Đồ án cung cấp điện cung cấp

Điện năng là dạng năng lượng có nhiều ưu điểm như dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, cơ năng, hóa năng…. để truyền tải và phân phối. Chính vì vậy điện năng được sử dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Điện năng là năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển các khu đô thị và khu dân cư. Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng trước mắt và trong tương lai. Đặc biệt trong ngành kinh tế nước ta hiện nay đang chuyển dần từ một nước nông nghiệp sang công nghiệp, máy móc dần thay thế cho sức lao động của con người. Để thực hiện được việc nâng cấp và cải tiến hệ thống cung cấp điện để có thể đáp ứng được nhu cầu tăng trưởng không ngừng về điện.

Để đồ án môn học này hoàn thành ngoài sự nổ lực cố gắng của bản thân,

em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của cô ,bạn bè Em không biết nói gì hơn,

em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến:

- Trường ĐHSPKTTPHCM đã sắp xếp môn học này để em có thể nâng cao , củng cố kiến thức của mình

- Khoa điện trường ĐHSPKT đã tạo điều kiện tốt cho em trong quá trình thực hiện đồ án

- Thư viện trường đã cung cấp cho chúng em những tài liệu cần thiết , liên quan

- Đặc biệt là thầy……… là người đã trực tiếp truyền đạt , chỉ bảo , thầy

đã cung cấp tài liệu và những kiến thức mới , cũng cố kiến thức củ , giúp đỡ em tận tình trong suốt quá trình thực hiện đồ án

- Các bạn sinh viên đã nhiệt tình đóng góp những ý kiến quí báu để tôi có thêm cơ sở cho việc hoàn thành đồ án

Sinh viên thực hiện đồ án:

Tài Liệu tham khảo

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Phụ Lục

Chương I : Chiếu sáng



I Đặc điểm phân xưởng

• Phân xưởng với tổng diện tích mặt bằng là F=30 40=1200(m2),cao 5m.Trong đó,chiều dài phân xưởng là 40m, chiều rộng là 30m

• Phân xưởng có ba cửa ra vào,một cửa chính và hai cửa phụ,còn lại toàn

bộ mặt bằng là máy móc và thiết bị Nguồn điện cung cấp cho phânxưởng được lấy từ trạm biến áp 3 pha 22/0.4KV

• Phân xưởng được xây dựng ở nơi có nhiệt độ trung bình hằng nămkhoảng 25÷300C Phân xưởng làm việc theo ca , mỗi ngày ba ca,trongphân xưởng gồm 30 thiết bị 3 pha

II CÁC YÊU CẦU CHUNG CỦA MÔI TRƯỜNG ÁNH SÁNG

• Bảo đảm độ rọi yêu cầu cho từng vị trí làm việc

• Phân bố độ chói trong không gian chiếu sáng

• Tránh gây chói loá cho người làm việc

• Tạo hướng ánh sáng thích hợp

• Màu sắc ánh sáng phù hợp với công việc và màu sắc các bề mặt tại nơi làm việc

• Giảm sự nhấp nháy ánh sáng của các loại bóng đèn

• Bảo đảm mức độ chiếu sáng tự nhiên cần thiết

• Duy trì các thông số ánh sáng trong suốt thời gian sử dụng

III THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

 Kích thước phân xưởng

 Hệ số phản xạ tường (tường sơn màu trắng): ρt = 30%

 Hệ số phản xạ sàn (xám đâm): ρs = 10%

 Các đặc điểm khác

 Môi trường làm việc có bụi

 Thời gian làm việc ba ca

 Độ tuổi người lao động từ 25 đến 35 tuổi

 Tính chất công việc không phân biệt màu sắc, độ tương phản giữa vật

và nền tương đối cao

 Tính toán thiết kế

- Chọn đèn:

Led Greenline System light 20000lm

 Chọn kiểu đèn kiểu chiếu sáng trực tiếp chóa phản xạ vuông

- Chọn độ rọi yêu cầu

 Chọn độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn phân xưởng cơ khí

+ Emax = 704 (lux)

+ Emin = 338 (lux)

- Phân bố đèn cho phân xưởng

Yêu cầu : Mặt phẳng làm việc phải nhận được lượng ánh sáng giống

nhau Dựa theo yêu cầu này ta thiết kế như sau :

 Lắp đặt đèn thành 6 hàng và 8 cột theo chiều rộng và chiều dài phân

xưởng

 Hàng cách hàng 5m , cột cách cột 5m

 Hàng trong cùng cách tường 2.5m , cột trong cùng cách tường 2.5m

Các thông số này như đã tính toán với phần mềm Dialux

Bản vẽ phân bố đèn trong phân xưởng

- Vạch phương án đi dây chiếu sáng:

 Việc yêu cầu chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất phải đảm bảo yêucầu về chiếu sáng công nghiệp

 Mạng chiếu sáng được cung cấp từ một đường dây riêng từ tủ chiếusáng và tủ chiếu sáng được cấp điện từ tủ phân phối chính MĐB

 Tủ chiếu sáng , các bản điện và công tắc được đặt gần cửa ra vào , tủ

chiếu sáng được đặt gần tủ phân phối MĐB

 Cáp dẫn từ tủ phân phối chính tới tủ chiếu sáng được chôn dưới đất

 Dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến đèn được đặt trong ống nhựa bọc cáchđiện

 Chọn dây dẫn cho mạng chiếu sáng:

- Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng :

 Công suất tính toán chiếu sáng của toàn bộ phân xưởng (tiêu

chuẩn IEC trang B23 thì =1):

 Dòng điện tính toán chiếu sáng

In = = = 8,31 (A)

 Chọn dây dẫn 4 lõi ,cách điện bằng PVC , đi trên mương cáp ,

to=35oC

 5 mạch đi trên một hàng đơn trên trần K2=0.64

 Cách điện PVC nhiệt độ môi trường 35○C K3=0.93

- Itt = = = 17.9 (A)

- Icp=17.9V

 Chọn cáp LV-Cu Copper4X1.5mm 2 PVC-19A

Chọn CB In= 16A

Sụt áp trên đường dây

 Chọn dây dẫn copper 2x1.5mm2 –19A-Cu- PVC

 Kiểm tra sụt áp: 9.984V => =4.34% > 3% (không đạt yêu cầu)

 Chọn dây dẫn copper 2x2.5mm 2 -25A-Cu-PVC

o Kiểm tra sụt áp: 5.99V => =2.6% < 3% (đạt yêu cầu)

 Vậy chọn dây dẫn copper 2x2.5mm 2 - 25A-Cu-PVC.

Chọn CB: In=6A

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI TRONG PHÂN

XƯỞNG



I Thông số thiết bị và mặt bằng phân xưởng

Bảng số lượng thiết bị phân xưởng

ST

T

Kí hiệutrên mặt bằng

S.lượng

II Phân nhóm phụ tải

Căn cứ vào việc bố trí của phân xưởng và yêu cầu làm việc thuận tiện nhất, đểlàm việc có hiệu quả nhất thông qua các chức năng hoạt động của các máy mócthiết bị

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

Tuy nhiên một yếu tố quan trọng cần phải quan tâm là việc phân nhóm phụ tải

Vì phân nhóm phụ tải sẽ quyết định tủ phân phối trong phân xưởng, số tuyếndây đi ra của tủ phân phối

Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào các yếu tố sau :

• Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng chức năng

• Phân nhóm theo khu vực: các thiết bị gần nhau thì chia thành một nhóm.

• Phân nhóm có chú ý đến phân đều công suất cho các nhóm: tổng công suấtcủa các nhóm gần bằng nhau

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

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

III Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng

 Hiện nay, có nhiều phương pháp tính phụ tải tính toán, thường những

phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện thì lại kém chính xác Ngược lại, độchính xác cao thì lại phức tạp Vì vậy, tùy theo công trình thiết kế và tùy theoyêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp cho thích hợp

 Ta có sơ đồ đi dây của phân xưởng như sau , từ đó dựa vào sơ đồ này để chọn

hệ sô Kđt cho mỗi nhóm

Giả thiết có một nhóm máy gồm nj thiết bị có công suất định mức và chế

độ làm việc khác nhau Ta gọi n hq làsố thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả của

nhóm máy, đó là một số quy đổi gồm có n hq thiết bị có công suất định mức vàchế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêu thụ thực

bởi nj thiết bị tiêu thụ trên Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả được xác địnhmột cách tương đối chính xác theo các bước như sau:

 Bước 1: Xác định số thiết bị trong từng nhóm nj

 Bước 2: Xác định số thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pmaxj

 Bước 3: Xác định tổng số thiết bị n1j trong nhóm có: Pđmij ≥ Pmaxj

 Bước 4: Tính tổng công suất thiết bị có trong nhóm:

 Bước 5: Xác định tổng công suất P1j của n1j thiết bị trong nhóm:

 Bước 6: Lập tỉ số : n*j = ; P*j =

 Bước 7: Tra bảng đồ thị tìm nhq*j = f(n*j , P*j) Suy ra nhqj = n*j nj

 Bước 8: Từ nhqj , Ksdj ta tra bảng tìm được Kmaxj

 Bước 9: Xác định phụ tải tính toán nhóm j:

1 Phụ tải tính toán của nhóm A:

Tên

nhóm

Kí hiệutrênmặtbằng

Công suất tiêu:

 Qtt3 = = 20,4 (KVAr)

Dòng điện :

 Itt3 = = = 54,4(A)

I Xác định tâm phụ tải của nhóm và phân xưởng

1 Xác định phụ tải tính toán toàn phân xưởng:

- Phụ tải tính toán phần động lực toàn phân xưởng được xác định theo côngthức sau :

 (trang 29, sách “Cung cấp điện” của thầy Quyền HuyÁnh)

- Trong phân xưởng do có thêm một nhánh chiếu sáng nên n = 4

2 Xác định tâm phụ tải của nhóm và của phân xưởng:

Tâm phụ tải là một điểm nằm trong mặt bằng phụ tải mà nếu ta đặt tủphân phối chính hay trạm biến áp tại đó thì các chi phí về kim loại màu, về tổnthất công suất, về tổn thất điện năng và tổn thất điện áp xem như là rất nhỏ.Chọn hệ trục tọa độ Oxy: Lấy góc bên trái phía dưới làm gốc tọa độ, trục tung

oy trùng với cạnh rộng của mặt bằng phân xưởng, trục ox trùng với cạnh dài củamặt bằng phân xưởng

Dựa vào hệ trục toạ độ ta xác định được tâm phụ tải của từng nhóm máy và củatoàn phân xưởng

Tọa độ tâm phụ tải nhóm j được xác định:

;

Với xij , yij lần lượt là hoành độ và tung độ của thiết bị thứ i trong nhóm j

Pij là công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm j

Ta tiến hành đo được các tọa độ xij , yij trên mặt bằng phân xưởng

Trong đó x nhj ; y nhj lần lượt là tọa độ của nhóm thứ j

P ttj là công suất tính toán của nhóm thứ j

 Xpx = = 23,88 (m)

 Ypx= = 16,74 (m)

Tọa độ tâm phụ tải phân xưởng là I (23,88m; 16,74m)

Sau khi tính toán tọa độ tâm phụ tải của các nhóm và toàn phân xưởng ta có

- 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 yêu cầu trên nên ta có thể dời tủ đến vị trí khác thuận tiệân 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:

CHƯƠNG III : CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY

• Đảm bảo chất lượng điện năng

• Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

• An toàn trong vận hành

• Linh hoạt khi có sự cố và thuận tiện khi sửa chữa

• Đảm bảo tính kinh tế, ít phí tổn kim loại màu

• Sơ đồ nối dây đơn giản, rõ ràng

2 Phân tích các phương án đi dây:

Có nhiều phương án đi dây trong mạng điện, dưới đây là 2 phương án phổ biến:

a) Phương án đi dây hình tia:

Trong sơ đồ hình tia, các tủ phân phối phụ được cung cấp điện từ tủ phân phốichính bằng các tuyến dây riêng biệt Các phụ tải trong phân xưởng cung cấpđiện từ tủ phân phối phụ qua các tuyến dây riêng biệt Sơ đồ nối dây hình tia cómột số ưu điểm và nhược điểm sau:

 Ưu điểm:

- Độ tin cậy cung cấp điện cao

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

- Sụt áp thấp

 Nhược điểm:

- Vốn đầu tư cao

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

- Khi sự cố xảy ra trên đường cấp điện từ tủ phân phối chính đến các tủphân phối phụ thì một số lượng lớn phụ tải bị mất điện

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

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

b) Phương án đi dây phân nhánh:

Trong sơ đồ đi dây theo kiểu phân nhánh ta có thể cung cấp điện cho nhiều phụtải hoăïc các tủ phân phối phụ.

Sơ đồ phân nhánh có một số ưu nhược điểm sau:

 Ưu điểm:

• Giảm được số các tuyến đi ra từ nguồn trong trường hợp có nhiều phụ tải

• Giảm được chi phí xây dựng mạng điện

• Có thể phân phối clang seat đều trên các tuyến dây

 Nhược điểm:

• Phức tạp trong vận hành và sửa chữa

• Các thiết bị ở cuối đường dây sẽ có độ sụt áp lớn khi một trong các thiết 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 các

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

c) Sơ đồ mạng hình tia phân nhánh :

Thông thường mạng hình tia kết hợp phân nhánh thường được phổ biến nhất ở các nước, trong đó kích cỡ dây dẫn giảm dần tại mọi điểm phân nhánh, dây dẫn thường được kéo trong ống hay các mương lắp ghép.

Ưu điểm: Chỉ một nhánh cô lập trong trường hợp có sự cố (bằng cầu chì

hay CB) việc xác định sự cố cũng đơn giản hoá bảo trì hay mở rộng hệ thốngđiện, cho phép phần còn lại hoạt động bình thường, kích thước dây dẫn có thểchọn phù hợp với mức dòng giảm dần cho tới cuối mạch

 Nhược điểm: Sự cố xảy ra ở một trong các đường cáp từ tủ điện chính sẽ

cắt tất cả các mạch và tải phía sau

II Vạch phương án đi dây :

Khi vạch phương án đi dây cho một phân xưởng ta cần lưu ý các điểm sau:

• Từ tủ phân phối đến các tủ động lực thường dùng phương án đi hình tia

• Từ tủ động lực đến các thiết bị thường dùng sơ đồ hình tia cho các thiết bịcông suất lớn và sơ đồ phân nhánh cho các thiết bị công suất nhỏ

• Các nhánh đi từ tủ phân phối không nên quá nhiều (n<10) và tải của cácnhánh có công suất gần bằng nhau

• Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý dến dòng định mức của các CBchuẩn

• Đối với phụ tải loại 1 chỉ được sử dụng sơ đồ hình tia

Do đặc điểm của phân xưởng là phụ tải tập trung và phân xưởng thuộc hộ tiêuthụ loại hai nên ta chọn phương án đi dây theo sơ đồ hình tia từ tủ phân phốichính đến các tủ phân phối phụ và từ tủ phân phối phụ DB đến các thiết bị nhưsau:

III Phương án lắp đặt dây

Có nhiều phương án lựa chọn hệ thống dây và phương pháp lấp đặt dây cho phân xưởng Theo tiêu chuẩn IEC 364-5-52(1993) qui định về việc lựa chọn và lắp đặt hệ thống dây dẫn dựa trên các nguyên tắc liên quan đến cáp và dây dẫn cách đấu nối ngầm ,giá đỡ hay cáp treo.v.v

Để lựa chọn phương thức đi dây và tiến hành đi dây ta dựa vào tiêu chuẩn IEC ở bảng 5.3 và 5.4 (sách giáo trình cung cấp điện _TS Quyền Huy Ánh ) kết hợp với tính chất phụ tải , đặc điểm phân xưởng , điều kiện làm việc và tiện cho việc sửa chữa cũng như di chuyển sau này Vì vậy ta chọn phương án lắp đặt dây như sau :

+ Dây dẫn từ trạm biến áp DT(Distribution Transformer) đến tủ phân phối chính MDB ta chọn cáp CXV/WA ruột đồng cách điện XLPE,vỏ PVC,có giáp bảo vệ,chôn trong đất Copper sản xuất Trong đó gồm 3 dây pha và một dây trung tính có tiết diện bằng ½ dây pha

+ Từ tủ MDB đến các tủ phân phối phụ DB và tủ chiếu sáng DBCS :tiến hành chọn cáp điện lực CVV với 3 dây pha A,B,C cùng loại và 1 dây trung tính N có tiết diện bằng 1/2 dây pha.Với phương thức đi dây cáp trên máng cáp ,hàng đơn nằm ngang,4 mạch trong 1 hàng

+ Từ các tủ phân phối phụ DB đến các thiết bị, máy móc : đi dây cáp bọc PVC

đa lõi ,ruột đồng, đi ngầm

III Sơ đồ mặt bằng đi dây

IV Sơ đồ đi dây cho phân xưởng

I. Lựa chọn máy biến áp

Vốn đầu tư của trạm biến áp chiếm một phần rất quan trọng trong tổng số vốn đầu tư của hệ thống điện Vì vậy việc chọn vị trí, số lượng và công suất định mức của máy biến áp là việc làm rất quan trọng Để chọn trạm biến áp cần đưa ra một số phương án có xét đến các ràng buộc cụ thể và tiến hành tính toán

so sánh điều kiện kinh tế, kỹ thuật để chọn ra được phương án tối ưu nhất

1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp :

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

• Gần tâm phụ tải

• Thuận tiện cho các tuyến dây vào/ ra

• Thuận lợi trong quá trình lắp đặt, thi công và xây dựng

• Đặt nơi ít người qua lại, thông thoáng

• Phòng cháy nổ, ẩm ướt, bụi bặm và là nơi có địa chất tốt

• An toàn cho người và thiết bị

Trong thực tế, việc đặt trạm biến áp phù hợp tất cả các yêu cầu trên là rất khókhăn Do đó tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể trong thực tế mà đặt trạm sao chohợp lý nhất

Căn cứ vào các yêu cầu trên và dựa vào sơ đồ vị trí phân xưởng Ta chọn vị trílắp đặt trạm biến áp như sau : Trạm biến áp đặt cách phân xưởng 20 m, gần lướiđiện quốc gia và gần tủ phân phối chính MDB (Main Distribution Board )

a Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp :

Chọn số lượng máy biến áp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

• Yêu cầu về liên tục cung cấp điện của hộ phụ tải.

• Yêu cầu về lựa chọn dung lượng máy biến áp

• Yêu cầu về vận hành kinh tế trạm biến áp

Đối với hộ phụ tải loại 1: thường chọn 2 máy biến áp trở lên

Đối với hộ phụ tải loại 2: số lượng máy biến áp được chọn còn tuỳ thuộc vào việc

so sánh hiệu quả về kinh tế- kỹ thuật

b Xác định dung lượng của máy biến áp :

Có nhiều phương pháp để xác định dung lượng của máy biến áp Nhưng vẫnphải dựa theo các nguyên tắc sau đây:

• Chọn theo điều kiện làm việc

• bình thường có xét đến quá tải cho phép (quá tải bình thường) Mức độ quátải phải được tính toán sao cho hao mòn cách điện trong khoảng thời gian xemxét không vượt quá định mức tương ứng với nhiệt độ cuộn dây là 98oC Khi quátải bình thường, nhiệt độ điểm nóng nhất của cuộn dây có thể lớn hơn (nhữnggiờ phụ tải cực đại) nhưng không vượt quá 140oC và nhiệt độ lớp dầu phía trênkhông vượt quá 95oC

• Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố (hư hỏng một trong những máy biến áplàm việc song song) với một thời gian hạn chế để không gián đoạn cung cấpđiện

Nhưng ở đây ta không có đồ thị phụ tải cụ thể,do đó chọn dung lượng máy biến

áp theo công thức sau:

S đmMBA ≥ S TT phân xưởng

với : S Tổng = 138(KVA)

Sdự phòng phụ thuộc vào việc dự báo phụ tải điện của phân xưởng trong tương lai,giả sử phụ tải điện của phân xưởng dự báo trong tầm vừa từ 3 – 10 năm.Do vậy ta chọn công suất dự phòng cho phân xưởng là 20%

Sdự phòng=20% (STổng)