đồ án kỹ thuật điện điện tử THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

Ngoài ra, phân xưởng còn có hệ thống chiếusáng, phân xưởng được lấy điện từ trạm biến áp khuvực với cấp điện áp là: 220/380 V, toàn bộ mạng điệncho động cơ đều được đi dây ngầm đến các đ

TRƯỜNG CĐCN TUY HOÀ

Hoà-NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……

NHIỆM VỤ BÀI TẬP Họ tên: Lớp: Khoa: Điện 1 Đề tài : Thiết kế cấp điện phân xưởng sửa chữa cơ khí 1 Lý luận chung ………

………

………

………

………

2 Nội dung tính toán: ………

………

………

………

………

3 Các bản vẽ, phụ lục, bảng tra kèm theo : ………

………

………

………

………

4- Kế hoạch thực hiện

- Ngày giao nhiệm vụ: 31/05/2010

- Nộp số liêu: 02/06/2010

- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 9 giờ ngày 17/06/2010

NỘI DUNG

CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG

I ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG:

Đây là mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí, códạng hình chữ nhật, có chiều dài 54(m), chiều rộng18(m), chiều cao 7(m), với diện tích toàn phân xưởng972(m2), phân xưởng dạng hai mái tôn kẽm, nền ximăng, toàn bộ phân xưởng có năm cửa ra vào 2 cánh,một cửa lối đi chính rộng 6(m), bốn cửa phụ còn lại mỗicửa rộng 3(m), phân xưởng làm việc 2 ca trong mộtngày

Phân xưởng đặt tại Thành Phố Hồ Chí Minh, vớinhiệt độ trung bình trong phân xưởng là 30oc Trong phânxưởng có 36 động cơ, một phòng kho và một phòngKCS Ngoài ra, phân xưởng còn có hệ thống chiếusáng, phân xưởng được lấy điện từ trạm biến áp khuvực với cấp điện áp là: 220/380 (V), toàn bộ mạng điệncho động cơ đều được đi dây ngầm đến các động cơ

II THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG :

Bảng phụ tải phân xưởng:

T/T Ký Số P đm Cos Ksd Ghi

hiệu lượng (KW) chú

III PHÂN NHÓM PHỤ TẢI :

Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào cácyếu tố sau :

 Các thiết bị trong cùng một nhóm có cùngmột chức năng

 Phân nhóm theo khu vực gần nhau thì cho mộtnhóm

 Phân nhóm có chú ý đến phân đều côngsuất cho các nhóm (tổng công suất của cácnhóm gần bằng nhau)

 Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tảicủa CB chuẩn

 Số nhóm không nên quá nhiều: 2,3 hoặc 4nhóm

IV XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG :

Phân xưởng được chia làm 3 nhóm cho phần độnglực :

1 Nhóm 1: gồm 11 động cơ

TT Ký Số Pđm(KW) Cos Ksd

hiệu lượng 1 

máy

Toànbộ

* Dòng điện phụ tải :

2 Nhóm 2 : Gồm 8 động cơ

TT Ký

hiệu

Sốlượng

Pdm(kw) Cos Ksd1

máy Tổngcộng

* Hệ số sử dụng trung bình của nhóm 2:

* Hệ số công suất trung bình Cos tb2 :

* Công suất phản kháng :

mà

* Công suất biểu kiến :

* Dòng điện phụ tải:

3 Nhóm 3 : Gồm 10 động cơ

TT Ký

hiệu

Sốlượng 1 Pdm(kw) Cos Ksd

máy Tổngcộng

* Công suất biểu kiến :

* Dòng điện phụ tải:

 Xác định phụ tải động lực cho phân xưởng:

Spx(m2) là diện tích toàn phân xưởng

Vì đây là phân xưởng sửa chữa cơ khí nên chọn Po

V XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI VÀ VÒNG TRÒN PHỤ TẢI :

 Tâm phụ tải được xác định theo sức tiêu haotrên phụ tải

 Tâm phụ tải là vị trí mà khi đặt máy biến áp,tủ phân phối điện sẽ bảo đảm kinh tế kỹ thuật vàtổn thất công suất,tổn thất điện năng là bé nhất

Tâm phụ tải được xác định theo công thức sau:

 Vòng tròn phụ tải là vòng tròn có tâm làtâm phụ tải và bán kính được xác định như sau :

Trong đó : Sdlpx là công suất biểu kiến

m là hệ số tự chọn ơÛ đây ta chọn hệ sốtự chọn là m=10(KWA/m2)

1 Xác định tâm phụ tải và vòng tròn phụ tải nhóm 1:

 Xác định tâm phụ tải :

 Xác định vòng tròn phụ tải:

Vậy ta đặt tủ động lực nằm ở trong vòng tròn cótâm là (X1=10,19;Y1=9,79) và bán kính là R=1,61(m)

2 Xác định tâm phụ tải và vòng tròn phụ tải cho nhóm 2:

 Xác định tâm phụ tải:

 Xác định vòng tròn phụ tải:

Vậy ta đặt tủ động lực nằm ở trong vòng tròn cótâm là (X2=31,31;Y2=5,347) và có bán kính là R2= 1,5(m)

2 Xác định tâm phụ tải và vòng tròn phụ tải cho nhóm 3:

 Xác định tâm phụ tải:

 Xác định vòng tròn phụ tải:

Vậy ta đặt tủ động lực nằm ở trong vòng tròn cótâm là (X3=40,02;Y3=12,84) và có bán kính là R3=1,46(m)

3 Xác định tâm phụ tải và vòng tròn phụ tải cho toàn phân xưởng :

 Xác định tâm phụ tải cho toàn phân xưởng:

 Xác định vòng tròn phụ tải cho toàn phân xưởng:

Vậy ta đặt tủ phân phối nằm ở trong vòng tròncó tâm có toạ độ là (X=26,88;Y=9,42) và có bán kínhlà R=2,75(m)

Xác định vị trí đặt tủ động lực cho từng

nhóm máy:

- Tủ đặt gần tâm phụ tải

- Thuận lợi cho quan sát toàn nhóm hay toàn phânxưởng

- Không gây cản trở lối đi

- Gần cửa ra vào

- Thông gió tốt

CHƯƠNG II TRẠM BIẾN ÁP

I Chọn số lượng và công suất của trạm biến

áp

1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp:

Vị trí đặt trạm biến áp được xác định dựa trên cácđiều kiện sau:

- An toàn liên tục cung cấp điện

- Gần tâm phụ tải, thuận tiện lưới điện quốc gia

- Đặt nơi thông thoáng

- Nơi có nền đất tốt

- Không cản trở lối đi, thuận tiện cho việc vận hànhvà sửa chữa

- Đàm bào an toàn không cháy nổ

- Tiết kiệm chi phí đầu tư và sửa chữa

Thông thường thì việc lắp đặt trạm không ở đúng vị trítâm phụ tải mà ta tính toán trên bản vẽ Do vẫy nóphù thuộc vào điều kiện thực tế mà ta chọn sao cho hợplý

Để đặt trạm ở vị trí phù hợp với các ưu điểm trên tanên đặt trạm cách phân xưởng 15m gần phía lưới điệnquốc gia và tủ phân phối chính sao cho đảm bảo antoàn và đảm bảo điện áp cho phân xưởng

2 Chọn số lượng

Chọn số lượng máy biến áp phụ thuộc vào nhiềuyếu tố như: yêu cầu về liên tục cung cấp điện đến hệphụ tải, yêu cầu lựa chọn dung lượng cho hợp lý, yêucầu vế kinh tế khi vận hành trạm biến áp Đối với hệphụ tải loại một thường chọn 2 máy trở lên Đối vớihệ phụ tải loại 2, số lượng máy biến áp được chọn phụthuộc vào việc so sánh các hiệu quả về kinh tế và kỹthuật

Do phụ tải của ta là loại 2 và khi mất điện khôngảnh hưởng nhiều đến kinh tế và kỹ thuật nên ta chọnmột máy biến áp

3 Xác công suất của máy biến áp.

Để chọn công suất máy biến áp ta dựa công thứcsau đây:

0,6SMBA ≤ SPX ≤ 0,9SMBA

mà ta có Spx = 237,53 KVA

Vậy ta chọn máy biến áp ba pha 2 dây quấn do Việt Namchế tạo (THIBIDI) với các thông số kỹ thuật như sau:(Trang 59 sách hướng dẫn đồ án cung cấp điện của ĐHBách Khoa)

Điện áp 15KV, 22KV± 2 2,5%/0,4KV Tổ đấu dâyCông suất định mức 320 KVA

Dòng điện định mức: I1: 8,4A (22KV), 12,3A (15KV)

I2:461,9A (o,4KV)Các thông số khác:

II Đo lường và kiểm tra trong trạm.

1 Nguyên tắc chung.

Thiết bị đo lường và kiểm tra trong trạm nhằm mụcđích sau:

- Đo lường các đại lượng điện (V, I, P,Q, A)

- Giám sát tình trạng vận hành thiết bị và phánđoán trạng thái vận hành trạm

Các yêu cầu cần đạt được là:

- Các thiết bị đo lường và kiểm tra phải đạt độ chínhxác và tin cậy cần thiết

- Các thiết bị đo lường và kiểm tra cần đặt ở vị tríquan sát

- Số thiết bị đo lường cần đặt ít nhất nhưng đảmbảo theo dõi vận hành tốt

2 Đo lường và kiểm tra trong trạm.

Ở đây ta gắn cơ cấu đo lường ở phía trung áp vì thếnó có thể đo luôn sự tổn thất điện áp trong máybiến áp và tải tiêu thụ thông qua 2 cuộn dòng vàcuộn áp là CT và VT

Sơ đồ trạm biến áp

CHƯƠNG III CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY

I.ĐẶT VẤN ĐỀ :

Việc lựa chọn phương án đi dây cho phân xưởng làmột vấn đề quan trọng.Nó ảnh hưởng trực tiếp đếnvận hành, khai thác và phát huy hiệu quả của hệthống cung cấp điện

Do đó một phương án hợp lý nhất là phải đảmbảo kinh tế và kỹ thuật đảm bảo cấp điện liên tục,thuận tiện trong vận hành, lắp rắp và sửa chữa vàchú ý đến sự phát triển lưới điện trong tương lai

II VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY:

Do phân xưởng là xưởng sửa chữa cơ khí vì vậy đểcho thuận tiện trong việc đi lại và vận chuyển thì toànbộ dây và cáp đến các động cơ đều được đi ngầmtrong đất

Cáp được chôn ngầm dưới đất có những ưu vànhược điểm sau:

* Ưu điểm: giảm công suất điện, tổn thất điện,ảnh hưởng đến vận hành và tạo ra vẻ thẩm mỹ

* Nhược điểm : giá thành cao, rẽ nhánh gặp nhiềukhó khăn, khi xảy ra hư hỏng khó phát hiện

Để cấp điện cho động cơ trong phân xưởng dự địnhđặt một tủ phân phối từ trạm biến áp về và cấp chohai tủ động lực cùng một tủ chiếu sáng rải rác cạnhtường phân xưởng và mỗi tủ động lực được cấp chomột nhóm phụ tải

 Từ tủ phân phối đến các tủ động lực thườngdùng phương án đi hình tia

 Từ tủ động lực đến các thiết bị thường dùng

sơ đồ hình tia cho các thiết bị công suất lớn và

sơ đồ phân nhánh cho các thiết bị công suấtnhỏ

 Các nhánh đi từ tủ phân phối không nên quánhiều (n<10) và tải của các nhánh có côngsuất gần bằng nhau

 Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý dếndòng định mức của các CB chuẩn(6,10,20,32,63,125,200,315A)

 Đối với phụ tải loại một chỉ được sử dụng sơđồ hình tia

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CẤP ĐIỆN

XƯỞNG

6 6 6 6

5 5 5 5 7 7 7 7

1 1 1 1

0 10 10 10

9 9 9 9

3 3

3 3

1 11 11 11

5000m m

TPP

TCS TBA

CHƯƠNG IV CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ BẢO VỆ

I ĐẶT VẤN ĐỀ:

Trong điều kiện vận hành các dây dẫn và khí cụ điện

có thể được chọn ở chế độ sau:

 Chế độ làm việc lâu dài

 Chế độ quá tải

 Chế độ ngắn mạch

Để đảm bảo cho các thiết bị không bị hư hỏng khicó sự cố xảy ra thì các khí cụ bảo vệ phải tác độngnhanh khi có sự cố ngắn mạch hay quá tải, còn đối vớidây dẫn thì phải đảm bảo về điều kiện cơ khí và phátnóng cho phép cũng như tổn thất điện áp trên đườngdây

Ngoài ra việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị bảovệ phải đảm bảo về kinh tế và kỹ thuật

II TÍNH CHỌN DÂY DẪN CHO MẠNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC PHÂN XƯỞNG:

Trước tiên ta tính toán ngắn mạch:

Trong trường hợp 1 MBA ta có thể bỏ qua tổng trở củahệ thống lưới trung thế:

Dây dẫn và cáp hạ áp cho phân xưởng được chọntheo điều kiện phát nóng cho phép và kiểm tra theođiều kiện tổn thất điện áp

Vì khoảng cách từ tủ phân phối đến tủ động lựccũng như từ tủ động lực đến từng thiết bị là ngắn,nếu như thời gian làm việc của các máy ít thì việc lựachọn theo dòng phát nóng sẽ đảm bảo về chỉ tiêu kỹthuật cũng như ít lãng phí về kim loại màu

Dây dẫn và cáp được chọn theo điều kiện phátnóng như sau :

Trong đó k1: Hệ số kể đến môi trường đặt cáp

k2: Hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặtcùng một rãnh.

Icp(A ) : Dòng điện làm việc lâu dài cho phépcủa cáp hoặc dây

dẫn

Ilvmax(A): Dòng điện làm việc lớn nhất

Đối với dây dẫn cung cấp cho từng máy riêng lẽ,dòng Ilvmax lấy theo Iđm của động cơ, nếu mà cáp cungcấp cho từng nhóm thì Ilvmax được tính theo Itt của từngnhóm.Ở đây do cáp nguồn đặt trong rãnh cáp theotuyến nên ta chọn K2 = 1

Nhiệt độ môi trường xung quanh là 300c so với nhiệtđộ của môi trường là 250c nên ta chọn K1 = 0,95

1 Chọn cáp từ trạm biến áp đến tủ phân phối của phân xưởng :

Dòng điện làm việc của toàn phân xuởng là:

Vậy ta chọn cáp đồng một lõi nhiều sợi xoắn cócách điện nhựa PVC có tiết diện CV240(mm2) với dòngđiện cho phép là 426(A).trang 47 sách hướng dẫn đồ áncung cấp điện của ĐH Bách Khoa

2 Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực của phân xưởng:

a Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của nhóm một:

Dòng điện tính toán hay dòng điện làm việc củanhóm một là :

Vậy ta chọn cáp đồng một lõi nhiều sợi xoắn cócách điện nhựa PVC có tiết diện CV(mm2) với dòng điệncho phép là 164(A).

b Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của nhóm hai:

Dòng điện tính toán hay dòng làm việc của nhómhai là:

Vậy ta chọn cáp đồng một lõi nhiều sợi xoắn cócách điện nhựa PVC có tiết diện CV38(mm2) với dòngđiện cho phép là 164(A)

c Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của nhóm ba:

Dòng điện tính toán hay dòng làm việc của nhóm balà:

Vậy ta chọn cáp đồng một lõi nhiều sợi xoắn cócách điện nhựa PVC có tiết diện CV38 (mm2) với dòngđiện cho phép là 164(A)

3 Chọn cáp từ tủ động lực đến động cơ:

 Tất cả các loại cáp đều đặt trong rãnh cáp theotừng tuyến nên K2 = 1

 Hệ số hiệu chỉnh với nhiệt độ môi trường xungquanh là 300c so với nhiệt độ chuẩn là 250c nên tachọn K1 = 0,95

 Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phépđược tính cho động cơ có công suất lớn nhất vớichiều dài xa nhất so với các nhánh còn lại

 Vì các nhánh còn lại có dòng làm việc khôngnhỏ quá so với nhánh có dòng lớn nhất nên tachọn cáp cùng một tiết diện để đảm bảo choviệc sửa chữa được thuận tiện.

a Chọn cáp cho các động cơ trong nhóm một:

Chia ra thành 4 nhóm:

-Hai máy số8 với Pđm=24(Kw)

-Một máy 1, hai máy 2 và một máy số 3 vớiPđm=20(Kw)

-Hai máy 1 và một máy 4 với Pđm= 22(Kw)

-Một máy 1 và một máy 4 với công Pđm= 23 (Kw)Chọn nhánh từ tủ động lực đến máy số 8 ( có haimáy ) với công suất tổng là

Pđm = 24(KW)

Dòng điện làm việc :

Vậy ta chọn cáp đồng một lõi nhiều sợi xoắn cócách điện nhựa PVC có tiết diện CV8 (mm2) với dòngđiện cho phép là 55(A)

Ba nhóm máy còn lại ta cũng chọn cáp trên vì côngsuất 3 nhóm này nhỏ hơn

b Chọn cáp cho các động cơ trong nhóm hai:

Chia ra thành 4 nhóm :

-Một máy 5 và một máy 7 với Pđm=21(Kw)

- Một máy 5 và một máy 7 với Pđm=21(Kw)

-Một máy 6 và một máy 10 với Pđm=23 (Kw)

-Một máy 10 và một máy 12 với Pđm=15(Kw)

Chọn nhánh từ tủ động lực đến máy số 6và 10(gồm 2 máy ) với công suất tổng là Pđm = 12 +11 =23(KW) Dòng điện làm việc là:

Vậy ta chọn cáp đồng một lõi nhiều sợi xoắn cócách điện nhựa PVC có tiết diện CV38 (mm2) với dòngđiện cho phép là 55(A).

Ba nhóm máy còn lại ta cũng chọn cáp trên vì côngsuất 3 nhóm này nhỏ hơn

c Chọn cáp cho các động cơ trong nhóm ba:

Chia làm 4 nhóm:

- Một 2 máy số 8 với Pđm=24(Kw)

-Hai máy 1 và hai máy 2 với Pđm=20(Kw)

- Một máy 4 và một máy 9 với Pđm=19(Kw)

-Một máy 11 và một máy 7 với Pđm=23 (Kw)

Chọn nhánh từ tủ động lực đến máy số 8 ( có haithiết bị) với công suất tổng là

Pđm = 12 + 12 = 24 (KW)

Dòng điện làm việc :

Vậy ta chọn cáp đồng một lõi nhiều sợi xoắn cócách điện nhựa PVC có tiết diện CV8 (mm2) với dòngđiện cho phép là 55(A)

III KIỂM TRA TỔN THẤT ĐIỆN ÁP:

Sau khi chọn tiết diện dây xong thì ta kiểm tra tổnthất điện áp cho phân xưởng đối với mạng hạ áp thìtổn thất điện áp cho phép là

Hay

Tổn thất điện áp được xác định theo điều kiện lànhánh có chiều dài xa nhất và có công suất lớnnhất.

Sau khi tính toán không thoả thì phải nâng tiết diệndây lên

1 Kiểm tra tổn thất điện áp từ tủ phân phối đến tủ động lực :

Ta nhận thấy tủ động lực thứ 3 đến tủ phân phốicó chiều dài xa nhất Với loại cáp đồng một lõi nhiềusợi xoắn có cách điện nhựa PVC có tiết diện CV38(mm2)với dòng điện cho phép là 164(A)

Tra bảng 2-36 trang 645 sách cung cấp điện cảu thầyNguyễn Xuân Phú ta có :

Tra bảng 2-36 trang 645 sách cung cấp điện của thầyNguyễn Xuân Phú ta có :

Mà

Và

Tra bảng 2-36 trang 645 sách cung cấp điện của thầyNguyễn Xuân Phú ta có

Mà

Và

c Kiểm tra tổn thất điện áp tử tủ động lực 3 đến các đôäng cơ nhóm ba:

Ta nhận thấy tủ động lực 3 đến động cơ số 1và 11có chiều dài xa nhất và công suất lớn nhất

Với loại cáp đồng nhiều sợi xoắn, 4 ruột có cáchđiện nhựa PVC có tiết diện CVV48 vối dòng điện chophép là 43(A)

Tra bảng 2-36 trang 645 sách cung cấp điện của thầyNguyễn Xuân Phú ta có

Mà

Và

IV TÍNH CHỌN CB BẢO VỆ CHO PHÂN XƯỞNG:

CB là thiết bị đóng cắt duy nhất cho phép (trừ daocách ly) thỏa mãn đồng thời các chức năng cơ bảncủa một hệ thống điện hơn nửa nó còn đảm bảo mộtsố chức năng khác nhờ các linh kiện hỗ trợ như báohiệu, bảo vệ điện áp thấp, điều khiển xa những thuộctính này làm cho CB trở thành thiết bị cơ bản của tấtcả các lưới điện hạ áp

* CB có các chức năng như sau :

- Bảo vệ:

 Quá tải

 Ngắn mạch

 Các chức năng khác

- Điều khiển: Cắt ngừng khẩn cấp

- Điều khiển từ xa:Với điều khiển điện và thiết bịngắt mạch điều khiển từ xa

- Đo lường, chỉ thị

* Điều kiện của CB cho phân xưởng: