Đồ án Tính toàn phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí

chuẩn cáp gần nhất F =25 mm2 cáp đồng 3 lõi cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVA do hãng FURUKAWA chế tạo có Icp = 140 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: Vậy ta chọn cáp XPLE của FURUKAWA, có tiết diện 25 mm2 à 2 XPLE (3x25) Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng: Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án, các đoạn giống nhau bỏ qua không xét tới trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án. Cụ thể đối với phương án 1 ta chỉ cần chọn cáp từ trạm biến áp B4 đến phân xưởng gia công gỗ, và từ TBA B5 đến trạm bơm. Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Đoạn đường cáp ở đây cũng rất ngắn, tổn thất điện áp không đáng kể nên có thể bỏ qua không kiểm tra theo điều kiện DUcp. +) Chọn cáp tử TBA B4 đến phân xưởng gia công gỗ: Phân xưởng gia công gỗ là hộ tiêu thụ loại I nên dùng cáp lộ kép để cấp điện: Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (3x70+50) có Icp = 246 A. Kiểm tra điều kiện phát nóng cho phép Trong đó: Khc = 0,93 Vậy ta chọn cáp đồng hạ áp cách điện PVA của hãng LENS có tiết diện (3x185+70) có Icp = 450 A +) Chọn cáp từ TBA B5 đến trạm bơm: Trạm bơm là hộ tiêu thụ loại I nên dùng cáp lộ kép để cấp điện: Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (3x95+50) có Icp = 298 A. Kiểm tra điều kiện phát nóng cho phép Trong đó: Khc = 0,93 Vậy ta chọn cáp đồng hạ áp cách điện PVA của hãng LENS có tiết diện (3x240+95) có Icp = 538 A Tổng hợp kết quả chọn cáp của phương án 1 được ghi trong bảng 3.5 Bảng 3.5: kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 1 Đường cáp F mm2 L m R0 W/km R W Đơn giá 103đ/km Thành tiền 103đ/km TBATG-B1 3x95 150 0,247 0,019 228 68400 TBATG-B2 3x35 65 0,668 0,022 84 10920 TBATG-B3 3x50 160 0,494 0,040 120 38400 TBATG-B4 3x50 140 0,494 0,035 120 33600 TBATG-B5 3x25 200 0,927 0,093 62 24800 B4-8 3x185+70 30 0,091 0,0023 550 33000 B5-6 3x95+50 40 0,0754 0,0022 700 56000 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 265120000 VNĐ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây: Tổn thất điện năng trên đoạn cáp TBATG-B1: Các đường dây khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng 3.6 Bảng 3.6: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 1 Đường cáp F mm2 L m R0 W/km R W STT kVA DP kW TBATG-B1 3x95 150 0,247 0,019 2898,7 4,435 TBATG-B2 3x35 65 0,668 0,022 1611,23 1,586 TBATG-B3 3x50 160 0,494 0,040 1801,09 3,604 TBATG-B4 3x50 140 0,494 0,035 1692,16 2,784 TBATG-B5 3x25 200 0,927 0,093 1105,48 3,157 B4-8 3x185+70 30 0,091 0,0023 293,86 1,375 B5-6 3x95+50 40 0,0754 0,0022 388,28 2,297 Tổng tổn thất tác dụng trên đường dây: DP = 19,238 kW Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: DA = ồDP.t [kWh] Trong đó: t = 3700h DA = ồDP.t = 19,238.103.3700 = 71180,6 kWh Chi phí tính toán của phương án 1: Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ đến giá thành các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án, những phần giống nhau không xét đến. Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: DA1 = DAB + DAD = 815470,272 + 71180,6 = 886650,872 kWh Vốn đầu tư: K1 = KB + KD = 2024000000 + 265120000 = 2289120000 VNĐ Chí phí tính toán: Z1 = ( avh + atc )K1 + C.DA1 = 1573,386872.106 VNĐ Phương án 2: Phương án sử dụng TPPTT nhận điện từ hệ thống về hạ xuống điện áp 6kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các TBA B1, B2, B3, B4, B5 hạ điện áp từ 22kV xuống 0,4kV để cung cấp điện cho các phân xưởng. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp: Chọn máy biến áp phân xưởng: Trên cơ sở đã chọn được công suất các máy biến áp ở phần trên ( 3.2.1 ) ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm máy biến áp phân xưởng do ABB chế tạo: Bảng 3.7: Kết quả lựa chọn máy biến áp trong các TBA của phương án 2 Tên TBA Sđm KVA Uc/Uh kV DPo kW DPN kW UN % Io % Số máy Đơn giá 103 Đ Thành tiền 103 Đ B1 1600 22/0.4 2.8 18 6.5 1.4 2 202500 405000 B2 1000 22/0.4 2.1 12.6 6.5 1.5 2 121800 243600 B3 1000 22/0.4 2.1 12.6 6.5 1.5 2 121800 243600 B4 1000 22/0.4 2.1 12.6 6.5 1.5 2 121800 243600 B5 1000 22/0.4 2.1 12.6 6.5 1.5 2 121800 243600 Tông vốn đầu tư cho trạm biến áp là: KB = 1379400000 Đ Xác định tổn thất điện năng DA trong các TBA: Tổn thất điện năng DA trong trạm biến áp được tính theo công thức: Trong đó: t : Thời gian đóng máy vào lưới điện, trong tính toán t = 8760h : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất, nhà máy làm việc 3 ca nên Tmax > 5000h, cosj = 0,73 tra bảng có t = 3700h DPo,DPN tổn thất công suât không tải và ngắn mạch của máy biến áp. STT : Công suất tính toán của máy biến áp SđmB : Công suất định mức của máy biến áp Bảng 3.8: Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 2: Tên trạm Số máy STT kVA SđmB kVA DPo kW DPN kW DA kWh B1 2 2898,7 1600 2,8 18 158353,646 B2 2 1611,23 1000 2,1 12,6 99058,208 B3 2 1801,09 1000 2,1 12,6 114159,896 B4 2 1692,16 1000 2,1 12,6 105289,981 B5 2 1105,48 1000 2,1 12,6 67030,825 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: DA = 543892,556 kWh Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện: Chọn cáp từ trạm PPTT về TBA phân xưởng: Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện ikt. Đối với nhà máy cơ khí làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax > 5000h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng ta có Jkt = 2,7 A/mm2 Tiết diện kinh tế của cáp: Các cáp từ T PPTT về TBA phân xưởng đều là lộ kép nên: Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện chuẩn cấp gần nhất Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng: Trong đó: Isc : Dong điện khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2Imax Khc= K1.K2 K1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy K1 = 1 K2 : hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong 1 rãnh, các rãnh đều đặt 2 cáp, khoảng cách là 300 mm. Chọn K2 = 0,93 Vì chiều dài cáp từ T PPTT đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện DUcp