BÁO cáo đồ án môn học CUNG cấp điện THIẾT kế CUNG cấp điện CHO PHÂN XƯỞNG sửa CHỮA cơ KHÍ số 1

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn các thiết bị như: công suất, số lượng máy biến áp, tổn thất công suất, tổn thất điện áp, các thiết bị đóng ngắt, bảo vệ, chọn dung lượng bù… Để

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ 

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

SVTH: TRƯƠNG KIM QUỐC BẢO LỚP 19DC111

GVHD: Th.s NGUYỄN CÔNG CHƯƠNG

Đồng Nai 10/2021

LỜI MỞ ĐẦU

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

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

ĐỀ TÀI

 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ 

KHÍ SỐ 1  Thông qua đề tài này, chúng em bước đầu làm quen với việc thiết kế một lỉnh vực nhỏ trong chuyên ngành cung cấp điện của chúng em Trong quá trình làm  bài, em nhận được sự hướng dẩn tận tình của thầy Nguyễn Công Chương Qua

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

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

 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẨN

………

………

………

………

Biên Hòa, ngày….tháng….năm 2021

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

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

Ghi chú:

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

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

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

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

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

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

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

 Sơ đồ mặt bằng: 20x40m

 Điện áp cấp: U = 380v

  Nguồn trung thế: 22kv

1

A Phân nhóm và đặt tên phụ tải

- Phụ tải được chia làm 2 nhóm như sau:

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

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

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

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

tính cos ϕ  như sau:

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

 Công thức tính  P tt  =

 M  ×W  0

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

  W 0 là suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm.

  T max  là thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h).

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

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

5

n ¿   + ( 1 −  P

¿ ) 2

1 − n ¿

=   0,95 ( 0,536 ) 2

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

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

n ¿   + ( 1 −  P

¿ ) 2

1 − n ¿

=   0,95 ( 0,36 ) 2

 P ttN  = 0,9 × ( 79,48 + 43,92 )= 11.06 ( kW  )

E Xác định công suất chiếu sáng của phân xưởng.

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

 Công thức:

 P ttCS =  P 0 × S Trong đó:

S: diện tích phân xưởng (m 2 )

P 0 : Suất phụ tải chiếu sáng (w/m 2 )

với  P 0 = 15 (  w

m 2 )  

⇒  P ttcs =  P 0 × S = 15 × 800 = 12000 ( w )= 12 ( kW  )

   cos ϕ cs của một số đèn như sau:

Cosϕ  = 1 đối với đèn nung sáng.

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

Cosϕ  = 0,86 nếu có tụ bù Cosϕ

Cosϕ  = 0,96 nếu dùng đèn ballast điện tử.

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

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

HB-AC sang DC, có cos ϕ = 0 , 98

  11

S = 40 × 20 = 800 (m 2

)

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

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



15

2.1 Khái quát chung.

Trạm biến áp là một phần tử rất quan trọng trong hệ thống điện, nó có nhiệm vụ  biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác.

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

Siêu Cao Áp: 500 KV Cao áp: 66kV, 110kV, 220kV Trung Áp: 6kV, 10kV, 15kV, 22kV và 35 kV

Hạ Áp: 0,4kV và 0,2kV và Các điện áp nhỏ hơn 1 KV.

Phân loại Trạm Biến áp theo điện lực: Theo cách phân loại trên, ta lại có 2 tên trạm biến áp:

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

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

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

Công Suất Máy Biến áp:

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

Công suất biểu kiến Trạm phổ biến:

Loại 1 pha: 5, 10, 15, 25, 37.5, 50, 75, 100 Loại 3 pha: 100, 160, 180, 250, 320, 400, 500, 560, 630, 750, 800, 1000, 1250,

1500, 1600, 2000, 2500, 3000,3200,3500,4000 KVA.

Các công ty Sản Xuất và thi công trạm Biến Áp như: Thibidi, Cơ điện Thủ Đức, Lioa.v.v.

Các đơn vị cần quan tâm trên trạm:

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

P: Công suất tiêu thụ (KW) Q: Công suất phản kháng (KVAr) U: điện áp sơ cấp và thứ cấp của trạm (KV hoặc V).

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

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

2.2.1 Vị trí đặt trạm:

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

- Càng gần trung tâm phụ tải càng tốt.

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

- Thuận tiện trong thao tác, quản lý vận hành.

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

- Dể dàng mở rộng phạm vi khi nâng công suất.

