Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện pham hai long

SVTH: Phạm Hải Long 1 PHẦN I: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY GẠCH VĨNH THẮNG Xã Kim Sơn-Huyện Đông Triều-Tỉnh Quảng Ninh - Chương I: Giới thiệu chug về nhà máy - Chương II: Xác đị

SVTH: Phạm Hải Long 1

PHẦN I: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ

MÁY GẠCH VĨNH THẮNG (Xã Kim Sơn-Huyện Đông Triều-Tỉnh Quảng Ninh)

- Chương I: Giới thiệu chug về nhà máy

- Chương II: Xác định phụ tải nhà máy

- Chương III: Chọn phương án cấp điện và chọn máy biến áp

- Chương IV: Tính toán thiết kế chọn dây

- Chương V: Tính toán ngắn mạch và chọn thiết bị

- Chương VI: Tính toán chế độ làm việc

- Chương VII: Tính toán nối đất

SVTH: Phạm Hải Long 2

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

1.1 Giới thiệu chung về nhà máy

1.1.1 Loại ngành nghề

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng được nâng cao nhanh chóng Các công trình xây dựng trong công nghiệp cũng như dân sinh luôn được yêu cầu cao về mặt thNm mỹ và vẫn đảm bảo được các về độ bền cơ học

Cụ thể với đồ án em đang thực hiện thì Công ty trách nhiệm hữu hạn Vĩnh Thắng là một công ty sản xuất gạch men với quy trình công nghệ hiện đại, dây chuyền sản xuất gạch là tự động với các máy móc sử dụng điện hoàn toàn bằng điện từ lò nung, dây chuyền tráng men đến cho khi hoàn thành sản phNm Sản phNm của công ty phục vụ cho các công trình xây dựng công nghiệp đến các các hộ sinh hoạt

1.1.2 Quy mô của nhà máy

Toàn nhà máy có diện tích khoảng 162.000m2 Trong đó có 2 khu sản xuất chính Ngoài ra còn các khu vực khác như khu nhà kho chứa hàng, khu hành chính của công ty, khu nhà ăn…

Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy

SVTH: Phạm Hải Long 3

Các số liệu thiết kế cung cấp điện cho nhà máy

(m 2 )

P dl

Yêu cầu mức độ tin cậy cung cấp

điện

2 Phân xưởng sản xuất gạch

Bảng 1.1 Số liệu thiết kế của nhà máy

- Hiện tại nhà máy có 2 phân xưởng sản xuất:

• Phân xưởng sản xuất gạch men cao cấp (loại gạch 40 x 40cm).Trong phân xưởng này có 2 dây chuyền sản xuất gạch men giống nhau

• Phân xưởng sản xuất gạch men loại 2 (loại gạch 30 x 30 cm).Trong phân xưởng này có 1 dây chuyền sản xuất gạch men loại 2

- Công nghệ sản xuất của 2 phân xưởng :

• Nguyên vật liệu qua cân đo: Đất, cát, đá bi, nước đã được trộn đều được đưa vào máy ép dể trở thành các hạt nhuyễn và sau đó được chuyển đến lò sấy 5 tầng

• Tại lò sấy, nguyên liệu được sấy phun và được hình thành lên khuôn gạch

• Lò nung men: Lò nung này giúp tạo lớp men đẹp cho sản phNm

• Sau khi ra khỏi lò nung 2 gạch đã thành sản phNm và đưa ra phân loại chất lượng

SVTH: Phạm Hải Long 4

Hình 1.2: Sơ đồ quy trình dây chuyền sản xuất gạch men

SVTH: Phạm Hải Long 5

Dưới đây là bảng số liệu nhóm thiết bị trong 2 phân xưởng sản xuất:

Bảng 1.2 Thiết bị trong phân xưởng sản xuất gạch men cao cấp

Bảng 1.3 Thiết bị trong phân xưởng sản xuất gạch men loại 2

1.1.3 Phụ tải điện của nhà máy

a.Các đặc điểm của phụ tải điện

Các thiết bị của nhà máy đều được sử dụng điện áp cấp 0,4kV và được chia làm

SVTH: Phạm Hải Long 6

- Phụ tải chiếu sáng

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

để đảm bảo ánh sang trong sản xuất Điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị với

