›
›

Đồ án Tính toán thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp sản xuất bao bì-xi măng Hải Phòng

pdf 62 trang huongle 2430
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tính toán thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp sản xuất bao bì-xi măng Hải Phòng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_tinh_toan_thiet_ke_cung_cap_dien_cho_xi_nghiep_san_xua.pdf

Nội dung text: Đồ án Tính toán thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp sản xuất bao bì-xi măng Hải Phòng

  1. MỤC LỤC 1 Mở đầu 1 Chƣơng 1: GIỚI THIỆU VỀ XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ – CƠNG TY XI MĂNG HẢI PHỊNG 4 1.1 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN 4 1.2. SƠ ĐỒ CƠ CẤU TỔ CHỨC 5 1.3.CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BAO BÌ. 6 Chƣơng 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG 9 2.1. Đặt vấn đề 9 2.2. PHÂN LOẠI PHỤ TẢI ĐIỆN. 10 2.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN. 11 2.3.1. Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu. 11 2.3.2. Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax và Ptb ( cịn gọi là phƣơng pháp số thiết bị hiệu quả) 11 2.3.3. Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm. 12 2.3.4. Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. . 12 2.4. XÁC ĐỊNH PTTT CỦA XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG. 12 2.4.1. Xác định phụ tải tính tốn của xƣởng sản xuất chính. 13 2.4.2. Khối quản lý. 19 2.4.3. Phụ tải tồn xí nghiệp. 19 Chƣơng 3: THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ 21 3.1. KHÁI QUÁT CHUNG. 21 3.2. LỰA CHỌN TRẠM VÀ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP. 21 3.2.1. Xác định vị trí đặt trạm. 22 3.2.2. Xác định dung lƣợng máy biến áp. 23
  2. 3.3. CHỌN DÂY CAO ÁP. 25 3.4. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG TRẠM BIẾN ÁP. 28 3.4.1. Lựa chọn các thiết bị điện cao áp 28 3.4.2. Lựa chọn các thiết bị điện hạ áp. 31 Chƣơng 4: THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP XƢỞNG SẢN XUẤT 38 4.1. VẠCH SƠ ĐỒ CÁP ĐIỆN MẠNG HẠ ÁP. 38 4.2. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP 38 4.2.1. Chọn cáp từ máy biến áp về đến tủ phân phối. 38 4.2.2. Chọn các thiết bị tủ phân phối. 39 4.2.3. Chọn cáp thừ tủ phân phối đến tủ động lực. 41 4.3. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG. 45 4.3.1. Đặt vấn đề. 45 4.3.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng làm việc của nhà xƣởng sản xuất. 46 5.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. 50 5.2. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHỐNG SÉT. 50 5.2.1. Sét và nguyên nhân gây sét. 50 5.2.2. Thiết bị chống sét. 51 5.2.3. Lựa chọn thiết bị chống sét. 52 5.3. TÍNH TỐN NỐI ĐẤT. 53
  3. Mở đầu Ngày nay, nền kinh tế nƣớc ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng nâng cao nhanh chĩng. Vì thế mà điện năng ngày càng khẳng định rõ tầm quan trọng của nĩ trong ngành kinh tế quốc dân cũng nhƣ trong sinh hoạt đời sống con ngƣời. Điện năng đã thực sự trở thành một trong những động lực quan trọng gĩp phần tăng năng suất lao động, chất lƣợng và giá thành sản phẩm, tạo nên sự phát triển nhịp nhàng trong cấu trúc kinh tế. Một trong những vấn đề quan trọng để cung cấp điện năng đến đời sống và sản xuất đĩ là thiết kế hệ thống cấp điện. Thiết kế hệ thống cấp điện là một việc làm khĩ. Một cơng trình dù nhỏ hay lớn cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt chuyên ngành hẹp nhƣ cung cấp điện, thiệt bị điện, kỹ thuật cao áp . Ngƣời thiết kế cịn phải cĩ sự hiểu biết về xã hội, mơi trƣờng, các đối tƣợng cấp điện, về tiếp thị. Cơng trình thiết kế quá dƣ thừa sẽ gây lãng phí điện năng, nguyên vật liêu, vốn đầu tƣ . Cơng trình thiết kế sai (hoặc thiếu hiểu biết hoặc do lợi nhuận) sẽ gây ra hậu quả khơn lƣờng: gây sự cố mất điện, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản. Trƣớc những vấn đề nêu trên ta thấy đƣợc tầm quan trọng của việc thiết kế hệ thống cấp điện đến đời sống và sản xuất. Để hiểu rõ hơn sau đây ta đi vào đề tài “Tính tốn thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp sản xuất bao bì – xi măng Hải Phịng” do Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn. 1
  4. 01 NHÀ SẢN XUẤT CHÍNH 02 KHO TỔNG HỢP 03 TRẠM BIẾN THẾ 04 NHÀ TẮM VÀ VỆ SINH ĐUÒNG DỰ KIẾN QUY HOẠCH KHU VỰC NHÀ DÂN VÀ KHO ĐƯỜNG DỰ KIẾN QUY HOẠCH ĐUÒNG BÊ TÔNG DUÒNG ĐI HÀ NỘI ĐUÒNG BÊ TÔNG THỦY LỢI CÔNG TR?NH BAN QUẢN LÝ MẶT BẰNG ĐI DÂY MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP BAO B? XI MĂNG MẶT BẰNG ĐI DÂY MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP BAO BÌ XI MĂNG????? 2
  5. MÁY DỆT CẮT LỒNG ỐNG MÁYIN MÁY MAY1 TẠO SỢI MÁY TRÁNG MÁY MÀNG MÁY ÉP KIỆN MÁY MAY2 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG 3
  6. Chƣơng 1: GIỚI THIỆU VỀ XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ – CƠNG TY XI MĂNG HẢI PHỊNG 1.1 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN Xí nghiệp Bao bì Xi măng Hải Phịng thuộc cơng ty Xi măng Hải Phịng nằm trên quốc lộ 5 ( số 3 đƣờng Hà Nội) đƣợc thành lập theo quyết định số 105/XMVN-HĐQT ngày 26/03/1999 của hội đơng quản trị cơng ty xi măng Việt Nam. Là đơn vị đi đầu trong chƣơng trình chuyển đổi sản xuất theo chủ trƣơng cơng nghiệp hĩa – hiện đại hĩa. Hình 1.1: Cơng ty bao bì xi măng Hải Phịng. Xí nghiệp đƣợc đầu tƣ dây truyền sản xuất hiện đại của Cộng hoe liên Bang Đức và Cộng hoe Áo, chuyên sản xuất các loại vỏ bao đựng xi măng nhƣ bao KPK, PK, cơng suất giai đoạn 1 là 25 triệu vơ bao/năm. Sản phẩm vỏ 4
  7. bao đựng xi măng các loại của xí nghiệp sản xuất đã đƣợc các cơng ty thành viên của Tổng Cơng ty cơng nghiệp Xi măng Việt Nam và một số cơng ty xi măng liên doanh sử dụng, đánh giá cao về chất lƣợng cũng nhƣ về giá cả. Tuy mới bƣớc vào hoạt động theo quy mơ mới nhƣng xí nghiệp bao bì Xi măng Hải Phịng đã cĩ uy tín với bạn hàng về phƣơng thức làm ăn cuả mình. Đội ngũ cán bộ cơng nhân viên ngày càng đƣợc nâng cao về mức sống và trình độ nghiệp vụ. Cùng với sự dồn kết gắn bĩ, sự nhiệt tình năng nổ trong cơng việc xí nghiệp Bao bì Xi măng Hải Phịng đang dần ổn định và từng bƣớc phát triển. 1.2. SƠ ĐỒ CƠ CẤU TỔ CHỨC Đại hội đồng cổ đơng Ban kiểm sốt Giám đốc điều hành Phĩ giám đốc điều hành Phịng kế Phịng Phịng Phịng Xƣởng tốn, tổ chức tổng kỹ sản thống kê hành hợp thuật, xuất tài chính chính vật tƣ Hình 1.2: Sơ đồ cơ cấu tổ chức của xí nghiệp. 5
  8. 1.3.CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BAO BÌ. Cơng nghệ sản xuất bao bì xi măng theo cơng nghệ khép kín bán tự động, vì một số khâu vẫn cĩ sự tham gia của con ngƣời và khi cĩ sự cố xảy ra phải cĩ sự can thiệp của con ngƣời thì hệ thống mới hoạt động trở lại, vật liệu đƣợc sử dụng là nhựa PP, một số phụ gia, giấy xi măng Đầu vào là hạt nhựa PP cùng một số phụ gia khác đƣợc đƣa tới bộ phận trộn, định lƣợng và đƣa tới bộ phận nạp liệu của máy đùn thuộc khâu tạo sợi. Tại đây hạt nhựa và phụ gia đƣợc nấu chảy bởi các Zone gia nhiệt ở nhiệt độ khác nhau, nhựa đã nĩng chảy sẽ đƣợc ép đƣa đến khuơn phẳng để tạo thành màng nhựa. Màng nhựa này đi qua nƣớc làm mát để giảm nhiệt độ màng cho đến khi màng đơng cứng lại, rồi đi qua hệ thống hut hơi nƣớc bám trên màng nhựa. Dao cắt sẽ cắt màng nhựa thành từng sợi nhƣ nhau. Để tăng cƣờng tính chất cơ lý của từng sợi thì sau khi sợi đƣợc cắt ra sẽ đi qua lị ủ, qua lị tơi và kéo sợi. Sau khi sợi đĩ đƣợc cuộn thành các suối sợi đƣua tới khâu dệt sợi, trƣớc khi đƣa tới khâu dệt sẽ đƣợc kiểm tra chất lƣợng một cách kỹ lƣỡng. Khâu dệt bao gồm 15 máy dệt thành các tấm phẳng hay hình ống dài vơ tận. Sợi đƣợc đƣa dệt qua hẹ thống cấp sợi dọc và sợi ngang. Vải ra sẽ đƣợc kéo chuyển động lên trên chờ một động cơ kéo vải. Sau đĩ vải đƣợc kéo chuyển động ngang nhờ một động cơ cuộn vải thành Rulo và hệ thống con lăn. Vải đƣợc dệt ra cĩ hình ống nên sẽ đƣợc cắt ra thành 2 tấm phẳng nhờ hệ thống dao nhiệt. Các Rulo đƣợc chuyển tới khâu tráng màng, tịa khâu đùn tráng màng sẽ đƣợc tráng một lớp nhựa mỏng trên bề mặt giấy xi măng và mành nhựa nhằm tạo độ bền chắc cho bao bì, để chống ẩm cho xi măng. Các cuộn giấy xi măng và vải bao bọc đƣa tới bộ phận tở cuộn, qua bộ phận tạo nhám để nâng cao chất lƣợng dính của màng nhựa, quả lơ nĩng sẽ làm cho nĩng vải bao và giấy trƣớc khi đuwa tới đùn đầu. Đầu đùn tạo ra một lớp màng ( từ hạt PP) để kết dính giữa lớp dính và vải bao. Quả lơ ép sẽ thực hiện ép dính và đi tới trục 6
  9. lạnh qua hệ thống con lăn, vải và giấy đã đƣợc tráng một lớp màng đạt yêu cầu sẽ đƣợc quấn thành các Rulo. Từ sản phẩm của khâu tráng màng và giấy xi măng, khâu in và cắt ống cĩ nhiệm vụ in chữ, biểu tƣợng lên vỏ bao rồi tạo thành ống và cắt thành bao. Ở khâu này bao gồm các bộ phận nhƣ: tở cuộn, tạo nhám, máy in, xâm lỗ, bộ phận tạo ống, máy đùn nhựa dán mép báo, vịi phun hồ dán giấy, mấy cắt hai đầu bao kinh tế, bộ phận phân bao hai đƣờng và hệ thống băng vải. Vỏ bao đƣợc tạo từ khâu in – cắt lồng ống, trƣớc khi đƣa tới khâu máy may một đầu bao cịn qua khâu gấp vành, khâu này đƣợc thực hiện bằng tay. Khâu may đầu bao sẽ tạo thành vỏ bao hồn chỉnh với một đầu bao đƣợc may kín nhờ hai máy may cơng nghiệp bố trí hai bên, truyền động bằng dâu xích cà dây curoa. Tại máy may đầu bao các vỏ bao sau khi đã hồn chỉnh nhờ hệ thống băng tải đƣa tới bộ phận đếm bao, chƣơng tình đếm vỏ bao đƣợc cài đặt sẵn và cĩ thể thay đổi đƣợc quá trình đếm. vỏ bao hồn chỉnh sẽ đƣợc đƣa tới khâu in dấu ép kiện rồi mới chuyển xuống kho thành phẩm. 7
  10. Kho vật Tạo sợi Máy nén tƣ khí 7 máy dệt 8 máy dệt Máy tráng Đùn tráng màng In cắt lồng ống Máy may Máy may 1 2 In dấu ép kiên Kho thành phẩm Hình 1.3: Sơ đồ cơng nghệ sản xuất bao bì xi măng. 8
  11. Chƣơng 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Khi thiết kế cấp điện cho một cơng trình nhiệm vụ đầu tiên là phải xác định đƣợc nhu cầu cấp điện của cơng trình đĩ. Tùy theo quy mơ của cơng trình mà nhu cầu điện xác định theo phụ tải thực tế hoặc phải tính đến sự phát triển về sau. Do đĩ xác định nhu cầu sử dụng điện năng là một cơng việc quan trọng, trong đĩ phụ tải tính tốn là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện. Phụ tải điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, do vậy xác định chính xác phụ tải tính tốn là một việc rất khĩ khăn và quan trọng. vì nếu phụ tải tính tốn đƣợc xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ của các thiết bị, hoặc gây cháy nổ nguy hiểm. nếu phụ tải tính tốn lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị đƣợc chọn sẽ quá lớn và gây lãng phí. Do tính chất quan trọng nên đã cĩ nhiều cơng trình nghiên cứu và cĩ nhiều phƣơng pháp tính tốn phụ tải điện. trong thực tế thiết kế, khi đơn giản cơng thức để xác định phụ tải điện thì cho phép sai số +_ 10%. Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn đƣợc chia làm 2 nhĩm chính: Nhĩm thứ nhất: là nhĩm dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết và đƣa ra các hệ số tính tốn. Đặc điểm của phƣơng pháp này là thuận tiện nhƣng chỉ cho kết quả gần đúng. Nhĩm thứ 2: là nhĩm các phƣơng pháp dựa trên cơ sở lý thuyết xác suất và thống kê. Đặc điểm của phƣơng pháp này cĩ kể đến ảnh hƣởng của nhiều yếu tố. vì vậy kết quả tính tốn cĩ chính xác hơn song việc 9
  12. tính tốn khá phức tạp. trong thực tế, tùy yêu cầu cụ thể mà chọn phƣơng pháp tính tốn phụ tải điện thích hợp. 2.2. PHÂN LOẠI PHỤ TẢI ĐIỆN. Khi xác định phụ tải tính tốn ta nên tiến hành phân loại phụ tải theo hộ tiêu thụ để cĩ cách nhìn đúng đắn về phụ tải và cĩ ƣu tiên cần thiết lựa chọn hợp lý sơ đồ cung cấp điện. tùy theo tầm quan trọng trong nền kinh tế và xã hội, hộ tiêu thụ điện đƣợc cung cấp điện với mức độ tin cậy khác nhau, thơng thƣờng đƣợc phân thành 3 loại hộ tiêu thụ điện. Hộ loại 1: là những hộ mà khi cĩ sự cố dừng cung cấp điện cĩ thể gây nên những hậu quả nguy hiểm đến tính mạng con ngƣời, gây thiệt hại lớn về kinh tế, hƣ hỏng thiết bị, gây rối loạn quá trình cơng nghệ hoặc cĩ ảnh hƣởng khơng tốt về phƣơng diện chính trị. Đối với hộ loại một phải đƣợc cung cấp điện với độ tin cậy cao, thƣờng dùng 2 nguồn đi đến, cĩ nguồn dự phịng nhằm hạn chế đến mức thấp nhất việc mất điện. thời gian mất điện thƣờng đƣợc coi bằng thời gian đĩng nguồn dự trữ. Hộ loại 2: là những hộ tiêu thụ khi ngừng cung cấp điện chỉ gây thiệt hại về kinh tế, hƣ hỏng sản phẩm, sản xuất đình trệ, gây rối loạn quá trình cơng nghệ. Để cung cấp diện cho hộ loại 2 ta sử dụng phƣơng pháp cĩ hoặc khơng cĩ nguồn dự phịng, ở hộ loại 2 cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian đĩng nguồn dự trữ bằng tay. Hộ loại 3: là những hộ cho phép cung cấp điện ở mức độ tin cậy thấp, cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế khi cĩ sự cố. ⇒ Theo cách phân loại này thì xí nghiệp bao bì xi măng đƣợc xét vào hộ tiêu thụ điện loại 2. Ngồi ra các hộ tiêu thụ điện xí nghiệp cịn đƣợc phân loại theo chế độ làm việc. Loại hộ tiêu thụ cĩ chế độ làm việc dài hạn, khi cĩ phụ tải ít thay đổi hoạc khơng thay đổi. Các thiết bị làm việc cĩ thể lâu dài mà nhiệt độ 10
  13. khơng vƣợt quá giá trị cho phép. Nhƣ vậy xí nghiệp bao bì xi măng đƣợc xếp cào loại hộ cĩ chế độ làm việc dài hạn. 2.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN. 2.3.1. Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu. Cơng thức tính: Ptt Qtt = Ptt .tgφ (2-1) Stt = = Khi lấy Pd = Pđm thì Ptt Trong đĩ: , Pđm - cơng suất đặt và cơng suất định mức của thiết bị (kw). Ptt, Qtt, Stt – cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng, cơng suất tồn phần tính tốn của nhĩm thiết bị, (kV, kVAR, kVA). n – số thiết bị trong nhĩm. knc – hệ số nhu cầu của nhĩm thiết bị tiêu thu điện, tra trong sổ tay. tgφ ứng với – đặc trƣng cho nhĩm thiết bị, tra trong tài liệu tra cứu. Phƣơng pháp này đơn giản, thuận tiện nhƣng kém chính xác vì knc tra trong tài liệu tra cứu. 2.3.2. Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax và Ptb ( cịn gọi là phƣơng pháp số thiết bị hiệu quả) - Với 1 động cơ: Pd = Pđm. - Với nhĩm động cơ: n ≤ 3: Ptt . - Với n ≥ 4 phụ tải tính tốn của nhĩm động cơ xác định theo cơng thức: Ptt (2-2) Trong đĩ: Pđm : cơng suất định mức (kW). ksd : hệ số sử dụng của nhĩm thiết bị, tra trong sổ tay. 11
  14. 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. 2.3.3. Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm. Cơng thức: Ptt = Pca = (2-3) Trong đĩ: Mca – số lƣợng sản phẩm sản xuất trong 1 ca. Tca – thời gian của phụ tải lớn nhất. W0 – suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm. 2.3.4. Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. Cơng thức: Ptt = p0.F (2-4) Trong đĩ: F – diện tích bố trí nhĩm hộ tiêu thụ (m2). P0 – suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. Kết luận:Trong đồ án này, ta nên sử sụng phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại và cơng suất trung bình vì phương pháp này cho kết quả khá chính xác so với phương pháp trên. 2.4. XÁC ĐỊNH PTTT CỦA XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG. Các máy mĩc sản xuất của xí nghiệp bao bì xi măng Hải Phịng đều là những máy mĩc theo cơng nghệ hiện đại đƣợc nhập từ nƣớc ngồi. Mỗi máy mĩc cĩ nhiều bộ phận khác nhau tạo thành một khối phức tạp, sự hoạt động của các bộ phận cĩ liên quan chặt chẽ với nhau và đƣợc nhà thiết kế tính tốn, chế tạo theo đơn đặt hàng. 12
  15. Bảng 2.1: Danh sách các phụ tải của xí nghiệp và cơng suất đặt. Pđặt, kW STT Phụ tải Số lƣợng 1 máy Tồn bộ 1 Xƣởng sản xuất Máy tạo sợi 1 237 237 Máy dệt 15 3,4 51 Máy tráng màng 1 165 165 Máy in cắt lồng ống 1 87 87 Máy may 2 3 6 Máy ép kiện 1 7,5 7,5 Máy nén khí 1 31,5 31,5 Máy lạnh 2 40,5 81 2 Khối quản lý 40 2.4.1. Xác định phụ tải tính tốn của xƣởng sản xuất chính. Căn cứ vào mặt bằng bố trí máy mĩc sản xuất trong nhà xƣởng và căn cứ vào đặc tính kỹ thuật của từng nhĩm nhƣ sau: Xác định phụ tải tính tốn của xƣởng sản xuất theo phƣơng pháp số thiết bị hiệu quả. Cơng thức: Ptt Bảng 2.2: Bảng các nhĩm máy của xƣởng sản xuất. P , kW Stt Phụ tải Số lƣợng đặt 1 máy Tồn bộ 1 Máy tạo sợi 1 237 237 2 Máy dệt 15 3,4 51 3 Máy tráng màng 1 165 165 4 Máy in cắt lồng ống 1 87 87 5 Máy may 2 3 6 6 Máy ép kiện 1 7,5 7,5 7 Máy nén khí 1 31,5 31,5 8 Máy lạnh 2 40,5 81 13
  16. Trong đĩ: ksd tra trong sổ tra cứu kmax = ƒ(ksd,nhq) nhp = .n (2-5) n1 –Số thiết bị cĩ cơng suất khơng nhỏ hơn một nửa cơng suất của thiết kế cĩ cơng suất lớn nhất, ứng với n1 này xác định đƣợc tổng cơng suất định mức . n – số thiết bị dùng điện trong nhĩm. Nhĩm 1: Gồm cĩ một máy tạo sợi. n= 1, Pđm= 237(kW). * n1 = 1 n =1. ⇒ P*=1. Ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 3.1 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95.1 = 0,95. Vậy với n = 1 <3 và nhp= 0,95 <4, phụ tải tính tốn đƣợc xác định nhƣ sau: - Phụ tải tác dụng: (kW) (2-6) - Phụ tải phản kháng: (2-7) Ptt = = 237(kW). . Với máy tạo sợi ⇒ = 0,75 ⇒ Qtt = 237.0,75= 177,75(kVAR) - Phụ tải tính tốn tồn phần: = = 296,25(kVA) (2-8) Nhĩm 2: Gồm 15 máy dệt. 14
  17. Pđm máy= 3,4(kW) n= 15, = 15.3,4 =51(kW) * n1= 15 ⇒ n =1. ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95.15= 14,25 Với nhĩm máy dệt chọn ksd = 0,8; = 0,8. Tra bảng PL1.1/32 (sách thiết kế cấp điện) ứng với ksd = 0,8 và nhp = 0,95.15 = 14,25 ⇒ kmax=1,07. - Phụ tải tác dụng: = 0,8.1,07.51= 43,656(kW) - Phụ tải phản kháng: = 43,656.0,75= 32,74(kVAR) - Phụ tải tính tốn tồn phần: Nhĩm 3: Máy tráng màng n= 1, Pđm= 165(kW) n=1 ⇒ n*= 1 ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95.1= 0,95. Với máy tráng màng chọn = 0,75. Vậy với n=1<3 và nhq= 0,95<4, phụ tải tính tốn đƣợc tính tốn nhƣ sau: - Phụ tải tác dụng: (kW) (2-6) - Phụ tải phản kháng: = =165.0,75=123,75(kVAR) - Phụ tải tính tốn tồn phần: 15
  18. = 206,25(kVA) Nhĩm 4: Máy cắt in lồng ống n= 1, Pđm= 87(kW), = 0,8 * * n1= 1 ⇒ n = 1, P = 1 ⇒ nhq= 0,95 ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95.1= 0,95. Vậy với n=1<3 và nhq= 0,95<4, phụ tải tính tốn đƣợc tính tốn nhƣ sau: - Phụ tải tác dụng: (kW) - Phụ tải phản kháng: = . Với máy in cắt lồng ống chọn = 0,75. ⇒ = 87.0,75= 65,25(kVAR) - Phụ tải tính tốn tồn phần: = 108,75(kVA) Nhĩm 5: Máy may n= 2, = 2.3 =6(kW) * n1= 2 ⇒ n = 1, ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95.2= 1,9. Vậy với n = 2<3 và nhq= 1,9<4, phụ tải tính tốn đƣợc xác định nhƣ sau: - Phụ tải tác dụng: (kW) - Phụ tải phản kháng: = . Với máy may chọn = 0,75. 16
  19. ⇒ = 6.0,75= 4,5(kVAR) - Phụ tải tính tốn tồn phần: = 7,5(kVA) Nhĩm 6: Máy ép kiện n= 1, Pđm= 7,5(kW), = 0,8 * * n1= 1 ⇒ n = 1, P = 1 ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95.1= 0,95. Vậy với n=1<3 và nhq= 0,95<1, phụ tải tính tốn đƣợc tính tốn nhƣ sau: - Phụ tải tác dụng: (kW) - Phụ tải phản kháng: = . Với máy ép kiện chọn = 0,75. ⇒ = 7,5.0,75= 5,62(kVAR) - Phụ tải tính tốn tồn phần: = 9,37(kVA) Nhĩm 7: Máy nén khí n= 1, Pđm= 31,5(kW), = 0,8 * * n1= 1 ⇒ n = 1, P = 1 ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95.1= 0,95. Vậy với n=1<3 và nhq= 0,95<1, phụ tải tính tốn đƣợc tính tốn nhƣ sau: - Phụ tải tác dụng: (kW) - Phụ tải phản kháng: = . 17
  20. Với máy nén khí chọn = 0,75. ⇒ = 31,5.0,75= 23,62(kVAR) - Phụ tải tính tốn tồn phần: = 39,37(kVA) Nhĩm 8: Máy lạnh n= 2, Pđm= 2.40,5= 81(kW), = 0,8 * * n1= 2 ⇒ n = 1, P = 1 ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95.2= 1,9. Vậy với n=2<3 và nhq= 1,9<4, phụ tải tính tốn đƣợc tính tốn nhƣ sau: - Phụ tải tác dụng: (kW) - Phụ tải phản kháng: = . Với máy lạnh chọn = 0,75. ⇒ = 81.0,75= 60,75(kVAR) - Phụ tải tính tốn tồn phần: = 101,25(kVA) Chiếu sáng nhà xưởng: 2 Chiếu sáng bằng đèn túyp, chọn suất chiếu sáng p0 =13(W/m ) - Phụ tải tác dụng: Pcs = p0.F = 0,013.(67,5.42) = 36,855(kW) - Phụ tải phản kháng: Chiếu sáng sử dụng đèn túyp chọn =1,02 Qcs = Pcs. = 36,855.1,02= 37,59(kVAR) - Phụ tải tính tốn tồn phần: = 52,64(kVA) 18
  21. 2.4.2. Khối quản lý. Phụ tải tính tốn đƣợc xác định theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu. Đối với phụ tải loại này cĩ Pđm =40kW, chọn = 0,8; knc= 0,7 - Phụ tải tác dụng: Ptt= kdt.Pđm = 0,7.40= 28(kW) - Phụ tải phản kháng: Qtt = Ptt. = 28.0,75= 21(kVAR) - Phụ tải tính tốn tồn phần: Stt = = 35(kVA) 2.4.3. Phụ tải tồn xí nghiệp. - Phụ tải tác dụng: Chọn hệ số đồng thời kđt = 0,85 (sách cung cấp điện). 0,85.(237+43,656+165+87+6+7,5+31,5+81+28+36,855)= 614,98(kW) - Phụ tải phản kháng: . =0,85.(177,75+32,74+123,75+65,25+4,5+5,62+23,62+60,75+21+37 ,59) = 469,68(kVAR) - Phụ tải tính tốn tồn phần: Stt = =773,82(kVA) - Hệ số của tồn xí nghiệp: 19
  22. Bảng 2.3: Phụ tải của xí nghiệp Phụ tải Pđm, kW Ptt, kW Qtt, Stt, kVA kVAR Máy tạo sợi 237 0,8 273 177,75 296,25 Máy dệt 51 0,8 43,656 32,74 54,56 Máy tráng màng 165 0,8 165 123,75 206,25 Máy in cắt lồng 87 0,8 87 65,25 108,75 ống Máy may 6 0,8 6 4,5 7,5 Máy ép kiện 7,5 0,8 7,5 5,62 9,37 Máy nén khí 31,5 0,8 31,5 23,62 39,37 Máy lạnh 81 0,8 81 60,75 101,25 Chiếu sáng 0,7 36,855 37,59 52,64 Khối quản lý 40 0,8 28 21 35 Tổng 0,75 614,98 469,68 773,82 20
  23. Chƣơng 3: THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ 3.1. KHÁI QUÁT CHUNG. Trong hệ thống cung cấp điện, nguồn điện nĩi chung cĩ quan hệ mật thiết với phụ tải, cấp điện áp, sơ đồ cung cấp điện, bảo vệ, tự động hĩa và chế độ vận hành. Do vậy, phải xem xét tồn diện khi xác định nguồn điện, khi cĩ nhiều phƣơng pháp thì việc chọn nguồn điện phải dựa trên cở sở tính tốn và so sánh kinh tế - kỹ thuật. tùy theo quy mơ của hệ thống cung cấp điện mà nguồn điện cĩ thể là: trạm biến áp khu vực, trạm biến áp trung gian, các trạm phân phối, trạm biến áp phân xƣởng. Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cấp điện. Trạm biến áp cĩ nhiệm vụ biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Dung lƣơng của các máy biến áp cĩ ảnh hƣởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống cấp điện. Vì vậy việc lựa chọn các trạm biến áp bao giờ cũng phải gắn liền với việc lựa chọn phƣơng án cung cấp điện. Dung lƣợng và tham số khác của trạm biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nĩ, vào cấp điện áp của mạng, vào phƣơng thức vận hành của trạm biến áp. 3.2. LỰA CHỌN TRẠM VÀ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP. Trạm biến áp của cơng ty cĩ nhiệm vụ nhận điện từ day trung áp 6kV (trạm biến áp 110/6kV Hạ Lý) để biến đổi thành cấp điện áp 0,4kV cấp điện cho các thiết bị điện của cơng ty. Để đảm bảo an tồn, với hình thức là trạm biến áp cơng ty lựa chọn loại xây kín. 21
  24. 3.2.1. Xác định vị trí đặt trạm. Vị trí của các trạm biến áp đƣợc chọn phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản nhƣ: an tồn và liên tục cấp điện, gần trung tâm phụ tải và thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới, thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng, phịng cháy nổ, bụi bặm, khí ăn mịn, tiết kiệm vốn đầu tƣ và chi phí vận hành nhỏ. Vị trí tối ƣu để đặt trạm là trung tâm phụ tải với tọa độ M(x;y) đƣợc xác định nhƣ sau: (3-1) (3-2) Trong đĩ: Si là phụ tải tính tốn tồn phần của của phụ tải thứ I cĩ tọa độ Ai(xi,yi) trên hệ trục tọa độ. Tọa độ của các phụ tải Ai(xi,yi) đƣợc xác định trên bảm đồ địa chính của xí nghiệp theo hệ trục (x;y), gốc tọa độ là điểm gĩc trái dƣới cùng của bản đồ. Chiều dƣơng trục hồnh lấy từ trái qua phải, chiều dƣơng trục tung lấy từ dƣới lên trên. Tỉ lệ bản đồ 1:500 nghĩa là 1cm trên bản đồ tƣơng ƣng với 5m ngồi thực địa. trong đồ án này, để xác định tâm phụ tải (vị trí đặt trạm biến áp) phải tính đến sự phát triển của xí nghiệp trong tƣơng lai là sẽ xây dựng thêm một nhà xƣởng với diện tích nhà xƣởng, cơng suất, cơng nghệ máy mĩc tƣơng ứng nhƣ nhà xƣởng hiện cĩ. Nhà xƣởng hiện cĩ A1(61,29). Nhà xƣởng mở rộng cĩ A2(38,29). Trọng tâm phụ tải của xí nghiệp là M(x;y). Coi nhà xƣởng mở rộng cĩ cơng suất tƣơng tự nhƣ nhà xƣởng hiện cĩ Stt1 =Stt2 x= y= 22
  25. vậy tâm phụ tải của xí nghiệp là M(49,5;29). Tuy nhiên trên thực tế vị trí này nằm trên đƣờng đi của xí nghiệp, nếu xét về mặt mỹ quan và an tồn thì khơng hợp lý. Để hợp lý vị trí đặt trạm đƣợc dịch về điểm M(38;16), ở vị trí này cịn thuận tiện cho việc đi dây mạng cao áp do nguồn cung cấp cho xí nghiệp đƣợc đấu từ cột điện trƣớc cổng chính của xí nghiệp. 3.2.2. Xác định dung lƣợng máy biến áp. Dung lƣợng máy biến áp đƣợc chọn cĩ xét đến sự phát triển của xí nghiệp trong tƣơng lai sẽ xây dựng thêm một nhà xƣởng với trang thiết bị máy mĩc, cơng nghệ sản xuất và cơng suất của máy mĩc tƣơng tự nhƣ xƣởng sản xuất hiện cĩ. Cơng suất tính tốn tồn phần của xƣởng sản xuất hiện cĩ: Pttpx = = 0,85.(237+43,656+165+87+6+7,5+31,5+81+36,855)= 591,18(kW). Qttpx = = 451,83(kVAR) Sttpx = = = 744,075(kVA). Vậy cơng suất tính tốn tồn phần của xí nghiệp là hộ tiêu điện loại 2 nên trạm biến áp xí nghiệp dùng 1 hay 2 máy biến áp thì phải tiến hành so sánh kinh tế, kỹ thuật để lựa chọn. dung lƣợng của máy biến áp đƣợc chọn cĩ tính đến sự phát triển phụ tải trong tƣơng lai. Cĩ 2 phƣơng án chọn máy biến áp: Phƣơng án 1: dùng 1 máy biến áp 2000kVA – 6(22)/0,4kV. Phƣơng án 2: dùng 2 máy biến áp 1000kVA – 6(22)/0,4kV. So sánh kinh tế giữa 2 phương án: Tổn thất điện áp, tổn thất điện năng trong máy biến áp đƣợc tính nhƣ sau: (3-3) 23
  26. Trong đĩ: - ∆P0; ∆Pn: tổn thất cơng suất tác dụng khơng tải và ngắn mạch khơng tải của máy biến áp cho trong lý lịch của máy, (kW). - Stp, Sđm: phụ tải tồn phần (thƣờng lấy bằng phụ tải tính tốn Stt) và dung lƣợng định mức của máy biến áp, (kVA). - n: số lƣợng máy biến áp làm việc song song. - t: thời gian vận hành thực tế của máy biến áp, h. bình thƣờng máy biến áp đƣợc đĩng điện suốt 1 năm nên lấy t = 8760h. - thời gian tổn thất cơng suất lớn nhất, cĩ - Tmax: thời gian sử dụng cơng suất lớn nhất, h. hệ số cơng suất của xí nghiệp. Vì xí nghiệp làm việc 3 ca liên tục nên ta chọn Tmax= 5500(h); = 4200(h) Phương án 1: với máy biến áp 2000kVA- 6(22)/0,4kV cĩ = 1750(W). .4200= 93 559,34(kWh). Nhƣ vậy tổn thất điện năng của phƣơng án 2 lớn hơn phƣơng án 1 là: 93 559,34 – 77 992,44 = 15 566,9(kWh). Với gia 1kWh = 1324đ cho xí nghiệp sản xuất kinh doanh ở cấp điện áp 6(kV) thì trong 1 năm nếu sử dụng phƣơng án 1 sẽ tiết kiệm đƣợc : V = C. = 15 566,9 1324= 20 610 575,6(VNĐ). Vốn đầu tƣ: Bảng 3.1: so sánh kinh tế 2 phƣơng án mạng cáp cao áp. Phƣơng Số lƣợng Cơng suất, Giá thành, Tổng chi phí, án máy kVA VNĐ VNĐ PA1 1 2000 293 007 000 293 077 000 PA2 2 1000 169 100 000 338 200 000 24
  27. Về vốn đầu tƣ thì phƣơng án 1 < phƣơng án 2 là: 338 200 000 - 293 077 000 = 45 123 000 đ Mặt khác phƣơng án 1 cĩ ƣu điểm là: chi phí xây dựng trạm, lắp đặt thiết bị trong trạm và vận hành đơn giản hơn phƣơng án 2. Nhƣ vậy xét về mặt kinh tế thì phƣơng án 1 tối ƣu hơn phƣơng án 2. Tuy nhiên, TBA xí nghiệp khi thiết kế cĩ tính đến nhu cầu phát triển của phụ tải trong tƣơng lai, hiện tại cơng suất của xí nghiệp là 773,82kVA. Với phƣơng án 1 do luơn phải vận hành một máy cĩ cơng suất 2000kVA – 6(22)/0,4V nên sự dƣ thừa về cơng suất của máy là rất lớn. với phƣơng án 2 chỉ cần vận hành 1 máy cĩ cơng suất là 1000 kVA – 6(22)/0,4kV, máy cịn lại dùng để dự phịng. Ngồi ra, phƣơng án trạm biến áp cĩ 2 máy biến áp cịn đảm bảo khả năng tính liên tục cung cấp điện tốt hơn phƣơng án trạm cĩ 1 máy biến áp. Trong đồ án này ta chọn phƣơng án 2, là trạm gồm 2 máy biến áp cĩ cơng suất là 1000kVA - 6(22)/0,4kV do ABB sản xuất. 3.3. CHỌN DÂY CAO ÁP. Điện cấp cho xí nghiệp đƣợc lấy từ lộ 671 từ trạm biến áp trung gian 110/6kV Hạ lý. Lộ 671 ngồi cấp điện cho xí nghiệp bao bì xi măng cịn cấp điện cho một số đơn vị khác nhƣ: xƣởng 4, máy xay, cơ khí Thành Lợi, Thành Long. Chính vì vậy dây tuyến cĩ sẵn là AC – 120, nhiệm vụ đặt ra là tính chọn dây từ cột đấu trƣớc cổng xí nghiệp vào đến trạm biến áp xí nghiệp. Phƣơng án đi dây mạng cao áp là đƣờng dây trên khơng, chọn dây AC cĩ chiều dài 160m. - Chọn dây dẫn theo mật độ dịng kinh tế: = 77,48 (A) (3-4) Với Tmax = 5500h, (xí nghiệp làm 3 ca liên tục) tra bảng 2.10 (thiết kế cấp điện) chọn jkt =1. F = 77,48(mm2) (3-5) 25
  28. Nhƣ vậy chọn dây để điều kiện tổn thất điện áp: - Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp Tổn thất điện áp trên đƣờng dây đƣợc xác định nhƣ sau: Dây AC – 120: r0 = 0,27 Ω/km, x0 = 0,295 Ω/km, Dây AC – 95: r0 = 0,34 Ω/km, x0 = 0,303 Ω/km = 296,7(V) = 300(V). Vậy dây AC- 95 đã chọn là thỏa mãn. Tính tốn dịng ngắn mạch: ÐDK TBATG MC1 MC2 TBANM MC1 R1 X1 R2 AC-95 X2 I2 =160m AC-120 ; I1 = 2,8 km TBATG Hình 3.1: sơ đồ ngắn mạch phía cao áp. Vì khơng biết cấu trúc hệ thống điện, cho phép tính gần đúng điện kháng hệ thống qua cơng suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn. Điện kháng của hệ thống đƣợc tính theo cơng thức sau: (3-6) 26
  29. Trong đĩ: : cơng suất cắt của máy cắt đầu nguồn. : dịng điện định mức của máy cắt, = 2500(A). U: điện áp đƣờng dây, U= 6(kV). Dịng điện ngắn mạch tại điểm N đƣợc tính nhƣ sau: (3-7) = Trong đĩ: , : điện kháng của đƣờng dây. (Ω) . Với dây AC – 95 cĩ 0,34Ω/km, =0,303Ω/km. Dây AC – 120 cĩ 0,27Ω/km, =0,297Ω/km. =2,8.0,27+0.16.0,34 = 0,81(Ω) = 2,8.0,297+0,16.0,303 = 0,88(Ω) Theo (3-7) cĩ . Theo (3-8) cĩ Dịng xung kích: = 3,67(kA) Dƣạ vào kết quả IN = 1,44(kA), Ixk =3,67(kA) để lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện cao áp. Kiểm tra dây dẫn AC – 95 theo điều kiện ổn định nhiệt. F (3-8) Trong đĩ: – là hệ số nhiệt độ với dây nhơm . Điểm ngắn mạch đƣợc coi là xa nguồn nên Tra biểu đồ quan hệ tqh = ƒ( theo sách lƣới điện và hệ thống điện, với = 1s 2 ⇒ tqh =0,8 ⇒ = 12.1,44. = 15,46(mm ) Nhƣ vậy dây AC – 95 đã chọn là thỏa mãn. 27
  30. 3.4. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG TRẠM BIẾN ÁP. Đƣờng dây cao áp chọn dùng là đƣờng dây trên khơng dây AC – 95, do điều kiện khơng gian xí nghiệp cho phép. Tại điểm đấu đặt một cầu dao cách ly và cĩ thể đặt thêm chống sét ống phía đƣờng dây cao áp. Để chống sét cho đƣờng dây truyền vào trạm phía cao áp đặt một chống sét van, trên thanh cái cao áp cũng cần đặt thêm một chống sét van để đảm bảo khă năng chống sét. Để phục vụ đo đếm đầu nguồn, phía cao áp đặt một TBA đo lƣờng 3 pha 5 trụ cĩ cuộn tam giác hở và máy biến dịng đo lƣờng 3 pha, cơng tơ hữu cơng và vơ cơng. Phía cao áp của MBA dùng cầu dao liên động và cầu chì cao thế. Phía hạ áp đặt một tủ phân phối gồm 1 aptomat tổng và các aptomat nhánh (tùy thuộc vào số lộ ra). Tại tủ phân phối đặt các đồng hồ (vơn kế, ampe kế) thƣờng đặt 3 đồng hồ ampe kế, 1 đồng hồ vơn kế và chuyển mạch để đo điện áp dây. 3.4.1. Lựa chọn các thiết bị điện cao áp. 3.4.1.1. Chọn thanh cái cao áp. - Chọn thanh cái cao áp theo điều kiện dịng điện. (3-9) - Chọn thanh cái đồng (25 cĩ Icp = 340(A), mỗi pha một thanh. - Kiểm tra thanh cái cao áp theo điều kiện ổn định động. (3-10) : ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn, với thanh dẫn đồng (23 3) cĩ = 1400 (kg/ cm2) : ứng suất tính tốn, kg/cm2. (3-11) M: momen tính tốn, (3-12) l: khoảng cách giữa các sứ của 1 pha, l= 70 cm. a: khoảng cách giữa các pha, a= 15 cm. W: momen chống uốn của các loại thanh dẫn (cm2) 28
  31. Với thanh dẫn chữ nhật , đặt nằm ngang ta cĩ: W = (3-14) Thay số vào các cơng thức trên ta cĩ: W = Nhƣ vậy < , nên thanh cái đã chọn thỏa mãn. - Kiểm tra thanh cái cao áp theo điều kiện ổn định nhiệt. F (3-8) Trong đĩ: – là hệ số nhiệt độ của vật liệu làm thanh cái, với thanh đồng cĩ tqd: thời gian quy đổi (s) Điểm ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện đƣợc coi là xa nguồn nên: lấy tN= 1(s). Tra biểu đồ quan hệ 2 tqh = ƒ( ⇒ tqh =0,8 ⇒F≥ =7,74(mm ) Vậy thanh cái đã chọn cĩ tiết diện (25 3) = 75mm2 là hồn tồn thỏa mãn cả điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. 3.4.1.2. Lựa chọn cầu dao liên động. Lựa chon cầu dao liên động theo điều kiện: * Cầu dao liên động lắp đặt ngồi trời. 29
  32. . Mặt khác cĩ xét đến sự phát triển tƣơng lai quy hoạch về lƣới điện U = 22kV. Chọn cầu dao liên động dặt ngồi trời loại DN22/300A (cơng ty sản xuất thiết bị điện) cĩ các thơng số sau: Loại Số lƣợng , kV , kV Iđm, A DN22/300A 1 22 24 300 * Cầu dao liên động lắp đặt trong nhà. Uđm= 6(kV), Chọn cầu dao liên động lắp đặt trong nhà loại DT22/200A của cơng ty thiết bị điện cĩ thơng số sau: Loại Số lƣợng , kV , kV Iđm, A DT22/200A 2 22 24 200 3.4.1.3. Lựa chon cầu dao cao áp. Lựa chọn cầu chì cao áp theo điều kiện: =6(kV) (trong tƣơng lai . = Chọn cầu chì cao áp do Việt Nam sản xuất CC22/200 cĩ Idc = 100A, cĩ các thơng số nhƣ sau: Số Loại , kV , kV Iđm, A Idc,A SN,MVA IN, kA lƣợng CC22/200 2 22 24 200 100 200 19,25 Kiểm tra cầu chì SN = 200(MVA) IN = 19,25(kA) 1,44(kA) Nhƣ vậy cầu chì cao áp đã chọn hồn tồn thỏa mãn. 30
  33. 3.4.1.4. Lựa chọn máy biến dịng điện, máy biến áp. * Máy biến dịng điện. Chọn theo điều kiện Cĩ Chọn máy biến dịng BI 6 – 200/5 của cơng sản xuất thiết bị với các thơng số: Dung lƣợng danh , , định Cấp chính Loại kV kV I , A I ,A Thứ xác đmsc đmtc Sơ cấp cấp BI200/5 6,3 7,2 200 5 15 10 0,5 * Máy biến điện áp. Chọn máy biến điện áp BU6/0,1 của cơng sản xuất thiết bị điện, cĩ các thơng số kỹ thuật nhƣ sau: ( loại 3 pha 5 trụ) Cấp Hệ số Số Loại chính Số pha lƣợng xác BU6/0,1 6 0.1 0,5 0,8 3 1 3.4.1.5.Lựa chọn chống sét. Để bảo vệ chống sét từ đƣờng dây truyền vào trạm đặt một chống sét van 6kV và đảm bảo việc chống sét tốt hơn trên dàn thanh cái cao áp đặt thêm 1 chống sét van 6kV. Chọn 2 chống sét van loại ABBLA 6kV của Mỹ. 3.4.2. Lựa chọn các thiết bị điện hạ áp. 3.4.2.1. Chọn cáp từ máy biến áp đến tủ phân phối hạ áp. Chọn áp theo điều kiện phát nĩng: Trong đĩ: S- cơng suất tính tốn tồn phần của phụ tải. 31
  34. U- điện áp định mức của mạng, U= 0,4(kV) Icp- dịng điện cho phép làm việc lâu dài của cáp. khc= 1 hệ số của nhĩm cáp chơn ngầm cùng một mặt phẳng. Dịng lớn nhất chạy qua máy biến áp 1000(kVA). Chọn cáp đồng XLPE/PVC (3 300) của LG sản xuất, Icp =535(A), với chiều dài l= 5(m). Kiểm tra: khc.Icp= 1.(3x535) = 1605(A) > 1443,37(A). Vậy cáp đã chọn hồn tồn thỏa mãn. 3.4.2.2. Chọn các aptomat của tủ hạ áp. * Aptomat tổng. Căn cứ vào chọn 2 aptomat tổng cùng loại ABN1603-3P của LG cĩ Iđm= 1600(A), Uđm= 0,38(kV), IN= 65(kA). * Các aptomat nhánh. - Áptomat nhánh cấp điện đến xƣởng sản xuất. Chọn áptomat 3 pha loại ABS 1203 – 3P của LG cĩ Iđm= 1200(A), IN = 65(kA), UđmA = 0,38(kV). -Áptomat của nhánh cấp điện đến ban quản lý xí nghiệp. Chọn áptomat 3 pha loại ABS103-3P của LG cĩ Iđm= 75(A), IN = 10(kA), UđmA = 0,38(kV). 32
  35. 3.4.2.3. Lựa chọn thanh gĩp hạ áp. Căn cứ vào = 1519,34(A), chọn thanh gĩp hạ áp thanh đồng 2 (80x8)mm cĩ Icp =1690(A) (tra bảng PLVI.9 sách thiết kế cấp điện), chiều dài l = 0,5(m). 3.4.2.4. Tính tốn ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn. Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp cĩ thể coi gần đúng MBA là nguồn. Dịng điện ngắn mạch đƣợc xác định nhƣ sau: Trong đĩ: – dịng điện tại điểm ngắn mạch,(kA). – điện áp định mức, - tổng trở từ MBA đến điểm ngắn mạch. N N1 XLPE\PVE(3x300+1x150)x3 ABS1203 N2 ABS1603-3P CU(80x8) ABS103 Hình 3.2: Sơ đồ ngắn mạch hạ áp. Với cáp XLPE/PVC (3x300 + 1x150) cĩ 0,135Ω/km, =0,0778Ω/km. - Điện trở và điện kháng MBA đƣợc xác định nhƣ sau: - (3-17) 33
  36. Trong đĩ: : tổn thất cơng suất tác dụng ngắn mạch của MBA,(kW) : dung lƣợng định mức của MBA. Uđm: điện áp định mức của MBA, tính tốn ngắn mạch phía hạ áp, Uđm=0,4(kV). n: số máy biến áp đặt trong trạm. Đối với MBA 1000kVA- 6(22)/0,4 kV cĩ Thay số vào (3-17) ta cĩ: (mΩ) (mΩ) Thanh cái (80x8)mm2 cĩ 0,031mΩ/m, =0,145mΩ/m. (tra PLV.6 sách thiết kế cấp điện) Áptomat ABS 103 cĩ IđmA= 75(A) cĩ rA= 2,35(mΩ), XA= 1,3(mΩ), rtx= 1(mΩ) * Tính tốn ngắn mạch tại điểm N: 2,08+(0,5.0,0135)/3= 2,305(mΩ) 8,45+(0,0778.0,5)/3=8,13(mΩ) =8,45(mΩ) (kA) * Tính tốn ngắn mạch tại điểm N1: 2,035+0,5.0,032= 2,32(mΩ) 8,45+0,145.0,5= 8,523(mΩ) (mΩ) 34
  37. 26,15(kA) * Tính tốn ngắn mạch tại điểm N2: 2,32+2,35+1= 5,67(mΩ) 8,532+1,3= 9,832(mΩ) 11,35(mΩ) = 20,35 (kA) Vậy aptomat nhánh ABS103 đã chọn khơng thỏa mãn do: IN= 10(kA) < IN2=20,35(A) ⇒ chọn loại ABS 403 – 3P cĩ = 250(A) = 30(A) = 380(V) * Kiểm tra thanh gĩp hạ áp theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt: -Kiểm tra thanh gĩp hạ áp theo điều kiện ổn định động : ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn, với thanh dẫn đồng = 1400kG/cm2. : ứng suất tính tốn, kG/cm2, M: momen tính tốn, M = W: momen chống uốn của thanh dẫn, đặt thanh dẫn nàm ngang, W= 2 Ftt: lực tính tốn do tác dụng của dịng ngắn mạch, Ftt= 1,76.10 . l: khoảng cách giữa các sứ của một pha, a=20cm. Thay số vào các cơng thức trên ta cĩ: W = 35
  38. -2 2 Ftt= 1,76.10 . .69,57 = 298,14(kG) M = = 2086,98(kGcm) (kG/cm2) Nhƣ vậy = 244,66(kG/cm2) < = 1400(kG/cm2). Nên thanh gĩp đã chọn thỏa mãn điều kiện ổn định động. -Kiểm tra thanh gĩp hạ áp theo điều kiện ổn định nhiệt: F Trong đĩ: – là hệ số nhiệt độ của vật liệu làm thanh dẫn, với thanh đồng cĩ tqđ: thời gian quy đổi (s) Điểm ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện đƣợc coi là xa nguồn nên: lấy tN= 1(s). Tra biểu đồ quan hệ tqh = ƒ( =0,8 ⇒F≥ =146,67(mm) Vậy thanh cái đã chọn cĩ tiết diện 640mm2 là hồn tồn thỏa mãn cả điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. 3.4.2.5. Chọn cáp từ tủ phân phối đến các phụ tải. Chọn cáp theo điều kiện phát nĩng: Trong đĩ: : cơng suất tính tốn tồn phần của phụ tải. U: điện áp định mức của mạng, U=0,4(kV) : dịng điện cho phép làm việc lâu dài của cáp. = 1: hệ số của nhĩm cáp chơn ngầm cùng một mặt phẳng. *Chọn cáp từ tủ phân phối cấp điện cho phân xƣởng sản xuất. 36
  39. Chọn cáp từ lõi đồng LPE/PVC (3x300+1x120)x2 cĩ Icp= 538(A) Kiểm tra: 1.2.535 = 1076(A) > 1074(A), cáp đã chọn là thỏa mãn. *Chọn cáp từ tủ phân phối điện đến ban quản lý xí nghiệp. Vậy chọn lõi cáp đồng đồng LPE/PVC (3x25+1x16) cĩ Icp= 140(A) Kiểm tra: 1.140(A) >50,51(A). cáp đã chọn thỏa mãn. 37
  40. Chƣơng 4: THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP XƢỞNG SẢN XUẤT 4.1. VẠCH SƠ ĐỒ CÁP ĐIỆN MẠNG HẠ ÁP. Chọn phƣơng án đi dây từ trạm biến áp xí nghiệp về đến tủ phân phối của xƣởng là đƣờng dây cáp ngầm (xét theo điều kiện địa lý của xí nghiệp) cĩ chiều dài l= 200(m). Các máy mĩc của xƣơng sản xuất đều đƣợc nhập từ nƣớc ngồi, sản xuất theo đơn đặt hàng vì vậy tủ động lực, tử điều khiển, đều đƣợc thiết kế đi kèm theo từng máy, nhiêm vụ đặt ra là cấp nguồn đến các tủ động lực. Căn cứ vào cách bố trí máy mĩc trong nhà xƣởng, cơng suất các máy ta chọn phƣơng án cấp điện từ tủ phân phối đến tủ động kực là đƣờng dây cáp ngầm, các dây đƣợc đặt trong hầm cáp theo các tuyến, cấp điện đến tủ động lực của máy tạo sợi, máy đùn tráng màng, máy in – cắt lồng ống, tủ chiếu sáng theo từng tuyến riêng, cấp điện đến tủ động lực máy may và máy ép kiện cùng một tuyến. nhƣ vậy tại tủ phân phối sẽ cĩ các aptomat tổng và 7 aptomat nhánh, cấp điện đến các tủ động lực bằng đƣờng dây cáp ngầm. 4.2. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP. 4.2.1. Chọn cáp từ máy biến áp về đến tủ phân phối. (4-1) Trong đĩ: : cơng suất tính tốn tồn phần của phân xƣởng sản xuất. : điện áp định mức, = 0,38(kV). Theo kết quả tính tốn ở chƣơng 2 ta cĩ: Pttpx =0,85.(237+43,656+165+87+6+7,5+31,5+81+36,855)= 591,18(kW) Qttpx=0,85.(177,75+32,74+123,75+65,25+4,5+5,62+23,62+60,75+37,59) = 451,83(kVAR) 38
  41. = Theo (4-1) thay số ta đƣợc: Tra bảng chọn cáp lõi đồng XLPE/PVC (3x300+1x120) cĩ Icp= 538(A) 4.2.2. Chọn các thiết bị tủ phân phối. *Chọn áptomat tổng. Aptomat tổng đƣợc chọn giống nhƣ aptomat đầu nguồn đặt tai tủ hạ áp của trạm biến áp của xí nghiệp là loại ABS1203 – 3P của LG cĩ thơng số nhƣ sau: Loại Uđm, V Iđm, A IN, kA ABS1203 – 3P 500 1200 65 *Chọn aptomat nhánh: -Nhánh đến tủ động lực của máy tạo sợi. Tra bảng chọn aptomat loại ABE603- 3P của LG cĩ thơng số kỹ thuật nhƣ sau: Loại Uđm, V Iđm, A IN, kA AB603 – 3P 500 500 30 -Nhánh đến tủ động lực của máy tráng màng: 39
  42. Tra bảng chọn aptomat loại ABS403 -3P của LG cĩ thơng số kỹ thuật nhƣ sau: Loại Uđm, V Iđm, A IN, kA AB603 – 3P 500 400 30 -Nhánh đến tủ động lực của máy dệt: Tra bảng chọn aptomat loại ABS103 -3P của LG cĩ thơng số kỹ thuật nhƣ sau: Loại Uđm, V Iđm, A IN, kA ABS103 – 3P 500 60 10 -Nhánh đến tủ động lực của máy in – cắt lồng ống: Tra bảng chọn aptomat loại ABS203 – 3P của LG cĩ thơng số kỹ thuật nhƣ sau: Loại Uđm, V Iđm, A IN, kA ABS203 – 3P 500 215 14 -Nhánh đến tủ động lực của máy may và máy ép kiện: Tra bảng chọn aptomat loại ABS103 – 3P của LG cĩ thơng số kỹ thuật nhƣ sau: Loại Uđm, V Iđm, A IN, kA AB103 – 3P 500 60 10 40
  43. Bảng 4.1: Các áptomat đƣợc chọn. Các loại aptomat Loại Uđm, V Iđm, A IN, kA Aptomat tổng ABS-3P 500 1200 65 PP-ĐL máy tạo sợi ABS-3P 500 500 30 PP-ĐL máy tráng màng ABS-3P 500 400 30 PP-ĐL máy dệt ABS-3P 500 60 10 PP-ĐL máy in – cắt lồng ống ABS-3P 500 125 14 PP-ĐL máy lạnh + nén khí ABS-3P 500 150 14 PP-ĐL máy may + ép kiện ABS-3P 500 60 10 *Chọn thanh gĩp hạ áp đặt tại tủ phân phối. Chọn thanh đồng (60x8) cĩ Icp= 132(A), mỗi pha 1 thanh, chiều dài l= 1(m). 4.2.3. Chọn cáp thừ tủ phân phối đến tủ động lực. Chọn cáp theo điều kiện phát sĩng và kếp hợp với bảo vệ bằng áptomat: (4-2) Trong đĩ: k1: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ mơi trƣờng xung quanh. k2: hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong 1 hầm cáp hoặc đặt trong 1 rãnh dƣới đất. Tra bảng chọn k1 = 0,94; k2= 0,85. *Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy tạo sợi. = 405,105(A) Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x185+1x95) do LG sản xuất cĩ: 41
  44. Icp= 410(A), l = 80(m). *Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy dệt. = 49,7(A) Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x25+1x16) do LG sản xuất cĩ: Icp= 410(A), l = 45(m). *Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy in – cắt lồng ống. = 99,14(A) Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x50+1x25) do LG sản xuất cĩ: Icp= 195(A), l = 65(m). *Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy lạnh và máy nén khí. = 128,186(A) Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x50+1x25) do LG sản xuất cĩ: Icp= 195(A), l = 100(m). Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy lạnh. = Chọn k1= 0,92; k2= 1 vì cáp đặt riêng từng tuyến. Tra bảng chọn cáp đồng XLPE/PVC (3x50+35) do LG chế tạo cĩ: Icp= 192(A), l= 2(m). Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy nén khí: = Chọn k1= 0,92; k2= 1 vì cáp đặt riêng từng tuyến. 42
  45. Tra bảng chọn cáp đồng XLPE/PVC (3x50+25) do LG chế tạo cĩ: Icp= 195(A), l= 2(m). *Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy may và máy ép kiện. = 15,375(A) Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x25+1x16) do LG sản xuất cĩ: Icp= 140(A), l = 20(m). Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy may. = Chọn k1= 0,92; k2= 1 vì cáp đặt riêng từng tuyến. Tra bảng chọn cáp đồng XLPE/PVC (3x25+16) do LG chế tạo cĩ: Icp= 140(A), l= 7(m). Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy ép kiện: = Chọn k1= 0,92; k2= 1 vì cáp đặt riêng từng tuyến. Tra bảng chọn cáp đồng XLPE/PVC (3x25+16) do LG chế tạo cĩ: Icp= 140(A), l= 5(m). 43
  46. Bảng 4.2: Các loại cáp đƣợc chọn. Tuyến cáp Loại Icp, A Chiều dài Tủ PP-ĐL máy tạo sợi (3x300)+150 535 15 Tủ PP-ĐL máy tráng màng (3x185)+95 410 80 Tủ PP-ĐL máy dệt (3x50)+25 140 45 Tủ PP-ĐL máy in – cắt lồng ống (3x50)+25 195 65 Tủ PP-ĐL máy tạo may và máy ép kiện (3x50)+25 195 100 Từ đƣờng trục đến tủ ĐL máy may (3x50)+25 140 7 Từ đƣờng trục đến tủ ĐL máy ép kiện (3x50)+25 140 5 Tủ PP-ĐL máy nén khí, máy lạnh (3x50)+25 195 20 Từ đƣờng trục đến tủ ĐL máy nén khí (3x50)+25 195 2 Từ đƣờng trục đến tủ ĐL, máy lạnh (3x50)+25 195 2 ABN1203- 3P ABS ABS ABS ABS ABS ABS ABS 603 - 3P 403- 3P 103- 103- 3P 203- 3P 203- 3P 103- 3P 3P Hình 4.2: Sơ đồ phân phối tủ phân phối. 44
  47. 4.3. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG. 4.3.1. Đặt vấn đề. Trong bất kỳ xí nghiệp nào, ngồi chiếu sáng tự nhiên cịn phải sử dụng chiếu sáng nhân tạo. Hiện nay ngƣời ta thƣờng dùng điện để chiếu sáng nhân tạo, bởi vì chiếu sáng bằng điện cĩ nhiều ƣu điểm: thiết bị đơn giản, sủ dụng thuận tiện, giá thành rẻ, tạo đƣợc ánh sáng gần giống ánh sáng tự nhiên. Trong phân xƣởng nếu ánh sáng khơng đủ. Cơng nhân sẽ phải làm việc trong trạng thái căng thẳng, hại mắt, hại sức khỏe, kết quả là gây ra hàng loạt phế phẩm và năng suất lao động giảm Ngồi ra cịn rất nhiều cơng việc khơng thể tiến hành đƣợc nếu thiếu ánh sáng hoặc ánh sáng khơng gần giống ánh sáng tự nhiên. Vì vậy, vấn đề chiếu sáng đƣợc nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực chuyên sâu. Cĩ nhiều hình thức chiếu sáng khác nhau nhƣ chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng hỗn hợp. *Chiếu sáng chung: là hình thức chiếu sáng tạo độ rọi đồng đều trên tồn diện tích sản xuất của tồn phân xƣởng. Chiếu sáng chung đƣợc dùng trong các phân xƣởng cĩ diện tích làm việc rộng, cĩ yêu cầu về độ rọi gần nhƣ nhau tại mọi điểm trên bề mặt nào đĩ. *Chiếu sáng cục bộ: hình thức chiếu sáng này gồm chiếu sáng và chiếu sáng cục bộ. Hình thức chiếu sáng đƣợc dùng khi phân biệt màu sắc, độ lồi lõm, hƣớng sắp xếp các chi tiết. Ngồi hệ thống chiếu sáng làm việc, cịn cĩ hệ thống chiếu sáng sự cố. Độ rọi của hệ thống chiếu sáng sự cố phải thiết kế lớn hơn 10% độ rọi của hệ thống chiếu sáng làm việc. Hệ thống chiếu sáng sự cố phải làm việc đồng thời với chiếu sáng hệ thống hoặc phải cĩ thiết bị tự động đĩng đƣa hệ thống chiếu sáng sự cố vào làm việc khi hệ thống chiếu sáng làm việc mất điện. Các đèn thuộc hệ thống chiếu sáng sự cố cần phải đƣợc phân biệt với các đèn chiếu sáng làm việc. 45
  48. Trên đây đã trình bày về hệ thống chiếu sáng trong nhà, ngồi ra cịn cĩ chiếu sáng ngồi trời và chiếu sáng khu vực nhƣ sân bãi, đƣờng đi, nơi bốc dỡ hàng hĩa vật liệu. Chiếu sáng ngồi trời chịu ảnh hƣởng của nhiều yếu tố khí hậu ( sƣơng mù, mƣa, bụi ) cho nên khi thiết kế chiếu sáng ngồi trời phải chú ý đến các yếu tố này. Nhƣng dù khi thiết kế chiếu sáng ở hình thức nào cũng phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Khơng lĩa mắt. - Khơng lĩa do phản xạ. - Khơng cĩ bĩng tối. - Phải cĩ độ rọi đồng đều. - Phải tạo đƣợc ánh sáng giống ánh sáng ban ngày. 4.3.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng làm việc của nhà xƣởng sản xuất. Với tồn bộ diện tích của nhà xƣởng là 2835m2, máy mĩc phân bố đều trong xƣởng và yêu cầu cơng việc khơng quá tỉ mỉ, chính xác, nên tác giả đã chọn hình thức chiếu sáng chung. Tồn bộ nhà xƣởng cĩ diện tích là 2835m2, chiều cao 9m. nhà xƣởng sản xuất đƣợc chia làm 2 gian: Gian đặt máy tạo sợi, máy đùn tráng màng, máy in – cắt lồng ống, máy may, máy ép kiện, cĩ diện tích là 1890m2. Gian đặt 15 máy dệt cĩ diện tích là 945m2. Chọn đèn chiếu sáng: đèn huỳnh quang cĩ cơng suất 40(W), U = 220(V), quang thơng là 1720(lm). *Chiếu sáng cho gian 1 cĩ S = 1890m2. - Xác định số lƣợng bĩng đèn: Tổng cơng suất bĩng đèn: P= 30,8. (4-3) Trong đĩ: : cơng suất của đèn dùng trong thiết kế, = 40(W) : quang thơng của đèn dùng trong thiết kế, 1720(lm) 46
  49. E: độ rọi tối thiểu, tra bảng độ rọi tiêu chuẩn của nhà xƣởng sản xuất,E = 100(lx). S: diện tích đƣợc chiếu sáng S = (45x42)m2 S0: diện tích đƣợc chiếu sáng bởi một đèn ống. Cĩ Trong đĩ: a: chiều rộng của nhà xƣởng. H0: chiều cao của nhà xƣởng. Thay số vào (4-4) cĩ: P = 30,8. = 11771,89(W) Số lƣợng đèn: - Bố trí đèn: với chiều cao máy mĩc đƣợc lắp đặt trong nhà xƣởng ta chọn chiều cao treo đèn so với mặt bằng nhà xƣởng là 5m, chiều rộng của phịng là 42m, chiều dài là 45m, theo cách bố trí máy mĩc trong nhà xƣởng ta chọn cách bố trí đèn cách tƣờng 2,5m; bố trí đèn thành 9 dãy, mỗi dãy cĩ 7 cụm, mỗi cụm cĩ 4 bĩng. *Chiếu sáng gian đặt 15 máy dệt cĩ S = 945m2. - Tổng cơng suất bĩng đèn đƣợc xác định theo cơng thức (4-4) ⇒ P = 30,8. = 5885,95(W) N = 117,72 118(đèn) - Bố trí đèn: với chiều cao máy mĩc đƣợc lắp đặt trong nhà xƣởng ta chọn chiều cao treo đèn so với mặt phẳng nhà xƣởng là 5m, chiều rộng của phịng là 42m, chiều dài là 22,5m; bố trí đèn thành 5 dãy, mỗi dãy cĩ 7 cụm, mỗi cụn cĩ 4 bĩng. Vậy tổng số bĩng đèn trong thực tế lắp đặt là: +5.7.4 =392 (đèn) *Thiết kế mạng điện chiếu sáng. 47
  50. Đặt riêng một tƣ chiếu sáng lấy điện từ tủ phân phối. tủ chiếu gồm 1 áptomat tổng 3 pha và 14 aptomat nhánh 1 pha. Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng: . Pcs = 392.40 = 15680(W) ⇒ Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC (4x6) do LG sản xuất tiết diện 6mm2 cĩ Icp= 66(A) - Chọn aptomat tổng: Chọn aptomat tổng 3 pha loại ABS 103 – 3P của LG cĩ Iđm= 60(A) - Chọn aptomat nhánh: Chọn 14 aptomat nhánh 1 pha cấp điện cho 14 dãy bĩng, mỗi dãy 7 cụm, mỗi cụm 4 bĩng. Chọn 14 aptomat 1 pha loại BKM của LG cĩ Iđm= 20(A). - Chọn dây dẫn tới các bĩng: chọn cáp đồng 1 lõi cách điện PVC 2 do hãng LG sản xuất cĩ tiết diện (2x2,5)mm cĩ Icp= 48(A) - Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat. Chọn hệ số hiệu chỉnh khc= 1. Kiểm tra cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng: Kiểm tra dây 2,5mm2: Vậy cáp và dây đã chọn là thỏa mãn. 48
  51. TỦ PP ABS 103 3P/60A XLPE 4 x 6 mm2 6 x 4 XLPE TỦ CS ABS 103 3P/60A PVC 2 x 2,5 mm2 2,5 x 2 PVC Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý mạng chiếu sáng. 49
  52. Chƣơng 5: NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT. 5.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. Hệ thống cấp điện cĩ nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ tiêu thụ. Vì vậy đặc điểm quan trọng của hệ thống cấp điện là phân bố trên diện tích rộng, thƣờng xuyên cĩ ngƣời làm việc với các thiết bị điện và chịu trách nhiệm ảnh hƣởng của các yếu tố khách quan nhƣ điều kiện làm việc, thời tiết và các yếu tố chủ quan nhƣ ngƣời vận hành khơng tuân theo các quy tắc an tồn. Vì một nguyên nhân nào đĩ khách quan hay chủ quan làm cho điện trở cách điện của thiết bị hƣ hỏng và đều gây nguy hiểm cho ngƣời vận hành. Vì thế hệ thống cung cấp điện nhất thiết phải cĩ biện pháp an tồn, cĩ hiệu quả và tƣơng đối đơn giản là thực hiện nối đất và đặt các thiết bị chống sét. 5.2. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHỐNG SÉT. 5.2.1. Sét và nguyên nhân gây sét. Sét là sự phĩng điện trong khí quyển giữa các đám mây tích điện và đất hay các đám mây mang điện tích trái dấu nhau. Các đám mây mang điện là kết quả của sự phân tích các điện tích trái dấu và tập trung chúng các phần khác nhau của đám mây. Các đám mây cùng với đất hình thành các tụ điện mây đất, phần trên của các đám mây thƣờng tích luỹ các điện tích dƣơng. Cƣờng độ điện trƣờng của tụ điện mây đất tăng dần lên và tại chỗ nào đĩ cƣờng độ đạt tới trị số tới hạn 25-30(kV/cm) thì khơng khí bị ion hố và bắt đầu trở nên dẫn điện. Sự dẫn điện chủ yếu đƣợc đặc trƣng bởi dịng điện lớn hơn qua chỗ sét đánh, sự loé mãnh liệt của các dịng phĩng điện gọi là dịng điện sét. Các cơng trình về điện nhƣ: đƣờng dây, cột vƣợt song, vƣợt quốc lộ, vƣợt đƣờng sắt, các trạm biến áp, trạm phân phối, là những nơi dễ bị sét đánh trực tiếp. 50
  53. 5.2.2. Thiết bị chống sét. 5.2.2.1. Thiết bị chống sét đường dây tải điện Trong vận hành sự cố cắt điện do sét đánh vào các đƣờng dây tải điện trên khơng chiếm tỉ lệ lớn trong tồn sự cố của hệ thống điện. Bởi vậy bảo vệ hệ thống chống sét cho đƣờng dây cĩ tầm quan trọng rất lớn trong việc đảm bảo vận hành an tồn và cấp điện lien tục. Để bảo vệ chống sét cho đƣờng dây, tốt nhất là đặt dây chống sét trên tồn bộ tuyến đƣờng dây, song biện pháp này thƣờng đƣợc dung cho đƣờng dây 110kV – 220kV cột sắt và cột bê tong cốt sắt. Để tăng cƣờng hệ thống chống sét cho đƣờng dây cĩ thể đặt chống sét ống hoặc tăng them bát sứ ở nhƣng nơi cách điện yếu, những cột vƣơn cao, chỗ giao chéo với các đƣờng dây khác, những đoạn tới trạm. 5.2.2.2. Thiết bị chống sét cho TBA. Thiết bị chống sét đánh trực tiếp. Hệ thống chống sét cơ bản bao gồm: một bộ phận thu đĩn bắt sét đặt trong khơng trung, đƣợc nối đến 1 dây dẫn đƣa xuống, đầu kia của dây dẫn này lại nối đến mạng lƣới nằm trong đất. Vai trị của bộ phận đĩn bắt sét nằm trong khơng trung rất quan trọng và sẽ trở thành điểm đánh thích ứng nhất của sét. Dây dẫn nối từ bộ phận đĩn bắt sét từ trên đƣa xuống cĩ nhiệm vụ đƣa dịng sét xuống hệ thống lƣới kim loại nằm trong long đất và toả nhanh vào đất. Nhƣ vậy hệ thống lƣới kim loại này dung khuếch tán dịng điện sét vào đất. Thiết bị chống sét đƣờng dây truyền vào trạm. Các đƣờng dây trên khơng dù cĩ đƣợc bảo vệ chống sét hay khơng thì các thiết bị điện cĩ nối với chúng đều chịu tác dụng sĩng sét truyền từ đƣờng dây đến. Biên độ của song quá điện áp khí quyển cĩ thể lớn hơn điện áp cách điện của thiết bị dẫn đến chọc thủng cách điện, phá hoại thiết bị điện và mạch điện bị cắt ra. Do vậy để bảo vệ các thiết bị trong TBA tránh song quá điện áp truyền từ đƣờng dây vào phải dung các thiết bị chống sét. 51
  54. Thiết bị chống sét truyền vào trạm chủ yếu là chống sét van (CSV) kết hợp với chống sét ống (CSO) và khe hở phĩng điện. Khe hở phĩng điện: là thiết bị chống sét đơn giản, rẻ tiền nhất, bao gồm 2 điện 2 điện cực trong đĩ cĩ 1 điện cực đƣợc nối với mạch điện cịn cực khia nối với đất.Khi làm việc bình thƣờng, khe hở cách ly những phần tử mang điện (dây dẫn) với đất. Khi cĩ song quá điện áp, khe hở sẽ phĩng điện và truyền xuống dƣới đất. Nhƣng do thiết bị này khơng cĩ bộ phận dập hồ quang nên khi nĩ làm việc bộ phận bảo vệ rowle cĩ thể ngắt mạch điện. Khe hở phĩng điện thƣờng chỉ dung làm 1 bộ phận trong các loai chống sét khác. Chống sét ống (CSO): gồm 2 khe hở phĩng điện, một khe hở đặt trong ống làm bằng vật liệu sinh khí nhƣ fibro hay Philipơlat. Khi dịng điện áp quá cao thì cả 2 khe hở đều phĩng điện. Dƣới tác dụng của hồ quang, chất sinh khí phát nĩng và sản sinh ra khí làm áp suất trong ống khí tăng tới hang chục ata và thổi tắt hồ quang. Khả năng dập tắt hồ quang của chống sét ống rất hạn chế. Nếu dịng điện quá lớn hồ quang khơng bị dập tắt gây ngắt mạch tạm thời làm rơle cĩ cắt mạch. CSO chủ yếu dùng để bảo vệ cho những đƣờng dây khơng cĩ dây chống sét hoặc làm phần tử phụ cho các sơ đồ bảo vệ TBA. Chống sét van (CSV): gồm 2 phần tử chính là khe hở phĩng điện và điện trở làm việc. Khe hở phĩng điện của CSV là một chuỗi khe hở nhỏ cĩ nhiệm vụ nhƣ đã xét ở trên. Điện trở làm việc là điện trở phi tuyến cĩ tác dụng hạn chế để việc dập hồ quang trong khe hở phĩng điện dễ dàng sau khi chống sét van làm việc. Điện trở phải thoả mãn 2 điều kiện trái ngƣợc là cần cĩ điện trở lớn để hạn chế dịng điện ngắt mạch và lại cĩ điện trở nhỏ để hạn chế điện áp dƣ, vì điện áp dƣ khĩ cĩ thể bảo vệ đƣợc cách điện. 5.2.3. Lựa chọn thiết bị chống sét. Do nhà chế tạo đã tính tốn đầy đủ các thong số của chống sét cho phù hợp với từng cấp điện áp nên chống sét van chỉ cần lựa chọn theo điều kiện điện áp định mức. Trạm BA xí nghiệp bao bì xi măng sử dụng nguồn cao áp 52
  55. 6kV nên chọn chống sét van loại ABBLA 6kV của Mỹ chống sét đƣờng dây truyền vào trạm, tại dàn thanh cái TBA lắp thêm 1 chống sét van 6kV loại ABBLA của Mỹ. Ngồi ra cịn cĩ thể lắp thêm 1 chống sét ống 6kv tại đầu điểm đầu để chống sét cho đƣờng dây. 5.3. TÍNH TỐN NỐI ĐẤT. Trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn nối đất. Các điện cực nối đất bao gồm điện cực thẳng đƣợc đĩng sâu vào đất và điện cực ngang đƣợc chon ngầm ở một độ sâu nhất định. Các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận đƣợc nối với đất với các điện cực nối đất. Kh cĩ trang bị nối đất, dịng điện ngắn mạch xuất hiện do cách điện của thiết bị điện với vỏ bị hƣ hỏng, sẽ chạy qua các vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống các điện cực và chạy tản vào trong đất. Cĩ 2 cách thực hiện nối đất đĩ là nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo. Nối đất tự nhiên: là sử dụng các ống dẫn nƣớc hay các ống bằng kim loại khác đặt trong đất (trừ các ống dẫn kim loại lỏng và khí dễ cháy) các kết cấu kim loại của cơng trình nhà của nối đất các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất làm trang bị nối đất. Khi xây dựng trang bị nối đất cần phải tận dụng các vật liệu tự nhiên cĩ sẵn. Điện trở nối đất này đƣợc xác định bằng cách đo thực tế hay dựa vào các tài liệu để tính gần đúng. Nối đất nhân tạo đƣợc thực hiện bằng cọc thép, thanh thép hình chữ nhật hay hình thép gĩc dài từ 2÷3(m) đĩng sâu xuống đất sao cho đầu trên của chúng cách mặt đất khoảng 0,5 ÷ 0,7(m). Dây nối đất cần cĩ tiết diện thoả mãn độ bền cơ khí và ổn định nhiệt, chịu đƣợc dịng điện cho phép lâu dài. Dây nối đất khơng đƣợc < 1/3 tiết diện dây dẫn pha, thƣờng dùng phép cĩ tiết diện 120mm2, nhơm 35mm2, hoặc đồng 25mm2. 53
  56. Điện trở nối đất nhân tạo đƣợc thực hiện khi nối đất tự nhiên đo đƣợc khơng thoả mãn điện trở nối đất cho phép lớn nhất của trang bị nối đất. Điện trở nối đất nhân tạo gồm hệ thống cọc đĩng thẳng đứng (điện cực thẳng đứng) và thanh đặt nằm ngang (điện cực ngang) và đƣợc xác định: Theo cơng thức: (5-1) Tính tốn nối đất . Căn cứ vào thiết kế của cơng ty xây lắp điện Hải Phịng đã đƣợc áp dụng trên thực tế chọn dùng 6 cọc tiếp địa L75x75 dài 2,5(cm); mặt bằng, mặt cắt hệ thống nối đất của trạm biến áp nhƣ sau: 0,7 m 0,8 m 2 MC1 l = 2,5 m 1 a = 7,5 m Qua cơng tác khảo sát và thiết kế cho thấy đất ở vị trí xây dựng trạm biến áp cĩ điện trở suất (Ωcm), thuộc loại đất ẩm tự nhiên. Tính tốn nối đất cho trạm biến áp. - Xác định điện trở nối đất của 1 cọc: Trong đĩ: điện trở suất của đất, = 0,4.104(Ωcm) kmax: hệ số mùa, kmax =1,5 d: đƣờng kính ngồi của cọc(m) l: chiều dài của cọc, l= 2,5(m) 54
  57. t: độ chơn sâu của cọc, tính từ mặt đất đến điểm chơn sâu của cọc,(m). Đối với thép cĩ bề rộng của cạnh là b, đƣờng kính ngồi đẳng trị đƣợc tính: d= 0,95×b. Dùng thép gĩc L75.75.7 dài 2,5m để làm cọc thẳng đứng của thiết bị nối đất cĩ: b = 0,075(m) d = 0,95.0,075 = 0,071(m) t = 0,8+ (m) Thay số vào (5-2) ta cĩ: Các cọc cĩ chiều dài l= 2,5(m); cách nhau khoảng a =7,5(m) ⇒ ⇒ hệ số sử dụng cọc =0,8 (tra bảng sách cung cấp điện). Điện trở khuếch tán của 6 cọc: Trong đĩ: : điện trở suất của đất ở độ sâu chơn thanh nằm ngang. l: chiều dài (chu vi) mạch vịng tạo nên bởi các thanh nối. t: chiều sâu chơn thanh nối, t = 0,8(m) b: chiều rộng thanh nối, b = 0,04(m) Thay số vào (5-4) ta cĩ: Điện trở của thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh ngang , tra bảng PL6.6 sách hệ thống cung cấp điện cĩ Xác định điện trở khuếch tán của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và các thanh nối nằm ngang. 55
  58. Theo quy phạm điện trở nối đất nhận tạo ≤ 4(Ω), nhƣ vậy dung 6 cọc tiếp đất là phù hợp. Do hệ thống cấp điện cĩ các đặc điểm thƣờng xuyên cĩ ngƣời làm việc với thiết bị điện, cách điện của các thiết bị điện bị chọc thủng, ngƣời vận hành khơng tuân theo quy tắc an tồn là nguyên nhân gây ra tai nạn về điện. do đĩ các thiết bị về điện, dàn trạm đều đƣợc nối dàn tiếp địa bằng sắt đƣợc luồn trong ống gen nilon. Riêng trung tính MBA đƣợc nối với dàn tiếp địa bằng dây đồng M50. Tại mỗi cột cao áp đều sử dụng dây nối đất và cọc tiếp địa T1C – 2,5m. 56
  59. Kết luận Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp, dƣới sự hƣớng dẫn tận tình của cơ giáo Th.s Đỗ Thị Hồng Lý và sự nỗ lực của bản thân đến nay tác giả đã hồn thành đồ án của mình. Đồ án bao gồm 5 chƣơng trình bày những vấn đề sau: Chƣơng 1: Giới thiệu về xí nghiệp sản xuất bao bì xi măng và cơng nghệ sản xuất bao bì xi măng. Chƣơng 2: Trình bày các phƣơng pháp xác định phụ tải điện và xác định phụ tải tính tốn của xí nghiệp. Chƣơng 3: Thiết kế mạng điện xí nghiệp bao gồm: Đƣờng dây 6kV, trạm biến áp và các thiết bị trạm biến áp. Chƣơng 4: Thiết kế mạng điện áp xƣởng sản xuất: Lựa chọn các thiết bị tủ phân phối, phƣơng án đi dây từ tủ phân phối đến các tủ động lực của máy sản xuất và thiết kế mạng chiếu sáng làm việc của xƣởng. Chƣơng 5: Lựa chọn thiết bị chống sét, tính tốn nối đất cho trạm biến áp và các thiết bị điện của xí nghiệp. Tuy nhiên qua đề tài này tác giả cĩ những hiểu biết tốt hơn về lĩnh vực tính tốn và thiết kế cung cấp điện, vai trị của điện năng trong đời sống kinh tế xã hội cụ thể: Chất lƣợng điện năng gĩp phần quyết định tới chất lƣợng và giá thành sản phẩm đƣợc sản xuất ra của doanh nghiệp. Chính vì vậy việc thiết kế cấp điện của xí nghiệp cơng nghiệp nhằm đảm bảo độ tin cậy và nâng cao chất lƣợng điện năng đƣợc đặt lên hàng đầu. Muốn vậy, việc xác định chính xác phụ tải là hết sức cần thiết. Một phƣơng án cấp điện tối ƣu là phải đảm bảo cả về mặt kỹ thuật và mặt kinh tế. Hai mặt kinh tế và kỹ thuật luơn cĩ sự mâu thuẫn, ngƣời thiết kế hệ thống cấp điện luơn gặp khĩ khăn khi giải quyết mâu thuẫn này. Trong cơng tác thiết kế cấp điện cần phải tuân theo các quy trình, 57
  60. quy phạm để đảm bảo an tồn cho ngƣời và thiết bị đƣợc nhà nƣớc ban hành. 58
  61. Tài liệu tham khảo 1. Ngơ Hồng Quang – Vũ Văn Tầm (2001), Thiết Kế Cấp Điện, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 2. TS. Nguyễn Lân Tráng (2004), Quy Hoạch Phát Triển Hệ Thống Điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. 3. Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Cơng Hiền – Nguyễn Bội Khê (2001), Cung Cấp Điện, NXB Khoa học và kĩ thuật Hà Nội. 4. Nguyễn Cơng Hiền – Nguyễn Mạch Hoạch (2001) Hệ Thống Cung Cấp Điện Của Xí Nghiệp Cơng Nghiệp Đơ Thị Và Nhà Cao Tầng, NXB Khoa học và kĩ thuật Hà Nội. 5. Ngơ Hồng Quang (2002), Sổ Tay Và Lựa Chọn tra Cứu Thiết Bị Điện Từ 0,4 Đến 500kV, NXB Khoa học và kĩ thuật Hà Nội. 6. Trần Sách (1998), Lƣới Điện Và Hệ Thống Điện, NXB Khoa học và kĩ thuật Hà Nội. 59
  62. Phƣơng án đi dây mạng cao áp: Các trạm biến áp đƣợc cấp điện trực tiếp từ trạm phân phối trung tâm. Trạm PPTT Phân xưởng Ban quản lý sản xuất 60