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

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

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

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

Trình tự tiến hành như sau:

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

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

mà chọn số lượng máy biến áp cho phù hợp.

- Phụ tải của phân xưởng là phụ tải loại 3 không có tính chất quan trọng nên thiết kế với độ tin cậy cung cấp điện không đòi hỏi cao do đó chỉ cần một máy biến áp để cấp nguồn cho các phụ tải.

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

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

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

17

 Các thông số kỹ thuật như sau:

  MÁY BIẾN ÁP 3 PHA _ 320 KVA

  Thông số kĩ thuật Tổn hao không tải Po (W) 720 Dòng điện không tải Io (%) 2 Tổn hao ngắn mạch ở 75 độ C Pk(W) 3900 Điện áp ngắn mạch Uk (%) 4

Kích thước máy

19

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG BỐ TRÍ ĐI DÂY

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

Bảng 1

Tiết diện ruột dẫn  Nominal  area of  conductor   

1 lõi (Single core)  

2 lõi Two core

3 và 4 lõi Three and four core

  Dòng điện

định mức Current  ratings

Độ sụt áp  Approximate volt drop per  amp per  metre

Dòng điện định mức Current ratings

Độ sụt áp  Approximate volt drop  per amp per metre

Dòng điện định mức Current  ratings

Độ sụt áp  Approximate volt drop per  amp per  metre

Dòng điện định mức Current  ratings

Độ sụt áp  Approximate volt drop per  amp per  metre

Đường kính tổng Overal dia.

Đ Trở DC ở 20 O C

 DC res at 20 0 C  (Max) Mặt cắt

danh định

Kết cấu Structure

Đ/kính ruột dẫn

21

Bề dày cách điện  Insul thickness

Đường kính tổng Overal dia.

Đ Trở DC ở 20 O C

 DC res at 20 0 C  (Max)

Mặt cắt danh định  Nominal area

Kết cấu Structure

Đ/kính ruột dẫn Conductor dia.

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

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

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

 Hệ số K của điều kiện lắp đặt:

 K  =  K  4 × K  5 × K  6 × K  7  (tra bảng 7.10; 7.11; 7.12; 7.13 giáo trình cung cấp điện của Th.s Nguyễn Công Chương Các lần lựa chọn sau em cũng dựa vào giáo trình của thầy).

Với: K  4  = 0,8 : dây được đặt trong ống và đi ngầm trong đất.

  + I đm = 463x2= 926 A   + r  0  = 0,0754 Ω/km   + x 0 = 0,08 Ω/km (theo tiêu chuẩn IEC)

 Kiểm tra độ sụt áp :

 Δ U   MBA −  MDB = √  3 × I   0 cos ϕ 0 sin ϕ lvmax

25

=>Thỏa điều kiện tổn thất điện áp.

 Kết luận: Vậy chọn cáp ngầm 1 lõi CADIVI: 240mm 2 (và mổi pha đi 2 sợi) Theo kinh nghiệm chọn dây trung tính thường ≥ 50 %  dây pha Ở đây em chọn bằng 50% dây pha, tức là dây trung tính đi 1 sợi cáp ngầm 1 lỏi có tiết diện 240mm 2  

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

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

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

Ta có :  K × I  cpdm ≥ I  lvmax 1 ⇒  I  cpdm ≥  I  lvmax 1

 K    =   164

0,712 = 230,3 (  A ) ⇒  I  cpdm ≥ 230,3 (  A )

Tra bảng thông số kỹ thuật cáp CADIVI chọn cáp bốn lõi 4x120mm 2  có các thông số kỹ thuật lắp đặt sau :

CVV-  I đm  = 260 A

  r  0  = 0,153 Ω/km

  x 0  = 0,08 Ω/km (theo tiêu chuẩn IEC)

 Kiểm tra độ sụt áp từ tủ MDB đến tủ DB1:

 Δ U   MBA −  DB 1 =  ΔU   MBA −  MDB +  Δ U   MDB −  DB 1

 Δ U   MDB −  DB 1 = √  3 × I  lv max 1 × ( r 0 × cos ϕ +  x 0 × sin ϕ ) × L 1

 Δ U   MBA −  DB 1 =  ΔU   MBA −  MDB +  Δ U   MDB −  DB 1 = 1,8 + 1,56 = 3,36 ( V  )

