,77+10,7+3,2)2 +237,62 = 331,9kVA

Hệ số công suất nhà máy:

Cosϕttpx = ∑Ptti cosϕtbi/∑Ptt =

(Pcs cosϕcs + Pđl cosϕđl + Plm cosϕlm)/( Pcs+ Pđl+ Plm) = 0,796Vậy tag =0.76

Dòng điệnt tính toán của toàn phân xưởng là:

9 , 331

= 504,2 A

2.5: Tính toán bù công suất phản kháng

Việc đặt bù có lợi về mặt giảm tổn thất điện áp, điện năng , cho đối tượng dung điện là đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ Tuy nhiên nếu đặt phân tán quá sẽ không có lợi về vốn đầu tư , về quản lý vận hành Cho nên việc bố trí đặt tụ bù ở đâu là 1 bài toán cần xem xét kĩ

2.5.1 xác định dung lượng bù cần thiết

Yêu cầu hệ số công suất cần nâng lên là cosϕ 2 =0,9 nên tagϕ 2=0,484

Ta có tag ϕ∑ =0,76

Do đó dung lượng bù cần thiết là :

Q b= P∑( tag ϕ∑ -tagϕ2)=217,77.(0,76-0,484)=60,2 (kvar

2.5.2 lựa chọn thiết bị bù

Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí vì công suất của phân xưởng không quá lớn , công suất của các động cơ cũng không quá lớn nên không đặt bù ở các tủ động lực , sẽ phân tán , và tốn kém ( chi phí cho tủ bù , cho tụ ) Hơn nữa , việc xác định dung lượng bù tối ưu cho từng tủ động lực là khó khăn Ngoài tủ động lực các phụ tải thông thoáng và làm mát cũng tiêu thụ công suất phản kháng Như vậy để đơn giản sẽ đặt bù tập trung cạnh tủ phân phối

Theo dung lượng bù cần thiết đã tính được ở trên , tra bảng 40.pl chọn được

tụ điện 3 pha loại KM2-0,38-25.Y có công suất định mức là Qbn = 25kVAr Để đảm bảo dung lượng bù ta dùng 3 tụ như trên ghép song song với nhau

- Công suất biểu kiến của phân xưởng sau khi bù sẽ là :

Ssaubù = PΣ + j( QΣ – Qbn ) = 217,77 + j( 237,6 – 60,2 ) = 217,77 + j177,4kVA

-Giá trị môđun của nó là :

Ssaubù = 139 , 142 66 , 92

+ =280,9 kva

Chương III XÁC ĐINH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG 3.1 Tính toán và xác định tâm phụ tải:

Lựa chọn hệ trục XOY trên bản vẽ mặt bằng bố trí thiết bị,xác định tâm phụ tải theo công tức sau :

Tủ Động lực sao cho tiết kiệm diện tích đảm bảo mặt kinh tế về thiết bị đi đây đấu nối với các thiết bị

Dưới đây là hai cách bố trí tủ phân phối và các tủ động lực trong phân xưởn

Để giảm chi phí đầu tư cho dây dẫn và giảm tổn thất điện năng tức đảm bảo

về tiêu chuẩn kinh tế thì trạm phân phối trung tâm phải đặt ở trung tâm phụ tải của toàn phân xưởng Trên mặt bằng phân xưởng gắn một hệ trục tọa độ vuông góc XOY

Ta có thể đặt vị trí biến áp tại vị trí bên cạnh trạm phân phối trung tâm có tọa độ (X,Y)= (0,1 ;9) như đã tính toán ở trên Đặt trạm biến áp ở bên ngoài để đảm bảo tính an toàn và thẩm mỹ

3.1.1 Xác định số lượng và công suất máy biến áp

Khi lựa chọn số lượng MBA và công suất ta phải tính đến vốn đầu tư, tổn hao công suất, khả năng chịu tải và tổn hao do sự cố gây ra Ta sẽ so sánh các phương

án đầu tư để rút ra phương án tối ưu nhất

Trạm biến áp 22/0,4 kV của phân xưởng với công suất của xưởng là : Stt = 331,9kVA,, hệ số công suất cosφtt = 0,796, trong đó phụ tải loại I và loại II chiếm

78 % (mI+II=0,78), thời gian sử dụng công suất cực đại TM = 4480 h Hệ số triết khấu i% = 10%, giá thành tổn thất điện năng C∆=1500 đ/kWh ; suất thiệt hại do mất điện là gth =7500đ/kWh

Ta có hệ số điền kín đồ thị có thể xác định theo biểu thức :

