Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí sử dụng phần mềm ecodial

Sử dụng phần mềm tính, chọn thiết bị cung cấp điện cho phân xưởng.. UTE-C, IEC là hai tiêu chuẩn thiết bị và lắp đặt quốc tế CENELEC R064-003 Tiêu chuẩn chiếu sáng… Phần mềm Ecodial là p

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM ECODIAL

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1: Phạm Thanh Tòng 15093631 2: Phạm Bá Tùng 15091681

Sử dụng phần mềm Ecodial tính cung cấp điện cho phân xưởng

I Giới thiệu phần mềm

Giới thiệu phần mềm

Tính năng phần mềm

II Giới thiệu phụ tải điện

Giới thiệu phụ tải điện

Sơ đồ mặt bằng phụ tải điện

Thông số thiết bị

III Phân tích phụ tải điện

Phân nhóm phụ tải

Chọn vị trí đặt trạm hạ áp, tủ phân phối, động lực

Chọn phương án cung cấp điện

Sơ đồ nguyên lý mạng điện cho phụ tải

IV Sử dụng phần mềm tính, chọn thiết bị cung cấp điện cho phân xưởng

Thiết lập sơ đồ mạng điện

Nhập thông số phụ tải

Tính phụ tải

Kiểm tra phụ tải

V Nâng cao hệ số công suất cho phụ tải

Ý nghĩa nâng cao hệ số công suất cho phụ tải

Phương pháp nâng cao hệ số công suất cho phụ tải

Nâng cao hệ số công suất cho phụ tải

VI Thiết kế chống sét bảo vệ cho toàn phân xưởng

Các chỉ tiêu thiết kế chống sét

Phương pháp thiết kế chống sét hiệu quả

VII Kết quả dự kiến

Sơ đồ mặt bằng phụ tải điện

Sơ đồ nguyên lý mạng điện phân xưởng

Kết quả tính (công suất MBA, dây dẫn, CB, dung lượng bù)

Kiểm tra tổn hao tổn thất trên đường dây, đặc tuyến bảo vệ CB

Nâng cao hệ số công suất phụ tải

Thiết kế chống sét bảo vệ phân xưởng

Sinh viên

Trưởng bộ môn

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VÀ TÍNH NĂNG CỦA PHẦN MỀM 1

Giới thiệu phần mềm Ecodial 4.8 1

Chức năng của phần mềm 2

Tiêu chuẩn thông số kĩ thuật 2

Giao diện khởi động và làm việc của phần mềm Ecodial 4.8 3

Giao diện khởi động của Ecodial 4.8 3

1.4.2 Giao diện làm việc của Ecodial 4.8 4

Thư viện thiết lập sơ đồ đơn tuyến 7

1.1 Trình tự tính toán trong Ecodial 4.8 8

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN 11

Tổng quan cung cấp điện 11

Mục tiêu thiết kế 11

Những yêu cầu cần thiết khi thiết kế một hệ thống cung cấp điện 12

Một số vấn đề cần tìm hiểu trước khi thiết kế 12

Nguồn cung cấp điện 12

Phân chia mạch điện 13

Các bước thiết kế cung cấp điện 13

Lưới điện và lưới cung cấp điện 13

Những yêu cầu đối với phương án cung cấp điện 14

Độ tin cậy cung cấp điện 14

Chất lượng điện 14

Kinh tế 15

An toàn 15

Giới thiệu phân xưởng cơ khí 15

Sơ đồ mặt bằng và số liệu ban đầu của phân xưởng 16

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH PHỤ TẢI 18

Định nghĩa về phụ tải 18

Chế độ làm việc của phụ tải 18

Thông số các thiết bị phân bố theo nhóm 19

Chọn vị trí lắp đặt trạm hạ áp và tủ điện 21

Xác định tâm phụ tải 21

Sơ đồ đặt MBA và các Tủ 24

Phương án cung cấp điện 25

Các phương án 25

Phân tích và lựa chọn sơ đồ cấp điện cho phân xưởng 27

Sơ đồ nguyên lý 28

Sơ đồ đi dây cho toàn phân xưởng 29

CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG PHẦN MỀM TÍNH CHỌN THIẾT BỊ 30

Phương pháp tính toán 30

Tính toán phụ tải 31

Tính toán phụ tải cho từng thiết bị 32

Tính toán phụ tải cho nhóm 33

Tính toán phụ tải cho thanh cái nhóm 36

Tính toán cho thanh cái chính với 𝒌𝒔= 0.7 37

Tính toán chọn máy biến áp cho phân xưởng 38

Tổng quan về trạm biến áp 38

Chọn máy biến áp cho phân xưởng cơ khí 41

Chọn dây dẫn cho hệ thống điện 42

Tổng quan 42

Cách chọn dây 43

Tính toán lựa chọn dây dẫn( Cáp) 44

Chọn dây từ MBA đến TPPC 44

Chọn dây dẫn từ TPPC đến các tủ ĐL 46

Tính chọn dây dẫn từ TDL tới các thiết bị 49

Tính toán sụt áp 53

Khái quát 53

Sụt áp từ MBA xuống TPPC: 55

Sụt áp từ TPPC đến tủ ĐL 56

Sụt áp từ TĐL đến từng thiết bị 59

Tính toán ngắn mạch 62

Ngắn mạch đầu cực MBA 63

Ngắn mạch tại TPPC và TĐL 64

Ngắn mạch tại thiết bị trong TĐL1 64

Chọn CB bảo vệ cho hệ thống 65

Định ngĩa 65

Chọn CB TPPT 66

Chọn CB cho TĐL 67

Chọn CB cho các thiết bị 68

Đặc tuyến CB 74

Nối tầng tác động theo mức dòng 74

Nối tầng tác động theo thời gian 74

So sánh đặc tuyến CB các cấp của phân xưởng 75

CHƯƠNG 5: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO PHỤ TẢI 78

Tổng quan về bù công suất 78

Ý nghĩa Lợi ích khi nâng cao hệ số công suất cosφ 79

Phương pháp nâng cao hệ số công suất cho phụ tải 79

Xác định dung lượng bù cụ thể tính toán 80

CHƯƠNG 6: CHỐNG SÉT CHO PHÂN XƯỞNG 82

Giới thiệu chống sét 82

Các chỉ tiêu thiết kế chống sét 83

Nối đất chống sét 83

Khái niệm 83

Tính toán nối đất 84

Phương pháp thiết kế chống sét hiệu quả 85

CHƯƠNG 7: Kết luận 88

Nhiệm vụ đã hoàn thành và hạn chế 88

Hoàn thành 88

Hạn chế 88

Mặt bằng phụ tải toàn phân xưởng 89

Sơ đồ nguyên lý mạng điện phân xưởng 90

Chọn MBA 92

Kết quả của dây dẫn và CB 93

Tổn hao tổn thất điện áp 98

Nâng cao hệ số công suất phụ tải 99

Chống sét 100

BÀI HỌC RÚT RA 101

LỜI CẢM ƠN 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO 103

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1: Giao diện chính của phần mềm 1

Hình 1.2: Thẻ Projects _ Giao diện khởi động Ecodial 4.8 3

Hình 1.3: Thẻ Options _ Giao diện khởi động Ecodial 4.8 3

Hình 1.4:Thẻ About _ Giao diện khởi động Ecodial 4.8 4

Hình 1.5:Thẻ Project parameters _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 4

Hình 1.6:Electrical network _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 5

Hình 1.7:Device selection _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 5

Hình 1.8: Fuse _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 5

Hình 1.9: LV cable _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 5

Hình 1.10: BTS _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 6

Hình 1.11: Thẻ Design and sizing _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 6

Hình 1.12: Thẻ Report _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 7

Hình 1.13:Nhập thông số cho phụ tải 8

Hình 1.14:Nhập thông số cho dây dẫn 9

Hình 1.15:Chọn dây dẫn 10

Hình 2.1: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng 16

Hình 3.1: Vị trí các tủ sau khi tính toán 23

Hình 3.2: Sơ đồ đặt MBA và Tủ 24

Hình 3.3: Sơ đồ mạng trục chính 25

Hình 3.4: Sơ đồ mạng hình tia 26

Hình 3.5: Sơ đồ mạch vòng 26

Hình 3.6: Sơ đồ mạng điện hình tia 27

Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý 28

Hình 3.8: Sơ đồ đi dây cho toàn phân xưởng 29

Hình 4.1: Sơ đồ mạng điện cho phân xưởng 31

Hình 4.2: Các kiểu trạm biến áp 40

Hình 4.3: Chọn dây dẫn chôn đất theo IEC 45

Hình 4.4: Tra K4 46

Hình 4.5: Tra tiết diện dây dẫn đi trên máng 47

Hình 4.6: Sụt áp trên TPPC 55

Hình 4.7: Kết quả sụt áp tại TĐ1 56

Hình 4.8:Sụt áp từ TPPC đến TĐL2 57

Hình 4.9:Sụt áp từ TPPC đến TĐL3 57

Hình 4.10:Sụt áp từ TPPC đến TĐL4 57

Hình 4.11: Sụt áp từ TPPC đến TĐL5 58

Hình 4.12: Sụt áp từ TPPC đến TĐL6 58

Hình 4.13: Sụt áp từ TPPC đến TCS 58

Hình 4.14: Sụt áo tại thiết bị 1A 59

Hình 4.15: Sụt áp trên thiết bị 2A 60

Hình 4.16: Sụt áp trên thiết bị 3A 60

Hình 4.17: Sụt áp trên thiết bị 5A 60

Hình 4.18: Sụt áp trên thiết bị 6A 61

Hình 4.19: Sụt áp trên thiết bị 19A 61

Hình 4.20:Sụt áp trên thiết bị 1.28 61

Hình 4.21: Thông số của CB 66

Hình 4.22: Đặc tuyến CB tủ PPT 75

Hình 4.23: Dòng chỉnh định của TPPT 75

Hình 4.24; Đặc tuyến CB của TĐL1 76

Hình 4.25: So sánh dòng chỉnh định của TPPC và TĐL1 76

Hình 4.26: Đặc tuyến CB của thiết bị 1A 77

Hình 4.27: So sánh dòng chỉnh định của TDD1 và thiết bị 1A 77

Hình 5.1: Mối quan hệ giữa các công suất 78

Hình 5.2: Thiết bị bù 81

Hình 6.1: Bảng tra hệ số nối đất 84

Hình 6.2: Thể hiên cột thu sét trên mặt bằng 86

Hình 6.3: Phạm vi bảo vệ của nhóm 4 cột 86

Hình 7.1: Mặt bằng phụ tải toàn phân xưởng 89

Hình 7.2:Kết quả sơ đồ nguyên lý 90

Hình 7.3: Kết quả sơ đồ nguyên lý 91

Hình 7.4: Máy biến áp 92

Hình 7.5: Kết quả chọn CB dây dẫn từ MBA xuống TĐL 93

Hình 7.6: Kết quả nhóm 1 94

Hình 7.7: Kết quả nhóm 2 94

Hình 7.8: Kết quả nhóm 3 95

Hình 7.9; Kết quả nhóm 4 95

Hình 7.10: Kết quả nhóm 5 96

Hình 7.11:Kết quả nhóm 6 96

Hình 7.12:Kết quả nhóm 7 97

Hình 7.13: Kết quả sụt áp MBA đến TPPT 98

Hình 7.14: Kết quả sụt áp TPPT đến TĐL1 98

Hình 7.15: Kết quả sụt áp từ TĐL1 đến các thiết bị 98

Hình 7.16: Thể hiện cột thu sét trên mặt bằng thu sét 100

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Số liệu ban đầu của thiết bị 17

Bảng 3.1: Thông số thiết bị theo nhóm 19

Bảng 4.1: Tính toán phụ tải cho nhóm 34

Bảng 4.2: Tính toán phụ tải cho nhóm 35

Bảng 4.3: So sánh phụ tải tính tay và phần mềm 36

Bảng 4.4: Tính toán thanh cái chính 37

Bảng 4.5: Thông số máy biến áp 41

Bảng 4.6: Dòng làm việc lớn nhất của các nhóm 43

Bảng 4.7: Bảng thể hiện K2 44

Bảng 4.8: Thể hiện K4 44

Bảng 4.9: Kết quả dây dẫn tổng 45

Bảng 4.10: Bảng so sánh tiết diện dây tổng tính tay và phần mềm 45

Bảng 4.11: Bảng tra K1 46

Bảng 4.12: So sánh kết quả chọn dây 48

Bảng 4.13: So sánh chọn dây dẫn cho các thiết bị nhóm 1 49

Bảng 4.14: So sánh chọn dây dẫn cho các thiết bị nhóm 2 và 3 50

Bảng 4.15: So sánh chọn dây dẫn cho các thiết bị nhóm 4 và 5 51

Bảng 4.16: So sánh chọn dây dẫn cho các thiết bị nhóm 6 và 7 52

Bảng 4.17: Sụt áp cho phét 53

Bảng 4.18: Công thức tính sụt áp 53

Bảng 4.19: Dòng làm việc lớn nhất của các tủ 54

Bảng 4.20: Các công thức để tính dòng ngắn mạch 62

Bảng 4.21: Sụt áp tại TPPT và TĐL1 64

Bảng 4.22: Sụt áp tại thiết bị trong TĐL1 64

Bảng 4.23: Bảng chọn CB tổng 66

Bảng 4.24: Bảng so sánh CB tổng với phần mềm 66

Bảng 4.25: So sánh chọn CB cho tủ động lực 67

Bảng 4.26: So sánh chọn CB cho các thiết bị nhóm 1 68

Bảng 4.27: So sánh chọn CB cho các thiết bị nhóm 2 69

Bảng 4.28: So sánh chọn CB cho các thiết bị nhóm 3 70

Bảng 4.29: So sánh chọn CB cho các thiết bị nhóm 4 71

Bảng 4.30: So sánh chọn CB cho các thiết bị nhóm 5 72

Bảng 4.31: So sánh chọn CB cho các thiết bị nhóm 6 73

Bảng 4.32: So sánh chọn CB cho các thiết bị nhóm 7 74

Bảng 5.1: So sánh kết quả tụ bù 81

Bảng 5.2: Bảng thông số tụ bù 81

Bảng 7.1:Thông số máy biến áp 92

Bảng 7.2: Bảng thông số tụ bù 99

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Đất nước ta đang trong công cuộc công nhiệp hoá , hiện đại hoá Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng đi cùng với quá trình phát triển kinh tế Do đó đòi hỏi rất nhiều công trình cung cấp điện Đặc biệt rất cần các công trình có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liên tục, phục vụ tốt các nghành trong nền kinh tế quốc dân

Trong đó có lĩnh vực công nghiệp là một trong các ngành kinh tế trọng điểm của đất nước, được Nhà nước và Chính phủ ưu tiên phát triển vì có vai trò quan trọng trong kế hoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020 Thiết kế cung cấp điện cho nghành này là một công việc khó khăn, đòi hỏi sự cẩn thận cao Phụ tải của ngành phần lớn là phụ tải hộ loại 1, 2 đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao

Dưới sự hướng dẫn của thầy Th.S VÕ TẤN LỘC, em được nhận đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí bằng phần mềm Ecodial” Đồ án được thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế ( IEC ) Đây là một đồ án có tính thực tiễn rất cao, chắc chắn sẽ giúp ích cho em rất nhiều trong công việc sau này

Đề tài thực hiện của em gồm có 7 chương, trình bày các bước thực hiện một dự án thiết

kế từ việc khởi tạo dự án cho đến nhập thông số, tính toán kết quả Song song với tính toán trên phần mềm là các phần tính toán thủ công nhằm so sánh kết quả và đưa ra kết luận về kết quả giữa phần mềm và thực tế

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VÀ TÍNH NĂNG CỦA PHẦN

xây dượng và thiết kế bởi

tập đoàn Schnaider Electric

cho việc thiết kế, lắp đặt mạng điện hạ áp Nó cung cấp cho người thiết kế đầy đủ loại nguồn, thư viện linh kiện, các kết quả đồ thị tính toán…và một giao diện trực quan với đầy đủ các chức năng cho việc lắp đặt ở mạng hạ áp Ecodial là chương trình được viết dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế như NFC (Tiêu chuẩn chống sét) UTE-C, IEC (là hai tiêu chuẩn thiết bị và lắp đặt quốc tế) CENELEC R064-003 (Tiêu chuẩn chiếu sáng)…

Phần mềm Ecodial là phần mêm cung cấp đầy đủ các tính năng giúp cho người thiết kế thao tác ngay trên chương trình để hoàn tất các chương trình thiết kế.Ecodial cho phép thiết lập các đặc tính mạch tải cần yêu cầu

Thiết lập sơ đồ đơn tuyến

 Tính toán phụ tải, chọn các chế độ nguồn và bảo vệ mạch

 Lựa chọn kích thước dây dẫn, chọn máy biến áp và nguồn dự phòng

 Tính toán dòng ngắn mạch và độ sụt áp, xác định yêu cầu chọn lọc cho các thiết bị bảo

vệ

 Kiểm các tính nhất quán của thông tin được nhập vào

 Trong quá trình tính toán, Ecodial sẽ báo lỗi bất kỳ các trục trặc nào gặp phải và đưa ra

yêu cầu cần thực hiện

 In trực tiếp các tính toán như các file văn bản khác có kèm theo cả sơ đồ đơn tuyến

Hình 1.1: Giao diện chính của phần mềm

Chức năng của phần mềm

 Ecodial là phần mềm được sử dụng cho việc thiết kế, lắp đặt mạng điện phía hạ áp

 Hỗ trợ người thiết kế giải quyết khối lượng lớn các bài toán về kinh tế - kỹ thuật khá phức tạp và tốn nhiều thời gian

 Ecodial là phần mềm Schneider Electric cho lắp đặt điện, tính toán và lựa chọn thiết bị

 Lắp đặt điện dựa theo tiêu chuẩn và lắp đặt : IEC 60364 and TR50480

 Lựa chọn và cài đặt CB dựa vào các cấp độ

 Điều kiện hoạt động dựa trên cách lắp đặt để tối ưu hóa các nguồn và kích thước cáp

Tiêu chuẩn thông số kĩ thuật

 Mức điện áp: từ 220 - 690 V

 Tần số : 50 hoặc 60 Hz

 Các sơ đồ hệ thống nối đất: IT, TT, TN , TN-C, TN-S

 Nguồn được sử dụng: 4 nguồn chính và các nguồn phụ

 Tính toán và lựa chọn theo tiêu chuẩn: NFC 15100, UTE-C 15500, IEC 947-2, CENELEC R064-003

Giao diện khởi động và làm việc của phần mềm Ecodial 4.8

Giao diện khởi động của Ecodial 4.8

Khởi động phần mềm Ecodial sẽ hiện ra của sổ với giao diện gồm 4 thẻ:

o Projects: Dự án, bao gồm:

 Create a new project: khởi tạo một dự án mới

 Open an exiting project: mở một dự án có sẵn

Hình 1.2: Thẻ Projects _ Giao diện khởi động Ecodial 4.8

Options: phần cài đặt cho phép tăng tốc phần cứng để phần mềm chạy mượt hơn

Hình 1.3: Thẻ Options _ Giao diện khởi động Ecodial 4.8

o About: Các thông tin thêm về phần mềm

o Exit : thoát chương trình

1.4.2 Giao diện làm việc của Ecodial 4.8

Chọn Create a new project để khởi tạo một dự án mới và vào giao diện làm việc của

phần mềm bao gồm 3 thẻ:

o Project parameters:

Hình 1.5:Thẻ Project parameters _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8.

Hình 1.4:Thẻ About _ Giao diện khởi động Ecodial 4.8.

o Electrical network: Thông số Lưới điện, bao gồm:

 Network frequency: Tần số lưới điện, có 2 sự lựa chọn là 50Hz và 60 Hz

 Target cos phi the electrical network: Giá trị hệ số công suất cosɕ mong muốn

của lưới

 Threshold under which the need of compensation won’t be computed: Ngưỡng

mà theo đó sự cần thiết của bù không được tính toán

 Device selection: Sự lựa chọn thiết bị, lựa chọn phân tầng cho thiết bị

 Implement cascading for the final protective devices: Lựa chọn phân tầng cho thiết

bị bảo vệ cuối cùng

 Fuse: Lựa chọn cầu chì

 Fuse technology: Công nghệ cầu chì

 Fuse size alone or with fuse carrier: Cầu chì đơn hay cầu chì có giá mắc cầu chì

 LV cable: Cáp hạ thế, bao gồm việc lựa chọn tiết diện dây tối đa, giảm cấp dây trung tính, nhiệt độ môi trường, độ sụt áp cực đại cho phép

Hình 1.6:Electrical network _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8.

Hình 1.7:Device selection _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8.

Hình 1.8: Fuse _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8.

 BTS: Thanh dẫn, bao gồm việc lựa chọn nhiệt độ môi trường, độ sụt áp cực đại cho phép

 Load characteristics: Đặc tính tải, chọn độ sụt áp cho các loại tải: tải chung, động cơ, chiếu sáng, ổ cắm

o Design and sizing: thiết kế dự án

 Source: Nguồn – Chọn lựa các loại nguồn: Nguồn cấp từ lưới trung thế, máy phát, nguồn bất kỳ, tụ bù

 Distribution: Mạng phân phối – Chọn lựa các hình thức phân phối: Thanh cái, thanh dẫn nằm ngang, trục xuyên tầng

 BTS lighting: Thanh dẫn cho chiếu sáng

 Feeder circuit: Các loại mạch đầu ra

 Transformer LV/LV: Biến áp hạ/hạ

 Coupler: Chọn kiểu ghép nối

 Load: Lựa chọn loại tải, tải chung, tải động cơ, tải chiếu sáng, ổ cắm

Hình 1.10: BTS _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8.

Hình 1.11: Thẻ Design and sizing _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8

o Report : Xuất kết quả

 Report language: Lựa chọn ngôn ngữ của file xuất ra – Tiếng Anh, Tây Ban

Nha, Pháp

 Generate: Bắt đầu xuất kết quả

o Export report: Xuất kết quả, gồm 1 file word và 1 file hình ảnh (sơ đồ đơn tuyến

của toàn dự án)

Thư viện thiết lập sơ đồ đơn tuyến

 MT Source: Nguồn từ lưới điện qua máy biến áp

 Synchronuos Generator: Nguồn lấy từ máy phát

 BT Suorce: Nguồn lấy từ thanh cái

 Capacitor: Nguồn tụ bù

o Distribution: Thư viện thanh cái

 Busbar: Thanh cái

 Horizontal distribution BTS: Thanh cái ngang

 BTS riser: Thanh cái đứng

Hình 1.12: Thẻ Report _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8

o BTS lighting: BTS chiếu sáng

 BTS socket only: Chuôi đèn đơn

 BTS lighting only: Bóng đèn đơn

 BTS lighting: Thanh dẫn chiếu sáng

o Feeder circuit: Cơ cấu đóng cắt bảo vệ:

 CB cable switch interconnection: CB cáp công tắc kết hợp

 CB cable Cb interconnection: Hai CB bảo vệ cáp

 Switch interconnection: Công tắc đơn

 CB interconnection: CB đơn

 CB cable interconnection : Một CB và cáp

 CB cable BTS interconnection: Một CB bảo vệ thanh dẫn

và cáp

 Khởi động phần mềm Ecodial, khởi tạo một dự án mới

 Thiết kế sơ đồ đơn tuyến dựa vào thông số phụ tải đã nắm được khách hàng cung cấp

từ trước.(Lưu ý các hệ số đồng thời Ks của các thiết bị trong cùng một nhóm, hai hay nhiều nhóm khác nhau có hệ số đồng thời Ks sẽ chung một thanh cái)

 Nhập thông số phụ tải cho các thiết bị bao gồm các giá trị:

Công suất biểu kiến Sr (KVA) hoặc công suất tác dụng Pr(KW)

Hình 1.13:Nhập thông số cho phụ tải

 Các thông số

Giá trị hệ số công suất (P.F.)

Hệ số sử dụng Ku

Số lượng thiết bị (Nbr.of ciicuts)

Loại tải: 1 pha, 2 pha hay 3 pha

Số thứ tự pha nếu chọn tải 2 phá hoặc 1 pha

 Nhập thông số dây dẫn cho trước

 Chọn vị trí dây dẫn nhập thông số

 Chọn loại dây dẫn là cáp hay thanh dẫn ( Change to )

 Chiều dài dây dẫn vị trí đã chọn tính theo đơn vị mét (Cable length)

 Loại vật liệu làm dây pha và PE đồng hoặc nhôm (conductor metal of)

 Loại cách điện của dây dẫn , có nhiều loại để người thiết kế lựa chọn như: XLPE, PVC, Halogen free 70𝑜C , Halogen free 90𝑜C , Rubber 85𝑜C…

 Lựa chọn loại dây dẫn (Live conductors): nột lõi (Single-core), nhiều lõi (mutil-core) hoặc Insulated

Hình 1.14:Nhập thông số cho dây dẫn

 Installation method là phần lựa chọn một số thông số liên quan tới các hệ số ảnh hưởng

K do kiểu lắp đặt, nhiệt độ môi trường lắp đặt và số mạch đi chung với vị trí dây dẫn đang nhập thông số Lựa chọn và điền đầy đủ các thông số bằng cách dựa vào yêu cầu lắp đặt của khách hàng

 Installation systeam: Cài đặt hệ thống

 Layout of circuits: Bố trí mạch

 Results: Kết quả cách lắp đặt

 Chọn thông số máy biến áp (nếu có) , các cấp máy biến áp được sử dụng trong Ecodial là: 160, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150 (KVA)

 Nhập các giá trị đồng thời ở các thanh cái

 Kiểm tra lại và cho phần mềm tính toán, xuất kết quả

 So sánh kết quả giữa việc tính toán thủ công và tính toán bằng Ecodial để có sự khác biệt và đồng thời đánh giá độ chính xác và sửa lỗi sai

 Đưa ra nhận xét và đánh giá

Hình 1.15:Chọn dây dẫn

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN

Tổng quan cung cấp điện

Đối với cuộc sống sinh hoạt và làm việc của con người thì điện năng là nguồn năng lượng không thể thiếu Nó được sủ dụng trong tất cả các lĩnh vực từ công nghiệp dịch dụ cho đến sinh hoạt hằng ngày của con người chúng ta Trong tương lai điện năng sẽ có nhu cầu cao hơn nữa và chúng ta sẽ có những giải pháp để tạo ra điện năng Hiện nay có rất nhiều cách để sản xuất ra điện năng nhưng do nhu cầu tăng cao nên đây là vấn đề lớn cho việc tao ra điện năng

Điện năng được sản xuất từ:

+ Nhà mày điện: Năng lượng gió, mặt trời, nước, khí nóng…

+ Phản ứng hóa học

+ Với động cơ pít tông

+ Bảng tế bào quang điện voltaic

Có thể nói rằng ngày nay không một quốc gia nào trên thế giới không sản xuất và tiêu thụ điện năng, và trong tương lai thì nhu cầu của con người về nguồn năng lượng đặc biệt này sẽ vẫn tiếp tục tăng cao Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn trong phát triển kinh tế, xã hội Số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt động thương mại, dịch vụ, gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất và tiêu dùng ở nước ta tăng lên đáng kể và dự báo sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những năm tới

Do đó mà hiện nay chúng ta đang rất cần đội ngũ những người am hiểu về điện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cải tạo và sửa chữa lưới điện nói chung, trong đó có khâu thiết kế hệ thống cung cấp điện

Mục tiêu thiết kế

 Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

 Đảm bảo trang thiết bị vận hành đáp ứng yêu cầu sử dụng

 Đảm bảo phù hợp với các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam và thế giới

 Đáp ứng được một hệ thống toàn diện

 Đạt được các nhu cầu chức năng cần thiết

 Đảm bảo sự ảnh hưởng của các yếu tố xung quanh

Những yêu cầu cần thiết khi thiết kế một hệ thống cung cấp điện

Thiết kế hệ thống cung cấp điện như một tổng thể và lựa chọn các phần tử cửa hệ thống sao cho các phần tử này đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, vận hành an toàn và kinh tế Trong đó là đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao cho phụ tải với chất lượng điện năng tốt nhất

Một phương án cung cấp điện được xem là hợp lý và hiệu quả khi thỏa mãn các yêu càu sau:

 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất hộ tiêu thụ

 Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

 Đảm bảo chất lượng điện năng mà chủ yếu là đảm bảo độ lệch và độ dao động của điện áp và tần số trong giới hạn cho phép

 Vốn đầu tư nhỏ, chi phí vận hành hằng năm thấp

 Thuận tiện cho công tác vận hành và sửa chữa

Những yêu cầu trên thường mâu thuẫn nhau, nên người thiết kế ần phải cân nhắc kết hợp hài hòa giữa các yêu cầu tùy vào hoàn cảnh cụ thể

Ngoài ra khi thiết kế cung cấp điện cần chú ý các yêu cầu khác như: Hướng phát triển của phụ tải trong tương lai, rút ngắn thời gian xây dựng…

Một số vấn đề cần tìm hiểu trước khi thiết kế

 Mục đích sử dụng công trình, kiến trúc, kết cấu và nguồn điện cung cấp cho

công trình

 Các yếu tố ảnh hưởng bên ngoài tác dộng lên thiết bị

 Sự tương hợp giữa các thiết bị

 Khả năng bảo dưỡng, sữa chữa trong vận hành.Khả năng cung cấp kinh phí

Nguồn cung cấp điện

 Cần tính toán, xác định nhu cầu công suất cảu toàn bộ phân xưởng trong đó cần

chú ý đến hệ số đồng thời

 Cần tìm hiểu lướt điện cấp cho toàn phân xưởng

 Xác định đặc tính nguồn điện để có phương án dự phòng hoặc đảm bảo an toàn

khi có sự cố xảy ra

Phân chia mạch điện

 Trang bị điện công trình phải chia thành nhiều nhánh để hạn chế sự cố xảy ra

cho toàn phân xưởng

 Tạo điều kiện cho việc thử nghiệm, kiểm tra, duy trì và sửa chữa

 Hạn chế dòng rò trong mỗi nhóm

Các bước thiết kế cung cấp điện

 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng để đánh giá nhu cầu sử dụng và chọn

phương pháp cung cấp điện

 Xác định phương án về nguồn điện, cấp điện trạm hạ áp, vị trí đặt trạm…

 Xác định cấu trúc mạng

 Chọn thiết bị

 Tính toán chống sét và hệ thống nối đất Các yêu cầu kỹ thuật khác của phân xưởng

Tính toán các chi phí kinh tế kỹ thuật cụ thể đối với mạng lưới điện sẽ thiết kế

Lưới điện và lưới cung cấp điện

Hệ thống điện bao gồm ba phần quan trọng: Nguồn điện, truyền tải điện và tiêu thụ điện

 Nguồn điện: được sản xuất từ các nhà máy điện và các trạm phát điện

 Truyền tải điện: để cung cấp điện cho hộ tiêu thụ thì chúng ta sử dụng lưới điện, lưới điện bao gồm đường dây và trạm biến áp

 Các cấp điện áp của lưới điện nước ta hiện nay: 0.4kv, 6kv, 10kv, 22kv, 35kv, 110kv, 220kv, và 500kv

 Căn cứ vào điện áp thì chúng ta chia lưới điện thành 4 cấp: Siêu cao áp ( 500kv ), cao áp ( 220kv, 110kv ), trung áp ( 35kv, 22kv, 10kv, 6kv ) và lưới điện hạ áp ( 0.4kv )

 Chúng ta cũng có thể căn cứ vào loại tải để chia các cấp lưới điện như công nghiệp nông nghiệp hay đô thị…

 Tiêu thụ điện: Bao gồm tất cả các đối tượng sử dụng điện năng trong các lĩnh vực kinh tế và đời sống công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thông vận tải, thương mại, dịch vụ, phục vụ sinh hoạt hằng ngày…

Những yêu cầu đối với phương án cung cấp điện

Khi thiết kế một hệ thống cung cấp điện thì chắc chắn chúng ta phải đáp ứng được các yêu cầu sau đây:

Độ tin cậy cung cấp điện

Đảm bảo tính cung cấp điện liên tục phụ thuộc vào hộ sử dụng điện

 Ngoài ra còn làm mất trật tự trị an và ảnh hưởng đến chính trị,quốc tế như các loại phụ tải là các đại sứ quán,các công trình văn hoá công cộng…

 Hộ loại 2:

 Đây là loại phụ tải nếu mất điện sẽ gây thiệt hại về kinh tế như sản xuất sản phẩm

bị thiếu hụt ,thứ phẩm tăng ,gây ra lãng công và không sử dụng hết công suất thiết bị

 Hộ loại 3:

 Là loại phụ tải cho phép mất điện,đó là các công trình dân dụng,công trình phúc lợi,khu dân cư…

Chất lượng điện

 Chất lượng điện ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình sản xuất hiện đại

 Chất lượng điện năng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình vận hành và tuổi đời của thiết bị, là mối quan tâm hàng đầu của các nhà sản xuất thiết bị

 Yêu cầu cung cấp cho khách hàng chất lượng điện cao nhất là mục tiêu của các điện lực, mối quan tâm của xã hội đến chất lượng điện ngày càng được nâng cao

 Tóm lại, chất lượng điện là của mọi bên, từ các điện lực, khách hàng cho đến các nhà sản xuất, chế tạo thiết bị và của xã hội

 Chất lượng điện phụ thuộc vào tần số (f) và điện áp (u) muốn chất lượng điện tốt chúng ta cần phải cho trị số của tần sso và điện áp ở mức cho phép và hợp lý nhất

Kinh tế

Vốn đầu tư cho một phân xưởng bao gồm tiền mua vật tư, mua thiết bị tiền

vận chuyển, thí nghiệm, thử nghiệm, tiền mua đất đai, khỏa sát thiết kế, lắp đặt và nghiệm thu… Phí vận hành hành bao gồm các khoản tiền chi phí trogn quá trình vận hành như: Tiền lương cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật, công nhân vận hành, bảo dưỡng định kỳ, tiền sửa chữa bảo tri,…

Hai khoản chi phí này thường mẫu thuẫn với nhau vì khi vẫn đầu tư cao tức máy móc hiện đại và chất lượng cao thì sẽ trừ được chi phí vận hành sửa chữa bảo trì

An toàn

An toàn là vấn đề bắt buộc và quan trọng trong các lĩnh vực đặc biệt đối với lĩnh vực

điện Bảo vệ tính mạng con người và tài sản cho phân xưởng làm việc, phải tuân thủ các nội quy an toàn của phân xưởng trước khi bắt tay vào công việc để hiệu quả công việc một cách cao nhất

Giới thiệu phân xưởng cơ khí

- Vị trí: Nằm ở số 546-Tĩnh lộ 7-xã An Tây-Thị xã Bến Cát-Tĩnh Bình Dương

- Tổng diện tích: S = 60m × 30m = 1800 𝑚2

- Chiều cao: 7m

- Phân xưởng được xây dựng trên nền đất khô pha cát

- Mặt bằng được chia thành ba khu:

Sơ đồ mặt bằng và số liệu ban đầu của phân xưởng

 Số liệu ban đầu

- Tổng phân xưởng gồm 48 thiết bị, và có các thông số sau:

Bảng 2.1: Số liệu ban đầu của thiết bị

2C Máy mài sắt vạn

Hiệu suất cosφ

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH PHỤ TẢI

Định nghĩa về phụ tải

Phụ tải điện là số liệu ban đầu để giải quyết những vấn đề tổng hợp kinh tế kỹ

thuật phức tạp khi thiết kế mạng điện Xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên khi thiết kế hệ thống nhằm mục đích vạch ra sơ đồ, lựa chọn và kiểm tra các phần tử của mạng điện như: máy phát, đường dây, máy biến áp và các chi tiêu kinh tế kỹ thuật Tùy theo yêu cầu sử dụng mà ta có các loại đồ thị phụ tải khác nhau: đồ thị phụ tải tác dụng P(t) , đồ thị công suất phản kháng Q(t) , đồ thị điện năng tiêu thụ A(t) , Nếu phân theo thời gian để khảo sát thì ta có đồ thị phụ tải hằng ngày, hàng tháng, hàng năm

Chế độ làm việc của phụ tải

Có 3 chế độ:

 Chế độ dài hạn

Chế độ trong đó nhiệt độ của TB tăng đến giá trị xác lập và là hằng số không phụ thuộc vào sự biến đổi của công suất trong khoảng thời gian bằng 3 lần hằng số thời gian phát nóng của cuộn dây Phụ tải có thể làm việc với đồ thị bằng phẳng với công suất không đổi trong thời gian làm việc (quạt gió, các lò điện trở…) hoặc đồ thị phụtải không thay đổi trong thời gian làm việc

độ của môi trường xung quanh Đặc trưng bằng hệ số đóng điện ε%

 td – thời gian đóng điện của thiết bị

 t0 – thời gian nghỉ

 Tc – là một chu kỳ công tác và phải nhỏ hơn 10 phú

Thông số các thiết bị phân bố theo nhóm

Với phân xưởng có quá nhiều thiết bị thì chúng ta sẽ chia nhóm phù hợp nhằm để đáp ứng được sự ổn định cung cấp điện, chia thành 7 nhóm tải trong đó có 6 nhóm động lực và 1 nhóm chiếu sáng

Bảng 3.1: Thông số thiết bị theo nhóm

3

0.7

20A Máy tiện ren 1 0.96 0.73 0.4 7.5 0.7521B Máy phay đa năng 1 0.89 0.73 0.4 2.2 0.7512A Máy phay đa năng 1 0.89 0.73 0.4 2.2 0.752D Máy bơm 1 0.89 0.75 0.4 3 0.7515A Máy xọc 1 0.9 0.75 0.4 4 0.7518A Búa khí nén 1 1 0.73 0.4 10 0.7513A Quạt 1 0.91 0.73 0.4 3 0.814A Biến áp hàn 1 1 0.73 0.4 10 0.84.28 Tải dự phòng 3 1 0.75 0.4 2.25 0.7522A Máy bào ngang 1 0.99 0.73 0.4 11 0.7517B Máy bào ngang 1 0.99 0.73 0.4 11 0.7517C Máy mài 1 0.86 0.75 0.4 2.2 0.815B Máy mài 1 0.86 0.75 0.4 2.2 0.88A Máy khoan bàn 1 0.8 0.73 0.4 1.1 0.89A Quạt 1 0.91 0.73 0.4 3 0.810A Máy xọc 1 0.91 0.73 0.4 3 0.85.28 Tải dự phòng 3 1 0.75 0.4 2.25 0.751B Máy doa ngang 1 0.9 0.75 0.4 4 0.752E Máy doa ngang 1 0.9 0.75 0.4 4 0.7518B Máy mài tròn 1 0.93 0.75 0.4 7.5 0.811B Máy mài trong 1 0.91 0.73 0.4 3 0.7514C Máy mài dao cắt gọt 1 0.93 0.73 0.4 4 0.7514B Cưa tay 1 0.86 0.75 0.4 2.2 0.811C Cưa tay 1 0.86 0.75 0.4 2.2 0.811A Máy tiện tự động 1 0.92 0.75 0.4 5.5 0.819D Máy tiện tự động 1 0.92 0.75 0.4 5.5 0.86.28 Tải dự phòng 3 1 0.75 0.4 2.25 0.75

Kí hiệu Vị trí chiếu sáng Diện tích Uđm cosphi Ks tc

A Kho thành phẩm 494 0.4 0.86

B Văn phòng 240 0.4 0.86

C Phân xưởng cơ khí 1066 0.4 0.86

Ku Nhóm

Kí hiệu

trên

MB

Tên thiết bị số lượng

thiết bị Hiệu suất cosphi

Uđm Pđm

Ks than

h cái

2414

 Vị trí tối ưu của các tủ phân phối hay tủ động lực được xác định dựa theo tâm phụ tải và được xác định theo công thức

X = ∑ Xi∗Pi

∑ Pi và Y = ∑ Yi∗Pi

∑ Pi Trong đó:

Xi , Yi : tọa độ của điệm tải thứ i;

Pi : công suất của điểm tải i

X , Y : tọa độ của trạm biến áp phân phối

Ta tiến hành tính tâm phụ tải của từng nhóm:

Tọa độ tâm phụ tải: (15.42 ; 6)

Tương tự cho như vậy ta có thể xác định tâm phụ tải cho các nhóm còn lại:

29.55+33.45+40.15+44.15+35.75+40.15 = 30.9 (m)

YT = P1 ∗Y1+P2∗Y2+P3∗Y3+P4∗Y4+P5∗Y5+P6∗Y6

P1+P2+P3+P4+P5+P6 = 29.55∗1+33.45∗1+40.15∗1+44.15∗29+35.75∗29+40.15∗29

29.55+33.45+40.15+44.15+35.75+40.15 = 16.06 (m) Tọa độ tâm phụ tải: (30.9 ; 16.06)

Ta thể hiện tọa độ tâm phụ tải như hình vẽ:

Vị trí MBA

Các yêu cầu khi đặt MBA:

 An toàn và liên tục cung cấp điện

 Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho cách đi dây

 Thao tác lắp đăt, vân hành, quản lý dễ dàng

 Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ

 Có tính đến sự phát triển của hệ thống cung cấp điện

 Trong thực tế, việc đạt tất cả các yêu cầu trên là rất khó khăn, do đó cần xem xét và cân nhắc kĩ các điều kiện thực tế để chọn phương án tốt nhất

 Do đó ta sẽ chọn vị trí MBA theo sơ đồ mặt bằng như phía dưới:

Hình 3.1: Vị trí các tủ sau khi tính toán

Sơ đồ đặt MBA và các Tủ

Do thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành sửa chữa, không gây cản trở lối đi và phải

an toàn cho người sử dụng nên ta dời các tủ theo tọa độ sau: TĐLl (17.5 ; 1), TĐL2 (29.5 ; 1), TĐL3 (41 ; 1), TĐL4 (16.5 ; 29), TĐL5 (33.5 ; 29), TĐL6 (45.5 ; 29), TPPT (2 ; 9)

Hình 3.2: Sơ đồ đặt MBA và Tủ

Hình 3.3: Sơ đồ mạng trục chính

Phương án cung cấp điện

Các phương án

 Sơ đồ mạng trục chính:

- Các phụ tài được đấu nối chung từ một đường trục

- Chi phí đầu tư, bảo dưởng, vận hành cao, độ tinh cậy cung cấp điện thấp

- Thường xảy ra sự cố trên đường dây

- Có nhiều mối nối phụ tải phụ thuộc vào nhau

Hình 3.4: Sơ đồ mạng hình tia

Hình 3.5: Sơ đồ mạch vòng

 Sơ đồ mạng hình tia:

- Mỗi phụ tải được cung cấp một đường dây riêng biệt

- chi phí vận hành, bào dưởng, đầu tư cao

- Độ tinh cậy cung cấp điện cao

- Các phụ tải không phụ thuộc vào nhau

- Dễ lắp đặt thêm đường dây dự phòng

 Sơ đồ mạch vòng:

- Các phụ tải được cung cấp điện từ các nguồn khác nhau

- Chi phí đàu tư, bào dưởng, vận hành cao

- Độ tinh cậy cung cấp điên cao nhât

- Khó trong việc lựa chon thiết bị

Phân tích và lựa chọn sơ đồ cấp điện cho phân xưởng

Mạng điện hạ áp ở đây được hiểu là mạng động lực hoặc chiếu sáng trong phân xưởng với cấp điện áp thường là 380/220 (V)

Sơ đồ nối dây của mạng động lực có hai dạng cơ bản là mạng hình tia và mạng phân nhánh và ưu khuyết điểm của chúng như sau:

 Sơ đồ hình tia có ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cấp từ một đường dây, do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động động hóa cao dễ vận hành bảo quản

 Khuyết điểm của nó là vốn đầu tư lớn, vì vậy sơ đồ nối dây hình tia được dùng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại 1 và loại 2

 Sơ đồ phân nhánh có ưu khuyết điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia vì vậy loại

sơ đồ này được dùng khi cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại 2 và 3

 Trong thực tế người ta thường kết hợp hai dạng sơ đồ cơ bản đó thành những sơ

đồ hỗn hợp để nâng cao độ tin cậy và linh hoạt của sơ đồ người ta thường đặt các mạch dự phòng chung hoặc riêng

Với ưu nhược điểm của các loại sơ đồ như trên ta nhân thấy với những đặc điểm của phân xưởng và để đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật ta lựa chọn phương án cung cấp điện bằng sơ đồ hình tia để cấp điện cho phân xưởng

Hình 3.6: Sơ đồ mạng điện hình tia