Tính toán thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cưa gỗ của công ty cổ phần phúc thịnh TX đồng xoài bình phước

Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại Kmax và công suất trung bình Ptb phương pháp số thiết bị hiệu qủa.. Phân xưởng mất điện sẽ gây ra hàng loạt phế phẩm và gây lãng phí sức lao

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG NIÊN KHÓA 2011 – 2014

TÊN ĐỀ TÀI

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƯA GỖ CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN PHÚC THỊNH TX ĐỒNG XOÀI– BÌNH PHƯỚC

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Chuyên ngành: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Anh Vũ

Bình Dương, 5 / 2014

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CÔNG TY 6

1.1 GIỚI THIỆU 6

1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA PHỤ TẢI 7

1.3 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI 7

1.4 THÔNG SỐ CỦA PHỤ TẢI 8

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN 10

2.1 KHÁI QUÁT 10

2.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 10

2.2.1 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm 10

2.2.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất 11

2.2.3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu 11

2.2.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (Kmax) và công suất trung bình Ptb (phương pháp số thiết bị hiệu qủa) 12

2.3 TRẠM BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP CHỌN MBA 12

2.3.1 Khái quát về phương án cung cấp điện 12

2.3.2 Lựa chọn máy biến áp 14

2.4 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ CHI PHÍ VẬN HÀNH 14

2.5 NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 16

2.5.1 Khái niệm chung : 16

2.5.2 Phương pháp tính dòng điện ngắn mạch : 17

CHƯƠNG 3 TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG 18

3.1 ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG 18

3.1.1 Thiết kế chiếu sáng xưởng 1 19

3.1.2 Thiết kế chiếu sáng xưởng 2 21

3.1.3 Thiết kế chiếu sáng văn phòng 23

3.1.4 Thiết kế chiếu sáng nhà kho 25

3.2 MẶT BẰNG PHỤ TẢI 28

3.3 PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG 30

3.4 TÍNH PHỤ TẢI (Ptt) TỪNG NHÓM 30

3.4.1 Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng 30

3.4.2 Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng 35

3.4.3 Công suất tính toán của toàn phân xưởng 36

3.5 TÂM PHỤ TẢI 36

CHƯƠNG 4 TRẠM BIẾN ÁP 38

4.1 VỊ TRÍ SỐ LƯỢNG CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP 38

4.2 SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN 39

4.2.1 Phương án 1: 39

4.2.2 Phương án 2: 41

4.2.3 So sánh hai phương án về phương diện kinh tế và kỹ thuật 42

4.3 SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRẠM BIẾN ÁP 43

4.4 CHỌN NGUỒN DỰ PHÒNG 44

CHƯƠNG 5: CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ 45

5.1 KHÁI QUÁT 45

5.2 CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ HẠ ÁP CHO CÁC MÁY VÀ NHÓM MÁY 47

5.2.1 Chọn dây dẫn : 47

5.2.2 Điều kiện để chọn máy cắt (CB) : 48

5.3 CHỌN THANH DẪN TỦ PHÂN PHỐI 50

5.3.1 Chọn thanh dẫn ở tủ phân phối chính: 50

CHƯƠNG 6: 51

TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN VÀ NGẮN MẠCH CHO PHÂN XƯỞNG 51

6.1 KHÁI QUÁT 51

6.2 TÍNH TOÁN TỔN THẤT KHI TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG TRONG PHÂN XƯỞNG CƯA GỖ 52

6.2.1 Tính tổn thất công suất trên đường dây của phân xưởng 52

6.2.2 Tổn thất điện năng trên đường dây phân xưởng : 54

6.2.3 Tổn thất điện áp đường dây ba pha từ tủ phân phối chính tới tủ động lực : 54

6.2.4 So sánh tổn thất điện áp trên đường dây với điện áp định mức thấp 380V 55

6.3 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO PHÂN XƯỞNG 56

6.3.1 Tính toán ngắn mạch ở thanh cái hạ áp của máy biến áp 57

6.3.2 Kiểm tra thanh dẫn : 60

6.3.3 Tính toán kiểm tra : 61

CHƯƠNG 7 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 63

7.1 KHÁI QUÁT 63

7.2 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COSϕ 64

7.2.1 Các biện pháp nâng hệ số công suất cosϕ tự nhiên : 64

7.2.2 Dùng phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cosϕ 65

7.3 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO XÍ NGHIỆP 65

7.3.1 Chọn thiết bị và vị trí bù : 65

7.3.2 Xác định dung lượng bù : 65

7.3.3 Xác định hệ thống bù công suất phản kháng cho phân xưởng cưa gỗ 66

7.3.4 Xác định dung lượng bù cho các nhóm tủ động lực của phân xưởng 67

7.3.5 Điều chỉnh dung lượng bù : 68

KẾT LUẬN 71

Tài liệu tham khảo: 72

LỜI NÓI ĐẦU

Trong xã hội hiện nay ngày càng phát triển mức sống của con người ngày càng được nâng cao, dẫn đến nhu cầu tiêu dùng tăng, các doanh nghiệp, công ty cần phải gia tăng sản xuất, mặt khác nhu cầu tiêu dùng của con người đòi hỏi cả về chất lượng sản phẩm, dồi dào mẫu mã Chính vì thế mà các công ty, xí nghiệp luôn cải tiến trong việc thiết kế và lắp đặt các thiết bị tiên tiến để sản xuất ra những sản phẩm đạt hiệu quả đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng Trong hàng loạt các công ty, xí nghiệp kể trên có cả những nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng và kiến trúc cụ thể làphân xưởng cưa gỗ của công ty cổ phần Phúc Thịnh TX Đồng Xoài – Bình Phước Do đó nhu cầu sử dụng điện ở các nhà máy này ngày càng cao, đòi hỏi ngành công nghiệp năng lượng điện phải đáp ứng kịp thời theo sự phát triển đó Hệ thống điện ngày càng phức tạp, việc thiết kế cung cấp có nhiệm vụ đề ra những phương án cung cấp điện hợp lý và tối ưu Một phương pháp cung cấp điện tối ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư xây dựng hệ thống điện và chi phí vận hành tổn thất điện năng và đồng thời vận hành đơn giản, thuận tiện trong sửa chữa

Việc làm luận văn cũng như việc tìm hiểu tại nhà máy đã giúp cho em có được nhiều kiến thức bổ ích về thực tế bổ sung những kiến thức đã được học ở trong nhà trường

Tuy nhiên do còn hạn chế về kiến thức kinh nghiệm thực tế tài liệu tham khảo, thời gian thực hiện, nên tập luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy hướng dẫn cùng các thầy cô bộ môn góp ý xây dựng cho luận văn ngày càng hoàn thiện hơn

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CÔNG TY

1.1 GIỚI THIỆU

Quá trình hình thành và phát triển

Năm 2006, Công ty Cổ phần SX – DV & TM Phúc Thịnh được khởi nguồn từ HTX Nông – Lâm – Nghiệp, nhưng sau hơn một năm hoạt động dưới sự điều hành của ông Lương Văn Hiển Ông và Hội đồng Quảng Trị đã quyết định chuyển từ HTX sang công ty cổ phần nhằm đáp ứng sự phát triển của công ty

Công ty Cổ phần Phúc Thịnh được thành lập theo giấy phép kinh doanh số: 44.03.000071 của sở Khoa học và Đào tạo tỉnh Bình Phước cấp ngày 24/04/2007

Đến nay Công ty Cổ phần SX – DV & TM Phúc Thịnh đã là một công ty có uy tín

ở khu vực phía nam, cung cấp nguyên liệu cho các công ty lớn ở Bình Dương, Đồng Nai, TP HCM…

Nghiên cứu và phát triển

Một trong những ưu tiên hàng đầu của Phúc Thịnh chính là việc tập trung đầu

tư nhiều tài chính, công nghệ và con người trong đó lấy con người làm trọng tâm cho hoạt động nghiên cứu và phát triển sản phẩm

Chính vì vậy với đội ngũ công nhân và ban quản lý được đào tạo tốt, sản phẩm của công ty luôn đạt được sự đánh giá cao của các đối tác

