Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí

A.Dữ kiện : Tỷ lệ phụ tải điện loại I&II là 85%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ∆Ucp = 3,5%. Hệ số công suất cần nâng lên là cos = 0,90. Hệ số chiết khấu: i= 12% Thời gian sử dụng công suất cực đại: TM = 5010h Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: Sk = 7,79 MVA Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk = 2,5s Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm của phân xưởng: L = 110 m Chiều cao nhà xưởng H = 4,12 m Giá thành tổn thất điện năng C∆ = 1000đ/kWh. Suất thiệt hại do mất điện gth = 7500đ/kWh. Đơn giá tụ bù là : 200.103đ/kVAr. Chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư. Suất tổn thất trong tụ ∆Pb = 0,0025 kW/kVAr. Giá điện trung bình g = 1000đ/kWh. Điện áp lưới phân phối là 22kV. Phụ tải của phân xưởng cơ khí - sửa chữa: Số hiệu trên sơ đồTên thiết bịHệ số Ksdcos Công suất đặt P (kW) 1; 8Máy mài nhẵn tròn0,350,673; 12 2; 9Máy màn nhẵn phẳng0,320,681,5; 4,5 3; 4; 5Máy tiện bu lông0,30,650,8; 2,2; 4,5 6; 7Máy phay0,260,561,5; 2,8 10; 11; 19; 20; 29; 30Máy khoan0,270,660,8; 1,2; 0,8; 0,8; 1,2; 1,5 12; 13; 14; 15; 16; 24; 25Máy tiện bu lông0,300,581,5; 2,8; 3; 3; 5,5; 10; 10 17Máy ép0,410,6313 18; 21Cần cẩu0,250,674,5; 13 22; 23Máy ép nguội0,470,7030; 45 26; 39Máy mài0,450,632,8; 4,5 27; 31Lò gió0,530,94; 5,5 28; 34Máy ép quay0,450,5822; 30 32; 33Máy xọc, (đục)0,40,64; 5,5 35; 36; 37; 38Máy tiện bu lông0,320,552,2; 2,8; 4,5; 5,5 40; 43Máy hàn0,460,8230; 28 41; 42; 45Máy quạt0,650,784,5; 5,5; 7,5 44Máy cắt tôn0,270,572,8

Trang 1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT

CÔNG NGHIỆPSinh viên : Đỗ Thị Cơ

Lớp : Đ3H1

GVHD : Thầy Nguyễn Phúc Huy

Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí

A Dữ kiện :

Tỷ lệ phụ tải điện loại I&II là 85%

Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ∆Ucp = 3,5%

Hệ số công suất cần nâng lên là cos = 0,90

Hệ số chiết khấu: i= 12%

Thời gian sử dụng công suất cực đại: TM = 5010h

Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: Sk = 7,79 MVA

Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk = 2,5s

Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm của phân xưởng: L = 110 m

Chiều cao nhà xưởng H = 4,12 m

Giá thành tổn thất điện năng C∆ = 1000đ/kWh

Suất thiệt hại do mất điện gth = 7500đ/kWh

Đơn giá tụ bù là : 200.103đ/kVAr

Chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư

Suất tổn thất trong tụ ∆Pb = 0,0025 kW/kVAr

Giá điện trung bình g = 1000đ/kWh

Điện áp lưới phân phối là 22kV

Trang 2

Phụ tải của phân xưởng cơ khí - sửa chữa:

16; 24; 25 Máy tiện bu lông 0,30 0,58

1,5; 2,8; 3; 3; 5,5;10; 10

Trang 3

353637

4243

16

7

2425

26

31

Trang 4

LỜI NÓI ĐẦU 5

CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 6

1.1 Tính toán lựa chọn đèn 6

1.2 Chọn cáp cho hệ thống chiếu sáng 9

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN 11

2.1 Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng 11

2.2 Phụ tải tính toán nhóm thông thoáng và làm mát 12

2.3 Phụ tải tính toán nhóm động lực 12

2.4 Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng 19

CHƯƠNG 3 :XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG 20

3.1 Lựa chọn công suất và số lượng máy biến áp 20

3.1.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng : 20

3.1.2 Phương án trạm biến áp 20

3.2 Lựa chọn phương án cấp điện trong phân xưởng 24

CHƯƠNG 4 : LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ CỦA SƠ ĐỒ 39

4.1 Chọn dây dẫn mạng động lực : 39

4.2 Tính toán ngắn mạch: 44

4.3 Chọn thiết bị bảo vệ và đo lường 45

4.3.1 Chọn thiết bị cho tủ hạ thế tổng 45

4.3.2 Chọn thiết bị cho tủ động lực 49

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 53

CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN CHỌN TỤ BÙ – NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 56

6.1 Xác định dung lượng bù cần thiết : 57

6.2 Xác định vị trí đặt tụ bù 57

6.3 Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng 57

CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 61

7.1 Tính toán nối đất : 61

7.2 Tính toán chống sét : 62

CHƯƠNG 8 : DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH 63

8.1 Danh mục các thiết bị : 63

8.2 Xác định các tham số kinh tế : 64

8.3 Các bản vẽ (đặt cuối đồ án) : 65

Trang 5

KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

Trang 6

LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta đang trong công cuộc công nhiệp hoá, hiện đại hoá Nhu cầu điện năng

trongcác lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng khôngngừng đi cùngvới quá trình phát triển kinh tế Do đó đòi hỏi rất nhiều công trình cungcấp điện Đặc biệt rất cần các công trình có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liêntục, phục vụ tốt cho sự phát triển của 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 đấtnước, được Nhà nước và Chính phủ ưu tiên phát triển vì có vai trò quan trọng trong kếhoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020 Thiết kế cung cấp điệncho nghành này vì thế là 1 công việc khó khăn, đòi hỏi sự cẩn thận cao Phụ tải củangành phần lớn là phụ tải hộ loại 1, đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao Một phương

án cung cấp điện hợp lý là 1 phương án kết hợp hài hòa được các chỉ tiêu kinh tế, kĩthuật, đảm bảo đơn giản trong sửa chữa và vận hành thuận tiện, đảm bảo chất lượngđiện năng Hơn nữa cần áp dụng các thiết bị cùng các thiết kế hiện đại và có khả năng

mở rộng trong tương lai

Dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Phúc Huy, em được nhận đề tài Thiết kế cungcấp điện cho 1 phân xưởng sửa chữa cơ khí Đồ án bao gồm 1 số phần chính như chọnmáy và vị trí đặt trạm biến áp, chọn dây và các phần tử bảo vệ, hạch toán công trình Việc làm đồ án đã giúp chúng em điều kiện áp dụng những kiến thức đã học và tích lũythêm được nhiều kinh nghiệm Đây là 1 đồ án có tính thực tiễn rất cao, chắc chắn sẽgiúp 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 thầyNguyễn Phúc Huy Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế nên việc thực hiện đồ án cònnhiều thiếu xót Em rất mong nhận thêm được nhiều sự chỉ dẫn của thầy cô để hoànthiện hơn cho đồ án

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội tháng 5 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Đỗ Thị Cơ

Trang 7

CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

1.1 Tính toán lựa chọn đèn.

Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là đáp ứng các yêucầu về độ rọi và hiệu quả chiếu sáng đối với thị giác Ngoài độ rọi, hiệu quả của chiếusáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hơp lý cùng sự bốtrí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan của hoàn cảnh Thiết kế chiếu sángphải đảm bảo các yêu cầu sau:

Không lóa do phản xạ

Không có bóng tối

Phải có độ rọi đồng đều

Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định

Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày

Chọn loại bóng đèn chiếu sáng , gồm 2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng đèn huỳnhquang Các phân xưởng thường ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số

là 50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng bộ, gây nguyhiểm cho người vận hành máy, dễ gây ra tai nạn lao động Do đó người ta thường sửdụng đèn sợi đốt cho các phân xưởng sửa chữa cơ khí

Việc bố trí đèn khá đơn giản, thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặchình chữ nhật

Sở bộ về các kích thước của phân xưởng như sau :

