Đề tài Thiết kế cung cấp điện cho công ty cổ phần sắt tráng men – nhôm Hải Phòng

tiết diện cáp theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch sau: FTcmin = α. . < Fcáp ( 3.4 ) Trong đó: FTcmin: là tiết diện cáp theo ổn định nhiệt. α: là hệ số nhiệt phụ thuộc vật liệu chế tạo lõi cáp. : là dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm cần tính. tqd: là thời gian tác động quy đổi ở lƣới trung và hạ áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch. Điểm ngắn mạch coi là xa nguồn nên IN = I = I” Ta lấy tqd = 0,25s. - Chọn và kiểm tra cáp Cu/XLPE/PVC ( 3x50 ) ( mm2 ) từ cột cao áp đến tủ cao áp của máy phát điện. Với = 16,67 ( kA ) thay số vào 3.4 ta có: FTcmin = α. . = 6.16,67. = 50,01 ( mm 2 ) > Fcáp = 35 ( mm 2 ). Vậy ta chọn cáp đồng 3 lõi ( 3x70 ) ( mm2 ) cách điện XLPE, đai thép do hãng FURUKAWA chế tạo. - Chọn và kiểm tra cáp Cu/XLPE/PVC ( 3x50 ) ( mm2 ) từ tủ cao áp đến các máy biến áp: Với = 16,67 ( kA ) ta có: FTcmin = α. . = 6.16,67. = 50 = Fcáp = 50 ( mm 2 ). Ta thấy điều kiện ổn định nhiệt thỏa mãn tiết diện dây dẫn đã chọn nhƣng 38 vì giá trị tính theo ổn định nhiệt bằng giá trị tiết diện tính theo mật độ dòng kinh tế nên ta có thể nâng cấp lên 1 cấp nữa do đƣờng dây cũng không dài và sẽ đảm bảo cao về yếu tố kĩ thuật trong những điều kiện không phải định mức. Vậy ta nâng tiết diện cáp của toàn bộ mạng cao áp lên 70 ( mm2 ). Do đƣờng dây đi từ tủ cao áp đến các máy biến áp quá ngắn l = 15 ( m ) nên điện trở và điện kháng của đƣờng cáp thay đổi không đáng kể khi ta nâng tiết diện của dây lên 1 cấp. Vì vậy giá trị dòng ngắn mạch tại điểm N2 và N3 gần không thay đổi nên ta không cần phải tính lại. 3.2.5. Chọn và kiểm tra máy cắt điện 22kV: Chọn máy cắt khí SF6 ngoài trời do hãng SIEMEMS chế tạo có các thông số: Bảng 3.2: Thông số máy cắt 22kV Kí hiệu Uđm (kV) Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp (kV) Điện áp chịu đựng xung sét (kV) Dòng điện định mức (A) Dòng ổn định động INmax (kA) Dòng cắt định mức IN3S (kA) 24GI – E16 24 80 200 630 16 12 Ta có kết quả kiểm tra lại: Bảng 3.3: Bảng kết quả chọn và kiểm tra máy cắt 22kV , kV Uđm.MC =24 kV ≥ Uđm.m =22 kV , A Iđm.MC = 630 A ≥ Icb = = 26,24 A , kA Icđm = 16 kA ≥ = 16 kA , MVA Scđm = .UđmMC.Icđm = 665.1 MVA ≥ SN = .UđmLĐ .Icđm , kA Iôđđ = 5 kA ≥ ixk = 0,59 kA Inh.đmMC = IN3S = 12 kA ≥ . = 2,24. = 0,19 kA 39 3.2.6. Chọn dao cách ly 22kV Điều kiện chọn và kiểm tra dao cách ly: Điện áp định mức: UđmDCL UđmLD ( 3.5 ) Dòng điện định mức: IđmDCL Ilvmax ( 3.6 ) Kiểm tra ổn định động: Iđ.đmDCL ixk ( 3.7 ) Kiểm tra ổn định nhiệt: Inh,đmDCL . ( 3.8 ) ta chọn dao cách ly 3DC do Siemens chế tạo. Tra bảng [ PL III.10 – Tài liệu tham khảo 1 ] có các thông số sau: Loại DCL Uđm ( kV ) Iđm ( A ) INmax ( kA ) INt ( kA ) 3DC 24 630 50 16 Bảng 3.4: Thông số kĩ thuật cầu dao cách ly 22 kV Bảng 3.5: Bảng kết quả chọn và kiểm tra Các đại lƣợng chọn và kiểm tra Kết quả Điện áp định mức, kV UđmDCL = 24 kV ≥ UđmLĐ = 22 kV Dòng điện định mức, A IđmDCL = 630 A ≥ Icb = 26,24 A Dòng điện ổn định động, kA Iđ.đmDCL = 50 kA ≥ ixk = 42,43 kA Dòng điện ổn định nhiệt, kA Inh.đm = 20 kA ≥ IN. = 18 kA Các điều kiện chọn và kiểm tra đều thỏa mãn 3.2.7. Chọn và kiểm tra cầu dao phụ tải tổng 22kV Điện áp định mức: UđmCDPT UđmLD ( 3.9 ) Dòng điện định mức: IđmCDPT Ilvmax ( 3.10 ) Kiểm tra ổn định động: Iđ.đmCDPT ixk ( 3.11 ) Kiểm tra ổn định nhiệt: Inh,đmCDPT . ( 3.12 ) Ta chọn loại cầu dao phụ tải NPS 24 A2 – K2 – J2/A1 do hãng ABB chế tạo. Tra bảng [ PL III.4 – Tài liệu tham khảo 1 ]. 40 Bảng 3.6: Thông số kĩ thuật của cầu dao phụ tải tổng 22kV Loại Uđm ( kV ) Iđm ( A ) INmax ( kA ) IN3S ( kA ) NPS 24 A2 – K2 – J2/A1 24 630 50 16 Bảng 3.7: Bảng kết quả chọn và kiểm tra cầu dao phụ tải tổng 22kV Các đại lƣợng chọn và kiểm tra Kết quả Điện áp định mức UđmCDPT = 24kV UđmLD = 22kV Dòng điện định mức IđmCDPT = 630 A Ilvmax = 26,24 A Kiểm tra ổn định động Iđ.đmCDPT = 50 kA ixk = 42,43 kA Kiểm tra ổn định nhiệt Inh,đmCDPT . Các điều kiện chọn và kiểm tra đều thỏa mãn. 3.2.8. Chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải cho các trạm biến áp TR1 và TR2 Điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải: Điện áp định mức: UđmCDPT UđmLD ( 3.13 ) Dòng điện định mức: IđmCDPT Ilvmax ( 3.14 ) Kiểm tra ổn định động: Iđ.đmCDPT ixk ( dòng điện ngắn mạch xung kích ) ixk = kxk. . ( 3.15 ) Kiểm tra ổn định nhiệt: Inh,đmCDPT . ( 3.16 ) Dòng điện định mức của cầu chì: IđmCC Ilvmax ( 3.17 ) Dòng điện cắt định mức cầu chì: IcdmCC ( 3.18 ) Công suất cắt định mức: ScdmCC = .UđmCC.IcdmCC > S” = .UđmLD. ( 3.19 ) Chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải cho các trạm biến áp TR1 và TR2 Do hai máy biến áp có công suất định mức nhƣ nhau nên: IlvmaxBA1( BA2 ) = = = = 26,24 ( A ) 41 Ta chọn loại cầu chì ống 3GD1 406 – 4B do Siemens chế tạo [ PL III.12 – Tài liệu tham khảo 1 ] Bảng 3.8: Thông số kĩ thuật của cầu chì ống 3GD các trạm TR1, TR2 Loại Uđm ( kV ) Iđm ( A ) Ic.đmCC ( kA ) IcatNmin ( A ) 3GD1 402 – 4B 24 32 40 56 Ta chọn loại cầu dao phụ tải NPS do hãng ABB chế tạo có các thông số: Bảng 3.9: Thông số kĩ thuật của cầu dao phụ tải các trạm biến áp TR1, TR2 Loại Uđm ( kV ) Iđm ( A ) INmax ( kA ) IN3S ( kA ) NPS 24 A2 – K2 – J2/A1 24 630 50 16 Bảng 3.10: Bảng kết quả chọn và kiểm tra Các đại lƣợng chọn và kiểm tra Kết quả Điện áp định mức, kA UđmCDPT = 24kV UđmLD = 22kV Dòng điện định mức, A IđmCDPT = 630 A Ilvmax = 26,24 A Dòng ổn định động, kA Iđ.đmCDPT = 50kA ixk = 42,43kA Dòng ổn định nhiệt, kA Inh,đmCDPT . Dòng điện định mức của CC, kA IđmCC = 32 Ilvmax = 26,24 Dòng điện cẳt định mức CC, kA IcdmCC = 40 = 16,67 Công suất cắt định mức CC, MVA ScdmCC = .UđmCC.IcdmCC > S” = .UđmLD. Các điều kiện chọn và kiểm tra đều thỏa mãn. 3.2.9. Chọn máy biến điện áp đặt ở thanh cái 22kV Máy biến áp đo lƣờng có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp bất kì xuống 100 V hoặc 100/ 3 cấp nguồn áp cho mạch đo lƣờng, điều khiển và bảo vệ. Các BU thƣờng đấu theo sơ đồ V/V; Y/Y. ngoài ra còn có loại BU 3 pha 5 trụ Y0/Y0/ , ngoài chức năng thông thƣờng cuộn tam giác hở có nhiệm vụ báo chạm đất 1 pha. BU này thƣờng dùng cho mạng trung tính cách điện ( 10kV, 42 35kV ). BU đƣợc chọn theo điều kiện : Điện áp định mức: UdmBU ≥ Udm m = 35 ( kV ) 4MS34. Bảng 3.11: Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS34 Thông số kỹ thuật Udm kV 24 U chịu đựng tần số công nghiệp 1' ,kV 50 U chịu đựng xung 1,2/50 µs , kV 125 U1dm , kV 22/ 3 U2 dm ,V 110/ 3 Tải định mức , VA 400 Trọng lƣợng , kG 45 3.2.10. Chọn máy biến dòng đặt tại thanh cái 22kV Máy biến dòng điện BI có chức năng biến đổi dòng điện sơ cấp xuống 5A nhằm cấp nguồn dòng cho đo lƣờng tự động hóa và bảo vệ rơ le. Bảng 3.12: Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME14 Thông số kỹ thuật 4ME16 Udm, kV 24 U Chịu đựng tần số công nghiệp 1', kV 50 U Chịu đựng xung 1,2/50µs kV 125 I1 dm , A 5-1200 I2 dm, A 1 hoặc 5 I ôđnhiệt1s , kA 80 Iôđ động , kA 120 Nhƣ vậy các thiết bị ta chọn ở trên là phù hợp và thỏa mãn các điều kiện về tính kĩ thuật cũng nhƣ tính kinh tế. 43 Hình 2.5. Sơ đồ cao áp của công ty. 44 3.3. TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHÍA HẠ ÁP 3.3.1. Tính chọn dây dẫn từ MBA đến các tủ phân phối hạ áp Điều kiện chọn cáp: - Dây dẫn đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng: k1.k2.Icp Itt Trong đó: Itt = k1: là hệ số kể đến môi trƣờng lắp đặt: trong nhà, ngoài trời k2: là hệ số hiệu chỉnh theo số lƣợng cáp đặt cùng một rãnh. Icp dòng điện làm việc lâu dài của dây dẫn định chọn ( A ). Itt: dòng điện tính toán của phân xƣởng ( A ). Để chọn k1, k2 ở đây k1, k2 ở đây số sợi cáp đặt cùng nhau là rất nhiều nên ta chọn k1 = 1, k2 = 0,95. Cáp và dây dẫn sau khi chọn theo điều kiện phát nóng thì cần thải kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp: U = tổn thất cho phép ở mạng hạ áp là: Ucp% 5% - Trƣớc tiên ta sẽ phân lại khu vực phụ tải của nhà máy cho phù hợp để thuận lợi cho việc lắp đặt tủ phân phối tổng, qua đó sẽ dễ dàng hơn cho việc vận hành, bảo dƣỡng và sửa chữa. Dựa vào phụ tải của nhà máy, sơ đồ mặt bằng ta thấy nên sử dụng hai tủ phân phối hạ thế tổng MSB1 và MSB2 cấp điện cho 2 khu vực của nhà máy. Ta đưa ra 2 phương án: ▪ Phƣơng án 1: Từ trạm biến áp của nhà máy, ta đi dây cáp từ máy biến áp TR1 và TR2 đến tủ phân phối hạ áp tổng MSB1 và MSB2. Với phƣơng án 1: Ta sẽ tiết kiệm đƣợc chi phí đầu tƣ cho công trình vì sẽ không phải lắp đặt thêm tủ phân phối trung tâm mà dẫn thẳng đƣờng cáp từ MBA đến tủ phân phối. Nhƣng khi có hiện tƣợng một trong hai máy biến áp 45 bị hỏng thì máy biến áp còn lại sẽ không thể cấp nguồn cho khu vực phụ tải bị mất điện. Điều này dẫn đến thiệt hại về kinh tế.  Phƣơng án 2: Tại trạm biến áp của nhà máy ta đặt thêm một tủ phân phối hạ áp trung tâm MSB0. Tủ MSB0 ta sẽ đặt thanh cái phân đoạn có Áptômát liên lạc giữa 2 thanh cái. Với phƣơng án 2: Tuy mất thêm chi phí do lắp đặt thêm thiết bị nhƣng sẽ đảm bảo việc cung cấp điện cho hệ thống hoạt động đƣợc liên tục. Mặt khác, việc lắp đặt tủ phân phối trung tâm sẽ dễ dàng hơn cho việc điều khiển, vận hành, bảo dƣỡng và sửa chữa lại đảm bảo đƣợc đầy đủ yêu cầu kĩ thuật. Kết luận: Ta chọn phƣơng án 2. 3.3.2. Phân loại khu vực phụ tải của công ty. Ta dùng máy biến áp MB1 để cấp điện cho nhà hành chính, xƣởng tráng nung, xƣởng cán đúc, xƣởng dập hình. Còn MBA2 sẽ cấp điện cho các khu vực còn lại. MBA1 sẽ đƣa điện đến tủ phân phối hạ áp tổng MSB1. MBA2 sẽ đƣa điện đến tủ phân phối hạ áp tổng MSB2. Và đƣa qua tủ phân phối tổng trung gian là MSB0. Bảng 3.13: Bảng phụ tải của tủ động lực của công ty Đi từ Đến Ptt ( kW ) Qtt ( kVAR ) Stt ( kVA ) MBS1 NHÀ HÀNH CHÍNH 115,7 86,78 114,63 MBS1 3P – XTN 147,37 89,77 181,24 MBS1 3P – XCĐ 318,84 261,36 417,44 MBS1 3P – XDH 117,819 79 147,64 MBS2 3P – XCK 112,592 72,05 139,78 MBS2 3P – XCM 133,51 106,24 160,82 MBS2 3P – XINOX 136,28 96,27 181,24 MBS2 NHÀ ĂN 38,3 27 46,86 MBS2 3P – XN 113,44 76,032 142,13 46 Trong đó: 3P – XTN: tủ động lực 3 pha của phân xƣởng chính. 3P – XCĐ: tủ động lực 3 pha của xƣởng cán đúc. 3P – XDH: tủ động lực 3 pha của xƣởng dập hình. 3P – XCK: tủ động lực 3 pha của xƣởng cơ khí. 3P – XCM: tủ động lực 3 pha của xƣởng chế men. 3P – XINOX: tủ động lực 3 pha của xƣởng inox. Nhà ăn: Tủ động lực của nhà ăn. Nhà hành chính: Tủ động lực của nhà hành chính.  Chọn và kiểm tra cáp từ máy biến áp MBA1 đến thanh cái tủ MSB0. Do khi một máy biến áp gặp sự cố, máy còn lại sẽ gánh toàn bộ tải của công ty. Do vậy khi tính chọn cáp ta tính cả đến khả năng gặp sự cố. Khi đó 1 máy có khả năng làm việc quả tải 1,4 lần Itt = = = 1166,67 Icp Tra bảng [ PL V.12 – Tài liệu tham khảo 1 ] ta chọn cáp 600V/Cu/XLPE/PVC 1 x 630 ( mm 2 ) do LENS chế tạo, cáp một sợi có dòng cho phép Icp = 1088A, có r0 = 0,0283 ( Ω/km ). Icp( hiệu chỉnh ) = 1.0,95.1088 = 1034 ( A ). Vậy ta sử dụng 2 cáp cho 1 pha dòng, dòng cho phép tổng sau khi đã hiệu chỉnh là: Icpt( hiệu chỉnh ) = 2.1034 = 2068 Itt Vậy ta sẽ sử dụng tổng cộng là 7 cáp 1x 630 ( mm2 ). Trong đó, mỗi dây pha sẽ gồm 2 cáp còn dây trung tính sẽ chỉ dùng 1 cáp tiết kiệm mà vẫn đảm bảo yêu cầu kĩ thuật dẫn từ MBA đến MSB0.  Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép Do chiều dài cáp dẫn từ MBA1 và MBA2 đến tủ MSB0 là ngắn nên không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp. 47  Chọn và kiểm tra cáp từ máy biến áp TR2 đến thanh cái tủ MSB0 Do công suất của MBA2 là gần với công suất MBA1 nên để tiện cho việc lắp đặt và vận hành, sửa chữa nên ta chọn cáp từ MBA2 đến tủ phân phối MSB0 nhƣ MBA1 mà vẫn đảm bảo yêu cầu về kĩ thuật. Bảng 3.14: Bảng chọn và kiểm tra cáp từ máy biến áp đến tủ MSB0 Tên đƣờng cáp l (km) Stt (kVA) Itt (kA) FTC ( mm 2 ) Icp (1 cáp) Số cáp (1pha) Cu/XLPE/PVC( 1x400 ) 0,005 836,65 1207,6 630 1088 2x3+1 Cu/XLPE/PVC( 1x400 ) 0,005 679,6 980,92 630 1088 2x3+1 3.3.3. Chọn và kiểm tra Áptômát tổng đặt tại tủ MSB0 của TR1, TR2 Các điều kiện chọn Áptômát: Điện áp định mức: Uđm Uđmmag Dòng điện định mức: IđmAP Ittmax Áptômát đƣợc kiểm tra theo điều kiện cắt dòng ngắn mạch: IcdmAP IN Với IcdmAP là dòng cắt định mức của Áptômát. IN trị số dòng ngắn mạch hạ áp. Áptômát tổng đặt tại tủ MSB0 có: Ittmax = Itt = = = 2188,5 ( A ) Ta chọn loại Áptômát không khí ACB do hãng Merlin Gerin chế tạo. Tra bảng [ PL IV.4 trang 283 – Tài liệu tham khảo 1 ] có các thông số: Bảng 3.15: Thông số kỹ thuật của Áptômát tổng đặt ở tủ MSB0 Loại Uđm ( V ) IđmAP ( A ) IcdmAP ( kA ) M25 690 2500 55 Điều kiện cắt dòng ngắn mạch: 48 IN = = 23,44 ( kA ) < IcdmAP Vậy Áptômát đã chọn là hoàn toàn hợp lý. Chọn 2 Áptômát tổng đặt ở tủ MSB0. 3.3.4. Chọn và kiểm tra thanh cái 0,4kV Cách chọn tƣơng tự nhƣ chọn và kiểm tra thanh dẫn 22kV. Thanh cái 0,4kV đƣợc chọn bằng đồng cứng.  Điều kiện chọn: Điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: k1.k2.Icp Ilvmax trong đó: k1 = 0,95; k2 = 0,788. Ilvmax là dòng điện là việc lớn nhất qua thanh dẫn. Ilvmax = ( A ) Khả năng ổn định nhiệt: Ftd > . . Khả năng ổn định động: > Chọn thanh cái 0,4kV đặt ở tủ MSB0. Ta chọn thanh cái phân đoạn có Áptômát liên lạc giữa 2 thanh cái ta có: IlvmaxBA = = = 2188,5 ( A ) Tra bảng 7.2 [ trang 362 – Tài liệu tham khảo 2 ] ta chọn thanh dẫn hình chữ nhật có các thông số kĩ thuật sau: 49 Bảng 3.16: Thông số kĩ thuật của thanh cái 0,4kV đặt ở tủ MSB0 Kích thƣớc ( mm ) Khối lƣợng ( kg/m ) Dòng điện cho phép ( A ) Tiết diện của một thanh ( mm 2 ) Đồng Mỗi pha ghép 2 thanh 80x10 7,1 3100 800 Điều kiện phát nóng lâu dài cho phép. ( A ) Icp = = 2923,45 ( A ) Kiểm tra ổn định nhiệt: Ftd > Fodn = 6.23,44. = 70,73 ( mm 2 ) Kiểm tra ổn định động: > Ứng suất tính toán cho vật liệu thanh dẫn là: M = Ftt. ( kG.cm ) Lực tính toán do tác dụng của dòng ngắn mạch: Ftt = 1,76.10 -2 . . . Lấy khoảng cách giữa các pha là a = 50 ( cm ) Lấy chiều dài nhịp sứ là l = 100 ( cm ) Mà ixkN3 = kxk. . = 1,8. .23,44 = 59,67 ( A ) Ftt = 1,76.10 -2 . .59,67 2 = 125,33 ( kG ) M = 125,33.10 = 1253,3 ( kG.cm ) Mô men chống uốn của tiết diện thanh dẫn với trục thẳng góc với phƣơng uốn khi đặt thanh dẫn nằm ngang. WX = = = 4,8 ( cm 3 ) 50 Vậy = = = 261,1 ( kG/cm2 ) Mặt khác ứng suất cho phép của thanh dẫn bằng đồng là: = 1400 ( kG/cm 2 ) = 1400 ( kG/cm 2 ) > 261,1 ( kG/cm 2 ) Nhƣ vậy thanh dẫn thỏa mãn điều kiện ổn định động. Vậy: các điều kiện chọn và kiểm tra thanh dẫn đều thỏa mãn. 3.3.5. Chọn và kiểm tra cáp từ tủ phân phối MSB0 đến các tủ MSB1, MSB2 Chọn và kiểm tra cáp từ tủ MSB0 đến tủ MSB1 và MSB2 tƣơng tự nhƣ chọn cáp từ MBA1 và MBA2 đến MSB0. Do chƣa chỉ có tổn hao điện áp trên đƣờng dây, do vậy ta chọn cáp giống nhƣ chọn cáp từ MBA đến MSB0. Vậy ta sử dụng tổng cộng là 7 cáp 1x630 mm2 dẫn từ MSB0 đến MSB1 và MSB2.  Kiểm tra tiết diện dây dẫn theo tổn thất cho phép Ucp Kiểm tra dây dẫn từ MSB0 đến MSB1 l1 = 100 ( m ), Ptt = 693,38 ( kW ), Qtt = 516,91 ( kVAr ) R = r0.l1 = 0,0283.0,1 = 0,00283 ( Ω ), X = x0.l1 = 0,07.0,1 = 0,007 ( Ω ) Ucp = = 13,94 ( V ) < 5%Uđm = 20 ( V ) Kiểm tra dây dẫn từ MSB0 đến MSB1 l1 = 150 ( m ), Ptt = 538,37 ( kW ), Qtt = 377,592 ( kVAr ) R = r0.l1 = 0,0283.0,15 = 0,004245 ( Ω ), X = x0.l1 = 0,07.0,15 = 0,0105 ( Ω ) Ucp = = 15,63 ( V ) < 5%Uđm = 20 ( V ) Vậy cáp đã chọn thỏa mãn yêu cầu. 3.3.6. Chọn và kiểm tra Áptômát đặt ở Tủ MSB Bảng 3.17: Thông số kĩ thuật của Áptômát tổng Tên tủ Loại Áptômát Uđm ( V ) Itt ( A ) IđmAP ( A ) IcdmAP (kA) MSB1 M12 690 1207 1250 40 MSB2 M10 690 980,92 1000 40 51 Điều kiện cắt dòng ngắn mạch: Do tủ đặt xa nguồn nên chọn Áptômát ta không phải kiểm tra theo điều kiện cắt dòng ngắn mạch. Vậy Áptômát đã chọn hoàn toàn hợp lý. 3.3.7. Chọn và kiểm tra thanh cái 0,4 kV đặt ở các tủ MSB1 và MSB2 Cách chọn tƣơng tự nhƣ chọn và kiểm tra thanh dẫn 22kV. Thanh cái 0,4kV đƣợc chọn bằng đồng cứng.  Điều kiện chọn: Điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: k1.k2.Icp Ilvmax trong đó: k1 = 0,95; k2 = 0,788. Ilvmax là dòng điện là việc lớn nhất qua thanh dẫn. Ilvmax = ( A ) Khả năng ổn định nhiệt: Ftd > . . Khả năng ổn định động: > Ta có: IlvmaxBA = = = 1207,6 ( A ) Tra bảng 7.2. [ trang 362 – Tài liệu tham khảo 2 ] ta chọn thanh dẫn hình chữ nhật có các thông số kĩ thuật sau: Bảng 3.18: Thông số kĩ thuật của thanh cái 0,4 kV đặt ở tủ MSB0 Kích thƣớc ( mm ) Khối lƣợng ( kg/m ) Dòng điện cho phép ( A ) Tiết diện của một thanh ( mm 2 ) Đồng Mỗi pha ghép 2 thanh 80x8 5,698 1690 640 52 Điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: Icp = = 1612,3 ( A ) Kiểm tra ổn định nhiệt: Ftd > Fodn = 6.23,44. = 70,73 ( mm 2 ) Kiểm tra ổn định động: > Ứng suất tính toán cho vật liệu thanh dẫn là: M = Ftt. ( kG.cm ) Lực tính toán do tác dụng của dòng ngắn mạch: Ftt = 1,76.10 -2 . . . Lấy khoảng cách giữa các pha là a = 50 ( cm ) Lấy chiều dài nhịp sứ là l = 100 ( cm ) Mà ixkN3 = kxk. . = 1,8. .23,44 = 59,67 ( A ) Ftt = 1,76.10 -2 . .59,67 2 = 125,33 ( kG ) M = 125,33.10 = 1253,3 ( kG.cm ) Mô men chống uốn của tiết diện thanh dẫn với trục thẳng góc với phƣơng uốn khi đặt thanh dẫn nằm ngang. WX = = = 4,8 ( cm 3 ) Vậy = = = 261,1 ( kG/cm2 ) Mặt khác ứng suất cho phép của thanh dẫn bằng đồng là: = 1400 ( kG/cm 2 ) = 1400 ( kG/cm 2 ) > 261,1 ( kG/cm 2 ) Nhƣ vậy thanh dẫn thỏa mãn điều kiện ổn định động. Vậy: các điều kiện chọn và kiểm tra thanh dẫn đều thỏa mãn. 53 3.3.8. Chọn và kiểm tra Áptômát và dây dẫn từ tủ phân phối đến các tủ động lực. Điều kiện chọn cáp: Dây dẫn đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng: k1.k2.Icp Ilvmax trong đó: Ilvmax = ( A ) k1 là hệ số để đến môi trƣờng lắp đặt: trong nhà, ngoài trời k2 là hệ số hiệu chỉnh theo số lƣợng cáp đặt cùng 1 rãnh. Icp dòng điện làm việc lâu dài của dây dẫn định chọn. Itt dòng điện tính toán của phân xƣởng. Icp > Cáp và dây dẫn sau khi chọn theo điều kiện phát nóng thì cần phải kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp: Ucp = tổn thất cho phép ở mạng hạ áp là: Ucp < 5% Uđm. Điều kiện chọn Áptômát: - Điện áp định mức: UđmAP UđmLD - Dòng điện định mức: IđmAP Itt; với Itt =  Chọn cáp và Áptômát từ tủ MSB1 đến tủ 3P – XTN - Dây dẫn đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng: Ilvmax = = 261,59 ( A ) Do số cáp đi trong rãnh là 1 nên ta chọn đƣợc k1 = 1, k2 = 1. Suy ra: Icp > = 261,59 ( A ) Tra bảng [ PL V.13 trang 302 – Tài liệu tham khảo 1 ] ta chọn cáp tiết 54 diện là 3G95 có Icp = 298 ( A ), r0 = 0,193 ( Ω/km ), x0 = 0,0802 ( Ω/km ) Vậy dây dẫn đƣợc chọn đã thỏa mãn điều kiện phát nóng. - Điều kiện tổn thất điện áp: Do tủ phân phối hạ áp tổng MSB1 đặt ngay cạnh phân xƣởng chính, do vậy không cần tính đến tổn thất điện áp. Dây cáp đƣợc chọn là phù hợp với điều kiện tổn thất điện áp, tức là đảm bảo yêu cầu về chất lƣợng điện. Chọn Áptômát: Ilvmax = = 261,59 ( A ) Ta chọn Áptômát loại SA403 - H [ PL IV.6 – Tài liệu tham khảo 1 ] do Nhật Bản chế tạo có: IđmAP = 300 ( A ), Uđm =380 ( V ) Do bảo vệ bằng Áptômát nên ta phải kiểm tra thêm điều kiện của dây dẫn: Icp = 250 ( A ) Nhƣ vậy dây dẫn đa chọn thỏa mãn yêu cầu kĩ thuật. Tính toán tƣơng tự cho các nhánh còn lại ta có kết quả cho trong bảng 3.19. Bảng 3.19: Bảng lựa chọn dây dẫn và Áptômát của tủ động lực công ty Tuyến cáp Stt kVA Loại cáp Loại Áptômát Số cực Hãng sản xuất MSB1 – nhà hành chính 114,63 3G70 NS250N 3 Melin Gerin MSB1 – 3P-XTN 181,24 3G95 SA403-H 3 Nhật MSB1 – 3P-XCĐ 380,12 3G300 NS630N 3 Melin Gerin MSB1 – 3P-XDH 160,66 3G95 SA403-H 3 Nhật MSB2 – 3P-XCK 148,51 3G95 SA403-H 3 Nhật MSB2 – 3P-XCM 160,82 3G95 SA403-H 3 Nhật MSB2 – 3P-XINOX 181,24 3G120 SA403-H 3 Nhật Nhà ăn 46,86 3G16 NS250N 3 Melin Gerin MSB2 – 3P-XN 142,13 3G95 SA403-H 3 Nhật 55 Từ các tủ điện chính, ta tiếp tục tính toán các Áptômát, dây dẫn cho từng nhóm máy và chiếu sáng. 3.4. TÍNH CHỌN DÂY DẪN, ÁPTÔMÁT CHO TỪNG NHÓM THIẾT BỊ 3.4.1. Tính chọn cho xƣởng tráng nung Chọn dây dẫn cho quạt chống nóng: P = 15 ( kW ); Q = P.tg = 15.0,88 = 13,2 ( kVAr ) S = = = 20 ( kVA ) Itt = = = 30,4 ( A ) Tra bảng [ PL V.13 trang 302 – Tài liệu tham khảo 1 ] ta chọn cáp 4G4 do Lens chế tạo. Tra bảng [ PL IV.3 trang 283 – Tài liệu tham khảo 1 ] ta chọn Áptômát loại NS250N do Merlin Gerin chế tạo. Bảng 3.20. Chọn dây dẫn và Áptômát đến từng máy Tên máy Số lƣợng Uđm V Pđm kW Itt A Loại dây Icpdây A Loại áp tô mát IcpAP A Quạt chống nóng 4 380 15 30,4 4G4 42 NS250N 250 Quạt bảo hộ 32 380 0.6 1,2 4G1,5 23 C60N 63 Quạt lò nung 4 380 11 22,3 4G2,5 31 NS250N 250 Quạt hút độc phun hoa 1 380 22 44,5 4G6 54 NS250N 250 Máy nén khí 1 1 380 18 105,1 4G25 127 NS250N 250 Máy nén khí 2 1 380 18 105,1 4G25 127 NS250N 250 Pa năng tổ Axít 2 380 4.5 9,1 4G1,5 23 C60N 63 Quạt hút độc Axít 1 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 56 3.4.2. Tính chọn cho xƣởng cán đúc. Tính toán tƣơng tự nhƣ xƣởng tráng nung ta có kết quả ghi tại bảng 3.21. Bảng 3.21: Chọn dây cáp và Áptômát đến từng máy Tên máy Số lƣợng Uđm V Pđm kW Itt A Loại dây Icpdây A Loại áp tô mát IcpAP A Máy cắt miếng tròn 2 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy cắt miếng tròn xoay 2 380 4 8,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy cắt miếng nhỏ 1 380 4.8 9,7 4G1,5 23 C60N 63 Máy cắt thẳng 200cm 1 380 11 22,3 4G2,5 31 NS250N 250 Máy cắt thẳng 250cm 1 380 25 51 4G10 75 NS250N 250 Máy cắt thẳng 120cm 1 380 2.2 4,5 4G1,5 23 C60N 63 Máy cán 1 380 185 374,4 4G185 450 NS400N 400 Máy nén khí 1 380 4 8,1 4G1,5 23 C60N 63 Bơm nƣớc 2 380 0.25 0,5 4G1,5 23 C60N 63 Pa năng 3 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Cầu trục 1 380 13 26,3 4G4 42 Quạt lò nấu nhôm 2 380 4.5 9,7 4G1,5 23 C60N 63 Đ/C dịch chuyển nâng hạ khuôn đúc 1 380 6 12,1 4G1,5 23 C60N 63 Quạt bảo hộ nhỏ 20 380 0.6 1,2 4G1,5 23 C60N 63 Quạt bảo hộ to 7 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy ép phôi 1 380 4.5 9,7 4G1,5 23 C60N 63 57 3.4.3. Tính chọn cho xƣởng dập hình Tính toán tƣơng tự nhƣ xƣởng tráng nung ta có kết quả ghi tại bảng 3.22. Bảng 3.22: Chọn dây cáp và Áptômát đến từng máy Tên máy Số lƣợng Uđm V Pđm kW Itt A Loại dây Icpdây A Loại Áptômát IcpAP A Máy kéo tôn 1 380 13 26,3 4G4 42 NS250N 250 Máy cắt miếng tròn 1 380 4 8,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy cắt miếng mỏ vịt 1 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập trục khửu 60T 1 380 5.5 11,13 4G2,5 31 C60N 63 Máy dập quai 63T 1 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy đột dập 35T 2 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập 16T 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập quai 16T 2 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy cắt vòi ấm 2 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy cán dầu 1 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy cán dầu2 2 380 2.2 4,5 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập song động 4 380 13 26,3 4G4 42 NS250N 250 Máy tiện 1 2 380 4 8,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy tiện 2 1 380 7 14,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy tiện 3 1 380 4.5 9,7 4G1,5 23 C60N 63 Máy xén viền ấm 8 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy phay 1 380 11 22,3 4G4 42 NS250N 250 Máy tán đinh 1 380 0.75 1,5 4G1,5 23 C60N 63 Máy đột lỗ 3 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy đột lỗ quai 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy tán đinh 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy đột lỗ quai 1 380 3.2 6,5 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập quai 17T 1 380 4.5 9,7 4G1,5 23 C60N 63 Máy đột lỗ quai 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy tán đinh 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Quạt bảo hộ 31 380 0.6 1,2 4G1,5 23 C60N 63 58 3.4.4. Tính chọn cho xƣởng cơ khí Tính toán tƣơng tự nhƣ xƣởng tráng nung ta có kết quả ghi tại bảng 3.23. Bảng 3.23: Chọn dây cáp và Áptômát đến từng máy Tên máy Số lƣợng Uđm V Pđm kW Itt A Loại dây Icpdây A Loại áp tô mát IcpAP A Máy tiện CQ 3 380 11 22,3 4G2,5 31 NS250N 250 Máy tiện L5 1 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy tiện ren 1 380 3 10,1 4G2,5 31 C60N 63 Máy tiện trục 1 380 5 10,1 4G2,5 31 C60N 63 Máy mài 3 380 2 4 4G1,5 23 C60N 63 Máy phay 1 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy bào 3 380 5.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy khoan 3 380 4.5 9,7 4G1,5 23 C60N 63 Máy cƣa sắt 1 380 7 14,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy cƣa gỗ 1 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Búa máy 1 1 380 15 30,4 4G4 42 NS250N 250 Búa máy 2 1 380 11 22,3 4G2,5 31 NS250N 250 Búa máy 3 1 380 7 14,2 4G2,5 31 C60N 63 Bơm nƣớc 3 380 5 5,8 4G1,5 23 C60N 63 Quạt chống nóng 12 380 0.6 1,2 4G1,5 23 C60N 63 Quạt lò 3 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Tủ sấy 1 380 9 18,2 4G2,5 31 NS250N 250 Máy nắn sắt 1 380 1.5 3,05 4G1,5 23 C60N 63 59 3.4.5. Tính chọn cho xƣởng chế men Tính toán tƣơng tự nhƣ xƣởng tráng nung ta có kết quả ghi tại bảng 3.24. Bảng 3.24: Chọn dây cáp và Áptômát đến từng máy Tên máy Số lƣợng Uđm V Pđm kW Itt A Loại dây Icpdây A Loại Áptômát IcpAP A Máy trộn men uớt 1 2 380 3 6,1 4G2,5 31 NS250N 250 Máy trộn men ƣớt 2 1 380 7 14,2 4G1,5 23 C60N 63 Máy trộn men ƣớt 3 6 380 10 20,2 4G2,5 23 C60N 63 Máy trộn men khô to 2 380 13 26,3 4G2,5 31 C60N 63 Lò men quay 2 380 5.5 11,3 4G1,5 23 C60N 63 Quạt lò nung gạch 1 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy khuấy đất 1 380 2.2 4,5 4G2,5 23 C60N 63 Máy trộn khô nhỏ 2 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy sàng to 1 380 11 22,3 4G2,5 23 C60N 63 Máy sàng nhỏ 1 380 3 6 4G1,5 23 C60N 63 Máy đóng gạch 1 380 13 26,3 4G4 42 C60N 63 Máy đập hàm 1 380 20 40,4 4G2,5 31 NS250N 250 Máy hút vật liệu nghiền 3 380 5.5 11,3 4G2,5 31 C60N 63 Thang máy chở hàng 1 380 46 93,1 4G1,5 23 C60N 63 Quạt lò nấu xỉ nhôm 1 380 4 7,7 4G1,5 23 C60N 63 Quạt bảo hộ 12 380 0.6 1,2 4G1,5 23 C60N 63 60 3.4.6. Tính chọn cho xƣởng inox Tính toán tƣơng tự nhƣ xƣởng tráng nung ta có kết quả ghi tại bảng 3.25. Bảng 3.25: Chọn dây cáp và Áptômát đến từng máy Tên máy Số lƣợng Uđm V Pđm kW Itt A Loại dây Icpdây A Loại áp tô mát IcpAP A Máy đánh bong 1 2 380 22 44,5 4G10 75 NS250N 250 Máy đánh bong 2 7 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy đục lỗ vòi ấm 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy xén đáy 2 380 2.2 4,5 4G1,5 31 C60N 63 Máy viền mép 2 380 2.2 4,5 4G1,5 23 C60N 63 Máy miết ấm 2 380 2.2 4,5 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập 2 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập 1 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập 2 380 4.5 9,7 4G1,5 23 C60N 63 Máy đột dập 2 380 0.6 1,6 4G1,5 23 C60N 63 Máy cắt viền 1 380 2.2 4,5 4G1,5 23 NS250N 250 Máy dập thủy lực 2 380 35 68,1 4G16 100 C60N 63 Máy khoan cần 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 61 3.4.6. Tính chọn cho xƣởng nhôm Tính toán tƣơng tự nhƣ xƣởng tráng nung ta có kết quả ghi tại bảng 3.26. Bảng 3.26: Chọn dây cáp và Áptômát đến từng máy Tên máy Số lƣợng Uđm V Pđm kW Itt A Loại dây Icpdây A Loại áp tô mát IcpAP A Máy đột dập 1 380 4.5 9,1 4G1,5 23 C60N 250 Máy đột dập 3 380 1.5 3,04 4G1,5 23 C60N 63 Máy cắt viền 2 380 1.5 3,04 4G1,5 23 C60N 63 Máy đột dập 1 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy cắt viền 2 380 3 6,07 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập song động 2 380 11 9,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy viền mép 2 380 1.5 3,04 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập thủy lực 500T 1 380 35 70,8 4G6 100 C250N 63 Máy cắt viền 1 380 4.5 9,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập thủy lực 1 380 14 28,3 4G4 42 C60N 63 Máy tán quai 6 380 1.5 3,04 4G1,5 23 C60N 250 Máy hút độc rửa trắng 1 380 4.5 9,1 4G1,5 23 C60N 63 Quạt bảo hộ 20 380 0.6 1,2 4G1,5 23 C60N 63 62 Hình 3.3. Sơ đồ hạ áp của công ty 63 Hình 3.4. Sơ đồ tủ động lực xƣởng cơ khí 64 Hình 3.5. Sơ đồ tủ động lực xƣởng chế men 65 Hình 3.6. Sơ đồ tủ động lực xƣởng tráng nung 66 Hình 3.7. Sơ đồ tủ động lực xƣởng cán đúc 67 Hình 3.8. Sơ đồ tủ động lực xƣởng inox 68 Hình 3.9. Sơ đồ tủ động lực xƣởng nhôm 69 máy kéo tôn 4 G 4 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 2 ,5 4 G 2 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 4 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 4 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 4 G 1 ,5 N S 2 5 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N N S 2 5 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N N S 2 5 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N C 6 0 N 70 CHƢƠNG 4. NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ - Đặc điểm quan trọng của hệ thống cung cấp điện là phân bố trên diện tích rộng, thƣờng xuyên có ngƣời làm việc với các thiết bị điện và chịu nhiều ảnh hƣởng của các yếu tố khách quan. Ngƣời vận hành không tuân theo các quy tắc an toàn. Chính các nguyên nhân trên đã làm hƣ hỏng điện trở cách điện của thiết bị, gây nguy hiểm cho ngƣời vận hành. - Nối đất cho các thiết bị điện và đặt thiết bị chống sét an toàn cho hệ thống chính là phƣơng pháp đơn giản và hiệu quả để phòng tránh hậu quả. - Trạm biến áp là một phần tử quan trọng của hệ thống cung cấp điện, thƣờng xuyên có ngƣời làm việc với các thiết bị điện. Khi cách điện của các thiết bị điện bị hỏng hoặc ngƣời vận hành không tuân theo quy tắc an toàn vô ý chạm vào sẽ nguy hiểm hƣ hỏng, giật và có thể chết ngƣời. - Vì vậy trong hệ thống cung cấp điện nói chung và trong trạm biến áp nói riêng nhất thiết phải có biện pháp an toàn để chống điện giật và đảm bảo chế độ làm việc của mạng điện, một trong các biện pháp an toàn, hiệu quả và khá đơn giản là thực hiện nối đất cho trạm biến áp và tủ phân phối động lực. - Trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn nối đất. Các điện cực nối đất bao gồm các điện cực thẳng đứng đƣợc đóng sau vào trong đất và điện cực ngang đƣợc chôn ngầm ở một độ sâu nhất định. Các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận đƣợc nối đất với các điện cực nối đất. - Khi có trang bị nối đất, dòng điện ngắn mạch xuất hiện do cách điện của thiết bị điện với vỏ hƣ hỏng, sẽ chạy qua vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống các điện cực và chạy tản vào đất. 4.2. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 4.2.1. Trang bị nối đất trạm biến áp Khi thực hiện nối đất có thể tiến hành theo 2 cách: + Nối đất tự nhiên: Là sử dụng các ống dẫn nƣớc hay bằng các ống kim loại khác đặt trong đất, các kết cấu bằng kim loại của nhà cửa, các công trình nối 71 đất, các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất... làm trang bị nối đất. + Nối đất nhân tạo: Thƣờng đƣợc thực hiện bằng cọc thép, cọc đồng ... dài 2 3 ( m ) chôn sâu xuống đất sao cho đầu trên của chúng cách mặt đất 0,5 1,5 ( m ). Nhờ vậy giảm đƣợc sự thay đổi của điện trở nối đất theo thời tiết. Các ống thép hay thanh thép đƣợc nối với nhau bằng cách hàn với thanh thép nằm ngang đặt ở độ sâu 0,5 0,7 ( m ). Tiết diện nhỏ nhất của thanh thép là 48(mm 2 ). Các thiết bị làm việc ở các cấp điện áp khác nhau và chế độ làm việc khác nhau thì yêu cầu về điện trở các trang bị nối đất cũng khác nhau. Theo quy phạm trang bị điện điện trở nối đất của mạng có U < 1000 ( V ) và công suất của máy biến áp lớn hơn 100kVA thì tại mọi thời điểm trong năm phải có Rnd < 4 ( ). Khi xét đến nối đất tự nhiên song song với bộ nối đất thì điện trở của bộ nối đất nhân tạo đƣợc tính theo công thức sau: tnndnt R 1 R 1 R 1 (4.1) Trong đó: Rnt: Điện trở nối đất nhân tạo ( ) Rtn: Điện trở nối đất tự nhiên ( ) Rnd: Điện trở nối đất cho phép ( ) Ta coi nhƣ không có nối đất tự nhiên nên: Rnd < Rndcp = 4 ( ) + Tính toán nối đất nhân tạo theo trình tự nhƣ sau: - Xác định điện trở nối đất theo quy trình quy phạm về nối đất. - Xác định điện trở nối đất của một cọc là: Rlc= ) 1t.4 1t.4 ln 2 1 d l2 (ln l2 K 0max ( ) (4.2) Trong đó: ▪ 0 là điện trở suất của đất đo ở điều kiện chuẩn ( .cm ) ▪ Kmax là hệ số phụ thuộc vào điều kiện đo tra bảng 2- 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo 3 ] ▪ l: Chiều dài của cọc ( m ) ▪ t: Là độ sâu chôn cọc ( m ) 72 ▪ d: Đƣờng kính cọc tròn ( m ) Xác định sơ bộ số cọc: Số cọc thƣờng đƣợc xác định theo kinh nghiệm, đồng thời cũng có thể xác định sơ bộ theo công thức: n = cd lc .R R (4.3) Trong đó: Rlc: Điện trở nối đất của một cọc ( ) Rd: Điện trở của thiết bị nối đất theo quy định ( ) c: Hệ số sử dụng cọc Xác định điện trở thanh nối ngang Rt = t.b L2 ln. L2 .k 2 0max ( ) (4.4) Trong đó: L: Chiều dài mạch vòng tạo bởi các thanh nối ( m ) b: Bề rộng thanh nối ( m ) t: Độ sâu của thanh ( m ) Điện trở của thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh t: t t t R R (4.5) Xác định điện trở ( khuếch tán ) của n cọc chôn thẳng đứng Rc: Rc = c lc .n R (4.6) Xác định điện trở ( khuếch tán ) của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và các thanh dẫn: Rnd = tc tc RR R.R (4.7) So sánh điện trở nối đất tính đƣợc Rnd với điện trở nối đất theo quy định Rd nếu Rnd > Rd thì phải tăng số cọc lên và tính lại. 73 4.2.2. Tính toán nối đất cho trạm biến áp Ta chọn Rd = 4 ( ) Xác định điện trở nối đất của 1 cọc tiếp địa: Rlc = 1t.4 1t.4 ln 2 1 d l2 (ln l2 K 0.max ) ( 4.8) Qua công tác khảo sát cho thấy đất ở vị trí xây dựng là đất ruộng tra bảng 2 - 65 [trang 659,3] ta đƣợc 0 = 0,4.10 4 ( .cm ) = 40 ( .m ) Kmax = 1,4 hệ số phụ thuộc vào điều kiện đo tra bảng 2 - 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo 3 ] Ta dùng loại điện cực bằng đồng có kích thƣớc: đƣờng kính d = 20 ( mm ), dài l = 2,5 ( m ) chôn cách mặt đất 1,2 ( m ) Có độ sâu chôn cọc: t = 1,2 + 2 5,2 = 2,45 ( m ) Thay số vào công thức (4.8) Rlc = 5,245,2.4 5,245,2.4 ln 2 1 02,0 5,2.2 (ln 5,22 40.4,1 ) = 20,61 ( ) Số lƣợng cọc theo lý thuyết: Nlt = 4 614,20 R R ndcp lc = 5,15 ( cọc ) Chọn số cọc lý thuyết là 5 cọc. Cọc có chiều dài l = 2,5 ( m ), khoảng cách giữa các cọc là a = 3 ( m ) Tra bảng 2 - 23 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] với a/l = 1, Nlt = 5 cọc ta có hệ số sử dụng cọc là: c = 0,62 Ta có số cọc đƣợc sử dụng theo kinh nghiệm là: n = 62,0.4 614,20 .R R cd lc = 8,31 ( cọc ) Với a/l = 1, n = 8 tra bảng 2 - 23 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] cos c = 0,58. Điện trở nối đất của 8 cọc là: 74 Rc = 44,4 58,0.8 614,20 .n R c lc ( ) Các cọc đƣợc chôn theo mạch vòng cách nhau 3 ( m ) và đặt bên ngoài khu vực nhà máy vậy chu vi mạch vòng là: L = a.n = 3. 8 = 24 ( m ) Điện trở thanh nối ngang: Ta sử dụng loại điện cực tròn tiết diện 95 ( mm2 ) Rt = t.b L2 ln. L2 .k 2 0max ( ) Kmax = 1,6: Hệ số hiệu chỉnh của thanh nằm ngang. Tra bảng 2- 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo 3 ] L: Chiều dài mạch vòng tạo bởi các thanh nối 24 ( cm ) b: Bề rộng thanh nối b = 2d = 22 ( mm ) = 0,022 ( m ) t: Độ sâu của thanh t = 1,2 + 2 022,0 = 1,211 ( m ) Thay số: Rt = 53,4 211,1.022,0 24.2 ln. 242 40.6,1 2 ( ) Điện trở của thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh t: Rt = 58,12 36,0 53,4R t t ( ) với a/l = 1, n = 8 tra bảng 2-24 [trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] có 1 = 0,36. Điện trở nối đất nhân tạo của hệ thống đƣợc xác định theo công thức: 26,3 58,1244,4 58,12.44,4 RR R.R R tc tc nd ( ) Vậy Rnđ < Rđ = 4 ( ), hệ thống nối đất thoả mãn yêu cầu. 4.3. TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT CHO CÔNG TY 4.3.1. Khái quát về chống sét Sét là một nguồn điện từ rất mạnh, xuất hiện do sự hình thành các điện tích khối lớn, từ các đám mƣa giông mang điện tích dƣơng - ở phần trên của đám mây - và điện tích âm - ở phần dƣới của đám mây. Chúng tạo một điện 75 trƣờng có cƣờng độ lớn chung quanh đám mây. Trong quá trình tích lũy các điện tích trái dấu, một điện trƣờng có cƣờng độ gia tăng liên tục đƣợc hình thành. Khi điện thế tại một nơi nào đó trong đám mây vƣợt quá ngƣỡng cách điện của không khí, thì xảy ra hiện tƣợng sẽ đánh xuyên, hay còn gọi là sét tiên đạo .... Có thể phân biệt 2 loại thiết bị chống sét: thiết bị chống sét đánh trực tiếp và thiết bị chống sét lan truyền. Bảng 4.1. Chủng loại và bán kính bảo vệ Loại kim chống sét Bán kính (m) CX040 63 CX070 73 BX125 84 BX175 104 AX210 142 4.3.2. Cấu trúc của hệ thống chống sét  Chống sét đánh trực tiếp Cấu hình của loại này gồm có 3 phần: a) Đầu thu lôi: Dùng để phát tia tiên đạo đi lên thu hút sét về nó. Đầu thu lôi đƣợc gắn trên trụ đỡ có độ cao trung bình là 5 ( m ) so với đỉnh của công trình cần đƣợc bảo vệ. b) Dây dẫn sét: Dùng để dẫn dòng sét từ đầu thu lôi đến hệ thống tiếp đất. Thƣờng làm bằng đồng lá hoặc cáp đồng trần, tiết diện của dây dẫn đƣợc quy định theo tiêu chuẩn quốc tế từ 50 ( mm2 ) đến 75 ( mm2 ) c) Hệ thống tiếp đất: Dùng để tản dòng điện sét trong đất. Cấu hình của hệ thống tiếp đất này gồm: - Các cọc tiếp đất: thƣờng dài từ 2,4 ( m ) đến 3 ( m ). Đƣờng kính ngoài thƣờng là 14 – 16 ( mm ). Đƣợc chôn thẳng đứng và cách mặt đất từ 0,5 đến 76 1 ( m ). Khoảng cách cọc với cọc từ 3 đến 15 ( m ). - Dây tiếp đất: Thƣờng là cáp đồng trần có tiết diện từ 50 đến 75( mm2 ) dùng để liên kết các cọc tiếp đất này lại với nhau. Cáp này nằm âm dƣới mặt đất từ 0,5 đến 1 ( m ). - Ốc siêu cáp hoặc mối hàn hoá nhiệt cadweld: dùng để liên kết dây tiếp đất và các cọc tiếp đất với nhau. - Vì đây chỉ là thiết bị cắt sét sơ cấp nên thƣờng giá thành thấp.  Thiết bị chống sét trên đƣờng dây lan truyền vào trạm Do toàn bộ hệ thống đƣờng dây tải điện trung áp 35kV cấp nguồn cho nhà máy đƣợc lấy trực tiếp từ cột cao thế của lƣới điện 35kV quốc gia nên cần có chống sét van đặt ở phía cao áp của nhà máy chống sét đánh từ đƣờng dây lan truyền vào trạm biến áp của nhà máy 4.3.3. Tính toán chống sét đánh trực tiếp cho công ty Hệ chống sét cơ bản gồm một bộ phận thu đón sét đặt trong không trung, đƣợc nối đến dây dẫn đƣa xuống một hệ thống tiếp địa an toàn chôn sâu trong đất. a, Tính toán điện trở nối đất cho hệ thống chống sét Rnđ <10 ( ) - Cọc tiếp địa sử dụng là cọc đƣờng kính d = 16 ( mm ), dài = 2,4 ( m ) chôn sâu 1 ( m ) cách nhau 1 khoảng a = 3 ( m ) - Thanh nối sử dụng thanh đồng tròn tiết diện S= 70 ( m2 ) - Hệ thống tiếp địa đƣợc bố trí thành dãy Việc thanh toán hệ thống tiếp địa đƣợc tiến hành nhƣ phần tính toán nối đất cho trạm biến áp. Ta chọn Rnđ = 10 ( ) Xác định điện trở nối đất của một cọc tiếp địa: R1c = ) 1t.4 1t.4 ln 2 1 d l2 (ln 2 K 0max với 10.4,0 4 ( .cm ) = 40 ( .m) , Kmax Có độ sâu chôn cọc : t = 1+ 2 4,2 =2,2 ( m ) Thay số vào công thức 77 c1 R = 22,22) 4,22,2.4 4,22,2.4 ln 2 1 16,0 4,2.2 (ln 4,22 40.4,1 Số lƣợng cọc theo lý thuyết: Nlt = coc2,2 10 22,22 R R cf lc Số lƣợng cọc theo lý thuyết là 3 ( cọc ) Cọc có chiều dài 1= 2,4 ( m ), khoảng cách giữa cọc là a = 3 ( m ) Tra bảng 2-24 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] với a/l=1, Nlt = 3 ( cọc ) ta có hệ số sử dụng cọc là `c = 0,78 Ta có hệ số cọc đƣợc sử dụng theo kinh nghiệm là: n= c.d lc R R = 78,0.10 22,22 = 2,84 ( cọc ) Với a/l = 1, n= 3 tra bảng 2-24 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] có c = 0,78 Điện trở nối đất của 3 cọc là: Rc = c lc .n R = 78,0.3 22,22 = 9,49 ( ) L = a.(n-1)= 3.2 = 6 ( m ) Điện trở thanh nối ngang là: Ta sử dụng loại điện cực tròn tiết diện 70 ( mm 2 ) Rt = 2 K 0max .ln ,t.b L2 2 ( ) với Kmax = 1,6: Hệ số hiệu chính của âm thanh nhằm ngang. Tra bảng 2-24 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] L: Chiều dài mạch tạo bởi các thanh nối 6 ( m ) b: Bề rộng thanh nối b= 2R = 4,7 ( mm ) = 0,0047 ( m ) t: Độ sâu thanh: t = 1+ `2 0047,0 = 1,00235 ( m ) Thay số: Rt = 000235,1.0047,0 6.2 ln. 6.2 40.6,1 2 = 10,35 ( ) Điện trở thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh t : Rt = 9,12 8,0 35,10R t t ( ), với a/l = 1, n =3 78 Tra bảng 2-24 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] có t = 0,8 Điện trở nối đất nhân tạo của hệ thống đƣợc xác định theo công thức: Rnd = 285,5 94,1286.8 594,12.86,8 RR R.R tc tc ( ) vậy Rnđ < Rt = 10 ( ), hệ thống nối đất thoả mãn yêu cầu. vậy Rnđ < Rd = 10 ( ), hệ thống nối đất thoả mãn yêu cầu. b) Hệ thống chống sét Ta thấy rằng tất cả các máy biến áp, các tủ phân phối MSB, tủ động lực, tủ cao áp 35kV, tủ nối đất đều đặt trong phòng điện trong nhà máy. Chính vì vậy đặt thiết bị chống sét đánh trực tiếp cho TBA chung luôn với hệ thống chống sét cho nhà máy. Ta sử dụng kim thu loại: Kim thu sét LIVA - AX210 với bán kính bảo vệ ở chiều cao 5 ( m ) là 142 ( m). - Bán kính bảo vệ rp = 142 ( m ) (tại độ cao trụ đỡ h = 5m) đặt trung tâm của nhà máy (phân xƣởng 2). - Thời gian phóng điện sớm: DT = 80 ( s ) Với việc tạo ra tia tiên đạo hƣớng lên từ đỉnh kim sớm hơn các điểm khác, kim thu LIVA - 210 trở thành điểm đƣợc ƣu tiên cho việc thu hút sét trong khu vực đƣợc bảo vệ. 79 Hình 4.1. Sơ đồ chống sét công ty 80 Hình 4.2. Sơ đồ bán kính chống sét 81 KẾT LUẬN Sau một thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp, đƣợc sự hƣớng dẫn tận tình của cô giáo Th.S Đỗ Thị Hồng Lý cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Điện tự động công nghiệp, cùng với sự lỗ lực của bản thân và kiến thức của mình trong quá trình học. Đến nay em đã hoàn thành đƣợc bản đồ án tốt nghiệp của mình với đề tài: “ Thiết kế cung cấp điện cho công ty cổ phần sắt tráng men – nhôm Hải Phòng ”. Trong bản đồ án này em đã giải quyết đƣợc những vấn đề sau: * Xác định phụ tải tính toán của các phân xƣởng và toàn nhà máy. * Thiết kế chi tiết mạng điện cao áp và hạ áp của nhà máy. * Nối đất và chống sét. Tuy nhiên, do thời gian nghiên cứu đề tài không có nhiều, trình độ chuyên môn còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong các thầy cô cùng các bạn đóng góp ý kiến để bản đồ án đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm ( 2001 ), Thiết kế cấp điện, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 2. Ngô Hồng Quang ( 2002 ), Sổ tay và lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 – 500kV, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 3. TS. Trƣơng Tri Ngộ ( 2009 ), Cung cấp điện, an toàn điện và chống sét, NXB Xây dựng 4. Nguyễn Xuân Phú - Nguyễn Công Hiền - Nguyễn Bội Khê ( 2001), Cung cấp điện, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 5. Ngô Hồng Quang ( 2003 ), Giáo trình cung cấp điện, NXB Giáo dục. 83 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN SẮT TRÁNG MEN – NHÔM HẢI PHÕNG .......................................................................................... 2 1.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG TY. ........................... 2 1.2. CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA CÔNG TY .......................................................... 5 1.3. CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN. ....... 7 1.4. SƠ ĐỒ MẶT BẰNG VÀ THỐNG KÊ PHỤ TẢI CỦA CÔNG TY ............ 8 1.4.1. Sơ đồ mặt bằng ............................................................................................ 8 1.4.2. Thống kê phụ tải công ty ............................................................................. 9 1.4.2.1. Xƣởng cơ khí ............................................................................................ 9 1.4.2.2. Xƣởng cán đúc ....................................................................................... 10 1.4.2.3. Xƣởng chế men - vật liệu chịu lửa (VLCL) ........................................... 11 1.4.2.4. Xƣởng dập hình ...................................................................................... 12 1.4.2.5. Xƣởng nhôm ........................................................................................... 13 1.4.2.6. Xƣởng tráng nung .................................................................................. 14 1.4.2.7. Xƣởng Inox ............................................................................................ 15 2.1.1. Các phƣơng pháp xác định PTTT ( phụ tải tính toán ). ........................... 16 2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TỪNG PHÂN XƢỞNG ......... 19 2.2.1. Phân xƣởng cơ khí .................................................................................... 19 2.2.2. Phân xƣởng cán đúc .................................................................................. 20 2.2.3. Xƣởng chế men - vật liệu chịu lửa (VLCL) .............................................. 21 2.2.4. Phân xƣởng dập hình ................................................................................. 22 2.2.5. Xƣởng nhôm .............................................................................................. 23 2.2.7. Xƣởng Inox ............................................................................................... 25 2.2.8. Nhà hành chính, văn phòng ....................................................................... 26 2.2.9. Nhà ăn........................................................................................................ 26 2.2.10. Bảng tổng kết phụ tải toàn nhà máy. ....................................................... 27 2.3. XÁC ĐỊNH TRỌNG TÂM PHỤ TẢI, VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP ..... 28 84 2.3.1. Xác định trọng tâm phụ tải. ....................................................................... 28 2.3.2. Chọn vị trí của trạm biến áp ( TBA ) ........................................................ 30 2.4. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY ......................... 32 CHƢƠNG 3. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ......... 33 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ .............................................................................................. 33 3.2. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CAO ÁP ....................................................... 33 3.2.1. Lựa chọn máy biến áp ............................................................................... 33 3.2.3. Chọn dây dẫn từ sứ cao áp đến các máy biến áp ...................................... 36 3.2.4. Chọn cáp và kiểm tra cáp .......................................................................... 37 3.2.5. Chọn và kiểm tra máy cắt điện 22kV: ....................................................... 38 3.2.6. Chọn dao cách ly 22kV ............................................................................. 39 3.2.7. Chọn và kiểm tra cầu dao phụ tải tổng 22kV ............................................ 39 3.2.8. Chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải cho các trạm biến áp TR1 và TR2 ............ 40 3.2.9. Chọn máy biến điện áp đặt ở thanh cái 22kV ........................................... 41 3.2.10. Chọn máy biến dòng đặt tại thanh cái 22kV ........................................... 42 3.3. TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHÍA HẠ ÁP........................... 44 3.3.1. Tính chọn dây dẫn từ MBA đến các tủ phân phối hạ áp ........................... 44 3.3.2. Phân loại khu vực phụ tải của công ty. ..................................................... 45 3.3.3. Chọn và kiểm tra Áptômát tổng đặt tại tủ MSB0 của TR1, TR2 ............. 47 3.3.4. Chọn và kiểm tra thanh cái 0,4kV ............................................................. 48 3.3.5. Chọn và kiểm tra cáp từ tủ phân phối MSB0 đến các tủ MSB1, MSB2 ........ 50 3.3.6. Chọn và kiểm tra Áptômát đặt ở Tủ MSB ................................................ 50 3.3.7. Chọn và kiểm tra thanh cái 0,4 kV đặt ở các tủ MSB1 và MSB2 ............ 51 3.3.8. Chọn và kiểm tra Áptômát và dây dẫn từ tủ phân phối đến các tủ động lực. .. 53 3.4. TÍNH CHỌN DÂY DẪN, ÁPTÔMÁT CHO TỪNG NHÓM THIẾT BỊ ..... 55 3.4.1. Tính chọn cho xƣởng tráng nung .............................................................. 55 3.4.2. Tính chọn cho xƣởng cán đúc. .................................................................. 56 3.4.3. Tính chọn cho xƣởng dập hình ................................................................. 57 3.4.4. Tính chọn cho xƣởng cơ khí ..................................................................... 58 85 3.4.5. Tính chọn cho xƣởng chế men .................................................................. 59 3.4.6. Tính chọn cho xƣởng inox ........................................................................ 60 3.4.6. Tính chọn cho xƣởng nhôm ...................................................................... 61 CHƢƠNG 4. NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT ..................................................... 70 4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ .............................................................................................. 70 4.2. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP ........................................ 70 4.2.1. Trang bị nối đất trạm biến áp .................................................................... 70 4.2.2. Tính toán nối đất cho trạm biến áp ........................................................... 73 4.3. TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT CHO CÔNG TY............................................. 74 4.3.1. Khái quát về chống sét .............................................................................. 74 4.3.2. Cấu trúc của hệ thống chống sét ............................................................... 75 4.3.3. Tính toán chống sét đánh trực tiếp cho công ty ........................................ 76 KẾT LUẬN ........................................................................................................ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 82