độ lệch điện áp cho phép: ∆U cp = ± 5%Udm ( Theo quy phạm trang bị điện I.2.39)

b Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp

Các yêu cầu về cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết bị cũng như các phân xưởng trong xí nghiệp Vì vậy khi thiết kế cung cấp điện phải thỏa mãn 2 điều kiện sau:

- Công suất định mức của toàn nhà máy

- Điện áp 1 pha 220V cung cấp cho các thiết bị chiếu sáng với tần số 50H z

Về yêu cầu cung cấp điện:

Hầu hết các phụ tải trong nhà máy đều thuộc hộ tiêu thụ điện loại II, do đó tuy

có tầm quan trong tương đối lớn nhưng khi ngừng cung cấp điện nó chỉ dẫn đến thiệt hại về kinh tế do hư hỏng sản phNm, ngưng trệ sản xuất và lãng phí lao động… Vì vậy, nhà máy chỉ cần cung cấp bằng 1 nguồn điện, và 1 nguồn dự phòng với công suất đặt từ trên lưới nhỏ hơn khoảng thời gian nhất định

1.2 Liên kết điện trong khu vực

Hệ thống điện xung quanh nhà máy bao gồm

• 2 lộ đường dây 35kV trên không

XT 371 từ Đông Triều đi Gia Mỗ

XT376 từ Đông Triều đi Mạo Khê

• 1 lộ 110kV 172A5.3- 173E5.9 từ Uông Bí đi Tràng Bạch cách nhà máy 3.5km

• Các lộ đều có khả năng mang tải thêm 7MVA

SVTH: Phạm Hải Long 7

Hình 1.3: Sơ đồ liên kết điện trong khu vực

SVTH: Phạm Hải Long 8

CHƯƠNG II XÁC ĐNNH PHỤ TẢI NHÀ MÁY Khi thiết kế cung cấp điện cho 1 công trình thì nhiệm vụ đầu tiên của người thiết kế là phải xác định được nhu cầu điện của phụ tải công trình đó (hay là công suất đặt của nhà máy…)

Tùy theo quy mô của công trình ( hay nhà máy) mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển trong tương lai Cụ thể là muốn xác định phụ tải điện cho một xí nghiệp, nhà máy thì chủ yếu dựa vào các máy móc thực tế đặt trong các phân xưởng và xét tới khả năng phát triển của cả nhà máy trong tương lai (đối với xí nghiệp nhà máy công nghiệp thì chủ yếu là tương lai gần) còn đối với công trình có quy mô lớn (như thành phố, khu dân cư…) thì phụ tải phải kể đến tương lai xa Như vậy, việc xác định nhu cầu điện là giải bài toán phụ tải ngắn hạn (đối với các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp) còn dự báo phụ tải dài hạn (đối với thành phố, khu vực…) Nhưng ở đây ta chỉ xét đến dự báo phụ tải ngắn hạn vì nó liên quan trực tiếp đến công việc thiết kế cung cấp điện

Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công trình đi vào sử dụng Phụ tải này thường được gọi là phụ tải tính toán Người thiết kế cần phải biết phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện như : máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng, cắt, bảo vệ… để tính các tổn thất công suất, tổn thất điện áp, để lựa chọn các thiết bị bù… Chính vì vậy, phụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện

Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và số lượng các thiết bị điện, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ của mỗi nhà máy, xí nghiệp, trình độ vận hành của công nhân v.v…Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng lại rất quan trọng Bởi vì nếu phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, có khả năng dẫn đến cháy nổ rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, gây lãng phí và không kinh tế

SVTH: Phạm Hải Long 9

2.1 Xác định phụ tải động lực tính toán cho nhà máy

Hiện nay, có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán những phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện thường kết quả không chính xác ngược lại, nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính phức tạp vì vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích hợp, sau đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng nhất

Ở đây ta xác định phụ tải động lực nhà máy theo hệ số đồng thời Ta chia phụ tải động lực nhà máy thành 3 nhóm phụ tải:

• Nhóm 1: Nhóm phụ tải quan trọng loại 1

- Phân xưởng gạch men cao cấp –vị trí 2

• Nhóm 2: Nhóm phụ tải quan trọng loại 2

- Phân xưởng gạch men loại 2 –vị trí 5

• Nhóm 3: Nhóm phụ tải không quan trọng

- Kho nhiên liệu – vị trí 1

2.1.1 Phân xưởng sản xuất gạch men cao cấp(nhóm 1)

Trong phân xưởng có 2 dây chuyền sản xuất gạch men cao cấp với số liệu tính toán như sau:

SVTH: Phạm Hải Long 10

Q tt (kW)

11 Máy nghiền men 1 120 0,66 136,59 181,82 11 15

12 Máy nghiền men 2 120 0,66 136,59 181,82 3 20

13 Máy nghiền men 3 120 0,66 136,59 181,82 11 40

14 Máy nghiền men 4 120 0,66 136,59 181,82 3 45

X P X

P

80411, 252531,5

Y P Y

P

Để dễ dàng tính toán và mỹ quan ta chọn: X1=50 Y1=30

Phụ tải tổng hợp của nhóm 1 được xác đinh theo hệ số đồng thời

Ở đây m = 20>10 nên ta lấy kdt =0,7

20

1

S tt (kVA)

X (m)

Y (m)

6 Máy nghiền men 1 100 0,66 136,59 181,82 5 18

7 Máy nghiền men 2 100 0,66 136,59 181,82 10 18

9 Hế thống motor đầu lò 13,75 0,79 10,76 19,14 42 16

10 Hệ thống quạt lò 22 0,65 25,72 33,85 30 18

Bảng 2.2 Số liệu tính toán trong phân xưởng gạch men loại 2

Hệ số công suất toàn phân xưởng là:

10

1 9 i 1

P

Để dễ dàng tính toán và mỹ quan ta chọn : X1=42 Y1=18

Phụ tải tổng hợp của nhóm 2 được xác đinh theo hệ số đồng thời

Y (m0

1 Khu nguyên liệu 1750 80 0,67 75,34 101,49 26 160

Bảng 2.3 Số liệu phụ tải động lực tính toán toàn nhà máy

Hệ số công suất toàn phân xưởng là:

9

1 9 i 1

P cos

549, 6

790 P

i i

X P X

P

100450790

Y P Y

P

Để dễ dàng tính toán và mỹ quan ta chọn : X1=157 Y1=127

Phụ tải tổng hợp nhóm 3 được xác đinh theo hệ số đồng thời

2.2 Tính toán chiếu sáng cho nhà máy

2.2.1 Các yêu cầu của thiết kế chiếu sáng

Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

• Phải tạo ra được ánh sáng gần giống với ánh sáng ban ngày

Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung (chiếu sáng cho toàn nhà máy), chiếu sáng cục bộ (chiếu sáng cho các thiết bị) và chiếu sáng kết hợp (kết hợp giữa cục bộ và chung) Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp

Các phân xưởng cần độ chính xác cao, yêu cầu độ chiếu sáng tin cậy ta sử dụng đèn sợi đốt

SVTH: Phạm Hải Long 16

Bố trí đèn: Thường được bố trí theo các góc của hình thoi hoặc hình chữ nhật,

các hàng phải cách đều nhau, không được quá thưa hoặc quá dày

- Ở phương pháp tính toán sơ bộ ta có thể dùng phương pháp tính toán gần đúng

theo các bước sau:

• Lấy 1 suất chiếu sáng Po (W/m2) phù hợp

• Xác định công suất tổng cần cấp cho khu vực diên tích S( m2)

Pcs = Po S (kW)

• Xác định số lượng bóng đèn: Chọn công suất 1 bóng đèn Pd , từ đây ta có

thể xác định số lượng bóng đèn

cs d

PnP

=

• Bố trí đèn trong khu vực

b Tính toán theo phương pháp hệ số sử dụng ( độ rọi yêu cầu)

Phương pháp này là phương pháp tính toán thông thường Dựa trên độ rọi yêu

cầu để tính số bóng đèn phù hợp

Ở phương pháp này ta cần tính toán theo các bước sau

- Xác định chiều cao tính toán H =h - h1 - h2

• h2: Chiều cao mặt bằng làm việc

• H: Chiều cao tính toán

- Xác định hệ số không gian của phân xưởng kích thước a x b

kg

a bk

• Eyc: Độ rọi yêu cầu

• S : diện tích phân xưởng

• kdt: hệ số dữ trữ

• η: hiệu suất của đèn

• kld: hệ số lợi dụng quang thông của đèn

c Sử dụng phần mềm chiếu sáng Dialux 4.11

Giới thiệu chung:

Dialux là phần mềm thiết kế chiếu sáng chuyên nghiệp được sử dụng rộng rãi trong ngành kỹ thuật Phần mềm này cho phép người dùng hoạch định chiếu sáng 1 cách nhân tạo với nhiều cách tính toán khác nhau

SVTH: Phạm Hải Long 18

Thông số đầu vào của Dialux

• Kích thước hình dạng của căn phòng…

• Hệ số phản xạ màu sắc của nền, tường, trần…

• Môi trường tính toán khu vực sạch hay nhiều bụi…

• Độ cao treo đèn, độ cao làm việc

• Vị trí bố trí các thiết bị trong phòng, phân xưởng

• Lựa chọn bóng đèn trong thư viện mà nhà sản xuất hỗ trợ Dialux

• Lựa chọn kiểu treo đèn ( 1 dãy, nhiều dãy, tròn, xole…)

Các giá trị xuất ra của Dialux

• Bảng báo cáo về độ rọi

• Cường độ sáng, Biểu đồ phân bố độ rọi

• Đường đẳng rọi, ảnh 3D mô phỏng

2.2.4 Tính toán chiếu sáng cụ thể cho từng phân xưởng

Ta sử dụng Dialux để thiết kế chiếu sáng

a Phân xưởng sản xuất sản xuất gạch men cao cấp ( vị trí 2 trên sơ đồ)

Diện tích: S = 5225 m2 có kích thước: Dài : 95 m

Rộng: 55 m

Cao: 12 m

Hình 2.2: Ảnh 3D diện tích của phân xưởng sản xuất gạch men cao cấp

SVTH: Phạm Hải Long 20

Toàn phân xưởng tính toán sử dụng 600 bộ đèn Philips TMS022 2x TL-D36W HFS thành 24 hàng và 25 cột trong đó khoảng cách cụ thể là:

Tổng công suất chiếu sáng Pcs =43,2kW

b Khu nhiên liệu

Diện tích: S = 1753 m2 có kích thước: Dài: 50m

Rộng: 35m Cao: 8 m

• Độ rọi yêu cầu 200 lux

• Hệ số suy giảm ánh sáng: 0,67 ( tương ứng với môi trường phòng sạch

SVTH: Phạm Hải Long 22

Hình 2.5 Hình 3D diện tích của kho chứa hàng

• Độ rọi yêu cầu 200 lux

• Hệ số suy giảm ánh sáng: 0,67 ( tương ứng với môi trường phòng sạch

Tổng công suất chiếu sáng Pcs =24,4 kW

d Tính toán phòng giám đốc trong khu hành chính (Trong khu hành chính )

Tính toán chiếu sáng trong phòng giám đốc phải vừa đảm bảo chất lượng ánh sáng và vừa phải đảm bảo tính thNm mỹ cho gian phòng

Diện tích: S = 36 m2 có kích thước: Dài: 6m

Rộng: 6m

Cao: 4 m

SVTH: Phạm Hải Long 24

Hình 2 7 Hình 3D diện tích của Phòng giám đốc

Độ rọi yêu cầu 350 lux

Hệ số suy giảm ánh sáng: 0,8 ( tương ứng với môi trường phòng luôn sạch sẽ )

