thiết kế mạng điện cho một xưởng cơ khí

Phụ tải tính toán của 3 nhóm được thống kê ở bảng sau: Trong thực tế khi phân xưởng làm việc thì không hẳn tất cả các thiết bị hoạt động cùng một lúc do đó dựa vào kinh nghiệm cũng như

MỤC LỤC

LỜI NĨI ĐẦU 1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 4

CHƯƠNG I: TÍNH TỐN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG ……… ……5

I ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG : 5

II SƠ ĐỒ MẶT BẰNG VÀ THƠNG SỐ CÁC PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƯỞNG : 6

III PHÂN NHĨM PHỤ TẢI: 7

IV XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO PHÂN XƯỞNG: 9

V CHỌN MAY BIẾN AP CHO PHAN XƯỞNG 12

VI XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI : 16

VII LỰA CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC: 22

CHƯƠNG II: TÍNH CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CHO PHÂN XƯỞNG 24

CHƯƠNG III: TÍNH CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ………30

I CHỌN CÁP VÀ DÂY DẪN : 30

II CHỌN CB: 40

CHƯƠNG IV: TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT CỦA PHÂN XƯỞNG 45

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 50

I KHÁI NIỆM CHUNG: 50

II CÁC YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG: 51

III TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG: 52

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 64

I QUÁ TRINH HÌNH THÀNH SÉT: 64

II THIẾT KẾ CHỐNG SÉT: 67

III THIẾT KẾ NỐI ĐẤT: 73

CHƯƠNG VII:NÂNG CAO HỆ SỐ COSΦ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ 80

I Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ COSΦ: 80

II CHỌN THIẾT BỊ BÙ: 81

III.CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ VÀ TÍNH BÙ CHO PHÂN XƯỞNG: 82

PHẦN KẾT LUẬN 87

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa của đất nước ta hiện nay ,

nhu cầu về điện năng là rất lớn Trong đó các nhà máy công nghiệp là khách

hàng tiêu thụ điện nhiều nhất , chính vì vậy nên điện năng thực sự là yếu tố quan

trọng , ảnh hưởng trực tiếp vào tổng doanh thu của nhà máy Do đó , việc thiết

kế hệ thống cung cấp điện hợp lý , đồng thời kết hợp với việc sử dụng điện hiệu

quả sẽ có tác dụng trực tiếp đến khả năng khai thác tối đa tiềm năng của nhà

máy , nâng cao doanh thu cho doanh nghiệp và góp phần thúc đẩy nền kinh tế đi

lên

Hiện nay trên thế giới đã xuất hiện rất nhiều phần mềm thiết kế hệ thống

cung cấp điện với sự trợ giúp của máy tính Nhưng muốn hiểu được việc thiết

kế trên máy tính thì ta phải nắm vững kiến thức chuyên môn , biết được trình tự

tính toán , thiết kế cung cấp điện , để từ đó làm cơ sở vững chắc về mặt lý thuyết

về các phương thức tính toán cũng như các phương pháp lựa chọn tối ưu và đạt

hiệu quả cao nhất , đảm bảo chi phí thấp nhất nhưng vẫn đảm bảo đầy đủ về mặt

kỹ thuật

Trên tinh thần đó, với sự hướng dẫn tận tình của Thầy Trương Việt Anh,

em đã tiến hành làm Đồ án Thiết Kế Cung Cấp Điện cho một phân xưởng cơ

khí Thông qua đồ án này, em đã hiểu rõ hơn trình tự, các bước cần thiết để thiết

kế cung cấp điện cho một phân xưởng , cách lựa chọn và lắp đặt các thiết bị bảo

vệ cho một phân xưởng, nhằm đảm bảo sự hoạt động liên tục, đáng tin cậy và

hiệu quả về kinh tế

Là một sinh viên lần đầu tiên bắt tay vào việc thiết kế cho một công trình

điện chắc chắn không tránh khỏi những sai sót Song với mong muốn làm quen

với việc thiết kế cũng như có được kinh nghiệm hữu ích cho việc học tập và

công việc làm sau này Em rất mong được sự góp ý chỉ dẫn của các thầy cô cũng

như các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn nữa

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn Thầy Trương Việt Anh đã hướng

dẫn tận tình giúp chúng em hoàn thành Đồ án môn học này

Sinh viên thực hiện Nguyễn Thanh Phúc

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TP.Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 2014

GVHD : Trương Việt Anh

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG

Trong một phân xưởng , có nhiều nhóm thiết bị có chế độ hoạt động khác nhau và

công suất khác nhau Tính toán và phân chia nhóm phụ tải cho phân xưởng nhằm phân

bố được hợp lý chế độ hoạt động của phân xưởng và dễ dàng thiết kế cung cấp điện

cho phân xưởng

I Đặc điểm phân xưởng :

Đây là mặt bằng phân xưởng cơ khí , có dạng hình chữ nhật , có :

- Chiều dài : 54m

- Chiều rộng : 18m

- Chiều cao : 7 m

- Diện tích toàn phân xưởng : 972m2

Phân xưởng dạng hai mái tôn kẽm , nền xi măng , toàn phân xưởng có 5 cửa ra vào (

loại 2 cánh ), trong đó : 1 cửa chính và 4 cửa phụ Môi trường làm việc thuận lợi, ít

bụi, nhiệt độ trung bình trong phân xưởng là 30oC

Phân xưởng làm việc 2 ca trong 1 ngày :

- Ca 1: từ 06h đến 14h

- Ca 2: từ 14h đến 22h

Trong phân xưởng có 29 động cơ , một phòng kho và 1 phòng KCS Ngoài ra ,

phân xưởng còn có hệ thống chiếu sáng Phân xưởng lấy điện từ trạm biến ap khu vực

với cấp điện áp là : 220/380 (V)

II Sơ đồ mặt bằng và thông số các phụ tải của phân xưởng :

1 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng

2 Bảng phụ tải phân xưởng :

III PHÂN NHÓM PHỤ TẢI:

Căn cứ vào việc bố trí của phân xưởng và yêu cầu làm việc thuận tiện nhất , để

làm việc có hiệu quả nhất thông qua các chức năng hoạt động của các máy móc thiết bị

Ngoài các yêu cầu về kỹ thuật thì ta phải đảm bảo các yêu cầu về kinh tế , không

nên đặt quá nhiều các nhóm làm việc đồng thời , quá nhiều tủ động lực , như thế sẽ

không có lợi về kinh tế

Tuy nhiên , một yếu tố quan trọng cần quan tâm nữa là việc phân nhóm phụ tải

Việc này sẽ quyết định tủ phân phối trong phân xưởng , số tuyến dây ra từ tủ phân

phối Việc phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa trên các yếu tố sau :

- Các thiết bị trong cùng 1 nhóm nên có cùng chức năng

- Phân nhóm theo khu vực bố trí gần nhau

- Các nhóm có công suất đều nhau

- Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tải của CB chuẩn

- Số nhóm không nên quá nhiều : từ 2 đến 4 nhóm

TT Ký hiệu Số lượng Pđm (kW) Cos  Ksd Ghi chú

- Trong cùng 1 tuyến dây cung cấp thì không nên bố trí tải công suất lớn ở cuối

tuyến

Vì thế, với những thiết bị trên sơ đồ mặt bằng ta quyết định chia phụ tải thành 03

nhóm , đi cùng 03 nhóm là 03 tủ động lực Ngoài việc cấp điện cho các nhóm thiết bị ,

ta còn phải cấp điện cho hệ thống chiếu sáng

Số lượng , ký hiệu trên mặt bằng và tổng công suất của từng nhóm thiết bị được

IV XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG:

1 Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm:

 Xác định công suất biểu kiến định mức của tải:

Áp dụng tương tự cho Nhóm 2 ta có kết quả tính toán ở bảng sau:

Phụ tải tính toán của 3 nhóm được thống kê ở bảng sau:

Trong thực tế khi phân xưởng làm việc thì không hẳn tất cả các thiết bị hoạt động

cùng một lúc do đó dựa vào kinh nghiệm cũng như tra bảng ta có thể chọn hệ số đồng

thời tương ứng cho 3 nhóm máy là : Kđt = 0.9 Áp dụng công thức:

S tt(tải) = ∑𝟒

𝐢=𝟏 Stt(tủ điện) × K đt= 312.82 x 0.9 = 281.54 (kVA)

2 Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng :

Pttcs = PO × F

với F : là diện tích chiếu sáng

Pttcs : công suất tính toán chiếu sang

PO : diện tích chiếu sáng / đơn vị diện tích

Chiếu sáng nhà kho:

Chiếu sáng nhà kho ta có thể chọn PO = 10(W) / m2 (tra bảng phụ lục I.2 trang

253 sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác giả :Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm)

Ta có diện tích nhà kho là: Fkho= 6 x 6 =36 m2

→ Pttcs ( kho ) = 10 x 36 = 360(w)

