đồ án cung cấp điện về xưởng điện đại học sư phạm kỹ thuật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA ĐIỆN GVHD Ths Lê Công.

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN

Các loại phụ tải tính toán cho phân xưởng

Do điều kiện làm việc tại phân xưởng, ánh sáng tự nhiên từ mặt trời đôi khi không đủ hoặc không còn chiếu sáng cho không gian làm việc Vì vậy, việc thiết kế một hệ thống chiếu sáng phù hợp cho phân xưởng là cần thiết.

Ánh sáng trong hệ thống chiếu sáng cần đáp ứng nhu cầu làm việc của con người, đảm bảo độ rọi phù hợp với yêu cầu công việc và tránh tình trạng chói mắt.

1.1.2 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng

- Chiều cao treo đèn ( khoảng cách từ trần đến đèn ) là 0.5m

- Chiều cao làm việc (từ sàn đến mặt phẳng làm việc ) là 1m

- Chiều cao của phân xưởng là 5m

=> Từ trên tính được độ cao treo đèn tính toán là :

- Độ rọi tối thiểu theo yêu cầu của phân xưởng Emin = 230 [Lx]

- Các hệ số phản xạ 1

 Hệ số phản xạ trần: ρtr = 50%

 Hệ số phản xạ tường: ρt = 30%

 Hệ số phản xạ sàn: ρs = 10%

- Từ các hệ số phản xạ và chỉ số phòng , tra bảng 10.4 xác định hệ số sử dụng CU: 0.92

- Chọn bộ đèn LED Highbay 80W, Mã PT-HBL-80-N của hãng POTECH:

 Công suất đèn 80W, kiểu chóa phản quang tròn, hệ số công suất 0.95, quang thông 10000 Lm, tuổi thọ 50000 giờ

1 Giáo trình Cung cấp điện, bảng 10.5 trang 197, PGS.TS Quyền Ánh Huy

 Do điều kiện làm việc môi trường trung bình: khô ráo, thoáng, ít bụi, sạch; chế độ bảo trì 6 tháng => Hệ số mất ánh sáng LLF 3 =0.65

- Tổng quang thông Φt = E min× axb CU × LLF = 230 0.92× × 13 0.65 ×39 = 195000 Lm

- Số bộ đèn cần lắp n = Φt Φ = 195000 10000 ≈ 20 bộ đèn

- Phân bố đèn: 20 bộ đèn thành 4 cột và 5 hàng; 5 nhóm đèn, mỗi nhóm 1 hàng, mỗi hàng có 4 bộ đèn

- Dựa vào mô phỏng trên phần mềm DIALUX 4.12 được sơ đồ đèn như sau:

Hình 1.2 Sơ đồ phân bố đèn trong mặt bằng phân xưởng

- Công suất chiếu sáng của phân xưởng:

Công suất chiếu sáng của mỗi nhóm đèn: Pnhóm đèn = 4×80 = 320 W

Công suất chiếu sáng của phân xưởng: Pphân xưởng = 320×5 = 1600 W

1.1.3 Thiết kế chiếu sáng cho nhà vệ sinh

Đèn LED BULD (ĐQ LEDBU09) 50W của Điện Quang là lựa chọn lý tưởng cho nhà vệ sinh, không yêu cầu về độ rọi Sản phẩm có khả năng chống ẩm, hệ số công suất 0.9 và tuổi thọ lên đến 30.000 giờ.

Công suất chiếu sáng của nhà vệ sinh: Pnvs = 20 W

1.2 Phụ tải thông gió và làm mát

Hệ thống thông gió đạt yêu cầu cần đảm bảo những tiêu chí sau:

 Giảm nhiệt hiệu quả luồng không khí đi vào nhà xưởng đồng thời, kiểm soát và duy trì mức nhiệt trong suốt quá trình hoạt động.

Loại bỏ hóa chất độc hại và khói ô nhiễm từ bên ngoài, đồng thời đẩy hơi ẩm và bụi bẩn trong môi trường làm việc ra ngoài, giúp không gian luôn thoáng mát một cách tự nhiên.

Hệ thống làm mát nhà xưởng sử dụng tấm Cooling pad kết hợp với quạt công nghiệp giúp duy trì mức nhiệt phù hợp cho cơ thể người lao động, đồng thời làm mát tự nhiên nhờ vào hơi nước và khí gió.

 Cung cấp luồng khí sạch và lan tỏa đồng đều trên toàn không gian mà không tạo ra gió lùa.

 Sử dụng ổn định, lâu dài và an toàn, không mất những chi phí bảo dưỡng phát sinh không đáng có.

 Giảm bớt các vi khuẩn gây bệnh, tạo không gian làm việc khô ráo, thông thoáng.

Để duy trì không gian làm việc thông thoáng và mát mẻ trong phân xưởng, cần tính toán lượng khí lưu thông và số lượng quạt cần thiết Việc này giúp đảm bảo hiệu quả làm mát và thông thoáng, đồng thời tránh lãng phí không cần thiết.

V: Thể tích Xưởng (m 3 ) = Chiều Dài (m) × Rộng (m) × Cao (m)

Tg: Tổng lượng không khí cần dùng (m 3 /h)

X: Số lần thay đổi không khí

Q: Lưu lượng gió của quạt (m 3 /h)

N: Số quạt cần dùng cho nhà Xưởng 4

1.2.3 Phụ tải thông gió và làm mát

Xưởng may mặc thường gặp phải tình trạng nhiệt thừa do nhiều nguồn như máy móc, đèn chiếu sáng, và bể ngâm nhiệt, cùng với số lượng công nhân đông đảo Để duy trì các thông số kỹ thuật thông gió, số lần tuần hoàn không khí cần thiết là từ 50 đến 70 lần mỗi giờ.

Chọn số lần trao đổi không khí là 60 lần mỗi giờ, tương đương với việc mỗi phút sẽ có một lần thay đổi không khí sạch cho toàn bộ không gian trong xưởng.

- Chọn quạt thông gió vuông trực tiếp QV- 074I của hãng Vizanan có:

4 https://sumitech.vn/xay-dung/thong-gio-nha-xuong/thiet-ke-thong-gio-nha-xuong.html

Chiều dài 700mm, chiều rộng 400 mm, chiều cao 700mm, sải cánh 620mm

Tốc độ 960 (v/p), lưu lượng gió 11000 (m 3 /h) 6

Công suất thông gió và làm mát: Pttlm = 14 × 370 = 5.18 KW

Hình 1.3 Sơ đồ phân bố đèn trong mặt bằng phân xưởng

Bảng 1.2 Thông số phụ tải động lực

STT Thiết bị Hệ số sử dụng Ku

Cos Công suất định mức của thiết bị P (kW)

1 Bể ngâm dung dịch kiềm 0,8 1 3

6 https://www.slideshare.net/nghinguyen65/catalogue-qut-ht-cng-nghip-vinazan

Phân nhóm phụ tải

Ngoài các yêu cầu kỹ thuật, cần chú trọng đến yếu tố kinh tế Việc không nên đặt quá nhiều nhóm làm việc đồng thời và hạn chế số lượng tủ động lực sẽ giúp tối ưu hóa chi phí và mang lại lợi ích kinh tế.

- Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào các yếu tố sau:

 Phân nhóm theo chức năng: Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng chức năng.

 Phân nhóm theo vị tri: Các thiết bị có khu vực gần nhau thì cho một nhóm.

 Phân nhóm theo phân bố công suất: chú ý đến phân đều công suất cho các nhóm (tổng công suất của các nhóm gần bằng nhau).

 Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tải của CB chuẩn.

 Số nhóm không nên quá nhiều: 2, 3 hoặc 4 nhóm.

 Trong cùng một tuyến dây cung cấp từ tủ phân phối thì không nên bố trí thiết bị có công suất lớn ở cuối tuyến.

= > Việc phân chia nhóm các phụ tải đều có những ưu, nhược điểm riêng nhưng vẫn phải bảo về tính kinh tế cũng như cả về kỹ thuật

Kiểu I Lắp đặt 3 tủ phân phối phụ:

- Ưu điểm: Tủ phân phối ít, tiết kiệm diện tích, dễ đi dây.

Nhược điểm của hệ thống là thiếu tính linh hoạt trong việc lựa chọn thiết bị chung cho các chức năng và công suất khi có nhiều loại tải khác nhau Thêm vào đó, mỗi tủ phân phối phụ cần phải chịu tải riêng, dẫn đến chi phí đầu tư cao hơn.

Kiểu II Lắp đặt 4 tủ phân phối phụ:

Ưu điểm của việc nhóm các thiết bị có chung chức năng hoặc công suất gần bằng nhau là tính linh hoạt trong thiết kế Điều này giúp việc chọn cầu dao (CB) và cáp trở nên dễ dàng hơn, vì công suất mỗi tủ gần tương đương Hơn nữa, việc này còn nâng cao hiệu quả trong việc điều khiển và cung cấp điện.

- Nhược điểm: Lắp nhiều tủ tốn diện tích và chi phí.

Kiểu III Lắp đặt 5 tủ phân phối phụ:

Trong trường hợp có nhiều phụ tải với chức năng và công suất khác nhau, việc chọn và phân nhóm phụ tải một cách linh hoạt sẽ giúp điều khiển và cung cấp điện cho phụ tải hiệu quả hơn so với kiểu II.

- Nhược điểm: Lắp đặt nhiều tủ gây tốn không gian và chi phí.

Kết luận: Dựa vào chức năng, công suất và vị trí của phụ tải, lựa chọn lắp đặt 4 tủ phân phối phụ là hợp lý, do không có nhiều loại phụ tải khác nhau và các phụ tải có công suất tương đương.

- Các phụ tải được phân vào 4 nhóm sau đây:

STT Thiết bị Hệ số sử dụng Ku Cos Công suất định mức của thiết bị P (kW)

1 Bể ngâm dung dịch kiềm 0,8 1 3 1

Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng

3.1 Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm

- Xác định công suất biểu kiến định mức của tải:

Sđm (tải) = P đm(tải cos ) [KVA]

- Xác định công suất phản kháng của tải:

Qđm (tải) = Pđm (tải) × tan (cos -1 ) [KVAr]

- Xác định công suất tác dụng tính toán của tải theo công thức:

Ptt (tải) = Pđm (tải) × Ku [KW]

- Xác định công suất phản kháng tính toán của tải theo công thức:

Qtt (tải) = Qđm (tải) × Ku [KW]

- Xác định công suất biểu kiến tính toán của tải theo công thức:

Stt (tải) = √ Ptt (tải) 2 +Q tt (tải) 2 [KVA]

- Xác định công suất tác dụng tính toán của tụ điện phân phối theo công thức:

Ptt DB = ∑ P tt (tải) × K s [KW]

- Xác định công suất phản kháng tính toán của tụ điện phân phối theo công thức:

Qtt DB = ∑ Q tt (tải) × K s [KVAr]

- Xác định công suất biểu kiến tính toán của tụ điện phân phối theo công thức:

Stt DB = √ Ptt DB 2 + Qtt DB 2 [KVA]

- Chọn hệ số sử dụng Ku cho tải dựa vào bảng Hệ số sử dụng 7 và theo chức năng của tải

Chọn hệ số đồng thời Ks cho tủ phân phối bằng cách tham khảo bảng Hệ số đồng thời theo tủ phân phối 8 và bảng Hệ số đồng thời theo chức năng của tủ 9.

- Xác định dòng điện tính toán cho từng thiết bị theo công thức:

Itt (từng tải) = √ Stt 3 U đm (tải ) [A] nếu tải 3 pha

Itt (từng tải) = Stt V đm (tải) [A] nếu tải 1 pha -Trong đó Uđm = Ud = 0.38 KV, Vđm = Uf =0.22 KV

-Áp dụng công thức tính toán trên, tính được thông số cho từng nhóm phụ tải ở bảng dưới:

 Bảng 1.7 xác định thông số nhóm 1 phụ tải

1 Bể ngâm dung dịch kiềm 0,8 1 3 0 3 2.4 0 2.4 3.646

Dựa vào bảng hệ số đồng thời 10 và số lượng thiết bị xác định được hệ số đồng thời

Do có 5 thiết bị => Ks = 0.8

Ptt tủ DB1 = ∑ P tt ( tải ) × KS = 14.79 x 0.8 = 11.382 (KW)

Qtt tủ DB1 = ∑ Q tt ( tải ) × KS = 1.647 x 0.8 = 1.3176 (KVAr)

 Stt tủ DB1 = √ P tt tủ DB1 2 + Q tt tủ DB1 2 = √ 11.382 2 +1.3176 2 = 11.46 (KVA)

(KVAr) S(KVA) đm tải Ptt (tải)

3.2 Xác định tính toán cho phân xưởng

Qtt tủ DB2 = ∑ Q tt ( tải ) × K S = 7.9 x 0.7 = 5.53 (KVAr)

STT Thiết bị Hệ số sử dụng

Ptt tủ DB3 = ∑ P tt (tải ) × K S = 16.79 x 0.8 = 13.43 (KW)

Qtt tủ DB3 = ∑ Q tt (tải) × K S = 13.47 x 0.8 = 10.78 (KVAr)

 Stt tủ DB3 = √ P tt tủ DB3 2 + Q tt tủ DB3 2 = √ 13.43 2 + 10.78 2 = 17.22 (KVA)

STT Thiết bị Hệ số sử dụng Ku Cos Pđm

Dựa vào bảng hệ số đồng thời 13 => Ks = 1

Ptt tủ DB4 = ∑ P tt (tải ) × K S = 6.8 x 1 = 6.8 (KW)

Qtt tủ DB4 = ∑ Q tt (tải) × K S = 3.05 x 1 = 3.05 (KVAr)

 Stt tủ DB4 = √ P tt tủ DB4 2 +Q tt tủ DB 4 2 = √ 6.8 2 + 3.05 2 = 7.45 (KVA)

-Do có 4 tủ nên hệ số đồng thời Ks = 0.8

- Công suất tác dụng của tủ MDB (phân xưởng)

- Công suất phản kháng của MDB ( phân xưởng)

- Công suất biểu kiến của MDB ( phân xưởng )

Stt MDB = √ P tt MDB 2 +Q tt MDB 2 = 35.24 KVA

Xác định tâm của phụ tải

4.1 Vị trí tâm phụ tải

Mục đích của việc xác định tâm phụ tải là để lựa chọn vị trí phù hợp cho các tủ phân phối động lực Dựa vào tâm phụ tải đã xác định, chúng ta sẽ có các phương án bố trí và lắp đặt tủ phân phối cũng như tủ động lực khác nhau.

Tâm phụ tải đại diện cho mức tiêu thụ điện năng của phân xưởng, nhằm mục đích cung cấp điện năng đến các điểm tiêu thụ một cách hiệu quả Việc này giúp rút ngắn chiều dài mạng phân phối, giảm thiểu tổn thất điện năng, tổn thất công suất lưới điện, tổn thất điện áp tại các phụ tải và tiết kiệm chi phí đầu tư.

- Tuy nhiên, rất khó để đặt đúng vị trí tâm tải, để đảm bảo tính khả thi, vị trí thường chỉ ở gần tâm tải nhất có thể.

- Bước 1: Đặt hệ trục tọa độ cho hình vẽ từ đó suy ra tọa độ tương ứng của từng phụ tải đẻ tính toán

Tọa độ tâm của phụ tải của tủ phân phối được tính theo công thức như sau :

Trong đó: P là công suất định mức của thiết bị x , y là tọa độ của thiết bị thứ i

X ,Y là tọa độ tủ phân phối

4.3 Tính toán xác định tâm phụ tải

1 Bể ngâm dung dịch kiềm 3 1.81 4.33

Bảng 1.11 Các thông số xác định tâm của phụ tải 1 Tâm phụ tải của nhóm 1:

 Tọa độ lý thuyết tủ DB của nhóm 1: (6.18 m ; 2.92 m)

Bảng 1.12 Các thông số xác định tâm của phụ tải 2Tâm phụ tải của nhóm 2:

Hình 1.4 Sơ đồ mô phỏng bó trí đèn bằng phần mềm DIALUX

Hình 1.5 Sơ đồ mô phỏng bó trí quạt bằng phần mềm AUTOCAD

Bảng 1.14 Các thông số xác định tâm của phụ tải 4 Tâm phụ tải của nhóm 4

Tương tự cách tính của nhóm 1,3,4 có :

TỌA ĐỘ TÂM ĐẶT TỦ MDB

STT Tủ P đm tủ [KW] X [m] Y [m]

Bảng 1.15 Các thông số xác định ví trí MDB

Kết luận: Việc chọn vị trí đặt tủ cần đảm bảo tính thẩm mỹ, thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa, đồng thời dễ dàng quan sát toàn bộ nhóm máy hoặc phân xưởng Vị trí này không được cản trở lối đi, nên gần cửa ra vào, có thông gió tốt và đặc biệt là các tủ.

DB và MDB được lắp vào tường, do đó, vị trí đặt tủ phân phối và tủ động lực có thể lệch so với tâm phụ tải tính toán Tuy nhiên, cần đảm bảo rằng vị trí này vẫn gần với tâm phụ tải nhất Sau khi xem xét bố trí của phụ tải trong phân xưởng, chúng tôi đã đưa ra phương án đặt tủ động lực và tủ điều khiển cho toàn bộ phân xưởng, kèm theo hình vẽ và tọa độ thực tế.

Bảng 4.6 Tọa độ thực tế đặt tủ DB và MDB

Hình 1.6 Sơ đồ vị trí lắp đặt tủ

TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Chọn vị trí máy biến áp

Để xác định vị trí hợp lý của trạm biến áp cần xem xét các yêu cầu:

 Thuận tiện cho các tuyến dây vào/ra.

 Thuận lợi trong quá trình thi công và lắp đặt.

 Đặt nơi ít người qua lại, thông thoáng

 Phòng cháy nổ, ẩm ướt, bụi bẩn

 An toàn cho người và thiết bị

Việc lắp đặt trạm biến áp đáp ứng đầy đủ các yêu cầu thực tế là một thách thức lớn Do đó, cần xem xét các điều kiện cụ thể để xác định vị trí lắp đặt trạm một cách hợp lý nhất.

Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp

- Chọn số lượng máy biến áp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

+ Yêu cầu về liên tục cung cấp điện của hộ phụ tải

+ Yêu cầu về lựa chọn dung lượng máy biến áp

+ Yêu cầu về vận hành kinh tế

+ Xét đến khả năng mở rộng và phát triển về sau.

+ Chủng lượng máy biến áp nên đồng nhất, để giảm số lượng máy biến áp dự phòng trong kho và thuận tiện trong lắp đặt, vận hành

- Dựa vào nhu cầu và đặc điểm của phân xưởng và xác định được phân xưởng là phụ tải loại 3 nên chọn 1 MBA

Xác định dung lượng của máy biến áp

- Thông thường ta chọn máy biến áp dựa vào đồ thị phụ tải bằng hai phương pháp đó là :

Phương pháp suất đẳng trị

Nhưng ở đây không có đồ thị phụ tải cụ thể nên sẽ áp dụng công thức sau:

Dự phòng điện năng phụ thuộc vào việc dự báo phụ tải của phân xưởng trong khoảng thời gian từ 3 đến 10 năm tới Vì vậy, công suất dự phòng được chọn cho phân xưởng là 20%.

Sdự phòng = 20% × STT phân xưởng

-Vậy dung lượng máy biến áp cần chọn:

SđmMBA ≥ STT phân xưởng + Sdự phòng

Trong đó: STT phân xưởng = Stt MDB = 35.24 KVA

Sdự phòng = 20% × STT phân xưởng = 20% × 35.24 = 7.05 KVA ¿ ≫ SđmMBA ≥ STT phân xưởng + Sdự phòng ≥ 35.24 + 7.05 = 42.29 KVA

-Vậy ta chọn máy biến áp dầu 3 pha của hãng THIBIDI sản xuất tại Việt Nam có S đmMBA

CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY

Yêu cầu chung của phương án đi dây

Một phương án đi dây được coi là hợp lý khi đáp ứng các yêu cầu sau: đảm bảo chất lượng điện năng và cung cấp điện liên tục theo nhu cầu của phụ tải; an toàn trong quá trình vận hành; linh hoạt trong trường hợp có sự cố và thuận tiện cho việc sửa chữa; tính kinh tế với chi phí kim loại màu thấp; sơ đồ nối dây đơn giản và rõ ràng; và dễ dàng trong thi công lắp đặt cũng như sửa chữa.

Ngoài việc tính toán phụ tải tiêu thụ điện cho phân xưởng, việc thiết kế mạng đi dây cũng đóng vai trò quan trọng Do đó, cần xây dựng phương án đi dây hợp lý để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình cung cấp điện.

Phân tích các phương án đi dây

2.1 Sơ đồ đi dây hình tia

- Độ tin cậy cung cấp điện cao.

- Đơn giản trong vận hành, lắp đặt và bảo trì.

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

- Khi sự cố xảy ra trên đường cấp điện từ tủ phân phối chính thì một số lượng lớn phụ tải bị mất điện.

2.2 Sơ đồ đi dây phân nhánh

- Giảm được số các tuyến đi ra từ nguồn trong trường hợp có nhiều phụ tải.

- Giảm được chi phí xây dựng mạng điện.

- Có thể phân bố công suất đều trên các tuyến dây.

- 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.

- Độ tin cậy cung cấp điện thấp.

2.3 Sơ đồ đi dây hình tia phân nhánh

Chỉ một nhánh cô lập trong trường hợp sự cố giúp đơn giản hóa việc xác định sự cố, đồng thời cũng làm cho việc bảo trì và mở rộng hệ thống điện trở nên dễ dàng hơn, cho phép các phần còn lại của hệ thống hoạt động bình thường.

- Sự cố xảy ra ở một trong các đường cáp từ tủ điện chính sẽ cắt tất cả các mạch và tải phía sau.

