đồ án cung cấp điện, tính toán mang điện phân xưởng

các công thức do bị lỗi hiển thị trên 123doc nên xem bình thường không được, chỉ hiển thị phần trắng

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN

I ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG.

- Phân xưởng với tổng diện tích mặt bằng là F=16x48=768(m2), cao 5,8m

- Phân xưởng có một cửa ra vào, còn lại toàn bộ mặt bằng là máy móc và thiết bị

- Nguồn điện cung cấp cho phân xưởng được lấy cách đó 50m

II THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG.

Phân xưởng sửa chữa thiết bị điện gồm 15 thiết bị (từ 1-15), số liệu thiết kế cho trongbảng 1

- Công suất thiết bị [kW]

- Khoảng cách từ nguồn đến phân xưởng 50 m

- Hệ thống làm mát và thông thoáng bằng quạt trần và quạt hút

- Độ rọi tối thiểu yêu cầu Emin = 260 Lx

- Thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax =3500 giờ

- Hệ số công suất cosφ cần nâng lên là 0,93

- Uđm = 380/220V

Mặt bằng phân xưởng cho ở hình 1

Hình 1: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng

14 Cần cẩu điện 0,75 0,8 6,5

III PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG.

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài của các phần tử trong hệthống (máy biến áp, đường dây…), tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theođiều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất

Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằngnhiệt độ lớn nhất do phụ tải gây ra

Mục đích của việc tính toán phụ tải nhằm:

+ Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp dưới 1000V trởlên

+ Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp

+ Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối

+ Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ

1 Phụ tải chiếu sáng (tính theo phương pháp hệ số CU)

a Kích thước phân xưởng.

Công suất ballast: 17 W

Quang thông cực đại: 20500 Lm

Chiều cao phòng H: 5,8m

Hệ số mất mát ánh sáng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại bóng đèn, loại

bộ đèn, chế độ hoạt động của bộ đèn, tính chất môi trường, chế độ bảo trìđèn

Căn cứ vào môi trường làm việc của phân xưởng, chế độ bảo trì

+ Môi trường làm việc trung bình

+ Chế độ bảo trì 6 tháng

=> LLF = 0,65 (3)

• Chọn độ rọi yêu cầu

Chọn độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn phân xưởng điện Emin = 260 (lux)

Phân xưởng với chiều dài 48m, chiều rộng 16m, chiều cao 5,8m và các thiết

bị được phân bố đều khắp phân xưởng nên bố trí đèn thành 3 hàng, mỗi hàng

6 bộ đèn

Hình 2: mặt bằng bố trí đèn

• Kiểm tra độ đồng đều

Khoảng cách giữa 2 hàng đèn với nhau : L1=5,33m

Khoảng cách giữa 2 cột đèn với nhau : L2=8m

Chiều cao treo đèn tính toán: hd = 5m

Khoảng cách giữa hàng đèn ngoài cùng với tường: Dt1=2,67m

Khoảng cách giữa cột đèn ngoài cùng với tường : Dt2 =4m

Với loại đèn HID trần cao thì ta có : (4)

Các tỷ số trên đều thõa mãn điều kiện Do đó phân bố đèn đạt được độ đồngđều

• Chọn đèn cho hai nhà vệ sinh nam và nữ.

Do nhà vệ sinh có diện tích nhỏ và không yêu cầu đọ rọi cao nên chọn 2 đènLED tube thủy tinh Điện Quang ĐQ LEDTU06I 18W có thông số như sau:

Đối với phân xưởng số lần làm tươi là 6-10, chọn n = 6

Lưu lượng gió cho xưởng là

Chọn quạt thông gió hướng trục vuông có số liệu theo bảng sau:

Bảng 3: bảng thông tin quạt thông gió

Model suất(kW) Công Điện thế (V) Lưu lượng () cosφ

Như vậy số quạt để đáp ứng được nhu cầu thông gió trên là: 6

Phụ tải tính toán thông gió:

Công suất (kW)

Lưu lượng gió (m 3 /phút)

Dòng tải hết công suất ở 380V (A)

Diện tích làm mát(m 2 )

Ngoài các yêu cầu về kĩ thuật thì ta phải đạt yêu cầu về kinh tế, không nên đặtquá nhiều nhóm làm việc đồng thời, quá nhiều các tut động lực Như thế sẽkhông lợi về kinh tế

Phân nhóm phụ tải thường dựa vào các yếu tố sau:

− Các thiết bị cùng nhóm có cùng chức năng

− Phân nhóm theo khu vực

− Phân nhóm có chú ý đến phân đều công suất cho các nhóm

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

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

Bảng 6: Bảng chia nhóm phụ tải

Tên nhóm Kí hiệu trên

mặt bằng

Hệ số sử dụng (K u )

Hệ số công suất trung bình cho từng nhóm:

•Nhóm chiếu sáng

Do đèn được chia thành 3 nhóm giống nhau nên công suất tính toán chiếusáng toàn bộ phân xưởng bằng ba lần công suất tính toán chiếu sáng mộtnhóm và đèn chiếu sáng nhà vệ sinh

Tổng công suất chiếu sáng của phân xưởng:

Dòng làm việc cực đại: do đèn được chia đều thành 3 pha nên P1p = P3p và do

là đèn mới nên

•Phụ tải tính toán toàn phân xưởng

Do các thiết bị hoạt động ở 3 pha nhưng đèn hoạt động ở 1 pha nên cầnđổi công suất tính toán của đèn ra công suất tính toán 3 pha

IV TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG.

Tọa độ tâm phụ tải được xác định:

Trong đó:

là công suất biểu kiến [kVA] của phân xưởng thứ i hoặc thiết bị thứ i

, , là tọa độ tâm phụ tải của phân xưởng hay thiết bị thứ i

Trong thực tế thiết kế và vận hành cung cấp điện khi xác định tâm phụ tải điệntrên mặt bằng chỉ cần tính X, Y còn tọa độ Z có thể bỏ qua

Bảng 7: Tâm phụ tải từng thiết bị

Tên nhóm Kí hiệu trên

mặt bằng

P đm

(kW)

Tọa độ x (m)

Tọa độ y (m)

- Không gây cản trở lối đi.

- Gần cửa ra vào, an toàn cho người

- Thông gió tốt

Tuy nhiên việc đặt tủ theo tâm phụ tải trên thực tế thì không thỏa được các yêucầu trên nên ta có thể dời tủ đến vị trí khác thuận tiện hơn như gần cửa ra vào

và cũng gần tâm phụ tải hơn

Vì vậy dựa vào các điều kiện trên ta chọn vị trí đặt tủ phân phối và tủ động lựcnhư sau:

-Vị trí đặt tủ phân phối của phân xưởng: MDB (47,15m ; 2m)

CHƯƠNG 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu

kinh tế và kĩ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện phải thỏa

mãn những yêu cầu sau:

− Đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật

− Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

− Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành

− An toàn cho người và thiết bị

− Dễ dàng phát triển, đáp ứng được nhu cầu phát triển của phụ tải

− Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế

Trình tự thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bước:

− Vạch phương án cung cấp điện

− Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm

− Biến áp và lựa chọn chủng loại, tiết diện các đường dây cho các phương án

− Tính toán kinh tế – kĩ thuật để lựa chọn phương án hợp lí

− Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn

Đối với phân xưởng điện chọn 1 hoặc 2 máy

b Chọn công suất MBA

Để tiết kiệm chi phí đầu tư cho phân xưởng chọn một máy biến áp cấp điệncho phân xưởng

Tính toán công suất của MBA:

Vậy chọn một MBA làm việc có công suất 50(kVA) có thông số như bảng sao

Bảng 8: bảng thông số máy biến

Cuộndây,lõithép

Dầu

Tổng

RộngDài Cao

50 72,2 28

0 2,7 1200 4,5 268 202 618 690 1060 1300

2 Xác định vị trí đặt MBA phân xưởng

Vị trí đặt MBA phải đảm bảo gần tâm phụ tải, như vậy độ dài mạng phân phốicao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấpđiện được đảm bảo tốt hơn.

Khi xác định vị trí đặt trạm biến áp cũng nên cân nhắc sao cho các trạm chiếm

vị trí nhỏ nhất để đảm bảo mỹ quan, không ảnh hưởng đến quá trình sản xuấtcũng như phải thuận tiện cho vận hành, sửa chữa Mặt khác cũng nên phải đảmbảo an toàn cho người và thiết bị trong quá trình vận hành

II VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG

1 Sơ đồ mạng động lực

Có hai dạng cơ bản là mạng hình tia và phân nhánh

Hình 4: sơ đồ cung cấp điện

•Mạng hình tia

-Sơ đồ mạng điện hình tia cung cấp điện cho phụ tải phân tán ,có độ tin cậycao,nó thường được dùng trong các phân xưởng có thiết bị phân tán trên diệnrộng

-Sơ đồ mạng điện hình tia cung cấp điện cho phụ tải tập trung tương đối lớnnhư các trạm bơm ,lò nung ,trạm khí nén …

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 phânphối phụ thì một số lượng lớn phụ tải bị mất điện.

Phạm vi ứng dụng: mạng hình tia thường áp dụng cho phụ tải tập trung (thường

là các xí nghiệp, các phụ tải quan trọng: loại 1 hoặc loại 2)

•Mạng phân nhánh

Sơ đồ này thường được dùng trong các phân xưởng có phụ tải quan trọng

Sơ đồ này thường dùng để cung cấp điện cho các phụ tải phân bố trải theo chiềudài

- 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 bịđiện 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 cácphụ tải công suất nhỏ, phân bố phân tán, các phụ tải loại 2 hoặc loại 3

III CHỌN SƠ ĐỒ ĐI DÂY MẠNG ĐIỆN PHẤN XƯỞNG

Chọn sơ đồ hình tia từ tủ phân phối chính của phân xưởng để cung cấp cho cácnhóm máy nhằm đảm bảo công suất và điện áp cung cấp cho từng nhóm Đồngthời sơ đồ đi dây đơn giản, dể thi công và không ảnh hưởng lẫn nhau khi có sự cốxảy ra, đảm bảo cung cấp điện liên tục cho nhóm máy

Từ các tủ phân phối của các nhóm máy sẽ đi dây theo sơ đồ hình tia để cung cấpđiện cho từng máy Một vài máy có công suất nhỏ sẽ đi theo sơ đồ phân nhánh đểtiết kiệm kinh phí và dể chọn dây và thiết bị bảo vệ

1 Xác định phương án lắp đặt dây dẫn

- Từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính chọn phương án đi dây trên máng cáp

- Từ tủ phân phối chính đến tủ động lực và tủ chiếu sáng, thông gió và làm mátchọn phương án đi dây trên máng cáp

- Toàn bộ dây và cáp từ tủ động lực đến các động cơ đều được đi trong ốngHDPE chôn trong đất

- Hệ thống chiếu sáng, thông gió và làm mát được lấy nguồn từ tủ chiếu sáng,thông gió và làm mát và đi trong ống cách điện trên trần và tường

Cáp được chôn ngầm dưới đất có những ưu và nhược điểm sau:

- Ưu điểm: giảm công suất điện, tổn thất điện, không ảnh hưởng đến vận hành vàtạo ra vẻ thẩm mỹ

- Nhược điểm: giá thành cao, rẽ nhánh gặp nhiều khó khăn, khi xảy ra hư hỏngkhó phát hiện

2 Sơ đồ mặt bằng đi dây phân xưởng

Hình 5: Sơ đồ mặt bằng đi dây phân xưởng

3 Sơ đồ nguyên lý đi dây phân xưởng

Hình 6: Sơ đồ nguyên lý đi dây phân xưởng

CHƯƠNG 3: CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ

ĐIỆN BẢO VỆ

Việc chọn dây dẫn và khí cụ bảo vệ cho một công trình điện thường phải dựa vào cácchỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật Tuy nhiên trong mạng điện hạ áp, mạng điện phân xưởng

có chiều dài truyền tải ngắn và công suất nhỏ nên khi chọn dây dẫn, cáp cũng như khí

cụ bảo vệ người ta thường căn cứ vào chỉ tiêu kỹ thuật sau:

- Dòng phát nóng cho phép

- Độ tổn thất điện áp cho phép

- Độ bền nhiệt khi xuất hiện ngắn mạch

I TÍNH CHỌN DÂY DẪN CHO MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG (CHIẾU SÁNG

- Dây cáp điện lực 2, 3, 4 ruột CVV: đây là loại cáp đồng nhiều sợi xoắn, có 2, 3hoặc 4 ruột, cách điện bằng nhựa PVC Điện áp cách điện đến 660V Loại cápnày thường được dùng cho các động cơ 1 pha và 3 pha

- Dây và cáp điện lực AV: là dây nhôm hay nhôm lõi thép nhiều sợi xoắn, cáchđiện PVC, điện áp cách điện đến 660V, dùng cho mạng điện phân phối khu vực

- Dây đơn 1 sợi (nhiều sợi) VC: là dây đồng, một hoặc nhiều sợi, cách điện PVC,dùng thiết trí đường điện chính trong nhà

- Cáp điện kế ĐK: là dây đồng nhiều sợi xoắn, có 2, 3 hay 4 ruột, cách điện PVC,

có lớp giáp nhôm, dùng dẫn điện từ đường dây vào đồng hồ điện

•Chọn loại cáp và dây dẫn

Phương pháp lựa chọn dây dẫn và cáp dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật sau:

- Nhiệt độ dây, cáp không được vượt quá nhiệt độ cho phép quy định bởi nhà chếtạo trong chế độ vận hành bình thường cũng như trong chế độ vận hành sự cố khixuất hiện ngắn mạch

- Độ sụt áp không được vượt quá độ sụt áp cho phép

2 Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng

Dây dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép sẽ đảm bảo chocách điện của dây dẫn không bị phá hỏng do nhiệt độ của dây dẫn đạt đến trị sốnguy hiểm cho cách điện của dây Điều này được thực hiện khi dòng điện phátnóng cho phép của dây, cáp phải lớn hơn dòng điện làm việc lâu dài cực đại chạytrong dây dẫn

Trong đó:

−: dòng điện làm việc cho phép của cáp và dây dẫn(A)

−K: hệ số điều chỉnh theo điều kiện lắp đặt thực tế

Nếu dây, cáp không chôn dưới đất thì K= K1.K2.K3 với:

+Hệ số K1 xét đến ảnh hưởng của cách lắp đặt

+Hệ số K2 xét đến số mạch dây, cáp trong một hàng đơn

+Hệ số K3 xét đến nhiệt độ môi trường khác 300C

Nếu dây, cáp chôn ngầm trong đất thì K= K4.K5.K6.K7 với:

 Từ tủ phân phối đến tủ động lực, tủ chiếu sáng và thông gió chọn cáp CV bọccách điện PVC ở 40oC đi trên máng nên:

 Từ tủ động lực đến các thiết bị chọn dây có bọc PVC đi ngầm trong ống HDPEchôn dưới đất, nhiệt độ 25oC nên:

 Từ tủ chiếu sáng và thông gió đến các đèn đi dây trên trần trong ống cách điệnchịu nhiệt có nhiệt độ 40oC nên:

 Từ tủ chiếu sáng và thông gió đến các quạt đi dây nổi trên tường trong ống cáchđiện chịu nhiệt có nhiệt độ 40oC nên:

•Chọn dây dẫn từ MBA đến tủ MDB

K2 = 1 (1)

Dòng điện phát nóng cho phép:

Chọn cáp điện lực CV, có cách điện PVC có thông số như bảng sau.

Bảng 9: thông số cáp

Tiết diện(mm2) (mV/A/mĐộ sụt áp

)

Dòng điện định mức

(A)

•Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng, thông gió và làm mát

Dòng điện tính toán chiếu sáng, thông gió và làm mát:

)

Dòng điện định mức

(A)

•Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng và thông gió đến nhóm đèn

Do đèn được bố trí như hình 3 nên được chia làm 3 nhóm

Công suất của một nhóm đèn:

Dòng điện tính toán của 1 nhóm đèn:

)

Dòng điện định mức

(A)

• Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng và thông gió đến nhóm quạt thông gió

Do quạt được bố trí theo 2 nhóm, mỗi nhóm 3 quạt nên:

Công suất của một nhóm quạt:

Dòng điện tính toán của 1 nhóm quạt:

Dòng điện phát nóng cho phép:

Chọn cáp điện lực CV 3 lõi, ruột đồng có bọc PVC có thông số như bảngsau.

Bảng 12: thông số cáp

Tiết diện(mm2) (mV/A/mĐộ sụt áp

Độ sụt áp(mV/A/m)

Độ sụt áp(mV/A/m)

Chọn cáp điện lực CV, có cách điện PVC có thông số như bảng sau.

Bảng 16: thông số cáp

Tiết diện(mm2)

Độ sụt áp(mV/A/m)

Chọn cáp điện lực CVV 3 lõi, ruột đồng có bọc PVC có thông số như bảngsau.

Bảng 20: thông số cáp

Tiết diện(mm2) (mV/A/mĐộ sụt áp

Dòng điện định mức

(A)

Công thức tính toán sụt áp trên đường dây như sau:

Trong đó:

−k: độ sụt áp trên dây dẫn (tra theo catalog nhà sản xuất)

−L: chiều dài dây dẫn

−Khi < 5% thì đạt tiêu chuẩn, nếu > 5% thì tiến hành nâng tiết diện dây dẫnlên một cấp

•Sụt áp trên đường dây từ MBA đến tủ MDB

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ MDB đến tủ chiếu sáng, thông gió và làm mát

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ chiếu sáng, thông gió và làm mát đến đèn

xa nhất

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ chiếu sáng, thông gió và làm mát đến quạt thông gió xa nhất

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ chiếu sáng, thông gió và làm mát đến quạt làm mát

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ MDB đến tủ DB1

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ MDB đến tủ DB2

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ MDB đến tủ DB3

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ MDB đến tủ DB4

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB1 đến máy 5 và 6

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB1 đến máy 9

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB1 đến máy 10

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB2 đến máy 7 và 8

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB2 đến máy 13

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB2 đến máy 14

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB3 đến máy 1

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB3 đến máy 2

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB3 đến máy 3

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB3 đến máy 15

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB4 đến máy 4

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB4 đến máy 11

thỏa điều kiện

• Sụt áp trên đường dây từ tủ DB4 đến máy 12