Bài tập lớn Cung cấp điện 2019

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Tổng hợp các đề cương đại học hiện có của Đại Học Hàng Hải: Đề Cương VIMARU 

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn cung cấp điện

---

[toc]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Cung cấp điện 2019

            CHƯƠNG I PHẦN MỞ ĐẦU

            LỜI NÓI ĐẦU

**********

– Trong thời đại hiện ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật cộng vớii nên công nghiệp của nước ta đang trên đà phát triển cao. Để theo kịp với nên công nghiệp hiện đại của thế giới thì chúng ta phải học hỏi ,nghiên cứu và tiếp thu những thành tựu khoa học kỹ thuật của các nước tiên tiến trên thế giới.Muốn  đạt được  những thành tựu đó chúng ta phải trang bị cho mình một vốn kiến thức lớn bằng cách cố gắn học và tìm hiểu thêm một số kiến thức mới.Cung cấp điện là một môn học quan trọng,nó cung cấp cho chúng ta những kiến thức cơ bản về công tác thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện.

– Cung cấp điện cho một nhà máy, xí nghiệp, phân xưởng, tòa nhà… là hết sức quan trọng. Nó đảm bảo cho quá trình vận hành của nhà máy, phân xưởng, xí nghiệp, tòa nhà… được an toàn, liên tục và đảm bảo tính kỹ thuật cao.

– Qua việc học môn cung cấp điện và làm bài tập lớn cung cấp điện theo nhóm đã giúp chúng em có cơ hội tổng hợp lại các kiến thức đã học và học hỏi thêm một số kiến thức mới. Tuy nhiên, trong quá trình thiết kế sẽ có nhiều thiếu sót.Vì vậy chúng em rất mong giáo viên hướng dẫn và giáo viên phản biện đóng góp ý kiến và giúp đỡ để hoàn thiện hơn.

Chúng em thành thật cảm ơn

LỜI CẢM ƠN

*************

– Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Phong Phú đã tận tình hướng dẫn,góp ý,tạo điều kiện cho chúng em báo cáo hàng tuần. Để chúng em thu thập ý kiến và kịp thời sửa chữa những sai sót và một điều hết sức cảm ơn thầy là thầy đã cung cấp nhiều tài liệu quan trọng của môn cung cấp điện để chúng em hoàn thành đồ án.

– Cảm ơn cac bạn trong lớp TCĐCN08A đã đóng góp nhiều ý kiến hay và quan trọng để kịp thời sửa chữa cho đúng và hợp lý.

    CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

 

A LÝ THUYẾT

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài của các phần tử trong hệ thống (máy biến áp, đường dây…), tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất.

Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải gây ra.

Mục đích của việc tính toán phụ tải nhằm:

+ Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp dưới 1000V trở lên.

+ Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp.

+ Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối.

+ Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ.

    I. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Có rất nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán nhưng trong bài này ta chỉ sử dụng 5 cách tính toán cơ bản.

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

+ Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thay đổi hoặc ít thay đổi, phụ tải tính toán lấy bằng giá trị trung bình của cả phụ tải lớn nhất đó. Hệ số đóng điện của các hộ tiêu thụ điện này lấy bằng 1, còn hệ số phụ tải thay đổi rất ít.

+ Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế không thay đổi, phụ tải tính toán bằng phụ tải trung bình và được xác định theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm. Khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất trong một đơn vị thời gian.

P_tt = P_ca.W_o/T_ca

Trong đó:

M_ca: số lượng sản phẩm sản xuất trong một ca

T_ca: thời gian của ca phụ tải lớn nhất

W_o: suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Khi biết Wo và tổng sản phẩm sản xuất trong cả năm của phân xưởng hay xí nghiệp, phụ tải tính toán sẽ là: P_tt = M .W_o/T_max

Tmax: thời gian sử dụng công suất lớn nhất

         2-xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị sản phẩm

P_tt = P_o.F

Trong đó:

F: diện tích bố trí nhóm tiêu thụ

P_o: xuất phụ tải trên một đơn vị sản xuất lá m2,kw/m2

Suất phụ tải phụ thuộc vào dạng sản xuất và được phân tích theo số liệu thống kê.

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

– Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị làm việc được tính theo biểu thức:

P_tt = K_nc * P_đmi

Q_tt = P_tt * tgφ

S_tt = (P^²_tt + Q^²_tt) = P_tt/cosφ

Ở đây ta lấy Pđ = Pđm thì ta được:   Ptt = Knc * Pđmi

Knc: hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị tiêu thụ đặc trưng

Tgφ: ứng với cosφ đặc trưng cho nhóm thiết bị trong các tài liệu tra cứu ở cẩm nang

–  Nếu hệ số cosφ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình.

COSφt b= P1cosφ1 + P2cosφ2 + ….+ PNcosφn  /  P1+P2+…+ Pn

– Phụ tải tính toán ở điểm mút của hệ thống cung cấp điện được xác định bằng tổng phụ tải tính toán của nhóm thiết bị nói đến lúc này có kể đến hệ số đồng thời được tính như sau:

S_tt = K_đt * [(∑P_tt)² + (∑Q_tt)²]

Trong đó: P_tt:  tổng phụ tải tác dụng của nhóm thiết bị

Q_tt: tổng phụ tải phản kháng tính toán của các nhóm thiết bị

Kđt : hệ số đồng thời, nó nằm trong giới hạn 0.85

-Ưu điểm:đơn giản tính toán thuận lợi , nên nó là phương pháp thường dùng.

-Nhược điểm: phương pháp này kém chính xác vì knc tra ở sổ tay.

4-Phương pháp 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 hiệu quả nhq hay phương pháp sắp sếp biểu đồ )

–   Khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán hoặc không có số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn giản đã nêu ở trên thì ta dùng phương pháp này.

Công thức tính như sau:

Ptt = Kmax * Pca = Kmax * Ksd * Pđm

Hay Ptt = Kn * .Pđm

– Cơ sở để xác định tính toán là sử dụng phụ tải trung bình cực đại trong thời gian T gần bằng 3To. Vậy một cách chính xác có thể viết như sau:

Ptt(30) = KMAX(30) * Pca

Ptt (30):   phụ tải tác dụng tính toán của nhóm thiết bị trong thời gian 30 phút hay còn gọi là phụ tải cực đại nữa giờ.

Pca:     công suất trung bình của nhóm thiết bị ở ca phụ tải max.

Kmax (30):   hệ số cực đại của công suất tác dụng ứng với thới giant rung bình 30 phút.

 

5-Tính phụ tải đỉnh nhọn

Đối với một máy, dòng điện đỉnh nhọn chính dòng điện mở máy:

Lđn =lmm = lmmlđm

Trong đó: kmm là hệ số mở máy của động cơ.

Khi không có số liệu chính xác thì hệ số mở máy có thể lấy như sau:

– Đối với động cơ điện không đồng bộ roto lồng sóc: kmm =5-7

– Đối với động cơ một chiều hay động cơ không đồng bộ roto dây quấn Kmm = 2.5

– Đối với máy biến áp và lò điện hồ quang Kmm = 3 ( theo lý lịch máy tức là không qui đổi về.

– Đối với một số nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng điện mở máy lớn nhất trong nhóm máy còn các máy khác làm việc bình thường. Do đó công thức tính như sau:

I_đn = I_mm(max) + ( I_đmi  – I_đmmax )

Hay: I_đn = _Imm(max) + (I_tt – K_sd*I_đmmax)

I_mmmax:  dòng điện mở máy lớn nhất trong các dòng điên mở máy của các động cơ trong nhóm

Iđmi: tổng dòng điện tính toán của các máy trừ máy có dòng điện mở máy lớn nhất

Iđmmax: dòng điện định mức của đông cơ có dòng điện mở máy lớn nhất đã quy đổi về chế độ làm việc dài hạn

Phụ tải tính toán động lực:            P_ttđl = ∑p_tti

Q_ttđl = ∑Q_tti

Công suất tính toán động luật của toàn phân xưởng:   Stt = Kđt*√[( Pttđt)² + (Qttđl)²]

B TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

     I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO LẦU 1 NHÀ E

 

STT	THIẾT BỊ	SL	Pđm(w/h)	cosφđm
1	MÁY TÍNH	16	450	0.7
2	MÁY LẠNH	7	750	0.8
3	MÁY IN	3	478	0.72
4	MÁY PHOTO	1	1500	0.85
5	MÁY NƯỚC NÓNG	1	550	0.75
6	Ổ CẮM	32	300	0.68
7	QUẠT TRẦN	8	130	0.65
8	ĐÈN ĐÔI	14	80	0.62
9	ĐÈN ĐƠN	14	40	0.6

Ta sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.

+ Chọn Ksd=0.1

N = 86 máy  , Pmax = 1500w  ,Pmax/2=750W

P= 28254W = 28.254W

Có 2 máy ≥ Pmax/2 # 750

P1= 6750 = 6.75KW

N1= 8 máy

N0 = N1 /N =  8/96  = 0.08

P0 = P1 /P= 6.75/28.254 = 0.24   ta chon P0 = 0.25

Tra bảng Nhq*= 0.68

Nhq =  Nhq*  * N = 0.68 * 96 = 65.28

Vậy số thiết bị dùng điện hiệu quả  chọn 65

Với Nhq = 65

Ksd  = 0.1

Ta chọn Kmax  = 1.29

Knc = Kmax * Ksd = 1.29 * 0.1 = 0.129

Ptt =  Knc  *∑ Pđmi  = 0.129 * 28.254 = 3.64

Cosφtb = P1COSφ1  +P2COSφ2 + P3COSφ3 +……+ P9COSφ9/P1 + P2 + P3  +…+P9=0.77

Vậy tgφ = 0.82

Qtt = Ptt * tgφ = 3.64 * 0.82 = 2.985KVAr

Stt = √Ptt² +  Qtt² = √3.64² + 2.985² = 4.7KVAr

 

 

 

 

CHƯƠNGIII

LỰA CHỌN PHƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN MẠNG ĐỘNG LỰC VÀ MẠNG CHIẾU SÁNG

 

I .CHỌN ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC CHO MẠNG ĐIỆN :

             1.1 Khái quát :

Việc lựa chọn phương án cung cấp điện gồm :

-Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý nhất .

-chọn số lượng và dung lương máy biến áp cho trạm hạ áp và biến áp phân xưởng xí nghiệp .

Chọn các thiết bị và khí cụ điện ,sứ cách điện ,các phân xưởng dẫn điện khác.

-Chọn tiết diện dây dẫn ,thanh dẫn ,cáp.

-chọn cấp điện áp hợp lý cho lưới điện .

-Lựa chọn  phương án đảm bảo yêu cầu kỷ thuật đồng thời tối ưu về kinh tế, tính tới phương án phát triển của xí nghiệp sau này.

-Phương án điện được lựa chọn được xem là hợp lý nếu thỏa mãn :

• Đảm bảo chất lượng điện năng (u ,f)
• Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện phù hợp với yêu cầu của phụ tải .
• Thuận tiện trong vận hành ,lắp ráp và sửa chữa.
• Có các chỉ tiêu kinh tế và kỷ thuật hợp lý.

            1.2 Các phương án tính chọn cấp điện áp :

Công thức still (Mỷ) :

                                   

                                                  U=4,34(KV)

 

Trong đó :

P :công suất cần truyền tải (kw or Mw)

I : khoảng cách truyền tải (km)

Công thức này cho kết quả khá tin cậy với I≤250km và s ≤60MVA đối với khoảng cách và công suất truyền lớn hơn ta nên dung công thức zalesski (Nga):

                                      U=(kv)

Với p tính bằng kw

Thực tế điện áp phụ thuộc rất nhiều vào nhiều yếu tố khác ngoài s và f do vậy trị số điện áp được tính ở trên chỉ là gần đúng.

Trong thực tế va2theo lịch sử phát triển của đất nước thì chúng ta sử dụng nhiều cấp điện áp,điều này gây khó khăn cho công tác vận hành cho nên khi chọn cấp điện áp cần chú ý :

-Trong một khu vực thì không nên dung nhiều cấp điện áp vì sơ đồ đấu dây sẽ phức tạp và khó khăn khi vận hành.

-Chọn cấp điện áp sẵn có hoặc những hộ tiêu thụ đã có ở gần và dễ tìm được nguồn dự phòng .

-Điện áp của mạch cần chọn phải phù hợp với điện áp của thiết bị sẵn có hoặc dễ dàng nhập khẩu

-Tổng điều kiện an toàn cho phép sử dụng điện áp càng cao thì càng có lợi .

II SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP :

     1 Các sơ đồ hình tia và phân nhánh :

 

1. Sơ đồ phân nhánh H.Sơ đồ hinh tia

Sơ đồ hình tia có ưu điểm là:

-Sơ đồ nối dây rõ ràng mổi hộ dùng điện được cấp nguồn từ một đường dây do đó cũng ít ảnh hưởng đến nhau .

-Độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao.

Nhược điểm :

Vốn đầu tư lớn .

Sơ đồ phân nhánh có ưu nhược điểm ngược lại sơ đồ hình tia .

2 Sơ đồ mạng điện cao áp thường gặp:

               a Sơ đồ hình tia có đường dây dự phòng chung

Thông thường đường dây dự phòng chung không làm việc ,chỉ khi nào đường dây chính bị hỏng thì đường dây dự phòng chung mới làm việc để thay thế nó .

Đường dây dự phòng chung có thể lấy từ phân đoạn của trạm phân phối .

              b Sơ đồ phân nhánh có đường dây dự phòng riêng cho từng trạm biến áp.

     c)Sơ đồ phân nhánh có đường dây dự phòng chung :

Trong sơ đồ này các trạm biến áp được cung cấp từ các đường dây phân nhánh .Để năng cao độ tin ca65ycung cấp điện người ta đặt them đường dây dự

phòng chung.Nhờ có đường dây dự phòng chung nên khi có sự cố trên một phân nhánh nào đó ta có thể cắt phần sự cố ra và đóng đường dây dự phòng vào để tiếp tục làm việc .

Ngoài ra chúng ta có một số sơ đồ phân nhánh sau :

+Sơ đồ phân nhánh có nối hình vòng :

H .Sơ đồ phân nhánh nối hình vòng

Là hình thức tăng them độ tin cậy bằng cách người ta cắt đôi mạch vòng thành hai nhánh riêng rẽ để vận hành đơn giản .

Khi có sự cố xảy ra phần tử bị sự cố sẽ bị loại ra khỏi hệ thống và phần tử cắt ra được nối lại .

+Sơ đồ phân nhánh được cung cấp bằng hai đường dây .

+Độ tin cậy sơ đồ này là tương đối cao .

Phía điện áp cao của trạm biến áp có thể đặt máy cắt phân đoạn và thiết bị tự động đóng dự trử .

+Sơ đồ dẫn sâu :

Đưa áp cao 35kv trở lên vào sâu trong xí nghiệp  đến tận các trạm biến áp phân xưởng .

Ưu Điểm :

-Giảm bớt trạm phân phối ,do đó giảm được số lượng các thiết bị điện và sơ đồ nối dây sẽ đơn giản .

-giảm được tổn thất điện năng .

Nhược điểm :

-Độ tin cậy cung cấp điện không cao, để khắc phục người ta thương dùng hai đường dây song song .

-Khi đường dây dẫn sâu có cấp điện áp 110-220kv thì diện tích đất của xí nghiệp bị đường dây chiếm sẽ rất lớn, vì thế không thể đưa đường dây vào gần trung tâm phụ tải được .

-Do co những đặt điểm trên ,phương pháp này thường dùng để cung cấp cho các xí nghiệp có phụ tải lớn ,phân bố trên diện tích rộng và đường dây điện áp cao đi trong xí nghiệp không ảnh hưởng đến việc xây dựng các công trình khác.

III SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN THẤP ÁP-MẠNG PHÂN XƯỞNG:

1 Sơ đồ mạng động lực:

 

H,sơ đồ mạch điện hình tia                     H.Sơ đồ mạch điện hinh tia

 Cung cấp cho phụ tải phân tán             cung cấp điện phụ tải tập trung

Có hai dạng cơ bản là mạng hình tia và phân nhánh .

1. Mạng hình tia :

 

 

 

H.Sơ đồ hình tia

-Sơ đồ mạng điện hình tia cung cấp điện cho phụ tải phân tán ,có độ tin cậy cao,nó thường được dùng trong các phân xưởng có thiết bị phân tán trên diện rộng.

-Sơ đồ mạng điện hình tia cng cấp điện cho phụ tải tập trung tương đối lớn như các trạm bơm ,lò nung ,trạm khí nén …

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b)Mạng phân nhánh :

 

H, Sơ đồ phân nhánh

Sơ đồ này thường được dùng trong các phân xưởng co phụ tải quan trọng.

Sơ đồ này thường dùng để cung cấp điện cho các phụ tải phân bố trải theo chiều dài.

2)Sơ đồ mạng điện chiếu sáng:

Mạng chiếu sáng trong xí nghiệp có thể chia làm hai loại :mạng chiếu sáng làm việc và mạng chiếu sáng sự cố .

a)Mạng chiếu sáng làm việc :

Là mạng cung cấp ánh sáng làm việc bình thường bao gồm chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ .

-Hệ thống chiếu sáng chung là hệ thống chiếu sáng đảm bảo cho toàn phân xưởng có độ rọi như nhau.

-Hệ thống chiếu sáng cục bộ  là hệ thống chiếu sáng riêng cho những nơi cần có độ rọi cao.

  

 

  b)Mạng chiếu sáng sự cố :

Là mạng cung cấp ánh sáng khi xảy ra sự cố .Nguồn cung cấp cho mạng này phải được lấy từ nguồn dự phòng xoay chiều hoặc một chiều .

 

 

 

IV PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CHO DÃY NHÀ :

Ta chọn sơ đồ hình tia từ tủ phân phối chính của cả dãy nhà để cung cấp cho các tầng của dãy nhà E nhằm đảm bảo công suất và điện áp cung cấp cho từng tầng.Đồng thời sơ đồ đi dây đơn giản ,dể thi công và không ảnh hưởng lẫn nhau khi có sự cố xảy ra,đảm bảo cung cấp điện liên tục cho dãy nhà.

Từ các tủ phân phối của các tầng ta sẽ đi dây theo sơ đồ phân nhánh để cung cấp điện cho từng phòng chức năng .

Sơ đồ đi dây chung sẽ được nối mạch vòng với nhau để mạng luôn cung cấp điện khi xay ra sự cố trên đường dây bất kỳ nào.

 

 

 

Chương IV. TRẠM BIẾN ÁP

I. KHÁI NIỆM.

– Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất trong hệ thống cung cấp điện. Là nơi biến đổi điện áp từ cấp này sang cấp khác để phù hợp với yêu cầu sử dụng.

– Dung lượng của máy biến áp, vị trí đặt số lượng và phương án vận hành máy biến áp là những yếu tố ảnh hưởng rất lớn về chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện.

– Dung lượng và các tham số của máy biến áp còn phụ thuộc vào tải của nó, tần số và các cấp điện áp của mạng, phương thức vận hành của máy biến áp. Thông số quan trọng của thiết bị điện và máy biến áp trong trạm biến áp là điện áp định mức.

– Ngoài ra người ta còn dùng điện áp tiêu chuẩn:

+ Phía cao áp của trạm:

* Trung áp: 10; 15; 22; 35kv

* Cao áp: 66; 110; 220kv

* Siêu cao áp: >= 500kv

+ Phía hạ áp của trạm: 0.4; 3; 6; 10; 22kv

II. PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP.

1. Phân loại theo nhiệm vụ.

– Theo hình thức này, trạm biến áp chia thành hai loại: trạm biến áp trung gian và trạm biến áp phân xưởng.

+ Trạm biến áp trung gian: có nhiệm vụ nhận điện lưới từ lưới điện với điện áp 110/220kv biến đổi thành các cấp điện áp 6kv; 10kv; 22kv.

+ Trạm biến áp phân xưởng nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi xuống các cấp điện áp thích hợp để đáp ứng cho các cấp phụ tải của phân xưởng.

Phía sơ cấp có thể từ 10kv đến 35kv va sơ cấp là 380/220v.

2. Phân loại theo hình thức và cấu trúc.

Có thể chia thành ba loại trạm biến áp:

– Trạm biến áp ngoài trời: các thiết bị điện như dao cách ly, máy cắt điện, máy biến áp, thanh góp đều đặt ngoài trời. Riêng phần phân phối điện áp thấp phải đặt trong nhà. Trạm biến áp ngoài trời có kinh phí xây dựng thấp , thích hợp cho các trạm biến áp trung gian có công suất lớn.

– Trạm biến áp trong nhà: tất cả các thiết bị đều đặt trong nhà. Loại này thường gặp ở các trạm biến áp phân xưởng và trạm biến áp khu vực.

– Trạm biến áp ngầm: các thiết bị điện được đặt trong một trạm ngầm. Chi phí xây dựng lớn và khó khăn trong vận hành và bảo quản.

III. CHỌN VỊ TRÍ – SỐ LƯỢNG  VÀ CÔNG SUẤT TRẠM BIẾN ÁP VÀ MÁY BIẾN ÁP.

1. Những yêu cầu cơ bản lựa chọn vị trí trạm biến áp,

– An toàn và liên tục cung cấp điện.

– Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới.

– Thao tác vận hành, quản lý dễ dàng.

– Phòng ngừa cháy nổ, chống bụi bặm tốt,

– Tiết kiệm vốn đầu tư, chi phí vận hành thấp.

– Vị trí của trạm biến áp trung gian nên đặt gần trung tâm phụ tải. Tuy nhiên, cần chú ý đường dây dẫn đến trạm thường có cấp điện áp 110/220kv.

– Vị trí của trạm biến áp phân xưởng có thể ở bên ngoài, liền kề hoặc bên trong phân xưởng.

1. Xác định dung lượng trạm biến áp và máy biến áp.

-Dung lượng của máy biến áp trong trạm biến áp nên đồng nhất và chú ý đến sự phát triển phụ tải sau này. Nếu trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại 1 thì nên dùng hai máy biến áp.

– Việc chọn dung lượng máy biến áp còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của phụ tải, mật độ phụ tải, loại hộ tiêu thụ, khả năng phát triển phụ tải sau này,…

3. Các phương pháp chọn công suất máy biến áp.

1. a) Xác định dung lượng máy biến áp phân xưởng theo mật độ phụ tải. D(KVA/m2)

– Dung lượng máy biến áp được tính theo công thức sau:

d = P/(Fcos)

Trong đó:  P = Knc∑ Pn

+ F: diện tích khu vực tập trung phụ tải(m2)

+ ∑P_đ: tổng công suất đặc (kw)

+ K_nc: hệ số nhu cầu

+ Cos : hệ số công suất trên thanh cái của trạm

Bảng xác định dung lượng cực đại của trạm theo D

Mật độ phụ tải kVA/m2	Công suất trạm một máy biến áp kVA	Mật độ phụ tải kVA/m2	Công suất trạm hai máy biến áp kVA
0.004	180	0.004	2×100
0.010	240	0.022	2×180
0.023	310	0.052	2×240
0.061	420	0.125	2×320
0.121	560	0.282	2×420
0.292	780	0.670	2×560
0.695	1000	1.610	2×750

1. b) Xác định dung lượng máy biến áp phân xưởng theo mật độ phụ tải và chi phí vận hành hàng năm.

Phí tổn di năng trong một năm của 1 kw thiết bị (kw-năm)				Công suất của máy biến áp (kVA)
400	600	800	1000
Mật độ phụ tải (kVA/m2)
–	0.006	0.009	0.013	180
–	0.012	0.012	0.032	240
0.018	0.036	0.051	0.075	320
0.036	0.068	0.118	0.170	420
0.038	0.162	0.276	0.400	560
0.205	0.390	0.670	0.970	750

1. c) Xác định dung lượng máy biến áp theo khả năng quá tải cho phép.

– Sau khi xác định được phụ tải tính toán phía điện áp thấp của máy biến áp phân xưởng, chú ý đến sự phát triển của phụ tải sau này và tính đồng thời của phụ tải để tính toán dung lượng máy biến áp.

– Nhưng vì máy biến áp vận hành với điều kiện khác với điều kiện tiêu chuẩn khi chế tạo máy biến áp vì vậy phải hiệu chỉnh lại dung lượng máy biến áp.

Máy biến áp được thiết kế chế tạo với tuổi thọ từ 17 đến 20 năm, vận hành trong điều kiện lớp dầu phía trên nóng không quá 90 ^oC. Khi nhiệt độ tăng quá 8^oC thì tuổi thọ máy giảm đi 50%.

– Nhiệt độ trung bình lúc vận hành khoảng 70-80 ^oC. Nhiệt độ phát nóng cục bộ cho phép lớn hơn nhiệt độ trung bình là 15 ^oC. Tất cả máy biến áp làm việc ở những nơi có nhiệt độ trung bình hàng năm lớn hơn 5 độ C thì đều phải hiệu chỉnh lại theo biểu thức:

S’= S_đm (1-( Ø_tb-5))/100

Trong đó:

S’: dung lượng hiệu chỉnh theo nhiệt độ trung bình (kVA)

S_đm: dung lượng định mức trên biển máy

Ø_tb: nhiệt độ trung bình hàng năm của môi trường đặt máy

Khi nhiệt độ môi trường  đặt máy có nhiệt độ cực đại hơn 35 độ C thì ta phải hiệu chỉnh thêm một lần nữa:

S’=_Sđm (1-( ›_tb-5)/100)(1-(Ø_cđ-35)/100)

Trong đó:

Ø_cđ: nhiệt độ cực đại của môi trường đặt máy

Do phụ tải mùa hè và mùa đông khác nhau nên máy biến áp lại có khả năng quá tải, vì vậy người ta đưa ra hai quy tắc quá tải cho phép

* Quy tắc quá tải 3%

Nếu phụ tải vận hành thấp hơn phụ tải đinh mức 10% thì khi cần thiết có thể cho phép quá tải 3%. Quy tắc này chỉ áp dụng khi nhiệt độ không khí xung quang không quá 35^oC.

Biểu thức xác định mức quá tải cho phép 3%:

M%= 3.(100-k).10%

Trong đó:

k là hệ số điền kín phụ tải

k=∑It/24Icd

* Quy tắc quá tải 1%

Trong các tháng 6, 7, 8 của mùa hè mà phụ tải trung bình cực đại hàng năm nhỏ hơn công suất định mức thì khi cần thiết có thể cho phép quá tải với tỉ lệ tương ứng nhưng mức quá tải tối đa không vượt quá15%/

Kết hợp hai quy tắc với máy biến áp đặt ngoài trời không cho phép quá tải lớn hơn 30%.

Với máy biến áp đặt trong nhà không cho phép quá tải lớn hơn 20%.

Trong trạng thái sự cố mạng điện thì máy biến áp được quá tải đến 140%.

1. d) Xác dịnh dung lượng máy biến áp với phụ tải không cân bằng.

Trong một số xí nghiệp có nhiều phụ tải một pha thì máy biến áp sẽ làm việc với phụ tải không cân bằng giữa các pha. Trong trường hợp này chúng ta không chọn dung lượng máy biến áp theo pha có phụ tải lớn nhất mà chọn theo một phụ tải nhỏ hơn để máy biến áp vận hành quá tải trong phạm vi cho phép.

1. e) Xác định dung lượng tối ưu của máy biến áp phân xưởng.

Điều kiện chọn máy biến áp:

SB >= Spt là điều kiện phát nóng.

Đối với phụ tải Spt cho trước thì có nhiều máy biến áp có dung lượng khác nhau thỏa mãn điều kiện phát nóng trên.

Vì vậy cần xét thêm điều kiện vận hành kinh tế , đảm bảo cho tổn thất trong máy biến áp là nhỏ nhất

SB >= Spt    và   rAB š min

 

rAB= rP’ot + rP’Nt(Spt / Sđm ) (Spt / Sđm ) r

Trong đó:

rP’o: tổn thất công suất tác dụng không tải (kw)

rP’N :  tổn thất công suất tác dung ngắn mạch (kw)

t : thời gian vận hành máy biến áp    (8760h)

r: thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất (h)

IV. SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA TRẠM BIẾN ÁP

 

– Sơ đồ nối dây của trạm biến áp có ảnh hưởng trực tiếp tới vấn đề an toàn cung cấp điện liên tục cho nhà máy, góp phần nâng cao chất lượng điện năng.

– Sơ đồ nối dây của trạm biến áp phải thỏa mãn các điều kiện sau:

+ Đảm bảo liên tục cấp điện theo yêu cầu của phụ tải.

+ Sơ đồ nối dây phải rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và xử lý sự cố.

+ An toàn lúc vận hành và sửa chữa.

+ Chú ý tới yêu cầu phát triển.

+ Hợp lý về kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

V. VẬN HÀNH TRẠM BIẾN ÁP

1. Khái niệm

– Khi thiết kế trạm biến áp và các thiết bị phân phối trong trạm ngoài việc thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế-kỹ thuật còn chú ý tới vấn đề an toàn và thuận lợi trong vận hành.

– Thiết kế và vận hành có quan hệ mật thiết với nhau, thực triễn vận hành sẽ giúp ta có những kinh nghiệm đề thiết kế,ngược lại vận hành là bước thử nghiệm lại xem thiết kế có tốt hay không.

– Muốn vận hành tốt phải nắm vững tinh thần của bản thiết kế.Phải căn cứ vào các qui trình qui phạm để đề ra các qui định cụ thể trong vạn hành.

2. Nguyên tắc vận hành

– Khi bắt đầu cung cấp điện

+ Đóng các cầu dao cách ly của dường dây vào trạm.

+ Đóng dao cách ly của thiết bị chống sét.

+ Đóng dao cách ly phân đoạn thanh cái cao áp và hạ áp.

+ Đóng máy cắt cao áp của đường dây vào trạm.

+ Đóng cầu dao sau đó đóng máy cắt của máy biến áp.

+ Đóng máy cắt hạ áp của máy biến áp.

+ Đóng máy cắt của cát đường dây về các phân xưởng.

– Khi ngừng cung cấp điện

+ Cắt máy cắt của các đường dây về các phân xưởng.

+ Cắt máy cắt phía hạ áp của máy biến áp.

+ Cắt máy cắt sau đó cắt cầu dao cách ly phía cao áp của máy biến áp.

+ Cắt máy cắt sau đó cắt cầu dao cách ly của đường dây vào trạm.

– Đóng máy biến áp vào vận hành.

+ Đóng máy cắt sau đó đóng cầu dao cách ly phía cao áp của máy biến áp đưa vào vận hành.

+ Đóng máy cắt phía hạ áp của máy biến áp.

+ Cắt máy cắt sau đó cắt cầu dao cách ly phía cao áp của máy biến áp.

– Kiểm tra định kỳ

+ Kiểm tra màu sắc của dầu cách điện và kiểm tra độ cao của mức dầu.

+ Kiểm tra sứ đỡ thanh góp.

+ Kiểm tra chiếu sáng.

+ Kiểm tra phương tiện phòng cháy chữa cháy và bảo hộ lao động.

 

 

              CHƯƠNG V TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN

       I Tính tổn thất công suất đường dây

          1 Tính tổn thất công suất đừơng huỳnh thúc kháng 15kVA

Sđm  =11.73KVA   , l= 10m = 0.01Km

Chon dây M-35 có r0 = 0.54Ω/km ,  x0 =  0.336Ω/km

Tổng trở dây dẫn    Z = R + JX =  r0 *l + x0 *l =  0.54*0.01 +J 0.336*0.01

= 0.0054 + J0.00336

Tổn thất công suất tác dụng

ΔP =  S² * R *10^-3 / U²  =  11.73² * 0.0054*10^-3  / 15² =  0.0000033KW

Tổn thất công suất phản kháng

ΔQ = S² * X *10^-3 / U²  =  11.73² * 0.00336*10^-3  / 15² = 0.000002KW

Ta có công suất tổn hao tại tải : ΔS =   ΔP +  JΔQ

ΔS = 0.0000033 + J0.000002

          2 Tính tổn thất công suất đường hàm nghi 22KVA

Sđm  =11.73KVA   , l=120m = 0.12Km

Chon dây M-35 có r0 = 0.54Ω/km ,  x0 =  0.336Ω/km

Tổng trở dây dẫn    Z = R + JX =  r0 *l + x0 *l =  0.54*0.12 +J 0.336*0.12

= 0.0648 + J0.04032

Tổn thất công suất tác dụng

ΔP =  S² * R *10^-3 / U²  =  11.73² * 0.0648*10^-3  / 22² =  0.0000184KW

Tổn thất công suất phản kháng

ΔQ = S² * X *10^-3 / U²  =  11.73² * 0.04032*10^-3  / 22² = 0.00001146KW

Ta có công suất tổn hao tại tải : ΔS =   ΔP +  JΔQ

ΔS = 0.0000184 + J0.00001146

 

 II Tính tổn thất điên áp trên đường dây

1 Đường dây huỳnh thúc kháng 15kV

Chon dây dẫn M- 35 có      r0 =  0.54 Ω  , xo = 0.336Ω    ,

l = 10m = 0,01km , p= 62.832kW , Q = 6.9677KVAr

ΔU =P *R / Uđm + Q*X /U đm

= P* r0*l/ Uđm  +  Q* xo*l / Uđm

= 62.832*0.54*0.01/15  +  6.9677*0.336*0.01/15 = 0.0241kv

2 Đường dây hàm nghi 22kV

Chon dây dẫn A- 95 có  ,   r0 =  0.54 Ω  , xo = 0.336Ω

l = 120m = 0,12km , p= 62.832kW , Q = 6.9677KVAr

ΔU =P *R / Uđm + Q*X /U đm

= P* r0*l/ Uđm  +  Q* xo*l / Uđm

= 62.832*0.54*0.12/22+  6.9677*0.336*0.12/22 = 0.1978kv

III Tính tổn thất điện năng trên đường dây

 

            1 Đường dây huỳnh thúc kháng 15kV

Có l = 10m = 0.01km , chọn dây   M – 35 có r0 = 0.54Ω ,       x0 = 0.336Ω , S = 11.73KVA ,cosφ = 0.75 , Tmax = 4000(h)

C = 10 ³(đ/kwh)

 

Ta có RA1 = r0 * l = 0.54*0.01 = 0.0054Ω

          `

       Từ Tmax = 4000(h) ta tính được trị số ﺡ  

ﺡ = ( 0.124 + 10 ^-4*40000)*8760 = 2405.285(h)

 

 Tổn thất công suất lớn nhất trên đường dây

ΔPA1 = S1²* RA1/U²đm = 11.73²*0.0054*10^-3/15²                                                                                                                                                                  

=  0.0000033kw

Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây

ΔAA1 =  ΔPA1* ﺡ   = 0.0000033*2405.285 = 0.00793kwh

Gíá tiền tổn thất điện năng trên đường dây

YΔA = ΔAA1*C = 0.00793*10³ = 7.93(đ)

2 Đường dây hàm nghi 22kV

Có l = 120m = 0.12km , chọn dây   M – 35 có r0 = 0.54Ω ,                                         x0 = 0.336Ω , S = 11.73KVA ,cosφ = 0.75 , Tmax = 4000(h)

C = 10 ³(đ/kwh)

 

Ta có RA1 = r0 * l = 0.54*0.12 = 0.0648Ω

          `

      Từ Tmax = 4000(h) ta tính được trị số ﺡ  

ﺡ = ( 0.124 + 10 ^-4*40000)*8760 = 2405.285(h)

 

    Tổn thất công suất lớn nhất trên đường dây

ΔPA1 = S1²* RA1/U²đm = 11.73²*0.0648*10^-3/22²                                                                                                                                                                   

=  0.0000184kw

Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây

ΔAA1 =  ΔPA1* ﺡ   = 0.0000184*2405.285 = 0.04425kwh

Gíá tiền tổn thất điện năng trên đường dây

YΔA = ΔAA1*C = 0.04425*10³ = 44.25(đ)

 

ChươngVI. LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

A. KHÁI NIỆM

– Hệ thống điện bao gồm các thiết bị điện (phần tử) được mắc với nhau theo một nguyên tắc chặt chẽ tạo nên một cơ cấu đồng bộ  và hoàn chỉnh. Mỗi thiết bị điện cần được lựa chọn đúng để thực hiện tốt chức năng trong sơ đồ cấp điện và làm cho hệ thống cung cấp điện vận hành đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế và an toàn.

– Lựa chọn các phần tử trong hệ thống cung cấp điện là lựa chọn các thiết bị như: khí cụ điện, sứ cách điện, dây dẫn và các bộ phận dẫn điện khác.

–  Trong điều kiện vận hành, chúng ta có thể lựa chọn theo một trong ba trường hợp sau:

I. Chế độ làm việc lâu dài.

Các khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện khác sẽ làm việc tin cậy nếu chúng được chọn theo đúng điện áp và dòng điện định mức.

II. Chế độ quá tải.

Dòng điện qua các khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác lớn hơn so với dòng điện định mức.

Sự làm việc tin cậy của các thiết bị dựa trên những quy định về giá trị điện áp và dòng điện và thời gian giới hạn cho phép.

Đối với một số thiết bị có thể cho phép quá tải đến 140% so với giá trị điện áp định mức và dòng điện định mức.

III. Chế độ ngắn mạch.

Trong trường hợp ngắn mạch, các khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác vẫn đảm bảo sự làm việc tin cậy nếu trong quá trình lựa chọn chúng có các thông số theo đúng điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt.

Khi xảy ra ngắn mạch, để hạn chế tác hại của nó thì cần phải nhanh chóng cắt bỏ bộ phận hư hỏng ra khỏi mạng điện.  

B. Những điều kiện chung để lựa chọn thiết bị.

   I. Chọn khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện theo điều kiện làm việc lâu dài.

1. 1. Chọn theo điện áp định mức.

– Điện áp của khí cụ điện được ghi trên nhãn máy phù hợp với độ cách điện của nó.

– Mặt khác, các khí cụ điện được thiết kế, chế tạo có dự trữ độ bền về điện nên cho phép chúng ta làm việc lâu dài không hạn chế với điện áp cao hơn điện áp định mức của khí cụ điện từ 10% đến 15% gọi là điện áp cực đại,

– Điều kiện lựa chọn khí cụ điện:

Uđm KCĐ ≥ Uđm M

Trong đó:

Uđm KCĐ: điện áp định mức của khí cụ điện.

Uđm M: điện áp định mức của mạng điện.

2. Chọn theo dòng định mức.

– Dòng định mức của khí cụ điện là dòng điện đi qua khí cụ điện trong thời gian không hạn chế với nhiệt độ môi trường xung quanh là định mức.

– Khi đó, nhiệt độ đốt nóng các bộ phận của khí cụ điện không vượt quá trị số cho phép lâu dài.

– Chọn khí cụ điện theo điều kiện dòng điện dòng điện định mức sẽ bảo đảm cho các bộ phận của khí cụ điện không bị đốt nóng gây nguy hiểm trong tình trạng làm việc lâu dài định mức.

Điều kiện:

I lv max ≤ Iđm KCĐ

– Dòng điện làm việc cực đại của các mạch được tính như sau:

+ Đường dây làm việc song song: tính khi cắt bớt một dây.

+ Mạch máy biến áp: tính khả năng quá tải của nó (140%).

+ Đường dây cáp không có dự trữ: tính khả năng quá tải của nó.

+ Thanh góp nhà máy điện , trạm biến áp, các thanh dẫn phân đoạn và mạch nối khí cụ điện: tính trong điều kiện vận hành là xấu nhất.

+ Máy phát điện: tính bằng 105% dòng điện định mức.

Các khí cụ điện được chế tạo với nhiệt độ định mức của môi trường là 35 độ C. Nếu nhiệt độ môi trường xung quanh là ›xq thì phải hiệu chỉnh dòng điện cho phép.

Icp = Iđm kcđ *√өcp – өxq  /өcp +  өxq

1. Lựa chọn thiết bị điện ở mạng cao áp.
2. Lựa chọn máy cắt điện điện áp cao hơn 1000V.

– Máy cắt là một thiết bị đóng cắt dòng điện phụ tải và cắt dòng điện ngắn mạch.

– Điều kiện:

Điện áp định mức:                                              UđmMC ≥ Uđm

Dòng điện định mức:                           IđmMC  ≥ ICB

Dòng cắt điện định mức:                      Iđmcắt  ≥ IN

Công suất cắt định mức:                                    Sđmcắt   ≥ SN

Dòng điện ngắn mạch xung kích                       Iđm     ≥ Ixk

1. Lựa chọn dây dẫn-dây cáp
2. Lựa chọn và kiểm tra dây dẫn-dây cáp theo điều kiện phát nóng.

Imax ≤ k. Icp

Imax: dòng dòng điện làm việc cực đại của dây dẫn.

Icp: dòng điện cho phép ứng với dây dẫn.

2. Lựa chọn dây dẫn-dây cáp theo tổn thất điện áp cho phép.

-Xác dịnh tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện không đổi.

ΔU = ΔU’  + ΔU”

Cho X0 tính được ΔU”

ΔU” = X0*∑Qm * lm / Uđm hay ΔU” = X0*∑qm * im / Uđm

Mà      ΔU’ = ΔUcp  –  ΔU”

Pm = √3*Im *Um*cosφm

ΔU’ = ΔU’0a  + ΔU’ab

= √3*I1 *U1*cosφ1 / γF1 + √3*I2 *U2*cosφ2 / γF2

Theo định nghĩa mật độ dòng điện :  J  = I /F

Theo điều kiện mật độ dòng điện   :  J = I1 / F1 = I2/ F2

Do đó : ΔU’ = √3*(п1*cosφ1 + п2*cosφ2)/ γ

J = γ* ΔU’ / √3*( I1* cosφ1 + I2* cosφ2 )

Từ đó xác định tiết diện dây dẫn : F1 = I1 / J , F2 = I2 / J

1. Lựa chọn thiết bị điện ở mạng hạ áp.
2. Lựa chọn CB

CB là khí cụ điện dùng để tự động ngắt mạch để bảo vệ ngắn mạch, quá tải, sụt áp.

CB phải thỏa mãn những yêu cầu sau:

Chế độ làm việc định mức là chế độ làm việc lâu dài.

CB ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn.

Thời gian ngắt bé

Chọn CB theo các điều kiện sau:

Điều kiện điện áp                         Uđm cb  ≥  U đm M

Điều kiện dòng điện                     I đm cb   ≥   I cb

Khả năng cắt của CB                    ixk cb      ≥    ixk

Trong đó : ixk  = kxk * IN

Kxk = 1.3

IN = 400 / √3* √r²∑ + x²∑

II.Lựa chọn cầu chì

Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch

Cầu chì phải có các tính chất sau:

Đặc tính Ampe-giây phải thấp hơn đặc tính tải

Làm việc có chọn lọc.

Làm việc ổn định.

Có khả năng ngắt dòng ngắn mạch lớn.

Tránh đươc tác động mở máy của động cơ

Điện áp định mức,kv                     Uđm cc  ≥  U đmm

Dòng điện,A                                   I đm cc   ≥   I cb

Công suất cắt định mức,MVA        S đm cc  ≥   S”

Dòng điện cắt định mức,KA         I đm cắt   ≥   I”

      III. Lựa chọn cầu dao

Cầu dao là khí cụ điện đóng ngắt mạch điện hạ áp

Điều kiện lựa chọn cầu dao:

Điều kiện điện áp                  Uđm CD  ≥  Uđm M

Điều kiện dòng điện  Iđm CD  ≥  Ilàm việc max

       IV.Lựa chọn công tắc tơ

Công tắc tơ là khí cụ điện đóng ngắt các phụ tải có công suất lớn, có khả dập hồ quang.

Điều kiện lựa chọn công tắc tơ:

Điều kiện điện áp                       Uđm  CTT  ≥  Ulàm việc

Điều kiện dòng điện                   Iđm  CTT  ≥  Ilàm việc

    VII  PHẦN TÍNH TOÁN LỰA CHON KHÍ CỤ ĐIỆN

1CHỌN CÁP CAO ÁP CHO NHÀ E

+ Phía 22KV

Lựa chọn theo mật độ dòng kinh tế

Iđm  =  Pđm / √3*Uđm * cosφ  =  62.832 / √3*22*0.77 = 2.14A

Suy ra :  Ilvmax   =  Iđm * Kt  =  2.14*0.95 =  2.033A

Chọn Jkt = 3.1 suy ra F = :  Ilvmax /  Jkt  =  2.033/3.1 =  0.655 mm²

Chọn loại dây lõi đồng co S = 1mm²

+ Phía 15KV

Lựa chọn theo mật độ dòng kinh tế

Iđm  =  Pđm / √3*Uđm * cosφ  =  62.832 / √3*15*0.77 = 2.77A

Suy ra :  Ilvmax   =  Iđm * Kt  =  2.77*0.95 =  2.6315A

Chọn Jkt = 3.1 suy ra F = :  Ilvmax /  Jkt  =   2.6315 / 3.1 =  0.8488 mm²

Chọn loại dây lõi đồng co S = 1mm²

2 CHỌN DÂY DẪN TỪ TRẠM BIẾN ÁP VAO NHÀ E

Lựa chọn theo mật độ dòng kinh tế

Iđm  =  Pđm / √3*Uđm * cosφ  =  28254 / √3*380*0.77 =  55.75A

Suy ra :  Ilvmax   =  Iđm * Kt  =  55.75*0.95 =  52.9625A

Chọn Jkt = 3.1 suy ra F = :  Ilvmax /  Jkt  =  52.9625/3.1 =  17.08 mm²

Chọn loại dây lõi đồng co S = 22mm²

3 Chọn dây dẫn cho từng thiết bị

Áp dụng công thức :       Ilv   ≥  Ilvmax  / K1*K2*K3

Trong đó : K1  là hệ số điều chỉnh nhiệt độ theo môi trường chọn K1 = 0.84

K2  là hệ số điều chỉnh thei số cáp gần nhau chọn K2 = 0.96

K3  là hệ số điều chỉnh theo ảnh hưởng của đất chọn K3= 1

Ilvmax =  Iđm * Kt  với  Kt  = 0.95 là hệ số điều chỉnh khi đặt thanh dẫn nằm ngang

STT	THIẾT BỊ	SỐ LƯỢNG	Iđm (A)	Ilvmax A	ICP A	KÍ HIỆU DÂY	TIẾT DIỆN (mm²)
1	Máy lạnh	7	1.424	1.353	1.678	VCm	2 x 0.5
2	Máy tính	16	0.976	0.927	1.15	VCm	2 x 0.5
3	Máy in	3	3.02	1.0086	1.25	VCm	2 x 0.5
4	Máy n nóng	1	1.114	1.058	1.31	VCm	2 x 0.5
5	Máy photo	1	2.681	2.54	3.324	VCm	2 x 0.75
6	ổ cắm	32	0.67	0.636	0.789	VCm	2 x 0.5
7	Quạt trần	8	0.909	0.86	1.07	VCm	2 x 0.5
8	Đèn đơn	14	0.303	0.2878	0.357	VCm	2 x 0.5
9	Đèn đôi	14	0.586	0.557	0.69	VCm	2 x 0.5
10	TỔNG			9.2274	11.618

4 CHỌN CÔNG TẮC ĐÈN LẦU 1 NHÀ E

+ phòng tài chính kế toán

I =  Pđ / U*cosφ*ŋ   =  80 / 220*0.6*0.8  = 0.75A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 0.75A

Chọn Iđm = 0.75*3 = 2.25A    vậy ta chọn công tắc  3A

+ Văn phòng đảng ủy công đoàn

I =  Pđ / U*cosφ*ŋ   =  160 / 220*0.6*0.8  = 1.51A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 1.51A

Chọn Iđm = 1.51*3 = 4.53A    vậy ta chọn công tắc  5A

+ Phòng đào tạo

I =  Pđ / U*cosφ*ŋ   =  160 / 220*0.62*0.8  = 1.46A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 1.46A

Chọn Iđm = 1.46*3 = 4.38A    vậy ta chọn công tắc  5A

+ Phòng giáo dục đại cương

I =  Pđ / U*cosφ*ŋ   =320 / 220*0.62*0.8  = 2.93A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 2.93A

Chọn Iđm = 2.93*3 = 8.79A    vậy ta chọn công tắc  9A

+ Phòng khoa học công nghệ và hợp tác quốc tế

I =  Pđ / U*cosφ*ŋ   =320 / 220*0.62*0.8  = 2.93A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 2.93A

Chọn Iđm = 2.93*3 = 8.79A    vậy ta chọn công tắc  9A

+  Phòng phó hiệu trưởng hành chính

I =  Pđ / U*cosφ*ŋ   =  160 / 220*0.62*0.8  = 1.46A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 1.46A

Chọn Iđm = 1.46*3 = 4.38A    vậy ta chọn công tắc  5A

+  Phòng vệ sinh

I =  Pđ / U*cosφ*ŋ   =  80 / 220*0.6*0.8  = 0.75A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 0.75A

Chọn Iđm = 0.75*3 = 2.25A    vậy ta chọn công tắc  3A

+    Hành lang

I =  Pđ / U*cosφ*ŋ   =  240 / 220*0.6*0.8  = 2.27A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 2.27A

Chọn Iđm = 2.27*3 = 6.81A    vậy ta chọn công tắc 7A

+ Cầu thang

Cầu thang1   I =  Pđ / U*cosφ*ŋ   =  80 / 220*0.62*0.8  = 0.73A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 0.73A