Đưa ra phương án đi dây

Để tối ưu hóa việc lắp đặt, bảo trì và quản lý hệ thống điện, nên chọn phương án đi dây hợp lý Từ tủ phân phối chính đến các tủ động lực, nên sử dụng phương án đi dây hình tia và đi ngầm trong đất, với số lượng nhánh không vượt quá 10 và tải của các nhánh có công suất tương đương Đối với tủ phân phối động lực đến các tải động lực, cũng áp dụng phương án đi dây hình tia và đi ngầm trong đất Cuối cùng, từ tủ phân phối chiếu sáng và làm mát, nên đi dây hình tia, đi trên tường và âm trần để đảm bảo tính thẩm mỹ và hiệu quả.

- Tiến hành đi dây cho phân xưởng theo thứ tự như sau:

Từ tủ phân phối chính (MDB), điện được phân phối đến các tủ phân phối động lực nhóm 1 (DB1), nhóm 2 (DB2), nhóm 3 (DB3) và tủ phân phối chiếu sáng và làm mát (DB4).

 Từ DB1 đến các tải động lực 1,2,3,4,15

 Từ DB2 đến các tải động lực 5,6A,6B,7,8,14

 Từ DB3 đến các tải động lực 9, 10, 11, 12, 13

 Từ DB4 đến các tải đèn và quạt

Hình 1.7 Sơ đồ tủ chính

CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ

Chọn cáp cho phân xưởng

- Trong mạng hạ áp thường sử dụng cáp điện CV,CVV,VC,AV, AVV,CXV, LV-ABC, Duplex, … được bọc cách điện như PVC,XLPE,PE.

Để bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng do sự cố, các khí cụ bảo vệ cần phản ứng nhanh chóng khi xảy ra ngắn mạch hoặc quá tải Đồng thời, dây dẫn phải đáp ứng các tiêu chuẩn về điều kiện thiết bị điện, nhiệt độ cho phép và tổn thất điện áp trên đường dây.

-Ngoài ra việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị bảo vệ phải đảm bảo về kinh tế và kỹ thuật.

1.2 Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng

Dây dẫn cần được chọn dựa trên điều kiện phát nóng lâu dài để đảm bảo cách điện không bị hỏng do nhiệt độ cao Để đạt được điều này, dòng điện phát nóng cho phép phải lớn hơn dòng điện làm việc lâu dài tối đa Thực tế, dây cáp thường được lắp đặt khác với các điều kiện định mức của nhà sản xuất, do đó, dòng phát nóng cho phép cần được điều chỉnh bằng cách nhân với hệ số K.

Khoảng cách ngắn từ tủ phân phối đến tủ động lực và từ tủ động lực đến từng thiết bị khiến chỉ tiêu kinh tế không phải là yếu tố quyết định Thay vào đó, cần chú trọng đến chỉ tiêu kỹ thuật, đặc biệt là nhiệt độ của dây dẫn không được vượt quá mức cho phép của nhà sản xuất.

+Độ sụt áp không được vượt quá độ sụt áp cho phép

1.3 Tính toán và chọn cáp

1.3.1 Chọn cáp từ trạm biến áp đến tủ phân phối mdb của phân xưởng

Tuyến dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối là tuyến dây chính, chịu tải lớn với 4 sợi (3 dây pha và 1 dây trung tính) Cáp được đi ngầm trong đất với nhiệt độ trung bình 20°C, trong điều kiện đất khô ráo Dây được đặt trong ống nhựa cứng PVC chuyên dụng của công ty điện lực, cách mặt đất 50cm, và các dây pha cùng dây trung tính được đặt riêng trong các ống khác nhau.

- Dòng làm việc định mức của MBA

- Chọn CB có dòng định mức

- Chọn dòng phát nóng Icp của dây cáp mà CB bảo vệ

- Dòng phát nóng cho phép tính toán

Từ đó tra bảng 8.7, chọn cáp CV-25 các thông số sau:

(A) Điện áp rơi Cos = 0.8 (VA/km)

Bảng 4.1 Thông số chọn cáp từ trạm biến áp đến tủ chính MDB

1.3.2 Chọn cáp từ tủ chính mdb đến các tủ db của phân xưởng

Tuyến dây từ tủ phân phối chính đến tủ động lực sử dụng 4 sợi, bao gồm 3 dây pha và 1 dây trung tính Cáp cách điện PVC được lắp đặt ngầm đơn tuyến với nhiệt độ đất là 20°C.

- Dòng làm việc định mức từ MDB đến DB1

Itt DB1 = √ 3 S × U tt DB 1 đm = √ 3 11.46 × 0.38 = 17.41 A

Tương tự như việc tính toán thông số từ tủ MDB đến tủ DB1, các tủ DB còn lại cũng cần được thực hiện tương tự Cáp được chọn là cáp CVV, cáp điện lực 2, 3, 4 ruột, với lõi dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn và cách điện bằng nhựa PVC-660V, do công ty CADIVI sản xuất.

Tiết diện danh định (mm 2 )

Bảng 4.2 Thông số chọn cáp từ tủ chính MDB đến các tủ DB

1.3.3 Chọn cáp từ tủ db động lực đến các tải động lực trong phân xưởng

15 Giáo trình Cung cấp điện, bảng 8.13-8.16 trang 134, PGS.TS Quyền Ánh Huy

- Chọn cáp 4 sợi (3 dây pha và một dây trung tính) và cáp cách điện PVC đi ngầm đơn tuyến có nhiệt độ đất 20°C

- Dòng làm việc định mức từ DB1 đến nhóm tải 1

Itt tải 1.1 = √ 3 S × U tt DB1 đm = √ 3 11.46 × 0.38 = 17.41 A

In CB tải ≥ Itt nhóm tải 1.1

Icp tải = In CB tải = 20 A

Icptt ≥ I cp K, với Icptt ≥ 0.8, cho kết quả là 20 = 25 A Tương tự, áp dụng cách tính này cho nhóm tải 1 và tiếp tục tính toán cho các nhóm còn lại trong tủ DB Việc chọn cáp điện lực CVV 2, 3, 4 ruột, ruột dẫn nhiều sợi xoắn cách điện sẽ dựa trên bảng dữ liệu đã được cung cấp.

Tủ STT Tên thiết bị

(A)đm Điện áp Cos =rơi (VA/km) 0.8 DB1

Bảng 4.3 Chọn cáp từ tủ DB động lực đến các nhóm tải động lực

1.3.4 Chọn cáp từ tủ db4 đến các nhóm quạt và đèn

Nhóm đèn Tên thiết bị Ptt (tải)

Bảng 4.4 Bảng phân nhóm đèn

Nhóm quạt Tên thiết bị Ptt (tải)

Bảng 4.5 Bảng phân nhóm quạt

Chọn dây cáp đa lõi với kiểu đi dây theo hàng đơn trên trần, đảm bảo nhiệt độ trong phân xưởng không vượt quá 32°C, lý tưởng là 30°C Sử dụng cáp bọc lớp cách điện PVC do CADIVI sản xuất.

- Dòng làm việc định mức từ DB4 nhóm đèn 1

Itt nhóm đèn 1 = S tt nhómđèn1

In nhóm đèn 1 CB ≥ Itt nhóm đèn 1

Icp nhóm đèn 1 = In nhóm đèn 1 CB = 3 A

K2 = 0.95 (đi theo hàng đơn trên trần)

K3 = 1 ( nhiệt độ môi trường của phân xưởng 30°C)

Icptt nhóm đèn 1 ≥ I cpnhóm đèn 1

- Tính toán tương tự cho các nhóm đèn khác, chọn cáp CVV ruột đồng nhiều sợi xoắn, bọc cách điện PVC do CADIVI sản xuất theo bảng sau:

Bảng 4.6 Thông số chọn cáp từ tử DB4 đến nhóm đèn chiếu sáng

Chọn dây cáp đa lõi với kiểu đi dây lắp đặt chôn trong tường, đảm bảo nhiệt độ trong phân xưởng không vượt quá 32°C, lý tưởng là 30°C Sử dụng cáp bọc lớp cách điện PVC do CADIVI sản xuất.

- Dòng làm việc định mức từ DB4 nhóm quạt 1

17 Giáo trình Cung cấp điện, bảng 8.10-8.12 trang 132-133, PGS.TS Quyền Ánh Huy

Itt nhóm quạt 1 = S tt nhómquạt 1

In nhóm quạt 1 CB ≥ Itt nhóm quạt 1

Icp nhóm quạt 1 = In nhóm quạt 1 CB = 5 A

K2 = 1 (lắp đặt chôn trong tường)

K3 = 1 ( nhiệt độ môi trường của phân xưởng 30°C)

Icptt nhóm quạt 1 ≥ I cpnhóm quạt 1

Tính toán cho các nhóm quạt khác, lựa chọn cáp CVV ruột đồng nhiều sợi xoắn, bọc cách điện PVC do CADIVI sản xuất theo bảng dưới đây: quạt tủ Nhóm.

Bảng 4.7 Thông số chọn cáp từ tử DB4 đến nhóm quạt

1.3.5 Chọn cáp/dây trung tính n

- Chọn dây trung tính cùng loại với dây pha

- Tiết diện dây pha ≤ 16 thì chọn Fp = Fn

- Tiết diện dây pha 16 < Fp < 25 thì chọn Fn = 16

Tuyến dây Dây pha Dây N

Số dây - Mã hiệu F [mm 2 ] Số dây – Mã hiệu F[mm 2 ]

Số dây - Mã hiệu F [mm 2 ] NHÓM ĐÈN

Bảng 4.8 Kết quả chọn cáp

Chọn cb cho phân xưởng

CB có vai trò quan trọng trong việc tự động đóng ngắt khi xảy ra sự cố ngắn mạch hoặc quá tải, đồng thời thực hiện các chức năng cơ bản trong hệ thống điện Ngoài ra, CB còn được trang bị các linh kiện hỗ trợ như báo hiệu, bảo vệ điện áp thấp và điều khiển xa, giúp nâng cao hiệu quả hoạt động Những đặc điểm này khiến CB trở thành thiết bị thiết yếu trong tất cả các lưới điện hạ áp.

- Trong mạng hạ áp có các loại CB chính sau: MCCB, MCB, RCCB,….

2.2 Điều kiện lựa chọn CB

 Điều kiện môi trường là 40°C.

 Đặt tính vận hành của CB.

2.3 Tính toán ngắn mạch và lựa chọn cb

2.3.1 Tính toán ngắn mạch là lựa chọn mccb cho tủ mdb

- Công suất ngắn mạch phía nguồn Ssc = 250 MVA

- Điện áp định mức phía nguồn: Uđm = 380V

- Tổng trở của đường dây phía nguồn :Zn = U S đm 2

- Trở kháng của đường dây phía nguồn: Xn = 0.98 × Zn = 0.98 × 0.58 = 0.57 m Ω

- Điện trở của đường dây phía nguồn: Rn = √ Z n 2 − X n 2 = √ 0,58 2 −0,56 2 =0,15 m Ω

- Điện kháng MBA: X mba ≈ Z mba 6 mΩ

- Điện trở MBA: R mba =0,2 X mba =0,2 × 116# m Ω

- Đường dây đi trên không từ nguồn đến trạm biến áp L = 45m, có tiết diện

- Điện trở đường dây từ nguồn đến MBA:

- Điện kháng đường dây từ nguồn đến MBA:

- Đường dây đi ngầm từ MBA đến MDB có chiều dài 5,5m

- Điện trở đường dây từ MBA đến MDB:

- Điện kháng đường dây từ MBA đến MDB

- Điện trở và điện kháng khi ngắn mạch tại chỗ đặt MCCB tổng:

- Dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm đặt MCCB tổng:

- Dòng làm việc cực đại I lvm mccb =I tt MDB =¿ 53.54 A

Mã Số cực Ui [V] In [A] Icu [kA] Đặc tuyến bảo vệ

- Khoảng cách từ tủ MDB đến tủ DB1 là L1 = 50m

- Điện kháng đường dây XL1 = x 0 × L = 0.08 × 50 = 4 m Ω

-Tổng trở ngắn mạch tại vị trí MCCB1:

- Dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm đặt MCCB1

- Dòng làm việc cực đại I lvmmccb =I tt MDB =¿ √ Stt DB 3 × U đm 1 = √ 11.46 30.38 = ¿ 17.41A

Mã Số cực Ui [V] In [A] Icu [kA] Đặc tuyến bảo vệ

- Tương tự chọn MCCB tổng cho các tủ còn lại theo bảng sau

Sơ đồ đường dây [A] I lvm

[kA] Số cực Đặc tuyến

Bảng 4.9 Thông số MCCB cho các tủ DB

2.3.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH LÀ LỰA CHỌN MCCB CHO TỦ

+Dòng điện ngắn mạch đặt tại điểm MCCB1.1 : Isc 1.1 = Isc = 0.58 kA

+Dòng làm việc cực đại của nhánh 1.1 I lvm1 = Itt 1.1 = 3.646 A

-Tương tự cho các nhánh còn lại của tủ DB1 và các tủ DB khác ta có được bảng số liệu dòng ngắn mạch sau:

CB Sơ đồ đường dây [A] I lvm ISC

[kA] Số cực Đặc tuyến trongĐặt

Bảng 4.10 Kết quả chọn CB

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN TỔN CỦA LƯỚI ĐIỆN

Tuyến dây từ Chiều dài r 0 x 0 P tải [kW] Q tải

Bảng 5.1 Phân bố công suất và chiều dài của tải

1 TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN ÁP

- Công thức tính sụt áp:

Để tính toán sụt áp, cần dựa vào bảng 5.1 và sơ đồ đi dây tổn thất điện áp từ MBA đến MDB, sau đó đến DB1 và cuối cùng là Tải 4, nơi có tổn thất lớn nhất Từ đó, tiến hành tính toán sự tổn thất trên đường dây này.

 Trên đoạn dây từ MBA → MDB

 Trên đoạn dây từ MDB → DB1

 Trên đoạn dây từ DB1 → Tải 4

 Tổn thất điện áp trên toàn đoạn dây

∆ U MBA → Tải 4 = ¿ ∆ U MBA → MDB + ∆ U MDB → DB1 + ∆ U DB 1 →Tải4

 Tổn thất điện áp được cho phép nên dây dẫn chọn thỏa điều kiện

2 TÍNH TOÁN TỔN THẤT CÔNG SUẤT

Công thức tính tổn thất công suất tác dụng: ∆ P ab = P ab 2 +Q ab 2

Công thức tính tổn thất công suất phản kháng:

 Tổn thất công suất trên đoạn dây từ MBA → MDB

∆ P MBA → MDB = P MBA → MDB 2 +Q MBA → MDB 2

∆ Q MBA → MDB = P MBA → MDB 2 +Q MBA → MDB 2

 Tổn thất công suất trên đoạn dây từ MDB → DB1

∆ P MDB → DB1 = P MDB → DB 1 2 +Q MDB→ DB1 2

∆ Q MDB → DB1 = P MDB → DB1 2 + Q MDB→ DB1 2

 Tổn thất công suất trên đoạn dây từ DB1 → TẢI 4

∆ P DB1 →TẢI 4 = P DB 1 → TẢI4 2 +Q DB1 → TẢI 4 2

∆ Q DB1 →TẢI 4 = P DB 1 → TẢI4 2 +Q DB1→ TẢI 4 2

- Tính toán tương tự cho các đoạn dây còn lại , tiến hành được bảng sau:

Tuyến dây từ MBA đến

Tuyến dây từ MDB đến ∆ P [W] ∆ Q [VAr]

Tuyến dây từ DB1 đến ∆ P [W] ∆ Q [VAr]

Tổng 1102.88 W = 1.103 kW 15.33 VAr = 0.015 kVAr Bảng 5.2 Tổn thất công suất trên các nhánh dây

3 TÍNH TOÁN TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG TRÊN TOÀN LƯỚI

- Trong đó: ∆ P : tổn thất công suất [kW]

∆ A : điện năng tiêu thụ [kWh] τ : thời gian tổn thất công suất cực đại [h]

- Dựa vào đặc điểm phân xưởng có thời gian sử dụng công suất lớn nhất

 Gỉa thiết đưa ra giá điện giờ thấp điểm 2500 VNĐ/kWh

 Tổng tiền điện nhà máy phải trả do tổn thất công suất trong 1 năm là

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG TỤ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

1 KHÁI NIỆM BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

Trong quá trình truyền tải và phân phối điện năng, lưới điện thường mất khoảng 8% đến 10% năng lượng Việc giảm thiểu tổn thất này không chỉ mang lại lợi ích cho ngành điện mà còn có ý nghĩa kinh tế lớn cho quốc gia.

Hệ số công suất Cosφ là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá khả năng sử dụng điện năng một cách hợp lý và tiết kiệm của hộ phụ tải Theo quy định của nhà nước, hệ số công suất mặc định được quy định là 0.93.

2 Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

Giảm tổn thất điện áp và dòng điện trên dây dẫn trong quá trình vận hành, cũng như giảm tiết diện dây dẫn trong giai đoạn thiết kế, sẽ giúp giảm chi phí vận hành, mang lại hiệu quả cả về kỹ thuật lẫn kinh tế.

- Giảm tổn thất công suất và điện năng tiêu thụ => Giảm chi phí vận hành nâng cao chỉ tiêu vè kinh tế.

3 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

- Các biện pháp nâng cao hệ số công suất được chia làm 2 hướng chính:

+ Giảm lượng yêu cầu thiêu thụ công suất phản kháng của hộ tiêu thụ => Biện pháp bù tự nhiên

+ Phát lượng công suất phản kháng tại chỗ => Biện pháp bù nhân tạo

Stt MDB = √ P tt MDB 2 + Q tt MDB 2 = 35.24 KVA

- Hệ số công suất trước khi bù

Cost = 31.11 35.24 = 0.883 < 0.93 sẽ vi phạm quy định của nhà nước và bị phạt nên cần nâng hệ số công suất lên Coss = 0.93 Bù nền và bù vào thanh cái MBA

Qbù = Ptt MDB × (tant - tans) = 16.26 kVAr

 Vậy cần bù Qbù = 16.26 kVAr để nâng cao hệ số công suất Cos

Thông qua việc hoàn thành đồ án cung cấp điện, sinh viên đã nắm vững các vấn đề lý thuyết còn thiếu sót và hiểu rõ quy trình "Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa điện" Điều này giúp sinh viên có cái nhìn tổng quát về các bước và trình tự thực hiện khi thiết kế hệ thống.

Sử dụng phần mềm DIALUX giúp nâng cao khả năng tính toán trong thiết kế chiếu sáng, đồng thời cần chú ý đến các yếu tố quan trọng như độ phản xạ, chỉ số phòng và chỉ số hoàn màu khi thực hiện thiết kế.

Hiểu biết về tính toán phụ tải là rất quan trọng để xác định phương án đi dây hợp lý và vị trí đặt tủ Việc xác định tâm phụ tải giúp tối ưu hóa việc phân nhóm phụ tải, đảm bảo yêu cầu vận hành và sửa chữa hiệu quả.

+ Biết tính dung lượng, chọn số lượng và vị trí dặt MBA để đảm bảo yêu cầu về độ tin cậy điện

Để đảm bảo an toàn trong hệ thống điện, cần biết cách tính toán chọn dây dẫn dựa trên điều kiện phát nóng Từ đó, việc lựa chọn cầu dao (CB) cũng cần được tính toán hợp lý, đảm bảo an toàn và tính toán ngắn mạch của CB một cách hợp lý.

Tính toán tổn hao công suất giúp hiểu rõ tầm quan trọng của việc nâng cao hệ số công suất và lựa chọn tụ bù phù hợp Điều này không chỉ giảm sụt áp và tổn hao công suất mà còn nâng cao độ tin cậy và chất lượng điện năng Hơn nữa, việc này cũng cho phép tính toán chi phí phát sinh do tổn hao công suất.

+ Thực hiện đồ án còn giúp nâng cao các kỹ năng phán đoán và nhận xét trong quá trình làm bài

Do hạn chế về kiến thức và thời gian, báo cáo có nhiều thiếu sót trong việc bố trí và sắp xếp dây cho các phụ tải, chỉ mang tính tương đối Rất mong nhận được sự đóng góp từ thầy cô trong bộ môn để đồ án được hoàn thiện và mở rộng hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 5 năm 2017

TÍNH TOÁN TỔN THẤT CỦA LƯỚI ĐIỆN

Tính toán tổn thất công suất

Công thức tính tổn thất công suất tác dụng: ∆ P ab = P ab 2 +Q ab 2

Công thức tính tổn thất công suất phản kháng:

 Tổn thất công suất trên đoạn dây từ MBA → MDB

∆ P MBA → MDB = P MBA → MDB 2 +Q MBA → MDB 2

∆ Q MBA → MDB = P MBA → MDB 2 +Q MBA → MDB 2

 Tổn thất công suất trên đoạn dây từ MDB → DB1

∆ P MDB → DB1 = P MDB → DB 1 2 +Q MDB→ DB1 2

∆ Q MDB → DB1 = P MDB → DB1 2 + Q MDB→ DB1 2

 Tổn thất công suất trên đoạn dây từ DB1 → TẢI 4

∆ P DB1 →TẢI 4 = P DB 1 → TẢI4 2 +Q DB1 → TẢI 4 2

∆ Q DB1 →TẢI 4 = P DB 1 → TẢI4 2 +Q DB1→ TẢI 4 2

- Tính toán tương tự cho các đoạn dây còn lại , tiến hành được bảng sau:

Tuyến dây từ MBA đến

Tuyến dây từ MDB đến ∆ P [W] ∆ Q [VAr]

Tổng 1102.88 W = 1.103 kW 15.33 VAr = 0.015 kVArBảng 5.2 Tổn thất công suất trên các nhánh dây

Tính toán tổn thất năng lượng

TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG TỤ BÙ VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

Ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất

nhau thì có thể chọn, phân nhóm phụ tải linh hoạt và điều khiển, cung cấp điện cho phụ tải hiệu quả hơn kiểu II.

- Nhược điểm: Lắp đặt nhiều tủ gây tốn không gian và chi phí.

Kết luận: Dựa vào chức năng, công suất và vị trí của phụ tải, lựa chọn lắp đặt 4 tủ phân phối phụ là hợp lý, do không có nhiều loại phụ tải khác nhau và các phụ tải có công suất tương đương.

- Các phụ tải được phân vào 4 nhóm sau đây:

1 Bể ngâm dung dịch kiềm 0,8 1 3 1

3 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng

3.1 Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm

- Xác định công suất biểu kiến định mức của tải:

Sđm (tải) = P đm(tải cos ) [KVA]

- Xác định công suất phản kháng của tải:

Qđm (tải) = Pđm (tải) × tan (cos -1 ) [KVAr]

- Xác định công suất tác dụng tính toán của tải theo công thức:

Ptt (tải) = Pđm (tải) × Ku [KW]

- Xác định công suất phản kháng tính toán của tải theo công thức:

Qtt (tải) = Qđm (tải) × Ku [KW]

- Xác định công suất biểu kiến tính toán của tải theo công thức:

Stt (tải) = √ Ptt (tải) 2 +Q tt (tải) 2 [KVA]

- Xác định công suất tác dụng tính toán của tụ điện phân phối theo công thức:

Ptt DB = ∑ P tt (tải) × K s [KW]

- Xác định công suất phản kháng tính toán của tụ điện phân phối theo công thức:

Qtt DB = ∑ Q tt (tải) × K s [KVAr]

- Xác định công suất biểu kiến tính toán của tụ điện phân phối theo công thức:

Stt DB = √ Ptt DB 2 + Qtt DB 2 [KVA]

- Chọn hệ số sử dụng Ku cho tải dựa vào bảng Hệ số sử dụng 7 và theo chức năng của tải

Chọn hệ số đồng thời Ks cho tủ phân phối bằng cách tham khảo bảng Hệ số đồng thời theo tủ phân phối 8 và bảng Hệ số đồng thời theo chức năng của tủ 9.

- Xác định dòng điện tính toán cho từng thiết bị theo công thức:

Itt (từng tải) = √ Stt 3 U đm (tải ) [A] nếu tải 3 pha

Itt (từng tải) = Stt V đm (tải) [A] nếu tải 1 pha -Trong đó Uđm = Ud = 0.38 KV, Vđm = Uf =0.22 KV

-Áp dụng công thức tính toán trên, tính được thông số cho từng nhóm phụ tải ở bảng dưới:

1 Bể ngâm dung dịch kiềm 0,8 1 3 0 3 2.4 0 2.4 3.646

Qtt tủ DB1 = ∑ Q tt ( tải ) × KS = 1.647 x 0.8 = 1.3176 (KVAr)

(KVAr) S(KVA) đm tải Ptt (tải)

3.2 Xác định tính toán cho phân xưởng

Qtt tủ DB2 = ∑ Q tt ( tải ) × K S = 7.9 x 0.7 = 5.53 (KVAr)

STT Thiết bị Hệ số sử dụng

Ptt tủ DB3 = ∑ P tt (tải ) × K S = 16.79 x 0.8 = 13.43 (KW)

Qtt tủ DB3 = ∑ Q tt (tải) × K S = 13.47 x 0.8 = 10.78 (KVAr)

 Stt tủ DB3 = √ P tt tủ DB3 2 + Q tt tủ DB3 2 = √ 13.43 2 + 10.78 2 = 17.22 (KVA)

STT Thiết bị Hệ số sử dụng Ku Cos Pđm

Dựa vào bảng hệ số đồng thời 13 => Ks = 1

Ptt tủ DB4 = ∑ P tt (tải ) × K S = 6.8 x 1 = 6.8 (KW)

Qtt tủ DB4 = ∑ Q tt (tải) × K S = 3.05 x 1 = 3.05 (KVAr)

 Stt tủ DB4 = √ P tt tủ DB4 2 +Q tt tủ DB 4 2 = √ 6.8 2 + 3.05 2 = 7.45 (KVA)

-Do có 4 tủ nên hệ số đồng thời Ks = 0.8

- Công suất tác dụng của tủ MDB (phân xưởng)

- Công suất phản kháng của MDB ( phân xưởng)

- Công suất biểu kiến của MDB ( phân xưởng )

Stt MDB = √ P tt MDB 2 +Q tt MDB 2 = 35.24 KVA

4 Xác định tâm của phụ tải

4.1 Vị trí tâm phụ tải

Mục đích của việc xác định tâm phụ tải là để lựa chọn vị trí phù hợp cho các tủ phân phối động lực Dựa vào tâm phụ tải đã xác định, chúng ta sẽ có các phương án bố trí và lắp đặt tủ phân phối cũng như tủ động lực khác nhau.

Tâm phụ tải đại diện cho mức tiêu thụ điện năng của phân xưởng, nhằm mục đích cung cấp điện năng đến các điểm tiêu thụ một cách hiệu quả Việc này giúp rút ngắn chiều dài mạng phân phối, giảm thiểu tổn thất điện năng, tổn thất công suất lưới điện, tổn thất điện áp tại các phụ tải và tiết kiệm chi phí đầu tư.

- Tuy nhiên, rất khó để đặt đúng vị trí tâm tải, để đảm bảo tính khả thi, vị trí thường chỉ ở gần tâm tải nhất có thể.

- Bước 1: Đặt hệ trục tọa độ cho hình vẽ từ đó suy ra tọa độ tương ứng của từng phụ tải đẻ tính toán

Tọa độ tâm của phụ tải của tủ phân phối được tính theo công thức như sau :

Trong đó: P là công suất định mức của thiết bị x , y là tọa độ của thiết bị thứ i

X ,Y là tọa độ tủ phân phối

4.3 Tính toán xác định tâm phụ tải

1 Bể ngâm dung dịch kiềm 3 1.81 4.33

Bảng 1.12 Các thông số xác định tâm của phụ tải 2Tâm phụ tải của nhóm 2:

Hình 1.4 Sơ đồ mô phỏng bó trí đèn bằng phần mềm DIALUX

Hình 1.5 Sơ đồ mô phỏng bó trí quạt bằng phần mềm AUTOCAD

Bảng 1.14 Các thông số xác định tâm của phụ tải 4 Tâm phụ tải của nhóm 4

Tương tự cách tính của nhóm 1,3,4 có :

TỌA ĐỘ TÂM ĐẶT TỦ MDB

STT Tủ P đm tủ [KW] X [m] Y [m]

Bảng 1.15 Các thông số xác định ví trí MDB

Kết luận: Việc chọn vị trí đặt tủ cần đảm bảo tính thẩm mỹ, thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa, đồng thời dễ dàng quan sát toàn bộ nhóm máy hoặc phân xưởng Vị trí này không được cản trở lối đi, nên gần cửa ra vào, có thông gió tốt và đặc biệt là các tủ.

DB và MDB được lắp vào tường, do đó, vị trí đặt tủ phân phối và tủ động lực có thể lệch so với tâm phụ tải tính toán Tuy nhiên, cần đảm bảo rằng vị trí này vẫn gần với tâm phụ tải nhất Sau khi xem xét bố trí của phụ tải trong phân xưởng, chúng tôi đã đưa ra phương án đặt tủ động lực và tủ điều khiển cho toàn bộ phân xưởng, kèm theo hình vẽ và tọa độ thực tế.

Bảng 4.6 Tọa độ thực tế đặt tủ DB và MDB

Hình 1.6 Sơ đồ vị trí lắp đặt tủ

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP

1 Chọn vị trí máy biến áp Để xác định vị trí hợp lý của trạm biến áp cần xem xét các yêu cầu:

 Thuận tiện cho các tuyến dây vào/ra.

 Thuận lợi trong quá trình thi công và lắp đặt.

 Đặt nơi ít người qua lại, thông thoáng

 Phòng cháy nổ, ẩm ướt, bụi bẩn

 An toàn cho người và thiết bị

Việc lắp đặt trạm biến áp đáp ứng đầy đủ các yêu cầu thực tế là một thách thức lớn Do đó, cần xem xét các điều kiện cụ thể để xác định vị trí lắp đặt trạm một cách hợp lý nhất.

2 Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp

- Chọn số lượng máy biến áp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

+ Yêu cầu về liên tục cung cấp điện của hộ phụ tải

+ Yêu cầu về lựa chọn dung lượng máy biến áp

+ Yêu cầu về vận hành kinh tế

+ Xét đến khả năng mở rộng và phát triển về sau.

+ Chủng lượng máy biến áp nên đồng nhất, để giảm số lượng máy biến áp dự phòng trong kho và thuận tiện trong lắp đặt, vận hành

- Dựa vào nhu cầu và đặc điểm của phân xưởng và xác định được phân xưởng là phụ tải loại 3 nên chọn 1 MBA

3 Xác định dung lượng của máy biến áp

- Thông thường ta chọn máy biến áp dựa vào đồ thị phụ tải bằng hai phương pháp đó là :

Phương pháp suất đẳng trị

Nhưng ở đây không có đồ thị phụ tải cụ thể nên sẽ áp dụng công thức sau:

Dự phòng điện năng cho phân xưởng phụ thuộc vào dự báo phụ tải trong tương lai, với khoảng thời gian dự báo từ 3 đến 10 năm Do đó, công suất dự phòng được chọn cho phân xưởng là 20%.

Sdự phòng = 20% × STT phân xưởng

-Vậy dung lượng máy biến áp cần chọn:

SđmMBA ≥ STT phân xưởng + Sdự phòng

Trong đó: STT phân xưởng = Stt MDB = 35.24 KVA

Sdự phòng = 20% × STT phân xưởng = 20% × 35.24 = 7.05 KVA ¿ ≫ SđmMBA ≥ STT phân xưởng + Sdự phòng ≥ 35.24 + 7.05 = 42.29 KVA

-Vậy ta chọn máy biến áp dầu 3 pha của hãng THIBIDI sản xuất tại Việt Nam có S đmMBA

CHƯƠNG 3 CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY

1 Yêu cầu chung của phương án đi dây

Một phương án đi dây được coi là hợp lý khi đáp ứng các yêu cầu sau: đảm bảo chất lượng điện năng và cung cấp điện liên tục theo nhu cầu của phụ tải; an toàn trong quá trình vận hành; linh hoạt trong xử lý sự cố và thuận tiện cho việc sửa chữa; đảm bảo tính kinh tế với chi phí kim loại màu thấp; có sơ đồ nối dây đơn giản, rõ ràng; và dễ dàng trong thi công lắp đặt cũng như sửa chữa.

Ngoài việc tính toán phụ tải tiêu thụ điện cho phân xưởng, việc thiết kế mạng đi dây cũng đóng vai trò quan trọng Do đó, cần xây dựng phương án đi dây hợp lý để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình cung cấp điện.

2 Phân tích các phương án đi dây

2.1 Sơ đồ đi dây hình tia

- Độ tin cậy cung cấp điện cao.

- Đơn giản trong vận hành, lắp đặt và bảo trì.

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

- Khi sự cố xảy ra trên đường cấp điện từ tủ phân phối chính thì một số lượng lớn phụ tải bị mất điện.

2.2 Sơ đồ đi dây phân nhánh

- Giảm được số các tuyến đi ra từ nguồn trong trường hợp có nhiều phụ tải.

- Giảm được chi phí xây dựng mạng điện.

- Có thể phân bố công suất đều trên các tuyến dây.

- 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.

- Độ tin cậy cung cấp điện thấp.

2.3 Sơ đồ đi dây hình tia phân nhánh

Chỉ một nhánh cô lập trong trường hợp sự cố giúp đơn giản hóa việc xác định sự cố, đồng thời cũng dễ dàng cho việc bảo trì hoặc mở rộng hệ thống điện, cho phép các phần còn lại của hệ thống hoạt động bình thường.

- Sự cố xảy ra ở một trong các đường cáp từ tủ điện chính sẽ cắt tất cả các mạch và tải phía sau.

3 Đưa ra phương án đi dây

Để tối ưu hóa việc lắp đặt, bảo trì và quản lý hệ thống điện, nên chọn phương án đi dây hợp lý Từ tủ phân phối chính đến các tủ động lực, sử dụng phương án đi dây hình tia và đi ngầm trong đất, với số nhánh không vượt quá 10 và tải của các nhánh có công suất tương đương Đối với tủ phân phối động lực đến các tải động lực, cũng áp dụng phương án đi dây hình tia và đi ngầm trong đất Cuối cùng, từ tủ phân phối chiếu sáng và làm mát, nên đi dây hình tia, đi trên tường và âm trần.

- Tiến hành đi dây cho phân xưởng theo thứ tự như sau:

Từ tủ phân phối chính (MDB), điện được phân phối đến các tủ phân phối động lực nhóm 1 (DB1), nhóm 2 (DB2), nhóm 3 (DB3) và tủ phân phối chiếu sáng và làm mát (DB4).

 Từ DB1 đến các tải động lực 1,2,3,4,15

 Từ DB2 đến các tải động lực 5,6A,6B,7,8,14

 Từ DB3 đến các tải động lực 9, 10, 11, 12, 13

 Từ DB4 đến các tải đèn và quạt

Hình 1.7 Sơ đồ tủ chính

CHƯƠNG 4 CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ

1 Chọn cáp cho phân xưởng

- Trong mạng hạ áp thường sử dụng cáp điện CV,CVV,VC,AV, AVV,CXV, LV-ABC, Duplex, … được bọc cách điện như PVC,XLPE,PE.

Để bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng do sự cố, các khí cụ bảo vệ cần phản ứng nhanh chóng khi xảy ra ngắn mạch hoặc quá tải Đồng thời, dây dẫn phải đáp ứng các tiêu chuẩn về điều kiện thiết bị điện, nhiệt độ cho phép và tổn thất điện áp trên đường dây.

-Ngoài ra việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị bảo vệ phải đảm bảo về kinh tế và kỹ thuật.

1.2 Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng

Dây dẫn cần được chọn dựa trên điều kiện phát nóng lâu dài để đảm bảo cách điện không bị hỏng do nhiệt độ cao Để đạt được điều này, dòng điện phát nóng cho phép phải lớn hơn dòng điện làm việc lâu dài tối đa Thực tế, dây cáp thường được lắp đặt khác với các điều kiện định mức của nhà sản xuất, do đó, dòng phát nóng cho phép cần được điều chỉnh bằng cách nhân với hệ số K.

Các biện pháp nâng cao hệ số công suất

- Các biện pháp nâng cao hệ số công suất được chia làm 2 hướng chính:

+ Giảm lượng yêu cầu thiêu thụ công suất phản kháng của hộ tiêu thụ => Biện pháp bù tự nhiên

+ Phát lượng công suất phản kháng tại chỗ => Biện pháp bù nhân tạo

Tiêu đề	Đồ án cung cấp điện
Tác giả	Nguyễn Thành Tài
Người hướng dẫn	Ths. Lê Công Thành
Trường học	Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM
Chuyên ngành	Điện Công Nghiệp
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2022 - 2023
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	62
Dung lượng	511,51 KB
File đính kèm	DO AN CCĐ.rar (462 KB)