Chọn cáp đồng 3 lõi 22kV cách điện XPLE, đai thép vỏ PVC do hang FURUKAWA chế tạo Bảng 3.9: kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 2 Đường cáp F Mm2 L M R0 W/km R W Đơn giá 103đ/km Thành tiền 103đ/km TBATG-B1 3x16 150 1.47 0,1103 58 17400 TBATG-B2 3x16 65 1.47 0,0478 58 7540 TBATG-B3 3x16 160 1.47 0,1176 58 18560 TBATG-B4 3x16 140 1.47 0,1029 58 16240 TBATG-B5 3x16 200 1.47 0,147 58 23200 B4-8 3x185+70 30 0,091 0,0023 550 33000 B5-6 3x95+50 40 0,0754 0,0022 700 56000 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 171940000 VNĐ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây: Tổn thất điện năng trên đoạn cáp TPPTT-B1: Các đường dây khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng 3.6 Bảng 3.10: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 2 Đường cáp F Mm2 L M R0 W/km R W STT kVA DP kW TBATG-B1 3x16 150 1.47 0,1103 2898,7 1,915 TBATG-B2 3x16 65 1.47 0,0478 1611,23 0.256 TBATG-B3 3x16 160 1.47 0,1176 1801,09 0,788 TBATG-B4 3x16 140 1.47 0,1029 1692,16 0,609 TBATG-B5 3x16 200 1.47 0,147 1105,48 0,371 B4-8 3x185+70 30 0,091 0,0023 293,86 1,375 B5-6 3x95+50 40 0,0754 0,0022 388,28 2,297 Tổng tổn thất tác dụng trên đường dây: DP = 7,611 kW Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: DA = ồDP.t [kWh] Trong đó: t = 3700h DA = ồDP.t = 7,611.103.3700 = 28160,7 kWh Chi phí tính toán của phương án 2: Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ đến giá thành các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án, những phần giống nhau không xét đến. Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: DA2 = DAB + DAD = 543892,556 + 28160,7 = 572053,256 kWh Vốn đầu tư: K2 = KB + KD+Kc Trong đố Kc la chi phí mua máy cắt, Kc = 2.250.106 = 500.106 VNĐ K2 = 1379400000 + 171940000 + 5000000000 = 2051340000 VNĐ Chí phí tính toán: Z2 = ( avh + atc )K2 + C.DA2 Z2 = 0,3. 2051340000 + 1000.572053,256 = 1187,455256.106 VNĐ Phương án 3: Phương án sử dụng TPPTT nhận điện từ hệ thống về hạ xuống điện áp 6kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các TBA B1, B2, B3, B4, B5 hạ điện áp từ 22kV xuống 6kV để cung cấp điện cho các phân xưởng. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp: Chọn máy biến áp phân xưởng: Trên cơ sở đã chọn được công suất các máy biến áp ở phần trên ( 3.2.1 ) ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm máy biến áp phân xưởng do ABB chế tạo: Bảng 3.11: Kết quả lựa chọn máy biến áp trong các TBA của phương án 3 Tên TBA Sđm KVA Uc/Uh kV DPo kW DPN kW UN % Io % Số máy Đơn giá 103 Đ Thành tiền 103 Đ TBATG 4000 22/6.3 5.5 28.5 6.5 0.7 2 350000 700000 B1 1600 6.3/0.4 2.8 18 6.5 1.4 2 202500 405000 B2 1600 6.3/0.4 2.8 18 6.5 1.4 2 202500 405000 B3 1000 6.3/0.4 2.1 12.6 6.5 1.5 2 121800 243600 B4 1600 6.3/0.4 2.8 18 6.5 1.4 2 202500 405000 Tông vốn đầu tư cho trạm biến áp là: KB = 2158600000 Đ Xác định tổn thất điện năng DA trong các TBA: Tổn thất điện năng DA trong trạm biến áp được tính theo công thức: Trong đó: t : Thời gian đóng máy vào lưới điện, trong tính toán t = 8760h : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất, nhà máy làm việc 3 ca nên Tmax > 5000h, cosj = 0,73 tra bảng có t = 3700h DPo,DPN tổn thất công suât không tải và ngắn mạch của máy biến áp. STT : Công suất tính toán của máy biến áp SđmB : Công suất định mức của máy biến áp Bảng 3.12: Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 3: Tên trạm Số máy STT KVA SđmB kVA DPo kW DPN kW DA kWh TBATG 2 7291,9 4000 5,5 28,5 271577,716 B1 2 2898,7 1600 2,8 18 158353,646 B2 2 2328,43 1600 2,8 18 119578,978 B3 2 1801,09 1000 2,1 12,6 114159,896 B4 2 2080,44 1600 2,8 18 105356,812 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: DA = 769027,048 kWh Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện: Chọn cáp từ trạm PPTT về TBA phân xưởng: Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện ikt. Đối với nhà máy cơ khí làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax > 5000h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng ta có Jkt = 2,7 A/mm2 Tiết diện kinh tế của cáp: Các cáp từ T PPTT về TBA phân xưởng đều là lộ kép nên: Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện chuẩn cấp gần nhất Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng: Trong đó: Isc : Dong điện khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2Imax Khc= K1.K2 K1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy K1 = 1 K2 : hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong 1 rãnh, các rãnh đều đặt 2 cáp, khoảng cách là 300 mm. Chọn K2 = 0,93 Vì chiều dài cáp từ T PPTT đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện DUcp Chọn cáp đồng 3 lõi 6kV cách điện XPLE, đai thép vỏ PVC do hang FURUKAWA chế tạo Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng: Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án, các đoạn giống nhau bỏ qua không xét tới trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án. Cụ thể đối với phương án 1 ta chỉ cần chọn cáp từ trạm biến áp B4 đến phân xưởng gia công gỗ, và từ TBA B5 đến trạm bơm. Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Đoạn đường cáp ở đây cũng rất ngắn, tổn thất điện áp không đáng kể nên có thể bỏ qua không kiểm tra theo điều kiện DUcp. +) Chọn cáp tử TBA B2 đến phân xưởng phân xưởng nén khí: Phân xưởng gia công gỗ là hộ tiêu thụ loại I nên dùng cáp lộ kép để cấp điện: Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (3x240+50) có Icp = 538 A. Kiểm tra điều kiện phát nóng cho phép Trong đó: Khc = 0,93 Vậy ta chọn cáp đồng hạ áp cách điện PVA của hãng LENS có tiết diện (3x630+630) có Icp = 1088 A Bảng 3.13: kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 3 Đường cáp F Mm2 L M R0 W/km R W Đơn giá 103đ/km Thành tiền 103đ/km TBATG-B1 3x95 150 1.47 0,1103 228 68400 TBATG-B2 3x70 80 1.47 0,0588 165 26400 TBATG-B3 3x50 160 1.47 0,1176 120 38400 TBATG-B4 3x50 150 1.47 0,1103 120 36000 B2-4 3x630+630 60 0,047 0,0014 726 87120 B4-8 3x185+70 30 0,091 0,0023 550 38500 B4-6 3x95+50 40 0,0754 0,0022 700 56000 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 350820000 VNĐ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây: Các đường dây khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng 3.6 Bảng 3.14: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 3 Đường cáp F mm2 L M R0 W/km R W STT KVA DP kW TBATG-B1 3x95 150 0,247 0,0185 2898,7 4,318 TBATG-B2 3x70 80 0,342 0,0137 2328,43 2,063 TBATG-B3 3x50 160 0,494 0,0395 1801,09 3,559 TBATG-B4 3x50 150 0,494 0,0371 2080,44 4,461 B2-4 3x630+630 60 0,047 0,0014 717,2 4,987 B4-8 3x185+70 30 0,091 0,0023 293,86 1.375 B5-6 3x95+50 40 0,0754 0,0022 388,28 2,297 Tổng tổn thất tác dụng trên đường dây: DP = 23,06 kW Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: DA = ồDP.t [kWh] Trong đó: t = 3700h DA = ồDP.t = 23,06.103.3700 = 85322 kWh Chi phí tính toán của phương án 3: Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ đến giá thành các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án, những phần giống nhau không xét đến. Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: DA3 = DAB + DAD = 769027,048 + 85322 = 854349,048 kWh Vốn đầu tư: K3 = KB + KD = 2158600000 + 350820000 = 2509420000 VNĐ Chí phí tính toán: Z3 = ( avh + atc )K3 + C.DA3 Z3 = 1607,175048.106 VNĐ Phương án 4: Phương án sử dụng TPPTT nhận điện từ hệ thống về hạ xuống điện áp 22kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các TBA B1, B2, B3, B4, hạ điện áp từ 22kV xuống 0,4kV để cung cấp điện cho các phân xưởng. Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng DA trong các trạm biến áp: Chọn máy biến áp phân xưởng: Trên cơ sở đã chọn được công suất các máy biến áp ở phần trên ( 3.2.1 ) ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm máy biến áp phân xưởng do ABB chế tạo: Bảng 3.15: Kết quả lựa chọn máy biến áp trong các TBA của phương án 4 Tên TBA Sđm KVA Uc/Uh KV DPo kW DPN kW UN % Io % Số máy Đơn giá 103 Đ Thành tiền 103 Đ B1 1600 22/0.4 2.8 18 6.5 1.4 2 202500 405000 B2 1600 22/0.4 2.8 18 6.5 1.4 2 202500 405000 B3 1000 22/0.4 2.1 12.6 6.5 1.5 2 121800 243600 B4 1600 22/0.4 2.8 18 6.5 1.4 2 202500 405000 Tông vốn đầu tư cho trạm biến áp là: KB = 1458600000 Đ Xác định tổn thất điện năng DA trong các TBA: Tổn thất điện năng DA trong trạm biến áp được tính theo công thức: Trong đó: t : Thời gian đóng máy vào lưới điện, trong tính toán t = 8760h : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất, nhà máy làm việc 3 ca nên Tmax > 5000h, cosj = 0,73 tra bảng có t = 3700h DPo,DPN tổn thất công suât không tải và ngắn mạch của máy biến áp. STT : Công suất tính toán của máy biến áp SđmB : Công suất định mức của máy biến áp Bảng 3.16: Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 4: Tên trạm Số máy STT KVA SđmB kVA DPo kW DPN kW DA kWh B1 2 2898,7 1600 2,8 18 158353,646 B2 2 2328,84 1600 2,8 18 119603,816 B3 2 1801,09 1000 2,1 12,6 114159,896 B4 2 2080,44 1600 2,8 18 105356,812 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: DA = 497474,17 kWh Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện: Chọn cáp từ trạm PPTT về TBA phân xưởng: Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện ikt. Đối với nhà máy cơ khí làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax > 5000h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng ta có Jkt = 2,7 A/mm2 Tiết diện kinh tế của cáp: Các cáp từ T PPTT về TBA phân xưởng đều là lộ kép nên: Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện chuẩn cấp gần nhất Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng: Trong đó: Isc : Dong điện khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2Imax Khc= K1.K2 K1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy K1 = 1 K2 : hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong 1 rãnh, các rãnh đều đặt 2 cáp, khoảng cách là 300 mm. Chọn K2 = 0,93 Vì chiều dài cáp từ T PPTT đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện DUcp Chọn cáp đồng 3 lõi 22kV cách điện XPLE, đai thép vỏ PVC do hang FURUKAWA chế tạo Bảng 3.17: kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 4 Đường cáp F Mm2 L M R0 W/km R W Đơn giá 103đ/km Thành tiền 103đ/km TBATG-B1 3x16 150 1.47 0,1103 58 17400 TBATG-B2 3x16 80 1.47 0,0588 58 9280 TBATG-B3 3x16 160 1.47 0,1176 58 18560 TBATG-B4 3x16 150 1.47 0,1103 58 17400 B2-4 3x630+630 60 0,047 0,0014 726 87120 B4-8 3x185+70 30 0,091 0,0023 550 33000 B5-6 3x95+50 40 0,0754 0,0022 700 56000 Tổng vốn đầu tư cho đường dây: KD = 238760000 VNĐ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây: Tổn thất điện năng trên đoạn cáp TPPTT-B1: Các đường dây khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng 3.6 Bảng 3.18: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 4 Đường cáp F Mm2 L M R0 W/km R W STT KVA DP kW TBATG-B1 3x16 150 1.47 0,1103 2898,7 1,915 TBATG-B2 3x16 80 1.47 0,0588 2328,43 0.659 TBATG-B3 3x16 160 1.47 0,1176 1801,09 0,788 TBATG-B4 3x16 150 1.47 0,1103 2080,44 0,986 B2-4 3x630+630 60 0.047 0,0014 717,2 4,987 B4-8 3x185+70 30 0,091 0,0023 293,86 1,375 B5-6 3x95+50 40 0,0754 0,0022 388,28 2,297 Tổng tổn thất tác dụng trên đường dây: DP = 13,007 kW Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức: DA = ồDP.t [kWh] Trong đó: t = 3700h DA = ồDP.t = 13,007.103.3700 = 48125,9 kWh Chi phí tính toán của phương án 4: Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ đến giá thành các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án, những phần giống nhau không xét đến. Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây: DA4 = DAB + DAD = 497474,17 + 48125,9 = 545600,07 kWh Vốn đầu tư: K4 = KB + KD + Kc Trong đố Kc la chi phí mua máy cắt, Kc = 2.250.106 = 500.106 VNĐ K4 = 1458600000 + 238760000 + 5000000000 = 2197360000 VNĐ Chí phí tính toán: Z4 = ( avh + atc )K2 + C.DA2 Z4 = 0,3. 