Thiết kế cung cấp điện cho Nhà máy cơ khí có quy mô khá lớn với 6 phân xưởng sản xuất và nơi làm việc, Xác định phụ tải tính toán, tính chọn dây dẫn và thiết bị, tính toán bảo vệ thiết bị, tính toán nối đất,...
Trang 1Giới thiệu nhà máy
Nhà máy cơ khí có quy mô khá lớn với 6 phân xưởng sản xuất và làm việc
Sơ đồ địa lý
150 × 200 (m)
Nguồn điện (N) : điện áp định mức Uđm = 22 kv
Phụ tải: số liệu tính toán của các phụ tải cho trong bảng
Tên phân xưởng Pđộng lực (kw) Cosφ Diện tích (m2
Trang 2Phân xưởng 6 200 0.78 15*30Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4000 h, Ksd = 0.5
Trang 3CHƯƠNG I : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN
XƯỞNG 3 VÀ TOÀN NHÀ MÁY
1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng 3.
1.1 Phân nhóm phụ tải
- Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ được bố trí trên nhà xưởng ta chia làm 4 nhóm như sau:
Bảng 1: Danh sách máy trên sơ đồ và phân nhóm.
Tên nhóm và tên thiết bị Ký hiệu trên
mặt bằng
Công suấtđặt Po,KW
Hệ số sửdụng Ksd Cosφ
Trang 4Quạt gió 1,7 3+4 0.35 0.67Máy biến áp hàn
Công suấtđặt Po,KW
Hệ số sửdụng Ksd Cosφ Pđ,kw
Trang 5n1 : số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1 nửa công
suất của thiết bị có công suất lớn nhất
Trang 72 Xác định phụ tải tính toán cho từng phân xưởng và toàn nhà máy
Tính cho phân xưởng 1: Diện tích 900 m2
Tra bảng phụ lục PL1.2 có công suất chiếu sáng 14 w/m2
- Công suất tính toán chiếu sáng
Các phân xưởng khác được tính toán tương tự, kết quả ghi trong bảng 3:
Bảng 3 : Phụ tải tính toán các phân xưởng
Trang 9Kết quả tính toán bán kính R và góc α cs của biểu đồ phụ tải cho trong bảng 3:
Bảng 3: Bán kính R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải
Pttkw
Sttkw
Trang 11CHƯƠNG II : PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY MẠNG CAO ÁP CỦA
NHÀ MÁY
1 Xác định vị trí trạm PPTT.
- Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy, vẽ hệ tọa độ xoy, có vị trí trọng tâm các nhà
xưởng là (xi , yi) sẽ xác định được tọa độ tối ưu M(x , y) để đặt trạm PPTT như sau:
x = ∑xi Si
∑Si =15,6.608,7+145,3.744,9+78,1.252,7+96,9.1006,2+181,3.374,3+150.264,5608,7+ 744,9+252,7+1006,2+374,3+264,5 = 105,34
y = ∑ yi Si
∑Si =93,4.608,7+36,9.744,9+36,9.252,7+123.1006,2+34,4.374,3+127,9.264,5608,7 +744,9+252,7+1006,2+374,3+264,5 = 81,23
2 Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX.
- Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng, quyết định đặt 6 trạm biến
Trang 12- Trong đó các trạm B1, B2, B3, B4, B5, B6 cấp cho các phân xưởng mà các
phân xưởng đó đều không quan trong, xếp loại 2 nên chỉ cần đặt 1 máy BA.Các máy biến áp dùng máy do ABB sản xuất tại Việt Nam, không phải hiệu chỉnh nhiệt độ
- Chọn dung lượng các máy biến áp :
Bảng 4 : Kết quả trọn biến áp cho các trạm BAPX
- Các máy biến áp B1,2,3,4,5,6 đều dùng biến áp do ABB chế tạo với ưu điểm
không cầ hiệu chỉnh nhiệt độ
3 Phương án đi dây mạng cao áp.
- Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp và trạm PPTT trên mặt bằng ta đề ra 2
phương án đi dây mạng cao áp :
Phương án 1: các trạm biến áp được cấ điện trực tiếp từ trạm PPTT
Trang 13 Phương án 2: các trạm biến áp xa trạm PPTT được lấy điện liên thông quacác trạm ở gần trạm PPTT
- Ta dùng dây trên không, dây nhôm, lõi thép, lộ kép dẫn điện từ trạm BATG
về trạm PPTT của nhà máy Từ trạm PPTT đến các trạm biến áp B1, B2, B3,B4, B5, B6 dùng cáp lộ đơn
Thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4000 h với giá trị Tmax dây dẫn AC thì ta có mật độ dòng điện kinh tế Jkt = 1,1
Trang 14Chọn cáp tiết diện 16 mm2 → XLPE (3×16)
Các đường cáp khác chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng, vì cáp chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo ∆U và Icp
Bảng 5 : Kết quả chọn cáp cao áp 22 kv phương án 1
Đơn giáđ/m
Thành tiềnđ
Trang 16Bảng 6 : Kết quả tính toán ∆P phương án 1Đường
cáp
F
mm2
lm
ro
Ω/km
RΩ
Skva
∆PkwPPTT-B1 16 74.75 1.47 0.10
Chọn cáp tiết diện 16 mm2 → 2 XLPE (3 x 16) của hãng FURUKAWA
- Các tuyến khác chọn tương tự ,kết quả ghi trong bảng 7 :
Bảng 7 : Kết quả chon cáp cho phương án 2.
Trang 17Đường cáp F, mm2 L,m Đơn giá 103đ/
Trang 18CHƯƠNG III_ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CỦA PHƯƠNG ÁN
TỐI ƯU
1 Lựa chọn các thiết bị.
Nhà máy cơ khí thuộc loại quan trọng,chọn dùng sơ đồ một hệ thống có phânđoạn cho trạm PPTT.tại mỗi tuyến dây vào,ra của thanh góp điều dùng máy cắt hộpbộ.để chống sét truyền từ đường dây vào trạm đặt máy chống sét van trên thanh góp.đặt trên thanh góp một máy biến áp đo lường 3 pha 5 trục có cuộn tam giác hở báo chạm đất một pha trên cáp 22KV
Vì các trạm biến áp phân xưởng rất gần với trạm PPTT, phía cao áp chỉ cần đặt dao cách ly và cầu chì Dao cách ly dùng để cách ly máy biến áp khi cần sửa chữa Cầu chỉ để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho máy bến áp Phía hạ áp đặt aptomat tổng và các aptomat phân nhánh
Trang 19 Tương tự tính I cnm của máy cắt cho các trạm biến áp còn lại như bảng
I cắt
N3S(KA)
Sốlượng
Thànhtiền (
Chọn thanh dẫn đồng kích thước 35mm2 dòng cho phép 100 A
1.3 Lựa chọn dao cách ly cao áp.
Tính với biến áp B1 :
o Điện áp định mức: Uđm.DCL ≥Uđm.NM = 22 Kv
Trang 20đm ( A ) IN ( kA ) Số
Trang 21- Phía hạ áp chọn dùng aptomat của hãng Merlin Gerin đặt trong vỏ tụ tự tạo
Vì là trạm 1 máy lên chúng ta đặt 1tur aptomat tổng và 1 tủ áp tô mát nhánh
Chọn các aptomat như sau : ( Tính với Phân xưởng 1 )
- Dòng điện định mức của biến áp :
Tính toán tương tự với các phân xưởng còn lại.( bảng 12,13 )
Tên phân xưởng Iđm.BA Loại IđmAT Uđm IN Số lượng
Trang 22Bảng 12 : Kết quả lựa chọn Aptomat tổng cho từng phân xưởng
Tên phân xưởng Itt
A
LoạiAptomat
Bảng 13 : Kết quả lựa chọn Aptomat nhánh cho từng phân xưởng
2 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị điện đẵ chọn
Trang 23- Cần tính điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt,
thanh góp và tính các điểm ngắn mạch N2 tại phía cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp và tủ cao áp các trạm
XH = U tb
2
S N = 21,52
√3 22 125 = 0,112 ΩThông số của đường dây trên không (DDK) và cáp ghi trong bảng
Trang 24Thanh cái B4 3,35 8,519
Bảng 15: kết quả tính dòng ngắn mạch
So sánh kết quả tính dòng N bảng 15: với các thông số của tủ máy cắt đặt tại
trạm PPTT nhận thấy : máy cắt và thanh góp có khả năng cắt và ổn định động dòng N lớn hơn rất nhiều
Với cáp, chỉ cần kiểm tra với tuyến có dòng N lớn nhất
Tiết diện ổn định nhiệt của cáp :
F = 16 mm2 > 5.3,46.√0,5 = 12,23 mm2
Vậy chọn cáp 16 mm2 cho các tuyến là hợp lý
Khả năng chịu dòng N của dao cách ly tủ cao áp đầu vào các trạm BAPX cũng lớn hơn nhiều so với trị số dòng N
Trang 25CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN
CHO PHÂN XƯỞNG 3
1 Xác định phụ tải tính toán của xưởng.
Trang 26- Việc chia nhóm chúng ta đã chia và tính toán ở chương I kết quả được
Bảng 2 : Phụ tải tính toán động lực của các nhóm
- Xác định phụ tải chiếu sáng lấy suất chiếu sáng chung cho xưởng là
P0 = 14 W/m2
Pcs = P0.S = 14.24.36 = 12,1 Kw
- Phụ tải tác dụng toàn phân xưởng :
Vì các máy của phân xưởng luôn hoạt động đồng thời với nhau nên ta lấy
Kđt = 1
Px = kđt.∑Ptti = 12,1+57,759+34,95+34,79+27,2+154,71
= 321,69 kWPhụ tải phản kháng toàn phân xưởng :
2 Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho nhà xưởng
- Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ, tro ng xưởng dự định đặt một
tủ phân phối nhận điện từ TBA về và cấp điện cho 4 tủ động lực cho 4 nhóm và 1 tủ chiếu sáng
Trang 27- Đặt tại tủ phân phối của TBA một aptomat tổng đầu nguồn, từ dây dẫn
- Mỗi động cơ máy công cụ được điều khiển bằng một aptomat Các cầu chì
trong tủ động lực chủ yêu bảo vệ ngắn mạch, đồng thời làm dự phòng cho bảo vệ quá tải của khởi động từ
Thiếu sơ đồ
3 Lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện.
3.5 Lựa chọn các thiết bị cho tủ động lực và dây cáp từ tủ động lực tới các thiết bị của nhóm.
- Ta chọn tủ có 11 đầu ra
Nhóm 1 có 9 thiết bị tương ứng với 9 đầu ra
Nhóm 2 có 6 thiết bị tương ứng với 6 đầu ra
Nhóm 3 có 11 thiết bị tương ứng với 11 đầu ra
Nhóm 4 có 6 thiết bị tương ứng với 6 đầu ra
- Tiếp theo ta chọn cáp và aptomat từ tủ động lực tới từng thiết bị.
Trang 28I cp
I đm
A Nhóm 1
Trang 29Máy mài 25 0.92 2.26 3G1.5 31 DPNa 6→32 32
Máy ép quay 26 1.93 5.41 3G1.5 31 DPNa 6→32 32Máy ép quay 30 2.63 7.39 3G1.5 31 DPNa 6→32 32
Cần cẩu 10T ε đm
Cửa cơ khí 17 0.55 1.2 3G1.5 31 DPNa 6→32 32
Nhóm 3
Trang 30Máy mài 6 0.46 1.13 3G1.5 31 DPNa 6→32 32Cần cẩu 10T ε đm
Nhóm 4
Máy tiện ren 9 0.84 2.2 3G1.5 31 DPNa 6→32 32Máy tiện ren 15 1.65 4.32 3G1.5 31 DPNa 6→32 32Máy bào dọc 11 4.1 9.89 3G1.5 31 DPNa 6→32 32
7 3G1.5 31 DPNa 6→32 32Quạt gió 10 1.69 4.44 3G1.5 31 DPNa 6→32 32
Bảng 3 : Kết quả lựa chọn cáp và aptomat đi từ tủ độnglực về các máy
- Tất cả aptomat chọn loại do Merlin Gerin, chọn dây dẫn là cáp đồng hạ áp 3
lõi cách điện PVC do Lens chế tạo