Thiết kế cung cấp điện cho một xưởng sửa chữa thiết bị điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP œ Môn cung cấp điện Đề tài:” Thiết kế cung cấp điện cho một xưởng sửa chữa thiết bị điện “ Giáo viên hướng dẫn : KS.Nguyễn Đắc Tuân Sinh viên thực hiện : Vũ Khắc Lý Lớp :CD7-K2 Các số liệu kỹ thuật. - các thiết bị điện từ 1 đến 15 cho trong bảng. Số TT Thiết bị Hệ số ksd cosj 1 Bể ngâm dung dịch kiềm 0,35 1 2 Bể ngâm nước nóng 0,32 1 3 Bể ngâm tăng nhiệt 0,3 1 4 Tủ sấy 0,36 0,80 5 Máy quấn dây 0,57 0,80 6 Máy quấn dây 0,60 0,78 7 Máy khoan bàn 0,51 0,78 8 Máy khoan đứng 0,55 0,85 9 Bàn thử nghiệm 0,62 0,70 10 Máy mài 0,45 0,82 11 Máy hàn 0,53 0,76 12 Máy tiện 0,45 0,72 13 Máy mài tròn 0,4 0,76 14 Cần cẩu điện 0,32 0,82 15 Máy bơm nước 0,46 0,8 -công suất của thiết bị (KW),kích thước của phân xưởng :dài- rộng –cao (mét) - nguồn điện cách phân xương một đoạn l(mét) - Độ rọi yêu cầu của chiếu sáng phân xưởng Eyc (lux)cho bảng k.thước Công suất của các thiết bị (kw) axb H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 22x20 4.5 50 54 35 3.6 4.5 3 1.2 2x1 0 0.85 4.5 2.8 3.5 4.5 2.8 7 2.8 - Hao tổn điện áp cho nguồn đến đầu vào của các thiết bị dùng điện DUcp=2,5% - Hệ số công suất cần nâng cao là 0,93 - Thời gian hoàn vốn Ttc =8 năm , hệ số khấu hao thiết bị Kkh =6%;thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax =3500h -công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện Sk =2,65MVA, thời gian tồn tại dòng ngắn mạch tk =2,5s. - Hệ số công suất và số sử dụng được trong bảng II. Nội dung thuyết minh . Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng tính toán phụ tải : · phụ tải chiếu sáng · phụ tái thông gió và làm mát · phụ tải động lực . · phụ tải tổng hợp 3.Thiết kế sơ đồ cấp điện . 4.Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ điện. Chọn dây dẫn chọn mạng động lực và mạng chiếu sáng. Chọn thiết bị bảo vệ. 5.chọn phương án cung cáp điện 6.tính chọn tụ bù nâng cao hệ số cosj 7.dự toán III . bản vẽ mặt phẳng phân xưởng với sự bố trí của thiết bị sơ đồ mạng điện trên mặt bằng phân xưởng sơ đồ nguyên lý của mạng điện có chỉ rõ các mã hieuj và các tham số của thiết bị được chọn LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay trong sinh hoạt hàng ngày và hoạt động kinh tế thì điện năng là 1 thứ không thể thiếu. Đặc biệt trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì điện là 1 nguồn năng lượng rất quan trọng. Do đó khi xây dựng một công trình xí nghiệp hay một khu dân cư thi chúng ta đều nghĩ đến viêc xây dựng một hệ thống cung cấp điện phải đạt được các tiêu chuẩn như tổn thất điện năng, chi phí lắp đặt, công suất,an toàn ,đảm bảo hệ thống cung cấp điện liên tục... Việc thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, một phân xưởng, khu dân cư, nơi tiêu thụ điện đạt tiêu chuẩn không những có lợi cho nhà máy, khu dân cư...mà còn có lợi cho ngân sách nhà nước. Thiết kế cấp điện cho xưởng sửa chữa thiết bị điện cũng không ngoài mục đích đó. Trong quá trình làm đồ án em đã được sự giúp đỡ ,chỉ bảo tận tình của thầy NGUYỄN ĐẮC TUÂN thì em đã hoàn thành được đồ án của mình. Tuy nhiên trong quá trình làm thì em cũng không tránh khỏi được những thiếu sót do đó em rất mong sự thông cảm và góp ý khiến của các thầy cô trong khoa. Em xin chân thành cảm ơn ! Phần một  Tính toán chiếu sáng 1. Những vấn đề chung Trong bất kỳ xí nghiệp nào, ngoài chiếu sáng tự nhiên còn phải dùng chiếu sáng nhân tạo, phổ biến nhất là dùng đèn để chiếu sáng nhân tạo. Thiết kế chiếu sáng công nghiệp cũng phải đáp ứng yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài ra, chúng ta còn quan tâm tới màu sắc ánh sáng, lựa chọn các chao chụp đèn, sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế, kỹ thuật và còn phải đảm bảo mỹ quan. Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: Không lóa mắt: vì với cường độ ánh sáng mạnh sẽ làm cho mắt có cảm giác lóa, thần kinh bị căng thẳng, thị giác mất chính xác. Không lóa do phản xạ: ở một số vật công tác có các tia phản xạ khá mạnh và trực tiếp do đó khi bố trí đèn cần chú ý tránh. Không có bóng tối: ở nơi sản xuất các phân xưởng không lên có bóng tối, mà phải sáng đồng đều để có thể quan sát được toàn bộ phân xưởng. Muốn khử các bóng tối cục bộ thường sử dụng bóng mờ và treo cao đèn. Độ rọi yêu cầu đồng đều: nhằm mục đích khi quan sát từ vị trí này sang vị trí khác mắt người không phải điều tiết quá nhiều gây mỏi mắt. Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày: để thị giác đánh giá được chính xác 2. Phương án bố trí đèn Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta bố trí đèn cho chiếu sáng chung . Chiếu sáng chung sẽ phải dùng nhiều đèn. Vấn đề đặt ra là phải xác định được vị trí hợp lí của các đèn và khoảng cách giữa đèn với trần nhà và mặt công tác. Đối với chiếu sáng chung người ta hay sử dụng 2 cách bố trí đèn. Theo hình chữ nhật Theo hình thoi 3. Các phương pháp tính toán chiếu sáng được sử dụng khi tính chiếu sáng công nghiệp + Phương pháp hệ số sử dụng. + Phương pháp từng điểm. + Phương pháp tính gần đúng. + Phương pháp tính gần đúng đối với đèn ống. + Phương pháp tính toán với đèn ống. 4. Thiết kế chiếu sáng Có hai cách tính toán: a. Tính toán sơ bộ Ở bước thiết kế sơ bộ, hoặc với đối tượng chiếu sáng không yêu cầu chính xác cao có thể dùng phương pháp tính toán gần đúng theo các bước sau : - Lấy một suất chiếu sáng Po, W/m2 sao cho phù hợp yêu cầu khách hang - Xác định công suất tổng cần cấp cho chiếu sáng khu vực có diện tích S,m2 Pcs= Po.s ( kw) -Xác định số lượng đèn: chọn công suất một bóng đèn Pb, từ đây dễ dàng xác định số lượng bóng đèn: n = - Bố trí đèn trong khu vực (theo cụm hoặc theo dãy) b. Tính toán theo phương pháp hệ số sử dụng Trình tự tính toán theo phương pháp này như sau Xác định độ treo cao đèn H=h-h1-h2 Bố trí đèn trên mặt bằng và mặt đứng Trong đó: h độ cao của phân xưởng h1là khoảng cách từ trần đến bóng đèn, thường h1=0.5-0.7m h2 độ cao của mặt làm việc, thường 0.7-0.9m từ bảng 74 sách giáo trình cung cấp điện tra tỉ số L/H, xác định được khoảng cách giữa 2 đèn kề nhau L(m) căn cứ vào bố trí đèn trên mặt bằng mặt cắt xác định hệ số phản xạ của tường, trần Ptg, Ptr Xác định chỉ số của phòng kích thước a.b từ Ptg, Ptr , tra bảng tìm ra hệ thống Ksd Xác định quang thông của đèn F = lumen Trong đó k là hệ số dự trữ E là độ rọi (lx) S là diện tích phân xưởng z là hệ số tính toán, thường z= 0,8-1,4 n là số bóng đèn,xác định saukhi bố trí đèn trên mặt bằng từ đây tra bảng tìm công suất bóng đèn có công suất tương ứng. Tính toán như sau: - xác định số lượng và công suất bóng Chọn E=100 lx Căn cứ vào trần nhà cao 4,5m Mặt công tác h2 = 0.8m Độ cao treo đèn cách trần h1 =0,7m Vậy H= 4,5-0,8-0,7=3m Tra bảng 7.4 sách giáo trình cung cấp điện với đèn sợi đốt bóng vạn năng có L/H=1,8 xác định khoảng cách giữa các đèn L/H=1,8 L=1,8H = 1,8.3=5,4(m) Căn cứ vào diện tích phân xưởng có chiều dài a=22m Chiều rộng b=20m Ta Chọn L=5m Căn cứ vào diện tích phân xưởng thì ta bố trí đèn làm 4 dãy .cách nhau 5m ,cách tường 2.5m theo chiều rộng và cách tường 3,5m theo chiều dài của phân xưởng. Tổng số bóng đèn cần dùng là 16 bóng trong phân xưởng .