• Chính sách quản trị chất lượng

Toàn bộ quy trình sản xuất khép kín từ khâu cưa, xẻ, ngâm tẩy, sấy, phôi, theo công nghệ hiện đại, đồng thời được kiểm soát nghiêm ngặt bởi ban điều hành khối sản xuất cùng đội ngũ Kiểm soát chất lượng chuyên nghiệp, kinh doanh và có tinh thần trách nhiệm cao

Đây cũng là nét nổi trội và lợi thế cạnh tranh của công ty so với các doanh nghiệp khác cùng ngành trong việc đảm bảo chất lượng hệ thống, các sản phẩm cho thị trường đều thảo mãn cho các công ty khó tính nhất

• Bảo vệ môi trường

Cùng với việc đẩy mạnh sản xuất kinh doanh, hoạt động của Phúc Thịnh luôn gắn liền với công tác bảo vệ môi trường, tạo sự phát triển kinh doanh bền vững và có trách nhiệm Công ty luôn chú trọng vào nguồn gỗ hợp pháp, được khai thác từ những khu rừng có sự quản lý bền vững

1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA PHỤ TẢI

Phụ tải của xí nghiệp chủ yếu là các động cơ điện có công suất lớn, nhỏ, trung bình, đèn chiếu sáng, thời gian sản xuất của xí nghiệp trong một ngày Phân xưởng mất điện sẽ gây ra hàng loạt phế phẩm và gây lãng phí sức lao động rất nhiều ở các

bộ phận, nhưng sự ngừng cung cấp điện không gây ra nguy hại đến tính mạng con người và ít khi bị hư hỏng thiết bị, nhà máy sử dụng hầu hết các động cơ điện ba pha roto lồng sóc, điện áp định mức là 380V, tần số 50Hz Động cơ có công suất lớn nhất trong xí nghiệp là 7,5KW, không có động cơ nào sử dụng điện cao áp Theo sự phân tích ở trên xếp phân xưởng cưa gỗ vào hộ tiêu thụ điện loại III

1.3 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI

Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các thiết

bị riêng lẻ hoặc các hộ tiêu thụ điện năng

+ Thiết bị riêng lẻ như động cơ điện, lò điện, đèn điện

+ Hộ tiêu thụ điện là tập hợp các thiết bị điện của phân xưởng hay xí nghiệp Khi thiết và vận hành hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp cần chú ý ba đại lượng phụ tải cơ bản là : công suất tác dụng, công suất phản kháng và dòng điện Sự thay đổi phụ tải theo thời gian có thể quan sát được nhờ các dụng cụ đo và dụng cụ

tự ghi Có thể phân loại đồ thị phụ tải điện như sau :

* Phân loại theo đại lượng đo :

- Đồ thị phụ tải tác dụng P (T)

- Đồ thị phụ tải phản kháng Q(T)

- Đồ thị phụ tải theo dòng điện I (T)

* Phân loại theo thời gian khảo sát

• Đồ thị phụ tải điện hàng ngày : p

Là đồ thị phụ tải điện trong một ngày đêm 24 giờ

Trong thực tế vận hành có thể dùng dụng cụ đo điện tự ghi để vẽ đồ thị phụ tải, hay do nhân viên vận hành ghi lại giá trị phụ tải sau từng khoảng thời gian nhất định

Để thuận tiện khi tính toán đồ thị phụ tải được vẽ theo hình bậc thang, chiều cao của các bậc thang lấy theo giá trị trung bình của phụ tải trong thời gian được xét

Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng ngày của xí nghiệp có thể biết được tình trạng làm việc của thiết bị, từ đó có thể sắp xếp quy trình vận hành hợp lý nhất để đảm bảo đồ thị tương đối bằng phẳng

1.4 THÔNG SỐ CỦA PHỤ TẢI

BẢNG SỐ LƯỢNG MÁY Ở PHÂN XƯỞNG

P (KW)

Uđm (V) Iđm

(A) cos

GHI CHÚ

380V 220V 220V

17,5 1,3 10,5

0,65 0,72 0,65

220V 220V 220V 220V

0,43

2 0,42 0,71

0,8 0,7 0,8 0,45

TC

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN

2.1 KHÁI QUÁT

Dựa vào số liệu phụ tải của xí nghiệp phân xưởng cưa gỗ đã thu thập được, thiết kế lại hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp Việc thiết kế lại mạng điện nhằm mục đích :

+ Nâng cao chất lượng, giảm tổn thất điện năng

+ Phí tổn về kinh tế hàng năm là nhỏ nhất

+ An toàn trong vận hành, thuận tiện trong bảo trì và sửa chữa

+ Đảm bảo cung cấp điện có độ tin cậy cao

2.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán dựa trên cơ sở khoa học để tính toán phụ tải điện và được hoàn thiện về phương diện lý thuyết trên

cơ sở quan sát các phụ tải điện ở xí nghiệp đang vận hành

Thông thường những phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện lại cho kết quả không thật chính xác, còn muốn chính xác cao thì phải tính toán lại phức tạp Do vậy tùy theo giai đoạn thiết kế thi công và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán cho thích hợp

Sau đây trình bày chi tiết các phương pháp tính toán :

2.2.1 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm

- Nếu hộ tiêu thụ sản xuất một năm được M sản phẩm, mỗi sản phẩm để thành phẩm cần W0 điện năng

Nhu cầu dùng điện của hộ tiêu thụ là :

Tổng điện năng A = W0.M Đơn vị KWh

Trong đó : W0 : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Đơn vị : KWh/1 đơn vị sản phẩm

M : Số lượng sản phẩm

Suy ra phụ tải tính toán :

Ptt =

max 0 max

.

lv

lv T

M W T

A

Với Tlvmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất trong năm, tính bằng giờ

2.2.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

Nếu phụ tải tính toán xác định cho hộ tiêu thụ có diện tích F, suất phụ tải trên một đơn vị là P0 Thì Ptt :

Ptt = P0.F Trong đó:

P0 : Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất là một mét vuông, đơn vị (KW/m2)

F: Diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m2)

Phương pháp này chỉ phù hợp với các phân xưởng có mật độ máy móc phân

bố đều nhưng cũng có những sai số về :

2.2.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (K max ) và công suất trung bình P tb (phương pháp số thiết bị hiệu qủa)

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, ta chọn phương pháp thiết

bị hiệu quả để tính phụ tải tính toán cho phân xưởng, phương pháp này áp dụng cho bất kỳ nhóm thiết bị nào kể cả nhóm thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại và có lợi là xét đến tổng phụ tải cực đại của từng nhóm thiết bị (gồm các thiết bị làm việc

và công suất khác nhau)

(

2 1

2 2 1 1

n đm

n n

t t

t P

t P t

P t P

+ + +

+ + +

P1 : công suất của thiết bị trong khoảng thời gian t1, KW

Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết

bị trong khoảng thời gian xem xét

2.3 TRẠM BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP CHỌN MBA

2.3.1 Khái quát về phương án cung cấp điện

• Việc chọn phương án cung cấp điện bao gồm :

Chọn cấp điện áp

Nguồn điện

Sơ đồ nối dây

Phương thức vận hành

Muốn thực hiện được đúng đắn và hợp lý nhất, ta phải thu thập và phân tích đầy đủ các số liệu ban đầu, trong đó số liệu về nhu cầu điện là quan trọng nhất; Đồng thời sau đó phải tiến hành so sánh giữa các phương án đã được đề ra về phương diện kinh tế và kỹ thuật

• Phương án điện được chọn sẽ xem là hợp lý nếu thỏa mãn các yêu cầu sau :

Đảm bảo chất lượng điện

Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện liên tục phù hợp với yêu cầu phụ tải

Vận hành đơn giản, dễ lắp ráp và sửa chữa

• Đối với các thiết bị trong xí nghiệp có công suất lớn, nhỏ, trung bình khác nhau, nên ta chọn phương pháp cung cấp điện có sơ đồ dạng hỗn hợp (gồm

sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh), sao cho phù hợp với đặc điểm công nghệ của xí nghiệp

Sơ đồ hình tia : Đơn giản độ tin cậy cao dễ dàng trong vận hành, bảo quản và sửa chữa

Sơ đồ phân nhánh : Độ tin cậy kém hơn sơ đồ hình tia, tiền đầu tư sẽ cao hơn và tổn thất điện áp sẽ cao hơn

Với các thiết bị có công suất nhỏ thì ta dùng sơ đồ phân nhánh, còn đối với các thiết bị có công suất lớn và trung bình thì dùng sơ đồ hình tia

• Phương án sơ đồ nối dây :

Sơ đồ nối dây hay phương án nối dây là cấu trúc chắp nối giữa nguồn điện và tải tiêu thụ Phương án phải rõ ràng và linh động nhu cầu dùng điện là hộ loại 2, do quy trình công nghệ sản xuất cho nên nhà máy có sử dụng nguồn dự phòng là máy phát Diezen, chuyển đổi nguồn dự phòng bằng tay Xác định phương án nối dây cho một phân xưởng là một yếu tố cần thiết

Chọn phương án đi dây trên mạng từ các tủ phân phối chính đến tủ động lực

và các thiết bị, một số trường hợp phải đặt dây dẫn trong ống cách điện đi ngầm dưới nền đến các thiết bị điện

2.3.2 Lựa chọn máy biến áp

Việc lựa chọn số lượng và công suất các máy biến áp trên cơ sở kỹ thuật và kinh tế cho các trạm giảm áp chính và các trạm biến áp phân xưởng có ý nghĩa quan trọng để xây dựng các sơ đồ cung cấp điện xí nghiệp hợp lý

Số lượng máy biến áp của các trạm giảm áp chính và trạm biến áp phân xưởng không nên quá hai máy biến áp Về kinh tế, những trạm hai máy biến áp thường hợp

lý hơn trạm một máy và trạm có nhiều máy biến áp

Chọn công suất máy biến áp : trong hệ thống cung cấp điện xí nghiệp, công suất của máy biến áp điện lực trong điều kiện làm việc bình thường phải đảm bảo cung cấp điện cho tất cả các thiết bị tiêu thị điện hoặc hộ dùng điện

2.4 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ CHI PHÍ VẬN HÀNH

Chi phí vận hành hàng năm trong hệ thống cung cấp điện xí nghiệp bao gồm :

Cvh = C∆A + Ccn+ Cbq + Ckh + Cmđ + Cphụ, (đồng)

Trong đó :

C∆A = ∆A.β : tổn thất điện năng

Với ∆A : Tổn thất điện năng hàng năm, KWh

β : Giá 1 KWh, đồng/KWh

Ccn : chi phí về lương của cán bộ công nhân vận hành hệ thống cung cấp điện

Cbq : chi phí về tu sửa bảo quản

Ckh : chi phí về khấu hao

Cmđ : Chi phí tổn thất kinh tế do mất điện chi phí này được kể đến khi so sánh giữa các phương án có độ tin cậy cung cấp điện

Cphụ : chi phí phú khác như làm mát, sưởi ấm

Từ công thức trên ta thấy : Trong thành phần của chi phí vận hành hàng năm thì chi phí về tổn thất điện năng chiếm một vị trí rất quan trọng trong chi phí chung Chi phí điện năng sinh ra ở trong máy biến áp cũng như ở trên đường dây trong thời gian vận hành máy biến áp

Tổn thất điện năng trên đường dây :

∆A = ∆P.t hay ∆A = ∑∆Pi.ti với ti = 8760h

∆A = ∆Pmax (KWh) Trong đó :

Vậy ∆AMBA = ∆P0.t + ∆PN

Trong đó : T : Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất

t : Thời gian vận hành thực tế của máy biến áp, giờ (h) Tổn thất công suất máy biến áp sẽ là :

Sđm : Phụ tải định mức của MBA, KVA

Spt : Công suất phụ tải, KVA

* Thời gian thu hồi vốn đầu tư :

T =

B A

B A

C C

V V

−

−

(năm) Trong đó :

VA, VB : Là vốn đầu tư của phương án A và B, đơn vị 103 đồng

CA, CB : Chi phí vận hành hàng năm của phương án A, B, đơn vị 103 đồng/năm

2.5 NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

2.5.1 Khái niệm chung :

Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau và chạm đất, hay nói cách khác

đó là hiện tượng mạch điện bị nối tắt qua một tổng trở suất nhỏ có thể xem như bằng không Khi ngắn mạch tổng trở của hệ thống bị giảm xuống và tùy theo vị trí điểm ngắn mạch xa hay gần nguồn cung cấp mà tổng trở hệ thống giảm nhiều hay ít Khi ngắn mạch dòng điện và điện áp trong thời gian quá độ đều thay đổi, dòng điện tăng lên rất nhiều so với lúc làm việc bình thường Còn điện áp trong mạng điện cũng giảm xuống mức độ giảm nhiều hay ít là tùy thuộc vào vị trí điểm ngắn mạch so với nguồn cung cấp

Để lựa chọn được tốt các phần của hệ thống cung cấp điện, chúng ta phải dự đoán được các tình trạng ngắn mạch có thể xảy ra và tính toán được các số liệu về tình trạng ngắn mạch như : Dòng điện ngắn mạch và công suất ngắn mạch, các số liệu này còn là căn cứ quan trọng để thiết kế hệ thống bảo vệ rơle, định phương thức vận hành của hệ thống cung cấp điện Vì vậy tính toán ngắn mạch là phần không thể thiếu được khi thiết kế hệ thống cung cấp điện

• Nguyên nhân gây ngắn mạch :

Tác động cơ học : cây đổ, gãy, giông bão

Tác động bên trong : cách điện hỏng bởi dùng quá nhiệt

Làm mất điện gây nên thiệt hại về kinh tế

CHƯƠNG 3 TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG

3.1 ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG

+ Điều kiện khác : Phân xưởng có nhiều động cơ kéo băng tải , máy cắt nên

có nhiều bụi đất Vì vậy các hệ thống điện cần phải được che chắn, môi trường có nhiều chấn động do các hoạt động nặng như khu vực máy dập, động cơ rung sàn bột , ta cần chú ý đến các phần tử nối chặt trong hệ thống đường dây

- Tường phân xưởng :

+ Tường phân xưởng cưa gỗ cao 5 mét, có hệ số phản xạ ρtường = 0,30

+ Trần cao 5 mét có hệ số phản xạ ρtrần = 0,5

+ Chiều cao treo đèn là H = 4,5m

+Mức độ rọi trung bình (Etb) trong phân xưởng cưa gỗ là :

 Xưởng 1 (12 máy cưa) : Etb = 200Lux

 Xưởng 2 (6 máy cưa) : Etb = 200Lux

 Nhà kho : Etb = 150Lux

 Khu văn phòng : Etb = 200Lux

( Tra Bảng 3.1 trang 43, GT thiếu bị và hệ thống chiếu sáng – PGS TS Đặng Văn Đào)

3.1.1 Thiết kế chiếu sáng xưởng 1

Kính thước a = 50m ; b = 180m; H = 4,5m

Xưởng 1 được chia thành 6 khu bằng nhau, mỗi khu có kính thước a = 30m ; b =

50m;

• Tính toán chiếu sáng cho khu 1

Chọn bóng đèn Natri cao áp với:

Bộ phản xạ 531 ( 1 = 0,5 , 2 = 0,3, 3 = 0,1)

Độ rọi : E = 200 lux

d = 0,757

Chiều cao của mặt bàn làm việc h2 = 0.7m

Chiều cao tính toán h = H – h2 = 4,5 – 0,7 =3,8m

Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách giữa các đèn được xác định theo tỷ lệ L/h = 1,5 tức là

50 30 )

b a

=4,93 Coi hệ số phản xạ của nhà xưởng là : trần : 0,5; tường : 0,3; xác định hệ số lợi dụng ánh sáng tương ứng với hệ số không gian 4,93 là Kld = 0,92 Lấy hệ số dữ trữ là1,2

757,0.92,0

2,1.50.30.200

=

ld d

dt ye

k

S E

92 , 0 757 , 84 6500

.

.

=

=

dt

ld d d

b a

k N F

δ

η

lx

• Như vậy tổng số đèn cho 6 khu là : 6.84 = 504 đèn

Hình3.1: Sơ đồ chiếu sáng tổng quát xưởng 1

Chiều cao của mặt bàn làm việc h2 = 0.7m

Chiều cao tính toán h = H – h2 = 4,5 – 0,7 =3,8m

Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảngcách giữa các đèn được xác định theo tỷ lệ L/h = 1,5 tức là

50 30 )

b a

=4,93

Coi hệ số phản xạ của nhà xưởng là : trần : 0,5; tường : 0,3; xác định hệ số lợi dụng ánh sáng tương ứng với hệ số không gian 4,93 là Kld = 0,92 Lấy hệ số dữ trữ là 1,2

2,1.50.30.200

=

ld d

dt ye

k

S E

=> N = 84 đèn

Hình 3.3: Sơ đồ chiếu sáng tổng quát xưởng 2

Như vậy tổng số đèn cần lắp đặt sẽ là 84 bóng

2 , 1 50 30

92 , 0 757 , 84 6500

.

.

dt

ld d d

b a

k N F

- Chỉ số thể hiện màu tương đôi cao: CRI = 85

Chiều cao của mặt bàn làm việc h2 = 0.8m

Chiều cao tính toán h = H – h2 = 4,5 – 0,8 =3,7m

Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách giữa các đèn được xác định theo tỷ lệ L/h = 1,5 tức là

L = 1,5.h = 1,5.3,7 = 5,55 m Xác định hệ số không gian:

Kkg=

) 30 10 ( 7 , 3

30 10 )

b a

1 , 1 30 10 200

.

=

ld d

dt ye

k

S E

58 , 0 58 , 0 60 3350

.

.

=

=

dt

ld d d

b a

k N F

δη

lx

3.1.4 Thiết kế chiếu sáng nhà kho

Kính thước a = 60m ; b = 120m; H = 4,5m

Nhà kho được chia thành 6 khu bằng nhau, mỗi khu có kính thước a = 40m ; b = 30m;

• Tính toán chiếu sáng cho khu 1

Chọn bóng đèn Natri cao áp với:

Bộ phản xạ 531 ( 1 = 0,5 , 2 = 0,3, 3 = 0,1)

Độ rọi : E = 150 lux

d = 0,757

Chiều cao của mặt bàn làm việc h2 = 0.7m

Chiều cao tính toán h = H – h2 = 4,5 – 0,7 =3,8m

Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách giữa các đèn được xác định theo tỷ lệ L/h = 1,5 tức là

30 40 )

b a

757 , 0 92 , 0

2 , 1 30 40 150

.

=

ld d

dt ye

k

S E

92 , 0 757 , 0 52 6000

.

.

=

=

dt

ld d d

b a

k N F

Hình 3.5: Sơ đồ chiếu sáng tổng khu nhà kho

Hình 3.6: Tỉ lệ bố trí các đèn trong khu nhà kho

3.2 MẶT BẰNG PHỤ TẢI

Hình 3.7: Sơ đồ mặt bằng phân xương cưa gỗ

Bảng 1.1: Số lượng máy ở phân xưởng cưa gỗ

STT

TÊN THIẾT BỊ

SỐ LƯỢNG

CÔNG SUẤT

P (KW)

Uđm (V)

Iđm (A) cos

GHI CHÚ

380V 220V 220V 220V 220V

17,5 1,3 10,5 0,43

2

0,65 0,72 0,65 0,8 0,7

220V 220V

0,42 0,71

0,8 0,45

Dòng điện định mức (A)

1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 10,5 10,5 0,43 0,43

3.3 PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG

Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán phụ tải, thông thường những phương pháp đơn giản việc tính toán thuận tiện lại cho kết quả không chính xác Còn việc tính toán chính xác thì đòi hỏi nhiều thời gian, phức tạp hơn

Do đó tùy theo yêu cầu cụ thể, nên chọn phương pháp tính thích hợp Ở phạm

vi luận văn này chọn phương pháp số thiết bị hiệu qủa để tính toán phụ tải động lực của phân xưởng theo từng nhóm thiết bị đã chia trước

Phụ tải điện của phân xưởng cưa gỗ gồm phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng

+ Phụ tải động lực chủ yếu là các động cơ, máy cưa

+ Phụ tải chiếu sáng gồm các loại đèn chiếu sáng cho phân xưởng như cao áp, huỳnh quang

Căn cứ vào vị trí lắp đặt, tính chất và chế độ làm việc của các thiết bị được chia

ra làm 3 nhóm máy (ở chương trước) Theo phương pháp tính toán nêu ở chương II

để tính phụ tải tính toán ta áp dụng công thức :

Ptt = Kmax.Ksd.∑

=

n i đmi

P

1

3.4 TÍNH PHỤ TẢI (P tt ) TỪNG NHÓM

3.4.1 Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng

Để tìm hệ số sử dụng (Ksd) của phân xưởng ta dựa vào đồ thị phụ tải ngày để tính toán theo công thức :

Ksd =

)

(

2 2

t t t P

t P t

P t P

+ +

+ + +

i đm

P 135 KW Công suất lớn nhất của một thiết trong 18 thiết bị là Pmax = 90 KW

i đm

P 1,07.0,8.135 = 115,56 KW Tính hệ số cos trung bình của nhóm:

Cos tb=

đmi

i đmi

86 , 177

0,72 0,65 0,8

0,8 0,8 0,8

i đm

P 4,55 KW Công suất lớn nhất của một thiết trong 11 thiết bị là Pmax = 3 KW

i đm

P 1,14.0,8.4,55= 4,15 KW Tính hệ số cos trung bình của nhóm:

Cos tb=

đmi

i đmi

8 , 0 075 , 0 2 65 , 0 5 , 1 2 72 , 0

Qtt = 4,482 (KVAR)

Stt = P tt2 +Q tt2 = 4 , 152 + 4 , 4822 = 6 , 11 (KVA)

38 , 0 3

11 , 6

0,7 0,8 0,45

0,8 0,8 0,8

i đm

P 73,5 KW Tính hệ số cos trung bình của nhóm:

Cos tb=

đmi

i đmi

45 , 0 07 , 0 900 8 , 0 06 , 0 60 7 , 0 3

87 , 146

S

đm

tt = =

Phụ tải tính toán của các nhóm máy của phân xưởng cưa gỗ, từ thông số phụ tải có ở bảng 1.2

Bảng 3.1: Phụ tải tính toán của các nhóm máy

3.4.2 Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng

Trong phân xưởng ngoài ánh sáng tự nhiên ta còn sử dụng ánh sáng nhân tạo

Vì ánh sáng tự nhiên không đáp ứng đầy đủ cho phân xưởng

Vấn đề chiếu sáng cũng quan trọng vì ánh sáng ảnh hưởng đến năng suất lao động của công nhân, ánh sáng không đủ khiến công nhân làm việc căng thẳng gây hại mắt, hại sức khỏe tạo nhiều phế phẩm và năng suất lao động thấp

Công suất dùng để chiếu sáng cho phân xưởng được xác định theo phương pháp tính toán chiếu sáng theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

Đó là từng đối tượng chiếu sáng cần bao nhiêu công suất trên một đơn vị diện tích theo một mức độ nào đó là đủ, ta gọi đó là suất phụ tải chiếu sáng là P0 Như vậy công thức cần tính toán cho toàn phân xưởng là :

Pttcs = P0 F Trong đó:

Pttcs : công suất chiếu sáng cho toàn phân xưởng

P0 : công suất chiếu sáng, W/m2

(P0 = 10 W/m2)

F : diện tích phân xưởng, m2

Theo sơ đồ phân xưởng sản xuất có diện tích F = 60000 m2

Vậy Pttcs = P0 F = 10.60000 = 600000 (W) = 600 (KW )

3.4.3 Công suất tính toán của toàn phân xưởng

Được tính theo công thức :

)(

)(∑P ttnh+P ttcs + ∑Q ttnh

Trong đó: K đt là hệ số làm việc đồng thời giữa các nhóm trong phân xưởng

Tra Giáo trình cung cấp điện- Nguyễn Xuân Phú trang 595, ta có

5 , 669

* Ý nghĩa của tâm phụ tải :

Nếu đặt tủ phân phối chính hoặc trạm biến áp nguồn tại tâm phụ tải thì những tổn hao về kim loại màu, điện áp, điện năng trên dây dẫn là ít nhất

Vậy khi thiết kế hay đánh giá một hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng chúng ta phải xác định được tâm phụ tải, từ đó xác định vị trí đặt trạm biến áp

Cách định tâm phụ tải : chọn trục tọa độ oxy, xác định tọa độ của từng phụ tải Toạ độ tâm phụ tải I, được xác định :

P

X P

P

Y P

.