tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện

- Đặc điểm hoạt động của hệ thống điện: + quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng có tính đồng thời + trong hệ thống điện luôn có sự cân bằng năng lượng + điện năng không dự trữ được +

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Khoa Điện

BÀI TẬP LỚN MÔN:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Mạnh Quân

Sinh viên thực hiên : Nguyễn Thị Thanh Tâm - 0941040022

Nguyễn Như Ngọc - 0941040025

Lưu Thị Phương - 0941040020Lớp : Điện 1

Khóa : K9

Hà Nội – 2017

Mục lục

Chương Mở Đầu 4

Chương 1: Cơ Sở Lý Thuyết Thiết Kế Cung Cấp Điện 5

I.Hệ Thống Điện và Hệ Thống Cung Cấp Điện 5

1 Hệ thống điện 5

2.Hệ thống cung cấp điện (HTCCĐ) 6

II Phụ tải điện 7

1.Phân loại 7

2 Các đại lượng của phụ tải 7

3 Phương pháp xác định phụ tải tính toán 10

III Sơ đồ cấp điện 11

1 Sơ đồ hình tia 11

2 Sơ đồ liên thông 11

3 Sơ đồ mạch hỗn hợp 12

4 Sơ đồ mạch vòng kín 12

IV Tính toán ngắn mạch 13

1 Khái niệm và phân loại ngắn mạch 13

2 tính toán ngắn mạch 14

V Điều kiện chung để lựa chọn khí cụ điện 15

1 Chọn theo điều kiện làm việc lâu dài 15

2 Các điều kiện kiểm tra thiết bị khi xảy ra ngắn mạch 16

VI Nối đất 17

VII Bù công suất phản kháng 17

1 Bản chất của hệ số công suất 17

2.Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất 18

3 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất 18

Chương 2 : Nội Dung Thiết Kế 19

I Tính toán phụ tải điện 19

1 Phụ tải chiếu sáng 19

4 Phụ tải toàn phân xưởng 35

5 Nhận xét đánh giá 35

II Xác định sơ đồ cấp điện cho toàn phân xưởng 35

1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 35

2 Các phương án cấp điện cho phân xưởng 38

III Lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện 58

1 Tính toán ngắn mạch 58

2 Kiểm tra dây dẫn 62

3 Chọn và kiểm tra thiết bị trung áp 65

4.Chọn và kiểm tra thiết bị hạ áp 66

IV.Tính toán bù công suất phản kháng để đạt cosφ = 0.9 .77

1 Chọn vị trí bù 77

2 tính toán lượng công suất cần bù 77

3 Đánh giá 79

V Tính toán nối đất và chống sét………80

Chương Mở Đầu

Hiện nay nhu cầu sử dụng điện là cần thiết đối với tất cả mọi người trongmọi lĩnh vực đời sống hàng ngày từ việc sử dụng điện để chiếu sáng đến việc sửdụng điện phục vụ cho sản xuất,tất cả nhưng nhu cầu đó đã cho ta biết vai tròcủa điện trong đời sống Cùng với sự phát triện kinh tế-xã hội, khoa học kỹthuật, thiết kế hệ thống cung cấp điện là một trong những vấn đề quan trọngtrong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đât nước ta Hệ thống cung cấpđiện đóng vai trò rất lớn trong công cuộc xây dựng đất nước ta hiện nay Cùngvới nhu cầu sử dụng điện và các trang thiết bị ngày càng hiện đại nên việctrang thiết bị về kiến thức mới về hệ thống cung cấp điện, cách thức sử dụng hệthống trong xí nghiệp ,khu công nghiêp,nhà ở…là rất cần thiết

Qua việc học môn cung cấp điện và làm bài tập lớn cung cấp điện, với đềtài thiết kế hệ thống cung cấp điện cho mạng phân xưởng đã giúp em có cơ hộitổng hợp lại kiến thức đã học và học hỏi thêm một số kiến thức mới Em sẽ cốgắng phát huy được sáng tạo và nghiên cứu ,tìm hiểu để lựa chọn các thiết bịcho hệ thống tối ưu nhất

Tuy nhiên ,trong quá trình thiết kế sẽ có nhiều sai sót Vì vây em rất monggiáo viên hướng dẫn đóng góp ý kiến và giúp đỡ để hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Chương 1: Cơ Sở Lý Thuyết Thiết Kế

- Đặc điểm hoạt động của hệ thống điện:

+ quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng có tính đồng thời

+ trong hệ thống điện luôn có sự cân bằng năng lượng

+ điện năng không dự trữ được

+ điện năng có thể được tạo ra từ các nguồn năng lượng khác vàngược lại

+ điện năng rât dễ truyền tải và phân phối

+ các quá trình xảy ra trong hệ thống điện rất nhanh (0,01-30s) Hệthống phải sử dụng các thiết bị phản ứng nhanh để điều khiển chế độ

+ hệ thống điện trải rộng khắp đất nước, chịu tác động mạnh của môitrường như khí hậu, thời tiết ( mưa, bão) và các hiện tuwowjg tự nhiên khác( sét, sinh vật )

+ điện năng có quan hệ chặ chẽ với tất cả các ngành của nền kinh tếquốc dân.

2.Hệ thống cung cấp điện (HTCCĐ)

a, Hệ thống cung cấp điện và lưới phân phối

HTCCĐ chỉ là một HTĐ cung cấp cho một đối tượng nhất định

HTCCĐ có thể là:

- Phòng học nếu phụ tải là đèn, quạt

- Một quận, huyện nếu phụ tải là các cơ quan, nhà máy

b.2) HTCCĐ công nghiệp

- Phụ tải công nghiệp: phụ tải phân công suất lớn và tập trung

- Yêu cầu cung cấp điện rất cao

- Đồ thị phụ tải: tương đối bằng phẳng ( dạng theo ca)

- Sơ đồ: lưới điện có dạng hình tia và thường có thêm mạch dự phòng, khoảng cách cấp điện ngắn

b.3) HTCCĐ nông thôn

- Phụ tải nông thôn: phụ tải phân tán không đồng đều và công suất nhỏ

- Yêu cầu cung cấp điện không cao

- Đồ thị phụ tải dạng không bằng phẳng

- Sơ đồ: lưới điện có dạng hình liên thông

II Phụ tải điện

Phụ tải điện là tập hợp các thiết bị dùng điện và biế đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các hộ dùng điện

1.Phân loại

a) Phụ tải loại I

- Là những hộ tiêu thụ điện mà khi ngừng cung cấp điện sẽ dấn đến thiệt hại về

người, thiệt hại rất lớn về mặt kinh tế, chính trị và ngoại giao (vd: tòa nhà quốc hội, văn phòng chính phủ, hầm mỏ, bệnh viện, ) vì vậy để cung cấp điện cho những phụ tải loại này phải có 2 nguồn cung cấp hoặc đường dây lộ kép

b) Phụ tải loại II

- Là những phụ tải mà khi ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến thiệt hại đáng kể về mặt kinh tế và phá vỡ các hoạt động bình thường của đại đa số công chúng ( vd:các nhà máy, xí nghiệp, các công ty chế biến, ) Vì vậy để cung cấp điện cho những phụ tải loại này phải có 2 nguồn cung cấp hoặc đường dây lộ kép

c) Phụ tải loại III

- Là những phụ tải không thuộc hai loại trên tức là được phép ngừng cấp điện

trong một thời gian ngắn

2 Các đại lượng của phụ tải

2.1 Công suất định mức ( P đm )

- ghi trên nhãn thiết bị hoặc trong lý lịch đặc tính của thiết bị

- công suất làm việc lâu dài lớn nhất mà vẫn đảm bảo được các chỉ tiêu

kỹ thuật

- với động cơ: Pđm là công suất cơ trên trục động cơ đối

với công suất điện

- quy đổi phụ tải làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại ( như : cầu trục, máy

hàn, ) sang chế độ làm việc dài hạn theo hệ số tiếp điện đm : εđm

trong đó:- Pđ là công suất đặt của thiết bị

- Pđm là công suất định mức của thiết bị

- ηđc là hiệu suất định mức của động cơ

2.3 Công suất trung bình ( P tb )

- Ptblà công suất tiêu thụ thực của thiết bị trong khoảng thời gian T

Ptb = ∑P i t i

∑t i = ∫0

T

P (t)dt T

Trong đó : Pt công suất của phụ tải theo thời gian t bất kỳ

- xây dựng Ptb trong một khoảng T theo chỉ số công tơ đo ddiejn năng tác dụng và phản kháng theo biểu thức sau

Ptb=Ap T Qtb=Aq T

2.4 công suất cực đại ( P max )

- Công suất max là trị số lớn nhất của Ptb trong khoảng thời gian khảo sát nào đó:

2.4.1: công suất cực đại ổn định dài hạn P max

- là công suất tiêu thụ max tác động trong khoảng thời gian không dưới 5

phút

- dùng để chọn các thiết bị, phần tử hệ thống theo điều kiện phát nóng và

đánh giá các chế độ làm việc của chúng

2.4.2: Công suất cực đại ngắn hạn ( công suất đỉnh nhọn )

- là công suất lớn nhát trong khoảng thời gian ngắn như khi mở máy các động

cơ Công suất này dufg để chọn cầu chì, kiểm tra dao động điện áp, điều kiện

mở máy động cơ và tính toán đại lượng đặt của các role bảo vệ, tự động hóa

2.5 công suất tính toán

- Ptt là công suất giả định lâu dài không đổi, tương đương với công suất của phụ tải thực tế luôn biến đổi về mặt hiệu ứng nhiệt cực đại Các thiết bị được chọn theo công suất này sẽ đảm bảo được an toàn trong mọi trạng thái vận hành.Công suất tính toán có trị số trong khoảng: Ptb≤Ptt≤Pmax

Thông thường lấy Ptt=Pmax Do đó khi nói đến công suất tính toán có thể coi đó

là công suất cực đại Pmax

- là bước quan trọng đầu tiên ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình

- bài toán xác định Ptt là bài toán dự báo trong thời gian ngắn dựa trên kinh nghiệm và những cái có trước

2.6 Điện năng tiêu thụ A

- hệ số phụ tải ( hay còn gọi là hệ số mang tải ) là tỷ số giữa công suất tb trong

thời gian đóng điện Ptbđ với Pđm

2.11 hệ số thiết bị hiệu quả n hq

- nhq là số thiết bị giả thiết có Pđm và chế độ làm việc như nhau và tiêu thụ công suất đúng bằng công suất tiêu thụ của nhóm gồm n thiết bị thực tế

2.12.Hệ số đồng thời ( K đt )

- Số lượng xuất tuyến ra ngoài càng lớn Kđt càng nhỏ

- Kđt là tỷ số giữa tổng công suất thiết bị được đóng điện trong nhóm với tổng công suất thiết bị tiêu thụ điện trong nhóm

- Với phụ tải xis nghiệp, công nghiệp một cách gần đúng có thể lấy Kđt= 0,9÷0,95 khi số phân xưởng n=2÷4

K

đt=0,8÷0,85 khi số phân xưởng n=5÷10

3 Phương pháp xác định phụ tải tính toán

Pđmi : công suất định mức của thiết bị thứ i (KW)

Ptt, Qtt, Stt : công suất tác dụng, công suât phản kháng và công suất toàn phần tính toán của nhóm thiết bị (KW,KVAr,KVA)

n: số thiết bị trong nhóm

3.2 theo K max và P tb

Ptt=Kmax.Ptb=Kmax.Ksd.Pđm

3.3 theo xuất tiêu hao điện năng cho một đơn vị diện tích

P0 (W/m2) : xuất tiêu hao công suất cho một diện tích

Sử dụng cho phụ tải chiếu sáng

Pcs=P0.F

3.4 theo xuất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Ptt=T A

max

Với A=n.W trong đó: n-số sản phẩm

W- suất riêu hao cho một đơn vị sản phẩm ( KWh/sp)

III Sơ đồ cấp điện

1 Sơ đồ hình tia

- các phụ tải được cấp điện độc lập với nhau

2 Sơ đồ liên thông

- một số các phụ tải cấp điện phụ thuộc vào phụ tải trước đó

- dành cho các phụ tải có yêu cầu khác nhua về cung cấp điện

4 Sơ đồ mạch vòng kín

- đặc điểm: một phụ tải có thể nhận điện từ 2 phía

- ưu điểm: đọ tin cậy cung cấp điện rất cao, chỉnh định hệ thống bảo vệ role khó

- nhược điểm: chi phí lớn, vận hành phức tạp, dễ đóng cắt nhầm.

Để khắc phục nhược điểm trên cần chuyển mạch kín vận hành→ mạch kín vận hành hở giúp giảm chi phí

IV Tính toán ngắn mạch

1 Khái niệm và phân loại ngắn mạch

a) khái niệm

- Các trường hợp các dây pha chạm vào nhau , dây pha chạm vào dây trung tính

chạm đất làm điện trở giảm đột ngột, dòng điện tăng cao đột ngột gọi là ngắn mạch chạm đất

b) phân loại ngắn mạch

+ gây sụt áp trên lưới điện làm động cơ ngừng quay+ gây mất ổn định hệ thống cung cấp điện do các máy phát điện bị

+ tạo ra các thành phần dòng điện không đối xứng, gây nhiễu các đường dây thông tin ở gần

+ làm gián đoạn hệ thống cung ấp điện d nhiều phần tử bị cắt ra để loại trừ ngắn mạch

d)mục đích của việc tính toán ngắn mạch

- căn cứ để lựa chọn các phần tử trong hệ thống cung cấp điện sao cho phù

hợp và chịu đựng được trong thời gian tồn tại ngắn mạch

- để tính toán hiệu chỉnh các thiết bị bảo vệ

- lựa chọn các sơ đồ có dòng điện ngắn mạch nhỏ sẽ giả đáng kể về chi

Tính trong đơn vị có tên

Tính chính xác trong ĐVTĐ

Tính gần đúng trong ĐVTĐ

 Có 3 chế độ làm việc chung của các loại khí cụ điện:

Chế độ làm việc lâu dài: các thiết bị sẽ làm việc tin cậy nếu chúng đượcchọn theo đúng dòng điện và điện áp định mức

Chế độ quá tải: dòng điên jqua các thiết bị cao hơn bình thường, thiết bịcòn tin cậy nếu giá trị và thời gian điện áp hay dòng tăng cao còn nhỏ hơn giátrị cho phép

Chế độ ngắn mạch: các thiết bị điện được chọn có xét đến điều kiện ổnđịnh động và điều kiện ổn định nhiệt Riêng với máy cắt điện cần chọn thêmkhả năng cắt của nó

Khi chúng ta lựa chọn thiết bị điện phải thỏa mãn nhu cầu mặt kinh tế-kỹthuật, dưới đây là một vài cách chọn KCĐ

1 Chọn theo điều kiện làm việc lâu dài:

 Chọn theo điện áp định mức (U đm ):

Uđm thường ghi trên nhãn khí cụ điện hay lí lịch máy, nó phù hợp với dộcách điện, độ dự trữ bền về điện nên cho phép cúng làm việc lâu dài với điện ápcao hơn định mức 10% đến 12 % goi jlaf điện áp cực đại của khí cụ điện Khichọn khí cụ điện cần tuân theo điều kiện sau

Chọn thiết bị có: I đmKCĐ ≥ I lv max (dòng làm việc cực đại)

Dòng diện làm việc cực đại xuất hiện trong các trường hợp:

 Đối với mạch đường dây song song – khi cắt một trong hai đường dây

 Đối với đường dây cáp không có dự phòng – khi sử dụng khả năng quátải của nó

 Đối với máy biến áp – khi sử dụng khả năng quá tải của chúng

 Đối với thanh góp nhà máy điện, trạm biến áp, thanh cái mạch phân đoạn

và mạch nối các khí cụ điện – trong điều kiện vận hành bất lợi

2 Các điều kiện kiểm tra thiết bị khi xảy ra ngắn mạch:

 Kiểm tra ổn định lực điện động:

Một vẫn dẫn đặt trong từ trường, có dòng điện chạy qua sẽ chịu tác độngcủa 1 lực Lực cơ học này có xu hướng làm biến dạng hoặc chuyển dời vật dẫn

để từ thông xuyên qua nó là lớn nhất Lực chuyển dời đó gọi là lực điện động

Khi làm việc bình thường, dòng điện nhỏ nên lực điện động không lớnkhông gây nguy hiểm, khi xảy ra ngắn mạch, thiết bị có dòng ngắn mạch đi qua

Điều kiện ổn định lực điện động là:

I max ≥ I xk

Với:

Imax : dòng điện cực đại cho phép

Ixk : dòng ngắn mạch xung kích

 Kiểm tra ổn định nhiệt:

Dây dẫn và khí cụ điện sẽ nóng lên vì có các tổn thất công suất, các tổnthất công suất này phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng chủ yếu phụ thuộc vàobình phương dòng điện

Khi nhiệt độ khí cụ điện và dây dẫn quá cao sẽ làm chúng bị hư hỏng haygiảm tuổi thọ Do đó, các thiết bị được quy định nhiệt độ làm việc cho phép khilàm việc bình thường cũng như khi xảu ra ngắn mạch

Điều kiện ổn định nhiệt là: đối với dây dẫn có thể căn cứ vào tiết diệnnhỏ nhất của dây dẫn để có ổn định nhiệt

Bn: xung lượng nhiệt

Đối với khí cụ điện: Inh2.tnh ≥ I2

∞.tqđ = Bn

Inh: dòng điện độ bền nhệt đi qua khí cụ điện trong thời gian tnh mà khônggây hư hỏng

I∞: trị số dong điện ngắn mạch duy trì

tqđ: thời gian quy đổi gần bằng 1s

VI Nối đất

Bộ phận nối đất có ý nghĩa quan trọng: Trước hết khi có giông sét sẽ tập trung điện tích lên kim, dây thu sét và định hướng sét phóng điện vào kim, dây thu sét Còn khi sét đánh vào kim dây thu sét thì nối đất làm nhiệm vụ tản dòng điện vào trong đất, đồng thời đảm bảo các trị số điện áp trên các phần của dòng điện sét chạy qua phải nhỏ, an toàn cho con người và công trình

Điện trở nối đất bảo vệ làm nhiệm vụ tản dòng điện xoay chiều vào trongđất, còn điện trở nối đất chống sét làm nhiệm vụ cản dòng điện sét vào trong đất Mà dòng điện sét là dòng điện biến dạng sóng xung kích nên đối với nối đấtchống sét được quy định là điện trở xung kích(Rxk)

Khi kiểm tra, ta chỉ đo được điện trở dây chiều công nghiệp Điện trở xung kích được xác định dựa vào điện trở xoay chiều R~ và hệ số xung kích∝ xk

Rxk = ∝ xk*R~

Hệ số xung kích ∝ xkcó thể nhỏ hơn 1 hoặc lớn hơn 1 phụ thuộc vào chỉ sốdòng điện sét, điện trở suất của đất và kết cấu của hệ thống nối đất do ảnh hưởng của thành phần điện giảm trong trường hợp tăng chiều dài điện cực làm tăng điện trở xung kích Rxk

VII Bù công suất phản kháng

1 Bản chất của hệ số công suất

Công suất tác dụng đặc trưng P: cho sự sinh ra công, gây ra mômen quay giữa các động cơ Một phần nhỏ bù vào các tổn hao do phát nóng dây dẫn, lõi thép… Ở nguồn trực tiếp liên quan đến tiêu hao năng lượng đầu tư vào như than, hơi nước, lượng nước Tóm lại đặc trưng cho quá trình chuyển hóa năng lượng

Công suất phản kháng Q: ngược lại không sinh ra công Nó đặc trưng choquá trình tích phóng năng lượng giữa nguồn và tải, nó liên quan đến quá trình từhóa lõi thép, biến áp, động cơ, gây biến đổi từ thông để tạo ra sức điện động phía thứ cấp Nó đặc trưng cho câu tổn thất từ tản trong mạng Ở nguồn nó liên quan đến sức điện động của máy phát liên quan đến dòng kích từ máy phát

Như vậy, để chuyển hóa P cần phải có hiện diện của Q Giữa P và Q lại liên hệ trực tiếp với nhau mà đặc trưng cho mối quan hệ đó là hệ số công suất

2.Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất

- Giảm tổn thất công suất và điện năng trên tất cả các phần tử đường dây

và biến áp

- Làm giảm tổn thất điện áp trong các phần tử của mạng

- Tăng khả năng truyền tải của các phần tử

3 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất

Thực chất của việc nâng cao hệ số công suất nhằm giảm lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây của mạng để làm điều này có hai phương pháp:

- Nâng cao hệ số công suất tự nhiên: đây là nhóm phương pháp bằng cách vận hành hợp lý các thiết bị nhằm giảm lượng công suất phản kháng đòi hỏi từ nguồn

-Nâng cao hệ số công suất bằng cách đặt thiết bị bù: không yêu cầu giảm lượng công suất phản kháng Q đòi hỏi từ thiết bị dùng điện mà cung cấp công

3.1 Nhóm các phương pháp tự nhiên

 Thay đổi nhưng động cơ không đồng bộ làm việc nôn tải bằng những động cơ có công suất nhỏ hơn

 Giảm điện áp đặt vào động cơ thường xuyên làm việc non tải

 Hạn chế động cơ không đồng bộ chạy không tải hoặc non tải

 Dùng động cơ đồng bộ thay cho động cơ không đồng bộ

3.2 Nhóm bù công suất phản kháng

Thiết bị bù:Thông thường người ta sử dụng hai loại thiết bị Bù chính là tụđiện tĩnh và máy bù đồng bộ Cả hai thiết bị này có những ưu nhược điểm gần như trái ngược nhau

Máy bù đồng bộ thực chất là loại động cơ đồng bộ chạy không tải có một

số đặc điểm sau Vừa có khả năng phát ra lại vừa tiêu thụ được công suất phản kháng Công suất phản kháng phát ra không phụ thuộc vào điện áp đặt vào nó

mà chủ yếu là phụ thuộc vào dòng kích từ có thể điều chỉnh được dễ dàng Lắp đặt vận hành phức tạp gây sự cố vì có bộ phận quay Chi phí khá lớn giá tiền đơn vị công suất phản kháng phát ra thay đổi theo dung lượng

Tụ điện tĩnh: có ưu nhược điểm gần như trái ngược với máy bộ đồng bộ.Giá tiền một đơn vị công suất phản kháng phát ra hầu như không thay đổi theodung lượng Chi phí ít, vận hành lắp đặt đơn giản, ít gây sự cố Công suất phảnkháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ Chỉ tham gia công suất phảnkháng và không có khả năng điều chỉnh

Chương 2 : Nội dung thiết kế

I Tính toán phụ tải điện:

1 Phụ tải chiếu sáng

- Lấy công xuất chiếu sáng chung cho toàn phân xưởng : P0=15 W/m2

- Công xuất chiếu sáng :

Pcs = P0.F Với diện tích chiếu sang toàn phân xưởng F = 24.36= 864 (m2)

→ Pcs= 15.864= 12960 W= 12,96 kW

→ Qcs= pcs.tgφcs= 15,1 kVAr ( với đèn có cosφcs =0.65)

Loại bóng : Bóng đèn huỳnh quang 0,6m Rạng Đông FL T8 36W

Sử dụng 12 contactor điều khiển đèn , mỗi contactor điều khiển 30 bóng.+ Chọn dây dẫn cho đèn :

 Vì vậy chọn cáp lõi đồng cách điện PVC do LENS chế tạo, có thông số:

( với chiều cao phân xưởng được chọn khoảng 5 m)

+ Cách chọn điều hòa cho phân xưởng : Cứ 1m3 tương ứng 200 BTU côngsuất lạnh

 Vậy công suất lạnh cần có trong xưởng là : Pđh = 4320.200=864000BTU

+ Vậy ta dùng 5 điều hòa mỗi điều hòa công suất 180000BTU/h có thông

số như sau : Hãng Daikin(Thái Lan) có model Daikin FD18KAY1

Hình vẽ :

+ Chọn aptomat điều khiển điều hòa : dùng 5 aptomat điều khiển 5 điềuhòa.

Quy đổi công xuất lạnh sang công xuất điện :

746 W ( công xuất điện ) = 6000 BTU ( công xuất lạnh )

→ Công xuất điện dùng cho 1 máy điều hòa là :

180000.746

9000 =14920 (W )=14,92(kW )

→ Công xuất điện dùng cho cả điều hòa phân xưởng l:

P = 0,8.180000.5 7469000 = 59680 (W) =59,68 ( kW )

Và cosφ = 0,8

+ Chọn dây dẫn tủ động lực điều hòa :

Dòng điện đi qua dây dẫn Itt =U cosφ p = 0,22.0,814,92 =84,77 (A)

Phân nhóm thiết bị theo nguyên tắc sau:

+ Các thiết bị điện cùng một nhóm nên đặt gần nhau để giảm chiều dàidây dẫn hạ áp nhờ vậy tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất điện năngtrên đường dây phân xưởng

+ Chế độ làm việc của các thiết bị cùng một nhóm nên giống nhau nhờ

đó việc xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện choviệc lựa chọn các thiết bị điện và thiết bị bảo vệ

+ Tổng công suất trên các nhóm là xấp xỉ bằng nhau để việc lựa chọn tủđộng lực thuận tiện hơn Chú ý, số thiết bị trong một nhóm không nên

bố trí quá nhiều

→ Vậy ta chia thiết bị làm 4 nhóm

Bảng phân nhóm thiết bị với công suất và vị trí trên mặt bằng nhà xưởng :

STT Tên thiết bị

Ký hiệutrên sơ đồmặt bằng

Công xuấtđặt

Pn (Kw)

Stt(tb)

( ) cos

STT Tên thiết bị

Ký hiệutrên sơ đồmặt bằng

Công xuấtđặt

Pn (Kw)

Stt(tb)

( ) cos

STT Tên thiết bị

Ký hiệutrên sơ đồmặt bằng

Công xuấtđặt

Pn (Kw)

Stt(tb)

( ) cos

STT Tên thiết bị

Ký hiệutrên sơ đồmặt bằng

Công xuấtđặt

Pn (Kw)

Stt(tb)

( ) cos

- Xác định phụ tải từng nhóm :

+ Xét nhóm 1: có số thiết bị n=6 ( thiết bị )

Thiết bị có công xuất lớn nhất là Bàn lắp ráp và thử nghiệm với P=38,87 (kW)

→ Số thiết bị có công xuất lớn hơn p max

0,167+

(1−0,71)21−0,167

+Ptt=Kmax.Ksdtb.P dmi =1,44.0,64.84,635=78 (kW)

+Qtt=Ptt.tgtb =78.0,69=53,82(kVAr)

+Stt=

2 2

tt Q tt

P  = √782+53,822 = 94,77(kVA)

*Tính toán tương tự với phụ tải các nhóm còn lại ,ta tổng hợp trong bảng sau:Bảng phụ tải tính toán các phụ tải động lực trong phân xưởng thiết bị điện:

Tên thiết bị Kí hiệu

mặt bằng

Pn(kW)

Qtt(kVAr)

Stt(kVA)

Itt(A)Nhóm 1

Bàn thử nghiệm 9 11,486 35,46 0,62

0,85/0,62Bàn lắp ráp và

0,69/1,05Cộng theo

nhóm 1

84,635

/0.7Bàn lắp ráp và

thử nghiệm

/1,05

Quạt gió 20 15,02 47,5 0,45 0,83

/0,67Cộng theo

nhóm 4

77,037

0,49 0,48

/1,83

4 Phụ tải toàn phân xưởng

+ Toàn phân xưởng bao gồm : - Phụ tải chiếu sáng

-Phụ tải thông thoáng và làm mát

-Phụ tải động lực

Có Ptt toàn phân xưởng=Kdt.Ptt từng loại phụ tải

Lấy Kdt =0,8  Ptt=0,8.(78+50,71+52,51+56,24+12,96+59,68)=248,08 kWTương tự có Qtt=0,8.(53,82+59,33+25,2+102,91+12,96+59,68)=251,12 kVA

→ S tt=√Q tt2+P tt2 =352,99 kVA

5 Nhận xét đánh giá

- Với quy mô phân xưởng như số liệu đã tính toán ,ta nhận thấy công suất củatoàn hệ thống phân xưởng không lớn quá nên phân xưởng này thuộc phụ tảiloại 2.Do đó ta sẽ lắp 1 máy biến áp cho toàn phân xưởng

- Hệ số cos toàn phân xưởng : cos φ= P tt

S tt=

248,08 352,99=0,7 khá thấp nên ta cần lắpthêm tụ bù công suất phản kháng

II Xác định sơ đồ cấp điện cho toàn phân xưởng:

1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau :

 An toàn và liên tục cấp điện

 Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới

 Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng

 Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ

 Bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan môi trường, có khả năng

điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp

 Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất

* Căn cứ vào sơ đồ bố trí các thiết bị trong phân xưởng, thấy rằng các phụtải được bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng, nên không thể bố trí máy biến

áp trong nhà Vì vậy ta đặt máy phía ngoài nhà xưởng Mặt khác, tổng công suấtcủa nhà xưởng không quá lớn nên ta xem xét đến khả năng xây dựng trạm biến

áp kiểu bệt

*Ta xác định trọng tâm phụ tải dựa trên công thức:

Tọa độ :

i i i i i i

S X X

S

S Y Y

+ Trọng tâm phụ tải nhóm 1 có tọa độ : X1= 594,11100,69 = 5,9; Y1=2579,01100,69 =25,61

+Trọng tâm phụ tải nhóm 2 có tọa độ : X2=934,33131,27 =7,12; Y2= 1235,23131,27 =9,41

+ Trọng tâm phụ tải nhóm 3 có tọa độ : X3= 1736,695,19 =18,24; Y3=2861,5495,19 =30,06

+Trọng tâm phụ tải nhóm 4 có tọa độ :X4= 1973,02105,4 =18,72 ; Y4= 1539,78105,4 =14,61

Do phụ tải chiếu sáng,thông thoáng và làm mát phân tán toàn phân xưởng nên

ta không xét

 Trọng tâm phụ tải toàn phân xưởng là :

*Chọn 1 MBA do ABB chế tạo có thông số trong bảng sau :

Sdm(kVA) U(kV) PN(W)  P0(W) UN(%) I0(%) Hãng

2 Các phương án cấp điện cho phân xưởng

- Ta căn cứ vào sơ đồ mặt bằng và theo điều kiện làm việc của các thiết bị trong