Ở đây ta cần chiếu sáng thêm cho phòng vệ sinh và phòng thay đồ là 4 bóng 100w. vậy số bóng dùng cho chiếu sáng chung là 20 bóng . - Xác định chỉ số của phân xưởng Lấy hệ số dự trữ k=1,3 (tra bảng 7.5 sách giáo trình cung cấp điện) Hệ số tính toán z=1,1 Lấy hệ số phản xạ của tường là ptg = 30% và của trần là ptr = 50% Tra bảng pl VIII.1 (sách thiết kế cấp điện) ta tra được ksd = 0,46 Xác định được quang thông của môi đèn F = = lm Tra bảng 7.2 sách giáo trình cung cấp điện Ta Chọn bóng đèn sợi đốt 500w sử dụng điện áp 220v. Có quang thông F= 7640 lm Ngoài chiếu sáng chung cho phân xưởng ta còn cần chiếu sáng cho 2 phòng vệ sinh và 2 phòng thay đồ mỗi phòng sử dụng 1 bóng đèn 100w. Ta đặt riêng 1tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào và được lấy điện từ tủ phân phối của xưởng. Tủ gồm 1 áptômát tổng 3 pha 4 cực và 6 áptômát nhánh 1 pha. Trong đó 4 áptômát nhánh 1pha bảo vệ cho 16 bóng 500w mỗi áp bảo vệ cho 4 bóng. 1 áptômát bảo vệ cho 4 bóng 100w. Còn 1 áptômát còn lại bảo vệ cho thiết bị làm mát và thông gió (sẽ được trình bày ở phần sau ). Sơ đồ nguyên lý mạng chiếu sáng phân xưởng và làm mát . Sơ đồ mạng điện chiếu sáng phân xưởng Phần hai Tính toán phụ tải Phụ tải điện là một hàm biến đổi theo thời gian vì có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nó, nên phụ tải điện không bền theo 1 quy luật nhất định. Do đó việc xác định phụ tải điện là một điều rất khó khăn nhưng lại là một việc rất quan trọng. Phụ tải điện là một số liệu dùng làm căn cứ chọn các thiết bị điện trong hệ thống cung cấp điện. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế thì sẽ gây lãng phí về kinh tế. Nhưng nếu phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ không đảm bảo chất lượng cung cấp điện. Do vậy cần phải xác định phụ tải một cách chính xác. 2.1 phụ tải chiếu sáng - tổng công suất chiếu sáng chung: Coi hệ số đồng thời kđt = 1 Pcsc = kđt.N.pđ = 1.16.500 = 8000 (w) ở đây ta cần chiếu sáng thêm 2 phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh mỗi phòng 1 bóng 100w Vậy tổng công suất chiếu sáng là: pcs = 8000+(4.100) = 8400 w = 8,4(kw) Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cosj = 1 2.2 phụ tải thông gió và làm mát Ta sẽ bố trí 6 quạt trần mỗi quạt 120 w và 4 quạt hút mỗi quạt 80 w. Lấy hệ số cosj = 0,8 theo bảng pl1.1 sách tk cấp điện. Tổng công suất thông gió và làm mát: Plm = 6.120 + 4.80 = 1040 (w) 2.3 phụ tải động lực a. chia nhóm thiết bị Căn cứ vào công suất và vị trí của thiết bị thì ta chia làm 3 nhóm phụ tải như trong bảng 1 Nhóm Stt Tên thiết bị Pđm cosj Itt Ksd 1 Bể ngâm dung dịch kiềm 3 1 4.56 0.35 2 Bể ngâm nước nóng 4 1 6.08 0.32 3 Bể ngâm tăng nhiệt 4 1 6.08 0.3 4 Tủ sấy 3 0.8 5.7 0.36 5 Máy quấn dây 1.2 0.8 2.28 0.57 Tổng 15.2 0.94 16.56 0.348 6 Máy quấn dây 1 0.78 1.95 0.6 8 Máy khoan đứng 0.85 0.85 1.52 0.55 9 Bàn thử nghiệm 7 0.7 15.2 0.62 11 Máy hàn 3 0.76 6.0 0.53 12 Máy tiện 4.5 0.72 9.5 0.45 Tổng 16.35 0.729 28.62 0.55 7 Máy khoan bàn 0.65 0.78 1.3 0.51 10 Máy mài 2.8 0.82 5.2 0.45 13 Máy mài tròn 2.8 0.76 5.6 0.4 14 Cần cẩu điện 7 0.82 12.9 0.32 15 Máy bơm nước 2.8 0.8 5.32 0.46 Tổng 16.05 0.804 21.04 0.388 b. Xác định phụ tải từng nhóm - Xác định phụ tải nhóm 1. Theo bài ta có được ksdtb là: Hệ số thiết bị hiệu quả là: Lấy nhq= 4 Hệ số nhu cầu. Công suất phụ tải động lực của nhóm 1 là: (kw) Hệ số công suất trung bình của phụ tải động lực. Tính toán tương tự thì ta có kết quả của các nhóm còn lại như sau. Nhóm Itt Ksdtb cosjtb Pđl (kw) Knc nhq Q S 1 16,56 0,348 0,94 10,25 0,674 4 3,72 10,9 2 28,62 0,55 0,729 13,734 0,81 3 12,9 18,84 3 21,04 0,388 0,804 11,139 0,694 4 8,24 13,85 phụ tải tổng hợp Công suất tính toán của phân xưởng: pth=kđt.(pđl1 + pđl2 + pđl3 + pcs + plm) kdt: là hệ số đồng thời của thiết bị trong phân xưởng xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm máy trong phân xưởng .với phân xưởng có từ 3 đến 4 nhóm thì kdt = 0,9 – 0.95. do đó ta chọn kdt = 0,9 pth = 0,9.(10,25 + 13,734 + 11,139 + 8,4 + 1,04) = 41,367 (kw) Hệ số cosj tổng hợp cosjth = Phụ tải tổng hợp của phân xưởng Sth = (kva) Công suất phản kháng Qth = sth.sinjth = 48,43.0,52 = 25,19 (kvar) sinjth = Dòng điện phụ tải của phân xưởng Itt = (A) Phần 3 thiết kế sơ đồ cấp điện và lựa chọn phương án cung cấp điện Việc lựa chọn sơ đồ cấp điện hợp lý là một yếu tố quan trọng để đảm bảo sự phù hợp của các nhà xưởng. Sơ đồ được chọn phải thuận tiện trong vận hành và sửa chữa,cung điện liên tục ,dễ dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ, đảm bảo chất lượng điện năng, giảm tổn thất đến mức tối thiểu. Trong mạng điện người ta thường dùng 3 loại sơ đồ: - sơ đồ hình tia - sơ đồ hỗn hợp - Sơ đồ phân nhánh Ở đây ta chọn phương án cung cấp điện theo kiểu hỗn hợp cả mạng hình tia và phân nhánh. Điện năng được lấy từ nguồn cách xưởng 35m đưa về tủ phân phối của phân xưởng. Trong tủ phân phối đặt 1 áptômát tổng và 4 áptômát nhánh cấp điện cho 3 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng, làm mát. Điện cấp từ tủ phân phối tới tủ động lực và tủ chiếu sáng được mắc theo sơ đồ hình tia để thuận cho việc sửa chữa, bảo dưỡng, quản lý, vận hành được dễ dàng. Cấp điện cho phân xưởng thì có nhiều phương án ở đây em đưa ra 2 phương án sau: - phương án 1: Đặt tủ phân phối tại đầu xưởng nguồn được đưa tới tủ phân phối sau đó điện từ tủ phân phối được đưa tới tủ động lực và tủ chiếu sáng và tới các thiết bị. - phương án 2 : Đặt tủ phân phối ở giữa xưởng . I. Tính toán lựa chọn phương án tối ưu. 1. phương án 1. tủ phân phối được đặt ở đầu xưởng a. chọn cáp từ nguồn về tủ phân phối Chọn x0 = 0,38 () , hao tổn điện áp cho phép Ducp% = 2,5% Chiều dài l = 35m Từ đó ta xác định được hao tổn điện áp phản kháng: Dux = (v) Hao tổn điện áp cho phép quy đổi: Ducp = (v) Hao tổn điện áp tác dụng : DuR = Ducp - Dux = 9,5 - 0,89 = 8,61 (v) Suất Điện trở tác dụng là: r0 = () chọn dây đồng nên ta có gcu = 54 () Tiết diện dây dẫn là: F = (mm2) Ta chọn cáp có tiết diện 10mm2 cách điện XLPE cáp được đặt trong hào và chọn loại dây cáp đồng có r0 = 2() , x0 = 0,08 () Kiểm tra lại tổn thất điện áp thực tế Dutt = So sánh giá trị hao tổn điện áp cho phép với giá trị hao tổn điện áp thực tế thì ta thấy Dutt<Ducp vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn yêu cầu. Tính tổn thất điện năng: * Thời gian tổn thất công suất lớn nhất = (0,124 + TM.10-4)2.8760 = 1968 (h) * Tổn thất điện năng sẽ là : DA = Chi phí tổn thất điện năng C = DA + CD = 2237,89.800 = 1,79.106 (đ/năm) Lấy giá tiền 1kwh điện là 800đ Vốn đầu tư của đoạn dây V = v0.l = 69,79.0,035.106 =2,44.106 (đ) Trong đó : v0 là giá tiền 1km cáp tiết diện 10mm2 Tra bảng 7.pl. trong phụ lục B của quyển bài tập cung cấp điện ta có giá của cáp mắc trong hào tiết diện 10mm2 là 69,76.106 (đ/km) Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao P = * Chi phí tính toán: Z = p.v + c = (0,185.2,44 + 1,79).106 = 2,24.106 (đ) b. Tính tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối tới động lực Tính tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối tới động lực 1 Chọn x0 = 0,38 () , hao tổn điện áp cho phép Ducp% = 2,5% Chiều dài l = 32m Từ đó ta xác định được hao tổn điện áp phản kháng: Dux = (v) Hao tổn điện áp cho phép quy đổi: Ducp = (v) Hao tổn điện áp tác dụng : DuR = Ducp - Dux = 9,5 - 0,125 =9,375 (v) Suất Điện trở tác dụng là: r0 = () chọn dây đồng nên ta có gcu = 54 () Tiết diện dây dẫn là: F = (mm2) Ta chọn cáp có tiết diện 2,5mm2 cách điện XLPE cáp được đặt trong hào và chọn loại dây cáp đồng có r0 =8() , x0 = 0,09 () Kiểm tra lại tổn thất điện áp thực tế Dutt = So sánh giá trị hao tổn điện áp cho phép với giá trị hao tổn điện áp thực tế thì ta thấy Dutt<Ducp vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn yêu cầu. Tính tổn thất điện năng: * Thời gian tổn thất công suất lớn nhất = (0,124 + TM.10-4)2.8760 = 1968 (h) * Tổn thất điện năng sẽ là : DA = Chi phí tổn thất điện năng C = DA . CD = 414,84.800 = 0,332.106 (đ/năm) Lấy giá tiền 1kwh điện là 800đ Vốn đầu tư của đoạn dây V = v0.l = 30,88.0,032.106 =0,99.106 (đ) Trong đó : v0 là giá tiền 1km cáp tiết diện 2,5mm2 Tra bảng 7.pl. trong phụ lục B của quyển bài tập cung cấp điện ta có giá của cáp mắc trong hào tiết diện 2,5 mm2 là 30,88.106 (đ/km) Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao P = * Chi phí tính toán: Z = p.v + c = (0,185.0,99 + 0,332).106 = 0,52.106 (đ) Tính toán tương tự ta có bảng kết quả của các nhóm còn lại là: Đạ Công suất Dòng Tiết diện Điệntrở Hao tổn Chi phí, 106 đ Pkw Qkvar Skva I ,A Fmm2 Fcmm2 Lm r0 X0 Du DA Z Tpp 41,367 25,19 48,43 73,58 8,23 10 35 2 0,08 7,81 2237,8 2,24 Đl1 10,25 3,72 10,9 16,56 1,71 2,5 32 8 0,09 6,94 414,8 0,52 Đl2 13,734 12,9 18,84 28,62 1,08 2,5 15 8 0,09 4,38 580,6 0,54 Đl3 11,139 8,4 13,85 21,04 1,05 2,5 18 8 0,09 4,25 382 0,41 tính toán phương án 2 ở phương án 2 thì khoảng cách từ nguồn về tủ phân phối sẽ là; L = 35+11+10 = 56(m) chọn cáp từ nguồn về tủ phân phối : Chọn x0 = 0,38 () , hao tổn điện áp cho phép Ducp% = 2,5% Từ đó ta xác định được hao tổn điện áp phản kháng: Dux = (v) Hao tổn điện áp cho phép quy đổi: Ducp = (v) Hao tổn điện áp tác dụng : DuR = Ducp - Dux = 9,5 – 1,48 = 8,02 (v) Suất Điện trở tác dụng là: r0 = () chọn dây đồng nên ta có gcu = 54 () Tiết diện dây dẫn là: F = (mm2) Ta chọn cáp có tiết diện 16mm2 cách điện XLPE cáp được đặt trong hào và chọn loại dây cáp đồng có r0 = 1,25() , x0 = 0,07 () Kiểm tra lại tổn thất điện áp thực tế Dutt = So sánh giá trị hao tổn điện áp cho phép với giá trị hao tổn điện áp thực tế thì ta thấy Dutt<Ducp vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn yêu cầu. Tính tổn thất điện năng: * Thời gian tổn thất công suất lớn nhất = (0,124 + TM.10-4)2.8760 = 1968 (h) * Tổn thất điện năng sẽ là : DA = Chi phí tổn thất điện năng C = DA . CD = 2237,89.800 = 1,79.106 (đ/năm) Lấy giá tiền 1kwh điện là 800đ Vốn đầu tư của đoạn dây V = v0.l = 83,52.0,056.106 =4,68.106 (đ) Trong đó : v0 là giá tiền 1km cáp tiết diện 16mm2 Tra bảng 7.pl. trong phụ lục B của quyển bài tập cung cấp điện ta có giá của cáp mắc trong hào tiết diện 10mm2 là 69,76.106 (đ/km) Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao P = * Chi phí tính toán: Z = p.v + c = (0,185.4,68 + 1,79).106 = 2,66.106 (đ) b. Tính tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối tới động lực Tính tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối tới động lực 1 Chọn x0 = 0,38 () , hao tổn điện áp cho phép Ducp% = 2,5% Chiều dài từ tủ phân phối đến tủ động lực sẽ khác với phương án 1 là l = 18 m Từ đó ta xác định được hao tổn điện áp phản kháng: Dux = (v) Hao tổn điện áp cho phép quy đổi: Ducp = (v) Hao tổn điện áp tác dụng : DuR = Ducp - Dux = 9,5 - 0,07 =9,43 (v) Suất Điện trở tác dụng là: r0 = () chọn dây đồng nên ta có gcu = 54 () Tiết diện dây dẫn là: F = (mm2) Ta chọn cáp có tiết diện 2,5mm2 cách điện XLPE cáp được đặt trong hào và chọn loại dây cáp đồng có r0 =8() , x0 = 0,09 () Kiểm tra lại tổn thất điện áp thực tế Dutt = So sánh giá trị hao tổn điện áp cho phép với giá trị hao tổn điện áp thực tế thì ta thấy Dutt<Ducp vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn yêu cầu. Tính tổn thất điện năng: * Thời gian tổn thất công suất lớn nhất = (0,124 + TM.10-4)2.8760 = 1968 (h) * Tổn thất điện năng sẽ là : DA = Chi phí tổn thất điện năng C = DA . CD = 233,35.800 = 0,187.106 (đ/năm) Lấy giá tiền 1kwh điện là 800đ Vốn đầu tư của đoạn dây V = v0.l = 30,88.0,018.106 =0,55.106 (đ) Trong đó : v0 là giá tiền 1km cáp tiết diện 2,5mm2 Tra bảng 7.pl. trong phụ lục B của quyển bài tập cung cấp điện ta có giá của cáp mắc trong hào tiết diện 2,5 mm2 là 30,88.106 (đ/km) Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao P = * Chi phí tính toán: Z = p.v + c = (0,185.0,55 + 0,187).106 = 0,289.106 (đ) Tính toán tương tự ta có bảng kết quả của các nhóm còn lại là: Đạ Công suất Dòng Tiết diện Điệntrở Hao tổn Chi phí, 106 đ Pkw Qkvar Skva I ,A Fmm2 Fcmm2 Lm r0 X0 Du DA Z Tpp 41,367 25,19 48,43 73,58 14,03 16 56 1,25 0,07 7,88 2237,89 