2197360000 + 1000.545600,07 = 1204,80807.106 VNĐ So sánh kinh tế 4 phương án Bảng 3-19: So sánh kinh tế 2 phương án mạng cao áp Phương án K, 106 đ DA KWh Z, 106 đ Phương án 1 2289,12 886650,872 1573,386872 Phương án 2 2051,34 572053,256 1187,455256 Phương án 3 2509,42 854349,048 1607,175048 Phương án 4 2197,36 545600,07 1204,808070 Nhìn vào bảng so sánh trên, ta thắy tổng chi phí hàng năm của phương án 2 là tối ưu hơn cả. Vậy ta sẽ thiết kế mạng cao áp theo phương án 2 Thiết kế chi tiết phương án được chọn 3.4.1 Chọn dây dẫn từ trạm BATG về trạm PPTT: Đường dây cung cấp từ trạm BATG về trạm PPTT của nhà máy dài 15km sử dụng đường dây trên không dây nhôm lõi thép ( loại AC ) lộ kép. Do nhà máy làm việc 3 ca nên Tmax ³ 5000h với dây AC thì Jkt = 1 Chọn dây nhôm lõi thép AC có tiết diện 400mm2, AC-400 kiểm tra dây đã chọn theo điều kiện dòng sự cố. Tra bảng AC-400 có Icp = 800A Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất Isc = 2iTTNM = 2.350,8 = 791,6<Icp = 800 Sơ đồ trạm PPTT: Như đã phân tích ở trên, nhà máy cơ khí thuộc loại quan trọng, chọn dùng sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn cho trạm PPTT. Tại mỗi tuyến dây vào, ra khỏi thanh góp và liên lác giữa 2 phân đoạn thanh góp đều dùng máy cắt hợp bộ. Để bảo vệ chống sét truyền từ đường dây vào trạm đặt chông sét van trên mỗi phân đoạn thanh góp. Đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp một máy biến áp đo lường 3 pha 5 trụ có cuộn tam giác hở báo chạm đất 1 pha trên cấp 6kV. Chọn dùng các tủ hợp bộ của hãng SIEMENS, cách điện bằng SFG không cần bảo trì, loại 8DC11, hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tủ có dòng định mức 1250A Bảng 3-8: Thông số máy cắt đặt tại tram PPTT Loại MC Uđm, kV Iđm, A Icắt N,3s KA Icắt Nmax, KA Ghi chú 8DC11 12 1250 25 63 không bảo trì Sơ đồ các TBA phân xưởng: Vì các TBA phân xưởng rất gần trạm PPTT, phía cao áp chỉ cần đặt dao cách ly. Phía hạ áp đặt áptômát tổng và các áptômát nhánh. Trạm 2 máy biến áp đặt thêm áptômát liên lác giữa hai phân đoạn. Cụ thể như sau: Đặt 1 tủ đầu vào 6kV có dao cách ly 3 vị trí, cách điện SF6, không phải bảo trì, loại 8DH10 Hình 3.1: Sơ đồ các trạm biến áp phân xưởng đạt 2 máy biến áp Tủ cao áp máy biến áp 22/0,4 Tủ A tổng Tủ A nhánh Tủ A phân đoạn Tủ A nhánh Tủ A tổng máy biến áp 22/0,4 Tủ cao áp Bảng 3-9: Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DH10 Loại tủ Uđm, kV Iđm, A Uchịu đựng KA IN chịu đựng 1s KA Ghi chú 8DC10 12 200 25 25 không bảo trì Tính toán ngắn mạch: Mục đích của tính toán ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn đinh động và ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn được chọn khi có ngắn mạch trong hệ thống. Dòng điện ngắn mạch tính toán để chọn khí cụ điện là dòng ngắn mạch 3 pha. Khi tính toán ngắn mạch phía cao áp do không biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính toán gần đúng điện kháng của hệ thống điện quốc gia thông qua công suất ngắn mạch về phía hạ áp của TBATG và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế để tính toán ngắn mạch được thể hiện trên hình vẽ sau: N N MC Cáp ĐDK N PTTT BAPX BATG Zci ZDi XHT Ni HT Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện cần tính toán 6 điểm ngắn mạch sau: N - điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt và thanh góp N1 à N5 - Điểm ngắn mạch phía cao áp các trạm biến áp phân xưởng để kiểm tra cáp và thiết bị cao áp trong các trạm. Điện kháng của hệ thống được tính theo công thức: Trong đó: SN – công suất ngắn mạch về phía hạ áp của máy biến áp trung gian Giám, SN = 250 MVA; U- điện áp của đường dây, U = Utb = 24kV Điện trở và điện kháng của đường dây: Trong đó: r0, x0 - điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn [W/km] l – chiều dài đường dây Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I’’ bằng dòng điện ngắn mạch ổn định Ià , nên ta có thể viết: Trong đó: ZN – Tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch (W) U- Điện áp của đường dây (kV) Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức sau: Bảng 3-10: Thông số của đường dây trên không và cáp Đường cáp F mm2 l m r0 W/km x0 W R W X W PPTT-B1 3x16 150 1.47 0.142 0,1103 0,011 PPTT-B2 3x16 65 1.47 0.142 0,0478 0,005 PPTT-B3 3x16 160 1.47 0.142 0,1176 0,012 PPTT-B4 3x16 140 1.47 0.142 0,1029 0,001 PPTT-B5 3x16 200 1.47 0.142 0,147 0,014 BATG-PPTT AC-400 15000 0,08 0,345 0,600 2,588 Tính điểm ngắn mạch N tại thanh góp trạm phân phối trung tâm: Tính điểm ngắn mạch Ni ( tại thanh cái TBAPX B1 ) Tính toán tương tự ta có kết quả tính toán ngắn mạch cho các điểm ngắn mạch còn lại Bảng 3-11: Kết quả tính toán ngắn mạch Điểm ngắn mạch IN ( KA) Ixk ( KA) N1 2,804 7,13 N2 2,807 7,15 N3 2,802 7,13 N4 2,768 7,05 N5 2,807 7,15 N6 2,798 7,12 N 2,811 7,16 Lựa chọn thiết bị: Lựa chọn và kiểm tra máy cắt, thanh dẫn của TPPTT: Máy cắt 8DC11 được chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm.MC³Uđm.m=22kV Dòng điện định mức: Iđm.MC = 1250 A ³Ilvmax = 2.ITTNM = 382,7 A Dòng điện cắt định mức: Iđm.cắt = 25kA³IN = 2,811 kA Dòng điện ổn định động cho phép: iđm.ôđ = 63kA ³ ixk = 7,16kA Thanh dẫn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp BU: BU được chọn theo điều kiện: Điện áp định mức: Uđm.BU³Uđm.m = 22kV Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS34, kiểu hình trụ do hãng Siemens sản xuất. Bảng 3-12: Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS34 Thông số kỹ thuật 4MS34 Uđm ( kV) 24 U chịu đựng tấn số công nghiệp (kV) 50 U chịu đựng xung 1,2/50 ms (kV) 125 U1đm ( kV ) 22/ U2đm ( V ) 110/ Tải định mức ( VA ) 400 Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BI: BI được lựa chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm.BI³Uđm.m = 22kV Dòng điện sơ cấp định mức: Iđm.BI³Imax/2= 45,93 A Chọn BI loại 4ME14, kiểu hình trụ do háng Siemens chế tạo Bảng 3-13: Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME14 Thông số kỹ thuật 4MS34 Uđm ( kV) 24 U chịu đựng tấn số công nghiệp (kV) 50 U chịu đựng xung 1,2/50 ms (kV) 125 I1đm ( kV ) 5-2000 I2đm ( V ) 1 hoặc 5 Iôđnhiệt 1s ( kA ) 80 Iô đ dộng ( kA) 120 Lựa chọn chống sét van: Chống sét van được lựa chọn theo cấp điện áp Uđm.m = 22kV Chọn loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có Uđm = 24kV, loại giá đỡ ngang AZLP501B24 Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp: Ta sé dùng một loại dao cách ly cho tất cả các TBA để dễ dàng cho việc mua sắm, lắp đặt, thay thế. Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức : UđmMC ³Uđm.m = 22kV Dòng điện định mức: Iđm.CL³Ilvmax = 2.ITTNM = 382,73 A Dòng điện ổn định cho phép: iđm.ođ³ixk=7,16kA Chọn loại 3DC do hãng Siemens chế tạo Bảng 3-13: Thông số kỹ thuật dao cách ly 3DC Uđm ( kV ) Iđm ( A ) INT ( KA ) INmax ( KA) 24 630 16-31,5 40-80 Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp Dùng chung một loại cầu chì cao áp cho tất cả các TBA để dễ dàng cho việc mua sắm, lăp đặt và thay thế. Cầu chì được lựa chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm.CC³Uđm.m=22KV Dòng điện định mức: Iđm.CC³Ilvmax = Dòng điện cắt định mức: Iđm.cắt ³ IN2 =7,15kA Chọn loại cầu chì 3GD1 413-4B do hãng Siemens chế tạo Bảng 3-14: Thông số kỹ thuật của cầu chì loại 3GD1 413-4B Uđm ( kV ) Iđm ( A ) Icắt NMIN ( KA ) IcắtN ( KA) 24 63 432 40-80 Lựa chọn và kiểm tra áptômát: Phía hạ áp chọn dùng các áptômát của hãng Merlin Gerin đặt trong vỏ tủ tự tạo Với trạm 1 máy biến áp đặt 1 tủ áptômát tổng và 1 tủ aptômát nhánh Với trạm 2 máy biến áp đặt 1 tủ áptômát tổng, 1 tủ áptômát phân đoạn và 2 tủ aptômát nhánh Cụ thể chọn áptômát như sau: Dòng lớn nhất qua áptômát tổng máy 2100kVA Dòng lớn nhất qua áptômát tổng máy 1200kVA Dòng lớn nhất qua áptômát tổng máy 2100kVA Dòng lớn nhất qua áptômát tổng máy 2100kVA Chủng loại và số lượng máy biến áp được ghi trong bảng sau Bảng 3-15: áptômát đặt trong trạm BAPX ( hãng MERLIN GERIN ) Trạm BA Loại Sô lượng Uđm, V Iđm, A Icắt N, kA B1 (2 x 2100 ) CM3200 3 690 3200 50 B2, B3 (2 x 1200 ) CM2000 3 690 2000 50 B5 ( 1x 1200) CM1250 3 690 1250 50 B4 ( 1x 800) CM1250 3 690 1250 50 B6 ( 1x 250) NS400 3 690 400 10 Đối với máy cắt nhánh: Điện áp định mức: Uđm.A ³ Udm.m = 0,38kV Dòng định mức: Iđm.A ³ ITT = Trong đó: n – số MCCB nhánh đưa điện về phân xưởng Kết quả lựa chọn trên hình 3.11 Bảng 3-16: kết quả lựa chọn MCCB nhánh, loại 4 cực của Merlin Gerin Tên phân xưởng STT (kVA) ITT (A) Loại SL Uđm (V) Iđm (A) Icắt N (KA) Phân xưởng kết cấu kim loại 2898,7 2196,0 M32 1 690 3200 75 Phân xưởng lắp ráp cơ khí 1494,38 1132,1 M12 2 690 1250 40 Phân xưởng đúc 1611,23 1220,6 M20 2 690 1200 55 Phân xưởng khí nén 717,2 543,3 NS630N 2 690 630 10 Phân xưởng rèn 1398,3 1059,3 M12 2 690 1250 40 Trạm bơm 388,28 294,2 NS400N 2 690 400 10 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 254,28 192,6 NS250N 2 690 250 8 Phân xưởng gia công gỗ 293,86 222,62 NS250N 2 690 250 8 Ban quản lí nhà máy 52,43 39,7 NS250N 2 690 250 8 Lựa chọn thanh góp: Các thanh góp được chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép Do nhà máy làm việc 3 ca nên có Tmax > 5000, tra bảng với thanh dẫn bằng đồng ta có Jkt = 2,7 Tính tiết diện thanh dẫn dựa vào mật độ dòng kinh tế: Kiểm tra cáp đã chọn: Để đơn giản ở đây chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất IN = Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt: Trong đó: a - hế số nhiệt độ, cáp lõi đồng a = 6 Ià - Dòng điện ngắn mạch ổn định tqđ - Thời gian qui đổi được xác định như tổng thời gian tác động của bảo vệ chính đặt tại nhà máy cắt điện gần điểm sự cố với thời gian tác động toàn phần của máy cắt điện, tqđ = f(b’’, t). ở đây: t – thời gian tồn tại ngắn mạch ( thời gian cắt ngắn mạch ), lấy t = 0,5s b’’ = I’’/Ià , ngắn mạch xa nguồn ( IN = I’’ = Ià ) nên b’’ = 1 Tra đồ thị tìm được tqđ = 0,4 Tiết diện ổn định nhiệt của cáp: F³10,65mm2 Vậy tiết diện cáp đã chọn cho các tuyến là hoàn toàn phù hợp Kết luận: Các thiết bị đã chọn thoã mãn các đk kỹ thuật cần thiết Sơ đồ ghép nối Trạm trung tâm Tủ MC đầu vào Các tủ đầu ra của phân đoạn TG1 Tủ BU và CSV Tủ MC phân đoạn Tủ BU và CSV Các tủ đầu ra của phân đoạn TG2 Tủ MC đầu vào chương iV Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Phân xưởng sửa chưa cơ khí có diện tích 563 km2 , gồm 70 thiết bị được chia làm 6 nhóm. Công suất tính toán của phân xưởng là 254,28 kW, trong đó có 6,8 kW sử dụng cho hệ thống chiếu sáng. Để cấp điện cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí (SCCK) ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp. Điện năng từ TBA B4 được đưa về tủ phân phối của phân xưởng. Trong tủ phân phối đặt một áptômát tổng và 7 áptômát nhánh để 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 1 nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, các phụ tải có công suất lớn và quan trọng sẽ nhận điện trực tiếp từ thanh cái của tủ, các phụ tải có công suất bé và ít quan trọng hơn được ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông ( xích ). Để dễ dàng thao tác và tăng thêm độ tin cậy cung cấp điện, tại các đầu vào và ra của tủ đều đặt các áptomát 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 là xu hướng thiết kế cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp hiện đại. Đắt trước mắt nhưng về lâu dài là phương pháp kinh tế và hiệu qủa nhất. Mỗi động cơ máy công cụ được điều khiển bằng một khởi động từ ( KĐT ) đã gắn sẵn trên thân máy, trong KĐT có rơle nhiệt bảo vệ quá tải. Các cầu chì trong tủ động lực chủ yếu bảo vệ ngắn mạch, đồng thời làm dự phòng cho bảo vệ quá tải của khởi động từ. Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối: Hình 4.1 : Sơ đồ tủ phân phối AT A Chọn cáp từ TBA B3 về tủ phân phối của phân xưởng: Ta có: Công suất tính toán của phân xưởng cơ khí là : STT = 254,28 KVA Dòng điện cực đại tính toán là: Tiết diện kinh tế của cáp là: Chọn cáp 4 lõi đồng 6kV cách điện cao su,do hãng LENS chế tạo có vỏ thép có tiết diện 150 mm2 , có Icp = 390 A. ( loại 4 G 150 ) Chọn áptômát cho tủ phân phối: Chọn áptômát tổng cho tủ phân phối: Do Imax = 386,34 (A) ta chọn loại NS400E do hãng Merlin Gerin chế tạo có Iđm = 400 (A) và Uđm = 500 (V). Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với áptômát ta vừa chọn Icp³Ikddt/1,5=1,25.IđmA/1,5=333,33 (A) Vậy tiết diện cáp đã chọn là hợp lý. chọn các áptômát nhánh: Bảng 4-1: Kết quả lựa chọn MCCB của Merlin Gerin cho tủ phân phối Tuyến cáp ITT A Loại Iđm A Uđm V Icắt N kA Số cực TPP-ĐL1 64,6 C100E 70 500 7,5 3 TPP-ĐL2 58,95 C100E 60 500 7,5 3 TPP-ĐL3 19,07 C100E 25 500 7,5 3 TPP-ĐL4 178,63 NS225E 220 500 7,5 3 TPP-ĐL5 51,82 C100E 60 500 7,5 3 TPP-ĐL6 72,42 C100E 80 500 7,5 3 MCCB tổng 333,33 NS400E 400 500 15 3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực: Cáp từ tủ PP tới tủ động lực 1: khcIcp³ITT = 64,6 ở đây lấy Khc = 1 Icp³64,6 A Kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ của cáp: Icp³1,25.IđmA/1,5 = 83,33 (A) Vậy ta chọn loại cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do hãng Lens chế tạo, tiết diện 16mm2 với Icp = 100 A Tính toán tương tự ta có các loại dây cho từng tủ động lực theo bảng sau: Bảng 4-2: Kết quả lựa chọn cáp tủ TPP đến TĐL Tuyến cáp ITT A Loại Ikddt/1,5 A Icp A TPP-ĐL1 64,6 4G10 58,33 75 TPP-ĐL2 58,95 4G6 50 54 TPP-ĐL3 19,07 4G1,5 20,83 23 TPP-ĐL4 178,63 4G50 166,67 192 TPP-ĐL5 51,82 4G6 50 54 TPP-ĐL6 72,42 4G10 66,67 75 Tính toán ngắn mạch: Do xưởng SCCK đặt rất gần TBA B3 do đó khoảng cách giữa PX và trạm BA rất nhỏ, coi nhu = bằng 0. Do đó điện trở và điện kháng của nó cũng xấp xỉ không, nên khi có xảy ra ngắn mạch thì dòng IN và Ixk cũng rất nhỏ, vì vậy mà các thiết bị ta chọn ở trên là hoàn toàn thoả mãn. Lựa chọn các thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xưởng Hình 4-2: Sơ đồ tủ động lực AT A Aptômát tổng Các MCCB tổng của các tủ động lực có thông số hoàn toàn giống với các áptômát nhán của tủ phân phối Bảng 4-3: kết quả lựa chọn MCCB tổng của các TĐL Tuyến cáp ITT A Loại Iđm A Uđm V Icắt N kA Số cực TPP-ĐL1 64,6 C100E 70 500 7,5 3 TPP-ĐL2 58,95 C100E 60 500 7,5 3 TPP-ĐL3 19,07 C100E 25 500 7,5 3 TPP-ĐL4 178,63 NS225E 220 500 7,5 3 TPP-ĐL5 51,82 C100E 60 500 7,5 3 TPP-ĐL6 72,42 C100E 80 500 7,5 3 MCCB tổng 333,33 NS400E 400 500 15 3 Aptômát nhánh đến các thiết bị: Các áptômát đến các thiết bị cũng được chọn theo điều kiện trên. Ví dụ chọn MCCB cho đường cáp từ TĐL1 đến máy tiện ren 4,5kW và máy tiện tự động 5,1kW, cosj = 0,6 UđmA³Uđm.m = 0,38kV IđmA³ITT = Chọn MCCB loại NC45ado hãng Merlin Gerlin chế tạo có IđmA = 25 A, Icắt = 4,5 kA; UđmA = 400V; 4 cực Các đường cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: khc.Icp³ITT Trong đó: ITT: Dòng điện tính tóan của từng động cơ Icp: Dòng điện phát nógn cho phép khc = 1 Kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ của cáp, khi bảo vệ bằng aptômát: Icp³Ikddh/1,5=1,25IđmA/1,5 Ví dụ: Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến máy tiện ren 4,5kW và máy tiện tự động 5,1kW, cosj=0,6 Icp³ITT= 24,31 Icp³1,25.25/1,5 = 20,83 Kết hợp 2 điều kiện trên ta chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do hãng Lens chế tạo có tiết diện 2,5mm2 với Icp = 31A. Cáp được đặt trong ống thép có đường kính 3/4“ chôn dưới nền phân xưởng Công suất của phân xưởng không lớn nên không cần tính ngắn mach. Kết quả lựa chọn dây dẫn và áptômát trong bảng dưới đây: Bảng 4-4: Kết quả lựa chọn MCB trong các TĐL và cáp đên các thiết bị Tên máy Phụ tải Dây dẫn MCB PTT kW ITT A Tiết diện Icp A Dô.thép Mã hiệu Iđm A Ikdd/1,5 A 1 3 4 5 6 7 8 9 10 Nhóm 1 Máy tiện ren 4.5 11.4 4G2,5 31 3/4ÂÂ NC45a 25 20.83 Máy tiện tự động 5.1 12.75 4G2,5 31 3/4ÂÂ NC45a 25 20.83 Máy tiện tự động 5.1 12.75 4G2,5 31 3/4ÂÂ NC45a 32 26.67 Máy tiện tự động 5.1 12.75 4G2,5 31 3/4ÂÂ NC45a 25 20.83 Máy tiện tự động 14 35 4G4 42 3/4ÂÂ NC45a 40 33.33 Máy tiện tự động 14 35 4G4 42 3/4ÂÂ NC45a 40 33.33 Máy tiện tự động 5.6 14 4G2,5 31 3/4ÂÂ NC45a 32 26.67 Máy tiện tự động 5.6 14 4G2,5 31 3/4ÂÂ NC45a 32 26.67 Máy tiện tự động 2.2 5.5 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 6 5 Máy tiện rêvon 1.7 4.25 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 15 12.5 Máy phay đa năng 3.4 8.5 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 15 12.5 Máy phay đứng 14 35 4G4 42 3/4ÂÂ NC45a 40 33.33 Máy phay đứng 14 35 4G4 42 3/4ÂÂ NC45a 40 33.33 Máy mài phẳng 9 22.5 4G2,5 31 3/4ÂÂ NC45a 25 20.83 Máy mài tròn 5.6 14 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Cưa tay 1.35 3.38 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Nhóm 2 Máy phay ngang 1.8 4.5 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Máy phay đứng 7 17.5 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Máy bào 9 22.5 4G1,5 23 ắÂÂ NC45a 25 20.83 Máy bào 9 22.5 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 25 20.83 Máy xọc 8.4 21 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 25 20.83 Máy xọc 8.4 21 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 25 20.83 Máy xọc 8.4 21 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 25 20.83 Máy xọc 2.8 7 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Máy khoan vạn năng 4.5 11.25 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Máy doa ngang 4.5 11.4 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Máy khoan 1.7 4.25 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 6 5 Máy mài trong 2.8 7 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 15 12.5 Cưa máy 1.7 4.25 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 15 12.5 Nhóm3 Máy phay vạn năng 3.4 8.5 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 10 8.33 Máy mài 2.2 5.5 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Máy khoan vạn năng 4.5 11.4 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 25 16.67 Máy mài dao cắt gọt 2.8 7 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 15 12.5 Máy khoan bàn 0.65 1.63 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 3 2.5 Máy ép 1.7 4.25 4G1,5 23 ắÂÂ NC45a 5 4.17 Máy mài phá 3 7.5 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 15 12.5 Cưa tay 1.35 3.38 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 5 4.17 Nhóm 4 Lò điện 30 75 4G10 75 3/4ÂÂ NC45a 80 66.67 Lò điện 30 75 4G10 75 3/4ÂÂ NC45a 80 66.67 Lò điện 25 62.5 4G10 75 3/4ÂÂ NC45a 70 58.33 Lò điện 30 75 4G10 75 3/4ÂÂ NC45a 80 66.67 Điện phân 10 25 4G2,5 31 3/4ÂÂ NC45a 32 26.67 Nhóm 5 Bàn nguội 0.5 1.25 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 6 5 Bàn nguội 0.5 1.25 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 6 5 Bàn nguội 0.5 1.25 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 6 5 Máy cuốn dây 0.5 1.25 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 5 4.17 Bàn thí nghiệm 15 37.5 4G4 42 3/4ÂÂ NC45a 40 33.33 Bể tẩm đốt 4 10 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 12 10 Tủ xấy 0.85 2.13 4G1,5 23 ắÂÂ NC45a 6 5 Máy khoan bàn 0.65 1.63 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 6 5 Nhóm 6 Máy tiện ren 10 25 4G2,5 31 3/4ÂÂ NC45a 32 26.67 Máy tiện ren 10 25 4G2,5 31 3/4ÂÂ NC45a 32 26.67 Máy tiện ren 7 17.5 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Máy tiện ren 4.5 11.25 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Máy phay ngang 2.8 7 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 15 12.5 Máy phay vạn năng 2.8 7 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 15 12.5 Máy phay răng 2.8 7 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Máy xọc 2.8 7 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 10 8.33 Bào ngang 7.6 19 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Bào ngang 7.6 19 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Máy mài tròn 7 17.5 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 20 16.67 Búa khí nén 10 25 4G2,5 31 3/4ÂÂ NC45a 32 26.67 Quạt 3.2 8 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 10 8.33 Biến áp hàn 24 60 4G10 75 3/4ÂÂ NC45a 65 54.17 Máy mài phá 3.2 8 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 10 8.33 Khoan điện 0.6 1.5 4G1,5 23 3/4ÂÂ NC45a 10 8.33 Sơ đồ đi dây của phân xưởng SCCK Chương V Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cho nhà máy Đặt vần đề: Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất lơn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện năng được sản xuất ra. Hệ số công suất cosj là một trong các chỉ tiêu để dánh giá xí nghiệp có dùng điện hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số cosj là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng. Phần lơn các thiết bị tiêu dùng điẹn đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q. Công suất tác dụng là công suất được biến thành cơ năng hoác nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện xoay chiều, nó không sinh ra coong. Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát và hộ tiêu dùng điện là một quá trình dao động. Mỗi chu kỳ của dòng điện bằng không. Việc tạo ra công suất phản kháng không đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay máy phát điện. Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không nhất thiết lấy tử nguồn. Vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các máy sinh ra Q ( tụ điện, máy bù đồng bộ …) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm như vậy được gọi là ù công suất phản kháng. Khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất cosj của mạng được nâng cao, giữa P, Q và góc j có quan hệ sau: Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống, do đó góc j giảm, kết quả là cosj tăng lên Hệ số công suất cosj được nâng cao lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau: Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp Tăng khả năng phát của các máy phát điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosj Nâng cao hế số công suất cosj tự nhiên: là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hoá các quá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của động cơ, thay thế các động cơ thường xuyện làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý hơn,…Nâng cao hệ số công suất cosj tự nhiên rất có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không phải đặt thêm thiết bị bù. Nâng cao hệ số công suất cosj bằng biện pháp bù công suất phản kháng. Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu của chúng, nhờ vậy sẽ giảm được lượng CSPK phải truyền tải trên đường dây theo yêu cầu. Chọn thiết bị bù: Để bù công suất phản kháng cho các hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng tụ điện tĩnh , máy bù đồng bộ, động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích thích….ở đây ta lựa chọn các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ điện có ưu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng, không có phần quay như máy bù đồng bộ nên lắp ráp, vận hành và bảo quản dễ dàng. Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của các phu tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ vốn đầu tư ngay một lúc. Tuy nhiên, tụ điện cũng có một số nhược điểm nhất định. Trong thực tế với các nhà máy, xí nghiệp có công suất không thật lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích năng cao hệ số công suất. Vị trí đặt các thiết bị bù ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả bù. Các bộ tụ điện bù có thể dặt ở TPPTT, thanh cái cao áp, hạ áp của TBAPP, tại các tủ phân phối, tủ động lực hoặc tải đầu cực các phu tải lớn.Để xác định chính xác vị trí và dung lượng đặt các thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng phương án đặt bù cho một hệ thống cung cấp điện cụ thể. Song theo kinh nghiệm thực tế, trong trường hợp công suất và dung lượng bù công suất phản kháng của các nhà máy, thiết bị không thật lớn có thể phân bố dung lượng bù cần thiết đặt tại các thanh cái hạ áp của các TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư và thuận lợi cho công tác quản lý , vận hành. Xác định và phân bố dung lượng bù: Xác định dung lượng bù: Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy được xác định theo công thức sau: Qbù = PTTNM .(tgj1- tgj2).a Trong đó: PTTNM – Công suất tính toán nhà máy j1 – Góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù, cosj1 =0,73 j1 – Góc ứng với hệ số công suất trung bình sau khi bù, cosj1 =0,95 Với nhà máy đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần thiết: Qbù = 5300,46.(0,94 – 0,33) = 3233,28 kVar Phân bố dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng: Từ trạm PPTT về các máy biến áp phân xưởng là mạng hình tia gồm 6 nhánh có sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính toán như sau: Hình 5-2: Sơ đồ thay thế mạng cao áp để phân bố dung lượng bù TPPTT Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Qb1 Qb2 Qb3 Qb4 Qb5 Qb6 RC1 RB1 Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho các nhánh của mạng hính tia: Qbi = Qi - .Rtd Trong đó: Qbi – Công suất phản kháng cần bù đặt tại phụ tải thứ i [kVar] Qi – Công suất tính toán phản kháng tổng của nhà máy ứng với phụ tải thứ i [kVar] Q = ồQi – phụ tải tính toán phản kháng tổng của nhà máy Q = 5007,69 kVar Ri - điện trở nhánh thứ i [W] : điện trở tương đương của mạng, [W] Thay số vào ta có: Qb1 = 2040.4 – (5007,69 – 3233,28) = 1614,54 kVar Qb2 = 1173,3 – (5007,69 – 3233,28) = 640,98 kVar Qb3 = 945 – (5007,69 – 3233,28) = 723,2kVar Qb4 = 230,49 – (5007,69 – 3233,28) = 196,15 kVar Qb5 = 1176,56 – (5007,69 – 3233,28) = 782,25 kVar Qb6 = 693,86 – (5007,69 – 3233,28) = 570,06 kVar Bảng 5-4: kết quả phân bố dung lượng bù trong nhà máy. TT Tuyến cáp R W QTT kVar Qbù kVar Loại tụ Qtụ kVar sơ lượng 1 PPTT-B1 0,025 2040,4 1614,54 KC2-0,38-50-3Y3 50 33 2 PPTT-B2 0,02 1176,3 640,98 KC2-0,38-50-3Y3 50 13 3 PPTT-B3 0,048 945 723,2 KC2-0,38-50-3Y3 50 15 4 PPTT-B4 0,31 230,49 196,15 KC2-0,38-28-3Y1 28 7 5 PPTT-B5 0,027 1176,56 782,25 KC2-0,38-50-3Y3 50 16 6 PPTT-B6 0,086 693,86 570,06 KC2-0,38-50-3Y3 50 12 Hình 5.3: Sơ đồ lắp ráp tụ bù cosj cho trạm 2 biến áp Tủ áptômát tổng Tủ phân phối cho các px Tủ bù cosj Tủ áptômát phân đoạn Tủ bù cosj Tủ phân phối cho các px Tủ aptômát tổng chương VI thiết kế hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng cơ khí Đặt vấn đề: Trong các phân xưởng, xí nghiệp công nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suấ lao động, an toàn lao động 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, hai mắt và ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ, kết quả là hàng loạt sản phẩm không đạt tiểu chuẩn kỹ thuật và năng suất lao động thấp, thậm chí còn gây tai nạn trong khi làm việc. Cũng vì vậy hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: Không bị loá mắt Không bị loá do phản xạ Không tạo ra những khoảng tối bởi những vất bị che khuất Phải có độ rọi đồng đều Phải tạo 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 Sửa chữa cơ khí sẽ dùng các bóng đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam. Phân xưởng Sửa chữa cơ khí được chia thành 2 dãy nhà: Dãy nhà số 1: Chiều dài ( a1 ) : 35,7m Chiều rộng ( b1 ): 11m Dãy nhà số 2: Chiều dài ( a2 ): 20,5m Chiều rộng ( b2 ): 8,5m Tổng diện tích 563m2 Nguồn điện sử dụng: U = 220V lấy từ tủ chiếu sáng của TBA phân xưởng B4 Độ rọi yêu cầu: E = 30 lx Hệ số dự trữ: k = 1,3 Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: H = h - hc – hlv = 4,5 – 0,7 – 0,8 = 3m Trong đó: h – chiều cao của phân xưởng ( tính từ nền đến trần nhà của phân xưởng ), h = 4,5m hc – Khoảng cách từ trần nhà đến đèn hc = 0,7m hlv – Chiều cao từ nền phân xưởng đến mặt công tác, hlv = 0,8m Hệ số phản xạ của tường: rtg = 30% Hệ số phản xạ của trần: rtr = 50% Hình 6-1 : Sơ đồ tính toán chiếu sáng h=0,7m H hlv Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng SCCK ở đây 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 – Hế số dự trữ n – Số bóng đèn có trong hệ thống chiếu sáng chung ksd – Hệ số sử dụng Z – Hế số phụ thuộc vào loại đèn trong hệ thống va 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 = 5,4m, chọn L = 5m Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng ta sẽ bố trí đèn như sau: Dãy nhà số 1 bố trí 3 dãy đèn, môi dãy gồm 7 bóng, khoảng cách giữa các bóng là 5m, khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 2,85m, theo chiều rộng phân xưởng là 0,5m. Tổng số bóng đèn cần dùng là n1 = 21 bóng. Dãy nhà số 2 bố trí 2 dãy đèn, môi dãy gồm 5 bóng, khoảng cách giữa các bóng là 5m, khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 0,25m, theo chiều rộng phân xưởng là 1,75m. Tổng số bóng đèn cần dùng là n1 = 10 bóng. Chỉ số của phòng: ở đây ai, bi – chiểu rộng và dài của nhà xưởng thứ i Tra PL8.1(TL!) với đèn là sợi đốt vạn năng và rtường = 30%,rtrần = 50% ta có: ksd1 = 0,45 và ksd2 = 0,4. Quang thông của mỗi đèn: Chọn đèn sợi đốt công suất Pđ = 200W, có quang thông F = 2528 lm Tổng cộng công suất chiếu sáng toàn phân xưởng: Pcs = n.Pđ = 31.200 = 6,2 kW Thiết kế mạng điện của hệ thống chiếu sáng chung: Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng ta đặt một tủ chiếu sáng trong phân xưởng gồm một áptômát tổng loại ba pha 4 cực và 12 áptômát nhánh 1 pha 2 cực, trong đó 7 aptômát cấp cho 7 dãy đèn mỗi dãy có 3 bóng, 5 áptômát cấp cho 5 dãy mỗi dãy 2 bóng. Chọn MCCB tổng: Điện áp định mức: UđmA³Udmm = 0,38kV Dòng điện định mức: Iđm.A ³ ITT = 9,42 A Chọn MCCB loại C69H do hãng Merlin Gerin chế tạo có thông số sau: Iđm = 20A; Icắt N = 15kA; Uđm = 415V; 4 cực Chọn cáp từ tủ phân phối xưởng đến tủ chiếu sáng: Chọn cáp theo điều kiện phát nóng: Icp³9,42 A Kiểm tra điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ: Icp³1,25/1,5.IđmA=16,67A Chọn cáp loại 4G2,5 cách điện PVC của Lens có Icp = 23A Chọn các MCCB nhánh: Chọn MCCB cho dãy gồm 3 bóng: Điện áp định mức: UđmA³0,22kV Dòng điện định mức: IđmA³ n.Pd/Udmm = 2,73 A Chọn MCCB loại NC45a do hãng Merlin Gerin có các thông số Iđm = 6A; Icắt = 4,5kA; Uđm = 400 V; loại 2 cực Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn: Chọn theo điều kiện: Icp³ITT = 2,73 A Kiểm tra : Icp ³ 1,25.6/1,5 = 5 A Chọn loại cáp đồng 2 lõi tiết diện 2x1,5mm2 có Icp = 26A cách điện PVC do hãng Lens chế tạo Chọn MCCB cho dãy gồm 5 bóng: Điện áp định mức: UđmA³0,22kV Dòng điện định mức: IđmA³ n.Pd/Udmm = 4,55 A Chọn MCCB loại NC45a do hãng Merlin Gerin có các thông số Iđm = 6A; Icắt = 4,5kA; Uđm = 400 V; loại 2 cực Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn: Chọn theo điều kiện: Icp³ITT = 4,55 A Kiểm tra : Icp ³ 1,25.6/1,5 = 5 A Chọn loại cáp đồng 2 lõi tiết diện 2x1,5mm2 có Icp = 26A cách điện PVC do hãng Lens chế tạo. Sơ đồ nguyên lý mạng chiếu sáng của PX SCCK C69H C69H 4G2.5 PVC(2x1.5) NC45a ĐL6 ĐL5 ĐL4 ĐL3 ĐL2 ĐL1 Tủ phân phối Sơ đồ mạng điện chiếu sáng phân xưởng SCCK