›
›

Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho công ty cổ phần sắt tráng men-nhôm Hải Phòng

pdf 85 trang huongle 1570
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho công ty cổ phần sắt tráng men-nhôm Hải Phòng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_thiet_ke_cung_cap_dien_cho_cong_ty_co_phan_sat_trang_m.pdf

Nội dung text: Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho công ty cổ phần sắt tráng men-nhôm Hải Phòng

  1. LỜI MỞ ĐẦU Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nƣớc, ngành công nghiệp điện lực luôn giữ một vai trò vô cùng quan trọng. Hiện nay điện lực trở thành dạng năng lƣợng không thể thiếu đƣợc trong hầu hết các lĩnh vực: xây dựng, sinh hoạt, giao thông vận tải, Khi xây dựng một nhà máy mới, một khu công nghiệp, một khu dân cƣ mới, thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó. Sau thời gian học tập tại trƣờng và qua quá trình tìm hiểu thực tế tại công ty cổ phần sắt tráng men – nhôm Hải Phòng. Em đã thực hiện đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế cung cấp điện cho công ty cổ phần sắt tráng men – nhôm Hải Phòng ”. Với sự hƣớng dẫn tận tình của cô giáo Th.S Đỗ Thị Hồng Lý cùng các thầy cô trong bộ môn Điện Tự Động công nghiệp em đã hoàn thành đề tài. Đồ án gồm các phần sau: Chƣơng 1: Giới thiệu về công ty cổ phần sắt tráng men – nhôm HP. Chƣơng 2: Xác định PTTT của các phân xƣởng và toàn nhà máy. Chƣơng 3: Lựa chọn các thiết bị điện cho nhà máy. Chƣơng 4: Nối đất và chống sét. 1
  2. CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN SẮT TRÁNG MEN – NHÔM HẢI PHÕNG 1.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG TY. Công ty cổ phần sắt tráng men - nhôm Hải Phòng đƣợc thành lập từ một doanh nghiệp nhà nƣớc. Trụ sở của công ty đặt tại: Số 136 đƣờng Ngô Quyền - Phƣờng Máy Chai - Quận Ngô Quyền - Thành phố Hải Phòng. * Công ty có nhiệm vụ: - Tổ chức sản xuất kinh doanh và xuất khẩu các loại sản phẩm sắt tráng men, nhôm, thép không rỉ, các loại kim khí khác, vật liệu chịu lửa và hoá chất chế tạo men, kinh doanh nhà ở và văn phòng cho thuê. - Trải qua mấy chục năm xây dựng và phát triển công ty đã qua nhiều giai đoạn thăng trầm, tập thể cán bộ công nhân viên của công ty luôn khắc phục khó khăn hoàn thành nhiệm vụ chính trị của đơn vị đƣợc giao trong từng giai đoạn : 1. Giai đoạn vừa sản xuất vừa xây dựng (1960 - 1966): Nhà máy sắt tráng men - nhôm Hải Phòng đƣợc xây dựng vào cuối năm 1958 trên nền nhà máy bát của Pháp để lại từ trƣớc năm 1930, đến cuối năm 1959 nhà máy xây dựng xong. Đây là công trình do Trung Quốc viện trợ với nhiệm vụ cơ bản là sản xuất hàng tiêu dùng dân dụng, y tế, phục vụ quốc phòng và là cơ sở đầu tiên của miền Bắc sản xuất sản phẩm sắt tráng men. Ngày 17/5/1960 nhà máy chính thức đƣợc thành lập và đi vào hoạt động với công suất thiết kế ban đầu là 300.000 sản phẩm nhôm và 1,5 triệu sản phẩm sắt tráng men một năm, với 4 xƣởng sản xuất trên diện tích mặt bằng 2,4 héc ta, số lao động của nhà máy khi đó gồm 52 cán bộ công nhân viên đã đƣợc đào 2
  3. tạo nghề tại Thƣợng Hải Trung Quốc. Đây là giai đoạn nhà máy thực hiện nhiệm vụ sản xuất phục vụ hai nhiệm vụ chiến lƣợc của cách mạng Việt Nam: Ngoài việc cung cấp sản phẩm tại Việt Nam, nhà máy còn sản xuất một số sản phẩm xuất khẩu sang các nƣớc XHCN nhƣ Liên Xô cũ, Cu Ba, . 2. Giai đoạn vừa sản xuất vừa chiến đấu (1967 - 1975): Đây là giai đoạn khó khăn nhất của nhà máy vì đất nƣớc ta đang có chiến tranh, đế quốc Mỹ đã leo thang bắn phá miền Bắc, dùng không quân đánh vào các mục tiêu: Các trung tâm chính trị, trung tâm kinh tế, khu công nghiệp ở miền Bắc nƣớc ta. Nhà máy phải di chuyển về 2 nơi sơ tán tại Hải Dƣơng và Hà Bắc, chỉ để lại một bộ phận nhỏ cán bộ công nhân viên ở lại vừa sản xuất vừa chiến đấu bảo vệ nhà máy. Ngày 20/4/1967 nhà máy bị máy bay Mỹ ném bom phá huỷ 2 trong 4 xƣởng sản xuất là xƣởng dập hình và cán đúc đã gây thiệt hại nặng nề về con ngƣời và tài sản của nhà máy, có 8 cán bộ công nhân viên đã hy sinh và 50 thiết bị máy móc của 2 xƣởng bị phá huỷ hoàn toàn, sản xuất bị đình trệ. 3. Giai đoạn mở rộng sản xuất (1976 -1978): Đây là giai đoạn nhà máy đƣợc chính phủ Trung Quốc giúp đỡ nhằm khôi phục và mở rộng sản xuất. Một số nhà xƣởng mới đƣợc xây dựng nhƣ: xƣởng chế phấn, xƣởng nồi chịu lửa, dập hình, cán đúc, tráng nung. Đồng thời các thiết bị mới đƣợc trang bị: hệ thống lò nung treo (lò nung bán tự động), hệ thống phun hoa, các máy dập song động, . đến cuối năm 1978 sản lƣợng sản xuất của nhà máy đã đạt công suất 700 tấn nhôm và 5 triệu sản phẩm sắt tráng men một năm. Diện tích mặt bằng của nhà máy đƣợc mở rộng lên 6,2 héc ta và có 7 xƣởng sản xuất chính. 4. Giai đoạn từ 1978 - 1986: Đƣợc sự quan tâm của chính phủ với sự nỗ lực cố gắng của tập thể cán bộ công nhân viên, nhiều sáng kiến cải tiến đƣợc áp dụng trong giai đoạn này thực sự là một bứt phá giúp nhà máy đứng vững mà một trong những sáng 3
  4. kiến đó là sáng kiến đƣa than kíp lê của Việt Nam vào sản xuất thay thế hoàn toàn than dầu của Trung Quốc đã giúp nhà máy duy trì đƣợc sản xuất khi không có sự trợ giúp của chuyên gia và hoàn thành tốt nhiệm vụ của Đảng và nhà nƣớc giao phó: 6 triệu sản phẩm sắt tráng men, 2,5 triệu sản phẩm nhôm. 5. Giai đoạn chuyển đổi cơ chế quản lý: từ cơ chế quan liêu bao cấp sang cơ chế thị trường ( 1987 - 2004): Sau khi có Quyết định 217/HĐBT ( nay là chính phủ ) chuyển đổi nền kinh tế từ cơ chế bao cấp sang cơ chế thị trƣờng có sự quản lý của nhà nƣớc theo định hƣớng XHCN, để tồn tại và đứng vững trong cơ chế mới nhà máy phải tự tổ chức sản xuất kinh doanh: Nhiều thiết bị đã đƣợc đầu tƣ mới, sản xuất sản phẩm đa dạng, công tác quản lý đƣợc tăng cƣờng đã làm giảm chi phí sản xuất, mở rộng thị trƣờng tiêu thụ sản phẩm. Chính vì vậy, hiệu quả kinh tế ngày càng cao, đời sống của cán bộ công nhân viên ngày càng đƣợc ổn định và cải thiện rõ rệt. Vốn công ty tại thời điểm tháng 12/1989: 159 triệu đồng, tốc độ tăng trƣởng ổn định từ 10 – 15 % /năm. 6. Giai đoạn từ 2005 - nay: Thực hiện chủ trƣơng chuyển đổi doanh nghiệp của Đảng và nhà nƣớc tháng 10/2004 công ty sắt tráng men - nhôm Hải Phòng bắt đầu cổ phần hóa doanh nghiệp nhà nƣớc: 70% vốn của công ty do các cổ đông đóng góp, nhà nƣớc chỉ đóng góp 30% vốn hiện có của công ty theo quyết định số 108/2004QĐ - BCN ngày 12/10/2004 của bộ công nghiệp. Đăng ký kinh doanh lần đầu số 0203001233 ngày 14/01/2005 của sở kế hoạch đầu tƣ thành phố Hải Phòng. Giai đoạn này công ty đã đầu tƣ lò ủ nhôm bằng điện trở, với công suất thiết kế 7 tấn/ngày. Với những thành tựu đã đạt đƣợc trong gần 50 năm qua, công ty đã đƣợc trao tặng nhiều bằng khen, giấy khen, huân chƣơng lao động hạng 1, hạng 2, hạng 3, cờ luân lƣu của chính phủ, bộ công nghiệp nhẹ ( nay là bộ công thƣơng ) và thành phố Hải Phòng. Sản phẩm của công ty có uy tín lớn 4
  5. trên thị trƣờng Việt Nam và đƣợc ngƣời tiêu dùng bình chọn hàng Việt Nam chất lƣợng cao. 1.2. CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA CÔNG TY Tổng lao động thực tế đang sử dụng ( tính đến thời điểm tháng 3/2010 ): 474 Trong đó: - Lao động đóng bảo hiểm xã hội: 456 - Lao động học nghề : 14 - Lao động hợp đồng khoán việc: 13 - Lao động nữ: 174 - Lao động gián tiếp: 136 - Lao động làm công tác quản lý, nghiệp vụ: 98 - Lao động là CN phục vụ ( nhà trẻ, bảo vệ, nấu ăn, bốc vác, lái xe ): 38 - Công nhân kỹ thuật: 347 - Lao động có trình độ đại học: 86 Trong đó: 76 ngƣời đƣợc sử dụng làm nghiệp vụ, quản lý. Công ty phân bố cơ cấu tổ chức gồm 8 phòng chức năng và 8 xƣởng sản xuất chính. Cơ quan có thẩm quyền cao nhất của công ty là đại hội đồng cổ đông, đại hội đồng cổ đông bầu ra hội đồng quản trị và ban kiểm soát. Chức năng, nhiệm vụ của hội đồng quản trị và ban kiểm soát đƣợc thể hiện trong điều lệ của công ty. 5
  6. Hình 1.1. Sơ đồ bộ máy tổ chức và quản lý công ty cổ phần sắt tráng men – nhôm Hải Phòng 6
  7. 1.3. CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN.  Độ tin cậy cấp điện: Mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tùy thuộc vào tính chất, yêu cầu của phụ tải với nhiều nhà máy công nghiệp tốt nhất là đặt các máy phát dự phòng, khi mất điện lƣới sẽ dung điện máy phát cấp cho các phụ tải quan trọng các bộ phận chính, dây truyền quan trọng.  Chất lượng điện: Chất lƣợng điện đƣợc đánh giá qua hai chỉ tiêu là tần số và điện áp. Chỉ tiêu tần số do trung tâm điều độ quốc gia điều chỉnh. Ngƣời thiết kế phải đảm bảo chất lƣợng điện áp cho khách hàng nói chung điện áp ở lƣới trung áp và hạ áp chỉ cho phép dao động quanh giá trị định mức ± 5% . Ở những xí nghiệp phân xƣởng yêu cầu chất lƣơng điện áp cao nhƣ điện tử chính xác, thiết bị văn phòng máy in chỉ cho phép dao động điện áp ± 2,5%.  An toàn: Công trình cấp điện phải đƣợc thiết kế có tính an toàn cao: an toàn cho ngƣời vận hành, ngƣời sử dụng, an toàn cho chính các thiết bị điện và toàn bộ công trình.  Kinh tế: Trong quá trình thiết kế thƣờng xuất hiện nhiều phƣơng án, mỗi phƣơng án đều có ƣu nhƣợc điểm riêng, đều có mâu thuẫn giữa hai mặt kinh tế và kỹ thuật. Một phƣơng án đắt tiền thƣờng có ƣu điểm là độ tin cậy và chất lƣợng điện cao hơn. Thƣờng đánh giá kinh tế phƣơng án cấp điện qua hai đại lƣợng: vốn đầu tƣ và phí tổn vận hành. 7
  8. 1.4. SƠ ĐỒ MẶT BẰNG VÀ THỐNG KÊ PHỤ TẢI CỦA CÔNG TY 1.4.1. Sơ đồ mặt bằng 298 m 1 2 4 3 222 m 9 7 6 5 8 Hình 1.3. Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy. Trong đó: 1: Nhà hành chính 6: Nhà ăn 2: Xƣởng cơ khí 7: Xƣởng nhôm 3: Xƣởng tráng nung 8: Xƣởng cán đúc 4: Xƣởng chế men 9: Xƣởng dập hình 5: Xƣởng inox 8
  9. 1.4.2. Thống kê phụ tải công ty 1.4.2.1. Xƣởng cơ khí Bảng 1.1. Phụ tải phân xƣởng cơ khí. Tổng công Công suất STT Tên máy Số lƣợng suất (kW) (kW) 1 Máy tiện CQ 3 11 33 2 Máy tiện L5 1 3 3 3 Máy tiện ren 1 3 3 4 Máy tiện trục 1 5 5 5 Máy mài 3 2 6 6 Máy phay 1 7.5 7.5 7 Máy bào 3 5.5 16.5 8 Máy khoan 3 4.5 13.5 9 Máy cƣa sắt 1 7 7 10 Máy cƣa gỗ 1 3 3 11 Búa máy 1 1 15 15 12 Búa máy 2 1 11 11 13 Búa máy 3 1 7 7 15 Bơm nƣớc 3 5 15 16 Quạt chống nóng 12 0.6 7.2 17 Quạt lò 3 3 9 18 Tủ sấy 1 9 9 19 Máy nắn sắt 1 1.5 1.5 Tổng số máy: n = 41 Tổng công suất: 172 ( kW ) Diện tích: 1536 ( m2 ) 9
  10. 1.4.2.2. Xƣởng cán đúc Bảng 1.2: Phụ tải phân xƣởng cán đúc. Tổng công Công suất STT Tên máy Số lƣợng suất (kW) (kW) 1 Máy cắt miếng tròn 2 7.5 15 2 Máy cắt miếng tròn xoay 2 4 8 3 Máy cắt miếng nhỏ 1 4.8 4.8 4 Máy cắt thẳng 200cm 1 11 11 5 Máy cắt thẳng 250cm 1 25 25 6 Máy cắt thẳng 120cm 1 2.2 2.2 7 Máy cán 1 185 185 8 Máy nén khí 1 4 4 9 Bơm nƣớc 2 0.25 0.5 10 Pa năng 3 3 8 11 Cầu trục 1 13 13 11 Quạt lò nấu nhôm 2 4.5 4.5 Động cơ dịch chuyển 12 1 6 6 nâng hạ khuôn đúc 13 Quạt bảo hộ nhỏ 20 0.6 12 14 Quạt bảo hộ to 7 3 21 15 Máy ép phôi 1 4.5 4.5 Tổng số máy: n= 47 Tổng công suất: 330 ( kW ) Diện tích: 1092 ( m2 ) 10
  11. 1.4.2.3. Xƣởng chế men - vật liệu chịu lửa (VLCL) Bảng 1.3: Phụ tải phân xƣởng chế men - vật liệu chịu lửa. Tổng công Số Công suất STT Tên máy suất lƣợng (kW) (kW) 1 Máy trộn men uớt 1 2 3 6 2 Máy trộn men ƣớt 2 1 7 7 3 Máy trộn men ƣớt 3 6 10 60 4 Máy trộn men khô to 2 13 26 5 Lò men quay 2 5.5 11 6 Quạt lò nung gạch 1 7.5 7.5 7 Máy khuấy đất 1 2.2 2.2 8 Máy trộn khô nhỏ 2 1.5 3 9 Máy sàng to 1 11 11 10 Máy sàng nhỏ 1 3 3 11 Máy đóng gạch 1 13 13 12 Máy đập hàm 1 20 20 13 Máy hút vật liệu nghiền 3 5.5 16.5 14 Thang máy chở hàng 1 46 46 15 Quạt lò nấu xỉ nhôm 1 4 4 16 Quạt bảo hộ 12 0.6 7.2 Tổng số máy: n = 38 Tổng công suất: 232.2 ( kW ) Diện tích: 639 ( m2 ) 11
  12. 1.4.2.4. Xƣởng dập hình Bảng 1.4: Phụ tải phân xƣởng dập hình. Tổng công Số Công suất STT Tên máy suất lƣợng (kW) (kW) 1 Máy kéo tôn 1 13 13 2 Máy cắt miếng tròn 1 4 4 3 Máy cắt miếng mỏ vịt 1 3 3 4 Máy dập trục khửu 60T 1 5.5 5.5 5 Máy dập quai 63T 1 7.5 7.5 6 Máy đột dập 35T 2 3 6 7 Máy dập 16T 1 1.5 1.5 8 Máy dập quai 16T 2 3 6 9 Máy cắt vòi ấm 2 1.5 3 10 Máy cán dầu 1 1 1.5 1.5 11 Máy cán dầu 2 2 2.2 4.4 12 Máy dập song động 4 13 52 13 Máy tiện 1 2 4 8 14 Máy tiện 2 1 7 7 15 Máy tiện 3 1 4.5 4.5 16 Máy xén viền ấm 8 3 24 17 Máy phay 1 11 11 18 Máy tán đinh 1 0.75 0.75 19 Máy đột lỗ 3 3 9 20 Máy đột lỗ quai 1 1.5 1.5 21 Máy tán đinh 1 1.5 1.5 22 Máy đột lỗ quai 1 3.2 3.2 23 Máy dập quai 17T 1 4.5 4.5 24 Máy đột lỗ quai 1 1.5 1.5 25 Máy tán đinh 1 1.5 1.5 26 Quạt bảo hộ 31 0.6 18.6 Tổng số máy: n = 72 Tổng công suất: 203.95 ( kW ) Diện tích: 1404 ( m2 ) 12
  13. 1.4.2.5. Xƣởng nhôm Bảng 1.5: Phụ tải phân xƣởng nhôm. Tổng công Số Công suất STT Tên máy suất lƣợng (kW) (kW) 1 Máy đột dập 1 4.5 4.5 2 Máy đột dập 3 1.5 4.5 3 Máy cắt viền 2 1.5 3 4 Máy đột dập 1 7.5 7.5 5 Máy cắt viền 2 3 6 6 Máy dập song động 2 11 22 7 Máy viền mép 2 1.5 3 8 Máy dập thủy lực 500T 1 35 35 9 Máy cắt viền 1 4.5 4.5 10 Máy dập thủy lực 1 14 14 11 Máy tán quai 6 1.5 9 12 Máy hút độc rửa trắng 1 4.5 4.5 14 Quạt bảo hộ 20 0.6 12 Tổng số máy: n = 44 Tổng công suất: 130.6 ( kW ) Diện tích: 1352 ( m2 ) 13
  14. 1.4.2.6. Xƣởng tráng nung Bảng 1.6: Phụ tải phân xƣởng tráng nung. Tổng công Số Công suất STT Tên máy suất lƣợng (kW) (kW) 1 Quạt chống nóng 4 15 60 2 Quạt bảo hộ 32 0.6 19.2 3 Quạt lò nung 4 11 44 4 Quạt hút độc phun hoa 1 22 22 5 Máy nén khí 1 1 18 18 6 Máy nén khí 2 1 18 18 7 Pa năng tổ Axít 2 4.5 9 8 Quạt hút độc Axít 1 7.5 7.5 Tổng số máy: n = 42 Tổng công suất: 182.7 ( kW ) ( trừ máy nén khí 1,2 ) Diện tích: 2268 ( m2 ) 14
  15. 1.4.2.7. Xƣởng Inox Bảng 1.7: Phụ tải phân xƣởng Inox. Tổng công Số Công suất STT Tên máy suất lƣợng (kW) (kW) 1 Máy đánh bong 1 2 22 44 2 Máy đánh bong 2 7 7.5 52.5 3 Máy đục lỗ vòi ấm 1 1.5 1.5 4 Máy hàn cao tần 1 5 Máy xén đáy 2 2.2 4.4 6 Máy viền mép 2 2.2 4.4 7 Máy miết ấm 2 2.2 4.4 8 Máy dập 2 1.5 3 9 Máy dập 1 3 3 10 Máy dập 2 4.5 9 11 Máy đột dập 2 0.6 1.2 12 Máy cắt viền 1 2.2 2.2 13 Máy dập thủy lực 2 35 70 14 Máy khoan cần 1 1.5 1.5 Tổng số máy: n = 28 Tổng công suất: 194.5 ( kW ) Diện tích: 2268 ( m2 ) 15
  16. CHƢƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƢỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Phụ tải điện là số liệu đầu tiên và quan trọng nhất để tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện. Xác định phụ tải điện quá lớn so với thực tế sẽ dẫn đến chọn thiết bị điện quá lớn làm tăng vốn đầu tƣ. Xác định phụ tải điện quá nhỏ sẽ bị quá tải gây cháy nổ hƣ hại công trình, làm mất điện. Xác định chính xác phụ tải điện là việc làm khó, phụ tải cần xác định trong giai đoạn tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi là phụ tải tính toán . Có nhiều phƣơng pháp xác định phụ tải điện. Cần căn cứ vào lƣợng thông tin thu nhận đƣợc qua từng giai đoạn thiết kế để lựa chọn phƣơng pháp thích hợp. Càng có nhiều thông tin về đối tƣợng sử dụng càng lựa chọn các phƣơng pháp chính xác. 2.1.1. Các phƣơng pháp xác định PTTT ( phụ tải tính toán ).  Phương pháp xác định PTTT theo knc và Pđ : Theo phƣơng pháp này có: Ptt = knc. ( 2.1 ) Qtt = Ptt.tg trong đó: - knc: Là hệ số nhu cầu của thiết bị hoặc của nhóm thiết bị đƣợc tra trong sổ tay kĩ thuật. - tg : Suy ra từ cos của các thiết bị. Nếu cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau cho phép dùng cos trung bình để tính toán: cos = ( 2.2 ) : Pcs = P0.F ( 2.3 ) 16
  17. : 2 P0 ( W/m ). ( m2 ). cs = 0,6 0,8. : Qcs = Pcs.tg ( 2.4 ) : Stt = ( 2.5 ) : Pttxn = kđt. = kđt. (2.6 ) Qttxn = kđt. = kđt. ( 2.7 ) Sttxn = ( 2.8 ) cos xn = ( 2.9 ) kđt – : kđt = 0,9 = 2 4 kđt = 0,8 = 5 10  Phương pháp xác định PTTT theo kmax, Ptb : : Ptt = Pđm 3: Ptt = ( 2.10 ) : Ptt = kmax.ksd. ( 2.11 ) Trong đó: ksd là hệ số sử dụng của thiết bị hoặc của nhóm thiết bị. 17
  18. kmax là hệ số cực đại đƣợc tra trong sổ tay: kmax = f(nhq, ksd) nhq: số thiết bị dùng điện hiệu quả, đó là số thiết bị có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra một hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện của thiết bị đúng nhƣ thực tế đã gây ra trong suốt quá trình làm việc.  : Ptt = P0.F ( 2.12 ) 2 P0 ( W/m ) ( m2 )  : Ptt = Pca = ( 2.13 ) : Mca – . Tca – [ h ]. W0 – . 18
  19. 2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TỪNG PHÂN XƢỞNG 2.2.1. Phân xƣởng cơ khí Tổng công suất của nhóm máy là: = 172 ( kW ) : n = 41; n1 = 7  n* = = = 0,17  P* = = = 0,44 Tra bảng [ PL 1.5 – trang 255 – Tài liệu tham khảo 1 ] đƣợc nhq* = 0,56 suy ra nhq = 0,56.41 = 22,96 – – sd hq = 5 suy ra kmax = 1,19 : Ptt = kmax.ksd.P∑ = 1,19.0,4.172 = 81,872 ( kW ) Ta có: cos = 0,75  tg = 0,88 Qtt = Ptt.tg = 81,872.0,88 = 72,05 ( kVAr ) Stt = = = 109,06 ( kVA )  Công suất chiếu sáng cho xƣởng cơ khí: 2 Lấy P0 = 20 ( W/m ) Pcs = P0.F = 20.1536 = 30720 ( W ) = 30,72 ( kW ) 19
  20. Vì chiếu sáng cho phân xƣởng dùng đèn sợi đốt nên cos = 1 suy ra Qcs = 0 Nhƣ vậy ta tính đƣợc tổng công suất của xƣởng cơ khí: SttΣ = 109,06 + 30,72 = 139,78 ( kVA ). 2.2.2. Phân xƣởng cán đúc Tổng công suất của nhóm máy là: = 330 ( kW ) : n = 46; n1 = 1  n* = = = 0,02  P* = = = 0,56 Tra bảng [ PL 1.5 – trang 255 – Tài liệu tham khảo 1 ] đƣợc nhq* = 0,06 suy ra nhq = 0,06.46 = 2,76 nhq = 2,76 < 4 : Ptt = 0,9.330 = 297 ( kW ) ta có: cos = 0,75  tg = 0,88 Qtt = Ptt.tg = 297.0,88 = 261,36 ( kVAr ) Stt = = = 395,6 ( kVA ) Công suất chiếu sáng cho xƣởng cán đúc: 2 Lấy P0 = 20 ( W/m ) Pcs = P0.F = 20. 1092 = 21840 ( W ) = 21,84 ( kW ) Vì chiếu sáng cho phân xƣởng dùng đèn sợi đốt nên cos = 1 suy ra Qcs = 0 Nhƣ vậy ta tính đƣợc tổng công suất của xƣởng cơ khí: SttΣ = 395,6 + 21,84 = 417,44 ( kVA ) 20
  21. 2.2.3. Xƣởng chế men - vật liệu chịu lửa (VLCL) Tổng công suất của xƣởng là: = 3.2 + 7 + 10.6 + 13.2 + 5,5.2 + 7,5 + 2,2 + 1,5.2 + 11 + 3 + 13 + 20 + 5,5.3 + 46 + 4 + 0,6.12 = 243,4 ( kW ) : n = 38; n1 = 1  n* = = = 0,026  P* = = = 0,19 Tra bảng [ PL 1.5 – trang 255 – Tài liệu tham khảo 1 ] đƣợc nhq* = 0,48 suy ra nhq = 0,48.38 = 18,24 [ PL I.6 – trang 256 – sd nhq = 18 suy ra kmax = 1,24 : Ptt = kmax.ksd.P∑ = 1,24.0,4.243,4 = 120,73 ( kW ) Ta có: cos = 0,75  tg = 0,88 Qtt = Ptt.tg = 120,73.0,88 = 106,24 ( kVAr ) Stt = = = 160,82 ( kVA ) Itt = = = 116,06 ( A )  Công suất chiếu sáng cho xƣởng chế men - vật liệu chịu lửa: 2 Lấy P0 = 20 ( W/m ) Pcs = P0.F = 20.639 = 12780 ( W ) = 12,78 ( kW ) Vì chiếu sáng cho phân xƣởng dùng đèn sợi đốt nên cos = 1 suy ra Qcs = 0 21
  22. Nhƣ vậy ta tính đƣợc tổng công suất của xƣởng men - VLCL là: SttΣ = 160,82 + 12,78 = 173,6 ( kVA ) 2.2.4. Phân xƣởng dập hình Tổng công suất của nhóm máy là: = 203,95 ( kW ) : n = 72; n1 = 2  n* = = = 0,03  P* = = = 0,1 Tra bảng [ PL 1.5 – trang 255 – Tài liệu tham khảo 1 ] đƣợc nhq* = 0,06 suy ra nhq = 0,81.72 = 58,32 [ PL I.6 – – sd nhq = 60 suy ra kmax = 1,1 : Ptt = kmax.ksd.P∑ = 1,1.0,4.203,95 = 89,738 ( kW ) Ta có: cos = 0,75  tg = 0,88 Qtt = Ptt.tg = 89,738.0,88 = 79 ( kVAr ) Stt = = = 119,56 ( kVA )  Công suất chiếu sáng cho xƣởng dập hình: 2 Lấy P0 = 20 ( W/m ) Pcs = P0.F = 20.1404 = 28080 ( W ) = 28,08 ( kW ) Vì chiếu sáng cho phân xƣởng dùng đèn sợi đốt nên cos = 1 suy ra Qcs = 0 Nhƣ vậy ta tính đƣợc tổng công suất của xƣởng dập hình: SttΣ = 119,56 + 28,08 = 147,64 ( kVA ) 22
  23. 2.2.5. Xƣởng nhôm Tổng công suất của xƣởng là: = 4,5 + 1,5.3 + 1,5.2 + 7,5 + 3.2 + 11.2 + 1,5.2 + 35 + 4,5 + 14 + 1,5.6 + 4,5 + 0,6 + 0,6.20 = 130,1 ( kW ) : n = 44; n1 = 1  n* = = = 0,023  P* = = = 0,34 Tra bảng [ PL 1.5 – trang 255 – Tài liệu tham khảo 1 ] đƣợc nhq* = 0,14 suy ra nhq = 0,14.44 = 6,16 T – – sd nhq = 6 suy ra kmax = 1,66 : Ptt = kmax.ksd.P∑ = 1,66.0,4.130,1 = 86,4 ( kW ) Ta có: cos = 0,75  tg = 0,88 Qtt = Ptt.tg = 86,4.0,88 = 76,032 ( kVAr ) Stt = = = 115,09 ( kVA ) Itt = = = 174,86 ( A ) Công suất chiếu sáng cho xƣởng nhôm: 2 Lấy P0 = 20 ( W/m ) Pcs = P0.F = 20.1352 = 27040 ( W ) = 27,04 ( kW ) Vì chiếu sáng cho phân xƣởng dùng đèn sợi đốt nên cos = 1 suy ra Qcs = 0 23
  24. Nhƣ vậy ta tính đƣợc tổng công suất của xƣởng nhôm: SttΣ = 115,09 + 27,04 = 142,13 ( kVA ) 2.2.6. Xƣởng tráng nung Tổng công suất của xƣởng là: = 15.4 + 0,6.32 + 11.4 + 22 + 18 + 18 + 4,5.2 + 7,5 = 193,2 ( kW ) : n = 46; n1 = 10  n* = = = 0,22  P* = = = 0,84 Tra bảng [ PL 1.5 – trang 255 – Tài liệu tham khảo 1 ] đƣợc nhq* = 0,26 suy ra nhq = 0,26.46 = 11,96 – – sd nhq = 12 suy ra kmax = 1,32 : Ptt = kmax.ksd.P∑ = 1,32.0,4.193,2 = 102,01 ( kW ) Ta có: cos = 0,75  tg = 0,88 Qtt = Ptt.tg = 102,01.0,88 = 89,77 ( kVAr ) Stt = = = 135,88 ( kVA ) Itt = = = 206,45 ( A ) Công suất chiếu sáng cho xƣởng tráng nung: 2 Lấy P0 = 20 ( W/m ) Pcs = P0.F = 20.2268 = 45360 ( W ) = 45,36 ( kW ) Vì chiếu sáng cho phân xƣởng dùng đèn sợi đốt nên cos = 1 suy ra Qcs = 0 24
  25. Nhƣ vậy ta tính đƣợc tổng công suất của xƣởng nhôm: SttΣ = 135,88 + 45,36 = 181,24 ( kVA ) 2.2.7. Xƣởng Inox Tổng công suất của xƣởng là: = 22.2 + 7,5.7 + 1,5 + 2,2.2 + 2,2.2 + 2,2.2 + 1,5.2 + 3 + 4,5.2 + 0,6.2 + 2,2 + 35.2 + 1,5 = 201,1 ( kW ) : n = 27; n1 = 4  n* = = = 0,15  P* = = = 0,57 Tra bảng [ PL 1.5 – trang 255 – Tài liệu tham khảo 1 ] đƣợc nhq* = 0,42 suy ra nhq = 0,42.27 = 11,34 – – sd nhq = 12 suy ra kmax = 1,36 : Ptt = kmax.ksd.P∑ = 1,36.0,4.201,1 = 109,4 ( kW ) Ta có: cos = 0,75  tg = 0,88 Qtt = Ptt.tg = 109,4.0,88 = 96,27 ( kVAr ) Stt = = = 145,73 ( kVA ) Itt = = = 221,41 ( A ) Công suất chiếu sáng cho xƣởng Inox: 2 Lấy P0 = 20 ( W/m ) Pcs = P0.F = 20.1344 = 26880 ( W ) = 26,88 ( kW ) Vì chiếu sáng cho phân xƣởng dùng đèn sợi đốt nên cos = 1 suy ra 25
  26. Qcs = 0 Nhƣ vậy ta tính đƣợc tổng công suất của xƣởng nhôm: SttΣ = 135,88 + 45,36 = 181,24 ( kVA ) 2.2.8. Nhà hành chính, văn phòng Nhà văn phòng, hành chính ta tính phụ tải theo công suất đặt với diện 2 2 tích 270 ( m ), ta chia làm 9 phòng, mỗi phòng 30 ( m ), Pđ = 139 ( kW ) Chọn công suất đặt cho 1 phòng là 5 ( kW ). Tra sổ tay với nhà hành chính, văn phòng 2 knc = 0,8; = 0,8; p0 = 15 ( W/m ) Công suất tính toán động lực: Pđl = knc.Pđ = 0,8.139 = 111,2 ( kW ) Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0.F = 15.270 = 4,5 ( kW ) Qcs = 0 Công suất tính toán tác dụng: Ptt = Pđl + Pcs = 115,7 ( kW ) Công suất tính toán phản kháng: Qtt = Pđl. tg = 115,7.0,75 = 86,78 ( kVAr ) Công suất tính toán toàn phần: Stt = = 114,63 ( kVA ) 2.2.9. Nhà ăn Diện tích nhà ăn là 150 (m2 ). Nhà ăn chỉ cần quạt và chiếu sáng tra sổ 2 kĩ thuật ta có: công suất sử dụng trên một đơn vị diện tích P0 = 50 ( W/m ) knc = 0,8; cos = 0,8; Pđ = 45 ( kW ) Công suất tính toán động lực: Pđl = knc.Pđ = 0,8.45 = 36 ( kW ) Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0.F = 15.150 = 2,3 ( kW ) Qcs = 0 26
  27. Công suất tính toán tác dụng: Ptt = Pđl + Pcs = 38,3 ( kW ) Công suất tính toán phản kháng: Qtt = Pđl. tg = 36.0,75 = 27 ( kVAr ) Công suất tính toán toàn phần: Stt = = 46,86 ( kVA ) 2.2.10. Bảng tổng kết phụ tải toàn nhà máy. Bảng 2.1: Bảng tổng kết phụ tải cho nhà máy. Ptt Qtt Pcs Qcs PttΣ QttΣ , Tên phụ tải (kW) (kVA) (kW) (kVA) (kW) (kVAr) (kVA) Xƣởng cơ khí 81,872 72,05 30,72 0 112,592 72,05 139,78 Xƣởng cán đúc 297 261,36 21,84 0 318,84 261,36 417,44 Xƣởng chế men 120,73 106,24 12,78 0 133,51 106,24 160,82 - VLCL Phân xƣởng dập 89,738 79 28,08 0 117,819 79 147,64 hình Phân xƣởng 86,4 76,032 27,04 0 113,44 76,032 142,13 nhôm Xƣởng tráng 102,01 89,77 45,36 0 147,37 89,77 181,24 nung Xƣởng Inox 109,4 96,27 26,88 0 136,28 96,27 181,24 Nhà hành chính 111,2 86,78 4,5 0 115,7 86,78 114,63 Nhà ăn 36 27 2,3 0 38,3 27 46,86 Tổng 0 1238,55 899,234 1516,21 Tính toán phụ tải tính toán của nhà máy ta phải xét đến hệ số đồng thời: = Kđt. = Kđt. ) ( 2.14 ) = Kđt. = Kđt. ) ( 2.15 ) 27
  28. - Kđt: khi xét đến khả năng phụ tải làm việc không đồng thời có thể lấy: Kđt = 0,9 0,95 khi số phân xƣởng n = 2 4 Kđt = 0,8 0,85 khi số phân xƣởng n = 5 10 Với ý nghĩa là khi số phân xƣởng càng lớn thì Kđt càng nhỏ, phụ tải tính toán xác định theo các công thức trên dùng để thiết kế mạng cao áp xí nghiệp, ta chọn Kđt = 0,8. = Kđt. ) = 0,8.1238,55 = 990,84 ( kW ) = Kđt. ) = 0,8.899,234 = 719,4 ( kVAr ) Công suất toàn phần của công ty: = = = 1224,46 ( kVA ) Vậy hệ số công suất của toàn công ty: Cos = = = 0,81 2.3. XÁC ĐỊNH TRỌNG TÂM PHỤ TẢI, VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP 2.3.1. Xác định trọng tâm phụ tải. Trọng tâm phụ tải của nhà máy là số liệu quan trọng cho ngƣời thiết kế tìm đƣợc vị trí đặt các trạm biến áp, giảm tối đa tổn thất năng lƣợng, ngoài ra trọng tâm phụ tải còn có thể giúp cho nhà máy trong việc quy hoạch và phát triển sản xuất trong tƣơng lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điện hợp lý tránh lãng phí và đạt đƣợc các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật mong muốn. Tọa độ của trọng tâm phụ tải của công ty đƣợc xác định theo công thức sau: x0 = y0 = z0 = ’ trong đó: Si là công suất phụ tải thứ i. xi, yi, zi là tọa độ phụ tải thứ i tính theo một hệ trục tọa độ tùy ý chọn trong đó tọa độ z là chiều cao tâm phụ tải. Trong thực tế z ít đƣợc quan tâm. x0 = x0 = 19,2 28
  29. y0 = y0 = 13 Vậy tâm phụ tải có tọa độ: M( 19 ; 13 ) - 3kVA/mm2. S = mпR2 R = αcs = K αcs 2.2. Bảng 2.2: αcs . T Pcs, Ptt, Stt, R (kW) (kW) (kVA) (mm) 1 Xƣởng cơ khí 2 30,72 119,14 148,51 4 92,83 2 Xƣởng cán đúc 8 21,84 307,204 380,12 40,33 25,6 Xƣởng chế men - 3 4 12,78 133,51 160,82 17,06 34,5 VLCL 4 Phân xƣởng dập hình 9 28,08 127,606 160,66 17,05 79,2 5 Phân xƣởng nhôm 7 27,04 113,44 142,13 15,08 85,8 6 Xƣởng tráng nung 3 45,36 147,37 181,24 19,23 110,8 7 Xƣởng Inox 5 26,88 136,28 181,24 19,23 71 8 Nhà hành chính 1 4,5 111,2 114,63 12,2 45 9 Nhà ăn 6 2,3 36 46,86 5 110,4 29
  30. 0 Hình 2.1. Biểu đồ phụ tải nhà máy 2.3.2. Chọn vị trí của trạm biến áp ( TBA ) TBA là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp điện, nó dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Các trạm biến áp, trạm phân phối đƣờng dây tải điện cùng với các nhà máy phát điện làm thành một hệ thống phát và truyền tải điện năng thống nhất. Lựa chọn vị trí đặt TBA vừa phù hợp với nhu cầu của phụ tải vừa đảm bảo an toàn cho việc khai thác và sử dụng điện năng. Vị trí của TBA phải thỏa mãn các yêu cầu chính sau: - Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cấp điện đến. - An toàn, liên tục cung cấp điện. - Thao tác vận hành và quản lý dễ dàng. - Tiết kiệm vốn đầu tƣ, chi phí vận hành hàng năm là bé nhất. 30
  31. - Cần có tính mỹ quan cao ( đây là yêu cầu quan trọng đối với các TBA nhà máy của các khu công nghiệp hiện đại hóa cao ). Phân loại TBA có 4 loại: * Trạm treo: TBA treo là kiểu trạm toàn bộ các thiết bị cao hạ áp và máy biến áp đều đặt trên cột. Tủ hạ áp đặt trên cột hoặc đặt trong buồng phân phối xây dƣới đất. Trạm này thƣờng tiết kiệm đất nên thƣờng đƣợc dùng làm trạm công cộng đô thị cung cấp cho một vùng dân cƣ. Trạm treo có công suất nhỏ dƣới 400kVA và cấp điện áp từ 10 – 22/0,4kV. Tuy nhiên loại trạm này thƣờng làm mất mỹ quan nên về lâu dài loại trạm này không đƣợc kích thích dùng. * Trạm cột: Trạm cột thƣờng đƣợc dùng ở những nơi có điều kiện đất đai rộng nhƣ ở vùng nông thôn, trong các xí nghiệp vừa và nhỏ. Đối với loại trạm cột thiết bị cao áp đặt ở trên cột, máy biến áp đặt bệt trên xi măng dƣới đất. Tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà, xung quanh có xây tƣờng bảo vệ. * Trạm kín: Trạm kín thƣờng dùng ở những nơi có độ an toàn cao, loại trạm này thƣờng đƣợc dùng làm trạm phân xƣởng. Loại trạm này thƣờng có 3 phòng: Phòng cao áp đặt thiết bị cao áp, phòng máy biến áp và phòng hạ áp đặt các thiết bị hạ áp. Trong trạm có thể đặt một hoặc hai máy biến áp, dƣới bệ máy có hố dầu sự cố cửa thông gió cho phòng máy và phòng cao hạ áp phải có lƣới chắn bảo vệ. * Trạm trọn bộ: Trạm trọn bộ là trạm đƣợc chế tạo, lắp đắt trọn bộ trong các tủ có cấu tạo vững chắc chịu đƣợc va đập, chống mƣa ẩm ƣớt. Trạm trọn bộ có 3 khoảng khoang, khoang cao áp, khoang hạ áp và khoang máy biến áp. Các khoang đƣợc bố trí linh hoạt thích hợp lấy điều kiện địa điểm rộng hẹp khác nhau. Các trạm biến áp trọn bộ thƣờng đƣợc chế tạo với công suất máy biến áp từ 1000kVA trở xuống cấp điện áp 7-24/0,4kV. Trạm chọn bộ an toàn chắc chắn, gọn đẹp vì vậy đƣợc dùng ở những nơi quan trọng nhƣ trong khách 31
  32. sạn nhƣ văn phòng cơ quan ngoại giao Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến áp đã nêu. Để đảm bảo an toàn cho ngƣời cũng nhƣ thiết bị ở đây sẽ sử dụng loại trạm biến áp xây dựng, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuất. 2.4. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY Phƣơng án cấp cung cấp điện cho nhà máy bao gồm cấp điện áp, nguồn điện, sơ đồ nối dây, phƣơng thức vận hành Đó là những vấn đề quan trọng vì khi xác định đúng đắn và hợp lý các vấn đề đó sẽ ảnh hƣởng trực tiếp tới việc vận hành, khai thác mức độ tin cậy và phát huy hiệu quả của hệ thống cung cấp điện. Nguồn điện cấp cho nhà nhà máy đƣợc lấy từ trạm điện Ngô Quyền với cấp điện áp 22kV. TBA nguon dien Hình 2.2. Sơ đồ đi dây 32
  33. CHƢƠNG 3. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Lựa chọn phƣơng án cấp điện là vấn đề rất quan trọng vì nó ảnh hƣởng trực tiếp đến vận hành khai thác và phát huy hiệu quả cấp điện. Để chọn phƣơng án cấp điện an toàn phải tuân theo các điều kiện sau:  Đảm bảo chất lƣợng điện năng.  Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.  Thuận lợi cho việc lắp ráp vận hành , sửa chữa và phát triển phụ tải.  An toàn cho ngƣời vận hành và máy móc. 3.2. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CAO ÁP 3.2.1. Lựa chọn máy biến áp Đây là công ty có công suất tiêu thụ không lớn 1516,21kVA mà nguồn điện cung cấp từ đƣờng dây 22kV đi ngang qua nhà máy tới cột điện cao áp ở gần bờ tƣờng bên dƣới nên ta có thể đặt trạm biến áp của nhà máy ở đó gần với đầu đấu cáp nhất, qua đó sẽ tiết kiệm đƣợc chi phí cho trạm và thuận tiện cho quá trình vận hành, chính vì vậy mà ta không cần xây dựng trạm phân phối trung tâm mà lấy điện áp trực tiếp từ đƣờng dây 22kV đƣa đến biến áp nhà máy. Do đặc điểm phụ tải của công ty sử dụng loại điện áp 3 pha 0,4kV nên ta chọn loại biến áp 22/0,4kV. Ta lựa chọn máy biến áp theo từng cấp điện áp thứ cấp. Công suất tính toán toàn phần là: Stt = 1516,21 ( kVA ) SđmB = = 1083 ( kVA ) Có 2 phƣơng án: - Phƣơng án 1: Hai máy 1000kVA do công ty thiết bị điện Đông Anh sản xuất. - Phƣơng án 2: Một máy 1800kVA do công ty thiết bị điện Đông Anh sản xuất. 33
  34. So sánh 2 phƣơng án: Tổn thất điện năng của trạm biến áp trong 1 năm theo công thức: 1 ΔA = n.ΔP0.t + .ΔPN. . τ ( 3.1 ) n trong đó: ΔP0: tổn thất không tải. ΔPN: tổn thất ngắn mạch. n: số máy biến áp giống nhau làm việc song song. t: thời gian máy biến áp vận hành, t=8760h. τ: thời gian tổn thất công suất lớn nhất, đƣợc tính theo công thức. -4 2 τ = (0,124 + Tmax.10 ) .8760 Tmax = 3000 h, chọn dây cáp lõi nhôm, do đó τ = 1574,8 h. Bảng 3.1: Thông số kĩ thuật của máy biến áp: Số ΔP0 ΔPN Stt Sđm Vốn đầu Loại lƣợng kW kW kVA kVA tƣ 1000 kVA 2 1,680 10 1516,21 1000 315.106 1800 kVA 1 2,500 18,9 1516,21 1800 665.106 Tổn thất điện năng theo phƣơng án 1 là: ΔA = n.ΔP0.t + .ΔPN. . τ = 2.1,68.8760 + .10. .1574,8 = 47535 ( kWh ) Tổn thất điện năng phƣơng án 2: ΔA = n.ΔP0.t + .ΔPN. . τ = 2,5.8760 + .18,9. .1574,8 = 43018 ( kWh ) Vậy phƣơng án 1 có tổn thất điện năng lớn hơn phƣơng án 2. ΔA = ΔAT1 – ΔAT2 = 47535 – 43018 = 4517 ( kWh )  So sánh phƣơng án về vốn đầu tƣ Tại thời điểm hiện tại 1kWh giá trung bình đối với công ty là khoảng 34
  35. 1500 VNĐ/1kW thì trong một năm nếu sử dụng phƣơng án 2 sẽ tiết kiệm đƣợc: ΔA.1500 = 6775500 VNĐ - Phƣơng án 1: 2 máy biến áp 1000 kVA chi phí là: 2.315.106 = 630.106 VNĐ - Phƣơng án 2: 1 máy biến áp 1800 kVA chi phí là: 665.106 VNĐ * Nhận xét: Nếu sử dụng phƣơng án 1 sẽ bớt đƣợc với đầu tƣ ban đầu là: 35.106 VNĐ Thời hạn hoàn lại vốn đầu tƣ nếu dùng phƣơng án 2: N = = 5,3 ( năm ) Số năm hoàn vốn > 5 năm vậy phƣơng án 2 không đạt yêu cầu về thời gian để hoàn vốn vì thời gian thu hồi vốn theo quy định ở nƣớc ta là 5 năm. Mặt khác việc dùng 2 máy biến áp còn có nhiều ƣu điểm hơn về mặt kỹ thuật đảm bảo độ tin cậy về cung cấp điện khi 1 trong 2 máy bị sự cố. Kết luận: Ta chọn phƣơng án 1 với 2 máy biến áp 2 x 1000kVA. 3.2.2. Lựa chọn dây dẫn cho mạng cao áp Nguồn điện cấp cho nhà máy đƣợc lấy từ lƣới điện 22kV từ trạm biến áp Ngô Quyền. Để đảm bảo mỹ quan giao thông và an toàn mạng cao áp của nhà máy dùng loại cáp ngầm trung thế. Dây đƣợc đặt ngầm dƣới đất sâu 1,2 ( m ) trong ống FED 150 loại ống thủy lực chịu biến dạng, xung quanh đƣợc đổ bê tông định hình dạng ống. Đặc điểm của cáp ngầm là cách điện tốt, cáp đƣợc đặt dƣới đất nên tránh đƣợc va đập cơ khí và ảnh hƣởng trực tiếp của khí hậu nhƣ nóng lạnh, mƣa gió. Điện kháng của cáp rất bé so với đƣờng dây trên không cùng tiết diện nên giảm đƣợc tổn thất công suất và điện áp. Do tính chất quan trọng của phụ tải nên dùng sơ đồ cung cấp điện hình tia. Ƣu điểm là có sơ đồ nối dây rõ ràng, mỗi phụ tải dùng điện đƣợc cung cấp từ một đƣờng do đó chúng ít ảnh hƣởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tƣơng đối cao, dễ vận hành bảo quản nhƣng có khuyết điểm là vốn đầu tƣ lớn. 35
  36. 3.2.3. Chọn dây dẫn từ sứ cao áp đến các máy biến áp  Phƣơng pháp lựa chọn tiết diện Đối với đƣờng dây trung áp 22kV dây cáp đƣợc chọn theo mật độ kinh tế (jkt) : 2 Fkt = ( mm ) ( 3.2) Trong đó: 2 Fkt: Tiết diện kinh tế của cáp ( mm ). Itt: Dòng điện tính toán ( A ), đối với lộ kép dòng điện tính toán đƣợc tính theo công thức: Itt = ( 3.3 ) 2 Jkt: mật độ dòng điện kinh tế ( A/mm ). Với ngày làm việc trung bình là 8h ta có: Tmax = 3000h 5000h ( trang 254 – Tài liệu tham khảo 1 ) chọn 2 Jkt = 3,1 ( A/mm ), Ta có: Itt = = 19,9 ( A ) 2 Vậy Fkt = = 6,42 ( mm ) Chọn cáp trung thế 3 x 50 do hãng FURUKAWA sản xuất ( PL V.18 – Tài liệu tham khảo 1 ) - Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép: Có r0 = 0,668 ( Ω/km ), x0 = 0,13 ( Ω/km ), Icp = 170 ( A ). Đƣờng dây cung cấp điện từ cột cao thế đến tủ cao áp của công ty là 50 ( m ), vì khoảng cách là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể. Do vậy ta không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp. Dây cáp đƣợc chọn là phù hợp với điều kiện tổn thất điện áp, tức là đảm bảo yêu cầu về chất lƣợng điện. - Kiểm tra dòng điện phát nóng khi sự cố Isc Icp Khi gặp sự cố 1 máy, thì máy còn lại gánh toàn bộ phụ tải, khi đó dòng điện 36
  37. chạy qua cáp sẽ là tổng của 2 dòng. Vậy dòng sự cố Isc = 2.Imax = 2.19,9 = 39,8 ( A ) 170 ( A ) Nhƣ vậy cáp ta chọn là thỏa mãn yêu cầu về điều kiện dòng phát nóng, do khi 1 máy gặp sự cố, máy còn lại sẽ gánh toàn bộ phụ tải, do đó ta chọn dây cáp đảm bảo cả khi gặp sự cố. 3.2.4. Chọn cáp và kiểm tra cáp Trong phần trên ta đã chọn đƣợc loại cáp theo Jkt, đã kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Ở mục này ta kiểm tra lại tiết diện cáp theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch sau: FTcmin = α. . Fcáp = 35 ( mm ). Vậy ta chọn cáp đồng 3 lõi ( 3x70 ) ( mm2 ) cách điện XLPE, đai thép do hãng FURUKAWA chế tạo. - Chọn và kiểm tra cáp Cu/XLPE/PVC ( 3x50 ) ( mm2 ) từ tủ cao áp đến các máy biến áp: Với = 16,67 ( kA ) ta có: 2 FTcmin = α. . = 6.16,67. = 50 = Fcáp = 50 ( mm ). Ta thấy điều kiện ổn định nhiệt thỏa mãn tiết diện dây dẫn đã chọn nhƣng 37
  38. vì giá trị tính theo ổn định nhiệt bằng giá trị tiết diện tính theo mật độ dòng kinh tế nên ta có thể nâng cấp lên 1 cấp nữa do đƣờng dây cũng không dài và sẽ đảm bảo cao về yếu tố kĩ thuật trong những điều kiện không phải định mức. Vậy ta nâng tiết diện cáp của toàn bộ mạng cao áp lên 70 ( mm2 ). Do đƣờng dây đi từ tủ cao áp đến các máy biến áp quá ngắn l = 15 ( m ) nên điện trở và điện kháng của đƣờng cáp thay đổi không đáng kể khi ta nâng tiết diện của dây lên 1 cấp. Vì vậy giá trị dòng ngắn mạch tại điểm N2 và N3 gần không thay đổi nên ta không cần phải tính lại. 3.2.5. Chọn và kiểm tra máy cắt điện 22kV: Chọn máy cắt khí SF6 ngoài trời do hãng SIEMEMS chế tạo có các thông số: Bảng 3.2: Thông số máy cắt 22kV Điện áp Điện áp Dòng điện Dòng Dòng cắt Uđm chịu đựng chịu đựng định mức ổn định định mức Kí hiệu tần số công xung sét động IN3S nghiệp INmax (kA) (kV) (kV) (kV) (A) (kA) 24GI – E16 24 80 200 630 16 12 Ta có kết quả kiểm tra lại: Bảng 3.3: Bảng kết quả chọn và kiểm tra máy cắt 22kV , kV Uđm.MC =24 kV ≥ Uđm.m =22 kV I = 630 A ≥ I = = 26,24 A , A đm.MC cb , kA Icđm = 16 kA ≥ = 16 kA , Scđm = .UđmMC.Icđm = 665.1 MVA ≥ SN = MVA .UđmLĐ .Icđm , I = 5 kA ≥ i = 0,59 kA kA ôđđ xk Inh.đmMC = IN3S = 12 kA ≥ . = 2,24. = 0,19 kA 38
  39. 3.2.6. Chọn dao cách ly 22kV Điều kiện chọn và kiểm tra dao cách ly: Điện áp định mức: UđmDCL UđmLD ( 3.5 ) Dòng điện định mức: IđmDCL Ilvmax ( 3.6 ) Kiểm tra ổn định động: Iđ.đmDCL ixk ( 3.7 ) Kiểm tra ổn định nhiệt: Inh,đmDCL . ( 3.8 ) ta chọn dao cách ly 3DC do Siemens chế tạo. Tra bảng [ PL III.10 – Tài liệu tham khảo 1 ] có các thông số sau: Loại DCL Uđm ( kV ) Iđm ( A ) INmax ( kA ) INt ( kA ) 3DC 24 630 50 16 Bảng 3.4: Thông số kĩ thuật cầu dao cách ly 22 kV Bảng 3.5: Bảng kết quả chọn và kiểm tra Các đại lƣợng chọn và kiểm tra Kết quả Điện áp định mức, kV UđmDCL = 24 kV ≥ UđmLĐ = 22 kV Dòng điện định mức, A IđmDCL = 630 A ≥ Icb = 26,24 A Dòng điện ổn định động, kA Iđ.đmDCL = 50 kA ≥ ixk = 42,43 kA Dòng điện ổn định nhiệt, kA Inh.đm = 20 kA ≥ IN. = 18 kA Các điều kiện chọn và kiểm tra đều thỏa mãn 3.2.7. Chọn và kiểm tra cầu dao phụ tải tổng 22kV Điện áp định mức: UđmCDPT UđmLD ( 3.9 ) Dòng điện định mức: IđmCDPT Ilvmax ( 3.10 ) Kiểm tra ổn định động: Iđ.đmCDPT ixk ( 3.11 ) Kiểm tra ổn định nhiệt: Inh,đmCDPT . ( 3.12 ) Ta chọn loại cầu dao phụ tải NPS 24 A2 – K2 – J2/A1 do hãng ABB chế tạo. Tra bảng [ PL III.4 – Tài liệu tham khảo 1 ]. 39
  40. Bảng 3.6: Thông số kĩ thuật của cầu dao phụ tải tổng 22kV Loại Uđm ( kV ) Iđm ( A ) INmax ( kA ) IN3S ( kA ) NPS 24 A2 – 24 630 50 16 K2 – J2/A1 Bảng 3.7: Bảng kết quả chọn và kiểm tra cầu dao phụ tải tổng 22kV Các đại lƣợng chọn và kiểm tra Kết quả Điện áp định mức UđmCDPT = 24kV UđmLD = 22kV Dòng điện định mức IđmCDPT = 630 A Ilvmax = 26,24 A Kiểm tra ổn định động Iđ.đmCDPT = 50 kA ixk = 42,43 kA Kiểm tra ổn định nhiệt Inh,đmCDPT . Các điều kiện chọn và kiểm tra đều thỏa mãn. 3.2.8. Chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải cho các trạm biến áp TR1 và TR2 Điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải: Điện áp định mức: UđmCDPT UđmLD ( 3.13 ) Dòng điện định mức: IđmCDPT Ilvmax ( 3.14 ) Kiểm tra ổn định động: Iđ.đmCDPT ixk ( dòng điện ngắn mạch xung kích ) ixk = kxk. . ( 3.15 ) Kiểm tra ổn định nhiệt: Inh,đmCDPT . ( 3.16 ) Dòng điện định mức của cầu chì: IđmCC Ilvmax ( 3.17 ) Dòng điện cắt định mức cầu chì: IcdmCC ( 3.18 ) Công suất cắt định mức: ScdmCC = .UđmCC.IcdmCC > S” = .UđmLD. ( 3.19 ) Chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải cho các trạm biến áp TR1 và TR2 Do hai máy biến áp có công suất định mức nhƣ nhau nên: IlvmaxBA1( BA2 ) = = = = 26,24 ( A ) 40
  41. Ta chọn loại cầu chì ống 3GD1 406 – 4B do Siemens chế tạo [ PL III.12 – Tài liệu tham khảo 1 ] Bảng 3.8: Thông số kĩ thuật của cầu chì ống 3GD các trạm TR1, TR2 Loại Uđm ( kV ) Iđm ( A ) Ic.đmCC ( kA ) IcatNmin ( A ) 3GD1 402 – 4B 24 32 40 56 Ta chọn loại cầu dao phụ tải NPS do hãng ABB chế tạo có các thông số: Bảng 3.9: Thông số kĩ thuật của cầu dao phụ tải các trạm biến áp TR1, TR2 Loại Uđm ( kV ) Iđm ( A ) INmax ( kA ) IN3S ( kA ) NPS 24 A2 – 24 630 50 16 K2 – J2/A1 Bảng 3.10: Bảng kết quả chọn và kiểm tra Các đại lƣợng chọn và kiểm tra Kết quả Điện áp định mức, kA UđmCDPT = 24kV UđmLD = 22kV Dòng điện định mức, A IđmCDPT = 630 A Ilvmax = 26,24 A Dòng ổn định động, kA Iđ.đmCDPT = 50kA ixk = 42,43kA Dòng ổn định nhiệt, kA Inh,đmCDPT . Dòng điện định mức của CC, kA IđmCC = 32 Ilvmax = 26,24 Dòng điện cẳt định mức CC, kA IcdmCC = 40 = 16,67 S = .U .I > S” = Công suất cắt định mức CC, MVA cdmCC đmCC cdmCC .UđmLD. Các điều kiện chọn và kiểm tra đều thỏa mãn. 3.2.9. Chọn máy biến điện áp đặt ở thanh cái 22kV Máy biến áp đo lƣờng có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp bất kì xuống 100 V hoặc 100/ 3 cấp nguồn áp cho mạch đo lƣờng, điều khiển và bảo vệ. Các BU thƣờng đấu theo sơ đồ V/V; Y/Y. ngoài ra còn có loại BU 3 pha 5 trụ Y0/Y0/ , ngoài chức năng thông thƣờng cuộn tam giác hở có nhiệm vụ báo chạm đất 1 pha. BU này thƣờng dùng cho mạng trung tính cách điện ( 10kV, 41
  42. 35kV ). BU đƣợc chọn theo điều kiện : Điện áp định mức: UdmBU ≥ Udm m = 35 ( kV ) 4MS34. Bảng 3.11: Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS34 Thông số kỹ thuật Udm kV 24 U chịu đựng tần số công nghiệp 1' ,kV 50 U chịu đựng xung 1,2/50 µs , kV 125 U1dm , kV 22/ 3 U2 dm ,V 110/ Tải định mức , VA 400 Trọng lƣợng , kG 45 3.2.10. Chọn máy biến dòng đặt tại thanh cái 22kV Máy biến dòng điện BI có chức năng biến đổi dòng điện sơ cấp xuống 5A nhằm cấp nguồn dòng cho đo lƣờng tự động hóa và bảo vệ rơ le. Bảng 3.12: Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME14 Thông số kỹ thuật 4ME16 Udm, kV 24 U Chịu đựng tần số công nghiệp 1', kV 50 U Chịu đựng xung 1,2/50µs kV 125 I1 dm , A 5-1200 I2 dm, A 1 hoặc 5 I ôđnhiệt1s , kA 80 Iôđ động , kA 120 Nhƣ vậy các thiết bị ta chọn ở trên là phù hợp và thỏa mãn các điều kiện về tính kĩ thuật cũng nhƣ tính kinh tế. 42
  43. Hình 2.5. Sơ đồ cao áp của công ty. 43
  44. 3.3. TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHÍA HẠ ÁP 3.3.1. Tính chọn dây dẫn từ MBA đến các tủ phân phối hạ áp Điều kiện chọn cáp: - Dây dẫn đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng: k1.k2.Icp Itt Trong đó: Itt = k1: là hệ số kể đến môi trƣờng lắp đặt: trong nhà, ngoài trời k2: là hệ số hiệu chỉnh theo số lƣợng cáp đặt cùng một rãnh. Icp dòng điện làm việc lâu dài của dây dẫn định chọn ( A ). Itt: dòng điện tính toán của phân xƣởng ( A ). Để chọn k1, k2 ở đây k1, k2 ở đây số sợi cáp đặt cùng nhau là rất nhiều nên ta chọn k1 = 1, k2 = 0,95. Cáp và dây dẫn sau khi chọn theo điều kiện phát nóng thì cần thải kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp: U = tổn thất cho phép ở mạng hạ áp là: Ucp% 5% - Trƣớc tiên ta sẽ phân lại khu vực phụ tải của nhà máy cho phù hợp để thuận lợi cho việc lắp đặt tủ phân phối tổng, qua đó sẽ dễ dàng hơn cho việc vận hành, bảo dƣỡng và sửa chữa. Dựa vào phụ tải của nhà máy, sơ đồ mặt bằng ta thấy nên sử dụng hai tủ phân phối hạ thế tổng MSB1 và MSB2 cấp điện cho 2 khu vực của nhà máy. Ta đưa ra 2 phương án: ▪ Phƣơng án 1: Từ trạm biến áp của nhà máy, ta đi dây cáp từ máy biến áp TR1 và TR2 đến tủ phân phối hạ áp tổng MSB1 và MSB2. Với phƣơng án 1: Ta sẽ tiết kiệm đƣợc chi phí đầu tƣ cho công trình vì sẽ không phải lắp đặt thêm tủ phân phối trung tâm mà dẫn thẳng đƣờng cáp từ MBA đến tủ phân phối. Nhƣng khi có hiện tƣợng một trong hai máy biến áp 44
  45. bị hỏng thì máy biến áp còn lại sẽ không thể cấp nguồn cho khu vực phụ tải bị mất điện. Điều này dẫn đến thiệt hại về kinh tế. . Phƣơng án 2: Tại trạm biến áp của nhà máy ta đặt thêm một tủ phân phối hạ áp trung tâm MSB0. Tủ MSB0 ta sẽ đặt thanh cái phân đoạn có Áptômát liên lạc giữa 2 thanh cái. Với phƣơng án 2: Tuy mất thêm chi phí do lắp đặt thêm thiết bị nhƣng sẽ đảm bảo việc cung cấp điện cho hệ thống hoạt động đƣợc liên tục. Mặt khác, việc lắp đặt tủ phân phối trung tâm sẽ dễ dàng hơn cho việc điều khiển, vận hành, bảo dƣỡng và sửa chữa lại đảm bảo đƣợc đầy đủ yêu cầu kĩ thuật. Kết luận: Ta chọn phƣơng án 2. 3.3.2. Phân loại khu vực phụ tải của công ty. Ta dùng máy biến áp MB1 để cấp điện cho nhà hành chính, xƣởng tráng nung, xƣởng cán đúc, xƣởng dập hình. Còn MBA2 sẽ cấp điện cho các khu vực còn lại. MBA1 sẽ đƣa điện đến tủ phân phối hạ áp tổng MSB1. MBA2 sẽ đƣa điện đến tủ phân phối hạ áp tổng MSB2. Và đƣa qua tủ phân phối tổng trung gian là MSB0. Bảng 3.13: Bảng phụ tải của tủ động lực của công ty Đi từ Đến Ptt ( kW ) Qtt ( kVAR ) Stt ( kVA ) MBS1 NHÀ HÀNH CHÍNH 115,7 86,78 114,63 MBS1 3P – XTN 147,37 89,77 181,24 MBS1 3P – XCĐ 318,84 261,36 417,44 MBS1 3P – XDH 117,819 79 147,64 MBS2 3P – XCK 112,592 72,05 139,78 MBS2 3P – XCM 133,51 106,24 160,82 MBS2 3P – XINOX 136,28 96,27 181,24 MBS2 NHÀ ĂN 38,3 27 46,86 MBS2 3P – XN 113,44 76,032 142,13 45
  46. Trong đó: 3P – XTN: tủ động lực 3 pha của phân xƣởng chính. 3P – XCĐ: tủ động lực 3 pha của xƣởng cán đúc. 3P – XDH: tủ động lực 3 pha của xƣởng dập hình. 3P – XCK: tủ động lực 3 pha của xƣởng cơ khí. 3P – XCM: tủ động lực 3 pha của xƣởng chế men. 3P – XINOX: tủ động lực 3 pha của xƣởng inox. Nhà ăn: Tủ động lực của nhà ăn. Nhà hành chính: Tủ động lực của nhà hành chính.  Chọn và kiểm tra cáp từ máy biến áp MBA1 đến thanh cái tủ MSB0. Do khi một máy biến áp gặp sự cố, máy còn lại sẽ gánh toàn bộ tải của công ty. Do vậy khi tính chọn cáp ta tính cả đến khả năng gặp sự cố. Khi đó 1 máy có khả năng làm việc quả tải 1,4 lần Itt = = = 1166,67 Icp Tra bảng [ PL V.12 – Tài liệu tham khảo 1 ] ta chọn cáp 600V/Cu/XLPE/PVC 1 x 630 ( mm2 ) do LENS chế tạo, cáp một sợi có dòng cho phép Icp = 1088A, có r0 = 0,0283 ( Ω/km ). Icp( hiệu chỉnh ) = 1.0,95.1088 = 1034 ( A ). Vậy ta sử dụng 2 cáp cho 1 pha dòng, dòng cho phép tổng sau khi đã hiệu chỉnh là: Icpt( hiệu chỉnh ) = 2.1034 = 2068 Itt Vậy ta sẽ sử dụng tổng cộng là 7 cáp 1x 630 ( mm2 ). Trong đó, mỗi dây pha sẽ gồm 2 cáp còn dây trung tính sẽ chỉ dùng 1 cáp tiết kiệm mà vẫn đảm bảo yêu cầu kĩ thuật dẫn từ MBA đến MSB0.  Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép Do chiều dài cáp dẫn từ MBA1 và MBA2 đến tủ MSB0 là ngắn nên không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp. 46
  47.  Chọn và kiểm tra cáp từ máy biến áp TR2 đến thanh cái tủ MSB0 Do công suất của MBA2 là gần với công suất MBA1 nên để tiện cho việc lắp đặt và vận hành, sửa chữa nên ta chọn cáp từ MBA2 đến tủ phân phối MSB0 nhƣ MBA1 mà vẫn đảm bảo yêu cầu về kĩ thuật. Bảng 3.14: Bảng chọn và kiểm tra cáp từ máy biến áp đến tủ MSB0 Tên đƣờng cáp l Stt Itt FTC Icp Số cáp (1pha) (km) (kVA) (kA) ( mm2 ) (1 cáp) Cu/XLPE/PVC( 1x400 ) 0,005 836,65 1207,6 630 1088 2x3+1 Cu/XLPE/PVC( 1x400 ) 0,005 679,6 980,92 630 1088 2x3+1 3.3.3. Chọn và kiểm tra Áptômát tổng đặt tại tủ MSB0 của TR1, TR2 Các điều kiện chọn Áptômát: Điện áp định mức: Uđm Uđmmag Dòng điện định mức: IđmAP Ittmax Áptômát đƣợc kiểm tra theo điều kiện cắt dòng ngắn mạch: IcdmAP IN Với IcdmAP là dòng cắt định mức của Áptômát. IN trị số dòng ngắn mạch hạ áp. Áptômát tổng đặt tại tủ MSB0 có: Ittmax = Itt = = = 2188,5 ( A ) Ta chọn loại Áptômát không khí ACB do hãng Merlin Gerin chế tạo. Tra bảng [ PL IV.4 trang 283 – Tài liệu tham khảo 1 ] có các thông số: Bảng 3.15: Thông số kỹ thuật của Áptômát tổng đặt ở tủ MSB0 Loại Uđm ( V ) IđmAP ( A ) IcdmAP ( kA ) M25 690 2500 55 Điều kiện cắt dòng ngắn mạch: 47
  48. IN = = 23,44 ( kA ) . . Khả năng ổn định động: > Chọn thanh cái 0,4kV đặt ở tủ MSB0. Ta chọn thanh cái phân đoạn có Áptômát liên lạc giữa 2 thanh cái ta có: IlvmaxBA = = = 2188,5 ( A ) Tra bảng 7.2 [ trang 362 – Tài liệu tham khảo 2 ] ta chọn thanh dẫn hình chữ nhật có các thông số kĩ thuật sau: 48
  49. Bảng 3.16: Thông số kĩ thuật của thanh cái 0,4kV đặt ở tủ MSB0 Khối lƣợng Dòng điện cho Kích thƣớc ( kg/m ) phép ( A ) Tiết diện của một ( mm ) Mỗi pha ghép 2 thanh ( mm2 ) Đồng thanh 80x10 7,1 3100 800 Điều kiện phát nóng lâu dài cho phép. ( A ) Icp = = 2923,45 ( A ) Kiểm tra ổn định nhiệt: 2 Ftd > Fodn = 6.23,44. = 70,73 ( mm ) Kiểm tra ổn định động: > Ứng suất tính toán cho vật liệu thanh dẫn là: M = Ftt. ( kG.cm ) Lực tính toán do tác dụng của dòng ngắn mạch: -2 Ftt = 1,76.10 . . . Lấy khoảng cách giữa các pha là a = 50 ( cm ) Lấy chiều dài nhịp sứ là l = 100 ( cm ) Mà ixkN3 = kxk. . = 1,8. .23,44 = 59,67 ( A ) -2 2 Ftt = 1,76.10 . .59,67 = 125,33 ( kG ) M = 125,33.10 = 1253,3 ( kG.cm ) Mô men chống uốn của tiết diện thanh dẫn với trục thẳng góc với phƣơng uốn khi đặt thanh dẫn nằm ngang. 3 WX = = = 4,8 ( cm ) 49
  50. Vậy = = = 261,1 ( kG/cm2 ) Mặt khác ứng suất cho phép của thanh dẫn bằng đồng là: = 1400 ( kG/cm2 ) = 1400 ( kG/cm2 ) > 261,1 ( kG/cm2 ) Nhƣ vậy thanh dẫn thỏa mãn điều kiện ổn định động. Vậy: các điều kiện chọn và kiểm tra thanh dẫn đều thỏa mãn. 3.3.5. Chọn và kiểm tra cáp từ tủ phân phối MSB0 đến các tủ MSB1, MSB2 Chọn và kiểm tra cáp từ tủ MSB0 đến tủ MSB1 và MSB2 tƣơng tự nhƣ chọn cáp từ MBA1 và MBA2 đến MSB0. Do chƣa chỉ có tổn hao điện áp trên đƣờng dây, do vậy ta chọn cáp giống nhƣ chọn cáp từ MBA đến MSB0. Vậy ta sử dụng tổng cộng là 7 cáp 1x630 mm2 dẫn từ MSB0 đến MSB1 và MSB2.  Kiểm tra tiết diện dây dẫn theo tổn thất cho phép Ucp Kiểm tra dây dẫn từ MSB0 đến MSB1 l1 = 100 ( m ), Ptt = 693,38 ( kW ), Qtt = 516,91 ( kVAr ) R = r0.l1 = 0,0283.0,1 = 0,00283 ( Ω ), X = x0.l1 = 0,07.0,1 = 0,007 ( Ω ) Ucp = = 13,94 ( V ) < 5%Uđm = 20 ( V ) Kiểm tra dây dẫn từ MSB0 đến MSB1 l1 = 150 ( m ), Ptt = 538,37 ( kW ), Qtt = 377,592 ( kVAr ) R = r0.l1 = 0,0283.0,15 = 0,004245 ( Ω ), X = x0.l1 = 0,07.0,15 = 0,0105 ( Ω ) Ucp = = 15,63 ( V ) < 5%Uđm = 20 ( V ) Vậy cáp đã chọn thỏa mãn yêu cầu. 3.3.6. Chọn và kiểm tra Áptômát đặt ở Tủ MSB Bảng 3.17: Thông số kĩ thuật của Áptômát tổng Tên tủ Loại Uđm ( V ) Itt ( A ) IđmAP ( A ) IcdmAP Áptômát (kA) MSB1 M12 690 1207 1250 40 MSB2 M10 690 980,92 1000 40 50
  51. Điều kiện cắt dòng ngắn mạch: Do tủ đặt xa nguồn nên chọn Áptômát ta không phải kiểm tra theo điều kiện cắt dòng ngắn mạch. Vậy Áptômát đã chọn hoàn toàn hợp lý. 3.3.7. Chọn và kiểm tra thanh cái 0,4 kV đặt ở các tủ MSB1 và MSB2 Cách chọn tƣơng tự nhƣ chọn và kiểm tra thanh dẫn 22kV. Thanh cái 0,4kV đƣợc chọn bằng đồng cứng.  Điều kiện chọn: Điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: k1.k2.Icp Ilvmax trong đó: k1 = 0,95; k2 = 0,788. Ilvmax là dòng điện là việc lớn nhất qua thanh dẫn. Ilvmax = ( A ) Khả năng ổn định nhiệt: Ftd > . . Khả năng ổn định động: > Ta có: IlvmaxBA = = = 1207,6 ( A ) Tra bảng 7.2. [ trang 362 – Tài liệu tham khảo 2 ] ta chọn thanh dẫn hình chữ nhật có các thông số kĩ thuật sau: Bảng 3.18: Thông số kĩ thuật của thanh cái 0,4 kV đặt ở tủ MSB0 Khối lƣợng Dòng điện cho Kích thƣớc ( kg/m ) phép ( A ) Tiết diện của một 2 ( mm ) Mỗi pha ghép 2 thanh ( mm ) Đồng thanh 80x8 5,698 1690 640 51
  52. Điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: Icp = = 1612,3 ( A ) Kiểm tra ổn định nhiệt: 2 Ftd > Fodn = 6.23,44. = 70,73 ( mm ) Kiểm tra ổn định động: > Ứng suất tính toán cho vật liệu thanh dẫn là: M = Ftt. ( kG.cm ) Lực tính toán do tác dụng của dòng ngắn mạch: -2 Ftt = 1,76.10 . . . Lấy khoảng cách giữa các pha là a = 50 ( cm ) Lấy chiều dài nhịp sứ là l = 100 ( cm ) Mà ixkN3 = kxk. . = 1,8. .23,44 = 59,67 ( A ) -2 2 Ftt = 1,76.10 . .59,67 = 125,33 ( kG ) M = 125,33.10 = 1253,3 ( kG.cm ) Mô men chống uốn của tiết diện thanh dẫn với trục thẳng góc với phƣơng uốn khi đặt thanh dẫn nằm ngang. 3 WX = = = 4,8 ( cm ) Vậy = = = 261,1 ( kG/cm2 ) Mặt khác ứng suất cho phép của thanh dẫn bằng đồng là: = 1400 ( kG/cm2 ) = 1400 ( kG/cm2 ) > 261,1 ( kG/cm2 ) Nhƣ vậy thanh dẫn thỏa mãn điều kiện ổn định động. Vậy: các điều kiện chọn và kiểm tra thanh dẫn đều thỏa mãn. 52
  53. 3.3.8. Chọn và kiểm tra Áptômát và dây dẫn từ tủ phân phối đến các tủ động lực. Điều kiện chọn cáp: Dây dẫn đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng: k1.k2.Icp Ilvmax trong đó: Ilvmax = ( A ) k1 là hệ số để đến môi trƣờng lắp đặt: trong nhà, ngoài trời k2 là hệ số hiệu chỉnh theo số lƣợng cáp đặt cùng 1 rãnh. Icp dòng điện làm việc lâu dài của dây dẫn định chọn. Itt dòng điện tính toán của phân xƣởng. Icp > Cáp và dây dẫn sau khi chọn theo điều kiện phát nóng thì cần phải kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp: Ucp = tổn thất cho phép ở mạng hạ áp là: Ucp = 261,59 ( A ) Tra bảng [ PL V.13 trang 302 – Tài liệu tham khảo 1 ] ta chọn cáp tiết 53
  54. diện là 3G95 có Icp = 298 ( A ), r0 = 0,193 ( Ω/km ), x0 = 0,0802 ( Ω/km ) Vậy dây dẫn đƣợc chọn đã thỏa mãn điều kiện phát nóng. - Điều kiện tổn thất điện áp: Do tủ phân phối hạ áp tổng MSB1 đặt ngay cạnh phân xƣởng chính, do vậy không cần tính đến tổn thất điện áp. Dây cáp đƣợc chọn là phù hợp với điều kiện tổn thất điện áp, tức là đảm bảo yêu cầu về chất lƣợng điện. Chọn Áptômát: Ilvmax = = 261,59 ( A ) Ta chọn Áptômát loại SA403 - H [ PL IV.6 – Tài liệu tham khảo 1 ] do Nhật Bản chế tạo có: IđmAP = 300 ( A ), Uđm =380 ( V ) Do bảo vệ bằng Áptômát nên ta phải kiểm tra thêm điều kiện của dây dẫn: Icp = 250 ( A ) Nhƣ vậy dây dẫn đa chọn thỏa mãn yêu cầu kĩ thuật. Tính toán tƣơng tự cho các nhánh còn lại ta có kết quả cho trong bảng 3.19. Bảng 3.19: Bảng lựa chọn dây dẫn và Áptômát của tủ động lực công ty S Loại Hãng sản Tuyến cáp tt Loại cáp Số cực kVA Áptômát xuất MSB1 – nhà hành Melin 114,63 3G70 NS250N 3 chính Gerin MSB1 – 3P-XTN 181,24 3G95 SA403-H 3 Nhật Melin MSB1 – 3P-XCĐ 380,12 3G300 NS630N 3 Gerin MSB1 – 3P-XDH 160,66 3G95 SA403-H 3 Nhật MSB2 – 3P-XCK 148,51 3G95 SA403-H 3 Nhật MSB2 – 3P-XCM 160,82 3G95 SA403-H 3 Nhật MSB2 – 3P-XINOX 181,24 3G120 SA403-H 3 Nhật Melin Nhà ăn 46,86 3G16 NS250N 3 Gerin MSB2 – 3P-XN 142,13 3G95 SA403-H 3 Nhật 54
  55. Từ các tủ điện chính, ta tiếp tục tính toán các Áptômát, dây dẫn cho từng nhóm máy và chiếu sáng. 3.4. TÍNH CHỌN DÂY DẪN, ÁPTÔMÁT CHO TỪNG NHÓM THIẾT BỊ 3.4.1. Tính chọn cho xƣởng tráng nung Chọn dây dẫn cho quạt chống nóng: P = 15 ( kW ); Q = P.tg = 15.0,88 = 13,2 ( kVAr ) S = = = 20 ( kVA ) Itt = = = 30,4 ( A ) Tra bảng [ PL V.13 trang 302 – Tài liệu tham khảo 1 ] ta chọn cáp 4G4 do Lens chế tạo. Tra bảng [ PL IV.3 trang 283 – Tài liệu tham khảo 1 ] ta chọn Áptômát loại NS250N do Merlin Gerin chế tạo. Bảng 3.20. Chọn dây dẫn và Áptômát đến từng máy Số Uđm Pđm Itt Loại Icpdây Loại áp IcpAP Tên máy lƣợng V kW A dây A tô mát A Quạt chống 4 380 15 30,4 4G4 42 NS250N 250 nóng Quạt bảo hộ 32 380 0.6 1,2 4G1,5 23 C60N 63 Quạt lò nung 4 380 11 22,3 4G2,5 31 NS250N 250 Quạt hút độc 1 380 22 44,5 4G6 54 NS250N 250 phun hoa Máy nén khí 1 1 380 18 105,1 4G25 127 NS250N 250 Máy nén khí 2 1 380 18 105,1 4G25 127 NS250N 250 Pa năng tổ 2 380 4.5 9,1 4G1,5 23 C60N 63 Axít Quạt hút độc 1 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Axít 55
  56. 3.4.2. Tính chọn cho xƣởng cán đúc. Tính toán tƣơng tự nhƣ xƣởng tráng nung ta có kết quả ghi tại bảng 3.21. Bảng 3.21: Chọn dây cáp và Áptômát đến từng máy Số U P I Loại I Loại áp I Tên máy đm đm tt cpdây cpAP lƣợng V kW A dây A tô mát A Máy cắt miếng 2 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 tròn Máy cắt miếng 2 380 4 8,1 4G1,5 23 C60N 63 tròn xoay Máy cắt miếng 1 380 4.8 9,7 4G1,5 23 C60N 63 nhỏ Máy cắt thẳng 1 380 11 22,3 4G2,5 31 NS250N 250 200cm Máy cắt thẳng 1 380 25 51 4G10 75 NS250N 250 250cm Máy cắt thẳng 1 380 2.2 4,5 4G1,5 23 C60N 63 120cm Máy cán 1 380 185 374,4 4G185 450 NS400N 400 Máy nén khí 1 380 4 8,1 4G1,5 23 C60N 63 Bơm nƣớc 2 380 0.25 0,5 4G1,5 23 C60N 63 Pa năng 3 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Cầu trục 1 380 13 26,3 4G4 42 Quạt lò nấu 2 380 4.5 9,7 4G1,5 23 C60N 63 nhôm Đ/C dịch chuyển nâng 1 380 6 12,1 4G1,5 23 C60N 63 hạ khuôn đúc Quạt bảo hộ 20 380 0.6 1,2 4G1,5 23 C60N 63 nhỏ Quạt bảo hộ to 7 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy ép phôi 1 380 4.5 9,7 4G1,5 23 C60N 63 56
  57. 3.4.3. Tính chọn cho xƣởng dập hình Tính toán tƣơng tự nhƣ xƣởng tráng nung ta có kết quả ghi tại bảng 3.22. Bảng 3.22: Chọn dây cáp và Áptômát đến từng máy Số U P I Loại I Loại I Tên máy đm đm tt cpdây cpAP lƣợng V kW A dây A Áptômát A Máy kéo tôn 1 380 13 26,3 4G4 42 NS250N 250 Máy cắt miếng 1 380 4 8,1 4G1,5 23 C60N 63 tròn Máy cắt miếng mỏ 1 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 vịt Máy dập trục khửu 1 380 5.5 11,13 4G2,5 31 C60N 63 60T Máy dập quai 63T 1 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy đột dập 35T 2 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập 16T 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập quai 16T 2 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy cắt vòi ấm 2 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy cán dầu 1 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy cán dầu2 2 380 2.2 4,5 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập song 4 380 13 26,3 4G4 42 NS250N 250 động Máy tiện 1 2 380 4 8,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy tiện 2 1 380 7 14,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy tiện 3 1 380 4.5 9,7 4G1,5 23 C60N 63 Máy xén viền ấm 8 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy phay 1 380 11 22,3 4G4 42 NS250N 250 Máy tán đinh 1 380 0.75 1,5 4G1,5 23 C60N 63 Máy đột lỗ 3 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy đột lỗ quai 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy tán đinh 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy đột lỗ quai 1 380 3.2 6,5 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập quai 17T 1 380 4.5 9,7 4G1,5 23 C60N 63 Máy đột lỗ quai 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy tán đinh 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Quạt bảo hộ 31 380 0.6 1,2 4G1,5 23 C60N 63 57
  58. 3.4.4. Tính chọn cho xƣởng cơ khí Tính toán tƣơng tự nhƣ xƣởng tráng nung ta có kết quả ghi tại bảng 3.23. Bảng 3.23: Chọn dây cáp và Áptômát đến từng máy Số Uđm Pđm Itt Loại Icpdây Loại áp IcpAP Tên máy lƣợng V kW A dây A tô mát A Máy tiện CQ 3 380 11 22,3 4G2,5 31 NS250N 250 Máy tiện L5 1 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy tiện ren 1 380 3 10,1 4G2,5 31 C60N 63 Máy tiện trục 1 380 5 10,1 4G2,5 31 C60N 63 Máy mài 3 380 2 4 4G1,5 23 C60N 63 Máy phay 1 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy bào 3 380 5.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy khoan 3 380 4.5 9,7 4G1,5 23 C60N 63 Máy cƣa sắt 1 380 7 14,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy cƣa gỗ 1 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Búa máy 1 1 380 15 30,4 4G4 42 NS250N 250 Búa máy 2 1 380 11 22,3 4G2,5 31 NS250N 250 Búa máy 3 1 380 7 14,2 4G2,5 31 C60N 63 Bơm nƣớc 3 380 5 5,8 4G1,5 23 C60N 63 Quạt chống 12 380 0.6 1,2 4G1,5 23 C60N 63 nóng Quạt lò 3 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Tủ sấy 1 380 9 18,2 4G2,5 31 NS250N 250 Máy nắn sắt 1 380 1.5 3,05 4G1,5 23 C60N 63 58
  59. 3.4.5. Tính chọn cho xƣởng chế men Tính toán tƣơng tự nhƣ xƣởng tráng nung ta có kết quả ghi tại bảng 3.24. Bảng 3.24: Chọn dây cáp và Áptômát đến từng máy Số Uđm Pđm Itt Loại Icpdây Loại IcpAP Tên máy lƣợng V kW A dây A Áptômát A Máy trộn men uớt 1 2 380 3 6,1 4G2,5 31 NS250N 250 Máy trộn men ƣớt 2 1 380 7 14,2 4G1,5 23 C60N 63 Máy trộn men ƣớt 3 6 380 10 20,2 4G2,5 23 C60N 63 Máy trộn men khô 2 380 13 26,3 4G2,5 31 C60N 63 to Lò men quay 2 380 5.5 11,3 4G1,5 23 C60N 63 Quạt lò nung gạch 1 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy khuấy đất 1 380 2.2 4,5 4G2,5 23 C60N 63 Máy trộn khô nhỏ 2 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy sàng to 1 380 11 22,3 4G2,5 23 C60N 63 Máy sàng nhỏ 1 380 3 6 4G1,5 23 C60N 63 Máy đóng gạch 1 380 13 26,3 4G4 42 C60N 63 Máy đập hàm 1 380 20 40,4 4G2,5 31 NS250N 250 Máy hút vật liệu 3 380 5.5 11,3 4G2,5 31 C60N 63 nghiền Thang máy chở 1 380 46 93,1 4G1,5 23 C60N 63 hàng Quạt lò nấu xỉ nhôm 1 380 4 7,7 4G1,5 23 C60N 63 Quạt bảo hộ 12 380 0.6 1,2 4G1,5 23 C60N 63 59
  60. 3.4.6. Tính chọn cho xƣởng inox Tính toán tƣơng tự nhƣ xƣởng tráng nung ta có kết quả ghi tại bảng 3.25. Bảng 3.25: Chọn dây cáp và Áptômát đến từng máy Số Uđm Pđm Itt Loại Icpdây Loại áp IcpAP Tên máy lƣợng V kW A dây A tô mát A Máy đánh 2 380 22 44,5 4G10 75 NS250N 250 bong 1 Máy đánh 7 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 bong 2 Máy đục lỗ 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 vòi ấm Máy xén đáy 2 380 2.2 4,5 4G1,5 31 C60N 63 Máy viền mép 2 380 2.2 4,5 4G1,5 23 C60N 63 Máy miết ấm 2 380 2.2 4,5 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập 2 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập 1 380 3 6,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập 2 380 4.5 9,7 4G1,5 23 C60N 63 Máy đột dập 2 380 0.6 1,6 4G1,5 23 C60N 63 Máy cắt viền 1 380 2.2 4,5 4G1,5 23 NS250N 250 Máy dập thủy 2 380 35 68,1 4G16 100 C60N 63 lực Máy khoan 1 380 1.5 3 4G1,5 23 C60N 63 cần 60
  61. 3.4.6. Tính chọn cho xƣởng nhôm Tính toán tƣơng tự nhƣ xƣởng tráng nung ta có kết quả ghi tại bảng 3.26. Bảng 3.26: Chọn dây cáp và Áptômát đến từng máy Số Uđm Pđm Itt Loại Icpdây Loại áp IcpAP Tên máy lƣợng V kW A dây A tô mát A Máy đột dập 1 380 4.5 9,1 4G1,5 23 C60N 250 Máy đột dập 3 380 1.5 3,04 4G1,5 23 C60N 63 Máy cắt viền 2 380 1.5 3,04 4G1,5 23 C60N 63 Máy đột dập 1 380 7.5 15,2 4G2,5 31 C60N 63 Máy cắt viền 2 380 3 6,07 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập song 2 380 11 9,1 4G1,5 23 C60N 63 động Máy viền mép 2 380 1.5 3,04 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập thủy 1 380 35 70,8 4G6 100 C250N 63 lực 500T Máy cắt viền 1 380 4.5 9,1 4G1,5 23 C60N 63 Máy dập thủy 1 380 14 28,3 4G4 42 C60N 63 lực Máy tán quai 6 380 1.5 3,04 4G1,5 23 C60N 250 Máy hút độc 1 380 4.5 9,1 4G1,5 23 C60N 63 rửa trắng Quạt bảo hộ 20 380 0.6 1,2 4G1,5 23 C60N 63 61
  62. Hình 3.3. Sơ đồ hạ áp của công ty 62
  63. Hình 3.4. Sơ đồ tủ động lực xƣởng cơ khí 63
  64. Hình 3.5. Sơ đồ tủ động lực xƣởng chế men 64
  65. Hình 3.6. Sơ đồ tủ động lực xƣởng tráng nung 65
  66. Hình 3.7. Sơ đồ tủ động lực xƣởng cán đúc 66
  67. Hình 3.8. Sơ đồ tủ động lực xƣởng inox 67
  68. Hình 3.9. Sơ đồ tủ động lực xƣởng nhôm 68
  69. kéo tôn NS250N máy 4G4 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G2,5 C60N 4G2,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 NS250N 4G4 C60N 4G1,5 C60N 69 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 NS250N 4G4 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5 C60N 4G1,5
  70. CHƢƠNG 4. NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ - Đặc điểm quan trọng của hệ thống cung cấp điện là phân bố trên diện tích rộng, thƣờng xuyên có ngƣời làm việc với các thiết bị điện và chịu nhiều ảnh hƣởng của các yếu tố khách quan. Ngƣời vận hành không tuân theo các quy tắc an toàn. Chính các nguyên nhân trên đã làm hƣ hỏng điện trở cách điện của thiết bị, gây nguy hiểm cho ngƣời vận hành. - Nối đất cho các thiết bị điện và đặt thiết bị chống sét an toàn cho hệ thống chính là phƣơng pháp đơn giản và hiệu quả để phòng tránh hậu quả. - Trạm biến áp là một phần tử quan trọng của hệ thống cung cấp điện, thƣờng xuyên có ngƣời làm việc với các thiết bị điện. Khi cách điện của các thiết bị điện bị hỏng hoặc ngƣời vận hành không tuân theo quy tắc an toàn vô ý chạm vào sẽ nguy hiểm hƣ hỏng, giật và có thể chết ngƣời. - Vì vậy trong hệ thống cung cấp điện nói chung và trong trạm biến áp nói riêng nhất thiết phải có biện pháp an toàn để chống điện giật và đảm bảo chế độ làm việc của mạng điện, một trong các biện pháp an toàn, hiệu quả và khá đơn giản là thực hiện nối đất cho trạm biến áp và tủ phân phối động lực. - Trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn nối đất. Các điện cực nối đất bao gồm các điện cực thẳng đứng đƣợc đóng sau vào trong đất và điện cực ngang đƣợc chôn ngầm ở một độ sâu nhất định. Các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận đƣợc nối đất với các điện cực nối đất. - Khi có trang bị nối đất, dòng điện ngắn mạch xuất hiện do cách điện của thiết bị điện với vỏ hƣ hỏng, sẽ chạy qua vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống các điện cực và chạy tản vào đất. 4.2. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 4.2.1. Trang bị nối đất trạm biến áp Khi thực hiện nối đất có thể tiến hành theo 2 cách: + Nối đất tự nhiên: Là sử dụng các ống dẫn nƣớc hay bằng các ống kim loại khác đặt trong đất, các kết cấu bằng kim loại của nhà cửa, các công trình nối 70
  71. đất, các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất làm trang bị nối đất. + Nối đất nhân tạo: Thƣờng đƣợc thực hiện bằng cọc thép, cọc đồng dài 2 3 ( m ) chôn sâu xuống đất sao cho đầu trên của chúng cách mặt đất 0,5 1,5 ( m ). Nhờ vậy giảm đƣợc sự thay đổi của điện trở nối đất theo thời tiết. Các ống thép hay thanh thép đƣợc nối với nhau bằng cách hàn với thanh thép nằm ngang đặt ở độ sâu 0,5 0,7 ( m ). Tiết diện nhỏ nhất của thanh thép là 48(mm2). Các thiết bị làm việc ở các cấp điện áp khác nhau và chế độ làm việc khác nhau thì yêu cầu về điện trở các trang bị nối đất cũng khác nhau. Theo quy phạm trang bị điện điện trở nối đất của mạng có U < 1000 ( V ) và công suất của máy biến áp lớn hơn 100kVA thì tại mọi thời điểm trong năm phải có Rnd < 4 ( ). Khi xét đến nối đất tự nhiên song song với bộ nối đất thì điện trở của bộ nối đất nhân tạo đƣợc tính theo công thức sau: 1 1 1 (4.1) R R R nt nd tn Trong đó: Rnt: Điện trở nối đất nhân tạo ( ) Rtn: Điện trở nối đất tự nhiên ( ) Rnd: Điện trở nối đất cho phép ( ) Ta coi nhƣ không có nối đất tự nhiên nên: Rnd < Rndcp = 4 ( ) + Tính toán nối đất nhân tạo theo trình tự nhƣ sau: - Xác định điện trở nối đất theo quy trình quy phạm về nối đất. - Xác định điện trở nối đất của một cọc là: K 2l 1 4.t 1 R = max 0 (ln ln ) ( ) (4.2) lc 2 l d 2 4.t 1 Trong đó: ▪ 0 là điện trở suất của đất đo ở điều kiện chuẩn ( .cm ) ▪ Kmax là hệ số phụ thuộc vào điều kiện đo tra bảng 2- 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo 3 ] ▪ l: Chiều dài của cọc ( m ) ▪ t: Là độ sâu chôn cọc ( m ) 71
  72. ▪ d: Đƣờng kính cọc tròn ( m ) Xác định sơ bộ số cọc: Số cọc thƣờng đƣợc xác định theo kinh nghiệm, đồng thời cũng có thể xác định sơ bộ theo công thức: R n = lc (4.3) R d . c Trong đó: Rlc: Điện trở nối đất của một cọc ( ) Rd: Điện trở của thiết bị nối đất theo quy định ( ) c: Hệ số sử dụng cọc Xác định điện trở thanh nối ngang 2 k max. 0 2L Rt = .ln ( ) (4.4) 2 L b.t Trong đó: L: Chiều dài mạch vòng tạo bởi các thanh nối ( m ) b: Bề rộng thanh nối ( m ) t: Độ sâu của thanh ( m ) Điện trở của thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh t: R t R t (4.5) t Xác định điện trở ( khuếch tán ) của n cọc chôn thẳng đứng Rc: R lc Rc = (4.6) n. c Xác định điện trở ( khuếch tán ) của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và các thanh dẫn: R c .R t Rnd = (4.7) R c R t So sánh điện trở nối đất tính đƣợc Rnd với điện trở nối đất theo quy định Rd nếu Rnd > Rd thì phải tăng số cọc lên và tính lại. 72
  73. 4.2.2. Tính toán nối đất cho trạm biến áp Ta chọn Rd = 4 ( ) Xác định điện trở nối đất của 1 cọc tiếp địa: K max. 0 2l 1 4.t 1 Rlc = (ln ln ) ( 4.8) 2 l d 2 4.t 1 Qua công tác khảo sát cho thấy đất ở vị trí xây dựng là đất ruộng tra bảng 2 - 65 4 [trang 659,3] ta đƣợc 0 = 0,4.10 ( .cm ) = 40 ( .m ) Kmax = 1,4 hệ số phụ thuộc vào điều kiện đo tra bảng 2 - 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo 3 ] Ta dùng loại điện cực bằng đồng có kích thƣớc: đƣờng kính d = 20 ( mm ), dài l = 2,5 ( m ) chôn cách mặt đất 1,2 ( m ) 2,5 Có độ sâu chôn cọc: t = 1,2 + = 2,45 ( m ) 2 Thay số vào công thức (4.8) 1,4.40 2.2,5 1 4.2,45 2,5 Rlc = (ln ln ) = 20,61 ( ) 2 2,5 0,02 2 4.2,45 2,5 Số lƣợng cọc theo lý thuyết: R lc 20,614 Nlt = = 5,15 ( cọc ) R ndcp 4 Chọn số cọc lý thuyết là 5 cọc. Cọc có chiều dài l = 2,5 ( m ), khoảng cách giữa các cọc là a = 3 ( m ) Tra bảng 2 - 23 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] với a/l = 1, Nlt = 5 cọc ta có hệ số sử dụng cọc là: c = 0,62 Ta có số cọc đƣợc sử dụng theo kinh nghiệm là: R 20,614 n = lc = 8,31 ( cọc ) R d . c 4.0,62 Với a/l = 1, n = 8 tra bảng 2 - 23 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] cos c = 0,58. Điện trở nối đất của 8 cọc là: 73
  74. R lc 20,614 Rc = 4,44 ( ) n. c 8.0,58 Các cọc đƣợc chôn theo mạch vòng cách nhau 3 ( m ) và đặt bên ngoài khu vực nhà máy vậy chu vi mạch vòng là: L = a.n = 3. 8 = 24 ( m ) Điện trở thanh nối ngang: Ta sử dụng loại điện cực tròn tiết diện 95 ( mm2 ) 2 k max. 0 2L Rt = .ln ( ) 2 L b.t Kmax = 1,6: Hệ số hiệu chỉnh của thanh nằm ngang. Tra bảng 2- 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo 3 ] L: Chiều dài mạch vòng tạo bởi các thanh nối 24 ( cm ) b: Bề rộng thanh nối b = 2d = 22 ( mm ) = 0,022 ( m ) 0,022 t: Độ sâu của thanh t = 1,2 + = 1,211 ( m ) 2 1,6.40 2.242 Thay số: Rt = .ln 4,53 ( ) 2 24 0,022.1,211 Điện trở của thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh t: R t 4,53 Rt = 12,58 ( ) với a/l = 1, n = 8 tra bảng 2-24 [trang 260, Tài liệu 0,36 t tham khảo 3 ] có 1 = 0,36. Điện trở nối đất nhân tạo của hệ thống đƣợc xác định theo công thức: R .R 4,44.12,58 R c t 3,26 ( ) nd R R 4,44 12,58 c t Vậy Rnđ < Rđ = 4 ( ), hệ thống nối đất thoả mãn yêu cầu. 4.3. TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT CHO CÔNG TY 4.3.1. Khái quát về chống sét Sét là một nguồn điện từ rất mạnh, xuất hiện do sự hình thành các điện tích khối lớn, từ các đám mƣa giông mang điện tích dƣơng - ở phần trên của đám mây - và điện tích âm - ở phần dƣới của đám mây. Chúng tạo một điện 74
  75. trƣờng có cƣờng độ lớn chung quanh đám mây. Trong quá trình tích lũy các điện tích trái dấu, một điện trƣờng có cƣờng độ gia tăng liên tục đƣợc hình thành. Khi điện thế tại một nơi nào đó trong đám mây vƣợt quá ngƣỡng cách điện của không khí, thì xảy ra hiện tƣợng sẽ đánh xuyên, hay còn gọi là sét tiên đạo Có thể phân biệt 2 loại thiết bị chống sét: thiết bị chống sét đánh trực tiếp và thiết bị chống sét lan truyền. Bảng 4.1. Chủng loại và bán kính bảo vệ Loại kim chống sét Bán kính (m) CX040 63 CX070 73 BX125 84 BX175 104 AX210 142 4.3.2. Cấu trúc của hệ thống chống sét  Chống sét đánh trực tiếp Cấu hình của loại này gồm có 3 phần: a) Đầu thu lôi: Dùng để phát tia tiên đạo đi lên thu hút sét về nó. Đầu thu lôi đƣợc gắn trên trụ đỡ có độ cao trung bình là 5 ( m ) so với đỉnh của công trình cần đƣợc bảo vệ. b) Dây dẫn sét: Dùng để dẫn dòng sét từ đầu thu lôi đến hệ thống tiếp đất. Thƣờng làm bằng đồng lá hoặc cáp đồng trần, tiết diện của dây dẫn đƣợc quy định theo tiêu chuẩn quốc tế từ 50 ( mm2 ) đến 75 ( mm2 ) c) Hệ thống tiếp đất: Dùng để tản dòng điện sét trong đất. Cấu hình của hệ thống tiếp đất này gồm: - Các cọc tiếp đất: thƣờng dài từ 2,4 ( m ) đến 3 ( m ). Đƣờng kính ngoài thƣờng là 14 – 16 ( mm ). Đƣợc chôn thẳng đứng và cách mặt đất từ 0,5 đến 75
  76. 1 ( m ). Khoảng cách cọc với cọc từ 3 đến 15 ( m ). - Dây tiếp đất: Thƣờng là cáp đồng trần có tiết diện từ 50 đến 75( mm2 ) dùng để liên kết các cọc tiếp đất này lại với nhau. Cáp này nằm âm dƣới mặt đất từ 0,5 đến 1 ( m ). - Ốc siêu cáp hoặc mối hàn hoá nhiệt cadweld: dùng để liên kết dây tiếp đất và các cọc tiếp đất với nhau. - Vì đây chỉ là thiết bị cắt sét sơ cấp nên thƣờng giá thành thấp.  Thiết bị chống sét trên đƣờng dây lan truyền vào trạm Do toàn bộ hệ thống đƣờng dây tải điện trung áp 35kV cấp nguồn cho nhà máy đƣợc lấy trực tiếp từ cột cao thế của lƣới điện 35kV quốc gia nên cần có chống sét van đặt ở phía cao áp của nhà máy chống sét đánh từ đƣờng dây lan truyền vào trạm biến áp của nhà máy 4.3.3. Tính toán chống sét đánh trực tiếp cho công ty Hệ chống sét cơ bản gồm một bộ phận thu đón sét đặt trong không trung, đƣợc nối đến dây dẫn đƣa xuống một hệ thống tiếp địa an toàn chôn sâu trong đất. a, Tính toán điện trở nối đất cho hệ thống chống sét Rnđ <10 ( ) - Cọc tiếp địa sử dụng là cọc đƣờng kính d = 16 ( mm ), dài = 2,4 ( m ) chôn sâu 1 ( m ) cách nhau 1 khoảng a = 3 ( m ) - Thanh nối sử dụng thanh đồng tròn tiết diện S= 70 ( m2 ) - Hệ thống tiếp địa đƣợc bố trí thành dãy Việc thanh toán hệ thống tiếp địa đƣợc tiến hành nhƣ phần tính toán nối đất cho trạm biến áp. Ta chọn Rnđ = 10 ( ) Xác định điện trở nối đất của một cọc tiếp địa: K max 0 2l 1 4.t 1 R1c = (ln ln ) 2 d 2 4.t 1 4 với 0,4.10 ( .cm ) = 40 ( .m) , Kmax 2,4 Có độ sâu chôn cọc : t = 1+ =2,2 ( m ) 2 Thay số vào công thức 76
  77. 1,4.40 2.2,4 1 4.2,2 2,4 R 1c = (ln ln ) 22,22 2 2,4 0,16 2 4.2,2 2,4 R lc 22,22 Số lƣợng cọc theo lý thuyết: Nlt = 2,2coc R cf 10 Số lƣợng cọc theo lý thuyết là 3 ( cọc ) Cọc có chiều dài 1= 2,4 ( m ), khoảng cách giữa cọc là a = 3 ( m ) Tra bảng 2-24 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] với a/l=1, Nlt = 3 ( cọc ) ta có hệ số sử dụng cọc là c` = 0,78 Ta có hệ số cọc đƣợc sử dụng theo kinh nghiệm là: R lc 22,22 n= = = 2,84 ( cọc ) R d. c 10.0,78 Với a/l = 1, n= 3 tra bảng 2-24 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] có c = 0,78 R lc 22,22 Điện trở nối đất của 3 cọc là: Rc = = = 9,49 ( ) n. c 3.0,78 L = a.(n-1)= 3.2 = 6 ( m ) Điện trở thanh nối ngang là: Ta sử dụng loại điện cực tròn tiết diện 70 ( mm2 ) 2L2 Kmax 0 , Rt = .ln ( ) 2 b.t với Kmax = 1,6: Hệ số hiệu chính của âm thanh nhằm ngang. Tra bảng 2-24 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] L: Chiều dài mạch tạo bởi các thanh nối 6 ( m ) b: Bề rộng thanh nối b= 2R = 4,7 ( mm ) = 0,0047 ( m ) 0,0047 t: Độ sâu thanh: t = 1+ = 1,00235 ( m ) 2` 1,6.40 2.6 2 Thay số: Rt = .ln = 10,35 ( ) 2 .6 0,0047.1,000235 Điện trở thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh t : R t 10,35 Rt = 12,9 ( ), với a/l = 1, n =3 t 0,8 77
  78. Tra bảng 2-24 [ trang 260, Tài liệu tham khảo 3 ] có t = 0,8 Điện trở nối đất nhân tạo của hệ thống đƣợc xác định theo công thức: R c .R t 8,86.12,594 Rnd = 5,285( ) R c R t 8.86 12,94 vậy Rnđ < Rt = 10 ( ), hệ thống nối đất thoả mãn yêu cầu. vậy Rnđ < Rd = 10 ( ), hệ thống nối đất thoả mãn yêu cầu. b) Hệ thống chống sét Ta thấy rằng tất cả các máy biến áp, các tủ phân phối MSB, tủ động lực, tủ cao áp 35kV, tủ nối đất đều đặt trong phòng điện trong nhà máy. Chính vì vậy đặt thiết bị chống sét đánh trực tiếp cho TBA chung luôn với hệ thống chống sét cho nhà máy. Ta sử dụng kim thu loại: Kim thu sét LIVA - AX210 với bán kính bảo vệ ở chiều cao 5 ( m ) là 142 ( m). - Bán kính bảo vệ rp = 142 ( m ) (tại độ cao trụ đỡ h = 5m) đặt trung tâm của nhà máy (phân xƣởng 2). - Thời gian phóng điện sớm: DT = 80 ( s ) Với việc tạo ra tia tiên đạo hƣớng lên từ đỉnh kim sớm hơn các điểm khác, kim thu LIVA - 210 trở thành điểm đƣợc ƣu tiên cho việc thu hút sét trong khu vực đƣợc bảo vệ. 78
  79. Hình 4.1. Sơ đồ chống sét công ty 79
  80. Hình 4.2. Sơ đồ bán kính chống sét 80
  81. KẾT LUẬN Sau một thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp, đƣợc sự hƣớng dẫn tận tình của cô giáo Th.S Đỗ Thị Hồng Lý cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Điện tự động công nghiệp, cùng với sự lỗ lực của bản thân và kiến thức của mình trong quá trình học. Đến nay em đã hoàn thành đƣợc bản đồ án tốt nghiệp của mình với đề tài: “ Thiết kế cung cấp điện cho công ty cổ phần sắt tráng men – nhôm Hải Phòng ”. Trong bản đồ án này em đã giải quyết đƣợc những vấn đề sau: * Xác định phụ tải tính toán của các phân xƣởng và toàn nhà máy. * Thiết kế chi tiết mạng điện cao áp và hạ áp của nhà máy. * Nối đất và chống sét. Tuy nhiên, do thời gian nghiên cứu đề tài không có nhiều, trình độ chuyên môn còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong các thầy cô cùng các bạn đóng góp ý kiến để bản đồ án đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! 81
  82. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm ( 2001 ), Thiết kế cấp điện, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 2. Ngô Hồng Quang ( 2002 ), Sổ tay và lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 – 500kV, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 3. TS. Trƣơng Tri Ngộ ( 2009 ), Cung cấp điện, an toàn điện và chống sét, NXB Xây dựng 4. Nguyễn Xuân Phú - Nguyễn Công Hiền - Nguyễn Bội Khê ( 2001), Cung cấp điện, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 5. Ngô Hồng Quang ( 2003 ), Giáo trình cung cấp điện, NXB Giáo dục. 82
  83. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN SẮT TRÁNG MEN – NHÔM HẢI PHÕNG 2 1.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG TY. 2 1.2. CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA CÔNG TY 5 1.3. CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN. 7 1.4. SƠ ĐỒ MẶT BẰNG VÀ THỐNG KÊ PHỤ TẢI CỦA CÔNG TY 8 1.4.1. Sơ đồ mặt bằng 8 1.4.2. Thống kê phụ tải công ty 9 1.4.2.1. Xƣởng cơ khí 9 1.4.2.2. Xƣởng cán đúc 10 1.4.2.3. Xƣởng chế men - vật liệu chịu lửa (VLCL) 11 1.4.2.4. Xƣởng dập hình 12 1.4.2.5. Xƣởng nhôm 13 1.4.2.6. Xƣởng tráng nung 14 1.4.2.7. Xƣởng Inox 15 2.1.1. Các phƣơng pháp xác định PTTT ( phụ tải tính toán ). 16 2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TỪNG PHÂN XƢỞNG 19 2.2.1. Phân xƣởng cơ khí 19 2.2.2. Phân xƣởng cán đúc 20 2.2.3. Xƣởng chế men - vật liệu chịu lửa (VLCL) 21 2.2.4. Phân xƣởng dập hình 22 2.2.5. Xƣởng nhôm 23 2.2.7. Xƣởng Inox 25 2.2.8. Nhà hành chính, văn phòng 26 2.2.9. Nhà ăn 26 2.2.10. Bảng tổng kết phụ tải toàn nhà máy. 27 2.3. XÁC ĐỊNH TRỌNG TÂM PHỤ TẢI, VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP 28 83
  84. 2.3.1. Xác định trọng tâm phụ tải. 28 2.3.2. Chọn vị trí của trạm biến áp ( TBA ) 30 2.4. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY 32 CHƢƠNG 3. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 33 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 33 3.2. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CAO ÁP 33 3.2.1. Lựa chọn máy biến áp 33 3.2.3. Chọn dây dẫn từ sứ cao áp đến các máy biến áp 36 3.2.4. Chọn cáp và kiểm tra cáp 37 3.2.5. Chọn và kiểm tra máy cắt điện 22kV: 38 3.2.6. Chọn dao cách ly 22kV 39 3.2.7. Chọn và kiểm tra cầu dao phụ tải tổng 22kV 39 3.2.8. Chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải cho các trạm biến áp TR1 và TR2 40 3.2.9. Chọn máy biến điện áp đặt ở thanh cái 22kV 41 3.2.10. Chọn máy biến dòng đặt tại thanh cái 22kV 42 3.3. TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHÍA HẠ ÁP 44 3.3.1. Tính chọn dây dẫn từ MBA đến các tủ phân phối hạ áp 44 3.3.2. Phân loại khu vực phụ tải của công ty. 45 3.3.3. Chọn và kiểm tra Áptômát tổng đặt tại tủ MSB0 của TR1, TR2 47 3.3.4. Chọn và kiểm tra thanh cái 0,4kV 48 3.3.5. Chọn và kiểm tra cáp từ tủ phân phối MSB0 đến các tủ MSB1, MSB2 50 3.3.6. Chọn và kiểm tra Áptômát đặt ở Tủ MSB 50 3.3.7. Chọn và kiểm tra thanh cái 0,4 kV đặt ở các tủ MSB1 và MSB2 51 3.3.8. Chọn và kiểm tra Áptômát và dây dẫn từ tủ phân phối đến các tủ động lực. 53 3.4. TÍNH CHỌN DÂY DẪN, ÁPTÔMÁT CHO TỪNG NHÓM THIẾT BỊ 55 3.4.1. Tính chọn cho xƣởng tráng nung 55 3.4.2. Tính chọn cho xƣởng cán đúc. 56 3.4.3. Tính chọn cho xƣởng dập hình 57 3.4.4. Tính chọn cho xƣởng cơ khí 58 84
  85. 3.4.5. Tính chọn cho xƣởng chế men 59 3.4.6. Tính chọn cho xƣởng inox 60 3.4.6. Tính chọn cho xƣởng nhôm 61 CHƢƠNG 4. NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 70 4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 70 4.2. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 70 4.2.1. Trang bị nối đất trạm biến áp 70 4.2.2. Tính toán nối đất cho trạm biến áp 73 4.3. TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT CHO CÔNG TY 74 4.3.1. Khái quát về chống sét 74 4.3.2. Cấu trúc của hệ thống chống sét 75 4.3.3. Tính toán chống sét đánh trực tiếp cho công ty 76 KẾT LUẬN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 85