Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo vòng bi

Đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo vòng bi

Nguyễn Doãn Tùng - Lớp Kỹ thuật điện 1 - K54 – ĐH BK HN

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang trong giai đoạn phát triển nhanh chóng. Do yêu cầu phát triển của đất

nước thì điện năng cũng phát triển theo kịp nhu cầu về điện. Khi xây dựng nhà máy, khu dân

cư, thành phố. Trước tiên ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện cho máy móc và phục vụ

nhu cầu sinh hoạt cho con người. Để có thể đưa điện năng tới các phụ tải cần xây dựng các hệ

thống cung cấp điện cho các phụ tải này.

Điều đó chứng tỏ việc thiết kế hệ thống điện cho một nhà máy, xí nghiệp hay bất kỳ

một phụ tải nào đều là một phần vô cùng quan trọng trong việc quy hoạch cũng như phát triển

nhà máy, xí nghiệp và hệ thống điện nói chung.

Xuất phát từ yêu cầu đó, cùng những kiến thức học tại bộ môn Hệ Thống Điện trường

Đại Học Bách Khoa Hà Nội, trong môn học đồ án 2 em đã được nhận đề tài :THIẾT KẾ HỆ

THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CHẾ TẠO VÕNG BI.

Trong thời gian làm đồ án vừa qua,với sự tìm tòi và nỗ lực của bản thân, cùng với sự

giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện đặc biệt là sự giúp đỡ tận

tình của thầy giáo hướng dẫn: Thầy Trần Tấn Lợi đã giúp em hoàn thành đề tài này. Tuy nhiên

do yêu cầu của đề tài khá rộng trong khi thời gian lại có hạn và kiến thức còn hạn chế nên khó

tránh khỏi những sai sót nhất định. Vậy kính mong nhận được sự góp ý của các thầy cô cũng

như bạn đọc để đề tai này được hoàn thiện hơn .

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, Ngày 24 tháng 12 năm 2012

Sinh viên :

Nguyễn Doãn Tùng



Chương I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÍ NGHIỆP

1.1 Giới thiệu chung

Công nghiệp sản xuất vòng bi là một ngành công nghiệp quan trọng. Vòng bi là bộ

phận không thể thiếu trong các chi tiết máy. Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo các vòng bi để

cung cấp cho các ngành kinh tế trong nước và xuất khẩu.

Nhà máy có quy mô khá lớn. Bao gồm 10 phân xưởng và nhà máy làm việc

Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng nhà máy

Bảng 1.1 Các phân xưởng và công suất đặt của nhà máy

Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công suất đặt (kW)

1 Phòng thí nghiệm 220

2 Phân xưởng số 1 2500




6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí theo tính toán



7 Lò ga 300

8 Phân xưởng rèn 1500

9 Bộ phận nén ép 600

10 Trạm bơm 200

Đứng về mặt tiêu thụ điện năng thì nhà máy là một trong những hộ tiêu thụ lớn. Do

tầm quan trọng của nhà máy nên ta có thể xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại I, cần được đảm

bảo cung cấp điện liên tục và an toàn.

Theo dự kiến của ngành điện, nhà máy sẽ được cung cấp từ trạm biến áp trung gian

cách nhà máy 15 km, bằng đường dây trên không lộ kép.

Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại TMAX = 3500h.

Trong nhà máy có Phân xưởng số 1, Phân xưởng số 2, Phân xưởng số 4, Lò ga, Phân xưởng

rèn là những bộ phận quan trọng nên thuộc hộ tiêu thụ điện loại I không được phép cắt điện.

Phân xưởng số 3, Bộ phận nén ép thuộc hộ tiêu thụ điện loại II. Phòng thí nghiệm, Phân

xưởng sửa chữa cơ khí và Trạm bơm thuộc hộ tiêu thụ loại III. Mặt bằng bố trí các phân

xưởng và nhà làm việc của nhà máy được trình bày trên Hình 1.1.



Chương 2

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG

VÀ TOÀN XÍ NGHIỆP

2.1 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí :

2.1.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải:

Việc phân các thiết bị trong phân xưởng thành từng nhóm riêng dẽ sẽ tạo điều kiện

thuận lợi cho việc tính toán thiết kế CCĐ sau này. Mỗi nhóm thiết bị thông thường sẽ được

CCĐ từ một tủ động lực riêng biệt và vì vậy nguyên tắc chung để phân nhóm thiết bị như sau:

+ Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng (điều này sẽ thuận

tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất ...).

+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc (điều này sẽ thuận tiện cho việc

tính toán và CCĐ sau này ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc, tức có cùng đồ thị

phụ tải vậy ta có thể tra chung được ksd, knc; cos; ... và nếu chúng lại có cùng công suất nữa

thì số thiết bị điện hiệu quả sẽ đúng bằng sô thiết bị thực tế và vì vậy việc xác định phụ tải cho

các nhóm thiết bị này sẽ rất dễ dàng.)

+ Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của các nhóm ít

chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các trang thiết bị

CCĐ. ví dụ trong phân xưởng chỉ tồn tại một loại tủ động lực và như vậy thì nó sẽ kéo theo là

các đường cáp CCĐ cho chúng cùng các trang thiết bị bảo vậy cũng sẽ được đồng loạt hoá, tạo

điều kiện cho việc lắp đặt nhanh kể cả việc quản lý sửa chữa, thay thế và dự trữ sau này rất

thuận lợi...).

+ Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ ra của

một tủ động lực cũng bị không chế (thông thường số lộ ra lớn nhất của các tủ động lực được

chế tạo sẵn cũng không quá 8). Tất nhiên điều này cũng không có nghĩa là số thiết bị trong

mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị. Vì 1 lộ ra từ tủ động lực có thể chỉ đi đến 1 thiết bị, nhưng

nó cũng có thể được kéo móc xích đến vài thiết bị,(nhất là khi các thiết bị đó có công suất nhỏ

và không yêu cầu cao về độ tin cậy CCĐ ). Tuy nhiên khi số thiét bị của một nhóm quá nhiều

cũng sẽ làm phức tạp hoá trong vận hành và làm giảm độ tin cậy CCĐ cho từng thiết bị.

+ Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn được nhóm lại theo các yêu cầu riêng của việc quản

lý hành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng bộ phận trong phân xưởng.