2,66 Đl1 10,25 3,72 10,9 16,56 0,95 2,5 18 8 0,09 3,89 233,35 0,289 Đl2 13,734 12,9 18,84 28,62 1,9 2,5 26 8 0,09 7,6 1006,4 0,96 Đl3 11,139 8,4 13,85 21,04 0,17 2,5 3 8 0,09 0,71 63,66 0,068 So sánh hai phương án cấp điện trên thì ta thấy chỉ tiêu kĩ thuật và chỉ tiêu kinh tế của phương án 2 là tốt hơn phương án 1 . nên ta chọn phương án 2 làm phương án cấp điện cho phân xưởng. Phần 4 lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ điện lựa chọn tiết diện dây dẫn và áptômát cho tủ chiếu sáng, làm mát. v Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng và làm mát Ở đây ta lấy kdt =1 Công suất tính toán của tủ là: Ptcs = 1.(8,4 + 1,04) = 9,44 (kw) Trong đó công suất chiếu sáng chung là pcsc = 8000 + 4.100 = 8400w = 8,4(kw) 1,04 là công suất chiếu sáng của các thiết bị động lực . cosjtb = công suất phản kháng Q là: Q = ptcs . tgj = 1.92 (kvar) tgj = Chọn x0 = 0,38 () , hao tổn điện áp cho phép Ducp% = 2,5% Từ đó ta xác định được hao tổn điện áp phản kháng: Dux = (v) Hao tổn điện áp cho phép quy đổi: Ducp = (v) Hao tổn điện áp tác dụng : DuR = Ducp - Dux = 9,5 – 7,64.10-3= 9.49 (v) Suất Điện trở tác dụng là: r0 = () chọn dây đồng nên ta có gcu = 54 () Tiết diện dây dẫn là: F = (mm2) Ta chọn cáp 4 lõi có cách điện pvc do cadivi chế tạo có tiết diện 1,5 mm2 , có r0 = 12,1() , x0 = 0,1 () Kiểm tra lại tổn thất điện áp thực tế Dutt = So sánh giá trị hao tổn điện áp cho phép với giá trị hao tổn điện áp thực tế thì ta thấy Dutt<Ducp vậy tiết diện dây dẫn đã chọn là thỏa mãn yêu cầu. Chọn áptômát tổng bảo vệ cho tủ chiếu sáng, làm mát. Điều kiện chọn áptômát: uđmatm ≥ uđmn =380 v Iđmatm ≥ Itt = (A) Tra bảng phụ lục IV.5 ta chọn áp tô mát do nhật chế tạo có Iđm = 20 (A) có các thông số : Loại Số cực Iđm (A) Uđm (V) In (A) EA 53-G 3 20 380 5 Chọn cáp nhánh của tủ chiếu sáng, làm mát. Do công suất các nhóm bóng chiếu sáng và công suất làm mát tương đương nhau nên ta chọn tiết diện chung cho các nhóm luôn. Ta chọn x0 = 0,38 , ∆ucp% = 2,5% , lấy kđt = 1 Công suất của 4 bóng là ptt = 1.4.500 = 2 (kw) cosj = 1 suy ra Q = 0 suy ra ∆uR = ∆ucp = 9,5 (v) r0 = () Chọn dây đồng nên ta có cu = 54 () Tiết diện dây dẫn là: F = (mm2) Ta chọn cáp 2 lõi đồng cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện 1 mm2 có r0 =18,01 () , x0 = 0,1 () Hao tổn điện áp thực tế là: ∆utt = (v) Chọn áptômát nhánh cho tủ chiếu sáng, làm mát. Các áp tô mát nhánh chọn giống nhau ở phần chiếu sáng thì mỗi 1 áp bảo vệ cho 4 bóng, còn các thiết bị của làm mát thì sử dụng chung 1 áp .do đó tổng số áp tô mát nhánh cần dùng cho tủ chiếu sáng là 5 chiếc . Điều kiện chọn : uđma ≥ uđmn = 220 (v) Iđma ≥ Itt = (A) Tra bảng pl IV.5 trang 287 sách thiết kế cung cấp điện ta chọn được áptômát có các thông số kỹ thuật sau: Loại Số cực Iđm (A) Uđm (V) In (A) EA 53-G 3 10 220 5 II. chọn áptômát cho tủ phân phối và tủ động lực 1. chọn áptômát Chọn áp tô mát cho tủ phân phối Chọn áptômát tổng Điều kiện chọn : uđmat ≥ uđmn = 380v Iđmat ≥ Iđm = (A) Tra bảng pl IV.5 trang 287 sách thiết kế cung cấp điện ta chọn được áptômát có các thông số kỹ thuật sau: Loại Số cực Iđm (A) Uđm (V) In (A) EA 53-G 3 100 380 14 Tính toán tương tự thì ta có bảng kết quả của các áp tô mát còn lại trong tủ phân phối là: Nhóm Loại Số cực Iđm Uđm In Itt Tổng EA 103-G 3 100 380 14 73,58 Nhóm 1 EA 53-G 3 20 380 5 16,56 Nhóm 2 EA 53-G 3 40 380 5 28,62 Nhóm 3 EA 53-G 3 30 380 5 21,04 Cs và lm EA 53-G 3 20 380 5 14,34 Chọn áp tô mát trong các tủ động lực Với đề tài này thì em đã chia làm 3 nhóm . Mỗi nhóm đều được đặt 1 tủ động lực . trong mỗi tủ động lực thì lại có 5 áp nhánh và 1 áp tổng. Chọn áptômát cho tủ động lực 1 : Áp tômáttổng của tủ động lực thì giống ở tủ phân phối có các thông số kỹ thuật: Loại Số cực Iđm (A) Uđm (V) In (A) EA 53-G 3 20 380 5 Các Áptômát nhánh phải thỏa mãn điều kiện sau: uđma ≥ uđmn = 380 Iđma ≥ Itt Ta chọn áptômát cho bể ngâm dung dịch kiềm có các thông số: Uđm =0,38 (kv) ,cos = 1, pđm = 3(kv) Dòng điện tính toán của thiết bị là: Itt = (A) Áp tô mát phải chọn có : uđma ≥ uđmn = 380v Iđma ≥ Itt = 4,56A Chọn áp A-25-3 có Iđm = 6,4 A ; uđma = 380v Tính toán tương tự ta có thông số của các áptômát còn lại là: stt Tên thiết bị Kiểu Số cực Uđm (v) Iđm (A) Itt (A) P (kw) Tổng EA 53-G 3 380 20 16,56 1 Bể ngâm dung dịch kiềm A-25-3 3 380 6,4 4,56 3 2 Bể ngâm nước nóng A-25-3 3 380 6,4 6,08 4 3 Bể ngâm tăng nhiệt A-25-3 3 380 6,4 6,08 4 4 Tủ sấy A-25-3 3 380 6,4 5,7 3 5 Máy quấn dây A-25-3M 3 380 4 2,28 1,2 Chọn áptômát cho tủ động lực 2 : Tính toán tương tự như ở tủ động lực 1 thì ta có bảng kết quả sau: Stt Tên thiết bị Kiểu Số cực Uđm (V) Iđm (A) Itt (A) P (kw) Tổng EA 53-G 3 380 40 28,62 6 Máy quấn dây A-25-3MT 3 380 2,5 1,95 1 8 Máy khoan đứng A-25-3MT 3 380 2,5 1,52 0,85 9 Bàn thử nghiệm EA 53-G 3 380 20 15,2 7 11 Máy hàn A-25-3 3 380 6,4 6,0 3 12 Máy tiện EA 53-G 3 380 15 9,5 4,5 Chọn áptômát cho tủ động lực 3 : stt Tên thiết bị Kiểu Số cực Uđm (V) Iđm (A) Itt (A) P (kw) Tổng EA 53-G 3 380 30 21,04 7 Máy khoan bàn A-25-3MT 3 380 1,6 1,3 0,65 10 Máy mài A-25-3 3 380 6,4 5,2 2,8 13 Máy mài tròn A-25-3 3 380 6,4 5,6 2,8 14 Cần cẩu điện EA 53-G 3 380 15 12,9 7 15 Máy bơm nước A-25-3 3 380 6,4 5,32 2,8 2. Chọn tiết diện dây dẫn từ tủ động lực đến các thiết bị Chọn cáp từ tủ động lực 1 đến thiết bị bể ngâm dung dịch kiềm Chọn x0 = 0,38 () , ∆ucp% = 2,5% Thiết bị có cos = 1 → tg = →Qi = Pđm.tg = 0 → ∆ux =0 Hao tổn điện áp cho phép quy đổi. Ducp = (v) Hao tổn điện áp tác dụng: ∆uR =Ducp- ∆ux = 9,5 (v) Suất điện trở tác dụng: r0 = () chọn dây cu nên ta cócu = 54 () →F = (mm2) Ta chọn cáp 4 lõi đồng cách điện PVC loại nửa mềm đặt cố định do cadivi chế tạo có tiết diện 1mm2 có r0 = 18,1(), x0 = 0,1 () Kiểm tra lại tổn thất điện áp thực tế ∆utt = (v) Tính toán tương tự với các thiết bị còn lại ta có bảng kết quả sau: Nhóm Tên tb P(kw) Q(Kvar) F Fc L(m) r0 X0 ∆u cos 1 3 0 0,062 1 4 18,1 0,1 0,57 1 2 4 0 0,21 1 10 18,1 0,1 1,91 1 3 4 0 0,082 1 4 18,1 0,1 0,76 1 4 3 2,25 0,22 1 14 18,1 0,1 2,01 0,8 5 1,2 0,9 0,043 1 7 18,1 0,1 0,402 0,8 6 1 0,8 0,07 1 14 18,1 0,1 0,68 0,78 8 0,85 0,53 0,026 1 6 18,1 0,1 0,244 0,85 9 7 7,14 0,11 1 3 18,1 0,1 1,01 0,7 11 3 2,57 0,15 1 10 18,1 0,1 1,43 0,76 12 4,5 4,34 0,09 1 4 18,1 0,1 0,87 0,72 7 0,65 0,52 0,03 1 9 18,1 0,1 0,29 0,78 10 2,8 1,95 0,05 1 4 18,1 0,1 0,54 0,82 13 2,8 2,39 0,06 1 4 18,1 0,1 0,55 0,76 14 7 4,89 0,25 1 7 18,1 0,1 2,35 0,82 15 2,8 2,1 0,22 1 15 18,1 0,1 2,1 0,8 III. tính ngắn mạch và kiểm tra thiết bị Ngắn mạch là sự cố gây nguy hiểm trong hệ thống điện. Khi xảy ra ngắn mạch thì tổng trở của hệ thống giảm xuống làm cho dòng điện của hệ thống tăng cao có thể gấp vài trục lần bình thường ,có thể gây nguy hiểm cho người và thiết bị. Thời gian ngắn mạch càng lớn, điểm ngắn mạch càng gần nguồn cung cấp thì tác hại do dòng ngắn mạch gây ra càng lớn làm cháy nổ các thiết bị gây nguy hiểm cho người vận hành, ngắn mạch làm cho điện áp giảm thấp ảnh hưởng đến quá trình làm việc của các máy móc đòi hỏi độ chính xác cao, nếu ngắn mạch ở gần nguồn điện áp hệ thống giảm xuống nghiêm trọng gây rối loạn hệ thống điện. Do đó việc tính ngắn mạch nhằm kiểm tra các thiết bị đã chọn xem còn hoạt động tốt không khi xảy ra ngắn mạch. Ta sẽ tiến hành tính ngắn mạch ba pha tại thanh cái của tủ phân phối, thanh cái của tủ động lực và trên một động cơ cách xa nguồn nhất. căn cứ vào sơ đồ đi dây ta thấy máy quấn dây chiều dài cách nguồn là 96m , có công suất là 1 kw trong nhóm 2. Theo đề ta có sk =2,65 Nên ta có xht = Cáp từ nguồn tới tủ phân phối có chiều dài 56m , có tiết diện là16mm2 có r0 = 1,25() → Rn-p =r0.ln-p =1,25.56 = 70 m x0 =0,07() →Xn-p =x0.ln-p = 0,07.56 =3,92 m Cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 2 có chiều dài là 26m, tiết diện là 2,5mm2 có: r0 = 8() → Rp-đl2 =r0.lp-đl2 =8.26= 208 m x0 =0,09() →Xp-đl2 =x0.lp-đl2 =0,09.26 = 2,34 m Cáp từ tủ động lực 2 đến máy quấn dây có chiều dài là 14m, tiết diện là 1mm2 có: r0 = 18,1() → Rdl2-tb =r0.lđl2-tb =18,1.14= 253,4 m x0 =0,1() →Xđl2-tb =x0.lđl2-tb =0,1.14 = 1,4 m Tổng trở là: Zk1 = m Zk2 = m Zk3 = m Tính ngắn mạch 3 pha tại N1 Dòng ngắn mạch 3 pha tại N1 Ik1 =(A) Tỷ số = Tỷ số < 1 tra bảng 6.pl.bt sách bài tập cung cấp điện của tác giả Trần Quang Khánh thì ta tra được hệ số xung kích Kxk =1,03 → Dòng ngắn mạch xung kích ixk1 =(kA) Dòng điện hiệu dụng của dòng xung kích: Ixk1 =Ik1.(kA) Kiểm tra áptômát của tủ phân phối. Dòng cắt của áptômát tủ phân phối là: In =14(kA) >2,414(kA)=Ixk Vậy áptômát của tủ phân phối đã chọn thỏa mãn yêu cầu Tính ngắn mạch 3 pha tại N2 Dòng ngắn mạch 3 pha tại N2 Ik2 =(A) Tỷ số = Tỷ số < 1 tra bảng 6.pl.bt sách bài tập cung cấp điện của tác giả Trần Quang Khánh thì ta tra được hệ số xung kích Kxk =1,03 → Dòng ngắn mạch xung kích ixk2 =(kA) Dòng điện hiệu dụng của dòng xung kích: Ixk2 =Ik2.(kA) Kiểm tra aptomat của tủ động lực Dòng cắt của áptômát tủ động lực 2 là: In =5(kA) >0,771(kA)=Ixk Vậy áptômát của tủ động lực 2 đã chọn thỏa mãn yêu cầu Tính ngắn mạch 3 pha tại N3 Dòng ngắn mạch 3 pha tại N3 Ik3 =(A) Tỷ số = Tỷ số < 1 tra bảng 6.pl.bt sách bài tập cung cấp điện của tác giả Trần Quang Khánh thì ta tra được hệ số xung kích Kxk =1,03 → Dòng ngắn mạch xung kích ixk3 =(kA) Dòng điện hiệu dụng của dòng xung kích: Ixk3 =Ik3.(kA) Kiểm tra aptomat của máy Dòng cắt của áptômát tủ động lực 2 là: In =5(kA) >0,411(kA)=Ixk Vậy aptomat của thiết bị thỏa mãn yêu cầu Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp đã chọn Cáp từ nguồn tới tủ phân phối Thời gian tồn tại dòng ngắn mạch là tk =2,5 → Fmin =mm2 >16mm2 Với cáp đồng thì ct =159 (tra bảng 8.pl.bt sách bt cung cấp điện của trần quang khánh) Vậy với Fmin tính ở trên thì cáp đã chọn không đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt do đó ta cần chọn loại cáp có tiết diện lớn hơn là cáp có cách điện XPLE có tiết diện là 25mm2 Cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 2 Thời gian tồn tại dòng ngắn mạch là tk =2,5 → Fmin =mm2 >2,5mm2 Với cáp đồng thì ct =159 (tra bảng 8.pl.bt sách bt cung cấp điện của trần quang khánh) Vậy với Fmin tính ở trên thì cáp đã chọn không đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt do đó ta cần chọn loại cáp có tiết diện lớn hơn là cáp có cách điện XPLE có tiết diện là 10mm2 Tương tự thì ta cũng phải chọn tiết diện của các tủ động lực còn lại lên là 10mm2 Còn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng thì tiết diện tăng lên là2,5mm2 . IV. chọn thanh cái của tủ phân phối Ta chọn thanh cái dẹt bằng đồng có tiết diện là: Ftc =mm2 Mật độ dòng điện kinh tế ứng với TM = 3500h của thanh đồng là jkt = 2,1 A/mm2 (sách bài giảng cung cấp điện của thầy Nguyễn Đắc Tuân.) → Ta chọn thanh cái có tiết diện 60x6 = 36 mm2 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt của thanh cái: Thời gian tồn tại dòng ngắn mạch là tk =2,5 → Fmin =mm2 < 36mm2 Với thanh đồng thì ct =159 (tra bảng 8.pl.bt sách bt cung cấp điện của trần quang khánh) Vậy với thanh cái đã chọn thì đạt yêu cầu V. Tính chọn tụ bù nâng cao công suất cos Phân xưởng yêu cầu hệ số công suất cần nâng cao là cos = 0,93 → tg = Hệ số công suất trước lúc nâng cao là cos= 0,854 → tg = Vậy công suất cần bù tại xí nghiệp để nâng hệ số công suất của xí nghiệp từ cos1 lên cos2 là: Qb =Q1 –Q2 =P.tg - P.tg = P.( tg - tg) = 41,367.(0,61 – 0,395) =8,89 (kvar) Tra bảng PL34 sổ tay kỹ thuật điện trang 211 thì ta Chọn loại tụ bù DLE-3H10K6T có công suất Q = 10 (kvar) Nhân xét của giáo viên ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................