Đồ án môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện – Bùi Thanh Nam

Nội dung của đồ án bao gồm: xác định phụ tải tính toán phân xưởng; lựa chọn trạm nguồn và tủ điện chính mạng điện; lên phương án đi dây và tính chọn dây cho phân xưởng; tính toán ngắn mạch và chọn CB; tính tổn thất công suất và bù hệ số công suất của phân xưởng; thiết kế chiếu sáng; thiết kế hệ thống chống sét và bảo vệ nối đất của phân xưởng cơ khí.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH

LỚP: 16542DVT3 - NHÓM: 02 MAIL: 16542372@student.hcmute.edu.vn

16542357@student.hcmute.edu.vn

Vũng Tàu, Tháng 12 Năm 2019

ĐỒ ÁN MÔN HỌC:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Trang 2

Hiện nay nền kinh tế nước ta đang trên đà tăng trưởng mạnh mẽ, theo đường lối công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, vì vậy nhu cầu sử dụng điện trong lĩnh vực công nghiệp ngày một tăng cao Hàng loạt khu chế xuất, khu công nghiệp cũng như các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp được hình thành và đi vào hoạt động Từ thực tế đó, việc thiết kế cung cấp điện là một việc vô cùng quan trọng và là một trong những việc đầu tiên cần phải làm

Việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện là không đơn giản vì nó đòi hỏi người thiết

kế phải có kiến thức tổng hợp về nhiều chuyên ngành khác nhau (Cung cấp điện, Trang bị điện, Kỹ thuật cao áp, An toàn điện,…) Ngoài ra còn phải có sự hiểu biết nhất định về những lĩnh vực liên quan như xã hội, môi trường, về các đối tượng sử dụng điện và mục đích kinh doanh của họ… Một bản thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí khó thu hồi vốn đầu tư, thiết kế không đảm bảo có thể sẽ gây hậu quả lớn Vì vậy đồ án môn học Cung cấp điện là bước khởi đầu giúp cho sinh viên ngành hệ thống điện hiểu được một cách tổng quát những công việc phải làm trong việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện và về chuyên ngành Cung cấp điện

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 hệ thống cung cấp điện trên máy vi tính thì ta phải nắm vững kiến thức chuyên môn, biết được trình tự tính toán thiết kế cung cấp điện cho hệ thống điện, từ đó làm cơ sở vững chắc về mặt lý thuyết các phương pháp tính toán cũng như các phương án lựa chọn tối ưu và đạt hiệu quả cao nhất cho một công trình điện – đảm bảo chi phí là thấp nhất về mặt kinh tế nhưng vẫn đảm bảo hội tụ đầy đủ yếu tố kỹ thuật

Trên tinh thần đó với sự hướng dẫn tận tình của thầy TRƯƠNG VIỆT ANH, chúng

em đã tiến hành làm “ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG” Thông qua đồ án này, chúng em đã hiểu rõ hơn trình tự các bước cần thiết để cung cấp điện cho một phân xưởng, cách lựa chọn và lắp đặt các thiết bị bảo vệ cho một nhà máy, đảm bảo

sự hoạt động liên tục, đáng tin cậy trong thời gian dài

Trong quá trình thực hiện đồ án thiết kế cung cấp điện 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 tích lũy được kinh nghiệm hữu ích cho việc học tập, công việc tương lai 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

Sinh viên thực hiện BÙI THANH NAM NGUYỄN HỮU CHUNG

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 TS.TRƯƠNG VIỆT ANH

Trang 4

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG 7

1.1 ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG 7

1.2 THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 7

1.2.1 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 7

1.2.2 BẢNG PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG 8

1.3 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI 8

1.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG 9

1.4.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TỪNG NHÓM 12

1.4.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG 16

1.4.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN PHÂN XƯỞNG 16

1.5 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI NHÓM VÀ PHÂN XƯỞNG 18

1.5.1 TÂM PHỤ TẢI TỪNG NHÓM 18

1.5.2 TÂM PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG 21

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN TRẠM NGUỒN VÀ TỦ ĐIỆN CHÍNH MẠNG ĐIỆN 23

2.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG 23

2.1.1 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT TRẠM BIẾN ÁP 23

2.2 KIỂM TRA VÀ ĐO LƯỜNG TRONG TRẠM 25

2.2.1 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN DÒNG BI 25

2.2.2 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP BU 25

2.2.3 SƠ ĐỒ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP 26

2.2.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP 26

2.3 LỰA CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC 27

CHƯƠNG 3:LÊN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY VÀ TÍNH CHỌN DÂY CHO PHÂN XƯỞNG 29 3.1 VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY TRONG MẠNG PHÂN XƯỞNG 29

3.2 PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY 29

3.3 VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY 31

3.4 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG ĐI DÂY 32

3.5 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐI DÂY CỦA PHÂN XƯỞNG 33

3.6 PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA TIẾT DIỆN DÂY DẪN 33

3.6.1 CHỌN DÂY DẪN THEO TỔN THẤT ĐIỆN ÁP CHO PHÉP 33

3.6.2 CHỌN DÂY DẪN THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG 34

3.6.3 CHỌN DÂY DẪN THEO MẬT ĐỘ DÒNG KINH TẾ 37

3.7 TÍNH CHỌN DÂY DẪN PHÂN XƯỞNG THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG 38

3.7.1 CHỌN DÂY DẪN TỪ TRẠM BIẾN ÁP ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH 38

3.7.2 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC 39

3.7.3 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ ĐỘNG LỰC DB ĐẾN CÁC ĐỘNG CƠ 40

3.8 KIỂM TRA SỤT ÁP 42

CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CB 48

4.1 TỔNG QUAN VỀ CB 48

4.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CB 49

Trang 5

4.2.1 TÍNH NGẮN MẠCH, CHỌN MCCB TỔNG TẠI TRẠM BIẾN ÁP VÀ TỦ PHÂN PHỐI

CHÍNH 49

4.2.2 TÍNH NGẮN MẠCH, CHỌN CÁC MCCB NHÁNH TẠI TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH VÀ CÁC MCCB TỔNG TẠI CÁC TỦ ĐỘNG LỰC, TỦ CHIẾU SÁNG 52

4.2.3 CHỌN CB BẢO VỆ CHO CÁC ĐỘNG CƠ 55

CHƯƠNG 5:TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ BÙ HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA PHÂN XƯỞNG 57

5.1 TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT 57

5.1.1 TỔN THẤT CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP 57

5.1.2 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TỪ MÁY BIẾN ÁP ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB 58 5.1.3 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TỪ MDB ĐẾN DB1 58

5.1.4 TỔN THẤT TỪ TỦ ĐỘNG LỰC DB ĐẾN CÁC ĐỘNG CƠ 59

5.1.5 TỔN THẤT TOÀN PHÂN XƯỞNG 60

5.2 TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 60

5.3 NÂNG CAO HỆ SỐ COSφ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ 61

5.3.1 Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ COSφ 61

5.3.2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ 62

5.3.3 VỊ TRÍ LẮP ĐẶT TỤ BÙ 63

5.3.4 CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ VÀ TÍNH BÙ CHO PHÂN XƯỞNG 65

CHƯƠNG 6:THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 68

6.1 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 68

6.1.1 CÁC ĐẠI LƯỢNG KỸ THUẬT ÁNH SÁNG (KTAS) 69

6.1.2 CHỌN HỆ CHIẾU SÁNG 69

6.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG 70

6.2.1 PHƯƠNG PHÁP MẬT ĐỘ CÔNG SUẤT RIÊNG 70

6.2.2 PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ SỬ DỤNG 71

6.2.3 PHƯƠNG PHÁP ĐIỂM 73

6.3 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG 73

6.3.1 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHUNG CHO PHÂN XƯỞNG 73

6.3.2 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÒNG KCS 76

6.3.3 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO NHÀ KHO 79

6.4 VẠCH RA PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 82

6.5 TÍNH CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ CHO MẠNG CHIẾU SÁNG 83

6.5.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG 83

6.5.2 TÍNH CHỌN CÁP VÀ DÂY DẪN 84

6.5.3 TÍNH TOÁN SỤT ÁP TRÊN TUYẾN DÂY 86

CHƯƠNG 7:THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT VÀ BẢO VỆ NỐI ĐẤT CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 87

7.1 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH SÉT 87

7.2 THIẾT KẾ CHỐNG SÉT 89

7.3 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT 97

7.3.1 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT HỆ THỐNG CHỐNG SÉT 98

7.3.2 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT TRUNG TÍNH NGUỒN TRẠM BIẾN ÁP 100

Trang 6

7.3.3 TÍNH TOÁN NỐI KHÔNG CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG 102 7.3.4 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT LẶP LẠI CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG PHÂN

XƯỞNG 103

7.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN CHO MẠNG ĐIỆN HẠ THẾ PHÂN XƯỞNG 103

7.4.1 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN (SƠ ĐỒ TN-C-S) 103

7.4.2 CHỌN DÂY PE HOẶC DÂY PEN 106

7.4.3 TÍNH DÒNG CHẠM VỎ ĐỐI VỚI THIẾT BỊ ĐIỆN Ở XA NHẤT 108

7.4.4 TÍNH ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC U TXMAX 113

TÀI LIỆU THAM KHẢO 115

Trang 7

CHƯƠNG 1

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG

Phụ tải tính toán là một thông số quan trọng mà ta cần xác định trong việc tính toán,

thiết kế cung cấp phụ tải điện tương tự phụ tải thực tế do đó nếu xác định chính xác thì sẽ

chọn được thiết bị phù hợp đảm bảo được điều kiện kỹ thuật cũng như lợi ích kinh tế Phụ tải

điện phụ thuộc vào những yếu tố quan trọng như: công suất máy, số lượng máy, chế độ vận

hành của máy, điện áp làm việc và quy trình công nghệ sản xuất Để thiết kế hệ thống cung

cấp điện cho phân xưởng ta cần quan tâm đến những yêu cầu như: chất lượng điện năng, độ

tin cậy cấp điện, mức độ an toàn, và kinh tế

1.1 ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG:

- Đây là mặt bằng phân xưởng cơ khí số 02 (theo số liệu đồ án Nhóm 02), có dạng hình chữ

nhật, phân xưởng có kích thước:

 Chiều dài: 54 (m)

 Chiều rộng: 18 (m)

 Chiều cao: 7 (m)

 Diện tích toàn phân xưởng: 972 (m2)

- Môi trường làm việc rất thuận lợi, ít bụi, nhiệt độ môi trường trung bình trong phân xưởng

là: 30oC

- Phân xưởng dạng hai mái tôn kẽm, nền xi măng, tường quét vôi trắng, toàn bộ phân xưởng

có 05 cửa ra vào 2 cánh: 01 cửa đi chính, 04 cửa phụ

- Phân xưởng làm việc 2 ca trong một ngày:

 Ca 1: từ 6h đến 14h

 Ca 2: từ 14h đến 22h

- Trong phân xưởng có 37 động cơ, một phòng kho và một phòng KCS, ngoài ra phân xưởng

còn có hệ thống chiếu sáng Phân xưởng được lấy điện từ trạm biến áp khu vực với cấp điện

áp là: 220/380(V) hoặc 230/400(V) theo đo lường thực tế

1.2 THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG:

1.2.1 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG:

HÌNH 1.1 BỐ TRÍ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SỐ 02

Trang 8

1.2.2 BẢNG PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG:

BẢNG 1.1 – PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG 02 (SỐ LIỆU ĐỒ ÁN ĐỀ 02 – MB 02)

Ký hiệu

trên MB Số lượng

P iđm (kW)

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 đạt yêu cầu về kinh tế, không nên đặt quá nhiều các nhóm làm việc đồng thời, quá nhiều các tủ động lực như thế sẽ không lợi về kinh tế Tuy nhiên một yếu tố quan trọng cần phải quan tâm là việc phân nhóm phụ tải Vì phân nhóm phụ tải sẽ quyết định tủ phân phối trong phân xưởng, số tuyến dây đi ra của tủ phân phối

Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào các yếu tố sau:

 Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng một chức năng

 Phân nhóm theo khu vực gần nhau thì cho một nhóm

 Phân nhóm có chú ý đến phân đều công suất cho các nhóm (tổng công suất của các nhóm gần bằng nhau)

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

 Số nhóm không nên quá nhiều: 2,3 hoặc 4 nhóm

 Trong cùng một tuyến dây cung cấp từ tủ phân phối thì không nên bố trí thiết bị có công suất lớn ở cuối tuyến

Vì thế, căn cứ vào công suất và vị trí các thiết bị trên sơ đồ mặt bằng, ở đây không xét đến các nhóm thiết bị cùng công năng (do ta không biết cụ thể ở đây từng máy loại gì) nên ta quyết định chia phụ tải theo phân bổ đều công suất các nhóm thành 04 nhóm, đi cùng 04 nhóm là 04 tủ động lực (DB) và 01 tủ phân phối chính (MDB) cấp điện cho 04 tủ động lực Ngoài việc cấp điện cho 04 nhóm thiết bị, ta còn phải cung cấp cho hệ thống chiếu sáng (LDB)

Trang 9

Số lượng, ký hiệu trên mặt bằng và tổng công suất của từng nhóm thiết bị như dưới đây:

BẢNG 1.2 – PHÂN NHÓM PHỤ TẢI THEO BỐ TRÍ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 02

Nhóm ΣP iđm

(kW)

Ký hiệu trên mặt bằng

Số lượng thiết bị

1.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG:

CÓ NHIỀU PHƯƠNG PHÁP ĐỂ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN:

- Các phương pháp trình bày sau đây đều là các phương pháp tính gần đúng

① Phương pháp hệ số nhu cầu K nc và công suất đặt:

P tt = K nc x P đặt

Q tt = P tt x tgφ

Phương pháp này được sử dụng khi thông tin thu nhận được từ khách hàng chỉ có thiết kế nhà xưởng (chưa có sơ đồ bố trí máy móc, thiết bị), số liệu cụ thể biết được là công suất đặt và diện tích từng phân xưởng

② Phương pháp theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm (hoặc theo

công suất riêng)

P tt = P tb = (M ca a)/T ca = P o x F Trong đó: a – suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm;

T ca , M ca – thời gian làm việc và lượng sản phẩm của ca mang tải lớn nhất;

P o – công suất trên một đơn vị diện tích;

F – diện tích sử dụng;

Trang 10

③ Phương pháp tính theo K max và công suất trung bình (còn gọi là phương pháp

số thiết bị hiệu quả n hq hay phương pháp sắp xếp biểu đồ): Với mỗi nhóm, nếu biết

rõ thông tin về chế độ vận hành (đồ thị, thời gian đóng điện,…) hoặc có thể tra cứu được các hệ số sử dụng của thiết bị, có thể tiến hành tính phụ tải theo Kmax và công suất trung bình nhóm

Với mỗi nhóm, nếu biết rõ thông tin về chế độ vận hành (đồ thị, thời gian đóng điện,…) hoặc có thể tra cứu được các hệ số sử dụng của thiết bị, có thể tiến hành tính phụ tải theo

Kmax và công suất trung bình nhóm theo các bước sau:

a) Số thiết bị hiệu quả nhq:

- Được xác định theo công thức sau:

=(∑ đ )

với P đmi – công suất định mức của thiết bị thứ i

Trong trường hợp số thiết bị trong nhóm nhiều, có thể áp dụng cách tính gần đúng sau:

với P đm – tổng công suất định mức của toàn nhóm

- Tra bảng PL1.4 – tài liệu [1] tìm số thiết bị hiệu quả n hq

b) Tính Ksd của nhóm theo công thức:

=

đ

với P đm – tổng công suất định mức của toàn nhóm

- Công suất trung bình của nhóm có thể tính như sau:

Với các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn thì hệ số phụ tải kpt lấy bằng 0.9

Với các thiết bị có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại thì kpt lấy giá trị 0.75

- Nếu nhq ≥ 4 tìm Kmax theo nhq và Ksd hoặc tra bảng:

= 1 + 1.3

Trang 11

④ Phương pháp tính trực tiếp P tt theo hệ số sử dụng K u và hệ số đồng thời K s :

Phương pháp này áp dụng cho 02 trường hợp, thứ nhất là phụ tải rất giống nhau và lặp

đi lặp lại ở các khu vực khác nhau; thứ hai là phụ tải rất đa dạng không thể áp dụng phương pháp nào để xác định phụ tải tính toán Tất cả các tải riêng biệt thường không vận hành hết công suất định mức ở cùng một thời điểm Hệ số Ku và Ks cho phép xác định công suất và công suất biểu kiến lớn nhất dùng để định kích cỡ của mạng

Tất cả các tải riêng biệt thường không vận hành hết công suất định mức ở cùng một thời điểm Hệ số K u và K s cho phép xác định công suất và công suất biểu kiến lớn nhất dùng để định kích cỡ của mạng

 Hệ số sử dụng lớn nhất K u: trong điều kiện vận hành bình thường, công suất tiêu

thụ thực của thiết bị thường bé hơn trị định mức của nó Do đó, hệ số sử dụng K u

được dùng để đánh giá trị công suất tiêu thụ thực Hệ số này cần được áp dụng cho từng tải riêng biệt (nhất là cho các động cơ vì chúng hiếm khi chạy đầy tải) Trong mạng công nghiệp, hệ số này ước chừng là 0.75 cho động cơ, đèn dây tóc là

1, đối với ổ cắm – hệ số này phụ thuộc hoàn toàn vào dạng thiết bị cắm vào ổ

 Hệ số đồng thời K s: thông thường, sự vận hành đồng thời của tất cả tải có trong

một lưới điện là không bao giờ xảy ra Hệ số đồng thời K s sẽ được dùng để đánh

giá phụ tải Hệ số đồng thời K s thường được dùng cho một nhóm tải (được nối

cùng tủ phân phối hoặc tủ phân phối phụ) Việc xác định K s đòi hỏi sự hiểu biết chi tiết của người thiết kế về mạng và điều kiện vận hành của từng tải riêng biệt trong mạng Do vậy, khó mà có thể cho giá trị chính xác trong mọi trường hợp Các biểu thức tính toán:

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

 Trong các phương pháp tính phụ tải tính toán cho mạng động lực thì phương pháp tính

theo hệ số cực đại K max và công suất trung bình cho ra kết quả chính xác hơn cả

 Để áp dụng phương pháp tính được sử dụng nhiều trong thực tế theo tiêu chuẩn IEC, theo

hướng dẫn của thầy TRƯƠNG VIỆT ANH, dữ liệu hiện có (số liệu đồ án được cung cấp

Trang 12

đầy đủ công suất đặt, hệ số Ksd, hệ số công suất cosφ, bố trí thiết bị trên mặt bằng có tính

lặp lại), nhóm quyết định chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán theo phương pháp tính trực tiếp P tt theo hệ số sử dụng K sd (theo định nghĩa của IEC) và hệ số đồng thời K đt theo tài liệu tham khảo [2]: Hệ số K đt = 0.75 (đối với tải động cơ, theo tiêu chuẩn

IEC về thiết kế và lắp đặt thiết bị điện), hoặc chọn K đt = (0.8÷1) phụ thuộc số phần tử đi

vào nhóm, theo BẢNG 1.4 trình bày dưới đây Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số sử dụng K sd và hệ số đồng thời K đt có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện, được sử dụng nhiều trong thực tế

BẢNG 1.3 BẢNG B16-TÀI LIỆU [2] – HỆ SỐ ĐỒNG THỜI CHO TỦ PHÂN PHỐI (theo

tiêu chuẩn IEC439)

(“) Nếu mạch chủ yếu cho chiếu sáng, hệ số K s có thể coi như gần bằng 1

BẢNG 1.4 HỆ SỐ ĐỒNG THỜI CHO MẠCH CHỨC NĂNG (tham khảo theo Tài liệu [1].)

(*) Với ý nghĩa, số mạch chức năng càng nhiều, hệ số K s càng nhỏ

1.4.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TỪNG NHÓM:

Số thiết bị của các nhóm đều lớn (n>5) và là tải động cơ, ta chọn hệ số đồng thời của

các thiết bị trong mỗi nhóm k đt = 0.75 (theo tiêu chuẩn IEC – BẢNG B17/Tài liệu [2]

– Hệ số đồng thời K s = 0.75 cho mạch động cơ mạnh thứ nhì ), và hệ số đồng thời của

phân xưởng (gồm 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng) K đt = 0.8 (theo tiêu chuẩn IEC –

Số lượng thiết bị

Trang 13

 (A) I đm S (kVA) đm(tải) K sd S tt(tải)

(kVA) K đt

S tt(tủ điện)

(kVA)

I tt (tủ điện) (A)

114 (kW)

89.6 (kVA)

136.1 (A)

 I mmmax – dòng mở máy lớn nhất của thiết bị trong nhóm thiết bị;

 I đm(max) – dòng định mức của thiết bị có dòng mở máy lớn nhất;

 I mmmax = (3÷5)I đm cho động cơ rotor dây quấn

P đm < 40 kW, chọn K mm = 5

P đm > 40 kW, chọn K mm = 3

Trang 14

108 (kW)

75.6 (kVA)

114.9 (A)

Cos

 (A) I đm S (kVA) đm(tải) K sd S tt(tải)

(kVA) K đt

(kVA)

I tt (tủ diện) (A)

Trang 15

bị)

123 (kW)

101.2 (kVA)

153.7 (A)

Cos

 I (A) đm S (kVA) đm(tải) K sd S tt(tải)

(kVA) K đt

(kVA)

I tt (tủ điện) (A)

bị)

124 (kW)

101.1 (kVA)

153.7 (A)

Trang 16

P đm < 40 kW, chọn K mm = 5

P đm > 40 kW, chọn K mm = 3

PHỤ TẢI TÍNH TOÁN TỦ ĐỘNG LỰC ĐƯỢC THỐNG KÊ Ở BẢNG SAU:

STT Tên nhóm Số thiết bị ƩP iđm

Tổng Phân xưởng 36 (kW) 469 (kVA) 367.5 666.2 (A)

 Hệ số sử dụng K sd của phân xưởng:

I ttpx = 466.4 (A), được tính ở dưới

1.4.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG:

- Có nhiều phương pháp để xác định phụ tải chiếu sáng trong công nghiệp, do đặc điểm của phân xưởng nên ta chọn phương pháp tính gần đúng Phương pháp này đơn giản, được ứng dụng nhiều trong thực tế

- Phương pháp này được tính toán theo biểu thức:

Trong đó: P 0 là công suất chiếu sáng của phân xưởng trên đơn vị diện tích, W/m 2

Fpx là diện tích toàn phân xưởng, m 2

- Công suất phụ tải chiếu sáng được áp dụng cho phân xưởng chọn P 0 =(12÷16) W/m 2:

1.4.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN PHÂN XƯỞNG:

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

lúc, theo tiêu chuẩn IEC, ta chọn hệ số đồng thời của phân xưởng: K đt = 0.8

- Phụ tải tính toán động lực phân xưởng:

Trang 17

S đm (KVA)

Hệ số

sử dụng

K sd

Công suất biểu kiến yêu cầu

S yc (KVA)

Hệ số đồng thời

K đt

Công suất biểu kiến tính toán nhóm

S tt.Nhóm (KVA)

Hệ số đồng thời

K đt

Công suất biểu kiến tính toán động lực phân xưởng

S ttđlpx (KVA)

2B 22.9 0.7 16

Tủ động lực DB1

0.75

89.6

Tủ phân phối chính MDB

Trang 18

- Khi thiết kế mạng điện cho phân xưởng, việc xác định vị trí 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 là bé nhất

- Tâm phụ tải được xác định theo công thức: I(X I ,Y I )

=∑∑ × đ

đ

Trong đó: P i là công suất định mức của thiết bị thứ I;

X I ,Y I là tọa độ tâm của phụ tải của nhóm máy;

Trong đó: R i – bán kính của vòng tròn bản đồ phụ tải phân xưởng;

S itt – công suất tính toán của phân xưởng;

Trang 21

1.5.2 TÂM PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG:

 Tọa độ tâm phụ tải phân xưởng:

Trang 22

 Bán kính vòng tròn phụ tải Phân xưởng:

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

toàn phân xưởng như hình vẽ dưới đây:

HÌNH 1.2 PHÂN BỐ PHỤ TẢI TỪNG NHÓM VÀ PHÂN XƯỞNG

Trang 23

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN TRẠM NGUỒN VÀ TỦ ĐIỆN CHÍNH MẠNG ĐIỆN

2.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG:

Phân xưởng sửa chữa cơ khí này thuộc hộ tiêu thụ loại 2, nên ta chỉ chọn 1 máy biến áp cung cấp điện cho phân xưởng

Phân xưởng được đặt gần trạm biến áp khu vực với cấp điện áp là 22 kV, phụ tải của phân

xưởng là phụ tải động lực có điện áp định mức 380V và phụ tải chiếu sáng, không có phụ tải điện áp cao, do đó ta chỉ cần chọn máy biến áp giàn có điện áp định mức 22/0.4 kV

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 cần đưa ra một số phương án có xét đến các ràng buộc cụ thể và tiến hành tính toán so sánh kinh tế, kỹ thuật để chọn phương án tối ưu Vì vậy việc lựa chọn máy biến áp bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện, dung lượng và thông số máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nó, cấp điện áp, phương

thức vận hành của máy biến áp…v.v

CHỌN VỊ TRÍ DẶT TRẠM BIẾN ÁP:

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

 Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến

 Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành hằng năm bé nhất

 Thuận lợi trong quá trình thi công và lắp đặt

 Thao tác vận hành và quản lý dễ dàng Vị trí trạm không ảnh hưởng đến giao thông nội và vận chuyển vật tư chính trong xí nghiệp

 An toàn, liên tục cấp điện

 Vị trí trạm còn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt)

 Ngoài ra nếu có yêu cầu đặc biệt như có khí ăn mòn, bụi bặm nhiều, môi trường dễ cháy, v.v… phòng cháy nổ, ẩm ướt, bụi bẩn

- Vị trí của trạm biến áp phân xưởng có thể độc lập ở bên ngoài, liền kề với phân xưởng, hoặc đặt bên trong phân xưởng

- Trong thực tế, việc đặt trạm biến áp phù hợp tấc cả các yêu cầu trên là rất khó khăn Do đó tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể trong thực tế mà ta đặt trạm sao cho hợp lý nhất Ở đây ta chọn đặt MBA ở bên ngoài, ngay sát phân xưởng có rào chắn bảo vệ an toàn, MBA được đặt cách cửa là 12 mét

CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CHỦNG LOẠI MÁY BIẾN ÁP:

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

 Yêu cầu về liên tục cung cấp điện của hộ phụ tải

 Yêu cầu về lựa chọn dung lượng máy biến áp

 Yêu cầu về vận hành kinh tế

 Xét đến 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 còn tuỳ thuộc vào việc so sánh 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 có cùng chủng loại và công suất

Trang 24

- Chủng loại máy biến áp trong một trạm biến áp đồng nhất (hay ít chủng loại) để giảm số lượng máy biến áp dự phòng và thuận tiện trong việc lắp đặt, vận hành

XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG CỦA MÁY BIẾN ÁP:

- Hiện nay, có nhiều phương pháp để xác định dung lượng của máy biến áp Nhưng vẫn phải dựa theo các nguyên tắc sau đây:

 Chọn theo điều kiện làm việc bình thường có xét đến quá tải cho phép (quá tải bình thường) 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 (những giờ phụ tải cực đại) nhưng không vượt quá 140oC và nhiệt độ lớp dầu phía trên không vượt quá 95oC

 Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố (hư hỏng một trong những máy biến áp làm việc song song) với một thời gian hạn chế để không gián đoạn cung cấp điện

 Khi chọn máy biến áp cần lưu ý tới khả năng chịu quá tải thường xuyên và quá tải sự

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

trong đó: Sttphân xưởng = Stt tủ điện + SttCS + Sdự phòng (2.2)

S dự 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%

S dự phòng = 20% (S tt tủ điện + S ttCS ) (2.3)

- Trong phạm vi đồ án này, ta không xét đến S dự phòng Dung lượng của máy biến áp cần chọn theo công thức (2.1) là:

SđmMBA ≥ Sttphân xưởng

Sttphân xưởng = 307 (kVA)

Vậy ta chọn máy biến áp 3 pha của hãng ĐÔNG ANH sản xuất tại Việt Nam với nhiệt đô

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

các thông số như sau (Phụ lục 1/Trang 99 – tài liệu [1]):

BẢNG 2.1 THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP ĐÔNG ANH

Điện áp ngắn mạch

U N (%)

Kích thước bao (mm) LxWxH

Khối lượng (kg) Không

tải

∆P 0

Ngắn mạch

∆P N

bộ

Trang 25

HÌNH 2.1 MÁY BIẾN ÁP ĐÔNG ANH 320 KVA KIỂU HỞ

2.2 KIỂM TRA VÀ ĐO LƯỜNG TRONG TRẠM:

Để kiểm tra và đo lường, ta sử dụng các đồng hồ đo lường được đặt ở đầu ra của trạm, với các đồng hồ: đồng hồ Ampe, đồng hồ Volt, đồng hồ đo điện năng tác dụng, đồng hồ đo điện năng phản kháng

2.2.1 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN DÒNG BI:

Máy biến dòng có nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ một trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle và tự động hóa Thường dòng điện định mức thứ cấp của máy biến dòng điện là 5A (trường hợp đặc biệt có thể là 1A hay 10A) dù rằng dòng điện định mức sơ cấp có thể bằng bao nhiêu Để đảm bảo an toàn cho người vận hành, cuộn thứ cấp của máy biến dòng phải được nối đất

Máy biến dòng được chọn theo điều kiện:

- Theo dòng điện sơ cấp định mức: I 1đmBI ≥ I lvmax

- Theo phụ tải định mức ở phía sơ cấp: S 2đmBI ≥ S 2tt

Theo tính toán ở Chương 1, ta có:

U đm.mạng = 0.38 (kV)

I lvmax = I ttpx = 466.4 (A)

S 2tt = S ttpx = 307 (kVA)

Vậy chọn máy biến dòng có các thông số:

U đm (V) I đm (A) Cấp chính xác Sai số S đm (kVA)

2.2.2 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP BU:

Máy biến điện áp có nhiệm vụ biến đổi điện áp từ một trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle và tự động hóa Điện áp thứ cấp của máy biến điện

áp 100V hay 100/ 3V không kể điện áp sơ cấp định mức là bao nhiêu

Trang 26

Các điều kiện chọn máy biến áp đo lường:

2.2.3 SƠ ĐỒ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP:

HÌNH 2.2 SƠ ĐỒ MÁY BIẾN DÒNG ĐO LƯỜNG

2.2.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP:

HÌNH 2.3 NGUYÊN LÝ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP

Trang 27

2.3 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

 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

Về mặt lý thuyết, ta xét đến các phương án bố trí tủ phân phối và tủ động lực như sau:

 Phương án 1: Đặt tủ phân phối MDB tại tâm phụ tải phân xưởng, tủ động lực đặt tại

tâm phụ tải các nhóm tương ứng, đi dây phân nhánh

 Phương án 2: Giống phương án 1 nhưng chọn phương án đi dây hình tia

 Phương án 3: Đặt tủ phân phối MDB sát tường, các tủ động lực tại tâm phụ tải các

chi phí, tổn hao điện năng A hàng năm (ví dụ cụ thể so sánh hiệu quả giữa các phương án

theo tài liệu [7]) So sánh độ lệch về mặt kinh tế giữa các phương án, nếu chêch lệch nhỏ hơn

5% thì coi như tương đương nhau về mặt kinh tế

Tuy nhiên, trong điều kiện thực tế, với việc số lượng máy móc thiết bị nhiều và phân bố

dày đặc trong phạm vi phân xưởng, cần xét đến yếu tố thuận tiện cho việc vận hành & sửa chữa và không gây cản trở lối đi cũng như hạn chế không gian làm việc giữa các thiết bị

Vì vậy dựa vào các điều kiện trên ta quyết định Phương án 4 – chọn vị trí đặt tủ phân phối và tủ động lực cụ thể lệch đi so với tính toán của tâm phụ tải nhưng phải đảm bảo gần tâm phụ tải nhất Sau khi xem xét bố trí của phụ tải phân xưởng, từ các chương sau trở

đi ta chỉ xét đến phương án 4, ta đưa ra phương án đặt tủ động lực và tủ điều khiển cho toàn

phân xưởng minh họa như HÌNH 2.4 dưới đây:

Trang 28

HÌNH 2.4 PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ TỦ ĐIỆN PHÂN PHỐI MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 02

Trang 29

CHƯƠNG 3 LÊN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY VÀ TÍNH CHỌN DÂY CHO PHÂN XƯỞNG

3.1 VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY TRONG MẠNG PHÂN XƯỞNG:

 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 công lắp đặt, dễ sửa chữa

3.2 PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY:

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

PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY HÌNH TIA:

HÌNH 3.1 SƠ ĐỒ ĐI DÂY HÌNH TIA

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:

 Sơ đồ đơn giản

 Độ tin cậy cung cấp điện cao (sự cố xảy ra ở một đường dây không làm ảnh hưởng

đến sự cung cấp điện của các thiết bị được cung cấp từ các đường dây khác)

 Dễ dàng áp dụng các phương tiện tự động điều khiển và bảo vệ

 Lắp đặt, sửa chữa và bảo trì dễ dàng

 Sụt áp thấp

 Nhược điểm:

 Vốn đầu tư cao

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

Trang 30

 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)

PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY PHÂN NHÁNH:

HÌNH 3.2 SƠ ĐỒ ĐI DÂY PHÂN NHÁNH

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

SƠ ĐỒ MẠNG HÌNH TIA PHÂN NHÁNH:

HÌNH 3.3 SƠ ĐỒ KẾT HỢP ĐI DÂY HÌNH TIA & PHÂN NHÁNH

Trang 31

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

3.3 VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY:

Cung cấp điện cho mạng điện phân xưởng được thực hiện từ các trạm biến áp với cấp điện áp thứ cấp là 380V Cấu trúc của mạng điện phân xưởng là hệ thống ba pha bốn dây với trung tính nối đất

Để cấp điện cho động cơ trong phân xưởng, dự định đặt một tủ phân phối chính từ trạm biến áp về và cấp cho 4 tủ động lực cùng 1 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, cũng như bảo dưỡng, sửa chữa khi có sự cố, xét đến khả năng di dời hay thay đổi

bố trí các thiết bị nhà xưởng trong tương lai thì ta chọn phương án đi dây như sau:

 Từ MBA đến tủ phân phối chính: Cáp đơn đi trong ống đơn tuyến chôn ngầm trong

đất độ sâu 0.8m, xuyên qua tường

 Từ tủ phân phối chính đến tủ động lực: cáp đơn theo hàng ngang, đi trên thang cáp gắn sát tường

 Toàn bộ dây và cáp từ tủ động lực đến các động cơ: cáp đa lõi, đi trên hệ thống khay

Trang 32

- Từ tủ phân phối chính MDB  Đến tủ động lực Nhóm 02 DB2  Đến các động cơ Nhóm

3.4 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG ĐI DÂY:

HÌNH 3.4 SƠ ĐỒ ĐI DÂY HÌNH TIA PHÂN XƯỞNG 02

Trang 33

3.5 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐI DÂY CỦA PHÂN XƯỞNG:

HÌNH 3.5 PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY HÌNH TIA TỪ TỦ PHÂN PHỐI ĐẾN CÁC PHỤ TẢI

PHÂN XƯỞNG 02

3.6 PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA TIẾT DIỆN DÂY DẪN:

Cáp dùng trong mạng điện áp cao và thấp có nhiều loại, ta thường gặp loại cáp đồng hoặc nhôm; cáp một lõi, hai, ba hay bốn lõi; cáp dầu hoặc cáp cao su Ở cấp điện áp 110-220KW, cách điện cáp thường là dầu hay khí Cấp điện áp dưới 10KV, cáp thường được chế tạo theo kiểu 3 pha bọc chung một vỏ chì; cáp điện áp trên 10KV, thường được chế tạo theo kiểu bọc riêng rẽ từng pha Cáp có điện áp dưới 1000V thường là loại cáp cách điện bằng giấy tẩm dầu hay cao su

Dây dẫn ngoài trời thường là dây trần một sợi, nhiều sợi hay dây rỗng ruột Dây dẫn dùng trong nhà thường là dây dẫn bọc cao su cách điện hoặc nhựa cách điện Một số trường hợp, dây dẫn trong nhà là dây trần hoặc thanh dẫn nhưng phải được đặt trên sứ cách điện

Trong mạng điện xí nghiệp, dây dẫn và cáp thường được chọn theo hai điều kiện sau:

 Chọn theo điều kiện phát nóng

 Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Khi lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp, có thể lựa chọn theo một trong hai điều kiện trên, và kiểm tra theo điều kiện còn lại Ngoài ra, còn có thể lựa chọn tiết diện dây dẫn, dây

cáp chọn theo mật độ dòng kinh tế của dòng điện

 Chọn theo mật độ dòng kinh tế Jkt của dòng điện

3.6.1 CHỌN DÂY DẪN THEO TỔN THẤT ĐIỆN ÁP CHO PHÉP:

Đối với mạng điện địa phương,ta phải dựa vào tổn thất điện áp cho phép để lựa chọn tiết diện dây dẫn vì mạng điện địa phương thường có công suất bé, tiết diện dây dẫn nhỏ và do đó

điện trở dây dẫn lớn Do vậy nếu tăng tiết diện dây dẫn sẽ làm giảm tổn thất điện áp U, tức

Trang 34

là giữ cho mức tổn thất điện áp không vượt quá mức tổn thất điện áp cho phép Chọn dây dẫn theo tổn thất điện áp cho phép được xét trong các trường hợp dưới đây:

 Xác định tiết diện dây dẫn khi toàn bộ đường dây có cùng một tiết diện

 Xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện không đổi

 Xác định tiết diện dây dẫn theo điều kiện phí tổn kim loại màu ít nhất

Cách thức tính toán cụ thể của 3 trường hợp trên được trình bày theo (Trang 282 đến

285/Tài liệu [3])

3.6.2 CHỌN DÂY DẪN THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG:

 Cung cấp điện cho mạng điện phân xưởng được thực hiện từ các trạm biến áp với cấp điện áp thứ cấp là 380V Cấu trúc chủ yếu của mạng điện phân xưởng là hệ thống 3 pha 4 dây với trung tính nối đất

 Phương án chọn lựa dây dẫn phù hợp với phân xưởng này nhất là chọn lựa dây dẫn theo điều kiện phát nóng Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép sẽ đảm bảo độ

bền, độ an toàn trong quá trình vận hành và tuổi thọ của dây dẫn

 Trong thực tế, dây dẫn được chọn lựa và lắp đặt khác với điều kiện định mức do nhà chế

tạo qui định nên dòng phát nóng cho phép định mức cần phải quy đổi về dòng phát nóng cho phép thực tế bằng cách nhân với hệ số hiệu chỉnh K Hệ số K được xác định

trên cơ sở loại dây, số dây nằm kề nhau, phương thức lắp đặt, nhiệt độ môi trường thực tế tại nơi lắp đặt

 Điều kiện lựa chọn:

Trong đó:

- I cpđm là dòng phát nóng cho phép, được xác định theo các điều kiện chuẩn của hãng chế tạo, I cp tức dòng điện lớn nhất có thể chạy qua dây dẫn trong thời gian không hạn chế mà không làm nhiệt độ của nó vượt quá trị số cho phép

- I lvmax là dòng làm việc lớn nhất qua dây, thường chính là dòng tính toán Đối với

dây dẫn cung cấp cho từng máy riêng lẻ dòng I lvmax lấy bằng I đm Đối với dây dẫn cung cấp cho từng nhóm máy lấy I lvmax bằng I tt của nhóm

- K là hệ số điều chỉnh dây theo các điều kiện lắp đặt và vận hành thực tế

- K 5 – Hệ số hiệu chỉnh theo số dây đặt kề nhau, theo tiêu chuẩn IEC dưới đây:

BẢNG 3.1 K 5 CHO SỐ DÂY TRONG HÀNG

Trang 35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 Chôn ngầm 1 0.8 0.7 0.65 0.6 0.57 0.54 0.52 0.5 0.45 0.41 0.38 Nếu cáp được đặt theo vài hàng, K5 được nhân với:

1.07 1.04 1.00 0.96

0.93 0.89 0.85 0.80

50

55

60

0.63 0.55 0.45

0.76 0.71 0.65

 Nếu là cáp không chôn dưới đất:

Trang 36

Ống dây đặt trong vật liệu cách điện

Trên khay cáp có đục lỗ hoặc trên móc 1.0

Trên khay không đục lỗ hoặc đường

- K 2 – Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp gần nhau, theo tiêu chuẩn IEC dưới đây: BẢNG 3.5 HỆ SỐ K 2 THEO SỐ MẠCH CÁP TRONG MỘT HÀNG ĐƠN

Lắp hoặc chôn trong

Trang 37

 3 hàng:0.73

 4 hoặc 5 hàng: 0.7

- K 3 – Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện

BẢNG 3.6 HỆ SỐ K 3 CHO NHIỆT ĐỘ MÔI TRƯỜNG KHÁC 30 O C

1.22 1.17 1.12 1.07

1.15 1.12 1.08 1.04

1.00 0.93 0.87 0.79

1.00 0.96 0.91 0.87

3.6.3 CHỌN DÂY DẪN THEO MẬT ĐỘ DÒNG KINH TẾ:

Phương án này thường được áp dụng cho mạng cao áp Dựa vào phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy để lựa chọn dây dẫn mạng cao áp từ trạm phân phối trung tâm tới các trạm biến áp phân xưởng và từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm Các đường dây này có cùng tiết diện trên toàn bộ chiều dài, vì vậy thường được chọn theo điều kiện mật độ dòng kinh tế (JKT) Nó phụ thuộc vào điều kiện môi trường, điều kiện làm việc:

Trong đó: S – tiết diện dây dẫn (mm 2 )

J KT – mật độ dòng điện kinh tế của dây (A/mm 2 ) – Tra bảng

I max – dòng điện lớn nhất của phụ tải (A)

Trang 38

 I max = I tt với đường dây lộ đơn

 I max = I tt /2 với đường dây lộ kép

3.7 TÍNH CHỌN DÂY DẪN PHÂN XƯỞNG THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG:

Dây dẫn cung cấp trong mạng điện áp thấp của phân xưởng chọn theo điều kiện phát nóng (dòng điện làm việc lâu dài cho phép) và kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp Vì khoảng cách từ tủ động lực tới các thiết bị, cũng như khoảng cách từ tủ phân phối hạ áp tới các tủ động lực ngắn, thời gian làm việc của các máy công cụ ít, nếu chọn theo phương án mật độ dòng kinh tế (tính theo dòng làm việc định mức tại tất cả các cấp của tải, thực tế các cấp cao hơn như tại tủ động lực và tủ phân phối có hệ số đồng thời do tất cả các tải không làm việc cùng một thời điểm nên dòng tính toán sẽ thấp hơn định mức) sẽ gây lãng phí kim loại màu nên dây dẫn chỉ cần chọn theo điều kiện phát nóng là đủ

3.7.1 CHỌN DÂY DẪN TỪ TRẠM BIẾN ÁP ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH:

Tuyến dây đi từ trạm biến áp MBA đến tủ phân phối chính MDB là tuyến dây chính, chịu dòng tải lớn, nên thường dùng 4 cáp (3 cáp pha & 1 cáp trung tính) Ta chọn phương án đi cáp ngầm trong đất và được đặt trong ống nhựa cứng PVC chuyên dùng của công ty điện lực (độ sâu chôn cáp 0.5 m)

- Dòng điện làm việc lớn nhất của tải qua dây dẫn:

= = ( ) , tính ở Chương 1 (bao gồm phụ tải

chiếu sáng tính theo phương pháp gần đúng và hệ số K đt =0.8)

- Cần lưu ý rằng cáp tổng phải được chọn theo dòng định mức của máy biến áp Dòng

qua cáp tổng Ilvmax có thể tra bảng theo gam máy biến áp được chọn hoặc tính như sau:

√ × = 461.9 ( )

- Với MBA đã chọn lựa với S = 320 (kVA) và điện áp dây phía sơ cấp khi không tải U 0

= 400 (V), tra (Bảng B19-Tài liệu [2]) – tiêu chuẩn IEC về gam máy biến áp 3 pha trung/hạ

thế (biến áp phân phối) và dòng định mức dây tải tương ứng của chúng ta tra được:

I n = 462 (A) dòng tải lớn nhất nếu tính theo S MBA đã lựa chọn, phù hợp với số liệu tính toán

- Hệ số hiệu chỉnh, theo công thức (3.2), các hệ số K tương ứng tra trong các BẢNG

3.1-3.2 & 3.3 đã trình bày ở trên:

Tra thông số kỹ thuật cáp điện CADIVI theo (Phụ lục 2-Trang 103/Tài liệu [1]), ta chọn

cáp điện lực hạ thế CVV/DTA ruột đồng, một lõi (nhiều sợi xoắn), cách điện PVC, vỏ PVC,

có giáp bảo vệ, đi trong ống đơn tuyến chôn trong đất:

Tiết diện ruột dẫn

(mm 2 )

Dòng điện định mức

(A)

Độ sụt áp (mV/A/m)

Trang 39

3.7.2 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC:

Tuyến dây đi từ tủ phân phối chính MDB đến các tủ động lực DB ta đi 4 cáp (3 cáp pha

& 1 cáp trung tính, tiết diện cáp trung tính bằng tiết diện cáp pha), đi dây đơn, thang cáp sát tường

CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC NHÓM

01 – DB1:

- Dòng điện làm việc lớn nhất qua dây dẫn, được tính ở Chương 1:

( ó )= ( )= 136.1 ( )

- Hệ số hiệu chỉnh tra theo các BẢNG 3.4-3.5-3.6 ở trên, theo công thức (3.3), đi chung

thang cáp với dây dẫn đến tủ động lực DB2:

vệ, lắp trên không (trên cùng một mặt phẳng & cách khoảng):

(mm 2 )

(A)

(mm 2 )

(A)

Trang 40

( ó )= ( ) = 153.7 ( )

- Hệ số hiệu chỉnh tra theo các BẢNG 3.4-3.5-3.6 ở trên, theo công thức (3.3), đi chung

thang cáp với dây dẫn đến tủ động lực DB4:

K = K 1 x K 2 x K 3 = 1 x 0.8 x 1 = 0.78

 K 1 = 1 ( cáp đi trên thang cáp )

 K 2 = 0.78 (8 hàng đơn trên thang cáp )

(mm 2 )

(A)

(mm 2 )

(A)

3.7.3 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ ĐỘNG LỰC DB ĐẾN CÁC ĐỘNG CƠ:

Dây dẫn từ các tủ động lực đến các động cơ, ta chọn phương án đi trên khay cáp có đục

lỗ, dây ruột đồng 4 lõi, cách điện PVC

- Nhóm 01: Hệ số hiệu chỉnh tra theo các BẢNG 3.4-3.5-3.6 ở trên, theo công thức (3.3),

đi chung khay cáp với 8 đường dây đến các máy khác:

K NhómI = K NhómIV = K 1 x K 2 x K 3 = 1 x 0.78 x 1 = 0.7

 K 1 = 1 ( cáp đi trên khay cáp có đụ c l ỗ )

 K 2 = 0.7 (9 hàng cáp đa l õi trên khay đụ c l ỗ )

 K 3 = 1 (nhi ệt độ không khí ở 30 o C)

- Nhóm 02: Hệ số hiệu chỉnh tra theo các BẢNG 3.4-3.5-3.6 ở trên, theo công thức (3.3),

đi chung khay cáp với 6 đường dây đến các máy khác:

Định dạng
Số trang	115
Dung lượng	19,47 MB