thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Nhờ vào việc tính toán, thiết kế cung cấp điện mà nguồn năng lượng điện được truyền tải từ nhà máy đến các trạm phân phối điện năng và đến nơi tiêu thụ được thực hiện một cách an toàn, t

LỜI NÓI ĐẦU



Sau hơn ba mươi năm kể từ khi dành độc lập, hiện nay nền kinh tế nước ta đang thực hiện đổi mới, hội nhập với nền kinh tế toàn cầu Với chính sách phù hợp của đảng và nhà nước nền kinh tế nước ta đang vươn lên mạnh mẽ trên mọi lĩnh vực Kéo theo đó đời sống nhân dân cũng ngày càng được nâng cao, các khu công nghiệp tăng lên nhanh chóng đặc biệt là các khu công nghệ cao và các khu công nghiệp hợp tác giữa nước ta với nước ngoài, mặt khác nền nông nghiệp thuần nông lao động tay chân của nước ta cũng dần được đưa tiến bộ khoa học kỹ thuật vào áp dụng Do đó mà nhu cầu tiêu thụ điện năng trên tất cả các lĩnh vực như: công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt… ngày càng gia tăng Vì vậy việc tính toán thiết kế cung cấp điện cho các biệt khu kinh tế, các khu chế xuất, các xí nghiệp công nghiệp, các nhà máy sản xuất, các khu tái định cư… là hết sức cần thiết Nhờ vào việc tính toán, thiết kế cung cấp điện mà nguồn năng lượng điện được truyền tải từ nhà máy đến các trạm phân phối điện năng và đến nơi tiêu thụ được thực hiện một cách an toàn, tiết kiệm và hiệu quả nhất

Đồ Án Cung Cấp Điện là kết quả của sự vận dụng các kiến thức đã học vào

thực tế để tính toán thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng Nhờ đó mà em hiểu

rõ hơn những gì đã được học ở phần lý thuyết mà em chưa có dịp ứng dụng vào

thực tiễn, đồng thời em cũng hình dung rõ hơn về ý nghĩa của bộ môn cung cấp điện

trong ngành điện khí hóa – cung cấp điện Với sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của

T.S Quyền Huy Ánh, em đã thực hiện tập đồ án với nội dung “thiết kế cung cấp

điện cho một phân xưởng cơ khí” nhằm củng cố những kiến thức lý thuyết mà em

đã được học và cũng là cơ sở để chúng em thiết kế những mạng điện lớn hơn sau này

Do trình độ kiến thức của em có hạn, thời gian ngắn, tài liệu tham khảo không nhiều cũng như kinh nghiêm còn hạn chế, chắc chắn tập đồ án này không thể tránh khỏi những chỗ thiếu xót Em kính mong thầy Quyên Huy Ánh góp ý để em có thể

bổ sung những chỗ chưa chính xác và cũng để giúp em hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình

Em xin chân thành cảm ơn T.S Quyền Huy Ánh đã chỉ bảo và hướng dẫn tận tình để em hoàn thành tập đồ án môn học này

NHẬN XÉT CỦA GVHD

CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY Trang 16

2.1 Đặt vấn đề Trang 16 2.2 Vạch phương án đi dây mạng điện phân xưởng Trang 16 2.3 Xác định phương án lắp đặt dây Trang 18

CHƯƠNG III: CHỌN BIẾN ÁP Trang 22

3.1 Đặt vấn đề Trang 22 3.2 Chọn số lượng và công suất của trạm biến áp Trang 22 3.3 Chọn biến áp cho phân xưởng Trang 24

CHƯƠNG IV: CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ BẢO VỆ Trang 30

4.1 Đặt vấn đề Trang 30 4.2 Chọn dây dẫn và cáp Trang 30 4.3 Kiểm tra tổn thất điện áp Trang 36 4.4 Chọn CB hạ áp Trang 40 4.5 Chọn máy phát điện dự phòng Trang 48

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG VÀ CHỌN TỦ

PHÂN PHỐI Trang 49 5.1.Yêu cầu thiết kế chiếu sáng Trang 49 5.2.Tính toán thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng Trang 49 5.3.Tính toán chọn dây cho mạng điện chiếu sáng Trang 51 5.4 Chọn tủ phân phối Trang 60

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN SƠ BỘ DUNG LƯỢNG BÙ Trang 63

6.1 Đặt vấn đề Trang 63 6.2.Tính toán dung lượng bù cho hệ thống chiếu sáng Trang 63 6.3 Tính toán dung lượng bù cho toàn bộ phân xưởng Trang 64

CHƯƠNG VII: TÍNH TỔN THẤT VÀ LẦP BẢNG DỰ

TRÙ VẬT TƯ Trang 66 7.1 Tính tổn thất công suất Trang 66 7.2 Tổn thất điện năng Trang 67 7.3 Tổn thất kim loại màu Trang 67 7.4 Lập bảng dự trù vật tư Trang 68

KẾT LUẬN Trang 70

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI



1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Vấn đề đầu tiên được đặt ra khi tiến hành thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng đó là việc phải xác định phụ tải tính toán của phân xưởng đó Tùy theo phụ tải thực tế cũng như chính sách phát triển của phân xưởng mà ta thực hiện việc tính toán theo phụ tải thực tế hoặc còn phải tính thêm phần phụ tải có thể mở rộng trong tương lai của phụ tải phân xưởng Phần xác định thêm phần phụ tải mở rộng thường được xác định cho các xí nghiệp công nghiệp hoặc các nhà máy lớn còn có khả năng phát triển mở rộng sản xuất trong tương lai Khi xác định phụ tải tính toán tức

là ta phải giải được bài toán xác định phụ tải ngắn hạn hay dài hạn

Xác định phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải công trình ngay sau khi đưa vào vận hành Còn xác định phụ tải dài hạn đòi hỏi người thiết kế phải tính thêm phần phụ tải có thể mở rộng trong tương lai Phụ tải đó thường được gọi là phụ tải tính toán Việc xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ rất khó khăn nhưng đây lại là một bước cực kỳ quan trọng Phụ tải tính toán chính là cơ sở để người thiết kế có thể dựa vào đó mà tiến hành chọn máy biến áp, dây dẫn, các thiết

bị đóng cắt bảo vệ…,để tính tổn thất công suất, để tính toán dung lượng bù Việc xác định chính xác phụ tải tính toán sẽ làm giảm bớt chi phí đầu tư ban đầu, giảm tổn thất điện áp, tổn thất công suất, đảm bảo an toàn cho con người và hệ thống thiết

bị khi vận hành

1.2 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

 Phân xưởng với tổng diện tích F = 54 x 18 = 972 (m2), phân xưởng cao 7m, chiều dài 54m, chiều rộng 18m

 Phân xưởng gồm một cửa ra vào chính và bốn cửa ra vào phụ, bên trong phân xưởng gồm phòng KCS, phòng KHO và phần mặt bằng còn lại đặt máy móc thiết bị

 Môi trường làm việc ít bụi, khô ráo, nhiệt độ trung bình hàng năm là 350

c

 Sản phẩm của phân xưởng là sản phẩm cơ khí, quy mô sản xuất vừa

 Phân xưởng làm việc theo ca, mỗi ngày 3 ca

 Phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ điện loại 3, có nguồn dự phòng

1.3 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG

Sơ đồ mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng là số liệu quan trọng để thực hiện các bước tính toán tiếp theo Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cho thấy vị trí các thiết bị trên toàn bộ mặt bằng phân xưởng Các thông số phụ tải điện và sơ đồ mặt bằng phân xưởng được xác định như bảng bên.(bản vẽ1)

1.4/ PHÂN NHÓM PHỤ TẢI

Phân nhóm phụ tải dựa vào các yếu tố sau:

 Phân nhóm theo chức năng: các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng

 Phân nhóm theo vị trí: các thiết bị trong cùng một nhóm nên có vị trí gần nhau

 Phân nhóm chú ý phân đều công suất cho các nhóm

 Dòng định mức của nhóm phù hợp với dòng định mức của CB chuẩn

 Số nhóm tùy thuộc vào quy mô của phân xưởng nhưng không nên quá nhiều, thường số nhóm không lớn hơn 5

Dựa vào đặc điểm phân bố của phụ tải phân xưởng ta chia phụ tải phân xưởng ra làm hai nhóm lớn : nhóm A và nhóm B Các nhóm lớn này được chia làm nhiều nhánh nhỏ được thể hiện theo bảng số liệu 2 và bảng số liệu 3

0.8 0.7

0.8 0.6

0.9/0.48 0.8/0.75 0.8/0.75

0/7 0/7 0/8

0.8/0.75 0.85/0.62

0.7 0.8

0/7 0.8

0.8 00.7

0.8 0.6

1

Qci = ksi k p tgϕ

n

i

ni ui

∑

=1

• Ksi : hệ số đồng thời của nhóm thiết bị thứ i

• Kui : hệ số sử dụng của thiết bị thứ i

• Pni : công suất định mức của thiết bị thứ i

• Pci : công suất tính toán của nhóm thiết bị thứ i

• Sci : công suất biểu kiến của nhóm thiết bị thứ i

• Ici : dòng tính toán của nhóm thiết bị thứ i

Phụ tải tính toán của các tủ phân phối được xác định theo công thức sau:

Pcm = ksm ∑

=

n

i ci

• Pcm : công suất tính toán tác dụng của tủ phân phối thứ m

• Qcm : công suất tính toán phản kháng của tủ phân phối thứ m

• Scm : công suất tính toán biểu kiến của tủ phân phối thứ m

• ksm : hệ số đồng thời của tủ phân phối thứ m

1 C

) 35 8 ( ) 16 14 ( + = 16.44 (KVA)

10 44

SC2 = 2

2 2

) 93 8 ( ) 40 14 ( + = 16.94 (KVA)

10 94

) 29 8 ( ) 28 17 ( + = 16.44 (KVA)

10 44

10 44

) 59 8 ( ) 32 13 ( + = 15.85 (KVA)

10 85

10 79

x

x

= 97.85 (A)

Bảng thống kê công suất tính toán cho các nhóm máy trong nhóm A

Tên nhánh Ksj Pcj (Kw) Qcj (KVar) Scj (KVA) Icj (A)

SC1 = 2

1 2

) 29 8 ( ) 28 17 ( + = 19.17 (KVA)

10 17

) 97 9 ( ) 48 15 ( + = 18.41 (KVA)

10 41

) 67 6 ( ) 05 13 ( + = 14.70 (KVA)

10 70

10 13

) 93 7 ( ) 88 11 ( + = 14.28 (KVA)

10 28

10 36

x

x

= 98.67 (A)

Bảng thống kê công suất tính toán cho các nhóm máy trong nhóm B

Tên nhánh Ksj Pcj (Kw) Qcj (Kvar) Scj (KVA) Icj (A)

=1

Sttdl = 2 2

ttdl ttdl Q

Trong đó:

• Pttdl : công suất tác dụng tính toán động lực của phân xưởng

• Qttdl : công suất phản kháng tính toán động lực của phân xưởng

• Sttdl : công suất biểu kiến động lực của phân xưởng

• Ks : hệ số đồng thời của tủ phân phối chính

• Ptti : công suất tác dụng tính toán của tủ phân phối phụ thứ i

Pttdl = 0.9(58.39 + 58.66) = 105.35 (Kw)

Qttdl = 0.9(33.98 + 35.55) = 62.58 ( Kvar)

) 58 62 ( ) 35 105

b/ phụ tải tính toán phần chiếu sáng

Do quy trình sản xuất và đặc điểm của phân xưởng sản xuất ta xem như toàn phân xưởng được chiếu sáng đều với loại đèn METAL HALIDE

Phụ tải tính toán chiếu sáng cho phân xưởng được xác định sơ bộ theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích

Chiếu sáng sự cố:

Chọn công suất chiếu sáng sự cố bằng 20% công suất chiếu sáng

Plsc = 0.2 x 9.72 =1.94 (Kw)

Ta dùng loại đèn acquy 20 w Cosφ = 0.6 ( tgφ = 1.33) vận hành theo chế độ sau:

• Khi có điện sẽ cấp điện nạp cho acquy

• Khi mất điện nguồn từ acquy sẽ cấp nguồn cho các đèn chiếu sáng sự cố

Sttlsc = 2 2

Qttlsc

) 26 0 ( ) 19 0 ( + = 0.32 (KVA)

d/ tổng công suất tính toán của ổ cắm và chiếu sáng:

Plo = Pttco + Pttlsc + Pcl = 9.72 + 0.19 + 16.95 = 26.86 (Kw)

Qlo =Qttco + Qttlsc + Qcl = 0.26 + 3.20 + 12.71 = 16.17 (KVar)

Slo = Plo +2 Qlo2 = ( 28 86 ) 2 + ( 16 17 ) 2 = 61.04 (KVA)

e/ xác định phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng:

10 89

x

x

=222(A)

1.6/ XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG

Tọa độ tâm phụ tải tính toán của phân xưởng được xác định theo công thức sau:

n

i i i nhi

P

X P X

n

i i i nhi

P

Y P Y

1 1

Trong đó:

• Pi : công suất định mức của thiết bị thứ i

• Xnhi : tọa độ x của tâm nhóm thiết bị thứ i

• Ynhi : tọa độ y của tâm nhóm thiết bị thứ i

• Xi : tọa độ x của thiết bị thứ i

• Yi : tọa độ y của thiết bị thứ i

Ta chọn trục tọa độ oxy : lấy gốc tọa độ phía dưới, bên trái; trục tung oy trùng với cạnh chiều rộng của mặt bằng, trục hoành ox trùng với cạnh chiều dài của mặt bằng phân xưởng

a/ Nhóm A :

STT Ký Hiệu Pn(kw) X(m) Y(m) X Pn Y Pn

38 1556

80 1068

32 447

= 41.20 (m)

62 945 = 8.72 (m)

Vậy tâm phụ tải của nhóm B là IB(41.2 , 8.72)

c/ Tọa độ tâm phụ tải của toàn phân xưởng :

n

i tti tti px

P

Y P Y

1 1

Trong đó :

• Xnhi , Ynhi : lần lượt là tọa độ của nhóm thứ i

• Ptti : là công suất tính toán của thiết bị thứ i

Xpx =

5839 66 58

20 41 39 58 36 13

72 8 39 58 17 9

• Tủ phải đặt gần tâm phụ tải

• Thuận tiện cho việc quan sát toàn nhóm máy hay toàn phân xưởng

• Không gây cản trở lối đi

• Gần cửa ra vào, thông gió tốt

Như vậy ta nên đặt tủ phân phối chính MDB ( Main Distribution Board) và tủ phân phối phụ (Distribution Board) gần tâm phụ tải chính của phân xưởng và tâm phụ tải của nhóm Tủ phân phối cho phần chiếu sáng (Distribution Lighting Board) được đặt gần cửa ra vào của phân xưởng cho tiện việc điều khiển chiếu sáng Vị trí các tủ phân phối được hiệu chỉnh theo bản vẽ số 3:

CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY



2.1/ ĐẶT VẤN ĐỀ

Phương án cung cấp điện bao gồm những vấn đề chính như: cấp điện áp, nguồn điện, sơ đồ đi dây, phương án vận hành,… đó là những vấn đề quan trọng bởi vì việc xác định đúng đắn và hợp lý các vấn đề đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận hành, khai thác và hiệu quả của hệ thống cung cấp điện sai lầm pham phải khi xác định phương án cung cấp điện gây hậu quả xấu lâu dài về sau, đôi khi phải trả giá rất đắt cho những sai lầm đó

Vì vậy để xác định phương án cung cấp điện hợp lý nhất chúng ta phải thu thập

và phân tích đầy đủ các số liệu ban đầu, trong đó quan trọng nhất là phụ tải tính toán Trong phương án cung cấp điện thì việc đi dây cũng là một vấn đề hết sức quan trọng việc lựa chọn phương án đi dây cho mạng điện cũng quyết định khả năng xử lý khi có sự cố xảy ra, nó cũng ảnh hưởng trực tiếp đến việc bảo quản cũng như vận hành sửa chữa ngoài ra nó còn góp phần thể hiện tính thẩm mỹ và tính bố trí khoa học trong phân xưởng

2.2/ VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG

2.2.1/ yêu cầu:

Việc lựa chọn phương án đi dây trong phân xưởng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

 Đảm bảo chất lượng, tức là đảm bảo tiêu chuẩn về tần số và điện áp

 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện phù hợp với yêu cầu của phụ tải

 Thuận tiện và an toàn trong vận hành, lắp đặt và bảo trì sửa chữa

 Đảm bảo tính kinh tế

 Sơ đồ nối dây đơn giản rõ ràng

Ngoài ra tùy theo đặc điểm của từng phân xưởng cũng như yêu cầu công nghệ mà chúng ta phải xét thêm các yếu tố như: đặc điểm của quá trình công nghệ, yêu cầu cung cấp điện cho phụ tải, khả năng cấp vốn đầu tư và thiết bị, trình độ kỹ thuật vân hành của công nhân,…

2.2.2/ phân tích các phương án đi dây:

Thường để đơn giản trong lắp đặt và vận hành người ta thường chọn hai phương án

đi dây sau:

a/ sơ đồ hình tia ( dùng cho nơi có tải tiêu thụ tập trung)

Ưu điểm:

 Sơ đồ nối dây rõ ràng cho mỗi hộ tiêu thụ

 Mỗi thiết bị được cung cấp từ một đường dây riêng, ít chịu ảnh hưởng từ hộ bên cạnh

 Độ tin cậy cung cấp điện cao, dễ dàng áp dụng tự động hóa và bảo vệ

 Dễ vận hành, xác định sự cố để sửa chữa, bảo quản, mở rộng sản xuất

 Kích thước dây dẫn giảm dần về phía cuối mạch

 độ tin cậy cung cấp điện cao

 có tính kinh tế cao hơn so với sơ đồ hình tia

nhược điểm:

 khi đường nhánh nào đó có sự cố thì ảnh hưởng đến nhánh bên cạnh

 sơ đồ trở nên phức tạp khi có một số lượng lớn mạch, yêu cầu bảo vệ ở mức cao

 Khó áp dụng các phương pháp tự động hóa, khí cụ bảo vệ

2.2.3/ vạch phương án đi dây

Mạng điện của phân xưởng được cung cấp từ lưới điện 15 Kv quốc gia Qua trạm biến áp, điện được cung cấp tới tủ phân phối chính của phân xưởng, từ tủ qua

hệ thông dây dẫn được đi máng cáp Từ tủ phân phối chính điên được cung cấp đến các tủ phân phối phụ rồi từ đây cung cấp đến các động cơ qua hệ thống dây dẫn được thực hiện đi trên máng cáp

Phụ tải của phân xưởng là phụ tải tập trung, phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ điện loại ba nên ta chọn phương án đi dây cho mạng điện phân xưởng là: mạng hình tia

Do công suất của các máy tương đối nhỏ nên ta chọn phương án đi dây cho các nhóm như sau:

Phương án đi dây cho nhóm A

Phương án đi dây cho nhóm B

Dựa theo tiêu chuẩn IEC ta chọn các phương án đi dây như sau:

 Tuyến dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính MDB: vì đây là tuyến dây chính chịu dòng tải lớn nên thường dùng cáp đồng đơn lõi bọc cách điện PVC ( thường là 3 cáp dây pha và 1 cáp trung hòa) Chọn phương án lắp đặt

đi trên thang cáp

 Tuyến dây từ tủ phân phối chính MDB đến tủ phân phối phụ DB: thường dùng cáp đồng đơn lõi hay đa lõi bọc PVC, chọn phương án lắp đặt đi trên máng cáp

 Tuyến dây từ tủ phân phối phụ DB đến các động cơ:vì tải ba pha công suất tương đối nhỏ nên ta chọn cáp đồng 3 lõi, cáp bọc PVC, chọn phụ tải đi dây trên máng cáp

Sơ đồ mặt bằng đi dây (Bản vẽ số 4)

Sơ đồ nguyên lý đi dây trong mạng phân xưởng

2C

4C 2D 9A

11 9B

8C

8D

6B

10B 10A 1D

12 1E

DT

DLBDB1

MDB

DB2

CHƯƠNG III CHỌN BIẾN ÁP



3.1/ ĐẶT VẤN ĐỀ

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp điện Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp này sang cấp điện áp khác, các trạm biến áp, trạm phân phối, đường dây tải điện cùng với các nhà máy điện làm thành một hệ thống phát và truyền tải điện năng thống nhất

Dung lượng của các máy biến áp, vị trí, số lượng và phương thức vân hành của các trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện Vì vậy, việc lựa chọn các trạm biến áp bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện Dung lượng máy biến áp và các thông

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

3.2/ CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA TRẠM BIẾN ÁP

3.2.1/ chọn vị trí đặt trạm biến áp:

Vị trí trạm biến áp phải đảm bảo các yêu cầu sau:

 An toàn và liên tục cung cấp điện

 Khả năng phát triển phụ tải sau này

 Tiêu tốn kim loại màu ít nhất

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

 Thao tác vận hành quản lý dễ dàng và phòng cháy nổ, bụi và khí ăn mòn

 Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp nhất

Ngoài ra vị trí đặt trạm biến áp còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác như:

 Môt trường có khí ăn mòn

 Môi trường dễ cháy

 Kết cấu, quy hoạch của công trình xây dựng

Căn cứ vào các yêu cầu trên và dựa vào sơ đồ vị trí phân xưởng sửa chữa cơ khí Ta chọn vị trí lắp đặt trạm biến áp như sau: Trạm biến áp đặt ngoài phân xưởng cách

tủ phân phối chính 12m và gần lưới điện quốc gia

3.2.2/ lựa chọn máy biến áp:

Lựa chọn máy biến áp bao gồm lựa chọn số lượng, công suất chủng loại, kiểu cách

và các tính năng khác của máy biến áp

a/ chọn số lượng và chủng loại máy biến áp:

Có nhiều phương pháp để xác định số lượng và chủng loại máy biến áp, nhưng thường phải dựa vào những nguyên tắc chính sau đây:

 Chủng loại máy biến áp trong cùng một trạm biến áp nên đồng nhất (hay ít chủng loại) để giảm máy biến áp dự phòng trong kho và thuận tiện trong lắp đặt vận hành

 Số lượng máy biến áp trong trạm biến áp : đối với hộ tiêu thụ loại một, thường chọn hai máy biến áp trở lên Đối với hộ tiêu thụ loại hai, số lượng máy biến áp được chọn còn phụ thuộc vào việc so sánh các hiệu quả kinh tế -

kỹ thuật tuy nhiên để đơn giản trong vận hành, số lượng máy biến áp trong

trạm biến áp không nên quá ba máy và các máy biến nên có cùng chủng loại

và công suất

b/ xác định công suất máy biến áp:

Hiện nay có rất nhiều phương pháp để xác định công suất của máy biến áp nhưng vẫn dựa trên nội dung các nguyên tắc sau đây:

 Chọn theo điều kiện làm việc bình thường, có xét đến quá tải cho phép mức

độ quá tải được tính sao cho hao mòn cách điện trong thời gian đang xét là cho phép

 Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố với thời gian hạn chế không gián đoạn cung cấp điện

Sau đây giới thiệu điển hình một phương pháp điển hình để xác định công suất trạm biến áp Đó là phương pháp công suất đẳng trị ( theo điều kiện làm việc bình thường dựa vào đồ thị phụ tải ta thực hiện việc tính toán qua các bước sau:

 Bước 1: xác định công suất đẳng trị theo công thức:

n

i i i

t

t S

1

1 2

trong đó Si là phụ tải của máy biến áp ở khoảng thời gian ti

Sđt2 tính theo thời gian quá tải, Sđt1 tính với thời gian là trước hay sau khi quá tải 10h, tùy theo thời điểm quá tải là buổi sáng hay buổi chiều

 Nếu đồ thị phụ tải của máy biến áp có hai cực đại trong ngày thì đồ thị phụ tải đẳng trị bậc hai được tính với cực đại nào có tổng ∑S t i đạt giá trị lớn nhất khi đó chọn được Sđt2, còn Sđt1 được tính như trường hợp trên

 nếu nếu K2 ≥ K2cp < 0.9Smax ta chọn S’đt2=0.9Smax

với t’2 2

max 2 2 ' 2 ) 9 0 (

) (

S

t

S đt

là thời gian hiệu chỉnh

 Bước 2: hiệu chỉnh theo nhiệt độ trung bình thực tế:

 Bước 4: từ đường cong quá tải cho phép của máy biến áp ta tìm được K2cp

 Bước 5: kiểm tra:

nếu K2 ≥ K2cp => máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu

nếu K2 < K2cp => máy biến đã chọn không đạt yêu cầu, cần chọn máy biến áp có công suất lớn hơn để đạt được yêu cầu quá tải

3.3/ CHỌN BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG

3.3.1/ chọn máy biến áp

Phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại ba nên ta chọn một máy biến áp cho trạm biến áp Phụ tải của phân xưởng thực tế được xác định theo các đồ thị dưới đây:

Đồ thị phụ tải của phân xưởng

đồ thị công suất tác dụng của phân xưởng

đồ thị công suất phản kháng của phân xưởng

đồ thị phụ tải hàng ngày của phân xưởng

Từ quá trình tính toán ta có phụ tải tính toán của phân xưởng S max =154(KVA) ta chọn máy biến áp với ST=160 KVA do thibidi sản xuất với các thông số sau:

- Dung lượng (KVA) 160

- Tiêu hao không tải Po(W) 280

- Dòng điện không tải(%) 2

3.3.2/ sơ đồ nối dây trong trạm và đo lường trong trạm:

 Ta chọn trạm biến áp giàn, công suất máy biến áp 160KVA

 Thực hiện đo lường phía trung áp Đồng hồ đo lường được gắn trước trạm biến áp Thực hiện đo lường bằng cách lấy nguồn áp và dòng điện từ lưới trung áp 15KV qua các máy CT biến dòng và biến áp CV rồi đưa vào hệ thống đo lường

sơ đồ kết nối trạm biến áp như sau:

Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng

CHƯƠNG IV CHỌN DÂY VÀ KHÍ CỤ BẢO VỆ



4.1/ ĐẶT VẤN ĐỀ

Dây dẫn và khí cụ bảo vệ là một trong các thành phần chính của hệ thống cung cấp điện Vì vậy việc lựa chọn dây dẫn và cáp theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật và thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế của một hệ thống cung cấp điện là một việc quan trọng Việc lựa chọn đúng dây dẫn và các thiết bị bảo vệ sẽ quyết định đến chất lượng của một hệ thống cung cấp điện Góp phần giảm giá thành về việc cung cấp năng lượng điện cho sản xuất, từ đó có thể nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành, tăng cao tính cạnh tranh

Chọn dây dẫn và khí cụ bảo vệ phải dựa trên các tiêu chuẩn đã được quy định như: tiêu chuẩn IEC, tiêu chuẩn TCVN,…Không nên chọn dây dẫn và khí cụ bảo vệ quá khác nhau, điều đó sẽ gây nên sự khó khăn trong quá trình lắp đặt cũng như vận hành hoặc bảo trì

4.2/ CHỌN DÂY DẪN VÀ CÁP

4.2.1/ lựa chọn các loại cáp

Chọn cáp và dây dẫn do hãng sản xuất CADIVI sản xuất với mạng hạ áp CADIVI sản xuất các loại dây chính như:

 Dây cáp CV đơn lõi, cách điện bằng PVC, ruột đồng nhiều sợi, điện áp cho phép tới 660V

 Dây cáp CVV đa lõi, cách điện PVC, ruột đồng nhiều sợi điện áp cho phép tới 660V thường được dùng từ tủ phân phối chính MDB đến tủ phân phối phụ

DB

 Dây cáp điện lực LV-ABC vặn xoắn , đa lõi cách điện PVC, ruột dẫn bằng nhôm, có sợi thép ở giữa để tăng độ bền cơ thường sử dụng truyền tải trong mạng hạ áp trên không

Dựa vào điều kiện thực tế của mặt phân xưởng ta thực hiện chọn loại cáp và dây dẫn cho phân xưởng như sau:

 Tuyến dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính chọn cáp đồngCV đơn lõi bọc PVC cách điện đi trên máng cáp

 Tuyến dây từ tủ phân phối chính MDB đến tủ phân phối phụ DB chọn cáp đồng đơn lõi, bọc cách điện PVC, đi dây trên máng cáp

 Tuyến dây từ các tủ phân phối phụ đến các phụ tải chọn dây CVV 3 lõi bọc cách điện PVC, đi dây trên máng cáp

4.2.2/ chọn dây dẫn và cáp theo điều kiện phát nóng

Ta thực hiện các bước chọn dây dẫn và cáp theo sơ đồ như sau:

Trong đó:

Kr là hệ số hiệu chỉnh dòng định mức:

 Kr = 0.8-1 đối với cơ cấu từ nhiệt

 Kr = 0.4-1 đối với cơ cấu điện từ

K là tích các hệ số hiệu chỉnh, được xác định như sau: K = K1.K2.K3 với:

 K1 xét tới ảnh hưởng của cách lắp đặt

 K2 xét đến ảnh hưởng của số mạch cáp trong một hàng đơn

 K3 xét đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường khác 300C

(Tra trong giáo trình cung cấp điện của TS Quyền Huy Ánh)

Dòng làm việc cực đại chạy trên dây dẫn

Lựa chọn dòng cho phép I cp của dây mà

Cb có khả năng bảo vệ cho nó

Từ phần tính toán ở chương I ta có dòng làm việc cực đại của dây dẫn như sau

NHÓM A Ilvmax (A) NHÓM B Ilvmax (A)

Chọn dòng định mức của CB cho các nhánh trong nhóm A là : Iđm = 32 A

Dòng cho phép chạy trên các nhánh trong nhóm A được xác định:

6 25

= 31.6A

I’cp1-2 =

81 0

6 25

= 31.6A

I’cp1-3 =

81 0

8 28

= 34.5A

I’cp1-4 =

81 0

6 25

= 31.6A

I’cp1-5 =

81 0

6 25

= 31.6A Tra catolog của hãng cadivi ta chọn dây cho các nhánh trong nhóm A là loại dây CVV 7/1.0 lõi bọc cách điện PVC với Icp=35A

chọn dây cho các nhánh trong nhóm B:

Chọn dòng định mức của CB cho các nhánh trong nhóm B là : Iđm = 32 A

dòng cho phép chạy trên các nhánh trong nhóm A được xác định:

Icp2-1 =0.8 x 32 = 28.8A

Icp2-2 =0.8 x 32 = 27.2A

I =0.9 x 32 = 25.6A

Theo sơ đồ đi dây trên mặt bằng phân xưởng trên máng cáp có 2 mạch cùng đi chung trên một máng cáp, nhiệt độ trung bình hàng năm của tp Hồ Chí Minh là

350C nên ta chọn hệ số hiệu chỉnh như sau;

8 28

= 34.5A

I’cp2-2 =

81 0

2 27

= 33.5A

I’cp2-3 =

81 0

6 25

= 31.6A

I’cp2-4 =

81 0

8 28

= 34.5A

I’cp2-5 =

81 0

6 25

100

= 123A Chọn ba cáp đơn CV 7/2.52 bọc cách điện PVC với dòng cho phép tối đa là 140A

Chọn 3 cáp đơn dây pha + 1 cáp dây trung tính CV 7/2.52 bọc cách điện PVC với dòng cho phép tối đa là 140A

c/ chọn cáp C 1 từ máy biến áp đến MDB

IlvmaxC1= IT =

n

T qt

U

S K

3 =

4 0 3

160 4 1

x

x

= 320(A) Chọn dòng định mức của CB: Idm = 400A

320 = 344A Chọn dây CV 37/2.52 bọc cách điện PVC với dòng cho phép tối đa là 405A

d/ tóm tắt kết quả chọn dây cho mạng động lực của phân xưởng

Dây dẫn Số sợi/

đường kính sợi

N0/dia (N/mm)

Đường kính dây dẫn diameter (mm)

Đường kính tổng overall diameter (mm)

Trọng lượng gần đúng Approx weight (kg/km)

Cường

độ tối đa Max current (Amp)

Chiều dài (m)

1 pha: pha/pha ∆U = 2I(Rcosφ + Rsinφ)

1 pha: pha/trung tính ∆U = 2I(Rcosφ + Rsinφ)

U

∆ 100