Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí của Tổng Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Bạch Đằng

87 trang huongle 2630

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 Tổng Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Bạch Đằng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_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 Tổng Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Bạch Đằng

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành bản đồ án này, bên cạnh sự nỗ lực cố gắng của bản thân em đã nhận đƣợc những sự giúp đỡ quý báu của giảng viên hƣớng dẫn Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý, các thầy cô trong bộ môn Điện Tự Động Công Nghiệp và các bạn đồng nghiệp. Em xin trân trọng cảm ơn mọi sự giúp đỡ quý báu đó. Tuy nhiên đồ án sẽ không tránh khỏi thiếu sót, em rất mong nhận đƣợc những đóng góp ý kiến quý báu từ thầy cô và các bạn đồng nghiệp để bản đồ án đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, ngày 10 tháng 07 năm 2011 Sinh viên thực hiện Trần Xuân Bách - 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 Tổng Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Bạch Đằng ” do Thạc sỹ Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn. Đề tài gồm có những nội dung sau: Chƣơng 1: Giới thiệu về Tổng Công Ty CNTT Bạch Đằng. Chƣơng 2: Thiết kế mạng cao áp cho Tổng Công Ty CNTT Bạch Đằng. Chƣơng 3: Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. Chƣơng 4: Tính toán bù công suất phản kháng. - 2 -
Chƣơng 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY BẠCH ĐẰNG 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN. * Tổng công ty Công Nghiệp Tàu Thủy Bạch Đằng đƣợc bắt đầu khởi công xây dựng từ ngày 01/04/1960 đến ngày 26/05/1961 chính thức đƣợc thành lập theo quyết định số 557/QĐ của bộ trƣởng Bộ Giao Thông Vận Tải và Bƣu Điện với tên gọi Nhà máy đóng tàu Hải Phòng. Nhà máy đƣợc xây dựng trên khu vực xƣởng tàu số 4 Hải Phòng cũ với tổng diện tích quy hoạch ban đầu là 32 ha, năng lực sản xuất theo thiết kế dự kiến là đóng mới đƣợc tàu đến 1.000 tấn và xà lan 800 tấn, sửa chữa đƣợc tàu tới công suất 600CV, sửa đƣợc tối thiểu 193 đầu phƣơng tiện/năm. * Ngày 19/07/1964 Nhà máy làm lễ khánh thành xây dựng đợt 1 và làm lễ khởi công đóng mới tàu 1.000 tấn đầu tiên, tàu đƣợc đặt tên 20 tháng 7. Ngày 24 tháng 7 năm 1964 Nhà máy đƣợc Bộ Giao Thông Vận Tải đổi tên thành Nhà Máy Đóng Tàu Bạch Đằng và lấy ngày 20 tháng 7 là ngày truyền thống hàng năm. * Ngày 31/1/1996 Thủ Tƣớng chính phủ ban hành quyết định số 69/TTG thành lập Tổng Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Việt Nam, Nhà Máy Đóng Tàu Bạch Đằng thuộc Tổng Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy và đƣợc xây dựng với mục tiêu trở thành trung tâm đóng tàu của các tỉnh phía Bắc đóng và sửa chữa đƣợc các loại tàu đến 20.000 tấn. * Ngày 04/05/2000 Nhà máy đã tổ chức đóng và hạ thủy thành công con tàu 6.500 tấn đầu tiên mang tên Vĩnh Thuận lớn nhất dƣới sự giám sát nghiêm ngặt của đăng kiểm nƣớc ngoài. Đây là sự thành công có ý nghĩa rất quan trọng, đó là bƣớc tiến đột phá về Khoa Học Kỹ Thuật, khẳng định đƣợc trình - 3 -
độ cũng nhƣ tay nghề của toàn thể Cán Bộ Công Nhân Viên Nhà máy. Ngoài loạt tàu 6.500 tấn, nhà máy đã đóng thành công các loại tàu nhƣ 15.000 tấn, tàu 610 TEU, tàu dầu 13.500 tấn, tàu 22.000 tấn, đặc biệt là tàu 11.500 tấn với cấp không hạn chế, đi vòng quanh thế giới an toàn. Từ năm 1996 doanh thu Nhà máy chỉ đạt 65 tỷ đồng năm 2000 đạt 145 tỷ đồng, năm 2005 doanh thu trên 1.000 tỷ đồng. * Ngày 16/08/2004 Nhà máy có quyết định chuyển thành Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên Đóng tàu Bạch Đằng. 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, nhằm đáp ứng đƣợc sự phát triển mới của ngành giao thông vận tải đặc biệt là giao thông vận tải thủy. 1.2. CƠ CẤU TỔ CHỨC. Đến nay Tổng công ty với 16 phân xƣởng sản xuất, 17 phòng - ban chức năng, 01 trƣờng Công nhân kỹ thuật, 04 trung tâm cụ thể: * Các phân xƣởng sản xuất. 1. Nhà máy Lắp Đặt Hệ Thống Ống và Thiết Bị Động Lực Tàu Thủy. 2. Nhà máy Lắp Đặt Hệ Thống Điện Và Nghi Khí Hàng Hải. 3. Nhà máy Sửa Chữa Tàu Thủy. 4. Xí Nghiệp Vỏ Tàu Số 1. 5. Xí Nghiệp Vỏ Tàu Số 2. 6. Xí Nghiệp Vỏ Tàu Số 3. 7. Xí Nghiệp Vỏ Tàu Số 4. 8. Xí Nghiệp Cơ Giới Và Triền Đà. 9. Xí Nghiệp Thiết Bị Động Lực. 10. Xí Nghiệp Tƣ Vấn Và Thiết Kế Xây Dựng. 11. Xí Nghiệp Trang Trí Nội Thất Tàu Thủy Và Dân Dụng. 12. Xí Nghiệp Lắp Ráp Và Sửa Chữa Máy Tàu Thủy. - 4 -
13. Xí Nghiệp Vận Tải Biển Và Dịch Vụ Hàng Hải. 14. Phân Xƣởng Trang Trí 1. 15. Phân Xƣởng Trang Trí 2. 16. Phân Xƣởng Ôxy. * Các Phòng-Ban Chức Năng. 1. Văn Phòng Đảng Ủy. 2. Văn Phòng Công Đoàn. 3. Văn Phòng Tổng Giám Đốc. 4. Văn Phòng Đoàn Thanh Niên. 5. Phòng Tổ Chức Quản Lý Doanh Nghiệp. 6. Phòng Thiết Bị Động Lực. 7. Phòng Lao Động Tiền Lƣơng. 8. Phòng Quản Lý Dự Án. 9. Phòng An Toàn Lao Động. 10. Phòng Kinh Tế Đối Ngoại. 11. Phòng Kế Hoạch Kinh Doanh. 12. Phòng Sản Xuất. 13. Phòng Y Tế. 14. Phòng Bảo Vệ Tự Vệ. 15. Phòng Công Nghệ Thông Tin. 16. Phòng Tài Chính Kế Toán. 17. Ban Giám Định Và Quản Lý Chất Lƣợng Công Trình. * Các Trung Tâm. 1. Trung Tâm Thiết Kế Kỹ Thuật Và Chuyển Giao Công Nghệ. 2. TT Tƣ Vấn Giám Sát Chất Lƣợng Sản Phẩm và Đo Lƣờng 3. Trung Tâm Cung Ứng Vật Tƣ, Thiết Bị Tàu Thủy. 4. Trung Tâm Dịch Vụ Đời Sống. - 5 -
Chƣơng 2. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TỔNG CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY BẠCH ĐẰNG 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) (2.1) Trong đó : P : Công suất tính toán của nhà máy (kW) - 6 -
l : Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (km) Nhƣ vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là : U = 4,34 × 1 0,016 3829,61 = 34,24 (kV) Trạm biến áp trung gian ( BATG) có các cấp điện áp ra là 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 (2.2) Với trạm hai máy : Stt SđmB ≥ (2.3) 1,4 Phƣơng án lắp đặt các trạm biến áp phân xƣởng trên thực tế của Tổng Công Ty CNTT Bạch Đằng. Đặt 10 trạm biến áp phân xƣởng căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xƣởng, nhà máy trong Tổng Công Ty. - 7 -
* Trạm biến áp B1 cấp điện cho Khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế, vật tƣ. * Trạm biến áp B2 cấp điện cho Phân xƣởng Vỏ. * Trạm biến áp B3 cấp điện cho Nhà máy Mishubishi. * Trạm biến áp B4 cấp điện cho Phân xƣởng Đúc. * Trạm biến áp B5 cấp điện cho Phân xƣởng nhiệt luyện. * Trạm biến áp B6 cấp điện cho Phân xƣởng Điện. * Trạm biến áp B7 cấp điện cho Phân xƣởng Động lực. * Trạm biến áp B8 cấp điện cho Phân xƣởng Trang trí. * Trạm biến áp B9 cấp điện cho Khu vực cầu tàu. * Trạm biến áp B10 cấp điện cho Phân xƣởng Sửa chữa cơ khí. Trong đó các trạm biến áp B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10 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 Khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế và vật tƣ. Trạm đặt 1 máy biến áp. SđmB ≥ Stt1 = 360,06 (kVA) Chọn dùng 1 máy biến áp 500-10/0,4 có Sđm = 500 (kVA) * Trạm biến áp B2 cấp điện cho Phân xƣởng Vỏ. Stt 2 636,64 SđmB ≥ = = 455 (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. - 8 -
Bảng 2.1. Kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xƣởng. KH trên S S Số thứ tự Tên phân xƣởng Số máy tt đmB Tên trạm mặt bằng (kVA) (kVA) 1 1 Khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế, vật tƣ 1 360,06 500 B1 2 2 Phân xƣởng vỏ 2 636,64 500 B2 3 3 Nhà máy Mishubishi 2 924,85 800 B3 4 4 Phân xƣởng đúc 2 670,29 500 B4 5 5 Phân xƣởng nhiệt luyện 2 230,86 250 B5 6 6 Phân xƣởng điện 2 492,93 500 B6 7 7 Phân xƣởng động lực 2 199,26 250 B7 8 8 Phân xƣởng trang trí 2 290,58 250 B8 9 9 TBA cấp nguồn cho khu vực cầu tàu 2 1312,5 800 B9 10 10 Phân xƣởng sửa chữa cơ khí 2 213,21 250 B10 - 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 phôí cao áp của xí nghiệp cũng nhƣ mạng hạ áp phân xƣởng, giảm chi phí kim lọai làm dây dẫn và giảm tổn thất. Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu tƣ xây dựng trạm sẽ bị gia tăng. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến áp đã nêu. Để 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 chon 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 Khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế và vật tƣ. n S01x01 i 1 360,06 282,84 x01 = = = 282,84 n 360,06 S01 i 1 n S01 y01 i 1 360,06 349,36 y01 = = = 349,36 n 360,06 S01 i 1 - 10 -
Căn cứ vào vị trí của nhà xƣởng ta đặt trạm biến áp B1 tại vị trí (301,84 ; 327,03) 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 bién áp phân xƣởng trong phạm vi nhà máy. Bảng 2.2 Vị trí đặt các trạm biến áp phân xƣởng Tên trạm Vị trí đặt x01 y01 B1 301,84 327,03 B2 446,08 503,51 B3 301,84 521,99 B4 190,53 566,35 B5 301,84 635,65 B6 190,53 630,10 B7 79,23 648,58 B8 79,23 738,21 B9 327,71 694,45 B10 363,84 419,43 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 khối 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 - 11 -
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. * 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 = 4915,79 (kVA) Sttnm 4915 ,79 SđmB ≥ = = 3511,27 (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 TPPTT. 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. 2.2.3.2. Xác định vị trí đặt trạm Phân Phối trung tâm. Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy vẽ một hệ tọa độ xOy có vị trí trọng tâm các nhà xƣởng là (xi , yi) sẽ xác định đƣợc tọa độ tối ƣu M (x, y) để đặt đƣợc trạm phân phối trung tâm nhƣ sau. - 12 -
n n n Si xi Si yi Si zi 1 1 1 x0 = n ; y0 = n ; z0 = n (2.4) Si Si Si 1 1 1 1439611 ,16 x0 = = 270,03 5331 ,22 2935402 ,43 y0 = = 550,60 5331 ,22 Vậy tâm phụ tải của toàn nhà máy là M (270; 550) Dịch chuyển ra khoảng trống vậy M (297; 215) 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, B7, B8, B9, B10 ta dùng cáp lộ kép, đến 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 2 trị của Tmax dây dẫn AC tra bảng ta có Jkt = 1,1 (A/mm ) Sttnm 4915 ,79 Ittnm = = = 141,90 (A) 2 3 U đm 2 3 10 - 13 -
I ttnm 141,90 2 Fkt = = = 129 (mm ) J kt 1,1 Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 150 (mm2), AC-150. Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện dòng sự cố. Tra bảng dây AC-150 có Icp = 357 (A) Khi đứt 1 dây. Dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất. Isc = 2 × Itt = 2 × 141,90 = 283,8 (A) Isc < Icp Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp U. Với dây AC-150 có khoảng cách trung bình hình học D = 1,26 (m) tra bảng đƣợc r0 = 0,27 (Ω/km), x0 = 0,35 (Ω/km) ΔU = PR QX = 3829,61 0,27 3082,05 0,35 = 105,63 (V) U đm 2 10 ΔU < ΔUcp = 5% × Uđm = 500 (V) Vậy tiết diện dây đã chọn là hợp lý. Chọn dây AC-150 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, 10 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. a. Phƣơng án 1. Chọn cáp từ PPTT đến B1. 360,06 Imax = = 10,39 (A) 2 3 10 2 Với cáp đồng và Tmax = 5000 (h) tra bảng đƣợc Jkt = 3,1 (A/mm ) 10,39 2 Fkt = = 3,35 (mm ) 3,1 - 14 -
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 Bảng 2.3 Kết quả chọn cáp cao áp 10 (kV) phƣơng án 1. F l Thành tiền Đƣờng cáp Đơn giá (mm2) (m) (đ) PPTT-B1 16 367 50000 18350000 PPTT-B2 16 428 50000 21400000 PPTT-B3 16 312 50000 15600000 PPTT-B4 16 397 50000 19850000 PPTT-B5 16 480 50000 24000000 PPTT-B6 16 453 50000 22650000 PPTT-B7 16 620 50000 31000000 PPTT-B8 16 702 50000 35100000 PPTT-B9 25 478 120000 57360000 PPTT-B10 16 270 50000 13500000 Tổng K1 = 258810000 Tiếp theo, xác định tổn thất công suất tác dụng ΔP. 2 ΔP = S × R × 10-3 (2.5) U 2 Tổn thất ΔP trên đoạn cáp PPTT-B1. 360 ,06 2 ΔP = × 1,47 × 367 × 0,5 × 10-6 = 0,34 (kW) 10 2 - 15 -
Bảng 2.4 Kết quả tính toán ΔP cho phƣơng án 1. Đƣờng F L r0 R S ΔP cáp (mm2) (m) (Ω/km) (Ω) (kVA) (kW) PPTT-B1 16 367 1,47 0,26 360,06 0,34 PPTT-B2 16 428 1,47 0,31 636,64 1,27 PPTT-B3 16 312 1,47 0,22 924,85 1,96 PPTT-B4 16 397 1,47 0,29 670,29 1,31 PPTT-B5 16 480 1,47 0,35 230,86 0,18 PPTT-B6 16 453 1,47 0,33 492,93 0,80 PPTT-B7 16 620 1,47 0,45 199,26 0,18 PPTT-B8 16 702 1,47 0,51 290,58 0,43 PPTT-B9 25 478 0,927 0,22 1312,5 3,81 PPTT-B10 16 270 1,47 0,19 213,21 0,09 Tổng ΔP1 =10,41 Từ Tmax = 5000 (h) và cosφ = 0,78 tra bảng ta có đƣợc. -4 2 τ = (0,124 + 10 × Tmax) × 8760 (2.6) 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) (2.7) 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 - 16 -
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) × 258810000 + 1000 × 10,41 × 3410 Z1 = 77643000 + 35524766,78 = 113167766,8 (đ) b. Phƣơng án 2. Chọn cáp từ trạm PPTT đến B10. Tuyến cáp này cấp điện cho cả B10 và B2. S10 S 2 213,215 636,649 Imax = = = 24,53 (A) 2 3 U đm 2 3 10 24,53 2 Fkt = = 7,91 (mm ) 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 2.5 Kết quả chọn cáp cao áp 10 (kV) phƣơng án 2. F L Đơn giá Đƣờng cáp Thành tiền (mm2) (m) (đ/m) PPTT-B1 16 367 50000 18350000 PPTT-B10 16 270 50000 13500000 B10-B2 16 174 50000 8700000 PPTT-B9 25 478 120000 57360000 PPTT-B3 25 312 120000 37440000 B3-B5 16 128 50000 6400000 PPTT-B4 25 397 120000 47640000 B4-B6 16 72 50000 3600000 PPTT-B7 16 620 50000 31000000 B7-B8 16 100 50000 5000000 Tổng K2 = 228990000 - 17 -
Bảng 2.6 Kết quả tính toán ΔP cho phƣơng án 2. Đƣờng L r R S ΔP F (mm2) 0 cáp (m) (Ω/km) (Ω) (kVA) (kW) PPTT-B1 16 367 1,47 0,26 360,06 0,34 PPTT-B10 16 270 1,47 0,19 849,86 1,43 B10-B2 16 174 1,47 0,12 636,64 0,51 PPTT-B9 25 478 0,927 0,22 1312,5 3,81 PPTT-B3 25 312 0,927 0,14 1155,72 1,93 B3-B5 16 128 1,47 0,09 230,86 0,50 PPTT-B4 25 397 0,927 0,18 1163,2 2,48 B4-B6 16 72 1,47 0,05 492,93 0,12 PPTT-B7 16 620 1,47 0,45 489,85 1,09 B7-B8 16 100 1,47 0,07 290,58 0,06 Tổng ΔP2 =12,32 Chi phí tính toán cho phƣơng án 2 là. Z2 = (0,1 +0,2) × 228990000 + 1000 × 12,32 × 3410 Z2 = 68697000 + 42028178.9 = 110725178,9 (đ) Sau đây là bảng so sánh kinh tế giữa hai phƣơng án. Bảng 2.7 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 1 258 35 113 Phƣơng án 2 228 42 110 Trong bảng YΔA là giá tiền tổn thất ΔA hàng năm. YΔA = c × ΔA = c × ΔP × τ (2.8) - 18 -
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 nhũng có Z nhỏ lại dễ quản lý vận hành và sửa chữa do đi tuyến cáp hình tia. 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 nghiệp tàu thủy Bạch Đằng thuộc loại quan trọng, chọn dùng sơ đồ 1 hệ thống thanh góp có phân đoạn cho trạm PPTT. 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 2.8 Thông số máy cắt đặt tại trạm phân phối trung tâm. Loại U I I I đm đm cắt N3S cắt N max Ghi chú máy cắt (kV) (A) (kA) (A) 8DC11 12 1250 25 63 Không cần 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. - 19 -
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 2.9 Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DH10. U I U I Loại tủ đm đm chịu đựng N chịu đựng 1 s (kV) (A) (kV) (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 2.10 Thông số kỹ thuật của các máy biến áp do Việt Nam sản xuất. SđmB Uc UH ΔPo ΔPN UN (kVA) (kV) (kV) (W) (W) (%) 250 10 0,4 640 4100 4,5 500 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) (2.9) Dòng điện định mức : IđmA ≥ Iđmm (2.10) Với : - 20 -
kqtbt SđmBA Ilvmax = (2.11) 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 Dòng lớn nhất qua áp tô mát tổng máy 250 (kVA) 250 Imax = = 361 (A) 3 0,4 Bảng 2.11 Kết quả chọn áp tô mát tổng và các áp tô mát phân đoạn đặt trong các trạm BAPX (Hãng Merlin Gerin) U I I Trạm BA Loại Số lƣợng đm đm cắt N (V) (A) (kA) B1 M10 1 690 1000 40 (1x500kVA) B2,B4,B6 M10 9 690 1000 40 (2x500kVA) B5,B7,B8,B10 NS600E 12 500 600 15 (2x250 kVA) B3,B9 C125N 6 690 1250 25 (2x800kVA) Đối với áp tô mát nhánh : Điện áp định mức : UđmA ≥ Uđmm = 0,38 (kV) (2.12) Dòng điện định mức : Sttpx IđmA ≥ Itt = (2.13) n 3 U đmm Trong đó : n : Số áp tô mát nhánh đƣa điện về phân xƣởng. - 21 -
Bảng 2.12 Kết quả chọn áp tô mát nhánh đặt trong các trạm BAPX ( Hãng Merlin Gerin). S I Số U I I Tên phân xƣởng tt tt Loại đm đm N (kVA) (A) lƣợng (V) (A) (kA) Khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế, vật tƣ 360,06 547,05 M08 1 690 800 40 Phân xƣởng vỏ 636,64 483,64 M08 2 690 800 40 Nhà máy Mishubishi 924,85 702,58 C100N 2 690 1000 25 Phân xƣởng đúc 670,29 509,20 M08 2 690 800 40 Phân xƣởng nhiệt luyện 230,86 175,38 NS400E 2 500 400 15 Phân xƣởng điện 492,93 374,46 M08 2 690 800 40 Phân xƣởng động lực 199,26 371,06 NS400E 2 500 400 15 Phân xƣởng trang trí 290,58 220,74 NS400E 2 500 400 15 TBA cấp nguồn cho khu vực cầu tàu 1312,5 997,06 C100N 2 690 1000 25 Phân xƣởng sửa chữa cơ khí 213,21 161,97 NS400E 2 500 400 15 - 22 -
* 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 (2.14) Dòng điện lâu dài định mức : IđmDCL ≥ Icb (2.15) Dòng điện ngắn mạch xung kích cho phép : iđmđ ≥ ixk (2.16) tqđ Dòng điện ổn định nhiệt : iđmnh ≥ I∞ (2.17) tđmnh Bảng 2.13 Thông số kĩ thuật của dao cách ly 3DC. Uđm Iđm INT INMAX (kV) (A) (kA) (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) (2.18) 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) (B10 có dòng ngắn mạch trên thanh cái là lớn nhất) Bảng 3.14 Thông số kĩ thuật của cầu chì loại 3GD 413-4B. Uđm Iđm INT INMAX (kV) (A) (kA) (kA) 24 63 432 31,5 23
* Lựa chọn thanh góp. Các thanh góp đƣợc lựa chọn theo điều kiện sau : k1 × k2 × Icp ≥ Icb (2.19) Stt 4915 ,79 khc×Icp ≥ Icb = = = 141,90 (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 (2.20) 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) (2.21) 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. 24
Chƣơng 3. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG. Tổng Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Bạch Đằng 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 Tổng Công Ty là một trong những hộ tiêu thụ điện lớn. Do tầm quan trọng của Tổng Công Ty do đó ta có thể xếp Tổng 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, Tổng Công Ty sẽ đƣợc cung cấp nguồn từ trạm biến áp khu vực cách Tổng 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 khu vực văn phòng giám đốc, văn phòng 3 tầng, nhà khách, trạm y tế và vật tƣ là các hộ loại 3, các phân xƣởng còn lại đều là hộ loại 1. 25
Bảng 3.1. Phụ tải các phân xƣởng, nhà máy trong Tổng Công Ty Công Nghiệp Tàu thủy Bạch Đằng. Công suất đặt Diện Tên phân xƣởng (kW) tích (m2) Khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế và vật tƣ 272 5807 Phân xƣởng vỏ 750 13020 Nhà máy Mishubishi 1276 7726 Phân xƣởng đúc 1488 3000 Phân xƣởng Nhiệt luyện 250 3440 Phân xƣởng điện 465 2961 Phân xƣởng động lực 260 2793 Phân xƣởng trang trí 300 1710 Trạm biến áp cấp nguồn cho khu vực cầu tàu 1741 Phân xƣởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 5760 Bảng 3.2. Phụ tải của phân xƣởng Sửa chữa cơ khí. Số P STT Tên thiết bị Kiểu đm Ghi chú lƣợng (KW) BỘ PHẬN SỬA CHỮA 1 Máy tiện 3 5m 10,0 Từ Px máy 2 Máy tiện 1 4m 7,0 Từ Px máy 3 Máy tiện 1 SUSS-63 5,0 Từ Px máy 4 Máy khoan cần 1 C620/3000 6,0 Từ Px máy 5 Máy tiện 2 C620/1500 0,65 Từ Px máy 6 Máy tiện 2 C630 1,75 Từ Px máy 7 Máy khoan cần 2 TUD 5,0 Từ Px máy 8 Máy tiện 1 RAB 4,0 Mới 9 Máy tiện đứng 2 trụ 1 LX 4,0 Từ Px máy 10 Máy mài trục khuỷu 1 Z310 2,5 Từ Px máy 11 Máy tiện 1 VR-6 2,5 Từ Px máy 12 Máy tiện 1 C640(8m) 1,5 Từ Px máy 13 Máy tiện đứng 1 BKU 3,0 Từ Px máy 26
14 Máy tiện 2 1K62 5,5 Từ Px máy 15 Máy doa ngang 2 X52K 3,0 Từ Px máy 16 Máy phay lăn 2 6P11 3,0 Từ Px máy 17 Máy khoan đứng 2 6P10 8,0 Từ Px máy 18 Máy doa ngang 2 X62W 2,5 Từ Px máy 19 Máy mài phẳng 1 B5020 4,5 Mới 20 Máy phay ngang 1 B5032 4,5 Mới 21 Máy phay đứng 1 7310A 0,5 Mới 22 Máy phay 1 7B35 0,5 Từ Px máy 23 Máy phay đứng 1 V38 2,0 Từ Px máy 24 Máy bào sọc 1 2H135 3,5 Mới 25 Máy bào sọc 1 M7130 3,0 Từ Px máy 26 Máy bào thủy lực 1 26205B 2,5 Từ Px máy 27 Máy khoan cần 1 T68 4,5 Từ Px máy 28 Máy bào ngang 1 Z310 9,0 Từ Px máy 29 Máy tiện ren 2 VR6 10,0 Từ Px máy 30 Máy khoan đứng 2 Z35 4,5 Từ Px máy 31 Máy tiện ren 3 BKU-63 4,0 Từ Px máy 32 Máy tiện ren 4 C350 3,0 Từ Px máy 33 Máy tiện cụt 1 C512 3,0 Từ Px máy 34 Máy khoan cần 1 IA616 4,5 Từ Px máy 35 Máy khoan hƣớng tâm 1 IA62 4,5 Từ Px máy 36 Máy tiện đứng 1 1463A 3,5 Từ Px máy 37 Máy mài trục cơ 1 2A135 2,5 Từ Px máy 38 Máy khoan cần 1 2A53 6,0 Từ Px máy 39 Máy bào ngang 1 7A35 2,0 Từ Px máy 40 Bàn thợ nguội 4 Từ Px máy BỘ PHẬN CÔNG CỤ 41 Máy mài vạn năng 2 6H11 9,0 Từ Px máy 42 Máy doa ngang 2 3A240 9,0 Từ Px máy 43 Máy mài trong 2 3B11 2,5 Từ Px máy 44 Máy phay đứng 2 3130 3,5 Từ Px máy 45 Máy khoan đứng 2 2A125 2,0 Từ Px máy 46 Máy mài phẳng 1 3A64 2,0 Từ Px máy 47 Máy mài tròn 1 1A330 2,0 Mới 48 Máy mài phẳng 1 M7130 3,5 Từ Px máy 49 Máy tiện cụt 1 T68 3,5 Từ Px máy 50 Máy doa đứng 1 2620 5,5 Từ Px máy 51 Máy khoan ngang 1 2620B 2,5 Từ Px máy 52 Máy khoan ngang 1 C350 3,0 Từ Px máy 53 Bàn thợ nguội 4 Từ Px máy 27
54 Máy mài dao cắt gọt 1 3818 4,0 Từ Px máy 55 Máy phay vạn năng 1 ITA6TA 8,0 Mới 56 Máy tiện ren 1 2A450 10,0 Mới 57 Máy doa tọa độ 3 7A420 4,5 Mới 58 Máy tiện ren 3 6H82 4,5 Từ Px máy 59 Máy xọc 1 6H82 6,0 Từ Px máy 60 Máy tiện ren 1 36652 6,5 Từ Px máy 61 Máy phay ngang 2 3667 2,0 Từ Px máy Máy tiện ren cấp chính 62 3 360 3,5 Từ Px máy xác cao 63 Máy mài mũi khoan 1 1616 3,5 Từ Px máy 64 Máy mài dao chuốt 1 1A62 3,5 Từ Px máy 65 Máy mài mũi phay 1 1624M 2,0 Từ Px máy * 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) 3.2. 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 28
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. 3.2.1. Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán. 3.2.1.1. 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 (3.1) Qtt = Ptt × tgφ (3.2) Trong các công thức trên : 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 (3.3) 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). 29
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 (3.4) Từ đây dễ dàng tính đƣợc phụ tải tính toán toàn phần của mỗi phân xƣởng : 2 2 Stt = (Ptt Pcs ) (Qtt Qcs ) (3.5) 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 Pttxn = Kđt × ttpxi = Kđt × (Ptti Pcsi ) (3.6) 1 1 n n Qttxn = Kđt × Qttpxi = Kđt × (Qtti Qcsi ) (3.7) 1 1 2 2 Sttxn = Pttxn Qttnx (3.8) Pttxn CosφXN = (3.9) 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. 3.2.1.2. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. Công thức tính : Ptt = P0 × F (3.10) 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 ). 30
3.2.1.3. 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 = (3.11) 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 = (3.12) 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. 3.2.1.4. 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 : 31
Ptt = Pđm (3.13) Với nhóm động cơ n ≤ 3 : n Ptt = Pđmi (3.14) 1 Với n ≥ 4 phụ tải tính toán của nhóm động cơ đƣợc xác định theo công thức : n Ptt = kmax × ksd × Pđmi (3.15) 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 (3.16) 1 n Qttpx = kđt × Qtti (3.17) 1 2 2 Sttpx = kđt × (Pttpx Pcs) (Qttpx Qcs) (3.18) 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 10 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy. Phân xƣởng có diện tích bố trí thiết bị là 5760 (m2). Trong phân xƣởng có 100 thiết bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất lớn nhất là 10 (kW) ( máy tiện ren) song có những thiết bị có công suất rất nhỏ (< 0.6 (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. 32
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 PTTT 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 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 5 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 33
Bảng 3.3. Kết quả phân nhóm phụ tải điện của phân xƣởng Sửa chữa cơ khí. P0 (kW) Phụ tải tính toán Số I STT Tên nhóm và tên thiết bị đm lƣợng (A) 1 Toàn Ptt Qtt Stt Itt máy bộ (kW) (kVAr) (kVA) (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 8 Máy tiện 1 4,0 4,0 10,12 9 Máy tiện đứng 2 trụ 1 4,0 4,0 10,12 10 Máy mài trục khuỷu 1 2,5 2,5 6,33 11 Máy tiện 1 2,5 2,5 6,33 12 Máy tiện 1 1,5 1,5 3,79 13 Máy tiện đứng 1 3,0 3,0 7,59 34
Cộng theo nhóm 1 18 52,9 80,3 203,3 23,60 31,47 39,34 59,78 Nhóm 2 14 Máy tiện 2 5,5 11 27,85 15 Máy doa ngang 2 3,0 6,0 15,19 16 Máy phay lăn 2 3,0 6,0 15,19 17 Máy khoan đứng 2 8,0 16,0 40,51 18 Máy doa ngang 2 2,5 5,0 12,66 19 Máy mài phẳng 1 4,5 4,5 11,39 20 Máy phay ngang 1 4,5 4,5 11,39 21 Máy phay đứng 1 0,5 0,5 1,26 22 Máy phay 1 0,5 0,5 1,26 23 Máy phay đứng 1 2,0 2,0 5,06 24 Máy bào sọc 1 3,5 3,5 8,86 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 Cộng theo nhóm 2 20 56,5 78,5 198,7 20,84 27,78 34,73 52,77 Nhóm 3 29 Máy tiện ren 2 10,0 20,0 50,64 35
30 Máy khoan đứng 2 4,5 9,0 22,79 31 Máy tiện ren 3 4,0 12,0 30,38 32 Máy tiện ren 4 3,0 12,0 30,38 33 Máy tiện cụt 1 3,0 3,0 7,59 34 Máy khoan cần 1 4,5 4,5 11,39 35 Máy khoan hƣớng tâm 1 4,5 4,5 11,39 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 2,0 2,0 5,06 Cộng theo nhóm 3 18 60,5 79 200,04 20,97 27,96 34,95 53,11 Nhóm 4 41 Máy mài vạn năng 2 9,0 18,0 45,58 42 Máy doa ngang 2 9,0 18,0 45,58 43 Máy mài trong 2 2,5 5,0 12,66 44 Máy phay đứng 2 3,5 7,0 17,72 45 Máy khoan đứng 2 2,0 4,0 10,12 46 Máy mài phẳng 1 2,0 2,0 5,06 47 Máy mài tròn 1 2,0 2,0 5,06 48 Máy mài phẳng 1 3,5 3,5 8,86 36
49 Máy tiện cụt 1 3,5 3,5 8,86 50 Máy doa đứng 1 5,5 5,5 13,92 51 Máy khoan ngang 1 2,5 2,5 6,33 52 Máy khoan ngang 1 3,0 3,0 7,59 54 Máy mài dao cắt gọt 1 4,0 4,0 10,12 Cộng theo nhóm 4 18 52 78 197,5 21,64 28,86 36,07 54,81 Nhóm 5 55 Máy phay vạn năng 1 8,0 8,0 20,25 56 Máy tiện ren 1 10,0 10,0 25,32 57 Máy doa tọa độ 3 4,5 13,5 34,18 58 Máy tiện ren 3 4,5 13,5 34,18 59 Máy xọc 1 6,0 6,0 15,19 60 Máy tiện ren 1 6,5 6,5 16,45 61 Máy phay ngang 2 2,0 4,0 10,12 62 Máy tiện ren cấp chính xác cao 3 3,5 10,5 26,58 63 Máy mài mũi khoan 1 3,5 3,5 8,86 64 Máy mài dao chuốt 1 3,5 3,5 8,86 65 Máy mài mũi phay 1 2,0 2,0 5,06 Cộng theo nhóm 5 18 54 81 205,1 21,50 28,67 35,84 54,45 37
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 1 0,15 0,6/1,33 2 Máy tiện 2 0,15 0,6/1,33 3 Máy tiện 3 0,15 0,6/1,33 4 Máy khoan cần 4 0,15 0,6/1,33 5 Máy tiện 5 0,15 0,6/1,33 6 Máy tiện 6 0,15 0,6/1,33 7 Máy khoan cần 7 0,15 0,6/1,33 8 Máy tiện 8 0,15 0,6/1,33 9 Máy tiện đứng 2 trụ 9 0,15 0,6/1,33 10 Máy mài trục khuỷu 10 0,15 0,6/1,33 11 Máy tiện 11 0,15 0,6/1,33 12 Máy tiện 12 0,15 0,6/1,33 13 Máy tiện đứng 13 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 1 0,15 0,6/1,33 12 1,96 8 58 0,70 Nhóm 2 14 Máy tiện 14 0,15 0,6/1,33 15 Máy doa ngang 15 0,15 0,6/1,33 16 Máy phay lăn 16 0,15 0,6/1,33 17 Máy khoan đứng 17 0,15 0,6/1,33 18 Máy doa ngang 18 0,15 0,6/1,33 19 Máy mài phẳng 19 0,15 0,6/1,33 38
20 Máy phay ngang 20 0,15 0,6/1,33 21 Máy phay đứng 21 0,15 0,6/1,33 22 Máy phay 22 0,15 0,6/1,33 23 Máy phay đứng 23 0,15 0,6/1,33 24 Máy bào sọc 24 0,15 0,6/1,33 25 Máy bào sọc 25 0,15 0,6/1,33 26 Máy bào thủy lực 26 0,15 0,6/1,33 27 Máy khoan cần 27 0,15 0,6/1,33 28 Máy bào ngang 28 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 2 0,15 0,6/1,33 16 1,77 8 49,5 0,81 Nhóm 3 29 Máy tiện ren 29 0,15 0,6/1,33 30 Máy khoan đứng 30 0,15 0,6/1,33 31 Máy tiện ren 31 0,15 0,6/1,33 32 Máy tiện ren 32 0,15 0,6/1,33 33 Máy tiện cụt 33 0,15 0,6/1,33 34 Máy khoan cần 34 0,15 0,6/1,33 35 Máy khoan hƣớng tâm 35 0,15 0,6/1,33 36 Máy tiện đứng 36 0,15 0,6/1,33 37 Máy mài trục cơ 37 0,15 0,6/1,33 38 Máy khoan cần 38 0,15 0,6/1,33 39 Máy bào ngang 39 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 3 0,15 0,6/1,33 16 1,77 3 26 0,89 Nhóm 4 41 Máy mài vạn năng 40 0,15 0,6/1,33 42 Máy doa ngang 41 0,15 0,6/1,33 43 Máy mài trong 42 0,15 0,6/1,33 39
44 Máy phay đứng 43 0,15 0,6/1,33 45 Máy khoan đứng 44 0,15 0,6/1,33 46 Máy mài phẳng 45 0,15 0,6/1,33 47 Máy mài tròn 46 0,15 0,6/1,33 48 Máy mài phẳng 47 0,15 0,6/1,33 49 Máy tiện cụt 48 0,15 0,6/1,33 50 Máy doa đứng 49 0,15 0,6/1,33 51 Máy khoan ngang 50 0,15 0,6/1,33 52 Máy khoan ngang 51 0,15 0,6/1,33 54 Máy mài dao cắt gọt 52 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 4 0,15 0,6/1,33 14 1,85 5 41,5 0,80 Nhóm 5 55 Máy phay vạn năng 53 0,15 0,6/1,33 56 Máy tiện ren 54 0,15 0,6/1,33 57 Máy doa tọa độ 55 0,15 0,6/1,33 58 Máy tiện ren 56 0,15 0,6/1,33 59 Máy xọc 57 0,15 0,6/1,33 60 Máy tiện ren 58 0,15 0,6/1,33 61 Máy phay ngang 59 0,15 0,6/1,33 62 Máy tiện ren cấp chính xác cao 60 0,15 0,6/1,33 63 Máy mài mũi khoan 61 0,15 0,6/1,33 64 Máy mài dao chuốt 62 0,15 0,6/1,33 65 Máy mài mũi phay 63 0,15 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 5 0,15 0,6/1,33 16 1,77 4 30,5 0,90 40
3.2.2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải. Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 1. Pđ I STT Tên thiết bị Số lƣợng (kW) đm (A) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện 1 2,5 2,5 6,33 2 Máy tiện 1 1,5 1,5 3,79 3 Máy tiện 1 7,0 7,0 17,72 4 Máy tiện 2 0,65 1,3 3,29 5 Máy tiện 2 10,0 20,0 50,64 6 Máy tiện 1 5,0 5,0 12,66 7 Máy tiện 2 1,75 3,5 8,86 8 Máy tiện đứng 2 trụ 1 4,0 4,0 10,12 9 Máy tiện đứng 1 3,0 3,0 7,59 10 Máy khoan cần 1 6,0 6,0 15,19 11 Máy khoan cần 1 5,0 5,0 12,66 12 Máy khoan cần 1 5,0 5,0 12,66 13 Máy tiện 1 10,0 10,0 25,32 14 Máy tiện 1 4,0 4,0 10,12 15 Máy mài trục khuỷu 1 2,5 2,5 6,33 Tổng Cộng n =18 P = 67,9 P∑ = 80,3 I∑ = 203,33 Tổng số thiết bị có trong nhóm : n = 18 Tổng công suất của các thiết bị có trong nhóm : P∑ = 80,3 (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* = = = 0,44 n 18 P1 58 P* = = = 0,72 P 80,3 Tra bảng ta đƣợc nhq* = 0,70 nên ta có nhq = n × nhq* = 18 × 0,70 ≈ 12,6 Tra bảng với ksd = 0,15 và nhq = 12 ta đƣợc kmax = 1,96 41
* Phụ tải tính toán của nhóm 1. n Ptt = kmax × ksd × Pđm = 1,96 × 0,15 × 80,3 = 23,60 (kW) i 1 Qtt = Ptt × tgφ = 23,60 × 1,33 = 31,47 (kVAr) Ptt 23,60 Stt = = = 39,34 (kVA) cos 0,6 Stt 39,34 Itt = = = 59,78 (A) 3 U đm 3 0,38 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 2. Pđ (kW) I STT Tên thiết bị Số lƣợng đm (A) 1 máy Toàn bộ 1. Máy tiện 2 5,5 11 27,85 2. Máy phay đứng 1 2,0 2,0 5,06 3. Máy phay đứng 1 0,5 0,5 1,26 4. Máy phay 1 0,5 0,5 1,26 5. Máy phay ngang 1 4,5 4,5 11,39 6. Máy bào sọc 1 3,0 3,0 7,59 7. Máy bào sọc 1 3,5 3,5 8,86 8. Máy bào thủy lực 1 2,5 2,5 6,33 9. Máy bào ngang 1 9,0 9,0 22,79 10. Máy phay lăn 2 3,0 6,0 15,19 11. Máy khoan đứng 1 8,0 8,0 20,25 12. Máy khoan đứng 1 8,0 8,0 20,25 13. Máy mài phẳng 1 4,5 4,5 11,39 14. Máy doa ngang 2 3,0 6,0 15,19 15. Máy doa ngang 2 2,5 5,0 12,66 16. Máy khoan cần 1 4,5 4,5 11,39 Tổng Cộng n =20 P = 64,5 P∑ = 78,5 I∑ = 198,78 Tổng số thiết bị có trong nhóm : n = 20 Tổng công suất của các thiết bị có trong nhóm : P∑ = 78,5 (kW) Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất : n1 = 8 42
Tổng công suất của n1 thiết bị trên : P1 = 49,5 (kW) * Xác định n* và P* n1 8 n* = = = 0,4 n 20 P1 49,5 P* = = = 0,63 P 78,5 Tra bảng ta đƣợc nhq* = 0,81 nên ta có nhq = n × nhq* = 20 × 0,81 ≈ 16,2 Tra bảng với ksd = 0,15 và nhq = 16 ta đƣợc kmax = 1,77 * Phụ tải tính toán của nhóm 2. n Ptt = kmax × ksd × Pđm = 1,77 × 0,15 × 78,5 = 20,84 (kW) i 1 Qtt = Ptt × tgφ = 20,84 × 1,33 = 27,78 (kVAr) Ptt 20,84 Stt = = = 34,73 (kVA) cos 0,6 Stt 34,73 Itt = = = 52,77 (A) 3 U đm 3 0,38 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 3. Pđ (kW) Iđm STT Tên thiết bị Số lƣợng (A) 1 máy Toàn bộ 1. Máy khoan cần 1 6,0 6,0 15,19 2. Máy khoan cần 1 4,5 4,5 11,39 3. Máy mài trục cơ 1 2,5 2,5 6,33 4. Máy tiện cụt 1 3,0 3,0 7,59 5. Máy tiện đứng 1 3,5 3,5 8,86 6. Máy tiện ren 2 3,0 6,0 15,19 7. Máy tiện ren 2 3,0 6,0 15,19 8. Máy tiện ren 1 10,0 10,0 25,32 9. Máy tiện ren 3 4,0 12,0 30,38 43
10. Máy tiện ren 1 10,0 10,0 25,32 11. Máy khoan đứng 2 4,5 9,0 22,79 12. Máy khoan hƣớng tâm 1 4,5 4,5 11,39 13. Máy bào ngang 1 2,0 2,0 5,06 Tổng Cộng n =18 P = 60,5 P∑ = 79 I∑ = 200,04 Tổng số thiết bị có trong nhóm : n = 18 Tổng công suất của các thiết bị có trong nhóm : P∑ = 79 (kW) Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất : n1 = 3 Tổng công suất của n1 thiết bị trên : P1 = 26 (kW) * Xác định n* và P* n1 3 n* = = = 0,16 n 18 P1 26 P* = = = 0,32 P 79 Tra bảng ta đƣợc nhq* = 0,89 nên ta có nhq = n × nhq* = 18 × 0,89 ≈ 16,02 Tra bảng với ksd = 0,15 và nhq = 16 ta đƣợc kmax = 1,77 * Phụ tải tính toán của nhóm 3. n Ptt = kmax × ksd × Pđm = 1,77 × 0,15 × 79 = 20,97 (kW) i 1 Qtt = Ptt × tgφ = 20,97 × 1,33 = 27,96 (kVAr) Ptt 20,97 Stt = = = 34,95 (kVA) cos 0,6 Stt 34,95 Itt = = = 53,11 (A) 3 U đm 3 0,38 44
Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 4. Pđ (kW) Iđm STT Tên thiết bị Số lƣợng (A) 1 máy Toàn bộ 1. Máy phay đứng 2 3,5 7,0 17,72 2. Máy mài trong 2 2,5 5,0 12,66 3. Máy mài phẳng 1 2,0 2,0 5,06 4. Máy mài tròn 1 2,0 2,0 5,06 5. Máy khoan đứng 2 2,0 4,0 10,12 6. Máy mài vạn năng 2 9,0 18,0 45,58 7. Máy doa đứng 1 5,5 5,5 13,92 8. Máy mài phẳng 1 3,5 3,5 8,86 9. Máy doa ngang 2 9,0 18,0 45,58 10. Máy khoan ngang 1 2,5 2,5 6,33 11. Máy khoan ngang 1 3,0 3,0 7,59 12. Máy tiện cụt 1 3,5 3,5 8,86 13. Máy mài dao cắt gọt 1 4,0 4,0 10,12 Tổng Cộng n =18 P = 52 P∑ = 78 I∑ = 197,51 Tổng số thiết bị có trong nhóm : n = 18 Tổng công suất của các thiết bị có trong nhóm : P∑ = 78 (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 = 41,5 (kW) * Xác định n* và P* n1 5 n* = = = 0,27 n 18 P1 41,5 P* = = = 0,53 P 78 Tra bảng ta đƣợc nhq* = 0,80 nên ta có nhq = n × nhq* = 18 × 0,80 ≈ 14,4 Tra bảng với ksd = 0,15 và nhq = 14 ta đƣợc kmax = 1,85 * Phụ tải tính toán của nhóm 4. n Ptt = kmax × ksd × Pđm = 1,85 × 0,15 × 78 = 21,64 (kW) i 1 45
Qtt = Ptt × tgφ = 21,64 × 1,33 = 28,86 (kVAr) Ptt 21,64 Stt = = = 36,07 (kVA) cos 0,6 Stt 36.07 Itt = = = 54.81 (A) 3 U đm 3 0.38 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 5. Pđ Số (kW) I STT Tên thiết bị đm lƣợng Toàn (A) 1 máy bộ 1. Máy tiện ren cấp chính xác cao 3 3,5 10,5 26,58 2. Máy doa tọa độ 3 4,5 13,5 34,18 3. Máy xọc 1 6,0 6,0 15,19 4. Máy phay vạn năng 1 8,0 8,0 20,25 5. Máy phay ngang 2 2,0 4,0 10,12 6. Máy mài mũi khoan 1 3,5 3,5 8,86 7. Máy mài mũi phay 1 2,0 2,0 5,06 8. Máy mài dao chuốt 1 3,5 3,5 8,86 9. Máy tiện ren 3 4,5 13,5 34,18 10. Máy tiện ren 1 6,5 6,5 16,45 11. Máy tiện ren 1 10,0 10,0 25,32 Tổng Cộng n =18 P = 54 P∑ = 81 I∑ = 197,51 Tổng số thiết bị có trong nhóm : n = 18 Tổng công suất của các thiết bị có trong nhóm : P∑ = 81 (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 = 30,5 (kW) * Xác định n* và P* n1 4 n* = = = 0,22 n 18 46
P1 30,5 P* = = = 0,37 P 81 Tra bảng ta đƣợc nhq* = 0,90 nên ta có nhq = n × nhq* = 18 × 0,90 ≈ 16,2 Tra bảng với ksd = 0,15 và nhq = 16 ta đƣợc kmax = 1,77 * Phụ tải tính toán của nhóm 5. n Ptt = kmax × ksd × Pđm = 1,77 × 0,15 × 81 = 21,50 (kW) i 1 Qtt = Ptt × tgφ = 21,50 × 1,33 = 28,67 (kVAr) Ptt 21,50 Stt = = = 35,84 (kVA) cos 0,6 Stt 35,84 Itt = = = 54,45 (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 (3.19) 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 : 2 2 P0 = 16 (W/m ) = 0,016 (kW/m ) S = 5760 (m2) Phụ tải chiếu sáng của phân xƣởng : Pcs = P0 × S = 0,016 × 5760 = 92,16 (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. 47
5 Ppx = kđt × Ptti = 0,8 × (23,60 + 20,84 + 20,97 + 21,64 + 21,50) 1 Ppx = 0,8 × 108,57 = 86,85 (kW) Trong đó : kđt : Hệ số đồng thời của toàn phân xƣởng, lấy kđt = 0,8 * Phụ tải phản kháng của phân xƣởng. 5 Qpx = kđt × Qtti = 0,8 × (31,47 + 27,78 + 27,96 + 28,86 + 28,67) 1 Qpx = 0,8 × 144,76 = 115,81 (kVAr) * Phụ tải toàn phần của cả phân xƣởng (kể cả chiếu sáng) 2 2 2 2 Sttpx = (Ppx Pcs ) Qpx = (86,85 92,16) 115,81 = 213,21 (kVA) S px 213,21 Ittpx = = = 323,94 (A) 3 U đm 3 0,38 Pttpx 86,85 92,16 Cosφpx = = = 0,83 Sttpx 213,21 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 (3.20) 1 Qtt = Ptt × tgφ (3.21) 2 2 Ptt Stt = P Q = (3.22) tt tt cos Một cách gần đúng ta có thể lấy Pđ = Pđm do đó : n Ptt = knc × Pđmi (3.23) 1 Trong đó: Pđi , Pđmi : Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i. 48
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. 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 = (3.24) P1 P2 Pn 3.2.5.1. Xác định phụ tải tính toán cho khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế và vật tƣ. Công suất đặt : 272 (kW) Diện tích : 5807 (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 × 272 = 217,6 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 217,6 × 0,75 = 163,2 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,015 × 5807 = 87,10 (kW) Qcs = Pcs × tgφcs = 87,105 × 0,32 = 28,63 (kVAr) * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng : Ptt = Pđl + Pcs = 217,6 + 87,10 = 304,70 (kW) 49
* Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng : Qtt = Qđl + Qcs = 163,2 + 28,63 = 191,83 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣởng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 304,70 191,83 = 360,06 (kVA) Stt 360,06 Itt = = = 547,05 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.5.2. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng vỏ. Công suất đặt : 750 (kW) Diện tích : 13020 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Phân xƣởng cơ khí lắp ráp ta đƣợc : knc = 0,4 , cosφ = 0,6 , tgφ = 1,33 Tra bảng Phụ lục 1.2 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) 2 với Phân xƣởng cơ khí và hàn 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 = 0,4 × 750 = 300 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 300 × 1,33 = 400 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,015 × 13020 = 195,3 (kW) Qcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng : Ptt = Pđl + Pcs = 300 + 195,3 = 495,3 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng : Qtt = Qđl + Qcs = 400 + 0 = 400 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣởng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 495,3 400 = 636,64 (kVA) 50
Stt 636,64 Itt = = = 967,28 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.5.3. Xác định phụ tải tính toán cho Nhà máy Mishubishi. Công suất đặt : 1276 (kW) Diện tích : 7726 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Phân xƣởng cơ khí lắp ráp ta đƣợc : knc = 0,4 , 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 Phân xƣởng cơ khí và hàn 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 = 0,4 × 1276 = 510,4 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 510,4 × 1,33 = 680,53 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,015 × 7726 = 115,89 (kW) Qcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng : Ptt = Pđl + Pcs = 510,4 + 115,89 = 626,29 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng : Qtt = Qđl + Qcs = 680,53 + 0 = 680,53 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣởng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 626,29 680,53 = 924,85 (kVA) Stt 924,85 Itt = = = 1405,17 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.5.4. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng đúc. 51
Công suất đặt : 1488 (kW) Diện tích : 3000 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Phân xƣởng 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 2 Tẩm) với Phân xƣởng 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 × 1488 = 892,8 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 892,8 × 0,75 = 669,6 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,015 × 3000 = 45 (kW) Qcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng : Ptt = Pđl + Pcs = 892,8 + 45 = 937,8 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng : Qtt = Qđl + Qcs = 669,6 + 0 = 669,6 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣởng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 937,8 669,6 = 670,29 (kVA) Stt 670,29 Itt = = = 1018,41 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.5.5. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng nhiệt luyện. Công suất đặt : 250 (kW) Diện tích : 3440 (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 : 52
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 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc × Pđ = 0,6 × 250 = 150 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 150 × 0,75 = 112,5 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,015 × 3440 = 51,6 (kW) Qcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng : Ptt = Pđl + Pcs = 150 + 51,6 = 201,6 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng : Qtt = Qđl + Qcs = 112,5 + 0 = 112,5 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣởng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 201,6 112,5 = 230,86 (kVA) Stt 230,86 Itt = = = 350,76 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.5.6. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng Điện. Công suất đặt : 465 (kW) Diện tích : 2961 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Phân xƣởng rèn dập 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 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 : 53
cosφcs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc × Pđ = 0,6 × 465 = 279 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 279 × 1,33 = 372 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,015 × 2961 = 44,41 (kW) Qcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng : Ptt = Pđl + Pcs = 279 + 44,41 = 323,41 (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 = 323,41 372 = 492,93 (kVA) Stt 492,93 Itt = = = 748,93 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.5.7. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng Động lực. Công suất đặt : 260 (kW) Diện tích : 2793 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Phân xƣởng cơ khí lắp ráp ta đƣợc : knc = 0,4 , 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 Phân xƣởng cơ khí và hàn ta đƣợc suất chiếu sáng P0 = 14 (W/m ) = 0,014(kW/m2), ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt có : cosφcs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc × Pđ = 0,4 × 260 = 104 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 104 × 1,33 = 138,66 (kVAr) 54
* Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,014 × 2793 = 39,10 (kW) Qcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng : Ptt = Pđl + Pcs = 104 + 39,10 = 143,10 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng : Qtt = Qđl + Qcs = 138,66 + 0 = 138,66 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣởng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 143,10 138,66 = 199,26 (kVA) Stt 199,26 Itt = = = 302,75 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.5.8. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng trang trí. Công suất đặt : 300 (kW) Diện tích : 1710 (m2) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với Phân xƣởng nhuộm, tẩy, hấp ta đƣợc : 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 Tẩm) với Phân xƣởng trạm axetilen ta đƣợc suất chiếu sáng P0 = 20 (W/m ) = 0,02 (kW/m2), ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt có : cosφcs = 1 * Công suất tính toán động lực : Pđl = knc × Pđ = 0,7 × 300 = 210 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 210 × 0,75 = 157,5 (kVAr) * Công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = P0 × S = 0,02 × 1710 = 34,2 (kW) Qcs = 0 * Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng : 55
Ptt = Pđl + Pcs = 210 + 34,2 = 244,2 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng : Qtt = Qđl + Qcs = 157,5 + 0 = 157,5 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣởng : 2 2 2 2 Stt = Ptt Qtt = 244,2 157,5 = 290,58 (kVA) Stt 290,58 Itt = = = 441,49 (A) 3 U đm 3 0,38 3.2.5.9. Xác định phụ tải tính toán cho trạm biến áp cấp nguồn cho khu vực cầu tàu. Công suất đặt : 1500 (kW) Tra bảng Phụ lục 1.3 sách Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang,Vũ Văn Tẩm) với : knc = 0,7 , cosφ = 0,8 , tgφ = 0,75 * Công suất tính toán động lực của trạm biến áp : Pđl = knc × Pđ = 0,7 × 1500 = 1050 (kW) Qđl = Pđl × tgφ = 1050 × 0,75 = 787,5 (kVAr) * Công suất tính toán tác dụng của trạm biến áp : Ptt = Pđl = 1050 (kW) * Công suất tính toán phản kháng của trạm biến áp : Qtt = Qđl + Qcs = 787,5 + 0 = 787,5 (kVAr) * Công suất tính toán của toàn phân xƣởng : 2 2 Stt = = 1050 787,5 = 1312,5 (kVA) Stt 1312 ,5 Itt = = = 1994,13 (A) 3 U đm 3 0,38 56
Bảng 3.5. Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng. Pđ Cos P0 Pđl Pcs Ptt Qtt Stt Itt Tên phân xƣởng knc 2 (kW) φ (W/m ) (kW) (kW) (kW) (kVAr) (kVA) (A) Khu văn phòng,nhà khách, trạm y tế, vật tƣ 272 0,8 0,8 15 217,6 87,10 304,70 191,83 360,06 547,05 Phân xƣởng vỏ 750 0,4 0,6 15 300 195,3 495,3 400 636,64 967,28 Nhà máy Mishubishi 1276 0,4 0,6 15 510,4 115,89 626,29 680,53 924,85 1405,17 Phân xƣởng đúc 1488 0,6 0,8 15 892,8 45 937,8 669,6 670,29 1018,41 Phân xƣởng nhiệt luyện 250 0,6 0,8 15 150 51,6 201,6 112,5 230,86 350,76 Phân xƣởng điện 465 0,6 0,6 15 279 44,41 323,41 372 492,93 748,93 Phân xƣởng động lực 260 0,4 0,6 14 104 39,10 143,10 138,66 199,26 302,75 Phân xƣởng trang trí 300 0,7 0,8 20 210 34,2 244,2 157,5 290,58 441,49 TBA cấp nguồn cho khu vực cầu tàu 1500 0,7 0,8 15 1050 0 1050 787,5 1312,5 1994,13 Phân xƣởng sửa chữa cơ khí 0,3 0,6 16 86,85 92,16 179,01 115,81 213,21 323,94 Tổng Cộng 4505,43 3625,94 5331,22 8099,96 57
3.2.6. Xác định phụ tải tính toán của toàn Tổng công ty. * Phụ tải tính toán tác dụng của toàn Tổng Công Ty. 10 Pttnm = kđt × Ptti = 0,85 × 4505,43 = 3829,61 (kW) i 1 Trong đó : kđt : Hệ số đồng thời, lấy bằng 0,85 * Phụ tải tính toán phản kháng toàn Tổng Công Ty. 10 Qttnm = kđt × Qtti = 0,85 × 3625,94 = 3082,05 (kVAr) i 1 * Phụ tải tính toán toàn phần toàn Tổng Công Ty. 2 2 2 2 Sttnm = Pttnm Qttnm = 3829,61 3082,05 = 4915,79 (kVA) * Hệ số công suất của toàn Tổng Công Ty. Pttnm 3829 ,61 Cosφnm = = = 0,78 Sttnm 4915 ,79 3.2.7. Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải. 3.2.7.1. 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 (3.25) 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 (3.26) 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. 58
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. 3.2.7.2. 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: S1 R1 = (3.27) 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 sau: 360 Pcs αcs = (3.28) Ptt 59
Bảng 3.6. 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 Tên phân xƣởng cs tt tt α 0 (kW) (kW) (kVA) x (mm) y (mm) (mm) cs Khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế, vật tƣ 87,10 304,70 360,06 281,40 297,30 6,18 102,91 Phân xƣởng vỏ 195,3 495,3 636,64 507,33 488,32 8,22 141,95 Nhà máy Mishubishi 115,89 626,29 924,85 259,55 508,65 9,90 66,61 Phân xƣởng đúc 45 937,8 670,29 154,16 530,83 8,43 17,27 Phân xƣởng nhiệt luyện 51,6 201,6 230,86 258,11 601,05 4,95 92,14 Phân xƣởng điện 44,41 323,41 492,93 159,70 598,28 7,23 49,43 Phân xƣởng động lực 39,10 143,10 199,26 52,52 623,23 4,59 98,36 Phân xƣởng trang trí 34,2 244,2 290,58 54,83 705,46 5,55 50,41 TBA cấp nguồn cho khu vực cầu tàu 0 1050 1312,5 323,71 644,45 11,80 0 Phân xƣởng sửa chữa cơ khí 92,16 179,01 213,21 386,19 387,06 4,75 185,33 Tổng 688,35 4505,43 5331,22 1439611 ,16 x0 = = 270,03 5331 ,22 2935402 ,43 y0 = = 550,60 5331 ,22 Vậy tâm phụ tải của toàn nhà máy là M (270;550) Dịch chuyển ra khoảng trống vậy M (297; 215) 60
3.3. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ. 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 7 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 5 tủ động lực và 2 tủ 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 3.3.1. Lựa chọn các thiết bị điện cho tủ phân phối. 3.3.1.1. Chọn cáp từ trạm biến áp về tủ phân phối của xƣởng. S x 213,21 Ix = = = 323,94 (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 120 (mm2), có các thông số nhƣ sau: Icp = 343 (A) → CPII (1 × 120) 3.3.1.2. Chọn áp tô mát đầu nguồn từ trạm biến áp về tủ phân phối của xƣởng. 61
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. 3.3.1.3. Chọn tủ phân phối của xƣởng. * Áp tô mát tổng chọn loại NS400E giống nhƣ áp tô mát đầu nguồn. * 7 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 3.7 Thông số kĩ thuật của các áp tô mát đã chọn. Loại áp tô U I I đmA đmA gn cắt N Số cực mát (V) (A) (kA) NS400E 500 400 15 3 NC100H 440 100 6 1-2-3-4 3.3.1.4. 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 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 (3.29) 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) 62
Điều kiện kiểm tra phối hợp và thiết bị baỏ vệ của cáp, khi bảo vệ bằng áp tô mát : I kđđn 1,25 I đmA khc × Icp ≥ = (3.30) 1,5 1,5 a. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 1. khc × Icp ≥ Itt = 59,78 (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 2 PVC do Lens chế tạo tiết diện 16 (mm ) có Icp = 113 (A) → CPII (1 × 16) b. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 2. khc × Icp ≥ Itt = 52,77 (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 2 PVC do Lens chế tạo tiết diện 16 (mm ) có Icp = 113 (A) → CPII (1 × 16) c. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 3. khc × Icp ≥ Itt = 53,11 (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 2 PVC do Lens chế tạo tiết diện 16 (mm ) có Icp = 113 (A) → CPII (1 × 16) d. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 4. khc × Icp ≥ Itt = 54,81 (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 2 PVC do Lens chế tạo tiết diện 16 (mm ) có Icp = 113 (A) → CPII (1 × 16) 63
e. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 5. khc × Icp ≥ Itt = 54,45 (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 2 PVC do Lens chế tạo tiết diện 16 (mm ) có Icp = 113 A → CPII (1 × 16) Bảng 3.8 Kết quả chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực. I F I Tuyến cáp tt cáp cp (A) (mm2) (A) Phân phối - Động lực 1 59,78 16 113 Phân phối - Động lực 2 52,77 16 113 Phân phối - Động lực 3 53,11 16 113 Phân phối - Động lực 4 54,81 16 113 Phân phối - Động lực 5 54,45 16 113 Vì xƣởng cách xa trạm biến áp (270 m), không cần tính ngắn mạch để kiểm tra cáp và áp tô mát đã chọn. 3.3.1.5. 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 và loại 10 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 3.3.1.6. Lựa chọn cầu chì hạ áp. * Trong lƣới điện sinh hoạt : Uđmcc ≥ Uđmlđ (3.31) Idc ≥ Itt (3.32) 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). 64
Uđmcc : Đƣợc chế tạo với cấp điện áp nhƣ của cầu dao. Với phụ tải 1 pha : Pđm Itt = (3.33) 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 = (3.34) 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 (3.35) I mm kmm I đmĐ Idc ≥ = (3.36) Trong đó : kt : Hệ số tải của động cơ (kt = 1). IđmĐ : Dòng điện định mức của động cơ. Pđm IđmĐ = (3.37) 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 : Hệ số. 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. 65
n Idc ≥ kti I đm (3.38) 1 n 1 I mmmax kti I đm 1 Idc ≥ (3.39) α : lấy theo tính chất của động cơ mở máy. Cầu chì bảo vệ cho 1 nhóm động cơ. Idc ≥ Itt (3.40) I mm Idc ≥ (3.41) n 1 I mmmax kti I đm 1 Idc ≥ (3.42) 3.3.1.6.1. 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 mmmax kti I đm 1 5 25,32 (43,04 25,32 0,15) Idc ≥ = = 66,33 (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 máy tiện 10,0 (kW) và máy tiện 5,0 (kW). 10,0 5,0 Idc ≥ = (1 × ) + (1 × ) = 37,98 (A) 3 0,38 0,6 3 0,38 0,6 5 25,32 (37,98 25,32 0,15) Idc ≥ = = 64,31 (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). 66
n 1,75 1,75 Idc ≥ kti I đm = (1 × ) + (1 × ) = 8,86 (A) 1 3 0,38 0,6 3 0,38 0,6 n 1 I mmmax kti I đm 1 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 có Idc = 60 (A), Ivỏ = 100 (A). * Cầu chì bảo vệ cho máy tiện 2,5 (kW) và máy tiện 1,5 (kW). 2,5 1,5 Idc ≥ = (1 × ) + (1 × ) = 10,12 (A) 3 0,38 0,6 3 0,38 0,6 5 6,33 (10,12 6,33 0,15) Idc ≥ = = 16,32 (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 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 5 25,32 (40,51 25,32 0,15) Idc ≥ = = 65,32 (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). 67
* Cầu chì bảo vệ cho máy tiện 4,0 (kW) và máy mài trục khuỷu 2,5 (kW). n 4,0 2,5 Idc ≥ kti I đm = (1 × ) + (1 × ) = 16,45 (A) 1 3 0,38 0,6 3 0,38 0,6 n 1 I mmmax kti I đm 1 5 10,12 (16,45 10,12 0,15) Idc ≥ = = 26,21 (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 2 máy khoan cần 5,0 (kW). 5,0 5,0 Idc ≥ = (1 × ) + (1 × ) = 25,32 (A) 3 0,38 0,6 3 0,38 0,6 5 12,66 (25,32 12,66 0,15) Idc ≥ = = 34,68 (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 đứng 3,0 (kW) và máy tiện đứng 2 trụ 4,0 (kW). 3,0 4,0 Idc ≥ = (1 × ) + (1 × ) = 17,72 (A) 3 0,38 0,6 3 0,38 0,6 5 10,12 (17,72 10,12 0,15) Idc ≥ = = 26,72 (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 = 59,78 (A) n 1 I mmmax kti I đm 1 5 25,32 (59,78 25,32 0,15) Idc ≥ = = 73,03 (A) 2,5 68
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 3.3.1.7. 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 (3.43) 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 ≥ (3.44) Với mạng động lực α = 3. Với mạng sinh hoạt α =0,8. Nếu bảo vệ bằng Áp tô mát. I kdnh Icp ≥ (3.45) 1,5 Hoặc I kddt Icp ≥ (3.46) 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 69
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. (3.47) 3.3.1.7.1. 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) 1 × 1 × 60 > 100 = 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) 1 × 1 × 60 > = 33,33 (A) 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) 1 × 1 × 35 > 60 = 20 (A) 3 Vậy ta chọn dây có thiết diện 6 (mm2) là hợp lý. * Dây từ tủ động lực 1 đến máy tiện 2,5 (kW) và máy tiện 1,5 (kW). 2 Ta chọn dây có tiết diện 6 (mm ) có Icp = 35 (A) 70
1 × 1 × 35 > 10,12 (A) Kết hợp với Idc = 60 (A) 1 × 1 × 35 > 60 = 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) 1 × 1 × 35 > 60 = 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) 1 × 1 × 60 > 100 = 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 4,0 (kW) và máy mài trục khuỷu 2,5 (kW). 2 Ta chọn dây có tiết diện 6 (mm ) có Icp = 35 (A) 1 × 1 × 35 > 16,45 (A) Kết hợp với Idc = 60 (A) 1 × 1 × 35 > 60 = 20 (A) 3 Vậy ta chọn dây có thiết diện 6 (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) 71
Kết hợp với Idc = 60 (A) 1 × 1 × 35 > 60 = 20 (A) 3 Vậy ta chọn dây có thiết diện 6 (mm2) là hợp lý. * Dây từ tủ động lực 1 đến máy tiện đứng 3,0 (kW) và máy tiện đứng 2 trụ 4,0 (kW). 2 Ta chọn dây có tiết diện 6 (mm ) có Icp = 35 (A) 1 × 1 × 35 > 17,72 (A) Kết hợp với Idc = 60 (A) 1 × 1 × 35 > 60 = 20 (A) 3 Vậy ta chọn dây có thiết diện 6 (mm2) là hợp lý. Các nhóm khác cũng chọn tƣơng tự,kết quả đƣợc ghi trong bảng 3.9 72
Bảng 3.9 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 Tiết STT Tên nhóm và tên thiết bị P I Ivo đm đm Mã hiệu kính diện Mã hiệu (A) (kW) (A) I dc ống thép (mm2) 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 8 Máy tiện 4,0 10,12 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100\60 9 Máy tiện đứng 2 trụ 4,0 10,12 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100\60 10 Máy mài trục khuỷu 2,5 6,33 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100\60 11 Máy tiện 2,5 6,33 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100\60 12 Máy tiện 1,5 3,79 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100\60 13 Máy tiện đứng 3,0 7,59 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100\60 Nhóm 2 14 Máy tiện 5,5 13,92 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 15 Máy doa ngang 3,0 7,59 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 16 Máy phay lăn 3,0 7,59 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 17 Máy khoan đứng 8,0 20,25 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 18 Máy doa ngang 2,5 6,33 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 19 Máy mài phẳng 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 73
20 Máy phay ngang 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 21 Máy phay đứng 0,5 1,26 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 22 Máy phay 0,5 1,26 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 8,86 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 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’’ 6 IIPT-2 100/60 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 Nhóm 3 29 Máy tiện ren 10,0 25,32 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 30 Máy khoan đứng 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 31 Máy tiện ren 4,0 10,12 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 32 Máy tiện ren 3,0 7,59 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 33 Máy tiện cụt 3,0 7,59 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 34 Máy khoan cần 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 35 Máy khoan hƣớng tâm 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 36 Máy tiện đứng 3,5 8,86 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 37 Máy mài trục cơ 2,5 6,33 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 38 Máy khoan cần 6,0 15,19 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 39 Máy bào ngang 2,0 5,06 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 Nhóm 4 41 Máy mài vạn năng 9,0 22,79 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 42 Máy doa ngang 9,0 22,79 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 43 Máy mài trong 2,5 6,33 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 44 Máy phay đứng 3,5 8,86 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 74
45 Máy khoan đứng 2,0 5,06 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 46 Máy mài phẳng 2,0 5,06 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 47 Máy mài tròn 2,0 5,06 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 48 Máy mài phẳng 3,5 8,86 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 49 Máy tiện cụt 3,5 8,86 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 50 Máy doa đứng 5,5 13,92 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 51 Máy khoan ngang 2,5 6,33 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 52 Máy khoan ngang 3,0 7,59 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 54 Máy mài dao cắt gọt 4,0 10,12 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 Nhóm 5 55 Máy phay vạn năng 8,0 20,25 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 56 Máy tiện ren 10,0 25,32 IIPTO 3/4’’ 10 IIPT-2 200/100 57 Máy doa tọa độ 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 58 Máy tiện ren 4,5 11,39 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 59 Máy xọc 6,0 15,19 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 60 Máy tiện ren 6,5 16,45 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 61 Máy phay ngang 2,0 5,06 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 62 Máy tiện ren cấp chính xác cao 3,5 8,86 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 63 Máy mài mũi khoan 3,5 8,86 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 64 Máy mài dao chuốt 3,5 8,86 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 65 Máy mài mũi phay 2,0 2,06 IIPTO 3/4’’ 6 IIPT-2 100/60 75
Chƣơng 4. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COS 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 76
của mạng đƣợc nâng cao, giữa P, Q và góc φ có quan hệ sau : φ = arctg P Q (4.1) 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 TPPTT, thanh cái cao áp, 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) × α (4.2) 77
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 φ2 : Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù, cosφ2 = 0,95 α : Hệ số xét tới khả năng nâng cấp cosφ bằng những biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù, α = 0,9 ÷ 1 Với nhà máy đang thiết kế ta tìm đƣợc dung lƣợng bù cần thiết : Qbù = Pttnm × (tgφ1 – tgφ2) × α (4.3) 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 (4.4) 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) 10 Q = Qi : Phụ tải tính toán phản kháng tổng của nhà máy. i 1 Q = 3082,05 (kVar) Ri : Điện trở của nhánh thứ i (Ω) R = 1 : Điện trở tƣơng đƣơng của mạng (Ω) (4.5) tđ 1 1 1 1 R1 R2 R3 R10 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 78
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 Tổng công ty công nghiệp tàu thủy Bạch Đằng cho trên hình vẽ. Bảng 4.1 Số liệu tính toán các đƣờng cáp cao áp 10 (kV). Thứ F L r R Đƣờng cáp Loại cáp 0 C tự (mm2) (m) (Ω/km) (Ω) 1 Lộ kép PPTT-B1 16 367 1,47 0,26 2 Lộ kép PPTT-B2 16 428 1,47 0,31 3 Lộ kép PPTT-B3 Cáp 16 312 1,47 0,22 4 Lộ kép PPTT-B4 Nhật, lõi 16 397 1,47 0,29 5 Lộ kép PPTT-B5 đồng, 16 480 1,47 0,35 cách điện 6 Lộ kép PPTT-B6 16 453 1,47 0,33 XLPE,vỏ 7 Lộ kép PPTT-B7 PVC có 16 620 1,47 0,45 8 Lộ kép PPTT-B8 đai thép 16 702 1,47 0,51 9 Lộ kép PPTT-B9 25 478 0,927 0,22 10 Lộ kép PPTT-B10 16 270 1,47 0,19 Bảng 4.2 Số liệu tính toán các trạm biến áp phân xƣởng. S S R Tên trạm tt đmb Số Máy B (kVA) (kVA) (Ω) B1 304,70 + 191,83j 500 1 2,8 B2 495,3 + 400j 500 2 2,8 B3 626,29 + 680,53j 800 2 1,64 B4 937,8 + 669,6j 500 2 2,8 B5 201,6 + 112,5j 250 2 6,56 B6 323,41 + 372j 500 2 2,8 B7 143,10 + 138,66j 250 2 6,56 B8 244,2 + 157,5j 250 2 6.56 B9 1050 + 787,5j 800 2 1,64 B10 179,01 + 115,81j 250 2 6,56 79
Bảng 4.3 Kết quả tính toán điện trở các nhánh. R R R=R +R Stt Tên nhánh B C B C (Ω) (Ω) (Ω) 1 PPTT-B1 2,8 0,26 3,06 2 PPTT-B2 2,8 0,31 3,11 3 PPTT-B3 1,64 0,22 1,86 4 PPTT-B4 2,8 0,29 3,09 5 PPTT-B5 6,56 0,35 6,91 6 PPTT-B6 2,8 0,33 3,13 7 PPTT-B7 6,56 0,45 7,01 8 PPTT-B8 6,56 0,51 7,07 9 PPTT-B9 1,64 0,22 1,86 10 PPTT-B10 6,56 0,19 6,75 Điện trở tƣơng đƣơng toàn mạng cao áp. 1 1 Rtđ = = = 0,34 (Ω) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2,93 R1 R2 R3 R4 R5 R 6 R7 R8 R9 R10 Căn cứ vào số liệu bảng 4.2 xác định đƣợc công suất tính toán và cosφ của toàn xí nghiệp. S = 4505,43 + 3625,94j (kVA) Cosφ = 4505,43 = 0,78 4505,432 3625,942 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) = 3829,61 × (0,80 – 0,33) = 1808,65 (kVAr) Áp dụng công thức ta xác định đƣợc dung lƣợng bù tại thanh cái của các trạm biến áp phân xƣởng nhƣ sau : 0,34 Qbù 1 = 191,83 – (3625,94 – 1808,65) × = -9,68 (kVAr) 3,06 0,34 Qbù 2 = 400 – (3625,94 – 1808,65) × = 201,38 (kVAr) 3,11 0.34 Qbù 3 = 680,53 – (3625,94 – 1808,65) × = 349,71 (kVAr) 1,86 80
0,34 Qbù 4 = 669,6 – (3625,94 – 1808,65) × = 469,52 (kVAr) 3,09 0,34 Qbù 5 = 112,5 – (3625,94 – 1808,65) × = 23,01 (kVAr) 6,91 0.34 Qbù 6 = 372 – (3625,94 – 1808,65) × = 174,54 (kVar) 3,13 0,34 Qbù 7 = 138,66 – (3625,94 – 1808,65) × = 50,49 (kVAr) 7,01 0,34 Qbù 8 = 157,5 – (3625,94 – 1808,65) × = 70,07 (kVAr) 7,07 0,34 Qbù 9 = 787,5 – (3625,94 – 1808,65) × = 455,30 (kVAr) 1,86 0,34 Qbù 10 = 115,81 – (3625,94 – 1808,65) × = 24,28 (kVAr) 6,75 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. Bảng 4.4 Kết quả tính toán và đặt tủ bù cosφ tại các trạm BAPX. Qbù (kVAr) Q Tên trạm Loại tủ bù Số pha Số lƣợng Theo tính (kVAr) toán B1 -9,68 KC2-0.38-50-3Y3 3 50 0 B2 201,38 KC2-0.38-50-3Y3 3 50 4 B3 349,71 KC2-0.38-50-3Y3 3 50 7 B4 469,52 KC2-0.38-50-3Y3 3 50 10 B5 23,01 KC2-0.38-30-3Y3 3 30 1 B6 174,54 KC2-0.38-50-3Y3 3 50 4 B7 50,49 KC2-0.38-50-3Y3 3 50 1 B8 70,07 KC2-0.38-50-3Y3 3 50 2 B9 455,30 KC2-0.38-50-3Y3 3 50 10 B10 24,28 KC2-0.38-30-3Y3 3 30 1 81
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 giải quyết đƣợc những vấn đề: - Xác định phụ tải tính toán. - Xác định dung lƣợng, số lƣợng máy biến áp. - Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ. - Tính toán về điện và ngắn mạch. - Bù công suất phản kháng. - Thiết kế chiếu sáng. - Thiết kế mạng điện cho phân xƣởng cụ thể. 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. 82
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. 83
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 2 Chƣơng 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY BẠCH ĐẰNG 3 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN. 3 1.2. CƠ CẤU TỔ CHỨC. 4 Chƣơng 2. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TỔNG CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY BẠCH ĐẰNG 6 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. 6 2.2. CÁC PHƢƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN. 6 2.2.1. Phƣơng án về các trạm biến áp phân xƣởng (BAPX). 7 2.2.2. Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xƣởng. 10 2.2.3. Phƣơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xƣởng. 11 2.2.3.1. Các phƣơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xƣởng. 11 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. 13 2.2.4. Thiết kế chi tiết cho phƣơng án đã chọn. 19 2.2.4.1. Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT. 19 2.2.4.2. Sơ đồ các trạm biến áp phân xƣởng. 19 2.2.4.3. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện đã chọn. 20 Chƣơng 3.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 25 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG. 25 3.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN. 28 3.2.1. Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán. 29 3.2.1.1. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. 29 3.2.1.2. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. 30 84
3.2.1.3. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm. 31 3.2.1.4. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb. 31 3.2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị của phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 32 3.2.2.1. Phân nhóm phụ tải. 32 3.2.2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải. 41 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 1. 41 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 2. 42 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 3. 43 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 4. 45 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 5. 46 3.2.3. Tính toán phụ tải chiếu sáng cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 47 3.2.4. Xác định phu tải tính toán của toàn phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 47 3.2.5. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng còn lại. 48 3.2.5.1. Xác định phụ tải tính toán cho khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế và vật tƣ. 49 3.2.5.2. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng vỏ. 50 3.2.5.3. Xác định phụ tải tính toán cho Nhà máy Mishubishi. 51 3.2.5.4. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng đúc. 51 3.2.5.5. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng nhiệt luyện. 52 3.2.5.6. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng Điện. 53 3.2.5.7. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng Động lực. 54 3.2.5.8. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng trang trí. 55 3.2.5.9. Xác định phụ tải tính toán cho trạm biến áp cấp nguồn cho khu vực cầu tàu. 56 3.2.6. Xác định phụ tải tính toán của toàn Tổng công ty. 58 85
3.2.7. Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải. 58 3.2.7.1. Tâm phụ tải điện. 58 3.2.7.2. Biểu đồ phụ tải điện. 59 3.3. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ. 61 3.3.1. Lựa chọn các thiết bị điện cho tủ phân phối. 61 3.3.1.1. Chọn cáp từ trạm biến áp về tủ phân phối của xƣởng. 61 3.3.1.2. Chọn áp tô mát đầu nguồn từ trạm biến áp về tủ phân phối của xƣởng. 61 3.3.1.3. Chọn tủ phân phối của xƣởng. 62 3.3.1.4. Lựa chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực. 62 3.3.1.5. Lựa chọn các tủ động lực. 64 3.3.1.6. Lựa chọn cầu chì hạ áp. 64 3.3.1.6.1. Lựa chọn cầu chì bảo vệ cho tủ động lực 1. 66 3.3.1.7. Lựa chọn dây dẫn từ các tủ động lực tới từng động cơ. 69 3.3.1.7.1. Lựa chọn dây dẫn cho tủ động lực 1. 70 Chƣơng 4.TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COS 76 4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. 76 4.2. CHỌN THIẾT BỊ BÙ. 77 4.3. XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƢỢNG BÙ. 77 4.3.1. Xác định dung lƣợng bù. 77 4.3.2. Phân bố dung lƣợng bù cho các TBAPX. 78 KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 86