Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ điện thuộc công ty than cao sơn

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Q Bộ môn Điện Khí HoáGiá trị của hệ số hình dáng k hd > 1 và từ các công trình nghiên cứu cho thấy hệ số hình dáng thường là không thay đổi đối với các xí nghi

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất C3 Bộ môn Điện Khí Hoá

PHỤ LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU

Chương 1 Giới thiệu về công ty than Cao Sơn và Tinh hình cung cấp điện 3

1.1 Giới thiệu chung về công ty than Cao Sơn 3

1.2 Giới thiệu chung về tình hình cung cấp điện của mỏ Cao Sơn 8

1.3 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp 35/ 6kV 12

1.4 Hệ thống đo lường của trạm 35/ 6kV 16

1.5 Hệ thống tiếp đất an toàn 18

1.6 Hệ thống cung cấp điện 6kV của mỏ Cao Sơn 18

1.7 Biểu đồ phụ tải 18

Chương 2 Xác địnhphụ tải tính toán phân xương cơ điện 24

2.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 24

2.2 Xác đinh chi tiết phụ tải của phân xưởng cơ điện 29

2.3 Phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng cơ điện 37

2.4 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng 38

Chương 3 Thiết kế chi tiết mạng điện hạ áp phân xưởng cơ điện 39

3.1 Thành lập sơ đồ mạng điện 39

3.2 Lựa chọn tủ phân phối và tủ động lực cho mạng hạ áp 41

3.3 Lựa chọn áptômát 44

3.4 Lựa chọn cáp điện 51

3.5 Tí nh toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị đã chọn 56 3.6 Sơ

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất CQ Bộ môn Điện Khí Hoá

Chương 4 Thiết kế trạm biến áp 88

4.1 Đặt vấn đề 88

4.2 Tính toán thiết kế trạm biến áp 88

4.3 Lựa chọn sơ đồ nguyên lý trạm 88

4.4 Lựa chọn kết cấu trạm 89

4.5 Lựa chọn chi tiết các phần tử trong trạm 89

4.6 Tính toán hệ thống tiếp đất cho trạmbiến áp 97

Chương 5 Thiết kế chiếu sáng phân xưởng cơ điện 100

5.1 Cơ sở lý thuyết 100

5.2 Tính toán chi tiết 103

Chương 6 Tính toán tiếp đất bảo vệ 113

6.1 Cơ sở lý thuyết 113

6.2 Tính toán nối đất cho phân xưởng sửa chữa cơ điện 115

Tài liệu khảo 119

LỜI NÓI ĐẨU

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất ca Bộ môn Điện Khí Hoá

Đất nước ta đang thực hiện quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa trên tất cả mọi lĩnh vực, để góp phần vào sự phát triển đó thì ngành năng lượng nói chung và ngành năng lượng điện nói riêng đóng một vai trò đặc biệt quan trọng Nó đòi hỏi các

hộ tiêu thụ điện phải sử dụng một cách hợp lý và kinh tế nhất.

Đối với một dự án, một công trình xây dựng cho công ty, nhà máy hay phân xưởng yêu cầu phải có một bản thiết kế cưng cấp diện không chỉ hoàn chỉnh về kỹ thuật mà còn phù hợp về kinh tế cũng như đảm bảo về chất lượng cung cấp điện và chất lượng điện năng Đồng thời bản thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo an toàn cho người vận hành, dơn giản, dễ dàng thi công, lắp đặt và sửa chữa, nâng cấp cải tạo về sau.

Là một sinh viên ngành Điện khí hóa trải qua quá trình học tập, nghiên cứu và dược sự dạy bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn, đã giúp em trang bị vốn kiến thức cơ bản về chuyên môn Với thời gian thực tập gần hai tháng tại Công ty than Cao Sơn và dược sự nhất trí của thầy giáo hướng dẫn, em đã quyết định chọn

dề tài “ Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng Cơ Điện ” thuộc Công ty than Cao sơn làm đồ án tốt nghiệp.

Đồ án tốt nghiệp của em gồm: Một bản thuyết minh chia làm 6 chương.

Nội dung bản thuyết minh như sau:

Chương 1: Giới thiệu chung về Công ty than Cao Sơn và tình hình

cung cấp điện.

Chương 2: Xác định phụ tải tính toán phân xưởng Cơ Điện.

Chương 3: Thiết kế chi tiết mạng hạ áp phân xưởng Cơ Điện.

Chương 4: Thiết kế trạm biến áp phân xưởng Cơ Điện.

Chương 5: Thiết kế chiếu sáng phân xưởng Cơ Điện.

Chương 6: Tiếp đất bảo vệ phân xưởng Cơ Điện

Trong thời gian làm đồ án, bản thân em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu tham khảo phục vụ cho đề tài và được sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô trong bộ môn Điện Khí Hoá đặc biệt là thầy Hồ Việt Bun cùng các bạn đồng nghiệp đến nay em

dã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệ ' ' ’ Mặc dừ vậy, do kiến thức, thời gian và

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất ca Bộ môn Điện Khí Hoá

kinh nghiệm còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được các thầy cô và các bạn tham gia góp ý để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Phạm Hùng Quyết

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Q Bộ môn Điện Khí Hoá

CHŨŨNG1

GIỚI THIỆU CHUNG VỂ CÔNG TY THAN CAO SƠN

VÀ TÌNH HÌNH CUNG CÂP ĐIỆN 1.1 Giới thiệu chung về công ty than Cao Son.

1.1.1 Vị trí Địa lý.

Công ty than Cao Sơn thành lập ngày 6/6/1974 là công ty khai thác mỏ than lộ thiên lớn thuộc Tổng Công Ty Than Việt Nam (Nay là Tập Đoàn Than- Khoáng Sản Việt Nam) Vị trí của mỏ nằm trong hướng Đông Bắc nước ta với diện tích khai trường khoảng lOkm 2 Giao thông thuận tiện cho việc liên lạc và vận chuyển Khai trường của

mỏ nằm trong khoáng sàng Khe Chàm thuộc toạ độ:

x=267.430

Y=2.424.429,5

Gianh giới địa lý của mỏ như sau:

- Phía Bắc giáp Công ty than Khe Chàm và Công ty than Đông Bắc.

- Phía Nam giáp Công ty than Đèo Nai.

- Phía Đông giáp Công ty than Cọc Sáu.

- Phía Tây giáp Công ty than Thống Nhất và Công ty Nội địa.

Văn phòng công ty cách trung tâm thị xã cẩm Phả khoảng 3km về phía Đông, thuộc phường Cẩm Sơn- cẩm Phả- Quảng Ninh Nằm trên quốc lộ 18A, do đó rất thuận lợi cho các hoạt động giao dịch kinh doanh.

1.1.2 Địa hình, khí hậu.

Công ty than Cao Sơn nằm trong khu vực có địa hình phân chắc mạnh, phía Nam

có đỉnh Cao Sơn với độ cao 436m Đây là đỉnh núi cao nhất trong vùng Hòn Gai - cẩm Phả Địa hình thấp dần về phía Bắc Thấp nhất là vùng biên giới giáp mỏ than Khe Chàm Công ty than Cao Sơn nằm trong khu vực chịu tác động của khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng của vùng Đông bắc Một năm có hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô Mùa mưa: Bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 9 Mùa này thời tiết nắng nóng, nhiệt

độ trung bình từ 27°c đến 43°c Lượng mưa trung bình hàng năm thay đổi từ 1107mm

đến 2834mm vào thời gian mưa nhiều công tác khai thác gặp nhiều khó khăn, gây tốn

kém chi phí bơm nước và chi phí thuốc nổ chịu nước nên sản lượng khai thác giảm dần dãn đến doanh thu của công ty cũng giám theo.

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Q Bộ môn Điện Khí Hoá

Mùa khô: Bắt đầu từ tháng 10 đến hết tháng 3 năm sau Mùa này khí hậu lạnh, hanh khô kéo dài nhiệt độ trung bình từ 8°c đến 17°c Có những thời điểm nhiệt độ xuống thấp đến 3°c Trong thời gian từ tháng 1 đến tháng 3, thời tiết ẩm thấp, có mưa phùn và sương mù chiếm phần lớn thời gian trong ngày do đó ảnh hưởng đáng kể đến công việc khai thác và vận chuyển than, tuy vậy mùa này có nhiều thuận lợi hơn so với mùa mưa cả về việc khai thác lẫn vận chuyển, cung ứng vật tư, quản lý kho hàng, bến bãi.

1.1.3 Địa chất, thuỷ văn.

Tham gia vào cấu tạo địa chất của công ty có các trầm tích thuộc kỷ Nori trong tầng trầm tích hệTriot và các trầm tích Đệ Tứ (Q) Quá trình hình thành các vỉa than xen kẽ với đất đá, nằm chồng lên nhau theo hình vòng cung, cắm dốc xuống theo hướng Bắc- Nam Độ dốc của công ty từ 30° đến 350° Công ty có 22 vỉa than được dánh số thứ tự từ V] đến V72 Trong đó V13 đến vl4 có tính chất phân chùm mạnh và

tạo thành các chùm vỉa 13-1, 13-2, 14-1, 14-2.