- Phân xưởng có kích thước axbxH = 36x24x4,12m

Độ rọi yêu cầu cho 1 phân xưởng sửa chữa cơ khí là từ 50 ÷ 100 lux, độ rọi đượcchọn là : Eyc = 100 lux

Chọn độ cao treo đèn là h1 = 0,5 m

- Chiều cao mặt bằng làm việc h2 = 0,8 m

Do đó khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là h = H - h1- h2 = 4,12 -0,7- 0,8 = 2,62

m

Trang 8

h

h2 H

Hình 1.1 : Bố trí đèn theo mặt đứng

Với H : chiều cao nhà xưởng , tính bằng m , đã cho ở đầu bài

Tra bảng với bóng đèn sợi đốt vạn năng L/h=1,5÷1,8

Suy ra : L=1,8.h = 1,8.2,62 =4,716 m

Căn cứ vào kích thước nhà xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là:

Ld = 4,5 m, (đèn gần tường nhất p~2,25m) và Ln = 4 m (đèn gần tường nhất q~2m).Trong đó :

Ld :là khoảng cách giữa các đèn theo chiều dài phân xưởng ,m

Ln : là khoảng cách giữa các đèn theo chiều rộng phân xưởng ,m

Như vậy tổng cộng có 8 hàng đèn, mỗi hàng có 6 bóng

Kiểm tra mức độ đồng đều về ánh sáng:

2 3

5 , 4 2

d

p L

Như vậy việc bố trí đèn là hợp lý

Số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo độ chiếu sáng đồng đều là : Nmin = 48 bóng

Sơ đồ bố trí chiếu sáng như hình vẽ minh họa dưới đây

Trang 9

36000

Trang 10

4000 2000

b a

Coi hệ số phản xa của trần và tường lần lượt là là :tran=50 % và tuong=30 % kếthợp với chỉ số phòng ta tra bảng được hệ số sử dụng là: Ksd = 0,59 (đèn sợi đốt chiếusâu_bảng 47.plBT)

Trang 11

Lấy hệ số dự trữ k=1,3 và hệ số tính toán Z=1,1 xác định được quang thông củamỗi đèn như sau:

7 , 4362 59

, 0 48

1 , 1 36 24 100 1,3 .

.

Dựa vào Fyc ta chọn loại đèn sợi đốt Halogen có Pđ = 300 W, F = 6300 lm

(tra bảng PL VIII.2 –Ngô Hồng Quang)

Ngoài ra ta trang bị thêm cho 2 phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh, mỗi phòng có 1bóng 60W

Tổng công suất đèn là Pcs = 48.300 + 4.60 = 146400 W = 14,64 kW

1.2 Chọn cáp cho hệ thống chiếu sáng

Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng.

) ( 243 , 22 1 38 , 0 3

64 , 14 3

Cos U

P I

Tmax = 5010h ( tra bảng 9pl – SBT) suy ra jkt = 2,7mm2

Vậy tiết diện dây cần tìm là :

7 , 2

243 , 22

mm j

Vậy ta chọn dây dẫn bằng đồng có F =10mm2 (các thông số r0 = 1,83(Ω/km),

x0 =0,073(Ω/km).(tra bảng pl V.12- Ngô Hồng Quang )

Chọn dây dẫn từ áp tô mát nhánh tới các nhóm đèn.

Tiến hành phân nhóm đèn theo diện tích

Bóng đèn được chia thành 6 nhóm, mỗi nhóm sẽ có 8 bóng, công suất mỗi bóng là300W

4 , 2

Suy ra: max 4 , 037 2

7 , 2

9 , 10

mm j

I F

Vậy ta chon dây dẫn bằng đồng có có F = 4 mm2 (các thông số r0 = 4,61(Ω/km),

x0 =0,09 (Ω/km).( tra bảng pl V.12- Ngô Hồng Quang )

Các nhóm khác cũng có cùng số lệu như nhóm 1 nên kết quả giống như nhóm 1

Từ kết quả tính toán trên ta được bảng số liệu thông số dây dẫn mạch chiếu sáng nhưsau:

Trang 12

4 , 2

lv

I , ta chọn áp tô mát Iđm = 20 A, 2 cực, do LG chế tạo

+ Các nhánh khác cũng dùng áp tô mát Iđm = 20 A cùng loại

Bảng 1.2: Thông số Át-tô-mát được lựa chọn

 Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với áp tô mát

Điều kiện kiểm tra:

3 2

1 5 , 1

25 , 1

k k k

40 25 , 1

5 , 1

25 , 1 A 87

3 2 1

20 25 , 1

5 , 1

25 , 1 A 53

3 2 1

I

cp

Thỏa mãn điều kiện

+ Không cần kiểm tra độ sụt áp của của đường dây vì đường dây ngắn, các dây

đều được chọn vượt cấp

Vị trí Loại Kiểu Udm(V) Số cực Idm(A)

Trang 13

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN

Tính toán phụ tải điện là công việc bắt buộc và đầu tiên trong mọi công trình cungcấp điện Việc này sẽ cung cấp các số liệu phục vụ cho việc thiết kế lưới điện về saucủa người kĩ sư Phụ tải tính toán có giá trị tương đương với phụ tải thực tế về mặthiệu ứng nhiệt , do đó việc chọn dây dẫn hay các thiết bị bảo vệ cho nó sẽ được đảmbảo

Có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện như phương pháp hệ số nhu cầu , hệ

số tham gia cực đại Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơkhí , vì đã có các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí thiết bị , biết đựoc công suất vàquá trình công nghệ của từng thiết bị nên sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tổnghợp nhóm phụ tải động lực Nội dung chính của phưong pháp như sau :

- Thực hiện phân nhóm các thiết bị có trong xưởng, mỗi nhóm đó sẽ được cung cấpđiện từ 1 tủ động lực riêng , lấy điện từ 1 tủ phân phối chung Các thiết bị trong nhómnên chọn có vị trí gần nhau trên mặt bằng phân xưởng, có chế độ làm việc và công suấttương tự nhau

Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của mỗi nhóm thiết bị theo biểu thức sau :

 sd

k =

i

sdi i

P

k P

2 i

P



 ( 2.2 )

- Hệ số nhu cầu của nhóm sẽ được xác định theo biểu thức sau :

Đi vào tính toán cụ thể

2.1 Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng.

Từ kết quả thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính toán của toàn phânxưởng

Pcs = kđt N Pđ = 1.(48.300 +4.60) = 14640 W =14,64 kW

Trong đó:

kđt : hệ số đồng thời của nhóm phụ tải chiếu sáng

Trang 14

N : số bóng đèn cần thiết.

Pđ : công suất của mỗi đèn được lựa chọn

Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cos của nhóm chiếu sáng là 1 Do đó, ta có công suấttoàn phần của nhóm chiếu sáng là:

Scs = 14 , 64 kVA

1

64 , 14

cs P

Qcs = 0 kVAr

2.2 Phụ tải tính toán nhóm thông thoáng và làm mát

Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là:

m h

V n

Q 3 /



n – tỉ số đổi không khí (1/h)_ với phân xưởng cơ khí lấy n = 6 (1/h)

V – thể tích của phân xưởng (m3) V a.b.H

với a (m), b (m), chiều rộng – dài phân xưởng (đo theo đề bài)

H (m)– chiều cao của phân xưởng;

Chọn quạt hút công nghiệp có q = 2200 / h, với số lượng là 10 quạt

Bảng 2 1 : Thông số kỹ thuật của quạt hút công nghiệp

Thiết bị Công suất.W Lượng gió

sd

qh

Trong đó : n là tổng số thiết bị trong nhóm

Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng-làm mát:

kW W

P k

i đmqi

qh nc

709 , 1

- Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau;

- Nếu có thể, trong cùng một nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ làmviệc;

Trang 15

- Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau.

Căn cứ vào các thiết bị và diện tích mặt bằng phân xưởng ,ta chia các thiêt bị động lực

ra thành 4 nhóm và tính toán cho từng nhóm như sau:

 Quá trình tính toán cho nhóm 1:

Nhóm 1 gồm 9 thiết bị động lực như bảng sau :

Bảng 2.2 :Số liệu các thiết bị nhóm 1.

Số hiệu trên sơ

Công suất đặtP,KW

019,329

sd i

i sd

P

k P k

- Số lượng hiệu dụng:

62,1605

2,

81 29

1 2

2 9

i i

hd

P

P n

- Hệ số nhu cầu:

693 , 0 106 , 4

394 , 0 1 394 , 0 1

sd nc

n

k k

k

- Tổng công suất phụ tải động lực:

kW

P k

P đl1  nc1n i 0,69381,256,272

Trang 16

- Hệ số công suất của phụ tải động lực:

595,02,81

277,489

tb

P

Cos P Cos

tb

đl

595 , 0

272 , 56

Q đl đl đl2 94 , 575 2 56 , 272 2 76 , 012

1 2 1

057,3113

P

k P k

- Số lượng hiệu dụng :

Trang 17

  4,603

75,1284

9,

76 213

1 2

2 13

- Hệ số nhu cầu :

682,0603,4

404,01404,01

2

2 2



hd

sd sd

nc

n

k k

k

- Tổng công suất phụ tải động lực :

kW

P k

P đl nc 13 i 0,682 76,9 52,446

1 2

2      

- Hệ số công suất của phụ tải động lực :

687,09,76

831,5213

tb

P

Cos P Cos

tb

đl

687 , 0

446 , 52

Q đl đl đl2 76 , 341 2 52 , 446 2 55 , 474

2 2

2

- Quá trình tính toán cho nhóm 3 :

Nhóm 3 gồm 10 thiết bị động lực như sau :

Bảng 2.4 :Số liệu các thiết bị nhóm 3.

Công suất đặtP,kW

Trang 18

31 Lò gió 0,53 0,9 5,5

- Hệ số sử dụng tổng hợp :

48,03,99

711,4410

P

k P k

164,559,1909

3,

99 210

1 2

2 10

709 , 0 164 , 5

48 , 0 1 48 , 0 1

3

3 3

3         



hd

sd sd

nc

n

k k

k

kW

P k

P đl nc 10 i 0,709 99,3 70,404

1 3

3      

775,03,99

916,7610

tb

P

Cos P Cos

tb

đl

775 , 0

404 , 70

Q đl đl đl2 90 , 844 2 70 , 404 2 57 , 41

3 2 3

- Quá trình tính toán cho nhóm 4:

Nhóm 4 gồm 13 thiết bị động lực như sau:

Trang 19

Bảng 2.5 :Số liệu các thiết bị nhóm 4.

đồ Tên thiết bị Hệ số ksd Cosφ

Công suất đặtP,kW

278,3613

P

k P k

36,2326

6,

94 213

1 2

2 13

698 , 0 847 , 3

383 , 0 1 383 , 0 1

4

4 4



hd

sd sd

nc

n

k k

k

Trang 20

P k

P đl nc 13 i 0,698 94,6 66,031

1 4

4      

643,06,94

791,6013

tb

P

Cos P Cos

tb

đl

643 , 0

031 , 66

Q đl đl đl2 102 , 692 2 66 , 031 2 78 , 648

4 2

4

Từ các tính toán cụ thể trên của các nhóm ta có bảng kết quả tổng hợp như sau :

Bảng 2.6 :Số liệu tính toán cụ thể của từng nhóm.

Nhóm ksd∑ knc∑ Ptt.đl;kW Cosφ tbđl Sttđl;kVA Qttđl;kVAR

443 , 102

4 1

P

k P k

709 ,0 4

418 ,0 1 418 ,0

sd nc

kW

P k

P tt đl nc 4 đlj 0,709 245,153 173,813

1     

Trang 21

679,0153,245

533,166cos

4 1

tbđb

P

P Cos



- Công suất toàn phần :

984 , 255 679

, 0

813 , 173

Cos

P S

- Công suất phản kháng :

kVAR

P S

Q ttđt  ttđt2  ttđt2  255 , 984 2  173 , 813 2  187 , 928

2.4 Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng.

Công suất tác dụng toàn phân xưởng:

tblm tlm

tbcs cs

đl tb đl

tt i

i i

P P P

P P

, 190

8 , 0 709 , 1 1 64 , 14 679 , 0 813 ,

194 , 228

Trang 22

CHƯƠNG 3 :XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG

3.1 Lựa chọn công suất và số lượng máy biến áp

3.1.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp 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 điềuchỉnh 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 tảiđược 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, khoảng cách từ trạm tới phân xưởng là 110m

3.1.2 Phương án trạm biến áp

Do phụ tải có 85% phụ tải loại I&II nên ta chọn các phương án cấp điện, có thể nhưsau:

1) Phương án 1: trạm có hai máy biến áp làm việc song song.

Hệ số điền kín của phụ tải:

5719 , 0 8760

5010 8760

max max

S

S  và 1 0,851,4

ttpx dmB

Và : S đmB S ttpx 196 , 519kVA

4 , 1

679 , 323 85 , 0 4

, 1

85 , 0

Trang 23

Vậy phương án này ta sẽ dùng 2 MBA có công suất định mức là Sn = 200 kVA để cấpđiện cho phân xưởng.2MBA này có P o 0 , 53kW và P N  3 , 45kW.

(tra bảng PL II.2-Ngô Hồng Quang)

Từ đó ta tính được hàm chi phí quy dẫn của phương án như sau :

th B

B B

Trong đó :

192 , 0 065 , 0 127 ,

i là hệ số chiết khấu Đề bài cho i  12 %

h

T là tuổi thọ trung bình của trạm biến áp lấy bằng 25 năm

% 5 , 6



kh

k là hệ số khấu hao của trạm biến áp

(tra theo bảng 3.1 SGT-Trần Quang Khánh))

Vốn đầu tư trạm biến áp :

S P

A

đmB

ttpx N

200

679 , 323 2

45 , 3

2 2

2 01

t là thời gian vận hành MBA,thường lấy là 1 năm nên t =8760h

Giá thành tổn thất điện năng :

Thiệt hại do mất điện khi sự cố:

đ g

t S

1  0 , 25 cos   0 , 25  323 , 679  0 , 705  24  7500  10 , 269  10

Trong đó :

Cosφ =0,705 là hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng

tf = 24h là thời gian mất điện sự cố

gth=7500 đ/kWhlà suất thiệt hại do mất điện đầu bài cho

đ kWh

c  1000 /

Trang 24

Vậy hàm chi phí quy dẫn của phương án 1 là :

đ

1  0 , 192  96 , 228  10  24746 , 056  1000  10 , 269  10  53 , 491  10

2) Phương án 2: trạm có 1 máy biến áp và 1 máy phát diesel dự phòng

Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:

kVA

S

S đmB2  ttpx  323 , 679

Và máy phát điện thỏa mãn S đmMF  0 , 85 S tt.px  0 , 85  323 , 731  275 , 127kVA

Vậy ta sẽ chọn máy biến áp có công suất định mức Sn = 400 kVA, có P o  0 , 84kW,

h

% 5 , 6



kh

k là hệ số khấu hao của trạm biến áp(tra theo bảng 3.1 SGT)

S P

A

đmB

ttpx N

400

679 , 323 75 , 5

2 02

2

2 2

t là thời gian vận hành MBA,thường lấy là 1 năm nên t =8760h

(bỏ qua tổn thất trong Máy phát điện và coi MPĐ như một phần tử của trạm biến áp)

Trang 25

Thiệt hại do mất điện khi sự cố:

đ g

t S

2  0 , 25 cos   0 , 25  323 , 679  0 , 705  24  7500  10 , 269  10

Trong đó :

2 0,19296,1810 1,158510 20242,113100010,26910 172,5310

3) Phương án 3: trạm có 1 máy biến áp

Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:

kVA

S

S đmB2  tt.px  323 , 679Vậy ta sẽ chọn máy biến áp có công suất 400 kVA, có P0  0 , 84kW, và

kW

P N  5 , 75

 (tra bảng PL II.2-Ngô Hồng Quang)

Hàm chi phí quy dẫn của phương án 3 sẽ được tính theo công thức :

3 3

h

% 5 , 6



kh

k là hệ số khấu hao của trạm biến áp(tra theo bảng 3.1 SGT)

S P

A

đmB

ttpx N

400

679 , 323 75 , 5

2 03

2

2 3

Trang 26

t là thời gian vận hành MBA,thường lấy là 1 năm nên t =8760h.

Thiệt hại do mất điện khi sự cố hỏng MBA :

đ g

t S

3  cos   323 , 679  0 , 705  24  7500  41 , 075  10

Trong đó :

200 KVA để cấp điện cho phân xưởng

3.2 Lựa chọn phương án cấp điện trong phân xưởng

Sơ bộ chọn phương án

Mỗi một nhóm thiết bị động lực được cấp điện từ một tủ động lực, đặt gần tâm phụ tảicủa nhóm thiết bị (gần nhất có thể) Các tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ cấp cho mạchthông thoáng làm mát được lấy điện từ tủ hạ thế tổng (THT) đặt ở góc tường trongphân xưởng, gần tâm phụ tải của toàn phân xưởng Từ đây ta vạch ra các phương án:Phương án 1: Mỗi tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát được cấp điệnbằng một mạch riêng

Phương án 2: Tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát được cấp điện từ các các mạchriêng Các tủ động lực, tủ ở xa được cấp điện thông qua tủ ở gần

- Tính toán lựa chọn phương án tối ưu

đ kWh

c  1000 /

Trang 27

là cáp đồng 3 pha 4 dây được đặt trong rãnh kín

Dòng điện làm việc chạy trong dây dẫn là :

 A 491,779 38

, 0 3

323,679

U

S I

Mật độ dòng kinh tế của cáp đồng ứng với TM = 5010 h là jkt = 2,7 (A/mm2)

(tra bảng 9.pl.BT –Trần Quang Khánh)

Trang 28

Vậy tiết diện dây cáp là :

 2

14 , 182 7

, 2

779 , 491

mm j

I F kt



Vậy ta sẽ chọn cáp có F = 185 (mm2) có ro = 0,099(Ω/km) và xo= 0,059 (Ω/km).(bảng18-pl SBT )

Hao tổn điện áp thực tế:

 V L

U

x Q r P

đm

oN ttpx oN

ttpx

38 , 0

059 , 0 555 , 229 099 , 0 194 , 228

(LN-0 là chiều dài từ trạm tới THT)

Tổn thất điện năng: AN-0 = 2 . 0. 0.

2



 N N đm

px tt

L r U

679 ,

)1.(

h

T là tuổi thọ trung bình của dây cáp đồng lấy bằng 25 năm

Hệ số khấu hao của đường dây kkh = 5%( tra bảng 3.1 SGT )

Do đó hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao là :

Chọn dây dẫn đến phân xưởng là cáp đồng 3 pha được lắp đặt trong rãnh ngầm

Dòng điện chạy trên đường dây:

Trang 29

 A U

S

I ttđt 143 , 692

38 , 0 3

575 , 94 3

, 2

692 , 143

mm j

I F kt

 V L

U

x Q r P

U

đm

o ttđt o

38 , 0

06 , 0 012 , 76 194 , 0 272 , 56

.

1 0 1 1 1



L r U

S

o đm

đl tt

575 ,

)1.(

h

Trang 30

 A U

S

I ttđt 115 , 988

38 , 0 3

341 , 76 3

, 2

988 , 115

mm j

I F kt



Ta chọn cáp F = 50mm2 có r0 = 0,37 Ω/km, x0 = 0,063 Ω/km (theo bảng 18.pl SBT) Hao tổn điện áp thực tế :

 V L

U

x Q r P

U

đm

o ttđt o

38 , 0

063 , 0 474 , 55 37 , 0 446 , 52

.

2 0 2 2 2



L r U

S

o đm

đl tt

341 ,

)1.(

h

Trang 31

 A U

S

I ttđt 138 , 023

38 , 0 3

844 , 90 3

, 2

023 , 138

mm j

I F kt



Ta chọn cáp có F = 185 mm2 có r0 = 0,099 Ω/km, x0 = 0,059Ω/km (theo bảng 18.plSBT)

Hao tổn điện áp thực tế :

 V L

U

x Q r P

U

đm

o ttđt o

38 , 0

059 , 0 41 , 57 099 , 0 404 , 70

.

3 0 3 3 3



L r U

S

o đm

đl tt

844 ,

)1.(

h

Trang 32

 A U

S

I ttđt 156 , 024

38 , 0 3

692 , 102 3

, 2

024 , 156

mm j

I F kt

 V L

U

x Q r P

U

đm

o ttđt o

38 , 0

06 , 0 648 , 78 194 , 0 031 , 66

.

4 0 4 4 4

4 4



L r U

S

o đm

đl tt

692 ,

)1.(

h

Trang 33

Bảng 3.2 : Các thông số của dây dẫn

Tiết diện,

P, kW

Q,kVAR S, kVA I, A F tính

Fchọn

L,

N-0 228,194 229,555 323,679 491,779 182,14 185 110 0,011 0,00650-1 56,272 76,012 94,575 143,69 53,219 95 36 0,0069 0,00020-2 52,446 55,474 76,341 115,99 42,959 50 12 0,0044 0,00080-3 70,404 57,41 90,844 138,02 51,12 185 54 0,0053 0,00320-4 66,031 78,648 102,69 156,02 57,787 95 24 0,0047 0,0014Các thông số về kỹ thuật và kinh tế :

Bảng 3.3 : Các thông số về kinh tế và kỹ thuật của đường dây.

N-0 10,46 27036,712 23,844 27,036 31,2630-1 1,466 1480,321 5,127 1,48 2,3880-2 0,723 613,19 1,261 0,613 0,8360-3 1,472 1045,486 11,725 1,045 3,1210-4 1,107 1163,54 3,418 1,164 1,769

Từ bảng kết quả trên ta có chi phí quy dẫn tổng của phương án 1 :

Tủ chiếu sang, tủ thông thoáng làm mát được cấp điện từ các mạch riêng Các tủ

động lực thì tủ ĐL3 và ĐL4 sẽ được cấp điện thông qua tủ ĐL1và ĐL2 THT vẫnkhông thay đổi so với phương án 1

Trang 34

cáp đồng 3 pha 4 dây được đặt trong rãnh kín.

Dòng điện làm việc chạy trong dây dẫn là :

 A 491,779 38

, 0 3

323,679

U

S I

Mật độ dòng kinh tế của cáp đồng ứng với TM = 5010 h là jkt = 2,7 (A/mm2)

(tra bảng 9.pl.BT –Trần Quang Khánh)

Vậy tiết diện dây cáp là :

Trang 35

 2

14 , 182 7

, 2

779 , 491

mm j

I F kt

U

x Q r P

đm

oN ttpx oN

ttpx

38 , 0

059 , 0 555 , 229 099 , 0 194 , 228

(LN-0 là chiều dài từ trạm tới THT)

Tổn thất điện năng: AN-0 = 2 . 0. 0.

2



 N N đm

px tt

L r U

679 ,

)1.(

h

Trang 36

 A U

S

38 , 0 3

419 , 185 3

1 0

, 2

715 , 285

mm j

I F kt



Ta chọn cáp có F = 150mm2 có r0 = 0,122 Ω/km, x0 = 0,059 Ω/km (theo bảng 18.plSBT) Hao tổn điện áp thực tế :

 V L

U

x Q r P

059 , 0 422 , 133 122 , 0 676 , 126

.

1 0 1 1 0 1 1 0



 r L U

S

o đm

419 ,

)1.(

h

Tiêu đề	Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí
Tác giả	Đỗ Thị Cơ
Người hướng dẫn	Thầy Nguyễn Phúc Huy
Trường học	Trường Đại Học Kỹ Thuật
Chuyên ngành	Cung Cấp Điện
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	73
Dung lượng	2,93 MB