DO AN CUNG CAP DIEN CHON DAY DAN VA THIET BI DONG CAT

Hệ thống cung cấp điện là hệ thống gồm các khâu sản xuất, truyền tải và phânphối điện năng.. Chương 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNGKhi thiết kế cấp điện cho một công trình nào đó, chúng t

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, điện năng giữ vai trò quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước,nhu cầu về sử dụng điện và thiết bị điện ngày càng tăng, là điều kiện thiết yếu cho việcphát triển các khu đô thị và khu dân cư Do vậy việc trang bị những kiến thức về hệthống cung cấp điện là cần thiết

Hệ thống cung cấp điện là hệ thống gồm các khâu sản xuất, truyền tải và phânphối điện năng Điện năng là một nguồn năng lượng không thể thiếu trong hầu hết cáclĩnh vực của đời sống xã hội hiện nay Sự phát triển của sản xuất và nhu cầu sử dụngnăng lượng điện dẫn tới sự hình thành các hệ thống điện ngày càng lớn và do đó cũnggặp phải những khó khăn

Bản thân là một sinh viên ngành điện em không những nắm vững các kiến thức cơbản mà còn phải tìm hiểu sâu rộng về hệ thống điện Thông qua việc làm đồ án này,

em mong sẽ rút được nhiều kinh nghiệm trong việc tiếp cận thực tế sau này

Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng không thể tránh khỏi sự sai sót, em rất mong nhậnđược sự góp ý, chỉ dẫn của thầy

Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Hải là người đã hướng dẫn, giúp đỡ emtrong quá trình học tập và hoàn thành đồ án này

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:

Tp.Hồ Chí Minh, Ngày…… tháng… năm 2016

Giáo viên hướng dẫn

(ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN:

Tp.Hồ Chí Minh, Ngày…… tháng… năm 2016

Giáo viên phản biện

(ký và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

Trang

Lời mở đầu 1

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 2

Nhận xét của giáo viên phản biện 3

Chương 1 Tính toán phụ tải phân xưởng 7

1.1 Đặc điểm của phân xưởng 7

1.2 Thông số và mặt bằng phân xưởng 7

1.2.1 Phân nhóm phụ tải 8

1.2.2 Xác định phụ tải động lực của phân xưởng 8

1.2.3 Tính toán các nhóm phụ tải 10

1.3 Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng dựa theo phương pháp chiếu sáng trên đơn vị diện tích 12

1.4 Xác định phụ tải cho phân xưởng 12

1.5 Xác định tâm phụ tải các nhóm 13

Chương 2 Lựa chọn máy biến áp và phương án đi dây 16

2.1 Lựa chọn máy biến áp 16

2.2 Phương án đi dây 17

2.2.1 Phương án đi dây trong mạng điện phân xưởng 17

2.2.2 Phương án đi dây cho phân xưởng 17

2.2.3 Sơ đồ đi dây cho phân xưởng 18

2.2.4 Sơ đồ nguyên lí của phân xưởng 20

Chương 3 Chọn dây dẫn và khí cụ bảo vệ 21

3.1 Chọn dây dẫn 21

3.1.1 Chọn loại cáp và dây dẫn 21

3.1.2 Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng 21

3.1.3 Chọn dây từ máy biến áp đến tủ phân phối 21

3.1.4 Chọn dây từ tủ phân phối đến tủ động lực 1 22

3.1.5 Chọn dây từ tủ phân phối đến tủ động lực 2 22

3.1.6 Chọn dây từ tủ động lực 1 đến nhánh thiết bị 23

Chương 4 Kiểm tra tổn thất điện áp tổn thất công suất và tổn thất điện năng 28

4.1 Kiểm tra tổn thất điện áp 28

4.1.1 Kiểm tra tổn thất điện áp từ máy biến áp đến tủ phân phối 28

4.1.2 Kiểm tra tổn thất điện áp từ tủ phân phối đến tủ động lực 1 29

4.1.3 Kiểm tra tổn thất điện áp từ tủ phân phối đến tủ động lực 2 30

4.1.4 Kiểm tra tổn thất điện áp từ tủ động lực 1 đến nhánh thiết bị 30

4.2 Tổn thất công suất 35

4.2.1 Kiểm tra tổn thất công suất từ máy biến áp đến tủ phân phối 36

4.2.2 Kiểm tra tổn thất công suất từ tủ phân phối đến tủ động lực 1 36

4.2.3 Kiểm tra tổn thất công suất từ tủ phân phối đến tủ động lực 2 37

4.2.4 Kiểm tra tổn thất công suất từ tủ động lực 1 đến các thiết bị 37

4.3 Tổn thất điện năng 40

Chương 5 Thiết kế chiếu sáng 41

5.1 Yêu cầu thiết kế chiếu sáng 41

5.2 Trình tự thiết kế chiếu sáng 41

5.2.1 Xác định kích thước phân xưởng 41

5.2.2 Xác định các hệ số phản xạ của tường, trần, sàn 41

5.2.3 Độ rọi yêu cầu 41

5.2.4 Chọn hệ chiếu sáng 41

5.2.5 Chọn khoảng nhiệt độ màu 41

5.2.6 Chọn bóng đèn 41

5.2.7 Chọn bộ đèn, mã hiệu 42

5.2.8 Phân bố các bộ đèn 42

5.2.9 Chỉ số địa điểm 42

5.2.10 Hệ số suy giảm ánh sáng 42

5.2.11 Tỉ số treo 42

5.2.12 Hệ số sử dụng 42

5.2.13 Quang thông tổng 42

5.2.14 Xác định số bộ đèn 42

5.2.15 Kiểm tra sai số quang thông 43

5.2.16 Kiểm tra độ rọi trung bình sau 1 năm 43

5.2.17 Phân bố các đèn 43

5.3 Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ của hệ thống chiếu sáng 45

5.3.1 Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ của hệ hống chiếu sáng 46

5.3.2 Chọn dây tù tủ chiếu sáng đến các line đèn 47

Kết luận 49

Tài liệu tham khảo 50

Chương 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG

Khi thiết kế cấp điện cho một công trình nào đó, chúng ta phải xác định nhu cầu vềđiện của công trình đó Tùy theo quy mô của công trình mà phụ tải điện phải xác địnhtheo phụ tải thực tế hoặc kể đến khả năng phát triển trong tương lai của công trình Do

đó, xác định nhu cầu về điện chính là xác định phụ tải của công trình sau khi đưa vàovận hành Tính toán phụ tải rất quan trọng khi thiết kế ta phải đảm bảo được kỹ thuật,kinh tế và nhu cầu mở rộng trong tương lai

1.1 Đặc điểm của phân xưởng

Đây là phân xưởng sản xuất nhựa, có dạng hình chữ nhật với chiều dài là 54m,chiều rộng 18m, diện tích 972m2, cao 7m, xưởng có 5 cửa ra vào: 1 cửa chính rộng 6m

và 4 cửa phụ rộng 3m

1.2 Thông số và mặt bằng phân xưởng

Bảng 1.1: Thông số thiết bị phân xưởng 2

TRÊN MẶT BẰNG

SỐ LƯỢNG

9 9 3 15 0,85 0,6

1.2.1 Phân nhóm phụ tải

Phân nhóm dựa vào các yếu tố sau:

- Chú ý công suất của các thiết bị của các nhómgần bằng nhau

CB chuẩn

1.2.2 Xác định phụ tải động lực của phân xưởng

Phân xưởng được chia làm 2 nhóm

P đm (KW) Cosφ K Sd P đm Cosφ P đm K Sd Một

máy

Toàn bộ

P đm (KW) Cosφ K Sd P đm Cosφ P đm K Sd

Một máy

Toàn bộ

sdi đmi P

k P

1

1

= 142

2,69 = 0,487

n i

i đmi P P

1

1cos 

= 142

95,117

S

(A)

TÍNH TOÁN : NHÓM 2

hơn một nửa công suất định mức của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm2:

Pmax = 15 (KW) 7,5

2

1max 

sdi đmi P

k P

1

1

= 194

4,109 = 0,564

n i

i đmi P P

1

1cos 

= 194

15,169

530,145

3

đm

ttn U

S

(A)

Ta có bảng kết quả của hai nhóm như sau:

Bảng 1.4: Kết quả tính toán của 2 nhóm động lực

Nhóm Số thiết bị Tổng

công suất

Cosφ tb P tt

(KW)

Q tt (KVar)

S tt (KVA)

I tt (A)

2 20 194 0,872 126,922 71,203 145,530 221,109

Xác định phụ tải tính toán động lực cho toàn phân xưởng:

+ Cosφtbpx =

2 1

2 2

1

1.cos cos

đmn đmn

tbn đmn

tbn đmn

P P

P P

872,0.19483,0.142

i tti đt

U

S I

.3

38,0.3

245,252

U

S I

3

38,0.3

935,274

= 417,720 (A)

1.5 Xác định tâm phụ tải các nhóm

Tâm phụ tải là vị trí để đặt tủ phân phối, tủ động lực, máy biến áp sẽ đảm bảo chỉtiêu kinh tế nhất, tổn thất công suất, điện năng và sụt áp là bé nhất.

+ NHÓM 1

Tọa độ vị trí của từng máy ở nhóm 1:

Bảng 1.5: Bảng tính toán tọa độ tâm phụ tải của nhóm 1

16

1 1 11

i in

n

P

P X

142

55,1452

16

1 1 11

i in

n

P

P Y

142

15,1532

= 10,789 (m)

+ NHÓM 2

Tọa độ vị trí của từng máy ở nhóm 2:

Bảng 1.6: Bảng tính toán tọa độ tâm phụ tải của nhóm 2

20 1

2 2 2

i in

i

in in n

P

P X

194

85,7903

20 1

2 2 2

i in

i

in in n

P

P Y

194

56,1990

= 10,260 (m)

Chương 2 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY

2.1 Lựa chọn máy biến áp

- Chọn vị trí đặt trạm biến áp thỏa mãn yêu cầu:

+ An toàn và liên tục cung cấp điện

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

+ Thao tác vận hành, quản lí dễ dàng

+ Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành

1 máy biến áp

năng quá tải cho phép của máy biến áp

SđmB ≥ Smax SđmB ≥ 274,935 (KVA) Nên chọn máy biến áp do ABB tạo có thông số kỹ thuật sau :

Bảng 2.1: Bảng thông số máy biến áp hãng ABB Công Điện áp P 0 P N U N % Kích thước (mm) Trọng

Sơ đồ nối dây máy biến áp:

Trạm biến áp là nơi trực tiếp nhận điện năng từ hệ thống đưa về để cung cấp điệncho phụ tải, do sơ đồ nối dây của trạm có ảnh hưởng lớn và trực tiếp tới vấn đề an toànliên tục cung cấp điện Vì vậy sơ đồ nối dây của trạm phải thỏa mãn các điều kiện sau:+ Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

+ Sơ đồ nối dây rõ ràng, thuận tiện vận hành và xử lí lúc sự cố xảy ra

+ An toàn lúc vận hành và lúc sửa chữa

+ Chú ý đến yêu cầu phát triển

+ Hợp lí về mặt kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

Trạm có một máy biến áp phía cao đặt dao cách li

2.2 Phương án đi dây

2.2.1 Phương án đi dây trong mạng điện phân xưởng

- Yêu cầu :

+ Đảm bảo chất lượng điện năng

+ Đảm bảo liên tục cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

+ An toàn trong vận hành

+ Linh hoạt khi có sự cố và thuận tiện sửa chữa

+ Đảm bảo kinh tế

+ Sơ đồ nối dây đơn giản, rõ ràng

 Đi dây hình tia.

 Đi dây phân nhánh.

Ưu điểm: Vốn đầu tư thấp

Nhược điểm: độ tin cậy không cao, chỉ dùng cho những phụ tải có công suấtnhỏ

2.2.2 Phương án đi dây cho phân xưởng

- Từ máy biến áp đến tủ phân phối (TPP) là đi dây hình tia

- Từ TPP đến tủ động lực 1 (TĐL1) và tủ động lực 2 (TĐL2) là đi dây phânnhánh

Hình 2.1: Sơ đồ phương án đi dây từ tủ phân phối đến tủ động lực

- Từ TĐL1 và TĐL2 đến các nhóm máy dùng phương án đi dây phân nhánh

Hình 2.2: Sơ đồ phương án đi dây từ tủ động lực đến nhánh thiết bị

2.2.3 Sơ đồ đi dây cho phân xưởng

2.2.4 Sơ đồ nguyên lí của phân xưởng

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lí của phân xưởng

Chương 3 CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ BẢO VỆ

3.1 Chọn dây dẫn

3.1.1 Chọn loại cáp và dây dẫn

Yêu cầu chọn cáp và dây dẫn do CADIVI sản xuất:

Chọn cáp đồng 1 lõi nhiều sợi xoắn, cách điện PVC cho tuyến dây có dòng tảicao

Chọn cáp đồng 3 lõi nhiều sợi xoắn cách điện PVC cho tuyến dây có dòng tảinhỏ và trung bình, đặc biệt là phụ tải 3 pha

3.1.2 Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng

Trong mạng hạ áp do có chiều dài truyền tải ngắn, công suất nhỏ nên khi chọncáp hay dây dẫn người ta căn cứ vào điều kiện kỹ thuật là chính, vì vậy chọn dây theođiều kiện phát nóng là do :

I max

=

500

720,417

420

 = 807,692 (A)Icpdây ≥ 807,692 (A)

Vậy chọn dây cáp hạ áp 1 lõi đồng, cách điện PVC loại nửa mềm, đặt cố định,

kí hiệu: CVV 91/2,95 tiết diện định mức 500mm2 có dòng cho phép : Icp = 927 (A)

3.1.4 Chọn dây từ tủ phân phối đến tủ động lực 1

75,162

 = 312,98 (A) Icpdây ≥ 312,98 (A)

Vậy chọn dây, CVV 19/2,52 có Icpđm = 317 (A) Tiết diện định mức 95mm2

3.1.5 Chọn dây từ tủ phân phối đến tủ động lực 2

Vậy chọn CB 225 AF, ABS 203a, có Icpđm = 225A, có 4 cực

n i

i đmi P P

1

1cos 

=

37

85,0.585,0.1685,0

Q P

.3

2

2 =

38,0.3

903,22

372 2

= 66,114 (A)+ Chọn CB

75,66

 = 128,365 Icpdây ≥ 128,365 (A) Chọn dây CVV 19/1,8 có tiết diện 4x50mm2, Icpđm = 156 (A)

Tính toán các động cơ còn lại tương tự nên ta có bảng sau:

Bảng 3.1: Chọn tiết diện dây dẫn từ tủ động lực đến các thiết bị

NHÁNH ĐƯỜNG

DÂY TRUYỀN TẢI

LOẠI DÂY

SỐ LÕI

KẾT CẤU (N 0 /mm)

TIẾT DIỆN ĐỊNH MỨC (mm 2 )

THIẾT BỊ

CỰC

I đm (A)

CHIỀU RỘNG (mm)

CHIỀU CAO (mm)

CHIỀU DÀI (mm)

Chương 4 KIỂM TRA TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

4.1 Kiểm tra tổn thất điện áp

4.1.1 Kiểm tra tổn thất điện áp từ máy biến áp đến tủ phân phối

Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý từ MBA đến TPP

Ta có:

= 0,037 (/Km)+ x0 = 0,08 ( ) do là dây cáp

+ X = x0.l = 0,08.20.1 = 1,6.1 ( )

+ R = r0.l = 0.037.20.10-3 = 7,4.10-4( )

+ 0 . 2 . 100.103

đm U

X Q R P



3 4

10.100.380

10.6,1.602,15010

.4,7.019,

X Q R P



3 3

10.100.380

10.2.483,5910.95,4.517,

X Q R P



3 3

10.100.380

10.72,2.203,7110.25,4.922,

X Q R P



3 3

10.100.380

10.76,1.903,2210.272,8

84,18

= 1,177 ( /Km)

+ x0 = 0,08 ( ) do là dây cáp

+ X = x0.l = 0,08.3.1 = 2,4.10-4 ( )

+ R = r0.l = 1,177.3.10-3 = 3,531.10-3 ( )

+ 0 2 100.10

đm U



4 3

10.100.380

10.4,2.999,1210.531,3

X Q R P



410.100.380

10.12,3.095,3048,0

Tương tự các nhánh còn lại ta lập thành bảng sau

Bảng 4.1: Tỉ lệ tổn thất điện áp trên đường dây truyền tải

NHÁNH ĐƯỜNG DÂY CHIỀU DÀI

(M) △U (%)

Bảng 4.2: Tổn thất điện áp trên nhánh truyền tải

4.2 Tổn thất công suất.

Khi thiết kế cung cấp điện, tổn thất công suất xảy ra chủ yếu ở máy biến áp vàtrên đường dây Trong tổn thất công suất phải kể đến công suất tác dụng và công suấtphản kháng

4.2.1 Kiểm tra tổn thất công suất từ máy biến áp đến tủ phân phối

+ r0 =

F =

500 = 0,037 ( /Km)+ x0 = 0,08 ( ) do là dây cáp

+ X = x0.l = 0,08.20.1 = 1,6.1 ( )

+ R = r0.l = 0.037.20.10-3 = 7,4.10-4( )

R U

Q P P

đm

.2

10.4,7.38

,0

602,150019

,

= 0,387 (KW)

X U

Q P Q

đm

.2

10.6,1.38

,0

602,150019

84,18

Q P P

đm

.2

10.95,4.38

,0

483,59517,

= 0,389(KW)

X U

Q P Q

đm

.2

10.2.38

,0

483,59517,

Q P P

đm

.2

10.25,4.38

,0

203,71922,

= 0,623(KW)

X U

Q P Q

đm

.2

10.72,2.38

,0

203,71922,

84,18

= 0,376 ( /Km)

+ x0 = 0,08 ( ) do là dây cáp

+ X = x0.l = 0,08.22.1 = 1,76.1 ( )

+ R = r0.l = 0,376.22.10-3 = 8,272.10-3 ( )

R U

P

đm

.2



38,

X U

Q P Q

đm

.2

10.76,1.38,0

903,22

84,18

Q P P

đm

.2

10.531,3.38,0

999,12

= 0,0149 (KW)

X U

Q P Q

đm

.2

10.4,2.38,0

999,12

+ x0 = 0,08 ( ) do là dây cáp.

+ X = x0.l = 0,08.3,9.1 = 3,12.10-4 ( )

+ R = r0.l = 12,56.3,9.10-3 = 0,048( )

R U

Q P P

đm

.2

Q P Q

đm

.2

10.12,3.38,0

095,3

= 7,471 10-5 (KVar)

Bảng 4.3: Tổn thất công suất trên đường dây truyền tải

(M)

△P (KW)

△Q (KVar)

Tổn hao công suất tác dụng trên đường dây.

: Thời gian tổn thất công suất cực đại (h/năm)

= (0,124 + ) 8760 = (0,124 + ) 8760 = 4892,46 (h/năm).

thời gian sử dụng công suất cực đại

Chọn (h) do dây là phân xưởng chế tạo máy

Chương 5 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

5.1 Yêu cầu thiết kế chiếu sáng

Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng nhất là phải đáp ứng được yêu cầu

về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác của con người Ngoài ra còn phảichú ý đến màu sắc ánh sáng, đảm bảo tính kỹ thuật, kinh tế mỹ quan

Khi thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Không làm lóa mắt của người thao tác

5.2.3 Độ rọi yêu cầu

Etc = 300 lux

5.2.4 Chọn hệ chiếu sáng

Hệ chiếu sáng chung đều

5.2.5 Chọn khoảng nhiệt độ màu

b a tt

h

'

' = 0,70,75,45= 0,113



LLF U

32,37375019000

.21

boden N

= 0,067

5.2.16 Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc sau 1 năm

972

83,0.94,0.19000.21

b

Vẽ hình phân bố và đi dây các đèn :

5.3 Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ của hệ thống chiếu sáng

Hình 5.1: Sơ đồ nguyên lí hệ thống chiếu sáng của phân xưởng 5.3.1 Chọn dây từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng

- Ta có Ilvmax = 13,294

38,0.3

75,8





đm

cs U

 K2 = 1 (Hàng đơn trên khay cáp không đục lỗ)

 K3 = 0,87 (nhiệt độ môi trường 40oC)

+ Chọn CB theo điều kiện làm việc lâu dài

 UđmTB = 600 (V)

 Uđm mạng = 220 (V)

 Ta có : UđmTB ≥ Uđm mạng.

I = 15 (A)

 = 16,343 (A)Icpdây ≥ 16,343 (A)

Vậy chọn dây cáp hạ áp 1 lõi đồng, cách điện PVC loại nửa mềm, đặt cố định,

kí hiệu: CVV 7/0,52 tiết diện định mức 1,5 mm2 có dòng cho phép là Icp = 24 (A) (loạidây dẫn có tiết diện nhỏ nhất của nhà sản xuất Cadivi)

5.3.2 Chọn dây từ tủ chiếu sáng đến đèn các line đèn

- Ta có:

Pline1= Pline2= Pline3= 250.7 = 1,75 (KW)

Qline1= Qline2= Qline3= 1,75

3

4 = 2,333 (KVar)

Sline1= Sline2= Sline3 = = 1,752 2,3332 = 2,916 (KVA)

220

10.916,





đm U

 K2 = 1 (Hàng đơn trên khay cáp không đục lỗ)

 K3 = 0,87 (nhiệt độ môi trường 40oC)

+ Chọn CB theo điều kiện làm việc lâu dài

 = 16,343 (A)Icpdây ≥ 16,343 (A)

Vậy chọn dây cho các line đèn là cáp hạ áp 1 lõi đồng, cách điện PVC loại nửamềm, đặt cố định, kí hiệu: CVV 7/0,52 tiết diện định mức 1,5 mm2 có dòng cho phép

là Icp = 24 (A) (loại dây dẫn có tiết diện nhỏ nhất của nhà sản xuất Cadivi)

KẾT LUẬN

Ngành điện nói chung và hệ thống cung cấp điện nói riêng là yếu tố cơ bản quantrọng cho sự phát triển của công nghiệp, kinh tế Các phương pháp thiết kế và các côngtrình nhỏ hay lớn cũng góp những phần quan trọng trong sự phát triển của đất nước.Trên đây là nội dung cũng như phương pháp để có thể áp dụng tính toán hệ thống cung