Hệ số phản xạ của Trần:Tường:Nền =0,8 : 0,5 : 0,3

Hình 2.8 Hình vẽ mô tả đường đẳng rọi của phân xưởng

SVTH: Phạm Hải Long 25

Thông số đèn chọn

Toàn phân xưởng tính toán sử dụng 6 bộ đèn Philips TMS022 2x TL-D36W HFS thành 3 hàng và 2 cột trong đó khoảng cách cụ thể là:

Tổng công suất chiếu sáng Pcs =0,43 kW

Tương tự ta có bảng số liệu tính toán cho các phân xưởng khác trong nhà máy

E yc (lux)

Số lượng (n)

P

Q (kVAr)

1 Khu nguyên liệu 1750 xTL-D36W HFSPhilips TMS022 200 132 9,5 0,9 4,6

SVTH: Phạm Hải Long 26

e.Tính toán chiếu sáng ngoài trời

Hình 2.9 Hình 3D Tổng diện tích toàn nhà máy Nhà máy có 2 sân làm việc chính

Sân kho lấy hàng S = 2500m2

Sân trước phân xưởng sản xuất gạch men S= 2000m2 Eyc = 40lux

Tổng chiều dài đường đi lại trong nhà máy L = 1200 m Eyc = 20 lux

2.3 Tính toán thông thoáng cho các khu vực

Trong các phân xưởng của nhà máy cần phải có hệ thống thông thoáng làm mát cho nhằm giảm nhiệt độ trong phân xưởng do trong quá trình sản xuất các thiết bị động lực, chiếu sáng và nhiệt độ cơ thể người tỏa ra sẽ gây tăng nhiệt độ phòng, nếu không được trang bị hệ thống thông thoáng làm mát sẽ gây ảnh hưởng đến năng suất

SVTH: Phạm Hải Long 27

lao động,sản phNm,trang thiết bị,ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân làm việc trong phân xưởng.Trong các kho hàng, kho nhiên liệu ta xử dụng hệ thống quạt thông gió nhằm giữ sản phNm không bị Nm ướt tránh gây hư hỏng sản phNm và luôn trong điều kiện tốt nhất để đưa vào sử dụng.Trong khu hành chính ta sử dụng quạt trần và điều hòa tùy thuộc vào mục đích sử dụng của từng phòng ban

Dựa vào yêu cầu nhà máy ta chọn:

Diện tích (m 2 )

Thiết bị

Công suất (W)

Số lượng (n)

3 Kho chứa hàng 5100 Quạt thông gió 550 30 0,9 16.5

4 Trạm than 960 Quạt thông gió 550 10 0,9 5.5

5

Phân xưởng sản xuất

gạch men loại 2 (loại

7 Khu hành chính 360 Điều hòa 3500 7 0,9 24.5

8 Phòng thí nghiệm 600

Quạt thông gió 550 5 0,9 2.75

9 Khu xử lý chất thải 800 Quạt thông gió 550 4 0,9 2.2

Bảng 2.6 Tính toán thông thoáng cho các phân xưởng Vậy tổng công suất thông thoáng và làm mát là:

Plm = 119 (kW)

Do phụ tải động lực so với 2 phụ tải còn lại có công suất lớn hơn rất nhiều nên

ta có thể coi các phụ tải có hệ số đồng thời là 1

Vậy công suất toàn nhà máy là:

P i

QΣ= P.tgϕ=3325,62 1,149= 3821,14(kVAr) Phụ tải của toàn nhà máy là

S = 3325,62+ j3821,14 (kVA) => S= 5065,65(MVA)

2.5 Tính toán bù công suất để nâng hệ số công suất lên giá trị 0.9

Hệ số công suất cosφ là một chỉ tiêu để đánh giá í nghiệp dùng điện có hợp lý

và tiết kiệm hay không Do đó Nhà nước đã ban hành các chính sách để khuyến khích các xí nghiệp phấn đấu nâng cao hệ số công suất cosφ Hệ số công suất cosφ của các xí nghiệp nước ta hiện nay nói chung còn thấp(khoảng 0,6-0,7), chúng ta cần phấn đấu nâng cao dần lên (đến trên 0,9)

SVTH: Phạm Hải Long 29

Hệ số công suất cosφ được nâng lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau đây:

• Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện

• Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện

• Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp

Ngoài ra, việc nâng cao hệ số công suất cosφ còn đưa đến hiệu quả là giảm được chi phí kim loại màu, góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của máy phát điện v.v…

Vì những lý do trên mà việc nâng cao hệ số công suất cosφ, bù công suất phản kháng đã trở thành vấn đề quan trọng, cần phải được quan tâm đúng mức trong khi thiết kế cũng như khi vận hành hệ thống cung cấp điện

Biện pháp nâng cao hệ số công suất:

- Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên: là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như:

• Thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế

độ hợp lý nhất

• Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ có công suất nhỏ hơn

• Giảm điện áp của những động cơ làm việc non tải

• Hạn chế động cơ chạy không tải

• Dùng động cơ đồng bộ thay thế động cơ không đồng bộ

• Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ

• Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp có dung lượng nhỏ hơn

- Nâng cao hệ số công suất cosϕ bằng biện pháp bù công suất phản kháng: Bằng cách đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng cho chúng, nhờ vậy sẽ giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây do đó nâng cao được hệ số cosφ của mạng.Dựa trên từng hộ phụ tải mà ta có thể tính toán chọn thiết bị bù cho phù hợp với sử dụng

Các loại thiết bị bù:

+ Tụ điện:

SVTH: Phạm Hải Long 30

Ưu điểm:

• Suất tổn thất công suất tác dụng bé

• Không có phần quay nên lắp ráp bảo quản dễ dàng

• Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tùy theo sự phát triển của phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng,khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ nhiều vốn đầu tư ngay một lúc

Nhược điểm:

• Nhạy cảm với sự biến động của điện áp đặt lên cực của tụ điện

• Cấu tạo kém chắc chắn, dễ bị phá hỏng khi ngắn mạch, khi điện áp tăng đến 110% Udm thì tụ điện dễ bị chọc thủng, do đó không được phép vận hành

• Khi đóng tụ điện vào mạng trong mạng sẽ có dòng điện xung, còn khi cắt tụ ra khỏi mạng, trên cực của tụ vẫn còn điện áp dư có thể gây nguy hiểm cho nhân viên vận hành

+Máy bù đồng bộ: là một động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ không tải

Ưu điểm:

• Bù công suất phản kháng

• Điều chỉnh điện áp

Nhược điểm:

• có phần quay nên lắp ráp, bảo quản và vận hành khó khăn

- Tính bù công suất cho các nhóm phụ tải động lực

Dung lượng bù được xác định theo công thức

Trong đó:

Ptt - phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy, kW

ϕ1 - góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù

ϕ2 - góc ứng với hệ số công suất cần nâng lên cosϕ2 = 0,9 → tgφ2 = 0,484

Tính toán cho các nhóm phụ tải ta có bảng sau:

Bảng 2.8 Tính toán bù công suất phản kháng

Ta chọn thiết bị bù như sau

Q bù tính toán

Số lượng

Q bù (kVAr)

1 Khu nguyên liệu 1372,84 tủ bù FRACO 4J500

QΣ= P tgϕ=3325,62 0,484= 1610,67(kVAr) Phụ tải của toàn nhà máy là

S = 3325,62+ j1610,67 (kVA) => S=3695,13 (kVA)

SVTH: Phạm Hải Long 32

2.6.Dự báo phụ tải tính toán của nhà máy trong tương lai

Nhà máy được thiết kế xây dựng với mục đích kinh doanh vì vậy được xếp vào nhóm phụ tải loại 2 Trong nhà máy có 1 phân xưởng chính (nhóm 1) và 1 phân xưởng sản xuất phụ ( nhóm 2) nếu ngưng sản xuất có thể gây thiệt hại kinh tế cho toàn bộ nhà máy

Trong vòng 2 năm tới nhà máy dự kiến đưa vào xây dựng 2 dây chuyền sản xuất mới với tổng công suất đặt dự kiến là: Sdự báo= 1450(kVA)

Vậy tổng công suất nhà máy trong thời gian sắp tới là:

2.7 Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy

2.7.1.Lý thuyết tính toán biểu đồ phụ tải

Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải đặt tại trọng tâm của phụ tải phân xưởng Tính gần đúng ta có thể coi như phụ tải của phân xưởng được phân bố đều theo diện tích của phân xưởng Vì vậy, trọng tâm của phụ tải phân xưởng được coi như tâm hình học của phân xưởng

Vòng tròn phụ tải được chia làm 2 phân chính

• Phần phụ tải động lực là phần hình quạt được gạch chéo

• Phần phụ tải chiếu sáng là phần hình quạt không gạch chéo

Với hệ số tỉ lệ lựa chọn kVA/mm2, m =3

SVTH: Phạm Hải Long 33

Để thực hiện cơ cấu phụ tải trong vòng phụ tải, người ta thường chia vòng tròn phụ tải theo tỉ lệ giữa công suất chiếu sáng và động lực, vì vậy ta có thế tính góc của phần công suất chiếu sáng theo công thức:

tti

csi csi

2.7.2 Tính toán cho các phân xưởng

a Khu nhiên liệu:

Công suất tính toán:

S = P +Q = 89, 5 +29, 94 =94, 38(kVA)Bán kính vòng tròn phụ tải

Q ttpx (kVAr)

S ttpx (kVA)

R

1 Khu nguyên liệu 9,5 89,5 29,94 94,38 3,17 34,54

2 Phân xưởng sản xuất 1 43,2 2662,7 673,00 2746,43 17,07 5,75

Trong đó ta chia phụ tải nhà máy thành 4 nhóm chính gồm:

• Phụ tải quan trọng loại 1

• Phụ tải quan trọng loại 2

• Phụ tải không quan trọng

• Phụ tải dự báo

SVTH: Phạm Hải Long 35

CHƯƠNG III CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP

3.1 Khái niệm chung

Phương án cung cấp điện là phương án thiết kế cung cấp điện từ hệ thống lưới điện trong khu vực đến nhà máy Ở đây ta thiết kế cung cấp điện từ lưới 35kV đến vị trí đặt máy biến áp của nhà máy

Phương án cung cấp điện phải thỏa mãn các điều kiện cơ bản sau:

• Đảm bảo chất lượng điện năng, Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

• Đảm bảo mỹ quan

• Có chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật hợp lý

• Thuận tiện trong thi công lắp đặt, quản lý, vận hành sửa chữa khi gặp sự

cố

3.2 Chọn nguồn cấp điện

Các chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ cung cấp điện Do vậy, ta phải thiết kế sao cho sơ đồ cung cấp điện đảm bảo yêu cầu tin cậy cung cấp điện và yêu cầu về chất lượng điện năng

Căn cứ vào các yêu cầu trên và dựa trên bố trí lưới điện xung quanh nhà máy, ta

đề xuất các phương án cấp điện sau

Phương án 1:

Hình 3.1 Phương án cấp điện thứ nhất

SVTH: Phạm Hải Long 36

Xây dựng một xuất tuyến mới XT 373-35kV từ xuất tuyến 376

Trong đó: Chiều dài đoạn AB = 672m

Chiều dài đoạn BC =5m

Nhận xét:

Khoảng cách từ đường dây 35kV trong 2 trường hợp 1 và 2 đều không lớn (< 1000m) và đều đảm bảo cung cấp đủ công suất cho nhà máy Để thuận tiện cho tính toán, ta sử dụng phương án 2

SVTH: Phạm Hải Long 37

3.2.1.Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp nhà máy

Do nhà máy được đặt trên khu đất rộng ngoài khu công nghiệp, cách xa các khu dân cư khác lên ta chọn đường dây trên không , lộ kép, dây nhôm lõi thép Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy là 327m Ta tính toán chọn dây theo điều kiện dòng cho phép Icp

Tính toán thiết kế đi dây trong nhà máy là tính toán phía hạ áp Vì vậy ta sử dụng phương pháp chọn dây dẫn theo điều kiện dòng phát nóng lâu dài cho phép Icp

Và kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Công thức xác định tiết diện cho phép theo Icp:

• k2: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ tính đến số lượng đặt chung rãnh (Chọn cáp đi riêng nên k =1 Bảng PL28)

• k3: hệ số phụ thuộc vào môi trường lấy k3=0,95 với dây PVC

• Icp: dòng phát nóng cho phép nhà chế tạo cho ứng với từng loại dây ( cáp)

• Itt: dòng điện làm việc lớn nhất qua dây Dòng điện làm việc chạy trong dây:

ttnm max

dm

S I

=

× ×Trong đó:

• n: số mạch đường dây

• Udm: điện áp định mức điện (kV)

• Sttnm: công suất tính toán toàn nhà máy (lấy theo phụ tải dự báo)

Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn:

SVTH: Phạm Hải Long 38

Kiểm tra dây dẫn khi sự cố đứt 1 dây:

Vậy dây dẫn thỏa mãn điều kiện phát nóng khi sự cố

Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp:

Với dây AC50 có khoảng cách trung bình hình học là Dtb=1,94m với các thông

3.3.Đề xuất các phương án cấp điện

3.3.1.Chọn công suất máy biến áp cho nhà máy

Ta chọn máy biến áp theo các điều kiện sau:

Điều kiện bình thường: Tổng công suất của các máy biến áp phải lớn hơn hoặc bằng công suất tính toán tổng

d m B M B A m ax p tq u an tro n g

Trong đó: + ΣSđmB : Tổng công suất các máy biến áp

+ SMBAmax : Công suất lớn nhất của máy biến áp

+ Sptquantrong : Công suất phụ tải quan trọng

3.3.2 Vị trí đặt trạm biến áp của nhà máy

Đối với các nhà máy sản xuất công nghiệp sản xuất theo dây chuyển thì quá trình tọa ra sản phNm phải thông qua các khâu khác nhau và có mối quan hệ với nhau Khi xảy ra một sự cố ở một khâu nào đó do máy móc, do điện áp giảm, do người vận hành… thì quá trình sản xuất có thể bị gián đoạn làm giảm số lượng sản phNm, chất lượng sản phNm kém nhiều phế phNm gây thiệt hại lớn về mặt kinh tế của nhà máy, xí nghiệp Trong các nguyên nhân đó thì nguyên nhân do chất lượng về điện năng mà đặc trưng cho nó là điện áp và tần số có ảnh hưởng rất lớn đến sự làm việc bình thường của các thiết bị điện, đến số lượng cũng như chất lượng sản phNm làm ra

SVTH: Phạm Hải Long 39

Do vậy yêu cầu đặt ra cho đồ án thiết kế điện cho nhà máy phải đảm bảo về mặt

kỹ thuật, bên cạnh đó phải tối ưu về kinh tế, dễ dàng vận hành, thay thế, phát triển thêm phụ tải, tính thNm mỹ cho nhà máy…

Căn cứ vào những yêu cầu và tình hình thực tế ta chọn vị trí đặt trạm biến áp là

I0= (172;107)m làm vị trí đặt cho máy biến áp

3.4.Các phương án chọn máy biến áp

Phụ tải quan trọng loại 1có tổng công suất là: P1=1833,659 (kW)

S1 =1933,1 (kVA) Phụ tải quan trọng loại 2 có tổng công suất là: P2=1023,8 (kW)

S2 =1137,6 (kVA) Phụ tải không quan trọng có tổng công suất là: P3=553 (kW)

S3 =614,4 (kVA) Phụ tải dự báo trong 2 năm có tổng công suất là: P4 =1305 (kW)

S4 =1405 (kVA)

Các phương án đề ra:

Phương án 1: Chọn 2 x 2500 kVA

Phương án 2: Chọn 4MBA x 1250 kVA

Phương án 3: Chọn 4MBA trong đó

1 x 2000kVA cấp cho phụ tải quan trọng loại 1

1 x1250 kVA cấp cho phụ tải quan trọng loại 2

2 x 1000 kVA cấp cho phụ tải không quan trọng và phụ tải mở rộng

2 máy phát dự phòng cho phụ tải loại 1 và loại 2

SVTH: Phạm Hải Long 40

( )

( )

dmB tt dmB ptquantrong