›
›

Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí của Công ty cổ phần tư vấn đầu tư và xây lắp Hải Sơn

pdf 87 trang huongle 2720
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí của Công ty cổ phần tư vấn đầu tư và xây lắp Hải Sơn", 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_phan_xuong_sua_chua_co_khi.pdf

Nội dung text: Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí của Công ty cổ phần tư vấn đầu tư và xây lắp Hải Sơn

  1. LỜI MỞ ĐẦU Điện năng là một dạng năng lƣợng có nhiều ƣu điểm nhƣ: Dễ dàng chuyển thành các dạng năng lƣợng khác (nhiệt, cơ, hóa ) dễ truyền tải và phân phối. Chính vì vậy điện năng đƣợc sử dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của con ngƣời. Điện năng là nguồn năng lƣợng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển đô thị và các khu vực dân cƣ. Ngày nay nền kinh tế nƣớc ta đang từng bƣớc phát triển, đời sống nhân dân đang từng bƣớc đƣợc nâng cao, cùng với nhu cầu đó thì nhu cầu về điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, và sinh hoạt cũng từng bƣớc phát triển không ngừng. Đặc biệt với chủ trƣơng kinh tế mới của nhà nƣớc, vốn nƣớc ngoài tăng lên làm cho các nhà máy, xí nghiệp mới mọc lên càng nhiều. Do đó đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất và sinh hoạt. Để làm đƣợc điều này thì nƣớc ta cần phải có một đội ngũ con ngƣời đông đảo và tài năng để có thể thiết kế, đƣa ứng dụng công nghệ điện vào trong đời sống. Sau 4 năm học tập tại trƣờng, em đƣợc giao đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế cung cấp điện cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí của Công ty cổ phần tƣ vấn đầu tƣ và xây lắp Hải Sơn” do Thạc sỹ Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn. Đề tài gồm có những nội dung sau: Chƣơng 1: Giới thiệu về Công ty cổ phần tƣ vấn đầu tƣ và xây lắp Hải Sơn Chƣơng 2: Thiết kế mạng cao áp cho Công ty cổ phần tƣ vấn đầu tƣ và xây lắp Hải Sơn Chƣơng 3: Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. Chƣơng 4: Tính toán bù công suất phản kháng. - 1 -
  2. Chƣơng 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TY CỔ PHẦN TƢ VẤN ĐẦU TƢ VÀ XÂY LẮP HẢI SƠN 1.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỆN. Tên công ty: CÔNG TY CỔ PHẦN TƢ VẤN ĐẦU TƢ VÀ XÂY LẮP HẢI SƠN. Tên giao dịch tiếng anh: HAI SON CONSULTING INVESTEMENT AND ASSEMBLING JOINT STOCK COMPANY. Giấy phép kinh doanh số: 0203001007 do sở kế hoạch đầu tƣ thành phố Hải Phòng cấp ngày 18 tháng 10 năm 2002. Địa chỉ: Khu nhà ở 8A – Đƣờng Lê Hồng Phong – Quận Ngô Quyền – TP. Hải Phòng. Tel/Fax: 031.3841361 * Email: haisonjsc@gmail.com Công ty đƣợc thành lập trong năm 2002 bởi những kỹ sƣ giàu kinh nghiệm,tâm huyết với nghề. Sau 8 năm thành lập và phát triển với rất nhiều khó khăn thách thức, nhƣng đội ngũ cán bộ công nhân viên đã năng động, sáng tạo từng bƣớc vƣợt qua thử thách khó khăn, gian khổ để tự khẳng định mình và hòa nhập với công cuộc đổi mới của đất nƣớc. Cho đến nay công ty đã trở thành một công ty tƣ vấn, thiết kế, xây lắp hàng đầu của Hải Phòng, có đội ngũ cán bộ công nhân viên năng động, giàu kinh nghiệm, có đủ khả năng đảm nhận tất cả các lĩnh vực của công tác thiết kế, xây lắp với chất lƣợng cao, thỏa mãn các yêu cầu khắt khe của các chủ đầu tƣ và đối tác. Lĩnh vực hoạt động: - Thiết kế các công trình đƣờng dây cao thế, hạ thế, trạm biến áp, điện chiếu sáng dân dụng và công nghiệp. - 2 -
  3. - Tƣ vấn, giám sát thi công, xây dựng các công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông, thủy lợi, hạ tầng, (cấp điện, cấp thoát nƣớc), điện chiếu sáng công cộng. - Xây lắp đƣờng dây cao thế và trạm biến áp đến 110KV. 1.2. CƠ CẤU TỔ CHỨC. Đến nay Công ty với 8 phân xƣởng sản xuất, 12 phòng - ban chức năng, 04 trung tâm cụ thể: Các phân xƣởng sản xuất. 1. Nhà máy sửa chữa bảo dƣỡng thiêt bị điện . 2. Xí nghiệp cơ giới và tƣ vấn công trình. 3. Xí nghiệp thiết bị động lực. 4. Xí nghiệp tƣ vấn và thiết kế xây dựng. 5. Xí nghiệp trang trí nội thất dân dụng . 6. Xí nghiệp lắp ráp và sửa chữa máy điện. 7. Phân xƣởng trang trí 1. 8. Phân xƣởng trang trí 2. - 3 -
  4. Các phòng – ban chức năng GIÁM ĐỐC CÔNG TY Phòng Phòng Phòng Phòng Phòng Các Văn Ban giám Phòng Phòng Phòng Phòng y thi ết bị quản lý Sản Kế công trung phòng định và lao kinh tề an toàn tế động dự án xuất toán tài nghệ tâm đảng ủy quản lý động đối lao động lực chính thông chất lƣợng tiền ngoại tin công trình lƣơng Trung Trung Trung Trung tam tâm tƣ tâm cung tâm dịch thiết kế vấn giám ứng vật vụ đời và sát chất tƣ ,thiết sống chuyển lƣởng sản bị điện giao phẩm và công đo lƣờng nghệ lƣờng Bảng 1.1 Sơ đồ cơ cấu tổ chức - 4 -
  5. Chƣơng 2. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƢ VÀ XÂY LẮP HẢI SƠN 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hƣởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện đƣợc coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau : * Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật. * Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. * Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành. * An toàn cho ngƣời và thiết bị. * Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trƣởng của phụ tải điện. * Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế. Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bƣớc : * Vạch các phƣơng án cung cấp điện. * Lựa chọn vị trí, số lƣợng, dung lƣợng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại, tiết diện các đƣờng dây cho các phƣơng án. * Tính toán kinh tế - kỹ thuật để lựa chọn phƣơng án hợp lý. * Thiết kế chi tiết cho phƣơng án đƣợc chọn. 2.2. CÁC PHƢƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN. Trƣớc khi đƣa ra các phƣơng án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đƣờng dây tải điện từ hệ thống về nhà máy. Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải : U = 4,34 × l 0,016 P (kV) Trong đó : P : Công suất tính toán của nhà máy (kW) l : Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (km) - 5 -
  6. Nhƣ vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là : U = 4,34 × 1 0,016 1782,27 = 23,17 (kV) Trạm biến áp trung gian ( BATG) có các cấp điện áp ra là 22 (kV) , 10 (kV) và 6 (kV). Từ kết quả tính toán ta chọn cấp điện áp để cung cấp cho nhà máy là 10 (kV). Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xƣởng có thể đƣa ra các phƣơng pháp cung cấp điện nhƣ sau. 2.2.1. Phƣơng án về các trạm biến áp phân xƣởng (BAPX). Các trạm biến áp (TBA) đƣợc lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau : 1. Vị trí đặt TBA, phải thoả mãn các yêu cầu gần tâm phụ tải thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, an toàn và kinh tế. 2. Số lƣợng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA đƣợc lựa chọn vào căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải: điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làm việc của phụ tải. Trong mọi trƣờng hợp TBA chỉ đặt 1 MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp điện không cao. Các TBA cung cấp cho hộ loại 1 và loại 2 chỉ nên đặt 2MBA, hộ loại 3 có thể đặt 1 MBA. 3. Dung lƣợng các MBA đƣợc chọn theo điều kiện : Với trạm một máy : Sđm≥ Stt (2.1) Với trạm hai máy : Stt SđmB ≥ (2.2) 1,4 Phƣơng án lắp đặt các trạm biến áp phân xƣởng trên thực tế của công ty . Đặt 6 trạm biến áp phân xƣởng căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xƣởng, nhà máy trong Công Ty. * Trạm biến áp B1 cấp điện cho Nhà hành chính ,phòng bảo vệ ,nhà xe . * Trạm biến áp B2 cấp điện cho Khu hoàn thiện sản phẩm . * Trạm biến áp B3 cấp điện cho Khu sản xuất , Phân xƣởng đúc . * Trạm biến áp B4 cấp điện cho Bãi phôi. - 6 -
  7. * Trạm biến áp B5 cấp điện cho Phân xƣởng nhiệt luyện . * Trạm biến áp B6 cấp điện cho Phân xƣởng sửa chữa cơ khí. Trong đó các trạm biến áp B2, B3, B4, B5, B6, cấp điện cho các phân xƣởng chính, xếp loại 1, cần đặt 2 máy biến áp. Trạm B1 thuộc loại 3 chỉ cần đặt 1 máy. Các trạm dùng loại trạm kề, có 1 tƣờng trạm chung với tƣờng phân xƣởng, các máy biến áp dùng máy do ABB sản xuất Chọn dung lƣợng các máy biến áp. * Trạm biến áp B1 cấp điện cho Nhà hành chính ,phòng bảo vệ ,nhà xe . Trạm đặt 1 máy biến áp. SđmB ≥ Stt1 = 275,00 (kVA) Chọn dùng 1 máy biến áp 500-10/0,4 có Sđm = 500 (kVA) * Trạm biến áp B2 cấp điện cho Khu hoàn thiện sản phẩm . Stt2 471,83 SđmB ≥ = = 337,02 (kVA) 1,4 1,4 Chọn dùng 2 máy biến áp 500-10/0,4 có Sđm = 500 (kVA) Các trạm khác chọn tƣơng tự. - 7 -
  8. Bảng 2.1. Kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xƣởng. KH trên STT Tên phân xƣởng Số máy S (kVA) S (kVA) Tên trạm mặt bằng tt đmB 1 1 Nhà hành chính ,phòng bảo vệ ,nhà xe 1 275,00 500 B1 2 2 Khu hoàn thiện sản phẩm 2 471,83 500 B2 3 3 Khu sản xuất ,Phân xƣởng đúc 2 509,29 500 B3 4 4 Bãi phôi 2 763,61 800 B4 5 5 Phân xƣởng nhiệt luyện 2 426,05 500 B5 6 6 Phân xƣởng sửa chữa cơ khí 2 238,58 500 B6 - 8 -
  9. 2.2.2. Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xƣởng. Trong các nhà máy thƣờng sử dụng các kiểu TBA phân xƣởng : * Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xƣởng có thể dùng loại liền kề có một tƣờng của trạm chung với tƣờng của phân xƣởng nhờ vậy tiết kiệm đƣợc vốn xây dựng và ít ảnh hƣởng đến công trình khác. Trạm lồng cũng đƣợc sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ một phân xƣởng vì có chi phí đầu tƣ thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xƣởng không cao. * Trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xƣởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ vậy có thể đƣa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ và rút ngắn khá nhiều chiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng nhƣ mạng hạ áp phân xƣởng, giảm chi phí kim lọai làm dây dẫn và giảm tổn thất. Vì vậy nên dùng trạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu tƣ xây dựng trạm sẽ gia tăng. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến áp đã nêu.Đảm bảo cho ngƣời cũng nhƣ thiết bị, đảm bảo mỹ quan công nghiệp ở đây sẽ sử dụng loại trạm xây, 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. Để lựa chọn đƣợc vị trí các TBA phân xƣởng cần xác định tâm phụ tải của các phân xƣởng hoặc nhóm phân xƣởng đƣợc cung cấp điện từ các TBA đó. * Xác định vị trí đặt biến áp B1 cung cấp điện cho Nhà hành chính ,nhà xe ,phòng bảo vệ . n S01x01 i 1 275,00 255,45 x01 = = = 255,45 n 275,00 S01 i 1 n S01 y01 i 1 275,00 351,16 y01 = = = 351,16 n 351,16 S01 i 1 - 9 -
  10. Căn cứ vào vị trí của nhà xƣởng ta đặt trạm biến áp B1 tại vị trí (291,06 ; 227,03) Đối với các trạm biến áp phân xƣởng khác, tính toán tƣơng tự ta xác định đƣợc vị trí đặt phù hợp cho các trạm biến áp phân xƣởng trong phạm vi nhà máy. Bảng 2.2 Vị trí đặt các trạm biến áp phân xƣởng Vị trí đặt Tên trạm x01 y01 B1 291,06 227,03 B2 346,08 203,51 B3 429,66 321,99 B4 321,99 166,35 B5 120,21 335,65 B6 346,08 355,65 2.2.3. Phƣơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xƣởng. 2.2.3.1. Các phƣơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xƣởng. * Phƣơng án sử dụng sơ đồ dẫn sâu. Đƣa đƣờng dây trung áp 10 (kV) vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xƣởng. Nhờ đƣa trực tiếp điện áp cao vào các trạm biến áp phân xƣởng sẽ giảm đƣợc vốn đầu tƣ xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm, giảm đƣợc tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng. Tuy nhiên nhƣợc điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải rất cao nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải lớn và tập trung nên ở đây ta không xét đến phƣơng án này. - 10 -
  11. * Phƣơng án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG). Nguồn 10 (kV) từ hệ thống về qua TBATG đƣợc hạ xuống điện áp 0,4 (kV) để cung cấp cho các trạm biến áp phân xƣởng. Nhờ vậy sẽ giảm đƣợc vốn đầu tƣ cho mạng điện cao áp trong nhà máy cũng nhƣ các TBA phân xƣởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp điện cũng đƣợc cải thiện, song phải đầu tƣ để xây dựng TBATG, gia tăng tổn thất trong mạng cao áp. Nếu sử dụng phƣơng án này vì nhà máy đƣợc xếp vào hộ loại 1 nên trạm TBATG phải đặt 2 máy biến áp với công suất đƣợc chọn theo điều kiện : SđmB ≥ Sttnm = 2265,82 (kVA) Sttnm 2265,82 SđmB ≥ = = 189,87 (kVA) 1,4 1,4 Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có SđmB = 4000 (kVA) Vậy tại trạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 máy biến áp 4000 kVA-10/0,4 (kV) * Phƣơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT). Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xƣởng thông qua trạm phân phối trung tâm . Nhờ vậy việc quản lí, vận hành mạng điện cao áp của nhà máy sẽ thuận lợi hơn tổn thất trong mạng giảm, độ tin cậy cung cấp điện đƣợc gia tăng, song vốn đầu tƣ cho mạng cũng lớn hơn. Trong thực tế đây là phƣơng án thƣờng đƣợc sử dụng khi điện áp nguồn không cao ( < 22kV), công suất các phân xƣởng tƣơng đối lớn. Với quy mô Tổng công ty nhƣ số liệu đã ghi trong bảng trên ta cần đặt một trạm phân phối trung tâm nhận điện từ trạm biến áp trung gian về rồi phân phối cho các trạm biến áp phân xƣởng. - 11 -
  12. 2.2.3.2. Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm * Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải. * Tâm phụ tải điện. Tâm phụ tải điện là điểm thỏa mãn điều kiện mô men phụ tải đạt giá trị cực tiểu. n Pi I i → min 1 Trong đó: Pi và Ii : Công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải. Để xác định tọa độ của tâm phụ tải điện ta có thể sử dụng các biểu thức sau n n n Si xi Si yi Si zi 1 1 1 x0 = n ; y0 = n ; z0 = n Si Si Si 1 1 1 Trong đó : x0 ; y0 ; z0 : Tọa độ của tâm phụ tải điện. xi ; yi ; zi : Tọa độ của tâm phụ tải thứ i theo một hệ trục tọa độ XYZ tùy chọn. Si : Công suất của phụ tải thứ i. Trong thực tế thƣờng ít quan tâm đến toạ độ z. Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lƣới điện. * Biểu đồ phụ tải điện. Biểu đồ phụ tải cho phép ngƣời thiết kế hình dung đƣợc sự phân bố phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó có cơ sở để lập các phƣơng án cung cấp điện. Biểu đồ phụ tải đƣợc chia thành 2 phần: phần phụ tải động lực (phần hình quạt gạch chéo ) và phần phụ tải chiếu sáng ( phần hình quạt để trắng). Để vẽ đƣợc biểu đồ phụ tải cho các phân xƣởng, ta coi phụ tải của các phân xƣởng phân bố đều theo diện tích phân xƣởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình học của phân xƣởng trên mặt bằng. Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải đƣợc xác định qua biểu thức: - 12 -
  13. S1 R1 = m Trong đó: m : là tỉ lệ thức, ở đây ta chọn m = 3 (kVA/mm2) Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ đƣợc xác định theo công thức : 360 Pcs αcs = P tt - 13 -
  14. Bảng 2.3. Kết quả tính toán Ri và αcs của biểu thức phụ tải các phân xƣởng và nhà máy trong Tổng Công Ty. P P S Tâm phụ tải R cs tt tt 0 Tên phân xƣởng αcs (kW) (kW) (kVA) x (mm) y (mm) (mm) Nhà hành chính ,nhà xe ,phòng bảo vệ 13,08 222,68 275,00 465,00 135,00 5,40 21,14 Bãi phôi 16,00 616,60 763,61 245,50 127,50 7,00 9,34 Khu sản xuất ,phân xƣởng đúc 11,25 411,45 509,29 450,00 322,50 7,35 9,84 Khu hoàn thiện sản phẩm 11,25 290,25 471,83 375,00 120,00 7,07 13,95 Phân xƣởng nhiệt luyện 16,80 346,80 426,05 75,00 322,50 6,72 17,43 Phân xƣởng sửa chữa cơ khí 123,20 209,31 238,58 245,00 322,50 13,77 211,89 Tổng 191,58 2096,39 4233,14 1191314,95 x0 = = 282,75 4233,14 1069175,62 y0 = = 252,72 4233,14 Vậy tâm phụ tải của toàn nhà máy là M (282;252) Dịch chuyển ra khoảng trống vậy M (297; 210) - 14 -
  15. 2.2.3.3. Phƣơng án đi dây mạng cao áp. Vì Tổng công ty thuộc hộ loại 1, sẽ dùng đƣờng dây trên không lộ kép dẫn điện từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm của nhà máy. Để đảm bảo mỹ quan và an toàn, mạng cao áp trong nhà máy dùng cáp ngầm. Từ trạm phân phối trung tâm đến các trạm biến áp B2, B3, B4, B5, B6, ta dùng cáp lộ kép, trạm B1 dùng cáp lộ đơn. Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp và trạm phân phối trung tâm trên mặt bằng ta đề ra 2 phƣơng án đi dây mạng cao áp. Phƣơng án 1: Các trạm biến áp nhận điện trực tiếp đƣợc cấp điện trực tiếp từ trạm Phân phối trung tâm. Phƣơng án 2: Các trạm biến áp xa trạm Phân phối trung tâm đƣợc lấy điện liên thông qua các trạm ở gần trạm phân phối trung tâm. Đƣờng dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm của nhà máy dài 1 (km) sử dụng đƣờng dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép. Tra cẩm nang có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 5000 (h) với giá trị 2 của Tmax dây dẫn AC tra bảng ta có Jkt = 1,1 (A/mm ) Sttnm 2265,82 Ittnm = = = 65,40 (A) 2 3 U đm 2 3 10 Ittnm 65,40 2 Fkt = = = 59,45 (mm ) J kt 1,1 Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 70 (mm2), AC-70. Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện dòng sự cố. Tra bảng dây AC-70 có Icp = 215 (A) Khi đứt 1 dây. Dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất. Isc = 2 × Itt = 2 × 65,40 = 130,80 (A) Isc < Icp Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp U. Với dây AC-70 có khoảng cách trung bình hình học D = 1,26 (m) tra bảng đƣợc r0 = 0,27 (Ω/km), x0 = 0,35 (Ω/km) - 15 -
  16. PR QX 1782,27 0,27 1399,09 0,35 ΔU = = = 48,54 (V) U đm 2 10 ΔU < ΔUcp = 5% × Uđm = 500 (V) Vậy tiết diện dây đã chọn là hợp lý. Chọn dây AC-70 Sau đây lần lƣợt tính toán kinh tế kỹ thuật cho 2 phƣơng án. Cần lƣu ý là mục đích tính toán phần này là so sánh tƣơng đối giữa 2 phƣơng án cấp điện. Chỉ cần tính toán so sánh phần khác nhau giữa 2 phƣơng án. Cả 2 phƣơng án đều có những phần tử giống nhau: Đƣờng dây cung cấp từ BATG về PPTT, 6 trạm biến áp phân xƣởng, vì thế chỉ so sánh kinh tế kỹ thuật 2 mạng cáp cao áp. Dự định dùng cáp đồng 6-10 (kV), 3 lõi cách điện XLPE, Vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo có các thông số kĩ thuật cho trong bảng. * Phƣơng án 1. Chọn cáp từ PPTT đến B1. Stt1 275,00 Imax = = = 9,52 (A) 2 3 U đm 2 3 10 2 Với cáp đồng và Tmax = 5000 (h) tra bảng đƣợc Jkt = 3,1 (A/mm ) Imax 9,52 2 Fkt = = = 3,07 (mm ) 3,1 J ΚΤ Chọn cáp tiết diện 16 (mm2) → 2XLPE (3×16) Các đƣờng cáp khác chọn tƣơng tự, vì cáp đã đƣợc chọn vƣợt cấp nên không cần kiểm tra theo ΔU và Icp - 16 -
  17. Bảng 2.4 Kết quả chọn cáp cao áp 10 (kV) phƣơng án 1. Đƣờng cáp F(mm2) l(m) Đơn giá Thành tiền(đ) PPTT-B1 16 380 65.000 24.700.000 PPTT-B2 16 140 65.000 9.100.000 PPTT-B3 16 260 65.000 16.900.000 PPTT-B4 16 55 65.000 3.575.000 PPTT-B5 16 80 65.000 5.200.000 PPTT-B6 16 135 65.000 8.775.000 Tổng K1 = 68.250.000 Tiếp theo, xác định tổn thất công suất tác dụng ΔP. S 2 ΔP = × R × 10-3 (kW) U 2 Tổn thất ΔP trên đoạn cáp PPTT-B1. 275,002 ΔP = × 1,47 × 0,38 × 0,5 × 10-3 = 0,21 (kW) 102 Trong đó: R= r0 .l =1,47×0,38 =0,56 (Ω ) - 17 -
  18. Bảng 2.5 Kết quả tính toán ΔP cho phƣơng án 1. 2 Đƣờng cáp F(mm ) l(m) r0(Ω/km) R(Ω) S(kVA) ΔP(kW) PPTT-B1 16 380 1,47 0,27 275,00 0,21 PPTT-B2 16 140 1,47 0,10 471,83 0,22 PPTT-B3 16 260 1,47 0,19 509,29 0,49 PPTT-B4 16 55 1,47 0,04 763,61 0,23 PPTT-B5 16 80 1,47 0,05 426,05 0,10 PPTT-B6 16 135 1,47 0,10 178,36 3,16 Tổng ΔP1 =4,41 Từ Tmax = 5000 (h) và cosφ = 0,78 tra bảng ta có đƣợc. -4 2 τ = (0,124 + 10 × Tmax) × 8760 τ = (0,124 + 10-4 × 5000)2 × 8760 = 3410 (h) lấy avh = 0,1 ; atc = 0,2 ; c = 1000 (đ/kWh) Chi phí hàng năm của phƣơng án 1 là : Z = (avh + atc) × K + c × ΔA (đ) Trong đó : avh : Hệ số vận hành, với trạm và đƣờng cáp lấy avh = 0,1; với đƣờng dây trên không lấy avh = 0,04. atc : Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tƣ, thƣờng lấy atc = 0,1; 0,125; hoặc 0,2 K : Vốn đầu tƣ, trong so sánh tƣơng đối giữa các phƣơng án chỉ cần kể những phần khác nhau trong sơ đồ cấp điện. Z1 = (0,1 + 0,2) × 68.250.000 + 1000 × 4,41 × 3410 Z1 = 35.513.100 (đ) - 18 -
  19. *Phƣơng án 2. Chọn cáp từ trạm PPTT đến B16. Tuyến cáp này cấp điện cho cả B1 và B3. S1 S3 275,00 509,29 Imax = = = 22,64 (A) 2 3 U đm 2 3 10 Imax 22,64 2 Fkt = = = 7,30 (mm ) Jkt 3,1 Chọn cáp tiết diện 16 (mm2) → 2XLPE (3×16) Các tuyến cáp giống phƣơng án 1 không phải chọn lại. Các tuyến khác chọn tƣơng tự: Bảng 2.6 Kết quả chọn cáp cao áp 10 (kV) phƣơng án 2. Đƣờng cáp F(mm2) l(m) Đơn giá (đ/m) Thành tiền PPTT-B1 16 380 65.000 24.700.000 B1-B3 16 305 120.000 36.600.000 PPTT-B4 16 55 65.000 3.575.000 B4-B2 25 110 120.000 13.200.000 PPTT-B5 16 80 65.000 5.200.000 PPTT-B6 16 135 65.000 8.775.000 Tổng 92.050.000 - 19 -
  20. Bảng 2.7 Kết quả tính toán ΔP cho phƣơng án 2. 2 Đƣờng cáp F (mm ) l(m) r0(Ω/km) R(Ω) S(kVA) ΔP(kW) PPTT-B1 16 380 1,47 0,27 275,00 0,21 B1-B3 16 305 1,47 0,22 275,00 0,17 PPTT-B4 16 55 1,47 0,04 763,61 0,23 B4-B2 25 120 0,927 0,05 471,83 0,19 PPTT-B5 16 80 0,927 0,04 426,05 0,10 PPTT-B6 16 135 1,47 0,10 235,58 3,16 Tổng ΔP2 =4,06 Chi phí tính toán cho phƣơng án 2 là. Z2 = (0,1 +0,2) × 92.050.000 + 1000 × 4,06 × 3410 Z2 =41.459.600 (đ) Sau đây là bảng so sánh kinh tế giữa hai phƣơng án. Bảng 2.8 Bảng so sánh kinh tế giữa 2 phƣơng án đi dây mạng cao áp. K YΔA Z Phƣơng án 106 (đ) 106 (đ) 106 (đ) Phƣơng án 1 68 15 35 Phƣơng án 2 92 13 41 Trong bảng YΔA là giá tiền tổn thất ΔA hàng năm. YΔA = c × ΔA Qua bảng so sánh ta quyết định lựa chọn phƣơng án 1 là phƣơng án tối ƣu mạng cáp cao áp phƣơng án này không những có z nhỏ lại dễ quản lý và vận hành và sửa chữa do đi tuyến cạp hính tia . - 20 -
  21. 2.2.4. Thiết kế chi tiết cho phƣơng án đã chọn. 2.2.4.1. Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT. Nhƣ đã phân tích ở trên, Tổng công ty Công ty Hải Sơn thuộc loại quan trọng, chọn dùng sơ đồ 1 hệ thống thanh góp có phân đoạn cho trạm phân phối trung tâm. Tại mỗi tuyến dây vào, ra khỏi thanh góp và liên lạc giữa hai phân đoạn thanh góp đều dùng máy cắt hợp bộ. Đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp một máy biến áp đo lƣờng 3 pha 5 trụ có cuộn tam giác hở báo chạm đất 1 pha trên cáp 10 (kV). Chọn dùng các tủ hợp bộ của hãng SIEMENS, cách điện bằng SF6 không cần bảo trì, loại 8DC11. Hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tủ có dòng định mức 1250 (A) Bảng 2.9 Thông số máy cắt đặt tại trạm phân phối trung tâm. Loại U (kV) I (A) I (kA) I (A) Ghi chú máy cắt đm đm cắt N3S cắt N max Không cần 8DC11 12 1250 25 63 bảo trì 2.2.4.2. Sơ đồ các trạm biến áp phân xƣởng. Các trạm biến áp phân xƣởng đều đặt hai máy biến áp do ABB sản suất tại Việt Nam. Vì các TBAPX đặt rất gần trạm phân phối trung tâm nên phía cao áp chỉ cần đặt dao cách ly và cầu chì. Dao cách ly dùng để cách ly máy biến áp khi cần sửa chữa. Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho máy biến áp. Phía hạ áp đặt áp tô mát tổng và các áp tô mát nhánh, thanh cái hạ áp đƣợc phân đoạn bằng áp tô mát phân đoạn. Để hạn chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm và làm đơn giản việc bảo vệ ta chọn phƣơng thức cho hai máy biến áp làm việc độc lập (áp tô mát phân đoạn của thanh cái hạ áp thƣờng ở trạng thái cắt). Chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố mới sử dụng áp tô mát phân đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn đi với máy biến áp bị sự cố. - 21 -
  22. 2.2.4.3. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện đã chọn. * Lựa chọn tủ đầu vào. Đặt 1 tủ đầu vào 10 (kV) có dao cách ly 3 vị trí, cách điện bằng SF6, không phải bảo trì loại 8DH10. Bảng 2.10 Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DH10. Loại tủ Uđm(kV) Iđm(A) Uchịu đựng(kV) IN chịu đựng 1 s(kA) 8DH10 12 200 25 25 * Lựa chọn máy biến áp. Các máy biến áp chọn loại do ABB sản xuất tại Việt Nam. Bảng 2.11 Thông số kỹ thuật của các máy biến áp do Việt Nam sản xuất. SđmB(kVA) Uc(kV) UH(kV) ΔPo(W) ΔPN(W) UN(%) 500 10 0,4 1000 7000 4,5 800 10 0,4 1400 10500 5,5 * Lựa chọn và kiểm tra áp tô mát. Phía hạ áp chọn dùng các Áp tô mát của hãng Merlin Gerin đặt trong vỏ tủ tự tạo. Áp tô mát tổng, áp tô mát nhánh, áp tô mát phân đoạn đều chọn áp tô mát của hãng Merlin Gerin chế tạo. Với trạm 1 máy biến áp đặt 1 tủ áp tô mát tổng và 1 tủ áp tô mát nhánh. Với trạm 2 máy đặt 5 tủ: 2 tủ áp tô mát tổng, 1 tủ áp tô mát phân đoạn và 2 tủ áp tô mát nhánh. Áp tô mát đƣợc lựa chọn theo các điều kiện sau : Đối với áp tô mát tổng và áp tô mát phân đoạn : Điện áp định mức : UđmA ≥ Uđmm = 0,38 (kV) Dòng điện định mức : IđmA ≥ Iđmm - 22 -
  23. Với : kqtbt SđmBA Ilvmax = 3 U đmm Cụ thể chọn các áp tô mát nhƣ sau : Dòng lớn nhất qua áp tô mát tổng máy 800 (kVA) 800 Imax = = = 1155 (A) 3 0,4 Dòng lớn nhất qua áp tô mát tổng máy 500 (kVA) 500 Imax = = = 722 (A) 3 0,4 Bảng 2.12 Kết quả chọn áp tô mát tổng và các áp tô mát phân đoạn đặt trong các trạm BAPX (Hãng Merlin Gerin) Trạm BA Loại Số lƣợng Uđm(V) Iđm(A) Icắt N(kA) B1,B2,B3,B5,B6 M10 9 690 1000 40 (9x500kVA) B4 C125N 2 690 1250 25 (2x800kVA) Đối với áp tô mát nhánh : Điện áp định mức : UđmA ≥ Uđmm = 0,4 (kV) Dòng điện định mức : Sttpx IđmA ≥ Itt = n 3 U đmm Trong đó : n : Số áp tô mát nhánh đƣa điện về phân xƣởng. - 23 -
  24. Bảng 2.13 Kết quả chọn áp tô mát nhánh đặt trong các trạm BAPX ( Hãng Merlin Gerin). Tên phân xƣởng Stt(kVA) Itt(A) Loại Sốlƣợng Uđm(V) Iđm(A) IN(kA) Nhà hành chính ,phòng bảo vệ ,nhà xe 275,00 417,82 NS400E 1 500 400 15 Khu hoàn thiện sản phẩm 471,83 716,88 M80 2 690 800 40 Bãi phôi 763,61 1160,18 C100N 2 690 1000 25 Khu sản xuất ,Phân xƣởng đúc 509,29 773,79 M80 2 690 800 40 Phân xƣởng nhiệt luyện 426,05 647,31 M80 2 690 800 40 Phân xƣởng sửa chửa cơ khí 238,58 262,49 NS400E 2 500 400 15 - 24 -
  25. * Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp. Ta sẽ sử dụng chung một loại dao cách ly cho tất cả các TBA để dễ dàng cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Dao cách ly đƣợc chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức : UđmDCL ≥ Uđmm Dòng điện lâu dài định mức : IđmDCL ≥ Icb Dòng điện ngắn mạch xung kích cho phép : iđmđ ≥ ixk tqđ Dòng điện ổn định nhiệt : iđmnh ≥ I∞ tđmnh Bảng 2.14 Thông số kĩ thuật của dao cách ly 3DC. Uđm(kV) Iđm(A) INT(kA) INMAX(kA) 24 630 16-31,5 40-80 * Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp. Dùng chung một loại cầu chì cao áp cho tất cả các trạm biến áp dể dễ dàng cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Cầu chì đƣợc chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức : Uđmcc ≥ Uđmm = 10 (kV) Dòng điện định mức : kqtbt S đmBA 1,3 800 Iđmcc ≥ Ilvmax = = = 60,04 (A) 3 10 3 10 Dòng điện cắt định mức : Iđmcắt ≥ IN10 = 8,49 (kA) (B6 có dòng ngắn mạch trên thanh cái là lớn nhất) Bảng 3.15 Thông số kĩ thuật của cầu chì loại 3GD 413-4B. Uđm(kV) Iđm(A) INT(kA) INMAX(kA) 24 63 432 31,5 - 25 -
  26. * Lựa chọn thanh góp. Các thanh góp đƣợc lựa chọn theo điều kiện sau : k1 × k2 × Icp ≥ Icb Stt 2265,82 khc×Icp ≥ Icb = = = 65,40 (A) n 3 U đmm 2 3 10 Chọn loại thanh dẫn bằng đồng có kích thƣớc (100 x 10) (mm2), mỗi pha ghép 3 thanh với Icp = 4650 (A). * Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn. Với cáp ta chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng N lớn nhất IN10 = 8,49 (kA) Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt : F ≥ α × I∞ × tqđ Trong đó : α : Hệ số nhiệt độ, cáp lõi đồng α = 6. I∞ : Dòng điện ngắn mạch ổn định. tqđ : Thời gian quy đổi đƣợc xác định nhƣ tổng thời gian tác động của bảo vệ chính đặt tại máy cắt điện gần điểm sự cố với tời gian tác động toàn phần của máy cắt điện. tqđ = f (β", t) Ở đây : t : Thời gian tồn tại ngắn mạch (thời gian cắt ngắn mạch), lấy t = 0,1 (s). ngắn mạch xa nguồn (IN = I" = I∞) nên = 1. Tra sách ta có tqđ = 0,1 (s) Tiết diện ổn định nhiệt của cáp: 2 F ≥ α × I∞ × tqđ = 6×8,49 × 0,1 = 16,10 (mm ) Vậy chọn cáp 16 (mm2) cho các tuyến là hợp lý. - 26 -
  27. Chƣơng 3. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG. Công Ty Cổ Phần Tƣ Vấn và Xây Lắp Hải Sơn đƣợc xây dựng trên địa bàn với quy mô khá lớn bao gồm phân xƣởng và nhà máy làm việc. Nhiệm vụ cơ bản đƣợc giao khi thành lập là đóng mới và sửa chữa các phƣơng tiện vận tải thủy, sản xuất và sửa chữa các thiết bị cho ngành vận tải thủy và các ngành phụ trợ khác, là cơ sở hậu cần quan trọng nhằm đáp ứng đƣợc sự phát triển mới của ngành giao thông vận tải đặc biệt là giao thông vận tải thủy sông. Đứng về mặt tiêu thụ điện năng thì Công Ty là một trong những hộ tiêu thụ điện lớn. Do tầm quan trọng của Công Ty do đó ta có thể xếp Công Ty vào hộ tiêu thụ điện loại 1, cần đƣợc đảm bảo cung cấp điện liên tục và an toàn. Theo dự kiến của ngành điện, Công Ty sẽ đƣợc cung cấp nguồn từ trạm biến áp khu vực cách Công Ty 1 (km), bằng đƣờng dây trên không, lộ kép, dung lƣợng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm trung gian là SN = 250 (MVA). Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại TMax = 5000 (h). Trong nhà máy có nhà hành chính ,phòng bảo vệ ,nhà xe là các hộ loại 3, các phân xƣởng còn lại đều là hộ loại 1. - 27 -
  28. Bảng 3.1. Phụ tải các phân xƣởng, nhà máy trong Công Ty Cổ Phần Tƣ Vấn và Xây Lắp Hải Sơn. Tên phân xƣởng Công suất đặt Diện tích (kW) (m2) Khu sản xuất ,phân xƣởng đúc 667 750 Bãi phôi 858 800 Khu hoàn thiện sản phẩm 465 200 Phòng bảo vệ , nhà xe, nhà hành chính 262 872 Phân xƣởng nhiệt luyện 550 1120 Phân xƣởng sửa chữa cơ khí Theo tinh toán 7700 - 28 -
  29. Bảng 3.2. Phụ tải của phân xƣởng Sửa chữa cơ khí. Số Pđm STT Tên thiết bị Kiểu Ghi chú lƣợng (KW) 1 Máy tiện 3 5m 10,0 Máy mới nhập 2 Máy tiện 1 4m 7,0 Máy mới nhập 3 Máy tiện 1 SUSS-63 5,0 Máy mới nhập 4 Máy khoan cần 1 C620/3000 6,0 Máy mới nhập 5 Máy tiện 2 C620/1500 0,65 Máy mới nhập 6 Máy tiện 2 C630 1,75 Máy mới nhập 7 Máy khoan cần 2 TUD 5,0 Máy mới nhập 8 Máy tiện 1 RAB 4,5 Máy cũ 9 Máy tiện đứng 2 trụ 1 LX 4,5 Máy mới nhập 10 Máy mài trục khuỷu 1 Z310 4.5 Máy mới nhập 11 Máy tiện 1 VR-6 4,5 Máy mới nhập 12 Máy tiện 1 C640(8m) 3,5 Máy mới nhập 13 Máy tiện đứng 1 BKU 6,0 Máy mới nhập 14 Máy tiện 2 1K62 8,0 Máy mới nhập 15 Máy doa ngang 2 X52K 3,0 Máy mới nhập 16 Máy phay lăn 2 6P11 5,0 Máy mới nhập 17 Máy khoan đứng 2 6P10 8,0 Máy mới nhập 18 Máy doa ngang 2 X62W 6,5 Máy mới nhập 19 Máy mài phẳng 1 B5020 5,0 Máy cũ 20 Máy phay ngang 1 B5032 4,5 Máy cũ 21 Máy phay đứng 1 7310A 3,5 Máy cũ 22 Máy phay 1 7B35 2,5 Máy cũ 23 Máy phay đứng 1 V38 2,0 Máy cũ 24 Máy bào sọc 1 2H135 3,5 Máy cũ 25 Máy bào sọc 1 M7130 3,0 Máy mới nhập - 29 -
  30. Số Pđm STT Tên thiết bị Kiểu Ghi chú lƣợng (KW) 26 Máy bào thủy lực 1 26205B 2,5 Máy mới nhập 27 Máy khoan cần 1 T68 4,5 Máy mới nhập 28 Máy bào ngang 1 Z310 9,0 Máy mới nhập 29 Máy tiện ren 2 VR6 10,0 Máy mới nhập 30 Máy khoan đứng 2 Z35 3,5 Máy mới nhập 31 Máy tiện ren 3 BKU-63 8,0 Máy mới nhập 32 Máy tiện ren 4 C350 2,5 Máy mới nhập 33 Máy tiện cụt 1 C512 3,0 Máy mới nhập 34 Máy khoan cần 1 IA616 5,0 Máy mới nhập 35 Máy khoan hƣớng tâm 1 IA62 5,0 Máy mới nhập 36 Máy tiện đứng 1 1463A 3,5 Máy mới nhập 37 Máy mài trục cơ 1 2A135 2,5 Máy mới nhập 38 Máy khoan cần 1 2A53 6,0 Máy mới nhập 39 Máy bào ngang 1 7A35 10,0 Máy mới nhập 40 M áy tiên 4 8A99 5,5 Máy mới nhập 41 Bàn ghế 12 * Tổng Công Ty lấy điện từ trạm biến áp khu vực ở cách nhà máy l = 1 (km) * Điện áp ở thanh cái hạ áp của trạm biến áp khu vực U = 10 (KV) * Công suất ngắn mạch tại thanh cái của trạm biến áp khu vực SN = 250 (MVA) * Tổng Công Ty làm việc ba ca có TMAX = 5000 (h) - 30 -
  31. 3.2.CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN. Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tƣơng đƣơng với phụ tải thực tế. Về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị nên tới nhiệt độ tƣơng đƣơng nhƣ phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng. Phụ tải tính toán đƣợc sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp nhƣ: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, Tính toán tổn thất trong công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn công suất phản kháng, Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: công suất, số lƣợng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phƣơng thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải tính toán xác định đƣợc nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ, Ngƣợc lại, các thiết bị đƣợc lựa chọn sẽ dƣ thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tƣ, gia tăng tổn thất, Cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu và phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chƣa có phƣơng pháp nào thật hoàn thiện. Những phƣơng pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lƣợng tính toán và những thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngƣợc lại. Có thể đƣa ra đây một số phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện. - 31 -
  32. 3.2.1. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm. Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải không đổi hoặc thay đổi ít, phụ tải tính toán lấy bằng giá trị trung bình của ca phụ tải lớn nhất đó. Hệ số đóng điện của các hộ tiêu thụ này lấy bằng 1, còn hệ số phụ tải thay đổi thay đổi rất ít. Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế không thay đổi, phụ tải tính toán bằng phụ tải trung bình và đƣợc xác định theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm khi cho trƣớc tổng sản phẩm sản xuất trong một khoảng thời gian. M ca W0 Ptt = Pca = Tca Trong đó : Mca : Số lƣợng sản phẩm sản xuất trong 1 ca. Tca : Thời gian của ca phụ tải lớn nhất (h). W0 : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm; (kWh/một đơn vị sản phẩm). Khi biết W0 và tổng sản phẩm sản xuất trong cả năm M của phân xƣởng hay xí nghiệp, phụ tải tính toán sẽ là : M W0 Ptt = Tmax Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất, giờ (h). Suất tiêu hao điện năng của từng dạng sản phẩm cho trong các tài liệu cẩm nang tra cứu 3.2.1.2. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Phƣơng pháp này sử dụng khi đã có thiết kế nhà xƣởng của xí nghiệp (chƣa có thiết kế chi tiết bố trí các máy móc, thiết bị trên mặt bằng), lúc này mới chỉ biết duy nhất một số liệu cụ thể là công suất đặt của từng phân xƣởng. Phụ tải tính toán của mỗi phân xƣởng đƣợc xác định theo công thức sau. Ptt = Knc × Pđ Qtt = Ptt × tgφ (3.1) Trong các công thức trên : - 32 -
  33. Knc : Hệ số nhu cầu, tra sổ tay kỹ thuật theo số liêu thống kê của các xí nghiệp, phân xƣởng tƣơng ứng. Cosφ : Hệ số công suất tính toán, cũng tra sổ tay kỹ thuật từ đó rút ra tgφ. Phụ tải chiếu sáng đƣợc tính theo công thức sau : Pcs = P0 × S (3.2) 2 P0 : Suất chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m ), trong thiết kế sơ bộ có thể lấy theo số liệu tham khảo. S : Diện tích cần đƣợc chiếu sáng, ở đây là diện tích phân xƣởng (m2). Cần phải cân nhắc xem sử dụng loại bóng đèn nào thích hợp. Nếu sử dụng bóng đèn sợi đốt thì cosφ = 1 và Qcs = 0. Nếu dùng đèn tuýp (tức đèn huỳnh quang) thì cosφ = 0,6 ÷ 0,8 khi đó : Qcs = Pcs × tgφ (3.3) Từ đây dễ dàng tính đƣợc phụ tải tính toán toàn phần của mỗi phân xƣởng : 2 2 Stt = (Ptt Pcs ) (Qtt Qcs ) Cuối cùng phụ tải tính toán xí nghiệp đƣợc xác định bằng cách lấy tổng phụ tải các phân xƣởng có kể đến hệ số đồng thời. n n P = K × P = K × ttxn đt ttpxi đt (Ptti Pcsi ) 1 1 n n Qttxn = Kđt × Qttpxi = Kđt × (Qtti Qcsi ) 1 1 2 2 Sttxn = Pttxn Qttnx Pttxn CosφXN = Sttxn Kđt : Hệ số đồng thời, xét khả năng phụ tải các phân xƣởng không đồng thời cực đại, có thể tạm 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 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 điện cao áp của xí nghiệp. - 33 -
  34. 3.2.1.3. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb. Sau khi xí nghiệp đã có thiết kế chi tiết cho từng phân xƣởng, ta đã có các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc, thiết bị, biết đƣợc công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, ngƣời thiết kế có thể bắt tay vào thiết kế mạng điện hạ áp của phân xƣởng. Số liệu đầu tiên cần xác định là công suất tính toán của từng động cơ và nhóm động cơ trong phân xƣởng. Với một động cơ : Ptt = Pđm Với nhóm động cơ n ≤ 3 : n Ptt = Pđmi 1 Với n ≥ 4 phụ tải tính toán của nhóm động cơ đƣợc xác định theo công thức : n Ptt = kmax × ksd × Pđmi 1 Trong đó : ksd : Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị, tra sổ tay. kmax : Hệ số cực đại, tra đồ thị hoặc tra bảng theo 2 đại lƣợng ksd và nhq. nhq : Số thiết bị dùng điện hiệu quả. Cuối cùng phụ tải tính toán toàn phân xƣởng với n nhóm : n Pttpx = kđt × Ptti 1 n Qttpx = kđt × Qtti 1 S = k × (P P )2 (Q Q )2 ttpx đt ttpx cs ttpx cs 3.2.1.4. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. Công thức tính : Ptt = P0 × F Ở đây F : Diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m2). 2 P0 : Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất (kW/m ). - 34 -
  35. 3.2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị của phân xƣởng sửa chữa cơ khí. Phân xƣởng sửa chữa cơ khí là phân xƣởng số 6 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy. Phân xƣởng có diện tích bố trí thiết bị 7700 (m2). Trong phân xƣởng có 60 thiết bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất lớn nhất là 10 (kW) (máy tiện , máy tiện ren) song có những thiết bị có công suất rất nhỏ (< 0.7 (kW)). Phần lớn các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, chỉ có một số ít thiết bị có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại. Những đặc điểm này cần đƣợc quan tâm khi phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính toán và lựa chọn phƣơng án thiết kế cung cấp điện cho phân xƣởng. 3.2.2.1. Phân nhóm phụ tải. Trong một phân xƣởng thƣờng có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán đƣợc chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo các nguyên tắc sau : * Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đƣờng dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm đƣợc vốn đầu tƣ và tổn thất trên các đƣờng dây hạ áp trong phân xƣởng. * Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đƣờng dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm đƣợc vốn đầu tƣ và các tổn thất trên các đƣờng dây hạ áp trong phân xƣởng. * Chế độ độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc xác đinh phân phối trung tâm đƣợc chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phƣơng thức cung cấp điện cho nhóm. * Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xƣởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thƣờng < (8÷12). Tuy nhiên thƣờng thì rất khó thoả mãn cùng một lúc cả ba nguyên tắc trên phải do vậy ngƣời thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất dựa - 35 -
  36. theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xƣởng, có thể chia các thiết bị trong phân xƣởng sửa chữa cơ khí thành 6 nhóm phụ tải. Vì đã biết đƣợc khá nhiều thông tin về phụ tải, có thể xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Tra bảng Phụ lục 1.1 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm) với nhóm máy của phân xƣởng sửa chữa cơ khí ta chọn đƣợc các thông số sau : ksd = 0,15 , cosφ = 0,6 , tgφ = 1,33 3.2.2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải. Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 1. STT Tên nhóm và tên thiết bị Số lƣợng P0(kW) Iđm(A) 1 Máy tiện 3 10,0 30,0 75,96 2 Máy tiện 1 7,0 7,0 17,72 3 Máy tiện 1 5,0 5,0 12,66 4 Máy khoan cần 1 6,0 6,0 15,19 5 Máy tiện 2 0,65 1,3 3,29 6 Máy tiện 2 1,75 3,5 8,86 7 Máy khoan cần 2 5,0 10,0 25,32 Cộng theo nhóm 1 12 35,4 62,8 159,02 Tổng số thiết bị có trong nhóm : n = 12 Tổng công suất của các thiết bị có trong nhóm : P∑ = 62,8 (kW) Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất : n1 = 8 Tổng công suất của n1 thiết bị trên : P1 = 58 (kW) * Xác định n* và P* n1 8 n* = = = 0,67 n 12 P1 58 P* = = = 0,92 P 62,8 - 36 -
  37. Tra bảng ta đƣợc nhq* = 0,73 nên ta có nhq = n × nhq* = 12 × 0,73 ≈ 8,76 = 9 Tra bảng với ksd = 0,15 và nhq = 9 ta đƣợc kmax = 2,20 * Phụ tải tính toán của nhóm 1. n Ptt = kmax × ksd × Pđm = 2,20 × 0,15 × 62,8 = 20,73 (kW) i 1 Qtt = Ptt × tgφ = 20,73 × 1,33 = 27,56 (kVAr) Ptt 20,73 Stt = = = 34,55 (kVA) cos 0,6 Stt 34,55 Itt = = = 52,49 (A) 3 U đm 3 0,38 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 2. Pđ(kW) STT Tên thiết bị Số lƣợng Iđm(A) 1 máy Toàn bộ 8 Máy tiện 1 4,5 4,5 11,39 9 Máy tiện đứng 2 trụ 1 4,5 4,5 11,39 10 Máy mài trục khuỷu 1 4,5 4,5 11,39 11 Máy tiện 1 4,5 4,5 11,39 12 Máy tiện 1 3,5 3,5 8,86 13 Máy tiện đứng 1 6,0 6,0 15,19 14 Máy tiện 2 8,0 16,0 40,51 Cộng theo nhóm 2 8 35,5 43,5 110,15 Tổng số thiết bị có trong nhóm : n = 8 Tổng công suất của các thiết bị có trong nhóm : P∑ = 43,5 (kW) Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất : n1 = 7 Tổng công suất của n1 thiết bị trên : P1 = 40 (kW) * Xác định n* và P* n1 7 n* = = = 0,88 n 8 - 37 -
  38. P1 40 P* = = = 0,92 P 43,5 Tra bảng ta đƣợc nhq* = 0,88 nên ta có nhq = n × nhq* = 8 × 0,88= 7,04 ≈ 7 Tra bảng với ksd = 0,15 và nhq = 7 ta đƣợc kmax = 2,48 * Phụ tải tính toán của nhóm 2. n Ptt = kmax × ksd × Pđm = 2,48 × 0,15 × 43,5 = 16,18 (kW) i 1 Qtt = Ptt × tgφ = 16,18 × 1,33 = 21,52 (kVAr) Ptt 16,18 Stt = = = 26,96 (kVA) cos 0,6 Stt 26,96 Itt = = = 40,97 (A) 3 U đm 3 0,38 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 3. Pđ(kW) STT Tên thiết bị Số lƣợng Iđm(A) 1 máy Toàn bộ 15 Máy doa ngang 2 3,0 6,0 15,19 16 Máy phay lăn 2 5,0 10,0 25,32 17 Máy khoan đứng 2 8,0 16,0 40,51 18 Máy doa ngang 2 6,5 13,0 32,92 Cộng theo nhóm 3 8 22,5 45 113,94 Tổng số thiết bị có trong nhóm : n = 8 Tổng công suất của các thiết bị có trong nhóm : P∑ = 45 (kW) Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất : n1 = 6 Tổng công suất của n1 thiết bị trên : P1 = 39 (kW) - 38 -
  39. * Xác định n* và P* n1 6 n* = = = 0,75 n 8 P1 39 P* = = = 0,87 P 45 Tra bảng ta đƣợc nhq* = 0,90 nên ta có nhq = n × nhq* = 8 × 0,90 = 7,2 ≈ 7 Tra bảng với ksd = 0,15 và nhq = 7 ta đƣợc kmax = 2,48 * Phụ tải tính toán của nhóm 3. n Ptt = kmax × ksd × Pđm = 2,48 × 0,15 × 45 = 16,74 (kW) i 1 Qtt = Ptt × tgφ = 16,74 × 1,33 = 22,26 (kVAr) Ptt 16,74 Stt = = = 27,90 (kVA) cos 0,6 Stt 27,90 Itt = = = 42,39 (A) 3 U đm 3 0,38 - 39 -
  40. Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 4. P (kW) STT Tên thiết bị Số lƣợng đ I (A) 1 máy Toàn bộ đm 19 Máy mài phẳng 1 5,0 5,0 12,66 20 Máy phay ngang 1 4,5 4,5 11,39 21 Máy phay đứng 1 3,5 3,5 8,86 22 Máy phay 1 2,5 2,5 6,33 23 Máy phay đứng 1 2,0 2,0 5,06 24 Máy bào sọc 1 3,5 3,5 8,06 25 Máy bào sọc 1 3,0 3,0 7,59 26 Máy bào thủy lực 1 2,5 2,5 6,33 27 Máy khoan cần 1 4,5 4,5 11,39 28 Máy bào ngang 1 9,0 9,0 22,79 29 Máy tiện rèn 2 10,0 20,0 50,65 Cộng theo nhóm 4 12 50 60 151,11 Tổng số thiết bị có trong nhóm : n = 12 Tổng công suất của các thiết bị có trong nhóm : P∑ = 60 (kW) Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất : n1 = 4 Tổng công suất của n1 thiết bị trên : P1 = 34 (kW) * Xác định n* và P* n1 4 n* = = = 0,33 n 12 P1 34 P* = = = 0,56 P 60 Tra bảng ta đƣợc nhq* = 0,73 nên ta có nhq = n × nhq* = 12 × 0,73 = 8,76 ≈ 9 Tra bảng với ksd = 0,15 và nhq = 9 ta đƣợc kmax = 2,20 - 40 -
  41. * Phụ tải tính toán của nhóm 4. n Ptt = kmax × ksd × Pđm = 2,20 × 0,15 × 60 = 19,80 (kW) i 1 Qtt = Ptt × tgφ = 19,80 × 1,33 = 26,33 (kVAr) Ptt 19,80 Stt = = = 31,50 (kVA) cos 0,6 Stt 31,50 Itt = = = 47,86 (A) 3 U đm 3 0.38 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 5. Số P (kW) STT Tên thiết bị đ I (A) lƣợng đm 1 máy Toàn bộ 30 Máy khoan đứng 2 3,5 7,0 17,72 31 Máy tiện ren 3 8,0 24,0 60,77 32 Máy tiện rèn 4 2,5 10,0 25,32 33 Máy tiện cụt 1 3,0 3,0 7,59 34 Máy khoan cần 1 5,0 5,0 12,66 35 Máy khoan hƣớng tâm 1 5,0 5,0 12,66 Cộng theo nhóm 5 12 27 54 136,72 Tổng số thiết bị có trong nhóm : n = 12 Tổng công suất của các thiết bị có trong nhóm : P∑ = 54 (kW) Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất : n1 = 5 Tổng công suất của n1 thiết bị trên : P1 = 34 (kW) * Xác định n* và P* n1 5 n* = = = 0,42 n 12 P1 34 P* = = = 0,63 P 54 - 41 -
  42. Tra bảng ta đƣợc nhq* = 0,75 nên ta có nhq = n × nhq* = 12 × 0,75 = 9 Tra bảng với ksd = 0,15 và nhq = 9 ta đƣợc kmax = 2,20 * Phụ tải tính toán của nhóm 5. n Ptt = kmax × ksd × Pđm = 2,2 × 0,15 × 54 = 17,82 (kW) i 1 Qtt = Ptt × tgφ = 17,82× 1,33 = 23,70(kVAr) Ptt 17,82 Stt = = = 29,70 kVA) cos 0,6 Stt 29,70 Itt = = = 45,12(A) 3 U đm 3 0,38 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 6. Số P (kW) STT Tên thiết bị đ I (A) lƣợng đm 1 máy Toàn bộ 36 Máy tiện đứng 1 3,5 3,5 8,86 37 Máy mài trục cơ 1 2,5 2,5 6,33 38 Máy khoan cần 1 6,0 6,0 15,19 39 Máy bào ngang 1 10,0 10,0 25,32 40 Máy tiện cụt 4 5,5 22 55,70 Cộng thgeo nhóm 6 8 27,5 44 111,40 Tổng số thiết bị có trong nhóm : n = 8 Tổng công suất của các thiết bị có trong nhóm : P∑ = 44 (kW) Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất : n1 = 6 Tổng công suất của n1 thiết bị trên : P1 = 38(kW) * Xác định n* và P* n1 6 n* = = = 0,75 n 8 - 42 -
  43. P1 38 P* = = = 0,86 P 44 Tra bảng ta đƣợc nhq* = 0,90 nên ta có nhq = n × nhq* = 8 × 0,90 = 7,2 ≈ 7 Tra bảng với ksd = 0,15 và nhq = 7 ta đƣợc kmax = 2,48 * Phụ tải tính toán của nhóm 6. n Ptt = kmax × ksd × Pđm = 2,48 × 0,15 × 44 = 16,37 (kW) i 1 Qtt = Ptt × tgφ = 16,37× 1,33 = 21,77 (kVAr) Ptt 21,77 Stt = = = 36,28 (kVA) cos 0,6 Stt 36,28 Itt = = = 55,12 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.3. Tính toán phụ tải chiếu sáng cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. Phụ tải chiếu sáng của phân xƣởng đƣợc xác định theo phƣơng pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích: Pcs = P0 × S Trong đó: 2 P0 : Suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích (W/m ) S : Diện tích đƣợc chiếu sáng (m2) Trong phân xƣởng sửa chữa cơ khí hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt, Tra bảng Phụ lục 1 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với phân xƣởng sửa chữa cơ khí ta chọn đƣợc các thông số sau : S = 7700 (m2) Phụ tải chiếu sáng của phân xƣởng : Pcs = P0 × S = 0,016 × 7700 = 123,2 (kW) Qcs = Pcs × tgφcs = 0 (đèn sợi đốt có cosφcs = 1) 3.2.4. Xác định phu tải tính toán của toàn phân xƣởng sửa chữa cơ khí. * Phụ tải tác dụng của phân xƣởng. 6 Ppx = kđt × Ptti = 0,8 × (20,73 + 16,18 + 16,74 + 19,80 + 17,82 + 16,37 ) 1 - 43 -
  44. Ppx = 0,8 × 107,64 = 86,11 (kW) Trong đó : kđt : Hệ số đồng thời của toàn phân xƣởng, lấy kđt = 0,8 * Phụ tải phản kháng của phân xƣởng. 6 Qpx = kđt × Qtti = 0,8 × (27,56 + 21,52 + 22,26 + 26,33 + 23,70 + 21,77 ) 1 Qpx = 0,8 × 143,14 = 114,51 (kVAr) * Phụ tải toàn phần của cả phân xƣởng (kể cả chiếu sáng) 2 2 2 2 Sttpx = (Ppx Pcs ) Qpx = (86,11 123,2) 114,51 = 238,58 (kVA) S px 238,58 Ittpx = = = 362,49 (A) 3 U đm 3 0,38 Pttpx 86,11 123,2 Cosφpx = = = 0,87 Sttpx 238,58 3.2.5. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng còn lại. Do chỉ biết trƣớc công suất đặt và diện tích của các phân xƣởng nên ở đây sẽ sử dụng phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Theo phƣơng pháp này phụ tải tính toán của phân xƣởng đƣợc xác định theo các biểu thức : n Ptt = knc × Pđi 1 Qtt = Ptt × tgφ 2 2 Ptt Stt = P Q = tt tt cos Một cách gần đúng ta có thể lấy Pđ = Pđm do đó : n Ptt = knc × Pđmi 1 Trong đó: Pđi , Pđmi : Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i. Ptt , Qtt , Stt : Công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị. n : Số thiết bị trong nhóm. - 44 -
  45. knc : Hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật. Nếu hệ số công suất của các thiết bị trong nhóm sai khác nhau không nhiều thì cho phép sử dụng hệ số công suất trung bình để tính toán : P1 cos 1 P2 cos 2 Pn cos n Cosφtb = P1 P2 Pn 3.2.5.1. Xác định phụ tải tính toán cho nhà hành chính, nhà xe, phòng bảo vệ. Công suất đặt : 262 (kW) Diện tích : 872 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Phòng thí nghiệm, nghiên cứu khoa học, nhà hành chính,quản lý ta đƣợc : knc = 0,8 , cosφ = 0,8 , tgφ = 0,75 Tra bảng Phụ lục 1.2 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Phòng thí nghiệm, nghiên cứu khoa học, nhà hành chính, quản lý ta 2 2 đƣợc suất chiếu sáng P0 = 15 (W/m ) = 0,015 (kW/m ), ở đây ta sử dụng đèn huỳnh quang có : cosφcs = 0,95 , tgφcs = 0,32 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc × Pđ = 0,8 × 262 = 209,6 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 209,6 × 0,75 = 157,2 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,015 × 872 = 13,08 (kW) Qcs = Pcs × tgφcs = 13,08 × 0,32 = 4,18 (kVAr) * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng : Ptt = Pđl + Pcs = 209,6 + 13,08 = 222,68 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng : Qtt = Qđl + Qcs = 157,2 + 4,18 = 161,38 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣởng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 222,68 161,38 = 275 (kVA) - 45 -
  46. Stt 275 Itt = = = 417,82 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.5.2. Xác định phụ tải tính toán cho khu sản xuất ,phân xƣơng đúc. Công suất đặt : 667 (kW) Diện tích : 750 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với khu sản xuất ,phân xƣơng đúc ta đƣợc : knc = 0,6 , cosφ = 0,8 , tgφ = 0,75 Tra bảng Phụ lục 1.2 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) 2 với khu sản xuất ,phân xƣơng đúc ta đƣợc suất chiếu sáng P0 = 15 (W/m ) = 0,015(kW/m2), ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt có : cosφcs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc × Pđ = 0,6 × 667 = 400,20 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 400,20 × 0,75 = 300,15 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,015 × 750 = 11,25 (kW) Qcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣơng : Ptt = Pđl + Pcs = 400,20 + 11,25 = 411,45 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của phân xƣơng : Qtt = Qđl + Qcs = 300,15+ 0 = 300,15 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣơng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 411,45 300,15 = 509,29 (kVA) Stt 509,29 Itt = = = 773,79 (A) 3 U đm 3 0,38 - 46 -
  47. Bảng 3.3. Kết quả phân nhóm phụ tải điện của phân xƣởng Sửa chữa cơ khí. P0(kW) Phụ tải tính toán STT Tên nhóm và tên thiết bị Số lƣợng Iđm(A) 1 máy Toàn bộ Ptt(kW) Qtt(kVAr) Stt(kVA) Itt(A) Nhóm 1 1 Máy tiện 3 10,0 30,0 75,96 2 Máy tiện 1 7,0 7,0 17,72 3 Máy tiện 1 5,0 5,0 12,66 4 Máy khoan cần 1 6,0 6,0 15,19 5 Máy tiện 2 0,65 1,3 3,29 6 Máy tiện 2 1,75 3,5 8,86 7 Máy khoan cần 2 5,0 10,0 25,32 Cộng theo nhóm 1 12 35,4 62,8 159,02 20,73 27,56 34,55 52,49 Nhóm 2 8 Máy tiện 1 4,5 4,5 11,39 9 Máy tiện đứng 2 trụ 1 4,5 4,5 11,39 10 Máy mài trục khuỷu 1 4,5 4,5 11,39 11 Máy tiện 1 4,5 4,5 11,39 12 Máy tiện 1 3,5 3,5 8,86 13 Máy tiện đứng 1 6,0 6,0 15,19 14 Máy tiện 2 8,0 16,0 40,51 Cộng theo nhóm 2 8 35,5 43,5 110,15 16,18 21,52 26,96 40,97 - 47 -
  48. Nhóm 3 15 Máy doa ngang 2 3,0 6,0 15,19 16 Máy phay lăn 2 5,0 10,0 25,32 17 Máy khoan đứng 2 8,0 16,0 40,51 18 Máy doa ngang 2 6,5 13,0 32,92 Cộng theo nhóm 3 8 22,5 45 113,94 16,74 22,26 27,90 43,39 Nhóm 4 19 Máy mài phẳng 1 5,0 5,0 12,66 20 Máy phay ngang 1 4,5 4,5 11,39 21 Máy phay đứng 1 3,5 3,5 8,86 22 Máy phay 1 2,5 2,5 6,33 23 Máy phay đứng 1 2,0 2,0 5,06 24 Máy bào sọc 1 3,5 3,5 8,06 25 Máy bào sọc 1 3,0 3,0 7,59 26 Máy bào thủy lực 1 2,5 2,5 6,33 27 Máy khoan cần 1 4,5 4,5 11,39 28 Máy bào ngang 1 9,0 9,0 22,79 29 Máy tiện rèn 2 10,0 20,0 50,65 Cộng theo nhóm 4 12 50 60 151,11 19,80 26,33 31,50 47,86 - 48 -
  49. Nhóm 5 30 Máy khoan đứng 2 3,5 7,0 17,72 31 Máy tiện ren 3 8,0 24,0 60,77 32 Máy tiện rèn 4 2,5 10,0 25,32 33 Máy tiện cụt 1 3,0 3,0 7,59 34 Máy khoan cần 1 5,0 5,0 12,66 35 Máy khoan hƣớng tâm 1 5,0 5,0 12,66 Cộng theo nhóm 5 12 27 54 136,72 17,82 23,70 29,70 45,12 Nhóm 6 36 Máy tiện đứng 1 3,5 3,5 8,86 37 Máy mài trục cơ 1 2,5 2,5 6,33 38 Máy khoan cần 1 6,0 6,0 15,19 39 Máy bào ngang 1 10,0 10,0 25,32 40 Máy tiện cụt 4 5,5 22 55,70 Cộng thgeo nhóm 6 8 27,5 44 111,40 16,37 21,77 36,28 55,12 - 49 -
  50. Bảng 3.4.Kết quả phân nhóm phụ tải điện của phân xƣởng Sửa chữa cơ khí. Hệ số Số thiết Hệ số Ký hiệu sử cos bị điện cực STT Tên nhóm và thiết bị điện trên mặt n P n dụng tg hiệu quả đại 1 1 hq* bằng ksd nhq kmax Nhóm 1 1 Máy tiện 0,15 0,6/1,33 2 Máy tiện 0,15 0,6/1,33 3 Máy tiện 0,15 0,6/1,33 4 Máy khoan cần 0,15 0,6/1,33 5 Máy tiện 0,15 0,6/1,33 6 Máy tiện 0,15 0,6/1,33 7 Máy khoan cần 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 1 0,15 0,6/1,33 9 2,20 8 58 0,73 Nhóm 2 8 Máy tiện 0,15 0,6/1,33 9 Máy tiện đứng 2 trụ 0,15 0,6/1,33 10 Máy mài trục khuỷu 0,15 0,6/1,33 11 Máy tiện 0,15 0,6/1,33 12 Máy tiện 0,15 0,6/1,33 13 Máy tiện đƣng 0,15 0,6/1,33 14 Máy tiện 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 2 0,15 0,6/1,33 7 2,48 7 40 0,88 - 50 -
  51. Nhóm 3 15 Máy doa ngang 0,15 0,6/1,33 16 Máy phay lăn 0,15 0,6/1,33 17 Máy khoan đứng 0,15 0,6/1,33 18 Máy doa ngang 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 3 0,15 0,6/1,33 7 2,48 6 39 0,90 Nhóm 4 19 Máy mài phặng 0,15 0,6/1,33 20 Máy phay ngang 0,15 0,6/1,33 21 Máy phay đứng 0,15 0,6/1,33 22 Máy phay 0,15 0,6/1,33 23 Máy phay đứng 0,15 0,6/1,33 24 Máy bào sọc 0,15 0,6/1,33 25 Máy bào sọc 0,15 0,6/1,33 26 Máy bào thủy lực 0,15 0,6/1,33 27 Máy khoan cần 0,15 0,6/1,33 28 Máy bào ngang 0,15 0,6/1,33 29 Máy tiện rèn 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 4 0,15 0,6/1,33 9 2,20 4 34 0,73 - 51 -
  52. Nhóm 5 30 Máy khoan đứng 0,15 0,6/1,33 31 Máy tiện rèn 0,15 0,6/1,33 32 Máy tiện rèn 0,15 0,6/1,33 33 Máy tiện cụt 0,15 0,6/1,33 34 Máy khoan cần 0,15 0,6/1,33 35 Máy khoan hƣớng tâm 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 5 0,15 0,6/1,33 9 2,20 5 34 0,75 Nhóm 6 36 Máy tiện đứng 0,15 0,6/1,33 37 Máy mài trục cơ 0,15 0,6/1,33 38 Máy khoan cần 0,15 0,6/1,33 39 Máy bào ngang 0,15 0,6/1,33 40 Máy tiện 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 6 0,15 0,6/1,33 7 2,48 6 38 0,90 - 52 -
  53. 3.2.3. Tính toán phụ tải chiếu sáng cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. Phụ tải chiếu sáng của phân xƣởng đƣợc xác định theo phƣơng pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích: Pcs = P0 × S Trong đó: 2 P0 : Suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích (W/m ) S : Diện tích đƣợc chiếu sáng (m2) Trong phân xƣởng sửa chữa cơ khí hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt, Tra bảng Phụ lục 1 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với phân xƣởng sửa chữa cơ khí ta chọn đƣợc các thông số sau : S = 7700 (m2) Phụ tải chiếu sáng của phân xƣởng : Pcs = P0 × S = 0,016 × 7700 = 123,2 (kW) Qcs = Pcs × tgφcs = 0 (đèn sợi đốt có cosφcs = 1) 3.2.4. Xác định phu tải tính toán của toàn phân xƣởng sửa chữa cơ khí. * Phụ tải tác dụng của phân xƣởng. 6 Ppx = kđt × Ptti = 0,8 × (20,73 + 16,18 + 16,74 + 19,80 + 17,82 + 16,37 ) 1 Ppx = 0,8 × 107,64 = 86,11 (kW) Trong đó : kđt : Hệ số đồng thời của toàn phân xƣởng, lấy kđt = 0,8 * Phụ tải phản kháng của phân xƣởng. 6 Qpx = kđt × Qtti = 0,8 × (27,56 + 21,52 + 22,26 + 26,33 + 23,70 + 21,77 ) 1 Qpx = 0,8 × 143,14 = 114,51 (kVAr) * Phụ tải toàn phần của cả phân xƣởng (kể cả chiếu sáng) 2 2 2 2 Sttpx = (Ppx Pcs ) Qpx = (86,11 123,2) 114,51 = 238,58 (kVA) S px 238,58 Ittpx = = = 362,49 (A) 3 U đm 3 0,38 Pttpx 86,11 123,2 Cosφpx = = = 0,87 Sttpx 238,58 - 53 -
  54. * Phụ tải phản kháng của phân xƣởng. 6 Qpx = kđt × Qtti = 0,8 × (27,56 + 21,52 + 22,26 + 26,33 + 23,70 + 21,77 ) 1 Qpx = 0,8 × 143,14 = 114,51 (kVAr) * Phụ tải toàn phần của cả phân xƣởng (kể cả chiếu sáng) 2 2 2 2 Sttpx = (Ppx Pcs ) Qpx = (86,11 123,2) 114,51 = 238,58 (kVA) S px 238,58 Ittpx = = = 362,49 (A) 3 U đm 3 0,38 Pttpx 86,11 123,2 Cosφpx = = = 0,87 Sttpx 238,58 3.2.5. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng còn lại. Do chỉ biết trƣớc công suất đặt và diện tích của các phân xƣởng nên ở đây sẽ sử dụng phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Theo phƣơng pháp này phụ tải tính toán của phân xƣởng đƣợc xác định theo các biểu thức : n Ptt = knc × Pđi 1 Qtt = Ptt × tgφ 2 2 Ptt Stt = P Q = tt tt cos Một cách gần đúng ta có thể lấy Pđ = Pđm do đó : n Ptt = knc × Pđmi 1 Trong đó: Pđi , Pđmi : Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i. Ptt , Qtt , Stt : Công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị. n : Số thiết bị trong nhóm. knc : Hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật. - 54 -
  55. Nếu hệ số công suất của các thiết bị trong nhóm sai khác nhau không nhiều thì cho phép sử dụng hệ số công suất trung bình để tính toán : P1 cos 1 P2 cos 2 Pn cos n Cosφtb = P1 P2 Pn 3.2.5.1. Xác định phụ tải tính toán cho nhà hành chính, nhà xe, phòng bảo vệ. Công suất đặt : 262 (kW) Diện tích : 872 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Phòng thí nghiệm, nghiên cứu khoa học, nhà hành chính,quản lý ta đƣợc : knc = 0,8 , cosφ = 0,8 , tgφ = 0,75 Tra bảng Phụ lục 1.2 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Phòng thí nghiệm, nghiên cứu khoa học, nhà hành chính, quản lý ta 2 2 đƣợc suất chiếu sáng P0 = 15 (W/m ) = 0,015 (kW/m ), ở đây ta sử dụng đèn huỳnh quang có : cosφcs = 0,95 , tgφcs = 0,32 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc × Pđ = 0,8 × 262 = 209,6 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 209,6 × 0,75 = 157,2 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,015 × 872 = 13,08 (kW) Qcs = Pcs × tgφcs = 13,08 × 0,32 = 4,18 (kVAr) * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng : Ptt = Pđl + Pcs = 209,6 + 13,08 = 222,68 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng : Qtt = Qđl + Qcs = 157,2 + 4,18 = 161,38 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣởng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 222,68 161,38 = 275 (kVA) Stt 275 Itt = = = 417,82 (A) 3 U đm 3 0,38 - 55 -
  56. 3.2.5.2. Xác định phụ tải tính toán cho khu sản xuất ,phân xƣơng đúc. Công suất đặt : 667 (kW) Diện tích : 750 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với khu sản xuất ,phân xƣơng đúc ta đƣợc : knc = 0,6 , cosφ = 0,8 , tgφ = 0,75 Tra bảng Phụ lục 1.2 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) 2 với khu sản xuất ,phân xƣơng đúc ta đƣợc suất chiếu sáng P0 = 15 (W/m ) = 0,015(kW/m2), ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt có : cosφcs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc × Pđ = 0,6 × 667 = 400,20 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 400,20 × 0,75 = 300,15 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,015 × 750 = 11,25 (kW) Qcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣơng : Ptt = Pđl + Pcs = 400,20 + 11,25 = 411,45 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của phân xƣơng : Qtt = Qđl + Qcs = 300,15+ 0 = 300,15 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣơng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 411,45 300,15 = 509,29 (kVA) Stt 509,29 Itt = = = 773,79 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.5.3. Xác định phụ tải tính toán cho bãi phôi. Công suất đặt : 858 (kW) Diện tích : 800 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với bãi phôi ta đƣợc : - 56 -
  57. knc = 0,7 , cosφ = 0,8 , tgφ = 0,75 Tra bảng Phụ lục 1.2 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn 2 2 Tẩm) với bãi phôi ta đƣợc suất chiếu sáng P0 = 20 (W/m ) = 0,02(kW/m ), ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt có : cosφcs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc × Pđ = 0,7 × 858 = 600,6 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 600,6 × 0,75 = 450,45 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,02 × 800 = 16 (kW) Qcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của bãi phôi : Ptt = Pđl + Pcs = 600,6 + 16 = 616,6 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của bãi phôi : Qtt = Qđl + Qcs = 450,45 + 0 = 450,45 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn bãi phôi : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 616,6 450,45 = 763,61 (kVA) Stt 763,61 Itt = = = 1160,18 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.5.4. Xác định phụ tải tính toán cho phân xƣởng nhiệt luyện. Công suất đặt : 550 (kW) Diện tích : 1120 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Phân xƣởng nhiệt luyện ta đƣợc : knc = 0,6 , cosφ = 0,8 , tgφ = 0,75 Tra bảng Phụ lục 1.2 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Phân xƣởng rèn dập và nhiệt luyện ta đƣợc suất chiếu sáng P0 = 15 (W/m2) = 0,015 (kW/m2), ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt có : cosφcs = 1 - 57 -
  58. * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc × Pđ = 0,6 × 550 = 330 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 330 × 0,75 = 247,5 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,015 × 1120 = 16,8 (kW) Qcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng : Ptt = Pđl + Pcs = 330 + 16,8 = 346,8 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng : Qtt = Qđl + Qcs = 247,5 + 0 =247,5 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣởng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 346,8 247,5 = 426,05 (kVA) Stt 426,05 Itt = = = 647,31 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.5.5. Xác định phụ tải tính toán cho khu hoàn thiện sản phẩm. Công suất đặt : 465 (kW) Diện tích : 750 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Khu hoàn thiện sản phẩm ta đƣợc : knc = 0,6 , cosφ = 0,6 , tgφ = 1,33 Tra bảng Phụ lục 1.2 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn 2 Tẩm) với Khu hoàn thiện sản phẩm ta đƣợc suất chiếu sáng P0 = 15 (W/m ) = 0,015 (kW/m2), ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt có : cosφcs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc × Pđ = 0,6 × 465 = 279 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 279 × 1,33 = 372 (kVAr) - 58 -
  59. * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,015 × 750 = 11,25 (kW) Qcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng : Ptt = Pđl + Pcs = 279 + 11,25 = 290,25 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng : Qtt = Qđl + Qcs = 372 + 0 = 372 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣởng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 290,25 372 = 471,83 (kVA) Stt 471,83 Itt = = = 716,88 (A) 3 U đm 3 0,38 - 59 -
  60. Bảng 3.5. Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng. Pđ P0 Pđl Pcs Ptt Qtt Stt Itt Tên phân xƣởng knc Cosφ 2 (kW) (W/m ) (kW) (kW) (kW) (kVAr) (kVA) (A) Khu nhà hành chính ,nhà xe ,phòng bảo vệ 262 0,8 0,8 15 209,6 13,08 222,68 161,38 275 417,82 Khu sản xuất ,phân xƣởng đúc 667 0,6 0,8 15 400,20 11,25 411,15 300,15 509,29 773,79 Bãi phôi 858 0,7 0,8 20 600,6 16 616,6 450,45 763,61 1160,18 Phân xƣởng nhiệt luyện 550 0,6 0,8 15 330 16,8 346,8 247,5 426,05 647,31 Khu hoàn thiện sản phẩm 465 0,6 0,6 15 279 11,25 290,25 372 471,83 716,88 Phân xƣởng sửa chữa cơ khí 0,3 0,6 16 86,11 123,2 209,31 114,51 238,58 262,49 Tổng Cộng 2096,79 1645,99 1787,36 3978,47 - 60 -
  61. 3.2.6. Xác định phụ tải tính toán của toàn công ty. * Phụ tải tính toán tác dụng của toàn công ty. 6 Pttnm = kđt × Ptti = 0,85 × 2096,79 = 1782,27 (kW) i 1 Trong đó : kđt : Hệ số đồng thời, lấy bằng 0,85 * Phụ tải tính toán phản kháng toàn công ty. 6 Qttnm = kđt × Qtti = 0,85 ×1645,99 = 1399,09 (kVAr) i 1 * Phụ tải tính toán toàn phần toàn công ty. 2 2 2 2 Sttnm = Pttnm Qttnm = 1782,27 1399,09 = 2265,82 (kVA) * Hệ số công suất của toàn công ty. Pttnm 1782,27 Cosφnm = = = 0,78 Sttnm 2265,82 3.3 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO TỤ PHÂN PHỐI. Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ trong xƣởng ta dự định đặt 1 tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp về và cấp điện cho 6 tủ động lực đặt rải rác cạnh tƣờng phân xƣởng, mỗi tủ động lực cấp điện cho 1 nhóm phụ tải. Đặt tại tủ phân phối của trạm biến áp 1 áp tô mát đầu nguồn, từ đây dẫn điện về phân xƣởng bằng đƣờng cáp ngầm. Tại tủ phân phối của xƣởng mỗi tủ đặt 1 áp tô mát tổng và 7 áp tô mát nhánh cấp điện cho 6 tủ động lực và 2 tụ chiếu sáng .Tủ động lực đƣợc cấp điện bằng đƣờng cáp hình tia, đầu vào đặt dao cách ly, cầu chì, các nhánh ra đặt cầu chì. Mỗi động cơ máy công cụ đƣợc điều khiển bằng một khởi động từ đã đƣợc gắn sẵn trên thân máy, trong khởi động từ có rơ le nhiệt bảo vệ quá tải. Các cầu chì trong tủ động lực chủ yếu bảo vệ ngắn mạch, đồng thời làm dự phòng cho bảo vệ quá tải của khởi động từ. Theo lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện cho phân xƣởng cơ khí đều đƣợc sử dụng thiết bị của nƣớc ngoài. Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí cho trên hình 3.1 - 61 -
  62. 3.3.1. Chọn cáp từ trạm biến áp về tủ phân phối của xƣởng. S x 238,58 Ix = = = 362,48 (A) 3 U đm 3 0,38 Ta chọn cáp đồng hạ áp 1,2,3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, cáp đặt trong nhà. Ta chọn cáp đồng 1 lõi có tiết diện 95 (mm2), có các thông số nhƣ sau: Icp = 301 (A) → CPII (1 × 95) 3.3.2. Chọn áp tô mát đầu nguồn từ trạm biến áp về tủ phân phối của xƣởng. Ta chọn áp tô mát đầu nguồn đặt tại trạm biến áp loại NS400E do Merlin Gerin chế tạo có IđmA = 400 (A) Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phân phối với MCCB I kđđn 1,25 I đmA 1,25 400 Icp ≥ = = = 333,33 (A) 1,5 1,5 1,5 Vậy tiết diện cáp đã chọn là hợp lý. 3.3.3. Chọn tủ phân phối của xƣởng. * Áp tô mát tổng chọn loại NS400E giống nhƣ áp tô mát đầu nguồn. * 5 nhánh ra ta chọn áp tô mát loại NC100H do hãng Merlin Gerin (Pháp) chế tạo có Iđm = 100 (A) Tra bảng ta chọn tủ phân phối loại 8AA20 do Siemens chế tạo. Bảng 3.6 Thông số kĩ thuật của các áp tô mát đã chọn. Loại áp tô UđmA IđmA Ign cắt N Số cực mát (V) (A) (kA) NS400E 500 400 15 3 NC100H 440 100 6 1-2-3-4 3.3.4. Lựa chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực. Các đƣờng cáp từ tủ phân phối (TPP) đến các tủ động lực (TĐL) đƣợc đi trong rãnh cáp nằm dọc tƣờng phía trong và bên cạnh lối đi lại của phân xƣởng. Cáp đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ và điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Do chiều dài cáp không - 62 -
  63. lớn nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Điều kiện chọn cáp : khc × Icp ≥ Itt Trong đó : Itt : Dòng điện tính toán của nhóm phụ tải. Icp : Dòng điện phát nóng cho phép, tƣơng ứng với từng loại dây, từng tiết diện. khc : Hệ số hiệu chỉnh, ở đây lấy khc = 1 (vì cáp chôn dƣới đất riêng từng tuyến) Điều kiện kiểm tra phối hợp và thiết bị baỏ vệ của cáp, khi bảo vệ bằng áptômat: I kđđn 1,25 I đmA khc × Icp ≥ = 1,5 1,5 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 1. khc × Icp ≥ Itt = 52,49 (A) I kđđn 1,25 I đmA 1,25 100 khc × Icp ≥ = = = 83,33 (A) 1,5 1,5 1,5 Kết hợp hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng hạ áp, trong nhà 1 lõi cách điện PVC 2 do Lens chế tạo tiết diện 16 (mm ) có Icp = 113 (A) → CPII (1 × 16) Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 2. khc × Icp ≥ Itt = 40,97 (A) I kđđn 1,25 I đmA 1,25 100 khc × Icp ≥ = = = 83,33 (A) 1,5 1,5 1,5 Kết hợp hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng hạ áp, trong nhà 1 lõi cách điện PVC 2 do Lens chế tạo tiết diện 16 (mm ) có Icp = 113 (A) → CPII (1 × 16) Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 3. khc × Icp ≥ Itt = 42,39 (A) I kđđn 1,25 I đmA 1,25 100 khc × Icp ≥ = = = 83,33 (A) 1,5 1,5 1,5 Kết hợp hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng hạ áp, trong nhà 1 lõi cách điện PVC 2 do Lens chế tạo tiết diện 16 (mm ) có Icp = 113 (A) → CPII (1 × 16) - 63 -
  64. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 4. khc × Icp ≥ Itt = 47,86 (A) I kđđn 1,25 I đmA 1,25 100 khc × Icp ≥ = = = 83,33 (A) 1,5 1,5 1,5 Kết hợp hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng hạ áp, trong nhà 1 lõi cách điện PVC 2 do Lens chế tạo tiết diện 16 (mm ) có Icp = 113 (A) → CPII (1 × 16) Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 5. khc × Icp ≥ Itt = 45,12 (A) I kđđn 1,25 I đmA 1,25 100 khc × Icp ≥ = = = 83,33 (A) 1,5 1,5 1,5 Kết hợp hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng hạ áp, trong nhà 1 lõi cách điện PVC 2 do Lens chế tạo tiết diện 16 (mm ) có Icp = 113 A → CPII (1 × 16) Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 6. khc × Icp ≥ Itt = 55,12 (A) khc × Icp ≥ = = = 83,33 (A) Kết hợp hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng hạ áp, trong nhà 1 lõi cách điện PVC 2 do Lens chế tạo tiết diện 16 (mm ) có Icp = 113 A → CPII (1 × 16) Bảng 3.7 Kết quả chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực. Tuyến cáp Itt Fcáp Icp (A) (mm2) (A) Phân phối - Động lực 1 52,49 16 113 Phân phối - Động lực 2 40,97 16 113 Phân phối - Động lực 3 42,39 16 113 Phân phối - Động lực 4 47,86 16 113 Phân phối - Động lực 5 45,12 16 113 Phân phối - Động lực 6 55,12 16 113 - 64 -
  65. Vì xƣởng cách xa trạm biến áp (270 m), không cần tính ngắn mạch để kiểm tra cáp và áp tô mát đã chọn. 3.3.5. Lựa chọn các tủ động lực. Các tủ động lực đều chọn loại tủ do Liên xô chế tạo ( CII62) đầu vào cầu dao-cầu chì 600 (A). Loại 8 đầu ra 100 (A) và 200 (A). Sơ đồ của tủ phân phối và tủ động lực của phân xƣởng sửa chữa cơ khí đƣợc cho trong hình 3.2 3.3.6. Lựa chọn cầu chì hạ áp. * Trong lƣới điện sinh hoạt : Uđmcc ≥ Uđmlđ Idc ≥ Itt Trong đó : Idc : Là dòng định mức của dây chảy do nhà chế tạo quy định. Itt : Dòng điện tính toán (đây là dòng điện lâu dài lớn nhất chạy qua dây chảy của cầu chì). Uđmcc : Đƣợc chế tạo với cấp điện áp nhƣ của cầu dao. Với phụ tải 1 pha : Pđm Itt = U pđđ cos Cosφ : Với tất cả các loại đèn sợi đốt, bàn là, bình nóng lạnh, ta lấy cosφ = 0,95 ÷ 1, đối với quạt, tủ lạnh, ta lấy cosφ = 0,8 ÷ 0,85 Với phụ tải 3 pha : Pđm Itt = 3 U đm cos Trong đó điện áp định mức là điện áp dây, còn cosφ lấy theo phụ tải. * Đối với lƣới điện công nghiệp: Phụ tải chủ yếu của lƣới điện công nghiệp là các máy móc động cơ, trong đó khởi động từ đóng nhiệm vụ quan trọng làm nhiệm vụ đóng mở bảo vệ quá tải cho động cơ kết hợp với cầu chì. Cầu chì bảo vệ cho 1 động cơ : Idc ≥ Itt = kt × IđmĐ - 65 -
  66. I mm kmm I đmĐ Idc ≥ = Trong đó : kt : Hệ số tải của động cơ (kt = 1). IđmĐ : Dòng điện định mức của động cơ. Pđm IđmĐ = 3 U đm cos Uđm : là điện áp định mức 3 pha hạ áp. Cosφ = 0,8 kmm : Hệ số mở máy 5,6,7. α = 2,5 đối với những động cơ mở máy nhẹ. α = 1,6 đối với những động cơ mở máy nặng. Cầu chì bảo vệ cho 2,3 động cơ. n Idc ≥ kti I đm 1 n 1 I mm max kti I đm 1 Idc ≥ Cầu chì bảo vệ cho 1 nhóm động cơ. Idc ≥ Itt I mm Idc ≥ n 1 I mm max kti I đm 1 Idc ≥ 3.3.6.1. Lựa chọn cầu chì bảo vệ cho tủ động lực 1. * Cầu chì bảo vệ cho máy tiện 10,0 (kW) và máy tiện 7,0 (kW). 10,0 7,0 Idc ≥ = (1 × ) + (1 × ) = 43,04 (A) 3 0,38 0,6 3 0,38 0,6 n 1 I mm max kti I đm 1 6 25,32 (43,04 25,32 0,15) Idc ≥ = = 76,46 (A) 2,5 - 66 -
  67. Chọn cầu chì điện áp thấp kiểu ống IIP-2 do Liên Xô chế tạo có Idc = 100 (A), Ivỏ = 200 (A) * Cầu chì bảo vệ cho máy tiện 10,0 (kW) và máy tiện 5,0 (kW). n 10,0 5,0 Idc ≥ kti I đm = (1 × ) + (1 × ) = 37,98 (A) 1 3 0,38 0,6 3 0,38 0,6 n 1 I mm max kti I đm 1 6 25,32 (37,98 25,32 0,15) Idc ≥ = = 74,44 (A) 2,5 Chọn cầu chì điện áp thấp kiểu ống IIP-2 do Liên Xô chế tạo có Idc = 100 (A), Ivỏ = 200 (A) * Cầu chì bảo vệ cho 2 máy tiện 1,75 (kW). 1,75 1,75 Idc ≥ = (1 × ) + (1 × ) = 8,86 (A) 3 0,38 0,6 3 0,38 0,6 5 4,43 (8,86 4,43 0,15) Idc ≥ = = 12,13 (A) 2,5 Chọn cầu chì điện áp thấp kiểu ống IIP-2 do Liên Xô chế tạo cóIdc = 60 (A), Ivỏ = 100 (A). * Cầu chì bảo vệ cho 2 máy tiện 0,65 (kW). 0,65 0,65 Idc ≥ = (1 × ) + (1 × ) = 3,29 (A) 3 0,38 0,6 3 0,38 0,6 5 1,64 (3,29 1,64 0,15) Idc ≥ = = 4,49 (A) 2,5 Chọn cầu chì điện áp thấp kiểu ống IIP-2 do Liên Xô chế tạo có Idc = 60 (A), Ivỏ = 100 (A). * Cầu chì bảo vệ cho máy tiện 10,0 (kW) và máy khoan cần 6,0 (kW). 10,0 6,0 Idc ≥ = (1 × ) + (1 × ) = 40,51 (A) 3 0,38 0,6 3 0,38 0,6 6 25,32 (40,51 25,32 0,15) Idc ≥ = = 75,45 (A) 2,5 - 67 -
  68. Chọn cầu chì điện áp thấp kiểu ống IIP-2 do Liên Xô chế tạo có Idc = 100 (A), Ivỏ = 200 (A). * Cầu chì bảo vệ cho 2 máy khoan cần 5,0 (kW). n 5,0 5,0 Idc ≥ kti I đm = (1 × ) + (1 × ) = 25,32 (A) 1 3 0,38 0,6 3 0,38 0,6 n 1 I mm max kti I đm 1 6 12,66 (25,32 12,66 0,15) Idc ≥ = = 39,75 (A) 2,5 Chọn cầu chì điện áp thấp kiểu ống IIP-2 do Liên Xô chế tạo có Idc = 60 (A), Ivỏ = 100 (A). * Cầu chì tổng bảo vệ cho nhóm động cơ ở tủ động lực 1. Idc ≥ Itt = 52,49 (A) n 1 I mm max kti I đm 1 6 25,32 (52,49 25,32 0,15) Idc ≥ = = 80,24 (A) 2,5 Chọn cầu chì điện áp thấp kiểu ống IIP-2 do Liên Xô chế tạo có Idc = 350 (A), Ivỏ = 600 (A). Các nhóm khác cũng chọn tƣơng tự, kết quả đƣợc ghi trong bảng 3.9 3.3.7. Lựa chọn dây dẫn từ các tủ động lực tới từng động cơ. Dây dẫn và cáp hạ áp đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng. k1 × k2 × Icp ≥ Itt Trong đó : k1 : Hệ số kể đến môi trƣờng đặt cáp : trong nhà, ngoài trời, dƣới đất. k2 : Hệ số hiệu chỉnh theo số lƣợng cáp đặt trong cùng rãnh. Icp : Dòng điện lâu dài cho phép của dây dẫn định chọn. Cáp và dây dẫn hạ áp sau khi chọn theo phát nóng cần kiểm tra theo điều kiện kết hợp với các thiết bị bảo vệ. Nếu bảo vệ bằng cầu chì. I dc Icp ≥ Với mạng động lực α = 3. - 68 -
  69. Với mạng sinh hoạt α =0,8. Nếu bảo vệ bằng Áp tô mát. I kdnh Icp ≥ 1,5 Hoặc I kddt Icp ≥ 4,5 Trong đó : Ikđ nhiệt , Ikđ điện từ : Dòng khởi động của bộ phận cắt mạch điện bằng nhiệt hoặc bằng điện từ của Áp tô mát. Tất cả các dây dẫn trong xƣởng ta chọn loại dây bọc do Liên Xô sản xuất ’’ IIPTO đặt trong ống sắt có kích thƣớc 3/4 , k1 = 1 (hệ số k1 khi nhiệt độ của môi trƣờng xung quanh là 250C, nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trƣờng xung quanh là 250C). k2 = 1 (số sợi cáp là 1, khoảng cách giữa các sợi cáp là 100 mm). Ta có khc = k1 × k2 = 1. 3.3.7.1. Lựa chọn dây dẫn cho tủ động lực 1. * Dây từ tủ động lực 1 đến máy tiện 10,0 (kW) và máy tiện 7,0 (kW). 2 Ta chọn dây có tiết diện 10 (mm ) có Icp = 60 (A) 1 × 1 × 60 > 43,04 (A) Kết hợp với Idc = 100 (A) 100 1 × 1 × 60 > = 33,33 (A) 3 Vậy ta chọn dây có thiết diện 10 (mm2) là hợp lý. * Dây từ tủ động lực 1 đến máy tiện 10,0 (kW) và máy tiện 5,0 (kW). 2 Ta chọn dây có tiết diện 10 (mm ) có Icp = 60 (A) 1 × 1 × 60 > 37,98 (A) Kết hợp với Idc = 100 (A) - 69 -
  70. 100 1 × 1 × 60 > = 33,33 (A) 3 Vậy ta chọn dây có thiết diện 10 (mm2) là hợp lý. * Dây từ tủ động lực 1 đến 2 máy tiện 1,75 (kW) 2 Ta chọn dây có tiết diện 6 (mm ) có Icp = 35 (A) 1 × 1 × 35 > 8,86 (A) Kết hợp với Idc = 60 (A) 60 1 × 1 × 35 > = 20 (A) 3 Vậy ta chọn dây có thiết diện 6 (mm2) là hợp lý. * Dây từ tủ động lực 1 đến 2 máy tiện 0,65 (kW). 2 Ta chọn dây có tiết diện 6 (mm ) có Icp = 35 (A) 1 × 1 × 35 > 3,29 (A) Kết hợp với Idc = 60 (A) 60 1 × 1 × 35 > = 20 (A) 3 Vậy ta chọn dây có thiết diện 6 (mm2) là hợp lý. * Dây từ tủ động lực 1 đến máy tiện 10,0 (kW) và máy khoan cần 6,0 (kW). 2 Ta chọn dây có tiết diện 10 (mm ) có Icp = 60 (A) 1 × 1 × 60 > 40,51 (A) Kết hợp với Idc = 100 (A) 100 1 × 1 × 60 > = 33,33 (A) 3 Vậy ta chọn dây có thiết diện 10 (mm2) là hợp lý. * Dây từ tủ động lực 1 đến 2 máy khoan cần 5,0 (kW). 2 Ta chọn dây có tiết diện 6 (mm ) có Icp = 35 (A) 1 × 1 × 35 > 25,23 (A) Kết hợp với Idc = 60 (A) 60 1 × 1 × 35 > = 20 (A) 3 Vậy ta chọn dây có thiết diện 6 (mm2) là hợp lý. - 70 -
  71. Các nhóm khác cũng chọn tƣơng tự, kết quả đƣợc ghi trong bảng 3.9 - 71 -
  72. Bảng 3.8 Bảng lựa chọn cầu chì và dây dẫn cho các thiết bị của phân xƣởng sửa chữa cơ khí. Phụ tải Dây dẫn Cầu chì Đƣờng STT Tên nhóm và tên thiết bị P I Tiết diện Ivo đm đm Mã hiệu kính ống Mã hiệu (A) (kW) (A) (mm2) I thép dc Nhóm 1 1 Máy tiện 10,0 25,32 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 2 Máy tiện 7,0 17,72 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 3 Máy tiện 5,0 12,66 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 4 Máy khoan cần 6,0 15,19 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 5 Máy tiện 0,65 1,64 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100\60 6 Máy tiện 1,75 4,43 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100\60 7 Máy khoan cần 5,0 12,66 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100\60 Nhóm 2 8 Máy tiện 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 9 Máy tiện đứng 2 trụ 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 10 Máy mài trục khuỷu 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 11 Máy tiện 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 12 Máy tiện 3,5 8,86 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 13 Máy tiện đứng 6,0 15,19 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 14 Máy tiện 8,0 20,25 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 Nhóm 3 15 Máy doa ngang 3,0 7,59 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 16 Máy phay lăn 5,0 12,66 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 17 Máy khoan đứng 8,0 20,25 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 18 Máy doa ngang 6,5 16,46 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 - 72 -
  73. Nhóm 4 19 Máy mài phẳng 5,0 12,66 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 20 Máy phay ngang 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 21 Máy phay đứng 3,5 8,86 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 22 Máy phay 2,5 6,33 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 23 Máy phay đứng 2,0 5,06 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 24 Máy bào sọc 3,5 8,06 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 25 Máy bào sọc 3,0 7,59 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 26 Máy bào thủy lực 2,5 6,33 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 27 Máy khoan cần 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 28 Máy bào ngang 9,0 22,79 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 29 Máy tiện rèn 10,0 25,32 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 Nhóm 5 30 Máy khoan đƣng 3,5 8,86 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 31 Máy tiện rèn 8,0 20,25 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 32 Máy tiện rèn 2,5 6,33 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 33 Máy tiện cụt 3,0 7,59 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 34 Máy khoan cần 5,0 12,66 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 35 Máy khoan hƣớng tâm 5,0 12,66 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 Nhóm 6 36 Máy tiện đứng 3,5 8,86 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 37 Máy mài trục cơ 2,5 6,33 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 38 Máy khoan cần 6,0 15,19 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 39 Máy bào ngang 10,0 25,32 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 40 Máy tiện 5,5 13,92 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 - 73 -
  74. 2.4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ. 2.4.1.ĐẶT VẤN ĐỀ. Trong các nhà máy,xí nghiệp công nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lƣợng sản phẩm,nâng cao năng suất lao động,an toàn trong sản xuất và sức khoẻ của ngƣời lao động.Nếu ánh sáng không đủ,ngƣời lao động sẽ phải làm việc ở trạng thái căng thẳng,hại mắt và ảnh hƣởng nhiều đến sức khoẻ,kết quả hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật và năng suất lao động thấp,thậm chí còn gây tai nạn trong khi làm việc.Cũng vì vậy hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: * Không bị loá mắt. * Không bị loá do phản xạ. * Không tạo ra những khoảng tối bởi những vật bị che khuất. *Phải có độ rọi đồng đều. * Phải tạo đƣợc ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt. 2.4.2.LỰA CHỌN SỐ LƢỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG CHUNG. Hệ thống chiếu sáng chung của phân xƣởng của phân xƣởng sửa chữa cơ khí sẽ dùng các bóng đèn sợi đốt sản suất tại Việt Nam. Phân xƣởng Sửa chữa cơ khí đƣợc chia thành 2 dãy nhà: Dãy nhà số 1 : chiều dài (a1) : 96 m chiều rộng (b1) : 30 m Dãy nhà số 2 : chiều dài (a1) : 96 m chiều rộng (b1) : 30 m Tổng diện tích : 7700 m2 Nguồn điện sử dụng : U = 220 V lấy từ tủ chiếu sáng của trạm biến áp của phân xƣởng.Vì là xƣởng sản xuất,dự định dùng đèn sợi đốt.Chọn độ rọi E = 30 lx Căn cứ vào trần nhà cao 4.5m,mặt công tác h2 = 0.8m,độ cao treo đèn cách trần : 74
  75. h1 = 0.7m vậy: H = 4.5 - 0.8 – 0.7 = 3m Tra bảng với đèn sợi đốt,bóng vạn năng có L/H =1.8 , xác định đƣợc khoảng cách giữa các đèn L = 1.8 × H = 5.4 m Căn cứ vào bề rộng của phòng là 60m ta chọn L = 6 m Đèn sẽ đƣợc bố trí làm 8 dãy,cách nhau 6 m,cách tƣờng 6 m tổng cộng có tất cả 120 bóng,mỗi dãy 15 bóng Xác định chỉ số phòng a b 60 96 φ = = = 12 H (a b) 3 (60 96) Lấy hệ số phản xạ của tƣờng 50% , của trần 30% , tìm đƣợc hệ số sử dụng ksd = 0.48 Lấy hệ số dự trữ k = 1.3,hệ số tính toán Z = 1.1,xác định đƣợc quang thông mỗi đèn là: kESZ 1.3 30 96 60 1.1 F = = = 4290 lumen nksd 120 0.48 Tra bảng ta chọn bóng 300 W có F = 5000 lumen Tổng cộng toàn xƣởng cần 120 bóng × 300 W = 36 kW 2.4.3.THẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG Đặt riêng 2 tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối của xƣởng.Mỗi tủ gồm áp tô mát tổng 3 pha và 27 áp tô mát nhánh 1 pha,mỗi áp tô mát nhánh cấp điện cho 4 bóng đèn.Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ cấp điện trên mặt bằng nhƣ hình vẽ 3.3 , 3.4và 3.5 2.4.3.1.CHỌN CÁP TƢ TỤ PHÂN PHỐI TỚI TỦ CHIẾU SÁNG Pcs 36 Ics = = = 54.69 A 3 U đm 3 0.38 Ta chọn cáp đồng hạ áp,trong nhà 1 lõi cách điện PVC do Lens chế tạo tiết diện 2 16 mm có Icp = 113 A → CPII (1 × 16) 75
  76. 2.4.3.2.CHỌN ÁP TÔ MÁT TỔNG Ta chọn áp tô mát loại NC100H do hãng Merlin Gerin (Pháp) chế tạo có Iđm = 100A 2.4.3.3.CHỌN CÁC ÁP TÔ MÁT NHÁNH Các áp tô mát nhánh chọn giống nhau,mỗi áp tô mát cấp điện cho 4 bóng.Dòng qua áp tô mát (1pha) 4 0.2 In = = 3.64 A 0.22 Chọn 30 áp tô mát 1 pha Iđm = 10 A do Đài loan chế tạo 30 × QCE-10A 2.4.3.4.CHỌN DÂY DẪN TỪ ÁP TÔ MÁT NHÁNH ĐẾN CỤM 4 ĐÈN 2 Chọn loại cáp đồng 2 lõi tiết diện 1,5 mm có Icp = 37 A cách điện PVC của hãng LENS chế tạo → CPII (2 × 1.5) 2.4.3.5.KIỂM TRA ĐIẾU KIỆN CHỌN DÂY KẾT HỢP VỚI ÁP TÔ MÁT -Kiểm tra cáp CPII (1 × 16) hệ số hiệu chỉnh khc = 1 1.25 100 113 > = 83.33 A 1.5 Kiểm tra dây 1.5 mm2 1.25 10 37 > = 8.33 A 1.5 2.4.3.6.KIỂM TRA ĐỘ CHÊNH LỆCH CÁP Vì đƣờng dây ngắn,các dây đều đƣợc chọn vƣợt cấp không cần kiểm tra sụt áp 76
  77. Chƣơng 4. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện năng đƣợc sản suất ra. Hệ số công suất cos φ là một trong các chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số công suất cosφ là một chủ trƣơng lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản suất, phân phối và sử dụng điện năng. Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q. Công suất tác dụng là công suất đƣợc biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong thiết bị dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công. Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát và hộ tiêu thụ dùng điện là một quá trình dao động. Mỗi chu kỳ của dòng điện, Q đổi chiều bốn lần, giá trị trung bình của Q trong 1/2 chu kỳ của dòng điện bằng không. Việc tạo ra công suất phản kháng không đòi hỏi tiêu tốn năng lƣợng của động cơ sơ cấp quay máy phát điện. Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không nhất thiết phải lấy từ nguồn. Vì vậy để tránh truyền tải một lƣợng Q khá lớn trên đƣờng dây, ngƣời ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các máy sinh ra Q (tụ điện, máy bù đồng bộ, ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm nhƣ vậy đƣợc gọi là bù công suất phản kháng. Khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất cosφ của mạng P đƣợc nâng cao, giữa P, Q và góc φ có quan hệ sau : φ = arctg Q 77
  78. 4.2. CHỌN THIẾT BỊ BÙ. Để bù công suất phản kháng cho các hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích thích, ở đây ta lựa chọn các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ điện có ƣu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng, không có phần quay nhƣ máy bù đồng độ nên lắp ráp, vận hành và bảo quản dễ dàng. Tụ điện đƣợc chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của các phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ vốn đầu tƣ ngay một lúc. Tuy nhiên, tụ điện cũng có một số nhƣợc điểm nhất định. Trong thực tế với các nhà máy xí nghiệp có công suất không thật lớn thƣờng dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suất. Vị trí các thiết bị bù ảnh hƣởng rất nhiều đến hiệu quả bù. Các bộ tụ điện bù có thể đặt ở trạm phân phối trung tâm, thanh cái cao áp, thanh cái hạ áp của TBAPP, tại các tủ phân phối, tủ động lực hoặc tại đầu cực các phụ tải lớn. Để xác định chính xác vị trí và dung lƣợng đặt các thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng phƣơng án đặt bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể. Song theo kinh nghiệm thực tế, trong trƣờng hợp công suất và dung lƣợng bù công suất phản kháng của các nhà máy, thiết bị không thật lớn có thể phân bố dung lƣợng bù cần thiết đặt tại thanh cái hạ áp của các TBAPX để giảm nhẹ vốn đâù tƣ và thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành. 4.3. XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƢỢNG BÙ. 4.3.1. Xác định dung lƣợng bù. Dung lƣợng bù cần thiết cho nhà máy đƣợc xác định theo công thức sau: Qbù = Pttnm . (tgφ1 – tgφ2) Trong đó : Pttnm : Phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy (kW). φ1 : Góc ứng với hệ số công suất trung bình trƣớc khi bù, cosφ1 = 0,78 78
  79. φ2 : Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù, cosφ2 = 0,95 Với nhà máy đang thiết kế ta tìm đƣợc dung lƣợng bù cần thiết : Qbù = Pttnm . (tgφ1 – tgφ2) 4.3.2. Phân bố dung lƣợng bù cho các TBAPX. Từ trạm phân phối trung tâm và các máy biến áp phân xƣởng là mạng hình tia gồm 6 nhánh có sơ đồ nguyên lý thay thế tính toán nhƣ sau : Công thức tính dung lƣợng bù tối ƣu cho các nhánh của mạng hình tia : (Q Qbù ) Qbi = Qi - . Rtd Ri Trong đó : Qbi : Công suất phản kháng cần bù tại đặt tại phụ tải thứ i (kVAr) Qi : Công suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải thứ i (kVAr) 0 Q = Qi : Phụ tải tính toán phản kháng tổng của nhà máy. i 1 Q = 1399,09 (kVar) Ri : Điện trở của nhánh thứ i (Ω) 1 R = : Điện trở tƣơng đƣơng của mạng (Ω) tđ 1 1 1 1 R1 R2 R3 R6 Tổng công ty có quy mô lớn bao gồm nhiều phân xƣởng, nhiều trạm biến áp. Phƣơng pháp tốt nhất vẫn là đặt các tủ điện bù cos φ phân tán tại các phân xƣởng (cạnh các tủ phân phối phân xƣởng ) và tại cực các động cơ cỡ lớn (máy khuấy, máy bơm, máy nén khí ) Tuy nhiên, trong bƣớc tính toán sơ bộ, vì thiếu các số liệu của mạng điện phân xƣởng, để nâng cao hệ số công suất toàn xí nghiệp có thể coi nhƣ các tủ bù đƣợc đặt tập trung tại thanh cái hạ áp của các trạm biến áp phân xƣởng. Yêu cầu thiết kế lắp đặt các tụ bù đặt tại thanh cái các trạm BAPX để nâng cos φ lên 0,95 cho công ty Hải Sơn cho trên hình vẽ. 79
  80. Bảng 4.1 Số liệu tính toán các đƣờng cáp cao áp 10 (kV). 2 STT Đƣờng cáp Loại cáp F(mm ) L(m) r0(Ω/km) RC(Ω) 1 Lộ kép PPTT-B1 16 380 1,47 0,21 2 Lộ kép PPTT-B2 Cáp Nhật, 16 140 1,47 0,22 lõi đồng, 3 Lộ kép PPTT-B3 16 260 1,47 0,49 cách điện XLPE,vỏ 4 Lộ kép PPTT-B4 16 55 1,47 0,23 PVC có 5 Lộ kép PPTT-B5 đai thép 16 80 1,47 0,10 6 Lộ kép PPTT-B6 16 135 1,47 3,16 Bảng 4.2 Số liệu tính toán các trạm biến áp phân xƣởng. Tên trạm Stt(kVA) Sđmb(kVA) Số Máy RB(Ω) B1 222,68 + 161,38j 500 1 2,8 B2 290,25 + 372j 500 2 2,8 B3 411,15 + 300,15j 500 2 2,8 B4 616,60 + 450,45j 800 2 1,6 B5 346,80 + 247,50j 500 2 2,8 B6 209,31 + 114,51j 500 2 2,8 Bảng 4.3 Kết quả tính toán điện trở các nhánh. STT Tên nhánh RB(Ω) RC(Ω) R=RB+RC(Ω) 1 PPTT-B1 2,8 0,21 3,01 2 PPTT-B2 2,8 0,22 3,02 3 PPTT-B3 2,8 0,49 3,29 4 PPTT-B4 1,6 0,23 1,83 5 PPTT-B5 2,8 0,10 2,90 6 PPTT-B6 2,8 3,16 5,96 80
  81. Điện trở tƣơng đƣơng toàn mạng cao áp. 1 1 Rtđ = = = 0,49 (Ω) 1 1 1 1 1 1 2,02 R1 R2 R3 R4 R5 R6 Căn cứ vào số liệu bảng 4.2 xác định đƣợc công suất tính toán và cosφ của toàn xí nghiệp. S = 2096,79 + 1645,99j (kVA) 2096,79 Cosφ = = 0,78 2096,792 1645,992 Từ đây tính đƣợc tổng công suất phản kháng cần bù để nâng cosφ của xí nghiệp từ 0,78 lên 0,95. Qbù = P × (tgφ1 - tgφ2) = 1905,51 × (0,80 – 0,33) = 895,60 (kVAr) Áp dụng công thức ta xác định đƣợc dung lƣợng bù tại thanh cái của các trạm biến áp phân xƣởng nhƣ sau : 0,49 Qbù 1 = 161,38 – (1645,99 – 895,60) × = 40,22(kVAr) 3,01 0,49 Qbù 2 = 471,83 – (1645,99 – 895,60) × = 350,07 (kVAr) 3,02 0,49 Qbù 3 = 300,15 – (1645,99 – 895,60) × = 188,38 (kVAr) 3,29 0,49 Qbù 4 =450,45 – (1645,99 – 895,60) × = 210,57 (kVAr) 1,83 0,49 Qbù 5 = 247,50 – (1645,99 – 895,60) × = 120,70 (kVAr) 2,90 0,49 Qbù 6 = 114,51 – (1645,99 – 895,60) × = 52,81 (kVar) 5,96 Tại mỗi trạm biến áp, vì phía 0,4 dùng thanh cái phân đoạn nên dung lƣợng bù đƣợc phân đều cho 2 nửa thanh cái. Chọn dùng các tủ điện bù 0,38 (kV) của Liên Xô cũ đang có bán tại Việt Nam. 81
  82. Bảng 4.4 Kết quả tính toán và đặt tủ bù cosφ tại các trạm BAPX. Qbù(kVA) Tên trạm Theo tính Loại tủ bù Số pha Q(kVAr) Số lƣợng toán B1 40,22 KC2-0.38-40-3Y3 3 40 1 B2 350,07 KC2-0.38-50-3Y3 3 50 7 B3 188,38 KC2-0.38-60-3Y3 3 60 3 B4 210,57 KC2-0.38-50-3Y3 3 50 4 B5 120,70 KC2-0.38-40-3Y3 3 40 3 B6 52,81 KC2-0.38-50-3Y3 3 50 1 82
  83. KẾT LUẬN Sau 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp cung cấp điện, với sự hƣớng dẫn tận tình của cô giáo Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý đến nay em đã hoàn thành đồ án này. Qua bản đồ án này đã giúp em nắm vững về những kiến thức cơ bản đã đƣợc học để giải quyết những vấn đề trong công tác thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện. Đồ án này đã thực hiện đƣợc những vấn đề: - Thiết kế mạng cao áp cho xí nghiệp -Thiết kế mạng hạ áp cho phân xƣởng sữa chữa cơ khí. - Tính bù công suất phản kháng. Với kiến thức tài liệu thông tin có hạn, nên đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong khoa Điện- Điện Tử và các bạn đồng nghiệp để bản đồ án đƣợc hoàn thiện hơn. 83
  84. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm (2001), Thiết kế cấp điện, Nhà xuất bản Khoa học và kĩ thuật. 2. Nguyễn Công Hiền (1974), Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và kĩ thuật. 3. Nguyễn Xuân Phú - Tô Đằng (1996), Khí cụ điện-Kết cấu sử dụng và sửa chữa, Nhà xuất bản Khoa học. 4. Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khuê (2000), Cung Cấp Điện, Nhà xuất bản Khoa học và kĩ thuật. 5. Nguyễn Trọng Thắng ( 2002), Giáo trình máy điện đặc biệt, Nhà xuất bản Đại Học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh. 6. GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn (2005), Máy Điện, Nhà xuất bản Xây Dựng. 7. PGS.TS Phạm Đức Nguyên (2006), Thiết kế chiếu sáng, Nhà xuất bản Khoa học và kĩ thuật. 8. Phạm Văn Chới ( 2005),Khí Cụ Điện, Nhà xuất bản Khoa học và kĩ thuật. 84
  85. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TY CỔ PHẦN TƢ VẤN ĐẦU TƢ VÀ XÂY LẮP HẢI SƠN 2 1.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỆN. 2 1.2. CƠ CẤU TỔ CHỨC. 3 Chƣơng 2. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƢ VÀ XÂY LẮP HẢI SƠN 5 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. 5 2.2. CÁC PHƢƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN. 5 2.2.1. Phƣơng án về các trạm biến áp phân xƣởng (BAPX). 6 2.2.2. Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xƣởng. 9 2.2.3. Phƣơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xƣởng. 10 2.2.3.1. Các phƣơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xƣởng. 10 2.2.3.2. Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm 12 2.2.3.3. Phƣơng án đi dây mạng cao áp. 15 kép, trạm B1 dùng cáp lộ đơn. 15 2.2.4. Thiết kế chi tiết cho phƣơng án đã chọn. 21 2.2.4.1. Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT. 21 2.2.4.2. Sơ đồ các trạm biến áp phân xƣởng. 21 2.2.4.3. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện đã chọn. 22 Chƣơng 3: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 27 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG. 27 3.2.CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN. 31 3.2.1. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm. 32 3.2.1.2. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. 32 85
  86. 3.2.1.3. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb 34 3.2.1.4. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. 34 3.2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị của phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 35 3.2.2.1. Phân nhóm phụ tải. 35 3.2.3. Tính toán phụ tải chiếu sáng cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 43 3.2.4. Xác định phu tải tính toán của toàn phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 43 3.2.5. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng còn lại. 44 3.2.5.1. Xác định phụ tải tính toán cho nhà hành chính, nhà xe, phòng bảo vệ. 45 3.2.5.2. Xác định phụ tải tính toán cho khu sản xuất ,phân xƣơng đúc. 46 3.2.3. Tính toán phụ tải chiếu sáng cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 53 3.2.4. Xác định phu tải tính toán của toàn phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 53 3.2.5. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng còn lại. 54 3.2.5.1. Xác định phụ tải tính toán cho nhà hành chính, nhà xe, phòng bảo vệ. 55 3.2.5.2. Xác định phụ tải tính toán cho khu sản xuất ,phân xƣơng đúc. 56 3.2.5.3. Xác định phụ tải tính toán cho bãi phôi. 56 3.2.5.4. Xác định phụ tải tính toán cho phân xƣởng nhiệt luyện. 57 3.2.5.5. Xác định phụ tải tính toán cho khu hoàn thiện sản phẩm. 58 3.2.6. Xác định phụ tải tính toán của toàn công ty. 61 3.3 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO TỤ PHÂN PHỐI. 61 3.3.1. Chọn cáp từ trạm biến áp về tủ phân phối của xƣởng. 62 3.3.2. Chọn áp tô mát đầu nguồn từ trạm biến áp về tủ phân phối của xƣởng. 62 3.3.3. Chọn tủ phân phối của xƣởng. 62 3.3.4. Lựa chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực. 62 3.3.5. Lựa chọn các tủ động lực. 65 3.3.6. Lựa chọn cầu chì hạ áp. 65 3.3.6.1. Lựa chọn cầu chì bảo vệ cho tủ động lực 1. 66 86
  87. 3.3.7. Lựa chọn dây dẫn từ các tủ động lực tới từng động cơ. 68 3.3.7.1. Lựa chọn dây dẫn cho tủ động lực 1. 69 2.4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ. 74 2.4.1.ĐẶT VẤN ĐỀ. 74 2.4.2.LỰA CHỌN SỐ LƢỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG CHUNG. 74 2.4.3.THẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG 75 2.4.3.1.CHỌN CÁP TƢ TỤ PHÂN PHỐI TỚI TỦ CHIẾU SÁNG 75 2.4.3.2.CHỌN ÁP TÔ MÁT TỔNG 76 2.4.3.3.CHỌN CÁC ÁP TÔ MÁT NHÁNH 76 2.4.3.4.CHỌN DÂY DẪN TỪ ÁP TÔ MÁT NHÁNH ĐẾN CỤM 4 ĐÈN 76 2.4.3.5.KIỂM TRA ĐIẾU KIỆN CHỌN DÂY KẾT HỢP VỚI ÁP TÔ MÁT 76 2.4.3.6.KIỂM TRA ĐỘ CHÊNH LỆCH CÁP 76 Chƣơng 4: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 77 4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. 77 4.2. CHỌN THIẾT BỊ BÙ. 78 4.3. XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƢỢNG BÙ. 78 4.3.1. Xác định dung lƣợng bù. 78 4.3.2. Phân bố dung lƣợng bù cho các TBAPX. 79 KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 87