Chọn Iđm = 0.73*3 = 2.2A    vậy ta chọn công tắc 3A

Cầu thang2   I =  Pđ / U*cosφ*ŋ   =  80 / 220*0.62*0.8  = 0.73A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 0.73A

Chọn Iđm = 0.73*3 = 2.2A    vậy ta chọn công tắc 3A

5 Chọn công tắc quạt

+ phòng tài chính kế toán

I =  Pđ / U*cosφ  =  130/ 220*0.65  = 0.9A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 0.9A

Chọn Iđm = 0.9*3 = 2.7A    vậy ta chọn công tắc  3A

+ Văn phòng đảng ủy công đoàn

I =  Pđ / U*cosφ  =  130/ 220*0.65  = 0.9A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 0.9A

Chọn Iđm = 0.9*3 = 2.7A    vậy ta chọn công tắc  3A

+ Phòng đào tạo

I =  Pđ / U*cosφ  =  130/ 220*0.65  = 0.9A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 0.9A

Chọn Iđm = 0.9*3 = 2.7A    vậy ta chọn công tắc  3A

+ Phòng giáo dục đại cương

I =  Pđ / U*cosφ  =  260/ 220*0.65  = 1.81A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 1.81A

Chọn Iđm = 1.81*3 = 5.43A    vậy ta chọn công tắc  6A

+ Phòng khoa học công nghệ và hợp tác quốc tế

I =  Pđ / U*cosφ  =  260/ 220*0.65  = 1.81A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 1.81A

Chọn Iđm = 1.81*3 = 5.43A    vậy ta chọn công tắc  6A

+  Phòng phó hiệu trưởng hành chính

I =  Pđ / U*cosφ  =  130/ 220*0.65  = 0.9A

Với     u = 220v

Iđ = Iđm  = 0.9A

Chọn Iđm = 0.9*3 = 2.7A    vậy ta chọn công tắc  3A

6 Chọn CB cho lầu 1 nhà E

+ phòng tài chính kế toán

I = Pđ / √3* U*cosφ = 4828 / √3*380*0.75 = 9.78A

Chọn CB 10A

+ Văn phòng đảng ủy công đoàn

I = Pđ / √3* U*cosφ = 1950 / √3*380*0.75 = 3.95A

Chọn CB 6A

+ Phòng đào tạo

I = Pđ / √3* U*cosφ =  1950 / √3*380*0.75 = 3.95A

Chọn CB 6A

+ Phòng giáo dục đại cương

I = Pđ / √3* U*cosφ = 8550 / √3*380*0.75 = 17.32A

Chọn CB 20A

+ Phòng khoa học công nghệ và hợp tác quốc tế

I = Pđ / √3* U*cosφ =  5306 / √3*380*0.75 = 10.75A

Chọn CB 16A

+  Phòng phó hiệu trưởng hành chính

I  = Pđ / √3* U*cosφ =  2950  / √3*380*0.75 = 5.97A

Chọn CB  6A

7 Chọn cầu chì lầu 1 nhà E

+ phòng tài chính kế toán

Chiếu sáng :   Ics  = Pđ / U*cosφ =  210 / 220*0.8 = 1.2A

Động lực    :   Iđl = Pđ / √3* U*cosφ = 4828 / √3*380*0.75 = 9.78A

Icc  =  Ics  + Iđl  =  1.2 + 9.78 =  11 A    Chọn cầu chì 16A

+ Văn phòng đảng ủy công đoàn

Chiếu sáng :   Ics  = Pđ / U*cosφ =  290 / 220*0.8 =  1.64 A

Động lực    :   Iđl = Pđ / √3*U*cosφ = 1950 / √3*380*0.75 = 3.95A

Icc  =  Ics  + Iđl  =  1.64 + 3.95 = 6A     chọn cầu chì 6A

+ Phòng đào tạo

Chiếu sáng :   Ics  = Pđ / U*cosφ =  290 / 220*0.8 =  1.64 A

Động lực    :   Iđl = Pđ / √3* U*cosφ = 1950 / √3*380*0.75 = 3.95A

Icc  =  Ics  + Iđl  =  1.64 + 3.95 = 6A     chọn cầu chì 6A

+ Phòng giáo dục đại cương

Chiếu sáng :   Ics  = Pđ / U*cosφ =  580 / 220*0.8 =  3.3 A

Động lực    : Iđl  = Pđ / √3* U*cosφ = 8550 / √3*380*0.75 = 17.32A

Icc  =  Ics  + Iđl  =  3.3 +  17.32  =  20.62A  chọn cầu chì 25A

+ Phòng khoa học công nghệ và hợp tác quốc tế

Chiếu sáng :   Ics  = Pđ / U*cosφ =  580 / 220*0.8 =  3.3 A

Động lực    : Iđl  = Pđ / √3 *U*cosφ = 5306 / √3*380*0.75 = 10.75A

Icc  =  Ics  + Iđl  =  3.3 +  10.75A = 14.05A     chọn cầu chì 16

+  Phòng phó hiệu trưởng hành chính

Chiếu sáng :   Ics  = Pđ / U*cosφ

=  290 / 220*0.8 =  1.64 A

Động lực    : Iđl  = Pđ / √3 *U*cosφ

= 2950 / √3*380*0.75 = 5.97A

Icc  =  Ics  + Iđl  =  1.64 + 5.97 =  7.61A         chọn cầu chì 10

+  Phòng vệ sinh

Chiếu sáng :   Ics  = Pđ / U*cosφ =  80 / 220*0.8 =  0.45 A

Chọn cầu chì 6A

+    Hành lang

Chiếu sáng :   Ics  = Pđ / U*cosφ =  240 / 220*0.8 =  1.3 A

Chọn cầu chì 6A

+ Cầu thang

Cầu thang1: Chiếu sáng :   Ics  = Pđ / U*cosφ

=  80 / 220*0.8 = 0.45 A

Chọn cầu chì 6A

Cầu thang2 : Chiếu sáng :   Ics = Pđ / U*cosφ

= 80 / 220*0.8 = 0.45 A

Chọn cầu chì 6A

          CHƯƠNG VII. NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

A. LÝ THYUYẾT

I. Khái niệm

1. Hệ số công suất tức thời.

– Là hệ số công suất tại một thời điểm nào đó mà đo được nhờ công cụ đo cos hoặc nhờ các đại lượng đo khác.

cos=

2. Hệ số công suất trung bình.

– Là hệ số cos trung bình trong một khoang thời gian nào đó, như: một tháng, một năm, nhiều năm.

cos_tb=cos arctg

3. . Hệ số công suất tự nhiên.

– Là hệ số cos trung bình cho cả na,8 khi không có thiết bị bù. Được dùng làm căn cứ để tính toán nâng cao hệ số công suất và bù công suất phản kháng.

II. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất tự nhiên.

1. Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ có công suất nhỏ.

Khi động cơ không đồng bộ làm việc tiêu thụ lượng công suất phản kháng bằng:

Q = Q₀ + ( Q_đm – Q₀ )* k²_pt

Trong đó:

Q₀: công suất phản kháng lúc động cơ làm việc non tải.

Q_đm: công suất phản kháng lúc động cơ làm việc định mức

k_pt: hệ số phụ tải

Thường thì công suất Q₀ = (60 – 70) % Q_đm

Hệ số công suất được tính theo công thức:

2. Giảm điện áp của những động cơ làm việc non tải.

Công suất phản kháng mà động cơ không đồng bộ tiêu thụ được tính theo công thức:

Trong đó:

k: hằng số

: hệ số dẫn từ.

V: thể tích mạch từ.

Do đó, nếu ta giảm U thì Q giảm đi rõ rệt làm cho cos giảm.

Trong thực tế, người ta còn dùng các phương pháp khác để giảm điện áp khi động cơ làm việc non tải như:

– Đổi nối dây quấn stato từ

– Thay đổi cách đấu dây.

– Giảm điện áp bằng máy biến áp.

Ngoài ra người ta còn dùng các phương pháp khác để nâng cao hệ số công suất:

– Thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp ký nhất.

– Hạn chế động cơ chạy không tải.

– Dùng động cơ đồng bộ thay thế động cơ không đồng bộ.

– Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ.

– Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp có dung lượng bé hơn.

III. Ý nghĩa.

– Hệ số cos là một chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp sử dụng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không.

– Nâng cao hệ số công suất là một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng.

– Những thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng:

+ Động cơ không đồng bộ tiêu thụ khoảng 60 – 65%.

+ Máy biến áp tiêu thụ khoảng 20 – 25%.

+ Đường dây trên không tiêu thụ khoảng 10%.

– Công suất phản kháng là công suất từ hóatrong các máy điện xoay chiều và nó không sinh ra công.

Ta có:

-Hệ số công suất cos nâng cao sẽ đưa đến những hiệu quả:

+ Giảm tổn thất công suất trong mạng điện.

Tổn thất công suất:

Khi giảm công suất phản kháng truyền tải trên đường dây giảm theo  giảm được công suất tác dụng

+ Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện.

Tổn thất điện áp:

Khi giảm công suất phản kháng trên đường dâyI tăng lên tăng khả năng truyền tải của đường dây.

III. Phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất.

1. Xác định dung lượng bù.

Dung lượng bù được xác định theo công thức sau:

Qbù = P( tg₁– tg₂ )     kVA

Trong đó:

P: phụ tải tính toán của hộ tiêu thụ điện   kW

₁: góc ứng với hệ số công suất trung bình cos₁ trước khi bù.

₂: góc ứng với hệ số công suất trung bình cos₂ muốn đạt được sau khi bù.

(=0.91 ): hệ số xét tới khả năng nâng cao cos bằng những phương pháp không đòi hỏi thiết bị bù.

Đối với hộ dùng điện thì dùng lượng bù có thể xác định theo quan điểm tối ưu sau:

Do bù công suất phản kháng nên có thể tiết kiệm được một lưuợng công suất tác dụng:

P_kt = k_kt*Q_bù – k_bù*Q_bù = Q_bù*(k_kt – k_bù)

Trong đó:

k_bù: suất tổn thất công suất tác dụng trong thiết bị bù

Dung lượng bù tối ưu ứng với P_ktMax là:

Q_{bù tối ưu} = Q- * k_bù

Vậy ta có:

Q_{bù tối ưu =} Q

2. Các phương pháp điều chỉnh dung lượng bù.

– Điều chỉnh dung lượng bù theo nguyên tắc điện áp: nếu điện áp của mạng sụt xuống dưới định mức thì đóng thêm tụ vào và ngược lại. Phương pháp này nâng cao được hệ số công suất và ổn định điện áp cho mạng.

– Điều chỉnh tự động dung lượng bù theo nguyên tắc thời gian dựa vào sự biến đổi của tảitrong một ngày đêm mà đóng thêmhay cắt bớt tụ ra. Phương pháp này áp dụng khi đồ thị phụ tải tương đối ổn định và người vận hành phải nắm vững đồ thị đó.

– Điều chỉnh tự động dung lượng bù theo dòng điện phụ tải, được dùng trong trường hợp phụ tải biến đổi đột ngột. Khi dòng điện tăng thì đóng thêm tụ và ngược lại.

– Điều chỉnh tự động dung lượng bù theo hướng đi của công suất phản kháng, thường được dùng khi trạm biến áp ở cuối đường dây và xa nguồn. Nếu công suất phản kháng chạy từ nguồn đến phụ tải thì đóng them tụ vào và ngược lại.

IV. Phân phối dung lượng bù.

1. Phân phối dung lượng bù trong mạng hình tia.

Trong mạng hình tia có n nhánh , tổng dung lượng công suất phản kháng là Q_bù

 

Q                 Q_n

Q₁        Q₂                       Q_n       

Q_bù1     Q_bù2           Q_{bù n}

Tổn thất công suất tác dụng do công suất phản kháng gây ra:

= + + … +

= f*(Q_bù1 + Q_bù2 + … + Q_{bù n}

 

Dung lượng bù tối ưu cho các nhánh:

.   .    .    .    .    .    .    .

2. Phân phối dung lượng bù trong mạng phân nhánh.

Q Q_bù   Q₀₁   1               Q₁₂     2        Q₂₃        3          Q₃₄       4

Q₁       r₁          Q₁   r₂        Q₃     r₃        Q₄    r₄

 

Dung lượng bù tại nhánh thứ n được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

Qn: phụ tải phản kháng của nhánh thứ n.

Q(n-1)n: phụ tải phản kháng chạy trên đường dây.

Qbù n: dung lượng bù tại điểm n.

Rtđ n: điện trở tương đương của mạng kể từ điểm n trở về sau.

V. Vận hành tụ điện.

1. Tụ điện.

Tụ điện áp thấp thường được chế tạo thành tụ ba pha nối hình tam giác. Tụ điện cao áp thường được chế tạo thành tụ điện một pha và chúng được ghép thành hình tam giác. Thường thì có cầu chì bảo vệ riêng cho từng pha. Thiết bị dùng cắt cho nhóm tụ này có thể là máy cắt có kèm theo cầu chì

2. Vận hành tụ điện.

– Tụ phải dặt nơi cao ráo, ít bui, không dễ cháy nổ và không có khí ăn mòn.

– Tụ điện áp cao phải được đặt trong phòng riêng và có biện pháp chống cháy nổ.

– Điều kiện nhiệt độ: phải giữ cho nhiệt độ không khí xung quanh tụ không vượt quá 35^oC.

– Điều kiện điện áp: giữ áp trên cực của tụ điện không vượt quá 110% điện áp định mức.

V Tính bù công suất cosφ cho nhà E

Cho COSφ1 = 0,75 , COSφ2 =  0.93 , Ptt = 8.5183KVAr

Bài làm

COSφ1 = 0,75    suy ra     tg φ1   =  0.8819

COSφ2 =  0.93   suy ra      tg φ2  =  0.3952

Dung lượng bù : Qbù  = Ptt * (tg φ1  –   tg φ2   )

=  8.5183 * (0.8819 – 0.3952) = 4.1458KVA

Tính bù công suất cosφ cho lầu1 nha E

+ phòng tài chính kế toán

+ Chọn Ksd=0.1

N = 15 máy  , Pmax = 750w  ,Pmax/2=375W

P= 5.308kW

Có 2 máy ≥ Pmax/2 # 375

P1= 1228 = 1.228KW

N1= 2 máy

N0 = N1 /N =  2/15  = 0.1333

P0 = P1 /P= 1.228/5.038 = 0.2437kw  ta chon P0 = 0.25

Tra bảng Nhq*= 0.8

Nhq =  Nhq*  * N = 0.8 * 15 = 12

Vậy số thiết bị dùng điện hiệu quả  chọn 12

Với Nhq = 12

Ksd  = 0.1

Ta chọn Kmax  = 2.24

Knc = Kmax * Ksd = 2.24 * 0.1 = 0.224

Ptt =  Knc  *∑ Pđmi  = 0.224*5.038 = 1.1285kv

Dung lượng bù : Qbù  = Ptt * (tg φ1  –   tg φ2   )

=1.1285* (0.8819 – 0.3952)  =  0.5492kva

+ văn phòng đảng ủy công đoàn

+ Chọn Ksd=0.1

N = 10 máy  , Pmax = 750w  ,Pmax/2=375W

P= 2.240kW

Có 1 máy ≥ Pmax/2 # 375

P1= 750 = 0.750KW

N1= 1 máy

N0 = N1 /N =  1/10 = 0.1

P0 = P1 /P= 0.75/2.240 = 0.3348kw  ta chon P0 = 0.3348

Tra bảng Nhq*= 0.61

Nhq =  Nhq*  * N = 0.61 * 10 =  6.1

Vậy số thiết bị dùng điện hiệu quả  chọn 6

Với Nhq = 6

Ksd  = 0.1

Ta chọn Kmax  = 3.04

Knc = Kmax * Ksd = 3.04 * 0.1 = 0.304

Ptt =  Knc  *∑ Pđmi  = 0.304*2.240 = 0.68kv

Dung lượng bù : Qbù  = Ptt * (tg φ1  –   tg φ2   )

= 0.68* (0.8819 – 0.3952)  =  0.33kva

+ phòng đào tạo

+ Chọn Ksd=0.1

N = 8 máy  , Pmax = 750w  ,Pmax/2=375W

P= 2.240kW

Có 1 máy ≥ Pmax/2 # 375

N1= 1  máy

P1=   750 = 0.750KW

N0 = N1 /N =  1/8  = 0.125

P0 = P1 /P= 0.750/2.240 = 0.3348kw  ta chon P0 = 0.3348

Tra bảng Nhq*= 0.62

Nhq =  Nhq*  * N = 0.62*8 = 4.96

Vậy số thiết bị dùng điện hiệu quả  chọn 5

Với Nhq = 5

Ksd  = 0.1

Ta chọn Kmax  = 3.23

Knc = Kmax * Ksd = 3.23 * 0.1 = 0.323

Ptt =  Knc  *∑ Pđmi  = 0.323*2.240 = 0.723kv

Dung lượng bù : Qbù  = Ptt * (tg φ1  –   tg φ2   )

=0.723* (0.8819 – 0.3952)  =  0.3518kva

+ phòng giáo dục đại cương

+ Chọn Ksd=0.1

N = 24 máy  , Pmax = 1500w  ,Pmax/2=750W

P= 9.130 kW

Có 2 máy ≥ Pmax/2 # 750

P1= 3000 = 3KW

N1= 2 máy

N0 = N1 /N =  2/24  = 0.083

P0 = P1 /P=  3 / 9.130 = 0.328 kw  ta chon P0 = 0.328

Tra bảng Nhq*= 0.51

Nhq =  Nhq*  * N = 0.51 * 24 = 12.24

Vậy số thiết bị dùng điện hiệu quả  chọn 12

Với Nhq = 12

Ksd  = 0.1

Ta chọn Kmax  = 2.24

Knc = Kmax * Ksd = 2.24 * 0.1 = 0.224

Ptt =  Knc  *∑ Pđmi  = 0.224*9.130 = 2.045kv

Dung lượng bù : Qbù  = Ptt * (tg φ1  –   tg φ2   )

= 2.045* (0.8819 – 0.3952)  =  0.9953 kva

+ phòng khoa học công nghệ và hợp tác quốc tế

+ Chọn Ksd=0.1

N = 19 máy  , Pmax = 750w  ,Pmax/2=375W

P= 5.886kW

Có 3 máy ≥ Pmax/2 # 375

P1= 3506 = 3.506KW

N1= 7 máy

N0 = N1 /N =  7/19  = 0.368

P0 = P1 /P= 3.506/5.886 = 0.6kw  ta chon P0 = 0.6

Tra bảng Nhq*= 0.7

Nhq =  Nhq*  * N = 0.7 * 19 = 13.3

Vậy số thiết bị dùng điện hiệu quả  chọn 14

Với Nhq = 12

Ksd  = 0.1

Ta chọn Kmax  = 2.1

Knc = Kmax * Ksd = 2.1 * 0.1 = 0.21

Ptt =  Knc  *∑ Pđmi  = 0.21*5.886 = 1.236kv

Dung lượng bù : Qbù  = Ptt * (tg φ1  –   tg φ2   )

=1.236* (0.8819 – 0.3952)  =  0.6kva

+ phòng phó hiệu trưởng hành chính

+ Chọn Ksd=0.1

N = 10 máy  , Pmax = 750w  ,Pmax/2=375W

P= 3.240kW

Có 3 máy ≥ Pmax/2 # 375

P1= 1750 = 1.750KW

N1= 3 máy

N0 = N1 /N =  3/10  = 0.3

P0 = P1 /P= 1.750/3.240 = 0.54kw  ta chon P0 = 0.55

Tra bảng Nhq*= 0.73

Nhq =  Nhq*  * N = 0.73*10 = 7.3

Vậy số thiết bị dùng điện hiệu quả  chọn 7

Với Nhq = 7

Ksd  = 0.1

Ta chọn Kmax  = 2.88

Knc = Kmax * Ksd = 2.88 * 0.1 = 0.288

Ptt =  Knc  *∑ Pđmi  = 0.288*3.240 = 0.933 kv

Dung lượng bù : Qbù  = Ptt * (tg φ1  –   tg φ2   )

= 0.933* (0.8819 – 0.3952)  =  0.454kva

Chương VIII. NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT

I. Quá điện áp khí quyển và hiện tượng sét.

1. Khái niệm về hiện tượng sét.

– Sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và đất hay giữa các đám mây mang điện tích trái dấu,

– Truớc khi có sự phóng điện của sét, đã có sự phân chia và tích lũy rất mạnh điện tích trong các đám mây going do tác dụng của các luồng khí nóng thổi bốc lên và hơi nước trong các đám mây.

– Phần dưới các đám mây thường mang điện tích âm. Các đám mây cùng với đất hình thành các tụ điện mây-đất. Cường độ điện trường của chúng tăng dần lên, khi cường độ điện trường đạt khoảng 28-30 kV/cm² thì không khí bị ion hóa và bắt đầu dẫn điện.

– Quá trình hình thành tia lửa điện có kèm theo tiếng nổ gọi là sấm.

– Chiều dài trung bình của sét khoảng từ 3-5 km, phần lớn chiều dài của chúng phát triển trong các đám mây giông.

2. Các giai đoạn của sét.

Quá trình sét chia làm 4 giai đoạn:

– Giai đoạn 1: phóng tia tiên đạo:

+ Từ những đám mây giông, xuất hiện một dãy sáng mờ kéo dài từng đợt gián đoạn phóng về phía mặt đất với vận tốc trung bình khoảng 10⁵-10⁶m/s.

+ Thời gian của tia tiên đạo mỗi đợt kéo dài khoảng 1s và dài them trung bình khoảng vài chục mét.

+ Thời gian tạm ngừng phát triển giữa hai đợt liên tiếp khoảng 30-90 s.

Giai đoạn 2: tia tiên đạo đến gần mặt đất, hình thành khu vực ion hóa mãnh liệt.

Dưới tác dụng của điện trường tạo nên bởi điện tích của những đám mây giông và điện tích trong tia tiên đạo, hình thành sự tập trung điện tích trái dấu giữa mặt đất với phía dưới những đám mây giông.

Giai đoạn 3: phóng điện ngược (phóng điện chủ yếu).

Khi dòng tiên đạo phát triển đến mặt đất hay các vật dẫn điện nối đất, các điện tích dương của đất di chuyển có hướng từ đất theo dòng tiên đạo với tốc độ lớn (1,5.10⁷-1,5.10⁸m/s), chạy lên và trung hòa các điện tích âm của tia tiên đạo.

Sự phóng điện chủ yếu được đặc trưng bởi dòng điện lớn qua chổ sét đánh gọi là dòng điện sét và sự lóc mãnh liệt của dòng phóng điện.

Không khí trong dòng phóng điện được nung nóng đến nhiệt độ khoảng 10000^oC và giãn nở rất nhanh tạo thành song âm thanh.

Giai đoạn 4: phóng điện chủ yếu kết thúc.

Kết thúc sự di chuyển của các điện tích từ những đám mây phóng điện và sự lóc sang dần dần biến mất.

3. Tính chất chọn lọc của vị trí sét đánh trên bề mặt và ứng dụng của các tính chất đó.

Ở giai đoạn 1, đường di của tia tiên đạo không phụ thuộc vào tình trạng của mặt dất và các vật thể ở trên mặt đất, nó gần như hướng thẳng về phía mặt đất.

Khi tia tiên đạo còn cách mặt đất một khoảng  cách gọi là độ cao định hướng thì mới thấy rõ dần ảnh hưởng của sự tập trung điện tích ở mặt đất và các vật nhô khỏi mặt đất đối với hướng phát triển tiếp tục của tia tiên đạo.

Tia tiên đạo phát triển theo hướng có cường độ điện trường lớn nhất nên vị trí sét đánh có tính chọn lọc.

Trong kỹ thuật, người ta đã lợi dụng tính chọn lọc vị trí đánh của sét để bảo vệ chống sét cho các công trình bằng cách dùng kim thu sét hoặc dây thu sét bằng kim loại được nối đất, đặt cao hơn công trình cần bảo vệ nhằm thu hút sét đánh vào chúng mà không đánh vào công trình.

4. Nguyên lý corona

Nguyên lý coro na là hiện tượng dây dẫn bằng kim loại nhọn được nối đất đặt trong khu vực có điện trường mạnh sẽ có hiện tượng các điện rich bị bức ra ngoài không gian từ điểm nhọn của dây dẫn kim loại được nối đất. Trong quá trình tích lũy các điện tích có sự phân cực khác nhau, cường độ điện trường luôn được gia tăng hình thành xung quanh đám mây. Khi Gradient điện thế ở một điểm bất kỳ dạt tới giá trị tới hạn về tính chất cách điện của không khí (với áp lực khí quyển khoảng 3.10³V/m²), ở đó xảy ra sự đánh xuyên hay sét tiên đạo.

II. Nối đất chống sét.

1. Khái niệm.

Nối dất có 3 chức năng: nối đất làm việc, nối đất chống sét, nối đất an toàn.

Trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn nối đất. Dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực.

Trong nối đất bảo vệ thì điện áp trên vỏ thiết bị so với đất:

U_đ = I_đ.R_đ

Trong đó:

I_đ: dòng điện ngắn mạch một pha chạm đất.

                                R_đ: điện trở nối đất.

Khi người chạm thiết bị có điện áp, dòng điện nhạy chạy qua người được xác định:

Vì điện trở của người coi như mắc song song với điện trở nối đất, nên dòng điện chạy trong đất:

I_đ = I^’_đ + I_ng

Nếu thực hiện nối đất sao choR_đ = R_ng thì I_ng = I_đ, ta có thể coi Iđ = I^’_đ

Như vậy, khi thực hiện tốt nối đất, điện trở nối đất đủ nhỏ để có thể đảm bảo dòng điện chạy qua người nhỏ và không gây nguy hiểm đến tính mạng,

Khi có trang bị nối đất, dòng điện ngắn mạch theo đường dây dẫn nối đất xuống các điện cực và chạy tản vào trong đất.

Mặt đất tại chỗ đặt điện cực có điện thế lớn nhất, càng xa điện cực điện thế giảm dần và bằng 0 khi ở xa điện cực từ 15-20m.

Nếu bỏ qua điện trở của dây nối đất, thì điện trở nối đất dược xác định:

Trong đó:

U_đ: điện áp của trang bị nối đất đối với đất.

Điện áp tiếp xúc được xác định:

: điện thế lớn nhất tại điểm đặt cực nối đất.

: điện áp trên mặt đất tại vị trí người đứng.

Điện áp bước được xác định:

Điện áp bước và điện áp tiếp xúc phải nằm trong giới hạn cho phép. Để thõa mãn điều này, người ta tiến hành bố trí lưới nối đất để tạo sự cân bằng thế và tản nhanh dòng điện vào đất.

2. Tính toán trang bị nối đất.

1. a) Cách thực hiện nối đất.

Nối đất có 2 loại: nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo,

– Nối đất tự nhiên là sử dụng các ống nướchay các ống bằng kim loại khác đặt trong đất, các kết cấu kim loại hoặc công trình nhà xưởng có nối đất.

– Nối đất nhân tạo thường được thực hiện bằng cọc thép, ống thép, thanh thép dẹp chon sâu xuống đất sao cho đầu trên của chúng cách mặt đất từ 0,5 – 0,7m.

– Đối với lưới trên 1000V có dòng chạm đất bé yêu cầu:

+ Khi dùng trang bị nối đất chungcho cả điện áp trên và dưới 1000V:

R_đ

+ Khi dung riêng trang bị nối đất cho các thiết bị có điện áp trên 1000V:

R_đ

Trong đó:

125 và 250: điện áp lớn nhất cho phép của trang bị nối đất.

I_đ : dòng điện chạm đất một pha.

Đối với mạng điện áp dưới 1000V, điện trở nối đất trong tại mỗi thời điểm không được lớn hơn 4

Nối đất lặp lại của dâytrung tính trong mạng 380/220V phải có điện trở không quá 10.

Điện trở của hệ thống nối đất chống sét không vượt quá 30.

Điện trở suất của đất phụ thuộc vào thành phần, mật độ, độ ẩm và nhiệt độ của đất:

Cát                              7.10⁴                .cm

Cát lẫn đất                   3.10⁴                .cm

Đất sét                         1.10⁴                .cm

Đất vườn, ruộng         0,4.10⁴             .cm

Đất bùn                       0,2.10⁴             .cm

Không sử dụng nối đất an toàn chung với hệ thống nối đất chống sét.

III Tính chống sét cho nhà E và trạm biến áp

              1 Tính chống sét cho nhà E

Nhà E có chiều dài la 42m , chiều rộng là 9,6m , hx  = 13m , ha = 8m ,

h = hx  +   ha = 13 + 8 = 21m , do chiều cao nhà E < 30m nên ta chọn p = 1(sách cung cấp điên phạm văn thành trang 104)

r x =  ha  *1.6 / 1 + hx/h = 8 *1.6 / 1+13/21 = 7.9m

Độ rộng nhỏ nhất của phạm vi bảo vệ

2bx = 4r x  * ha  – a / 14 ha –  a = 4 * 7.9 * 7 *8 – 10 / 14*8 – 10 = 17.25m

Suy ra bx   =  8.625m

Độ cao lớn nhất được bảo vệ

H0  = h – a/7p = 21  – 10/7*1 = 19.57m

Với r x = 7.9m , và bề rộng của phân xưởng là 9,6m và chiều dài là 42m ta chỉ cần chọn 5 cột thu sét là đủ các cột bố trí theo chiều dài của phân xưởng

2 Tính chống sét cho trạm biến áp

Tram biến áp nhà có chiều cao là hx  = 5m,rộng 5m, dài 5m,chon ha = 5m

H = hx  +  ha = 5 + 5 = 10m, do chiều cao nhà E < 30m nên ta chọn p = 1(sách cung cấp điên phạm văn thành trang 104)

r x =  ha  *1.6 / 1 + hx/h = 5 *1.6 / 1+5/10  = 5.333mm

Độ rộng nhỏ nhất của phạm vi bảo vệ

2bx = 4r x  *7 ha  – a / 14 ha –  a = 4 * 5.333 * 7 *5 – 9 / 14*5-9 = 12.092m

Suy ra bx   =  6.046m

Độ cao lớn nhất được bảo vệ

H0  = h – a/7p = 10 – 9/7*1 = 8.714m

Với r x = 5.333m , và bề rộng của trạm biến áp là 5m và chiều dài là 5m ta chỉ cần chọn 1 cột thu sét là đủ các cột bố trí theo chiều dài của trạm biến áp.

II Tính nối đất cho nhà E và trạm biến áp

    1 Tính nối đất cho nhà E

Chọn loại đất sét có ρ0 = 1*10^4Ωcm, chọn 20 cọc  chiều dài mỗi cọcl= 2.5m= 250cm,dcọc = 1.6cm,kmax = 1.2,khoảng cach từ cọc này đến cọc kia là 5m , chọn thanh thép tròn chôn sâu 0.7m góc 60x60x25,đường kính thép tròn d=1.5cm,

T = 0.7 + 2.5/2 = 1.95m = 195cm

Điện trở khuếch tán của một cọc

R1c  = 0.366* ρ0 * kmax*( lg*2*l/d + 1/2lg(4*t +l /4*t – l ))

= 0.366*1*10^4*1.2*(lg2*250/1.6 + 1/2lg(4*195 + 250/4*195 – 250))

= 46.364Ω

Chọn hệ thống cọc nhà E là 20 coc5thanh2 dãy khoảng cách giữa các cọc là 5m,       ŋc = 0.68,   ŋt = 0.56

Điện trở khuếch tán của 20 cọc

Rc= R1c / n*ŋc = 46.364/20*0.68  = 3.409Ω

Điện trở khuếch tán của thanh ngang

R΄ng = 0.366* ρ0 * kmax*ln(l² /dt) = 0.366*1*10^4*1.2*ln(250²/0.8*195) = 16.7568Ω

Rng = R΄ng / ŋt = 16.7568 / 0.56 = 29.922Ω

Điện trở no6i1 d9a6t1 cua3 he65 tho6ng1

Rnd  = Rc * Rng /  Rc   + Rng = 3.409*29.922 /3.409+ 29.922 = 3.0603Ω

2 Tính nối đất trạm biến áp

Chọn loại đất sét có ρ0 = 1*10^4Ωcm, chọn 4 cọc  chiều dài mỗi cọcl= 2.5m= 250cm,dcọc = 1.6cm,kmax = 1.2,khoảng cach từ cọc này đến cọc kia là 5m , chọn thanh thép tròn chôn sâu 0.7m góc 60x60x25,đường kính thép tròn d=1.5cm,

T = 0.7 + 2.5/2 = 1.95m = 195cm

Điện trở khuếch tán của một cọc

R1c  = 0.366* ρ0 * kmax*( lg*2*l/d + 1/2lg(4*t +l /4*t – l ))

= 0.366*1*10^4*1.2*(lg2*250/1.6 + 1/2lg(4*195 + 250/4*195 – 250))

= 46.364Ω

Chọn hệ thống cọc nhà E là 4 coc5thanh2 dãy khoảng cách giữa các cọc là 5m,       ŋc = 0.83,   ŋt = 0.87

Điện trở khuếch tán của 4 cọc

Rc= R1c / n*ŋc = 46.364/4*0.83  = 13.965Ω

Điện trở khuếch tán của thanh ngang

R΄ng = 0.366* ρ0 * kmax*ln(l² /dt) = 0.366*1*10^4*1.2*ln(250²/0.8*195) = 16.7568Ω

Rng = R΄ng / ŋt = 16.7568 / 0.87 = 19.26Ω

Điện trở no6i1 d9a6t1 cua3 he65 tho6ng1

Rnd  = Rc * Rng /  Rc   + Rng = 13.965*19.26 /13.965+ 19.26 = 8.0952Ω

Chương IX. KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG

I. Khái niệm.

– Chiếu sáng đóng vai trò hết sức quang trọng trong đời sống sinh hoạt cũng như trong sản suất công nghiệp. Nếu thiếu ánh sáng sẽ gây hại cho mắt, hại sức khỏe, làm giảm năng suất lao động, … Đặc biệt có những công việc không thể tiến hành được nếu thiếu ánh sáng hoặc ánh sáng không thật (không giống ánh sáng ban ngày) như bộ phận kiểm tra chất lượng máy, bộ phận pha chế hóa chất, bộ phận nhuộm màu, …

– Có nhiều cách phân loại các hình thức chiếu sáng:

+ Căn cứ vào đối tượng: chiếu sáng dân dụng (nhà ở, khách sạn, trường học, …) và chiếu sáng công nghiệp (nhà xưởng, kho, …)

+ Căn cứ vào mục đích chiếu sáng: chiếu sáng chung (phòng khách, hội trường, nhà hàng, phân xưởng, …); chiếu sáng cục bộ (bàn làm việc, chi tiết cần gia công, …); chiếu sáng sự cố (lối thoát hiểm ở khu vực đông người).

+ chiếu sáng trong nhà, chiếu sáng ngoài trời, chiếu sáng trang trí, chiếu sáng bảo vệ, …

– Mọi hình thức chiếu sáng có yêu cầu riêng, đặc điểm riêng, nên cách sử dụng đèn và phương pháp tính toán cũng khác nhau.

II. Các đại lượng cơ bản của chiếu sáng.

1. Quang thông (): là công suất phát sáng, được đánh giá bằng cảm giácvới mắt thường của người có thể hấp thụ được lượng bức xạ.

Đơn vị quang thông là lumen (lm), là quang thông do một nguồn sáng, điểm có cường độ 1cađêla (cd) phát điều trong một góc khối 1 steradian (sr).

2. Cường độ sáng (I): là mật độ phân bố không gian

Đơn vị đo cường độ ánh áng: canđêla (cd)

Cường độ sáng của một số nguồn sáng:

Ngọn nến                                                        0,8cd   (theo mọi hướng)

Đèn sợi đốt 40w/220v                                    35cd    (theo mọi hướng)

Đèn sợi đốt 300w/220v                                  400cd  (theo mọi hướng)

Đèn sợi đốt 300w/220v có bộ phản xạ           1.500cd (ở giữa chum tia)

Đèn iot kim loại 2kW                                      14.800cd (theo mọi hướng)

Đèn iot kim loại 2kW có bộ phản xạ              250.000cd (ở giữa chum tia)

3.Độ chói (B hoặc L): là mật độ phân bố cường độ sáng trên bề mặt theo một phương cho trước.

Đơn vị đo độ chói: cd/m² là độ chói của một mặt phẳng có diện tích là 1m² có cường độ sáng là 1cd theo phương thẳng góc với nguồn sáng.

4. Độ rọi (E) là mật độ phân bố quang thông trên bề mặt được chiếu sáng

Đơn vị đo độ rọi: n_x là độ rọi khi quang thông phân bố đồng đều 1lm chiếu sáng vuông góc lên một mặt phẳng diện tích 1m².

Như vậy:

5. Độ trưng (M): là mật độ phân bố quang thông trên bề mặt do một mặt khác phát ra,

Đơn vị độ trưng 1m/m² là độ trưng của một nguồn hình cầu có diện tích mặt ngoài 1m² phát ra quang thông cầu 1lm phân bố điều theo mọi phương

6. Tiện nghi nhìn.

Một số đặc điểm sinh lý của sự nhìn:

– Khả năng phân biệt của mắt người: được xác định bằng góc (đo bằng phút) mà mắt người có thể phân biệt được 2 điểm hoặc 2 vạch gần nhau

– Độ tương phản: định nghĩa độ tương phản:

L₀, L_f: độ chói của vật nhìn và nền đặt vật

Mắt người chỉ có thể phân biệt được ở mức chiếu sáng vừa đủ  nếu c 0,01

IIITính toán chiếu sáng cho lầu 1 nhà E

1 Tính chiếu sáng chung

Chiều dài của nhà E lầu1 là  a = 42m,chiều rộng là b = 9.6m,chiếu cao là h = 3m,diện  tích  s = 403.2m

Màu sơn trần nhà màu trắng vậy hệ số phản xạ Ptrần = 0.75, hệ số phản xạ của tường nhà

Ptường = 0.45(xanh sáng), sàn nhà bằng ghạch hệ số phản xạ Plv = 0.2(hướng dẫn đồ án thiết kế cung cấp điện của trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM)

Đối với nhà E lầu 1là văn phòng  làm viêcChọn độ rọi theo yêu cầu Etc = 200(lx) (hướng dẫn đồ án thiết kế cung cấp điện của trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM)

Chọn bong đèn trắng trắng universelloại  Tm = 4000k, Ra = 76 , Pđ = 36w , Φđ = 2500(lm)

(hướng dẫn đồ án thiết kế cung cấp điện của trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM)

Chọn bộ đèn profil paralume laque .cấp E co hiêu suất là 118 , Ldocmax = 1.4htt = 3.08 ,

Ldocngang = 2htt = 4.4 (hướng dẫn đồ án thiết kế cung cấp điện của trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM)

Phân bố các đèn cách trần h΄ = 0m,bề mặt làm việc 0.8m,chiều cao đèn treo so với bề mặt làm việc htt = 2.2m,

Chỉ số địa điểm K = a.b/htt*(a+b) = 3.55 chọn k = 4

Tính hệ số bù D = 1/δ1*δ2 = 1/1.25*0.5 = 1.6

J  =  h΄ / h΄ + htt  =  0

Hệ số sử dụng u = 0.59 * 1  =  0.59

Quang thông tổng     Φ tổng  =  Etc * S* D/U =  200 * 403.2 *0.8/0.59 = 218684.74(lm)

Số bộ đèn là       N bộ đèn  =  Φ tổng/  (Φcác bong/1bộ)  =  218684.47 / (3450/2) =  63.38

Chọn Nbộ đèn  = 64

Kiểm tra sai số quang thông : ΔФ% = N bộ đèn   *   (Φcác bong/1bộ) –   Φ tổng  / Φ tổng

=( 64 * 3450/1 – 218684.74) / 218684 = 0.00967

Độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc  Etb  =  Nbộ đèn * (Φcác bóng/1bộ ) *U/SD                                                   =  64 * (3450/  0.59 ) /403.2 * 1.6 =  202

Chọn tiết diện dây cho đèn

Pđ =  64 * 36 = 2304W

I = Pđ / U*cosφ = 2304 / 220 * 0.8 = 13.09A

Chọn dây đôi mềm xoắn VCm có tiết diện 2×1.5 có dòng điện cho phép là 16A

2 Tính chiếu sáng sự cố

Đối  với nhà E là văn phòng làm việc ta sử dụng đèn thoát hiêm khi có sự  cố EXIT YD-808M ID6001 có công suất là 1.8W .ta sử dung 3đèn sự cố,ta đặt đèn ở 2cầu thang mỗi bên 1 đèn.ở giữa hành lang ta sử dụng 1 đèn nữa.khoảng cách giữa các đèn là 12m

Bài tập lớn cung cấp điện

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Tổng hợp các đề cương đại học hiện có của Đại Học Hàng Hải: Đề Cương VIMARU 

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn toán rời rạc

---

[toc]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn cung cấp điện

Chương I

Giới thiệu chung về nhà máy.

 

 

1.1Giới thiệu chung về nhà máy.

Nhà máy Cơ khí công nghiệp địa phương  ( nhà máy số 8) là một nhà máy có qui mô lớn gồm 10 phân xưởng với tổng công suất tương đối lớn trên 30000 KW.

Mặt bằng phân xưởng được phân bố như sau:

 

	6
			8

 

9

                                                    

		2
					5
							7
					4
	1
					3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               Tỉ lệ 1:2000

 

Suy ra: diện tích thực = diện tích trên bản vẽ 2000²

 

 

 

 

 

 

 

 

Danh sách các phân xưởng trong nhà máy

Số trên mặt bằng	Tên phân xưởng	Công suất đặt (KW)
1	Phân xương cơ khí chính	1200
2	Phân xưởng lắp ráp	800
3	Phân xưởng sửa chữa cơ khí	Theo tính toán
4	Phân xưởng rèn	600
5	Phân xưởng đúc	400
6	Bộ phận nén ép	450
7	Phân xưởng kết cấu kim loại	230
8	Văn phòng và phòng thiết kế	80
9	Trạm bơm	130
10	Chiếu sáng phân xưởng	Xác định theo diện tích

Nhà máy có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân giúp chúng ta phát triển nhanh hơn, phục vụ việc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Vì vậy nhà máy được xếp vào hộ tiêu thụ loại một (không cho phép mất điện, cấp điện có dự phòng). Các phân xưởng sản xuất theo dây truyền và được cấp điện theo tiêu chuẩn loại một.

Còn một số phân xưởng như phân xưởng sửa chữa cơ khí, bộ phận phòng ban kho tàng được cấp điện loại 3(cho phép mất điện). Đây là các phân xưởng không ảnh hưởng lớn đến tiến trình hoạt động của nhà máy.

Nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ lưới điện cách nhà máy 15 Km, đường dây cấp điện cho nhà máy dùng loại dây AC, dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp là 250 MVA, nhà máy làm việc 3 ca.

 

 

 

 

 

 

1.2Các nội dung tính toán thiết kế  chủ yếu.

 

1. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy.
2. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
3. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:

3.1  Chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt biến áp phân xưởng

3.2  Chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt biến áp trung gian (       trạm biến áp xí nghiệp ) hay trạm phân phối trung gian.

3.3   Thiết kế hệ thống cấp điện cho nhà máy.

4. Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của nhà máy.
5. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

1.3Các tài liệu tham khảo.

           

1. Hệ thống cung cấp điện – TS_Trần Quang Khánh
2. Thiết kế cấp điện                       – Ngô Hồng Quang.
3. Mạch điện          – Bùi Ngọc Thư.
4. Cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp
5. Vở ghi trên lớp bài giảng của thầy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chương II

Xác định phủ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy

 

2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.

Phụ tải là số liệu ban đầu, để giải quyết những vấn đề tổng hợp về kinh tế, kỹ thuật phức tạp xuất hiện khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại. xác định phụ tải là giai đoạn đầu tiên của công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện nhằm mục đích lựa chọn kiểm tra các phần tử mang điện và biến áp theo phương pháp phát nóng và các chỉ tiêu kinh tế.

Tính toán độ lệch và dao động điện áp lựa chọn thiết bị bù, thiết bị bảo vệ….

Việc lựa chọn hợp lý sơ đồ và các phần tử  của hệ thống cung cấp điện dùng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của nó ( Vốn đầu tư, phí tổn vận hành hàng năm, chi phí qui đổi, chi phí kim loại màu, tổn thất điện năng) đều phụ thuộc vào đánh giá đúng đắn kỳ vọng tính toán ( Giá trị trung bình) của phụ tải điện.

Vì vậy thiết hệ thống cung cấp điện để xác định phụ tải điện người ta dùng phương pháp đơn giản hoá hoặc phương pháp xác định chính xác là tuỳ thuộc vào giai đoạn thiết kế và vị trí điểm nút tính toán khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp gồm 2 giai đoạn sau:

+ Giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế.

+ Giai đoạn vẽ bản vẽ cho thi công.

Trong giai đoạn làm thiết kế tính sơ bộ gần đúng phụ tải điện dựa trên cơ sở tổng công suất đã biết của các nguồn điện tiêu thụ. Ở giai đoạn thiết kế thi công, ta xác định chính xác phụ tải điện dựa vào các số liệu cụ thể và các nguồn tiêu thụ của các phân xưởng.

Xác định phụ tải tính toán được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện  theo các điểm nút tính toán trong các lưới điện dưới và trên 1000 V.

Mục đích tính toán phụ tải điện tại các điểm nút nhằm chọn tiết diện dây dẫn của lưới điện cung cấp, phân phối điện áp, chọn số lượng và công suất của máy biến áp và trạm giảm áp chính, chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối, chọn thiết bị chuyển mạch và bảo vệ với điện áp trên và dưới 1000 V. Chính vì vậy người ta đã đưa ra một đại lượng gọi là phụ tải tính toán nó được định nghĩa như sau:

Phụ tải chỉ dùng để thiết kế tính toán nó tương đương vói phụ tải thực về hiệu quả phát nhiệt hay tốc độ hao mòn cách điện trong quá trình làm viêc.

 

2.2  CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN.

 

1.    Xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình.

P_tt=K_hd*P_tb

Với  :  K_hd là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kỹ thuật.

P_tb là công suất trung bình của thiết bị hoặc của nhóm thiết bị, [KW]

2.    Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại.

 

                         P_tt=K_max*P_tb=K_max*K_sd*K_dt

Với P_tb là công suất trung bình của thiết bị hay nhóm thiết bị.

K_­max là hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật.

K_max =F(n_hq,k_sd)

K_sd là hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật.

N_hq là hệ số sử dụng hiệu quả.

3.    Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo xuất trang bị điện trên một đơn vị diện tích.

P_tt=P_o*F

Với : P_o là xuất trang bị điện trên một đơn vị diện tích, [w/m­­²]

F là diện tích số thiết bị [m²].

4.    phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.

                                P_tt=P_tb+β*Ψ*δ

Với : P_tb là công suất trung bình của thiết bị hay của nhóm thiết bị.

          δ độ lệch khỏi đồ thị phụ tải.

5.    Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.

P_tt=K_nc*P_đ

Với : K_nc là hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật.

P_đ là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán có thể coi gần đúng P_đ =P_đm [Kw]

 

6.    Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.

 

                                  P_tt=A_o*M/T_max

Với : A_o là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm [kw/đvsp]

M là số sản phẩm sản xuất trong một năm.

T_­max là thời gian sử dụng công suất lớn nhất [h]

7.    Phương pháp tính trực tiếp.

 

Trong các phương pháp trên ba phương pháp 3,5,6 dựa trên kinh nghiệm thiết kế để xác định phụ tải tính toán nên chỉ cho các kết qủa gần đúng tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi. Các phương pháp còn lại được sử dụng trên cơ sở lý thuyết xác xuất thống kê có xét đến yếu tố nên cho kết quả chính xác hơn nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp. tuỳ theo nhu cầu tính toán và những thông tin có được về phụ tải, người thiết kế có thể lựa chọn những phương pháp thích hợp.

Trong bài tập này với phân xưởng xửa chữa cơ khí đã biết vị trí, công suất đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể có thể xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại, các phân xưởng còn lại do chỉ biết diện tích và công suất đặt của nó nên để xác định phụ tải tính toán cảu các xưởng này ta sử dụng phương pháp tính công suất đặt và hệ số nhu cầu. Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị sản xuất.

2.3.Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí .

 

2.3.1.Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm.

 

Danh sách máy cho phân xưởng sửa chữa cơ khí(bản vẽ số 3).

Số thứ tự(kí hiệu trên mặt bằng)	Tên Máy	Số lượng	Loại	Công suất
	Bộ phận máy công cụ
1	Máy cưa kiểu đai	1	8531	1.0
2	Bàn		–	–
3	Khoan bàn	1	MC-12A	0.65
4	Máy ép tay	1	–	–
5	Máy mài thô	1	3M364	2.8
6	Máy khoan đứng	1	2A125	2.8
7	Máy bào ngang	1	736	4.5
8	Máy xọc	1	7A420	2.8
9	Máy mài tròn vạn năng	1	3A130	2.8
10	Máy phay răng	1	5Đ32	4.5
11	Máy phay vạn năng	1	BM82	7.0
12	Máy tiện  ren	1	1A62	8.1
13	Máy tiện ren	1	IM620	10.0
14	Máy tiện ren	1	163	14.0
15	Máy tiện ren	1	1616	4.5
16	Máy tiện ren	1	1Đ63A	10.0
17	Máy tiện ren	1	163A	20.0
	Bộ phận lắp ráp
18	Máy khoan đứng	1	2118	0.85
19	Cầu trục	1	KH-20	24.2
20	Bàn lắp ráp	1	–	–
21	Bàn	1	–	–
22	Máy khoan bàn	1	HC-121	0.85
23	Máy để cần bằng tĩnh	1	–	–
24	Bàn	1	–	–
25	Máy ép tay	1	APO	–
26	Bể dầu có tăng nhiệt	1	–	2.5
27	Máy cạo	1		1
28	Bể ngâm nước nóng	1	–	–
29	Bể ngâm Natri-hidroxit	1	–	–
30	Máy mài thô	1	3M634	2.8
	Bộ phận hàn hơi
31	Máy ren cắt liên hợp	1	HB31	1.7
32	Bàn để hàn	1	–	–
33	Máy mài phá	1	3M634	2.8
34	Quạt lò rèn	1		1.5
35	Lò tròn	1	–	–
36	Máy ép tay	1	APO	–
37	Bàn	1	–	–
38	Máy khoan đứng	1	2118	0.85
39	Bàn nắn	1	–	–
40	Bàn đánh dấu	1	–	–
	Bộ phận sửa  chữa điện
41	Bể ngâm dung dịch kiềm	1	–	3.0
42	Bể ngâm nước nóng	1	–	3.0
43	Bàn	1	–	–
44	Máy cắt vật liệu cách điện	1	–	–
45	Máy ép tay	1	APO-274	–
46	Máy cuộn dây	1	–	1.2
47	Máy cuộn dây	1	–	1.0
48	Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt	1	–	3.0
49	Tủ sấy	1	–	3.0
50	Máy khoan bàn	1	HC-12A	0.65
51	Máy cân bằng tĩnh	1	–	–
52	Máy mài thô	1	–	2.5
53	Bàn thử  thiết bị điện	1		7.0
	Bộ phận đúc đồng
54	Dao cắt có tay đòn	1	BMC-101	–
55	Bể khử dầu mỡ	1	–	3.0
56	Lò điện để luyện khuôn	1	–	5.0
57	Lò điện để nấu chảy babit	1	–	10.0
58	Lò điện mạ thiếc	1	–	3.5
59	Đá lát để đổ babít	1	–	–
60	Quạt lò đúc đồng	1	–	1.5
61	Bàn	1	–	–
62	Máy khoan bàn	1	HC-12A	0.65
63	Bàn nắn	1	–	–
64	Máy uốn các tấm mỏng	1	C-237	1.7(KVA)
65	Máy mài phá	1	3M634	2.8
66	Máy hàn điểm	1	MTT-25M	25
	Buồng nạp điện
67	Tủ để nạp ácqui	1	Y-022	–
68	Giá đỡ thiết bị	1	Y-001	–
69	Chỉnh lưu sê-lê-nium	1	BCA-BM	0.6

 

Phân nhóm phụ tải

 

            Dựa vào các nguyên tắc sau:

-Các thiết bị trong nhóm có cùng chế độ làm việc.

-Các thiết bị trong nhóm ở gần nhau về vị trí.

-Tổng công suất của các nhóm trong phân xưởng chênh lệch ít.

Vì phụ  tải cho biết khá nhiều thông tin, nên ta quyết định xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. tra bảng sổ tay kỹ thuật ta có

                         K_sd=0.16  và  Cosφ=0.6

 

Ta có bảng phân chia các nhóm như sau

Tên nhóm và thiết bị điện	Số lượng	Ký hiệu trên mặt bằng	Công suất đặt Po (KW)	Hệ số sử dụng	Cosφ/tagφ
Nhóm 1
Máy cưa kiểu đai	1	1	1	0.16	0.6/1.33
Khoan bàn	1	3	0.65	0.16	0.6/1.33
Máy mài thô	1	5	2.8	0.16	0.6/1.33
Máy khoan đứng	1	6	2.8	0.16	0.6/1.33
Máy bào ngang	1	7	4.5	0.16	0.6/1.33
Máy xọc	1	8	2.8	0.16	0.6/1.33
Cộng theo nhóm 1	6		14.55	0.16	0.6/1.33
Nhóm 2
Máy mài tròn vạn năng	1	9	4.5	0.16	0.6/1.33
Máy phay vạn năng	1	10	4.5	0.16	0.6/1.33
Máy phay vạn năng	1	11	7	0.16	0.6/1.33
Máy tiện ren	1	12	8.1	0.16	0.6/1.33
Máy tiện ren	1	13	10	0.16	0.6/1.33
Máy tiện ren	1	14	14	0.16	0.6/1.33
Máy tiện ren	1	15	4.5	0.16	0.6/1.33
Máy tiện ren	1	16	10	0.16	0.6/1.33
Máy khoan đứng	1	18	0.85	0.16	0.6/1.33
Cộng theo nhóm 2	9		63.45	0.16	0.6/1.33
Nhóm 3
Máy tiện ren	1	17	20	0.16	0.6/1.33
Cầu trục	1	19	24.2	0.16	0.6/1.33
Bàn	1	21	0.85	0.16	0.6/1.33
Máy khoan bàn	1	22	0.85	0.16	0.6/1.33
Bể dầu tăng nhiệt	1	26	2.5	0.16	0.6/1.33
Máy cạo	1	27	1	0.16	0.6/1.33
Máy mài thô	1	30	2.8	0.16	0.6/1.33
Máy nén cắt liên hợp	1	31	1.7	0.16	0.6/1.33
Máy mài phá	1	33	2.8	0.16	0.6/1.33
Quạt lò rèn	1	34	1.5	0.16	0.6/1.33
Máy khoan đứng	1	38	0.85	0.16	0.6/1.33
Cộng theo nhóm 3	10		59.05	0.16	0.6/1.33
Nhóm 4
Bể ngâm dung dịch kiềm	1	41	3.0	0.16	0.6/1.33
Bể ngâm nước nóng	1	42	3.0	0.16	0.6/1.33
Máy cuốn giấy	1	46	1.2	0.16	0.6/1.33
Máy cuốn giấy	1	47	1.0	0.16	0.6/1.33
Bể ngâm có tăng nhiệt	1	48	3.0	0.16	0.6/1.33
Tủ sấy	1	49	3.0	0.16	0.6/1.33
Máy khoan bàn	1	50	0.65	0.16	0.6/1.33
Máy mài thô	1	52	2.8	0.16	0.6/1.33
Bàn thử nghiệm TBĐ	1	53	7.0	0.16	0.6/1.33
Chỉnh lưu sê-lê-nium	1	69	0.6	0.16	0.6/1.33
Cộng theo nhóm 4	10		25.25	0.16	0.6/1.33
Nhóm 5
Bể khử dầu mỡ	1	55	3.0	0.16	0.6/1.33
Lò để luyện nhôm	1	56	5.0	0.16	0.6/1.33
Lò để nấu chảy babit	1	57	10	0.16	0.6/1.33
Lò điện mạ thiếc	1	58	3.5	0.16	0.6/1.33
Quạt lò đúc đồng	1	60	1.5	0.16	0.6/1.33
Máy khoan bàn	1	62	0.65	0.16	0.6/1.33
Máy uốn các tấm mỏng	1	64	1.77	0.16	0.6/1.33
Máy mài phá	1	65	2.8	0.16	0.6/1.33
Máy hàn điểm	1	66	25.0	0.16	0.6/1.33
Cộng theo nhóm 5	9		53.22	0.16	0.6/1.33

-Trong đó I_đm được tính theo công thức I_đm=P_o/(3*U*cosφ)

với U=220V

Máy uốn các tấm mỏng có S_đm=1.7 KVA ta qui đổi về chế độ dài hạn với

              P_đm=S_đm*cosφ = 1.7*0.6=1.02(kW)

 

Phụ tải 3 pha tương đương

P_o=*1.02=1.77(kW)

1. phụ tải tính toán của nhóm 1.

Thứ tự	Tên thiết bị	Số lượng	Ký hiệu trên mặt bằng	Công suất đặt Po (KW)		Iđm , A
				1 máy	Toàn bộ
1	Máy cưa kiểu đai	1	1	1.0	1.0	2.53
2	Khoan bàn	1	3	0.65	0.65	1.64
3	Máy mài thô	1	5	2.8	2.8	7.07
4	Máy khoan đứng	1	6	2.8	2.8	7.07
5	Máy bào ngang	1	7	4.5	4.5	11.36
6	Máy xọc	1	8	2.8	2.8	7.07
	Tổng				14.55	36.74

Ta có:   n=6, n1=4;

n_* =   =  =0.667

P_*=P1/P_∑=  =0.887            P_*²    (1-P_* )²   n_*  (1-n_*)

Tra bảng hoặc có thể tính n^*_hd=

Tính toán ta được n_hq*=0.78->n_hq=0.78*6 ≈ 4.68

Tính toán với công thức gần đúng

K_max = 1 + 1.3

Với k_sd =0.16 và n_hq=4.68 ta có K_max=1.72

Từ đó tính được phụ tải tính toán nhóm 1:

P_tt= K_max * Cosφ * P₀ = 1.72*0.16*14.55= 4 (kW)

Q_tt=4*tagφ=4*1.33=5.321 KVA

S_tt== =6.657 KVA

I_tt== = 10.086 (A)

Với =3

Dòng điện dỉnh nhọn:

    =*+=3*11.36 + 36.74=70.82 A

2. Phụ tải tính toán của nhóm 2.

Nhóm 2	Số lượng	Ký hiệu trên mặt bằng	Công suất đặt Po (KW)	Iđm , A
Máy mài tròn vạn năng	1	9	2.8	7.07
Máy phay răng	1	10	4.5	11.36
Máy phay vạn năng	1	11	7.0	17.67
Máy tiện ren	1	12	8.1	20.45
Máy tiện ren	1	13	10.0	25.25
Máy tiện ren	1	14	14.0	35.35
Máy tiện ren	1	15	4.5	11.36
Máy tiện ren	1	16	10.0	25.25
Máy khoan đứng	1	18	0.85	2.15
Cộng theo nhóm 2	9		61.75	155.91

Ta có:   n=9,  n1=5

n_*=n1/n =5/9=0.56

P_*=P1/P_∑= =0.795

Tra bảng hoặc có thể tính       n^*_hd=

Tính toán ta được n_hq*=0.78->n_hq=0.78*9 ≈ 7.02

Tính toán với công thức gần đúng

K_max = 1 + 1.3

Với k_sd =0.16 và n_hq=7.02 ta có K_max=1.67

Từ đó tính  được phụ tải tính toán nhóm 2:

P_tt=1.67*0.16*61.75=16.54  kW

Q_tt=16.54*tagφ=25.18*1.33=22 KVAr

S_tt===27.52 KVA

I_tt===41.70 A

Với =3

Dòng điện dỉnh nhọn:

    =*+=3*35.35+155.91=261.96 A

3. Phụ tải tính toán của nhóm 3.

 

Nhóm 3	Số lượng	Ký hiệu trên mặt bằng	Công suất đặt Po (KW)	Iđm , A
Máy tiện ren	1	17	20	50.5
Cầu trục	1	19	24.2	61.1
Bàn	1	21	0.85	2.15
Máy khoan bàn	1	22	0.85	2.15
Bể dầu tăng nhiệt	1	26	2.5	6.3
Máy cạo	1	27	1.0	2.53
Máy mài thô	1	30	2.8	7.07
Máy nén cắt liên hợp	1	31	1.7	4.29
Máy mài phá	1	33	2.8	7.07
Quạt lò rèn	1	34	1.5	3.79
Máy khoan đứng	1	38	0.85	2.15
Cộng theo nhóm 3	11		59.05	149.1

 

Ta có:   n=11,  n1=2

n_*=n1/n =2/11=0.18

P_*=P1/P_∑==0.75

Tra bảng hoặc có thể tính n^*_hd=

Tính toán ta được n_hq*=0.3->n_hq=0.3*11 = 3.3

Tính toán với công thức gần đúng

K_max = 1 + 1.3

Với k_sd =0.16 và n_hq=3.3 ta có K_max=1.75

Từ đó tính toán được phụ tải tính toán nhóm 3:

P_tt=1.75*0.16*59.05=16.534  kW

Q_tt=16.534  *tagφ=16.534  *1.33=22 KVA

S_tt==  = 27.52 KVA

I_tt===41.70 A

Với =3

Dòng điện đỉnh nhọn:

    =*+=3*61.1+149.1=332.4 A

4. Phụ tải tính toán của nhóm 4.

 

Nhóm 4	Số lượng	Ký hiệu trên mặt bằng	Công suất đặt Po (KW)	Iđm , A
Bể ngâm dung dịch kiềm	1	41	3.0	7.57
Bể ngâm nước nóng	1	42	3.0	7.57
Máy cuốn dây	1	46	1.2	3.03
Máy cuốn dây	1	47	1.0	2.53
Bể ngâm có tăng nhiệt	1	48	3.0	7.57
Tủ sấy	1	49	3.0	7.57
Máy khoan bàn	1	50	0.65	1.64
Máy mài thô	1	52	2.5	6.31
Bàn thử nghiệm TBĐ	1	53	7.0	17.68
Chỉnh lưu seleinu	1	69	0.6	1.52
Cộng theo nhóm 4	10		24.95	62.99

 

 

Ta có:   n=10,  n1=1

n_*=n1/n =1/10=0.1

P_*=P1/P_∑==0.28

Tra bảng hoặc có thể tính n^*_hd=

Tính toán ta được n_hq*=0.7 ->n_hq=0.7*0 = 7

Tính toán với công thức gần đúng

K_max = 1 + 1.3

Với k_sd =0.16 và n_hq=7 ta có K_max=1.67

Từ đó tính toán được phụ tải tính toán nhóm 4:

P_tt=1.67*0.16*24.95=6.67 kW

Q_tt=6.67*tagφ=6.67*1.33=8.87 KVAr

S_tt=    =   = 11.09 KVA

I_tt===16.81 A

Với =3

Dòng điện dỉnh nhọn:

    =*+=3*17.68+62.99=151.39 A

5. Phụ tải tính toán của nhóm 5.

Nhóm 5	Số lượng	Ký hiệu trên mặt bằng	Công suất đặt Po (KW)	Iđm , A
Bể khử dầu mỡ	1	55	3.0	7.57
Lò để luyện nhôm	1	56	5.0	12.63
Lò để nấu chảy babit	1	57	10.0	25.25
Lò điện mạ thiếc	1	58	3.5	8.84
Quạt lò đúc đồng	1	60	1.5	3.79
Máy khoan bàn	1	62	0.65	1.64
Máy uốn các tấm mỏng	1	64	1.7	4.29
Máy mài phá	1	65	2.8	7.07
Máy hàn điểm	1	66	25.0	63.13
Cộng theo nhóm 5	9		53.15	134.21

Ta có:   n=9,  n1=1

n_*=n1/n =1/9=0.11

P_*=P1/P_∑==0,47

Tra bảng hoặc có thể tính n^*_hd=

Tính toán ta được n_hq*=0.4->n_hq=0.4*11 = 4.4

Tính toán với công thức gần đúng

K_max = 1 + 1.3

Với k_sd =0.16 và n_hq=4.4 ta có K_max=1.72

Từ đó tính toán được phụ tải tính toán nhóm 5:

P_tt=1.72*0.16*53.15= 14.67  kW

Q_tt=18.9*tagφ=14.67*1.33=19.5 KVAr

    S_tt===24.41 KVAr

I_tt===39.98A

Với =3

Dòng điện dỉnh nhọn:

    =*+=3*63.13+134.21=323.6 A

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

1. Xác định phụ tải tính toán.

Lấy suất chiếu sáng chung cho toàn xưởng là P_o=12 w/m²

chọn loại đèn sợi đốt có cosβ=1. F là diện tích chiếu sáng, tính theo tỉ lệ trên sơ đồ là 1610 m^2.

P_cs=P_o*F=12*1610=19320 W =19,32 KW

1. Xác định phụ tải tác dụng tính toán cho toàn phân xưởng.

                P_x=K_đt*P_tti

Tra bảng  ta có K_đt=0.85

Vậy ta có P_x=0.85*( 4+16.54+16.354+6.67+14.67)=49.5 KW

Phụ tải phản kháng toàn phân xưởng:

Q_x=P_x*tagφ=49.5*1.33=65.834 KVA

Phụ tải toàn phần của phân xưởng kể cả chiếu sáng :

S_x==(49.5+19.32)² +65.834² =95.24KVA

Với phụ tải tính toán toàn xưởng là: P_tt=P_x+P_cs=68.82 KW

Suy ra Cosδ=P_tt/S_x=68.82/95.24=0.72

2.4.Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng còn lại.

2.4.1Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí chính

Theo bản vẽ thiết kế phân xưởng cơ khí chính có:

+P diện tích S=962 m².

+Có công suất đặt : P_Đ=1200 KW

Công suất tính toán động lực là:

P_ĐL=P_Đ*K_nc

                                     Q_ĐL=P_ĐL*tagφ 

Tra bảng K_nc,cosφ cho các phân xưởng ta có

K_nc=0.4  ;      cosφ=0.6  suy ra: tagφ=1.33

Ta có:

P_ĐL=0.4*1200=480 KW

Q_ĐL=1.33*480=638.4 KVAr

Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1 và Q_cs=0

Chọn công suất chiếu sáng cho phân xưởng là 12 W/m²

P_cs=P_o*F=12*962=11544 W=11.54KW

Công suất tính toán tác dụng là:

P_tt=P_ĐL+P_cs=480+11.54=491.54KW

Công suất phản kháng tính toán là:

Q_tt=Q_ĐL=638.4 KVAr

Phụ tải toàn phần của phòng thí nghiệm là:

S_tt===805.7 KVAr

Suy ra       cosδ=P_tt/S_tt=491.54/805.7=0.61

2.4.2.Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng lắp ráp.

 

Phân xưởng lắp ráp có diện tích S=672 m².

Có công suất đặt : P_Đ=800 KW

Công suất tính toán động lực là: P_ĐL=P_Đ*K_nc

                                         Q_ĐL=P_ĐL*tagφ 

Tra bảng K_nc,cosφ cho các phân xưởng ta có

K_nc=0.4  ;      cosφ=0.6  suy ra: tagφ=1.33

Ta có:

P_ĐL=0.6*800=480 KW

Q_ĐL=1.33*480=638.4 KVAr

Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1 và Q_cs=0

Chọn công suất chiếu sáng cho phân xưởng là 15 W/m²

P_cs=P_o*F=12*672=8064 W=8.064KW

Công suất tính toán tác dụng là:

P_tt=P_ĐL+P_cs=480+8.064=488.064KW

Công suất phản kháng tính toán là:

Q_tt=Q_ĐL=638.4 KVAr

Phụ tải toàn phần của phòng thí nghiệm là:

S_tt===803.59KVA

Suy ra       cosδ=P_tt/S_tt=488.064/803.59=0.6

 

2.4.3.Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng rèn.

Phân xưởngẻnèncó diện tích S=396 m².

Có công suất đặt : P_Đ=600 KW

Công suất tính toán động lực là: P_ĐL=P_Đ*K_nc

                                                                            Q_ĐL=P_ĐL*tagφ 

Tra bảng K_nc,cosφ cho các phân xưởng ta có

K_nc=0.55  ;      cosφ=0.65  suy ra: tagφ=1.17

Ta có:

P_ĐL=0.55*600=330 KW

Q_ĐL=1.17*330=386.1 KVAr

Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1 và Q_cs=0

Chọn công suất chiếu sáng cho phân xưởng là 12 W/m²

P_cs=P_o*F=12*396=4752 W=4.752KW

Công suất tính toán tác dụng là:

P_tt=P_ĐL+P_cs=330+4.752=334.752KW

Công suất phản kháng tính toán là:

Q_tt=Q_ĐL=386.1 KVAr

Phụ tải toàn phần của phòng thí nghiệm là:

S_tt===511.01 KVA

Suy ra       cosδ=P_tt/S_tt=334.752/511.01=0.65

 

 

 

2.4.4Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng đúc

Phân xưởng đúc có diện tích S=322 m².

Có công suất đặt : P_Đ=400 KW

Công suất tính toán động lực là:

P_ĐL=P_Đ*K_nc

                                                    Q_ĐL=P_ĐL*tagφ 

Tra bảng K_nc,cosφ cho các phân xưởng ta có

K_nc=0.6  ;      cosφ=0.7  suy ra: tagφ=1.02

Ta có:

P_ĐL=0.6*400=240 KW

Q_ĐL=1.02*240=244.8 KVAr

Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1 và Q_cs=0

Chọn công suất chiếu sáng cho phân xưởng là 12 W/m²

P_cs=P_o*F=12*322=3864 W=3.864 KW

Công suất tính toán tác dụng là:

P_tt=P_ĐL+P_cs=240+3.864=243.864KW

Công suất phản kháng tính toán là:

Q_tt=Q_ĐL=244.8 KVAr

Phụ tải toàn phần của phòng thí nghiệm là:

S_tt===345.54 KVA

Suy ra       cosδ=P_tt/S_tt=243.86/345.54=0.7

 

 

2.4.5.Xác định phụ tải tính toán cho bộ phận nén ép

 

Bộ phận nén ép có diện tích S=380 m².

Có công suất đặt : P_Đ=450 KW

Công suất tính toán động lực là: P_ĐL=P_Đ*K_nc

                                                                            Q_ĐL=P_ĐL*tagφ 

Tra bảng K_nc,cosφ cho các phân xưởng ta có

K_nc=0.6  ;      cosφ=0.8  suy ra: tagφ=0.75

Ta có:

P_ĐL=0.6*450=270 KW

Q_ĐL=0.75*270=202.5 KVAr

Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1 và Q_cs=0

Chọn công suất chiếu sáng cho phân xưởng là 12 W/m²

P_cs=P_o*F=12*380=3696 W=3.696KW

Công suất tính toán tác dụng là:

P_tt=P_ĐL+P_cs=270+3.696=273.696KW

Công suất phản kháng tính toán là:

Q_tt=Q_ĐL=202.5 KVAr

Phụ tải toàn phần của phòng thí nghiệm là:

S_tt===340.46(A)

Suy ra       cosδ=P_tt/S_tt=273.69/340.46=0.8

2.4.6.Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng kết cấu kim loại

 

Phân xưởng kết cấu kim loại có diện tích S=600m².

Có công suất đặt : P_Đ=230 KW

Công suất tính toán động lực là: P_ĐL=P_Đ*K_nc

                                                                            Q_ĐL=P_ĐL*tagφ 

Tra bảng K_nc,cosφ cho các phân xưởng ta có

K_nc=0.6  ;      cosφ=0.7  suy ra: tagφ=1.02

Ta có:

P_ĐL=0.6*230=138 KW

Q_ĐL=1.02*138=140.76 KVAr

Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1 và Q_cs=0

Chọn công suất chiếu sáng cho phân xưởng là 12 W/m²

P_cs=P_o*F=12*600=7200W=7.2 KW

Công suất tính toán tác dụng là:

P_tt=P_ĐL+P_cs=138+7.2=145.2 KW

Công suất phản kháng tính toán là:

Q_tt=Q_ĐL=140.76 KVAr

Phụ tải toàn phần của phòng thí nghiệm là:

S_tt===202.2KVA

Suy ra       cosδ=P_tt/S_tt=145.2/202.2=0.72

 

2.4.7.Xác định phụ tải tính toán cho trạm bơm.

 

Tạm bơm có diện tích S=224 m².

Có công suất đặt : P_Đ=130 KW

Công suất tính toán động lực là: P_ĐL=P_Đ*K_nc

                                                                            Q_ĐL=P_ĐL*tagφ 

Tra bảng K_nc,cosφ cho các phân xưởng ta có

K_nc=0.6  ;      cosφ=0.65  suy ra: tagφ=1.17

Ta có:

P_ĐL=0.6*130=78 KW

Q_ĐL=1.17*78=91.26 KVAr

Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1 và Q_cs=0

Chọn công suất chiếu sáng cho phân xưởng là 12 W/m²

P_cs=P_o*F=12*224=2688 W=2.688KW

Công suất tính toán tác dụng là:

P_tt=P_ĐL+P_cs=78+2.688=80.68KW

Công suất phản kháng tính toán là:

Q_tt=Q_ĐL=91.26 KVAr

Phụ tải toàn phần của phòng thí nghiệm là:

S_tt===121.8  KVA

Suy ra       cosδ=P_tt/S_tt=80.68/121.8=0.66

 

2.4.8. Xác định phụ tải tính toán cho văn phòng và phòng thiết kế .

 

Văn phòng và phòng thiết kế có diện tích S=540 m².

Có công suất đặt : P_Đ=80 KW

Công suất tính toán động lực là: P_ĐL=P_Đ*K_nc

                                                                            Q_ĐL=P_ĐL*tagφ 

Tra bảng K_nc,cosφ cho các phân xưởng ta có

K_nc=0.8  ;      cosφ=0.8  suy ra: tagφ=0.75

Ta có:

P_ĐL=0.8*80=64 KW

Q_ĐL=0.75*64=48 KVAr

Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1 và Q_cs=0

Chọn công suất chiếu sáng cho phân xưởng là 12 W/m²

P_cs=P_o*F=12*540=6480 W=6.48KW

Công suất tính toán tác dụng là:

P_tt=P_ĐL+P_cs=64+6.48=70.48KW

Công suất phản kháng tính toán là:

Q_tt=Q_ĐL=48 KVAr

Phụ tải toàn phần của phòng thí nghiệm là:

S_tt===85.27KVA

Suy ra       cosδ=P_tt/S_tt=70.48/85.27=0.83

 

 

2.5.Xác định phụ tải tính toán cho toàn nhà máy

2.5.1Công thức

Phụ tải tính toán cho toàn nhà máy được xác định theo các bước sau.

P_TTNM=K_DT*P_TTi

Q_TTNM=K_DT*Q_TTi

S_TTNM=

trong đó K_DT là hệ số dự trữ  K_DT=0.8

 

2.5.2Tính toán

Bảng phụ tải tính toán của các phân xưởng:

STT	Tên phân xưởng	Pđ KW	Knc	cosφ	Ptt kW	Qtt kVAr	Stt KVA
1	Phân xưởng cơ khí chính	1200	0,4	0,6	491.54	638.4	805.7
2	Phân xưởng lắp ráp	800	0,4	0,6	488.064	638.4	803.59
3	Phân xưởng sửa chữa cơ khí			0,65	87.46	103.46	135.47
4	Phân xưởng rèn	600	0.55	0,65	334.75	386.1	551.01
5	Phân xưởng đúc	400	0,6	0,7	243.86	244.8	345.54
6	Bộ phận nén ép	450	0,6	0,8	273.69	202.5	340
7	Phân xưởng kết cấu kim loại	230	0.6	0,7	145.2	140.76	202.2
8	Văn phòng và phòng thiết kế	80	0,8	0,8	70.48	48	85.27
9	Trạm bơm	130	0,6	0,65	80.68	91.26	121.8

P_TTNM=0.8*(491.54+488.064+87.46+34.75+345.54+273.69+145.2+80.86+70.48)

=1772.8 KW

Q_TTNM=0.8*(638.4+638.4+77.8+386.1+244.8+202.5+140.76+91.26+48)

=1958.96 KVAr

Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy:

S_TTNM=  =2642.03  KVA

Hệ số công suất của nhà máy:

cos===0.72

2.6.Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải.

 

2.6.1Khái niệm tâm phụ tải điện và biểu đồ phụ tải.

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng của hệ thống cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp. việc bố trí hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy, xí nghiệp là một vấn đề quan trọng. Để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật đảm bảo chi phí hàng năm là ít nhất, hiệu quả cao. Để xác định được các vị trí đặt biến áp, trạm phân phối chính, các trạm biến áp xí nghiệp công nghiệp ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên toàn bộ mặt bằng nhà máy.

Biểu đồ nhà máy có vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo tỷ lệ đã chọn.

S_I=Π*R_I²*m    suy ra : R_I=

Trong đó:

+S_I là phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i (KVA)

+R_I là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i (cm,m)

+m là tỷ lệ xích (KVA/cm²) hay (KVA/m²)

Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải tâm của đường tròn biểu đồ phụ tải trùng với tâm phụ tải phân xưởng.

Các trạm biến áp được đặt đúng  gần sát tâm phụ tải điện.

Mỗi biểu đồ phụ tải trên vòng tròn được chia làm hai phần hình quạt tương ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng.

2.6.2.Cách xác định tâm phụ tải.

Các phân xưởng do kích thước hạn chế nên coi tâm phụ tải chính là tâm hình học của các phân xưởng trên mặt bằng

Nếu tính đến sự phân bố thực tế của phụ tải điện được xác định như là xác định trọng tâm của khối vật thể theo công thức.

1. Xác định tâm phụ tải điện toàn nhà máy.

Từ sơ đồ nhà máy, vị trí các phân xưởng ta xác định được tâm phụ tải toàn nhà máy.

Vị trí các phân xưởng theo 2 trục X và Y là: ( Hàng ngang là kí hiệu của các phân xưởng trên sơ đồ  mặt bằng).

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
X	4.6	4.6	7	7	7	7	9.2	9.6	3
Y	4.5	6.7	1.5	3.2	5.7	7.4	2.4	6.4	7.2

Áp dụng công thức tinh toán trên ta có toạ độ

+Theo trục X: 5.9

+Theo trục Y: 4.5

2.6.3Vẽ biểu đồ phụ tải toàn nhà máy .

 

Biểu đồ phụ tải là một hình tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trung với tâm của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo một tỉ lệ xích nào đây. Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung ra được sự phân bố phụ tải trong khu vực cần thiết kế để từ đó vạch ra nhưng phương án thiết kế hợp lý và kinh tế nhất

Để xác định biểu đồ toàn nhà máy ta chọn tỷ lệ xích là  m=2 KVA/ mm

+Bán kính biểu đồ phụ tải được xác định theo biểu thức .

+Góc chiếu sáng được tính theo biểu thức .

= (360*P_cs)/P_tt

 

*Tính toán bán kính R và góc chiếu sáng của từng phân xưởng .

Kết quả tính toán được cho trong bảng sau :

STT	Tên phân xưởng	S m2	Pcs kW	Ptt kW	R mm
1	Phân xưởng cơ khí chính	962	57.72	491.54	8.7	42.27
2	Phân xưởng lắp ráp	672	40.62	488.064	7.3	29.96
3	Phân xưởng sửa chữa cơ khí	322	19.32	87.46	4.3	79.52
4	Phân xưởng rèn	396	23.76	334.75	4.7	25.5
5	Phân xưởng đúc	322	19.32	243.86	4.3	28.52
6	Bộ phận nén ép	308	18.48	273.69	4.2	24.3
7	Phân xưởng kết cấu kim loại	600	36	145.2	5.8	89.25
8	Văn phòng và phòng thiết kế	540	32.4	70.48	5.5	165.5
9	Trạm bơm	224	13.44	80.68	3.6	60

 

 

*Vẽ biểu đồ phụ tải hình tròn toàn nhà máy:

Chương III:

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

 

3.1. Giới thiệu chung về phân xưởng.

 

            Trong nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương thì phân xưởng sửa chữa cơ khí đóng một vai trò quan trọng vì đây là nơi sửa chữa các loại máy móc thiết bị hỏng hóc của  nhà máy.

Phụ tải nhà máy là phụ tải loại 2 nên điện áp nhà máy có 2 cấp sau:

+Cấp điện áp 110V-220V, 1 pha cung cấp điện cho các phụ tải chiếu sáng.

+ Cấp điện áp 127V/220V, 220V/380V, 3 pha cung cấp điện cho thiết bị máy móc trong phân xưởng.

Trong phân xưởng chủ  yếu là phụ tải loại 2 nên yêu cầu cung cấp điện tương đối cao, tuy nhiên vẫn cho pháp mất điện trong khi sửa chữa hoặc đóng nguồn dự trữ.

Trình tự thiết kế

1. Vạch phương án di dây
2. Lựa chọn phương án di dây
3. Lựa chọn các thiết bị điện
4. Tính toán ngắn mạch cho hạ áp

3.2.Lựa chọn phương án cấp điện .

 

Lựa chọn phương án cấp điện là vấn đề rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến vận hành khai thác và phát huy hiệu quả cấp điện. Để chọn phương án cấp điện an toàn phải tuân theo các điều kiện sau;

+ Đảm bảo chất lượng điện năng

+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện về tính liên tục phù hợp với yêu cầu của phụ tải.

+ Thận lợi cho việc lắp ráp vận hành và sửa chữa cũng như phát triển phụ tải.

+ An toàn cho người vận hành và máy móc

+ Có chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật hợp lý.

3.2.1.Lựa chọn các phương án cấp điện:

1.Phương án 1

Sơ đồ nối dây mạng hình tia

Hình vẽ: Sơ đồ nối dây mạng hình tia.

Mạng này có đặc điểm:

• Ưu điểm: Độ tin cậy cung cấp điện cao, thuận lợi cho quá trình thi công vận hành sửa chữa

– Nhược điểm: Vốn đầu tư lớn.

Trạm trên gồm có:

– B: trạm biến áp phân xưởng

– 1: Thanh cái trạm biến áp phân xưởng

– 2: Thanh cái tủ phân phối động lực

– 3: Phụ tải dùng điện.

 

2. Phương án 2: Sơ đồ nối dây mạng phân nhánh

Hình vẽ: Sơ đồ nối dây mạng phân nhánh.

Mạng này có đặc điểm:

• Ưu điểm: Giá thành thấp,lắp ráp nhanh, tiết kiệm được tủ phân phối.
• Nhược điểm: Độ tin cậy cung cấp điện thấp, phức tạp khi bảo vệ.

Trạm trên gồm có:

– B: trạm biến áp phân xưởng

– 1: Thanh cái trạm biến áp phân xưởng

– 2: Thanh cái tủ phân phối động lực

– 3: Phụ tải dùng điện.

 

 

            3.Phương án 3: Sơ đồ nối dây hỗn hợp

–

Hình vẽ: Sơ đồ nối dây mạng hình tia và phân nhánh.

Mạng này có ưu diểm của cả 2 phương án trên.

-Độ tin cậy cung cấp điện cao, thuận lợi cho quá trình thi công vận hành sửa chữa

-Giá thành thấp,lắp ráp nhanh, tiết kiệm được tủ phân phối.

Trạm trên gồm có:

– B: trạm biến áp phân xưởng

– 1: Thanh cái trạm biến áp phân xưởng

– 2: Thanh cái tủ phân phối động lực

– 3: Phụ tải dùng điện.

Từ các phương án trên ta thấy chỉ có phương án 3 là khả thi nhất. Nó kết hợp được cả chỉ tiêu kĩ thuật và kinh tế.

3.2.2. Sơ đồ đi dây cho mạng phân xưởng

            -Để cấp điện cho toàn bộ phân xưởng ta đặt một tủ phân phối cho toàn bộ phân xưởng. Tủ phân phối này cung cấp cho 5 tủ động lực và 1 tủ chếu sáng.

-Tủ phân phối đặt 1 Aptomat tổng và 6 Aptomat nhánh cung cấp cho 5 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng.

-Tủ động lực được cấp điện bằng cáp hình tia và đặt 1 dao cách ly và cầu chì tổng. Các nhánh đèu được đặt càu chì bảo vệ. Mỗi động cơ của máy công cụ đều được bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt và bảo vệ ngắn mạch bằg bằng cầu chì.

-Các cáp từ tủ phân phối đén tủ động lực và từ tủ động lực đến các thiết bị đều được di ngầm trong đất và đặt trong ống thép bảo vệ.

3.3.Lựa chọn các thiết bị cho mạng hạ áp:

 

3.3.1Chọn tủ phân phối tủ động lực và các thiết bị điện cho phân xưởng cơ khí chính.

 

1. a) Chọn tủ phân phối và tủ động lực.

            – Khi chọn tủ phân phối  cũng như tủ động lực ta phải đảm bảo các điều kiện sau:

+Điện áp U_dmtuU_mang

+Dòng điện I_dmtuI_mang

+Đảm bảo số lộ dây ra cần thiết.

• Chọn tủ phân phối:

-Tủ phân phối là thiết bị điện nhận điện từ trạm biến áp phân xưởng

để phân phối đến các tủ động lực trong phân xưởng.

Trong tủ phân phối có đặt các Aptomat tổng và Aptomat nhánh, ngoài ra còn có các thiết bị đo đếm Ampemet Volmet….

• Ta chọn loại tủ phân phối do hãng SIEMEN chế tạo và đặt thanh cái ở trạm biến áp phân xưởng.
• Theo tính toán dòng định mức của phân xưởng ở trên ta chọn Aptomat tổng loại NS 600E do hãng MERLIN GERIN chế tạo.
• Ta chọn 6 aptomat nhánh tương ứng công suất của các tủ động lực

+ Nhóm 1: có I_dm1=10.086 A.

Chọn Aptomat loại C60A  có I_dm=40 A do hãng Merlin Gerin chế tạo.

+ Nhóm 2: có I_dm2=41.70A.

Chọn Aptomat loại C100E  có I_dm=100 A do hãng Merlin Gerin chế tạo.

+ Nhóm 3: có I_dm3=41.70 A.

Chọn Aptomat loại C100E có I_dm=100A do hãng Merlin Gerin chế tạo.

+ Nhóm 4: có I_dm4=16.84 A.

Chọn Aptomat loại C60A  có I_dm=40 A do hãng Merlin Gerin chế tạo.

                         + Nhóm 5: có I_dm5=39.98A.

Chọn Aptomat loại C100E  có I_dm=100 A do hãng Merlin Gerin chế tạo.

+ Tủ chiếu sáng: có I_dmcs=50.7 A.

Chọn Aptomat loại C100E có I_dm=100A do hãng Merlin Gerin chế tạo.

• Chọn tủ động lực:

– Chọn 6 tủ động lực loại 2200800400 do hãng Siemen chế tạo.

– Tủ có 1 dây vào và 10 lọ dây ra.

– Trong tủ cos đặt thiết bị

+ Lộ vào có 1 cầu dao và 1 cầu chì bảo vệ.

+ 10 lộ ra có đặt 10 cầu chì bảo vệ.

         b)Chọn cầu chì và dây dẫn cho mạng điện phân xưởng:

• Chọn cầu chì:

– Phải có các điều kiện sau:

+ Điện áp : U_dmccU_mang

                + Dòng điện: I_dmccI _mang

+ Công suất định mức S_odmcc  S^’_N

                + Công suất cắt định mức  I_cdmcc I^“_N

– Khi chọn dây chảy cầu chì ta phải chọn sao cho khi có dòng I_lvmax và dòng I_kd ngắn mạch đi qua thì dây không bị chảy ra. Ngược lại khi có dòng ngắn mạch và quá tải chảy qua thì dây dẫn chảy được.

Từ các điều kiện trên ta chọn dây chảy cầu chì theo điều kiện:

I_dc >I_lvmax

Trong đó  I_lvmax  là dòng làm việc lớn nhất

• Khi 1 thiết bị hay một nhóm thiết bị khởi động thì dòng khởi động của nó cũng rất lớn. Do vậy việc chọn dây chảy của cầu chì cũng phải xét tới:

I_dc >I_dn/

Trong đó

+ : Hệ số góc phụ  thuộc loại động cơ và đặc tính mở             máy của nó

=2.5 khi mở máy không tải

=1.6 khi mở máy ở chế độ tải nặng nề nhất

• Chọn dây dẫn, cáp cho phân xưởng.

Chọn dây dẫn, cáp cho phân xưởng theo điều kiện phất nóng cho phép sau đó kiểm tra tổn thất trên dây.

• Điều kiện phát nóng :

I_cp.K₁.K₂ > I_lvmax

Trong đó:

+ K₁ hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường

+ K₂ hệ số hiệu chỉnh theo  cáp đặt cùng một rãnh

+ I_cp dòng điện cho phép của cáp

+ I_lvmax  dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất

• Nếu dây được bảo vệ bởi cầu chì thì khi chọn dây dẫn phải xét đến điều kiện sau:

I_cp >I_dc/

Trong đó

I_dm dòng điện định mức của dây chảy

hệ số phụ thuộc vào đặc điểm của mạng điện

Mạng động lực:=3

Mạng sinh hoạt:=0.8

• Nếu mạng dây dẫn được bảo vệ bởi Aptomat

I_cp >I_kdnhiet/1.5

hoặc

I_cp >I_kđientu/4.5

Trong đó I_kdnhiet,I_kđientu là dòng khởi động ngắt mạch điện bằng nhiệt hay bằng điện từ của Aptomat.

1. c) Tính chọn chi tiết cho các thiết bị điện trong phân xưởng sửa chữa cơ khí.
   • Tính chọn cho tủ động lực:

– Tính cho tư động lực 1:

+Theo tính toán ở phần phụ tải tính toán ta đã có:

I_ttnhom1=10.086A.

I_dnnhom1=70.82 A

Áp dụng công thức trên ta có:

I_dc>=I_ttnhom1=10.086A

I_dc>= I_dnnhom1/=70.82/2.5=28.33 A

Vậy ta chọn cầu chì loại: ống H-2 có các thông số sau:

U_dm=380V, I_dc=150A

+Xác định dòng khởi động nhiệt (dòng chỉnh định) cuả Aptomat ở đầu ra của tủ phân phối tới tủ động lực 1

Áp dụng công thức

I_kdn=1.25*I_dmA =1.25*100=125

Vậy ta chọn dòng khởi động nhiệt của Ap nhánh tủ 1 là

I_kdn=125

+Chọn dây cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 1

Xét điều kiện phát nóng đối với đường dây bảo vệ bằng Ap ta có:

I_cp>= I_kdn/1.5=125/1.5=83.3A

Tra bảng số liệu ta chọn được cáp đông 4 lõi cách điện bằng PVL do hãng LENS chế tạo loại 4G10 có

F=10mm²  , I_cp=87A.

Kiểm tra điều kiện phát nóng:

K₁*K₂*I_cp>= I_lvmax

Ta lấy K₁=0.95, K₂=1

0.95*87=82.65>=36.74 thoả mãn

Tương tự cho 4 nhóm còn lại có bảng sau:

STT	Cầu chì		Dây dẫn
	Udm	Idc
1	380	150	4G2.5
2	380	150	4G2.5
3	380	150	4G2.5
4	380	150	4G2.5
5	380	150	4G2.5

• Tính chọn cho các thiết bị trong phân xưởng

3.2.1. Tính cho nhóm 1:

-Lựa chọn cầu chì bảo vệ máy cưa kiểu đai 1kW

I_dc ≥ I_dm*k_kd/

Trong đó:

K_kd=5,=2.5

Vậy I_dc>=2.53*5/2.5=5.06 A

chọn I_dc=30 A

-Cầu chì bảo vệ máy khoan bàn 0.65 kW

I_dc≥ I_dm=1.63 A

I_dc ≥ =3,3 A

chọn I_dc=30 A

-Cầu chì bảo vệ máy mài thô 2.8 kW

I_dc  ≥I_dm=7.07 A

I_dc ≥ 7.07*5/2.5=14.14A

chọn I_dc=30 A

-Cầu chì bảo vệ máy khoan đứng 2.8 kW

I_dc ≥ I_dm=7.07 A

I_dc  ≥=14.14 A

chọn I_dc=30 A

-Cầu chì bảo vệ máy bào ngang 4.5 kW

I_dc ≥ I_dm=11.36A

I_dc  ≥11.36*5/2=22.72 A

chọn I_dc=30 A

-Cầu chì bảo vệ máy xọc 2.8 kW

I_dc ≥ I_dm=7,07 A

I_dc  ≥=14.14  A

chọn I_dc=30 A

-Cầu chì tổng ĐL1:

I_dc ≥ I_{tt nhóm}=36.74A

I_dc ≥ 36.74*5/2.5=73.48A

chọn I_dc=200 A

Các nhóm khác chọn I_dc cầu chì tương tự , kết quả ghi trong bảng

Tên máy	Phụ tải		Dây dẫn			Cầu chì
	Pu,kW	Iu, A	Mã hiệu	tiết diện	Đường kính ống thép	Mã hiệu	Ivo/Idc, A
1	2	3	4	5	6	7	8
Nhóm 1
Máy cưa kiểu đai	1	2.53	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Khoan bàn	0.65	1.63	PTO	2	¾”	H-2	100/30
Máy mài thô	2.8	7.07	PTO	2	¾”	H-2	100/30
Máy khoan đứng	2.8	7.07	PTO	2	¾”	H-2	100/30
Máy bào ngang	4.5	11.36	PTO	2	¾”	H-2	100/30
Máy xọc	2.8	7.07	PTO	2	¾”	H-2	100/30
Nhóm 2
Máy mài tròn vạn năng	2.8	7.07	PTO	4	¾”	H-2	100/40
Máy phay vạn năng	4.5	11.36	PTO	4	¾”	H-2	100/40
Máy phay vạn năng	7.0	17.67	PTO	4	¾”	H-2	100/50
Máy tiện ren	8.1	20.45	PTO	4	¾”	H-2	100/60
Máy tiện ren	10.0	25.25	PTO	4	¾”	H-2	100/60
Máy tiện ren	14.0	35.35	PTO	6	¾”	H-2	250/100
Máy tiện ren	4.5	11.36	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy tiện ren	10.0	25.25	PTO	4	¾”	H-2	100/60
Máy khoan đứng	0.85	2.15	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Nhóm 3
Máy tiện ren	20	50.5	PTO	16	¾”	H-2	250/15
Cầu trục	24.2	61.1	PTO	16	¾”	H-2	250/15
Bàn	0.85	2.15	PTO	2.5	¾”	H-2	100/30
Máy khoan bàn	0.85	2.15	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Bể dầu tăng nhiệt	2.5	6.3	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy cạo	1.0	2.53	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy mài thô	2.8	7.07	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy nén cắt liên hợp	1.7	4.29	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy mài phá	2.8	7.07	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Quạt lò rèn	1.5	3.79	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy khoan đứng	0.85	2.15	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Nhóm 4
Bể ngâm dung dịch kiềm	3.0	7.57	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Bể ngâm nước nóng	3.0	7.57	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy cuốn dây	1.2	3.03	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy cuốn dây	1.0	2.53	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Bể ngâm có tăng nhiệt	3.0	7.57	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Tủ sấy	3.0	7.57	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy khoan bàn	0.65	1.64	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy mài thô	2.5	6.31	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Bàn thử nghiệm TBĐ	7.0	17.68	PTO	2,5	¾”	H-2	100/40
Chỉnh lưu sê-lê-nium	0.6	1.52	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Nhóm 5
Bể khử dầu mỡ	3.0	7.57	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Lò để luyện nhôm	5.0	12.63	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Lò để nấu chảy babit	10.0	25.25	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Lò điện mạ thiếc	3.5	8.84	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Quạt lò đúc đồng	1.5	3.79	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy khoan bàn	0.65	1.64	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy uốn các tấm mỏng	1.7	4.29	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy mài phá	2.8	7.07	PTO	2,5	¾”	H-2	100/30
Máy hàn điểm	25.0	63.13	PTO	4	¾”	H-2	100/80

Chương IV:

Thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy

    

4.1.Đặt vấn đề

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau :

+> Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

+> Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

+> Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành

+> An toàn cho người và thiết bị

+> Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện

+> Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế

Trình tự tính toán thiết kế cho mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bước:

+> Vạch các phương án cung cấp điện

+> Lựa chọn vị trí , số lượng , dung lượng của các trạm biến áp và chủng loại , tiết diện các đường dây cho các phương án

+> Tính toán kinh tế – kỹ thuật để lựa chọn các phương án hợp lý

+> Thiết kế chi tiết cho các phương án được chọn

4.2. Vạch các phương án cấp điện:

    4.2.1. Lựa chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống về nhà máy:

 

       Với qui mô nhà máy như số liệu đã tính toán thì toàn nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I nên đường dây cung cấp điện cho nhà máy sẽ dùng đường dây trên không lộ kép.lựa chọn cấp điện áp chuyển tải

Trong đó :     P – công suất tính toán của nhà máy [KW]

l – khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy(km)

Vậy lựa chọn điện áp truyền tải là 110 KV . do đó phải dùng trạm biến áp trung gian . Tại trạm BATG và các trạm biến áp phân xưởng cho hộ tiêu thụ loại I mỗi trạm đặt 2 MBA , đối với hộ tiêu thụ loại II mỗi trạm đặt 1 MBA . từ đường dây 110 KV về nhà máy sẽ dùng dây AC lộ kép cấp điện cho trạm BATT . Vị trí đặt trạm BATT được đặt tại tâm phụ tải điện . từ đó di cáp đến các trạm BAPX.

Do đó ta có cấp điện áp hợp lí để truyền tải từ hệ thống về nhà máy là:

=731.13(V)

4.2.2.Phương pháp chọn máy biến áp:

 

Máy biến áp được lựa chọn theo các tiêu chuẩn sau :

1. Vị trí đặt trạm biến áp phải thoả mãn theo các yêu cầu gần tâm phụ tải ,thuận tiện cho việc vận chuyển ,lắp đặt vận hành ,sửa chữa,an toàn cho người sử dụng và hiệu quả kinh tế.

2.          Số lượng máy biến áp được chọn theo yêu cầu cung cấp điện của phụ tải . Bình thường.nếu nhu cầu cung cấp điện không cao thì đặt 1 máy biến áp trong một trạm biến áp (TBA) là kinh tế nhất.Còn nếu yêu cầu cung cấp điên của phụ tải cao thì đật hai máy biến áp trong một trong 1 TBA là hợp lí nhất

3. Dung lượng các máy biên áp được chọn theo điều kiện :

n*k_hc*s_dmB = S_tt

                Khi kiểm tra theo điênù kiện sự cố một máy biến áp thì:

(n-1)*k_hc*k_qt*S_dmB = S_ttcs

Trong đó :

n:Số máy biến áp làm việc song song trong TBA.

K_hc:hệ số hiệu chỉnh máy biến áp theo nhiệt độ môi trường .Ta chọn máy biến áp sản xuất tại Việt Nam nên k_hc=1.

K_qt:hệ số quá tải sự cố.Chọn k_qt=1.4 nếu thoả mãn MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm,số giờ quá tải trong 1 ngày đêm không quá 6 giờ và trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số quá tải =0.93.

S_ttsc:Công suất tính toán sự cố.Khi có sự cố một máy biến áp có thể bớt một số phụ tải không cần thiết.Giả sử trong mỗi phân xưởng có 30%phụ tải loại 3.Khi đó ta có S_ttsc=0.7*S_tt

 

  4.2.3. Phương pháp chọn biến áp phân xưởng :

Đặt 4 trạm biến áp phân xưởng ,trong đó:

1.          Trạm biến áp B1 gồm 2 máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho “Phân xưởng cơ khí chính “ và “Trạm bơm” .Tính toán công suất của MBA trong một trạm biến áp ;

n*k_hc*S_dm = S_tt        suy ra  S_dmB  =

Thay số vào ta có:

S_dmB  = =463.75 (kVA)

Ta chọn MBA có công suất là 560(kVA)

Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :

(n-1)*k_hc*k_qt*S_dmB =S_ttsc     suy ra _­S_dmB =

                Thay số vào ta có:

_­S_dmB = =463.75

Vậy chọn biến áp 2 gồm 2 MAB làm việc song song có công suất mỗi máy

S_dmB =560(kVA) là hợp lí.

 

2.          Trạm biến áp B2 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho “Phân xưởng lắp ráp “ và “Phân xưởng sửa chữa cơ khí” .Tính toán công suất của MBA trong một trạm biến áp ;

n*k_hc*S_dm = S_tt        suy ra   S_dmB

Thay số vào ta có:

S_dmB  = =469.53 (kVA)

Ta chọn MBA có công suất là 560(kVA)

Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :

(n-1)*k_hc*k_qt*S_dmB = S_ttsc     suy ra _­S_dmB=

                Thay số vào ta có:

_­S_dmB = = 469.53 (kVA)

Vậy chọn biến áp 2 gồm 2 MAB làm việc song song có công suất mỗi máy có

S_dmB =560(kVA) là thoả  mãn

3.          Trạm biến áp B3 gồm 2 máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho “Phân xưởng rèn “ và “Phân xưởng đúc” .Tính toán công suất của MBA trong một trạm biến áp ;

n*k_hc*S_dm= S_tt        suy ra  S_dmB  =

Thay số vào ta có:

S_dmB  = = 448.275(kVA)

Ta chọn MBA có công suất là 560(kVA)

Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :

(n-1)*k_hc*k_qt*S_dmB =S_ttsc   suy ra  _­S_dmB=

                Thay số vào ta có:

_­S_dmB= =448.275 (kVA)

Vậy chọn biến áp 2 gồm 2 MAB làm việc song song có công suất mỗi máy

S_dmB =560(kVA) là hợp lí.

 

4.          Trạm biến áp B4 gồm 2 máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho “Bộ phận nén ép“ , “Phân xưởng kết cấu kim loại” và “Văn phòng và phòng thiết kế.Tính toán công suất của MBA trong một trạm biến áp ;

n*k_hc*S_dm= S_tt    Suy ra  S_dmB  =

Thay số vào ta có:

S_dmB  = = 313.735 (kVA)

Ta chọn MBA có công suất là500(kVA)

Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :

(n-1)*k_hc*k_qt*S_dmB =S_ttsc   Suy ra _­S_dmB=

                Thay số vào ta có:

_­S_dmB =  = 313.735 (kVA)

Vậy chọn biến áp 2 gồm 2 MAB làm việc song song có công suất mỗi máy

S_dmB =560(kVA) là hợp lí.

 

 

4.2.4.Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng :

 

Các trạm biến áp phân xưởng có nhiều phương án lắp đặt khác nhau ,tuỳ thuộc điều kiện của khí hậu ,của nhà máy cũng như kích hước của trạm biến áp .Trạm biến áp có thể đặt trong nhà máy có thể tiết kiệm đất ,tránh bụi bặm hoặc hoá chất ăn mòn kim loại .Song trạm biến áp cũng xó thể đặt ngoài trời,đỡ gây nguy hiểm cho phân xưởng và người sản xuất .

Vị trí đặt MBA phải đảm bảo gần tâm phụ tải ,như vậy độ dài mạng phân phối cao áp ,hạ áp sẽ được rút ngắn ,các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện được đảm bảo tốt hơn .

Khi xác định vị trí đặt trạm biến áp cũng nên cân nhắc sao cho các trạm biến áp cũng nên cân nhắc sao cho các trạm chiếm vị trí nhỏ nhất để đảm bảo mỹ quan ,không ảnh hưởng đến quá trình sản xuất cũng như phải thuận tiện cho vận hành ,sửa chữa . Mặt khác cũng nên phải đảm bảo an toàn cho người và  thiết bị trong quá trình vận hành .

– Xác định tâm phụ tải của phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các trạm biến áp

Ta đã có công thức tổng quát xác định tâm phụ tải:

Với:

  +S_i là công suất của phân xưởng thứ i

+x_i     ;y_i  là phân xưởng thứ i ,được cho trên sơ đồ mặt bằng

+Z  là trục toạ tính đến độ cao bố trí của thiết bị so với chiều dài và chiều rộng.

Từ sơ đồ mặt bằng nhà máy ,vị trí của các phân xưởng được ghi trong bảng sau (hàng ngang là kí hiệu của các phân xưởng trên sơ đồ ,hàng dọc là toạ độ của chúng theo trục X và Y

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
X	4.6	4.6	7	7	7	7	9.2	9.6	3
Y	2	6.7	1.5	3.2	5.7	7.4	2.4	6.4	7.2

Từ đó ta có bảng tổng kết về tâm các phụ tải như sau

Tên trạm	Toạ độ trạm trên mặt bằng
	x	y
B1	4.4	2.7
B2	4.9	5.9
B3	7	4.2
B4	8.1	2.9

 

 

 

4.2.5.Các phương án cấp điện cho trạm bién áp phân xưởng:

1.Các phương án cấp điện:

 

a)Phương án sử dụng sơ đồ dẫn dây sâu:

Đây là phương án đưa trực tiếp đường dây cung cấp 35(kV) đến trực tiếp máy biến áp phâ xưởng ,và máy biến áp phân xưởng thực hiện hạ điện áp trực tiếp từ 35(kV) xuống còn 0.4(kV) để cung cấp cho phụ tải .Do đó phương án này giảm được vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian ,giảm tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng điện .Tuy nhiên độ tin cậy của sơ đồ này không cao,thiết bị sử dụng đắt và yêu cầu trình độ vận hành cao.

b)Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian:

Theo phương án này ,điện áp 35(kV)từ nguồn sẽ được hạ xuống 6(kV) nhờ biến áp trung gian và từ đó sẽ được đưa tới các trạm biến áp phân xưởng và lại được hạ xuống 0.4(kV)để cung cấp cho phụ tải .Phương án này có ưu điểm là vận hành an toàn ,độ tin cậy cao .Tuy nhiên làm tăng giá thànhcho việc xây dựng trạm biến áp trung gian và gây tổn hao trên đường dây .Với phương án  náy phải chọn trạm biến áp trung gian gồm hai máy làm việc song song và công suất mỗi máy phải đảm bảo :

n*k_hc*S_dm= S_tt

Suy ra  S_dmB  = = =1695.29(kVA )

Vậy ta chọn MBA trung gian loại có công suất S_dmB=2500  (kVA )

Kiểm tra điều kiện sự cố 1 MBA :

(n-1)*k_hc*k_qt*S_dmB =S_ttsc   Suy ra _­S_dmB=

Thay số vào ta có:

_­S_dmB==1695.29(kVA)

Vậy ta chọn MBA trung gian có công suất S_dmB=2500(kVA) là hợp lí.

Vị trí đặt TBA trung gian nên để gần với tâm phụ tải tính toán của toàn  nhà máy .Có toạ độ (theo tính toán trên ):

X=5.9;

Y=4.5;

c)Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm:

Theo phương pháp này ,điện năng từ hệ thống được đưa về trạm phân phối trung tâm , và sau đó  điện được đưa tới trạm biến áp phân xưởng hạ điện từ 35 (kVA) xuống 0.4 (kVA) cung cấp cho phụ tải.

Phương pháp này có ưu điểm là vận hành đơn giản ,an toàn hơn phương pháp sử dụng sơ đồ dẫn sâu mà vẫn đảm bảo tổn thất thấp .Song phương pháp này có nhược điểm là thiết bị đắt tiền

.

• Từ các phương án đã đưa ra ta có các sơ đồ phương án đi dây như sau:

• Phương án 1:

• Phương án 2:

2.Lựa chọn phương án đi dây:

Do nhà máy thuộc loại hộ tiêu thụ loại 2 ,nên điện cung cấp cho nhà máy được truyền tải trên không lộ kép.

Mạng cao áp nhà máy sử dụng sơ đồ hình tia ,lộ kép .Sơ đồ này có ưu điểm sau:

+Độ tin cậy cấp điện cao .

+Dễ vận hành sửa chữa .

+Các phân xưởng không bị ảnh hưởng lẫn nhau khi xảy ra sự cố

+Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.

Mặt khác ,để đảm bảo mỹ quan các dây dẫn được đặt trong các hào bê tông chìm dưới đất và chạy dọc đường giao thông chính trong nhà máy .

4.3.Tính toán chi tiết cho từng phương án:

           

4.3.1Phương án 1:

 

Phương án này sử dụng trạm biến áp trung gian nhận điện từ hệ thống điện đến ,hạ điện áp từ 35 (kVA) xuống 6 (kVA) để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng .Các trạm biến áp phân xưởng lại hạ điện áp xuống 0.4 (kVA) để cung cấp cho phụ tải.

—Chọn máy biến áp và tổn thất điện năng DA trong các máy biến áp       

Như trên đã tính ta có bảng tổng kết kết quả chọn MBA cho các trạm biến áp phân xưởng và biến áp tổng như sau:

Tên TBA	SdmB (kVA)	Uc/Un (kV)	(kW)	(kW)	UN (%)	I0 (%)	Số lượng (máy)	Giá (nghìn đồng)	Thành tiền (nghìn đồng)
TBATG	2500	35/6.3	3.3	21.5	6.5	0.8	2	270300	540600
B1	560	6.3/0.4	0.97	5.34	5	1.5	2	65500	131000
B2	560	6.3/0.4	0.97	5.34	5	1.5	2	65500	131000
B3	560	6.3/0.4	0.97	5.34	5	1.5	2	65500	131000
B4	560	6.3/0.4	0.97	5.34	5	1.5	2	65500	131000
Tổng vốn đầu tư cho các trạm biến áp:1064600000(đ)

Để xác định tổn thất  trong cac trạm biến áp ta dùng công thức sau:

(kWh)

Trong đó:

+n   : số máy biến áp trong trạm .

+t   : thời gian vận hành của MBA.Với may vận hành cả năm t=8760 h.

+: thời gian tổn thất công suất lớn nhất .Do nhà máy làm việc 3 ca

( T_max=6000h)và hệ số công suất của nhà máy =0.7 nen do đó =4300 h

+ : tổn hao công suất không tải và ngắn mạch của MBA

+S_tt  : công suất định mức của MBA.

• Tính toán chi tiết cho từng trạm biến áp:

+Tính toán cho trạm biến áp trung gian:

S_ttnm = 3390.58     (kVA)

S_dmB =    2500      (kVA)

=    21.5        (kW)

=       3.3       (kW)

Thay số vào ta có:

=142840.65  (kVA)

Tính toán tương tự cho các trạm biến áp khác ta có bảng tổng kết sau:

Tên trạm	Số máy	Sttnm (kVA)	SdmB (kVA)	(kWh)
TBATG	2	3390.58	2500	142840.65
B1	2	927.5	560	48488.67
B2	2	939.06	560	49278.62
B3	2	896.55	560	46419.29
B4	2	627.41	560	31405.81
Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp  : A=272013,75  (kWh)

 

• Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất:

 

+Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưởng :

Do đường dây cấp điện cho nhà máy là ngắn so với mạng lưới điện nên cao áp được chọn theo mật độ dòng kinh tế J_kt .

F_ktt = I_max/J_kt =  I_tt/J_kt

Đối với nhà máy cơ khi công nghiệp địa phương làm việc 3 ca có thời gian sử dụng công suất lớn nhất là 6000 h ,chọn cáp lõi đồng và tra bảng ta có mật độ dòng kinh tế : J_kt =2.7

Mặt khác do cáp từ trạm biến áp trung gian đến các trạm biến áp phân xưởng đều là lộ kép nên:

I_max =

Sau khi chọn cáp ta phải kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng :

K₁*K₂*I_cp và I_sc

Trong đó:

K₁: Hệ số hiệu chỉnh kể đến môi trường đặt cáp ,ở đây K₁=1

K₂:Hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặt trong một rãnh .Ở đây ,mỗi rãnh ta đặt 2 cáp cách nhau 300 mm .Có K₂=0.93

Do khoảng cách từ trạm biến áp trung gian đến các trạm biến áp phân xưởng là ngắn nên có thể bỏ qua tổn thất điện áp của dây cáp.

+Tiến hành tính toán chi tiết cho từng trạm :

 

a)Từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp B1

Ta có :

                        I_max ==    =44.6    (A)

Tiết diện kinh tế của cáp :

F_ktt  = = =16.53   (mm²)

Tra bảng tiết diện dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện F= 25 (mm²) và có I_cp= 135  (A).

Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :

0.93*I_cp=0.93*135=125.55   (A) > I_cs=2*I_max=89.2   (A)

Vậy ta chọn cáp có tiết diện F=25 (mm²) và có I_cp=135 (A)

b)Từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp B2:

Ta có :

I_max ==     =45.18   (A)

Tiết kiệm kinh tế của cáp:

F_ktt  = = =16.73  (mm)

Tra bảng tiết kiệm dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện= 25  (mm²) và có I_cp=135   (A).

Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:

0.93*I_cp=0.93*135=125.55   (A) > I_cs=2*I_max=89.6  (A)

Vậy ta chọn cáp có tiết diện F=25   (mm²) và có I_cp= 135(A)

c)Từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp B3:

 

Ta có :

I_max ==     =41.8 (A)

Tiết kiệm kinh tế của cáp:

F_ktt  ==  =15.49   (mm²)

Tra bảng tiết kiệm dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện F= 16  (mm²) và có I_cp= 105  (A).

Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:

0.93*I_cp=0.93*105=97.65(A) > I_cs=2*I_max=83.6(A)

Vậy ta chọn cáp có tiết diện F= 16  (mm²) và có I_cp=  105 (A)

d)Từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp B4:

Ta có :

I_max ==  =30.18  (A)

Tiết kiệm kinh tế của cáp:

F_ktt ==   =11.2   (mm²)

Tra bảng tiết kiệm dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện= 16(mm²) và có I_cp= 105  (A).

Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:

0.93*I_cp=0.93*105=97.65   (A) > I_cs=2*I_max=60.36  (A)

Vậy ta chọn cáp có tiết diện F= 16  (mm²) và có I_cp=105      (A)

+Chọn cáp từ biến áp phân xưởng về các phân xưởng :

Do tính toán kinh tế nên ta chỉ tính chọn cho các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án ,các đoạn giống nhau được bỏ qua trong quá trình tính toán.

Từ kết quả tính toán dây cáp ở trên ,ta có bảng tổng kết tính chọn dây sau:

Dây cáp	F(mm2)	Chiều dài (m)	R0 ()	Đơn giá (103đ/m)	Thành tiền (103 đ)
TBATGB1	325	46,86	0.927	110,6	5182,71
TBATGB2	325	34,4	0.927	110,6	3804,64
TBATGB3	316	22,8	1.47	56	1276,8
TBATGB4	316	54,4	1.47	56	3046,4
Tổng vốn đầu tư cho dây cáp  :  13.310.550

+Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây :

Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được xac định theo công thức sau :

(kW)

Trong đó:

R=   ( )    với n là số đường dây đi song song.

Từ đó tổn thất trên đoạn cáp trên đoạn cáp từ TBATG tới B1 là:

==0.509  (kW)

Tính toán tương tự cho các đoạn cáp còn lại ,ta có kết quả sau:

Dây cáp	F(mm2)	Stt(kVA)	DP(kW)
TBATGB1	325	927.5	0.519
TBATGB2	325	939.06	0.39
TBATGB3	316	896.55	0.374
TBATGB4	316	627.47	0.437
tổng tổn thất tác dụng trên dây dẫn:  =1.72(kW)

+Xác định tổn thât điện năng trên các đường dây :

Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức :

DA =   (kWh)

Với  là thời gian tổn thất công suất cực đại theo tính toán ta có =   4300

.Từ đó ta có:

=1.72*4300=7396  (kWh)

• Chi phí tính toán của phương án 1:

Tổng số vốn đầu tư của phương án 1:

Tổng vốn đầu tư gồm vốn đầu tư cho máy biến áp và đường dây .

K₁=K_B­+K_D=1064600000+13310550=1077910550  đ

Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây :

= 272013.75+7396=279409.75  (kWh)

Chi phi tính toán cho phương án 1:

Z₁=(a_vh+a_tt)*K₁+c*

=(0.1+0.2)*1077910550+1000*279409.75=602782915đ

 

4.3.2Phương án 2:

Phương án này sử dụng trạm biến áp trung tâm nhận điện từ hệ thống điện đến ,cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng .Các trạm biến áp phân xưởng lại hạ điện áp trực tiếp từ 35(kV) xuống 0.4 (kVA) để cung cấp cho phụ tải.

* Chọn máy biến áp và tổn thất điện năng  trong các máy biến áp      

Như trên đã tính ta có bảng tổng kết kết quả chọn MBA cho các trạm biến áp phân xưởng như sau:

Tên TBA	SdmB (kVA)	Uc /Un (kV)	DP0 (kW)	DP­N	UN (%)	I0 (%)	SL (máy)	Giá (nghìn đồng)	Thành tiền(nghìn đồng)
B1	560	35/0.4	1.06	5,47	5	1.5	2	84.000	168.000
B2	560	35/0.4	1.06	5,47	5	1.5	2	84.000	168.000
B3	560	35/0.4	1.06	5,47	5	1.5	2	84.000	168.000
B3	560	35/0.4	1.06	5,47	5	1,5	2	84.000	168.000
Tổng vốn đầu tư cho các trạm biến áp:  672.000.000đ

Để xác định tổn thất  trong các trạm biến áp ta dùng công thức sau:

(kWh)

Trong đó:

+n   : số máy biến áp trong trạm .

+t   : thời gian vận hành của MBA.Với may vận hành cả năm t=8760 h.

+: thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Do nhà máy làm việc 3 ca  (T_max=6000h) và hệ số công suất của nhà máy =0.71 nên do đó =4300 h

+ : tổn hao công suất không tải và ngắn mạch của MBA

+S_tt  : công suất định mức của MBA.

Tính toán chi tiết cho từng trạm biến áp:

Tính toán tương tự cho các trạm biến áp như phần trên ta có bảng tổng kết sau:

Tên trạm	Số máy	Sttnm (kVA)	SdmB (kVA)	DPN (kW)	ĐAP0 (kW)	DA(kWh)
B1	2	927,5	560	5,47	1,06	50832,18
B2	2	939,06	560	5,47	1,06	51641,36
B3	2	896,55	560	5,47	1,06	48715,05
B4	2	627,47	560	5,47	1,06	33336,27
Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp:  DA=184524,86  (kWh)

 

• Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất:

+Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân xưởng :

Do đường dây cấp điện cho nhà máy là ngắn so với mạng lưới điện nên cao áp được chọn theo mật độ dòng kinh tế J_kt .

F_ktt  =   với J_kt=2,7.

Mặt khác do cáp từ trạm biến áp trung gian đến các trạm biến áp phân xưởng đều là lộ kép nên:

I_max =

Sau khi chọn cáp ta phải kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng :

K₁*K₂*I_cp  với I_sc

Trong đó:

K₁: Hệ số hiệu chỉnh kể đến môi trường dây cáp ,ở đây K₁=1

K₂:Hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặt trong một rãnh .Ở đây ,mỗi rãnh ta đặt 2 cáp cách nhau 300 mm .Có K₂=0,93

Do khoảng cách từ trạm biến áp trung gian đến các trạm biến áp phân xưởng là ngắn nên có thể bỏ qua tổn thất điện áp DU của dây cáp.

+Tiến hành tính toán chi tiêt cho từng trạm :

 

a)Từ trạm biến áp trung gian vè trạm biến áp B1

Ta có :

                        I_max ==             = 7,64   (A)

Tiết diện kinh tế của cáp :

F_ktt = = = 2,83    (mm²)

Tra bảng tiết diện dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện F = 50 (mm²) và có I_cp=  205  (A).

Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :

0,93*I_cp=0,93*205=190,65 > I_cs=2.I_max=15,28  (A)

Vậy ta chọn cáp có tiết diện F=50  (mm²) và có I_cp=205 (A)

b)Từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp B2:

Ta có :

                        I_max ==      =7,74   (A)

Tiết diện kinh tế của cáp :

F_ktt = ==2,87(mm²)

Tra bảng tiết diện dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện F=    50 (mm²) và có I_cp=  205  (A).

Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :

0,93*I_cp=0,93*205=190,65 > I_cs=2.I_max=15.48(A)

Vậy ta chọn cáp có tiết diện F=50  (mm²) và có I_cp=205 (A)

c)Từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp B3:

Ta có :

                        I_max ==             =7,39  (A)

Tiết diện kinh tế của cáp :

F_ktt  ===2,73    (mm²)

Tra bảng tiết diện dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện F = 50 (mm²) và có I_cp=  205  (A).

Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :

0,93*I_cp=0,93*205=190,65 > I_cs=2.I_max=14,78 (A)

Vậy ta chọn cáp có tiết diện F=50  (mm²) và có I_cp=205 (A)

d)Từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp B4:

Ta có :

                        I_max ==             =5,18(A)

Tiết diện kinh tế của cáp :

F_ktt  ===1,92(mm²)

Tra bảng tiết diện dây cáp ,ta chọn loại cáp đồng 3 lõi ,XLPE do hãng FURUKAWA chế tạo có tiết diện F=    50 (mm²) và có I_cp=  205  (A).

Kiểm tra điều kiện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :

0,93*I_cp=0,93*205=190,65 > I_cs=2.I_max=10,36  (A)

Vậy ta chọn cáp có tiết diện F=50  (mm²) và có I_cp=205 (A)

+Chọn cáp từ biến áp phân xưởng về các phân xưởng :

Do tính toán kinh tế nên ta chỉ tính chọn cho các đoạn các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án ,các đoạn giống nhau được bỏ qua trong quá trình tính toán.

Cới phương án 1 ta khong cần tính .

Từ kết quả tính toán dây cáp ở rên ,ta có bảng tổng kết tính chọn dây sau:

Dây cáp	F(mm2)	Chiều dài (m)	R0 ()	Đơn giá (nghìn đồng/m)	Thành tiền (nghìn đồng )
TPPTTB1	350	46.86	0.494	175.465	8222.29
TPPTTB2	350	34.4	0.494	175.465	6035.99
TPPTTB3	350	22.8	0.494	175.465	4000.6
TPPTTB4	350	54.4	0.494	175.465	9545.29
Tổng vốn đầu tư dây cáp: 27804170đ

 

+Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây :

Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được xac định theo công thức sau :

(kW)

Trong đó:

R=   ( )    với n là số đường dây đi song song.

Từ đó tổn thất trên đoạn cáp trên đoạn cáp từ TPPTT tới B1 là:

==0,00813

Tính toán tương tự cho các đoạn cáp còn lại ,ta có kết quả sau:

+Xác định tổn thât điện năng trên các đường dây :

 

Dây cáp	F(mm2)	Chiều dài (m)	R0 ()	Stt (kVA)	P (kW)
TPPTTB1	350	46.86	0.494	927.5	0.00813
TPPTTB2	350	34.4	0.494	939.06	0.01223
TPPTTB3	350	22.8	0.494	896.55	0.00739
TPPTTB4	350	54.4	0.494	627.47	0.00863
Tổng tổn thất tác dụng trên dây cáp: =0.03638  (kW)

Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức :

DA =    (kWh)

Với  là thời gian tổn thất công suất cực đại theo tính toán ta có =  4300h

.Từ đó ta có:

DA =    = 0.03638*4300=156.434  (kWh)

Chi phí tính toán của phương án 2:

Tổng số vốn đầu tư của phương án 2:

Tổng vốn đầu tư gồm vốn đầu tư cho máy biền áp và đường dây .

K₂=K_B­+K_D=672.000.000+27.804.170=699.804.170 đ

Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây :

=184.524,86+156,434=184681,294  (kW)

Chi phi tính toán cho phương án 1:

Z₂=(a_vh+a_tt)*K₂+c*=(0,1+0,2)*699804.170+1000*184681,294

=184.891.235,3đ

 

 

 

 

 

+Nhận xét:

 

Qua kết quả tính toán trong bảng trên ta thấy phương án 2 là phương án kinh tế hơn. Phương án này có ổn thất điện năng ,tổng số vốn đầu tư thấp hơn  trong 2 phương án đã đưa ra .Vậy ta chọn phương án 2 là phương án kinh tế hơn.

4.4.Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn :

 4.4.1.Chọn dây dẫn từ hệ thống điện về trạm phân phối trung tâm :

Như ta đã biết ,do đường dây cung cấp điện của nhà máy được truyền từ trạm biến áp trung gian cách nhà máy 15km ,nên ta sử dụng đường dây trần trên không,dây nhôm lõi thép ,lộ kép.

Với nhà máy làm việc 3 ca có thời gian sử dụng lớn ,dây dẫn được chọn theo mật độ dòng kinh tế .Tra bảng với T_max=6000h ta có J_kt=1A/mm²

-Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn :

I_ttnm===27,96  (A)

-Tiết diện kinh tế của cáp:

F_ktt  = =   =27,96    (mm²)

Từ đó ta chọn dây  cáp nhôm lõi thép AC-35,có tiết diện  35 mm² có I_cp=170  (A)

-Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện sự cố đứt 1 dây :

I_sc=  2.I_ttnm=55,93  < I_cp=170  A

Nhận thấy dây đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố .

-Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép :

Dây dẫn đã chọn có X₀=  0,35 (/km) và R₀=0,85 (/km).

Ta có tổn thất điện áp là:

=

=469.82  V

Ta thấy  < _cp = 5%U_dm = 1750  V

Như vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép.Vậy ta chọn dây dẫn AC-35

 

4.4.2.Sơ đồ trạm phân phối trung tâm :

Với phương án đã chọn ,ta sử dụng trạm phân phối trung tâm nhận điện từ hệ thống về để cấp điện cho nàh máy.Do đó ,việc lựa chọn sơ đồ nối daâ của trạm có ảnh hưởng lớn và trực tiếp đến vấn đề an toàn cấp điện cho nhà máy .Sơ đồ cần thoả mãn các điều kiện như :cung cấp liên tục theo yêu cầu của phụ tải ,đơn giản ,thuận tiện cho việc vận hành và sử lí sự cố, hợp lí về mặt kinh tế, đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật.

Nhà máy đang xét thuộc loại phụ tải loại II song đực cấp điện như loại I, vì vậy trạm phân phối được cung cấp bởi 2 đường dây với hệ thống 01 thanh góp có phân đoạn ,liên lạc giữa 2 phân đoạn của thanh góp bằng máy cắt hợp bộ ,Trên mỗi phân đoạn thanh góp đặt 1máy biến áp đo lường 3 pha năm trụ có cuộn tam giac hở báo chạm đất 1 pha trên cáp 35kV .Để chống sét từđường dây truyền vào trạm ,đặt chông sét van trên phân đoạn thanh góp.Máy biến dòng được đặt trên tất ca các lộ vào ra của trạm có tác dụng biến đổi dòng điện lớn thành dòng nhỏ (5A) để cung cấp cho mạch đo lường và bảo vệ .

Ta chọn các tủ hợp bộ của SIEMENS,máy cắt loại 8DC11 có các thông số sau :

Loại máy cắt	Cách điện	Idm(A)	Udm(V)	IN(kA)max	IN(kA)1-3s
8DC11	SF6	1250	36	63	25

4.4.3.Tính toán ngắn mạch phía cao áp :

 

a.Tính toán ngắn mạch phía cao áp :

Khi tính toán ngắn mạch phía cao áp ,do không biết cấu trúc cụ thể của mạng lưới điện quốc gia thông qua công suất ngắn mạch phía cao hạ áp của trạm biến áp trung gian và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn .Sơ đồ nguyen lí và sơ đồ thay thế được trình bày trên hình vẽ sau:

N1

N4

N3

N2

– Sơ đồ nguyên lý:

	BATT		BAPX

• Sơ đồ thay thế:

Để lựa chọn ,kiểm tra dây dẫn và các thiết bị điệ cần tính toán 5 điểm ngắn mạch sau:

N- Điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt và thanh góp .

N_i­-Điểm ngắn mạch phía cao áp và các trạm biến áp để kiểm tra cáp và các thiết bị cao áp trong trạm .

+Điện kháng hệ thông :

X_HT=

S_N – Công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung gian .S_N=   250 MVA

U -Điện áp của nguồn .U=36 kV

+Điện trở và điện kháng đường dây :

R=

X=

Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I’’ bằng dòng ngắn mạch ổn định I,nên có thể viết:

I_N=I’’= I=

Trong đó :

Z_N -Tổng trở hệ thống đến điểm ngắn mạch cần tính

U – Điện áp của đường dây .

+Trị số dòng ngắn mạch xung kích:

I_XK  =  1.8   (kA)

Ta có bảng tính toán điện trở và kháng của các đường dây trong xí nghiệp sau:

Đường cáp	F(mm2)	L(Km)	R0(/Km)	X0(/Km)	R()	X()
TPPTTB1	350	0,04686	0,494	0,124	0,023	0,0058
TPPTTB2	350	0,0344	0,494	0,124	0,017	0,0043
TPPTTB3	350	0,0228	0,494	0,124	0,011	0,0028
TPPTTB4	350	0,054	0,494	0,124	0,027	0,0067
HTTPPTT	AC-35	15	0,85	0,35	12,75	5,25

Tính toán ngắn mạch tại thanh góp của trạm phân phối:

X_HT = ==0,021()

=R_HT=12,75

=X_D+X_HT=5,25+0,021=5,271

I_N===1,51  (kA)

I_xk=1.8**I_N=1,8..1,51=3,84  (kA)

Tính toán tương tự như trên cho các điểm ngắn mạch tại các trạm biến áp phân xưởng ,ta có bảng sau:

Điểm ngắn mạch	IN  (kA)	Ixk   (kA)
N	1,51	3,84
N1	1,5	3,82
N2	1,5	3,82
N3	1,5	3,82
N4	1,49	3,79

 

b.Lựa chọn và kiểm tra máy cắt ,thanh dẫn của trạm PPTT:

-Máy cắt loại 8DC11 dược chọn theo các tiêu chuẩn sau:

Điện áp định mức :                           U_dmMC U_dmmang=35 kV

Dòng điện định mức ;                      I_dmMC I_lvmax =2*I_ttnm=55,93 A

Dòng điệncắt dịnh mức :                 I_dmcat=   25   (kA) I_N=1,51 kA

Dòng ổn định động cho phép:        I_odd= 63 (kA) I_xk=3,64 kA

-Thanh dẫn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động.

c)Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp BU:

-Máy biến điện áp được chọn theo các tiêu chuẩn sau :

Điện áp định mức :              U_dm U_dmmang=35 kV

Với tiêu chuẩn trên ta chọn loại BU 3 pha 5 trụ có kí hiệu 4MS46do SIEMENS chế tạo             có các thông số sau:

U_dm= 36  (kV)

U chiu đựng tần số công nghiệp =75 kV

U chiu đựng xung  1,2/50s =170 kV

U_dm1=35 kV

U_dm2=100,110,120  V

Tải định mức : 900 VA

d)Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện:

-Máy biến dòng điện được chọn theo các tiêu chuẩn sau :

Điện áp định mức :              U_dm U_dmmang=35 kV

Với tiêu chuẩn trên ta chọn loại BI có kí hiệu 4MA76  doSIEMENS chế tạo có các thông số sau:

U_dm= 36  (kV)

U chiu đựng tần số công nghiệp =75 kV

U chiu đựng xung  1,2/50s =170 kV

I_dm1=20-2000 A

I_dm2=1 hoặc 5 A

I ổn định động 120 kA

I ổn định nhiệt 80 A

1. d) Lựa chọn chống sét van :

Chống sét van được chọn theo cấp diện áp U_dmm=35 kV

Vậy ta chon loại chống sét van do hãng  COOPER chế tạo có U_dm=35 kV

4.4.4-Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng :

 

Các trạm biến áp phân xưởng đều đạt 2 MBA do hãng ABB sản xuất .Do các trạm biến phân xưởng đều đặt rất gần trạm phân phối trung tâm nên phía cao áp chỉcần đặt dao cách ly và cầu chì bảo vệ .Dao cách ly dùng để cách ly máy biến áp khi cần sửa chữa ,cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và qua tải cho máy biên áp .Phía hạ áp ,ta sẽ đặt Aptomat tổng và các Aptomat nhánh ,thanh cái hạ áp được phân đoạn bằng Aptomat phân đoạn .Để hạnh chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp và để dơn giản hoá việc bảo vệ ,ta lựa chọn phương thức cho 2 may làm việc độc lập .Chỉ khi 1 máy bị sự cố mới sử dụng .Aptomat phânđoạn để cắt điện cho phụ tải cả phân đoạn có máy bến áp sự cố.

1. Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp :

 

Để dễ dàng cho việc mua sắm ,thay thế lắp đặt ,ta quyết định sử dụng chung 1 loại dao cach ly cho tất cả các trạm biến áp .Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau :

Điện áp định mức:                            U_dmCLU_dmm=35 kV

Dòng điện dịnh mức                        I_dmCLI_lvmax=2.I_ttnm=55,93 A

Dòng ổn định dộng cho phép         I_odd I_xk=3,64 kA

Để thoả mãn các điều kiện trên ,ta chọn dao cách ly do hãn SIEMENS chế tạo có các thông số sau :

U_dm =36 kV

I_dm=630-2500 A

I_Nt=20 -31,5 kA

I_Nmax=50-80 kA

 

b.Lựa chọn và kiểm tra cầu chì hạ áp:

 

Tta sử dụng chung 1 loạicầu chì cao áp cho tất cả các trạm biến áp .Việc lựa chọn cầu chì hạ áp được tính dựa vào các điều kiện sau:

Điện áp định mức :                           U_dmCC = U_dmm=35 kV

Dòng điện sơ cấp định mức

Để tính dòng điện sơ cấp định mức ta thực hiện tính cho các điểm có dòng ngắn mạch lớn nhất .Ở đây chính là tại MBA B2:

I_dmB = I_lvmax===12  A

Dòng diện cắ định mắc:      I_dmcắt = I_N2=1,5  kA

Do đó ta chọn cầu chì loại 3GD1604 -5B do hãng SIEMENS chế tạo ,có các thông số sau:

U_dm=36 kV

I_dm=20 A

I_cắtN=31,5 kA

I_{cắt Nmin}=120 A

c.Lựa chọn và kiểm tra Aptomat :

 

Với Aptomat tổng và Aptomat phân đoạn :

Điện áp định mức :               U_dmA= U_dmm=35 V

Dòng điện định mức:           I_dmA = I_lvmax=

+Tính cho các trạm biến áp :

-Trạm biến áp B1,B2,B3,B4:

có  S_dmBA=560 V

I_dmA = I_lvmax==  =1106,08(A)

Từ kết quả tính toán ở trên ta có bảng chon Aptoma sau ,các aptomat được chọn do hãng  Merline Gerin chế tạo

Tên trạm	Loại	Số lượng	Udm(V)	Idm(A)	IcắtN(kA)	Số cực
B1	CM2000N	3	690	2000	50	3-4
B2	CM2000N	3	690	2000	50	3-4
B3	CM2000N	3	690	2000	50	3-4
B4	CM2000N	3	690	2000	50	3-4

Với Aptomat nhánh :

Điện áp định mức :               U_dmA= U_dmm=0,38

Dòng điện định mức:           I_dmA  = I_lvmax=

Trong đó n là số Aptomat nhánh đưa điện về phân xưởng .

Kết qủa lựa chọn Aptomat nhánh được thể hiện trong bảng sau:

STT	Tên phân xưởng	Stt VA	Itt (A)	Loại	SL	Udm (V)	Idm (A)	Icắt (kA)
1	Phân xưởng cơ khí chính	805.7	1224,13	CM1250N	2	690	1250	50
2	Phân xưởng lắp ráp	803.59	1220,93	CM1600N	2	690	1250	50
3	Phân xưởng sửa chữa cơ khí	135.47	205,82	NS400N	2	690	400	10
4	Phân xưởng rèn	551.01	837,17	C1001N	2	690	1000	25
5	Phân xưởng đúc	345.54	524,99	NS630N	2	690	630	10
6	Bộ phận nén ép	340	516,57	NS630N	2	690	630	10
7	Phân xưởng kết cấu kim loại	202.2	307,21	NS400N	2	690	400	10
8	Văn phòng và phòng thiết kế	85.27	129,55	NS250N	2	690	250	8
9	Trạm bơm	121.8	185,05	NS400N	2	690	400	10

d.Lựa chọn thanh góp:

 

Tiêu chuẩn lựa chọn thanh góp:

K_hc.I_cp I_cb=

Với S_tt: Là công suất tính tián lớn trong các trạm biến áp được tính toán;

Theo đó S_tt=S_ttB2=1695,29  kVA

Thay vào công thức trên ta có I_cp 1487,09 A

Vậy ta chọn thanh cái bằng đồng có tiết diện 12010  có l=1,2 m

I_cp=   5200A ;mỗi pha ghép 3 thanh .Khoảng cách trung bình hình học D=300 mm

 

e.Kiểm tra cáp dã chọn :

 

Ta kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiẹy:

F

Với:

:Hệ số nhiệt độ ,cáp lõi đồng có

I:Dòng ngắn mạch ổn định

t_qd :Thời gian quy đổi ,được xác định bằng tổnh thời gín tác động của bảo vệ chính tại máy cắt điện gần điểm sự cố với thời gian tác động toàn phần của máy cắt điện .Với ngắn mạch xa nguồn,ta lấy thời gian quy đổi bằng thời gian tồn tại ngắn mạch

Ta chỉ cần tính toán cho đoạn cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất là : I_N2=1,5 kA

F=6.1,5.=5,7 mm²

Với cáp đã chọn có tiết diện F=50 mm² ta thấy cáp đã chọn là thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt .

Kết luận :

Từ các kết quả đã tính toán ở trên ta thấy các phương án và thiêt bị điện chọn cho mạng cao áp là thoả mãn các chỉ tiêu về kinh tế ,kỹ thuật đã đề ra

 

 

 

Chương V:

TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ

CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY

 

5.1.Đặt vấn đề

 

Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế vì các XN này tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện năng được sản xuất ra . hệ số công suất cos là một trong các chỉ tiêu để đánh giá XN dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không . nâng cao hệ số công suất cos  là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục  đích phát huy hiệu quả cao nhất trong quá trình SX , PP và sử dụng điện năng .

Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q . P là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện , còn công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong máy điện xoay chiều , nó không sinh ra công. Qúa trình trao đổi công suất Q giữa MF và hộ tiêu thụ là một quá trình dao động . mỗi chu kỳ của dòng điện , Q đổi chiều 4 lần , giá trị trung bình của Q trong mỗi  chu kỳ của dòng điện bằng không . việc tạo ra công suất phản kháng đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của  động cơ sơ cấp quay MF điện . mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ  dùng điện không nhất thiết phải lấy từ nguồn . vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây , người ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các máy sinh ra Q để cung cấp trực tiếp cho phụ tải , làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng . khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi do đó hệ số công suất cos của mạng được nâng cao Q,P và góc  có quan hệ sau:

=arctgP/Q

Khi lượng P không đổi , nhờ có bù công suất phản kháng , lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống do đó góc giảm , kết quả là cos tăng lên .

Hệ số công suất  cos được nâng cao lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau :

+> Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện.

+> Giảm được tổn thất điện áp tổng mạng điện .

+> Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp .

+> Tăng khả năng phát của các máy phát điện .

Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosj.

 

Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên :là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất PK tiêu thụ như : hợp lý hoá các QT sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ cos công suất hợp lý hơn … nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên rất  cos lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không phải đặt thêm thiết bị bù .

Nâng cao hệ số công suất cos bằng biện pháp bù công suất phản kháng . thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu thụ điện để cung cấp công suất PK theo yêu cầu của chúng , nhờ vậy sẽ giảm được lượng CSPK pha truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của chúng .

Chọn thiết bị bù .

 

Để bù công suất PK cho các HTCC điện có thể sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ .

ở đây ta lựa chọn các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ có ưu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng , không có phần quay như máy bù đồng bộ nên lắp ráp , vận hành và bảo quản dễ dàng .tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ , vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của các phụ tải trong qáy trình SX mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ vốn đầu tư ngay một lúc .

Vị trí đặt các thiết bị bù ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả bù . các bộ tụ điện bù có thể đặt ở PPTT , thanh cái cao áp của TBATG , tại các tủ phân phối ,tủ động lực hoặc tại đầu cực các phụ tải lớn . để xác định chính xác vị trí và dùng PA đặt bù cho một hệ thống cung cấp điện cụ thể . song theo kinh nghiệm thực tế trong trường hợp công suất và dung lượng bù công PK của các NM , TB không thật lớn có thể phân bố dung lượng bù cần thiết đặt tại thanh cái hạ áp của các TBATG để giảm nhẹ vốn đầu tư và thuận lợi cho công tác quản lý .

5.2.Xác định và phân bố dung lượng bù .

 

a). Xác định dung lượng bù .

Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy được xác định theo công thức sau :
Q_bù  = P_ttnm ­(tg₁ –   tg₂)

trong đó   :   P_ttnm  – phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy (kw)

₁ – góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù cos₁  = 0.72

₂ – góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù

cos ₂ = 0.95

– hệ số xét tới khả năng nâng cao cos  bằng những biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù,= 0.9 – 1

Với nhà máy đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần thiết :

Q_bù  = P_ttnm ­(tg₁ –   tg₂)= 1904.99.(0,96-0.33).1=1200.14  Kvar

b). Phân bố dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng .

Từ trạm phân phối trung tâm về các máy BAPX là mạng hình tia gồm 6 nhánh .

          

Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho các nhánh của mạng hình tia .

Q_bùi =Q_i – ((Q – Q_bù)/R_i )* R_tđ

Trong đó :

Q_bùi:công suất phản kháng cần bù đặt tại phụ tải thứ i (kVAr)

Q_i : công suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải thứ i (kVAr)

Q: công suất  phản kháng toàn nhà máy

R_i : điện trở của nhánh thứ i ()

R_tđ : điện trở  tương đương của mạng ()

R_tđ =(1/R₁+1/R₂ +1/R₃ +1/R₄+1/R₅+1/R₆)^-1

thay số : R­_tđ =0.01

Kết quả tính toán phân bố dung lượng bù trong nhà máy

TT	Tuyến cáp	R()	Qtt (kvar)	Qbù(kvar)	Loại tụ	Qtụ	SL
1	PPTT-B1	0.077	2209,5	1857,2	KC2-0.38-50-3Y3	50	16
2	PPTT-B2	0.053	2448	1936,1	KC2-0.38-50-3Y3	50	26
3	PPTT-B3	0.028	1836	867,1	KC2-0.38-50-3Y3	50	14
4	PPTT-B4	0.056	1530	1045,6	KC2-0.38-50-3Y3	50	34
5	PPTT-B5	0.132	311,63	106,1	KC2-0.38-28-3Y1	28	4
6	B5-B6	0.097	1405	1125,3	KC2-0.38-50-3Y3	50	16

 

 

Sơ đồ lắp đặt tụ bù cosj trạm B1 (các trạm BA khác lắp đặt tương tự)

Tủ Aptomat     Tủ phân        Tủ bù          Tủ aptomat         Tủ bù            Tủ phân  Tủ Aptomat

tổng                 phối PX          cos         phân đoạn          cos           phối PX          tổng

CHƯƠNG VI:

THIẾT KẾ MẠNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

 

6.1.Đặt vấn đề

 

Trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động, an toàn trong sản xuất và sức khoẻ của người lao động. Nếu ánh sáng không đủ, người lao động sẽ phải làm việc trong trạng thái căng thẳng, hại mắt và ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ, kết quả là hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật và năng suất lao động thấp, thậm chí còn gây tai nạn trong khi làm việc. Cũng vì vậy hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu :

+> Không bị loá mắt .

+> Không bị loá do phản xạ .

+> Không tạo ra khoảng tối bởi những vật bị che .

+> Phải có độ rọi đồng đều

+> Phải tạo được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt .

6.2.Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung

Hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sữa cơ khí sẽ dùng các bóng đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam .

Phân xưởng sửa chữa cơ khí có mặt bằng sủ dụng là 900 m² các thiết bị được phân bố đều trên mặt bằng PX gồm cả phòng sinh hoạt và nghiệp vụ phân xưởng .

Nguồn điện sử dụng U=220 V được lấy từ tủ chiếu sáng của tủ TBAPX B5

Độ rọi yêu cầu : E=30lx

Hệ số dự trữ : k=1.3

Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác
H= h-h_c-h_lv =4.5-0.7-0.8 = 3 m

trong đó : h –chiều cao của PX (tính từ nền đến trần của PX)

h_c –khoảng cách từ trần đến đèn, h_c =0.7 m

h_lv – chiều cao từ nền phân xưởng đến mặt công tác,h_lv =0.8m

Khoảng cách giữa các  đèn L=1.8 * H= 5.4 m , chọn L=5 m

Đèn được bố trí làm 4 dãy , cách nhau 5m , cách tường là 2.5 m , tổng cộng là 32 bóng , mỗi dãy 8 bóng .

– Xác định chỉ số phòng :

= a.b/H.(a+b)=20.45/3.(20+45)=4,62

Lấy hệ số phản xạ của tường là 50% , của trần là 30% , tìm được hệ số sử dụng K_sd =0.48 lấy hệ số dự trữ k=1.3 , hệ số tính toán Z= 1.1 , xác định được quang thông mỗi đèn là :

F= K*E*S*Z/ n.K_sd

= 1,3.30.900.1,1/32.0,48= 2513,67   (lumen )

Tra bảng chọn bóng P=200 W

Ngoài chiếu sáng trong phòng sản xuất còn đặt thêm 4 bóng cho 2 phòng thay quần áo , phòng WC . tổng cộng toàn xưởng cần :

32bóng *200+ 4bóng *200= 7,2   KW

6.3.Thiết kế mạng điện chiếu sáng

Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của xưởng. Tủ gồm một áptômát tổng 3 pha và 9  áptômát nhánh một pha, mỗi áptômát nhánh cấp điện cho 4 bóng .

a). Chọn cáp từ tủ PP tới tủ chiếu sáng .

=16,4 A

Chọn cáp đồng 4 lõi , vỏ PVC , do CLIPSAL sản xuất , tiết diện 6 m²

I_cp = 45 A      PVC(3.6+1.4)

b). Chọn áp tômát tổng .

Chọn áptômát tổng 50 A , 3 pha , do Đài Loan sản xuất TO-50EC- 50A

c). Chọn áptômát nhánh .

Các áptômát  nhánh chọn giống nhau, mỗi áptốmát cấp điện  cho 4 bóng .

Dòng qua áptômát (1pha)

I_n =4.0,2 /0,22 = 3,64

Chọn 9 áptômát nhánh 1 pha I_đm = 10 A do Đài Loan chế tạo

d). Chọn dây dẫn từ áptốmát nhánh đến cụm 4 bóng

Chọn dây đồng bọc tiết diện 2.5 mm² có I_cp =27 A

– Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với áptômát .

+> Kiểm tra cáp  PVC (3.6+1.4)  hệ số hiệu chỉnh k=1

45A> 1,25.50/1,5=41,6A

+> Kiểm tra dây 2,5 mm²

27A> 1,25. 10/ 1,5 =8,33 A

– Kiểm tra độ lệch điện áp .

Vì đường dây ngắn , các dây đều được chọn vượt cấp không cần kiểm tra