Chiếu sáng phòng KCS:

Ta chọn chiếu sáng cho phòng KCS với PO=20(w)/m2 (tra bảng phụ lục I.2 trang

253 sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác giả :Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm)

Ta có diện tích phòng KCS là: Fkcs = 8 x 6 =48 m2

Chiếu sáng xưởng làm việc : ta chọn chiếu sáng cho xưởng sản xuất với

PO=15(w)/m2 (tra bảng phụ lục I.2 trang 253 sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác

giả :Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm)

Ta có diện tích xưởng sản xuất là: Fsx = 54 x 18 - (Fkho + Fkcs) = 888m2

V CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG

1 Chọn số lượng và công suất của trạm biến áp :

Vốn đầu tư của trạm biến áp chiếm một phần rất quan trọng trong tổng số vốn

đầu tư của hệ thống điện Vì vậy , việc chọn vị trí , số lượng và công suất định mức

của máy biến áp là việc làm rất quan trọng Để chọn trạm biến áp , ta cần đưa ra một

số phương pháp có xét đến các ràng buộc cụ thể và tiến hành tính toán so sánh kinh tế ,

kỹ thuật để có thể chọn được phương án tối ưu Do đó , việc lựa chọn máy biến áp bao

giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện.dung lượng và các thông

số máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nó, vào cấp điện áp và phương thức vận

hành của máy biến áp v.v

a) Chọn vị trí đặt trạm biến áp :

Để xác định vị trí hợp lý của trạm biến áp , ta cần xem xét các yêu cầu sau :

- Gần tâm phụ tải

- Thuận tiện cho các tuyến dây vào/ ra

- Thuận lợi trong quá trình thi công và lắp đặt

- Đặt nơi ít người qua lai,thông thoáng

- Phòng cháy nổ,ẩm ươt,bụi bẩn

- An toàn cho người và thiết bị

Trong thực tế , việc đặt trạm biến áp phù hợp với tất cả các yêu cầu trên là rất khó

khăn , do đó tùy vào điều kiện cụ thể trong thực tế mà ta đặt trạm sao cho hợp lý nhất

b) Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp :

- Chọn số lượng máy biến áp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như :

 Yêu cầu về liên tục cung cấp điện cho phụ tải

 Yêu cần về lựa chọn dung lượng máy biến áp

 Yêu cầu về vận hành kinh tế

 Khả năng mở rộng và phát triển về sau

Đối với hộ phụ tải loại 1 : thường chọn 2 máy biến áp trở lên

Đối với hộ phụ tải loại 2: số lượng máy biến áp được chọn phụ thuộc vào việc so

sánh về hiệu quả về kinh tế - kỹ thuật

Tuy nhiên , để đơn giản trong vận hành , số lượng máy biến áp trong trạm biến áp

không nên quá 3 , và các máy biến áp nên cùng chủng loại và công suất

Chủng loại máy biến áp trong một trạm biến áp đồng nhất ( hay ít chủng loại )

nhằm giảm số lượng máy biến áp dự phòng và thuận tiện trong việc lắp đặt , vận hành

c) Xác định dung lượng máy biến áp :

Hiện nay có nhiều phương pháp để xác định dung lượng máy biến áp , nhưng vẫn

phải dựa theo các nguyên tắc sau :

- Chọn theo điều kiện làm việc bình thường có xét đến quá tải cho phép Mức độ

quá tải phải được tính toán sao cho hao mòn cách điện trong khoảng thời gian xem xét

không vượt quá định mức tương ứng với nhiệt độ cuộn dây là 98oC Khi quá tải bình

thường , nhiệt độ điểm nóng nhất của cuộn dây có thể lớn hơn nhưng không được vượt

quá 140oC

- Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố với thời gian hạn chế để không gián đoạn

cung cấp điện

Thông thường , ta chọn máy biến áp dựa vào đồ thị phụ tải bằng hai phương pháp :

 Phương pháp công suất đẳng trị

 Phương pháp 3%

Nhưng ở đây ta không có đồ thị phụ tải cụ thể, do đó chọn dung lượng máy biến áp

theo công thức sau :

SđmMBA ≥ STT phân xưởng

với : STT phân xưởng = STT tủ điện + STTcs + Sdự phòng

Sdự phòng phụ thuộc vào việc dự báo phụ tải điện của phân xưởng trong tương

lai, giả sử phụ tải điện của phân xưởng dự báo trong tầm vừa từ 3 – 10 năm.Do vậy ta

chọn công suất dự phòng cho phân xưởng là 20%

Vậy ta chọn máy biến áp 3pha của hãng THIBIDI sản xuất tại Việt Nam với

nhiệt độ môi trường của Việt Nam nên ta không cần xét đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ

Máy biến áp có SđmMBA =400 (kVA)

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY BIẾN ÁP

MÁY BIẾN ÁP 3 PHA _ 400 KVA Thông số kĩ thuật

VI XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI :

1 Tọa độ tâm phụ tải của từng nhóm :

Khi thiết kế mạng điện cho phân xưởng , việc xác định đặt tủ phân phối hay trạm biến

áp phân xưởng là rất quan trọng , nó ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế , kỹ

thuật , tổn thất công suất và tổn thất điện năng

Tâm phụ tải được xác định theo công thức sau :

Y

P

x P

X

1 1 1 1

.

Trong đó : Pđmi là công suất định mức của thiết bị thứ i

Xi, Yi là tọa độ của các thiết bị ( nhóm ) trong phân xưởng

Tâm phụ tải của nhóm 1:

10𝑖=1

Y2 = ∑ y2i.Pđm2i

10𝑖=1

Y3 = ∑ y3i.Pđm3i

13𝑖=1

Với các kết quả vừa tính được ta có sơ đồ tâm phụ tải của từng nhóm phụ tải và của

toàn phân xưởng như hình vẽ sau:

VII LỰA CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC:

Việc lắp đặt tủ động lực và tủ phân phối đúng tâm phụ tải của nhóm và phân

xưởng có lợi về:

- Chi phí cho việc đi dây và lắp đặt là thấp nhất

- Tổn hao điện áp là thấp nhất

Tuy nhiên trong thực tế khi lắp đặt tủ phân phối không được như trên lý thuyết

mà ta cần lưu ý đến một số vấn đề sau:

- Đặt gần tâm phụ tải

- Tính chất của phụ tải

- Mặt bằng xây dựng của nhà xưởng

- Tính mỹ quan

- Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa

- Thuận lợi cho quan sát toàn nhóm máy hay toàn phân xưởng

• Không gây cản trở lối đi

• Gần cửa ra vào

• Thông gió tốt

Vì vậy, dựa vào các điều kiện trên ta chọn vị trí đặt tủ phân phối và tủ động lực

cĩ thể lệch đi so với tính tốn của tâm phụ tải nhưng phải đảm bảo gần tâm phụ tải

nhất

Sau khi xem xét bố trí của phụ tải phân xưởng ta đưa ra phương án đặt tủ động

lực và tủ điều khiển cho tồn phân xưởng như hình vẽ sau:

CHƯƠNG II TÍNH CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CHO PHÂN XƯỞNG

I CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY TRONG MẠNG PHÂN XƯỞNG :

1 Yêu cầu :

Bất kỳ phân xưởng nào ngoài việc tính toán phụ tải tiêu thụ để cung cấp điện

cho phân xưởng, thì mạng đi dây trong phân xưởng cũng rất quan trọng Vì vậy ta

cần đưa ra phương án đi dây cho hợp lý, vừa đảm bảo chất lượng điện năng, vùa có

tính an toàn và thẩm mỹ

Một phương án đi dây được chọn sẽ được xem là hợp lý nếu thõa mãn những

yêu cầu sau:

- Đảm bảo chất lượng điện năng

- Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

- An toàn trong vận hành

- Linh hoạt khi có sự cố và thuận tiện khi sửa chữa

- Đảm bảo tính kinh tế, ít phí tổn kim loại màu

- Sơ đồ nối dây đơn giản, rõ ràng

- Dễ thi cơng lắp đặt,dễ sửa chữa

2 Phân tích các phương án đi dây :

Có nhiều phương án đi dây trong mạng điện, dưới đây là 2 phương án phổ biến:

a) Sơ đồ hình tia:

22KV

Trong sơ đồ hình tia, các tủ phân phối phụ được cung cấp điện từ tủ phân

phối chính bằng các tuyến dây riêng biệt Các phụ tải trong phân xưởng cung cấp

điện từ tủ phân phối phụ qua các tuyến dây riêng biệt Sơ đồ nối dây hình tia có

một số ưu điểm và nhược điểm sau:

* Ưu điểm:

- Độ tin cậy cung cấp điện cao

- Đơn giản trong vận hành, lắp đặt và bảo trì

- Sụt áp thấp

* Nhược điểm:

- Vốn đầu tư cao

- Sơ đồ trở nên phức tạp khi có nhiều phụ tải trong nhóm

- Khi sự cố xảy ra trên đường cấp điện từ tủ phân phối chính đến các tủ phân

phối phụ thì một số lượng lớn phụ tải bị mất điện

* Phạm vi ứng dụng: mạng hình tia thường áp dụng cho phụ tải công suất lớn, tập

trung (thường là các xí nghiệp công nghiệp, các phụ tải quan trọng: loại 1 hoặc loại 2)

b) Sơ đồ phân nhánh:

22KV

Trong sơ đồ đi dây theo kiểu phân nhánh ta có thể cung cấp điện cho nhiều phụ tải

hoăïc các tủ phân phối phụ

Sơ đồ phân nhánh có một số ưu nhược điểm sau:

* Ưu điểm:

- Giảm được số các tuyến đi ra từ nguồn trong trường hợp có nhiều phụ tải

- Giảm được chi phí xây dựng mạng điện

- Có thể phân phối công suất đều trên các tuyến dây

* Nhược điểm:

- Phức tạp trong vận hành và sửa chữa

- Các thiết bị ở cuối đường dây sẽ có độ sụt áp lớn khi một trong các thiết bị điện

trên cùng tuyến dây khởi động

- Độ tin cậy cung cấp điện thấp

* Phạm vi ứng dụng : sơ đồ phân nhánh được sử dụng để cung cấp điện cho các phụ

tải công suất nhỏ, phân bố phân tán, các phụ tải loại 2 hoặc loại 3

c) Sơ đồ hình tia phân nhánh :

Thông thường mạng hình tia kết hợp phân nhánh thường được phổ biến nhất ở

các nước, trong đó kích cỡ dây dẫn giảm dần tại mọi điểm phân nhánh, dây dẫn

thường được kéo trong ống hay các mương lắp ghép

* Ưu điểm: chỉ một nhánh cô lập trong trường hợp có sự cố (bằng cầu chì hay CB)

việc xác định sự cố cũng đơn giản hoá bảo trì hay mở rộng hệ thống điện, cho phép

phần còn lại hoạt động bình thường, kích thước dây dẫn có thể chọn phù hợp với

mức dòng giảm dần cho tới cuối mạch

* Khuyết điểm: sự cố xảy ra ở một trong các đường cáp từ tủ điện chính sẽ cắt tất

cả các mạch và tải phía sau

2 Chọn phương án đi dây:

Để cấp điện cho động cơ trong phân xưởng, dự định đặt một tủ phân phối từ

trạm biến áp về và cấp cho 4 tủ động lực cùng một tủ chiếu sáng rải rác cạnh tường

phân xưởng và mỗi tủ động lực được cấp cho một nhóm phụ tải

- Từ tủ phân phối đến các tủ động lực thường dùng phương án đi hình tia

- Từ tủ động lực đến các thiết bị thường dùng sơ đồ hình tia cho các thiết bị

công suất lớn và sơ đồ phân nhánh cho các thiết bị công suất nhỏ

- Các nhánh đi từ tủ phân phối không nên quá nhiều (n<10) và tải của các

nhánh có công suất gần bằng nhau

- Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý dến dòng định mức của các CB chuẩn

(6A,10A,20A,32A,63A,125A,150A,200A,315A,400A,600A,1000A)

- Đối với phụ tải loại 1 chỉ được sử dụng sơ đồ hình tia

Do phân xưởng là xưởng sửa chữa cơ khí Vì vậy để cho thuận tiện trong việc

đi lại và vận chuyển thì ta chọn phương án đi dây như sau:

- Từ tủ phân phối chính đến tủ đôïng lực ta đi dây hình tia và đi trên máng cáp

- Toàn bộ dây và cáp từ tủ động lực đến các động cơ đều được đi ngầm trong

đất

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

* Ưu điểm: giảm công suất điện, tổn thất điện, không ảnh hưởng đến vận hành và

tạo ra vẻ thẩm mỹ

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

khó phát hiện

Từ các yêu cầu trên ta thấy việc xác định phương án đi dây rất quan trọng, có

ảnh hưởng rất lớn đến việc chọn CB sau này Vì vậy ta tiến hành đi dây cho phân

xưởng như sau:

3 Sơ đồ mặt bằng đi dây :

4 Sơ đồ nguyên lý đi dây của phân xưởng:

CHƯƠNG III TÍNH CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ

Các loại cáp bọc cách điện trong mạng hạ áp của CADIVI :

Các loại cáp được bọc cách điện trong mạng hạ áp của Cadivi:

- Dây cáp điện lực CV: đây là loại cáp đồng nhiều sợi xoắn cách điện bằng

PVC, điện áp cách điện đến 660V, một ruột

Cáp CV thường được sử dụng cho những đường dây có công suất lớn, đường dây

cấp điện từ máy biến áp đến các tủ phân phối chính và từ tủ phân phối chính đến

các tủ phân phối phụ

- Dây cáp điện lực CVV: đây là loại cáp đồng nhiều sợi xoắn, có 2, 3 hoặc 4

ruột Điện áp cách điện đến 660V

Loại cáp này thường được sử dụng để cung cấp điện cho các động cơ 3 pha hoặc 1

pha

- Dây cáp vặn xoắn LV- ABC: đây là loại dây vặn xoắn, bọc cách điện bằng

XLPE, ruột bằng dây nhôm cứng, nhiều sợi cán ép chặt Loại dây này có thể chế

tạo loại là 2, 3 và 4 ruột

Thường được sử dụng đối với đường dây trên không

- Dây đơn một sợi hoặc nhiều sợi mã hiệu VC: đây là loại dây đồng 1 sợi cách

điện bằng PVC Điện áp cách điện đến 660V

Thường được sử dụng để thiết kế đường dẫn điện chính trong nhà

- Dây AV: đây là loại dây có cấu tạo giống CV nhưng lõi bằng nhôm

Thường dùng cho mạng điện phân phối khu vực

Trong điều kiện vận hành các dây dẫn và khí cụ điện có thể được chọn ở chế độ

sau:

b) Chọn loại cáp và dây dẫn:

Phải đảm bảo các yếu tố:

- Chế độ làm việc lâu dài

- Chế độ quá tải

- Chế độ ngắn mach

Để đảm bảo cho các thiết bị không bị hư hỏng khi có sự cố xảy ra thì các khí cụ

bảo vệ phải tác động nhanh khi có sự cố ngắn mạch hay quá tải, còn đối với dây

dẫn thì phải đảm bảo về điều kiện cơ khí và phát nóng cho phép cũng như tổn thất

điện áp trên đường dây

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

và kỹ thuật

2 Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nĩng:

Dây dẫn và cáp hạ áp cho phân xưởng được chọn theo điều kiện phát nóng cho

phép và kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp

Vì khoảng cách từ tủ phân phối đến tủ động lực cũng như từ tủ động lực đến

từng thiết bị là ngắn, nếu như thời gian làm việc của các máy ít thì việc lựa chọn

theo dòng phát nóng sẽ đảm bảo về chỉ tiêu kỹ thuật cũng như ít lãng phí về kim

loại màu

a Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính của phân xưởng:

Tuyến dây đi từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính là tuyến dây chính, chịu

dòng tải lớn nên thường dùng 4 sợi (3 dây pha và 1 dây trung tính) Ta chọn phương

án đi cáp ngần trong đất và được đặt trong ống nhựa cứng PVC chuyên dùng của cơng

ty điện lực(đi ngầm cách mặt đất 50cm)trong hào đặt riêng rẽ các dây pha và dây trung

tính vào mỗi đường ống khác nhau

Tacĩ: Ittpx = Smba

√3 × Uđm = 400

√3 × 0.38 = 607.74(A)

Chọn dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính đi ngầm trong đất ta cĩ:(các

hệ số K trong Đồ án được tra trong sách giáo trình cung cấp điện của TS Quyền Huy

Ánh Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố HCM)

K4: xét đến ảnh hưởng của cách lắp đặt

K5: số mạch/dây cáp trong một hang đơn

K6: tính chất của đất

Icp = Iqui đổi = IttpxK = 607.740.95 = 639.73 (A)

Vậy ta chọn cáp điện lực CV ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện

bằng nhựa PVC-660V, do cơng ty CADIVI sản xuất với các thơng số sau: (dây dẫn

chọn đã được nhà sản xuất tính đến phương án đi dây ngầm chơn dưới đất)

kính sợi (N/mm)

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường độ dịng điện tối đa (A)

điện áp rơi Cosφ=0.8 (V/A/Km)

b) Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ động lực của phân xưởng:

Tuyến dây đi từ tủ phân phối chính đến tủ động lực ta đi dây 4 sợi (3 dây pha và

một dây trung tính) và đi trên máng cáp nên ta có:

- K1: xét ảnh hưởng của cách lắp đặt

- K2: xét đến số mạch /dây trong trong mọt hang đơn

- K3:xét đến nhiệt độ mơi trường khác 300C

- K2 = 0.68 (4 dây trong máng)

- K3 = 1 (bọc cách điện bằng PVC, 30oC)

→ K = K1 × K2 × K3 = 1×0.68×1 = 0.68

Vậy ta chọn cáp điện lực CV ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện

bằng nhựa PVC-660V, do cơng ty CADIVI sản xuất với các thơng số sau: (dây dẫn

chọn đã được nhà sản xuất tính đến phương án đi dây ngầm chơn dưới đất)

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường

độ dịng điện tối

đa (A)

Điện áp rơi Cosφ=0.8 (V/A/Km)

Vậy ta chọn cáp điện lực CV ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện

bằng nhựa PVC-660V, do cơng ty CADIVI sản xuất với các thơng số sau: (dây dẫn

chọn đã được nhà sản xuất tính đến phương án đi dây ngầm chơn dưới đất)

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường

độ dịng điện tối

đa (A)

Điện áp rơi Cosφ=0.8 (V/A/Km)

Vậy ta chọn cáp điện lực CV ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện

bằng nhựa PVC-660V, do cơng ty CADIVI sản xuất với các thơng số sau: (dây dẫn

chọn đã được nhà sản xuất tính đến phương án đi dây ngầm chơn dưới đất)

d Chọn cáp từ tủ hộp nối dây đến các động cơ :

Dây dẫn từ các hộp tủ nối dây đến các động cơ , ta chọn phương án đi cáp ngần

trong đất và cáp được đặt cách mặt đất 40cm và được đặt trong ống nhựa PVC chơn

ngầm dưới đất , trong mỗi ống cĩ 3 dây pha

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối DB1 đến các động cơ trong nhĩm 1:

Chọn dây dẫn từ tủ điện DB1 đến động cơ 1A ta cĩ:

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường độ dịng điện tối đa (A)

Điện áp rơi Cosφ=0.8 (V/A/Km)

Vậy ta chọn cáp điện lực CV ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện

bằng nhựa PVC-660V, do cơng ty CADIVI sản xuất với các thơng số sau: (dây dẫn

chọn đã được nhà sản xuất tính đến phương án đi dây ngầm chơn dưới đất)

Tiết diện

danh định (mm2)

Số sợi/đường kính sợi (N/mm)

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường

độ dịng điện tối

đa (A)

Điện áp rơi Cosφ=0.8 (V/A/Km)

Số

sợi/đường kính sợi (N/mm)

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường

độ dịng điện tối

đa (A)

Điện áp rơi Cosφ=0.8 (V/A/Km)

3 Kiểm tra tổn thất điện áp:

Chất lượng điện năng ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của một phân xưởng sản

xuất Để đảm bảo phân xưởng hoạt động tốt, năng suất cao, phát huy được tối đa

hiệu suất của các máy móc, thiết bị thì phải đảm bảo chất lượng điện năng, đặc

biệt là chất lượng điện áp Muốn vậy phải đảm bảo độ sụt áp hay tổn thất điện áp

trên đường dây (U ) phải nằm trong giới hạn cho phép

Đối với mạng hạ áp thì tổn thất điện áp cho phép là :

Với : ∆U% = ∑Pi.r0i.li+Qi.x0i.li

U × 1000 100Độ sụt áp phụ thuộc trực tiếp vào công suất của phụ tải, chiều dài dây dẫn và

tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp Vì vậy, khi chọn dây dẫn cần phải kiểm tra

lại tổn thất điện áp cho phép, nếu không thỏa thì tăng tiết diện lên một cấp rồi

kiểm tra lại

Với công suất của các nhóm phụ tải cũng như công suất của các tuyến trong

cùng một nhóm tương đối bằng nhau nên tổn thất điện áp phụ thuộc nhiều vào

chiều dài dây Do đó, ta chỉ kiểm tra từ nguồn đến phụ tải xa nhất Vậy ta chỉ kiểm

tra tổn thất điện áp đường dây từ MBA đến tủ phân phối chính, tuyến dây từ tủ

phân phối chính đến tủ động lực của nhóm 3 và tuyến dây từ tủ động lực nhóm 3

đến các thiết bị : 8C, 8D

a Kiểm tra tổn thất điện áp từ trạm biến áp đến tủ phân phối (MDB):

Khoảng cách từ trạm biến áp đến tủ phân phối là : l = 20m = 0,02Km

ttpx ttpx jQ

P +

20m

R + jX

Với cáp điện lực CV, ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa

PVC, CADIVI sản xuất , cĩ dịng cho phép là : Iđm = 608(A), và S= 630(mm 2 )

R = ρcu l

s = 22.5x20630 = 0.71(mΩ)

X = x0l = 0.08 x 20 = 1.6(mΩ)

Ptảiđmpx = PtảiđmN1 + PtảiđmN2 + PtảiđmN3 = 334(kW)

Stảiđmpx = StảiđmN1 + StảiđmN2 + StảiđmN3 = 438.65(kVA)

Qtảiđmpx = √Stảiđmpx2 − Ptảiđmpx2 = √438.652− 3342 =

Ta thấy tủ dộng lực nhóm 3 có khoảng cách xa nhất và nó có công suất lớn nhất

nên ta có thể chỉ cần kiểm tra sụt áp từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 3 nếu

thoả mãn điều kiện thì các nhánh khác cũng đảm bảo thoả mãn Khoảng cách từ tủ

phân phối đến tủ động lực nhóm 3 là : l = 37 m = 0,37 Km

Với cáp điện lực CV, ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa

PVC, CADIVI sản xuất , có dòng cho phép là : Iđm = 221(A), và S= 150(mm 2 )

Điện trở và điện kháng của đường dây :

s = 22.5x37150 = 5.55(mΩ)

X = x0l = 0.08 x 37 = 2.96(mΩ)

Với cáp điện lực CV, ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa

PVC, CADIVI sản xuất , có dòng cho phép là : Iđm = 14(A), và S= 3.4(mm 2 )

Điện trở và điện kháng của đường dây :

∆U% = 0.48 + 0.57 + 0.83 = 1.88% < 5%Uđm

Vậy tổn thất điện áp đường dây từ máy biến áp đến tủ phân phối chính , tuyến dây

từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhĩm 3 và tuyến dây từ tủ động lực nhĩm 3 đến

các thiết bị 8C ,8D đảm bảo độ sụt áp hay tổn thất điện áp trên đường dây , (∆𝐔) nằm

trong giới hạn cho phép : ∆𝐔% < 5%𝐔đ𝐦

Ta thấy điều kiện trên thỏa mãn nên dây dẫn chọn là hợp ly , nên các loại dây ta

chọn dây từ máy biến áp cho đến các phụ tải là hợp lý

II CHỌN CB:

1 TỔNG QUAN VỀ CB:

CB là thiết bị đóng cắt duy nhất (trừ dao cách ly) thỏa mãn đồng thời các chức

năng cơ bản của một hệ thống điện, hơn nữa nó còn đảm bảo một số chức năng

khác nhờ các linh kiện hỗ trợ như báo hiệu, bảo vệ điện áp thấp, điều khiển xa

Những thuộc tính này làm cho CB trở thành thiết bị cơ bản của tất cả các lưới điện

hạ áp

Trong mạng hạ áp: có 3 loại CB chính:

- MCCB (Model Case Circuit Breaker): đây là loại CB vỏ đúc, thường là loại

CB 3 pha Có cấu tạo bao gồm: tiếp điểm đóng cắt, buồng dập hồ quang, rơle

nhiệt, rơle từ, tay gạt, nút gạt, và một số phụ kiện khác Loại CB này có dòng định

mức từ 16A đến 2500A hoặc lớn hơn và có khả năng cắt dòng ngắn mạch từ 25KA

đến 100KA MCCB này thường được trang bị cho những đường dây có công suất

lớn như ngõ vào của các tủ điện chính và ngõ vào của tủ điện phụ

- MCB (Miniature Circuit Breaker): đây là thiết bị đóng cắt loại nhỏ, thường có

dòng định mức từ 6A đến 63A, dòng cắt ngắn mạch 3, 6, 10KA MCB có thể được

chế tạo loại 1,2,3 hoặc 4 cực MCB thường được trang bị cho những đường dây có

tải nhỏ, thường là các tuyến dây đi ra từ tủ phân phối đến thiết bị tiêu thụ điện

- RCCB (Residual Current Circuit Breaker): đây là loại CB ngoài các chức

năng đóng cắt và bảo vệ như các CB thông dụng mà nó còn kèm theo chức năng

chống dòng rò bảo vệ an toàn cho người khi thiết bị điện bị rò điện Các dòng rò

định mức là 10mA, 30mA và 300mA

* CB có các chức năng như sau :