⇒  ΔU  %  MBA −  DB 1 =  Δ U   MDB −  DB 1

U  đm

× 100 = 3,36

380 × 100 = 0,88% <  ΔU   % = 5 %

=> Thỏa điều kiện tổn thất điện áp

  Kết luận: Vậy chọn cáp ngầm bốn lõi CADIVI: CVV-4x120mm 2

III Tính toán lựa chon dây dẫn từ tủ MDB đến tủ DB2

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

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

o Chọn cáp theo điều kiện phát nóng:

Ta có :  K × I  cpdm ≥ I  lvmax 2 ⇒  I  cpdm ≥  I  lv max2

 Δ U   MBA −  DB 2 =  Δ U   MBA −  MDB +  Δ U   MDB −  DB 2

 Δ U   MDB −  DB 2 = √  3 × I  lv max2 × ( r 0 × cos ϕ +  x 0 × sin ϕ ) × L 2

=> Thỏa điều kiện tổn thất điện áp.

  Kết luận: Vậy chọn cáp ngầm bốn lõi CADIVI: CVV 4x150mm 2  

IV Từ tủ phân phối chính MDB đến tủ chiếu sáng LDB Theo thiết kế thì vị trí đặt tủ MDB cách tủ LDB là 10m, cáp đi trong ống và chôn ngầm trong đất

o Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng:

Ta có:    I  cpdm ≥  I  lv maxC S

 K    = 19,18

0,712 = 26,9 (  A )

Tra bảng thông số kỹ thuật cáp CADIVI chọn cáp bốn lõi CVV-4x2,5mm 2

có các thông số kỹ thuật lắp đặt sau :

  +r  0  = 7,41Ω/km   +x 0  = 0 (theo tiêu chuẩn IEC)

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

 Δ U   MDB −  LDB = √  3 × I  lvmax C S × ( r 0 × cos ϕ +  x 0 × sin ϕ ) × L cs

29

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

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

=>Thỏa điều kiện tổn thất điện áp.

  Kết luận: Vậy chọn cáp ngầm 4 lỏi CADIVI: CVV-4x2,5mm 2  

o Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng:

Ta có:    I  cpdm ≥  I  lv maxC S

  +x 0  = 0,08 (theo tiêu chuẩn IEC)

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

 Δ U   MDB − TỤBÙ  = √  3 × I  lv maxQ

bù ×(r 0 × cos ϕ + x 0 × sin ϕ )× L  MDB − TỤBUF 

Với cos ϕ ❑ = 0,73

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

 ΔU   %  MBA −  LDB = ¿    ΔU   %  MBA −  MDB +  ΔU   %  MDB − TBU  = 0,48% + 0,016 % = 0,0496 % <  Δ U  cp = 5 %  

=>Thỏa điều kiện tổn thất điện áp.

  Kết luận: Vậy chọn cáp 1 lỏi CADIVI: CVV-1x120mm 2

Mã hiệu S(mm 2 ) I đm (A) MBA-

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

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

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

 I  lv  max ( 1  A , 1 B , 2  A , 2 B ) = ∑

o Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng:

Ta có:  

 I  cpdm ≥  I  lv max ( 1  A , 1 B, 2  A , 2 B )

 K  = 60 , 7

0 , 712 = 85 , 3 (  A ) Tra bảng thông số kỹ thuật cáp CADIVI chọn cáp bốn lõi CVV-4x25mm 2

có các thông số kỹ thuật lắp đặt sau :   + I đm  = 107 A

  + r  0  = 0,727 Ω/km

  + x 0  = 0 (theo tiêu chuẩn của IEC)

o Kiểm tra tổn thất điện áp.

 ΔU   DB 1 − 1  A = √  3 ×  I  lv  max ( 1  A , 1 B , 2  A , 2 B ) ×( r 0 × cos ϕ +  x 0 × sin ϕ )×  L

 DB 1 − 1 A

Với cos ϕ = 0,6 Chiều dài từ tủ DB1 đến 1A là 7m

=>  ΔU   DB 1 − 1  A = √  3 × 60 , 7 ×( 0 , 727 × 0,6 + 0 )× 0 , 007 = 0 , 32 ( V  ) Tính:  ΔU  1  A− 1 B = √  3 ×  I  lv max ( 1 B, 2  A, 2 B ) ×( r 0 × cos ϕ  x 0 × sin ϕ )×  L 1  A− 1 B

  Kết luận: Vậy chọn cáp ngầm bốn lõi CVV-4x25 mm 2 để cấp điện cho các thiết bị 1A, 1B,2A, 2B.

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

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

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