THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT

Thiết kế hệ thống cấp điện là một việc làm khó. Một công trình dù nhỏ hay lớn cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt chuyên ngành hẹp như cung cấp điện, thiệt bị điện, kỹ thuật cao áp... Người thiết kế còn phải có sự hiểu biết về xã hội, môi trường, các đối tượng cấp điện, về tiếp thị. Công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí điện năng, nguyên vật liêu, vốn đầu tư.... Công trình thiết kế sai (hoặc thiếu hiểu biết hoặc do lợi nhuận) sẽ gây ra hậu quả khôn lường gây sự cố mất điện, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản.

Trang 1

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng nâng cao nhanh chóng Vì thế mà điện năng ngày càng khẳng định rõ tầm quan trọng của nó trong ngành kinh tế quốc dân cũng như trong sinh hoạt đời sống con người Điện năng đã thực sự trở thành một trong những động lực quan trọng góp phần tăng năng suất lao động, chất lượng và giá thành sản phẩm, tạo nên sự phát triển nhịp nhàng trong cấu trúc kinh tế Một trong những vấn đề quan trọng để cung cấp điện năng đến đời sống và sản xuất đó là thiết kế hệ thống cấp điện

Thiết kế hệ thống cấp điện là một việc làm khó Một công trình dù nhỏ hay lớn cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt chuyên ngành hẹp như cung cấp điện, thiệt bị điện, kỹ thuật cao áp Người thiết kế còn phải có sự hiểu biết về xã hội, môi trường, các đối tượng cấp điện, về tiếp thị Công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí điện năng, nguyên vật liêu, vốn đầu tư Công trình thiết kế sai (hoặc thiếu hiểu biết hoặc do lợi nhuận) sẽ gây ra hậu quả khôn lường gây sự cố mất điện, gây cháy

nổ làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản

Trước những vấn đề nêu trên ta thấy được tầm quan trọng của việc thiết kế hệ thống cấp điện đến đời sống và sản xuất Để hiểu rõ hơn sau đây ta đi vào đề tài “Tính toán thiết kế cung cấp điện cho

phân xưởng cơ khí” do Thầy Hoàng Ngọc Văn hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Kha Linh Trần Hưng Lộ

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

TP.Hồ Chí Minh ngày tháng năm 2019

Trang 3

Và Công Nghiệp lời cảm ơn chân thành nhất!

Trang 4

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 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 sửa chữa cơ khí, có dạng hình chữ nhật, phân xưởng có:

- Chiều dài 54m

- Chiều rộng 18m

- Chiều cao 7 m

-Với diện tích toàn phân xưởng 972m2

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, toàn bộ phân xưởng có năm cửa ra vào 2 cánh: một cửa đi chính, bốn cửa phụ

-Phân xưởng làm việc 2 ca trong mợt 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)

Trang 5

1.2 Thông số và sơ mặt bằng phân xưởng

Sơ đồ mặt bằng phân xưởng

Trang 6

Bảng phụ tải phân xưởng:

1.3 Phân nhóm phụ tải

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

TT Ký hiệu Số lượng Pđm (kw) Cos Ksd Ghi chú

Trang 7

Vì thế, với những máy móc trên sơ đồ mặt bằng, ta quyết định chia phụ tải thành bốn nhóm, đi cùng bốn nhóm là bốn tủ động lực và có một tủ phân phối chính cấp điện cho bốn tủ động lực Ngoài việc cấp điện cho bốn nhóm thiết bị, ta còn phải cung cấp cho hệ thống chiếu sáng

Số lượng, ký hiệu trên mặt bằng và tổng công suất của từng nhóm thiết bị được ghi ở bảng sau

Trang 8

Nhóm 4

Tên nhóm Ký hiệu trên mặt

bằng Số lượng

Công suất định mức Pđm (kw)

1.4 Xác dịnh phụ tải tính toán cho phân xưởng

Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm:

- Xác định phụ tải cho nhóm 1

Tên nhóm Ký hiệu trên mặt bằng Số lượng Công suất định

Trang 9

tải

Stải(đm) (KVA) ksd

S (tải)tt (KVA) Kđt

Stt(tủ điện) (KVA)

Itt (cho từng thiết bị) (A)

Cos

tải Stải(đm) (KVA) ksd S (tải)tt

(KVA) Kđt

Trang 10

tải

Cos

tải

Trang 11

S (tải)tt (KVA)

S (tải) tt = ∑4𝑖=1Stt(tủ điện) * Kđt = 0.9 *345.2 =310.7 (KVA)

Phụ tải chiếu sang của phân xưởng

Pttcs = PO* F

Với F: là diện tích chiếu sáng

Pttcs: công suất tính toán chiếu sang

PO: diện tích chiếu sáng / đơn vị diện tích

- Chiếu sáng nhà kho: chiếu sáng nhà kho ta có thể chọn PO = 10(W) / m2 (tra bảng phụ lục I.2 trang

253 sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác giả :Ngô Hồng Quang,Vũ Vân Tẩm)

Ta có diện tích nhà kho là: Fkho= 6*6 =36 m2

→ Ta có: Pttcskho = 10*36 = 360(w)

- Chiếu sáng phòng KCS: ta chọn chiếu sáng cho phòng KCS với PO=20(w)/m2 (tra bảng phụ lục I.2

trang 253 sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác giả: Ngô Hồng Quang, Vũ Vân Tẩm)

Ta có diện tích phòng KCS là: Fkcs= 8*6 =48 m2

→ Ta có: Pttcs * KCS = 20*48 = 960(w)

Trang 12

- Chiếu sáng xưởng làm việc: ta chọn chiếu sáng cho xưởng sản xuất với PO=15(w)/m2 (tra bảng phụ

lục I.2 trang 253 sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác giả: Ngô Hồng Quang, Vũ Vân Tẩm)

- Ta có diện tích xưởng sản xuất là: Fsx = 54*18 - (Fkho + Fkcs) = 888m2

146400,9 = 1622,2(VA) = 1,62(KVA)

Công suất biểu kiến tinh toán của phân xưởng :

Sttpx = ∑4i=1Stt(tủ điện) * Kđt + Sttcs = (0.9 *345.2) + 1,622 = 312.3 (KVA)

1.5 Chọn máy biến áp cho phân xưởng

Chọn số lượng và công suất của trạm biến áp

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 sét 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 các thơng số máy biến áp phụ thuộc vào

phụ tải của nĩ,váo cấp điện áp,váo phương thức vận hành của máy biến áp v.v

Chọn vị trí đặt trạm biến áp

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

- Gần tâm phụ tải

- Thuận tiện cho các tuyến dây vào/ ra

- Thuận lợi trong quá trình thi cơng và lắp đặt

- Đặt nơi ít người qua lai, thơng thống

- Phịng cháy nổ, ẩm ươt, bụi bẩn

- An tồn cho người và thiết bị

- 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

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

Trang 13

+ Yêu cầu về vận hành kinh tế

- Xét đến khả năng mở rộng và phát triển vế 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

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 dịnh 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 thông thường ta chọn máy biến áp dựa vào đồ thị phụ tải bằng hai phương pháp đó là:

Phương pháp công suất đẳng trị

SđmMBA ≥ STT tủ điện + SttCS + Sdự phòng

STT phân xưởng = 312.3(KVA)

Sdự phòng=20% (STT tủ điện + SttCS) = (20% * 312.3)/100 = 62.46(KVA)

Trang 14

SđmMBA ≥ STT tủ điện + SttCS + Sdự phòng = 312.3+62.46 = 374.7(KVA)

Vậy ta chọn máy biến áp 3pha của hãng THIBIDI sản xuất tại việt nam với nhiệt đô môi trương của

việt nam nên ta không cần xét đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ.máy biến áp có SđmMBA=400(KVA)

Thông số kỹ thuật của máy biến áp

MÁY BIẾN ÁP 3 PHA _ 400 KVA

Thông số kĩ thuật Tổn hao không tải Po

1.6 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

Trang 15

- Tổn hao điện áp là thấp nhất

- Tuy nhiên trong thực tế khi lắp đặt tủ phân phối không được như trên lý thuyết mà ta cần lưu ý đến một số vấn đề sau:

- Đặt gần tâm phụ tải.Tính chất của phụ tải

- Mặt bằng xây dựng của nhà xưởng

- Tính mỹ quan

- 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

Vì vậy dựa vào các điều kiện trên ta chọn vị trí đặt tủ phân phối và tủ động lực cĩ thể lệch đi so với tính tốn của tâm phụ tải nhưng phải đảm bảo gần tâm phụ tải nhất sau khi xem xét bố trí của phụ tải phân xưởng ta đưa ra phương án đặt tủ động lực và tủ điều khiển cho tồn phân xưởng như hình vẽ sau:

Trang 17

CHƯƠNG 2 TÍNH CHỌN PHƯƠNG ÁN DI DÂY CHO PHÂN XƯỞNG

2.1 Vạch phương án đi dây trong mạng phân xưởng

Yêu cầu

Bất kỳ phân xưởng nào ngoài việc tính toán phụ tải tiêu thụ để cung cấp điện cho phân xưởng, thì mạng đi dây trong phân xưởng cũng rất quan trọng Vì vậy ta cần đưa ra phương án đi dây cho hợp lý, vừa đảm bảo chất lượng điện năng, vùa có tính an toàn và thẩm mỹ

Một phương án đi dây được chọn sẽ được xem là hợp lý nếu thoả mãn những yêu cầu sau:

- 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

- 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

22KV

Trang 18

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:

- Độ tin cậy cung cấp điện cao

- Đơn giản trong vận hành, lắp đặt và bảo trì

- Sụt áp thấp

* Nhược điểm:

- Vốn đầu tư cao

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

- 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

+ Phương án đi dây phân nhánh:

22KV

Trang 19

- 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

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

Trang 20

* 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

Vạch phương án đi dây

Để cấp điện cho động cơ trong phân xưởng, dự định đặt một tủ phân phối từ trạm biến áp về và cấp cho 4 tủ động lực cùng một tủ chiếu sáng rải rác cạnh tường phân xưởng và mỗi tủ động lực được cấp cho một nhĩm 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 cơng suất lớn và sơ đồ phân nhánh cho các thiết bị cơng suất nhỏ

Các nhánh đi từ tủ phân phối khơng nên quá nhiều (n<10) và tải của các nhánh cĩ cơng suất gần bằng nhau

Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý dến dịng 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 thì ta chọn phương án đi dây như sau:

Từ tủ phân phối chính đến tủ đợng lực ta đi dây hình tia và đi trên máng cáp

Tồn bộ dây và cáp từ tủ động lực đến các động cơ đều được đi ngầm trong đất

Cáp được chơn ngầm dưới đất cĩ những ưu và nhược điểm sau:

* Ưu điểm: giảm cơng suất điện, tổn thất điện, khơng ảnh hưởng đến vận hành và tạo ra vẻ thẩm mỹ

* Nhược điểm: giá thành cao, rẽ nhánh gặp nhiều khĩ khăn, khi xảy ra hư hỏng khĩ phát hiện

Từ các yêu cầu trên ta thấy việc xác định phương án đi dây rất quan trọng, cĩ ảnh hưởng rất lớn đến việc chọn CB sau này Vì vậy ta tiến hành đị dây cho phân xưởng như sau:

Trang 21

2.2 Sơ đồ mặt bằng đấu dây

7A 7B 7C

12 C

7C

7C 7C

12 A

12 B

6C 6B 6A

4A

3 A 3 B 3 C

2A 4B

1 A

2B

1 B 10 B 10

C 8C5D

8A 9B 8B 5B 5C 9A 10A

11 A

11 B

11 C 9C 9D

MDB DB2

3 B 4 B 3 A 3 C 1 A 7 A 7 B 7 C 5 A 3 D 3 E

8 A

8 B 9 B

5 B 5 C 9

A 10 A

2 A 2 B 1 B 10

B 10 C

8 C 5 D 11

B 11 C 11 A

9 D 9 C

Trang 22

CHƯƠNG 3 TÍNH CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ

3.1 Chọn Cáp Và Dây Dẫn

Các loại cáp, dây dẫn và phạm vi ứng dụng

Trong mạng hạ áp thường sử dụng cáp điện, bọc cách điện bằng PVC, XLPE, PE,… hoặc thanh dẫn BTS

Các loại cáp được bọc cách điện trong mạng hạ áp của Cadivi

Dây cáp điện lực CV: đây là loại cáp đồng nhiều sợi xoắn cách điện bằng PVC, điện áp cách điện đến 660V, một ruột

Cáp CV thường được sử dụng cho những đường dây có công suất lớn, đường dây cấp điện từ máy biến áp đến các tủ phân phối chính và từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối phụ

Dây cáp điện lực CVV: đây là loại cáp đồng nhiều sợi xoắn, có 2, 3 hoặc 4 ruột Điện áp cách điện đến 660V

Loại cáp này thường được sử dụng để cung cấp điện cho các động cơ 3 pha hoặc 1 pha

Dây cáp vặn xoắn LV- ABC: đây là loại dây vặn xoắn, bọc cách điện bằng XLPE, ruột bằng dây nhôm cứng, nhiều sợi cán ép chặt Loại dây này có thể chế tạo loại là 2, 3 và 4 ruột (Thường được sử dụng đối với đường dây trên không)

Dây đơn một sợi hoặc nhiều sợi mã hiệu VC:

Đây là loại dây đồng 1 sợi cách điện bằng PVC Điện áp cách điện đến 660V (Thường được sử dụng để thiết trí đường dẫn điện chính trong nhà)

Dây AV: đây là loại dây có cấu tạo giống CV nhưng lõi bằng nhôm (thường dùng cho mạng điện phân phối khu vực,

Trong điều kiện vận hành các dây dẫn và khí cụ điện có thể được chọn ở chế độ sau:

Chọn loại cáp và dây dẫn

- Chế độ làm việc lâu dài

- Chế độ quá tải

- Chế độ ngắn mach

Để đảm bảo cho các thiết bị không bị hư hỏng khi có sự cố xảy ra thì các khí cụ bảo vệ phải tác động nhanh khi có sự cố ngắn mạch hay quá tải, còn đối với dây dẫn thì phải đảm bảo về điều kiện cơ khí và phát nóng cho phép cũng như tổn thất điện áp trên đường dây

Ngoài ra việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị bảo vệ phải đảm bảo về kinh tế và kỹ thuật

Trang 23

Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng

Dây dẫn và cáp hạ áp cho phân xưởng được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép và kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp

Vì khoảng cách từ tủ phân phối đến tủ động lực cũng như từ tủ động lực đến từng thiết bị là ngắn, nếu như thời gian làm việc của các máy ít thì việc lựa chọn theo dòng phát nóng sẽ đảm bảo về chỉ tiêu

kỹ thuật cũng như ít lãng phí về kim loại màu

Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính của phân xưởng

Tuyến dây đi từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính là tuyến dây chính, chịu dòng tải lớn nên thường dùng 4 sợi (3 dây pha và 1 dây trung tính) Ta chọn phương án đi cáp ngần trong đất và được đặt trong ống nhựa cứng PVC chuyên dùng của cơng ty điện lực(đi ngầm cách mặt đất 50cm)trong hào đặt riêng

rẽ các dây pha và dây trung tính vào mỗi đường ống khác nhau

do cơng ty CADIVI sản xuất với các thông số như sau:(dây dẫn chọn đã được nhà sản xuất tính đến phương án đi dây ngầm chôn dưới đất)

Tiết

diện

Số sợi/đường kính sợi

Đường kính dây dẫn (mm)

Đường kính tổng

Trọng lượng gần đúng

Cường độ dòng điện tối

đa

điện áp rơi (V/A/Km)

Trang 24

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ động lực của phân xưởng

Tuyến dây đi từ tủ phân phối chính đến tủ động lực ta đi dây 4 sợi (3 dây pha và một dây trung tính)

và đi trên máng cáp nên ta có:

K1: Xét ảnh hưởng của cách lắp đặt

K2: Xét đến số mạch /dây trong trong một hàng đơn

K3: Xét đến nhiệt độ môi trường khác 300C

Đường kính tổng (mm)

Trọng lượng gần đúng (kg/km)

Cường độ dòng điện tối đa (A)

120 19/2.8 14.00 18.20 1235 324 0,36

Trang 25

Dòng điện làm việc của nhóm 2 là

danh

định

(mm2)

Số sợi/đường kính sợi (N/mm)

Dòng điện làm việc của nhóm 4 là

kính sợi (N/mm)

Trang 26

Vậy ta chọn dây dẫn từ tủ động lực DB đến tủ động lực DB2 là: cáp điện lực CV ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa PVC-660V, do cơng ty CADIVI sản xuất với các thông số như sau: Tiết diện

danh định

(mm2)

Số sợi/đường kính sợi (N/mm)

Đường kính dây dẫn

(mm)

điện áp rơi

Chọn cáp từ tủ hộp nối dây đến các động cơ

Dây dẫn từ các hộp tủ nối dây đến các động cơ ta chọn phương án đi cáp ngần trong đất và cáp được đạt cách mặt đất 40cm và được đặt trong ống nhựa PVC chon ngầm dưới đất trong mỗi ống có 3 dây pha

- Chọn dây dẫn từ tủ phân phối DB1 đến các động cơ trong nhóm 1

Chọn dây dẫn từ tủ điện DB1 đến động cơ 1A ta có:

Tiết diện

danh định

(mm2)

Số sợi/đường

kính sợi (N/mm)

CVV4x2 7/0,6 1,80 3,4 11,61 18,5 16,8

Tính tương tự cho các thiết bị của các nhóm còn lại ta có kết quả chọn dây dẫn ở bảng sau:

Trang 27

Số sợi/đườn

g kính sợi (N/mm)

Cường

độ dòng điện tối

đa (A)

1

1A 1,7 CVV4x4 7/0,85 2,55 43,5 14,00 28 13,44 3A 8,5 CVV4x4 7/0,85 2,55 43,5 14,00 28 13,44 3B 8,5 CVV4x4 7/0,85 2,55 43,5 14,00 28 13,44 3C 8,5 CVV4x4 7/0,85 2,55 43,5 14,00 28 13,44 4A 24,3 CVV4x2 7/0,6 1,80 3,4 11,61 18,5 16,8 4B 24,3 CVV4x2 7/0,6 1,80 3,4 11,61 18,5 16,8 6A 13,6 CVV4x2 7/0,6 1,80 3,4 11,61 18,5 16,8 6B 13,6 CVV4x2 7/0,6 1,80 3,4 11,61 18,5 16,8 6C 13,6 CVV4x2 7/0,6 1,80 3,4 11,61 18,5 16,8 12A 28 CVV4x8 7/1,20 3,60 6,0 18,00 43 4,1 12B 28 CVV4x8 7/1,20 3,60 6,0 18,00 43 4,1 12C 28 CVV4x8 7/1,20 3,60 6,0 18,00 43 4,1

2

3D 8,5 CVV4x4 7/0,85 2,55 43,5 14,00 28 13,44 3E 8,5 CVV4x4 7/0,85 2,55 43,5 14,00 28 13,44 5A 12 CVV4x6 7/1,04 3,12 53,2 16,34 36 5,58 7A 17,8 CVV4x2 7/0,6 1,80 3,4 11,61 18,5 16.8 7B 17,8 CVV4x2 7/0,6 1,80 3,4 11,61 18,5 16,8 7C 17,8 CVV4x2 7/0,85 1.80 3,4 11,61 18,5 16,8

3

5B 12 CVV4x6 7/1,04 3,12 53,2 16,34 36 5,58 5C 12 CVV4x6 7/1,04 3,12 53,2 16,34 36 5,58 8A 1,5 CVV4x2 7/0,6 1,80 3,4 11,61 18,5 16,8 8B 1,5 CVV4x2 7/0,6 1,80 3,4 11,61 18,5 16,8 9A 18,2 CVV4x6 7/1,04 3,12 53,2 16,34 36 5,58 9B 18,2 CVV4x11 7/1,04 3,12 53,2 16,34 36 5,58 10A 21,2 CVV4x2,5 7/0,67 2,10 3,6 12,12 21 13,44 1B 1,7 CVV4x4 7/0,85 2,55 43,5 14 28 13,44 2A 27,9 CVV4x4 7/0,85 2,55 43,5 14 28 13,44 2B 27,9 CVV4x4 7/0,85 2,55 43,5 14 28 13,44

Trang 28

4

5D 12 CVV4x6 7/1,04 3,12 53,2 16,34 36 5,58 8C 1,5 CVV4x2 7/0,6 1,80 3,4 11,61 18,5 16,8 9C 18,2 CVV4x11 7/1,40 4,20 6,8 20,12 55 3,03 9D 18,2 CVV4x11 7/1,40 4,20 6,8 20,12 55 3,03 10B 21,2 CVV4x2,5 7/0,67 2,10 3,6 12,12 21 13,44 10C 21,1 CVV4x2,5 7/0,67 2,10 3,6 12,12 21 13,44 11A 8,2 CVV4x6 7/1,04 3,12 53,2 16,34 36 5,58 11B 8,2 CVV4x6 7/1,04 3,12 53,2 11,34 36 5,58 11C 8,2 CVV4x6 7/1,04 3,12 53,2 11,34 36 5,58

3.2 Kiểm tra tổn thất điện áp

Chất lượng điện năng ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của một phân xưởng sản xuất Để đảm bảo phân xưởng hoạt động tốt, năng suất cao, phát huy được tối đa hiệu suất của các máy móc thiết bị thì phải đảm bảochất lượng điện năng đặc biệt là chất lượng điện áp Muốn vậy phải đảm bảo độ sụt áp hay tổn thất điện áp trên đường dây (U) phải nằm trong giới hạn cho phép

Độ sụt áp phụ thuộc trực tiếp vào công suất của phụ tải, chiều dài dây dẫn và tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp Vì vậy, khi chọn dây dẫn cần phải kiểm tra lại tổn thất điện áp cho phép, nếu không thoả thì tăng tiết diện lên một cấp rồi kiểm tra lại

Với công suất của các nhóm phụ tải cũng như công suất của các tuyến trong cùng một nhóm tương đối bằng nhau nên tổn thất điện áp phụ thuộc nhiều vào chiều dài dây Do đó, ta chỉ kiểm tra từ nguồn đến phụ tải xa nhất Vậy ta chỉ kiểm tra tổn thất điện áp đường dây từ MBA đến tủ phân phối chính, tuyến dây từ tủ phân phối chính đến tủ động lực của nhóm 4 và tuyến dây từ tủ động lực nhóm 4 đến các thiết bị 10B – 1B – 2B – 2AKiểm tra tổn thất điện áp từ trạm biến áp đến tủ phân phối (MDB):

Khoảng cách từ trạm biến áp đến tủ phân phối là: l=20m=0,02Km

20m

R + jX

Trang 29

Với cáp điện lực CV, ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa PVC, Cadivi sản

xuất và dòng điện cho phép là Iđm = 851(A), S=800(mm2)

Ptảiđmpx= PtảiđmN1+ PtảiđmN2+ PtảiđmN3+ PtảiđmN4 = 358 (𝐾𝑊)

Stảiđmpx= StảiđmN1+ StảiđmN2+ StảiđmN3+ StảiđmN4= 463,5(KVA)

Kiểm tra tổn thất điện áp từ tủ phân phối chính (MDB) đến tủ động lực nhóm 4 (DB4):

Ta thấy tủ động lực nhóm 4 có khoảng cách xa nhất và nó có công suất lớn nhất nên ta có thể chỉ

kiểm tra sụt áp từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 4 nếu thoả mãn điều kiện thì các nhánh khác cũng đảm bảo thoả mãn khoảng cách từ tủ phân phối đến tủ động

Trang 30

3.3 Tiến hành chọn cb và tính toán ngắn mạch

Tính ngắn mạch và chọn MCCB1 tổng cho tủ phân phối chính

Muốn tính ngắn mạch đầu tiên ta phải lập sơ đồ thay thế Ở đây mỗi phần tử trong mạch được thay thế bằng một điện trở và một điện kháng

MBA

MCCB1THANH CÁI

RT XT RCB XCB RUP XUP

Công suất ngắn mạch phía nguồn: SSC=250MVA

Điện áp định mức phía nguồn: U=380V

Trở kháng của mạng phía nguồn:

Trang 31

Điện trở điện kháng của MCCB1

RCB1=0

XCB = 0,15 (mΩ) Điện trở và điện kháng khi ngắn mạch tại chỗ đặt MCCB1:

Dòng điện định mức ở 400C: In= 1000(A), INmin (V) = 441(V)

Theo cách tính toán như ở trên ta có dòng làm việc của nhóm 1 lớn nhất

Trang 32

Vậy ta có thể chọn các MCCB2-MCCB3-MCCB4-MCCB5 là các loại MCCB có cùng các thông số

𝐼𝑁(3)(KA)

𝑈đ𝑚𝐶𝐵(V)

𝑈𝑚𝑎𝑥𝐶𝐵(V)

𝐼𝑁𝐶𝐵(A)

𝐼𝑐𝑢(KA)

hãng sản xuất MODEL

Trang 33

Vậy dựa vào kết quả tính toán và điều kiện lựa chọn CB ta quyết định chọn MCCB9 tổng là loại MCCB mã hiệu YCMC-N-250 của hãng CNC với các thông số như sau:

- Dòng điện định mức ở 400C: In= 250A, IN MIN =140(V)

- Chọn đặc tuyến bảo vệ loại: Y

Tương tự cho các nhóm cón lại ta có thông số chọn MCCB ở bảng sau: (cá nhóm còn lại gần tủ phân phối db hơn nên ta có thể chọn dòng chọn dòng ngắn mạch 3pha theo DB9)

Tên

nhóm Tên thiêt b ị

Itt(A)

IN(3)(KA)

UđmCB(V)

UmaxCB(V)

INCB(A)

Icu(KA)

Chọn CB bảo vệ cho các động cơ

Vì CB bảo vệ cho cá động cơ được đặt trong tủ động lực nên khoảng cách từ MCCB đến các CB này có thể bỏ qua điện trở và điện kháng của dây dẫn và CB:

Trang 34

Dòng ngắn mạch 3 pha tại điển đặt CB là:

IN3(3)= U

√3 ∗ Z3

= 380

√3 ∗ 28,7= 7,6 (KA) Dựa vào kết quả tính ở trên ta tiến hành chọn CB bảo vệ cho các động cơ trong phân xưởng là loại

CB của hãng CNC chế tạo có các thông số kỹ thuật của nhà chế tạo ở bảng sau:

(tài liệu tham khảo chọn CB sách giáo Trình Khí Cụ Điện Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM

trang 90-96)

Tên tủ Tên thiêt

b ị

Itt(A)

IN(3)(KA)

UđmCB(V)

UmaxCB(V)

INCB(A)

Icu(KA)

DB2

1A 1,7 11,68 415 660 25 16 CNC BKM-B3P 3A 8,5 11,68 415 660 20 16 CNC BKM-B3P 3B 8,5 11,68 415 660 20 16 CNC BKM-B3P 3C 8,5 11,68 415 660 20 16 CNC BKM-B3P 4A 24,3 11,68 415 660 10 16 CNC BKM-B3P 4B 24,3 11,68 415 660 10 16 CNC BKM-B3P 6A 13,6 11,68 415 660 16 16 CNC BKM-B3P 6B 13,6 11,68 415 660 16 16 CNC BKM-B3P 6C 13,6 11,68 415 660 16 16 CNC BKM-B3P 12A 28 11,68 415 660 45 16 CNC BKM-B3P 12B 28 11,68 415 660 45 16 CNC BKM-B3P 12C 28 11,68 415 660 45 16 CNC BKM-B3P

DB3

3D 8,5 11,68 415 660 20 16 CNC BKM-B3P 3E 8,5 11,68 415 660 20 16 CNC BKM-B3P 5A 12 11,68 415 660 30 16 CNC BKM-B3P 7A 30 11,68 415 660 16 16 CNC BKM-B3P 7B 30 11,68 415 660 16 16 CNC BKM-B3P 7C 30 11,68 415 660 16 16 CNC BKM-B3P

DB4

5B 12 11,68 415 660 30 16 CNC BKM-B3P 5C 12 11,68 415 660 25 16 CNC BKM-B3P 8A 1,5 11,68 415 660 10 16 CNC BKM-B3P 8B 1,5 11,68 415 660 10 16 CNC BKM-B3P 9A 18,2 11,68 415 660 25 16 CNC HFD-250N-

3P

Trang 35

9B 18,2 11,68 415 660 25 16 CNC

HFD-250N-3P 10A 21,2 11,68 415 660 16 16 CNC BKM-B3P

DB5

1B 1,7 11,68 415 660 25 16 CNC BKM-B3P 2A 27,9 11,68 415 660 25 16 CNC BKM-B3P 2B 27,9 11,68 415 660 25 26 CNC BKM-B3P 5D 12 11,68 415 660 30 16 CNC BKM-B3P 8C 1,5 11,68 415 660 10 16 CNC BKM-B3P

9C 18,2 11,68 415 660 25 16 CNC

HFD-250N-3P

9D 18,2 11,68 415 660 25 16 CNC

HFD-250N-3P 10B 21,2 11,68 415 660 16 16 CNC BKM-B3P 10C 21,2 11,68 415 660 16 16 CNC BKM-B3P 11A 8,2 11,68 415 660 30 16 CNC BKM=B3P 11B 8,2 11,68 415 660 30 16 CNC BKM-B3P 11C 8,2 11,68 415 660 30 16 CNC BKM –B3P

Trang 36

CHƯƠNG 4 TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT CỦA PHÂN XƯỞNG

Việc tính tổn thất trên mạng điện phân xưởng bao gồm: tính tổn thất công suất, tổn thất điện áp, tổn thất điện năng và tổn thất kim loại màu

Việc tính toán tổn thất đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện, tính toán tổn thất nhằm để đánh giá các chỉ tiêu của hệ thống cung cấp điện xác định phụ tải và chọn các phần tử của mạng điện và thiết bị điện

Pi, Qi: Công suất tác dụng và công suất phản kháng trên nhánh i(KW,KVAR)

Ri, Xi: Điện trở và điện là điện trở và điện kháng trên một đơn vị chiều dài.kháng của nhánh i (

0

P

 : Tổn thất không tải của MBA do nhà sản xuất cho,  P0=1000(W)

Trang 37

Pđmpx, Qđmpx: Công suất tính toán của phân xưởng

Uđm: điện áp định mức của MBA phía thứ cấp điện áp quy đổi RT

RT, XT: Điện trở và điện kháng của MBA

∆PT= ∆P0+PtảiđmPX

2 + Q2tảiđmPX

Uđm2 ∗ RT= 1000 +

3582+ 294,420,42 ∗ 0,005 = 7706,25 (W)

∆QT= ∆QO+PtảiđmPX

2 + Q2tảiđmPX0,42 ∗ XT= 11200 +358

2+ 294,420,42 ∗ 0,018 = 353689(VAR)

4.3 Tổn thất công suất từ máy biến áp đến tủ phân phối chính (MDB):

Với đường dây cáp dài 20(m) từ MBA đến MDB ta tính được trở kháng và điện kháng của đường dây trong phần tính sụt áp ở chương III như sau:

Tổn thất công suất từ tủ phân phối chính (MDB) đến tủ động lực (DB):

Khoảng cách từ trạm biến áp đến tủ phân phối là: l=20m=0,02Km

∆QT =PđmPX

2 + QđmPX2

Uđm2 ∗ XT =

3582+ 294,420,382 ∗ 1,6 ∗ 10−3= 2380,4(VAR)

Tổn thất công suất từ MDB đến DB1

Từ MDB đến DB1 dùng sơ đồ hình tia với chiều dài cáp 57 (m)

Trang 38

∆QDB1=P1 tải đm

2 + Q1 tải đm2

Uđm2 ∗ X1 =113

2+ 117,520,382 ∗ 4,56 ∗ 10−3= 839,2(VAR) Tính tương tự như trên ta có kết quả tổn thất công suất từ tủ phân phối đến các tủ động lực của phân xưởng ớ bảng sau:

STT Tên

thiết bị

Ptải đm (KW)

Stải đm (KVA)

Qtải đm (KVAR)

R (mΩ)

X (mΩ) (W) ∆𝑃

∆𝑄 (VAR)

L (m)

1A-3A-3B-3C-4A-4B-6A-6B-6C-12A-12B-Nhánh từ tủ động lực đến dộng cơ 3A là: loại dây cáp điện Cvv 4x4mm2

với chiều dài từ tủ DB1đến động cơ 3A là L=7m, S=4mm2 có:

R2=ρcu= 22,5 (mm2/Km) = 22,5(mmm2/m)

P3A tảiđm = 5(KW)

S3A taỉđm= 6,25(KVA)

Trang 39

Q3A tải đm = √S3A tải đm2 − P3A tải đm2 = √6,252− 52= 3,75 (KVAR)

∆Q3A =P3A tải đm

2 + Q23A tải đm

Uđm2 X3A=

122+ 1320,382 ∗ 0,56 ∗ 10−3= 0,15 (VAR)

Tính tương tự cho các thiết bị còn lại trong nhóm 1 ta có kết quả ở bảng sau:

Nhóm 1:

STT Tên

thiết bị

Ptải đm (KW)

Stải đm (KVA)

Qtải đm (KVAR)

R (mΩ)

X (mΩ)

∆𝑃 (W)

∆𝑄 (VAR)

L (m)

Tủ động lực DB2 có 6 tuyến dây đi ra là: 3D, 3E, 5A, 7A, 7B, 7C

Tính tổn thất công suất tương tự như các tuyến cáp ra của nhóm 1 ta được kết quả tổn thất công suất nhóm 2 như sau:

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	1,54 MB