Thiết kế mạng cung cấp điện cho nhà máy cơ khí và lắp đặt mẫu trạm biến áp phân xưởng

Nhà máy có các phụ tải điện sau: Diện tích m2 Công suất đặt kW 7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 200 Xác định theo tính toán - Dự kiến trong tương lai nhà máy sẽ được mở rộng và thay thế,

Quy mô, n ng l c c a nhà máy

- Nhà máy c n thi t k cung c p i n trong tài thi t k có quy mô khá l n Nhà máy có các ph t i i n sau:

Tên phân x !ng (phân x !ng)

Di n tích ( m 2 ) Công su t "t (kW)

2 Phân x !ng l p ráp cơ khí 600 1800

7 Phân x !ng s*a ch a cơ khí 200 Xác nh theo tính toán

9 B ph n hành chính và ban qu n lý

11 Ph t i chi u sáng các phân x !ng

Xác nh theo di n tích

Để đảm bảo sự phát triển bền vững cho nhà máy trong tương lai, cần thiết phải đầu tư vào các thiết bị máy móc hiện đại hơn Việc thiết kế cần phải cân nhắc đến giá thành phát triển trong tương lai, đồng thời áp dụng công nghệ và kinh tế hợp lý Cần đưa ra phương án cải tiến sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và không lãng phí nguồn lực, đảm bảo nhà máy vẫn khai thác hiệu quả công suất trong thời gian dài.

Gi i thi u ph t i i n c a toàn nhà máy

Các yêu c u v cung c p i n c a nhà máy

Yêu cầu cung cấp phải dựa vào phạm vi và mức quan trọng của các thiết bị bảo vệ trong phương thức cung cấp cho tổng thiết bị công nghiệp Trong các phân xưởng trong nhà máy, đánh giá tổng thể cho thấy tỷ lệ (%) của phần loại I lớn hơn tỷ lệ (%) của phần loại II và III Do đó, nhà máy được đánh giá là hợp phần loại I, vì vậy yêu cầu cung cấp phải cam kết bảo liên tục.

Gi i thi u các ph ơng pháp xác nh ph t i tính toán cho khu v c công

Khái ni m v ph t i tính toán ( ph t i i n )

Phân tích tính toán, hay còn gọi là phân tích hiệu năng, là quá trình đánh giá hiệu suất của các thiết bị cung cấp điện (CC) trong môi trường vận hành của hệ thống CC Phân tích tính toán không chỉ đơn thuần là tổng hợp công suất của các thiết bị điện, mà còn cần xem xét các quy luật vận hành Trong thực tế, mục tiêu chính là đảm bảo rằng phân tích thực hiện không gây ra hiện tượng quá nhiệt cho các trang thiết bị CC như dây dẫn, máy biến áp và thiết bị đóng cắt.

Phát thải tính toán không gây ảnh hưởng đến các thiết bị bảo vệ, như các chất khí của các phát thải, mà chỉ ảnh hưởng đến các thiết bị bảo vệ khác Do đó, phát thải tính toán thực chất là phát thải giả tương ứng với phát thải thực tế và một vài phương diện nào đó Trong thực tế, thiết kế thường quan tâm đến hai yếu tố cơ bản do phát thải gây ra, đó là phát nóng và tổn thất, vì vậy, tính toán hai loại phát thải cần phải được xác định, đó là phát thải tính toán theo điều kiện phát nóng và phát thải tính toán theo điều kiện tổn thất.

- Ph t i tính toán theo i u ki n phát nóng là ph t i gi thi t lâu dài không 'i t ơng ơng v i ph t i th c t bi n thiên v hi u qu nhi t l n nh t

- Ph t i tính toán theo i u ki n t'n th t th ng c g i là ph t i +nh nh n là ph t i c c i ng n h n xu t hi n trong m t th i gian ng n t

Trong 1 đến 2 giây, chúng ta có thể gây ra hiện tượng phát nóng cho các thiết bị, dẫn đến các tổn thất và có thể làm hỏng các bộ phận hoặc làm thiết bị bị hỏng Thực tế cho thấy hiện tượng này thường xuất hiện khi khởi động các động cơ hoặc khi kết nối các thiết bị cơ khí khác.

Xác định phương pháp tính toán là một nhiệm vụ khó khăn, nhưng có thể sử dụng các phương pháp gần đúng để hỗ trợ Có nhiều phương pháp khác nhau, và người thực hiện cần căn cứ vào thông tin thu thập được trong từng giai đoạn để chọn phương pháp phù hợp Càng có nhiều thông tin, độ chính xác của phương pháp được chọn càng cao.

2.1.2 Các ph ng pháp xác nh ph t i tính toán và ph m vi s d ng a) Trong giai o n d án kh thi:

Thông tin mà ta bi t c là di n tích D ( ha ) c a khu ch xu t và ngành công nghi p ( n"ng hay nh- ) c a khu ch xu t ó Chú ý: 1 ha= 100m* 100m

M c ích là d báo ph t i chu.n b ngu n ( nh nhà máy i n, ng dây không, tr m bi n áp )

T các thông tin trên ta xác nh ph t i tính toán theo su t ph t i trên m t ơn v di n tích s n xu t

Trong ó: s 0 ( kVA/ ha ) – su t ph t i trên m t ơn v di n tích

D ( ha ) – di n tích s n xu t có b trí các thi t b dùng i n xác nh s 0 ta d a vào kinh nghi m:

- i v i các ngành công nghi p nh- ( d t, may, gi y dép, bánh k-o, ) ta l y s 0 = ( 100 ÷ 200 ) kVA/ ha

- i v i các ngành công nghi p n"ng ( cơ khí, hoá ch t, d u khí, luy n kim, xi m ng, ) ta l y s 0 = ( 300 ÷ 400 ) kVA/ ha

Nhu cầu khu vực sản xuất là một yếu tố quan trọng trong việc xác định sản lượng Để tính toán cho khu vực này, cần xem xét tiêu hao năng lượng trên một đơn vị sản phẩm và tổng sản lượng.

Trong ó: a 0 ( kWh/ 1sp ) - i n n ng c n thi t s n xu t 1 s n ph.m ( sp ) ( tra s' tay )

M ( sp/ n m) – s n l ng cosϕ - h s công su t h u công c a toàn b khu ch xu t ( tra s' tay cùng v i

T max ( h ) – th i gian s* d ng công su t l n nh t ( tra s' tay trang 254, ph l c

I.4 sách THI/T K/ C0P I1N ) Chú thích: T max là th i gian n u h th ng cung c p i n ch truy n t i công su t l n nh t thì s truy n t i ư c m t lư ng i n

Ta có th xác nh T max theo b ng sau:

Các xí nghi p Nh# hơn 3000 h Trong kho ng

S = + = ( 2-4 ) b) Trong giai o n xây d ng nhà xư ng:

Thông tin mà ta bi t c là di n tích nhà x !ng D ( m 2 ) và công su t "t

P ( kW ) c a các phân x !ng và phòng ban c a nhà máy M c ích là:

- Xác nh ph t i tính toán cho các phân x !ng

- Ch n bi n áp cho phân x !ng

- Ch n các thi t b óng c t cho phân x !ng

Ph t i tính toán c a m t phân x !ng c xác nh theo công su t "t P và h s nhu c u k nc ( tra s' tay trang 254, ph l c I.3 sách THI/T K/ C0P

I1N ) theo các công th$c sau:

T ó ta xác nh c ph t i tính toán c a phân x !ng ( px ) nh sau:

Vì phân x !ng dùng èn s i t nên i v i ph t i chi u sáng thì ϕ= 0 ( cosϕ= 1 ), ta có Q cs = P cs tgϕ= 0 Chú ý n u dùng èn tuýp ho"c qu t thì ta có

O M cosϕ= 0.8, n u dùng 2 qu t ( cosϕ= 0.8 ) và 1 èn s i t ( cosϕ=1 ) thì ta l y chung cosϕ= 0.9

Trong các công th$c trên: k nc - h s nhu c u ( tra s' tay trang 254, ph l c I.3 sách THI/T K/ C0P I1N

P 0 ( W/m 2 ) – su t ph t i chi u sáng ( trang 253, ph l c I.2 sách THI/T K/

P l , Q l – các ph t i ng l c c a phân x !ng

P cs , Q cs – các ph t i chi u sáng c a phân x !ng

T ó ta có: S ttpx = P ttpx 2 +Q ttpx 2

V y ph t i tính toán c a c xí nghi p là:

T ó ta có: S ttXN = P ttXN 2 +Q ttXN 2 ( 2-12 ) ttXN ttXN ttXN S

Trong ó: k t – h s ng th i ( th ng có giá tr t 0.85 ÷ 1 ) m – s phân x !ng và phòng ban c) Trong giai o n thi t k chi ti t ( thi t k n i th t ):

Thông tin mà ta bi t c là khá chi ti t, ta b t u th c hi n vi c phân nhóm các thi t b máy móc ( t 8 ÷ 12 máy/ 1 nhóm ) Sau ó ta xác nh ph t i

O M tính toán c a m t nhóm n máy theo công su t trung bình P tb và h s c c i k max theo các công th$c sau:

Q tt = tt ( 2-15 ) dm tt tt U

P tb - công su t trung bình c a nhóm ph t i trong ca máy t i l n nh t

P m ( kW ) – công su t nh m$c c a máy, nhà ch t o cho

U m - điện áp dây nh m$c c a l i (U m = 380 V) Hệ số k sd là hệ số sử dụng công suất thực của nhóm thiết bị (tham khảo trang 253, phụ lục I.1 sách THI/T K/ C0P I1N) Hệ số k max là hệ số công suất thực tối đa của nhóm thiết bị, được xác định theo hệ số sử dụng k sd và số thiết bị dùng hiệu quả.

Thiết bị có công suất bằng nhau và cùng chức năng sẽ tạo ra một sản phẩm tính toán đồng nhất Tuy nhiên, nếu nhóm thiết bị thực hiện công suất và chức năng khác nhau, sẽ dẫn đến sự khác biệt trong kết quả tính toán.

- B c 1: xác nh n I là s thi t b có công su t l n hơn ho"c b ng m t n*a công su t c a thi t b có công su t l n nh t

P – t'ng công su t c a các thi t b trong nhóm thi t b ( nhóm ph t i ) ang xét

- B c 4: tra s' tay trang 255, ph l c I.5 sách THI/T K/ C0P I1N ta c n hq * theo n* và P*

- N u trong nhóm có ph t i 1 pha u vào U pha ( 220V ) nh qu t gió, ta ph i qui 'i v 3 pha nh sau: P qd =3 P dm ( 2-30 )

- N u trong nhóm có ph t i 1 pha u vào Udây ( 380V ) nh bi n áp hàn, ta qui 'i v 3 pha nh sau: P qd = 3.P dm ( 2-31 )

- N u trong nhóm có thi t b làm vi c ! ch ng n h n l"p l i nh c u tr c, c.u, máy nâng, bi n áp hàn, ta qui 'i v ch dài h n nh sau: P qd = P dm k d % ( 2-32 )

Trong ó k d % - h s óng i n ph n tr m l y theo th c t

1 c u tr c 14 kW có k d %6% thì P qd 36% =8.4 kW

1 bi n áp hàn 10 kW có k d %%% thì P qd 3 25% =8.66 kW

T ó ta tính c ph t i tính toán c a c phân x !ng theo các công th$c sau: nm tti dt dl k P

Các phân x !ng c a các nhà máy trong th c t th ng dùng èn s i t nên Q cs = 0

V y ta tính c: cs dl px P P

Trong ó: nm – s nhóm máy c a phân x !ng mà ta ã phân ! trên k t – h s ng th i ( th ng có giá tr t 0.85 ÷ 1 )

Phương pháp này thường được sử dụng để tính toán cho một nhóm thiết bị, cho các tác động lực trong toàn bộ phân xưởng Nó mang lại kết quả khá chính xác, nhưng phương pháp này đòi hỏi một lượng thông tin lớn về các thiết bị, chẳng hạn như làm việc của từng thiết bị và công suất.

"t c a t ng ph t i, s l ng các thi t b trong nhóm ( k sdi , P dmi , cosϕ i , ) d) Trong giai o n phát tri n tương lai c a nhà máy:

Xác nh ph t i tính toán cho phân x !ng s*a ch a cơ khí

Phân lo i và phân nhóm ph t i cho phân x !ng

 Nh n xét: Các thi t b u làm vi c ! ch dài h n

 phân nhóm ph t i ta d a vào các nguyên t c sau:

- Các thi t b trong nhóm nên có cùng m t ch làm vi c

- Các thi t b trong nhóm nên c "t g n nhau, tránh ch ng chéo khi i dây và s% gi m c t'n th t

- T'ng công su t các thi t b trong nhóm c ng nên cân i kh#i quá chênh l ch gi a các nhóm nh m t o tính ng lo i cho các trang thi t b cung c p i n

Số lượng thiết bị trong cùng một nhóm không nên quá nhiều, vì số lượng ra của các thiết bị là có hạn Nếu "quá nhiều" sẽ làm phức tạp trong vận hành và sửa chữa, đồng thời cũng làm giảm tính khả thi cung cấp điện cho toàn bộ thiết bị.

 C n c$ vào v trí, công su t c a các thi t b b trí trên m"t b ng phân x !ng ta chia làm các nhóm ph t i nh sau:

B ng 2-1: B ng công su t t t ng c a các nhóm

Xác nh ph t i tính toán cho các nhóm thi t b ( nhóm ph t i )

Để xác định phác thảo tính toán cho nhóm 1, cần có thông tin chính xác về việc bố trí máy móc thiết bị, công suất và quá trình công nghệ của thiết bị Việc áp dụng các công thức tính toán trong phần 2.1.2 sẽ giúp xác định phác thảo tính toán theo công suất trung bình và hệ số công suất.

Tra s' tay ta c k sd = 0.16 ; cosϕ= 0.6 tgϕ= 1.33

Các thi t b u làm vi c ! ch dài h n nên ta không c n ph i qui 'i

Công su t l n nh t c a thi t b là P mmax = 14 kW;

S thi t b có công su t ≥ 0.5 *P mmax là n I =7;

Tra b ng n hq * ( n*, P*) ta c n hq * = 0.82 ;

 s thi t b dùng i n hi u qu c a nhóm 1 là : n hq = n.n hq * * 0.82 = 11.48= 11 ;

Tra b ng k max theo k sd và n hq ta c k max = 2 ;

1 = = b) Xác nh ph t i tính toán cho nhóm 2

9 Máy mài ph3ng 1 9 18 CK731

S thi t b có công su t ≥ 0.5 *P mmax là n I = 6;

Tra b ng k max theo k sd và n hq ta c k max = 2.1 ;

2 = = c) Xác nh ph t i tính toán cho nhóm 3

3 = = d) Xác nh ph t i tính toán cho nhóm 4

 s thi t b dùng i n hi u qu c a nhóm 4 là : n hq = n.n hq * * 0.69 =6 9= 7 ;

4 = = e) Xác nh ph t i tính toán cho nhóm 5

 s thi t b dùng i n hi u qu c a nhóm 5 là : n hq = n.n hq * =5* 0.89 = 4.45= 4 ;

5 = = **) T các k t qu tính toán c a 5 nhóm thi t b trên ta l p c b ng sau:

Xác nh ph t i tính toán cho toàn b phân x !ng

a) Ph t i ng l c toàn b phân xư ng: Áp d ng các công th$c ( 2-33 ) và ( 2-35 ) ta có:

Q l = 0.85*(43.91+34.03+31.45+18.95+54.72)= 155.6 kVAr b) Ph t i chi u sáng toàn b phân xư ng: Áp d ng các công th$c ( 2-34 ) và ( 2-36 ) ta có:

P cs = 0 cs cs cs P tg

Tra s' tay trang 253 sách THI/T K/ C0P I1N ta có P 0 = 15 W/m 2

Các phân x !ng c a các nhà máy trong th c t th ng dùng èn s i t nên

V y ta tính c: cs dl px P P

P px = 178.93+3 = 181.93 kW cs dl px Q Q

Xác nh ph t i tính toán cho các phân x !ng khác và toàn nhà máy

Ph t i tính toán c a các phân x !ng

Vì các phân x !ng khác ch+ bi t công su t "t do ó ph t i tính toán c xác nh theo ph ơng pháp h s nhu c u ( k nc )

Gi s* ta tính cho phân x !ng k t c u kim lo i

Tra s' tay ta có k nc = 0.5 ; cosϕ = 0.6 ; P 0 = 15 W/m 2 ; P = 1950 kW

Ph t i chi u sáng: P cs = P 0 D = 15*200 = 3000 W = 3 kW

Ph t i tính toán phân x !ng: P ttpx = P l + P cs = 975+3 = 978 kW

Công su t tính toán ph n kháng c a phân x !ng:

Công su t tính toán toàn ph n c a phân x !ng: kVA Q

Tính toán t ơng t cho các phân x !ng khác ta có b ng k t qu sau:

2 Phân x !ng l p ráp cơ khí

7 Phân x !ng s*a ch a cơ khí

Ph t i tính toán c a toàn b nhà máy ( xí nghi p )

Xác nh bi u ph t i

Bi u ph t i c a các phân x !ng

a) Ý ngh a c a bi u ph t i trong thi t k c p i n

Biểu phí tỉ lệ là cách biểu diễn giá trị của phí tỉ trên một bảng nhà máy, cho biết sự phân bố của phí tỉ trên bảng Điều này cho phép người thiết kế chọn vị trí tối ưu cho các trạm biến áp phân phối một cách thích hợp, nhằm giảm chi phí thực tế và đạt được các chỉ tiêu kinh tế cao.

Biểu thức tích phân là một vòng tròn có diện tích bằng tích phân của phân xướng theo tỉ lệ xích lô chọn, trong đó vòng tròn được chia thành hai phần tương ứng với phần tích cực và phần chiếu sáng Tính bán kính vòng tròn tích phân cho các phân xướng.

M&i phân x !ng có m t bi u ph t i, với tâm ng tròn biểu thị cho tâm của phân x !ng Tính g n úng cho thấy nh ph t i phân x !ng có thể được phân b ng u theo diện tích phân x !ng.

Bán kính vòng tròn ph t i c tính theo công th$c: m

R pxi ( mm ) – bán kính vòng tròn ph t i c a phân x !ng i

S ttpxi ( kVA ) – ph t i tính toán c a phân x !ng i m ( kVA/mm 2 ) – t+ l xích mà ta l a ch n

Góc c a ph t i chi u sáng n m trong bi u ph t i: ttpxi cspxi cspxi

Trong ó: a cspxi ( ) – góc c a ph t i chi u sáng phân x !ng i

P cspxi ( kW ) – ph t i chi u sáng c a phân x !ng i

P ttpxi ( kW ) – ph t i tính toán c a phân x !ng i

Ta ch n t+ l xích m = 3 kVA/mm 2 , sau khi tính toán ta c b ng k t qu :

2 Phân x !ng l p ráp cơ khí

7 Phân x !ng s*a ch a cơ khí

Xác nh tr ng tâm ph t i c a toàn xí nghi p

a) ngh a c a tr ng tâm ph t i trong thi t k c p i n

Trung tâm phân phối của nhà máy đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế hệ thống "trạm biến áp, trạm phân phối nhằm giảm tải cho toàn bộ nhà máy" Ngoài ra, trung tâm phân phối còn hỗ trợ nhà máy trong việc quy hoạch và phát triển sản xuất trong tương lai, giúp tối ưu hóa nguồn cung cấp, tránh lãng phí và tiết kiệm chi phí kinh tế.

Tâm quy c c a ph t i nhà máy c xác nh b!i m t i m M có to c xác nh là M 0 (x 0 , y 0 ) theo h tr c to xoy "t t i v trí b t k4

X i ,Y i : to c a phân x !ng i n: s phân x !ng có ph t i i n trong xí nghi p

Thay s vào công th$c trên ta c:

V y ch n v trí c a tr m phân ph i trung tâm ( PPTT ) t i to :

THI$T K$ M%NG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY

Yêu cầu về sơ cung cấp điện và nguồn cung cấp rời rạc phụ thuộc vào công suất yêu cầu của xí nghiệp Khi thiết kế các sơ cung cấp điện, cần lưu ý đến các yếu tố "cần biết" cho nhà máy, bao gồm thiết bị phải đảm bảo tính khả thi cung cấp điện cao, các điều kiện của quy trình sản xuất và quy trình công nghệ Điều này xác định mức độ bảo mật an toàn cung cấp điện và thiết lập sơ cấu trúc cung cấp hợp lý.

Việc lựa chọn sơ cấp phải cân nhắc vào tính chất, tính kinh tế và an toàn Tính chất của sơ cấp phụ thuộc vào loại hình tiêu thụ mà nó cung cấp, cần cân nhắc vào loại hình tiêu thụ quyết định số lượng nguồn cung cấp của sơ.

Sơ cung cấp phải đảm bảo tính an toàn tuyệt đối cho người và thiết bị trong quá trình vận hành Ngoài ra, cần lưu ý đến các yếu tố kỹ thuật, thủ tục khác như giám sát, thu hồi, dịch vụ vận hành, và tính linh hoạt trong việc khắc phục sự cố.

3.1.2 Ph ng pháp cung c p i n cho nhà máy a) Phân lo i và ánh giá h tiêu th i n trong nhà máy

Nguyên tắc chung để đánh giá hiệu suất trong nhà máy là dựa vào tầm quan trọng của phân xưởng đối với nhà máy tổng thể Khi ngừng cung cấp, mức độ ảnh hưởng của nó tới hoạt động của toàn bộ nhà máy sẽ được xác định là cao hay thấp Từ đó, chúng ta có thể xác định loại phân xưởng và sắp xếp hợp lý cho các phân xưởng trong toàn nhà máy.

Khi xác định các hạng mục tiêu thụ trong nhà máy, ta cần xem xét tổng thể các phân loại tiêu thụ để đánh giá hiệu quả hoạt động của toàn nhà máy Đối với nhà máy cơ khí, có 7 hạng mục tiêu thụ chính, bao gồm: phân xưởng cơ khí, phân xưởng lắp ráp, phân xưởng úc, phân xưởng nén khí, phân xưởng rèn, phân xưởng gia công và trạm bơm Ngoài ra, phân xưởng sửa chữa cơ khí, bộ phận hành chính và ban quản lý, bộ phận thí nghiệm cũng có thể được xếp loại vào hạng mục tiêu thụ loại 3 Tổng kết lại, tỷ lệ hạng mục tiêu thụ loại 2 chiếm không dưới 80%, do đó, đánh giá toàn nhà máy là hạng mục tiêu thụ loại 2.

Kiểu sơ cung cấp điện áp truyền tải 22 kV là phù hợp với điều kiện thiết kế trạm biến áp trung gian 110/22 kV Cáp truyền tải 22 kV được kết nối vào trạm PPTT tại tâm phát điện của nhà máy Sau đó, cáp truyền tải 22 kV này sẽ cung cấp điện năng đến các trạm biến áp phân xưởng.

.Tu4 theo s phân lo i ! trên m&i tr m bi n áp ch$a m t ho"c hai MBA.T i ây i n áp c h xu ng còn 0,4 kV và c d(n t i t ng phân x !ng

Nhi m v c a chúng ta là thi t k :

+ Xây d ng tr m phân ph i trung tâm nh n i n t tr m BA trung gian qu c gia

+ Xây d ng tr m bi n áp phân x !ng nh n i n t tr m PPTT v c p i n cho các máy trong phân x !ng b) V trí t tr m PPTT c a xí nghi p:

Theo tính toán ! m c trên thì v trí c a tr m phân ph i trung tâm ( PPTT ) t i to :

M ( 5;3.4 ) 6 c) Xác nh v trí, s lư ng, dung lư ng các tr m bi n áp phân xư ng

Ch n s l ng MBA cho các BA phân x !ng có ý ngh a quan tr ng i v i vi c xây d ng m t sơ cung c p i n h p lý

Một MBA là một lựa chọn tuyệt vời cho những ai muốn nâng cao kỹ năng quản lý và phát triển sự nghiệp Tuy nhiên, chi phí cho chương trình này có thể khá cao và không phải ai cũng có khả năng chi trả Mặc dù vậy, việc sở hữu bằng MBA có thể mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp và tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường lao động.

I ho"c II ) ng i ta m i "t 2 MBA và ch+ hai máy thôi

C n c$ vào v trí, công su t c a các phân x !ng, quy t nh "t 8 tr m bi n áp phân x !ng:

1) Tr m B1 c p i n cho phân x !ng k t c u kim lo i

2) Tr m B2 c p i n cho phân x !ng l p ráp cơ khí

3) Tr m B3 c p i n cho phân x !ng úc

4) Tr m B4 c p i n cho phân x !ng nén khí

5) Tr m B5 c p i n cho phân x !ng rèn

7) Tr m B7 c p i n cho phân x !ng gia công g& và phân x !ng s*a ch a cơ khí

8) Tr m B8 c p i n cho b ph n th* nghi m, b ph n hành chính và ban qu n l ý

Trong ó các tr m B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7 là các ph t i lo i II, c n

Máy biến áp là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện, với nhiều loại khác nhau phục vụ cho các nhu cầu khác nhau Tại Việt Nam, các máy biến áp được sản xuất bởi ABB (liên doanh) đảm bảo chất lượng và hiệu suất cao Tuy nhiên, cần lưu ý rằng không phải tất cả các sản phẩm đều đạt tiêu chuẩn chất lượng chính hãng.

Máy ngo i nh p ph i hi u ch+nh nhi t theo công th$c: hc tt dmBA K

K hc – h s hi u ch+nh nhi t

K θ 1 - nhi t môi tr ng s* d ng máy ( 0 C )

- nhi t môi tr ng ch t o máy ( 0 C )

Ch n dung l ng các máy bi n áp :

( 1.4 là h s quá t i $ng v i 5 ngày 5 êm, m&i ngày quá t i không quá 6h )

Ch n dùng 2 máy bi n áp lo i 1200 - 22/ 0.4 kV ( n u không có trong catalog chào hàng c a ABB, yêu c u s n xu t theo ơn "t hàng )

Các tr m khác ch n t ơng t , k t qu ghi trong b ng:

2 Phân x !ng l p ráp cơ khí 1204 2 1000 B2

7 Phân x !ng s*a ch a cơ khí + Phân x !ng gia công g&

8 B ph n hành chính và ban qu n lý + B ph n th* nghi m

9 Ph t i chi u sáng các phân x !ng d) Phương án i dây m ng cao áp

Nhà máy thu ch lo i II sử dụng dây trên không l kép để kết nối trạm BATG và trạm PPTT Hệ thống này đảm bảo an toàn và hiệu quả, với cáp ngầm được sử dụng cho các mạch cao áp trong nhà máy Trạm PPTT bao gồm các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7 sử dụng cáp l kép, trong khi trạm B8 sử dụng cáp l đơn.

C n c$ vào v trí các tr m bi n áp và tr m PPTT trên m"t b ng, ra 2 ph ơng án i dây m ng cao áp

Ph ơng án 1: các tr m bi n áp c c p i n tr c ti p t tr m PPTT

Ph ơng án 2: các tr m bi n áp xa tr m PPTT c l y i n liên thông qua các tr m ! g n tr m PPTT ch n ti t di n dây d(n ta d a vào b ng sau:

- ng dây cung c p t tr m BATG v tr m PPTT c a nhà máy dài 3.7 km s* d ng ng dây trên không, dây nhôm lõi thép, l kép

Tra c.m nang có th i gian s* d ng công su t l n nh t Tmax= 4500 h, v i giá tr c a T max , dây d(n AC tra b ng sau s% có J kt = 1.1 A/ mm 2

Lo i dây d(n T max = 5000 h

Ch n dây nhôm lõi thép ti t di n ph n nhôm là 95 mm 2 , 2AC-95 ki m tra dây ã ch n theo i u ki n dòng s c

Tra b ng ph l c VI dây AC-95 có I cp 35 A

Khi $t m t dây, dây còn l i t i toàn b công su t

I sc =2I ttXN =2*82.85.6 A< I cp ( tho mãn )

Ki m tra dây d(n ã ch n theo i u ki n t'n th t i n áp

V i dây AC-95 tra b ng c r 0 = 0.33 Ω/km, x 0 = 0.4 Ω/km

Chú ý: Trong công thức trên, vì ng dây là l kép nên r0 và x0 sẽ giảm đi 2 lần Nếu là l đơn, thì r0 và x0 sẽ giảm đi 1 lần (giống như ta đặt song song hai dây thì tổng trở của chúng giảm đi 1 lần).

Sau khi thực hiện tính toán kinh tế, cần lưu ý rằng mục đích của phần này là so sánh tương đối giữa hai phương án cụ thể Chỉ cần tính toán và so sánh những phần khác nhau giữa hai phương án Cả hai phương án đều có những phần tương đồng, như ng dây cung cấp trầm.

BATG v tr m PPTT, 8 tr m bi n áp; vì th ch+ so sánh kinh t k, thu t hai m ng cáp cao áp D nh dùng cáp XLPE lõi ng b c thép c a hãng

FURUKAWA Nh t B n, có các thông s k, thu t cho trong s' tay

- Ch n cáp t tr m PPTT n tr m B1

V i cáp ng và Tmax= 4500 h tra b ng c Jkt= 3.1 A/ mm 2

Ch n cáp XLPE có ti t di n t i thi u 35 mm 2 ó là 2 XLPE( 3x35 )

Các ng cáp khác ch n t ơng t , k t qu ghi trong b ng, vì cáp ã c ch n v t c p nên không c n ki m tra theo ∆ U và Icp ng cáp Lo i Chi u dài ( m

Ti p theo xác nh t'n th t công su t tác d ng ∆ P kW

T'n th t ∆ P trên o n cáp PPTT-B1 : kW

Tính t ơng t cho các tr m khác:

O M ng cáp Lo i Chi u dài ( m ) r0 (Ω/km ) R (Ω) ∆ P ( kW )

T Tmax= 4500 h và cosϕ= 0.7 tính raτ = ( 0.124+10 -4 *Tmax ) 2 *87602886 h

Chi phí tính toán hàng n m c a ph ơng án 1 là:

Ch n cáp t tr m PPTT n B1 Tuy n cáp này c p i n cho c B1 và B2

Ch n cáp ti t di n 35 mm 2 ó là 2XLPE( 3x35 )

Các tuy n cáp gi ng ph ơng án 1 không ph i ch n l i Các tuy n khác ch n t ơng t , k t qu ghi trong b ng ng cáp Lo i Chi u dài ( m

T'ng chi phí Z2= 26 000 000 VN ng cáp Lo i Chi u dài ( m ) r 0 (Ω/km ) R (Ω) ∆ P ( kW )

∆ = 0.4 kW Chi phí tính toán hàng n m c a ph ơng án 2 là:

Sau ây là b ng so sánh kinh t hai ph ơng án:

So sánh các phương án, phương án 2 nổi bật với giá trị hàm chi phí thấp nhất Mặc dù phương án này có nhược điểm là khó quản lý vận hành do không có đường truyền cáp hình tia, nhưng bù lại, giá thành sản phẩm lại rất cạnh tranh.

Sau ây là sơ i dây m ng cao áp:

O M e) L a ch n sơ tr m PPTT và các tr m BAPX

Nhà máy cơ khí thu lôi quan trọng, chọn dùng sơ đồ hệ thống thanh góp có phân đoạn cho trạm PPTT Tại đây, dây vào, ra khỏi thanh góp và liên kết giữa hai phân đoạn thanh góp được thực hiện bằng máy cắt hợp bộ Bảo vệ chống sét truyền thống dây vào trạm, "tích hợp sét van" trên mỗi phân đoạn thanh góp Trên mỗi phân đoạn thanh góp, một máy biến áp 3 pha 5 tr có cuộn tam giác báo chạm 1 pha trên cáp 22 kV Chọn dùng các thiết bị của hãng SIEMENS, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì, loại 8DC11, hệ thống thanh góp "tích hợp" trong các thiết bị có dòng nhãn 1250 A.

Sau ây là thông s c a máy c t "t t i tr m PPTT

*) Sơ các tr m bi n áp phân x !ng

Vì các tr m bi n áp phân x !ng r t g n tr m PPTT, phía cao áp ch+ c n

"t dao cách ly Phía h áp "t aptomat t'ng và các aptomat nhánh Tr m hai máy bi n áp "t thêm aptomat liên l c gi a hai phân o n C th nh sau:

+ "t m t t u vào 22 kV có dao cách ly 3 v trí, cách i n b ng SF6, không ph i b o trì, lo i 8DH10

Sau ây là thông s k, thu t c a t u vào 8DH10

T h th ng i n n Khuôn viên xí nghi p

Các máy bi n áp ch n lo i do ABB s n xu t t i Vi t Nam ( không ph i hi u ch+nh nhi t )

+ Phía h áp ch n dùng các aptomat c a hãng Merlin Gerin "t trong v# t t t o

V i tr m 1 máy bi n áp "t 1 t aptomat t'ng và 1 t aptomat nhánh

V i tr m 2 máy bi n áp "t 5 t : 2 t aptomat t'ng, 1 t aptomat phân o n và 2 t aptomat nhánh

C th ch n các aptomat nh sau:

Dòng l n nh t qua aptomat t'ng c a máy 1200 kVA là:

Ch ng lo i và s l ng các aptomat ch n c ghi trong b ng sau:

Sơ u n i các tr m "t 1 MBA: f) Tính toán ng n m ch, ki m tra các thi t b i n ã ch n

C n tính i m ng n m ch N1 t i thanh cái tr m PPTT ki m tra máy c t, thanh góp và tính i m ng n m ch N2 t i phía cao áp tr m BAPX ki m tra cáp và t cao áp các tr m

T sơ thay th ta có

X U ng dây t tr m BATG n tr m PPTT là 2AC-95 nên có R= r0*l/n và

= kA i ã ikN 1 = 2 * 1 8 * 11 7 = 29 8 ng dây t tr m PPTT n tr m B1 là 2XLPE-(3x35) nên có R1 r 0 *l/n và

Dòng i n ng n m ch N2 t i tr m B1 kA

T ơng t ta tính cho các tr m BAPX khác

*) Ki m tra các thi t b i n ã ch n:

So sánh k t qu tính c ! trên v i các thông s c a t máy c t 8DC11

"t t i tr m PPTT ta th y: máy c t và thanh góp có kh n ng c t và 'n nh ng dòng ng n m ch là phù h p ( 25 kA so v i 11.7 kA và 63 kA so v i 29.8 kA )

Kh n ng ch u dòng ng n m ch c a dao cách ly t cao áp u vào các tr m

BAPX c ng h p lý ( 16 kA so v i 11.6 kA và 50 kA so v i 29.5 kA )

V i cáp, ch+ c n ki m tra v i tuy n có dòng ng n m ch l n nh t

Ti t di n 'n nh nhi t c a cáp:

Ta ã ch n cáp lo i có ti t di n 35 mm 2 < 49.2 mm 2 V y mu n m b o

'n nh nhi t ph i nâng ti t di n cáp lên 50 mm 2 K t qu là ch n cáp 2XLPE

(3x50) g) Tính ch n cáp h áp t i các phân xư ng

Ch n cáp h áp theo i u ki n phát nóng cho phép :

K hc ××××I cp ≥≥≥≥I tt trong ó : I tt -dòng i n tính toán

I cp -dòng i n cho phép c a cáp

K hc - h s hi u ch+nh theo nhi t môi tr ng "t cáp và s ng cáp "t song song

Vì ta i dây ơn và nhi t nơi s n xu t và nơi s* d ng cáp không chênh l ch là bao nên ta l y Khc=1

+ Tính ch n o n cáp t tr m B7 n phân x !ng s*a ch a cơ khí: ta có : A

Ch n cáp ng h áp 4 lõi cách i n PVC do LENS ch t o lo i 4 G 150, dòng cho phép Icp trong nhà 387 A, ngoài tr i 395 A

+ Tính ch n o n cáp t tr m B8 n b ph n hành chính và ban qu n lý: ta có : A

Ch n cáp ng h áp 4 lõi cách i n PVC do LENS ch t o lo i 4 G 25, dòng cho phép I cp trong nhà 144 A, ngoài tr i 127 A

THI$T K$ M%NG H% ÁP PHÂN X NG

4.1 Sơ # nguyên lý h th ng c p i n cho xư ng

Sơ cung c p i n cho các thi t b trong phân x !ng ph thu c vào công su t thi t b , s l ng và s phân b c a chúng trong m"t b ng phân x !ng và nhi u y u t khác

+ Thu n ti n cho l p ráp v n hành

+ Có các ch+ tiêu kinh t k thu t t i u

+ Cho phép dùng các ph ơng pháp l p "t công nghi p hoá nhanh

Ng i ta th ng dùng cách i dây hình tia cho m ng phân x !ng

Dựa trên nguyên lý đã nêu, chúng ta có thể xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí như sau: cung cấp điện cho các động cơ máy công cụ, trong đó điện được phân phối đến từng động cơ thông qua biến áp và cung cấp cho 5 tầng lực, từ đó tạo ra các nguồn điện cần thiết cho từng nhóm thiết bị.

"t t i t phân ph i c a TBA m t áptômát u ngu n, t ây d(n i n v x !ng b ng ng cáp ng m

T phân ph i c a x !ng "t 01 aptomat t'ng và 6 aptomat nhánh c p i n cho 5 t ng l c và 1 t chi u sáng

T ng l c c c p i n b ng ng cáp hình tia, u vào "t dao cách ly - c u chì, các nhánh ra "t c u chì

M&i ng cơ máy công c c kh!i ng b ng m t kh!i ng t (K T) ã g n s9n trên thân máy, trong K T có rơle nhi t b o v quá t i Các c u chì trong t ng l c ch y u b o v ng n m ch , ng th i làm d phòng b o v quá t i c a K T

Các hình th c i dây và ph m vi s d ng c a s

M ng i n phân x !ng th ng dùng hai d ng sơ chính sau:

+ Các ph t i ít nh h !ng l(n nhau

+ D th c hi n ph ơng pháp b o v và t ng hoá

- Sơ ng dây tr c chính:

+ Th c hi n b o v và t ng hoá khó

Ph ơng án c p i n cao áp

Ph ơng pháp cung c p i n cho nhà máy

THI$T K$ M%NG H% ÁP PHÂN X NG

Sơ nguyên lý h th ng c p i n cho x !ng

Sơ cung c p i n cho các thi t b trong phân x !ng ph thu c vào công su t thi t b , s l ng và s phân b c a chúng trong m"t b ng phân x !ng và nhi u y u t khác

+ Thu n ti n cho l p ráp v n hành

+ Có các ch+ tiêu kinh t k thu t t i u

+ Cho phép dùng các ph ơng pháp l p "t công nghi p hoá nhanh

Ng i ta th ng dùng cách i dây hình tia cho m ng phân x !ng

Dựa trên nguyên lý đã nêu, chúng ta có thể xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ máy công nghiệp như sau: cung cấp nhiên liệu cho các động cơ máy công cụ, trong đó nhiên liệu được phân phối đến từng động cơ thông qua hệ thống biến áp và cung cấp 5 tấn lực cho việc xử lý rác, đồng thời cung cấp nhiên liệu cho một nhóm phát điện.

"t t i t phân ph i c a TBA m t áptômát u ngu n, t ây d(n i n v x !ng b ng ng cáp ng m

T phân ph i c a x !ng "t 01 aptomat t'ng và 6 aptomat nhánh c p i n cho 5 t ng l c và 1 t chi u sáng

T ng l c c c p i n b ng ng cáp hình tia, u vào "t dao cách ly - c u chì, các nhánh ra "t c u chì

M&i ng cơ máy công c c kh!i ng b ng m t kh!i ng t (K T) ã g n s9n trên thân máy, trong K T có rơle nhi t b o v quá t i Các c u chì trong t ng l c ch y u b o v ng n m ch , ng th i làm d phòng b o v quá t i c a K T

Các hình th c i dây và ph m vi s d ng c a s

M ng i n phân x !ng th ng dùng hai d ng sơ chính sau:

+ Các ph t i ít nh h !ng l(n nhau

+ D th c hi n ph ơng pháp b o v và t ng hoá

- Sơ ng dây tr c chính:

+ Th c hi n b o v và t ng hoá khó

Tính năng đầu khuyết tán trên ta dùng sơ hình hợp của hai dòng sơ trên cấp độ phân xứng Cấp độ phân xứng cho các ng cơ máy công cụ, trong đó "tâm tán phân phối nhận định trên trục phân phối và cấp độ phân xứng cho 5 tầng lực" tạo ra sự phân xứng và một chiều sáng Mỗi tầng lực cấp độ phân xứng cho một nhóm phát tán.

"t t i t phân ph i c a tr m bi n áp m t aptomat u ngu n, t dây d(n v phân x !ng b ng ng cáp ng m

+ T phân ph i c a x !ng "t m t aptomat t'ng u vào và 6 aptomat nhánh u ra c p i n cho các t ng l c và t chi u sáng

+ T ng l c c c p i n b ng ng cáp hình tia, u vào "t c u dao, c u chì

Trong một nhóm phát điện, các phát điện có công suất lớn được cấp bằng ngược hình tia, trong khi các phát điện có công suất nhỏ có thể gộp thành nhóm và được cấp bằng ngược chính.

+ Các c u chì trong t ng l c ch y u b o v ng n m ch ng th i làm d phòng cho b o v quá t i c a kh!i ng t

T L1 T L2 T L3 b Sơ ng dây tr c chính

Ph t i c Sơ hình tia và liên thông

L a ch n các ph n t* c a h th ng c p i n

1) Ch n cáp t tr m BA v t phân ph i c a xư ng:

Nh ph n trên ta ã ch n cáp ng h áp 4 lõi cách i n PVC do LENS ch t o lo i 4 G 150, dòng cho phép I cp trong nhà 387 A, ngoài tr i 395 A

2) Ch n aptomat !u ngu n t t i tr m BA:

Nh ph n trên ta ã ch n aptomat lo i NS400E có I m = 400 A

- Aptomat t'ng ch n lo i NS400E nh aptomat u ngu n

- 6 nhánh ra ch n aptomat d a vào b ng tính toán cho các nhóm ! trên Ta ch n lo i NS225E cho nhóm 5, 5 nhánh còn l i ch n lo i C100E

4) Ch n cáp t t PP t i các t ng l c:

Vì cáp chôn d i t riêng t ng tuy n nên k hc = 1

K t h p hai i u ki n trên, ch n cáp ng 4 lõi lo i 4 G 70 có Icp$6 A

K t h p hai i u ki n trên, ch n cáp ng 4 lõi lo i 4 G 16 có I cp 0 A

- Cáp t t PP t i các t ng l c khác u ch n lo i 4 G 16

Vì x !ng cách xa tr m BA, không c n tính ng n m ch ki m tra cáp và aptomat ã ch n

Các t ng l c u ch n lo i t do LiênXô ch t o CΠ62-7/1 u vào c u dao - c u chì 400A, 12 u ra 100A : 12×100A

Sơ t PP và t L x !ng Cơ khí

- C u chì b o v máy bào ngang 9 kW

I P I dm mm mm dc dm dm dm dc

T ơng t ta có b ng sau:

Idc ( A ) Ti t di n dây d(n F ( mm 2 )

9 Máy mài ph3ng 1 9 18 CK731 50 2.5

Idc ( A ) Ti t di n dây d(n F ( mm 2 )

1 1 max hom dmi n i ti mm dc ttn dc

Chú ý: ch n IdcCCT ph i l n hơn IdcCCT nhóm i ít nh t là 2 c p

Các nhóm khác ch n Idcc u chì t ơng t

6) L a ch n dây d"n t các t ng l c t i t ng ng cơ:

T t c dây d(n trong x !ng ch n cáp ng h áp 4 lõi cách i n PVC do hãng LENS ch t o, k hc = 0,92

+ Dòng dây ch y I c c a c u chì b o v ã c ch n ! trên

* Ch n dây d(n cho nhóm ph t i L1

- Dây t L1 n máy bào ngang 9 kW

Ch n dây 4G 2.5 mm 2 có I cp = 31 A

Các máy khác và các nhóm khác c ng ch n t ơng t , k t qu ghi trong b ng

" # $ % & ! ' ( ( ) *$ + ,- /0,12 ht tp: // ki lobooks.c THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC

TÍNH BÙ CÔNG SU T PH N KHÁNG

Ý ngh a v vi c bù công su t ph n kháng trong xí nghi p

Trong quá trình làm việc, tiêu thụ năng lượng trong ngành công nghiệp có ảnh hưởng lớn đến công suất tác động Các nguồn tiêu thụ công suất phản kháng bao gồm: ng cơ không ngừng, tiêu thụ khoảng 60-65% tổng công suất phản kháng của mạng lưới nhà máy, và máy biến áp tiêu thụ khoảng 20-25%.

ng dây và các thi t b tiêu th kho ng 10%, tu4 thu c vào thi t b mà nhà máy có th tiêu th m t l ng công su t ph n kháng nhi u hay ít

Truyền tải điện năng qua dây dẫn và máy biến áp gây ra tổn thất điện áp, tổn thất điện năng lớn và làm giảm khả năng truyền tải trên các phần tử của mạng điện Do đó, có lẽ kinh tế - kỹ thuật, thu thập trong lưới cần nâng cao hệ số công suất tự nhiên hoặc nguồn bù công suất phản kháng tại nơi tiêu thụ, nhằm giảm lãng phí công suất phản kháng trong hệ thống điện.

Các bi n pháp nâng cao h s công su t cosϕ ϕ ϕ ϕ

Bù cos ϕ ϕ ϕ ϕ t nhiên

a) Thay #i và c i ti n quy trình công ngh các thi t b i n làm vi c ch h p lý nh t

Cần có điều kiện cụ thể để áp dụng quy trình công nghệ một cách hợp lý nhất Việc giảm bớt những tác động từ nhân công và áp dụng các biện pháp gia công tiên tiến sẽ giúp tối ưu hóa kết quả, tiết kiệm chi phí và giảm bớt định mức tiêu thụ cho một đơn vị sản phẩm.

Trong nhà máy, các thiết bị có công suất lớn thường tiêu thụ nhiều năng lượng, vì vậy cần nghiên cứu các thiết bị tiết kiệm năng lượng và hiệu quả kinh tế.

Các nhà máy có công suất lớn thường tiêu thụ khoảng 30-40% công suất định danh để cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống Do đó, việc vận hành hợp lý cho các máy móc có công suất lớn là rất quan trọng để tiết kiệm năng lượng Theo kinh nghiệm vận hành, hệ số phát tải của các máy công suất lớn thường bằng 1, trong khi đó, năng lượng tiêu hao trên một tấn sản phẩm có thể giảm tới 30% nếu được quản lý hiệu quả.

,vì v y c n b trí cho các máy này luôn luôn làm vi c y t i

Máy bơm và quạt công nghiệp tiêu thụ nhiều năng lượng, do đó khi có nhiều máy bơm hoặc quạt hoạt động song song, cần phải điều chỉnh tốc độ và phương thức vận hành của chúng để tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa hiệu suất Các loại máy như máy bơm ly tâm, máy bơm cánh gạt, và quạt hướng trục thường có công suất lớn và vận hành liên tục trong thời gian dài, vì vậy cần sắp xếp chúng làm việc đồng bộ, tránh tình trạng hoạt động một lúc gây ra tình trạng công suất không ổn định và phương tiện cung cấp năng lượng không đủ.

O M b) Thay th ng cơ không ng b làm vi c non t i b ng các ng cơ có công su t nh hơn

Khi làm vi c ng cơ không ng b tiêu th công su t ph n kháng b ng

Q0 - Công su t ph n kháng lúc ng cơ làm vi c không t i

Q m - Công su t ph n kháng lúc ng cơ làm vi c nh m$c

Công su t ph n kháng không t i Q 0 th ng chi m kho ng 60-70% công su t ph n kháng nh m$cQ m

H s công su t c a ng cơ c tính theo công th$c sau: cosϕ= 2

Khi các công thức trên được áp dụng, nếu động cơ làm việc non tải (Kpt bé), thì hệ số công suất cosϕ sẽ thấp Điều kiện kinh tế cho phép thay thế động cơ là việc thay thế phải giảm chi phí thực tế công suất tác dụng trong mạng và động cơ, vì có ảnh hưởng đến việc thay thế mới có lợi Các tính toán cho thấy rằng:

-N u K pt

Tiêu đề	Thiết kế mạng cung cấp điện cho nhà máy cơ khí và lắp đặt mẫu trạm biến áp phân xưởng
Trường học	Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ thuật điện
Thể loại	Đề tài tốt nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	59
Dung lượng	666,78 KB