Đồ án môn học Thiết kế Cung cấp điện

m biến áp phân xưởng B6: cấp điện cho phòng thí nghiệm trung tâm và phòng chế thử và khu nhà xe, trạm đặt 1 máy biến áp do đây chỉ là hộ phụ tải loại III. (kVA). Vì đây là những phụ tải loại III nên không cần kiểm tra theo điều kiện quá tải. Trạm đặt 1 máy biến áp 500 kVA kí hiệu 500 - 10/0,4 sản xuất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ. Kết quả chọn ghi trong bảng : Kí hiệu Tên phân xưỡng Stt (kVA) Số máy SđmB (kVA) Tên trạm 1 Phân xưởng cơ khí 1059 2 800 B1 2 Phân xưởng dập 1205,7 2 800 B2 3 PX lắp ráp số 1 454,6 2 400 B3 9 Bộ phận HC&quản lí 47,26 4 PX lắp ráp số 2 708,1 2 500 B4 10 Bộphận KCS&nhà kho 201,32 5 PX sửa chữa cơ khí 161 2 160 B5 8 Trạm bơm 145,85 6 Phòng TN Trung tâm 164 1 500 B6 7 Phân xưỡng chế thử 255,8 11 Khu nhà xe 36,17 Phương án 2: Đặt 5 trạm biến áp phân xưởng, trong đó: - Trạm biến áp phân xưởng B1 : Cấp điện cho phân xưởng cơ khí, dùng 2 máy biến áp làm việc song song (kVA). Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 630 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp chọn theo điều kiện quá tải sự cố: vì các thiết bị thuộc phụ tải loại I của phân xưởng chỉ chiếm khoảng 80%, do đó lấy Sttsc = 0,8 x 1059 = 847 (kVA). SdmB ³ = = 605 (kVA). Trạm B1 đặt 2 máy biến áp 800 kVA kí hiệu 800-10/0,4 làm việc song song là hợp lý. Vì máy do ABB chế tạo ở Việt Nam nên không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ. - Trạm biến áp phân xưởng B2: trạm cung cấp điện cho phân xưởng dập, gồm 2 máy biến áp làm việc song song. (kVA). Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 800 kVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp chọn theo điều kiện quá tải sự cố: vì các thiết bị thuộc phụ tải loại I của phân xưởng chỉ chiếm khoảng 80%, do đó lấy Sttsc = 0,8 x 1205,7 = 945 (kVA). SdmB ³ = = 675 (kVA). Trạm đặt 2 máy biến áp 2 cuộn dây kí hiệu 800- 10/0,4 có công suất định mức 800 kVA sản xuất (ABB) tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ là hợp lý. Trạm biến áp phân xưởng B3: cấp điện cho phân xưởng lắp ráp số 1 và bộ phận hành chính,quản lí và bộ phận KCS,nhà kho , trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song. (kVA). Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 400 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: vì các thiết bị thuộc phụ tải loại I của phân xưởng lắp ráp chỉ chiếm khoảng 70%, phân xưởng sữa chữa cơ khí là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện do đó lấy Sttsc = 0,7 x 703=492.1 (kVA). SdmB ³ = = 353 (kVA). Trạm B3 đặt 2 máy biến áp kí hiệu 400- 10/0,4 có công suất định mức 400 kVA(ABB) sản xuất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ là hợp lý. - Trạm biến áp phân xưởng B4: phân xưỡng lắp ráp số 2,trạm đặt 2 máy biến áp . (kVA). Vì đây là những phụ tải loại III nên không cần kiểm tra theo điều kiện quá tải. Trạm đặt 2 máy biến áp 800 kVA kí hiệu 800- 10/0,4 sản xuất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ. - Trạm biến áp phân xưởng B5: cấp điện cho phòng thí nghiệm trung tâm và phòng chế thử và khu nhà xe,trạm bơm,PX sữa chữa cơ khí, trạm đặt 2 máy biến áp do đây chỉ là hộ phụ tải loại III. (kVA). Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sdm = 500 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: vì các thiết bị thuộc phụ tải loại II của phân xưởng lắp ráp chỉ chiếm khoảng 60%, phân xưởng sữa chữa cơ khí là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện do đó lấy Sttsc = 0,6 x 762,82=457 (kVA). SdmB ³ = = 326,6 (kVA). Trạm B5 đặt 2 máy biến áp kí hiệu 500- 10/0,4 có công suất định mức 500 kVA(ABB) sản xuất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ là hợp lý. Kết quả tính chọn máy biến áp của phương án 2 được cho trong bảng : Kí hiệu Tên phân xưỡng Stt (kVA) Số máy SđmB (kVA) Tên trạm 1 Phân xưởng cơ khí 1059 2 800 B1 2 Phân xưởng dập 1205,7 2 800 B2 3 PX lắp ráp số 1 454,6 2 400 B3 9 Bộ phận HC&quản lí 47,26 10 Bộphận KCS&nhà kho 201,32 4 PX lắp ráp số 2 708,1 2 800 B4 5 PX sửa chữa cơ khí 161 2 500 B5 6 Phòng TN Trung tâm 164 7 Phõn xưỡng chế thử 255,8 8 Trạm bơm 145,85 11 Khu nhà xe 36,17 3.5.3. Xác định vị trí các trạm biến áp. a. Trạm biến áp trung tâm: Trạm biến áp trung tâm nhận điện từ trạm biến áp trung gian (BATG) hay đường dây của hệ thống có điện áp 110 kV biến đổi xuống điện áp 10 kVcung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. - Vị trí xây dựng trạm được chọn theo nguyên tắc chung sau: + Gần tâm phụ tải điện M0 (3,12;3,15)(với tỉ lệ 1:2000). + Thuận lợi cho giao thông đi lại và mỹ quan Trạm biến áp đặt vào tâm phụ tải điện, 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 đảm bảo hơn. Vậy ta chọn xây dựng trạm biến áp trung tâm gần phân xưởng dập (ký hiệu số 2 trên mặt bằng ) b. Trạm biến áp phân xưởng: - Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xí nghiệp 10kv xuống điện áp phân xưởng 0,4kv cung cấp cho các phụ tải động lực và chiếu sáng của phân xưởng. - Vị trí các trạm phân xưởng cũng đặt ở gần tâm phụ tải phân xưởng, không ảnh hưởng tới quá trình sản xuất, thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa . + Trạm đặt trong phân xưởng: giảm được tổn thất, chi phí xây dựng, tăng tuổi thọ thiết bị, nhưng khó khăn trong vấn đề chống cháy nổ . + Trạm đặt ngoài phân xưởng: tổn thất cao, chi phí xây dựng lớn, dễ dàng chống cháy nổ. + Trạm đặt kề phân xưởng: tổn thất và chi phí xây dựng không cao, vấn đề phòng cháy nổ cũng dễ dàng Trong đồ án này ta chọn phương án trạm biến áp được chọn xây dựng kề phân xưởng. - Để lựa chọn được vị trí các trạm biến áp phân xưởng cần xác định tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp từ các trạm biến áp đó. * Xác định vị trí đặt trạm biến áp B5 ( phương án 1) cung cấp điện cho phân xưởng sữa chữa cơ khí,trạm bơm: . . Căn cứ vào vị trí các phân xưởng ta đặt trạm biến áp B5 ở vị trí (3,5;4,9). Đối với các trạm biến áp phân xưởng khác, tính toán tương tự ta xác định được vị trí phù hợp cho các trạm biến áp phân xưởng trong phạm vi nhà máy. Vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng được cho trong bảng sau Phương án Tên trạm Vị trí đặt xoi yoi Phương án 1 B1 4.5 11 B2 5.5 8 B3 4.2 6.5 B4 7.5 6 B5 9 10 B6 11 7 Phương án 2 B1 4.5 11 B2 5.5 8 B3 4.5 3.5 B4 8 7 B5 12 8 3.5.4. Các phương án đi dây mạng cao áp của xí nghiệp: - Trạm biến áp trung tâm của xí nghiệp sẽ được lấy điện từ hệ thống bằng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép. - Để đảm bảo an toàn, đảm bảo không gian và mỹ quan cho xí nghiệp mạng cao áp được dùng cáp ngầm. Từ trạm BATT đến các trạm biến áp phân xưởng B1; B2; B3 ; B4 ;B6; dùng cáp lộ kép, đến trạm B5 dùng cáp lộ đơn. Căn cứ vào mặt bằng nhà máy và vị trí các trạm biến áp phân xưởng và trạm biến áp trung tâm trên mặt bằng ta chọn phương án các trạm biến áp phân xưởng lấy điện trực tiếp từ trạm biến áp trung tâm. Đường dây cấp điện từ hệ thống về trạm BATT của xí nghiệp bằng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép.Đối với nhà máy cơ khí hạng trung tra bảng với dây dẫn AC và Tmax= 4200h được Jkt =1,1(A/mm2) Ta có Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 50 mm2, ký hiệu AC-50 có Icp =220 (A) - Kiểm tra sự cố khi đứt một dây : Isc = 2.Itt Icp > Ittsc = 105,24 (A). Dây dẫn chọn thoả mãn. Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp, vì tiết diện dây đã chọn vượt cấp cho sự gia tăng của phụ tải trong tương lai, nên không cần kiểm tra theo DU. 3.5.5. Tính toán kinh tế - kỹ thuật cho các phương án: Sau đây lần lượt tính toán kinh tế kỹ thuật cho 2 phương án. Mục đích tính toán của phần này là so sánh tương đối giữa 2 phương án cấp điện, chỉ cần tính toán so sánh phần khác nhau giữa 2 phương án. Dự định dùng cáp XLPE lõi đồng bọc thép do hãng FURUKAWA của Nhật Bản, có các thông số kỹ thuật cho trong phụ lục. a.Phương án 1 Hình1 : Sơ đồ phương án 1 Phương án sử dụng 6 trạm biến áp phân xưởng,các trạm biến áp lấy điện trực tiếp từ máy biến áp trung tâm cáp từ trạm BATT đến các trạm biến áp phân xưởng được dùng cáp đồng 10 kV, 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC của hãng FURUKAWA. 1.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp: * Chọn máy biến áp phân xưởng; Trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở phần trên , ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến như sau Tên TBA Sdm (kVA) Uc/Uh P0 (kW) Pn (kW) Un(%) Số máy Trọng lượng(Kg) Kích thước,mm Dài-rộng-cao B1 800 10/0,4 1,4 10,55 5,5 2 2420 1770-1075-1695 B2 800 10/0,4 1,4 10,55 5,5 2 2420 1770-1075-1695 B3 400 10/0,4 0,84 5,75 4,5 2 1440 1620-1055-1500 B4 500 10/0,4 1,0 7,0 4,5 2 1695 1535-930-1625 B5 160 10/0,4 1,7 4,0 4 2 1320 1400-800-1500 B6 500 10/0,4 1,0 7,0 4,5 1 1695 1535-930-1625 - Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp phân xưởng. Tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp được tính theo công thức: (kWh). Trong đó: n- Số máy biến áp làm việc song song. t- thời gian máy biến áp vận hành, với mày biến áp vận hành suốt năm t = 8760h. - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Đối với nhà máy cơ khí hạng trung, thời gian làm việc 2 ca ta có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4200h. Tra bảng PL với Tmax = 4200h và cosj = 0,7 ta tìm được = 3100h. PO , PN- tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA. Stt- Công suất tính toán của TBA. SdmB- Công suất định mức của TBA. Tính cho trạm B1: Stt= 1059 kVA; SdmB = 800 kVA; Po= 1,4 kW; PN= 10,55 kW. Ta có: (kWh). = 2.1,4.8760 +.10,55..3100 = 53182,7 (kWh). Các TBA khác cũng tính toán tương tự, kết quả cho trong bảng .. Tên trạm Số máy Stt (kVA) Sdm (kVA) Po, (KW) PN (kW) A (kWh) B1 2 1059 800 1.4 10,55 53182.72 B2 2 1205.7 800 1.4 10.55 61671.49 B3 2 703.2 400 0.84 5.75 42261.45 B4 2 909.32 500 1.0 7.0 53405.85 B5 2 306.85 160 1.7 4.0 52587.63 B6 1 248.6 500 1.0 7.0 14124.41 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp AB = 23740kWh 2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện: Đối với nhà máy cơ khí hạng trung làm việc 2 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4200h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng được Jkt= 3,1 A/mm2. - Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B1: (A). (mm2). Chọn cáp có tiết diện F =10 mm2, ký hiệu XLPE (3x10) có Icp=87 (A). + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93. Icp ³ 2. Itt ta có 0,93. 87 = 80,91³ 2. 30,57=61,14. Vậy chọn cáp 2XPLE(3x10). - Chọn cáp từ TBAT về B2: (A). (mm2). Chọn cáp có tiết diện F =10 mm2, ký hiệu XLPE (3x10) có Icp=87 (A). + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93. Icp ³ 2. Itt ta có 0,93. 87 = 80,91³ 2. 34,8= 69,6. Vậy chọn cáp 2XPLE(3x10). - Chọn cáp từ TBATT về B3 (A). (mm2). Chọn cáp có tiết diện F =10 mm2, ký hiệu XPLE (3x10) có Icp=87 (A). + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93. Icp ³ 2. Itt ta có 0,93. 87 = 80,91³ 2. 21,29 = 42.58 Vậy chọn cáp 2XPLE(3x10). - Chọn cáp từ TBATT về B4: (A). (mm2). Chọn cáp có tiết diện F =10 mm2, ký hiệu XLPE (3x10) có Icp=87(A). + Kiểm tra điều kiện phát nóng : 0,93. Icp ³ 2. Itt ta có 0,93. 87 = 80,91³ 2. 26.25 = 53 Vậy chọn cáp 2XPLE(3x10). Chọn cáp từ TBATT về B5: (A). (mm2). Chọn cáp vượt cấp có tiết diện F =10 mm2, ký hiệu XLPE (3x10) có Icp=87 (A). Vậy chọn cáp 2XPLE(3x10). Chọn cáp từ TBATT về B6: (A). (mm2). Chọn cáp vượt cấp 2XPLE (3x10) có tiết diện 10 mm2 nên không phải kiểm tra theo điều kiện phát nóng. * Chọn cáp hạ áp - Chọn cáp từ trạm biến áp B3 đến bộ phận HC và quản lí Bộ phận HC và quản lí là hộ tiêu thụ loại III nên dùng cáp đơn để cung cấp điện. (A). Tra bảng cáp đồng hạ áp(PVC,do LENS chế tạo) ta thấy chỉ có loại cáp 1 lõi kí hiệu 1x35 có Icp = 126 (A) là thoả mãn. - Chọn cáp từ trạm biến áp B4 về Bộ phận KCS và nhà kho. Đây là hộ tiêu thụ được xếp vào loại III nên dùng cáp đơn để cung cấp điện. (A). Tra bảng cáp đồng hạ áp ta tìm được loại cáp có kí hiệu 1x300 có Icp= 508(A) là thỏa mãn.(trang 246 sổ tay CCĐ) - Chọn cáp từ trạm biến áp B5 về Trạm bơm là hộ tiêu thụ loại II : (A). Tra bảng cáp hạ áp PL trang tìm được cáp kí hiệu 3x150+70 có Icp = 304(A). Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng thấy cáp thỏa mãn. - Chọn cáp từ trạm biến áp B6 về Phòng thí nghiệm trung tâm. Đây là hộ tiêu thụ được xếp vào loại III nên dùng cáp đơn để cung cấp điện. (A). Tra bảng cáp đồng hạ áp ta tìm được loại cáp có kí hiệu 1x300 có Icp= 508(A) là thỏa mãn.(trang 246 sổ tay CCĐ) - Chọn cáp từ trạm biến áp B6 về Phân xưỡng chế thử, Đây là hộ tiêu thụ được xếp vào loại III nên dùng cáp đơn để cung cấp điện. (A). Tra bảng cáp đồng hạ áp ta tìm được loại cáp có kí hiệu 1x400 có Icp= 663(A) là thỏa mãn.(trang 247 sổ tay CCĐ) - Chọn cáp từ trạm biến áp B4 về khu nhà xe. Đây là hộ tiêu thụ được xếp vào loại III nên dùng cáp đơn để cung cấp điện. (A). Tra bảng cáp đồng hạ áp ta tìm được loại cáp có kí hiệu 1x35 có Icp= 101(A) là thỏa mãn.(trang 246 sổ tay CCĐ) Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 1: Đường cáp F (mm2) L (m) Ro (W/km) R (W) TBATT- B1 3*10 80 2.23 0.201 TBATT- B2 3*10 30 2.23 0.035 TBATT- B3 3*10 40 2.23 0.151 TBATT- B4 3*10 40 2.23 0.160 TBATT- B5 3*10 70 2.23 0.195 TBATT- B6 3*10 90 2.23 0.190 B3-9 1x35 60 0.868 0.012 B4-10 1x300 25 0.1 0.010 B5-8 3x150+70 100 0,333 0.011 B6-6 1x300 25 0.1 0.010 B6-7 1x400 20 0.0778 0.008 B6-11 1x35 20 0.868 0.04 ( R : Điện trở tác dụng ( W ) : (W) ) - Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây. Tổn thất công suất trên các đường dây được tính theo các công thức: (KW) Trong đó : + Sttpx : Công suất truyền tải (kVA) + Udm : Điện áp truyền tải (kV) -Tổn thất trên đoạn cáp từ trạm BATT đến trạm B1: cáp có r0 = 2,23 W/km, L=150m đ R = .2,23 . 0,18 = 0,201 (W) (kW). - Tính tương tự cho các tuyến cáp khác, kết quả ghi trong bảng sau Đường cáp F (mm2) L (m) R0 (W/km) R (W) Stt (kVA) DP (Kw) TBATT- B1 3*10 80 2.23 0.201 1059 2.254 TBATT- B2 3*10 30 2.23 0.035 1205.7 0.508 TBATT- B3 3*10 40 2.23 0.151 703.32 0.746 TBATT- B4 3*10 40 2.23 0.160 909 1.322 TBATT- B5 3*10 70 2.23 0.195 306.85 0.183 TBATT- B6 3*10 90 2.23 0.190 248,6 0.117 B3-9 1x35 60 0.868 0.012 47.26 0.001 B4-10 1x300 25 0.1 0.010 201.32 0.002 B5-8 3x150+70 100 0,333 0.011 145.85 0.002 B6-6 1x300 25 0.1 0.010 164 0.006 B6-7 1x400 20 0.0778 0.008 255.8 0.001 B6-11 1x35 20 0.868 0.04 36.17 0.005 Tổng tổn thất công suất trên đường dây dẫn PD = 5.148 kW - Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây: Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: DA2 =PồD . t (kWh). Trong đó: t - thời gian tổn thất công suất lớn nhất, đã tra bảng t = 3100h. DA2 =PồD . t = 5.148x 3100 = 1596(kWh). b. Phương án 2: Hình : Sơ đồ phương án 2 Phương án sử dụng 5 trạm biến áp phân xưởng, các trạm biến áp lấy điện trực tiếp từ máy biến áp trung tâm. Cáp từ trạm BATT đến các trạm biến áp phân xưởng được dùng cáp đồng 6,6 kV, 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC của hãng FURUKAWA. 1.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp. * Chọn máy biến áp trong các trạm biến áp: Trên cơ sở đã chọn công suất của các máy ở phần trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp Tên TBA Sdm (kVA) Uc/Uh P0 (kW) Pn (kW) Un(%) Số máy Trọng lượng Kích thước B1 800 10/0.4 1.4 10.55 5.5 2 2420 1770-1075-1695 B2 800 10/0.4 1.4 10.55 5.5 2 2420 1770-1075-1695 B3 400 10/0,4 0,84 5,75 4,5 2 1440 1620-1055-1500 B4 800 10/0.4 1.4 10.55 5.5 2 2420 1770-1075-1695 B5 500 10/0.4 1.0 7.0 4.5 2 1695 1535-930-1625 - Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp: Tương tự như phương án 1, tổn thất điện năng trong các trạm biến áp được tính theo công thức sau: (kWh). Kết qủa tính cho trong bảng sau: Tên trạm Số máy Stt (kVA) Sdm (kVA) Po, (KW) PN (kW) A (kWh) B1 2 1059 800 1.4 10.55 53182.72 B2 2 1205.7 800 1.4 10.55 61671.49 B3 2 703.2 400 0,84 5,75 42261.45 37340.03 B4 2 708.1248.58 800 1.4 10.55 37340.03 B5 1 762.82 500 1.0 7.0 59268.43 Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp AB =253724.1kWh. 2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. Tương tự như phương án I, từ trạm biến áp trung tâm về các trạm biến áp phân xưởng cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt. Sử dụng cáp lõi đồng với T max = 4200h ta có jkt = 3,1A/mm2 Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt= (mm2) Các cáp từ BATT đến các trạm biến áp phân xưởng là cáp lộ kép nên: Imax = (A). Tính toán tương tự như phương án I, kết quả chọn cáp được cho trong bảng. - Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây. Tổn thất công suất trên các đường dây được tính theo các công thức: (KW) với R : Điện trở tác dụng ( W ) : (W). Trong đó : + Sttpx : Công suất truyền tải (kVA) + Udm : Điện áp truyền tải (kV) đường cáp F (mm2) L (m) Ro (W/km) R (W) Stt (kVA) DP (Kw) TBATT- B1 3*10 80 2.23 0.256 1059 2.871 TBATT- B2 3*10 30 2.23 0.033 1205.7 0.479 TBATT- B3 3*10 30 2.23 0.145 703.2 0.717 TBATT- B4 3*10 20 2.23 0.178 708.1 0.892 TBATT- B5 3*10 80 2.23 0.195 762.82 1.134 B3-3 1x400 25 0.077 0.008 454.6 0.016 B3-9 1x35 20 0.868 0.012 47.26 0.001 B3-10 1x300 30 0.1 0.010 201.32 0.004 B5-5 1x300 30 0.1 0.01 161 0.003 B5-6 1x300 30 0.1 0.01 164 0.003 B5-7 1x400 20 0.0778 0.008 255.8 0.005 B5-8 3x150+70 10 0.333 0.011 145.85 0.002 B5-11 1x35 20 0.868 0.04 36.17 0.001 Tổng tổn thất công suất trên đường dây dẫn PD = 6.129 kW Nhận xét: Từ những kết quả tính toán cho thấy phương án 1 có hàm chi phí là nhỏ nhất. Vậy ta sẽ chọn phương án 1 làm phương án thiết kế. 3.6 Tính toán ngắn mạch 3.6.1. Mục đích tính ngắn mạch : - Mục đích tính ngắn mạch là để kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn được chọn khi có ngắn mạch trong hệ thống. . - Do tính toán để chọn thiết bị không đòi hỏi độ chính xác cao nên có thể dùng những phương pháp gần đúng và ta có số giả thiết sau: + Cho phép tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn vì không biết cấu trúc của hệ thống. + Khi lập sơ đồ tính toán ta bỏ qua những phần tử mà dòng ngắn mạch không chạy qua và các phần tử có điện kháng không ảnh hưởng đáng kể như máy cắt, dao cách ly, aptomat,... + Mạng cao áp có thể tính hoặc không tính đến điện trở tác dụng. Các hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điện quốc gia, mạng điện tính toán là mạng điện hở, một nguồn cung cấp cho phép ta tính toán ngắn mạch đơn giản trực tiếp trong hệ thống có tên. + Mạng hạ áp thì điện trở tác dụng có ảnh hưởng đáng kể tới giá trị dòng ngắn mạch, nếu bỏ qua trong tính toán sẽ phải sai số lớn dẫn đến chọn thiết bị không chính xác. 3.6.2. Chọn điểm tính ngắn mạch và tính toán các thông số của sơ đồ. A,Chọn điểm tính ngắn mạch: - Để chọn khí cụ điện cho cấp 35kV, ta cần tính cho điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái trạm biến áp trung tâm 35/10 kV để kiểm tra máy cắt và thanh góp ở đây ta lấy SN = Scắt của máy cắt đầu nguồn. - Để chọn khí cụ điện cho cấp 10 kV : + Phía hạ áp của trạm biến áp trung tâm, cần tính điểm ngắn mạch N2 tại thanh cái 10 kV của trạm để kiểm tra máy cắt, thanh góp. + Phía cao áp trạm biến áp phân xưởng, cần tính cho điểm ngắn mạch N3 để chọn và kiểm tra cáp, tủ cao áp các trạm. - Cần tính điểm N4 trên thanh cái 0,4kV để kiểm tra tủ hạ áp tổng của trạm. B. Tính toán các thông số của sơ đồ: BATG MC ĐDK MC Cáp DCL CC N1 N4 N3 N2 - Sơ đồ nguyên lý . BAPX BATT HT XHT ZD ZBATT ZBAPX ZC N1 N2 N3 N4 - Sơ đồ thay thế . Tính điện kháng hệ thống: SN : Công suất ngắn mạch của MC đầu đường dây trên không (ĐDK), SN = Scắt = . Uđm . Iđm. Máy cắt đầu đường dây trên không là loại SF6, ký hiệu 8DB10 có Uđm=36kv, Iđm = 2500 Am Icđm = 31,5 kA. đ Đường dây trên không Loại AC -50 có r0 = 0,65 W/km; x0 = 0,392 W/km; l = 2.3km. đ RD = r0 . l/2 = 0,65 x1.15 = 0.7475 (W) XD = x0 . l/2 = 0,392 x1.15 = 0.45 (W) Máy BATT: Loại TMH có Sđm = 5600 kVA, UC = 35 kV; DPN = 57 kW; UN% = 7,5. Tính RBATT và XBATT quy đổi về phía 10 kV. đ Các đường cáp 10 kV: Các đường cáp từ BATT đến trạm biến áp phân xưỡng, kết quả ghi trong bảng B sau: Đường cáp F, (mm2) L (m) Ro (W/km) X0 (W/km) R (W) XC (W) BATT-B1 10 80 2.23 0,117 0.201 0,013 BATT-B2 10 30 2.23 0,117 0.035 0,002 BATT-B3 10 40 2.23 0,117 0.151 0,008 BATT-B4 10 40 2.23 0,117 0.160 0,094 BATT-B5 10 70 2.23 0,127 0.195 0,022 BATT-B6 10 90 2.23 0,127 0.190 0,022 Trạm biến áp phân xưởng : Các trạm BAPX ta chọn loại MBA 2 cuộn dây do Việt Nam sản xuất, không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. - Các máy BAPX khác được tính tương tự, kết quả ghi trong bảng sau Bảng : Máy biến áp Sđm (KVA) DPN (kw) UN% RB( W) XB (W) B1 800 10.55 5.5 0.201 0.0275 B2 800 10.55 5.5 0.035 0.0275 B3 400 5.75 4.5 0.151 0.045 B4 500 7.0 4.5 0.160 0.036 B5 160 4.0 4 0.195 0.1 B6 500 7.0 4.5 0.190 0.036 C. Tính toán dòng ngắn mạch: Ngắn mạch tại điểm N1 : HT XHT ZD N1 - Sơ đồ thay thế Ta có : ixk1 = SN1 = Tính tương tự cho các đường cáp khác, kết quả được ghi trong bảng sau. Bảng : Đường cáp R3 (W) x3 (W) IN3 (kA) ixk3 (kA) BATT-B1 0.0275 0,545 10.4 26.47 BATT-B2 0.0275 0,534 11.2 28.51 BATT-B3 0.045 0,54 12.3 31.31 BATT-B4 0.036 0,626 9.7 24.69 BATT-B5 0.1 0,554 8.9 22.65 BATT-B6 0.036 0,554 13.2 33.61 Ngắn mạch tại N4: HT XHT ZBT N4 ZD ZC ZBX - Sơ đồ thay thế ixk4 = Tính tương tự cho các tuyến còn lại ta có bảng sau: Bảng : Đường cáp R4 (W) X4 (W) IN4 (kA) ixk4 (kA) BATT-B1 5,81.10-3 0,018 12,2 31,0 BATT-B2 5,29. 10-3 0,018 12,3 31,3 BATT-B3 5,56.10-3 0,018 12,2 31,0 BATT-B4 5,64.10-3 0,018 12,2 31,0 BATT-B5 6,65.10-3 0,018 12,0 30,5 BATT-B6 6,65.10-3 0,018 12,0 30,5 D. Chọn và kiểm tra thiết bị: D.1. Chọn và kiểm tra máy cắt . Điều kiện chọn và kiểm tra: - Điện áp định mức, kv : UđmMC ³ Uđm.m - Dòng điện lâu dài định mức, A : Iđm.MC ³ Icb - Dòng điện cắt định mức, kA : Iđm.cắt ³ IN - Dòng ổn định động, kA : Iđm.đ ³ ixk - Dòng ổn định nhiệt : tđm.nh³ IƠ * Chọn máy cắt đường dây trên không 35kV: - Chọn máy cắt SF6 loại 8DB10 do SIEMENS chế tạo có bảng thông số sau: Loại Uđm (kv) Iđm (A) Iđm.C (kA) iđ (kA) 8DB10 35 2500 31,5 80 - Kiểm tra: Iđm.MC ³ Icb = = 105.24(kA). Iđm.cắt ³ IN = 9 (KA) iđm.đ ³ ixk = 22,9 (kA) Máy cắt có dòng định mức Iđm > 1000A do đó không phải kiểm tra dòng ổn định nhiệt. * Chọn máy cắt hợp bộ 10kV : - Các máy cắt nối vào thanh cái 10kV chọn cùng một loại 3AF 154-4, do ABB chế tạo có bảng thông số sau(trang 307 TKCĐ): Loại Uđm (kV) Iđm (A) Iđm.C, 2s kA iđ (kA) áp chịu đựng xung sét(kV) áp ở tần số công nghiệp(kV) 3AF154-4 12 1250 25 63 75 28 Kiểm tra : Iđm.MC ³ Icb = = 344,5 (A) Iđm.cắt ³ IN = 7 (kA) iđm.đ ³ ixk = 17,8 (KA) 3.6.3 Chọn và kiểm tra dao cách li cấp 35 kV: Điều kiện chọn và kiểm tra: - Điện áp định mức, kV : UđmDCL ³ Uđm.m - Dòng điện lâu dài định mức, A : Iđm.DCL ³ Icb - Dòng ổn định động, kA : iđm.đ ³ ixk - Dòng ổn định nhiệt, kA : tđm.nh.I2 đm.nh ³ tqđ.I2Ơ Chọn dao cách li đặt ngoài trời, lưỡi dao quay trong mặt phẳng nằm ngang loại 3DC do SIEMENS chế tạo: Loại Uđm (kv) Iđm (A) INt (kA) IN max (kA) 3DC 36 1000 50 80 Kiểm tra: UđmDCL ³ Uđm.m = 35 kV Iđm.DCL ³ Icb = = 59 (A). IN max ³ ixk = 22,9 (kA) 3.6.4. Chọn tủ cao áp trọn bộ cấp 10 kV: - Chọn tủ cao áp trọn bộ, có dao cách ly 3 vị trí, cách điện bằng máy cắt do ABB chế tạo: Loại tủ Uđm( kV) Iđm(A) INt (kA) IN max (kA) Thiết bị 3AF 154-4 12 200 25 25 Dao cắt phụ tải Chọn và kiểm tra Aptomat . - Với trạm 2 MBA ta đặt 2 tủ aptomat tổng, 2 tủ aptomat nhánh và 1 tủ aptomat phân đoạn. - Với trạm 1MBA ta đặt 1 tủ aptomat tổng và 1 tủ aptomat nhánh. - Mỗi tủ aptomat nhánh đặt 2 aptomat. Aptomat được chọn theo dòng làm việc lâu dài: - Với aptomat tổng sau máy biến áp, để dự trữ có thể chọn theo dòng định mức của MBA. - Aptomat phải được kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch : ICắt đm ³ IN Dòng qua các aptomat: - Dòng lớn nhất qua aptomat tổng, MBA 800 kVA Bảng: TBA Loại Số cực Uđm(V) Iđm(A) Icắt(KA) B1 (2x800 KVA) C10001N 3-4 690 1250 25 B2 (2x800 KVA) C10001N 3-4 690 1250 25 B3 (2x400 KVA) C10001N 3-4 690 1250 25 B4 (2x500 KVA) C10001N 3-4 690 1250 25 B5 (1x160KVA) C10001N 3-4 690 1250 25 B6 (1x500KVA) C10001N 3-4 690 1250 25 3.6.5. Chọn máy biến dòng điện BI BI được chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức Udm.BI Udm.m=35 kV. Dòng sơ cấp định mức Idm.BI (A). - Chọn biến dòng do SIEMENS chế tạo loại 4MA72 có thông số kỹ thuật cho ở bảng sau. Ký hiệu Uđm (KV) Uchịu đựng (KV) Uchịu áp xung (KV) I1 đm (A) I2.đm (A) Iôđ.động (kA) 4MA72 12 28 75 20 - 2500 1 hoặc 5 120 3.6.6. Chọn máy biến điện áp BU BU được chọn theo điều kiện : Điện áp định mức Udm.BU Udm.m=35 kV - Chọn máy biến điện áp 3 pha 5 trụ do Liên Xô chế tạo loại HTM-10 có các thông số kỹ thuật sau: Loại Uđm, V Công suất định mức theo cấp chính xác VA Sđm VA Sơ cấp Thứ cấp 0,5 1 3 HTM-10 10000 100 120 120 200 1200 Chọn và kiểm tra cầu chì cao áp Cầu chì cấp điện áp 10 kV được chọn là cầu chì có các số liệu sau: Điện áp định mức: Udm.CC Udm.m= 10 kV. Dòng điện định mức: Idm.CC Ilvmax (A) Dòng điện cắt định mức Idm.cắt IN4 = 60 (A) Loại Uđm (KV) Iđm(A) Icắt (KA) Icắt Nmin (A) 3GD1 116-2B 12 80 80 350 3.7. Sơ đồ nguyên lý và thuyết minh vận hành của phương án tối ưu: 3.7.1. Sơ đồ nguyên lý : Tủ cao áp CD - CC MBA 10/0,4KV Tủ Aptomat tổng Tủ Aptomat nhánh Hình : Sơ đồ nối trạm biến áp phân xưởng đặt 1 MBA Tủ cao áp Máy biến áp 10/0,4KV Tủ aptômát tổng Tủ aptômát nhánh Tủ A phân đoạn Tủ áptômát Tủ aptômát tổng Máy biến áp 10/0,4KV Tủ cao áp 3.7.2. Các thiết bị và nguyên tắc vận hành: a. Các thiết bị: - Đường dây trên không 35kv dùng dây AC-95, có đặt máy cắt loại SF6. - Phía cao áp của trạm BATT đặt máy cắt SF6 và đầu vào trạm đặt chống sét van. - Phía hạ áp (10kV) của trạm BATT sử dụng hệ thống một thanh góp gồm hai phân đoạn, chúng được liên hệ với nhau bằng máy cắt liên lạc (MCLL). + Các máy cắt cấp 10kv được sử dụng máy cắt hợp bộ. + Trên mỗi phân đoạn ta đặt các biến điện áp 3 pha 5 trụ ( BU ). - Phía cao áp (10KV) trạm biến áp phân xưởng dùng tủ cầu dao- cầu chì trọn bộ. - Phía hạ áp (0,4Kv) của trạm BAPX đặt Aptomat tổng (AT) và các Aptomat nhánh, trạm 2 MBA ta đặt thêm Aptomat liên lạc (ATLL). b. Nguyên tắc vận hành: - Bình thường các MCLL, ATLL luôn mở, các máy biến áp làm việc độc lập với nhau (vận hành hở). - Khi một trong hai MBA bị sự cố hay được đưa ra sửa chữa thì các MC (CD-CC) phía cao áp và MC (AT) hạ áp sẽ cắt ra và MCLL (ATLL) sẽ được đóng lại để liên thông giữa hai phân đoạn - Khi sự cố hay sửa chữa thanh cái của phân đoạn nào thì các MC nối với phân đoạn đó được cắt ra. Bảng thông số kỹ thuật các máy biến áp phân xưởng : So sánh các chỉ tiêu ta chọn phương án 1(6 trạm biến áp). Tên TBA Sdm (kVA) Uc/Uh P0 (kW) Pn (kW) Un(%) Số máy Trọng lượng(Kg) Kích thước,mm Dài-rộng-cao B1 800 10/0,4 1,4 10,55 5,5 2 2420 1770-1075-1695 B2 800 10/0,4 1,4 10,55 5,5 2 2420 1770-1075-1695 B3 400 10/0,4 0,84 5,75 4,5 2 1440 1620-1055-1500 B4 400 10/0,4 0,84 5,75 4,5 2 1440 1620-1055-1500 B5 500 10/0,4 1,0 7,0 4,5 1 1695 1535-930-1625 B6 315 10/0,4 0,72 4,85 4,5 1 1270 1380-865-1525 ChươngIV: Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Thiết bị của phân xưởng cơ khí được chia làm 6 nhóm. Công suất tính toán của phân xưởng là 161( kVA), trong đó có sử dụng cho hệ thống chiếu sáng. Để cấp điện cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp. Điện năng từ trạm biến áp B5 được đưa về tủ phân phối của phân xưởng. Trong tủ phân phối đặt 1 áptômát tổng và 7 áptômát nhánh cấp điện cho 6 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng . Từ tủ phân phối đến các tủ động lực và chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lý và vận hành. Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, các phụ tải có công suất lớn và quan trọng được nhận điện trực tiếp từ thanh cái của tủ, các phụ tải bé và ít quan trọng hơn sẽ được thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông (xích). Để dễ dàng thao tác và tăng độ tin cậy cung cấp điện, tại các đầu vào và ra của tủ đều đặt các áptômát làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng. Tuy nhiên giá thành của tủ sẽ đắt hơn khi dùng cầu dao và cầu chì, song đây cũng là xu hướng thiết kế cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại. IV.1. Chọn thiết bị cho tủ phân phối và tủ động lực. IV.1.1. Chọn thiết bị cho tủ phân phối. -Tủ phân phối của phân xưởng được lắp đặt một Aptomat tổng và 7 Aptomat nhánh, chọn loại tủ có ,một mặt thao tác do hãng SAREN của Pháp chế tạo . AT A1 A7 Chọn Aptomat tổng : Chọn theo dòng làm việc lâu dài IdmAT Ilvmax = = = 232.38 (A) Do đó chọn Aptomat tổng do hãng Merlin Grin chế tạo loại NS400N có dòng làm việc định mức là 400A. Chọn Aptomat cho nhánh 1: IdmA Ilvmax = = = 83.89(A) Do đó chọn Aptomat do hãng Merlin Gerin chế tạo loại NS100N có Iđm = 100(A). - Các nhánh còn lại chọn tương tự, kết quả cho trong bảng Bảng thông số kỹ thuật của các Aptomat. Bảng B3-1: Loại Số cực Uđm (V) Iđm(A) IN (KA) Aptomát tổng NS400N 3-4 690 400 10 PPTT- ĐL1 NS100N 2-3-4 690 100 8 PPTT- ĐL2 NS100N 2-3-4 690 100 8 PPTT- ĐL3 NS100N 2-3-4 690 100 8 PPTT- ĐL4 NS100N 2-3-4 690 100 8 PPTT- ĐL5 NS100N 2-3-4 690 100 8 PPTT- ĐL6 NS100N 2-3-4 690 100 8 IV.1.2. Chọn thiết bị cho tủ động lực. CDT CCT C1 CC8 - Chọn tủ động lực đầu vào có đặt cầu dao, cầu chì và 8 đầu ra, tủ có một mặt thao tác do SIEMEN chế tạo. - Chọn cầu chì cho phụ tải không phải động cơ. Idc Ilvmax - Chọn cầu chì cho phụ tải động cơ: +Cầu chì nhánh cấp điện cho một động cơ chọn theo 2 điều kiện: Idc IđmD Idc +Cầu chì nhánh cấp điện cho 2 hoặc 3 động cơ, chọn theo 2 điều kiện: Idc IđmD Idc + Cầu chì tổng(CCT) cấp điện cho cả nhóm động cơ, chọn theo 3 điều kiện: * Idc Ittnh * Idc Điều kiện chọn lọc, Idc của cầu chì phải lớn hơn ít nhất 2 cấp so với Idc của cầu chì nhánh lớn nhất. Trong đó: Ittnh : dòng tính toán của nhóm phụ tải Idc : dòng chảy của cầu chì IdmD: dòng định mức của động cơ. Kmm: hệ số mở máy ( đối với động cơ không đồng bộ thì Kmm = 5á7). Immmax: dòng mở máy lớn nhất. Ksd : hệ số sử dụng. : hệ số tính toán, phụ thuộc đặc điểm của mạng( các máy công cụ coi khởi động không tải lấy = 2,5). a/ Chọn cầu chì cho TĐL1(nhóm 1). -Cầu chì bảo vệ máy bào giường 1 trụ 10 kW Idc IđmD =26.31 (A) Idc = 52.62(A). chọn Idc =60 (A). -Cầu chì bảo vệ máy bào ngang 7,0 kW Idc IđmD =18.42(A) Idc = 36.84 (A). chọn Idc = 40 (A). -Cầu chì bảo vệ máy phay chép hình 5.62 kW Idc IđmD = 14.78 (A) Idc = 29.56 (A). chọn Idc =30 (A). -Cầu chì bảo vệ máy phay vạn năng 4,5 kW Idc IđmD = 11.84 (A) Idc = 23.68 (A). chọn Idc = 30 (A). Cầu chì bảo vệ máy phay chep hình 4 có 3.0 kW Idc IđmD = 7.89 (A) Idc = 15.78 (A). chọn Idc = 20 (A). - Cầu chì tổng của TĐL1 Idc Ittnh = 116.08 (A) Idc = 96.4 (A). để đảm bảo tính chọn lọc, ta chọn Idc = 160 (A). b/ Chọn cầu chì cho các TĐL khác. Làm một cách tương tự ta có kết quả cho trong bảng cuối cùng. IV.2. Chọn cáp cho mạng phân xưởng. Mỗi dây dẫn được lựa chọn thì cùng một lúc phải thoả mãn 6 điều kiện sau: + Điều kiện phát nóng do dòng điện làm việc bình thường. + Điều kiện phát nóng do dòng điện ngắn mạch. + Điều kiện về tổn thất điện áp cho phép. + Điều kiện về độ bền cơ khí. + Điều kiện về tổn thất vầng quang điện. + Điều kiện kinh tế. IV.2.1. Chọn cáp từ TBA đến phân xưởng. -Theo điều kiện phát nóng: khcIcp Ilvcb (1) Trong đó: khc : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp. Icp : dòng điện cho phép của dây dẫn. Ilvcb : dòng điện làm việc cưỡng bức chạy trong dây dẫn (được xác định từ dòng điện làm việc cưỡng bức của các thiết bị do dây dẫn đó cung cấp) - Cáp được bảo vệ bằng Aptomat: (2) Trong đó: Ikd : dòng khởi động của bộ phận cắt mạch điện. = 1,5 (đối với khởi động nhiệt); = 4,5 (đối với khởi động từ). - Dòng Ikd được chọn theo dòng khởi động nhiệt : Ikdnhiệt IdmAptomat . để an toàn thường lấy Ikdnhiệt = 1,25IdmAptomat và = 1,5. -Cáp được bảo vệ bằng aptomat loại C801N có Idm = 800 (A), chọn khc = 1. Ta có: Ikdnhiệt = 1,25.800 = 1000 (A). Chọn cáp đồng tiết diện 500 (mm2), dòng cho phép Icp = 750(A). Suy ra : IV.2.2. Chọn cáp từ TPP đến TĐL. - Chọn cáp từ TPP-ĐL1. Ta cũng chọn theo điều kiện (1) và (2) như trên. Cáp được bảo vệ bằng aptomat loại NS250N có Idm = 250 (A), và đi riêng từng tuyến trong đất : khc = 1. Để an toàn chọn Ikdnhiệt = 1,25.IdmAptomat và = 1,5. Suy ra dòng khởi động nhiệt: Ikdnhiệt = 1,25.250 = 312,5 (A). Ta có : Chọn cáp đồng 4 lõi 4G70 có Icp =254 (A). Suy ra: Icp Ittnh = 53,68 (A). Vậy cáp được chọn thoả mãn. - Chọn các tuyến khác ta cũng làm tương tự . Kết quả ghi trong bảng B3-2: Bảng B3-2: Tuyến cáp Itt (A) Fcáp (mm2) Icp (A) PP-ĐL1 152.95 70 254 PP-ĐL2 127.63 70 254 PP-ĐL3 103.29 70 254 PP-ĐL4 138.95 70 254 PP-ĐL5 118.29 70 254 PP-ĐL6 84.86 70 254 IV.2.3. Chọn dây dẫn từ TĐL đến từng thiết bị. - Các thiết bị được bảo vệ bằng cầu chì: điều kiện chọn: + khc.Icp Idm + Trong đó: + mạng động lực bảo vệ bằng cầu chì = 3. + dòng Idc của cầu chì bảo vệ đã được chọn ở trên. + khc = 0,9. Chọn dây dẫn cho nhóm phụ tải 1. Dây cáp từ tủ ĐL1 đến Máy bào giường 1 trụ 10kw. Chọn cáp loại 4G4 là loại cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo có Icp = 53A; Idc = 60A. + Kiểm tra điều kiện :0,7 . 53 = 37,1 > 26.31 (A) + Kết hợp với Idc = 60(A) ta có: - Chọn cáp từ tủ ĐL1 kW. Chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31 (A); Idc = 25A. + Kiểm tra điều kiện: 0,7 . 31 = 21,7 > 11,4 (A) + Kết hợp với Idc = 25A. Có: - Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến dầm treo palăng điện 4,85kw. Chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31(A); Idc = 20A. + Kiểm tra điều kiện: 0,7 . 31 = 21,7 > 12,88 (A) + Kết hợp với Idc = 20A. Có: - Dây từ ĐL1 đến các động cơ khác đều có công suất bé hơn 4,85 kw, tất cả đều chọn cáp 4G1,5. Các nhóm khác cũng chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng sau: TT TênTB Số lượng Kí hiệu Phụ tải (P dm (kW)) Cầu chì Dây dẫn 1 Máy Toàn bộ I dm (A) Mã hiệu Idc, A Mã hiệu Fc, mm2 Icp, A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhóm I 1 Máy phay vặn năng 2 5 7,0 14,0 18.42 PP-2 25 4G1.5 1.5 31 2 Máy phay ngang 1 6 4,5 4,5 11.84 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 3 Máy phay chép hình 1 7 5,62 5,62 14.79 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 4 Máy phay chép hình 1 11 3,0 3,0 7.89 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 5 Máy bào ngang 2 12 7,0 14,0 18.422 PP-2 25 4G1,5 1,5 31 6 Máy bào giường một trụ 1 13 10,0 10,0 26.32 PP-2 35 4G4 4 53 7 Máy khoan hướng tâm 1 15 7,0 7,0 18.42 PP-2 25 4G1.5 1.5 31 Chọn cho TĐL 1 58.12 152.95 PP-26 160 4G70 70 254 Nhóm II 1 Máy doa toạ độ 1 3 7,0 7,0 18.42 PP-2 25 4G1.5 1.5 31 2 Máy phay đứng 2 8 4,5 9,0 11.84 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 3 Máy phay chép hình 1 9 1,7 1,7 4.47 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 4 Máy xọc 2 14 4,5 9,0 11.84 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 5 Máy khoan đứng 1 16 4,5 4,5 11.84 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 6 Máy mài tròn vạn năng 1 18 2,8 2,8 7.36 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 7 Máy mài phẳng có trục đứng 1 19 10,0 10,0 26.31 PP-2 35 4G4 4 53 8 Máy ép thuỷ lực 1 21 4,5 4,5 11.84 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 Chọn cho TĐL 2 48,5 127.63 PP-26 160 4G70 70 254 Nhóm III 1 Máy tiện ren 4 2 7,0 28,0 18.42 PP-2 25 4G1.5 1.5 31 2 Máy phay chép hình 1 10 0,6 0,6 1.57 PP-2 15 4G1.5 1.5 31 3 Máy mài tròn 1 17 4,5 4,5 11.84 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 4 Máy mài phẳng có trục nằm 1 20 2,8 2,8 7.36 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 5 Máy ép thuỷ lực 1 22 0,65 0,65 1.71 PP-2 15 4G1.5 1.5 31 6 Máy mài sắc 1 24 2,8 2,8 7.36 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 Chọn choTĐL 3 39,35 103.29 PP-26 160 4G70 70 254 Nhóm IV 1 Máy tiện ren 4 1 10,0 40,0 26.31 PP-2 35 4G4 4 53 2 Máy doa ngang 1 4 4,5 4,5 11.84 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 3 Máy mài sắc 1 24 2,8 2,8 7.36 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 4 Máy giũa 1 27 1,0 1,0 2.63 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 5 Máy mài dao cắt gọt 1 28 4,5 4,5 11.84 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 Chọn choTĐL4 52,8 138.95 PP-26 160 4G70 70 254 Nhóm V 1 Máy tiện ren 2 1 7,0 14,0 18.42 PP-2 25 4G1.5 1.5 31 2 Máy tiện ren 1 2 7,0 7,0 18.42 PP-2 25 4G1.5 1.5 31 3 Máy tiện ren 2 3 4,5 9,0 11.84 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 4 Máy tiện ren 1 4 7,0 7,0 18.42 PP-2 25 4G1.5 1.5 31 5 Máy cưa 1 11 4,5 4,5 11.84 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 6 Máy mài 2 phía 1 12 2,8 2,8 7.36 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 7 Máy khoan bàn 1 13 0,65 0,65 1.71 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 Chọn choTĐL 5 44,95 118.29 PP-26 160 4G70 70 254 Nhóm VI 1 Máy khoan đứng 1 5 2,8 2,8 7.36 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 2 Máy khoan đứng 2 6 4,5 9,0 11.84 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 3 Máy phay vặn năng 1 7 4,5 4,5 11.84 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 4 Máy bào ngang 1 8 5,8 5,8 15.26 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 5 Máy mài tròn vặn năng 1 9 2,8 2,8 7.36 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 6 Máy mài phẳng 1 10 4,0 4,0 10.52 PP-2 20 4G1,5 1,5 31 7 Máy mài 2 phía 1 12 2,8 2,8 7.36 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 8 Máy khoan bàn 1 13 0,65 0,65 1.71 PP-2 15 4G1,5 1,5 31 Chọn Cho TĐL 6 32,35 84.86 PP-26 160 4G70 70 254 Sơ đồ đi dây của PXSCCK(trang sau): Chương V Tính bù công suất phản kháng cho lưới điện nhà máy ã ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong nhà máy. - Phần lớn hộ công nghiệp trong quá trình làm việc tiêu thụ từ mạng điện cả công suất tác dụng P lẫn công suất phản kháng Q. Các nguồn tiêu thụ công suất phản kháng là: động cơ KĐB tiêu thụ khoảng 60-65% tổng công suất phản kháng của mạng nhà máy, MBA tiêu thụ khoảng 20-25%. Đường dây và các thiết bị khác tiêu thụ khoảng 10%... tuỳ thuộc vào thiết bị điện mà nhà máy có thể tiêu thụ một lượng công suất phản kháng nhiều hay ít. - Truyền tải một lượng công suất phản kháng qua dây dẫn và MBA sẽ gây tổn thất điện áp, tổn thất điện năng lớn và làm giảm khả năng truyền tải trên các phần tử của mạng điện do đó để có lợi về kinh tế - kỹ thuật trong lưới điện cần nâng cao hệ số công suất tự nhiên hoặc đưa nguồn bù công suất phản kháng tới gần nơi tiêu thụ để tăng hệ số công suất cosj làm giảm lượng công suất phản kháng nhận từ hệ thống điện. ã Các biện pháp nâng cao hệ số công suất tự nhiên cosjtn: + Hợp lý hoá các quá trình sản xuất. ACN = 60%Aồ QCN = (60á70%)Qồ Qđc = (60á70%)QCN QBA = 25%QCN. Hợp lý hoá sẽ dẫn đến giảm tổn thất của điện năng tiêu thụ. + Giảm thời gian chạy không tải. Qo = 60%QdđDC Nếu máy chạy quá tải 10 phút thì nên tắt máy, còn dưới 10 phút thì cần phải cân nhắc. + Thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất bé hơn. Nếu hệ số tải của động cơ : kt Ê 0,45 thì nên thay bằng các dộng cơ có công suất bé. kt ³ 0,75 thì không nên thay. 0,45 Ê kt Ê 075 thì cần cân nhắc trước khi thay. + Giảm điện áp đặt đầu cực các động cơ thường xuyên làm việc non tải. Động cơ KĐB công suất phản kháng đặt ở đầu cực tỷ lệ với bình phương điện áp đặt vào đầu cực. Do đó nếu U giảm thì Q giảm, dẫn đến cosj tăng. + Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ. Nếu tổn thất giảm thì Q giảm, nên cosj tăng. + Đồng bộ hoá các động cơ KĐB. + Thay thế các MBA thường xuyên làm việc non tải bằng các MBA công suất hợp lý hơn. + Vận hành kinh tế các TBA. V.1. Xác định dung lượng bù. V.1.1. tính hệ số cosjtn của toàn nhà máy. cosjtnN = Hệ số cosj tổn thất do nhà nức quy định là từ 0,85á0,9 ; như vậy ta phải bù công suất phản kháng cho nhà máy để nâng cao hệ số cosj. V.1.2. Tính dung lượng bù tổng của toàn nhà máy. Công thức tính: Qbù = Pttnm (tgj1 - tgj2) Trong đó: tgj1: tương ứng với hệ số cosj1 trước khi bù. tgj2: tương ứng với hệ số cosj2 cần bù. Ta bù đến cosj2 = 0,9. - Ta có: cosj1 = 0,66 đ tgj1 =1.138. cosj2 = 0,9 đ tgj2 = 0,484. Vậy : Qbù = Pttnm (tgj1 - tgj2) = 2485 (1.138 - 0,484) =1625.2 (KVAR). V.2. Chọn vị trí đặt và thiết bị bù. V.2.1. Vị trí đặt thiết bị bù. Về nguyên tắc để có lợi nhất về mặt giảm tổn thất điện áp, tổn thất điện năng cho đối tượng dùng điện là đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ điện. Tuy nhiên nếu đặt phân tán quá sẽ không có lợi về vốn đầu tư, lắp đặt và quản lý vận hành. Vì vậy việc đặt thiết bị bù tập trung hay phân tán tuỳ thuộc vào cấu trúc hệ thống cấp điện của đối tượng. Theo kinh nghiệm ta đặt thiết bị bù ở phía hạ áp của TBA phân xưởng tại tủ phân phối. Và ở đây ta coi giá tiền đơn vị (đồng/KVAR) thiết bị bù hạ áp lớn không đáng kể so với giá tiền đơn vị tổn thất điện năng qua MBA. V.2.2. Chọn thiết bị bù. - Để bù công suất phản kháng cho nhà máy có thể dùng các thiết bị bù sau: + Máy bù đồng bộ: - Có khả năng điều chỉnh trơn. - Tự động với giá trị công suất phản kháng phát ra (có thể tiêu thụ công suất phản kháng ) - Công suất phản kháng không phụ thuộc điện áp đặt vào, chủ yếu phụ thuộc vào dòng kích từ. - Giá thành cao. - Lắp ráp vận hành phức tạp. - Gây tiếng ồn lớn. - Tiêu thụ một lượng công suất tác dụng lớn. + Tụ điện: - Tổn thất công suất tác dụng ít. - Lắp đặt, vận hành đơn giản, ít bị sự cố. - Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ. - Có thể sử dụng nơi khô ráo bất kỳ để đặt bộ tụ. - Giá thành rẻ. - Công suất phản kháng phát ra theo bậc và không thể thay đổi được. - Thời gian phục vụ, độ bền kém. Từ các đặc điểm trên, ta nhận thấy có thể lựa chọn thiết bị bù là các tụ điện tĩnh. Nó có ưu điểm là giá một đơn vị phản kháng phát ra là không đổi nên thuận lợi cho việc chia nhỏ thành nhóm và đặt gần các phụ tải. Mặt khác tụ điện tĩnh tiêu thụ rất ít công suất tác dụng từ (3 á 5)W và vận hành đơn giản ít sự cố. V.3. Tính toán phân phối dung lượng bù. 35 KV BATT Cáp Qbùồ 10 KV BAPXi 0,4 KV Pi + j Qi - Sơ đồ nguyên lý thiết bị bù: Qbi - Sơ đồ thay thế: 10KV Qbùồ RCi RBi 0,4KV Qi -Qbi ã Tính dung lượng bù cho từng mạch. Công thức phân phối dung lượng bù cho 1 nhánh của mạng hình tia: Qbi =Qi - (Qnm - Qbùồ). (KVAR). Trong đó: Qi : công suất phản kháng tiêu thụ của nhánh i (KVAR). Qnm : công suất phản kháng của toàn nhà máy (KVAR). Qbùồ : công suất phản kháng bù tổng (KVAR). Ri = RCi + RBi : là điện trở tương đương nhánh thứ i (W) RCi : điện trở cáp của nhánh thứ i (W) RBi = (W) Rtd : điện trở tương đương toàn mạng. - Điện trở tương đương của nhánh BATT-B1 (đường dây kép). Đường dây cáp là đường dây kép có tiết diện 10 mm2. - Điện trở nhánh khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng B 6 -1. Bảng B 6-1: Tên nhánh Ra (W) Rb(W) Ri (W) BATT-B1 0.169 1.648 0.908 BATT-B2 0.022 1.648 0.835 BATT-B3 0.096 3.593 1.844 BATT-B4 0.117 3.593 1.855 BATT-B5 0.39 2.8 1.595 BATT-B6 0.26 4.887 2.573 Ta có: Rtd = = = 0.227 (W). Sơ đồ thay thế mạng cao áp nhà máy dùng để tính toán công suất bù tại thanh cái hạ áp các TBA phân xưởng : ã Tính công suất bù Qb1 cho nhánh BATT-B1: Qb1 = Q1 - (Qnm - Qbùồ). (KVAR). Qb1 = 795.6- (2856-1625.2). (KVAR) = (KVAR) ã Tính tương tự cho các nhánh khác, kết quả ghi trong bảng: Tên nhánh Qi(kVAr) Qnm(kVAr) Qbù ồ (kVAr) Qbi (kVAr) BATT-B1 794.25 2856 1625.2 486.55 BATT-B2 904.27 2856 1625.2 569.67 BATT-B3 571.08 2856 1625.2 419.57 BATT-B4 531.08 2856 1625.2 380.46 BATT-B5 342 2856 1625.2 166.83 BATT-B6 186.45 2856 1625.2 77.86 V.4. Chọn kiểu loại và dung lượng tụ -Căn cứ vào kết quả trên chọn dùng các bộ tụ 3 pha do Liên Xô chế tạo, bộ tụ được bảo vệ bằng Aptomat tổng, trong tủ có đặt các bảng đèn làm điện trở phóng điện. - Chọn loại tụ KC2-0,38-28-3Y1, công suất mỗi bộ là 28 kVAR đấu song song. -Bảng chọn tụ bù đặt tại các trạm biến áp phân xưởng . Vị trí đặt tụ Loại tụ Số pha Qb(kVAR) Số lượng B1 KC2-0,38-50-3Y1 3 486.55 10 B2 KC2-0,38-50-3Y1 3 569.67 12 B3 KC2-0,38-50-3Y1 3 419.57 9 B4 KC2-0,38-50-3Y1 3 380.46 8 B5 KC2-0,38-36-3Y1 3 166.83 5 B6 KC2-0,38-50-3Y1 KC2-0,38-36-3Y1 3 77.86 1 1 Sơ đồ nguyên lý vị trí đặt tụ bù: Sơ đồ lắp đặt tụ bù trong trạm đặt 2 máy: Tủ aptomat tổng Tủ phân phối cho các phân xưởng Tủ bù cosj Tủ aptomat phân đoạn Tủ bù cosj Tủ phân phối cho các phân xưởng Tủ aptomat tổng Sơ đồ lắp đặt tụ bù trong trạm đặt 1 máy. Tủ aptomat tổng Tủ phân phối cho các phân xưởng Tủ bù cosj ChươngVI Thiết kế chiếu sáng cho mạng phân xưởng sửa chữa cơ khí VI.1 Đặt vấn đề Trong các nhà máy , xí nghiệp công nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trò vô cùng 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 tạo ra hàng loạt các sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kĩ thuật và năng suất lao động thấp, thậm chí gây tai nạn lao động. Cũng vì vậy mà hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo những yêu cầu sau: -Không bị loá mắt . -Không bị loá do phản xạ. -Không tạo ra khoảng tối bởi những vật bị che khuất. -Phải có độ rọi dồng đều. - Phải tạo ra được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt. Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung. Hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng SCCK sẽ dùng các bóng đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam. H h h2 h1 Trong đó: + H = h - h1 -h2 + h: chiều cao nhà xưởng. + h1 : khoảng cách từ trần đến bóng đèn h1 = 0,5 á 0,7 + h2 : độ cao mặt bàn làm việc h2 = 0,7 á 1 - Lấy hệ số phản xạ của tường: rtường = 50% tương ứng màu vàng. - Lấy hệ số phản xạ của trần: r trần = 70% tương ứng màu trắng. - Lấy hệ số phản xạ của nền: rnền = 40% tương ứng màu nâu. Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng SCCK ở đây ta sẽ áp dụng phương pháp hệ số sử dụng: Công thức tính toán: Trong đó: F- quang thông của mỗi đèn (lumen). E- độ rọi yêu cầu (lx). S- diện tích cần chiếu sáng (m2). k- hệ số dự trữ. n- số bóng đèn có trong hệ thống chiếu sáng chung. Ksd- hệ số sử dụng. Z- hệ số phụ thuộc vào loại đèn và tỉ số L/H, thường lấy Z= 0,8- 1,4. Tra bảng 10-7 ( trang 191, TL1) tìm được L/H = 1,8. L = 1,8. H = 1,8.3,5 = 6,3 m. Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng ta sẽ bố trí đèn như sau: Phân xưởng bố trí 4 dãy đèn, mỗi dãy gồm 12 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5 m, hoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn đầu tiên là 2,5 m, theo chiều rộng phân xưởng là 1 m. Tổng số bóng đèn cần dùng là 48 bóng. Chỉ số hình dạng của phân xưởng. + Lấy độ cao mặt bàn làm việc : h2 = 1m + Độ cao nhà xưởng : h = 5m + h1 = 0,5m ị Độ cao treo đèn so với mặt thao tác: H = (h - h1) - h2 = 5- 0,5 -1 = 3,5m + Kích thước của phân xưởng: S = 60,5x17=1030m2 ị j = 3,8 Từ rtường, rtrần, rnền và j tra bảng PL-VIII được Ksd = 0,49 Emin = 30lx Dùng sợi đốt, chiếu sâu tiêu chuẩn 20/230V có: P0 = 200W; F = 2528 lm Tổng công suất chiếu sáng phân xưởng Pcs = n.P0 = 48 . 200 = 10 (KW) VI.2. Thiết kế mạng điện chiếu sáng Đặt riêng 1 tủ chiếu sáng cửa ra vào lấy điện từ tủ phân xưởng xuống. Tủ gồm 1 aptomat tổng 3 pha và 12 aptomat nhánh 1 pha cấp điện cho 48 bóng đèn loại 200W. a. Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do Lens sản xuất kí hiệu 4G2,5 có Icp= 41A. b. Chọn Aptomat tổng: Chọn Aptomat loại C60H do hãng Merlin Gerin chế tạo, có Iđm = 20A. c. Chọn aptomat nhánh: Các aptomat nhánh chọn giống nhau, mỗi aptomat cấp điện cho 4 bóng loại 200W. Dòng qua aptomat (1pha) Chọn 12 Aptomat loại NC45a do hãng Merlin Gerin chế tạo, Iđm = 6 (A) d. Chọn dây dẫn từ aptomat nhánh đến cụm đèn Chọn dây đồng bọc, tiết diện 1,5 mm2 kí hiệu M (2x1,5) có Icp = 37A e. Kiểm tra điều kiện chọn kết hợp với aptomat + Kiểm tra cáp PVC, khc = 1 (A). + Dây 1,5 mm2 : Vì đường dây ngắn, các dây đều chọn vượt cấp cho nên không cần kiểm tra độ chênh lệch áp. Sơ đồ đặt bóng đèn: Kết luận Sau một quá trình học tập và nghiên cứu, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Ngô Hồng Quang và sự giúp đỡ của các bạn cùng lớp, em đã hoàn thành đồ án môn học hệ thống cung cấp điện của mình. Với nhiệm vụ thiết kế mạng cung cấp điện cho nhà máy đồng hồ đo chính xác và thiết kế lắp đặt mẫu trạm biến áp phân xưởng. Qua quá trình làm việc, em đã nắm vững hơn phần lý thuyết đã học và có thêm sự hiểu biết nhiều trong thực tế. Trong quá trình thực hiện, chắc chắn bản thân em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy và các bạn để bản đồ án này được hoàn thiện hơn,có kết quả như mong muốn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 5 tháng 2 năm 2004. Tài liệu tham khảo Gt : Thiết kế cấp điện ( NXB KHKT -1998) Tg: Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm. Gt : Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp Tg : Trần Bách , Đặng Ngọc Dinh, Phan Khải Đăng, Ngô Hồng Quang 3. Gt : Hướng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp Tg: Nguyễn Minh Chước 4. Sách : Hệ thống cung cấp điện Tg : Nguyễn công hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch - NXBKHKT 2001 Đồ án tốt nghiệp năm 2000-2001 Tg: Đặng Thanh Hương- Khoa HTĐ1-K41.