do an mon hoc về nhà máy chế tạo thiết bị xe hơi

Đây là đồ án môn học về nhà máy chế tạo thiết bị xe hơi, nó rất là tài liệu tham khảo rất bổ ích cho các bạn học sinh, sinh viên chuyên ngành kỹ thuật đang làm các báo cáo về các môn học chuyên ngành.

Chương I:

Giới thiệu chung về nhà mỏy chế tạo thiết bị xe hơi

Đ1.1 Loại ngành nghề – Quy mụ năng lực của nhà mỏy

1.1 Cỏc phõn xưởng trong nhà mỏy.

Bảng 1.1- danh sỏch cỏc phõn xưởng và nhà làm việc trong nhà mỏy.

Số trờn

mặt bằng Tờn phõn xưởng Cụng suất đặt (kW)

Diện tớch(m2)

1.2 Mức độ tin cậy cung cấp điện <đòi hỏi từ quy trình công nghệ >.

Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo ra các thiết bị sản xuất xe hơi cung cấp cho xinghiệp trong nớc và xuất khẩu Đứng về mặt tiêu thụ điện năng thì nhà máy là mộttrong những hộ tiêu thụ lớn Để cho quá trình sản xuất của nhà máy đảm bảo tốtthì việc cung câp điện cho nhà máy và cho các bộ phận quan trọng trong nhà máy

nh phân xởng kết cấu kim loại, phân xởng lắp ráp cơ khí, phân xởng đúc, phân ởng nén khí, phân xởng rèn, … phải đảm bảo chất lợng điện năng và độ tin câycao

x-Do tầm quan trọng của nhà máy nên ta có thể xếp nhà máy vào hộ tiêu thụloại I, cần đợc đảm bảo cung cấp điện liên tục và an toàn

1.3 Các đặc điểm của phụ tải điện.

Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại phụ tải: + Phụ tải động lực

+ Phụ tải chiếu sáng

- Phụ tải động lực thờng có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trựctiếp đến thiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm trong dải từ 1 đến hàngchục kW và đợc cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp f = 50 Hz

- Phụ tải chiếu sáng thờng là phụ tải 1 pha, công suất không lớn Phụ tải chiếusáng bằng phẳng, ít thay đổi và thờng dùng dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz

Độ lệch điện áp trong mạng chiếu sáng Ucp% =  2,5%

1.4 Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy.

Theo dự kiến của nghành điện, nhà máy sẽ đợc cấp điện từ trạm biến áp trunggian cách nhà máy 6 km, bằng đờng dây trên không lộ kép, dung lợng ngắn mạch

về phía hạ áp của trạm trung gian là SN = 200 MVA

Nhà máy làm việc theo chế độ 2 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax=

4500 h Trong nhà máy có phân xởng cơ khí, bộ phận hành chính và xởng thiết kế,

bộ phận KCS và kho thành phẩm, khu nhà xe là hộ loại III, các phân xởng còn lại

đều thuộc hộ loại I

Cỏc nội dung thiờt kế:

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà mỏy chế tạo thiết bị xe hơi

1 Xỏc định phụ tải tớnh toỏn

2 Thiết kế mạng cao ỏp nhà mỏy

3 Thiết kế mạng hạ ỏp phõn xưởng

4 Tớnh toỏn bự cos cho nhà mỏy

Chương II Xác định phụ tải tính toán

Đ2.1 Đặt vấn đề:

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tơng đơng với phụ tảithực tế( biến đổi) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện Nóicách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tơng tự nh phụtải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo antoàn cho thiết bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán đợc sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệthống cung cấp điện nh: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ… tínhtoán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lợng bùcông suất phản kháng, … Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh: côngsuất, số lợng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phơng thức vậnhành hệ thống… Nếu phụ tải tính toán xác định đợc nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽlàm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ,… Ngợclại, các thiết bị đợc lựa chọn sẽ d thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu t, gia tăngtổn thất,… Cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu và phơng pháp xác địnhphụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn cha có phơng pháp nào thật hoàn thiện.Những phơng pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lợng tính toán

và những thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngợc lại Có thể đa ra đây một sốphơng pháp thờng đợc sử dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi quyhoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện:

