Cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất

định số thiết bị hiệu quả của nhóm III: + Số thiết bị trong nhóm III là 10 thiết bị. Vì số thiết bị trong nhóm III > 4 nên: knc= kmax x ksd, với kmax= f (ksd,nhq). + Số thiết bị N1có Pdmi ≥ Pdmmax / 2 = 7.5 (kW) là 7 thiết bị. 7.0 10 7 N N *N 1 === và 9182.0 110 144153 P P *P N i dmi 1N 1i dmi = ´+´ == å å = (Tra bảng 3-3 trang 31, sách cung cấp điện của thầy Nguyễn Xuân Phú), ta có được N*hq = 0.79, vậy số thiết bị hiệu quả của nhóm là: Nhq = N ´ N * hq = 10´ 0.79 = 7.9 , vậy Nhq =8 thiết bị. Từ Nhq = 8 và ksd = 0.8, (tra bảng 3.2 trang 29,sách cung cấp điện của thầy Nguyễn Xuân Phú) ta được: kmax = 1.08, vậy ta tính được hệ số nhu cầu của nhóm III như sau: Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập knc = kmax ´ ksd = 1.08´0.8 = 0.864 - Phụ tải động lực tính toán của nhóm III Pttdl III = knc x ∑Pidm=0.864 x 110 = 95.04 (KW) Cos tbIIIj = å å = = ´j n 1i dmi dmi n 1i i P Pcos = 752.0 110 7.82 = )KVA(38.126 752.0 04.95 cos P S tbIII ttdlIII ttdlIII ==j = )KVar(31.83gtanPQ tbdlIIttdlIIttdlII =j´= )A(41.182 34.0 38.126 3U S I dm ttdlII ttdlII = ´ = ´ = 2.5.2. Xác định phụ tải tính toán toàn phân xưởng å = = 3 1i ttdliđtttdl PKP Trên thực tế , phân xưởng khi làm việc thì không hẳn các thiết bị cùng hoạt động một lúc , do đó ta tham khảo bảng hệ số đồng thời theo IEC/B35 Ta có hệ số đồng thời tương ứng cho 3 nhóm phụ tải là 9.0=đtK Số mạch ks 2 và 3 (tủ được kiểm nghiệm toàn bộ) 0.9 4 và 5 0.8 6 đến 9 0.7 10 và lớn hơn ( tủ đã được thực nghiệm từng phần trong mỗi trường được chọn) 0.6 Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Vậy công suất tác dụng cho toàn phân xưởng : )239.841(KW) 95.04 79.25 92.2(9.0PKP 3 1i ttdliđtttdl =++´== å = Cos tbj = å å = = ´j n 1i ttdli ttdli n 1i tbi P Pcos = 743.0 04.9525.792.92 752.004.95748.025.7973.02.92 = ++ ´+´+´ )KVA(8.322 743.0 841.239 cos P S tb ttdl ttdl ==j = )KVar(05.216841.2398.322PSQ 222ttdl 2 ttdlttdl =-=-= )A(98.465 34.0 841.322 3U S I đm ttdl ttdl = ´ = ´ = 2.6. Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng. Đây là phân xưởng sản xuất cho nên việc thiết kế chiếu sáng ta phải quan tâm đến loại đèn dùng trong phân xưởng . Với chiều cao phân xưởng là 7m ( chưa tính mái tôn ) do yêu cầu sự chính xác và tạo điều kiện thuận lợi cho người làm việc thì ta nên chọn loại đèn cao áp ánh sáng trắng 250W . Vì là phân xưởng sản xuất nên đòi hỏi độ sáng phải cao nên ta chọn độ sáng sơ bộ là 12W/ 2m FPP 0ttcs ´= Trong đó : ) m W(P 20 là công suất chiếu sáng trên mét vuông của phân xưởng . F: ( 2m ) là diện tích của toàn phân xưởng (F= 30´40 = 1200 ( 2m )) Với 20 m W12P = Þ )KW(4.14)W(14400120012Pttcs ==´= Ta lấy: cos j = 0.85 )KVA(17)VA(18.16941 85.0 14400 cos P S ttcsttcs »==j = Þ )KVar(03.94.1417PSQ 222ttcs 2 ttcsttcs =-=-= Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập 2.7. Xác định phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng Công suất tác dụng toàn phân xưởng: )KW(241.2544.14841.239PPP ttcsttdlttpx =+=+= Công suất phản kháng toàn phân xưởng: )KVar(08.22503.905.216QQQ ttcsttdlttpx =+=+= Công suất biểu kiến toàn phân xưởng: )KVA(14.36008.225241.254QPS 222ttpx 2 ttpxttpx =+=+= )A(82.519 34.0 14.360 3U S I đm ttpx ttpx =´ = ´ = 2.8. Xác định tâm phụ tải 2.8.1 Mục đích: Việc xác định tâm phụ tải nhằm xác định vị trí hợp lý nhất để đặt các tủ phân phối, tủ động lực hay máy biến áp. Vì khi ta đặt tủ phân phối, tủ động lực hay trạm biến áp tại vị trí đó thì sẽ đảm bảo được việc cung cấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất nhỏ, chi phí kim loại màu là hợp lý nhất. Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí cuối cùng còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như: đảm bảo tính mĩ quan, thuận tiện và an toàn trong lắp đặt, vận hành v.v… Xác định tâm phụ tải cho nhóm thiết bị (để định vị trí đặt tủ động lực), cho các phân xưởng của xí nghiệp (để xác định vị trí đặt tủ phân phối). Nhưng để đơn giản công việc tính toán thì ta chỉ cần xác định tâm phụ tải cho các vị trí đặt tủ phân phối. Còn vị trí đặt tủ động lực thì chỉ cần xác định một cách tương đối bằng ước lượng sao cho vị trí đặt tủ nằm cân đối trong nhóm thiết bị và ưu tiên gần các động cơ có công suất lớn. 2.8.2 Công thức tính: Tâm phụ tải được xác định theo công thức: å å = = ´ = n 1i i n 1i ii P XP X å å = = ´ = n 1i i n 1i ii P YP Y (2.1) Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Ý nghĩa các thông số trong công thức (2.1) thay đổi tùy thuộc vào việc xác định tâm phụ tải cho nhóm máy hay cho phân xưởng. Các thông số Tâm phụ tải nhóm máy Tâm phụ tải phân xưởng (X,Y): Toạ độ tâm phụ tải Của nhóm máy Của phân xưởng Pi: Công suất định mức Của thiết bị thứ i Của nhóm thiết bị thứ i (xi, yi): Tọa độ Của thiết bị thứ i Của nhóm thiết bị thứ i 2.8.3. Xác định tâm phụ tải cho phân xưởng Trước tiên, ta sẽ quy ước chọn gốc toạ độ chuẩn của mỗi phân xưởng tại vị trí góc dưới bên trái của mỗi phân xưởng. Để tiện lợi cho việc tính toán tâm phụ tải theo công thức (2.1), ta sẽ lập các bảng số liệu tính toán như sau: · Xác định tâm phụ tải cho nhóm I: Bảng 2.1: số liệu tính toán tâm phụ tải nhóm I Ký hiệu thiết bị iX iY iP ii PX ´ ii PY ´ 3A 4 11 1.1 4.4 12.1 3B 4 6 1.1 4.4 6.6 4A 8.5 13 1.5 12.75 19.5 4B 13 13 1.5 19.5 19.5 4C 8.5 8 1.5 12.75 12 4D 13 8 1.5 19.5 12 5A 9 9.5 7.5 67.5 71.25 5B 14 9.5 7.5 105 71.25 Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập 6A 2.5 26 11 27.5 286 6B 6 26 11 66 286 6C 9 26 11 99 286 6D 2.5 22.5 11 27.5 247.5 6E 6 22.5 11 66 247.5 6F 9 22.5 11 99 247.5 9 6 19 18.5 111 351.5 TỔNG 107.7 741.8 2176.2 Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Thay vào công thức ta có 88.6 7.107 8.741 Pi PX X N 1i N 1i ii I == ´ = å å = = 21.20 7.107 2.2176 Pi PY Y N 1i N 1i ii I == ´ = å å = = Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập · Xác định tâm phụ tải cho nhóm II: Bảng 2.2: số liệu tính toán tâm phụ tải nhóm II Ký hiệu thiết bị iX iY iP ii PX ´ ii PY ´ 1A 32 24 2 64 48 1B 36 24 2 72 48 7A 25.5 5.5 2.2 56.1 12.1 7B 25.5 10 2.2 56.1 22 8A 16.5 25 22.5 371.25 562.5 8B 21 25 22.5 472.5 562.5 8C 25 25 22.5 562.5 562.5 12A 17 19.5 5.5 93.5 107.25 12B 29 19.5 5.5 159.5 107.25 TỔNG 86.9 1907.45 2032.1 Thay vào công thức ta có 95.21 9.86 45.1907 Pi PX X N 1i N 1i ii II == ´ = å å = = 38.23 9.86 1.2032 Pi PY Y N 1i N 1i ii II == ´ = å å = = · Xác định tâm phụ tải cho nhóm III: Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Bảng 2.3: số liệu tính toán tâm phụ tải nhóm III Ký hiệu thiết bị iX iY iP ii PX ´ ii PY ´ 2A 30.5 19 15 457.5 285 2B 34 19 15 510 285 2C 37 19 15 555 285 10A 31 12 3 93 36 10B 31 8 3 93 24 10C 31 5 3 93 15 11A 34 11 14 476 154 11B 37.5 11 14 525 154 11C 34 6 14 476 84 11D 37.5 6 14 525 84 TỔNG 110 3803.5 1406 Thay vào công thức ta có 58.34 110 5.3803 Pi PX X N 1i N 1i ii III == ´ = å å = = 78.12 110 1406 Pi PY Y N 1i N 1i ii III == ´ = å å = = 2.8.4. Xác định tâm phụ tải cho toàn phân xưởng · Tâm phụ tải chiếu sáng: Giả sử phụ tải chiếu sáng được phân bố đều trong phân xưởng . Như vậy , ta có tâm phụ tải chiếu sáng được tính như sau: Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập )m(20 2 40 2 d X ptcs === Trong đó : d là chiều dài của phân xưởng )m(15 2 30 2 r Yptcs === Trong đó : d là chiều rộng của phân xưởng · Tâm phụ tải toàn phân xưởng: Nhóm phụ tải i X Y i iP X i .P i Y i .P i Nhóm I 6.88 20.21 107.7 740.976 2176.617 Nhóm II 21.95 23.38 86.9 1907.455 2031.722 Nhóm III 34.58 12.78 110 3803.8 1405.8 Chiếu sáng 20 15 14.4 288 216 Tổng 319 6740.231 5830.139 21.12925 319 231.6740 Pi PX X n 1i n 1i ii tpx == ´ = å å = = 18.2763 319 139.5830 Pi PY Y n 1i n 1i ii tpx == ´ = å å = = 2.9.Cấu trúc mạng điện của phân xưởng 2.9.1.Hệ thống dây dẫn và cách lắp đặt dây: Có nhiều phương pháp lựa chọn hệ thống dây và phương án lắp đặt dây cho phân xưởng. Theo tiêu chuẩn IEC 364-5-52(1993) qui định việc lựa Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập chọn và lắp đặt hệ thống dây dẫn dựa trên các nguyên tắc liên quan đến cáp và dây dẫn, cách đấu nối ngầm, giá đỡ hay cáp treo… Để lựa chọn phương thức đi dây và tiến hành đi dây, phương pháp lắp đặt dây ta dựa vào tiêu chuẩn IEC ở trang 5.3 và 5.4 ( sách giáo trình cung cấp điện – thầy T.S Quyền Huy Ánh ) kết hợp với tính chất của phụ tải, đặc điểm của phân xưởng, điều kiện làm việc và tiện cho việc sửa chữa cũng như di chuyển sau này. Vì vậy, ta chọn phương án lắp đặt dây như sau: Từ trạm biến áp DT ( Distribution Transformer ) đến tủ phân phối chính MDB ( Main Distribution Board ) :Đi dây cáp bọc PVC, đơn lõi, ruột đồng, gồm 3 dây line, 1 dây N. Với phương thức đi dây cáp trong ống nhựa, tiến hành đi trên không. Từ tủ phân phối chính MDB đến các tủ phân phối phụ DB (Distribution Board) và DLB ((Distribution Lighting Board ) : Đi dây bọc cáp PVC đơn lõi, ruột đồng, gồm 3 dây Line và 1 dây N. Với phương thức đi dây cáp trên máng cáp, máng được treo trên tường, máng cáp được làm bằng tôn cứng, các thanh đỡ cáp cách nhau 300mm. Từ các tủ phân phối phụ DB đến các thiết bị, động cơ ta chọn phương án đi ngầm trong đất. Và từ tủ phân phối phụ DLB đến các bóng đèn theo phương thức đi dây cáp trên máng cáp. 2.9.2. Hệ thống thanh dẫn điện Theo lựa chọn ban đầu, phân xưởng hoạt động 2 ca nên ta có thể chọn T h50003000max ¸= Tra bảng 8.4 mật độ dòng kinh tế ta có 1.3J kt = ( do dây dẫn chọn là dây đồng bọc cách điện bằng PVC ) ( )2 kt bt mm J I S = Trong đó, btI là dòng điện làm việc bình thường của thanh dẫn (A) ktJ là mật độ dòng điện kinh tế ( A/ 2mm ) S là tiết diện của thanh dẫn Do không biết quá trình hoạt động của các động cơ nên ta có thể coi các động cơ luôn hoạt động cùng lúc. Khi đó ta có : Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập )A(82.519II ttbt == )mm(68.167 1.3 82.519 S 2==Þ Tra bảng 2-56 trang 655 sách Cung cấp điện của thầy Nguyễn Xuân Phú ta chọn thanh dẫn bằng đồng, mỗi pha một thanh, thanh dẫn có các thông số sau: S = Dòng điện cpI = Thanh dẫn đặt nằm ngang 2.9.3. Xác định vị trí đặt tủ động lực cho từng nhóm máy: Việc lắp đặt tủ động lực và tủ phân phối đúng tâm phụ tải của nhóm và phân xưởng có lợi về: o Chi phí cho việc đi dây và lắp đặt là thấp nhất. o Tổn hao điện áp là thấp nhất. Tuy nhiên, trong thực tế lắp đặt tủ phân phối phải đáp ứng các yêu cầu sau: É Đặt gần tâm phụ tải É Thuận lợi cho quan sát toàn nhóm máy hay phân xưởng. É Không gây cản trở lối đi É Gần cửa ra vào É Thông gió tốt Vì vậy , dựa vào các điều kiện trên ta chọn vị trí đặt tủ phân phối và tủ động lực như hình vẽ: Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập 2.10.Chọn dung lượng máy biến áp chính và nguồn dự phòng cho phân xưởng 2.10.1. Chọn số lượng máy biến áp Theo kinh nghiệm tính toán thực tế và vận hành thì trạm đặt 1 máy biến áp là tốt nhất. Trường hợp cần thiết thì đặt 2 máy biến áp nhưng không nên đặt quá 2 máy biến áp trong 1 trạm. -Trạm 1 máy biến áp: Vốn đầu tư thấp, vận hành đơn giản, tiết kiệm diện tích đặt nhưng độ tin cậy cung cấp điện không cao. -Trạm 2 máy biến áp: Vốn đầu tư cao hơn,vận hành khó hơn, độ tin cậy cung cấp điện cao, tốn diện tích xây dựng trạm. Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Xác định số lượng máy biến áp trong 1 trạm máy biến áp tùy thuộc vào mức độ đảm bảo yêu cẩu của hộ tiêu thụ điện. -Đối với hộ tiêu thụ loại 1: Do yêu cầu cung cấp điện cao nên phải dùng 2 nguồn riêng. Khi lấy điện từ trạm thì trạm biến áp đó phải đặt 2 máy biến áp và phải trang bị các thiết bị đóng cắt nguồn dự phòng. -Đối với hộ tiêu thụ loại 2: Yêu cầu cung cấp điện khá cao nên có thể đặt 1 hoặc 2 máy biến áp trong 1 trạm, dựa vào sự so sánh các chỉ tiêu kinh tế khi xây nguồn dự phòng. -Đối với hộ tiêu thụ loại 3: Yêu cầu cung cấp điện là không cao nên đặt 1 máy biến áp trong 1 trạm. 2.10.2.Chọn vị trí đặt máy biến áp Để xác định vị trí hợp lý của trạm biến áp cần xem xét các yêu cấu sau: v Gần tâm phụ tải. v Thuận tiện cho các tuyến dây vào /ra. v Thuận tiện trong quá trình lắp đặt, thi công và xây dựng. v Đặt nơi ít người qua lại, thông thoáng. v Phòng chống cháy nổ, ẩm ướt, bụi bặm và là nơi có địa chất tốt. v An toàn cho người và thiết bị. Trong thực tế, việc lắp đặt trạm máy biến áp phù hợp tất cả các yêu cầu trên là rất khó khăn. Do đó, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể mà đặt trạm sao cho hợp lý nhất. 2.10.3.Chọn dung lượng máy biến áp Ø Xác định công suất máy biến áp theo mật độ phụ tải: +Mật độ phụ tải được xác định j =s cos.F P ( )2m/KVA + å= n 1 dinc p.kP : là phụ tải tính toán (KW) +F : là diện tích khu vực có phụ tải tập trung ( 2m ) + jcos : là hệ số công suất trên thanh cái trạm biến áp Ø Xác định công suất máy biến áp theo phụ tải tính toán: +Trong điều kiện làm việc bình thường : v Trạm 1 máy biến áp : ttđm SS ³ v Trạm n máy biến áp : ttđm SS.n ³ +Trong điều kiện có sự cố máy biến áp hoặc sự cố đường dây: khi có sự cố ở trạm có nhiều máy biến áp mà 1 máy biến áp có sự cố hoặc sự cố từ đường dây lân cận cung cấp điện đến 1 trạm chỉ có 1 máy biến áp. Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập v Trạm 1 máy biến áp : scđmqt SS.k ³ v Trạm n máy biến áp : scđmqt SS.k).1n( ³- Với : Ø qtk :là hệ số quá tải máy biến áp Ø đmS :là công suất định mức của máy biến áp Ø scS :là phụ tải của trạm cần phải truyền tải khi có sự cố Một cách gần đúng : 4.1kqt = với điều kiện hệ số phụ tải của máy trước sự cố không quá 0.93 và quá tải không quá 5 ngày đêm và mỗi ngày không quá 6 giờ. Khi chọn công suất máy biến áp cần chú ý hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường (thường là các máy do Liên Xô chế tạo) Căn cứ vào điều kiện chọn máy biến áp, với phân xưởng này, ta chọn máy biến áp có công suất: ttđm SS ³ Trong trường hợp xảy sự cố thì: scđmqt SS.k ³ Do trạm chỉ có 1 máy biến áp nên ta chọn máy biến áp có công suất: )KVA(29.327SđmMBA ³ Tra bảng máy biến áp 3 pha theo tiêu chuẩn TCVN do công ty Thibidi cung cấp, ta chọn được máy biến áp do hãng thibidi chế tạo có các thông số như sau: )KVA(400Sđm = ; U=15/0.4(KV); )W(900P0 =D ; )W(4600Pk =D ; 4(%)Uk = ; f = 50Hz Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập 2.11. Chọn nguồn dự phòng cho phân xưởng Dựa vào quy trình sản xuất và đặc điểm của phân xưởng sản xuất, ta xem toàn phân xưởng là tải tiêu thụ loại 2. Khi chọn dung lượng nguồn dự phòng của phân xưởng thì ta cần xem xét điều kiện kinh tế,máy móc, kỹ thuật…. để đảm bảo luôn luôn cung cấp điện cho tải cần thiết khi mất điện. Vì phân xưởng của ta là phân xưởng cơ khí nhỏ, không có văn phòng làm việc nên ta xem như tất cả các máy hoạt động như nhau và khi có sự cố mất điện thì chỉ có hệ thống chiếu sáng được cấp điện bằng nguồn dự phòng Vì vậy, ở đây ta sẽ chọn nguồn dự phòng cho hệ thống chiếu sáng. Theo số liệu tính toán ở trên ta có công suất chiếu sáng là 17 KVA. Vậy ta chọn dung lượng máy phát G-POWER lắp ráp tại Việt Nam có công suất liên tục là 20 KVA, công suất dự phòng là 22 KVA, hệ số công suất là 0.8, điện thế là 380/220 V, tần số 50 Hz, tốc độ vòng quay 1500 vòng/phút, nhiên liệu Diesel Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập CHƯƠNG 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY 3.1. Khái quát chung: Trong hệ thống điện hạ thế tiêu biểu, các mạch phân phối bắt nguồn từ một tủ phân phối chính ( MGDB ). Từ đó dây cáp được đặt trong các đường, máng cáp đủ loại để cáp điện cho các tủ khu vực hoặc các tủ phụ. Mạng phân phối hạ thế có các mạng phân phối phổ biến sau: 3.1.1. Mạng phân phối hình tia không phân nhánh Mạch này dùng để điều khiển tập trung lưới hay cho một quy trình đặc biệt, điều khiển, bảo trì và giám sát hệ thống. Ưu điểm : một sự cố ( trừ trên thanh cái ) sẽ cô lập một mạch mà thôi. Khuyết điểm : tốn nhiều dây dẫn cho một số lượng lớn mạch. Đặc biệt tuyến bảo vệ phải ở mức cao ( gần với của nguồn ). Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập 3.1.2. Mạng phân phối phân nhánh hình tia Mạch phân phối này rất thông dụng và phổ biến Ưu điểm : Chỉ một mạch nhánh bị cô lập trong trường hợp sự cố ( bằng cầu chì hay MCCB ).Việc xác định sự cố cũng được đơn giản hóa. Bảo trì hay mở rộng hệ thống điện vẫn cho phép phần còn lại hoạt động bình thường. Kích thước dây dẫn có thể chọn phù hợp với mức dòng giảm dần cho tới cuối mạch. Khuyết điểm : Sự cố xảy ra ở một trong các đường cáp từ tủ điện chính sẽ cắt tất cả các mạch và tủ điện phía sau. 3.2. Vạch phương án đi dây Để cấp điện cho các các thiết bị trong phân xưởng, dự định đặt một tủ phân phối từ trạm biến áp đi vào và cấp điện cho ba tủ động lực cùng với một tủ chiếu sáng rải rác cạnh tường của phân xưởng và mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải. Ø Từ tủ phân phối chính ( MDB ) đến các tủ động lực ( DB) thường dùng phương án hình tia không phân nhánh. Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Ø Từ tủ động lực ( DB) đến các các thiết bị thường dùng sơ đồ phân nhánh hình tia để cấp điện cho từng động cơ. Ø Các nhánh đi từ tủ phân phối nói chung không nên quá nhiều ( n < 10 ) và tải của các nhánh có công suất gần bằng nhau. Ø Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý đến dòng định mức của các CB chuẩn (6,10,13,16,20,32,25,32,40,50,63…. ) Ø Đối với phụ tải loại 1 chỉ được sử dụng sơ đồ hình tia không phân nhánh Do phân xưởng là phân xưởng sản xuất. Vì vậy, để cho thuận tiện trong việc đi lại và vận chuyển thì ta chọn phương án đi dây như sau: v Từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối phụ ( tủ phân phối cho động cơ ) ta đi dây hình tia và đi trên máng cáp, dây đi từ các tủ động lực đến các động cơ đi dây theo sơ đồ phân nhánh hình tia. v Toàn bộ dây và cáp từ tủ động lực đến các động cơ đều được đi ngầm dưới đất. Từ các yêu cầu trên ta thấy việc xác định phương án đi dây rất quan trọng, có ảnh hưởng rất lớn đến việc chọn CB sau này. Do dây dẫn đều là cáp nên ta phải đi dây từ tủ động lực đến từng động cơ của nhóm. Sau đây là sơ đồ đi dây cho các tủ phân phối: Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập CHƯƠNG 4 : CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ 4.1.Tính toán dây dẫn và dây cáp. Để đảm bảo an toàn, dây dẫn và dây cáp phải đảm bảo các điều kiện sau: - Chọn theo điều kiện phát nóng. Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập - Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Để đảm bảo cho các thiết bị không bị hư hỏng khi có sư cố xảy ra thì các khí cụ bảo vệ phải tác động nhanh khi có sự cố ngắn mạch hay quá tải, còn đối với dây dẫn thì phải đảm bảo về điều kiện cơ khí và phát nóng cho phép cũng như tổn thất điện áp trên đường dây. Ngoài ra việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị bảo vệ phải đảm bảo về kinh tế và kỹ thuật. 4.1.Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng : Dây dẫn và cáp hạ áp cho phân xưởng được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép và kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp. Vì khoảng cách từ tủ phân phối đến tủ động lực cũng như từ tủ động lực đến các động cơ là ngắn, nếu như thời gian làm việc của nhà máy ít thì việc lựa chọn theo dòng phát nóng sẽ đảm bảo về chỉ tiêu kỹ thuật cũng ít lãng phí về kim loại màu. 4.2.Chọn dây dẫn, dây cáp từ tủ động lực đến từng động cơ Dây từ tủ động lực đến các động cơ ta đi ngầm dưới đất với dây 3 pha ta chọn dụng cáp điện lực 3 lõi Các thông số hiệu chỉnh như sau: 8.0K 4 = ( đi dây ngầm ) 1K 5 = ( 1 mạch ) 1K 6 = ( đất khô ) 95.0K 7 = ( nhiệt độ đất 25 Co ) 76.095.0118.0K.K.K.KK 7654 =´´´==Þ Với 7654 K,K,K,K được chọn theo bảng 8.13; 8.14; 8.15; 8.16 trang 106 sách cung cấp điện của thầy Quyền Huy Ánh. Chọn cáp cho động cơ: a.Nhóm I Chọn dây dẫn từ tủ phân phối phụ DB1 đến các động cơ 3A, 3B, 4A, 4B, 4C, 4D, 5A, 5B, 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F ta sử dụng cáp điện lực CVV, 1 lõi, cách điện bằng PVC do Cadivi sản xuất. Dòng định mức qua nhánh j của nhóm I được xác định theo công thức sau: å j = idm dmic dmj cos.U.3 P I j1 *Dòng điện định mức qua nhánh 1 của nhóm I ( 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F ) )A(5.130 73.04.03 116 cos.U.3 P I n 1i idm dmic 1dm 11 = ´´ ´ = j =å = Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Vì nhánh 1 gồm có 6 động cơ do đó ta chọn sk =0.78 ( được tra trong sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC trang B34 ) Dòng làm việc nhánh 1: )A(79.1015.13078.0I.kI 1111 c 1dmdt c maxlv =´== Theo điều kiện phát nóng ta có: 11cc maxlv CB dm II 11 ³ Vậy chọn 11CBcpI = 11CBdmI =125(A) Dòng phát nóng cho phép của CB khi đã hiệu chỉnh điều kiện lắp đặt thực tế: )A(164 76.0 I I 11 11 CB cpCB cptt == Vậy, tra bảng 2 catalog của Cadivi ta chọn tiết diện dây là 25mm 2 có dòng định mức là 168 (A), 3 dây cho 3 pha và được đặt cách khoảng *Dòng điện định mức qua nhánh 2 của nhóm I ( 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F ) )A(5.82 75.0 5.18 73.0 5.72 71.0 5.14 63.0 1.12 4.03 1 cos.U.3 P I n 1i idm dmic 1dm 12 =÷ ø ö ç è æ + ´ + ´ + ´ ´ = j =å = Vì nhánh 2 gồm có 9 động cơ do đó ta chọn sk =0.78 ( được tra trong sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC trang B34 ) Dòng làm việc nhánh 2: )A(35.645.8278.0I.kI 1111 c 1dmdt c maxlv =´== Theo điều kiện phát nóng ta có: 11cc maxlv CB dm II 11 ³ Vậy chọn 11CBcpI = 11CBdmI =80(A) Dòng phát nóng cho phép của CB khi đã hiệu chỉnh điều kiện lắp đặt thực tế: )A(26.105 76.0 I I 11 11 CB cpCB cptt == Vậy, tra bảng 2 catalog của Cadivi ta chọn tiết diện dây là 16mm 2 có dòng định mức là 128 (A), 3 dây cho 3 pha và được đặt cách khoảng b.Nhóm II Chọn dây dẫn từ tủ phân phối phụ DB2 đến các động cơ 1A, 1B, 7A, 7B, 8A, 8B, 8C, 12A, 12B ta sử dụng cáp điện lực CVV, 1 lõi, cách điện bằng PVC do Cadivi sản xuất. Dòng định mức qua nhánh j của nhóm II được xác định theo công thức sau: Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập å j = idm dmic dmj cos.U.3 P I j1 *Dòng điện định mức qua nhánh 1 của nhóm II (8A, 8B. 8C ) )A(130 75.04.03 5.223 cos.U.3 P I n 1i idm dmic 1dm 11 = ´´ ´ = j =å = Vì nhánh 1 gồm có 3 động cơ do đó ta chọn sk =1 ( được tra trong sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC trang B34 ) Dòng làm việc nhánh 1: )A(1301301I.kI 1111 c 1dmdt c maxlv =´== Theo điều kiện phát nóng ta có: 11cc maxlv CB dm II 11 ³ Vậy chọn 11CBcpI = 11CBdmI =150(A) Dòng phát nóng cho phép của CB khi đã hiệu chỉnh điều kiện lắp đặt thực tế: )A(37.197 76.0 I I 11 11 CB cpCB cptt == Vậy, tra bảng 2 catalog của Cadivi ta chọn tiết diện dây là 35mm 2 có dòng định mức là 201 (A), 3 dây cho 3 pha và được đặt cách khoảng *Dòng điện định mức qua nhánh 2 của nhóm II ( 1A, 1B, 7A, 7B, 12A, 12B, ) )A(72.37 74.0 5.52 76.0 2.22 73.0 22 4.03 1 cos.U.3 P I n 1i idm dmic 1dm 12 =÷ ø ö ç è æ ´+ ´ + ´ ´ = j =å = Vì nhánh 2 gồm có 6 động cơ do đó ta chọn sk =0.78 ( được tra trong sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC trang B34 ) Dòng làm việc nhánh 2: )A(42.2972.3778.0I.kI 1111 c 1dmdt c maxlv =´== Theo điều kiện phát nóng ta có: 11cc maxlv CB dm II 11 ³ Vậy chọn 11CBcpI = 11CBdmI =32(A) Dòng phát nóng cho phép của CB khi đã hiệu chỉnh điều kiện lắp đặt thực tế: )A(1.42 76.0 I I 11 11 CB cpCB cptt == Vậy, tra bảng 2 catalog của Cadivi ta chọn tiết diện dây là 2.5mm 2 có dòng định mức là 44 (A), 3 dây cho 3 pha và được đặt cách khoảng c.Nhóm III Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Chọn dây dẫn từ tủ phân phối phụ DB3 đến các động cơ 2A, 2B, 2C, 10A, 10B, 10C, 11A, 11B, 11C, 11D ta sử dụng cáp điện lực CVV, 1 lõi, cách điện bằng PVC do Cadivi sản xuất. Dòng định mức qua nhánh j của nhóm III được xác định theo công thức sau: å j = idm dmic dmj cos.U.3 P I j1 *Dòng điện định mức qua nhánh 1 của nhóm III ( 2A, 2B, 2C, 10A, 10B, 10C ) )A(87.104 76.0 33 74.0 153 4.03 1 cos.U.3 P I n 1i idm dmic 1dm 12 =÷ ø ö ç è æ ´+ ´ ´ = j =å = Vì nhánh 1 gồm có 6 động cơ do đó ta chọn sk =0.78 ( được tra trong sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC trang B34 ) Dòng làm việc nhánh 1: )A(8.8187.10478.0I.kI 1111 c 1dmdt c maxlv =´== Theo điều kiện phát nóng ta có: 11cc maxlv CB dm II 11 ³ Vậy chọn 11CBcpI = 11CBdmI =100(A) Dòng phát nóng cho phép của CB khi đã hiệu chỉnh điều kiện lắp đặt thực tế: )A(57.131 76.0 I I 11 11 CB cpCB cptt == Vậy, tra bảng 2 catalog của Cadivi ta chọn tiết diện dây là 25mm 2 có dòng định mức là 168 (A), 3 dây cho 3 pha và được đặt cách khoảng *Dòng điện định mức qua nhánh 2 của nhóm III (11A, 11B, 11C, 11D ) )A(35.106 76.04.03 144 cos.U.3 P I n 1i idm dmic 2dm 11 = ´´ ´ = j =å = Vì nhánh 2 gồm có 4 động cơ do đó ta chọn sk =1 ( được tra trong sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC trang B34 ) Dòng làm việc nhánh 2: )A(35.10635.1061I.kI 1111 c 1dmdt c maxlv =´== Theo điều kiện phát nóng ta có: 11cc maxlv CB dm II 11 ³ Vậy chọn 11CBcpI = 11CBdmI =125(A) Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Dòng phát nóng cho phép của CB khi đã hiệu chỉnh điều kiện lắp đặt thực tế: )A(47.164 76.0 I I 11 11 CB cpCB cptt == Vậy, tra bảng 2 catalog của Cadivi ta chọn tiết diện dây là 25mm 2 có dòng định mức là 168 (A), 3 dây cho 3 pha và được đặt cách khoảng 4.3.Chọn dây dẫn, dây cáp từ nhánh đến các động cơ Ta tính dòng làm việc lớn nhất cho từng loại động cơ: idm dmi maxlv cosU3 P I j´´ = K I I maxlvcp ³Þ Với K được tính như trên Áp dụng ta có các số liệu như sau: )A(954.3 73.04.03 2 I 1maxlv = ´´ = )A(2.5 76.0 954.3 I 1cp =³Þ )A(25.29 74.04.03 15 I 2maxlv = ´´ = )A(49.38 76.0 25.29 I 2cp =³Þ )A(52.2 63.04.03 1.1 I 3maxlv = ´´ = )A(32.3 76.0 52.2 I 3cp =³Þ )A(05.3 71.04.03 5.1 I 4maxlv = ´´ = )A(01.4 76.0 05.3 I 4cp =³Þ )A(83.14 73.04.03 5.7 I 5maxlv = ´´ = )A(51.19 76.0 83.14 I 5cp =³Þ Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập )A(75.21 73.04.03 11 I 6maxlv = ´´ = )A(62.28 76.0 75.21 I 6cp =³Þ )A(18.4 76.04.03 2.2 I 7maxlv = ´´ = )A(5.5 76.0 18.4 I 7cp =³Þ )A(3.43 75.04.03 5.22 I 8maxlv = ´´ = )A(97.56 76.0 3.43 I 8cp =³Þ )A(6.35 75.04.03 5.18 I 9maxlv = ´´ = )A(84.46 76.0 6.35 I 9cp =³Þ )A(7.5 76.04.03 3 I 10maxlv = ´´ = )A(5.7 76.0 7.5 I 10cp =³Þ )A(59.26 76.04.03 14 I 11maxlv = ´´ = )A(99.34 76.0 59.26 I 11cp =³Þ )A(73.10 74.04.03 5.5 I 12maxlv = ´´ = )A(12.14 76.0 73.10 I 11cp =³Þ Vậy ta chọn cáp CVV/DTA, CVV/VVA ruột đồng, cách điện PVC, vỏ PVC có giáp bảo vệ chôn trong đất.Tra bảng 2 Catalog của Cadivi ta chọn như sau: Các động cơ có ký hiệu trên bản vẽ là 1, 3, 4, 5, 7, 10 và 12 ta chọn dây dẫn 3 lõi có tiết diện 1.5mm 2 có dòng định mức là 27 (A) Các động cơ có ký hiệu là 4 và 11 ta chọn dây dẫn 3 lõi có tiết diện là 2.5mm 2 có dòng điện định mức là 35(A) Các động cơ có ký hiệu là 2 và 9 ta chọn dây dẫn 3 lõi có tiết diện là 4mm 2 có dòng điện định mức là 47 (A) Các động cơ có ký hiệu là 8 ta chọn dây dẫn 3 lõi có tiết diện là 6mm 2 có dòng điện định mức là 59 (A) 4.4 .Chọn cáp từ tủ phân phối chính ( MDB) đến các tủ động lực ( DB) Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Chọn dây dẫn từ MDB đến DB ta chọn cáp ruột đồng CVV, cách điện PVC, vỏ PVC không giáp bảo vệ, lắp trên không, với 3 dây pha và 1 dây trung tính N có tiết diện thường chọn là ½ tiết diện dây pha. Các thông số hiệu chỉnh như sau: 1K1 = 68.0K 2 = ( 4 dây trong máng) 1K 3 = ( bọc cách điện bằng PVC, 30 C0 ) 68.0168.01KKKK 321 =´´=´´=Þ Trong đó 321 K,K,K được chọn ở bảng 8.10, 8.11, 8.12 trang 104 và 105 sách cung cấp điện của thầy Quyền Huy Ánh a. Chọn cáp từ tủ phân phối chính ( MDB ) đến các tủ động lực Ø Ta đã xác định được dòng điện định mức của các nhánh nhóm I: )A(5.130I 11c 1dm = )A(5.82I 12c 1dm = Dòng làm việc cực đại qua cáp cũng là dòng tính toán được xác định : å = = 2 1i c 1dmdt c maxlv i121 I.KI Vì BD1 bao gồm 2 nhánh phụ tải do đó K 1dt = Suy ra : 213)5.825.130(1I 21c maxlv =+´= ( A ) Dòng định mức của CB1 phải thỏa : 21c maxlv1CBdm II ³ Tra bảng catalog thông số MCCB ta chọn CB1 có dòng định mức là 250(A) Ta chỉnh dòng định mức của CB1 == 68.0 250 I !CBcptt 367.6(A) Vậy chọn dây có tiết diện cáp 1 lõi có tiết diện là 120mm 2 , có dòng định mức là 379 A Ø Ta đã xác định được dòng điện định mức của các nhánh nhóm II: )A(130I 11c 1dm = )A(72.37I 12c 1dm = Dòng làm việc cực đại qua cáp cũng là dòng tính toán được xác định : å = = 2 1i c 1dmdt c maxlv i121 I.KI Vì BD1 bao gồm 2 nhánh phụ tải do đó K 1dt = Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Suy ra : 72.167)72.37130(1I 21c maxlv =+´= ( A ) Dòng định mức của CB1 phải thỏa : 21c maxlv1CBdm II ³ Tra bảng catalog thông số MCCB ta chọn CB1 có dòng định mức là 200(A) Ta chỉnh dòng định mức của CB1 == 68.0 200 I !CBcptt 294.1(A) Vậy chọn dây có tiết diện cáp 1 lõi có tiết diện là 95mm 2 , có dòng định mức là 325 A Ø Ta đã xác định được dòng điện định mức của các nhánh nhóm III: )A(87.104I 12c 1dm = )A(35.106I 11c 2dm = Dòng làm việc cực đại qua cáp cũng là dòng tính toán được xác định : å = = 2 1i c 1dmdt c maxlv i121 I.KI Vì BD1 bao gồm 2 nhánh phụ tải do đó K 1dt = Suy ra : 22.211)35.10687.104(1I 21c maxlv =+´= ( A ) Dòng định mức của CB1 phải thỏa : 21c maxlv1CBdm II ³ Tra bảng catalog thông số MCCB ta chọn CB1 có dòng định mức là 250(A) Ta chỉnh dòng định mức của CB1 == 68.0 250 I !CBcptt 367.6(A) Vậy chọn dây có tiết diện cáp 1 lõi có tiết diện là 120mm 2 , có dòng định mức là 379 A v Kiểm tra sụt áp Chất lượng điện năng ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của một phân xưởng sản xuất. Để đảm bảo cho phân xưởng hoạt động tốt, năng suất cao, phát huy được tối đa hiệu suất của các máy móc thiết bị thì phải đảm bảo chất lượng điện năng đặc biệt là chất lượng điện áp. Muốn vậy, phải đảm bảo độ sụt áp hay tổn thất điện áp trên đường dây phải nằm trong giới hạn cho phép. Đối với mạng điện hạ áp thì tổn thất điện áp cho phép là dmU%5%U £D Với %100. U l.x.Ql.r.P %U 2 i0ii0iå +=D Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Độ sụt áp phụ thuộc trực tiếp vào công suất phụ tải, chiều dài đường dây và tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp. Vì vậy, khi chọn dây dẫn cần phải kiểm tra lại tổn thất điện áp cho phép, nếu không thỏa thì phải tăng tiết diện dây lên một cấp rồi kiểm tra lại . Ta sẽ kiểm tra sụt áp trên dây dẫn từ tủ phân phối chính đến các tủ động lực và từ các tủ động lực đến các động cơ ở xa tủ động lực nhất. a. Kiểm tra tổn thất điện áp từ tủ phân phối chính đến các tủ động lực · Kiểm tra sụt áp đối với nhóm 1: Với cáp điện lực CV ruột dẫn bằng đồng nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa PVC, do Cadivi sản xuất Ta có điện trở và điện kháng của dây dẫn như sau : S 5.22 r0 = ( S là tiết diện của dây dẫn ) )Km/(08.0x 0 W= Vậy điện trở của cáp nối từ tủ phân phối chính tới tủ động lực 1 là )Km/(1875.0 120 5.22 r0 W== chiều dài của dây dẫn từ MDB đến DB1 là 30m=0.03km Vậy độ sụt áp sẽ là : %45.0%100. 10004.0 03.008.032.8603.01875.02.92 %100. U l.x.Ql.r.P %U 22 i0ii0i = ´ ´´+´´ = + =D å · Kiểm tra sụt áp đối với nhóm 2: Điện trở của cáp nối từ tủ phân phối chính tới tủ động lực 2 là )Km/(2368.0 95 5.22 r0 W== chiều dài của dây dẫn từ MDB đến DB2 là 15m=0.015km Vậy độ sụt áp sẽ là : %228.0%100. 10004.0 015.008.032.70015.02368.025.479.950 %100. U l.x.Ql.r.P %U 22 i0ii0i = ´ ´´+´´ = + =D å · Kiểm tra sụt áp đối với nhóm 3: Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Điện trở của cáp nối từ tủ phân phối chính tới tủ động lực 3 là )Km/(1875.0 120 5.22 r0 W== chiều dài của dây dẫn từ MDB đến DB3 là 10m=0.01km Vậy độ sụt áp sẽ là : %153.0%100. 10004.0 01.008.031.8301.01875.004.95 %100. U l.x.Ql.r.P %U 22 i0ii0i = ´ ´´+´´ = + =D å Ø Chọn cầu chì cho từng động cơ: Cầu chì bảo vệ quá tải ( theo tiêu chuẩn IEC cầu chì bảo vệ quá tải được ký hiệu bằng chữ g đầu ) : Chỉ cầu chì thông dụng có thể dẫn dòng điện từ tối thiểu đến giá trị định mức và có thể cắt dòng điện từ giá trị cắt tối thiểu và tới khả năng cắt định mức chúng. Ngoài ra cầu chì còn được phân loại theo thiết bị được nó bảo vệ: § Bảo vệ cho cáp và đường dây § Bảo vệ động cơ và máy cắt § Bảo vệ linh kiện bán dẫn § Bảo vệ máy biến áp Cầu chì được chọn sao cho khi làm việc ở chế độ dài hạn thì nhiệt độ phát nóng của nó nhỏ hơn giá trị cho phép và khi mở máy cầu chì không được cắt mạch điện Cầu chì được chọn phải thỏa các điều kiện sau: dmDCdmCC UU ³ ttdmCC II ³ Trong đó, ttI : Dòng điện tính toán tương ứng với công suất ttP của thiết bị tiêu thụ điện. dmCCI : Dòng định mức của động cơ được xác định theo công thức: jh ³ cos..U.3 P I dm dmDC dmCC Ta chọn cầu chì bảo vệ cho phụ tải tK : là hệ số tải của động cơ, nếu không biết , lấy 1K t= , khi đó : dmDCdmCC II ³ mmK là hệ số mở máy của động cơ, nhà chế tạo cho, thường mmK = 5, 6, 7 a là hệ được lấy như sau: a=2.5 đối với động cơ mở máy nhẹ hoặc mở máy không tải a=1.6 đối với động cơ mở máy nặng hoặc mở máy có tải Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Ở đây, ta thấy các máy có công suất nhỏ ( 7£ KW) thì ta cho hệ số mở máy nhẹ, nên ta chọn a=2.5 và mmK = 5. Còn đối với các máy có công suất trung bình )10P7( ££ thì ta cũng xem như hệ số mở máy nhẹ, chọn a=2.5 và mmK = 6. Đối với các máy có công suất lớn hơn ta chọn a=1.6 và mmK = 7. Dòng định mức của động cơ 1: )A(4.4 73.09.04.03 2 cos..U.3 P I dm dmDC dmCC = ´´´ = jh ³ Dòng qua cầu chì : )A(4.44.41I.KII 1dmDCt1ttdc =´==³ )A(8.8 5.2 4.45I.K I !dmDC1mmDCdc = ´ = a ³ Tra bảng ta chọn được cầu chì có dòng định mức là 10 A,điện áp 400V Dòng định mức của động cơ 2: )A(5.32 74.09.04.03 15 cos..U.3 P I dm dmDC dmCC = ´´´ = jh ³ Dòng qua cầu chì : )A(5.325.321I.KII 1dmDCt1ttdc =´==³ )A(56.101 6.1 5.325I.K I !dmDC1mmDCdc = ´ = a ³ Tra bảng ta chọn được cầu chì có dòng định mức là 125A,điện áp 400V Dòng định mức của động cơ 3: )A(8.2 63.09.04.03 1.1 cos..U.3 P I dm dmDC dmCC = ´´´ = jh ³ Dòng qua cầu chì : )A(8.28.21I.KII 1dmDCt1ttdc =´==³ )A(6.5 5.2 8.25I.K I !dmDC1mmDCdc = ´ = a ³ Tra bảng ta chọn được cầu chì có dòng định mức là 6 A,điện áp 400V Dòng định mức của động cơ 4: )A(4.3 71.09.04.03 5.1 cos..U.3 P I dm dmDC dmCC = ´´´ = jh ³ Dòng qua cầu chì : )A(4.34.31I.KII 1dmDCt1ttdc =´==³ )A(8.6 5.2 4.35I.K I !dmDC1mmDCdc = ´ = a ³ Tra bảng ta chọn được cầu chì có dòng định mức là 8 A,điện áp 400V Dòng định mức của động cơ 5: Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập )A(48.16 73.09.04.03 5.7 cos..U.3 P I dm dmDC dmCC = ´´´ = jh ³ Dòng qua cầu chì : )A(48.1648.161I.KII 1dmDCt1ttdc =´==³ )A(55.39 5.2 48.166I.K I !dmDC1mmDCdc = ´ = a ³ Tra bảng ta chọn được cầu chì có dòng định mức là 40 A,điện áp 400V Dòng định mức của động cơ 6: )A(17.24 73.09.04.03 11 cos..U.3 P I dm dmDC dmCC = ´´´ = jh ³ Dòng qua cầu chì : )A(17.2417.241I.KII 1dmDCt1ttdc =´==³ )A(7.105 6.1 17.247I.K I !dmDC1mmDCdc = ´ = a ³ Tra bảng ta chọn được cầu chì có dòng định mức là 125 A,điện áp 400V Dòng định mức của động cơ 7: )A(64.4 76.09.04.03 2.2 cos..U.3 P I dm dmDC dmCC = ´´´ = jh ³ Dòng qua cầu chì : )A(64.464.41I.KII 1dmDCt1ttdc =´==³ )A(28.9 5.2 64.45I.K I !dmDC1mmDCdc = ´ = a ³ Tra bảng ta chọn được cầu chì có dòng định mức là 10 A,điện áp 400V Dòng định mức của động cơ 8: )A(11.48 75.09.04.03 5.22 cos..U.3 P I dm dmDC dmCC = ´´´ = jh ³ Dòng qua cầu chì : )A(11.4811.481I.KII 1dmDCt1ttdc =´==³ )A(210 6.1 11.487I.K I !dmDC1mmDCdc = ´ = a ³ Tra bảng ta chọn được cầu chì có dòng định mức là 224 A,điện áp 400V Dòng định mức của động cơ 9: )A(56.39 75.09.04.03 5.18 cos..U.3 P I dm dmDC dmCC = ´´´ = jh ³ Dòng qua cầu chì : )A(56.3956.391I.KII 1dmDCt1ttdc =´==³ )A(1.173 6.1 56.397I.K I !dmDC1mmDCdc = ´ = a ³ Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Tra bảng ta chọn được cầu chì có dòng định mức là 200 A,điện áp 400V Dòng định mức của động cơ 10: )A(33.6 76.09.04.03 3 cos..U.3 P I dm dmDC dmCC = ´´´ = jh ³ Dòng qua cầu chì : )A(33.633.61I.KII 1dmDCt1ttdc =´==³ )A(6.12 5.2 33.65I.K I !dmDC1mmDCdc = ´ = a ³ Tra bảng ta chọn được cầu chì có dòng định mức là 16 A,điện áp 400V Dòng định mức của động cơ 11: )A(54.29 76.09.04.03 14 cos..U.3 P I dm dmDC dmCC = ´´´ = jh ³ Dòng qua cầu chì : )A(54.2954.291I.KII 1dmDCt1ttdc =´==³ )A(2.129 6.1 54.297I.K I !dmDC1mmDCdc = ´ = a ³ Tra bảng ta chọn được cầu chì có dòng định mức là 160 A,điện áp 400V Dòng định mức của động cơ 12: )A(92.11 74.09.04.03 5.5 cos..U.3 P I dm dmDC dmCC = ´´´ = jh ³ Dòng qua cầu chì : )A(92.1192.111I.KII 1dmDCt1ttdc =´==³ )A(84.23 5.2 92.115I.K I !dmDC1mmDCdc = ´ = a ³ Tra bảng ta chọn được cầu chì có dòng định mức là 25 A,điện áp 400V Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT VÀ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN 5.1. Thiết kế hệ thống nối đất an toàn 5.1.1. Mục đích, ý nghĩa của việc nối đất an toàn cho phân xưởng Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ phân phối và truyền tải điện năng đến các hộ dùng điện. Do đặc điểm của phân xưởng cơ khí là các máy móc và thiết bị phân bố trên đơn vị diện tích rộng, thường xuyên có người làm việc với thiết bị. Nếu cách điện bị hư hỏng, người vận hành không tuân theo các quy tắc an toàn thì có thể gây nguy hiểm hay sét đánh trực tiếp thiết bị, không những làm hư hỏng thiết bị mà còn gây nguy hiểm cho người công nhân vận hành. Do đó, hệ thống cung cấp điện phải nhất thiết có biện pháp an toàn. Một trong các biện pháp an toàn đó là nối đất cho cho các thiết bị điện và đặt các thiết bị nối đất chống sét. Thiết bị nối đất bao gồm các điện cực và dây nối đất. § Các điện cực đứng được chôn trực tiếp vào trong đất. Điện cực ngang được chôn ngầm ở độ sâu nhất định. § Dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối với các điện cực. § Trong hệ thống cung cấp điện có 3 loại nối đất chính: Ø Nối đất an toàn : Trang bị nối đất được nối với vỏ của thiết bị điện. Ø Nối đất làm việc : Trang bị nối đất được nối với dây trung tính của máy biến áp, trung tính của máy phát. Ø Nối đất chống sét : Trang bị nối đất được nối với bộ phận chống sét như kim lôi. Khi có trang bị nối đất thì dòng ngắn mạch sẽ xuất hiện do cách điện vỏ và thiết bị hỏng nó sẽ qua thiết bị theo dây dẫn chạy tản xuống đất. 5.1.2.Tính toán hệ thống nối đất cho phân xưởng Do lưới điện của phân xưởng có U <1000 (V) nên khi tính chọn cọc phải đảm bảo điện trở không vượt quá 4 ( W ). )(4R ht W£Þ Và điện áp bước lớn nhất không vượt qua 40 (V) và dòng qua người không được quá 10 (mA). Với phân xưởng có 34 thiết bị, ta chọn và bố trí cọc như sau Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập - Chọn 22 cọc nối đất, dài L=3m, đường kính d=16mm, chôn sâu h=0.8m được đặt như hình vẽ. Hệ thống cáp nối các cọc dài 32m theo chiều rộng của phân xưởng và 42m theo chiều dài của phân xưởng Với điện trở xuất của đất đo vào mùa khô m300W=r , điện trở của 1 cọc: )(54.74 38.04 38.02 )] 016.036.1 34 [ln( 32 300 Lh4 Lh2 )] d36.1 L4 [ln( L2 rc W=+´ +´ ´ ´ ´ ´p = + + ´ ´p r = Với số cọc là 24, tỷ số a/L= 6.4/3 = 2.13, từ bảng 3.8 trang 42 Giáo Trình An Toàn Điện Của TS.Quyền Huy Ánh , tra được 62.0c =h . Điện trở hệ thống 24 cọc : ( )W= ´ = h´ = 5 62.024 54.74 n r R c c c Đường kính cáp đồng trần tiết diện 2mm50 , d = 8mm. Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Điện trở nối đất của các dây cáp đồng nối các cọc với tổng chiều dài 148242232Lt =´+´= (m) , chôn sâu so với mặt đất h = 0.8 m )(1.5 1088.0 1484 ln 14814.3 300 ]1) hd L4 [ln( L r 3 t t t W= ú ú û ù ê ê ë é ÷÷ ø ö çç è æ ´´ ´ ´ =- p r = - Tra bảng 3.8 trang 42 Giáo Trình An Toàn Điện Của TS.Quyền Huy Ánh , tra được 31.0th =h .Điện trở nối đất của dây cáp đồng nối các cọc khi xét đến hệ số sử dụng thanh ( dây) nối theo mạch vòng: )(45.16 31.0 1.5r R th t th W==h = Điện trở của toàn hệ thống : )(483.3 45.165 45.165 RR RR R thc thc ht W<=+ ´ = + ´ = Phù hợp với phương án chọn số cọc là n=24.Do đó, việc chọn hệ thống tiếp địa theo kiểu chu vi mạch vòng cho phân xưởng là thỏa mãn. 5.2. Thiết kế hệ thống chống sét lan truyền 5.2.1. Tổng quan về bảo vệ chống sét Việt Nam là một nước nằm trong khu vực nhiệt đới ẩm, khí hậu việt nam rất thuận lợi cho việc phát sinh, phát triển của dông sét. Tại Việt Nam, theo thống kê thì 50% sự cố đối với ngành điện là do sét gây ra, thiệt hại do sét gây ra là rất lớn, ảnh hưởng mạnh đến nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, hoạt động sản xuất thậm chí đến tính mạng con người. Vì vậy việc đề ra các giải pháp phòng chống sét và lựa chọn các thiết bị chống sét là phù hợp mang tính cần thiết. Hiện nay, các hệ thống chống sét dùng kim phóng điện sớm ESE có rất nhiều ưu điểm so với dùng kim cổ điển Franklin như: khả năng bảo vệ chủ động và mức độ an toàn cao hơn, vùng bảo vệ bao phủ được cho các diện tích lân cận lớn, đơn giản và thẩm mỹ (thường mỗi công trình chỉ cần dùng một kim)…Vì vậy, ta chọn hệ thống chống sét sử dụng kim GUARDIAN của LPI với catalog có kèm theo o phần phụ lục. Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Để chọn độ cao cho kim chống sét, ta cần xác định bán kính tối thiểu cần phải bảo vệ bằng phép tính sau : )m(25 2 4030 R 22 = + = Ta chọn kim loại Stormaster 30 được đặt ở giữa tòa nhà của phân xưởng với độ cao là 2 m so với trần, chọn mức bảo vệ tiêu chuẩn. Vậy theo catalog mà hãng cung cấp thì bán kính bảo vệ theo chuẩn cấp tiêu chuẩn là 28 m thỏa mãn yêu cầu. Dây thoát sét được sử dụng là cáp đồng tiết diện 50mm 2 . Để đảm bảo an toàn cho người, 3 m cáp tính từ mặt đất được bọc ống PVC.Ngoài ra, để hệ thống nối đất của hệ thống chống sét không ảnh hưởng đến hệ thống nối đất an toàn, ta kéo dây đi xa cách tường ít nhất là 6m và đoạn dây này cũng được bọc ống PVC. Hệ thống nối đất được thiết kế như sau : hệ thống có 5 cọc dài L=3m, đường kính d=16mm, chôn cách nhau 6 m như hình vẽ Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Với điện trở suất của đất đo vào mùa khô )m.(300 W=r , điện trở nối đất của 1 cọc là : )(4.80 Lh4 Lh2 d36.1 L4 ln L2 rc W=+ + ´ú û ù ê ë é ÷ ø ö ç è æ ´p r = Với số cọc là 5, 81.0c =h ( tra bảng 3.8, chương 3 sách An toàn điện của TS. Quyền Huy Ánh ). Điện trở hệ thống 5 cọc là : )(20 81.05 4.80 .n r R c c c W=´ = h = Điện trở xung của hệ thống cọc với 5.0c =a ( tra bảng 7.4, sách An toàn điện của TS. Quyền Huy Ánh ) )(10205.0R.R cccx W=´=a= Đường kính cáp đồng trần tiết diện 50mm 2 , d= 8mm Điện trở nối đất của dây cáp đồng nối với các cọc với tổng chiều dài là )m(2464L t =´= , chôn sâu so với mặt đất h = 0.5 )(2.251 d.h L4 ln L r tt W=ú û ù ê ë é -÷÷ ø ö çç è æ p r = Tra bảng 3.8, chương 3 sách An toàn điện của TS. Quyền Huy Ánh, tìm được hệ số sử dụng thanh ( dây ) 82.0n ht = , điện trở nối đất của dây cáp đồng nối các cọc khi xét đến hệ số sử dụng thanh ( dây ) : Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập )(7.30 82.0 2.25r R th t th W==h = Điện trở xung của hệ thống dây nối cọc với 95.0t =a ( tra bảng 7.5, sách An toàn điện của TS. Quyền Huy Ánh ) )(2.2995.07.30R.R thtthx W=´=a= Điện trở nối đất xung của toàn bộ hệ thống : )(10)(45.7 2.2910 2.2910 RR R.R R thxcx thxcx HTX W£W=+ ´ = + = ( đạt yêu cầu ) Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 6.1.Ta tiến hành thiết kế chiếu sáng theo trình tự sau: · Xác định kích thước của phân xưởng Phân xưởng có kích thước như sau: rộng a = 20m, dài b = 40m, cao h = 7m · Tham khảo bảng các hệ số phản xạ (GT Cung cấp điện_TS. Quyền Huy Ánh bảng 10.5 trang 77), ta xác định được các hệ số phản xạ của trần, tường, sàn lần lượt là 0.5, 0.3, 0.1 · Ta chọn loại đèn Metal Halide có hiệu suất sáng lớn và chỉ số hoàn màu cao, phù hợp với chiếu sáng công nghiệp. Chọn loại đèn có thông số như sau: P = 150W, quang thông Φ = 11250 lm, loại chóa chiếu sâu, vỏ nhôm, mỗi bộ có một bóng · Chọn chiều cao treo đèn (khoảng cách từ trần đến đèn) là 1m, chiều cao làm việc là 0.8m, ta tính được độ cao treo đèn tính toán là: Htt = 7 – 1 – 0.8 = 5.2m · Ta tính được chỉ số phòng i: i = a x b Htt x (a + b) = )40+30(×2.5 40×30 = 3.3 Từ đây, tham khảo GT Cung cấp điện_TS. Quyền Huy Ánh ta xác định được hệ số sử dụng CU = 0.93 · Tham khảo GT Cung cấp điện_TS. Quyền Huy Ánh, ta chọn được : Môi trường sử dụng trung bình và chế độ bảo trì là 12 tháng Þ Hệ số mất mát ánh sáng: LLF = 0.61 Độ rọi yêu cầu: Eyc = 150lx (phân xưởng lắp ráp cơ khí chi tiết trung bình – nhỏ) · Tính số bộ đèn sử dụng n = Eyc x a x b Φ x CU x LLF = 61.0x93.0x11250 40x30x150 ≈ 28 bộ · Phân bố đèn: ta chọn 28 bộ đèn phân bố theo diện tích phân xưởng thành 4 hàng và 7 cột như sau: Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập · Kiểm tra độ rọi đồng đều: ta kiểm tra theo hai chỉ số α và β α = khoảng cách giữa 2 đènHtt = 0.8 à 1.8 (đèn HID – trần cao) β = khoảng cách giữa dãy đèn và tườngkhoảng cách giữa 2 đèn = 0.3 à 0.5 Theo chiều rộng, ta tính được: α = 2.5 8 »1.54 Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập β = 8 3 = 0.375 Theo chiều dài: α = 2.5 83.5 = 1.12 β = 83.5 5.2 » 0.429 Ta thấy phân bố như vậy là thõa mãn yêu cầu Vậy ta chọn 28 bộ đèn Metal Halide 150W phân bố như bản vẽ sau · Từ tủ phân phối chính của phân xưởng sẽ đưa xuống một tủ chiếu sáng cung cấp điện cho bộ đèn này 6.2 . Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ cho mạng chiếu sáng Chọn dây dẫn đi từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng ta đi dây trên máng cáp. Dây dẫn đi từ tủ chiếu sáng đến các dãy đèn ta đi dây âm tường. a. chọn dây dẫn đi từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng tổng công suất chiếu sáng của toàn phân xưởng: )KW(2.428150N.PP bdbdcs =´== Dòng điện mức chiếu sáng: )A(21.21 9.0220 4200 cosU P I dm cs dm =´ = j´ = Do là phụ tải chiếu sáng nên ta có hệ số đồng thời là 1. Vậy đây cũng chính là dòng làm việc cực đại của phụ tải chiếu sáng )A(21.21I maxlv = Vậy ta chọn CB có dòng định mức là 25A Hệ số hiệu chỉnh 1111K.K.KK 321 =´´== ( chọn 1K,1K 21 == ( 1 mạch ), 1K 3 = ( bọc cách điện PVC, 30 C0 ) )A(21.21 1 21.21 K I I CB cpCB cptt ==³Þ Ta chọn dây cáp 3 lõi do Cavidi sản xuất có tiết diện 2.5mm 2 , có dòng định mức là 24 A Khoảng cách từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng là 25 m = 0.025 km Km/08.0x 0 W= )Km/(6.3 5.2 5.22 S l r 20 W==r= Ta có )KW(2.4Pcs = và cos 9.0cs =j var)K(03.2Q cs =Þ Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập %78.0%100. 220 025.008.02030025.06.34200 %100. U l.x.Ql.r.P %U 22 0cs0cs = ´´+´´ = + =D b.Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến từng dãy đèn Vì ta chọn đi dây âm tường nên ta có Hệ số hiệu chỉnh 1111K.K.KK 321 =´´== ( chọn 1K,1K 21 == ( 1 mạch ), 1K 3 = ( bọc cách điện PVC, 30 C0 ) .PP bdcsday = ( số đèn trong 1 dãy ) =150´4 = 600 (W) = 0.6(KW) )A(03.3 9.0220 600 Idm =´ = Dòng điện cực đại cũng chính bằng dòng điện định mức )A(03.3I maxlv = Vậy ta chọn 6ICBdm = (A) )A(6 1 6 1 I I CB dmCB cptt ==³Þ Vậy các dãy đèn giống nhau nên ta chỉ cần chọn 1 loại dây cho cho tất cả các dãy.Vậy ta chọn dây mềm VCm, ruột dẫn bằng đồng mềm nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa PVC, Cadivi sản xuất với tiết diện là 2 mm 2 và dòng định mức là 18.5 (A) v Kiểm tra sụt áp: Vì chọn cùng loại dây đi từ tủ chiếu sáng đến các dãy đèn nên ta có: Km/08.0x 0 W= )Km/(625.5 2 5.22 S l r 20 W==r= Vì tính chất của các đèn giống nhau nên ta chỉ cần kiểm tra độ sụt áp cho dãy đèn ở xa tủ chiếu sáng nhất: l=22.5m=0.0225km )W(600Pcsday = và cosj= 0.9 )Var(290Q csday =Þ %158.0%100. 220 0225.008.02900225.0625.5600 %100. U l.x.Ql.r.P %U 22 0csday0csday = ´´+´´ = + =D Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập . Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập