Thiết kế hệ thống lưới điện trong nhà máy

5 1,8 Tổng ∑ΔPD2=17,86(kW) +) Tổn thất công suất trong các biến áp phân xưởng : Tổn thất công suất tác dụng ΔP của các biến áp phân xưởng có hai máy làm việc song song được tính theo công thức: Trạm B1: Sđm= 500 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm B2: Sđm= 500 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm B3: Sđm= 560 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm B4: Sđm= 500 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm B5: Sđm= 320 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm BATT: Sđm= 1800 (kVA) tra bảng trang 27 sổ tay : (KW) Bảng giá trị tổn hao công suất trong các biến áp phân xưởng: Tên TBA Sđm (KVA) UC/UH (KW) ΔP0 (KW) ΔPN (KW) ΔPBA (KW) TBATG 1800 22/6,3 2,4 18,02 21,85 B1 500 6,3/0,4 0,94 5,21 6,62 B2 500 6,3/0,4 0,94 5,21 5,57 B3 560 6,3/0,4 0,94 5,21 6,4 B4 560 6,3/0,4 0,94 5,21 6,5 B5 320 6,3/0,4 0,7 3,67 3,74 Tổng tổn hao tại các trạm biến áp : ΔPBA2 = 50,68 Do đó tổng tổn hao trên dây dẫn và các trạm biến áp trong phương án 2 là: ∑ΔP2 = ∑ΔPD2+ ∑ΔPBA2 = 17,86 + 50,68 = 68,54(KW) b.3/ Tổn thất điện năng: t = 8760 h - thời gian đóng máy biến áp vào mạng, lấy bằng thời gian vận hành 1 năm. - thời gian chịu công suất lớn nhất. Từ số liệu thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax =4200 h và hệ số công suất trung bình của nhà máy Cosφtb=0,79 tra bảng PL 4.1 trang 49 ta được =3000 h -Tổn thất điện năng trên cáp: ΔAM2= ΔPD2.=17,86.3000=53580 (kWh) c. Phương án 3 Phương án 3 sử dụng trạm PPTT nhận điện 22 KV từ hệ thống về sau đó cung cấp điện áp 22KV cho các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ từ cấp 22 kV xuống 0,4 KV để cấp điện cho các phụ tải trong phân xưởng. Hình 4.3- Sơ đồ phương án 3 c.1/Chọn cáp từ trạm phân phối trung tâm đến các trạm của phân xưởng: 1.Chọn cáp từ TPPTT đến trạm B1 A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 35 mm2 → 2XLPE (bảng 4.57 trang 273 Sổ tay) 2.Chọn cáp từ TPPTT đến trạm B2: A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 35 mm2 → 2XLPE (bảng 4.57 trang 273 Sổ tay) 3.Chọn cáp từ TPPTT đến trạm B3: A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 35 mm2 → 2XLPE (bảng 4.57 trang 273 Sổ tay) 4.Chọn cáp từ TPPTT đến trạm B4: A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 35 mm2 → 2XLPE (bảng 4.57 trang 273 Sổ tay) 5.Chọn cáp từ trạm phân phối trung tâm đến trạm B5: A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 35 mm2 → 2XLPE (bảng 4.57 trang 273 Sổ tay) 6.Chọn cáp từ trạm B2 trạm bơm : A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo 3G35 có tiết diện 35mm2 (tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay tra cứu ) 7.Chọn cáp từ trạm B3 đến phân xưởng scck: A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo 3G70 có tiết diện 70mm2 (tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay tra cứu ) 8.Chọn cáp từ trạm B4 đến bộ phận nén ép: A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo 3G120 có tiết diện 120mm2 (tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay tra cứu ) 9.Chọn cáp từ trạm B5 đến Văn phòng thiết kế: A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo 3G16 có tiết diện 16mm2 (tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay tra cứu ) **Vì tiết diện của cáp đã chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo ΔU và Icp **Chọn tiết diện vượt cấp là vì đường dây ngắn và để thuận tiện cho việc nâng cấp, mở rộng nhà máy sau này. Như vậy, sau này nếu có mở rộng nhà máy thì ta không cần phải thay cáp mà vẫn đáp ứng yêu cầu về kinh tế -kỹ thuật. c.2/Xác định tổn thất công suất: +) Tổn thất công suất trên đường dây truyền tải: Ta sử dụng công thức sau: (kW) Ứng với cáp đồng XLPE cấp 22 kV, tra bảng 4.57 trang 273 sổ tay Ta được: r0(35)= 0,668 Ω/km ; 1.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm TPPTT đến B1: (kW) 2.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm TBATG đến B2: (kW) 3.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm TBATG đến B3: (Kw) 4.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm TBATG đến B4: (kW) 5.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm TBATG đến B5: (kW) 6. Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B2 đến trạm bơm: Ứng với cáp đồng 3 lõi cách điện PVC cấp 0,4 kV do LENS chế tạo, tiết diện mm2 tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay Ta được: r0=0,524 Ω/km (kw) 7 .Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B3 đến phân xưởng sửa chữa cơ khí: Ứng với cáp đồng 3 lõi cách điện cấp 0,4 kV do LENS chế tạo, tiết diện 3G70 mm2 tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay Ta được: r0=0,268 Ω/km (kW) 8.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B4 đến bộ phận nén ép : Ứng với cáp đồng 3 lõi cách điện cấp 0,4 kV do LENS chế tạo, tiết diện 3G120 mm2 tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay Ta được: r0=0,153 Ω/km (kW) 9.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B5 đến văn phòng thiết kế: Ứng với cáp đồng 3 lõi cách điện cấp 0,4 kV do LENS chế tạo, tiết diện 3G16 mm2 tra bảng PL 4.24 trang 249 sổ tay Ta được: r0=1,15 Ω/km (kW) Bảng kết quả tính ΔPD của mạng điện nhà máy phương án3: Đường cáp F(mm2) l (m) r0 (Ω/km) ΔPD (kW) TPPTT-B1 35 62,5 0,668 0,04 TPPTT-B2 35 87,5 0,668 0,043 TPPTT –B3 35 75 0,668 0,056 TPPTT –B4 35 25 0,668 0,02 TPPTT –B5 35 112 0,668 0,02 B2-Trạm bơm 35 75 0,524 4,11 B3-PX sửa chữa cơ khí 70 25 0,268 2,25 B4- Bộ phận nén ép 120 12,5 0,153 2,8 B5- Văn phòng thiết kế 16 20 1,15 1,8 Tổng ∑ΔPD3=11,139(kW) +) Tổn thất công suất trong các biến áp phân xưởng: Tổn thất công suất tác dụng ΔP của các biến áp phân xưởng có hai máy làm việc song song được tính theo công thức: Trạm B1: Sđm= 500 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm B2: Sđm= 500 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm B3: Sđm= 560 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm B4: Sđm= 500 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm B5: Sđm= 320 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Bảng giá trị tổn hao công suất trong các biến áp phân xưởng: Tên TBA Sđm (KVA) UC/UH (KW) ΔP0 (KW) ΔPN (KW) ΔPBA (KW) B1 500 22/0,4 0,94 5,21 6,72 B2 500 22/0,4 0,94 5,21 5,65 B3 560 22/0,4 0,94 5,21 6,5 B4 560 22/0,4 0,94 5,21 6,6 B5 320 22/0,4 0,7 3,67 3,74 Tổng tổn hao tại các trạm biến áp : ΔPBA3 = 29,21 Do đó tổng tổn hao trên dây dẫn và các trạm biến áp trong phương án 1 là: ∑ΔP3 = ∑ΔPD3+ ∑ΔPBA3 = 11,139 + 29,21 = 40,349 (KW) c.3/Tổn thất điện năng t = 8760 h - thời gian đóng máy biến áp vào mạng, lấy bằng thời gian vận hành 1 năm. - thời gian chịu công suất lớn nhất. Từ số liệu thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax =4200 h và hệ số công suất trung bình của nhà máy Cosφtb=0,79 tra bảng PL 4.1 trang 49 ta được =3000 h -Tổn thất điện năng trên cáp: ΔAM3= ΔPD1.=11,139.3000 = 33,417 (kWh) d. Phương án 4 : Phương án 4 sử dụng TPPTT của nhà máy nhận điện 22 KV từ hệ thống về sau đó truyền tới các trạm biến áp phân xưởng,1 số TBAPX nhận điện từ những TBAPX gần TPPTT của nhà máy (nối liên thông). Các trạm biến áp phân xưởng hạ từ cấp 22 kV xuống 0,4 KV để cấp điện cho các phụ tải trong phân xưởng. Hình - Sơ đồ phương án 4 d.1/Chọn cáp từ TPPTT đến các trạm của phân xưởng: 1.Chọn cáp từ TPPTT đến trạm B1(cấp điện cho cả TBA B3) Stt = 674,8 + 736,44 = 1411,24 (kVA) A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 35 mm2 → 2XLPE (bảng 4.57 trang 273 Sổ tay) 2.Chọn cáp từ TBA B1 cấp điện cho TBA B3 A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 35 mm2 → 2XLPE (bảng 4.57 trang 273 Sổ tay) 3. Chọn cáp từ TBATG đến B4 (cấp điện cho cả TBA B2) Stt = 745,6 + 595,26 = 1340,86 (kVA) A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 35 mm2 → 2XLPE (bảng 4.57 trang 273 Sổ tay) 4.Chọn cáp từ TBA B4 cấp điện cho TBA B2 A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 35 mm2 → 2XLPE (bảng 4.57 trang 273 Sổ tay) 5. Chọn cáp từ TBATG về TBA B5 A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 35 mm2 → 2XLPE (bảng 4.57 trang 273 Sổ tay) 6.Chọn cáp từ trạm B2 trạm bơm : A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo 3G35 có tiết diện 35mm2 (tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay tra cứu ) 7.Chọn cáp từ trạm B3 đến phân xưởng scck: A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo 3G70 có tiết diện 70mm2 (tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay tra cứu ) 8.Chọn cáp từ trạm B4 đến bộ phận nén ép: A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo 3G120 có tiết diện 120mm2 (tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay tra cứu ) 9.Chọn cáp từ trạm B5 đến Văn phòng thiết kế: A Với cáp đồng Tmax=4200 h, tra bảng tra bảng 4.3 trang 194 (sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) tìm được mật độ dòng điện kinh tế Jkt=3,1 A/mm2 Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là mm2 Chọn cáp đồng 3 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo 3G16 có tiết diện 16mm2 (tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay tra cứu ) **Vì tiết diện của cáp đã chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo ΔU và Icp **Chọn tiết diện vượt cấp là vì đường dây ngắn và để thuận tiện cho việc nâng cấp, mở rộng nhà máy sau này. Như vậy, sau này nếu có mở rộng nhà máy thì ta không cần phải thay cáp mà vẫn đáp ứng yêu cầu về kinh tế -kỹ thuật. c.2/Xác định tổn thất công suất: +) Tổn thất công suất trên đường dây truyền tải: Ta sử dụng công thức sau: (kW) Ứng với cáp đồng XLPE cấp 22 kV, tra bảng 4.55 trang 271 sổ tay Ta được: r0(35)=0,668 Ω/km ; 1.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm TPPTT đến B1 (và B3) (kW) 2.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm TPPTT đến B4 ( và B2): (kW) 3.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm TPPTT đến B5: (kW) 4. Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B1 đến B3: 5. Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B4 đến B2 (kW) 6 Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B2 đến trạm bơm: Ứng với cáp đồng 3 lõi cách điện PVC cấp 0,4 kV do LENS chế tạo, tiết diện 35mm2 tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay Ta được: r0=0,524 Ω/km (kw) 7 .Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B3 đến phân xưởng sửa chữa cơ khí: Ứng với cáp đồng 3 lõi cách điện cấp 0,4 kV do LENS chế tạo, tiết diện 3G70 mm2 tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay Ta được: r0=0,268 Ω/km (kW) 8.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B4 đến bộ phận nén ép : Ứng với cáp đồng 3 lõi cách điện cấp 0,4 kV do LENS chế tạo, tiết diện 3G120 mm2 tra bảng 4.24 trang 249 sổ tay Ta được: r0=0,153 Ω/km (kW) 9.Tổn thất ΔP trên đoạn cáp từ trạm B5 đến văn phòng thiết kế: Ứng với cáp đồng 3 lõi cách điện cấp 0,4 kV do LENS chế tạo, tiết diện 3G16 mm2 tra bảng PL 4.24 trang 249 sổ tay Ta được: r0=0,1,15 Ω/km (kW) Bảng kết quả tính ΔPD của mạng điện nhà máy phương án 4: Đường cáp F(mm2) l (m) r0 (Ω/km) ΔPD (kW) TPPTT-B1(+B3) 35 62,5 0,668 0,17 TPPTT-B4(+B2) 35 25 0,668 0,06 TPPTT –B5 35 112 0,668 0,02 B1 –B3 35 55 0,668 0,041 B4 –B2 35 100 0,668 0,05 B2-Trạm bơm 35 75 0,524 4,11 B3-PX sửa chữa cơ khí 70 25 0,268 2,25 B4- Bộ phận nén ép 120 12,5 0,153 2,8 B5- Văn phòng thiết kế 16 20 1,15 1,8 Tổng ∑ΔPD4=11,301(kW) +) Tổn thất công suất trong các biến áp phân xưởng: Tổn thất công suất tác dụng ΔP của các biến áp phân xưởng có hai máy làm việc song song được tính theo công thức: Trạm B1: Sđm= 500 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm B2: Sđm= 500 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm B3: Sđm= 560 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm B4: Sđm= 500 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Trạm B5: Sđm= 320 (kVA) tra bảng trang 26 sổ tay : (KW) Bảng giá trị tổn hao công suất trong các biến áp phân xưởng: Tên TBA Sđm (KVA) UC/UH (KW) ΔP0 (KW) ΔPN (KW) ΔPBA (KW) B1 500 22/0,4 0,94 5,21 6,72 B2 500 22/0,4 0,94 5,21 5,65 B3 560 22/0,4 0,94 5,21 6,5 B4 560 22/0,4 0,94 5,21 6,6 B5 320 22/0,4 0,7 3,67 3,74 Tổng tổn hao tại các trạm biến áp : ΔPBA3 = 29,21 Do đó tổng tổn hao trên dây dẫn và các trạm biến áp trong phương án 4 là: ∑ΔP2 = ∑ΔPD2+ ∑ΔPBA2 = 11,301 + 29,21 = 40,511(KW) d.3.Tổn thất điện năng: t = 8760 h - thời gian đóng máy biến áp vào mạng, lấy bằng thời gian vận hành 1 năm. - thời gian chịu công suất lớn nhất. Từ số liệu thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax =4200 h và hệ số công suất trung bình của nhà máy Cosφtb=0,79 tra bảng PL 4.1 trang 49 ta được =3000 h -Tổn thất điện năng trên cáp: ΔAM2= ΔPD2.=11,301.3000=33,903 (kWh) **Bảng so sánh kinh tế kỹ thuật 4 phương án: Bảng so sánh kinh tế kỹ thuật của 4 phương án đi dây đã được chọn, qua đó sẽ giúp ta chọn được phương án đi dây tối ưu nhất vừa đáp ứng được yêu cầu an toàn kỹ thuật vừa tiết kiệm kinh tế . Phương án ∑ΔP ∑ΔPD ∑ΔPBA Phương án 1 66,38 15,7 50,68 Phương án 2 68,54 17,86 50,68 Phương án 3 40,349 11,139 29,21 Phương án 4 40,511 11,301 29,21 -Thông qua 4 phương án trên ta quyết định lựa chọn phương án 3 để tiến hành thi công vì :Đảm bảo kỹ thuật, độ tin cậy cung cấp điện hơn các phương án còn lại vì dây cáp đến trạm phía trước bị sự cố thì dây cáp đến trạm sau không bị ảnh hưởng . Chương 4 CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 4.1. Khái quát chung Trong mạng điện của nhà máy thì các khí cụ điện dùng để bảo vệ và duy trì dòng điện ở mức ổn định cho phép khi vận hành. Các thiết bị điện có thể đóng cắt hoàn mạng điện khi có sự cố là những thiết bị điện được coi là quan trọng nhất. Bởi vì nó đánh giá khả năng kinh tế, khả năng kỹ thuật đối với các thiết bị dùng điện và hệ thống lưới điện trong nhà máy.Ngoài ra nó còn đảm bảo tính an toàn cho con người khi vận hành. Các thiết bị điện sẽ đóng cắt tự động khi có sự cố để đảm bảo an toàn cho người và cho máy móc ... vì thế nên ta cần phải tính toán để nhằm chọn ra các thiết bị sao cho thật chính xác và phù hợp với mạng điện khi các thiết bị,máy móc hoạt động bình thường và phải đảm bảo đóng ngắt hoàn toàn khi có sự cố xảy ra 4.2. Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT và các TBAPX 4.2.1. Lựa chọn thiết bị điện cho trạm PPTT Vì các phân xưởng thuộc loại quan trọng, chọn sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn cho trạm PPTT. Tại mỗi tuyến dây vào, ra khỏi thanh góp và liên lạc giữa hai phân đoạn thanh góp đều dùng máy cắt hợp bộ. Để bảo vệ chống sét truyền từ đường dây vào trạm đặt chống sét van trên mỗi phân đoạn thanh góp. Đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp một máy biến áp đo lường 3 pha 5 trụ có cuộn tam giác hở báo chạm đất 1 pha trên cáp 22 kV. Chọn dùng các tử hợp bộ của hãng SIEMENS, máy cắt loại 8DC11,cách điện bằng SF6, không cần bảo trì, hệ thống thanh góp đặt sẵn trong các tủ có dòng định mức 1250 A Thông số của máy cắt 8DC11 được tra trong PL III.2 trang 262 (GTTKCĐ) Bảng 2.1.1 Thông số máy cắt đặt tại trạm PPTT Loại MC Udm (Kv) Idm (A) Icắt N3s (kA) Icắt Nmax (kA) Ghi chú 8DC11 24 1250 25 63 Không bảo trì 4.2.2 Chọn thiết bị điện cho các TBAPX Vì các trạm biến áp phân xưởng rất gần trạm PPTT, phía cao áp chỉ cần đặt cầu chì và dao cách ly. Phía hạ áp đặt Aptomat tổng và các Apomat nhánh. Trạm hai máy biến áp đặt thêm Aptomat liên lạc giữa hai phân đoạn Cụ thể như sau : * Đặt một tủ đầu vào 6,3 kV có dao cách ly 3 vị trí, cách điện bằng SF6, không phải bảo trì, loại 8DH10 Thông số của máy cắt 8DH10 được tra trong PL III.1 trang 261 (GTTKCĐ) Bảng 2.2.1. Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DH10 Loại tủ Uđm, kV Iđm, A Uchịu đựng, kV INchịu đựng 1s ,kA 8DH10 24 200 50 16 * Phía hạ áp dùng các Aptomat của hãng Merlin Gerin (bảng 3.5 trang 148,149 sổ tay ) đặt trong vỏ tủ tự tạo. trạm 2 máy biến áp đặt 5 tủ: 2 tủ Aptomat tổng, 1 tủ Aptomat phân đoạn và 2 tủ Aptomat nhánh. Cụ thể chọn như sau : Dòng lớn nhất qua Aptomat tổng của máy biến áp 500 kVA (A) Dòng lớn nhất qua Aptomat tổng của máy biến áp 560 kVA (A) Dòng lớn nhất qua Aptomat tổng của máy biến áp 320 kVA (A) Bảng 2.2.2. Số lượng và loại Aptomat tổng và Aptomat phân đoạn Trạm BA Loại Số lượng Uđm ,V Iđm ,A Icăt N ,kA B1 C1001N 3 690 1000 25 B2 C1001N 3 690 1000 25 B3 C1001N 3 690 1000 25 B4 C1001N 3 690 1000 25 B5 C1001N 3 690 1000 25 Bảng 2.2.3. Số lượng và loại Aptomat nhánh Trạm BA Loại Số lượng Uđm ,V Iđm ,A Icăt N ,kA B1 NS630N 4 690 630 10 B2 NS630N 4 690 630 10 B3 NS400 4 690 400 10 B4 NS630N 4 690 630 10 B5 NS400 4 690 400 10 Chương 5 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN 5.1.Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị điện đã chọn 5.1.1. Tính toán ngắn mạch Cần tính điểm ngắn mạch N1 tại các thanh cái trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt, thanh góp và tính điểm ngắn mạch N2 tại phía cao áp trạm biến áp phân xưởng để kiểm tra cáp và tủ cao áp các trạm. Sơ đồ đường dây từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xưởng. TPPTT BAPX MC ĐDK PPTT N1 N2 Cáp HT XH N1 Zd ZC N2 Điện kháng của hệ thốn điện được tính theo công thức: Trong đó : SN – công suất cắt của máy cắt (kVA) U - điện áp đường dây (kV) Thay số vào ta được: Bảng 1.1.1. Thông số của ĐDK và cáp cao áp Đường dây F, mm2 L, km r0, Ω/km x0, Ω/km R, Ω X, Ω HTĐ - PPTT 95 10 0,247 0,112 2,47 1,12 PPTT-B1 35 0,0625 0,668 0,13 0,042 0,008 PPTT-B2 35 0,0875 0,668 0,13 0,058 0,011 PPTT-B3 35 0,075 0,668 0,13 0,05 0,01 PPTT-B4 35 0,025 0,668 0,13 0,017 0,003 PPTT-B5 35 0,112 0,668 0,13 0,075 0,015 - Dòng điện ngắn mạch tại N (kA) Trị số dòng ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: IxkN1=1,8..IN =1,8. .3,27=8,32 (kA) - Dòng điện ngắn mạch N2 tại trạm B1: (kA) Trị số dòng ngắn mạch xung kích : + Dòng điện ngắn mạch N2 tại trạm B2 : Trị số dòng ngắn mạch xung kích : + Dòng điện ngắn mạch N2 tại trạm B3 : Trị số dòng ngắn mạch xung kích : + Dòng điện ngắn mạch N2 tại trạm B4 : Trị số dòng ngắn mạch xung kích : +Dòng điện ngắn mạch N2 tại trạm B5: Trị số dòng ngắn mạch xung kích : Bảng 1.1.2. Kết quả tính dòng điện ngắn mạch và dòng xung kích Điểm tính N IN ( kA) IxkN (kA) Thanh cái PPTT 3,27 8,32 Thanh cái B1 3,25 8,27 Thanh cái B2 3,24 8,25 Thanh cái B3 3,24 8,25 Thanh cái B4 3,26 8,3 Thanh cái B5 3,23 8,22 5.1.2. Kiểm tra các thiết bị điện đã chọn Máy cắt 8DC11 có dòng điện cắt Ic = 25kA thanh cái ở trạm PPTT có dòng ổn định động Iôđ = 63kA lớn hơn rất nhiều so với dòng điện ngắn mạch IN = 3,27 kA và dòng xung kích Ixk = 8,32 kA tại các điểm ngắn mạch trên thanh cái của trạm PPTT .Vì vậy máy cắt 8DC11 và thanh cái đã đạt yêu cầu . Kiểm tra cáp ta chỉ cần kiểm tra với tuyến có dòng ngắn mạch lớn nhất. Ta thấy khả năng chịu dòng ngắn mạch của dao cách ly tủ cao áp đầu vào các trạm BAPX cũng lớn hơn nhiều so với trị số dòng ngắn mạch. Ngoài ra cần kiểm tra ổn định nhiệt của cáp. Chương 6 THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SCCK 6.1. Tổng quan chung về cấp điện cho phân xưởng SCCK Sau khi thiết kế xong mạng cao áp của nhà máy ta đi thiết kế mạng hạ áp của phân xưởng SCCK điện áp được biến đổi từ 22kV xuống 0,4kV qua các BAPX được đưa tới các Tủ phân phối. Điện áp từ Tủ phân phối trung tâm sẽ được cấp trực tiếp vào phân xưởng sửa chữa cơ khí (PXSCCK) Để dẫn điện từ TPPTT về tủ phân phối ta dùng cáp ngầm. Từ tủ phân phối ta có các lộ cáp ra cung cấp điện cho các nhóm động cơ của phân xưởng . Phân xưởng SCCK có 5 nhóm động cơ nên từ tủ phân phối ta sẽ cấp cho 5 tủ động lực, các tủ này đặt rải rác cạnh tường phân xưởng , mỗi tủ động lực cấp điện cho 1 nhóm phu tải Để tăng độ tin cậy cung cấp điện và dễ dàng trong các thao tác, vận hành, bảo dưỡng các tủ động lực nên ta sẽ cấp điện cho các tủ động lực bằng hình tia, đầu vào các tủ động lực đặt dao cách ly - cầu chì còn đầu ra đặt cầu chì Mỗi động cơ máy công cụ được điều khiển bằng 1 khởi động từ gắn sẵn trên thân máy , trong khởi động từ có rơle nhiệt bảo vệ quá tải. Các cầu chì trong tủ động lực chủ yếu bảo vệ ngắn mạch , đồng thời dự phòng cho bảo vệ quá tải của động cơ. Ngoài các tủ động lực thì tủ phân phối còn cấp điện cho 1 tủ chiếu sáng chung cho cả phân xưởng 6.2. Lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện cho pxscc: 6.2.1. Chọn cáp từ TBA về tủ phân phối của phân xưởng scck Dòng điện cực đại chạy qua dây cáp từ TBA về tủ phân phối của phân xưởng là: (A) Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo( bảng 4.24 trang 250 sổ tay) có tiết diện 150 mm2 có Icp = 387A > Ipx=352,5 A 6.2.2. Chọn Aptomat đầu nguồn Chọn aptomat đầu nguồn đặt tại trạm biến áp: Tra P.L3.3 trang 355 hệ thống cung cấp điện chọn loại Aptomat NS400N do Merlin Gerin chế tạo Bảng2.2.1. Thông số kỹ thuật của Aptomat NS400N Loại Uđm (V) Iđm (A) IN (kA) NS400N 690 400 10 6.2.3. Chọn tủ phân phối cho phân xưởng a. Chọn Aptomát tổng AT Aptomát tổng đầu vào tủ phân phối chọn giống như aptomat Ađm loại NS400N do Merlin Gerin chế tạo b. Chọn Aptomat nhánh Anh cung cấp điện cho các tủ động lực * Aptomat nhánh A1 cung cấp cho nhóm 1 Dòng qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 1 : Itt1 = 53,6 A Aptomat được chọn phải thoả mãn điều kiện IdmA1≥ Itt1 = 53,6 A Tra thông số kỹ thuật của các loại Aptomat ( PL IV.2 trang 282 giáo trình thiết kế cấp điện) ta chọn loại Aptomat NS225E * Aptomat nhánh A2 cung cấp cho nhóm 2 Dòng qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 2 : Itt2 = 62,6 A Aptomat được chọn phải thoả mãn điều kiện IdmA2 ≥ Itt2 = 62,6 A Tra thông số kỹ thuật của các loại Aptomat ( PL IV.2 trang 282 giáo trình thiết kế cấp điện) ta chọn loại Aptomat NS225E * Aptomat nhánh A3 cung cấp cho nhóm 3 Dòng qua Aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 3 : Itt3 = 138,9 A Aptomat được chọn phải thoả mãn điều kiện IdmA3 ≥ Itt3 = 138,9 A Tra thông số kỹ thuật của các loại Aptomat ( PL IV.2 trang 282 giáo trình thiết kế cấp điện) ta chọn loại Aptomat NS225E * Aptomat nhánh A4 cung cấp cho nhóm 4 Dòng qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 4 : Itt4 = 119,7 A Aptomat được chọn phải thoả mãn điều kiện IdmA4 ≥ Itt4 = 119,7 A Tra thông số kỹ thuật của các loại Aptomat ( PL IV.2 trang 282 giáo trình thiết kế cấp điện) ta chọn loại Aptomat NS225E * Aptomat nhánh A5 cung cấp cho nhóm 5 Dòng qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 5 : Itt5 = 63,1 A Aptomat được chọn phải thoả mãn điều kiện IdmA5≥ Itt5 = 63,1 A Tra thông số kỹ thuật của các loại Aptomat ( PL IV.2 trang 282 giáo trình thiết kế cấp điện) ta chọn loại Aptomat NS225E * Aptomat nhánh A6 cung cấp cho nhóm 6 Dòng qua aptomat trong chế độ phụ tải cực đại (đã tính trong chương 1) chính bằng dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 6 : Itt6 = 53,2 A Aptomat được chọn phải thoả mãn điều kiện IdmA6 ≥ Itt6 = 53,2 A Tra thông số kỹ thuật của các loại Aptomat ( PL IV.2 trang 282 giáo trình thiết kế cấp điện) ta chọn loại Aptomat NS225E Bảng 3.2.1. Thông số các Aptomat nhánh Loại Số cực A nhánh Itt (A) Iđm (A) Uđm (kV) IN (kA) NS225E 3 A1 53,6 225 500 7,5 NS225E 3 A2 62,6 225 500 7,5 NS225E 3 A3 138,9 225 500 7,5 NS225E 3 A4 119,7 225 500 7,5 NS225E 3 A5 63,1 225 500 7,5 NS225E 3 A6 53,2 225 500 7,5 6.2.4. Chọn cáp từ tủ phân phối tới các tủ động lực a. Điều kiện chọn cáp hạ áp từ tủ PP tới các tủ động lực của PXSCCK - Theo điều kiện phát nóng: - Theo điều kiện Aptomat - Vì cáp chôn dưới đất riêng từng tuyến nên Khc=1 b. Tính toán cụ thể để chọn cáp * Chọn cáp từ tủ PP đến tủ động lực 1 ( Nhóm 1) Kết hợp với hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng 4 lõi 4G50 có tiết diện F=50mm2 có Icp= 206 A Thông số kỹ thuật của cáp đồng hạ áp 4G50 của hãng LENS sản xuất được tra trong bảng PL V.13 trang 302 sách giáo trình thiết kế cấp điện * Chọn cáp đến tủ động lực 2 ( Nhóm 2) Kết hợp với hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng 4 lõi 4G50 có tiết diện F=50mm2 có Icp= 206 A Thông số kỹ thuật của cáp đồng hạ áp 4G50 của hãng LENS sản xuất được tra trong bảng PL V.13 trang 302 sách giáo trình thiết kế cấp điện * Chọn cáp đến tủ động lực 3 (Nhóm 3) Kết hợp với hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng 4 lõi 4G50 có tiết diện F=50mm2 có Icp= 206 A Thông số kỹ thuật của cáp đồng hạ áp 4G50 của hãng LENS sản xuất được tra trong bảng PL V.13 trang 302 sách giáo trình thiết kế cấp điện * Chọn cáp đến tủ động lực 4 (Nhóm 4) Kết hợp với hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng 4 lõi 4G50 có tiết diện F=50mm2 có Icp= 206 A Thông số kỹ thuật của cáp đồng hạ áp 4G50 của hãng LENS sản xuất được tra trong bảng PL V.13 trang 302 sách giáo trình thiết kế cấp điện * Chọn cáp đến tủ động lực 5 (Nhóm 5) Kết hợp với hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng 4 lõi 4G50 có tiết diện F=50mm2 có Icp= 206 A Thông số kỹ thuật của cáp đồng hạ áp 4G50 của hãng LENS sản xuất được tra trong bảng PL V.13 trang 302 sách giáo trình thiết kế cấp điện * Chọn cáp đến tủ động lực 6 (Nhóm 6) Kết hợp với hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng 4 lõi 4G50 có tiết diện F=50mm2 có Icp= 206 A Thông số kỹ thuật của cáp đồng hạ áp 4G50 của hãng LENS sản xuất được tra trong bảng PL V.13 trang 302 sách giáo trình thiết kế cấp điện Bảng 4.1 Kết quả chọn cáp từ tủ PP tới các tủ động lực Tuyến cáp Itt (A) Fcáp (mm2) Icp (A) PP - ĐL 1 53,6 50 206 PP - ĐL 2 62,6 50 206 PP - ĐL 3 138,9 50 206 PP - ĐL 4 119,7 50 206 PP - ĐL 5 63,1 50 206 PP - ĐL 6 53,2 50 206 6.2.5. Chọn các tủ động lực Các tủ động lực đều chọn loại tủ do Liên Xô chế tạo C∏62 - 7/1 đầu vào cầu dao - cầu chì 400 A, tám đầu ra 100A : 8x100 A NS400N NS225E CD-400A CC-400A Tủ PP 8x100A Tủ ĐL Hình 5.1. Sơ đồ tủ PP và tủ ĐL phân xưởng sửa chửa cơ khí 6.2.6. Lựa chọn Cầu Chì bảo vệ cho các tủ động lực * Cầu chì bảo vệ các tủ động lực cần phải thỏa mãn 2 điều kiện sau : Với Hệ số mở máy của động cơ Kmm= 5 và α = 2,5 ( trang 87 sổ tay) * Chọn cầu chì bảo vệ cho tủ động lực 1 (bảng 2.23 trang 124 sổ tay ): - Cầu chì bảo vệ cho máy tiện ren 4,5 (kW) : (A) (A) Chọn cầu chì kiểu ПH-2 có I đc= 30 A ; Ivỏ=100A - Cầu chì bảo vệ cho máy tiện tự động 5,1 (kW) : (A) (A) Chọn cầu chì kiểu ПH-2 có I đc= 30 A ; Ivỏ=100A - Cầu chỉ bảo vệ cho máy tiện tự động 14 (kW) : (A) (A) Chọn cầu chì kiểu ПH-2 có I đc = 80 A ; Ivỏ=100A - Cầu chì bảo vệ cho máy tiện tự động 5,6 (kW) : (A) (A) Chọn cầu chì kiểu ПH-2 có I đc= 30 A ; Ivỏ=100A - Cầu chỉ bảo vệ cho máy tiện tự động 2,2 (kW) : (A) (A) Chọn cầu chì kiểu ПH-2 có I đc= 30 A ; Ivỏ=100A - Cầu chì tổng ĐL1 : (A) ( Nhóm 1 : ksd = 0,15 , Immmax = 35,45) Chọn I đc= 200 A Các nhóm thiết bị còn lại tính toán tương tự như trên Sau khi tính toán được các nhóm thiets bị còn lại ta có bảng sau: Bảng 6.1. Bảng lựa chọn cầu chì cho các thiết bị Tên máy Phụ tải Cầu chì Pđ (KW) Iđm (A) Mã hiệu Ivỏ/Iđc(A) Nhóm 1 1. Máy tiện ren 4,5 11,4 100/30 2. Máy tiện tự động 5,1 12,9 100/30 3. Máy tiện tự động 14 35,45 100/80 4. Máy tiện tự động 5,6 14,2 100/30 5. Máy tiện tự động 2,2 5,57 100/30 Nhóm 2 6. Máy tiện Revon ve 1,7 4,3 100/30 7. Máy phay vạn năng 3,4 8,61 100/30 8. Máy phay ngang 1,8 4,56 100/30 9. Máy phay đứng 14 35,45 100/80 10. Máy phay đứng 7 17,73 100/40 18. Máy mài phẳng 9 22,8 100/50 19. Máy mài tròn 5,6 14,2 100/30 20. Máy mài trong 2,8 7,1 100/30 28. Cưa tay 1,35 3,42 100/30 29. Cưa máy 1,7 4,3 100/30 Nhóm 3 12. Máy bào ngang 9 22,8 100/50 13. Máy xọc 8,4 21,27 100/50 14. Máy xọc 2,8 7,1 100/30 16. Máy doa ngang 4,5 11,4 100/30 17. Máy khoan hướng tâm 1,7 4,3 100/30 Nhóm 4 21. Máy mài dao cắt gọt 2,8 7,1 100/30 22. Máy mài dao sắc vạn 0,65 1,65 100/30 27. Máy mài phá 3 7,6 100/30 31. Lò điện kiểu buồng 30 75,97 250/200 32. Lò điện kiểu đứng 25 63,3 250/150 33. Lò điện kiểu bể 30 75,97 250/150 34. Bể điện phân 10 25,3 100/60 Nhóm 5 43. Máy tiện ren 10 25,32 100/60 44. Máy tiện ren 7 17,73 100/40 45. Máy tiện ren 4,5 11,4 100/30 46. Máy phay ngang 2,8 7,1 100/30 47. Máy phay vạn năng 2,8 7,1 100/30 48. Máy phay răng 2,8 7,1 100/30 49. Máy xọc 2,8 7,1 100/30 50. Máy bào ngang 7,6 19,25 100/40 51. Máy mài tròn 7 17,73 100/40 52. Máy khoan đứng 1,8 4,56 100/30 57. Biên áp hàn 12,5 31,65 100/80 58. Máy mài phá 3,2 8,1 100/30 59. Khoan điện 0,6 1,52 100/30 60. Máy cắt 1,7 4,3 100/30 Nhóm 6 53. Búa khí nén 10 25,32 100/60 54. Quạt 3,2 8,1 100/30 65. Bàn nguội 0,5 1,27 100/30 66. Máy cuốn dây 0,5 1,27 100/30 67. Bàn thí nghiệm 15 37,98 100/80 68. Bể tấm có đốt nóng 4 10,13 100/30 69. Tủ sấy 0,85 2,15 100/30 70. Khoan bàn 0,65 1,65 100/30 7. Máy phay vạn năng 3,4 8,61 100/30 11. Máy mài 2,2 5,57 100/30 15. Máy khoan vạn năng 4,5 11,4 100/30 23. Máy khoan bàn 0,65 1,65 100/30 24. Máy ép kiểu trục khuỷu 1,7 4,3 100/30 6.2.7. Lựa chọn dây dẫn từ các tủ ĐL tới từng động cơ Tất cả các dây dẫn trong xưởng chọn loại dây cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo ( PL4.24 – T250 sổ tay lựa chọn và tra cứu TBĐ ) Ta thấy : Với Khc=k1.k2 k1 – hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trường đặt dây cáp thường chọn 250C k1=1 (bảng 4.73 trang 286 sổ tay) K2 – hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng dây hoặc cáp đi chung 1 rãnh ( tra bảng 4.74 trang 286 sổ tay) - Ngoài ra còn có với mạch động lực α = 3 * Chọn dây dẫn từ các tủ ĐL tới các động cơ nhóm 1 Nhóm có 9 thiết bị → k2=0,7 → Khc= 1.0,7=0,7 * Chọn dây dẫn từ các tủ ĐL tới máy tiện ren 4,5 kW → Chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31 A Khi kết hợp cầu chì bảo vệ có Idc = 30 → Vậy chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31 A * Chọn dây dẫn từ các tủ ĐL tới máy tiện tự động 5,1 kW → Chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31 A Khi kết hợp cầu chì bảo vệ co Idc = 30 → Vậy chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31 A * Chọn dây dẫn từ các tủ ĐL tới máy tiện tự động 14 kW → Chọn cáp 4G4 có Icp = 53 A Khi kết hợp cầu chì bảo vệ có Idc = 80 A → Vậy chọn cáp 4G4 có Icp = 53 A * Chọn dây dẫn từ các tủ ĐL tới máy tiện tự động 5,6 kW → Chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31 A Khi kết hợp cầu chì bảo vệ co Idc = 30 → Vậy chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31 A * Chọn dây dẫn từ các tủ ĐL tới máy tiện tự động 2,2 kW → Chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31 A Khi kết hợp cầu chì bảo vệ co Idc = 30 → Vậy chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31 A Với những nhóm phụ tải tương tự ta cũng chọn được cáp phù hợp. Kết quả có trong bảng sau : Bảng 6.2. Bảng lựa chọn dây dẫn cho các thiết bị Tên máy Phụ tải Dây dẫn Pđ (KW) Iđm (A) Mã hiệu Tiết diện Nhóm 1 1. Máy tiện ren 4,5 11,4 4G1,5 1,5 2. Máy tiện tự động 5,1 12,9 4G1,5 1,5 3. Máy tiện tự động 14 35,45 4G4 4 4. Máy tiện tự động 5,6 14,2 4G1,5 1,5 5. Máy tiện tự động 2,2 5,57 4G1,5 1,5 Nhóm 2 6. Máy tiện Revon ve 1,7 4,3 4G1,5 1,5 7. Máy phay vạn năng 3,4 8,61 4G1,5 1,5 8. Máy phay ngang 1,8 4,56 4G1,5 1,5 9. Máy phay đứng 14 35,45 4G4 4 10. Máy phay đứng 7 17,73 4G1,5 1,5 18. Máy mài phẳng 9 22,8 4G2,5 2,5 19. Máy mài tròn 5,6 14,2 4G1,5 1,5 20. Máy mài trong 2,8 7,1 4G1,5 1,5 28. Cưa tay 1,35 3,42 4G1,5 1,5 29. Cưa máy 1,7 4,3 4G1,5 1,5 Nhóm 3 12. Máy bào ngang 9 22,8 4G2,5 2,5 13. Máy xọc 8,4 21,27 4G1,5 1,5 14. Máy xọc 2,8 7,1 4G1,5 1,5 16. Máy doa ngang 4,5 11,4 4G1,5 1,5 17. Máy khoan hướng tâm 1,7 4,3 4G1,5 1,5 Nhóm 4 21. Máy mài dao cắt gọt 2,8 7,1 4G1,5 1,5 22. Máy mài dao sắc vạn 0,65 1,65 4G1,5 1,5 27. Máy mài phá 3 7,6 4G1,5 1,5 31. Lò điện kiểu buồng 30 75,97 4G16 16 32. Lò điện kiểu đứng 25 63,3 4G16 6 33. Lò điện kiểu bể 30 75,97 4G16 16 34. Bể điện phân 10 25,3 4G2,5 2,5 Nhóm 5 43. Máy tiện ren 10 25,32 4G2,5 2,5 44. Máy tiện ren 7 17,73 4G1,5 1,5 45. Máy tiện ren 4,5 11,4 4G1,5 1,5 46. Máy phay ngang 2,8 7,1 4G1,5 1,5 47. Máy phay vạn năng 2,8 7,1 4G1,5 1,5 48. Máy phay răng 2,8 7,1 4G1,5 1,5 49. Máy xọc 2,8 7,1 4G1,5 1,5 50. Máy bào ngang 7,6 19,25 4G1,5 1,5 51. Máy mài tròn 7 17,73 4G1,5 1,5 52. Máy khoan đứng 1,8 4,56 4G1,5 1,5 57. Biên áp hàn 12,5 31,65 4G4 4 58. Máy mài phá 3,2 8,1 4G1,5 1,5 59. Khoan điện 0,6 1,52 4G1,5 1,5 60. Máy cắt 1,7 4,3 4G1,5 1,5 Nhóm 6 53. Búa khí nén 10 25,32 4G2,5 2,5 54. Quạt 3,2 8,1 4G1,5 1,7 65. Bàn nguội 0,5 1,27 4G1,5 1,7 66. Máy cuốn dây 0,5 1,27 4G1,5 1,7 67. Bàn thí nghiệm 15 37,98 4G6 6 68. Bể tấm có đốt nóng 4 10,13 4G1,5 1,5 69. Tủ sấy 0,85 2,15 4G1,5 1,5 70. Khoan bàn 0,65 1,65 4G1,5 1,5 7. Máy phay vạn năng 3,4 8,61 4G1,5 1,5 11. Máy mài 2,2 5,57 4G1,5 1,5 15. Máy khoan vạn năng 4,5 11,4 4G1,5 1,5 23. Máy khoan bàn 0,65 1,65 4G1,5 1,5 24. Máy ép kiểu trục khuỷu 1,7 4,3 4G1,5 1,5 Chương 7 TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO LƯỚI ĐIỆN NHÀ MÁY 7.1. Tổng quan 7.1.1. Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong nhà máy Phần lớn hộ công ngiệp trong quá trình làm việc tiêu thụ từ mạng điện cả công suất tác dụng P lần công suất phản kháng Q. Các nguồn tiêu thụ công suất phản kháng là: động cơ không đồng bộ, máy biến áp, đường dây và các thiết bị khác … Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế vì các XN này tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện năng được sản xuất ra. Hệ số công suất cos là một trong các chỉ tiêu để đánh giá XN dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không, nâng cao hệ số công suất cos là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất trong quá trình SX, PP và sử dụng điện năng . Công suất tác dụng P là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện, công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công. Qúa trình trao đổi công suất Q giữa MF và hộ tiêu thụ là một quá trình dao động. Trong mỗi chu kỳ của dòng điện, Q đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong mỗi chu kỳ của dòng điện bằng không. Việc tạo ra công suất phản kháng đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay MF điện. Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ dùng điện không nhất thiết phải lấy từ nguồn. Vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các máy sinh ra Q để cung cấp trực tiếp cho phụ tải làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng. Khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi do đó hệ số công suất cosjtn của mạng được nâng cao Q, P và góc có quan hệ sau: Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống do đó góc giảm , kết quả là cos tăng lên . * Hệ số công suất cosj được nâng cao lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau: - Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. - Giảm được tổn thất điện áp tổng mạng điện . - Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp . - Tăng khả năng phát của các máy phát điện . 7.1.2. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosj Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất PK tiêu thụ có thể làm bằng các cchs như: hợp lý hoá các QT sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ cosφ công suất hợp lý hơn ... nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên mang lại lợi ích rất lớn vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không phải đặt thêm thiết bị bù Nâng cao hệ số công suất cosφ bằng biện pháp bù công suất phản kháng . thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu thụ điện để cung cấp công suất PK theo yêu cầu của chúng , nhờ vậy sẽ giảm được lượng CSPK pha truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của chúng 7.1.3. Chọn thiết bị bù Để bù công suất PK cho các HTCC điện có thể sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ Ta lựa chọn các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ có ưu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng, không có phần quay như máy bù đồng bộ nên lắp ráp,vận hành và bảo quản dễ dàng. Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của các phụ tải trong qáy trình SX mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ vốn đầu tư ngay một lúc Vị trí đặt các thiết bị bù ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả bù. Các hộ tụ điện bù có thể đặt ở PPTT, thanh cái cao áp của TBATG, tại các tủ phân phối, tủ động lực hoặc tại đầu cực các phụ tải lớn. Để xác định chính xác vị trí và dùng PA đặt bù cho một hệ thống cung cấp điện cụ thể. Song theo kinh nghiệm thực tế trong trường hợp công suất và dung lượng bù công PK của các nhà máy, TB không thật lớn có thể phân bố dung lượng bù cần thiết đặt tại thanh cái hạ áp của các TBATG để giảm nhẹ vốn đầu tư và thuận lợi cho công tác quản lý 7.2. Xác định dung lượng bù 7.2.1.Tính hệ số của toàn nhà máy Hệ số tổn thất cho phép theo quy định là từ 0,85 ~ 0,9; như vậy ta phải bù công suất phản kháng cho nhà máy để nâng cao hệ số Cosφ 7.2.2. Xác định dung lượng bù Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy được xác định theo công thức : Qbù = Pttnm (tgj1 - tgj2) Trong đó: Pttnm - phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy (kw) j 1 - góc ứng với hệ số công suất tính toán trước khi bù cosj1 = 0,66 j2 - góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù cos j2 = 0.9 Ta có: cosj1 = 0,67 ® tgj1 = 1,11 Cosj2 = 0,9 ® tgj2 = 0.484 Với nhà máy đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần thiết : Qbù = Pttnm (tgj1 - tgj2) Qbù = 1657 . ( 1,11 - 0,484) = 1037,3 KVAr 7.2.3. Chọn vị trí đặt và thiết bị bù a/ Chọn vị trí đặt thiết bị bù Về nguyên tắc để có lợi nhất về mặt giảm tổn thất điện áp, tổn thất điện năng cho đối tượng dùng điện là đặt phân tán các hộ tiêu thụ cho từng động cơ điện. Tuy nhiên nếu đặt phân tán qua thì sẽ không có lợi về vốn đầu tư, lắp đặt và quản lý vận hành. Vì vậy việc đặt thiết bị bù tập trung hay phân tán tuỳ thuộc vào cấu trúc hệ thống cấp điện của đối tượng .Theo kinh nghiệm ta đặt thiết bị bù ở phía hạ áp của TBA phân xưởng tại tủ phân phối. Và ở đây ta coi giá tiền đơn vị (đồng /kVAr) thiết bị bù hạ áp lớn không đáng kể so với giá tiền đơn vị tổn thất điện năng qua máy biến áp. b/ Chọn thiết bị bù Để bù công suất phản kháng cho nhà máy có thể dung các thiết bị bù sau: * Máy bù đồng bộ: - Có khả năng điều chỉnh trơn. - Tự động với giá trị công suất phản kháng phát ra - Công suất phản kháng không phụ thuộc điện áp đặt vào, chủ yếu phu thuộc vào dòng kích từ . - Lắp ráp vận hành phức tạp. - Gây tiếng ồn lớn. - Tiêu thụ một lượng công suất tác dụng lớn. * Tụ điện : - Tổn thất công suất tác dụng ít. - Lắp đặt , vận hành đơn giản , ít bị sự cố. - Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ . - Có thể sử dụng nơi khô ráo bất kỳ để đặt bộ tụ. - Giá thành rẻ - Công suất phản kháng phát ra theo bậc thang và không thể thay đổi được - Thời gian phục vụ , độ bền kém. Từ các đặc điểm trên, ta nhận thây có thể lựa chọn thết bị bù là các tụ điện tĩnh có ưu điểm là giá một đơn vị phản kháng phát ra là không đổi nên thuận lợi cho việc chia nhỏ thành nhóm và đặt gần các phụ tải. Mặt khác, tụ điện tĩnh tiêu thụ rất ít công suất tác dụng , từ 3 ~5 W và vận hành đơn giản ít sự cố 7.2.4. Tính toán phân phối dung lượng bù a/. Công thức tỏng quát tính điện trở của đường dây, MBA và điện trở mạng: - Tính điện trở đường dây: - Tính điện trở MBA: b/Tính toán cụ thể điện trở các máy BA và điện trở của các đường dây từ PPTT đến các trạm BA * Điện trở tương đương của nhánh PPTT - B1 (đường dây kép) và điện trở của máy phát của trạm B1 - Đường dây cáp là đường dây kép có tiết diện 35 mm2 Với n: số máy biến áp Udm=22 kV Bảng 4.2.1. Kết quả điện trở đường dây Đường cáp F(mm2) l (m) r0 (Ω/km) RC(Ω) TPPTT-B1 35 62,5 0,668 0,02 TPPTT-B2 35 87,5 0,668 0,029 TPPTT –B3 35 75 0,668 0,025 TPPTT –B4 35 25 0,668 0,008 TPPTT –B5 35 112 0,668 0,04 Bảng 4.2.2. Kết quả điện trở các máy BA Tên TBA Sđm (KVA) Số máy (n ) ΔPN (KW) RB B1 500 2 5,21 5,04 B2 500 2 5,21 5,04 B3 560 2 5,21 4,02 B4 560 2 5,21 4,02 B5 320 2 3,67 8,67 Bảng 4.2.3. Kết quả điện trở đường dây và các máy BA Tên nhánh RC (W) RB(W) R = RB + RC(W) PPTT – B1 0,02 5,04 5,06 PPTT – B2 0,029 5,04 5,069 PPTT – B3 0,025 4,02 4,045 PPTT – B4 0,008 4,02 4,028 PPTT – B5 0,075 8,67 8,745 c/ Tính điện trở của mạng - Tính điện trở của cả mạng → Rtd = 0,995(Ω) Sơ đồ thay thế mạng cao áp nhà máy dung để tính toán công suất bù tại thanh cái hạ áp các TBA phân xưởng:( chưa vẽ hình) d/ Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho các nhánh của mạng hình tia Trong đó : Qbi : công suất phản kháng cần bù đặt tại phụ tải thứ i (kVAr) Qi : công suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải thứ i (kVAr) Qnm : công suất phản kháng toàn nhà máy Ri : điện trở của nhánh thứ i () Rtđ : điện trở tương đương của mạng Tính bù công suất phản kháng QB1 cho nhánh PPTT - B1 Tính tương tự cho các nhánh khác : Q2 = 371,85 + 92,31 = 464,16 (kVAr) Q3 = 383,63 + 163,22 = 546,85 (kVAr) Q4 = 344,1 + 138,98 = 483,08 (kVAr) Q5 = 89,11 + 178,26 = 267,37 (kVAr) kết quả ghi trong bảng sau: Bảng 4.4.1. Kết quả tính toán bù công suất cho các nhánh của nhà máy Tên nhánh Qi (kVAr) Qnm (kVAr) Qbù (kVAr) QBi (kVAr) PPTT – B1 538,52 2300 1037,3 290,2 PPTT – B2 464,16 2300 1037,3 216,3 PPTT – B3 546,85 2300 1037,3 236,25 PPTT – B4 483,08 2300 1037,3 171,17 PPTT – B5 267,37 2300 1037,3 123,7 e/. Chọn kiểu loại, số lượng và dung lượng của tụ điện bù công suất Tại mỗi trạm biến áp, phía 0,4 kV dùng thanh cái phân đoạn, nên dung lượng bù được phân đều cho hai nửa thanh cái. Căn cứ vào bảng 4.4.1 - Kết quả tính toán bù công suất cho các nhánh của nhà máy ta chọn được các loại tụ bù phù hợp với lượng công suất cần bù của các nhánh của nhà máy Chọn dùng các loại tủ điện bù 380V của DAE YEONG, cụ thể với từng trạm biến áp ghi trong bảng.(bảng 6.5 trang 340 -Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện) Kết quả tính toán và đặt tụ bù cosj tại các TBAPX : Tên trạm Qbi (kVAr Loại tụ bù Số pha Qb (kVAr) Số lượng ∑Qb (kVAr) B1 290,2 DLE – 3H150K5T 3 150 2 300 B2 216,3 DLE – 3H125K5T 3 125 2 250 B3 236,25 DLE – 3H125K5T 3 125 2 250 B4 171,17 DLE – 3H100K5T 3 100 2 200 B5 123,7 DLE – 3H100K5T 3 100 2 200 Sơ đồ lắp đặt tụ bù trong trạm đặt 2 máy Tủ Aptomat Tủ phân Tủ bù Tủ aptomat Tủ bù Tủ phân Tủ Aptomat tổng phối PX cosj phân đoạn cosj phối PX tổng Chương 8 THIẾT KẾ MẠNG CHIẾU SÁNG CHO MẠNG PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 8.1. Tổng quan Trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động, an toàn trong sản xuất và sức khoẻ của người lao động. Nếu ánh sáng không đủ, người lao động sẽ phải làm việc trong trạng thái căng thẳng, hại mắt và ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ, kết quả là hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật và năng suất lao động thấp, thậm chí còn gây tai nạn trong khi làm việc. Vì vậy khi thiết kế hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Không bị loá mắt - Không bị loá do phản xạ - Không tạo ra khoảng tối bởi những vật bị che - Phải có độ rọi đồng đều - Phải tạo được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt Hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng SCCK sẽ dùng các bóng đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam. h2 h1 H h Trong đó : H = h – h1 – h2 h :chiều cao nhà xưởng h1: khoảng cách từ trần đến bóng đèn h1 = 0,5 ~ 0,7 h2 : độ cao mặt bàn làm việc h2 = 0.7~ 1 Tra bảng ta chọn được: rtường = 30 % (màu vàng) rtrần = 50%(màu trắng) 8.2. Lựa chọn số lượng, công suất của hệ thống đèn chiếu sáng Nguồn điện sử dụng U =220 V được lấy từ tủ chiếu sáng của tủ TPPPX. Vì là xưởng sản xuất nên ta dùng đèn sợi đốt. Ta chọn cá thông số: - Độ rọi yêu cầu : E = 30lx - Hệ số dự trữ : k = 1,3 Căn cứ vào trần nhà cao h = 4,5 (m) mặt công tác h2 = 0,8(m) độ cao treo đèn cách trần: h1 =0,7(m). Do đó ta có : H = 4,5 - 0,8 - 0,7 = 3 (m) Tra bảng với đèn sợi đốt,bóng vạn năng ta có: Do đó ta tính đươc: L = 1,8 . 3 = 5,4 (m) Vậy ta chọn L = 5 (m) * Phân xưởng sửa chữa cơ khí có: - Chiều dài là: 43,75 (m) - Chiều rộng là: 42,5 (m) - Diện tích là: 1859 (m2) Theo các kết quả trên ta chọn đặt 9 dãy đèn mỗi dãy đèn có 9 bóng đèn khoảng cách giữa các bóng đèn là 5 (m). Dãy đèn đầu tiên đặt cách tường phân xưởng theo chiều dài là 1,875 (m), theo chiều rộng cách tường là 1,25 (m). Do đó tổng số đèn cần dùng để chiếu sáng phân xưởng là: 81 (BĐ) Chỉ số của phân xưởng : Lấy hệ số phản xạ của tường 30%, của trần 50% tra thống số của đèn ta tìm được hệ số sử dụng ksd = 0,48 (trang 417 Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng ) Lấy hệ số dự trữ k = 1,3, hệ số tính toán Z = 1,1 ta xác định được quang thông mỗi đèn là: n : số bóng đèn, xác định sau khi bố trí đèn trên mặt bằng → (lm) Tra bảng 5.5 Thông số kỹ thuật của bóng đèn sợi đốt_trang 135_thiết kế cấp điện. Chọn đèn công suất 200 W, có quang thông F = 2528 lm Do đó ta tính được tổng công suất chiếu sáng của toàn phân xưởng là: Ptổng = 81 . 200 = 16200 (kW) 8.3. Thiết kế mạng điện chiếu sáng 8.3.1. Chọn cáp từ tử phân phôi (PP) tới tủ chiếu sáng (CS) Ta có: Chọn cáp hạ áp 4 lõi đồng cách điện PVC, do CADIVI chế tạo. Tra bảng 4.14_trang 238_Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500 kV. Ta chọn được cáp có tiết diện 10 mm2, Icp = 49 A 8.3.2. Chọn Aptomat tổng * Chọn áptômát tổng theo điều kiện sau : - Điện áp định mức : UđmA ≥ Uđm = 0,38 kV - Dòng điện định mức : IđmA ≥ Itt = 42,37 A Chọn Aptomat loại DPNa của Merin Gerin chế tạo có các thông số sau: Iđm =32 A ; Uđm = 440 V. ( Bảng 3.3_trang 147_sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500kV ) 8.3.3. Chọn các Aptomat nhánh Các Aptomat nhánh chọn giống nhau, mỗi Aptomat cấp điện cho 9 bóng Dòng qua Aptomat ( 1 pha) Điện áp định mức : UđmA ³ Uđm = 220 V Dòng điện định mức : Chọn 9 aptomat có thông số Iđm = 10 A, UđmA = 220 V, kiểu BH do Hwa Shih chế tạo(Bảng 3.11 trang 152_sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500kV ) 8.3.4. Chọn dây dẫn từ Aptomat nhánh đến cụm 9 bóng đèn Lựa chọn dây dẫn từ Aptomat tới các cụm đèn theo dòng phát nóng Chọn dây dẫn phải thỏa mãn điều kiện dòng phát nóng sau: (1) → Icp ≥ 8,2 A Căn cứ vào tính được dòng phát nóng và thông số của các dây dẫn nên ta chọn dây dẫn từ Aptomat đến cụm 9 đèn là dây đồng bọc, tiết diện 2,5mm2; M (2X2,5) có Icp = 27 A *Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với Aptomat : - Kiểm tra cáp PVC- 10 có Icp = 49A Ta thấy: Do đó cáp chọn đạt yêu cầu - Kiểm tra dây dẫn từ Aptomat đến các cụm đèn Ta thấy: Do đó dây chọn đạt yêu cầu. Vì đường dây ngắn , các dây đều được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra sụt áp.