2.1.1.Phơng pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT ) theo công suất đặt

và hệ số nhu cầu

Ptt = knc

n di

i 1

P



 (2 – 1)Qtt = Ptt tg (2 - 2)Stt = 2 2 tt

knc - hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ, tra trong sổ tay kỹ thuật,

Pdi - công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị i, trong tính toán có thểxem gần đúng Pd  Pđm , kW

Khi đó: Ptt = knc

n dmi

khd- hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kỹ thuật,

Ptb- công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, kW

Ptb =

t 0

2.1.3 Phơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình:

Ptt = Ptb   (2 - 6)Trong đó:

Ptb- công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, kW

- độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình,

- hệ số tán xạ của 

Phơng pháp này thờng đợc dùng để tính toán phụ tải cho các thiết bị của phânxởng hoặc của toàn bộ nhà máy Tuy nhiên phơng pháp này ít đợc dùng trong tínhtoán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợp với

hệ thống đang vận hành

2.1.4 Phơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực

đại:

Ptt = kmax Ptb = kmax ksd Pđm (2 - 7)Trong đó:

Ptb- công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị kW ,

kmax- hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ

kmax = f( nhq, ksd ),

ksd - hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật,

nhq - số thiết bị dùng điện hiệu quả

Phơng pháp này thờng đợc dùng để tính toán phụ tải tính toán cho mộtnhóm thiết bị, cho các tủ động lực, cho toàn bộ phân xởng Nó cho một kết quảkhá chính xác nhng lại đòi hỏi một lợng thông tin khá đầy đủ về các loại phụ tảinh: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải, số l ợng thiết

bị trong nhóm

2.1.5 Phơng pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một

đơn vị sản phẩm:

0 tt max

a M P

T

 (2 - 8)Trong đó:

a0- suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm kWh dvsp/  ,

M - số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm,

Tmax - thời gian sử dụng công suất lớn nhất  h

Phơng pháp này chỉ đợc sử dụng để ớc tính, sơ bộ xác định phụ tải trong côngtác quy hoạch hoặc dùng để quy hoạch nguồn cho xí nghiệp

2.1.6 Phơng pháp tính trc tiếp.

Trong các phơng pháp trên, 3 phơng pháp 1,4 và 5 dựa trên kinh nghiệm thiết

kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần đúng tuy nhiênchúng khá đơn giản và tiện lợi Các phơng pháp còn lại đợc xây dựng trên cơ sởxác suất thông kê có xét đến nhiều yếu tố do đó có kết quả chính xác hơn nhngkhối lợng tính toán lớn và phức tạp

Tuỳ theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có đợc về phụ tải, ngờithiết kế có thể lựa chọn các phơng án thích hợp để xác định PTTT

2.2.1 Giới thiệu phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình P tb và hệ số cực đại k max ( còn gọi là phơng pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả n hq ):

Theo phơng pháp này phụ tải tính toán đợc xác định theo biểu thức:

Ptt = kmax ksd

1

n dmi i

P



 (2 – 7a)Trong đó:

Pđmi- công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm, kW

n- số thiết bị trong nhóm,

ksd - hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật,

kmax - hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ

kmax = f ( nhq, ksd ),

nhq - số thiết bị dùng điện hiệu quả

Số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq là số thiết bị có cùng công suất, cùngchế độ làm việc gây ra một hiệu quả phát nhiệt (hoặc mức độ huỷ hoại cách điện)

đúng bằng các phụ tải thực tế (có công suất và chế độ làm việc có thể khác nhau)gây ra trong quá trình làm việc, nhq đợc xác định bằng biểu thức tổng quát sau:

Pđmi - công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm,

n - số thiết bị trong nhóm

Khi n lớn thì việc xác định nhq theo biểu thức trên khá phiền phức nên cóthể xác định nhq theo các phơng pháp gần đúng với sai số tính toán nằm trongkhoảng 10%

n – số thiết bị trong nhóm,

n1- số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị cócông suất lớn nhất,

P và P1- tổng suất của n và của n1 thiết bị,

Sau khi tính đợc n* và P* tra theo sổ tay kỹ thuật ta tìm đợc

hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng nh sau:

kti = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn,

kti = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

* Nếu n > 300 và ksd  0,5 phụ tải tính toán đợc tính theo công thức:

Ptt =1,05 ksd

n dmi

i 1

P



 (2 – 7e)

* Nếu trong mạng có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết bị cho

ba pha của mạng, trớc khi xác định nhq phải quy đổi công suất của các phụ tải 1pha về phụ tải 3 pha tơng đơng:

Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha: Pqđ = 3.Ppha max

Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây: Pqđ = 3.Ppha max

* Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lạithì phải quy đổi về chế độ dài hạn trớc khi xác định nhq theo công thức:

Pqđ = dm PđmTrong đó:  đm- hệ số đóng điện tơng đối phần trăm, cho trong lý lịch máy.

Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị:

Theo phơng pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khithiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm

đang làm việc bình thờng và đợc tính theo công thức sau:

Iđn = Ikđ(max) + (Itt – ksd.Idm(max)) (2- 12)

Trong đó:

Ikđ(max) – dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhómmáy,

Itt – dòng điện tính toán của nhóm máy,

Idm(max) – dòng định mức của thiết bị đang khởi động,

ksd – hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

2.2.2 Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phơng pháp P tb và k max :

1 Phân nhóm phụ tải:

Trong một phân xởng thờng có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việcrất khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán đợc chính xác cần phải phân nhómthiết bị điện Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo các nguyên tắc sau:

* Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đờngdây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm đợc vốn đầu t và tổn thất trên các đờng dây hạ

áp trong phân xởng

* Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau đểviệc xác định PTTT đợc chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phơng thứccung cấp điện cho nhóm

* Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại các tủ độnglực cần dùng trong phân xởng và toàn nhà máy Số thiết bị trong một nhóm cũngkhông nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thờng  (8- 12)

Tuy nhiên thờng thì rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, dovậy ngời thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất

Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vịtrí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xởng có thể chia các thiết

bị trong phân xởng Sửa chữa cơ khí thành 6 nhóm Kết quả phân nhóm phụ tải

điện đợc trình bày trong bảng 2.1

Bảng 2.1- Tổng hợp kết quả phõn nhúm phụ tải

T Tên thiết bị lượngSố

Kýhiệutrênmặtbằng

Pđm (kW)

Iđm (A)

1 máy Toànbộ

I Phân xưởng kim loại

II Phân xưởng cơ khí

4 Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 10 16,8 16,8 42,54

III Phân xưởng đúc

3 Máy mài tròn vạn năng 1 14 42,8 42,8 108,38

4 Máy mài tròn vạn năng 1 15 20,8 20,8 52,67

cos



 (2 - 13)Tất cả các nhóm đều lấy cos = 0,6 ; U = 0,38 kV

2 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải:

a Tính toán cho nhóm I: Số liệu phụ tải của nhóm I cho trong bảng 2.2

Bảng 2.2- Danh sách thiết bị thuộc nhóm I.

T

T

Tên thiết bị

Sốlượng

kí hiệutrên mặtbằng

Pđm (kW)

Iđm (A)

1máy

Toànbộ

I Phân xưởng kim loại

5 16 5 24 32 2 5

= 0,937Tra PL 1.4 (TL1) có: nhq*= 0,85

Số thiết bị sử dụng hiệu quả: nhq= nhq** n = 5,1  5

Tra PL 1,5 (TL1) có: kmax = 2,87

Phụ tải tính toán nhóm I:

Ptt = kmax ksd

n dmi

77 102

 = 156,14  A

b Tính toán cho nhóm II: Số liệu phụ tải của nhóm II cho trong bảng 2.3

Bảng 2.3 – Danh sách các thiết bị thuộc nhóm II.

T T Tên thiết bị

Sốlượng

kí hiệutrên mặtbằng

Pđm( kW)

Iđm (A)

1máy

Toànbộ

II Phân xưởng cơ khí

n

i dmi

P P

1 2

84 76

 =116,14  A

c Tính toán cho nhóm III: Số liệu phụ tải của nhóm III cho trong bảng 2.4

Bảng 2.4 – Danh sách các thiết bị thuộc nhóm III.

T Tên thiết bị

Sốlượng

kí hiệutrên mặtbằng

Pđm( kW)

Iđm (A)

1máy

Toànbộ

III Phân xưởng đúc

3 Máy mài tròn vạn năng 1 14 42,8 42,8 108,38

4 Máy mài tròn vạn năng 1 15 20,8 20,8 52,67

n

i dmi

P P

1 2

89 106

 = 162,4  A

d.Tính toán cho nhóm IV: Số liệu phụ tải của nhóm IV được cho trong bảng 2.5

Bảng 2.5 – Danh sách các thiết bị thuộc nhóm IV.

P P

1 2

35 115

 = 175,25  A

4 Xác định phụ tải tính toán toàn phân xưởng:

Phụ tải tác dụng của phân xưởng:

kđt- hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy kđt = 0,8.

Phụ tải phản kháng của phân xưởng:

Qpx = kđt

n tti

5 321

Đ2.3 Xác định phụ tảI tính toán cho các phân xưởng còn lại:

Do chỉ biết trước công suất đặt và diện tích của các phân xưởng nên ở đây sửdụng phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

2.3.1 Tâm phụ tải điện:

Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mô men phụ tải đạt giá trị cực tiểu

Pi và li – công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải

Để xác định toạ độ của tâm phụ tải có thể sử dụng các dạng biểu thức sau:

i 1

S x S

i 1

S y S

i 1

S z S

xi; yi; zi – toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục tọa độ XYZ tuỳ chọn,

Si – công suất của phụ tải thứ i

Trong thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất đểđặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối, tủ động lực nhằm mục đích tiếtkiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện

2.3.2 Biểu đồ phụ tải điện:

Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm củaphụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỉ lệ xích nào

đó tùy chọn Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bốphụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó có cơ sở để lập các phương áncung cấp điện Biểu đồ phụ tải được chia thành 2 phần: phần phụ tải động lực ( phần hình quạt gạch chéo ) và phần phụ tải chiếu sáng

( phần hình quạt để trắng )

Để vẽ được biểu đồ phụ tải cho phân xưởng, ta coi phụ tải của các phân xưởngphân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâmhình học của phân xưởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình học củaphân xưởng trên mặt bằng

Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức:

S = m F = m..R2  Ri = S i

m. (2 - 16)Trong đó m là tỉ lệ xích, ở đây ta chọn m = 6 kVA/ mm2

Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công thức sau:

csi csi

tti

360.P P

  (2 - 17)

Kết quả tính toán Ri và  csicủa biểu đồ phụ tải phân xưởng được ghi trong bảng2.10

Bảng 2.10 – Kết quả xác định R i và  csi cho các phân xưởng

T xưởng (kW) (kVA) (mm) 0

csi



X(mm)

Y(mm)

Đ3.1 Đặt vấn đề:

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế

và kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thỏamãn nhưng yêu cầu cơ bản sau:

1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

2 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

3 Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành

4 An toàn cho người và thiết bị

5 Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện

6 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế

Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bước:+ Vạch các phương án cung cấp điện

+ Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn chủngloại, tiết diện các đường dây cho các phương án

+ Tính toán kinh tế – kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý

+ Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn

Đ3.2 Vạch các phương án cung cấp điện:

Trước khi vạch ra các phương án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý chođường dây tải điện từ hệ thống về nhà máy Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọncấp điện áp truyền tải:

U = 4,34 l 0, 016.P  [kV] (3 - 1)

Trong đó:

P – công suất tính toán của nhà máy kW

l – khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy km

Do nhà máy có công suất nhỏ nên việc chọn thêm biến áp trung gian sẽ làm chochi phí đầu tư ban đầu quá lớn nên nhà máy sử dụng trực tiếp từ cấp điện áp 35kVxuống 0,4kV cho các phân xưởng sản xuất