Căn cứ vào số liệu trên ta tiến hành so sánh 3 phương án sau :

Phương án I : chọn 2 máy biến áp có công suất là 2x160kVA

Phương án II : chọn 1 máy biến áp có công suất 320kVA

Phương án III : chọn 1 máy biến áp có công suất 400kVA

Các tham số biến áp như sau :

Phụ tải trong thời gian sự cố một máy biến áp bao gồm phụ tải loại I và loại II

Vậy máy biến áp không thể chịu được quá tải trong thời gian sự cố

Vậy phương án sử dụng 2 máy biến áp là không áp dụng được

• Xác định chi phí quy đổi của các phương án : Thiệt hại do mất điện Coi sự thiệt hại đối với các phụ tải lọa i III ở các phương án là như nhau, ta chỉ xét thiệt hại do mất điện đối với phụ tải loại I và loại II

- Đối với phương án I không sử dụng được nên ta không xét đến

- Đối với phương án II và III :

ZII = iVII + CII + YII = 0,1.205.106 +36,536.106 + 36,69.106 =93,726.106đ

ZIII = iVIII + CIII + YIII = 0,1.242.106 +36.106 + 36,69.106 =96,89.106đKết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau :

3 Tổng tổn thất điện năng, 106kWh/năm X 24357 20005

Kết luận : Như vậy ta thấy 3 phương án đưa ra trên phương án I không sử dụng

được vì khi có sự cố ở 1 trong 2 máy biến áp thì máy biến áp còn lại cũng không thể hoạt động ở chế độ quá tải được, phương án II và III số chi phí thiệt hại cũng tương đương nhau, nhưng ta sẽ chọn phương án II vì số vốn đầu tư ban đầu không cao lắm và tổng chi phí quy đổi cũng nhỏ hơn

3.2 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu.

Để cung cấp điện có thể có nhiều phương án đi dây , có thể dùng sơ đồ hình tia

có độ tin cậy cung cấp điện cao , có thể dùng sơ đồ đường trục , hoặc hỗn hợp Với phân xưởng nên áp dụng sơ đồ tia vì các thiết bị điện khá tập trung Các phương

án được nêu chi tiết dưới đây

Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ , trong xưởng dự định đặt 1 tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp về và cấp điện cho 4 tủ động lực đặt rải rác cạnh tường phân xưởng , mỗi tủ động lực cấp điện cho các nhóm phụ tải đã phân nhóm

ở trên Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng tiến hành xem xét 2 phương án sau :

Phương án 1: Đặt tủ phân phối tại điểm gần với trạm biến áp và phân phối cho 4 tủ động lưc còn lại

Phương án 2: Đặt tủ phân phối tại trung tâm nhà xưởng và cung cấp cho 4 tủ động lưc còn lai

3.2.1 Tính toán chọn phương án tối ưu

Ta chọn dây dẫn cao áp từ nguồn điện vào trạm biến áp là cáp đồng mắc trong hào cáp vì phân xưởng nằm trong nhà máy nên nguồn dến phân xương khoảng cách gần,dung cáp đồng có thê làm giảm tổn thất điện năng và đảm bảo tính an toàn cao, dây dẫn hạ áp cũng là cáp đồng 3 pha mắc trong hào cáp.

Tính toán cụ thể cho từng phương án:

Phương án 1 : Đặt TỦ PP ở gần trạm biến áp :

- Xác định dây dẫn từ nguồn tới trạm biến áp

+ Dòng điện chạy trong dây dẫn cao áp Chọn cấp điện áp phía cao áp là 22kV

355 , 4 22 3 2

9 , 331

+ Tiết diện dây dẫn cần thiết:

4 , 1 1 , 3

355 , 4

862 , 0 10 238 22

2

13 , 0 45 , 195 524 , 0 6 , 255

2

L:khoảng cách từ nguồn tới TBA

+ Tổn thất điện năng:

67 , 40 10

2866 10 238 524 , 0 22 2

9 , 331

.

.

2

3 3

2

2 0

+ Vốn đầu tư đường dây:

Tra bảng 8.pl [TK 2] ta có suất vốn đầu tư đường dây cao áp v0 = 176,4 (106

đ/km), vậy:

V = 2.v0.L = 2.238.106.176,4.10-3 = 83,966 106 (đ)

+ Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao đối với dây dẫn cao áp:

025 , 0 13 , 0 025 , 0 1 ) 1 , 0 1 (

) 1 , 0 1 (

1 , 0 1

) 1

(

) 1 (

15

15

+

= +

− +

+

= +

− +

+

= T T a kh

i

i i