THIẾT kế hệ THỐNG CUNG cấp điện CHO NHÀ máy ĐƯỜNG hà TĨNH2

Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng... Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện nhưng do tính phức tạp của phụ tải nên chưa có phương pháp nào hoàn toàn ch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA: KỸ THUẬT -CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO

NHÀ MÁY ĐƯỜNG HÀ TĨNH

THẦY GIÁO HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN:

Th.S Trương Vĩnh Tuấn Mai Phương Lâm

Quảng Bình, ngày tháng năm 2018

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nước, công nghiệp Điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân Khi xây dựng một nhà máy, một khu kinh tế hoặc khu dân cư trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu cầu sinh hoạt của con người Sự phát triển của các ngành công nghiệp và nhu cầu sử dụng điện năng đã phát triển không ngừng nên hệ thống điện cả về công suất truyền tải và mức độ phức tạp với sự yêu về chất lượng, điện năng ngày càng cao, đòi hỏi người làm chuyên môn cần phải nắm vững kiến thức cơ bản, và hiểu biết sâu rộng về hệ thống điện

Với đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho Nhà máy đường Hà Tĩnh” là một sự tập duyệt quý báu trước khi bước vào thực tế công việc đầy khó

khăn.Với đặc thù của loại nhà máy này là có nhiều thiết bị và công đoạn yêu cầu được cung cấp điện liên tục với chất lượng đảm bảo Vì vậy phần đồ án được làm khá chi tiết và được chia thành những phần nhỏ như sau:

PHẦN I: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Chương 1:Tổng quan giới thiệu chung về nhà máy đường

Chương 2: Xác định phụ tải tính toán

Chương 3: Thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Chương 4: Thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy

Chương 5: Tính tủ bù cho công suất phản kháng

Chương 6: Tính toán nối đất

PHẦN II: Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Trong suốt thời gian thực hiện đồ án này em đã nhận được sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của các thầy giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện - Khoa Kỹ thuật Công nghệ thông

tin, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình, chi tiết của thầy giáoTh.S Trương Vĩnh Tuấn giúp

em hoàn thành bản đồ án này

Mặc dù đã hết sức cố gắng song chắc chắn đề tài còn có nhiều thiếu sót Kính mong được sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo Em xin chân thành cảm

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN:

2.1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng sửa chữa cơ khí 15 2.1.1 Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1 15 2.1.2 Xác định phụ tải tính toán của nhóm 2 16 2.1.3 Xác định phụ tải tính toán của nhóm 3 18 2.1.4 Xác định phụ tải tính toán của nhóm 4 18 2.1.5 Xác định phụ tải tính toán của nhóm 5 19

Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm 20 2.1.7 Xác định phụ tải tính toán cho toàn bộ phân xưởng sửa chữa

Lựa chọn dây dẫn và thiết bị điện cho mạng điện phân xưởng

Chọn cáp tủ phân phối của phân xưởng đến các tủ động lực

Chọn ATM bảo vệ, cấp điện cho động cơ trong các nhóm

Chọn cáp từ tủ động lực các thiết bị

27

30

31

35

4.1 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng 38

4.3 Chọn sơ đồ cung cấp điện cho mạng cao áp của nhà máy 43 4.3.1 Lập biểu đồ phụ tải của nhà máy 43 4.3.2 Xác định bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải và góc hình quạt

của phần chiếu sáng cho các phân xưởng

4.5 Tính toán ngắn mạch – kiểm tra các thiết bị đã chọn 63

5.1 Xác định dung lượng bù cần thiết cho toàn nhà máy 66 5.2 Phân bố dung lượng bù cho các nhánh 66

6.2 Xác định điện trở nối đất nhân tạo 70

2.3 Các phương pháp tính toán thiết kế chiếu sang 81 2.4 Chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo 84

2.6 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chửa cơ khí 86 2.7 Tính toán chiếu sáng cho các phân xưởng khác 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN I THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

Chúng ta đều biết rằng khoảng 70% điện năng sản xuất ra được sử dụng cho xí nghiệp công nghiệp, vì vậy vấn đề cung cấp điện cho lĩnh vực công nghiệp có ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế quốc dân Chính vì thế việc đảm bảo cung cấp điện cho công nghiệp tức là đảm bảo cho một ngành kinh tế quan trọng nhất của đất nước hoạt động liên tục phát huy được tiềm năng của nó Đứng về mặt sản xuất và tiêu thụ điện năng mà xét thì công nghiệp là lĩnh vực tiêu thụ nhiều điện năng nhất Vì vậy việc thiết kế cung cấp điện và sử dụng điện hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác khả năng của nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả lượng điện năng sản xuất ra

Nhiệm vụ đặt ra là thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

SƠ ĐỒ MẶT BĂNG TOÀN NHÀ MÁY ĐƯỜNG

Nhà máy bao gồm 09 phân xưởng Nguồn Nguồn cung cấp điện cho nhà máy được lấy từ trạm biến áp trung gian quốc gia, điện áp 22KV, công suất vô cùng lớn, dung lượng ngắn mạch phía hạ áp là 200MVA, nguồn cách nhà máy 6Km và dùng đường dây lộ kép loại dây AC để truyền tải điện, nhà máy làm việc với chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại của nhà máy là Tmax = 5000h Thiết bị trong các phân xưởng đều có công suất nhỏ, nhưng máy móc trong các phân xưởng tương đối nhiều, các máy móc đều hoạt động ở mức độ tối đa, tổ chức làm việc hiệu quả và liên tục, do đó biểu đồ phụ tải khá bằng phẳng hệ số đồng thời của các phụ tải khá cao, khoảng 0,85 - 0,95, hệ số nhu cầu cũng khá cao Theo yêu cầu thiết kế nhà máy thì sau khi thiết kế mạng hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta thiết kế mạng cao áp cho toàn bộ nhà máy Sau đây là bản vẽ mặt bằng toàn nhà máy, số liệu cụ thể của các phân xưởng và số liệu cụ thể của các thiết

bị trong phân xưởng sửa chữa cơ khí và sơ đồ toàn phân xưởng

PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY ĐƯỜNG Kí hiệu

trên mặt

bằng

Tên phân xưởng

Công suất đặt

𝐏đ (KW)

Điện tích (𝐦𝟐)

10 Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo diện tích

DANH SÁCH THIẾT BỊ CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

STT Tên thiết bị Số lượng Nhãn hiệu Công suất

(KW)

Ghi chú

BỘ PHẬN DỤNG CỤ

4 Máy tiện ren cấp

chính xác cao

18 Máy mài dao cắt gọt 1 3818 0,65

20 Máy mài sắc mũi phay 1 3667 1,0

21 Máy mài dao chuốt 1 360 0,65

23 Thiết bị để hóa bền kim

loại

28 Máy đo độ cứng đầu côn 1 TK 0,6

29 Máy đo độ cứng đầu tròn 1 TШ

3,2

BỘ PHẬN QUẠT GIÓ

MẶT BẰNG MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó, nhiệm vụ đầu tiên của chúng ta là xác định phụ tải điện của công trình ấy Tùy theo quy mô của công trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế, hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển của công trình, trong tương lai 5 năm, 10 năm hoặc lâu hơn nữa Như vậy xác định phụ tải điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải công trình ngay sau khi công trình đi vào vận hành, phụ tải đó thường

được gọi là phụ tải tính toán Người thiết kế cần biết phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện như : Máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ vv… để tính tổn thất công suất, điện áp để chon các thiết bị bù v.v… Như vậy phụ tải tính toán là số liệu quan trọng

để thiết kế cung cấp điện

Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : công suất, số lượng máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất … Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng , vì nếu xác định phụ tải tính toán mà nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến cháy, nổ rất nguy hiểm, còn nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu do đó gây lãng phí

Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện nhưng do tính phức tạp của phụ tải nên chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác Sau đây sẽ trình bày một số phương pháp tính phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện

1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Ptt = knc ∗ Pđ

Qtt = Ptt ∗ tgφ

Stt = √Ptt2+ Qtt2 = Ptt

cosφ Trong đó : knc : là hệ số nhu cầu thường cho theo bảng sổ tay cung cấp điện Ngô Hồng Quang

Pđ : Công suất đặt của các phân xưởng

Ptt, Qtt, Stt : Công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất toàn phần

tgφ : ứng với cos φ đặc trưng cho nhóm thiết bị, tra ở sổ tay kỹ thuật

Phương pháp này có độ chính xác không cao lắm Vì hệ số knc cho trong sổ tay, đôi khi không phù hợp với thực tế vì vậy nó được dùng cho tính toán sơ bộ

2 Xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị sản xuất

Công thức tính :

Ptt= po ∗ F (kW)

Trong đó : p0 : Suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất ( kW/m2 )

F : Diện tích sản xuất (m2 )

Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng Nó được áp dụng cho các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bổ tương đối đều

3 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Ptt =M ∗ w0

TmaxTrong đó :

M - Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong 1 năm( sản lượng)

Wo -Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/ đơn vị sản phẩm)

Tmax_- Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)

4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại 𝐤𝐦𝐚𝐱 và công suất trung bình 𝐏𝐭𝐛

(còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả 𝐧𝐡𝐪 )

Ptt = kmax∗ ksd∗ Pđm Trong đó :

Pđm: Công suất định mức (kW)

ksd : Hệ số sử dụng, tra trong số tay kỹ thuật

kmax: Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật quan hệ: kmax = f(nhd, ksd)

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác và thường được dùng để xác định phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có đặc điểm làm việc tương đối giống nhau

Với các phương pháp xác định phụ tải tính toán với ưu nhược điểm như trên,

xuyên suốt đồ án này sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại

kmax và công suất trung bình Ptb

- Dựa vào danh sách thiết bị của phân xưởng ta phân nhóm các thiết bị dựa trên nguyên tắc các thiết bị đặt tương đối gần giống nhau, tổng công suất đặt giữa các nhóm không

quá lệch nhau

- Từ số liệu các nhóm ta xác định được Pđm max, Pđm min

- Từ đó ta tính: m = Pđm max

Pđm min

Nếu m > 3 ta thực hiện tính n1 là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất

Tính P của n : P = ∑n1 P

Tính n∗ và P∗ : n∗ =n1

n ; P∗ =P1

P

Trong đó: n là số thiết bị trong nhóm

P, P1 là tổng công suất ứng với n và n1 thiết bị

Sau khi tính được : n∗và P∗ tra bảng phụ lục 1.4 ta có nhq∗ = ∅(n∗,P∗)

Tính nhq = n ∗ nhq∗

Tra phụ lục 1.5: kmax = ∅(ksd, nhq)

Tính Ptt = kmax ksd Pđm(kW)

- Một số trường hợp đặc biệt

 Nếu n ≤ 3 hoặc nhq < 4 thì Ptt tính theo công thức sau:

Ptt = ∑ Pđmi

n

i=1

(kW) ( 2.5 _TL 1) Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì

kpt = 0.9 với các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

kpt = 0,75 với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

* Nếu nhq > 300 và ksd < 0.5 thì lấy ứng với nhq= 300

2.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Dựa vào tính chất, vị trí và chế độ làm việc của các thiết bị trong phân xưởng ta có thể phân các thiết bị của phân xưởng sữa chữa cơ khí thành 5 nhóm Chi tiết của các nhóm được trình bày trong bảng 1

2.1.1 Xác định phụ tải tính toán chủa nhóm 1

Tên thiết bi Số lượng Ký hiệu trên

mặt bằng

𝐏đ𝐦 (kW) 𝐈đ𝐦 (A) Máy 1 Toàn bộ

Tổng số thiết bị có trong nhóm n = 5

- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pmax = 80kW

- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm Pmin =6,5kW

m =Pđm max

Pđm min =

806,5= 12,3 → m > 3 Tra phụ lục 1.1 Với phân xưởng sữa chữa cơ khí ta chọn ksd = 0.16; cosϕ =0,6, tgϕ =1,33

Để xác định Ptt ta dùng phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả

Theo bảng của nhóm 1 ta có: n1 = 2

Từ n∗= 0,4; P∗ = 0,77 Tra phụ lục 1.4 ta được nhq∗= 0,63

Xác định số nhq: nhq = n ∗ nhq∗ = 5 ∗ 0,63 = 3,15

Tra phụ lục 1.5 với ksd = 0,16; nhq = 3,15 ta được kmax = 3,11

- Công suất tác dụng của nhóm 1

2.1.2 Xác định phụ tải tính toán của nhóm 2

Tên thiết bị Số lượng Ký hiệu trên

mặt bằng

𝐏đ𝐦 (kW) 𝐈đ𝐦 (A) Máy 1 Toàn bộ

Tổng số thiết bị có trong nhóm n = 6

- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pmax = 18 (kW)

- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm Pmin = 4,2 (kW)

m = Pđm max

Pđm min = 4,28

Theo bảng của nhóm 1 ta có: n1 = 4

Từ n∗= 0,66; P∗ = 0,85 Tra phụ lục 1.4 ta được nhq∗= 0,81

Xác định số nhq: nhq = n ∗ nhq∗ = 6 ∗ 0,81 = 4,86 ≈ 5

Tra phụ lục 1.5 với ksd = 0,16; nhq = 5 ta được kmax = 2,87

- Công suất tác dụng của nhóm 2

2.1.3 Xác định phụ tải tính toán của nhóm 3

Tên thiết bị Số lượng Ký hiệu

trên mặt bằng

𝐏đ𝐦 (kW) 𝐈đ𝐦 (A) Máy 1 Toàn bộ

Tổng số thiết bị có trong nhóm n = 13

- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pmax = 2.9 (kW)

- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm Pmin = 0,25 (kW)

m =Pđm max

Pđm min =

2,90,25 = 11.6 → m > 3

Theo bảng của nhóm 1 ta có: n1 = 2

Từ n∗= 0,15; P∗ = 0,31 Tra phụ lục 1.4 ta được nhq∗= 0,8

Xác định số nhq: nhq = n ∗ nhq∗ = 13 ∗ 0,8 = 10,4 ≈ 10

Tra phụ lục 1.5 với ksd = 0,16; nhq = 10 ta được kmax = 2,1

- Công suất tác dụng của nhóm 3

- Công suất phản kháng của nhóm được xác định theo Ptt

2.1.4 Xác định phụ tải tính toán của nhóm 4

Tên thiết bi Số lượng Ký hiệu trên

mặt bằng

𝐏đ𝐦 (kW) 𝐈đ𝐦 (A) Máy 1 Toàn bộ

Tổng số thiết bị có trong nhóm n = 10

- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pmax = 10 (kW)

- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm Pmin = 2 (kW)

m = Pđm max

Pđm min = 5 Theo bảng của nhóm 1 ta có: n1 = 4

Từ n∗= 0,4; P∗ = 0,66 Tra phụ lục 1.4 ta được nhq∗= 0,75

Xác định số nhq: nhq = n ∗ nhq∗ = 10 ∗ 0,75 = 7,5 ≈ 8

Tra phụ lục 1.5 với ksd = 0,16; nhq = 8 ta được kmax = 2,31

- Công suất tác dụng của nhóm 3

2.1.5 Xác định phụ tải tính toán của nhóm 5

lượng

Ký hiệu trên mặt bằng

𝐏đ𝐦 (kW) 𝐈đ𝐦 (A) Máy 1 Toàn bộ

Tổng số thiết bị có trong nhóm n = 10

- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pmax = 10 (kW)

- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm Pmin = 1,7 (kW)

m = Pđm max

Pđm min = 5,88 → m > 3 Theo bảng của nhóm 1 ta có: n1 = 5

Từ n∗= 0,5; P∗ = 0,75 Tra phụ lục 1.4 ta được nhq∗= 0,48

Xác định số nhq: nhq = n ∗ nhq∗ = 10 ∗ 0,48 = 4,8 ≈ 5

Tra phụ lục 1.5 với ksd = 0,16; nhq = 5 ta được kmax = 2,87

- Công suất tác dụng của nhóm 3

2.1.6 Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm

Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải lớn nhất xuất hiện trong thời gian từ 1 đến 2 giây Đối với nhóm động cơ thì phụ tải đỉnh nhọn xuất hiện khi một động cơ có công suất lớn nhất nhóm khởi động còn các động cơ khác đang làm việc ở chế độ định mức do vậy công thức được sử dụng như sau:

Iđn = ∑ Iđmi+ Iđm max∗ kkđ

n−1

i=1

Trong đó : Iđn: là dòng điện đỉnh nhọn trong nhóm

kkđ: Bội số dòng điện khởi động của thiết bị, chọn kkđ = 5

Iđm max : Dòng điện định mức của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm

Đối với nhóm 1 ta có:

Iđn = ∑n−1i=1 Iđmi+ Iđm max∗ kkđ = 58,2 + 113,9 +16,4 + 17,7 + 202,5*5 = 1218,7(A) Đối với nhóm 2 ta có:

Iđn = ∑n−1i=1 Iđmi+ Iđm max∗ kkđ = 10,6 + 11,4 + 25,3 + 22,7 + 30,4 + 45,5*5 =

327,9 (A)

Đối với nhóm 3 ta có:

Iđn = ∑n−1i=1 Iđmi+ Iđm max∗ kkđ = 1,64*4 + 3,8 + 2,35 +2,02 + 5,57 + 13,03 + 1,52 +0,63 + 3,29 +7,34 *5 = 65,65 (A)

Đối với nhóm 4 ta có:

Iđn = ∑n−1i=1 Iđmi+ Iđm max∗ kkđ = 17,7*2 + 5,06 + 17,72 + 7,09*2 +6,33 + 7,09 +

25,32*5 = 219,47 (A)

Đối với nhóm 5 ta có:

Iđn = ∑n−1i=1 Iđmi+ Iđm max∗ kkđ= 17,7*2 + 4,3 + 17,7 + 17,7 + 11,39 + 7,09 + 4,43*2 + 25,32*5 = 229,04 (A)

2.1.7 Xác định phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí

a Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng

Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố tương đối đều và tỉ lệ với diện tích nhà xưởng nên phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định bởi công thức:

Pcs = P0 *S(kW)

Trong đó:

Po: là suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất

Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta có: Po = 15W/m2 = 0,015 kW/m2

S : là diện tích phân xưởng : S = 800 m2

Vậy phụ tải chiếu sáng của phân xưởng là : Pcs = 800* 0,015 = 12 (kW)

Từ kết quả ở bảng 1 để cho việc dễ dàng quan sát và tính toán các bước tiếp theo ta lập bảng:

b Phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng

* Phụ tải tác dụng của phân xưởng

Ppx = kđt∗ ∑ Ptti

5

i=5

Ppx =0,85* ( 80,4 + 26,5 + 4,82 + 17,26 + 23,19+12 ) = 139,5 (kW)

Trong đó: Kđt là hệ số đồng thời, chọn kđt = 0,85

*Phụ tải phản kháng của phân xưởng

Tên thiết bị SL

Ký

hiệu trên mặt bằng

𝑷𝒅𝒎(kW)

𝑰đ𝒎(A) 𝒌𝒔𝒅 𝒄𝒐𝒔𝝋 𝒕𝒈𝝋⁄ 𝒏𝒉𝒒 𝒌𝒏𝒂𝒙

Phụ tải tính toán

𝐈đ𝐧 (A)

𝐏𝐭𝐭(𝑘𝑊)

𝐐𝐭𝐭(𝑘𝑉𝐴𝑟)

𝐒𝐭𝐭(𝑘𝑉𝐴)

𝐈𝐭𝐭(A)

Một thiêt bị

Tất

cả thiết bị

Nhóm 1

Cộng theo nhóm 1 5 161,5 161,5 408,7 0,16 0.6/1.33 4 3.11 80.4 106.8 133.6 203 1218.7

Nhóm 2

Nhóm 3

Máy mài dao cắt gọt 1 18 0.65 0.65 1.64 0.16 0.6/1.33

Máy mài mũi khoan 1 19 1.5 1.5 3.80 0.16 0.6/1.33

Máy mài sắc mũi phay 1 20 1.0 1.0 2.53 0.16 0.6/1.33

Máy mài dao chuốt 2

Máy tiện ren 2 2 7.0 7.0 *2 17,7.2 0.16 0.6/1.33

Máy tiện ren cấp CX

4

1.7 1.7 4.3 0.16 0.6/1.33 Máy phay vạn năng 1 8 7.0 7.0 17.7 0.16 0.6/1.33

127.7

6 0.16 0.6/1.33

5 2.87

23.1

9 30.84 38.58 58.6 229.04

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

3.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Các thiết bị trong phân xưởng sửa chữa cơ khí phần lớn có công suất tương đối nhỏ, yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện không cao Do vậy có thể dùng sơ đồ hỗn hợp hình tia phân nhánh

Hình 2.1

Phân xưởng sửa chữa cơ khí lấy điện từ trạm biến áp phân xưởng trạm này đặt kề với tường phân xưởng và nguồn điện thứ cấp sẽ đưa điện tới một tủ phân phối nằm trong phân xưởng Tủ phân phối làm nhiệm vụ cung cấp điện tới 5 tủ động lực mỗi tủ động lực

sẽ cung cấp điện cho một nhóm phụ tải tủ động lực thường được đặt ở trung tâm nhóm máy và cạnh tường phân xưởng, do đó sẽ giảm được diện tích đặt tủ và thuận tiện trong việc sửa chữa và thay thế

Đường dây từ tủ phân phối của phân xưởng tới các tủ động lực dùng cáp cao su lõi đồng, còn đường dây từ tủ động lực tới các máy công cụ dùng dây dẫn cách điện di trong ống

Ngoài ra tủ động lực dùng cho chiếu sáng của phân xưởng lấy điện riêng từ một nhánh đầu ra của tủ phân phối

Để vận hành và bảo vệ mạng hạ áp của phân xưởng đặt khởi động từ tại các máy công cụ, trong tủ phân phối đặt aptomat ở các đầu vào và ra Tủ động lực đặt cầu dao, cầu chì ở đầu vào, cầu chì đặt ở đầu ra

MẶT BẰNG VÀ SƠ ĐỒ ĐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

3.2 Lựa chon dây dẫn và thiết bị điện cho mạng điện phân xưởng

a Chọn tủ phân phối

Theo phương án nối dây của mạng điện phân xưởng thì tủ phân phối phải chọn có một đầu vào và 6 đầu ra, 5 đầu ra cung cấp điện cho 5 tủ động lực tương ứng với 5 nhóm của phụ tải phân xưởng, đầu ra còn lại cung cấp cho tủ chiếu sáng

Theo phần phụ tải tính toán ta có:

Ittpx = 363,8 (A) Itt nhóm4= 43,6 (A) Itt nhóm1 = 202,9 (A)

Itt nhóm5 = 58,6 (𝐴) Ittnhóm2 = 66,9 (A) Itt nhóm3 = 12,2 (A)

Căn cứ vào dòng điện đầu vào tủ phân phối và dòng điện đầu ra Chọn loại tủ phân phối điện áp thấp loại ΠP-9332 đặt trên nền nhà do liên xô chế tạo

Các Aptomat đặt trong tủ phân phối được chọn theo điều kiện: UđmA ≥ Uđm mạng + với aptomat tổng : Với Kđt = 0,85 + Với aptomat nhóm: IđmA ≥ Itt nhóm

Vậy các aptomat chọn cho tủ phân phối được liệt kê ở bảng 3

Bảng 3: Bảng chọn aptomat cho tủ phân phối

Tên đường

dây

Ký hiệu

dòng cực đại

Dòng điện định mức của móc bảo vệ

Dòng điện tác động tức thời(A)

Lộ đầu vào A3140 500 600 2 Tổng hợp 300 2100 Lộ ra số 1 A3134 500 300 3 Tổng hợp 150 1050 Lộ ra số 2 A3134 500 100 3 Tổng hợp 100 800

Lộ ra số 4 A3134 500 100 3 Tổng hợp 100 800 Lộ ra số 5 A3134 500 100 3 Tổng hợp 100 800 Lộ chiếu sáng A3134 500 100 3 Tổng hợp 30 430

c Lựa chọn dây dẫn và cáp cho mạng điện phân xưởng SCCK

Dây dẫn và cáp trong mạng điện được lựa chọn theo các điêu kiện sau đây:

+Lựa chọn theo điều kiện phát nóng

+Lựa chọn theo điều kiện tổn thất điện năng cho phép

Đối với mạng đện hạ áp của phân xưởng là mạng điện trực tiếp nối với phụ tải vì vậy phải đảm bảo điện áp nằm trong phạm vi cho phép, mà trong mạng điện hạ áp không có biện pháp điều chỉnh điện áp cho cả mạng, vì vậy khi chọn tiết diện dây dẫn dây và cáp cho mạng hạ áp ta chọn theo điều kiện tổn thất cho phép, sau đó nhất thiết phải kiểm tra theo điều kiện phát nóng vì đây là điều kiện đảm bảo an toàn đối với dây dẫn và cáp

Dây dẫn hạ áp được chọn theo điều kiện:

khc∗ Icp ≥ Itt hoặc Icp ≥ILVmax

khc (3.1_TL1)

Itt: Dòng điện tính toán của từng nhóm hoặc của cả phân xưởng

Icp: Dòng điện phát nóng làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

Ilvmax: Dòng điện làm việc lớn nhất bình thường hoặc là dòng định mức

khc: Hệ số hiệu chỉnh - tra trong sổ tay cung cấp điện

Đối với cáp chôn trong đất khc = 1

Đối với mạng hạ áp ( < 10 KV ) được bảo vệ bằng cầu chì và aptomat để thoả mãn điều kiện phát nóng cần phải kết hợp với các điều kiện sau:

 Nếu bảo vệ bằng cầu chì: Icp =Idc

α

Idc : Dòng điện định mức của dây chảy cầu chì

α : Hệ số phụ thuộc vào đặc điểm của mạng điện

Với mạng điện động lực α =3

Với mạng điện sinh hoạt α = 0,8

* Nếu bảo vệ bằng aptomat:

Icp =Ikdnhiet

1,5 hoặc Icp =

Ikđ.dientu1,5Trong đó:

Ikdnhiet, Ikd.dientu: Dòng khởi động của thiết bị cắt mạch bằng nhiệt hay điện từ

3.2.1 Chọn cáp tủ phân phối đến các tủ động lực

* Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 1

Điều kiện : khc.Icp≥ Ittnhóm 1= 203,1 (A)

Khi bảo vệ bằng aptomat :

khc Icp≥ Ikdnhiet

1,5 =1,25.Idm A

1,5 = 1,25∗250

1,5 = 208,3 (A) Vì cáp đi riêng từng tuyến dưới đất nênkhc =1

Dòng điện tính toán của nhóm I:

F = Ilvmax

Jkt =

203,13,1 = 65,5(mm

2)

Tra bảng 4.12, sách “ Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện ” – Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm – NXBKHKT 2008): Chọn dây cáp đồng hạ áp loại PV Chiệu CVV do

hãng CADVI chế tạo Có F= 80(𝑚𝑚2), Icp = 222(A)

Bảng4 Kết quả chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực

Đường

dây

𝐈𝐭𝐭(A)

𝐈đ𝐦 𝐚𝐩𝐭𝐨𝐦𝐚𝐭(A)

𝟏, 𝟐𝟓 𝐈𝐝𝐦𝐀

𝟏, 𝟓

F tính toán (mm2)

Trong đó: ∆U – Tổn thất điện áp (V)

L – Chiều dài của đoạn đường dây; R - Điện trở tính trên 1km chiều dài

X0 - điện kháng tính trên 1km chiều dài

Với cáp có tiết diện 10(mm2) thì r0 = 1,85Ω/km ; x0 = 0,073Ω/km

Với cáp có tiết diện 16(mm2) thì r0 = 1,16Ω/km ; x0 = 0,0675Ω/km

Với cáp có tiết diện 70(mm2) thì r0 =0,26Ω/km ; x0 = 0,06Ω/km

Xét đoạn đường dây cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 1

Độ dài : L = 20(m); Iđn = 1218,7(A)

Theo công thức (3-4) thì tổn thất điện áp trên đoạn cáp này trong điều kiện nặng nhất là

Chiều dài (m)

Dòng điện đỉnh nhọn

Từ bảng kết quả trên ta thấy tổn thất điện áp trong điều kiện nặng nề nhất cũng không vượt quá ΔUcp% = 5%

Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép

3.2.2 Chọn ATM bảo vệ, cấp điện cho động cơ trong các nhóm

* Chọn ATM cho các động cơ nhóm I:

- Máy mài có công suất: Pđm = 80 (kW),Idmtbi = 202,5(A)

IdmA ≥ Idmtbi = 202,5(A)

UdmA ≥ Udmmạng = 380 (V) Chọn Aptomat loại 225AF kiểu ABS203a do LG chế tao:có Icp = 225(A), Uđm = 600V Tài liệu Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện của Ngô Hồng Quang

Tượng ta chọn cho các thiết bị còn lại Kết quả ghi ở dưới bảng sau:

3.2.3 Chọn cáp từ tủ động lực các thiết bị

• Chọn cáp từ tủ động lực 1 đến thiết bị số 34 ( Thiết bị cao tần)

3

Tra bảng PL 4.13 chọn dây dẫn có tiết diện 120 (mm2) , Icp = 290 A

Kiểm tra: 0,85 *290 (A) > 500/3 = 167 A

Các đường dây khác cũng chọn tương tự kết quả ghi trong bảng 6

Tên nhóm và thiết bị

Ký

hiệu trên

Nhóm 2

Nhóm 3

Máy mài sắc 31 0,25 0.25 ABE53a 600 5 3 2,5

Nhóm 4

Nhóm 5

Tên nhóm và thiết bị

Ký

hiệu trên

MB

P dm

(kW) I đm (A)

Mã hiệu Tiết diện 𝑚𝑚2 Đường kính

Nhóm 2

Nhóm 3

Máy mài sắc 31 0,25 0.25 ΠPTO 2.5 3/4’’ ΠP-2 100/30

C trục cánh có palăng đ 33 1,3 1,3 ΠPTO 2.5 3/4’’ ΠP-2 100/30

Nhóm 4

Nhóm 5

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY

4.1 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng

Phụ tải tính toán của các phân xưởng được xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Công thức tính:

Ptt = knc ∗ PđTrong đó:

knc: Hệ số nhu cầu của phân xưởng

Pđ : công suất đặt của phân xưởng

 công suất phản kháng tính toán

Qtt = Ptt tgϕ (kVAr)

 Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định như sau:

Pcs = p0*S (kW)

Trong đó:

p0: Suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/ m2)

S : Diện tích của phân xưởng (m2 )

Ở đây hệ thống chiếu sáng của phân xưởng dùng toàn bộ đèn sợi đốt do đó hệ số công suất cosφ = 1

 Công suất toàn phần tính toán của toàn phân xưởng được xác định theo công thức:

+ Công suất phản kháng tính toán của phân xưởng:

4.1.2 Phân xưởng cán mía

Công suất đặt: Pđ = 70 (kW)

Diện tích: S = 1650 (m2)

Tra phụ lục ta có knc = 0,7; cosϕ = 0,75; tgϕ = 0,88; p0 = 13(W/ m2)

+Công suất tính toán của phân xưởng

4.1.3 Bộ phận cô đặc

Công suất đặt: Pđ = 550 (kW)

Diện tích: S = 600 (m2)

Tra phụ lục ta có knc = 0,7; cosϕ = 0,61, p0 = 10 W/ m2 ; tgϕ = 1,3

+Công suất tính toán của phân xưởng:

4.1.4 Phân xưởng tinh chế

Công suất đặt: Pđ = 750 (kW)

Diện tích: S = 1000 (m2)

Tra phụ lục ta có knc = 0,7; cosϕ = 0,71; tgϕ = 0,99; p0 = 15W/ m2

+Công suất tính toán của phân xưởng

Tra phụ lục ta có knc = 0,4; cosϕ = 0,55, p0 = 10 W/ m2 ; tgϕ = 0,62

+Công suất tính toán của phân xưởng:

4.1.6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí ( đã tính toán ở chương 2 )

Công suất đặt: Pđ = 419,05 kW

+ Công suất phản kháng tính toán của phân xưởng:

Tra phụ lục ta có knc = 0,75; cosϕ = 0,75; tgϕ = 0,88; p0 = 10W/ m2

Công suất tính toán

+Công suất tính toán của phân xưởng:

4.1.8 Nhà máy nhiệt điện ( tự dùng 12% )

Diện tích: S = 1200m2 ; cosϕ = 1; tgϕ = 0; p0 = 2 W/ m2 ;

Công suất chiếu sáng:

4.2 Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy

Bảng 4-1 Bảng kết quả tính phụ tải tính toán các phân xưởng

(kW)

𝒌𝒏𝒄 cos

𝝋

𝐩𝟎(W/𝑚2)

𝑺𝒕𝒕(kW)

𝑰𝒕𝒕(𝐴)

Động lực

Chiếu sáng

Tổng cộng

2 Phân xưởng cán mía 70 0,7 0,75 13 1650 49 21,45 70,45 43,12 82,59 125,48

3 Bộ phận cô đặc 550 0,7 0,61 10 600 385 6 391 500,5 635,12 964,96

4 Phân xưởng tinh chế 750 0,7 0,71 15 1000 450 15 465 519,35 749,22 1138,3

4.3 Chọn sơ đồ cung cấp điện cho mạng cao áp của nhà máy

4.3.1 Lập biểu đồ phụ tải của nhà máy

Biểu đồ phụ tải của xí nghiệp là những vòng tròn vẽ trên mặt bằng có trên diện tích tương ứng với phụ tải tính toán các phân xưởng theo tỷ lệ xích lựa chọn Với một phân xưởng vẽ một vòng tròn có tâm trùng với tâm phụ tải phân xưởng

Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung khá rõ phân bố phụ tải trong phạm vi xí nghiệp Bản đồ phụ tải gồm các vòng tròn có diện tích 𝜋𝑅2 và với tỉ lệ xích lựa chọn (m), diện tích đó bằng phụ tải tính toán của phân xưởng tương ứng: 𝑆𝑡𝑡𝑖 = 𝜋𝑅2* m

Để đơn giản trong tính toán coi tâm phụ tải trùng với tâm diện tích phân xưởng trên mặt bằng và không xét đến sự khác nhau giữa các loại phụ tải ( động lực và chiếu sáng ) Khi đó có thể dùng phương pháp hình học để xác định tâm phụ tải

Đồ thị phụ tải được chia làm 2 phần:

Phụ tải động lực là phần gạch chéo, còn phụ tải chiếu sáng là phần còn lại

+ Bán kính được xác định: R= √Stt

Tính toán tương tự như trên với các phân xưởng khác

Kết quả ghi trong bảng 4-2

(k/W)

𝑺𝒕𝒕(k/W)