do an xuong soi

Xưởng sợi Cung cấp điện cho xưởng sợi Đồ án xưởng sợi

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XƯỞNG SỢI

I PHÂN CHIA NHÓM PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

I.1 Phân chia nhóm phụ tải

Dựa vào dây chuyền công nghệ và vị trí phân bố thiết bị, theocông suất ta phân chia các thiết bị theo nhóm, mỗi nhóm ứng vớimột tủ cấp điện (tủ động lực) Nếu động cơ có công suất lớn trộithì có thể đặt riêng tủ Một nhóm ứng với mốt tủ động lực (TĐL)và một TĐL được thiết kế có công suất nằm trong khoảng 100-200(kW) Các TĐL trên được đặt ở tâm của phụ tải, nhằm cung cấpđiện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất nhỏ Việc lựachọn vị trí cuối cùng còn phụ thuộc vào cả yếu tố mỹ quan, thuậntiện thao tác…

Tâm của các nhóm phụ tải trên được tính theo công thức:

X =

1 1

n

i i i

n i i

X P P

n i i

Y P P

Với Xi, Yi là vị trí của thiết bị trên sơ đồ mặt bằng

n- số thiết bị của nhóm; Pđmi- công suất định mức củathiết bị thứ i

Ta chia phụ tải động lực của nhà máy thành 5 nhóm tương ứng

với các máy như sau:

Nhóm 1 (Ký hiệu ĐL1)

Bảng 1 : Tâm phụ tải nhóm 1Xác định tâm phụ tải nhóm 1:

1

14.2*0.3 10.5*0.3 7.4*1 27 *1 62*7.55 73.92*7.55 5.42*6*19.85 11.5*27.35

8.484 14.2 10.5 7.4 27 62 73.92 5.42*6 11.5

Nhóm 2: (Ký hiệu ĐL2)

Bảng 2: Tâm phụ tải nhóm 2Xác định tâm phụ tải nhóm 2:

2

4.7*5*0.65 9*4*5.8 5.7*7.4 7.5*2*10.6 3* 4*12.3

6.2134.7*5 9*4 5.7 7.5*2 3* 4

Dời về vị trí ( 6.5;5.3)

Nhóm 3 (Ký hiệu ĐL3)

Bảng 3: Tâm phụ tải nhóm 3Xác định tâm phụ tải nhóm 3:

3

9*12*11.45 18.2*6*17

14.249*12 18.2*6

Dời về vị trí (14.5 ; 5.3 )

Nhóm 4 (Ký hiệu ĐL4)

Bảng 4: Tâm phụ tải nhóm 4Xác định tâm phụ tải nhóm 4:

4

16.4*7*22.15 14.2*7*22.15

22.1516.4*7 14.2*7



16.4*7*7.8 14.2*7*14.8

11.04816.4*7 14.2*7

Dời về vị trí ( 22 ; 5.3 )

Nhóm 5 (Ký hiệu ĐL5)

Bảng 5: Tâm phụ tải nhóm 5Xác định tâm phụ tải nhóm 5:

5

12.5*7*26.4 16.2*7*26.4

26.412.5*7 16.2*7

Dời về vị trí ( 29.5 ; 10 )

Nhóm 6 (nhóm có công suất lớn)

Xác định tủ hệ thống:

9*239.04 6.5*92.2 14.5*217.2 22*214.2 29.5*200.9 9.5*86.55 22*150

16.8239.04 92.2 217.2 214.2 200.9 86.55 150

5.3*239.04 5.3*92.2 5.3*217.2 5.3*214.2 10*200.9 19*86.55 19*150

8.78239.04 92.2 217.2 214.2 200.9 86.55 150

Dời về vị trí ( 17 ; 5.3 )

I.2 Xác định phụ tải tính toán

Sơ lược:

a) Mục đích: xác định phụ tải tính toán để làm cơ sở cho việc lựa

chọn lựa dây dẫn và các thiết bị trong lưới

b) Một vài hệ số của đồ thị phụ tải và chế độ dùng điện:

Hệ số sử dụng của thiết bị (ksd ) hoặc nhóm thiết bị (Ksd ) là tỉsố giữa công suất tác dụng trung bình hộ tiêu thụ và công suất địnhmức của nó

Trị số trung bình (ksd ) trong ca mang tải lớn nhất và cos  của cácnhóm thiết bị điện được cho trong bảng 1

Hệ số sử dụng xét trong ca mang tải lớn nhất là chỉ tiêu cơ bảncủa đồ thị phụ tải

Hệ số sử dụng của một thiết bị:

Ksd = Ptb / Pđm

Hệ số sử dụng của một nhóm thiết bị: Ksd = P P tbnh

 đm

= 1

1

n sdi i i

n i i

k P P

Knc = Ptt / Pđm

Các hệ số Kmax và Knc thường dược sử dụng cho nhóm thiết bị Bảng A.3 cho một vào giá trị Knc

 Phụ tải tính toán P tt :

Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng cho phép được gọitắt là phụ tải tính toán, đó là phụ tải giả thiết không đổi lâu dàicủa các phần tử trong hệ thống cung cấp điện, tương đương với phụtải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất

Ở đây hiệu ứng về nhiệt chỉ khảo sát về mặt nhiệt độ Như vậyphụ tải tính toán sẽ liên quan tới phụ tải cực đại lâu dài ( tức trịtrung bình lớn nhất ) Thời gian dể lấy trung bình phải thích hợp vàthoả đáng về mặt đốt nóng, do vậy sẽ liên quan đến sự đốt nóngcho phép của các phần tử.Với dây dẫn có liên quan đến thòi giandể nhiệt độ dây đạt tới 95% biên độ xác lập.Nếu thời gian lấytrung bình bằng thời gian nói trên thí đủ đặc trưng cho sự đốt nóngcủa dây Thời gian này bằng 3 lần hằng số thời gian đốt nóng của

vậy phụ tải tính toán còn được gọi là phụ tải cực đại nửa giờ Nóicách khác phụ tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệtđộ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra Do vậy về phương diện phátnóng nếu ta chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán là có thểđảm bảo an toàn cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành

Quan hệ giữa các phụ tải tính toán và các phụ tải khácđược thể hiện bằng bất đẳng thức sau đây : Ptb ≤ Pu ≤ Pmax

Chế độ làm việc của tải: về mặt chế độ làm việc,các thiết

bị được phân chia theo ba loại: dài hạn, ngắn hạn,ngắn hạn lặp lại Với các thiết bị có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại,khi màthời gian đóng điện và thời gian không điện không đủ lâuđể nhiệtđộ đạt tới trị xác lập hoặc trở về nhiệt độ môi trường, các thiếtphải qui đổi về chế độ làm việc dài hạn: Pđmqđ = Pđm TĐ

TĐ – hệ số đóng điện tương đối Một vài giá trị tiêu biểu củahệ số đóng điện tương đối là: 0.25, 0.5…

 Công suất định mức :

suất ghi trên nhãn hiệu máy hoặc ghi trong lý lịch máy Đối vớiđộng cơ đó là công suất cơ trên trục cơ

Từ công suất định mức ta tính dòng điện định mức như sau;

3

S I

Iđn = kmm Iđm

kmm – bội số mở máy

- Đối với động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc :kmm=5÷7

- Đối với động cơ điện một chiều hoặc rôto dây quấn :kmm=2.5

- Đối với lò điện : kmm=1

- Đối với máy biến áp :kmm=3

Trong đồ án này ta tính Ptt theo phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq

Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại K MAX và công suất trung bình P tb (phương pháp số thiết bị hiệu quả n hq ):

- Đầu tiên ta tính số thiết bị hiệu quả như sau:

nhq =

2 1 2 1

n

i n i

P P

Pđmi : công suất định mức của thiết bị thứ i

- Tính Ksd nhóm theo công thức:

Ksd = 1

1

*

n sdi i n i

kpt = 0.9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

kpt = 0.75 đối với thiết bị làm việc ở chế dộ ngắnhạn lặp lại

tt

S

 Tính phụ tải đỉnh nhọn

Iđn = Iđmnhóm + Imm maxi - Iđmi

ImmMAXi – dòng mở máy lớn nhất của thiết bị trong nhóm

n

sdi i sd

i nhom

Iđn = Iđm  + Iđn maxi - Iđmi

= 484.21+748.7-149.74 = 1083.07(A)

(nhánh 6 có Iđn lớn nhất)

2) Nhóm 2: Số nhánh : 13 Số thiết bị:5

hom

*

0.75*(4.7*5 9*4 5.7 7.5*2 3*4)

0.754.7*5 9*4 5.7 7.5*2 3*4

n

sdi i sd

i nhom

I11 đm =

3 cos

lt lt

(nhánh 6 (hoặc nhánh 7,8,9) có Iđn lớn nhất)

3) Nhóm 3: Số nhánh : 18 Số thiết bị: 2

*

0.75*(9*12 18.2*6)

0.759*12 18.2*6

n

sdi i sd

i nhom

(nhánh 13,14,15,16,17,18 có Iđn lớn nhất)

4) Nhóm 4: Số nhánh : 14 Số thiết bị: 2

*

0.75*(16.4*7 14.2*7)

0.7516.4*7 14.2*7

n

sdi i sd

i nhom

= 433.86 + 166.1 – 33.22 = 566.74(A)

(nhánh có 1,2,3,4,5,6,7 Iđn lớn nhất)

5) Nhóm 5: Số nhánh : 14 Số thiết bị: 2

hom

*

0.75*(12.5*7 16.2*7)

0.7512.5*7 16.2*7

n

sdi i sd

i nhom

(nhánh có 8,9,10,11,12,13,14 Iđn lớn nhất)

6) Nhóm 6: Số nhánh : 2 Số thiết bị: 2

 Nhánh 1:điều không 16

cos *cos 0.75

i

i

P P

 Nhánh 2:điều không 22

cos *cos 0.75

i

i

P P

II Tính toán công suất chiếu sáng cho xưởng sợi :

Để tính toán công suất chiếu sáng đầu tiên ta phải chọn đượcsố bộ đèn lắp đặt cho nhà máy và xác định được các thông sốcủa bộ đèn (công suất, điện áp, dòng điện …) Từ đó ta sẽ tínhtoán được phụ tải chiếu sáng

Trình tự tính toán chiếu sáng

 Kích thước: chiều dài a=29.6(m) ; chiều rộng b=20(m)

chiều cao H=6(m) Diện tích : 592 m2

 Màu sơn Trần: trắng Hệ số phản xạ trần

ρtr = 0.75

0.45Sàn: xi măng Hệ số phản xạ sàn ρlv

= 0.40

 Độ rọi yêu cầu: Etc = 300(lx)

 Chọn hệ chiếu sáng chung đều

 Chọn khoảng nhiệt độ màu Tm = 2950 (0K) theo biểu đồKruithof

 Chọn bóng đèn: loại: Standard 26mm Tm = 2950 (0K)

 Chọn bộ đèn: loại Arena 202

cấp bộ đèn: H và T hiệu suất:0.58H+0.31T

số đèn/1bộ:2 Φcác bóng /1 bộ: 6000(lm)

Ldọcmax =1.6htt=5.12(m); Lngangmax =2htt=6.4(m)

tt

ab

29.6*5.33.2*(29.6*5.3)=1.4�1.5

 Hệ số bù: d=1.45 (do phòng rất bụi)

tt

h j

 Hệ số sử dụng: U= 0.58*0.67+0.31*0.37 = 0.5033

Chọn số bộ đèn Nbộđèn = 23

kết luận: chiếu sáng phòng và tiết kiệm chi phí

 Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

156.88*1.45

cacbong tb

 Hệ số bù: d=1.45 (do phòng rất bụi)

tt

h j

 Hệ số sử dụng: U= 0.58*0.94+0.31*0.62 = 0.7374

Chọn số bộ đèn Nbộđèn = 43

 Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

435.12*1.45

cacbong tb

Tổng số bộ đèn = 23+43 = 66 (bộ đèn)

Tính toán công suất chiếu sáng toàn xưởng

Tính toán công suất cho toàn bộ nhà máy ta phải nhân với hệ số Kđt

toán cực đại tại nút khảo sát của hệ thống cung cấp điện với tổng các công suất tác dụng tính toán cực đại của các nhóm hộtiêu thụ riêng biệt nối vào nút đó

Kđt = 



n i tt

tt

P P

1

Hoặc có thể định nghĩa như sau : hệ số đồng thời là tỉ số giữa phụ tải cực đại nửa giờ với tổng các phụ tải cực đại nửa giờ của các nhóm riêng biệt :

Đối với phân xưởng

Đối với đường dây cao áp của hệ thống cung cấp điện trong xí nghiệp lấy gần đúng kđt = 0.8÷1

Đối với thanh cái của trạm hạ áp của xí nghiệp và các đường dây tải điện thì kđt =0.9÷1

Trong đồ án môn học ta chọn giá trị K đt =0.95.

Từ các kết quả tính toán phụ tải động lực, phụ tải chiếu sáng

ta thành lập bảng tổng kết phụ tải toàn bộ nhà máy như sau:

Bảng 5: BẢNG TỔNG KẾT PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY

Tính toán công suất tủ phân phối:

Hệ số công suất cos là một chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệpdùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không Nâng cao hệ sốcông suất là một trong những biện phàp quan trọng để tiết kiệmđiện năng Lợi ích của việc nâng cao hệ số công suất như sau:

Ngoài ra việc nâng cao hệ số công suất cos còn đưa đếnhiệu quả là giảm được chi phí kim loại màu, khi chọn các thiết

bị phần tử trong mạng điện có thể chọn khi đã nâng cao hệsố công suất sẽ tiết kiệm và kinh tế hơn

Các biện pháp để nâng cao hệ số công suất cos

Trong đồ án này ta nâng cao hệ số công suất bằng phươngpháp đặt tụ bù tĩnh Tuy nhiên các kết quả tính toán ta đều tínhkết quả trước bù, không sử dụng kết quả sau bù

Xác định dung lượng bù:

Qbù = P(tg1 - tg2) (kVAr)

Trong đó: P – công suất tính toán của phụ tải

1: góc ứng với hệ số công suất trước bù

2: góc ứng với hệ số công suất sau bù

Ta có thể từ 1 ban đầu rồi dựa vào cos2 yêu cầu đểtính

cos1 = 966.4

1268.3  0.762tg1 = 0.85

 Ta sẽ đặ tụ bù đểå đạt được cos2 = 0.9tg2 = 0.484

Dung lương công suất phản kháng cần bù là

Qbù = Ptt *(0.85 – 0.484) = 353.7 (KVAR)Công suất phản kháng sau bù

Q’= Qtt - Qbù=821.36-353.7=467.66S’ttpp = P ttpp2 Q'2 =1073.6

III.3 Chọn máy biến áp phân xưởng

1) Chọn số lượng

Khi chọn máy biến áp cần lưu ý tới đặc điểm cấp điện cho hộ tiêu thụ,theo máy để quyết định số lượng máy

2) Chọn công suất máy biến áp

Khi chọn dung lượng máy biến áp cần lưu ý tới phương án chọn máy theo khả năng quá tải thường xuyên.Khi ấy cần lần lượt tiến hành các bước sau:

(nhiệt)

 Xác định nhiệt độ đẳng trị môi trường to

đtmt

Tra đường cong quá tải thường xuyên cho phép.Lưu ý các

đường cong quá tải giữa Liên Xô và các quốc gia theo tiêu

chuẩn IEC sẽ khác nhau cho biến thế có S <1000 kVA hoặc to

đtmt�

30oC

Việc xác định các hệ số K1, K2 được tiến hành như sau : từ đồ thị phụ tải và công suất định mức máy biến áp (Sđm) tiến hành xác định vùng quá tải (vùng gạch chéo)

Việc đẳng trị tương đương về mặt nhiêu được dựa trên dòng điện, tuy nhiên việc sử dụng công suất biểu kiến là tiện lợi hơn,lý do là S tỷ lệ với I Do vậy công suất đẳng trị được tính như sau: '

2

S =

qt

qt i i i

t

t S



 2

ti – khoảng thời gian quá tải ở phân đoạn i;

Si – công suất phân đoạn I thuộc vùng quá tải (qt)

Nếu S’2 � Smax cần chọn S2 = 0.9Smax .Để đảm bảo tương đương về mặt nhiệt cần tính lại thời gian quá tải như sau:

tqt = 2

' 2 2 2

qt

S t S

10

i i h

Tra đường cong quá tải của máy biến áp để tìm K2cp và so

sánh với K2

Nếu K2cp ≥ K2 máy biến áp đã chọn thoả

Nếu K2cp < K2 máy biến áp đã chọn không thoả thì ta phảichọn máy biến áp có công suất lớn hơn

P� =1017.1654 (kW)

Q� =864.592 (kVAr)

S� = P�2 Q� = 1135.388 (kVA)2

Ta chọn máy biến áp 3 pha hai dây quấn do ABB chế tạo có các

thông số như sau:

IV Chọn dây dẫn

Nguyên tắc chọn tiết diện dây ở lưới hạ thế được dựa trên cơ sở sự phát nóng của dây có phối hợp với thiết bị bảo vệ và sau đó kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp, theo điều kiện ổn định nhiệt

Xác định kiểu đi dây: tuỳ theo điều kiện cụ thể mà xác định cách đi dây: hở, chôn dưới đất, âm trong tường, trên thang cáp,…

1 Xác định các hệ số hiệu chỉnh

Nếu là cáp chôn dưới đất

Hiệu chỉnh nhiệt độ theo nhiệt độ chuẩn của nước chế tạo dây K7:

 - nhiệt độ môi trường làm việcmt

 - nhiệt độ chuẩn của môi trường chế tạoo

Có thể chọn K7 theo bảng A5 (khi nhiệt độ của môi trường chế tạo là 20oK)

tạo cáp.Nếu không có số liệu, có thể lấy gần đúng trong các tài liệu của các quốc gia theo cách tính tiêu chuẩn IEC

Bảng A6 là chọn K5 theo các hàng cáp được được đặt cách nhau trong đất, trong ống và không có ống

Nếu cáp được đặt theo vài hàng K5 được nhân với

2 hàng : 0.8

3 hàng : 0.734,5 hàng : 0.7Hiệu chỉnh theo ảnh hưởng của đất chôn cáp bảng A7

Hiệu chỉnh theo cách lắp đặt K4: nếu chôn trong ống lấy 0.8, còn lại là 1

Nếu là cáp không chôn trong đất: tương tự việc xác định các hệ số hiệu chỉnh lấy theo nước chế tạo dây Nếu không, có thểlấy theo các tài liệu của hãng bất kỳ theo tiêu chuẩn IEC.Các hệ số hiệu chỉnh gồm: K1- theo nhiệt độ; K2- số cáp gần nhau; K3- theo kiểu lắp đặt

với : K – là tích các hệ số hiệu chỉnh Ilvmax = - Iđm cho một thiết

bị

- Itt cho nhóm thiết bị

Lưu ý: Ilvmax là Icb (dòng cưỡng bức) trong trường hợp tính cho thanh dẫn đầu ra của máy biến áp trong trường hợp có hai máy biến áp trên trạm.

Ở đây ta chọn kiểu đi day hình tia chôn ngầm có nắp đậy Ưu điểm là có thể cô lập riêng một đường day khi dây đó có sự cố trong khi các dây khác vẫn làm việc bình thường.Tuy nhiên có hạn chế là tốn nhiều dây nhiều thiết bị đóng cắt dẫn đến chi phí cao

Chọn nhiệt độ đất : 20 oC  K7 = 1

Chọn tính chất của đất: khô  K6 = 1

Chọn kiểu lắp đặt có K4 = 1 ( cáp đặt trong hầm chôn ngầm)Với K5 là hệ số điều chỉnh theo số cáp chứa trong hầm cáp

 K = K4*K5*K6*K7 = 1*1*1*K5 = K5

Chọn dây từ MBA về tủ phân phối:

Ittpp = 1927 (A) ta tiến hành tra bảng A6 và chọn khoảng cách giữa các sợi cáp là 300mm K5 = 0.93

 K = K5 = 0.93

lvmax 1927

2072.040.93

cpdd

I I

Vậy ta chọn dây 800 mm2 cho mỗi pha(Icpdd = 1130 A)

Chọn dây từ tủ phân phối đến tủ động lực

Ta chia các dây từ tủ phân phối đến các tủ động lực gồm 7 hầm cáp Ta sẽ chọn dây với hệ số K tính cho từng hầm riêng

Ở đây ta chọn cáp điện lực hạ áp cách điện vỏ PVC nửa mềm đặt tĩnh loại 1 lõi đồng

Vậy ta chọn dây CVV4x240(Icpdd =348 A)

Vậy ta chọn dây CVV4x240(Icpdd =348 A)

Vậy ta chọn dây CVV4x95(Icpdd =198 A)

Vậy ta chọn dây CVV4x1.5(Icpdd =17 A)

Bảng 6:BẢNG TỔNG KẾT CHỌN DÂY TỦ ĐỘNG LỰC

Chọn dây từ tủ động lực đến thiết bị

Cách đi dây từ tủ động lực đến thiết bị ta chọn cáp 4 lõiđồng cách điện PVC

Vậy ta chọn dây CVV4x3.5(Icpdd =27 A)

 Tủ ĐL2: ta chia các thiết bị ĐL2 thành 13 nhánh

Số cáp là 13  K5 = 1  K = 1Nh1,2,3,4,5:

Gồm thiết bị máy chải

Gồm thiết bị Máy chải kỹ

Vậy ta chọn dây CVV4x5.5(Icpdd = 35 A)

Số bộ đèn = 66 bộ , công suất mỗi bộ 86.4W (đèn 1 pha)

Ta chia đèn thành 2 nhóm: phòng nhỏ và phòng lớn

Ta đi dây trên trần nhà K1=0.95, K2=0.95(hàng đơn trêntrần 1 cáp), K3 =1.00(nhiệt độ môi trường=30, cách điệnPVC) K =0.95*0.95*1.00 =0.9025

Bảng 7: BẢNG TỔNG KẾT CHỌN DÂY THIẾT BỊ