Nước mỏ hình thành từ hai nguồn nước mưa và nước ngầm, nước ngầm sinh ra trong mỏ từ lớp trên, lớp giữa, lớp dưới của vỉa than Đặc tính của nước ngầm mỏ bao gồm các thành phần:

Độ khoáng hóa 0,52 g/1 đến 0,4 g/1 ;độ pH từ 5,1 đến 7,1.

Độ ăn mòn Kr = 0,006 đến 0,77 ; độ thẩm thấu 0,035 m 3 /ngày.

Tinh hình thoát nước của mỏ: Lượng nước trong mỏ Cao Sơn chủ yếu được thoát ra ngoài theo hai hình thức:

- Thoát nước tự nhiên: Tự chảy theo các rãnh hào thoát nước.

- Thoát nước nhân tạo: Nhờ sử dụng hệ thống bơm nước với công suất 200kW

và 250kW Thoát nước ra suối theo đường ống nước của nó.

1.1.4 Lịch sử phát triển của mỏ than Cao Sơn.

Công ty than Cao Sơn là một doanh nghiệp nhà nước, doanh nghiệp thành viên hoạch toán độc lập trực thuộc Tập Đoàn Than Khoáng Sản Việt Nam Công ty có trụ sở chính đặt tại phường cẩm Sơn - Thị Xã cẩm Phá - Tĩnh Quáng Ninh Công ty được phép kinh doanh các ngành nghề:

- Khai thác chế biến và tiêu thụ than.

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Q Bộ môn Điện Khí Hoá

- Xây dựng các công trình thuộc công ty.

- Sữa chữa cơ khí, vận tải.

- Sản xuất vật liệu xây dựng.

Các sản phẩm này được tiêu thụ theo hai tuyến:

- Cảng Cửa Ông: Phục vụ cho xuất khẩu.

- Cảng của công ty: Tiêu thụ nội địa.

Từ năm 1977 bắt đầu bóc những m 3 đất đá đầu tiên ở khu Cao Sơn Năm 1979 bóc đất đá khu Bàng Nâu Ngày 19/5/1980 Công ty sản xuất tấn than đầu tiên, kết thúc thời kỳ xây dựng cơ bản và đi vào sản xuất.

Theo thiết kế kỹ thuật ban đầu, năm 1971 trữ lượng than là 70 triệu tấn với công suất thiết kế là 2 triệu tấn/năm Năm 1980 viện Ghiprosat (Liên Xô cũ) thiết kế mở rộng nâng công suất của mỏ lên 3 triệu tấn/năm Năm 1987, Viện quy hoạch thiết kế

và kinh tế than lập thiết kế khai thác công ty than Cao Sơn với công suất 1,7 triệu tấn/năm với hệ số bóc trung bình K tb = 6,06 m 3 /T Trong 30 năm xây dựng và trưởng thành Công ty luôn hoàn thành vượt mức kế hoạch cấp trên giao.

1.1.5 Tỉnh hình khai thác.

Công ty được thành lập ngày 6/6/1974 với sản lượng hàng năm không ngừng tăng lên Công ty khai thác theo phương thức phân tầng tách lớp với công nghệ sản xuất bao gồm hai dây truyền sản xuất chính là bóc đất đá và khai thác than Sơ đồ quy trình và công nghệ sản xuất thề hiện như hình 1.1:

STT Tên thiết bị Mã hiệu Số

lượng Đơn vị

2

12 Cần trục 4 Chiếc

1.1.6 Tình hình kinh doanh của công ty.

Công ty than Cao Sơn là đơn vị sản xuất kinh doanh với sản phẩm chính là than Toàn bộ dây truyền công nghệ phục vụ cho việc sản 9 xuất và tiêu thụ than của Công ty

có trình độ tập trung hóa cao nên đòi hỏi sự chuyên môn hóa trong sản xuất Trong những năm gần đây, công ty đã tổ chức tập trung hóa, chuyên môn hóa cao nên năng suất lao động được nâng lên rõ rệt.

Để thực hiện thắng lợi các chỉ tiêu kế hoạch của Tổng công ty giao, lãnh đạo công ty than Cao Sơn đã đề ra các giải pháp lãnh đạo, chỉ đạo cụ thể với mục tiêu “An toàn- Năng suất- Chất lượng- Hiệu quả- Tiết kiệm”.

Trong điều kiện thiết bị không tăng, khai thác ngày càng xuống sâu công ty đã phát động phong trào thi dua ngay từ những ngày đầu năm, với quyết tâm hoàn thành

kế hoạch ngay từ ngày đầu, tháng đầu, quý đầu Công ty cũng luôn quan tâm đổi mới

cơ chế quản lý, đảm bảo sản suất kinh doanh có hiệu quả với phương châm: “Phát huy tối đa nội lực, mở rộng quan hệ hợp tác, lao động sáng tạo, xây dựng Công ty phát triển

ổn định” Kết quả thực tiễn đã chứng minh tính dúng đắn, phù hợp của các quy chế, tỷ

lệ âm đất đá từ 5% đến-7% năm 2004 nay xuống còn -1,5% năm 2009 Số xe hoạt động từ 110 đến 130 ca xe/ngày năm 2003 tăng lên 270 đến 280 ca xe/ngày năm

2009 Giờ hoạt động từ 4,6 đến 4,82 h/ca Công ty đã tạo đủ việc làm có thu nhập ổn định bình quân hơn 5.000.000 đồng/người/tháng.

1.1.7 Cơ cấu tổ chức và lao động của Công ty.

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Q Bộ môn Điện Khí Hoá

Công ty than Cao Sơn là một doanh nghiệp sản xuất than lớn với số lượng công nhân viên hiện nay là hơn 5000 người Do đặc thù khá phức tạp về công việc do vậy để hoạt động sản xuất có hiệu quả thực hiện cơ chế quản lý mới, mỏ thường xuyên sắp xếp tổ chức bộ máy với nhiệm vụ của từng phòng ban, phân xưởng theo mô hình quản

lý trực tuyến Cơ cấu trực tuyến chức năng quyền lực của doanh nghiệp được tập trung vào giám đốc mỏ là người trực tiếp điều hành các đơn vị công trường phân xưởng, các khối phòng ban kỹ thuật, nghiệp vụ chỉ nhận mệnh lệnh sản xuất từ giám đốc và có nhiệm vụ hướng dẫn kiểm tra việc thực hiện mệnh lệnh đồng thời phát hiện các vấn đề phát sinh để báo cáo giám đốc và đề xuất các biện pháp giải quyết.

Sơ đồ tổ chức của công ty thể hiện trên hình 1.2.

1.1.8 Nhiệm vụ cụ thể của các phân xưởng.

* Phân xưởng Cơ Điện: Nhiệm vụ chính là bảo dưỡng, sửa chữa, tiểu tu, trung tu

toàn bộ thiết bị máy mỏ như: máy khoan, máy xúc, máy gạt và các máy công cụ Ngoài ra còn tận dụng làm hàng gia công phục hồi để phục vụ cho công việc sửa chữa máy mỏ.

* Phân xưởng sửa chữa ôtô: Nhiệm vụ bảo dưỡng, sửa chữa, tiểu tu, trung tu,

thiết bị phương tiện vận tải như các loại xe từ (10 -ỉ- 55 tấn) ngoài ra còn gia công phục hồi hàng cơ khí, phục vụ cho công việc sửa chữa khâu vận tải mỏ.

* Phân xưởng trạm mạng: Có nhiệm vụ quản lý toàn bộ mạng điện của mỏ, cung

cấp

điện cho các máy xúc, máy khoan, băng và các hệ thống điện toàn bộ cho sản xuất.

* Đội xe phục vụ: Nhiệm vụ chính là phục vụ giám đốc, các phòng ban chỉ huy

sản xuất và di quan hệ làm công việc đối ngoại.

* Phân xưởng xây dựng: Làm nhiệm vụ sửa chữa các công trình kiến thiết cơ bản.

* Phân xưởng chế biến: Làm nhiệm vụ chăm lo phục vụ bữa ăn giữa ca và các

khoản bồi dưỡng độc hại, nặng nhọc cho công nhân mỏ.

* Cảng tiêu thụ than: Làm nhiệm vụ rót than xuống phương tiện cho khách hàng

và là khâu tiêu thụ cho khách hàng nội địa.

Từ cơ cấu tổ chức Công ty đã áp dụng mô hình hạch toán nội bộ các phân xưởng được phân cấp quản lý tài sản có trách nhiệm đảm bảo kỹ thuật, chất lượng sản phẩm, an toàn cho người và thiết bị, chịu trách nhiệm trả lương sản phẩm cho người lao

Dòng ổn định nhiệt (kA)

Dòng cắt (kA)

Hiệu dụng

Bảng 1.3 Đặc tính kỹ thuật của máy cắt.

7,5 0,9 6300 TM

Y/A-11

Mã hiệu u đm , kV Điện áp xuyên thủng, (kV) Sỏ khe hở Số đĩa điện

Các thông số kỹ thuật của máy biến dòng được ghi như bảng 1.6.

Bảng 1.6 Đặc tính kỹ thuật của máy biến dòng.

d, Dao cách ly.

Các thông số kỹ thuật cua dao cách ly dược ghi như bảng 1.7.

Bảng 1.7 Đặc tính kỹ thuật của dao cách ly.

1.2.6 Nhà trạm.

Được xây dựng kiên cố với tổng diện tich 250 m 2 , đổ mái bằng chắc chắn, thoáng mát, xung quanh có tường bao quanh và có đường cho xe ôtô vào trạm Trong trạm đặt 22 tủ chọn bộ loại KPY-12 được đánh số thứ tự từ 1 -ỉ- 22 Chức năng của các

tủ dược ghi trong bảng 1.8.

Bảng 1.8 Chức năng của các tủ trong nhà trạm.

5 6 Tủ phân đoạn

Sơ đồ hình chiếu bằng thể hiện vị trí các thiết bị trong trạm 35/6kV trên hình 1.4 Hiện tại trạm biến áp 35/6kV mỏ Cao Son được cấp điện duy nhất một nguồn từ TBA 1 lOkV Mông Dương thông qua đường dây 35kV.

1.2.7 Hệ thông bù công suất phản kháng.

Trạm dược lắp đặt 24 tụ bù cao áp kiểu KC- 6,3- 60T, dung lượng của một tụ bằng ỎOkVAr, điện áp định mức 6,3kV được chia làm ba cụm cấp điện cho hệ thống tụ

bù công suất phản kháng này là tủ KPY số 9 Sơ đồ nguyên lý đấu nối tụ bù cos (p được

Mã hiệu p,„ (W)

Tham sô đầu vào

Sô tiếp điếm

T s

A

tác độing’ 1J

Bảo vệ quá tải nhẹ dùng 1'ơle dòng điện PTn loại PT 40/1OT có các thông số kỹ

thuật cho trong bảng 1.11 Bảng 1.11 Thông sô kỹ thuật rơle dòng loại PT- 40/100T

Sơ đồ bảo vệ quá tải và ngắn mạch thể hiện trên hình 1.7.

xô phao thứ hai chìm xuống gửi tín hiệu di cắt MBA.

Sơ đồ bảo vệ bằng rơle khí thể hiện ở hình 1.8.

Hình 1.8 Sơ đồ bảo vệ máy biến áp bằng rơle khí

1.3.3 Chạm đất một pha phía 6kV

Hiện nay trong mỏ vẫn đang áp dụng hai hình thức bảo vệ đó là:

a, Bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc

Khi có chạm đất một pha thì ở hai đầu cuộn dây tam giác hở xuất hiện điện áp thứ tự không (3U 0 ) cung cấp cho 1'ơle diện áp RU Rơle này tác dộng truyền tín hiệu cho đèn, còi Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc trên hình 1.9

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất ca Bộ môn Điện Khí Hoá

Hình 1.9 Sơ đồ bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc

b, Bảo vệ chạm đất một pha có chọn lọc

Mạng 6 kV của mỏ là dạng hình tia nên mỏ sử dụng các 1'ơle bảo vệ chạm đất một pha PTZ-50 tác động theo dòng thứ tự không toàn phần đi kèm với các máy biến dòng thứ tự không BT 0 , rơle trung gian PTT, rơle tín hiệu PY

Khi chạm đất một pha thì phía thứ cấp của máy biến dòng thứ tự không BI xuất hiện dòng thứ tự không, dòng điện này chạy qua rơle PTZ-50 Khi giá trị dòng điện này lớn hơn giá trị chỉnh định thì mạch tín hiệu báo sự cố Nếu cần thiết phải cắt chọn lọc cho các khởi hành thì rơle này tác động đóng cho các khởi hành và gửi tín hiệu đến máy cắt, cắt khởi hành ra khỏi sự cố Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất một pha có chọn lọc trên hình 1.10.

Mã hiệu uđm, (V) S đm , (VA) với cấp chính xác smax, (VA)

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất ca Bộ môn Điện Khí Hoá

Hình 1.12 Sơ đồ đấu dây của đồng hồ phía 6 kV 1.3 Hệ thống tiếp đất an toàn

Hệ thống tiếp đất của công ty Cao Sem gồm có tiếp đất trung tâm và tiếp đất cục

bộ, điện trở tiếp đất không vượt quá 4Q.

Hố tiếp đất trung tâm được bố trí cách trạm 35/6kV là 15m.

Hệ thông tiếp đất trưng tâm và tiếp đất cục bộ được nối liên tục với nhau bằng dây dẫn thứ 4 Hệ thống tiếp đất được kiểm tra dịnh kỳ 6 tháng một lần.

1.4 Hệ thông cung cấp điện 6kV của mỏ Cao Sơn.

Do đặc thù công nghệ khai thác lộ thiên là: khu vực khai thác và vị trí gương tầng luôn thay đổi nên các phụ tải ở gương khai thác cũng thay đổi theo VI vậy mạng diện 6kV của công ty dược chia làm 2 phần:

Phần cố định: Là đường dây từ trạm biến áp đến trạm phân phối trung tâm Phần di động: là đường day từ trạm phân phối trung tâm tới các phụ tải thường xuyên thay dổi tiến độ khai thác Điện 6kV từ đường dây trên không qua các tủ đóng cắt điện được đưa đến các thiết bị dùng điện bằng cáp mềm.

1.5 Biểu đồ phụ tải

1.7.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình

Biểu đồ phụ tải biểu diễn sự thay đổi công suất tác dụng và công suất phản kháng theo thời gian, quan hệ này được biểu diễn dưới dạng các hàm P(t), Q(t) Có thể xây dựng được phụ tải thời gian quan sát một ngày đêm (24h).

STT Ngày theo dõi p,„ kW Q,„ kVAr

Bảng 1.15 Sỏ liệu phụ tải ngày điển hình.

Đồ án tốt nghiệp 22 SVTH: Phạm Hùng Quyết

Từ bảng số liệu trên ta vẽ được biểu đồ phụ tải cho ngày điển hình Biểu đồ này

được thể hiện trên hình 1.13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 t(h)

Hình 1.13 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình.

Từ biểu đồ phụ tải ngày điển hình xác định được các thông số đặc trưng của

ta

S ( Pib = ~zr~ = =0,49 vây cos <£>,,,= 0,89

h, Phụ tải trung hình hình phương.

Phụ tải tác dụng trung bình bình phương:

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Q Bộ môn Điện Khí Hoá

Giá trị của hệ số hình dáng k hd > 1 và từ các công trình nghiên cứu cho thấy hệ

số hình dáng thường là không thay đổi đối với các xí nghiệp cùng loại.

* Hệ số sử dụng, k sd :

S dm xcos<p lb 6300x0,89

Hệ số này đặc trưng cho mức độ sử dụng công suất định mức của máy biến áp.

1.7.3 Phụ tải tính toán được xác định như sau.

100 100

* Hệ số mang tải kinh tế, k mtkt :

A Q 0 = s dm- = 6300.— = 56,'IkVAr

Qua biểu đồ phụ tải nhận thấy trong tình hình sản xuất nay mỏ chỉ vận hành

một máy biến áp nhưng vẫn non tải.

100 100

AQ„ = = 6300,— = 472,5kVAr

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Q Bộ môn Điện Khí Hoá

Chương 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG cơ ĐIỆN 2.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán.

2.1.1 Cơ sở lý thuyết.

Hiện nay có rất nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán Những phương pháp đơn giản tính toán thuận tiện thường cho kết quả không thật chính xác Ngược lại nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính lại phức tạp VI vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho phù họp.

Thiết kế cung cấp điện cho các phân xưởng, xí nghiệp bao gồm hai giai đoạn: + Giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế.

+ Giai đoạn bán vẽ thi công.

Trong giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế, ta tính sơ bộ gần đúng phụ tải điện dựa trên cơ sở tổng công suất đã biết của các hộ tiêu thụ (phân xưởng, xí nghiệp, khu nhà ).

Ớ giai đoạn thiết kế thi công, ta tiến hành xác định chính xác phụ tải điện dựa vào các số liệu cụ thể về các hộ tiêu thụ của các phân xưởng, xí nghiệp, vị trí và sơ đồ

bố trí các thiết bị điện.

Khi có một hệ thống điện cụ thể thì yêu cầu xác định một cách chính xác phụ tải điện ở các cấp của hệ thống Do vậy ngoài việc xác dịnh phụ tải tính toán chúng ta còn phải tính đến tổn thất công suất ở các cấp trong hệ thống điện Trong hệ thống điện tổn thất công suất xảy ra chủ yếu là trên dây dẫn và trong máy biến áp.

Nguyên tắc chung để tính phụ tải của hệ thống điện là tính từ thiết bị dùng diện ngược trở về nguồn Tức là được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện.

Mục đích của việc tính toán phụ tải diện nhằm:

+ Chọn tiết diện dây dãn của lưới cung cấp điện và phân phối điện áp từ dưới

1000 V trở lên.

+ Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp.

+ Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối.

+ Chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ.

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất ca Bộ môn Điện Khí Hoá

Sau đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng nhất:

2.1.2 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ sô yêu cầu.

Theo phương pháp này, số liệu ban đầu để xác định phụ tải điện là công suất định mức của thiết bị điện.

Để xác định công suất tính toán của các phụ tải đấu vào một trạm biến áp, một đường dây tải điện hoặc của các xí nghiệp nói chung, các phụ tải diện cần dược phân thành nhóm Việc phân nhóm có thể theo các phương pháp sau:

+ Nhóm các phụ tải cùng loại.

+ Nhóm các phụ tải tham gia vào một công nghệ.

+ Nhóm các phụ tải cùng hoạt động trong một khu vực của phân xưởng, xí nghiệp Trong tính toán thiết kế cung cấp điện ta không thể lấy giá trị công suất định mức của nhóm làm giá trị tính toán.

+ Công suất định mức của mỗi động cơ thường lớn hơn công suất yêu cầu của máy công tác, vì cần phải đảm bảo dự trữ và khó có thể chọn được động cơ có công suất định mức bằng công suất tính toán.

+ Tải trung bình của máy thường nhỏ hơn tải cực đại, vì công suất động cơ thường được chọn để làm việc ở chế độ nặng nề nhất.

+ Các máy móc trong một nhóm ít khi đồng thời làm việc.

Do các nguyên nhân kể trên, phụ tải tính toán của nhóm cần phải kể dến các hệ

số mang tải và hệ số đồng thời.

Hệ số mang tải k mt là tỉ số giữa công suất thực tế trên trục động cơ tại thời điểm xem xét với công suất định mức của nó.

Hệ số đồng thời k đt là tỉ số giữa tổng công suất định mức của các phụ tải đồng thời làm việc tại thời điểm xem xét với tổng công suất định mức của các phụ tải trong nhóm.

kđt — 2X

Do việc xác định riêng lẻ các hệ số nói trên khá phức tạp, nên trong thực tế tính toán được thay thế bằng hệ số yêu cầu k yc

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Q Bộ môn Điện Khí Hoá

, _Kh_ Kụ_

yc

Vtb n m

trong đó: T| tb - Hiệu suất trung bình của các động cơ.

T| - Hiệu suất của mạng điện Công suất tính toán của nhóm được xác định như sau:

Q,.nh = p <.n h -tg<p,b

tgcp tb ứng với cos(p tb đặc trưng cho nhóm phụ tải Nếu hệ số công suất của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức sau:

Ỳ P r C0S( Pi

C °S<P<b =J

-

Z p '

i=l Phụ tải tính toán ở điểm nút của hệ thống cung cấp điện được xác định như sau: + Phụ tải tác dụng: P It = ^P t nhì kW

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất ca Bộ môn Điện Khí Hoá

Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế ít thay đổi, phụ tải tính toán bằng phụ tải trung bình và được xác định theo suất tiêu thụ điện năng để sản xuất ra một đơn vị sản phẩm khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất được trong một khoảng thòi gian.

Phụ tải tác dụng tính toán trong trường hợp này được xác định như sau:

trong đó:

M ca - Số lượng sản phẩm sản xuất trong một ca.

w0 - Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đvsp.

T ca - Thời gian của ca phụ tải lớn nhất, h Khi biết w0 và tổng sản phẩm sản xuất trong cả năm M của phân xưởng, xí

nghiệp thì phụ tải tính toán là:

* Ưu điểm: Dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít thay đổi

như

quạt, bơm, máy nén khí v.v

* Nhược điểm: Kết quả tính toán vẫn còn sai số.

2.1.4 Xác định phụ tải theo hệ sô cực đại k max và công suất trung bình p th

(hay phương pháp sô thiết bị hiệu quả n hq ).

Sau khi phân xưởng, xí nghiệp đã có thiết kế chi tiết, ta đã có các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biết được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị Lúc này ta có thể bắt tay vào thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng Số liệu đầu tiên cần xác định là công suất tính toán của từng động cơ và của từng nhóm động cơ trong phân xưởng.

i=1 trong đó:

k sd - Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị, tra sổ tay.

„ =Z li dmi

k max - Hệ số cực đại, tra đồ thị hoặc tra bảng theo hai đại lượng k sd và n hq

n hq - Số thiết bị dùng điện hiệu quả.

* Trình tự xác định n hq như sau:

+ Xác định n, - Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của

thiết bị có công suất lớn nhất.

+ Xác định Pị - Công suất của ni thiết bị trên.

toán được xác định theo công thức:

i = l

trong đó:

k,i - Hệ số tải Nếu không biết chính xác có thể lấy trị số gần đúng như sau:

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

kị = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.

Nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải qui đổi

về chế độ dài hạn trước khi xác định n hq

trong đó:

k d % - Hệ số đóng điện phần trăm.

Cũng cần phải qui đổi công suất về ba pha đối với các thiết bị dùng điện một pha:

+ Thiết bị một pha đấu vào điện áp pha: Pqd “ 3 P dm

+ Thiết bị một pha dấu vào điện áp dây: p„d= V3P„ m

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo công thức sau: P cs = p0.s

trong đó:

Trường Đại Học Mỏ Địa Chất ca Bộ môn Điện Khí Hoá

Po - Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m 2 ).

s - Diện tích cần được chiếu sáng, ở đây là diện tích phân xưởng (m 2 ).

Phụ tải tính toán toàn phân xưởng với n nhóm được xác định như sau:

em thiết kế.

2.2 Xác định chi tiết phụ tải của phân xưởng cơ điện.

Căn cứ vào yêu cầu, vị trí, công suất, sơ đồ bố trí thiết bị trên mặt bằng xưởng

cơ điện, ta chia các phụ tải của phân xưởng ra thành 5 nhóm phụ tải Sơ đồ bố trí thiết

bị trong phân xưởng cơ điện được thể hiện trên hình 2.1.

STT Tên thiết bị

Sô

p (kW)

Ghi chú

25%

k đ %= 25%

3 Máy hàn điện xoay chiều

7 Máy hàn điện xoay

k t ,%= 25%

8 Máy hàn điện xoay chiều 1 400A (30 + 32 kVA) 0,8 20,8

k t ,%= 25%

9 Máy hàn điện xoay chiều 1 400A (30 + 32 kVA) 0,8 20,8 k 25% đ %=

39 Máy mài tròn vạn năng 1 3A130 0,8 2,5

2.2.1 Phụ tải tính toán nhóm 1.

Đối với phụ tải nhóm 1 là loại thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lập lại, vì vậy trước khi xác định n hq ta phải quy đổi công suất từ chế độ làm việc ngắn hạn lập lại sang chế độ dài hạn.

Công thức quy đổi như sau.

Pqđ = Pđm- 4%

p qđ= 15 4025 = 7,5kW

Số liệu thiết bị phụ tải nhóm 1, được thống kê ở bảng 2.2 sau

Bảng 2.2 Thông kê thiết bị nhóm 1

STT Tên thiết bị Số

lượng

kí hiệu trên mặt bằng p, kW Cos<£>

Tổng số phụ tải trong nhóm 2 là n= 9 , vậy Pỵ= 70,6 kW

Tổng số phụ tải n,, số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nữa công suất

của thiết bị nj= 5 vậy Pị= 53kW Xác định n*, p*.

ff,=^ = - = 0,55

n 9 />.=A = ^ = 0,75

Từ n*, p ta xác định được n hq * = 0,82 (bằng cách tra bẳng trong phụ lục tra cứu

cung cấp điện) Vậy n hq = n hq * n= 0,82 9= 7,38

Ta lấy k sd = 0,16; Kết hợp k sd = 0,16 và n hq = 7,38 tra bảng trong phụ lục tra cứu

cung cấp điện ta chọn được k max = 2,48

Số liệu thiết bị phụ tải nhóm 3, được thống kê ở bảng 2.4 sau

STT Tên thiết bị Sô lượng kí hiệu trên

Pqđ = Pđnv -\ỊKI0// °

Pqđ=60 70^25 = 30 kw

Tưong tự tính toán vói các phụ tải còn lại

Tổng số phụ tải trong nhóm 3 là n= 8 , vậy Pỵ= 123,8 kW

Tổng số phụ tải n l5 số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nữa công suất của thiết bị n,= 3 vậy Pị= 101kW.

STT Tên thiết bị Sô

Tổng số phụ tải trong nhóm 4 là n= 8 , vậy ps= 76,3 kw

Tổng số phụ tải 11|, số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nữa công suất

của thiết bị n,= 4 vậy P|= 59 kW Xác định n*, p*.