Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cắt gọt kim loại số 1 và toàn bộ nhà máy cơ khí vinh

Một phương án cung cấp được xem là hợp lý khi thỏa mãn được các yêu cầu sau: 1.1.1 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện: liên tục tùy theo tính chất hộ tiêu thụ mức độ tin cậy cung cấp điện

LỜI MỞ ĐẦU

ung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế quốc dân Nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế

quốc gia phát triển liên tục và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới

Sau thời gian học môn học Cung Cấp Điện, em đã nhận đồ án môn học với đề tài:

Tthiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cắt gọt kim loại số 1 và toàn bộ nhà

máy cơ khí Vinh

Sau 2 tháng làm đồ án với sự nổ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của Thầy giáo Trần Duy Ngoạn và các thầy cô trong khoa, nay đồ án môn học của em đã được hoàn

thành

Đồ án của em gồm có 7 chương : Chương 1: Phân tích yêu cầu cung cấp điện cho hộ phụ tải

Chương 2: Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí và toàn nhà máy

Chương 3: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng

Chương 4: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho toàn nhà máy

Chương 5: Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện Chương 6: Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng cắt gọt kim loại số1 Chương 7: Thiết kế hệ thống bảo vệ và đo lường cho trạm biến áp

Đồ án của em đã hoàn thành, song do kiến thức cũng như tài liệu còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót Vì vậy, em kính mong sự đóng góp ý kiến của các thầy

cô để đồ án môn học của em được hoàn thiện hơn và bản thân em có kinh nghiệm bổ sung

kiến thức được tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Vinh, ngày 25 tháng 05 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Hồ Văn Hà

C

CHƯƠNG I PHÂN TÍCH YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1.1 Những yêu cầu khi thiết kế một hệ thống CCĐ

Cung cấp điện là một công trình điện tuy nhỏ nhưng cũng cần có kiến thức tổng hợp từ

các ngành khác nhau, phải có sự hiểu biết về xã hội, môi trường và đối tượng cung cấp điện

Để từ đó tính toán lựa chọn đưa ra phương án tối ưu nhất

Thiết kế hệ thống cung cấp điện như một tổng thể và lựa chọn các phần tử của hệ thống

sao cho các phần tử này đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật, vận hành an toàn và kinh tế Trong

đó mục tiêu chính là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ điện năng với chất lượng nằm trong

phạm vi cho phép

Một phương án cung cấp được xem là hợp lý khi thỏa mãn được các yêu cầu sau:

1.1.1 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện: liên tục tùy theo tính chất hộ tiêu thụ mức độ tin

cậy cung cấp điện tùy thuộc vào các yêu cầu của phụ tải với những công trình quan trọng

cấp quốc gia phải đảm bảo liên tục cấp điện ở mức cao nhất nghĩa là không mất điện trong

mọi tình huống Những đối tượng như nhà máy, xí nghiệp, tổ sản xuất…tốt nhất là dung

máy điện dự phòng, khi mất điện sẽ dung điên máy phát cấp cho những phụ tải quan trọng,

hoặc những hệ thống ( gồm: thủy điện, nhiệt điện…) được liên kết và hỗ trợ cho nhau mỗi

khi gặp sự cố

1.1.2 Đảm bảo an toàn cao cho con người, công nhân vận hành và thiết bị cho toàn bộ công

trình…Tóm lại, người thiết kế ngoài việc tính toán chính xác, chọn lựa đúng thiết bị và khí

cụ còn phải nắm vững quy định về an toàn, những quy phạm cần thiết khi thực hiện công

trình.hiểu rõ môi trường hệ thống cung cấp điện và đối tượng cấp điện

1.1.3 Đảm bảo chất lượng điện năng mà chủ yếu là đảm bảo độ lệch và độ dao động điện

trong phạm vi cho phép Chất lượng điện được đánh giá qua hai chỉ tiêu tần số và điện áp

Chỉ tiêu tần số do do cơ quan điện hệ thống quốc gia điều chỉnh Như vậy,người thiết kế

phải đảm bảo vấn đề điện áp Điện áp lưới trung và hạ chỉ cho phép dao động khoảng 5%

Các xí nghiệp nhà máy yêu cầu chất lượng điện áp cao thì phải 2,5%

1.1.4 Vốn đầu tư nhỏ, chi phí vận hành hàng năm thấp Trong quá trình thiết kế thường

xuất hiện nhiều phương án, các phương án thường có những ưu và khuyết điểm riêng, có thể

lợi về kinh tế nhưng xét về kỹ thuật thì không được tốt một phương án đắt tiền thường có

đặc điểm là độ tin cậy và an toàn cao hơn, để đảm bảo hài hòa giữa hai vấn đề kinh tế - kỹ

thuật cần phải nghiên cứu kỹ lượng mới đạt được tối ưu

1.1.5 Thuận cho công tác vận hành và sửa chửa

Những yêu cầu trên thường mẫu thuẫn nhau, nên người thiết kế cần phải cân nhắc, kết hợp

hài hòa tùy vào hoàn cảnh cụ thể

Ngoài ra, khi thiết kế cung cấp điện cần chú ý đến các yêu cầu khác nhau, có điều kiện thuận

lợi nếu có yêu cầu phát triển phụ tải sau này, rút ngắn thời gian lắp đặt và tính mỹ quan công

trình…

Bên cạnh đó ở vị trí là người tiêu thụ điện, vấn đề đề đặt ra là phải sử dụng điện sao cho

hiệu quả, chi phí điện thấp mà vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm.vì tính chất quan trọng và

thiết thực nên tôi chọn đề tài này làm đồ án môn học với nội dung là: thiết kế cung cấp điện

cho phân xưởng cắt gọt kim loại số 1 và toàn bộ nhà máy cơ khí vinh

1.2 Giới thiệu phụ tải của toàn nhà máy

1.2.1 Đặc điểm của phụ tải xí nghiệp

Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp có thể phân ra thành hai loại phụ tải

- Phụ tải động lực

- Phụ tải chiếu sáng

+ Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị

điện với độ lệch điện áp cho phép Ucp= 5%Uđm Công suất của chúng năm trong dải từ

một đến hàng chục kW và được cấp bởi tần số f = 50Hz

+ Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn phụ tải chiếu sáng bằng

phẳng ít thay đổi và thường dung dòng tần số f = 50 Hz Độ lệch điện áp trong mạch chiếu

sáng Ucp= 2,5%Uđm

1.2.2 Sơ đồ mặt bằng và phụ tải của các phân xưởng trong nhà máy cơ khí vinh và

phân xưởng cắt gọt kim loại số 1

Toàn bộ nhà máy cơ khí vinh có các khu vực như sau: Nhà hành chính, Bảo vệ, Kho thành

phẩm, Cơ khí số 1, Đúc gang, Đúc thép, Nhiệt luyện, Mộc mẫu, Gò hàn, Cán thép, Cắt gọt

kim loại, Lắp ráp, Cắt gọt kim loại số 1, Cắt gọt kim loại số 2, Lắp ráp số 2

Hình 1 Sơ đồ mặt bằng nhà máy cơ khí Vinh Stt Tên phân xưởng Ptt(KW) Qtt(Kvar) Loại hộ

STT Tên thiết bị Ký hiệu Công suất(kW-kVA) cos Ksd

Hình 2 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cắt gọt kim loại số 1

1.2.3 Quy trình công nghệ và các yêu cầu cung cấp điện

- Phân xưởng cơ điện: phân xưởng có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng các máy móc cơ điện

của nhà máy Phân xưởng này củng được trang bị nhiều máy móc vạn năng có độ chính xác

cao nhằm đáp ứng các yêu cầu sửa chửa phức tạp của nhà máy Nếu mất điện ở phân xưởng

này sẽ gây lãng phí lao động nhưng không gây nguy hiểm

- Phân xưởng cơ khí số 1: phân xưởng có nhiệm vụ sản xuất ra các phẩm cơ khí đảm bảo

yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật quá trình được thực hiện trên các máy móc cắt gọt kim loại

khá hiện đại với trình độ tự động hóa cao mà nếu mất điện sẽ gây mất độ chính xác sản

phẩm, gây lãng phí lao động

- Phân xưởng đúc (gồm phân xưởng đúc gang và phân xưởng đúc thép): phân xưởng này

có nhiệm vụ nhận kim loại từ bên ngoài vào khuôn mẫu và khuôn từ phân xưởng khuôn mẫu

để nấu đúc kim loại thành phôi, bệ máy, vỏ máy

- Phân xưởng mẫu mộc có nhiệm vụ chế tạo ra các khuôn mẫu chi tiết máy, các khuôn mẫu

này sẽ được chuyển đến phân xưởng đúc để tạo ra các sản phẩm theo yêu cầu của nhà máy

- Phân xưởng lắp ráp nhiệm vụ thực hiện đồng bộ hóa các chi tiết máy.Máy móc phải đảm

bảo yêu cầu kỹ thuật cao, lắp ráp thành sản phẩm cơ khí hoàn chỉnh các sản phẩm của nhà

máy

Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và muức độ quan trọng của các thiết bị

để từ đó vạch ra phương pháp cung cấp điện cho từng thiết bị cũng như cho các phân xưởng

trong nhà máy, đánh giá tổng thể toàn nhà máy cơ khí vinh ta thấy tỉ lệ (%) của phụ tải loại 1

là 40%, phụ tải loại 2 là 60% Do đó nhà máy được đánh giá là hộ phụ tải loại 1.Vì vậy yêu

cầu cung cấp phải đảm bảo liên tục

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG CẮT GỌT KIM LOẠI

VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

2.1.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu

cầu k nc

Ptt= knc.PđTrong đó:

knc hệ số nhu cầu, hệ số nhu cầu là tỉ lệ số giữa phụ tải tính toán và công suất định mức

knc=

đm

tt

P P

Pđ công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị trong tính toán có thể xem gần đúng Pđ=Pđm

(kW)

2.1.2 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải

và công suất trung bình

Ptt= khd.PtbTrong đó: khd hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay tra cứu

Ptb công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)

2.1.3 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch của

đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình

Phương pháp này dùng để tính toán phụ tải cho các phân xưởng hoặc của toàn xí

nghiệp.Tuy nhiên phương pháp này ít được dung cho thiết kế mới vì nó đòi hỏi quá nhiều

thông tin về phụ tải, nó chỉ phù hợp cho việc tính toán các hệ thống đang vận hành

2.1.4 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực

đại

Ptt= kmax.Ptb=kmax.ksd.PđmTrong đó: Pđm công suất định mức của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)

Ptb công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)

ksd hệ số sử dụng tác dụng của thiết bị, tra trong sổ tay kỹ thuật

ksd=

đm

tb

P P

kmax hệ số cực đại là tỉ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong khoảng thời gian

, hệ số cực đại kmax của thiết bị phụ tải tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan

hệ kmax= f(nhq,ksd) , nhq số thiết bị dung điện hiệu quả, là số thiết bị có cùng công suất, cùng

chế độ làm việc gây ra một hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện đúng bằng

số thiết bị thực tế gây ra trong suốt thời gian làm việc

nhq=  





n đmi

đmi

P P

1 2 2

Tuy nhiên biểu thức trên không thuận lợi khi số thiết bị là lớn do đó với n > 4 thì cho phép

dung các phương pháp tính toán gần đúng để xác định nhq với sai số trong khoảng 10%

min max

nhất trong nhóm

Chú ý: nếu trong nhóm n thiết bị có n1 thiết bị mà tổng cộng công suất của n1 thiết bị này

không lớn hơn 5% tổng công suất danh định của cả nhóm tức là   

n đm n

P

1 1

.2

đm

n

i đm

P

P

n Trường hợp 3: khi mà không áp dụng được các trường hợp trên trong các trường hợp sau :

+ ksd < 0,2

+ ksd < 0,4 và m3

Khi đó, việc xác định nhq phải tiến hành theo các bước sau:

- Tính n và n2, trong đó n là số thiết bị của cả nhóm, n2 là số thiết bị có công suất một

nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm thiết bị đó

- Tính P=

n đmi

P và P2= 

2

n đmi

P

Phân xưởng căt gọt kim loại số 1 có hầu hết các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn, tuy nhiên

vẫn có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, đó là thiết bị điện : Biến áp hàn (19) và

cần trục (34) khi tính phụ tải điện của chúng ta phải quy đổi về công suất định mức ở chế độ

làm việc dài hạn, tức là quy đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện %= 100% Công thức

quy đổi như sau:

Pđm = Sđm.cos  đm

Trong đó: Pđm công suất định mức đã quy đổi về chế độ làm việc dài hạn

Pđm,Sđm,cos đm, đm: các tham số định mức đã cho trong lý lịch máy

2.1.5 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất chi phí điện năng chio một đơn

Trong đó : a0 suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kW.h/sp)

m số sản phẩm sản xuất trong một năm

Tmax thời gian sử dụng công suất cực đại

2.1.6 Xác định phụ tải tính toán theo suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích

Ptt= P0.F Trong đó : P0 suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích (W/m2)

F diện tích bố trí thiết bị (m2)

2.2 Phân loại và phân nhóm cho phân xưởng cắt gọt kim loại số 1

2.2.1 Phân nhóm phụ tải:

Trong mỗi phân xưởng có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc rất khác nhau, việc

phân nhóm phụ tải nhằm xác định phụ tải tính toán chính xác hơn và là cơ sở để vạch ra sơ

đồ cấp điện

Để đạt mục tiêu trên cần phải tuân thủ các nguyên tắc sau:

- Các thiết bị trong một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây từ tủ động lực

đến thiết bị nhờ vậy mới giảm vốn đầu tư và các tổn thất lưới điện - Chế độ của các thiết bị

trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn

và thuận lợi hơn cho việc lựa chon phương án cung cấp điện cho nhóm

- Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm số lượng loại tủ động

lực cần dung trong phân xưởng và trong toàn nhà máy

- Số thiết bị trong một nhóm thường từ 12- 16 thiết bị

- Số đầu ra của các tủ động lực không nên quá nhiều

Tuy nhiên trong thực tế rất khó có thể thõa mãn đồng thời các yêu cầu trên nên trong thiết kế

nguyên tắc một dược coi là quan trọng nhất

Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng ta chia

làm 3 nhóm thiết bị (phụ tải) như sau:

Nhóm 1: 1,2,4,6,9,15,7,3,5,10,13,18

Nhóm 2: 11,16,19,12,17,22,23,21,26,31,32

Nhóm 3: 8,14,20,24,25,27,28,29,30,32,34

2.2.2 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải

Vì đề tài thiết kế cho khá nhiều thông tin vè phụ tải của pagan xưởng cắt gọt kim loại số 1

nên cho kết quả chính xác, ở đây chọn phương pháp tính phụ tải tính toán theo công suất

trung bình Ptb và hệ số cực đại kmax

Hệ số sử dụng và hệ số công suất của thiết bị nhóm 1

P

P k

18,0.152,0.918,0.82,0.616,0.72,0.916,0.102,0.818,0.718,0.518,0.52,0.5,6

15 9 8 6 7 9 10 8 7 5 5 5 , 6

65 , 0 15 7 , 0 9 65 , 0 8 7 , 0 6 8 , 0 7 8 , 0 9 8 , 0 10 7 , 0 8 65 , 0 7 75 , 0 5 65 , 0 5 7 , 0 5 , 6

Công suất của thiết bị có công suất lớn nhất là Pđmmax=15 kW

Công suất của thiết bị có công suất nhỏ nhất là Pđmmin= 5 kW

m =

min max

Do vậy tính Ptt được tính theo n* và P*

Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất

15791087

Số thiết bị dung điện hiệu quả là nhq=nhq*.n=0,87.12=10,44

Tra phụ lục 1.6 thiết kế cấp điện với nhq=10,44,ksd=0,18 ta tìm được kmax= 1,9

Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị 1

Ptt=kmax.ksd.



n

i đmi

66,32

=46 kW

Itt=

3

U

S tt

=

3.38,046

= 69,88 A

Dòng điện định mức của thiết bị

Iđm=



cos

3 đm

đm

U P

Suy ra ta chọn Iđmmax= 35,06 A Dòng điện đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

Phụ tải đỉnh nhọn của nhom thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở

máy, còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công

thức sau:

Iđm=Ikđmax+Itt-ksd.Iđmmax Trong đó : Ikđmax dòng khởi động của thiết bị khi có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm

máy

Itt:Dòng tính toán của nhóm máy

Iđmmax: Dòng định mức của thiết bị đang khởi động

 Nên trược hết ta cần phải quy đổi các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn về chế độ làm

việc dài hạn theo biểu thức :

Pn= S.cos  đm

Ta có : Công suất của máy biến áp hàn 380/60V

Pn= 3 20 0 , 8 0 , 4= 17,52 kW

STT Tên thiết bị Ký hiệu Pđm(kW) cos ksd Iđm(A)

P

P k

18,0.716,0.918,0.716,0.5,52,0.718,0.62,0.2518,0.6,418,0.616,0.52,1716,0.5,5

7 9 7 5 , 5 7 6 25 6 , 4 6 52 , 17 5 , 5

65 , 0 7 8 , 0 9 75 , 0 7 8 , 0 5 , 5 7 , 0 7 75 , 0 6 7 , 0 25 75 , 0 6 , 4 75 , 0 6 8 , 0 52 , 17 8 , 0 5 , 5

Công suất của thiết bị có công suất lớn nhất là Pđmmax= 25 kW

Công suất của thiết bị có công suất nhỏ nhất là Pđmmin= 4,6 kW

m =

min max

= 5,4 > 3 và ksd < 0,2

Do vậy tính Ptt được tính theo n* và P*

Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất

52,17925

Số thiết bị dung điện hiệu quả là nhq=nhq*.n=0,61.11= 6,71

Tra phụ lục 1.6 thiết kế cấp điện với nhq= 6,71, ksd=0,18 ta tìm được kmax= 2,15

Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị 2

Ptt=kmax.ksd.



n

i đmi

19,37

= 48,29 kW

Itt=

3

U

S tt

=

3.38,0

29,48

= 73,36 A Dòng điện định mức của thiết bị

Iđm=



cos

3 đm

đm

U P

Suy ra ta chọn Iđmmax= 54,26 A Dòng điện đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

Phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở

máy, còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công

thức sau:

Iđm=Ikđmax+Itt-ksd.Iđmmax Trong đó : Ikđmax dòng khởi động của thiết bị khi có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm

máy

Itt: Dòng tính toán của nhóm máy

Iđmmax: Dòng định mức của thiết bị đang khởi động

ksd: Hệ số sử dụng của thiết bị

Ikđmax=kkđ.Iđmmax= 5.54,26 = 271,3 A vì chọn kkđ= 5

Iđm=Ikđmax+Itt-ksd.Iđmmax= 271,3+73,36-0,18.54,26 = 334,89 A

c Tính toán cho nhóm 3

Trong nhóm có thiết bị làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại với hệ số tiếp điểm  đm Nên

trước hết ta cần phải quy đổi các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn về chế độ làm việc dài

P

P k

18,0.43,1616,0.918,0.72,0.715,0.915,0.916,0.1018,0.618,0.618,0.718,0.9

43 , 16 9 7 7 9 9 10 6 6 7 9

75 , 0 43 , 16 8 , 0 9 65 , 0 7 7 , 0 7 75 , 0 9 75 , 0 9 8 , 0 10 65 , 0 6 75 , 0 6 65 , 0 7 75 , 0 9

Số thiết bị của nhóm 3 là: n=11

Công suất của thiết bị có công suất lớn nhất là Pđmmax= 16,43 kW

Công suất của thiết bị có công suất nhỏ nhất là Pđmmin= 6 kW

m =

min max

= 2,74 < 3 và ksd = 0,2

Do vậy tính Ptt được tính theo n* và P*

Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất

43,16991099

Số thiết bị dung điện hiệu quả là nhq=nhq*.n=0,91.11= 10,01

Tra phụ lục 1.6 thiết kế cấp điện với nhq= 10,01, ksd=0,17 ta tìm được kmax= 2,01

Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị 3

Ptt=kmax.ksd.



n

i đmi

06,32

= 43,322 kW

Itt=

3

U

S tt

=

3.38,0

32,43

= 65,81 A Dòng điện định mức của thiết bị

Iđm=



cos

3 đm

đm

U P

Suy ra ta chọn Iđmmax= 33,28 A Dòng điện đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

Phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở

máy, còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công

thức sau:

Iđm= Ikđmax + Itt - ksd.Iđmmax Trong đó : Ikđmax dòng khởi động của thiết bị khi có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm

máy

Itt: Dòng tính toán của nhóm máy

Iđmmax: Dòng định mức của thiết bị đang khởi động

ksd: Hệ số sử dụng của thiết bị

Ikđmax=kkđ.Iđmmax= 5.33,28 = 166,4 A vì chọn kkđ= 5

Iđm=Ikđmax+Itt-ksd.Iđmmax= 166,4+65,81-0,17.33,28 = 226,55 A

Từ các tính toán ở trên ta có bảng tổng hợp kết quả tính toán phụ tải tính toán của các thiết bị

điện phân xưởng cắt gọt kim loại số 1

Phụ tải tính toán Tên

nhóm thiết bị

Số lượng

Qtt (kVAr)

Stt (kVA)

Itt(A)

Nhóm 2 11 0,18 0,77/0,83 6,71 2,15 32,19 30,86 48,29 73,36 Nhóm 3 11 0,17 0,74/0,67 10,01 2,01 32,06 29,14 43,32 65,81

Bảng 2.4 Phụ tải điện của phân xưởng cắt gọt kim loại số 1

2.2.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cắt gọt kim loại số 1

Phụ tải tải chiếu sáng của phân xưởng cắt gọt kim loại số 1 xác định theo phương pháp suất

chiếu sáng trên một đơn vị diện tích :Pcs= p0.F

Trong đó : p0 suất chiếu sáng trên mọt đơn vị diện tích chiếu sáng W/m2

F diện tích được chiếu sáng m2

Dựa vào sơ đồ mặt bằng nhà máy ta xác định được diện tích của phân xưởng cắt gọt kim loại

số 1 ta có

a = 5,5cm.1100 = 6050cm = 60,5m

b = 2,2cm 1100 = 2420cm = 24,2m

Diện tích được chiếu sáng :F = 60,5.24,2 = 1464,1 m2

Trong phân xưởng cắt gọt kim loại số 1 hệ thống chiếu sang sử dụng đèn sợi đốt, tra phụ lục

I.2 sách thiết kế cấp điện tìm được p0= 15 (W/m2)

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng là :

Pcs= p0.F =15.1464,1 = 21,96 (kW)

Qcs= Pcs.tg cs= 0 (vì đèn sợi đốt có cos cs= 1)

2.2.4 Xác định phụ tải động lực của phân xưởng cắt gọt kim loại số 1

Pđl= kđt.

 3 1

i tti

P = 0,8.( 32,66 + 32,19 + 32,06 ) = 77,528 kW

Qđl= kđt.

 3 1

i tti

Q = 0,8.( 32,29 +30,86 + 29,14 ) = 73,832 kVAr Trong đó: kđt : là hệ số đồng thời của toàn phân xưởng , lấy kđt= 0,8

2.2.5 Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng cắt gọt kim loại số 1

Ipx=

3

U

S px

=

3.38,0

89,123

488,99

= 0,8

2.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy

Pttnm=kđt.

 15 1

i tti

P

Trong đó: kđt :là hệ số đồng thời lấy bằng 0,8

Ptti – Công suất tác dụng của phân xưởng thứ i

Suy ra: Pttnm=kđt.

 15 1

i tti

P = 0,8.( 300 + 350 + 480 + 280 + 180 + 350 + 350 + 300 + 200 + 100 + 160 + 1 + 99,488 + 350 + 250 ) = 3000,39 kW

Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy :

Qttnm= kđt 

 15 1

i tti

Q = 0,8.( 280 + 300 + 440 + 250 + 150 + 300 + 300 + 250 + 180 + 90 + 140 + 0,8 + 73,832 + 320 + 200 ) = 2619,7 kVAr

Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy

Sttnm = 2 2

ttnm ttnm Q

7,261939

39,3000

= 0,753

CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG CCĐ CHO PHÂN XƯỞNG 3.1 Đặt vấn đề

Mạng điện phân xưởng dung để cung cấp và phân phối điện năng cho phân xưởng nó đảm

bảo các yêu cầu về kinh tế, kỷ thuật như :Đơn giản, tiết kiệm về vốn đầu tư, thuật lợi khi vận

hành và sửa chửa, dễ dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, đảm bảo chất

lượng điện năng, giảm đến mức nhỏ nhất các tổn thất phụ

Phân xưởng cắt gọt kim loại số 1 có diện tích 1464,1mm2, công suất thiết bị được chia làm 3

nhóm Công suất tính toán của phân xưởng là 123,89kW, trong đó có 21,96kW sử dụng cho

hệ thống chiếu sáng

Sơ đồ nối dây cho phân xưởng có 3 dạng:

- Sơ đồ nối dây hình tia

- Sơ đồ nối dây phân nhánh

- Sơ đồ nối dây hỗn hợp

Sơ đồ nối dây hình tia có ưu điểm là việc nối dây đơn giản, độ tin cậy cao, dễ thực hiện

biện pháp tự động hóa, dễ vạn hành bảo quản, sửa chữa nhưng có nhược điểm vốn đầu tư

lớn

Sơ đồ phân nhánh có ưu nhược điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia

Sơ đồ hỗn hợp có ưu điểm là tiết kiệm được thiết bị, vốn đầu tư ít nhưng có nhược điểm là

khó khăn trong việc bảo vệ và sửa chữa

Để cấp điện cho phân xưởng sữa chữa cơ khí ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp Từ tủ phân phối

đến tủ động lực và tủ chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận lợi cho việc quản lý và vận

hành Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp : các phụ tải quan

trọng sẽ nhận điện trực tiếp từ thanh cái của tủ, các phụ tải có công suất bé và ít quan trọng

hơn được ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông Để dễ dàng thao

tác và tăng thêm độ tin cậy cung cấp điện, tại các đầu vào ra của tủ đều đặt các aptomat làm

nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng Tuy

nhiên giá thành của tủ sẽ đắt hơn khi dùng cầu dao và cầu chì, song đây cũng là xu hướng

thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại

3.2 Chọn thiết bị bảo vệ cho phân xưởng

3.2.1 Chọn aptomat cho từng động cơ

Aptomat có thể dùng để khởi động trực tiếp các động cơ điện có công suất vừa và nhỏ,

nó là thiết bị dùng ở mạng điện thấp áp Nó có thể làm được cả 2 nhiệm vụ là đóng cắt và

bảo vệ Tuy vậy nó dùng để bảo vệ là chính còn việc đóng cắt phải hạn chế, nó có chức năng

bảo vệ quá tải và bảo vệ ngắn mạch do đó có thể dùng aptomat để bảo vệ cho các máy

Điều kiện chọn : UATM  Umạng

IđmATM IttĐC

Ic Ixk

Căn cứ vào giá trị của các máy ta có thể tinh được dòng Iđm và tra bảng phu lục IV.7 trang

285 sách thiết kế cấp điện Ta chọn được các loại ATM như trong bảng

: Hệ số phụ thuộc điều khiển khởi động

Với động cơ mở máy không tải = 2,5

Với động cơ mở máy có tải  = 1,6 2

Với máy hàn = 1,6

a Tính toán cho nhóm 1

Đối với động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc kmm= 57 ,  = 2,5

VD: Tính cho máy khoan có: Pđm= 6,5 kW, Iđm= 14,11A , ksd = 0,2 ,cos= 0,7

11,14.5

= 28,22 (A) Tính tương tự cho các thiết bị khác ta lập trong bảng sau:

STT Tên thiết bị Pđm(kW) Iđm(A)

Bảng 3.1 Các loại aptomat của từng động cơ nhóm 1

b Tính toán cho nhóm 2

Đối với động cơ KĐB rô to lồng sóc kmm= 57 , = 2,5

VD: Tính toán cho máy cửa thép có : Pđm = 5,5 kW , Iđm= 10,44A , ksd= 0,16 ,cos=0,8

44,10.5

= 20,88 (A) Tính tương tự cho các thiết bị khác ta lập được bảng sau :

STT Tên thiết bị Pđm(kW) Iđm(A)

Bảng 3.2 Các loại aptomat của từng động cơ nhóm 2

c Tính toán cho nhóm 3

Đối với động cơ KĐB rô to lồng sóc kmm= 57 , = 2,5

VD: Tính toán cho máy bào có : Pđm = 9kW , Iđm= 18,23A , ksd= 0,18 ,cos=0,75

23,18.5

= 36,46 (A)

Tính tương tự cho các thiết bị khác ta lập được bảng sau:

STT Tên thiết bị Pđm(kW) Iđm(A)

Bảng 3.3 Các loại aptomat của từng động cơ nhóm 3

3.2.2 Chọn dây dẫn cung cấp cho từng thiết bị

Dây dẫn và cáp được chọn theo dòng điện lâu dài cho phép, điều đó đảm bảo cho nhiệt độ

của dây dẫn không đạt đến trị số cách điện của dây

k = 3 đối với động cơ rô to lồng sóc

k = 1,5 đối với tất cả các mạng điện chiếu sáng

k = 0,8 đối với tất cả các mạng điện chiếu sáng của các thiết bị sinh hoạt

k1 : là hệ số hiệu chỉnh khi nhiệt độ môi trường khác nhiệt độ tiêu chuẩn

k2 : là hệ số kể tới số dây dẫn đặt trong một rãnh

k3 : là hệ số xét đến chế độ làm việc của thiết bị củng ảnh hưởng đến Icp

Với chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại: k3=

%

875,0



Với chế độ làm việc dài hạn: k3= 1

Icp 

k k k k

I đmATM

2 3

1

Vậy chọn điều kiện là:

Icp 

2 3

1

max

k k k

I lv

=

3 2

1.k k k

I đm

Và dây dẫn chôn ở dưới đất ở nhiệt độ = 200C và nhiệt độ tiêu chuẩn của dây dẫn là 800C

Tra bảng phụ lục VI.10 trang 314 Sách thiết kế cấp điện Ta có k1= 0,96

a Tính cho nhóm 1

VD: Tính toán cho máy khoan: Pđm= 6,5kW , cos=0,7 , ksd= 0,2

Icp

3 2

1.k k k

I đm

=

1.1.96,0

11,14

= 14,69 (A) Điều kiện chọn:

Icp 

3.1.1.96,0

32

2 3

1



k k k k

Với giá trị dòng điện cho phép của máy khoan ta chọn loại cáp đồng 3 lõi có cách điện PVC

do hãng LENS chế tạo có các thông số , tiết diện là 2,5mm2 với Icp= 41(A)

Ta tính chọn các thiết bị khác tương tự và tra phụ lục V.13 trang 302 Sách thiết kế cấp điện

Ta chọn được dây dẫn cung cấp cho từng thiết bị có các thông số như sau:

Chọn dây dẫn STT Tên thiết bị Iđm(A) Icptt IATM

b Tính cho nhóm 2

VD: Tính cho máy cưa thép : Pđm= 5,5 kW , Iđm = 10,44 A , ksd= 0,16 ,cos= 0,8

Icp

3 2

1.k k k

I đm

=

1.1.96,0

44,10

= 10,87 (A) Điều kiện chọn :

Icp 

3.1.1.96,0

32

2 3

1



k k k k

Với giá trị dòng điện cho phép của máy phay ta chọn loại cáp đồng 3 lõi có cách điện PVC

do hãng LENS chế tạo co các thông số, tiết diện là 2,5 mm2 với Icp = 41(A)

Tính cho máy biến áp hàn 380/60V : Pđm= 17,52 kW ,Iđm = 33,27A , ksd= 0,16 , cos= 0,8 ,

do máy làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại k3=

4,0

875,0

=1,38

Icp

3 2

1.k k k

I đm

=

38,1.1.96,0

52,17

= 13,22 (A) Điều kiện chọn :

Icp 

3.38,1.1.96,0

80

2 3

1



k k k k

Với giá trị dòng điện cho phép của máy biến áp hàn ta chọn loại cáp đồng 3 lõi cách điện

PVC do hãng LENS chế tạo co thông số, tiết diện là 10mm2 với Icp=87(A)

Ta tính chọn các thiết bị khác tương tự và tra phụ lục V.13 trang 302 Sách thiết kế cấp điện

Ta chọn được dây dẫn cung cấp cho từng thiết bị có các thông số như sau:

Chọn dây dẫn STT Tên thiết bị Iđm(A) Icptt IATM

c.Tính toán cho nhóm 3

VD: Tính cho máy bào : Pđm= 9 kW , Iđm = 18,23 A , ksd= 0,18 ,cos= 0,75

Icp

3 2

1.k k k

I đm

=

1.1.96,0

23,18

= 18,98 (A) Điều kiện chọn :

Icp 

3.1.1.96,0

40

2 3

1



k k k k

Với giá trị dòng điện cho phép của máy bào ta chọn loại cáp đồng 3 lõi có cách điện PVC do

hãng LENS chế tạo co các thông số, tiết diện là 2,5mm2 với Icp = 41(A)

Ta tính chọn các thiết bị khác tương tự và tra phụ lục V.13 trang 302 Sách thiết kế cấp điện

Ta chọn được dây dẫn cung cấp cho từng thiết bị có các thông số như sau :

Chọn dây dẫn STT Tên thiết bị Iđm(A) Icptt IATM

Bảng 3.6 Bảng dây dẫn cung cấp điện cho từng thiết bị nhóm 3

3.2.3 Chọn Aptomat bảo vệ cho từng nhóm máy:

Căn cứ vào số liệu tính toán của từng nhóm máy và căn cứ vào điều kiện chọn aptomat

Để chọn Aptomat bảo vệ cho từng nhóm máy ta chọn theo điều kiên sau:

UATM Umạng

IđmATM Ittnh

Ta chọn được aptomat theo các thông số như sau:

Nhóm Pđm(kW) Ittnh(A) Loại ATM Iđm (ATM)

Bảng 3.7 Các aptomat của các nhóm máy

3.2.4 Chọn cáp dẫn cung cấp cho các nhóm máy:

I ATMnh

2

1

Và dây dẫn chôn ở dưới đất nhiệt độ = 200C và nhiệt độ tiêu chuẩn của dây dẫn là 800C Tra

bảng 6.13 trang 213 Sách cơ sở lý thuyết tính toán và thiết kế hệ thống cung cấp Ta có k1=

88,69

= 80,87 (A)

Icp 

k k k

I ATMnh

2

1

=

5,1.9,0.96,0

80

= 61,72 (A) Dựa vào phụ lục V.13 trang 302 Sách thiết kế cấp điện Ta chọn cáp đồng 4 lõi cách điện

bằng PVC do LENS chế tạo với các thông số sau : Icp= 87 (A) , S = 4G10(mm2) , M=

600(kg/km) , r0= 1,83(/km)

Ta tính tương tự cho nhóm II và nhóm III ta được bảng sau :

Nhóm máy Ittnh(A) Icptt S(mm2) M(kg/km) r0(/km) ở 200C Icpchon

Từ các điều kiện trên tra bảng III.1 trang 261 Sách thiết kế cấp điện Ta chọn tủ phân phối là

loại tủ 8DJ20 cách điện SF6 do SIEMENS chế tạo có Iđm= 630(A) và số lộ ra là 5

)(88,69

dctbi đmratu

ttnh đmvaotu

I I

A I

I

Chọn loại tủ cầu dao và ATM Tra bảng phụ lục III.1 ta chọn loại tủ 8DJ10 cách điên SF6

Tương tự cho các nhóm khác ta có bảng sau:

Nhóm Loại tủ Iđm vào tủ Số lộIđm ra(A)

Bảng 3.9 Bảng chọn tủ động lực cho phân xưởng cắt gọt kim loại số 1

3.2.7 Chọn aptomat bảo vệ cho phân xưởng cơ khí

Điều kiện chọn:

UATM Umạng

IđmATM  Ittpx = 188,23(A)

Căn cứ vào số liệu tính toán ta chọn aptomat do hãng MEM chế tạo Tra ở phụ lục IV.7

trang 285 sách thiết kế cấp điện có các số liệu sau :

Tính tương tự cho các phân xưởng còn lại trong nhà máy ta có bảng sau Tra bảng phụ lục

IV.3 do Merlin Gerin chế tạo trang 283 sách thiết kế cấp điện :

Tên phân xưởng Ittpx(A) Loại ATM Số

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TOÀN NHÀ MÁY 4.1 Đặt vấn đề:

Mạng điện nhà máy là một phần quan trọng trong toàn bộ công việc cung cấp điện cho

nhà máy Việc thiết kế mạng điện cho nhà máy hợp lý đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ

thuật là một việc hết sức khó khăn Mạng điện nhà máy bao gồm hai phần bên trong và bên

ngoài nhà máy Phần bên trong bao gồm các trạm biến áp phân xưởng và các đường dây

cung cấp điện vào các phân xưởng, phần bên ngoài nhà máy bao gồm đường dây nhận điện

từ hệ thống điện dẫn tới nhà máy

- Đảm bảo liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu từng loại hộ phụ tải

- Đảm bảo chất lượng điện năng phù hợp với mức độ quan trọng của các hộ tiêu thụ

- Sơ đồ đi dây phải đơn giản, xử lý sự cố nhanh, thao tác không nhầm lẫn

Trong thực tế thì kinh tế và kỹ thuật luôn mâu thuẫn với nhau Phương án tốt về mặt kỹ

thuật thì vốn đầu tư lại cao tuy nhiên chi phí vận hành hàng năm lại nhỏ Ngược lại phương

án có vốn đầu tư nhỏ thì chi phí vận hành hàng năm lại lớn Do đó để lựa chọn cung cấp điện

ta phải so sánh cả về mặt kinh tế và kỹ thuật của các phương án sao cho vừa đảm bảo yêu

cầu kỹ thuật vừa đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế

4.2 Chọn phương án cung cấp điện cho nhà máy:

4.2.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện:

Khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các yếu tố đặc biệt đặc trưng cho từng

xí nghiệp riêng biệt, điều kiện khí hậu, địa hình, các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy cung

cấp điện cao, các đặc điểm của quá trình sản xuất và quá trình công nghệ… Để từ đó xác

định mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp điện hợp lý

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện chủ yếu căn cứ độ tin cậy, tính kinh tế và tính an toàn

Độ tin cậy của sơ đồ cung cấp điện phụ thuộc vào loại hộ tiêu thụ mà nó cung cấp, căn cứ

vào loại hộ tiêu thụ để quyết định số lượng nguồn cung cấp của sơ đồ

Sơ đồ cung cấp điện phải có tính an toàn, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người và thiết bị

trong mọi trạng thái vận hành Ngoài ra khi lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các

yếu tố kỹ thuật khác như đơn giản, thuận tiện cho vận hành, có tính linh hoạt trong sự cố, có

biện pháp tự động hóa

Ở đây nhà máy là hộ phụ tải loại 1 do đó để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện ta phải dung

2 tuyến đường dây lấy từ 2 nguồn khác nhau với cấp điện áp là 35kV

Bên trong nhà máy thường dung 2 loại sơ đồ chính là: sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh,

ngoài ra còn kết hợp cả 2 sơ đồ thành sơ đồ hỗn hợp

Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của nhà máy ta chọn sơ đồ hình tia để cung cấp điện cho

nhà máy Sơ đồ hình tia có độ tin cậy cao hơn, bảo vệ rơ le làm việc dễ dàng không nhầm

lẫn Sơ đồ hình tia thuận tiện cho việc sửa chữa và dễ dàng phân cấp bảo vệ Mặc dù vốn đầu

tư có cao nhưng chi phí vận hành hàng năm lại nhỏ

Xét đặc điểm của nhà máy là phụ tải phân bố không đều và không liền kề hơn nữa trong nhà

máy các phân xưởng phân bố không theo một trật tự nào cả Phụ tải của nhà máy là phụ tải

loại 1 do đó ta chọn sơ đồ hình tia để cung cấp điện cho nhà máy

4.2.2 Lựa chọn trạm biến áp cho phân xưởng:

Để cung cấp điện cho các phân xưởng dung máy biến áp điện lực đặt ở các trạm biến áp

phân xưởng biến đổi điện áp 35kV của lưới điện thành cấp điện áp 0,4kV cung cấp cho phân

xưởng

Các trạm biến áp (TBA) phân xưởng được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau :

* Vị trí đặt TBA phải thỏa mãn các yêu cầu :

- Gần tâm phụ tải

- Thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa MBA

- An toàn và kinh tế

* Số lượng MBA đặt trong các TBA được lựa chọn dựa trên những yêu cầu sau:

- Yêu cầu cung cấp điện cho phụ tải

- Điều kiện vận chuyển và lắp đặt

- Chế độ làm việc của phụ tải

Trong mọi trường hợp, mỗi TBA chỉ đặt một MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận

hành song độ tin cậy cung cấp điện không cao Các TBA cung cấp cho hộ loại I và II chỉ nên

đặt 2 MBA, hộ loại III có thể đặt 1 MBA

* Dung lượng các máy biến áp được chọn theo điều kiện:

n.khc.SdđB  Stt

Trong đó: n- là số máy biến áp trong trạm biến áp

khc là hệ số hiệu chỉnh tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường lắp đặt khác

với nhiệt độ do nhà máy chế tạo quy định

Stt là công suất tính toán của trạm

SdđB là công suất danh định của máy biến áp

* Điều kiện kiểm tra:

kqtsc.khc.SdđB Sttsc

Trong đó : - kqtsc là hệ số quá tải sự cố thường lấy bằng 1,4 khi thõa mãn các điều kiện sau :

MBA quá tải không quá 5 ngày đêm, mỗi ngày đêm tổng số giờ quá tải không quá 6h, trước

khi quá tải MBA vận hành với hệ số quá tải kqt 0,93

- Sttsc là công suất tính toán sự cố của TBA, chính là công suất tính toán của TBA

sau khi đã loại bỏ những phụ tải không quan trọng đi (phụ tải loại 3,thậm chí là phụ tải loại 2

) Thông thường Sttsc = ( 0,7  0,8 ) Sttsc ở đây lấy Sttsc = 0,7.Stt

Khi chọn MBA cũng phải hạn chế chủng loại của MBA dùng trong nhà máy để tạo điều

kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, thay thế, vận hành, sửa chữa và kiểm tra định kỳ

SđmB =

hc

tt

k n

S

=

1 2

35 , 2621

= 1310,67 kVA Chọn MBA tiêu chuẩn có Sđm = 1600 kVA

Trạm biến áp B2:

Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng: Cắt gọt kim loại, Nhiệt luyện, Lắp ráp số 2, Khu

nhà hành chính, Bảo vệ, Cắt gọt kim loại số 1, Cắt gọt kim loại số 2 và Cán thép

Chọn các máy biến áp:

Điều kiện chọn:

n.khc.SđmB  Stt =(390,51 + 375,36 + 320,15+212,6 + 1,28 + 123,89 +

474,23 + 460,97 ) = 2358,99 kVA

Sđm =

hs

tt

k n

S

=

1 2

99 , 2358

= 1179,49 kVA Chọn MBA tiêu chuẩn có Sđm = 1250 kVA do ABB chế tạo

B1 Phân xưởng : Cơ khí số 1,

Đúc gang, Mộc mẫu, Đúc thép, Gò hàn, Lắp ráp và Kho thành phẩm

B2 Phân xưởng : Cắt gọt kim

loại, Nhiệt luyện, Lắp ráp

số 2, Khu nhà hành chính, Cắt gọt kim loại số 1, Cắt gọt kim loại số 2, Cán thép

S

=

1 2

31 , 4980

= 2490,15 kVA Chọn MBA tiêu chuẩn có Sđm = 2500 kVA do ABB chế tạo

Qua 2 phương án cung cấp điện cho nhà máy ở trên thì mỗi phương án có ưu nhược

điểm khác nhau Nhìn chung nó đều có đặc điểm sau: MBA do ABB chế tạo cùng chủng loại

sơ đồ, cách đấu dây tương đối đơn giản nên rất thuận tiện cho việc sửa chữa, vận hành thay

thế Đảm bảo được yêu cầu về kỹ thuật Để có kết luận chính xác, lựa chọn phương án cung

cấp điện hợp lý nhất ta cần so sánh cả 2 phương án trên về 2 chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật

4.3 So sánh về chỉ tiêu kỹ thuật:

4.3.1 Phương án 1:

Phương án 1 dùng 4 MBA trong đó có:

2 MBA1600- 35/0,4kV

2 MBA1250- 35/0,4kV

Đặt thành 2 trạm phụ tải của các phân xưởng được bố trí như trong bảng

Trong điều kiện làm việc bình thường ta có các MBA làm việc song song 2 máy một ta chia

đều cho các hộ phụ tải loại 1 ra các nhóm khác nhau, nhóm nào kéo tải của nhóm máy đó

Trạm B1 có: Stt = 2621,35 (kVA) , Sđm = 2.1600 = 3200 (kVA)

kpt =

3200

35 , 2621

= 0,82 Trạm B2 có: Stt = 2358,99 (kVA) , Sđm = 2.1250 = 2500 (kVA)

kpt =

2500

99 , 2358

= 0,94 Khi xảy ra sự cố trên thanh cái cao áp lúc đó trong 2 MBA đang làm việc song song sẽ

mất đi 1 máy và máy còn lại mang tải của hộ phụ tải loại 1 với hệ số quá tải là 40%

Đối với trạm B1: Sqt = 1,4.Sđm = 1,4.1600 = 2240 (kVA)

Công suất của các phân xưởng thuộc hộ phụ tải loại 1 do trạm B1 cung cấp điện là:

SL1= Spx cơ khí số 1+ Spx đúc gang + Spx Đúc thép = 410,36 + 460,97 + 651,15 = 1522,48 kVA

Đối với trạm B2: Sqt = 1,4.1250 = 1750 (kVA)

Công suất của các phân xưởng thuộc hộ phụ tải loại 1 do trạm B2 cung cấp điện là:

SL1 = Spx Khu nhà hành chính + Spx Nhiệt luyện + Spx Cán thép = 212,6 + 375,36 + 460,97 = 1048,93 kVA

Khi xảy ra sự số 1 MBA trong 1 nhóm đang làm việc song song thì cũng tương tự như

trường hợp sự cố trên thanh cái cao áp và như vậy ta thiết kế đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và

tính liên tục cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 1 của nhà máy

4.3.2 Phương án 2:

Phương án 2 dùng 2 MBA trong đó có:

2 MBA2500 – 35/0,4kV

Trong điều kiện làm việc bình thường ta có các máy biến áp làm việc song song 2 máy một

ta chia đều các hộ phụ tải loại 1 ra các nhóm khác nhau , nhóm nhóm nào kéo tải của nhóm

= 0,99 Khi xảy ra sự cố trên thanh cái cao áp lúc đó trong 2 MBA đang làm việc song song sẽ mất

đi 1 máy và máy còn lại mang tải của hộ phụ tải loại 1 với hệ số quá tải là 40%

Đối với MBA: Sqt = 1,4.Sđm = 1,4.2500 = 3500 (kVA)

Công suất của các phân xưởng thuộc hộ phụ tải loại 1 do trạm B1 cung cấp điện là:

SL1= Spx cơ khí số 1+ Spx đúc gang + Spx Đúc thép + Spx Nhiệt luyện + Spx Khu nhà hành chính + Spx Cán thép

= 410,36 + 460,97 + 651,15 + 375,36 + 212,6 + 460,97 = 2571,41 kVA

Khi xảy ra sự số 1 MBA trong 1 nhóm đang làm việc song song thì cũng tương tự như

trường hợp sự cố trên thanh cái cao áp và như vậy ta thiết kế đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và

tính liên tục cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 1 của nhà máy

Nhà máy thuộc hộ phụ tải loại 1 nên ta phải lấy ít nhất 2 nguồn cung cấp cho nhà máy

hoặc có thể dùng 1 nguồn và 1 nguồn dự phòng hoặc dùng máy phát dự phòng

Trong điều kiện làm việc sự cố Khi xảy ra sự cố 1 nguồn của TBA thì phải có máy cắt liên

lạc để đóng thanh cái còn lại vào mạng sao cho thời gian mất điện là ngắn nhất

Trên thanh cái hạ áp của máy biến áp ta thiết kế dùng Aptomat liên lạc sao cho khi xảy

ra sự cố trên thanh cái hạ áp của MBA thì Aptomat liên lạc phải tác động nhằm đảm bảo tính

liên tục cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 1

Khi xảy ra sự cố trên 1 thanh cái cao áp thì phải đảm bảo lúc nào cũng có 1MBA làm

việc tương tự như trường hợp 1 MBA bị sự cố Khi đó 1 MBA còn lại với hệ số quá tải 40%

phải đảm bảo cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 1

Như vậy khi 1 MBA chịu quá tải 40% sẽ đảm bảo cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 1, ta

có Sqt  SL1

Qua phân tích 2 phương án trên ta thấy cả 2 phương án đều đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, đã

đáp ứng được yêu cầu cung cấp điện đối với các hộ phụ tải loại 1 Để quyết định xem sẽ

chọn phương án nào ta phải so sánh cả các chỉ tiêu về kinh tế của 2 phương án trên

a Tổn thất điện năng ở phương án 1:

Xác định tổn thất điện năng trong trạm biến áp B1:

Stt = 2621,35 kVA

Sđm = 3200 kVA

P0 = 2,35 kW

Tổng chi phí điện năng trong các trạm A = 110871,35 (kWh)

Bảng 4.3 Tính toán cho các MBA ở phương án 1

4.4.2 Phương án 2 :

a Tổn thất điện năng ở phương án 2 :

Xác định tổn thất điện năng trong trạm biến áp :

Trong đó : K2 : là tiền mua các MBA

n = 2 : số MBA phải dung

V2 : Giá tiền mua một MBA Theo bảng giá của công ty TNHH ABB Với

Qua các tính toán trên ta lập được bảng sau :

Chi phí vận hành C(VNĐ/năm) 298,04.106 189,25.106 Chi phí quy dẫn Z(VNĐ/năm) 628,04.106 547,25.106 Bảng 4.5 Bảng tính toán chi phí của các phương án

Qua tính toán 2 phương án trên ta lập được bảng như trên Theo giáo trình kinh tế tổ chức

thì phương án tối ưu về mặt kinh tế là phương án có chi phí quy dẫn cực tiểu Như vậy, theo

bảng trên ta thấy Z2 là nhỏ nhất do vậy ta quyết định chọn phương án cung cấp cho nhà máy

4.5 Phụ tải của nhà máy kể cả tổn thất công suất:

Để có các số liệu chính xác cho việc tính chọn thiết bị trong mạng điện cho nhà máy ta phải

tính đến tổn thất công suất trong các máy biến áp

4.5.1 Xác định tổn thất công suất trong các máy biến áp:

6

= 150 (kVAr)

Q1 = 0 + 150.0,982 = 147,01 (kVAr)

4.5.2 Xác định phụ tải của nhà máy :

Như tính toán ở chương II ta đã xác định phụ tải của phía hạ áp

71,276635

,

4.6 Bản đồ phụ tải của nhà máy :

Để giúp cho việc đặt trạm phân phối và các trạm biến áp phân xưởng một cách hợp lý đạt

hiệu quả kimh tế nhất và giảm được tổn thất đến mức thấp nhất ta phải xác định trung tâm

phụ tải của từng trạm Muốn xác định trung tâm phụ tải ta cần phải dựa vào bản đồ phụ tải

của các phân xưởng Tâm của những đường tròn chính là tâm phụ tải của các phân xưởng

Đường kính đường tròn được xác định : Di =

m

S i

.4



Trong đó : Si : là phụ tải của phân xưởng thứ i

m :là tỷ lệ xích được tính bằng kVA/cm2 Chọn m = 100 kVA/cm2

D1 : là đường kính vòng tròn thứ i

Đường kính của phân xưởng cắt gọt kim loại số 1 là : D1 =

100 14 , 3

89 , 123 4

= 1,256 (cm) Tương tự ta tính cho các phân xưởng khác ta lập được bảng sau :

STT Tên phân xưởng Stt (kVA) D1(cm)

- Không ảnh hưởng đến sản xuất và vận hành trong nhà máy

- Nơi đặt phải thoáng mát , phòng cháy nổ tốt

Công thức xác định vị trí đặt trạm như sau :

n

i

i tti

S

X S

n

i i tti

S

Y S

1 1