CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 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 = 81,2 x 27 = 2192,4 (m2), phân xưởng cao 7m, chiều dài 81,2 m, chiều rộng 27m. Môi trường làm việc ít bụi, khô ráo, nhiệt độ trung bình hàng năm là 350c. 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 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 chức năng. 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 1, nhóm 2, nhóm 3, nhóm 4. Các nhóm lớn này được chia làm nhiều nhánh nhỏ được thể hiện theo bảng số liệu 2 và bảng số liệu 3 Nhóm 1 Tên nhánh Ký hiệu Số lượng Pn(kw) Cosφ tgφ Ku Nhánh 1 8 2 1 2 1 1 13 17 8 0,6 0,6 0.65 1,3 1,3 1.2 0,4 0,3 0.4 Tổng 4 51 Nhánh 2 2 1 2 2 17 8 0,6 0,65 1,3 1,2 0,3 0,4 Tổng 4 50 Nhánh 3 3 1 2 2 18 8 0,6 0,65 1,3 1,2 0,2 0,2 Tổng 4 52 Nhóm 2 Tên nhánh Ký hiệu Số lượng Pn(kw) Cosφ tgφ Ku Nhánh 1 3 1 5 1 2 1 18 8 12 0,6 0,65 0.7 1,3 1,2 1.02 0,2 0,4 0.4 Tổng 4 46 Nhánh 2 5 1 4 2 1 1 12 8 23 0,7 0,65 0.65 1,02 1,2 1.2 0,4 0,4 0.4 Tổng 4 55 Nhánh 3 4 2 23 0,65 1,2 0,4 Tổng 2 46 Nhóm 3 Tên nhánh Ký hiệu Số lượng Pn(kw) Cosφ tgφ Ku Nhánh 1 1 4 1 2 8 23 0,65 0,65 1,2 1,2 0,4 0,4 Tổng 3 54 Nhánh 2 4 7 1 3 23 9 0,65 0,6 1,2 1,3 0,4 0,3 Tổng 4 50 Nhánh 3 1 6 4 1 8 15 0,65 0.6 1,2 1.3 0,4 0.2 Tổng 5 47 Nhóm 4 Tên nhánh Ký hiệu Số lượng Pn(kw) Cosφ tgφ Ku Nhánh 1 6 1 2 2 15 8 0,6 0,65 1,3 1,2 0,2 0,4 Tổng 4 46 Nhánh 2 7 1 3 3 9 8 0,6 0,65 1,3 1,2 0,3 0,4 Tổng 6 51 Nhánh 3 8 9 2 2 13 12 0,6 0.4 1,2 2.29 0,4 0.4 Tổng 4 50 1.4 Xác định phụ tải tính toán 1.4.1 Phụ tải tính toán phần động lực Phụ tải tính toán của các nhóm máy được xác định theo công thức sau P_cai = k_si ∑_(i=1)n▒〖k_ui.P_ni 〗 Q_cai = k_si ∑_(i=1)n▒〖k_ui.P_ni.tanφ 〗 S_cai = √(P_cai2+Q_cai2 ) I_cai=S_cai(√3.U_n ) Trong đó: 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. Pcai : công suất tính toán của nhóm thiết bị thứ i. Scai : công suất biểu kiến của nhóm thiết bị thứ i. Icai : 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: Pcam = ksm Qcam = ksm Scam = Icam = Trong đó: Pcam : công suất tính toán tác dụng của tủ phân phối thứ m Qcam : công suất tính toán phản kháng của tủ phân phối thứ m Scam : công suất tính toán biểu kiến của tủ phân phối thứ m ksm : hệ số đồng thời của tủ phân phối thứ m. NHÓM 1 Nhánh 1: PCa1 = 0,8.(26 x 0,4 + 17 x 0,3 + 8 x 0,4) = 14.96 (kW). QCa1 = 0,8.(26 x 0,4 x 1,3 + 17 x 0,3 x 1,3 + 8 x 0,4 x 1,2) = 19,2 (KVar). SCa1 = =√(〖(14.96 )〗2+〖(19,2)〗2 ) = 24,3 (KVA). ICa1 = = (24,3×〖10〗3)(√3×400) =35,1 (A). Nhánh 2 : PCa2 = 0,8.(34 x 0,3 + 16 x 0,4) = 13,3 (kW). QCa2 = 0,8.(34 x 0,3 x 1,3 + 16 x 0,4 x 1,2) = 16,8 (KVar). SCa2 = =√(〖(13,3 )〗2+〖(16,8)〗2 ) = 21,4 (KVA). ICa2 = = (21,4×〖10〗3)(√3×400) = 30,8 (A). Nhánh 3 : PCa3 = 0,8.(36 x 0,2+ 16x0,4) = 10,9 (Kw). QCa3 = 0,8.(36 x 0,2 x 1,3+ 16x0,4 x 1,2) = 13,6 (KVar). SCa3 = = √(〖(10,9 )〗2+〖(13,6)〗2 ) = 17,4 (KVA). IC3 = = (17,4×〖10〗3)(√3×400) = 25,11 (A). Phụ tải tính toán cho nhóm 1 (tủ phân phối DB1) PCA = 0,8.( 14.96 + 13,3 + 10,9) = 31,3 (Kw). QCA = 0,8.( 19,2 + 16,8 + 13,6) = 39,68 (KVar). SCA = = √(〖(31,3 )〗2+〖(39,68)〗2 ) = 50,5 (KVA). ICA = = (50,5×〖10〗3)(√3×400) = 72,8 (A). NHÓM 2 Nhánh 1: PCa1 = 0,8.(18 x 0,2 + 16 x 0,4 + 12 x 0,4) = 11,84 (kW). QCa1 = 0,8.(18 x 0,2 x 1,3 + 16 x 0,4 x 1,2 + 12 x 0,4 x 1,02) = 13,8 (KVar). SCa1 = =√(〖(11,84 )〗2+〖(13,8)〗2 ) = 18,2 (KVA). ICa1 = = (18,2 ×〖10〗3)(√3×400) = 26,3 (A). Nhánh 2 : PC2 = 0,8.(24 x 0,4 + 8 x 0,4 + 23 x 0,4) = 17,6 (kW). QC2 = 0,8.(24 x 0,4 x 1,02 + 8 x 0,4 x 1,2 + 23 x 0,4 x 1,2) = 19,7 (KVar). SC2 = =√(〖(17,6 )〗2+〖(19,7)〗2 ) = 26,4 (KVA). ICa2 = = (26,4×〖10〗3)(√3×400) = 38,1(A). Nhánh 3 : PCa3 = 0,8.(46 x 0,4) = 14,7 (Kw). QCa3 = 0,8.(46 x 0,4 x 1,2) = 17,6 (KVar). SCa3 = = √(〖(14,7 )〗2+〖(17,6)〗2 ) = 22,9 (KVA). ICa3 = = (22,9×〖10〗3)(√3×400) = 33,1 (A).
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
- Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng hkoong thể thiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước Như chúng ta đã xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điênk năng sản xuất ra dùng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất
ra được điện năng làm như thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải một các hiệu quả,tin cậy Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa
to lớn đối với nền kinh tế quốc dân
- Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hòa các yêu cầu
về kinh tế, độ tin cây cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lời cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép Hơn nữa là phải thuận lời cho việc mở rộng và phát triễn tương lai
- Đặc biệt trong nền kinh tế nước ta hiện nay đang chuyền dần từ một nền kinh tế mà trong đó nông nghiệm chiếm tỉ lệ lớn sang nền kinh tế công nghiệp nơi máy máy móc dần thay thế sức lao động của con người Để thực hiện một chính sách công nghiệp hóa, hiện đại hóa các ngành nghề thì không thể tách tời khỏi việc nâng cấp và thiết kế
hệ thống cung cấp điện để có thể đáp ứng được nhu cầu tăng trưởng không ngừng về điện
- Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, với kiến thức được học tại bộ môn cung cấp điện nhóm em được nhận đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí Là một sinh viên ngành điện, thông qua việc thiết kế đồ án giúp em bước đầu có những kinh nghiệm về thiết kế hệ thống cung cấp điện trong thực tế
- Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự cố gắng của từng thành viên trong nhóm, đồng thời với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Ths Phan Thanh Tú, người đi trước có nhiều kinh nghiệm Qua đây nhóm chúng em cũng xin cảm ơn thầy Ths Phan Thanh
Tú, người đã tận tình hướng dẫn giúp nhóm chúng em hoàn thành đồ án này Song do thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót Do vậy, chúng em kính mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo để nhóm chúng em đạt được kết quả tốt nhất
Trang 2NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Trang 3
MỤC LỤC CHƯƠNG I 8
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 8
1.1 Đặt vấn đề 8
1.2 Các số liệu ban đầu 8
1.3 Phân nhóm phụ tải 9
1.4 Xác định phụ tải tính toán 11
1.4.1 Phụ tải tính toán phần động lực 11
1.4.2 Phụ tải tính toán phần chiếu sáng 16
1.4.5 Xác định phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng: 16
1.6 Xác định vị trí đặt tủ phân phối chính và các tủ phụ 20
CHƯƠNG II 21
CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY 21
2.1 Đặt vấn đề 21
2.2 Vạch phương án đi dây mạng điện phân xưởng 21
Trang 42.2.1.Yêu cầu 21
2.2.2.Phân tích các phương án đi dây 22
2.2.3.Vạch phương án đi dây 23
2.3 Xác định phương án lắp đặt dây 25
CHƯƠNG III 27
CHỌN BIẾN ÁP 27
3.1 Đặt vấn đề 27
3.2.Chọn số lượng và công suất của trạm biến áp 27
3.2.1.Chọn vị trí đặt trạm biến áp 27
3.2.2.Lựa chọn máy biến áp 28
3.3.Chọn biến áp cho phân xưởng 29
CHƯƠNG IV 32
CHỌN DÂY VÀ KHÍ CỤ BẢO VỆ 32
4.1 Đặt vấn đề 32
4.2 Chọn dây dẫn và cáp 32
4.2.1 Lựa chọn các loại cáp 32
4.2.2 Chọn dây dẫn và cáp theo điều kiện phát nóng 33
4.3 Tính toán và kiểm tra tổn thất điện áp 39
CHƯƠNG V 46
TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG 46
5.2 Tính toán thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng 46
5.3 Tính toán chọn dây cho mạng điện chiếu sáng 49
CHƯƠNG VI 51
TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG BÙ CẢI THIỆN HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO PHÂN XƯỞNG 51
6.1 Đặt vấn đề 51
CHƯƠNG VII 53
TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT, TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ LẬP BẢNG DỰ TRÙ VẬT TƯ 53
7.1 Tính tổn thất công suất 53
7.2 Tổn thất điện năng 54
Trang 51 Tên đề tài: Hệ thống cung cấp điện cho một xưởng cơ khí
2 Sơ đồ mặt bằng:
3 Mục đích – chuẩn đầu ra đề tài:
Khái quát được hệ thống cung cấp điện
Trang 6Lựa chọn được sơ đồ cấu trúc mạng điện cho phân xưởng sản xuất và nhà cao tầng.
Vẽ được sơ đồ cấu trúc mạng điện cho phân xưởng sản xuất và nhà cao tầng
Tính toán chiếu sáng và điện động lực cho phân xưởng sản xuất và nhà cao tầng.Tính toán và lựa chọn được công suất trạm biến áp cho phân xưởng sản xuất và nhà cao tầng
Tính toán và lựa chọn được các phần tử, cáp, dây dẫn tương ứng trong sơ đồ cấu trúc điện
Sử dụng được các phần mềm chuyên dụng để tính toán chiếu sáng, lựa chọn thiết bị điện và dây dẫn, tính toán nối đất
5 Nhiệm vụ thiết kế:
1 Xác định phụ tải tính toán của công trình
2 Trạm biến áp
3 Tính toán về điện
4 Tính toán thiết kế mạng điện động lực cho công trình
5 Tính toán thiết kế mạng điện chiếu sáng cho công trình
6 Tính toán thiết kế hệ thống nối đất-chống sét
7 Nâng cao hệ số công suất cosφ và bù công suất phản kháng Q
Trang 7CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
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 phụtải 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 = 81,2 x 27 = 2192,4 (m2), phân xưởng cao 7m, chiều dài 81,2 m, chiều rộng 27m
Môi trường làm việc ít bụi, khô ráo, nhiệt độ trung bình hàng năm là 350c
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
Trang 81.3 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 chứcnăng
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 1, nhóm 2, nhóm 3, nhóm 4 Các nhóm lớn này được chia làm nhiều nhánh nhỏ được thể hiện theo bảng số liệu 2 và bảng số liệu 3
Nhóm 1
Nhánh 1
821
211
13178
0,60,60.65
1,31,31.2
0,40,30.4
1
22
178
0,60,65
1,31,2
0,30,4
1
22
188
0,60,65
1,31,2
0,20,2
121
18812
0,60,650.7
1,31,21.02
0,20,40.4
Nhánh 2
514
211
12823
0,70,650.65
1,021,21.2
0,40,40.4
Trang 90,650,65
1,21,2
0,40,4
7
13
239
0,650,6
1,21,3
0,40,3
6
41
815
0,650.6
1,21.3
0,40.2
158
0,60,65
1,31,2
0,20,4
1
33
98
0,60,65
1,31,2
0,30,4
9
22
1312
0,60.4
1,22.29
0,40.4
Trang 10Trong đó:
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
Pcai : công suất tính toán của nhóm thiết bị thứ i
Scai : công suất biểu kiến của nhóm thiết bị thứ i
Icai : 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:
Pcam : công suất tính toán tác dụng của tủ phân phối thứ m
Qcam : công suất tính toán phản kháng của tủ phân phối thứ m
Scam : công suất tính toán biểu kiến của tủ phân phối thứ m
ksm : hệ số đồng thời của tủ phân phối thứ m
Trang 13 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 (31,3 + 35,3+34,96+32,1 )= 120,3 (Kw)
Qttdl = 0,9.( 39,68 + 40,8+42,32+46,1) = 152 ( Kvar)
Sttdl = = 193,8 (KVA)
1.4.2 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
Trang 14Phụ 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.
vị trí đặt đặt trạm biến áp phân xưởng, tủ phân phối chính
Tuy nhiên, cũng cần phải căn cứ vào mặt bằng thực tế của phân xưởng để dịch chuyển
vị trí đặt MBA và các tủ sao cho hợp lý,thuận tiện trong lắp đặt, vận hành, không gây cản trở lối đi
Công thức xác định tâm phụ tải:
Pi: công suất định mức Của thiết bị thứ i Của nhóm thiết bị thứ i(xi,yi): tọa độ Của thiết bị thứ i Của nhóm thiết bị thứ i
1.5.1 Xác định tâm phụ tải của từng nhóm.
Trang 15Ta 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.
Trang 16Vậy tọa độ tâm phụ tải của nhóm 4 là I4(67,01 ; 13,4) (m).
1.5.2 Tâm phụ tải toàn phân xưởng
Trang 17 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
Trang 18gần 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:
CHƯƠNG II
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 nhữngsai 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
Trang 19việc 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 vận 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)
Trang 20Ưu 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
Nhược điểm:
Nhược điểm của sơ đồ này là sự cố xảy ra trong đường dây chính cấp điện thì sẽ cắt tất cả các mạch phía sau
Vốn đầu tư lớn
b Sơ đồ hình tia phân nhánh ( dùng để điều khiển tập trung lưới).
Hình 2.2 Sơ đồ hình tia phân nhánh
Trang 21Ưu điểm:
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 22 KV quốc gia Qua trạm biến áp, điện được cung cấp tới tủ phân phối chính của phân xưởng, từ tủ qua hệ thôngdây 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
Trang 22Phụ 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 1:
Phương án đi dây cho nhóm 2:
Phương án đi dây cho nhóm 3:
Phương án đi dây cho nhóm 4:
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 chínhchịu 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
Trang 23 Tuyến dây từ tủ phân phối chính MDB đến tủ phân phối phụ DB: thường dùng cápđồng 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
Trang 24Sơ đồ mặt bằng đi dây (Bản vẽ số 4)
Sơ đồ nguyên lý đi dây trong mạng phân xưởng
Trang 253.2.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
Trang 26- 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:
Bước1: xác định công suất đẳng trị theo công thức:
S’đt=
Trong đó:
Si là phụ tải của máy biến áp ở khoảng thời gian ti
Trang 27 Sđt2 tính theo thời gian quá tải, Sđt1 tính với thời gian là trước hay sau khi quá tải10h, 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 đẳngtrị bậc hai được tính với cực đại nào có tổng đạt giá trị lớn nhất khi đó chọn được
Sđt2, còn Sđt1 được tính như trường hợp trên
- Nếu K2 K2cp < 0.9Smax ta chọn S’đt2=0.9Smax
với t’2 là thời gian hiệu chỉnh
Bước 2: hiệu chỉnh theo nhiệt độ trung bình thực tế:
Sđti = S’đti (1-)
Bước 3: xác định hệ số non tải K1, K2
K1 = , K2 =
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 côngsuất lớn hơn để đạt được yêu cầu quá tải
3.3.Chọn biến áp cho phân xưởng
Phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại ba nên ta chọn một máy biến áp cho trạm biến áp
Từ quá trình tính toán ta có phụ tải tính toán của phân xưởng Smax= 213,5 (kVA)
Ta chọn MBA có công suất : SMBA ≥ Stt
Dựa vào bảng tra thông số trạm biến áp : chọn máy biến áp có dung lượng 250 kVa
- Hãng sản xuất : Thibidi
- Công suất: 250 kVA
- Điện áp: 22 ± 2x2,5% / 0,4kV
- Tần số: 50Hz
- Vật liệu chế tạo cuộn dây (cuộn cao và hạ): đồng
- Sử dụng: trong nhà, ngoài trời
- Loại máy biến áp : 3 pha ngâm dầu
- Cấp điện áp (kV): 22/0.4
- Xuất xứ: Việt Nam
Trang 28- Tiêu chuẩn: Tổng công ty điện lực Miền Nam
3.3.1 Sơ đồ nối dây trong trạm và đo lường trong trạm
Ta chọn trạm biến áp giàn, công suất máy biến áp 250KVA
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 22KV 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:
Hình 3.2 Sơ đồ
trạm biến áp phân xưởng