THIẾT kế hệ THỐNG CUNG cấp điện PHẦN hạ áp CHO NHÀ máy cơ KHÍ

Dây cáp cấp điện cho tủ động lực 1 chọn theo điều kiện phát nóng cho phép và kết hợp với aptômát đặt trong tủ theo công thức sau: Khc... dm tt U S = 153 ADây cáp điện cho tủ động lực 2

1.2 Xác định phụ tải tính toán của nhà máy.

1.2.1 Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán của nhà máy.

1.2.1.1 Xác định theo công suất đặt theo hệ số nhu cầu.

PTT = Knc.∑

=

n i di

P Q

Trong đó:

QTT – công suất phản kháng tính toán;

STT – công suất toàn phần tính toán;

1.2.1.2 Xác định công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích.

PTT = P0 F, (W) (1.3.)Trong đó:

P0 – suất phụ tải trên một đơn vị diện tích (W/m2)

F- diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m2)

1.2.1.3 Xác định theo công suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.

PTT =

max 0

.

T

W M

, (kW) (1.4)Trong đó:

M – số đơn vị đợc sản xuất trong một năm

W0 – suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Tmax – thời gian sử dụng công suất lớn nhất

1.2.1.4 Xác định theo K max và P TB (gọi là phơng pháp số thiết bị hiệu quả)

PTT = kmax Ksd Pđm, (kW) (1.5)

Trong đó:

Kmax – hệ số cực đại

Ksd – hệ số sử dụng

Pđm – công suất định mức của thiết bị

1.2.2 Xác định phụ tải tính toán các phân xởng khác.

áp dụng phơng pháp xác định phụ tải tính toán hệ số nhu cầu từ công suất

đặt ta có:

PĐL = Knc Pđ (kW) (1.6)Trong đó:

Tính công suất chiếu sáng

áp dụng công thức:

PCS = P0 F, (W) (1.7)Tính phụ tải tác dụng

PTT = PĐL + PCS, (kW) (1.8)Tính phụ tải phản kháng

QTT = PTT tg ϕ, (kVAr) (1.9)Phụ tải tính toán toàn phần

PCS – công suất chiếu sáng của xởng

PTT – công suất tác dụng tính toán của xởng

STT – công suất tính toán toàn phần của phân xởng

Kết quả tính toán công suất và các thông số của các phân xởng đợc cho ở

1.2.3 Xác định phụ tải tính toán toàn xí nghiệp.

1.2.3.1 Phụ tải tác dụng tính toán.

Trong đó:

PTTxn – công suất tác dụng tính toán toàn phân xởng

Ptti – công suất tác dụng tính toàn phân xởng thứ i

Kđt – hệ số đồng thời Vì có nhiều phân xởng làm việc đồng thời lấy Kđt = 0,8

PTTxn = 0,8 522,5 = 418 (kW)

1.2.3.2 Phụ tải phản kháng

QTTxn = PTTxn tg ϕ = 418 1,33 = 556 (kVAr)

QTTxn – phụ tải phản kháng toàn xí nghiệp

1.2.3.3 Phụ tải tính toàn phần.

1.2.4 Xác định bán kính phụ tải của toàn xí nghiệp.

Để xác định biểu đồ phụ tải của toàn xí nghiệp ta chọn tỉ lệ xích m = 3

áp dụng công thức:

S = m.α.R2 (kVA/mm2) (1.13)Trong đó:

R – bán kinh phụ tải

(1.14)

R =

r m

S

. (mm) (1.15)

S – phụ tải tính toán của toàn phân xởng

Các kết quả tính toán và các thông số của toàn phân xởng đợc cho ở bảng

Hình 1.2 Biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp.

b) Chọn thanh cái của tủ phân phối

Chọn loại bằng đồng tiết diện thanh cái đợc chọn theo điều kiện phát nóng

Trong đó:

K1 – hệ số hiệu chỉnh khi thanh góp đặt đứng K1 = 1

K2 – hệ sô hiệu chỉnh vì dung một thanh cái K2 = 1;

1 , 16

Dây cáp cấp điện cho tủ động lực 1 chọn theo điều kiện phát nóng cho phép

và kết hợp với aptômát đặt trong tủ theo công thức sau:

Khc Icp ≥

5 , 4

kdtu

I

(2.3)Trong đó:

Khc – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ

Chơng 2

Thiết kế mạng hạ áp cho nhà máy cơ khí

2.1 Đặt vấn đề.

Ta có công suất tính toán toàn phân xởng: Stt = 905 (kVA)

Cấp điện cho chiếu sáng ngoài trời (bảo vệ)

Cấp điện cho các phân xởng khác

Mạng điện hạ áp của nhà máy cơ khí đợc cấp điện từ một trạm biến áp gồm các phụ tải đã tính:

 Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán của nhà máy

 Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng khác

 Xác định phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp

 Xác định bán kính phụ tải xí nghiệp

2.2 Tính chọn dây nối từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng.

* Xác định dòng điện tính toán nhà máy.

Itt =

38 , 0 3

905

a Chọn dây cáp cách điện PVC do hãng LENS của Pháp chế tạo lõi đồng

có tiết diện F = (3.360 + 1.400) (mm2) luồn trong ống thép và đặt trong đất

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý cấp điện từ tủ phân phối đến các tủ động lực.

Trong đó:

TPP – tủ phân phối

Icp – dòng điện cho phép của dây dẫn

Ikđtừ – dòng điện khởi động tử của aptômát

Ikđtừ = 2,5 Iđm (2.4)

Iđm – dòng định mức của aptômát

Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 1 có tiết diện là:

F = (3.10 + 1.6) = 36 (mm)2

Chọn aptômat có thông số kỹ thuật cho nh ở bảng sau:

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng cho phép theo công thức (2.3)

Khc Icp

5,4

Itt =

38,0.3

6,100

dm

tt U

S

= 153 (A)Dây cáp điện cho tủ động lực 2 chọn theo điều kiện phát nóng cho phép và kết hợp với aptômat đặt trong tủ theo công thức (2.3)

Khc Icp

5,4

kdu

I

≥

Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 2 có tiết diện là:

F = (3.185 + 1.120) = 675 (mm2)Chọn aptômát có thông số kỹ thuật cho ở bảng sau:

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng cho phép theo công thức (2.3)

Khc Icp

5,4

kdtu

I

≥

0,93.60 = 316,2 (A) ≥ 5004,.52,5Vậy cáp và aptômát chọn là hợp lý

2.3.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 3 và aptômát.

Từ tủ động lực 3 cấp điện cho các phân xởng hàn có công suất tính toán là:

Stt = 207 (kVA)Dòng điện tính toán là:

Itt =

38,0.3

207

dm

tt U

S

= 314 (A)Dây cáp điện cho tủ động lực 3 chọn theo điều kiện phát nóng cho phép và kết hợp với aptômat đặt trong tủ theo công thức (2.3)

Khc Icp

5,4

SA1003 –

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng cho phép theo công thức (2.3).

Khc Icp

5,4

2.3.4 Chọn cấp từ tủ phân phối đến tủ động lực 4 và aptômát.

Từ tủ động lực 4 cấp điện cho các phân xởng hàn có công suất tính toán là:

Stt = 59,8 (kVA)Dòng điện tính toán là:

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng cho phép theo công thức (2.3)

Khc Icp

5,4

kdtu

I

≥0,93.215 = 200 (A) ≥ 3504,.52,5 = 194,4 (A)

Vậy cáp và aptômát chọn là hợp lý

2.3.5 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực và aptômát.

Từ tủ động lực 5 cấp điện cho các phân xởng hàn có công suất tính toán là:

Stt = 58,3 (kVA)Dòng điện tính toán là:

Itt =88,6 (A)Dây cáp điện cho tủ động lực 5 chọn theo điều kiện phát nóng cho phép và kết hợp với aptômat đặt trong tủ theo công thức (2.3)

Khc Icp

5,4

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng cho phép theo công thức (2.3)

Khc Icp

5,4

Itt = 158 (A)Dây cáp điện cho tủ động lực 6 chọn theo điều kiện phát nóng cho phép và kết hợp với aptômat đặt trong tủ theo công thức (2.3)

Khc Icp

5,4

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng cho phép theo công thức (2.3)

Khc Icp

5,4

Itt = 281 (A)Dây cáp điện cho tủ động lực 7 chọn theo điều kiện phát nóng cho phép và kết hợp với aptômat đặt trong tủ theo công thức (2.3)

Khc Icp

5,4

Chọn aptômát có thông số kỹ thuật cho ở bảng sau:

Itt = 22,8 (A)Dây cáp điện cho tủ động lực 8 chọn theo điều kiện phát nóng cho phép và kết hợp với aptômat đặt trong tủ theo công thức (2.3)

Khc Icp

5,4

KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng cho phÐp theo c«ng thøc (2.3).

Khc Icp

5,4

Chơng 3

thiết kế cấp điện và chiếu sáng

cho phân xởng cơ khí3.1 Phân nhóm phụ tải của phân xởng cơ khí

Căn cứ vào vị trí công suất của các máy móc đợc bố trí trên mặt bằng của phân xởng cơ khí, ta có thể chia làm hai nhóm dựa trên nguyên tắc là các thiết bị gần nhau đặt trong cùng một nhóm thì có số thiết bị trên mặt bằng phân xởng trùng với số thiết bị trên danh sách

Để thuận tiên cho việc đi dây và chọn tủ động lực ta chọn công suất tổng của các nhóm là tơng đơng

3.1.1 Tính toán các thiết bị trong nhóm I.

Ta đợc: nhq* = 0,76 (nhq* - số thiết bị hiệu quả tơng đối).

nhq = nhq n = 0,76 6 = 4,56 (3.3)Tra bảng Phụ lục 1.1 sách thiết bị cung cấp điện trang 253 tác giả Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội năm

2001 với phân xởng cơ khí lớn ta đợc

Ksd = 0,2 và cos ϕ = 0,6

Từ Ksd và nhq tra bảng phụ lục 1.6 sách thiết bị cung cấp điện trang 256 tác giả Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nôi năm 2001

Ta có Kmax = 3,12Phụ tải tác dụng tính toán nhóm 1

Ptt = Kmax Ksd Pđm = 3,12 0,2 28,5 = 17,78 (kW) (3.4)Phụ tải phản kháng nhóm 1

cosϕ = 0,6 và tgϕ = 1,33

Qtt = Ptt tgϕ = 17,78 1,33 = 23,56 (kVAr)

Phụ tải tính toán toàn phần nhóm 1

Stt = P tt2 +Q tt2 = 17 , 78 2 + 23 , 56 2 = 29,6 (kVA)

3.1.2 Tính toán các công suất của thiết bị nhóm II.

Ta đợc: nhq* = 0,94 (nhq* - số thiết bị hiệu quả tơng đối)

nhq = nhq n = 0,94 6 = 5,64

Tra bảng Phụ lục 1.1 sách thiết bị cung cấp điện trang 253 tác giả Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội năm

2001 với phân xởng cơ khí lớn ta đợc

Ksd = 0,2 và cos ϕ = 0,6

Từ Ksd và nhq tra bảng phụ lục 1.6 sách thiết bị cung cấp điện trang 256 tác giả Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nôi năm 2001

Ta có Kmax = 2,29Phụ tải tác dụng tính toán nhóm 1

Tªn nhãm

vµ TB ®iÖn

Sè luîng

3.2 Thiết kế cấp điện cho phân xởng cơ khí.

3.2.1 Lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện.

Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ trong xởng, dự định đặt tủ phân phối nhận điện tử trạm biến áp và cấp điện cho 3 tủ động lực đặt cạnh từng phân xởng, mỗi tủ động lực cấp cho một nhóm phụ tải Đặt tại tủ phân phối của trạm biến áp một aptômát đầu nguồn, từ dây dẫn điện về xởng bằng

đờng cáp ngầm

Tủ phân phối của xởng đặt một aptômát tổng và 3 aptômát nhánh cấp

điện cho tủ động lực và một tủ chiếu sáng.Tủ động lực đợc cấp điện bằng cáp hình tia đầu và đặt dao cách ly, đầu ra các nhanh đặt cầu chì

Mỗi động cơ công cụ đợc điều khiển bằng một khởi động từ đã gắn sẵn trên thân máy, trong khởi động từ có rơle nhiệt bảo vệ quá tải Các cầu chì trong tủ động lực chủ yếu bảo vệ ngắn mạch đòng thời gian làm dự phòng cho bảo vệ quá tải của khởi động từ

3.3.1.1 Chọn cáp từ trạm biến áp về tủ phân phối của xởng.

Ix =

38,0.3

3,185

dm

px U

3.3.1.2 Chọn aptômát đầu nguồn đặt tại trạm biến áp.

Chọn loại SA1003 – G có Iđm = 1000 (A) Tra sách thiết bị cung cấp

điện tác giả Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm – Nhà xuất bản khoa học và

3.3.1.3 Chọn tủ phân phối cho xởng.

Aptômát tổng chọn nh aptômát đầu nguồn SA1003 – G.Aptômát ở 3 nhánh chọn loại aptômát EA103 – G có Iđm = 100(A)

Ta bảng chọn tủ phân phối của hãng ABB chế tạo sách thiết bị cung cấp

điện phụ lục 4.1 trang 310 tác giả Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội năm 2001 Aptômát có thông số kỹ thuật cho ở bảng sau:

Loại Uđm(V) Iđm (A) IghcắtN (kA)

6,29

dm

tt U

100.25,15

,1

.25,15,

Icp = 85 (A)Vì xởng sản xuất cách xa trạm biến áp nên ta không cần tính ngắn mạch để kiểm tra cáp và aptômát đã chọn

Hình 3.1: Sơ đồ mặt bằng phân xởng cơ khí.

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho phân xởng cơ khí.

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho xởng cơ khí.

,2

2001 ta chọn đợc loại cầu chì có Idc ≥ Idctt

Chọn cầu chì loại HΠH có Iđmcầu chì = 40A và Idc = 30A

Tơng tự với các thiết bị của phân xởng khác ta có

Hình 3.4: Sơ đồ tủ phân phối và tủ động lực phân xởng cơ khí.

Tªn m¸y Phô t¶i D©y dÉn CÇu ch×

P tt (kW) I tt (kA) M· hiÖu TiÕt diÖn M· hiÖu I lv /I dc

Độ rọi theo yêu cầu để chiếu sáng làm việc đợc là E – 300 (Lux).

Căn cứ vào độ cao trần nhà H1 = 4,5 (m), mặt công tác hct = 0,8 (m), độ cao treo đèn hc = 0,7 (m)

2592 )

.(

.

+

= +

=

b a H

b a

Lấy hệ số phản xạ của tờng là 50%, của trần là 30%, tra bảng chọn hệ số

sử dụng của đèn ta tra đợc Ksd = 0,48

Lấy hệ số dự trữ K = 1,3, hệ số tính toán Z = 1,1

Quang thông của mỗi đèn là

F =

10.48,0.66

1,1.300.2592.3,110

sd k n

Z E b a K

= 3510 (Lm)

Tra bảng phụ lục 8.2 sách thiết bị cung cấp điện trang 325 tác giả Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội năm 2001

Ta chọn bóng có công suất là 500 (W), F = 8700 (Lm)

Tổng công suất chiếu sáng của xởng là

Pcs = 66.500 = 33 (kW)

3.3.2 Lựa chọn các phần tử chiếu sáng

Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của xởng, tủ gồm 1 aptômát tổng 3 pha và 6 aptômat nhánh một pha, mỗi aptômát nhánh cấp điện cho 11 bóng đèn.

3.3.2.1 Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng.

ICS =

38,0.3

33

Ta chọn đợc tiết diện dây dẫn F = 25 (mm2) có Icp = 127 (A)

3.3.2.2 Chọn aptômát tổng.

Dựa vào công thức

Trong đó:

Khc – hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ lấy Khc = 0,93;

Icp – dòng điện cho phép dây dẫn;

Ikđtừ – dòng điện khởi động từ của aptômát;

Ikđtừ = 2,5.Iđm

Iđm – dòng điện định mức của aptômát

Chọn aptômát loại EA203 – G có thông số cho ở bảng sau:

3.3.2.3 Chọn aptômát nhánh.

Chọn aptômát nhánh phải chọn giống nhau, mỗi aptômát cấp điện cho 11 bóng đèn, dòng qua aptômát một pha là:

Chọn aptômát một pha Iđm = 15 (A) do Nhật chế tạo: EA52 – G

3.3.2.4 Chọn dây dẫn từ aptômát nhánh đến cụm 11 đèn.

Chọn dây dẫn đồng bọc tiết diện 6 (mm2) có Icp = 54 (A)

Kiểm tra chọn dây dẫn kết hợp aptômát theo công thức (2.2)

Kiểm tra dây dẫn: vì đờng dây ngắn các dây đều đợc chọn vợt cấp không cần kiểm tra vợt áp

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý mạng chiếu sáng phân xởng cơ khí.

Trong đó: TPP Tủ phân phối

A Aptômát

Hình 3.5: Sơ đồ chiếu sáng xởng cơ khí

A: Tủ điện chiếu sáng

3.3.3 Hệ thống chiếu sáng bảo vệ

Căn cứ vào phụ tải là chiếu sáng bảo vệ, ở đây ta chọn phơng án cấp điện

nh hình vẽ

Hình 3.6: Sơ đồ chọn phơng án cấp điện.

Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý cấp điện của các tủ điện.

Nhà máy sẽ sử dụng đèn cao áp SODIUM có công suất mỗi bóng 250W.Công suất chiếu sáng Ptt = 12 (kW)

Mỗi pha sẽ lắp 16 bóng aptômát của mỗi pha và dây dẫn từ tủ aptômát nhánh đến các bóng sẽ là:

Vì công suất của mỗi pha A, B, C, là nh nhau do đó dây dẫn và aptômát

áp dụng công thức (2.2):

Khc.Icp

5,4

kdtu

I

≥Pha A có công suất mỗi bóng là Pđm = 0,25 (kW), Iđm = 0,63 (A)

∑Pđm = 4 (kW); ∑Iđm = 10,1 (A)

Chọn dây cáp đồng bọc PVC đợc đặt ngầm dới đất

F = 2,5 (mm2), Icp = 33 (A)

Chọn aptômát loại EA52 – G có thông số kỹ thuật cho ở bảng sau:

Tơng tự ta có pha B và pha C có thông số kỹ thuật cho ở bảng sau:

P đm (kW) I đm (A) Mã hiệu F(mm 2 ) Mã hiệu I đm (A)

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý cấp điện tủ điện chiếu sáng bảo vệ.

DC: Đèn cao áp SODIUMChọn cột đèn loại côn bát giác có chiều cao là 8m và có tầm với của đèn

là 2m, với độ rọi là 25 lux, khoảng cách giữa các đèn liên tiếp là 25m

có hạn nên bản tiểu án sẽ không tránh khỏi thiếu sót, em rất mong đợc sự góp

ý của thầy cô trong bộ môn và các bạn đồng nghiệp để bản tiểu án của em đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hải Phòng, ngày tháng năm 2008

Sinh viên

Lê Đình Công

Tài liệu tham khảo

1 Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm (2001), Thiết kế cung cấp điện, Nhà xuất

bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội

2 Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Bội Khuê (2001), Cung cấp điện, Nhà xuất

bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội

3 Phạm Văn Giới – BùiTín Hữu – Nguyễn Tiến Tôn (2002), Khí cụ điện,

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

4 Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạnh Hoạch (2003), Hệ thống cung cấp

điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và cao tầng, Nhà xuất bản khoa học kỹ

thuật

5 PGS TS Đặng Văn Đào (2005) – Kỹ thuật chiếu sáng, Nhà xuất bản khoa

học kỹ thuật