3.1.1 Tính toán các trạm biến áp phân xưởng:

Các trạm biến áp ( TBA ) lựa chọn trên các nguyên tắc sau:

1 Vị trí đặt trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải; thuận tiệncho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp an toàn và kinh tế

2 Số lượng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA được lựa chọn căn cứ vàoyêu cầu cung cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làmviệc của phụ tải Trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt một MBA sẽ là kinh tế vàthuận lợi cho việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp điện không cao Các TBAcung cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt 2 MBA, hộ loại III có thể chỉ đặt mộtMBA

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

n khc SđmB  Stt (3 - 2)

Và kiểm tra điều kiện sự cố một MBA ( trong trạm có nhiều hơn 1 MBA ):

( n-1 ) Kqt SđmB  Sttsc (3 - 3)

Trong đó:

n – số MBA có trong TBA,

khc - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy biến áp chế tạo ởViệt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1,

kqt - hệ số quá tải sự cố, kqt = 1,4 nếu thỏa mãn điều kiện MBA vận hành quá tảikhông quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6giờ và trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải  0,93,

Sttsc – công suất tính toán sự cố Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ một số phụ tảikhông quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy có thể giảmnhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường.Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên : Sttsc = 0,7 Stt

Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điềukiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế

3.1.2 Xác định số lượng, dung lượng các trạm biến áp phân xưởng

1 Phương án đặt 2 trạm biến áp phân xưởng

- Trạm biến áp B : trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song cấp điện cho toàn

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 200 kVA

Kiểm tra lại dung lượng máybiến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng kim loại và phân xưởng nén khísau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng:

5 321 7

,

0 =160,75kVA

Vậy trạm biến áp B đặt 2 MBA Sđm = 200 kVA là hợp lý

3.1.3.Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng:

Trong các nhà máy thường sử dụng các kiểu TBA phân xưởng:

* Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề cómột tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốnxây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác

* Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ mộtphân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song về mặt

an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao

* Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải,nhờ vậy có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiềuchiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng,giảm chi phí kim loại làm dây dẫn va giảm tổn thất Cũng vì vậy nên dùng trạmđộc lập, tuy nhiên vốn đầu tư xây dựng trạm sẽ bị gia tăng

Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến

áp đã nêu Để đảm bảo an toàn cho người cũng như thiết bị, đảm bảo mỹ quancông nghiệp ở đây sẽ sử dụng loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giaothông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sảnxuất

Để lựa chọn được vị trí đặt các TBA phân xưởng cần xác định tâm phụ tải củacác phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện tư các TBA đó

3.1.4 Tính toán cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng:

1 Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng:

Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm ( TPPTT ) nhận điện từ hệ thống vềcấp điện cho trạm biến áp phân xưởng ( TBAPX ) Các trạm biến áp B1, B2 hạđiện áp từ 35 kV xuống 0,4 kV để cung cấp điện cho các phân xưởng

Dựa trên hệ trục toạ độ x0y đã chọn có thể xác định được tâm phụ tải điện củanhà máy:

Si – công suất tính toán của phân xưởng thứ i,

xi, yi – tọa độ tâm phụ tải của phân xưởng thứ i

Do tính chất của nhà máy có khuyên viên nhỏ hẹp nên việc xác định tâm phụ tảikhông cần phải quá chú trọng

2 Lựa chọn phương án nối dây của mạng cao áp:

Nhà máy thuộc hộ loại I, nên đường dây từ trạm biến áp trung gian về trung tâmcung cấp ( trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm ) của nhà máy

sẽ dùng đường dây trên không lộ kép

Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên ở mạng cao áp trong nhà máy ta

sử dụng sơ đồ hình tia, lộ kép Sơ đồ này có ưu điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, cáctrạm biến áp phân xưởng đều được cấp điện từ một đường dây riêng nên ít ảnh

hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện các biệnpháp bảo vệ, tự động hoá và dễ vận hành Để đảm bảo mỹ quan và an toàn, cácđường cáp trong nhà máy đều được đặt trong hào cáp xây dọc theo các tuyến giaothông nội bộ Từ những phân tích trên có thể đưa ra phương án thiết kế mạng cao

áp sử dụng TBATT 35/0.4 kV, 2 TBAPX 0,4 kV

Tính toán kinh tế kỹ thuật lựa chọn phương án tối ưu:

Để so sánh và lựa chọn phương án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z vàchỉ xét đến những phần khác nhau trong phương án để giảm khối lượng tính toán:

Z = ( avh + atc ).K +3 Imax2 R..c  min (3 - 5)

T  5 ; Ttc – thời gian thu hồi tổn thất thiếu hụt Ttc = 5 năm

K – vốn đầu tư cho trạm biến áp, đường dây và máy cắt;

K0i – giá tiền 1 m cáp tiết diện i, đ/kWh

li – chiều dài tuyến cáp tiết diện i, m

Imax – dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị;

MCLL

– thời gian tổn thất công suất lớn nhất;

c - giá tiền 1 kWh tổn thất điện năng, c = 1000 đ/kWh

Bảng 3.1 -xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp.

TênTBA

Sđm(kVA)

Uc/Uh(kV)

P0(kW)

PN(kW)

UN(%)

Sốmáy

- Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp:

Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp được tính theo công thức:

2 tt

dmB

S 1

n – số máy biến áp ghép song song,

t – thời gian máy biến áp vận hành,với máy biến áp vận hành suốt năm

Stt – công suất tính toán của trạm biến áp,

SđmB – công suất định mức của máy biến áp

Tính tổn thất điện năng trong B1 B2:

Sttnm = 321,5 kVA

SđmB =200 kVA

P0 = 0,53 kW

PN = 3,45 kW

Ta có: A

2 tt

dmB

S 1

1 8760 53 , 0 2

Stt(kVA)

Sdm(kVA)

Uc/Uh(kV)

P0(kW)

- Chọn cáp cao áp từ TBATT về các TBAPX:

Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt Đối với nhà máy chếtạo thiết bị cho xe hơi làm việc 2 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất

Tmax = 4500 h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng 5 ( trang 294, TL1 ),

Imax = ttpx

dm

S

2 3.U  A (3 - 10)Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất.Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:

khc Icp  Isc (3 - 11)

Trong đó:

Isc – dòng điện khi xảy ra sự cố đứt một cáp, Isc = 2 Imax

khc = k1.k2

k1 - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, k1 = 1

k2 – hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp đặt trong một rãnh, các rãnh đều đặt 2 cáp,khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm

Theo PL4.22 (TL1) có k2 = 0,93

Vì chiều dài từ TBATT đến TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏqua không cần kiểm tra lại theo điều kiện  U cp

- Chọn cáp hạ áp từ TBAPX đến các phân xưởng:

Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép Đoạn đường cáp ở đâycũng rất ngắn, tổn thất điện áp không đáng kể nên có thể bỏ qua, không cần kiểmtra lại theo điều kiện  U cp

Phân xưởng nén khí được xếp vào hộ tiêu thụ loại I nên dùng cáp lộ kép để cungcấp điện:

Imax =

4 , 0 3

ttpx

S

=

4 , 0 3

5 321

= 464  A

Trong rãnh có 1 cáp nên k2 = 1

Điều kiện chọn cáp.Icp  Isc =.Imax = 464  A

Chọn cáp đồng hạ áp 1 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (1

400) mm2 với Icp = 662 A  662 A > 464 A là hợp lý

+ Chọn cáp từ trạm biến áp B đến phân xưởng nén khí:

Phân xưởng nén khí được xếp vào hộ tiêu thụ loại I nên dùng cáp lộ kép để cungcấp điện:

Imax =

4 , 0 3

ttpx

S

=

4 , 0 3

77 102

= 148,33  A

Trong rãnh có 1 cáp nên k2 = 1

Điều kiện chọn cáp.Icp  Isc =.Imax = 148,33  A

Chọn cáp đồng hạ áp 1 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (1

400) mm2 với Icp = 662 A  662 A > 464 A là hợp lý

Tổng hợp kết quả chọn cáp được ghi trong bảng: