Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 1 và toàn bộ nhà máy cơ khí QP3

LỜI MỞ ĐẦUTrong sự nghiệp công nghiệp hóa-hiện đại hóa hiện nay thì công nghiệp điện năng dữ một vị trí quan vì điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rải trong nền kinh tế quố

KHOA ĐIỆN

BỘ MÔN LÝ THUYẾT

Sinh viên thiết kế: TRƯƠNG HỮU QUÝ lớp: ĐH Điện.K7B

Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN VĂN HÀ

I ĐỀ.TÀI: Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng Cơ khí 1 và toàn bộ nhà máy

Cơ khí QP3.

II CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT:

- Mặt bằng bố trí thiết bị của phân xưởng và xí nghiệp theo bản vẽ.

- Số liệu phụ tải cho theo bảng

- Số liệu nguồn U đm = 35 kV; S NM = 900 MVA

III NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:

1 Phân tích yêu cầu CCĐ cho Hộ phụ tải.

2 Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng Cơ khí

3 Xác định phụ tải tính toán của toàn Nhà máy.

4 Thiết kế mạng điện cho Phân xưởng và toàn Nhà máy.

5 Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện.

6 Tính toán tụ bù để nâng cao hệ số công suất toàn nhà máy lên 0,93.

IV CÁC BẢN VẼ THIẾT KẾ (GIẤY A3):

1 Sơ đồ mặt bằng và đi dây Phân xưởng.

2 Sơ đồ mặt bằng và đi dây Nhà máy.

3 Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn Nhà máy.

3 Sơ đồ nguyên lý CCĐ phân xưởng.

BẢNG 1

SỐ LIỆU PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

stt Tên thiết bị ký hiệu Công suất(kW,kVA) Cos Ksd

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG NHÀ MÁY CƠ KHÍ (tỷ lệ 1/1000 )

KHO SẢN PHẨM

PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

Diện tích phân xưởng cơ khí được tính theo sơ đồ mặt bằng nhà máy

17

5 1

6

4

3

2

7

18

19 16

11 8

9

14

13

15 12

10

phòng kỹ thuật

kho vật tư

CẦU TRỤC e % = P

đm = kw

LỜI MỞ ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa-hiện đại hóa hiện nay thì công

nghiệp điện năng dữ một vị trí quan vì điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rải trong nền kinh tế quốc dân

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế thì nhu cầu điện năng sử dụng trong tất cả các nghành công nghiệp,nông nghiệp,dịch vụ đều tăng lên không ngừng.Do điện năng không phải là nguồn năng lượng

vô hạn nên các công trình điện sử dụng điện năng một cách hiệu

quả(cả về độ tin cậy cấp điện và kinh tế)thì ta phải thiết kế cung cấp điện cho các công trình này

Thiết kế hệ thống cung cấp điện là một việc làm rất khó.Một công trình điện dù nhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổngđịnh về xã hội,môi trường,về các đối tượng cung cấp điện,về tiếp thị.Công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí đất đai,nguyên vật liệu,làm ứ đọng vốn đầu tư.Công trình thiết kế sai sẽ gây những hậu quả nghiêm trọng(gây

sự cố mất điện-thiệt hại cho sản suất,gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản)

Trong chương trình đào tạo dành cho sinh viên khoa Điện thì môn học

hệ thống cung cấp điện là một môn học quan trọng.Việc làm đồ án môn học này giúp sinh viên hiểu rõ hơn về môn học,hơn thế nữa nó chính là bước tập dượt ban đầu trong công việc của sinh viên sau này.

Đề tài thiết kế môn học của em là.Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng cơ khí 1 và toàn bộ nhà máy Cơ khí QP3.Trong quá trình thực hiện đồ án này em đã được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG

CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI

1.1 - VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ .5

1.2 - MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN .7

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1VÀ TOÀN NHÀ MÁY QP3 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 1 9

2 1.1 Phân nhóm phụ tải 1.3 Tính toán phụ tải từng nhóm 17

2 1.4 Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí 20

9

2 1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 1 2 2 2 1.5 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí 20

2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY 21

CHƯƠNG II I LỰA CHỌN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY A LỰA CHỌN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO P.X CƠ KHÍ 23

3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 23

3.2 - CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 24

3.3 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG 25

3.3.1 Chọn dây chảy bảo vệ cho từng máy 26

3.3.2 Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị 28

3.3.3 Chọn dây chảy bảo vệ cho từng nhóm máy 32

3.3.4 Chọn cáp dẫn cung cấp cho từng nhóm máy 33

3.3.5 Chọn tủ phân phối 34

3.3.6 Chọn tủ động lực 34

3.3.7 Chọn aptomat bảo vệ cho các phân xưởng 35

B LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ 35

3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 35

3.2 - CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 36

3.2.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện 3 6 3.2.2 Chọn dung lượng và số lượng máy biến áp nhà máy 36

3.2.3 So sánh các phương án cấp điện cho Nhà máy 38

3.3 - PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY KỂ CẢ TỔN THẤT CÔNG SUẤT 42

3.3.1 Xác định tổn thất trong máy biến áp 42

3.3.2 Vị trí trạm biến áp nhà máy 43

3.3.3 Chọn các thiết bị điện trong mạng điện nhà máy 44

A CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP 44

B CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP 50

CHƯƠNG I V

TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 84

6.2 XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ 85

6.3.1.Xác định dung lượng bù 86

6.3.2 Phân bố dung lượng bù cho các thanh cái hạ áp 86

6.3.3 Kiểm tra cosbù của nhà máy sau khi lắp đặt bù 86

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG

CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI

1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ

Trong công nghiệp ngày nay nghành cơ khí là một nghành công nghiệp then chốt của nền kinh tế quốc dân tạo ra các sản phẩm cho các nghành công nghiệp khác cũng như nhiều lĩnh vực trong kinh tế và sinh hoạt.Đáp ứng nhu cầu của sựphát triển kinh tế,các nhà máy chiếm một số lượng lớn và phân bố rộng khắp cả nước

Nhà máy đang xem xét đến là nhà máy cơ khí chuyên sản xuât các thiết bị cung cấp cho các nhà máy công nghiệp.Nhà máy có 14 hộ phụ tải,quy mô 14 phân xưởng sản xuât và các nhà điều hành

Bảng 1-1:Bảng số liệu tính toán các phân xưởng trong nhà máy

Stt Tên phân xưởng Ptt

(kW)

Qtt (kVar)

Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị máy móc cơ điện của nhà máy Phân xưởng này cũng trang bị nhiều máy móc vạn năng có độ chính xác cao nhằm đáp ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp của nhà máy Mất điện sẽ gây lãngphí lao động, ta xếp phân xưởng này vào hộ tiêu thụ loại 2.

1.1.2 Phân xưởng cơ khí 1, 2.

Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm cơ khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật Quá trình thực hiện trên máy cắt gọt kim loại khá hiện đại với dây chuyền

tự động cao Nếu điện không ổn định, hoặc mất điện sẽ làm hỏng các chi tiết đang gia công gây lãng phí lao động Phân xưởng này ta xếp vào hộ tiêu thụ loại1

1.1.3 Phân xưởng đúc thép, đúc gang.

Đây là hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao nhất Nếu ngừng cấp điện thì các sản phẩm đang nấu trong lò sẽ trở thành phế phẩm gây ảnh hưởng lớn về mặt kinh tế Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1

1.1.4 Phân xưởng kiểm nghiệm.

Có nhiệm vụ khiểm tra chất lượng sản phẩm và chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm trong phân xưởng sử dụng nhiêu thiết bị đo đếm có cao chính xác cao, do vậy mức độ ổn định là quan trọng nhất Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1

1.1.5 Phân xưởng lắp ráp.

Phân xưởng thực hiện khâu cuối cùng của việc chế tạo thiết bị, đó là đồng

bộ hóa các chi tiết máy Máy móc có đảm bảo chính xác về mặt kỹ thuật, hoàn chỉnh cũng như an toàn về mặt khi vận hành hay không là phụ thuộc vào mức độliên tục cung cấp điện Xếp vào hộ tiêu thụ loại 2

1.1.6 Phân xưởng rèn, dập.

Phân xưởng được trang bị các máy móc và lò rèn để chế tạo ra phôi và các chi tiết khác đảm bảo độ bền và cứng xếp vào hộ tiêu thụ loại 2

1.1.7 Phân xưởng mộc mẩu.

Có nhiệm vụ tạo ra các loại khuôn mẫu, các chi tiết chủ yếu phục vụ cho sản xuất Do chức năng như vậy nên phân xưởng này xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.2 MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành các dạng năng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, cơ năng…), dễ truyềntải và phân phối Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh hoạt động của con người Điện năng nói chung không tích trữ được, trừ một vài trường hợp cá biệt và công suất như như pin, ắc quy, vì vậy giữa sản xuất và tiêuthụ điện năng phải luôn luôn đảm bảo cân bằng.

Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ Đặc điểm của quá trình này xẩy ra rất nhanh Vì vậy đễ đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấp điện an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng bộ như điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tự động hóa vv…

Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển các khu đô thị, khu dân cư….Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt

mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai 5 năm 10 năm hoặc có khi lâu hơn nữa Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

1.2.1 Độ tin cậy cung cấp điện:

Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào Trong điều kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt

Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế do đó ta xếp nhà máy cơ khí vào hộ phụ tải loại 2

1.2.2 Chất lượng điện.

Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điến áp Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp phần ổnđịnh tần số của hệ thống lưới điện

Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chất lượng điện áp cho khách hàng Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho

phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức Đối với phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp như các máy móc thiết bị điện tử, cơ khí có độ chính xác vv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%.

1.2.3 An toàn điện.

Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết bị Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phải được chọn đúng loại đúng công suất Công tác xây dựng lắp đặt phải được tiến hành đúng, chính xác cẩn thận Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai trò hết sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành những quy địnhvề

an toàn điện.

1.2.3 Kinh tế

Khi đáng giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các chỉ tiêu kĩ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua tổng số vốn đầu tư,chi phí vậ hành,bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn.Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh giữa các phương án

từ đó chọ các phương án cung cấp điện tối ưu

Tuy nhiên trong quá trình thiết kế ta phải vận dụng,lồng ghép các yêu cầu trên vào nhau để tiết kiệm được thời gian và chi phí trong quá trình thiết kế

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TOÀN

NHÀ MÁY2.1-XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG

2.1.1:Phân nhóm phụ tải

-Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau:

+Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc

+Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau tránh chồng chéo và giảm chiều dài dây dẫn hạ áp

+Công suất các nhóm cũng nên không quá chênh lệch nhau nhằm giảm chủng loại tủ động lực

-Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng ta chia ra làm 3 nhóm thiết bị phụ tải như sau:

Bảng 2-1:Phân nhóm các thiết bị trong Phân xưởng cơ khí 1

- Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại (như cầu trục, máy hàn v.v ) khi tính toán phụ tải điện của chúng, ta phải quy đổi về công suất định mức ở chế độ làm việc dài hạn.

Có nghĩa là quy đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện ε% = 100% Công thức quy đổi như sau:

+ Đối với động cơ: P '

đm = P đm cos ε%

+ Đối với máy biến áp hàn: P' đm = P.cos ε%

Trong đó:

P'

đm là công suất định mức đã quy đổi về chế độ làm việc dài hạn

- Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì cần phải phân phối đều các thiết bị cho 3 pha của mạng, trước khi xác định nhq phải quy đổi công suất của các phụ tải 1 pha về phụ tải 3 pha tương đương:

2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán.

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình (cụ thể là nhà máy ta đang thiết kế) 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 )

Tuỳ theo quy mô của công trình (hay của 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 dự báo 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 nhà máy ta.

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 đến cháy nổ rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tếnhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, gây lãng phí và không kinh tế

Do tính chất quan trọng như vậy, nên đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện

Nhưng vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên và sự biến động theo thời gian nên thực tế chưa có phương pháp nào tính toán chính xác và tiện lợi phụ tải điện Nhưng hiện nay đang áp dụng một số phương pháp sau để xác định phụ tải tính toán:

a - Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu :

- Pđi, Pđmi : công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i ( kW).

- Ptt, Qtt, Stt : công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị ( kW, kVAR, kVA )

- n : số thiết bị trong nhóm

- Knc : hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra trong sổ tay tra cứu.tg _ứng với cos , đặc trưng cho các nhóm thiết bị trong các tài liệu tra cứu ở cẩm nang Nếu cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức :

cos =

n

n n

p p

p

p p

cos cos

2 1

2 2 1

Phụ tải tính toán ở điểm nút của hệ thống cung cấp điện (phân xưởng,tòa nhà ,xí nghiệp) được xác định tổng pttt của các nhóm thiết bị nối đến nút này có kể đến hệ số đồng thời ,tức là :

- tổng phụ tải phản kháng tính toán của các nhóm thiết bị.

K dt - Hệ số đồng thời ,nó nằm trong giới hạn (0,85-1).

Phương pháp tinh pttt theo hệ số nhu cầu có ưu điểm đơn giản ,tính toán thuận lợi,nên nó là phương pháp thường dùng Nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác vì K nc tra ở sổ tay,thực tế là số liệu phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm này (mà sổ tay thường không tính đến các yếu tố này).

Thật vậy ta có thể thấy rõ điều này qua biểu thức :

K nc =k max k sd

Mà k max phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị trong nhóm.Do vậy k nc cũng phụ thuộc vào các yếu tố như đối với k max

c Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị thành phần :

M : Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm

Wo : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh )

Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( giờ )

Phương pháp này được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ítbiến đổi như : quạt gió, máy nén khí, bình điện phân… Khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính toán tương đối chính xác

d Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình

và hệ số cực đại.

n : Số thiết bị điện trong nhóm.

Pđmi : Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm

Kmax : Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ

Kmax = f ( nhq, Ksd )

nhq : số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công suất

và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế.( Gồm có các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau ).Công thức để tính nhq như sau :

2

đm

n i

 Khi m > 3 và Ksd < 0,2 thì nhq được xác định theo trình tự như sau :Tính n1 - số thiết bị có công suất ≥ 0,5Pđm max.

Tính P1- tổng công suất của n1 thiết bị kể trên :

e% : hệ số đóng điện tương đối phần trăm

Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha

 Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha :

P

1

n : số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm

Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 nhưng số thiết bị tiêu

thụ hiệu quả nhỏ hơn 4 thì có thể xác định phụ tải tính toán theo công thức :

Trong đó : Kt là hệ số tải Nếu không biết chính xác có thể lấy như sau :

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

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

e Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và

Ptb : công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát

A : điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T

f Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và

độ lệch trung bình bình phương.

Công thức tính : Ptt = Ptb ± β.δ.

Trong đó : β : hệ số tán xạ

δ : độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình

Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị của phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy Tuy nhiên phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải màchỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành

g Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị.

*Xác định phụ tải đỉnh nhọn (PTĐN) :PTĐN là phụ tải cực đại xuất hiện trong thời

gian ngắn (trong khoảng vài giây).PTĐN thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn (I dn ).Dòng điện này thường được dung để kiểm tra sụt áp khi mở máy ,tính toán chọn các thiết bị bảo vệ…Đối với một thiết bị dòng đỉnh nhọn là dòng mở máy.Còn đối với 1 nhóm thiết bị thì dòng đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng mở máy lớn nhất trong nhóm khởi động ,còn các thiết bị khác làm việc bình thường Do đó dòng đỉnh nhọn được tính theo công thức:

I dn =I kd =K mm I dm (Đối với một thiết bị)

I dn =I kdmax +I tt -K sd I dmmax (đối với một nhóm thiết bị)

Trong đó :K mm hệ số mở máy :

+Với động cơ KĐB rôto lồng sóc K mm =57.

+Động cơ DC hoặc KĐB rôto dây quấn K mm =2,5

+Đối với MBA và lò hồ quang thì K 3.

- I kdmax và K sd là dòng khởi động và hệ số sử dụng cua thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm.

Tổng công suất của n1 thiết bị P1 = 23,73( kW)

Tổng công suất của n thiết bị P = 47,53( kW)

n i

sdi dmi sdTB

P

K P K

1

1

) (

= 0,16

 Tra PL5 trang 190 giáo trình CCĐ NGÔ HỒNG QUANG Kmax = 3,5

Vì hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm là không giống nhau nên ta phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức:

n

i

đmi P

i P

Iđn = Imm(max) + Itt - Ksd Iđmmax

Trong đó :

Imm( max) - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm.

Itt - dòng tính toán của nhóm máy

Iđm max - dòng định mức của thiết bị đang khởi động

Ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

Pđmmax = 13 ( kW) :Máy cắt thép

Immmax = Kmm.Iđmmax = 6



cos

Iđmmax =



cos

2.1.4 - Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí

Công suất chiếu sáng được xác định theo công thức:

Pttcs = p0.F

Trong đó :

p0: Suất chiếu sáng Tra theo bảng.

F: là diện tích phân xưởng

Trong phân xưởng xửa chữa cơ khí hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt,với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta có p0=12W/m2.

Qttcs =Pttcs.tgφcs=7,632(kW) (đèn huỳnh quang cosφcs=0,6-0,65)

2.1.5 - Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí

 Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức sau :

3

1

cos

i đmi

i

đmi P

112 2 2 2

2    

Dòng điện tính toán của toàn phân xưởng:

170 38 , 0 3

112

2.2 - TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA TOÀN NHÀ MÁY.

Diện tích toàn nhà máy: F = 230.170=39100(m2)

Diện tích đường đi bãi trống: F' = 39100 –

(612+544+612+510+714+442+1530+1384+1152+476+612+544)

= 29968(m2)

Phụ tải chiếu sáng nhà máy:

PttcsNM = p0.F' = 0,12.29968 = 3,54( kW)

QttcsNM =Pttcs.tgφcs=4,2(kW) (đèn huỳnh quang cosφcs=0,6-0,65)

Phụ tải của toàn nhà máy được xác định theo công thức:

Stt Tên phân xưởng

TOÀN NHÀ MÁY

A – LỰA CHỌN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG

CƠ KHÍ 3.1 – ĐẶT VẤN ĐỀ :

Mạng điện phân xưởng dùng để cung cấp và phân phối điện năng cho phân xưởng nó phải đảm bảo các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật như : Đơn giản, tiết kiệm về vốn đầu tư, thuận lợi khi vận hành và sữa chửa, dể dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, đảm bảo chất lượng điện năng, giảm đến mức nhỏ nhất các tổn thất phụ

Sơ đồ nối dây của phân xưởng có 3 dạng cơ bản :

2 Sơ đồ nối dây hình tia : Có ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cung cấp từ một đường dây, do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau,

độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và

tự động hoá, dễ bảo quản vận hành Khuyết điểm của nó là vốn đầu tư lớn Vìvậy sơ đồ nối dây hình tia thường được dùng khi cung cấp điện cho các hộ

tiêu thụ loai 1 va 2.

Sơ đồ hình tia dùng để cung cấp điện cho các phụ tải phân tán Từ thanh cái trạm biến áp có các đường dây dẫn đến các tủ phân phối động lực Từ tủ phân phối động lực có các đường dây dẫn đến phụ tải Loại sơ đồ này có độ tin cậy tương đối cao, thường được dùng trong các thiết bị phân tán trên diện tích rộng như phân xưởng cơ khí, lắp ráp, dệt v.v

- Sơ đồ nối dây phân nhánh : Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp , chủng loạicáp cũng ít Nó thích hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố không đồng đều Nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện thấp thường dùng cho các hộ loại III

- Sơ đồ nối dây hỗn hợp : Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tuỳ theo các yêu cầu riêng của từng phụ tải hoặc của cấc nhóm phụ tải

Từ những ưu khuyết điểm trên ta dùng sơ đồ hỗn hợp của hai dạng sơ đồ trên đểcấp điện cho phân xưởng, cụ thể là :

- Tủ phân phối của phân xưởng: Đặt 1 áptômát tổng phía từ trạm biến áp về và

3 áptômát nhánh cấp điện cho 3 tủ động lực

- Các tủ động lực: Mỗi tủ được cấp điện từ thanh góp tủ phân phối của phân

xưởng bằng một đường cáp ngầm hình tia, phía đầu vào đặt áptômát hoặc cầu dao và cầu chì làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết

bị trong phân xưởng Các nhánh ra cũng đặt các cầu dao, cầu chì nhánh để cung cấp trực tiếp cho các phụ tải, thường các tủ động lực có tối đa 8 - 12 đầu ra vì vậy đối với các nhóm có số máy lớn sẽ nối chung các máy có công suất bé lại với nhau cùng một đầu ra của tủ động lực

- Trong một nhóm phụ tải: Các phụ tải có công suất lớn thì được cấp bằng

đường cáp hình tia còn các phụ tải có công suất bé và ở xa tủ động lực thì có thể gộp thành nhóm và được cung cấp bằng đường cáp trục chính

3 2 – CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ.

Qua phân tích ở trên đối với phân xưởng cơ khí ta dùng sơ đồ hổn hợp để cung cấp điện cho phân xưởng : Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ :

Điện năng nhận từ thanh cái hạ áp của MBA phân xưởng qua aptomat đưa

về tủ phân phối bằng đường cáp động lực ( cáp 1) sau đó từ tủ phân phối có các

lộ ra dẫn về các tủ động lực qua hệ thống cáp ( cáp 2) Từ tủ động lực điện năng được đưa đến các thiết bị bằng dây dẫn cách điện luồn trong ống sắt Việc đóng cắt và bảo vệ ở đây dùng cầu dao và aptomat

3.3 – CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

3.3.1 – Chọn dây chảy bảo vệ cho từng máy :

- Cầu chì là một thiềt bị bảo vệ đơn giản, rẻ tiền nhưng độ nhạy kém Nó chỉ tác động khi dòng điện lớn hơn định mức nhiều lần, chủ yếu là khi ngắn mạch.Cầu chì được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và dòng điện cắt định mức Ngoài ra phải chú ý đặt cầu chì trong nhà hay ngoài trời

Chọn dây chảy của cầu chì dựa vào các yêu cầu sau :

 Dây chảy phải không được chảy khi dòng cho phép lâu dài lớn nhấtchạy qua, cho phép quá tải ngắn hạn như khởi động động cơ.

 Dây chảy phải chảy khi có dòng ngắn mạch chạy qua hoặc dòng quá tải lớn hơn giá trị cho phép

dc

dm

dmdc dmdc

dc

I K I

I

U

P I

I

cos 3

Trong đó: Iđmdc: - dòng điện định mức của động cơ

Idc – dòng điện định mức của dây chảy cầu chì

α – hệ số phụ thuộc điều kiện khởi động

- Với động cơ mở máy không tải α = 2,5

- Với động cơ mở máy có tải α = 1,6  2,5

- Với máy hàn và lò hồ quang kmm >3

Uđm – Điện áp định mức của lưới điện ( điện áp dây) kV

Pđm – Công suất định mức của động cơ kW

Cos - Hệ số công suất định mức của động cơ cho trong lý lịch máy

 Tính cho máy tiện:

Chọn loại cầu chì có Iđmdc = 50 (A), có ký hiệu là H2 – 100.

 Làm tương tự cho các máy khác ta có bảng sau:

Bảng 3 – 1: Chọn thông số cầu chì bảo vệ cho các thiết bị điện

3.3.2 - Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị:

Dây dẫn cung cấp trong mạng điện áp thấp của phân xưởng chọn theo điều kiện phát nóng ( dòng điện làm việc lâu dài cho phép) Vì khoảng cách từ

tủ động lực tới các thiết bị cũng như từ tủ phân phối hạ áp tới các tủ động lực ngắn, thời gian làm việc của các máy công cụ ít, nếu chọn theo mật độ dòng điệnkinh tế sẽ gây lảng phí kim loại màu nên dây dẫn chỉ chọn theo điều kiện phát nóng là đủ

Xác định cỡ dây chôn dưới đất ( trong trường hợp này cần xác định hệ số

K):

Xác định hệ số hiệu chỉnh K

Với mạch chôn trong đất, K sẽ đặc trưng cho điều kiện lắp đặt:

K =K1.K2.K3.K4

Hệ số K thể hiện toàn diện của điều kiện lắp đặt và là tích K1, K2, K3, K4

Các giá trị của một vài hệ số sẽ được cho trong bảng 3-2 và bảng 3-3

Hệ số K 1 : K1 thể hiện cách lắp đặt

Bảng 3-2 : Hệ số K 1 theo cách lắp đặt

Đặt trong ống bằng đất nung, ống ngầm hoặc rãnh đúc

0,8

Trường hợp khác 1

Hệ số K 2 : K2 thể hiện số dây đặt kề nhau ( các dây được coi là kề nhau nếu khoảng cách L giữa chúng nhỏ hơn 2 lần đường kính của dây lớn nhất trong hai dây )

Bảng 3-3 : Hệ số K 2 cho số dây trong hàng.

- Đối với mạng sinh hoạt thì  = 0,8

- Đối với mạng cung cấp cho phụ tải đặc biệt thì  = 1,25 – 1,5

 Tính cho máy tiện:

Ta có: Pđm = 10 (kW); cos = 0,65; ksd = 0,18

Điều kiện chọn:

Với giá trị cho phép của máy tiện ta chọn cáp đồng có cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có thông số:

S = 1,4 mm2 ; ICP (trong nhà) = 31 (A).Tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay tra cứu

 

 A K

I I

A K

I I

LV CP

dc CP

2 , 24 95 , 0 23

5 , 17 3 95 , 0

50

thiết bị điện từ 0,4-500 Kv của Ngô Hồng Quang

Loại dây dẫn chôn sâu 0,7 m với nhiệt độ tiêu chuẩn của dây dẫn là 550C, nhiệt

độ môi trường là 250C Tra bảng 4.28 trang 379 TL “ HTCCĐ”

 Làm tương tự cho các máy khác ta có bảng số liệu sau:

Bảng 3 – 6: Tính chọn dây dẫn cho phân xưởng cơ khí

TT Nhóm Tên thiết bị ICPtt Thông số của cáp

19 Máy doa 31,5 1,8 5,7 7,0 7,41 2,5 41

3.3.3 – Chọn cáp dẫn cung cấp cho từng nhóm máy :

Điều kiện chọn : Uđmcáp  Uđmmạng ; I

Chọn cáp 4 lõi cách điện PVC do Hãng LENS chế tạo tra ở bảng 4.24 trang 250

sổ tay tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500 kV của Ngô Hồng Quang có số liệu sau :

Điều kiện chọn tủ phân phối :

120).

100, 120, (

).

( 170

380

ttpxCK dmvào

dmmang tu

dm

I I

A I

I

V U

U

Số lộ ra n  5

Tra tài liệu bảng 2.10 trang 628 sách CCĐ của Nguyễn Xuân Phú ta chọn loại

tủ C62-7/I có Iđmvào = 400 (A) và số lộ ra là : 8 x 100

dctbbi dmra ttnhi dmvào

I I

A I

I

Chọn loại tủ có cầu dao – cầu chì ký hiệu C58 – 7/I có Iđmvào = 400 (A) và số lộ

ra là 8 x 100

Tương tự chọn tủ cho các nhóm khác ta có bảng lựa chọn sau :

Bảng 3 -8 : Thông số kỹ thuật của tủ động lực phân xưởng cơ khí

Nhóm Loại tủ Ittnh(A) Iđmvào(A) Số lộ ra

Căn cứ vào số liệu tính toán ta chọn aptomat do hãng MERLIN GERIN chế tạo

IđmATM Itt nhóm 1=52(A)

IđmATM Itt nhóm 2=62(A)

IđmATM Itt nhóm 3=72(A)

Bảng 3.9 :Thông số kỹ thuật của áptomat do hãng MERLI GERIN chê tạo

Sản phẩm Nhóm Số cực Uđm(V) Iđm(A) INmax(kA)

3.3.9 Chọn ATM cho phụ tải chiếu sáng :

Điều kiện chọn : IATMcs  Iđm đèn = Ittcs =

22,0

yêu cầu về kinh tế kỹ thuật là một việc hết sức khó khăn Mạng điện nhà máy bao gồm 2 phần bên trong và bên ngoài nhà máy Phần bên trong bao gồm các trạm biến áp phân xưởng và các đường dây cung cấp vào các phân xưởng, phần bên ngoài nhà máy bao gồm đường dây nhận điện từ hệ thống điện dẫn tới nhà máy.

Khi thiết kế mạng điện nhà máy cần đảm bảo các yêu cầu sau :

- Sơ đồ đi dây phải đơn giản, xử lý nhanh, thao tác không nhầm lẫn

Trong thực tế thì kinh tế và kỹ thuật luôn mâu thuẩn nhau, phương án tốt

về mặt kỹ thuật thì vốn đầu tư lại quá cao tuy nhiên chí phí vận hành hàng năm nhỏ Ngược lại phương án có vốn đầu tư nhỏ thì chi phí vận hành hàng năm lại lớn Do đó để lựa chọn phương án cung cấp điện ta phải so sánh cả về kinh tế và

kỹ thuật của các phương án sao cho vừa đảm bảo về yêu cầu kỹ thuật vừa đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế

3.2 – CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY

3.2.1 - Chọn sơ đồ cung cấp điện: