Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sử dụng phần mềm e design

Sử dụng phần mềm tính, chọn thiết bị cung cấp điện cho phân xưởng.. Một trong những phần mềm mới nhất hiện nay là E-Design, một phần mềm thiết kế cung cấp điện do hãng ABB phát triển dựa

Trang 1

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 E-DESIGN

NHÓM SINH VIÊN:

ĐỖ HỒNG SINH 15042681 BÙI NGUYỄN ANH TUẤN 15038581

TP HCM, NĂM 2019

Trang 2

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài

(1): Đỗ Hồng Sinh MSSV: 15042681 (2): Bùi Nguyễn Anh Tuấn MSSV: 15038581

2 Tên đề tài

Sử dụng phần mềm E-design tính cung cấp điện cho phân xưởng

3 Nhiệm vụ (Nội dung và số liệu ban đầu)

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 cho phân xưởng

Trang 3

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 tính CB

Nâng cao hệ số công suất phụ tải

Thiết kế chống sét an toàn cho phân xưởng

Sinh viên

Trưởng bộ môn

Trang 4

-

Trang 5

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG viii

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ix

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM E-DESIGN 1

1.1 Giới thiệu phần mềm 1

1.2 Tính năng phần mềm 2

1.2.1 Khởi tạo một dự án 2

1.2.2 Sử dụng phần mềm thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng: 7

1.2.3 Cài đặt thông số đường dây: 11

1.2.4 Tính toán và chọn thiết bị bảo vệ: 17

1.2.5 Xem và chỉnh sửa kết quả: 20

1.2.6 Kiểm tra đặc tuyến bảo vệ: 22

1.2.7 Nâng cao hệ số công suất: 23

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN 25

2.1 Giới thiệu phụ tải điện 25

2.2 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng 25

2.3 Thông số thiết bị 27

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH PHỤ TẢI ĐIỆN 31

3.1 Xác định tâm phụ tải và vị trí đặt các tủ động lực 31

3.2 Chọn phương án cung cấp điện 32

3.2.1 Chọn nguồn cấp 32

Trang 6

3.2.3 Chọn sơ đồ nối đất cho phân xưởng 33

3.2.4 Sơ đồ nguyên lí mạng điện của phân xưởng 34

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO PHÂN XƯỞNG 35

4.1 Sử dụng phần mềm tính toán cho phân xưởng 35

4.2 Xác định phụ tải tính toán 39

4.3 Chọn máy biến áp, máy phát cho phân xưởng 43

4.4 Chọn dây dẫn cho phân xưởng 44

4.5 Tính dòng ngắn mạch 48

4.6 Chọn CB bảo vệ 50

4.7 Xác định độ sụt áp 51

CHƯƠNG 5 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 55

5.1 Ý nghĩa của nâng cao hệ số công suất cho phụ tải 55

5.2 Các phương pháp nâng cao hệ số công suất 55

5.3 Nâng cao hệ số công suất cho phụ tải 56

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ CHỐNG SÉT VÀ ĐIỆN CỰC NỐI ĐẤT CHO PHÂN XƯỞNG 58

6.1 Thiết kế chống sét cho phân xưởng 58

6.1.1 Kiến thức cơ bản về sét 58

6.1.2 Tính toán chống sét cho phân xưởng 59

6.2 Thiết kế điện cực nối đất cho phân xưởng 61

CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN 63

7.1 Nhận xét chung 63

7.2 Kết quả tính toán và chọn thiết bị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

LỜI CẢM ƠN 78

Trang 7

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Giao diện tải xuống phần mềm 2

Hình 1.2 Mô tả khái quát dự án 2

Hình 1.3 Chọn sơ đồ đơn tuyên single line diagram 3

Hình 1.4 Chọn mạng điện và tiêu chuẩn thiết kế 4

Hình 1.5 Chọn layout hiện thị bản vẽ 4

Hình 1.6 Chương trình hiện thị nguồn điện cung cấp 5

Hình 1.7 Giao diện thiết kế 6

Hình 1.8 Nguồn sơ đồ đơn tuyến được khởi tạo 8

Hình 1.9 Tạo nhóm phụ tải 9

Hình 1.10 Các nhóm phụ tải được vẽ xong 9

Hình 1.11 Nguồn dẫn của nhóm 10

Hình 1.12 Khởi tạo một phụ tải 11

Hình 1.13 Giao diện cung cấp điện một phụ tải 12

Hình 1.14 Các thông số hiệu chỉnh đường dây 14

Hình 1.15 Hiệu chỉnh cài đặt đường dây 15

Hình 1.16 Giao diện cài đặt tải 16

Hình 1.17 Giao diện tính toán 18

Hình 1.18 Bảng thông tin phụ tải 20

Hình 1.19 Tùy chọn CB dây dẫn hay các thiết bị phụ trợ khác 21

Hình 1.20 Hiệu chỉnh thông số CB 21

Hình 1.21 Đường ngắn mạch 22

Hình 1.22 Đường quá tải 22

Hình 1.23 Lấy tụ bù 23

Hình 1.24 Hiệu chỉnh thông số tụ bù 23

Hình 2.1 Sơ đồ mặt bằng của phân xưởng 26

Hình 3.1 Sơ đồ nối đất mạng TN-S 33

Hình 3.2 Sơ đồ đơn tuyến của phân xưởng 34

Hình 4.1 Khởi tạo dự án tính toán cung cấp điện 35

Trang 8

Hình 4.3 Xây dựng các phụ tải trong nhóm 36

Hình 4.4 Hiệu chỉnh thông số phụ tải 36

Hình 4.5 Hiệu chỉnh thông số đường dây 37

Hình 4.6 Hiệu chỉnh phương pháp lắp đặt và số mạch đi chung 37

Hình 4.7 Giao diện tính toán của phần mềm 38

Hình 4.8 Kết quả tính toán của phần mềm 38

Hình 5.1 Dung lượng bù 57

Hình 5.2 Sơ đồ bù công suất phản kháng 57

Hình 6.1 Sơ đồ lắp đặt kim thu sét 60

Hình 6.2 Mạch vòng nối đất dưới móng nhà 62

Hình 7.1 Sơ đồ đơn tuyến của phân xưởng 64

Hình 7.2 Sơ đồ đi dây toàn phân xưởng 65

Hình 7.3 Kết quả phần mềm cho TĐL 1 70

Hình 7.9 Kết quả phần mềm cho TPP 76

Trang 9

Bảng 1.2 Bảng hệ số phụ thu Kq 24

Bảng 2.1 Thông số nhóm phụ tải 1 27

Bảng 3.1 Tâm phụ tải 31

Bảng 3.2 Tọa độ của các tủ động lực 32

Bảng 4.1 Kết quả tính toán phụ tải nhóm 1 40

Bảng 4.2 Dòng tính toán của các thiết bị trong nhóm 1 45

Bảng 4.3 So sánh kết quả chọn tiết diện dây dẫn 47

Bảng 4.4 Các công thức tính dòng ngắn mạch 48

Bảng 4.5 Tính toán ngắn mạch đến TĐL1 49

Bảng 4.6 Ngắn mạch tại thiết bị trong TĐL1 50

Bảng 4.7 So sánh kết quả chọn CB 51

Bảng 4.8 So sánh độ sụt áp 54

Bảng 7.1 Chọn dây và CB bảo vệ cho tủ phân phối 66

Bảng 7.2 Chọn dây và CB bảo vệ cho tủ động lực 1 66

Trang 10

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

Công nghiệp là một trong các ngành kinh tế trọng điểm của đất nước, được Nhà nước và Chính phủ ưu tiên phát triển trong kế hoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại vào năm 2020 Thiết kế cung cấp điện cho nghành này là một công việc khó khăn, đòi hỏi sự cẩn thận, tỉ mĩ cao cũng như yêu cầu người thiết kế phải xử lí khối lượng dữ liệu lớn một cách chính xác và có hệ thống Nhằm giúp cho người kĩ sư thiết kế nhanh chóng cũng như đưa ra kết quả nhanh, tin cậy, các phần mềm Thiết kế cung cấp điện ra đời Một trong những phần mềm mới nhất hiện nay là E-Design, một phần mềm thiết kế cung cấp điện do hãng ABB phát triển dựa theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau, phục vụ trên phạm vi rộng các đối tượng thiết kế cung cấp

ở hai cấp điện áp trung thế và hạ thế

Dưới sự gợi ý, hướng dẫn ban đầu của thầy Võ Tấn Lộc, nhóm em quyết định thực hiện Đồ án “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sử dụng phần mềm E-design” nhằm giúp mọi người và bản thân có thể nắm vững các thao tác sử dụng cũng như ứng dụng được phần mềm E-design vào tính toán thực tế

Đồ án bao gồm 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

Trang 11

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM E-DESIGN

1.1 Giới thiệu phần mềm

E-design là một phần mềm của hãng ABB dành cho việc thiết kế và tính toán mạch điện đơn tuyến cho dự án điện áp thấp và trung bình Phần mềm cho phép lựa chọn các thiết bị bảo vệ và kiểm tra khả năng liên kết bảo vệ của chúng

E-design là phần mềm chuyên dụng dành cho tất cả kỹ sư, chuyên gia trong ngành điện như là công cụ thiết kế nhanh chóng và đơn giản, các chức năng có trong phần mềm bao gồm:

 Vẽ sơ đồ mạch đơn tuyến

 Vẽ sơ đồ mạch phụ trợ

 Tính toán dòng điện và điện áp rơi

 Tính toán ngắn mạch

 Xác định dây dẫn

 Tính toán thiết bị bảo vệ

 Thiết lập và điền phối thiết bị bảo vệ

 Kiểm tra bảo vệ cáp in sơ đồ đơn tuyến và các tài liệu của dự án

Chương trình có thể tính toán ở mạch điện sau:

 Mạch trung thế: V <36kV, 50/60Hz

 Mạch hạ thế: V<1kV, 50/60Hz

 Mạng điện ba pha có hoặc không có dây trung tính (N), mạng hai pha, mạng một pha

Hệ thống phân phối: TT, TN-S, TN-C, IT

Dowload phần mền và các tài liệu sử dụng tại trang web:

https://new.abb.com/low-voltage/support/software/e-design

Trang 12

Hình 1.1 Giao diện tải xuống phần mềm

Trang 13

Hình 1.3 Chọn sơ đồ đơn tuyên single line diagram

Đầu tiên ta điền tên dự án vào ô “Project”, điền các mô tả vào ô “Description”

và tên người thiết kế vào ô “Customer”

Tiếp theo, phần mềm cho ta hai lựa chọn: Thiết kế theo sơ đồ đơn tuyến (single line diagram) và sơ đồ đa tuyến (switchboard confuguration) Trong dự án này ta chọn single line diagram

Tiếp theo trong bảng “standards and power supply”, ta chọn tiêu chuẩn thiết

kế và loại nguồn cung cấp

Chọn tiêu chuẩn thiết kế: Phần mềm cung cấp cho ta nhiều tiêu chuẩn cung cấp điện khác nhau, trong dự án này ta thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí theo tiêu chuẩn quốc tế nên ta chọn hai tiêu chuẩn: IEC 60909-1 và IEC 60364

Chọn nguồn cung cấp: Phần mềm cung cấp cho ta các tùy chọn nguồn cung cấp như nguồn cấp điện áp thấp (LV), nguồn cấp trung áp (MV), và các nguồn cấp bằng máy phát điện (Genset) Trong dự án này ta thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nên chọn nguồn cấp điện áp thấp (power supply LV)

Trang 14

Hình 1.5 Chọn layout hiện thị bản vẽ

Tiếp theo trong cưa sổ “layout” ta có các kiểu hiện thị sơ đồ đơn tuyến trong

khung thiết kế Để tối đa không gian làm việc ta chọn “A3 11 columns”

Hình 1.4 Chọn mạng điện và tiêu chuẩn thiết kế

Trang 15

Hình 1.6 Chương trình hiện thị nguồn điện cung cấp

Tiếp đến trong cửa sổ “Power supply LV” sẽ hiện thị các thông số của nguồn cung cấp

“Sk”, “Ik”: Công suất và dòng ngắn mạch của nguồn cung cấp Nếu không có số

liệu cụ thể thì ta để mặc định theo phần mềm

Trong phần “LV section default values” ta lựa chọn điện áp nguồn

(24V-1000V), sơ đồ mạng điện (TT, TN-C, TN-S, IT), tần số của nguồn cung cấp (50/60Hz) Trong dự án này ta thiết kế cho phân xưởng sử dung nguồn ba pha nên chọn điện áp nguồn là 400V, mạng điện TN-S, tần số 50Hz

Tổng quan về giao diện thiết kế:

Trên giao diện thiết kế có các mục sau:

Khu vực “Toolbar” chứa các lệnh cho việc tạo và chỉnh sửa dự án chia thành

các Tab nhỏ (Home, Medium-Voltage Symbols,Low-Voltage Symbols, Enclosures

configuration tool) Thanh ghi trạng thái chứa các lệnh nhất định thông thường như là Paste, Copy, Cut, Next page, Previsous page, zoom…

Trang vẽ dự án là nơi thiết kế dự án trong khung hình (workspace)

Trang 16

Hình 1.7 Giao diện thiết kế

Khái quát các Tab quan trọng dùng để thiết kế một dự án:

LOW-VOLTAGE SYMBOLS tab:

Chứa các lệnh thành phần để vẽ sơ đồ hạ áp

 Tab “Connection” gồm Busbar, connections, cross-reference

 Tab “Power Suppliers” gồm các nguồn cung cấp lưới điện, máy phát, UPS, Transformer

 Tab “Power Devices” là các thiết bị trong mạch điện CB, RCB, cầu chì, contactor…

 Tab “Wirings” là đường dây kết nối như “cable, busway”

 Tab “Loads” chứa các icon tải cho hệ thống

 Tab “Other Device” cho phép lựa chọn vào mạng lưới các thiết bị phụ trợ cho đo lường, điều khiển, tiếp điểm…

Trang 17

Medium-voltage tab: Tab này chứa tất cả thành phần cho vẽ mạng điện trung

thế như Busbar, máy phát, máy biến áp tương tự như trong tab “Low voltage symbol”

Enclosures Configurator Tool: tab này chứa các lựa chọn cho việc thiết kế tủ

điện và nhiều mục khác

INFO Tab này chỉ dẫn liên kết đến tài liệu và các thông tin hữu ích khác

Home: Khu vực này chủ yếu sử dụng cho hai việc:

 Tính toán hệ thống

 Xem thông số đường đặc tính CB

Ngoài ra còn có các tùy chọn cơ bản như Copy, Cut, Paste, Move…

1.2.2 Sử dụng phần mềm thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng:

Sau khi thực hiện các bước khai báo, mô tả dự án tới giao diện thiết kế, để thiết lập dự án cung cấp điện thực hiện theo các bước sau

Bước 1: Vẽ nguồn cung cấp chính

Nguồn cung cấp chính hay MCB chính cấp nguồn cho hệ thống từ lưới điện, nguồn này có thể được lấy từ sau trạm biến áp, máy phát điện hoặc cả hai

Đầu tiên Click vào icon “Main thermal-magnetic CB” từ menu

“LOW-VOLTAGE SYMBOLS”

Trang 18

Hình 1.8 Nguồn sơ đồ đơn tuyến được khởi tạo

Màn hình sẽ hiện thị sơ đồ đơn tuyến với một nguồn cấp 1 CB chính và đường dây để kết nối vào

Trên đường trục chính này cho phép kết nối tới 9 hoặc 11 nhóm phụ tải cấp dưới Phụ thuộc vào việc cài đặt ở bước trước và có thể chỉnh sửa lại layout được

Bước 2: Vẽ nhánh tải phía sau:

Ngay sau CB chính là các nhóm phụ tải đã được chia thành nhóm Mỗi nhóm được cung cấp và bảo vệ bằng CB

Click vào “Feeders” từ menu, trong khu vực này xuất hiện nhiều loại bảo vệ

khác nhau như:

 Sub-switchboard feeder, circuit breaker with overload short circuit protection and RCB: Bảo vệ ngắn mạch quá tải và RCB

 Sub-switchboard feeder, fuse: Dùng cầu chì bảo vệ

 Sub-switchboard feeder, witchFuse: Dùng công tắc

 Generic load circuit breaker with overload short circuit protection: Tải chung chỉ được bảo vệ bằng CB thường

 Generic load, fuse: Tải chung dùng cầu chì

 Generic load, switch: Tải chung dùng công tắc

 Generic load, fuse+residual current circuit breaker RCB: Tải chung dùng cầu chì và RCB

 Capacitor bank feeder, circuit breaker with overload short circuit protection and RCB: Nhóm tụ bảo vệ ngắn mạch quá tải và RCB

Trang 19

Hình 1.9 Tạo nhóm phụ tải

Hình 1.10 Các nhóm phụ tải được vẽ xong

Vì chọn cấp điện cho nhóm phụ tải nên ta chọn “Sub-switchboard feeder,

circuit breaker with overload short circuit protection”

Kéo xuống màn hình vẽ sơ đồ, ráp vào đường dây chính màn hình hiển thị sơ

 Thông tin chung về tải

 Độ dài dây, loại dây đơn hay nhiều lõi (Cách điện PVC/XLPE)

 Kiểu đi dây (Có nhiều loại đi dây khác nhau và được mã hóa bằng số)



Làm tương tự với các nhóm còn lại, ta vẽ được sơ đồ cung cấp từ MCB tới các

CB cấp điện cho các nhóm

Trang 20

Từ tab “Documentation manager” click vào icon “Add a new

page” khung làm việc sẽ hiện trang thiết kế mới

Để tạo đường dẫn cho nhóm, Từ tab Main ta click vào icon

“Board with cross references” kéo vào màn hình làm việc, một cửa sổ window xuất

hiện để yêu cần truy xuất nhóm Lúc này ta chỉ việc chọn nhóm đã đặt tên ở bước trước

Sau khi đã có nguồn dẫn, ta vẽ thiết bị kết nối vào bằng cách từ Tab Motor chọn kiểu cung cấp và bảo vệ cho động cơ trong 12 loại cung cấp có sẳn hoặc tự vẽ từng

bước một CB - khởi động từ - dây dẫn - động cơ Trong dự án này ta chọn kiểu

“Motor feeder DOL – Manual motor starter with overload and short circuit protection” nghĩa là động cơ khởi động trực tiếp với bảo vệ ngắn mạch và quá tải

Trang 21

Hình 1.12 Khởi tạo một phụ tải

Kéo thiết bị vừa chọn chép vào đường dây Kết nối thành công một màn hình window nhỏ hiện ra để thiết lập đường dây

Nhập thông số trong cửa sổ “Feeder properties fast input” ta thiết lập các thông

số cho phụ tải

 Switchboard: Thuộc switchboard nào

 Phases: Loại tải một pha hay ba pha

 Distribution system: Kiểu mạng điện

 Description: Nhập mô tả cho phụ tải

 Cable: Trong phần này ta nhập chiều dài dây, loại dây dẫn và vỏ bảo vệ, phương pháp lắp đặt

1.2.3 Cài đặt thông số đường dây:

Để cài đặt rõ hơn về thông số động cơ, kiểu khởi động, kiểu đi dây ta click vào

động cơ vừa vẽ, một cửa sổ “Feeder properties” xuất hiện

Trên giao diện này ta cài đặt toàn bộ thông số tải

Trong tab “LV cable”, ta có các tùy chọn:

Description: Đặt tên lại cho động cơ, số dây phase tới động cơ, điện áp, tần số,

nhiệt độ tùy chỉnh

Trang 22

Hình 1.13 Giao diện cung cấp điện một phụ tải

Length: Điền độ dài cáp

Single-core: Cáp 1 lõi, Muti-core: Cáp nhiều lõi

PVC/XLPE: Loại cách điện liên quan đến khả năng chịu nhiệt và chịu tải

đưởng dây

Installation method: phương án đặt cáp

E-Design cho sẳn 7 loại cơ bản, mỗi loại lại có chi tiết kiểu đi khác nhau Và dưới đây là các loại phương án lắp đặt cáp:

Embedded in structure Đặt nằm trong cấu trúc xây dựng

In accessible building voids Trong khoảng trống xây dựng

In not accessible building voids Ngoài khoảng trống xây dựng

In cable chanel Trên thang cáp

In the ground Đi trong đất

Over head Treo phía trên đầu

Surface mounted Trên bề mặt tường

Trang 23

Nếu đi dây trong đất sẽ có các tùy chọn sau:

In cable ducting Trong mương dẫn, chọn theo dự án

In conduits Trong ống dẫn đặt trong đất

Without added mechaincal protection Không có vật liệu nào bao phủ bên ngoài bảo vệ Without fixing with added mechaincal protection Không có bảo vệ cơ học

Nếu đi dây trên không sẽ có các tùy chọn sau:

In cable truking Trong ông dẫn

On brackets Trên giá đỡ

On cleats Đươc cố định trên tường

On cleats spaced from a wall Được cố định, có khoảng cách với tường

On laders Trên thang cáp

On preforated trays Trên máng có đục lỗ

On unpreforated trays Trên máng không đục lỗ

Suspended or incorporating support wire Treo trên cùm treo hoặc sứ cách điện

Chọn xong chúng ta có thể xem lại ảnh hưởng của các hệ số cài đặt với đường

dây bằng cách click vào Tab “Reduction factors” ngay phía dưới

Các hệ số ảnh hưởng bao gồm:

 Installation: Hệ số lắp đặt

 Temperature: Hệ số hiểu chỉnh theo nhiệt độ

 Enviroment: Hệ số hiệu chỉnh theo môi trường

 Adjacent circuits: Hệ số hiểu chỉnh theo số mạch đi chung

 Adjacent conduits: Hệ số hiểu chỉnh theo số ống dẫn lân cận

 Presence of 3rd harmonics: Hệ số hiểu chỉnh theo sóng hài bậc ba

Trang 24

Đó là thông số của một đường dây, tuy nhiên hệ số cài đặt còn bị ảnh hưởng bởi yếu tố số đường dây đặt cạnh Vậy để tùy chỉnh thông số trên ta chọn vào tab

“Advanced options”

Khung “Installation details” gồm tùy chỉnh:

Adjection circuit Số dây đặt cạnh Spaced/cable touching Độ sâu chôn cáp Dry/normal/sweet Thông số tính chất Điều chỉnh tỷ số I B /I z

Số lớp trong 1 máng, khay 1 tray, 2trays

Hình 1.14 Các thông số hiệu chỉnh đường dây

Trang 25

Hình 1.15 Hiệu chỉnh cài đặt đường dây

Quan sát khung tiết diện dây:

Chúng ta có thể chọn tiết diện dây trước khi tính toán hoặc để hệ thống tính toán bằng cách chọn tiết diện và click vào icon khóa

Đặt thông số trong phần LV cable chuyển qua điền thông số động cơ LV

Motor

Khung Description là mô tả chung cho cả nhóm đường dây nên không cần gõ lại

Trang 26

Hình 1.16 Giao diện cài đặt tải

Utilization factor: Hệ số sử dụng UF

Model: Mục này cho phép lấy một động cơ từ catalog động cơ ABB Có rất

nhiều loại động cơ 1 phase, 2 phase, 3 phase với công suất khác nhau Nếu không có loại phù hợp hay chúng ta chưa biết sử dụng động cơ nào thì ta tự đặt thông số động cơ phía dưới:

Rated voltage Cấp điện áp Rated current Dòng định mức Rated active power Công suất thực Efficiency Hiệu suất động cơ Rated power factor Hệ số công suất

Chú ý là các hệ số trên sẽ ảnh hưởng qua lại đến dòng định mức và công suất thực

Khung Coordination:

 Starting method: Direct starting/star-delta

 Trip class: Heavy/normal start up

 Coordination type: Type1/Type2

Trang 27

Làm tương tự như vậy cho các động cơ của nhóm tiếp theo, lưu ý:

Dữ liệu đường dây phần trước tự động lưu phần sau để tiết kiệm thời gian và tiện ích Nếu có thay đổi ta sẽ điều chỉnh

Mỗi trang chứa 11 line vì vậy nếu có chiều rộng động cơ ta tạo thêm một trang mới tương tự cách tạo ban đầu

Thermal relay, line contactor, manual motor started được chọn sau tính

toán

Sau khi đã vẽ sơ đồ, điền thông số xong cho dự án tiến hành tính toán

1.2.4 Tính toán và chọn thiết bị bảo vệ:

Khả năng tính toán của DOC E-design có thể thực hiện được:

 Xác minh tính chính xác sơ đồ đơn tuyến

 Tính toán dòng điện tại mọi điểm trên sơ đồ

 Cân bằng pha

 Tính toán công suất tiêu thụ và hệ số công suất

 Xác định đường dây theo dòng tính toán hoặc điện áp rơi

 Tính toán dòng ngắn mạch cực đại và cực tiểu tại mọi điểm trên sơ đồ

 Lựa chọn thiết bị bảo vệ theo dòng tải, dòng ngắn mạch

 Phối hợp thiết bị bảo vệ

Chú ý là việc lựa chọn thiết bị bảo vệ nằm trong giới hạn về độ khả dụng của thiết bị trong thực tế Song song đó, ta cũng có thể chọn trước thiết bị bảo vệ rồi tính toán lại sau bằng cách khóa thiết bị bảo vệ trước

Dưới đây là trích dẫn của một số giới hạn chọn thiết bị:

 Residual current protection with over 2000A rated current (The max size

of an RCQ external toroid is 2000A) – Bảo vệ dòng rò với dòng điện đặt

hơn 2000A

 Fuses with over 630A rated current (The maximum rated current of the

fuses managed by DOC is 630A) – Cầu chì với dòng điện hơn 630A

 Fuses with over 100kA breaking capacity (The fuses have 100kA

breaking capacity If DOC has calculated higher short-circuit currents, check the supply data, or select a circuit-breaker instead of a fuse) – Cầu

chì dòng cắt hơn 100kA

Trang 28

 Circuit-breakers with over 200kA breaking capacity (The breakers have maximum 200kA breaking capacity If DOC has

circuit-calculated higher short-circuit currents, verify the supply data) – CB với

dòng cắt hơn 200kA

 Moulded-case circuit-breakers with over 160A rated current for

protection residual current breakers (Residual current breakers cannot be protected using moulded-case type circuit-breakers with over 160A rated current) – MCCB dòng định mức 160A cho CB

circuit-bảo vệ dòng rò RCB

Để tính toán dự án click vào icon “Automatic calculation” trên tab

“Tool” Cửa số tính toán hiện ra kết quả tính toán, quan sát trên khung tính toán ta

thấy quy trình tính toán của hệ thông như sau:

 Xác minh tính liên kết hệ thống

 Tham khảo giá trị điện áp đầu tiên

 Kiểm tra điện áp lưới, điện áp pha

 Kiểm tra liên lạc các đối tượng

 Kiểm tra hệ thống phân phối

 Kiểm tra các giá trị cài đặt

 Tính công suất và dòng điện các nhóm

 Kiểm tra cuộn dây, kiểm tra ngắn mạch

 Tính toán dây dẫn các thiết bị từng nhóm

 Xác định CB, contactor từng thiết bị trong nhóm

Hình 1.17 Giao diện tính toán

Trang 29

Một việc quan trọng trong sử dụng phần mềm là xử lý các lỗi tính toán Vì các tin báo lỗi thường xuất hiện trong quá trình tính toán Lỗi này thường xuất hiện do quá trình thiết kế, điều thông số… Lỗi được hệ thống báo dưới dạng thư thoại, có 2 loại:

Blocking messages: Cảnh báo tình trạng không đúng của hệ thống không cho

tính tiếp, yêu cầu phải xử lý chính xác trước khi tính toán

 Phases-distrubution system not consistent in Highlight Object: Hệ thống phân phối không chính xác, kiểm tra sự đồng nhất kiểu phân phối

 Single-line diagram incorrect: A busway must be added between

supply and load Check Highlighted Objects: Không có đường dây

giữa nguồn và tải kiểm tra lại để chắc chắn đối tượng này có dây kết nối

 Single-line diagram incorrect: A busway must be added between two

supplies Check Highlighted Objects: Không có dây kết nối giữa hai

nguồn điện kiểm tra lại kết nối trên

 Single-line diagram incorrect: Some objects are short-circuited

Check Highlighted Objects: Có đối tượng bị ngắn mạch, kiểm tra chắc

chắn điện kháng khác không

 Single-line diagram incorrect: Connections missing Check

Highlighted Objects: Kiểm tra lại kết nối giữa đối tượng với nguồn

 Single-line diagram incorrect: Link not connected Check

Highlighted Objects: Không có liên kết tới nguồn kiểm tra lại phần kết

nối nhóm

Warning messages: Thu hút sự chú ý của người thiết kế tới một lỗi tìm tàn,

không chính xác nhưng không dừng quá trình tính

 Voltage drop higher than limit set for the highlighted objects: Điện

áp rơi quá cao Cao hơn 4% => chỉnh lại kích thước đường dây

 Highlighted transformer is not dimensionned correctly: Increase the

size!: Máy biến áp có công suất nhỏ hơn so với nhu cầu, tăng công suất

máy biến áp

Trang 30

 These objects are not protected against circuit/indirect contacts: Đối tượng không được bảo vệ quá tải/ngắn

overload/short-mạch/không qua tiếp điểm

 Warning: Some supplies cunsumer power intead of supplying it: Có nhiều nguồn cung cấp điện cho một thiết bị

 Some supplies have lower rated power than that required by the

plant: Một vài nguồn có công suất nhỏ hơn công suất đặt của dự án

 Highlighted cable do not conform to the following dimensioning

criteria: Cáp này không phù hợp với các tiêu chí độ sụt áp, kiểm tra lại

cáp, khóa chọn và tính toán lại

1.2.5 Xem và chỉnh sửa kết quả:

Sau khi quá trình tính toán và chỉnh sửa các lỗi (nếu có) hoàn tất sơ đồ chính xác được chấp nhận bởi phần mềm sẽ hiện thị màu xanh Chúng ta có thể xem kết quả tính toán qua hai kênh

Xem thông số qua khung dữ liệu trên trang Mỗi trang là một sơ đồ đơn tuyến

và toàn bộ dữ liệu đường dây, phụ tải được ghi chi tiết ở khung dữ liệu

Để xem chi tiết từng thiết bị và chỉnh sửa theo mong muốn, ta click vào thiết bị muốn xem hay thay đổi

 Truy cập cào cửa sổ “Single object properties”

 Click vào đối tượng, chon select

 Trên màn hình xuất hiện loạt kiểu thiết bị lựa chọn

 Khóa (padlock) thiết bị mới chọn, tính toán lại

Hình 1.18 Bảng thông tin phụ tải

Trang 31

Hình 1.19 Tùy chọn CB dây dẫn hay các thiết bị phụ trợ khác

Hình 1.20 Hiệu chỉnh thông số CB

Thay đổi kích thước đường dây, tương tự như thay đổi CB

Chọn đường dây muốn thay đổi tiết diện, khóa lựa chọn, tính toán lại

Trang 32

Hình 1.21 Đường ngắn mạch

1.2.6 Kiểm tra đặc tuyến bảo vệ:

Trên tab “Tool” click vào “Curves” một trang riêng biệt được tạo

ra dành riêng cho việc kiểm tra các thống số

Trong trang này gồm có:

 Đường cong time-current quá tải

 Đường ngắn mạch

 Đường cong mở máy

 Điểm cắt bảo vệ chọn lọc giữa nhiều thiết bị

Hình 1.22 Đường quá tải

Trang 33

Hình 1.23 Lấy tụ bù

1.2.7 Nâng cao hệ số công suất:

Hệ số công suất được phát sinh từ đặc tính tải của toàn bộ thiết bị tiêu thụ Đặc trưng cho công suất thực P và công suất phản kháng Q

Để tăng hệ số phụ tải theo cách phổ biến là bù công suất phản kháng thay cho đường dây (lưới điện) bằng tụ bù lại tải tiêu thụ

Để dễ dàng quản lý, lắp đặt ta chọn bù công suất ngay tại thanh cái tủ phân phối chính

Trên sơ đồ thiết kế lắp thêm tụ bù vào thanh cái bằng cách click vào tab

“Feeder” trong menu “LOW VOLTAGE SYMBOL” chọn icon “ Capacitor bank feeder, circuit breaker with overload and short circuit” nghĩa là chọn tụ bù với CB

bảo vệ quá tải, ngắn mạch Một cửa sổ cài đặt nhanh “Feeders properties fast” hiện

ra Như các động cơ khác ta điền mô tả và chiều dài dây vào

Hình 1.24 Hiệu chỉnh thông số tụ bù

Trang 34

Điền thông số bất kì vào tụ bù, chú ý hệ thống ban đầu chỉ cho phép nhập dưới 5Kvar Sau khi tính toán tùy vào hệ số công suất đặt mà phần mềm tính ra dung lượng

tụ bù

Hệ số công suất bù được lấy theo chuẩn điện lực Việt Nam, Cosφ=0.9

Bảng hệ số phụ thu Kq theo hệ số công suất giảm thiểu

Hệ số công suất cosϕ K(%)

>0,9 0 0,74 21,62 0,89 1,12 0,73 23,29 0,88 2,27 0,72 25,00 0,87 3,45 0,71 26,76 0,86 4,65 0,70 28,57 0,85 5,88 0,69 30,43 0,84 7,14 0,68 32,35 0,83 8,43 0,67 34,33 0,82 9,76 0,66 36,36 0,81 11,11 0,65 38,46 0,80 12,5 0,64 40,63 0,79 13,92 0,63 42,86 0,78 15,38 0,62 45,16 0,77 16,88 0,91 47,54 0,76 18,42 0,60 50,00 0,75 20,00 <0,6 52,54

Bảng 1.2 Bảng hệ số phụ thu K q

Trang 35

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN

2.1 Giới thiệu phụ tải điện

Phân xưởng sản xuất, gia công các chi tiết cơ khí rộng khoảng 1500 m2 bao gồm khu vực sản xuất chính và các phòng chức năng nằm trong khu vực sản xuất tập trung của thành phố Phân xưởng vừa là xưởng sản xuất, vừa là văn phòng chính của công ty Vật liệu thô được vận chuyển từ xưởng phụ tới đây để tiến hành gia công theo yêu cầu Phân xưởng hoạt động 6 ngày trong tuần, mỗi ngày 2 ca theo giờ hành chính Phân xưởng nằm sát đường giao thông, trạm biến áp đặt trong khuôn viên phân xưởng, sát tường rào bảo vệ Phân xưởng có khoảng 47 máy móc chính phục vụ cho việc sản xuất

Để đảm bảo phân bố đều mật độ công suất trong phân xưởng, các thiết bị, máy móc được chia thành 6 nhóm nhỏ sao cho số thiết bị trong mỗi nhóm không quá nhiều

và công suất đặt tổng không chênh lệch quá lớn giữa các nhóm Đi cùng với 6 nhóm thiết bị là 6 tủ động lực (DB), 1 tủ chiếu sáng và 1 tủ phân phối chính có chức năng điều khiển và phân phối điện cho toàn phân xưởng

2.2 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng

Trang 36

Hình 2.1 Sơ đồ mặt bằng của phân xưởng

Trang 37

Điện áp (V)

Cosφ Hiệu suất η Hệ số sử

dụng ku

Hệ số đồng thời ks Máy tiện 1.1 5,5 380 0,62 0,75 0,85

Điện áp (V)

Cosφ Hiệu suất η Hệ số sử

dụng ku

Hệ số đồng thời ks Máy phay 2.1 7,5 380 0,68 0,71 0,85

Trang 38

Nhóm 3:

Tên thiết

bị

Kí hiệu mặt bằng

Công suất định mức (kW)

Hệ số đồng thời

ks Máy mài 3.1 3 380 0,83 0,75 0,85

Điện

áp (V)

Cosφ Hiệu suất

η

Hệ số sử dụng ku

ks Máy bào 4.1 7,5 380 0,52 0,65 0,85

Quạt gió 4.7 2,2 380 0,65 0,82 1

Bảng 2.4 Thông số nhóm phụ tải 4

Trang 39

Nhóm 5:

Tên thiết bị Kí hiệu

mặt bằng

ks Máy khoan 5.1 5,5 380 0,64 0,7 0,85

ks Máy tiện 6.1 5,5 380 0,62 0,75 0,85

Trang 40

Quạt gió 6.8 2,2 380 0,65 0,82 1

Quạt gió 6.9 2,2 380 0,65 0,82 1

Bảng 2.6 Thông số nhóm phụ tải 6

Định dạng
Số trang	105
Dung lượng	6,29 MB