Dựa vào những nguyên tắc trên ta có thể phân các thiết bị trong nhà máy thành 4 nhóm

như sau :



Nhóm 1 :

Bảng 2.1 Các thiết bị nhóm 1

STT Tên thiết bị

Số trên

mặt

bằng

Số

lượng

Nhãn

hiệu

Công

suất

(kW)

Ksd Cosφ

1 Máy tiện ren 1 1 I616 4,5 0,16 0,6

2 Máy tiện tự động 2 3 LII-IM 5,1 0,16 0,6

3 Máy tiện tự đông 3 2 2A-62 14,0 0,17 0,6

4 Máy tiện tự động 4 2 L615M 5,6 0,16 0,6

5 Máy tiện tự động 5 1 - 2,2 0,16 0,6

6 Máy bào ngang 12 2 7435 9,0 0,16 0,6

7 Máy xọc 13 3 w3A 8,4 0,16 0,6

8 Máy xọc 14 1 7417 2,8 0,16 0,6

9 Máy doa ngang 16 1 2613 4,5 0,16 0,6

10 Máy khoan hướng tâm 17 1 4522 1,7 0,16 0,6

Cộng nhóm 1: 17 113,4

Nhóm 2 :


STT Tên thiết bị Số trên

mặt

bằng

Số

lượng

Nhãn

hiệu

Công

suất

(kW)

Ksd cosφ

1 Máy phay ngang 8 1 - 1,8 0,16 0,6

2 Máy phay đứng 9 2 6H82 14,0 0,17 0,6

3 Máy phay đứng 10 1 6H-12 7,0 0,16 0,6

4 Máy mài 11 1 - 2,2 0,16 0,6

5 Máy doa ngang 16 1 2613 4,5 0,16 0,6

6 Máy mài phẳng 18 2 CK-371 9,0 0,16 0,6

7 Máy mài tròn 19 1 3153M 5,6 0,16 0,6

8 Máy mài trong 20 1 3A24 2,8 0,16 0,6

9 Bàn nguội 65 3 0,5 0,12 0,4

10 Máy cuốn dây 66 1 0,5 0,12 0,4

11 Bàn thí nghiệm 67 1 15,0 0,7 0,8



12 Bể tẩm có đốt nóng 68 1 4,0 0,8 1

13 Tủ xấy 69 1 0,85 0,8 0,95

14 Khoan bàn 70 1 HC-

12A

0,65 0,16 0,6

Cộng nhóm 2 : 18 92,4

Nhóm 3 :


STT Tên thiết bị số trên

mặt

bằng

số

lượng

Nhãn

hiệu

Công

suất

(kW)

Ksd cosφ

1 Lò điện kiểu buồng 31 1 H-30 30 0,8 1

2 Lò điện kiểu đứng 32 1 U-25 25,0 0,8 1

3 Lò điện kiểu bể 33 1 B-20 30,0 0,8 1

4 Lò điện phân 34 1 ΠB-21 10,0 0,8 1

5 Máy mài dao cắt gọt 21 1 3628 2,8 0.16 0,6

6 Máy mài sắc vạn năng 22 1 3A-64 0,65 0.16 0,6

7 Máy ép kiểu trục khuỷu 24 1 K113 1,7 0,16 0,6

8 Máy mài phá 27 1 3M1634 3,0 0.16 0,6

9 Cưa tay 28 1 - 1,35 0.16 0,6

10 Máy phay vạn năng 7 1 678M 3,4 0.16 0,6

11 Máy khoan vạn năng 15 1 A135 4,5 0.16 0,6

Cộng nhóm 3 : 11 112,4



Nhóm 4 :


STT Tên thiết bị Số

trên

mặt

bằng

Số

lượng

Nhãn

hiệu

Công

suất

(kW)

Ksd cosφ

1 Máy tiện ren 43 2 IK620 10,0 0,16 0,6

2 Máy tiện ren 44 1 1A-62 7,0 0,16 0,6

3 Máy tiện ren 45 1 1616 4,5 0,16 0,6

4 Máy phay ngang 46 1 6Π80 2,8 0,16 0,6

5 Máy phay vạn năng 47 1 678 2,8 0,16 0,6

6 Máy phay răng 48 1 5032 2,8 0,16 0,6

7 Máy xọc 49 1 7417 2,8 0,16 0,6

8 Máy bào ngang 50 2 - 7,6 0,16 0,6

9 Máy mài tròn 51 1 - 7,0 0,16 0,6

10 Máy khoan đứng 51 1 - 1,8 0,16 0,6

11 Máy nén khí 53 1 ΠB-412 10,0 0,16 0,7

12 Quạt 54 1 - 3,2 0,7 0,6

13 Biến áp hàn 57 1 CT24 24(MVA)

(12 kW)

0,5 0,4

14 Máy mài phá 58 1 3T-634 3,2 0,16 0,6

15 Khoan điện 59 1 Π-54 0,6 0,16 0,6

16 Máy cắt 60 1 872 1,7 0,16 0,3

Cộng nhóm 4 : 18 97,8



2.1.2 Giới thiệu các phương pháp tính phụ tải tính toán:

a) Khái niệm về phụ tải tính toán:

Định nghĩa phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng: là phụ tải giả thiết lâu dài,

không đổi tương đương với phụ tải thực tế biên thiên về hiệu quả nhiệt lớn nhất.

Định nghĩa phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất (thường gọi là phụ tải đỉnh nhọn) :

là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong 1 thời gian ngắn từ một đến hai giây chúng chưa

gây ra phát nóng cho các trang thiết bị nhưng lại gây ra các tổn thất và có thể là nhẩy các bảo

vệ hoặc làm đứt cầu chì. Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thường xuất hiện khi khởi động các

động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị cơ điện khác.

b) Các phương pháp xác định phụ tải và phạn vi sử dụng:

- Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại: Theo phương

pháp này :

Ptt = KM . Ptb = KM . Ksd . Pđm

Trong đó:

Ptb - công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất.

Pđm - công suất định mức của phụ tải.

Ksd - hệ số sử dụng công suất của phụ tải.

KM - hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình hoá T=30 phút.

Phương pháp này thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị,

cho các tủ động lực trong toàn bộ phân xưởng. Nó cho một kết quả khá chính xác nhưng lại

đòi hỏi một lượng thông tin khá đầy đủ về các phụ tải như: chế độ làm việc của từng phụ tải,

công suất đặt của từng phụ tải số lượng thiết bị trong nhóm (ksdi ; pđmi ; cosi ; .....).

- Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình

phương:

Theo phương pháp này :

Ptt = Ptb . tb

Trong đó:

Ptb - Phụ tải trung bình của đồ thị nhóm phụ tải.

- Bộ số thể hiện mức tán xạ.

tb - Độ lệch của đồ thị nhóm phụ tải.

Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị của

phân xưởng hoặc của toàn bộ xí nghiệp. Tuy nhiên phương pháp này ít được dùng trong tính

toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợp với các hệ thống

đang vận hành.

- Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dạng:

Theo phương pháp này:



Ptt = Khd . Ptb

Qtt = Khdq . Qtb hoặc Qtt = Ptt . tg

Trong đó:

Ptb ; Qtb - Phụ tải tác dụng và phản kháng trung bình trong ca mang tải lớn nhất.

Khd ; Khdq - Hệ số hình dạng (tác dụng và phản kháng) của đồ thị phụ tải.

Phương pháp này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh cái tủ phân phổi

phân xưởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xưởng. Phương pháp này ít được dùng

trong tính toán thiết kế mới vì nó yêu cầu có đồ thị của nhóm phụ tải.

- Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:


Ptt = Knc . Pđ

Trong đó:

Knc - Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải.

Pđ - Công suất đặt của nhóm phụ tải.

Phương pháp này cho kết quả không chính xác lắm, tuy vậy lại đơn giản và có thể nhanh

chóng cho kết quả cho nên nó thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho các phân xưởng,

cho toàn xí nghiệp khi không có nhiều các thông tin về các phụ tải hoặc khi tính toán sơ bộ

phục vụ cho việc qui hoạch .v.v...

- Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất:

Theo phương pháp này thì:

Ptt = p0 . F

Trong đó;

p0 - Suất phụ tải tính toán cho một đơn vị diện tích sản xuất.

F - Diện tích sản suất có bố trí các thiết bị dùng điện.

Phương pháp này thường chi được dùng để ước tính phụ tải điện vì nó cho kết quả

không chính xác. Tuy vậy nó vẫn có thể được dùng cho một số phụ tải đặc biệt mà chi tiêu

tiêu thụ điện phụ thuộc vào diện tich hoặc có sự phân bố phụ tải khá đồng đều trên diện tích

sản suất.

- Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm và

tổng sản lượng:


T

aMPtb

0.

Ptt = KM . Ptb



Trong đó:

a0 - [kWh/1đv] suất chi phí điện cho một đơn vị sản phẩm.

M - Tổng sản phẩm sản xuất ra trong khoảng thời gian khảo sát T (1 ca; 1 năm)

Ptb - Phụ tải trung bình của xí nghiệp.

KM - Hệ số cực đại công suất tác dụng.

Phương pháp này thường chỉ được sử dụng để ước tính, sơ bộ xác định phụ tải trong

công tác qui hoạch hoặc dùng để qui hoạch nguồn cho xí nghiệp.

- Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị:

Theo phương pháp :

Iđn = Ikđ (max) + (Itt - ksd . Iđm (max))

Trong đó:

Ikđ (max) - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm này

Itt - dòng điện tính toán của nhóm máy.

Iđm (max) - dòng định mức của thiết bị đang khởi động.

ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.

2.1.3 Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí

a) Giới thiệu phương pháp sử dụng:

Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta sử dụng phương pháp tính phụ tải tính toán

theo công suất trung bình và hệ cực đại :

Ptt = KM . Ptb = KM . Ksd . Pđm

Trong đó:

Ptb - Công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất.

Pđm - Công suất định mức của phụ tải. (tổng công suất định mức của nhóm phụ tải).

Ksd - Hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải (hệ số sử dụng chung của nhóm

phụ tải có thể được xác định từ hệ số sử dụng của từng thiêts bị đơn lẻ trong nhóm).

KM - Hệ số cực đại công suất tác dụng của nhóm thiết bị (hệ số này sẽ được xác định

theo số thiết bị điện hiệu quả và hệ số sử dụng của nhóm máy).

Như vậy để xác định phụ tải tính toán theo phương pháp này chúng ta cần phải xác

định được hai hệ số Ksd và KM.

- Xác định hệ số Ksd: theo định nghĩa là tỷ số giữa công suất trung bình và công suất

định mức. Trong khi thiết kế thông thường hệ số sử dụng của từng thiết bị được tra trong các

bảng của sổ tay và vì vậy chúng ta có thể xác định được hệ số sử dụng chung của toàn nhóm

theo công thức sau:



n

i

dmi

n

i

sdidmi

dm

tb

sd

p

kp

P

PK

1

1

.

Trong đó:

pđmi - công suất định mức của phụ tải thứ i trong nhóm thiết bị

ksdi - hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tỉa thứ i trong nhóm.

n - tổng số thiết bị trong nhóm.

Ksd - hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm máy.

- Xác định hệ số cực đại KM: là một thông số phụ thuộc chế độ làm việc của phụ tải và

số thiết bị dùng điện có hiệu quả của nhóm máy, Trong thiết kế hệ số này được tra trong bảng

theo Ksd và nhq của nhóm máy.

Số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq : là số thiết bị giả thiết có cùng công suất, cùng chế độ

làm việc gây ra một phụ tải tính toán bằng phụ tải tính toán của nhóm thiết bị điện thực tế có

công suất và chế độ làm việc khác nhau.

Có nhiều phương pháp tính nhq cho những trường hợp khác nhau. Ở đây ta sử dụng

phương pháp sử dụng các đường cong và tra bảng.

Thông thường các đường cong và bảng tra được xây dựng quan hệ giữa n *

hq (số thiết bị

hiệu quả tương đối) với các đại lượng n* và P

* . Và khi đã tìm được n *

hq thì số thiết bị điện

hiệu quả của nhóm máy sẽ được tính;

Trong đó:

n

nn 1* và

dm

dm

P

PP 1*

n1 - số thiết bị có công suất lớn hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất

trong nhóm máy.

Pđm1 - tổng công suất định mức của n1 thiết bị.

Pđm - tổng công suất định mức của n thiết bị (tức của toàn bộ nhóm).

b) Tính toán phụ tải cho nhóm 1 :

+ Hệ số sử dụng :

n

i

dmi

n

i

sdidmi

dm

tb

sd

p

kp

P

PK

1

1

.

=4,113

144,18 =0,16

nhq = n . n *

hq



+ Hệ số Kmax :

Tính hệ số nhq :

n1 = 7 , n = 17 => * 1 7

0,4117

nn

n

Pđm1= 71,2 , Pđm=113,4 => 1 71,2* 0,63

113,4

dm

dm

pp

p

nhq = n*.p

* =0,41.0,63 =0,26

Lấy ksd=0,15 , nhq= 0,3 Tra PL I.6 TL[2] ta được KM= 2,87

Từ đó ta tính được phụ tải tính toán của nhóm 1 là :

Ptt1 = KM . Ksd . Pđm =2,87.0,16.113,4 =52,07

c) Tính toán phụ tải cho các nhóm khác :

Tính toán tương tự ta có bảng tóm tắt kết quả cho nhóm 1 và các nhóm khác:

Bảng 2.5 Bảng tính toán phụ tải cho các nhóm

Nhóm Ksd nhq KM Pdm Ptt (kW)

1 0,16 0,26 2,78 112,4 52,07

2 0,28 3,24 2,14 92,4 55,37

3 0,7 3,63 1,29 112,4 101,50

4 0,26 6,55 1,8 97,8 45,77

2.1.4 Tính phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng:

a) Phụ tải động lực toàn bộ phân xưởng:

Được tính theo công thức sau:

Pttpx =

k

i

ittndt PK1

hom

Trong đó: Kdt - là hệ số đồng thời đạt giá trị cực đại công

suất tác dụng (thông thường Kdt = 0,85 1).

Ptt nhomi - công suất tính toán của nhóm thứ i

k - tổng số nhóm thiết bị trong phân xưởng.

lấy Kdt =1 ta có :

Pttpx = 52,07 + 55,37 + 101,50 + 45,77 = 254,71 kW

b) Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng:

Phụ tải chiếu sáng cũng có thể sơ bộ được xác định theo công thức sau:

Pcs = p0 . F



Pcspx =

k

i

csiP1

Trong đó:

p0 - [kW/m2] suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản suất (tra bảng

theo các yêu cầu công việc khác nhau của từng bộ phận).

F - [m2] diện tích sản suất cần được chiếu sáng.

Pcsi - [kW] công suất chiếu sáng của bộ phận thứ i trong phân xưởng.

k - số bộ phận giả thiết có yêu cầu mức độ chiếu sáng khác nhau trong phân

xưởng.

Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí, lấy suất chiếu sáng chung là p0= 15 w/m2 , diện

tích phân xưởng là 1875 m2 . Khi đó :

Pcs= 15.1875 = 28 125 W = 28,13 kW

c) phụ tải tính toán toàn bộ phân xưởng:

Pttpx = Kđt

m

i

ittnP1

hom+

k

i

csiP1

=

= 52,07 + 55,37 +101,50 + 45,77 = 254,71 kW

Qttpx = hom

1

n

dmn i

i

Q

=

= 151,21 + 110,18 +23,17 +111,13 = 395,69 kVAr

Sttpx = 22

ttpxttpx QP

= 2 2254,71 395,69 = 470,58 KVA

Cospx = ttpx

ttpx

S

P =

254,710,54

470,58

Ittpx =

dm

ttpx

U

S

.3 =

470,58714,97

3.0.38 A

d) Phụ tải đỉnh nhọn trong phân xưởng:

+ Nhóm thiết bị động lực: xác định theo công thức sau:

Iđn = Ikđ (max) + (Itt nhóm - ksd . Iđm (max) )

= kmm. Iđm (max) + (Itt nhóm - ksd . Iđm (max) )

Với nhóm có vài ba thiết bị:

Iđn = kmm. Iđm (max) + ksd

1

1

n

i

dmiI



+ Toàn bộ phân xưởng: xác định theo công thức

Iđnpx = Ikđ (max) + (Itt px - ksd . Iđm (max) )

= kmm. Iđm (max) + (Itt px - ksd . Iđm (max) )

Với từng thiết bị đơn lẻ: được lấy bằng dòng mở máy của chúng.

Iđn = Imm = kkđ . Iđm

2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng trong toàn xí nghiệp

2.2.1 Giới thiệu phương pháp hệ số nhu cầu

a) Lựa chọn phương pháp tính:

Vì đầu bài cho tổng công suất đặt, tổng diện tích mặt bằng, tên các phân xưởng, vì vậy ta chỉ

có thể xác định được phụ tải tính toán của chúng theo các phương pháp tính gần đúng. Tốt hơn cả nên

chọn phương pháp tính là :”Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu”.

b) Giới thiệu phương pháp hệ số nhu cầu:

Theo phương pháp này thì phụ tải tính toán của nhóm hộ tiêu thụ được xác định bằng biểu thức

sau:

Ptt = Knc. Pđ

Qtt = Ptt tg

Stt = 22

tttt QP = cos

ttP

Itt =

dm

tt

U

S

.3

Trong đó:

Pđ - Tổng công suất đặt của nhóm hộ phụ tải.

Knc - Hệ số nhu cầu của nhóm hệ phụ tải (có thể tra được trong các tài liệu tra cứu, tương ứng

với các nhóm thiết bị điển hình và giá trị của nó còn phụ thuộc vào hệ số sử dụng nữa).

tg - Tương ứng với Cos đặc trưng riêng của các hộ phụ tải thông số này cũng có thể tra

được trong các tài liệu chuyên môn.

2.2.2 Tính phụ tải cho phân xưởng số 1

a) Tính phụ tải động lực cho phân xưởng số 1:

Ptt = Knc. Pđ = 0,4.2500 = 1000 kW

Qtt = Ptt tg = 1000.0,672 = 672 kVAr

Stt = 22

tttt QP = cos

ttP = 1204,82 kVA



Itt =

dm

tt

U

S

.3= 1830,53 A

b) Tính phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng số 1 :

Phụ tải chiếu sáng cũng có thể sơ bộ được xác định theo công thức sau:

Pcs = p0 . F = 15.5000 =75000 W = 75 kW

2.2.3 Tính toán phụ tải cho các phân xưởng khác

Tương tự ta tính toán cho các phân xưởng khác. Kết quả tính toán được cho trong

Bảng 2.6

Bảng 2.6 Kết quả tính toán phụ tải cho các phân xưởng

TT Phân xưởng Pđ Knc cosφ Ptt

[kw]

Qtt

[kVAr]

P0

[w/

m2]

F

[m2]

Pcs

[kw]

Stt

[kVA]

1 Phòng thí

nghiệm

220 0,7 0,7 154 157,11 20 3125 62,5 220

2 Phân xưởng

số 1

2500 0,4 0,83 1000 672 15 5000 75 1204,82

3 Phân xưởng

số 2

2700 0,4 0,83 1080 725,76 15 4950 74,25 1302,20

4 Phân xưởng

số 3

1000 0,4 0,83 400 268,80 15 4950 74,25 481,93

5 Phân xưởng

số 4

2000 0,4 0,83 800 537,60 15 4275 64,13 963,86

6 Phân xưởng sửa

chữa cơ khí

0,4 0,6 254,71 339,61 15 1875 28,13 424,51

7 Lò ga 300 0,6 0,7 180 183,64 14 2100 29,4 257,15

8 Phân xưởng rèn 1500 0,5 0,7 750 765,15 15 4850 72,75 1071,43

9 Bộ phận nén ép 600 0,6 0,7 360 367,27 14 1250 17,5 514,28

10 Trạm bơm 200 0,7 0,85 140 86,76 14 3325 46,55 164,70

2.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ xí nghiệp

2.3.1 Phụ tải tính toán của xí nghiệp theo kết quả tính từ phụ tải

cspxittpxidtXNtt PPkP . =5118,71+544,46 = 5663,17 kW

ttpxidtXNtt QkQ . = 4103,7 kVAr



22

XNttXNttXNtt QPS = 6993,7 kVA

2.3.2 Phụ tải tính toán của xí nghiệp có kể đến sự phát triển tương lai

Công thức dự đoán phụ tải trong tương lai :

).1()( tStS XNtt

Trong đó:

S(t) - Phụ tải dự tính của xí nghiệp đến năm thứ t.

Stt-XN - Phụ tải tính toán hiện tại của xí nghiệp.

α - Hệ số phát triển phụ tải của xí nghiệp (tra theo loại hình xí nghiệp).

= 0,0595 – 0,0685 với chế tạo máy.

Lấy t=10 năm, α=0,06 ta tính được phụ tải trong 10 năm tới là :

S(10) = 6993,7.(1+0,06.10) = 11 189,92 kVA

2.4 Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và xí nghiệp

2.4.1 Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng

a) ý nghĩa của biểu đồ phụ tải trong thiết kế CCĐ:

Được thể hiện bằng các vòng tròn phụ tải, có tâm đặt tại trọng tâm của các phân

xưởng, có diện tích bằng diện tính bằng phụ tải tính toán của các phân xưởng. Nó thể hiện độ

lớn của phụ tải, đồng thời còn cho biết cơ cấu phụ tải của các phân xưởng. Vì vậy nó được

biểu diễn bởi 2 đại lượng : bán kính vòng tròn phụ tải và góc chiếu sáng.

b) Tính bán kính vòng tròn phụ tải cho các phân xưởng:

+ Xác định bản kính vòng tròn phụ tải:

RPX i = m

S ttpxi

.

Trong đó: RPX i - [cm hoặc mm] bán kính vòng tròn phụ tải của phân xưởng i.

Stt px i - [kVA] phụ tải tính toán của phân xưởng i.

m - [kVA/cm; mm] hệ số tỷ lệ tuỳ chọn.Ta lấy m=0,5

+ Góc chiếu sáng:

Góc thể hiện tỷ lệ phụ tải chiếu sáng trong tổng thể phụ tải của toàn phân xưởng. Nó

được xác định theo công thức sau:

csi = ttpxi

cspxi

P

P.360

Trong đó: csi - Góc của phụ tải chiếu sáng phân xưởng i.

Pcspsi - Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng i.

Pttpxi - Phụ tải tính toán phân xưởng i.



Dựa vào công thức trên ta tính được kết quả được thể hiện trong Bảng 2.7

Bảng 2.7 kết quả tính bán kính vòng tròn phụ tải và góc chiếu sáng

Số trên mặt bằng Phân xưởng Bán kính vòng tròn

phụ tải (mm)

Góc chiếu sáng

1 Phòng thí nghiệm 4,2 146o

2 Phân xưởng số 1 9,8 27o




6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 5,8 40o

7 Lò ga 4,5 59o

8 Phân xưởng rèn 9,2 35o

9 Bộ phận nén ép 6,4 18o

10 Trạm bơm 3,6 120o

c) Vẽ biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng:

Hình 2.1 Biểu đồ phụ tải các phân xưởng



2.4.2 Xác định trọng tâm phụ tải của toàn xí nghiệp:

a) ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế CCĐ :

xác định trọng tâm phụ tải điện để xác định vị trí đặt máy biến áp trung tâm. Điều này

giúp giảm tổn thất điện năng trên đường dây và giảm chi phí đường dây.

b) Tính tọa độ trọng tâm phụ tải của toàn xí nghiệp

x0 =

m

i

ttPXi

m

i

ittPXi

S

xS

1

1

.

= 41075,186

6604,82= 6,2

y0 =

m

i

ttPXi

m

i

ittPXi

S

yS

1

1

.

=21143,789

6604,82= 3,2

Vậy trọng tâm phụ tải có tọa độ G = (6,2 ; 3,2 )



Chương III

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO XÍ NGHIỆP

3.1 Lựa chọn cấp điện áp truyền tải từ trạm khu vực về xí nghiệp:

3.1.1 Công thức kinh nghiệm:

Ta có các công thức kinh nghiệm sau :

U = 4,34 Pl 16

U = 16 4 .lP

U = 17 Pl

16

Trong đó: U - Điện áp truyền tải tính bằng [kV].

l - Khoảng cách truyền tải tính bằng [km].

P - Công suất cần truyền tải tính bằng [1000 kW].

3.1.2 Xác định điện áp truyền tải:

Để chọn được điện áp tói ưu cần truyền tải từ trạm trung gian về nhà máy ta có công thức kinh

nghiệm sau :

U = 4,34 Pl 16

Ở đây l=15 km, P=5663,17 kw từ đó ta xác định được U là :

4,34 15 16.5663,17U = 44,6 kV

Trạm biến áp trung gian có cấp điện áp là 22 kv và 6 kv. Từ kết quả tính toán ta chọn

cấp điện áp cho nhà máy là 22 kV.

3.2 Vạch các phương án CCĐ cho xí nghiệp:

3.2.1 Phân loại và đánh các hộ tiêu thụ điện trong xí nghiệp.

a) Nguyên tắc chung:

Việc phân loại theo mức độ tin cậy CCĐ, điều này có một ý nghĩa quan trọng cho việc

chọn sơ đồ và phương án CCĐ nhằm đạt được chất lượng điện năng cung cấp theo yêu cầu

của các phụ tải. Việc phân loại thông thường được đánh giá từ các phụ tải, nhóm phụ tải, phân

xưởng và toàn bộ xí nhiệp, căn cứ vào tính chất công việc, vào vai trò của chúng trong dây

truyền công nghệ chính của xí nghiệp, vào mức độ thiệt hại kinh tế khi chúng không được



CCĐ, hoặc mức độ nguy hiểm có đe doạ đến tai mạn lao động khi ngừng CCĐ. Tóm lại cần

phải đánh giá được chúng thuộc hộ tiêu thụ loại nào (hộ loại I; II hay hộ loại III).

b) Phân loại các hộ dùng điện trong xí nghiệp:

Dựa vào những nguyên tắc trên ta thấy phân xưởng số 1, số 2, số 3, số 4, lò ga và bộ

phận nén ép là những phân xưởng quan trọng nên thuộc phụ tải loại I. Phòng thí nghiệm, phân

xưởng sửa chữa cơ khí và trạm bơm là hộ loại III.

3.2.2 Giới thiệu các kiểu sơ đồ CCĐ phù hợp với điện áp truyền tải đã chọn:

Để lấy điện từ TBATG của hệ thống điện về nhà máy ta có các kiểu sơ đồ sau :

a) Sơ đồ dẫn sâu:

Là sơ đồ đưa điện áp cao từ hệ thống điện trực tiếp đến tận các trạm biến áp phân

xưởng (sơ đồ không sử dụng TPPTT hoặc TBATT). Sơ đồ này thường được dùng cho các xí

nghiệp có phụ tải phân tán, công suất đặt của các phân xưởng khá lớn. Ưu điểm của loại sơ đồ

này là giảm tổn thất sử dụng ít thiết bị nên sẽ giảm được vốn đầu tư. Tuy nhiên nếu số lượng

phân xưởng khá lớn sẽ có thể làm cho sơ đồ kém tin cậy. Mặt khác nếu sử dụng điện áp cao

cho các trạm biến áp phân xưởng cũng sẽ làm gia tăng vốn đầu tư cho các thiết bị trong trạm

(các thiết bị cao áp của trạm cùng máy biến áp).Vì vậy ta không chọn kiểu sơ đồ này.

b) Sơ đồ dùng TBATT:

Thường được dùng cho các xí nghiệp có phụ tải tập chung, xí nghiệp ở xa nguồn hoặc

xí có công suất lớn. Các loại hình xí nghiệp này thường được CCĐ với cấp điện áp khá cao từ

HTĐ. Vì vậy khi đến xí nghiệp thường giảm xuống thành cấp điện áp phù hợp với các thiết bị

sử dụng trực tiếp (6-10 kV), đồng thời cũng dùng cấp điện áp này để CCĐ cho các trạm biến

áp phân xưởng. Kiểu sơ đồ này làm tăng vốn đầu tư cho máy biến áp trung tâm (trạm BATT),

tuy nhiên nó lại làm giảm giá thành của các thiết bị phân phối trong trạm và cả phần mạng

cùng các trạm biến áp phân xưởng.

c) Sơ đồ dùng TPPTT:

Kiểu sơ đồ này phù hợp với các xí nghiệp có phụ tải tập chung, công suất nhỏ hoặc xí

nghiệp ở gần hệ thống. Sơ đồ này có ưu điểm là đơn giản, ít phần tử cho nên độ tin cậy CCĐ

cao. Tuy nhiên nếu điện áp truyền tải từ hệ thống về xí nghiệp là lớn (từ 35 kV trở lên), thì chỉ

dùng trạm phân phối có thể sẽ làm gia tăng vốn đầu tư ở các thiết bị phân phối (máy cắt..), các

đường dây và trạm biến áp phân xưởng.

3.2.3 Sơ bộ phân tích và chọn kiểu sơ đồ phù hợp :

a) Chọn vị trí đặt TPPTT của xí nghiệp :

Vị trí đặt TPPTT tốt nhất là ở trọng tâm phụ tải.Trọng tâm phụ tải ta tính được là :

G(6,2 ; 3,2 ).

b) Vạch các phương án nối dây chi tiết cho các phương án :



Nhà máy thuộc phụ tải loại I, nên đường dây từ TBATG về trung tâm cung cấp

(TPPTT hoặc TBATT) là đường dây trên không lộ kép.

Do tính chất quan trọng của phân xưởng nên mang cao áp trong nhà máy ta sử dụng sơ

đồ hình tia, lộ kép. Sơ đồ nối dây này có ưu điểm là sơ đồ nối dây riêng nên ít ảnh hưởng lẫn

nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện biện pháp bảo vệ, tự động hóa và

dễ vận hành. Để đảm bảo mỹ quan và an toàn, các đường dây cao áp trong nhà máy đều được

đặt trong hào cáp xây dọc theo các tuyến giao thông nội bộ.

c) Sơ bộ chọn những phương án đủ tiêu chuẩn :

Từ những phân tích trên ta thấy để cấp điện cho các TBAPX ta sẽ đưa ra 4 phương án.

Trong đó :

+ 2 phương án sử dụng TBATG : Phương án 1 và Phương án 2.

+ 2 phương án sử dụng TPPTT : Phương án 3 và Phương án 4.

3.3 Các phương án về số lượng, dung lượng và vị trí trạm biến áp phân xưởng:

3.3.1 Các chỉ dẫn chung:

a) Số lượng máy biến trong trạm biến áp phân xưởng:

Số lượng máy biến áp trong các trạm biến áp phân xưởng phụ thuộc loại hộ phụ tải mà

phân xưởng được đành giá. Nếu phân xưởng được đánh giá là hộ tiêu thụ loai I hoặc hộ loại II,

thì số lượng máy biến áp trong trạm phải là 2 máy, còn nếu phụ tải của phân xưởng thuộc hộ

loại III thì chỉ cần một máy. Ngoài ra trạm biến áp phân xưởng có thể cùng một lúc cung cấp

cho nhiều phân xưởng, trong đó có các phân xưởng thuộc hộ loại 1 hoặc hộ loại 2 và cũng có

cả phân xưởng thuộc hộ loại 3. Trong trường hợp này trạm vẫn cần phải có 2 máy.

b) Dung lượng của máy biến áp trạm biến áp phân xưởng:

Dung lượng máy biến áp phân xưởng được chọn theo phụ tải tính toán của trạm:

+ Trạm một máy: ttdm SS '

'

dmS - Dung lượng đã hiệu chỉnh nhiệt độ của máy biến áp

)100

51(SS tb

dm

'

dm

Trong đó :

tb – nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt.

Sdm - Dung lượng định mức BA theo thiết kế.

S '

dm - Dung lượng định mức đã hiệu chỉnh.

+ Trạm n máy: Với trạm có n máy phải đồng thời thỏa màn hai biểu thức sau:

ttdm SSn '.

scdmqtsc SSkn .).1(

Trong đó:

n - Số máy biến áp trong trạm.



kqtsc - Hệ số quá tải sự cố của máy biến áp (thường lấy bằng 1,4).

Sdm - Dung lượng định mức của máy biến áp.

Ssc - Dung lượng sự cố của trạm. Tham số này được xác định theo tỷ lệ công suất của các

hộ phụ tải quan trọng (các hộ không được phép mất điện ngay cả khi sự cố hỏng một

máy biến áp). Nếu phụ tải của trạm 100% là các phụ tải quan trọng, thì Ssc có thể lấy

bằng Stt . Tuy nhiên thông thường Ssc < Stt. Vì vậy việc xác định Ssc phải được xem sét

theo tình hình cụ thể của phụ tải.

c) Vị trí các trạm biến áp phân xưởng:

Vị trí trạm biến áp phân xưởng thường có 3 hình thức:

+ Trạm trong phân xưởng: ưu điểm là gần tâm phụ tải, giảm bán kính truyền tải hạ áp -> giảm

tổn thất. Tuy nhiên điều kiện phòng cháy, phòng nổ và làm máy kém hơn.

+ Tram kề phân xưởng: ưu điểm khắc phục nhược điểm của trạm trong phân xưởng là điều

kiện phòng cháy, phòng nổ dẽ thực hiện hơn, vì chúng được xây dựng cách biệt với phân

xưởng. Nhược điểm không gần tâm phụ tải như trạm trong PX..

+ Trạm ngoài phân xưởng: ưu điểm là có thể đặt đúng tâm phụ tải của nhóm PX mà trạm

cung cấp (giảm tổn thất). Tuy nhiên nếu công suất của các phân xưởng là lớn thì việc truyền

tải tổng hạ áp đến từng phân xưởng có thể sẽ không kinh tế nữa.

Tóm lại việc chọn số lượng, dung lượng và vị trí của các tram biến áp phân xưởng phụ

thuộc vào tình hình cụ thể của phụ tải. Trong khi làm thiết kế chúng ta có thể dựa vào biểu đồ

phụ tải cúa các phân xưởng, dựa vào phân loại phụ tải của xí nghiệp (dựa vào phụ tải tính toán

của các phân xưởng, vào sự phân bố trên mặt bằng, vào gam công suất, cũng như loại máy

biến áp đang hiện hữu có trên thị trường để đưa ra các PA’ về số lượng và dung lượng máy

biến áp cho phù hợp. Sau đây là một số lưư ý khi đưa ra các PA’ về số lượng, dung lượng máy

áp phân xưởng.

-Không nhóm nhiều phân xưởng lại với nhau để cung cấp chung từ một trạm biến áp

phân xưởng (trừ khi các phân xưởng đó có công suất khá nhỏ). Vì làm như vậy có thể sẽ giảm

được số lượng trạm biến áp phân xưởng, xong lại làm gia tăng mạng hạ áp dẫn tới tăng vốn và

tổn thất (nên tham khảo độ lớn và khoảng cách truyền tải kinh tế trong mạng hạ áp).

- Trong cùng một xí nghiệp không nên dùng quá nhiều gam công suất máy biến áp, vì

như vậy không tạo ra sự thuận lợi trong vận hành, sửa chữa thay thế và dự trữ. Tuy nhiên để

thực hiện điều này không phải lúc nào cũng thuận lợi vì phụ tải của các phân xưởng đôi khi

lại khá khác biệt, không đồng nhất về công suất. Xong nếu thật chú ý đến vấn đề này chúng ta

sẽ thực hiện việc cung cấp điện phối hợp, có nghĩa là 1 trạm phân xưởng không phải chỉ cung

cấp cho 1 phân xưởng mà phối hợp cho nhiều phân xưởng. Điều đó cũng có nghĩa là một phân

xương không phải lúc nào cũng chỉ được cung cấp từ một trạm biến áp phân xưởng mà có thể

là từ 2 hoặc nhiều hơn…



- Dung lượng máy biến áp hạ áp không nên chọn > 1000 kVA. Vì các thiết bị hạ áp lắp sau các

máy biến áp dung lượng đến 1000 kVA không cần phải kiểm tra các điều kiện ngắn mạch.

3.3.2 Vạch các phương án:

a) Các phương án về số lượng trạm và dung lượng biến áp.

*Chọn MBA TG : TBATG đặt 2 MBA làm việc song song

ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

6605,5

2= 3302,75 kVA

Kiểm tra quá tải khi sự cố.Khi xảy ra sự cố ta cắt điện tất cả các phụ tải loại 3, ta cắt điện

Phòng thí nghiệm, Phân xưởng sửa chữa cơ khí, Trạm bơm.

=>( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

4724,24

1,4= 3374,46 kVA

Từ đó ta chọn được công suất MBA là Sđm= 4000 kVA

*Chọn MBA PX :

*Phương án1 Đặt 7 TBAPX. Áp dụng cho Phương án 1 và Phương án 3

+Trạm biến áp B1 : Cấp điện cho phân xưởng số 1 và phòng thí nghiệm.Trạm đặt 2 MBA là

việc song song

ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

1204,2 220

2

= 712,1 kVA

Kiểm tra quá tải sự cố. Khi sự cố xảy ra ta cắt điện phòng thí nghiệm :

=>( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

1204,2

1,4= 860,14 kVA

Từ đó suy ra chọn công suất MBA là Sdm= 1000 kVA

+Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho phân xưởng số 3. Trạm đặt 2 MBA làm việc song song.

ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

481,93

2 = 240,97 kVA

Kiểm tra quá tải khi có sự cố:

( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

481,93

1,4=334,24 kVA

=>Ta chọn MBA có Sdm là 560 kVA


ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

1302,2

2= 651,1 kVA

Kiểm tra quá tải sự cố:

=>( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

1302,2

1,4= 930,14 kVA





ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

963,86

2= 481,93 kVA

Kiểm tra quá tải sự cố :

=>( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

963,86

1,4= 688,47 kVA


+Trạm biến áp B5 Cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí và lò ga. Trạm đặt 2 MBA làm

việc song song.

ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

424,51 257,15

2

= 340,83 kVA

Kiểm tra quá tải sự cố. Khi sự cố xảy ra ta cắt điện phân xưởng sửa chữa cơ khí:

=>( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

257,15

1,4= 183,68 kVA

=>Ta chọn MBA có Sdm là 560 KVA

+Trạm biến áp B6 : Cấp điện cho bộ phận nén ép. Trạm đặt 2 MBA là việc song song.

ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

514,28

2= 257,14 kVA

Kiểm tra quá tải sự cố :

=>( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

514,28

1,4= 367,34 kVA


+Trạm biến áp B7 : Cấp điện cho phân xưởng rèn và trạm bơm. Trạm đặt 2 MBA làm việc

song song.

ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

1071,43 164,70

2

= 618,07 kVA

Kiểm tra quá tải sự cố. Khi sự cố xảy ra ta cắt điện trạm bơm :

=>( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

1071,43

1,4= 765,31 kVA


*Phương án 2 : Đặt 5 MBAPX. Áp dụng cho Phương án 2 và Phương án 4

+Trạm biến áp B1 : Cấp điện cho phân xưởng số 1 và Phòng thí nghiệm.Trạm đặt 2 MBA làm

việc song song.



ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

1204,82 220

2

= 712,41 kVA

Kiểm tra quá tải khi có sự cố.Khi có sự cố xảy ra ta cắt điện phòng thí nghiệm:

( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

1204,82

1,4=860.59 kVA


+Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho phân xưởng số 2 và số 3.Trạm đặt 2 MBA làm việc song

song.

ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

1302,2 481,93

2

= 892,07 kVA

Kiểm tra quá tải khi có sự cố. Khi xảy ra sự cố ta cắt điện phân xưởng số 3.

( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

1303,3

1,4= 930,14 kVA


+Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho phân xưởng số 4 và bộ phận nén ép.Trạm đặt 2 MBA làm

việc song song.

ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

963,86 514,28

2

= 739,07 kVA

Kiểm tra quá tải khi có sự cố. Khi xảy sự cố ta cắt điện bộ phận nén ép

( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

963,8

1,4=688,47 kVA


+Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí và lò ga.Trạm đặt 2 MBA làm

việc song song.

ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

424,51 257,15

2

= 340,83 kVA

Kiểm tra quá tải khi có sự cố.Khi sự cố xảy ra ta cắt điện phân xưởng sửa chữa cơ khí

( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

257,15

1,4=183,68 kVA


+Trạm biến áp B5 : Cấp điện cho phân xưởng rèn và trạm bơm.Trạm đặt 2 MBA làm việc

song song.

ttdm SSn '. => 2

ttdm

SS =

1071,43 164,70

2

= 618,07 kVA

Kiểm tra quá tải khi có sự cố.Khi sự cố xảy ra ta cắt điện trạm bơm



( 1).

scdm

qtsc

SS

n k

=

1071,43

1,4=765,31 kVA


3.4 Các phương án đi dây cho mạng điện cao áp của xí nghiệp:

3.4.1 Vạch các phương áp đi dây cho mạng xí nghiệp:

a) Vị trí các trạm biến áp phân xưởng:

Đối với những TBAPX chỉ cấp điện cho một phân xưởng ta đặt trạm biến áp kề phân

xưởng.Đối với những TBAPX cấp điện cho 2 phân xưởng ta đặt TBAPX ở trọng tâm phụ tải

của 2 phân xưởng.ví dụ : để xác định trọng tâm phụ tải của phân xưởng số 1 và phòng thí

nghiệm ta xác định như sau :

1 1

11

1

1

.n

iB n

i

S x

x

S

=

1204,82.9 220.11

1204,82 220

= 9,3

1 1

11

1

1

.n

iB n

i

S y

y

S

=

1204,82.1,5 220.4

1204,82 220

= 1,9

Vì điểm (9,3 ; 1,9 ) nằm trong phân xưởng số 1.Mà ta nên đặt trạm biến áp kề phân

xưởng để thuận lợi cho việc phòng chống cháy nổ do vậy ta dịch chuyển sang vị trí (...)

Tương tự ta tính toán và dịch chuyển vào vị trí hợp lý cho các phân xưởng khác.Vị trí

các trạm được cho trong Bảng 3.1.

Bảng 3.1 Vị trí các trạm biến áp

Phương án Tên trạm Vị trí theo tính toán

(x ; y)

Vị trí hiệu chỉnh

(x ; y)

Phương án 1

B1 (9,3 ; 1,9) (9,3 ; 1,6)

B2 (6,5 ; 1,5) (6,5 ; 2,8)

B3 (4,2 ; 1,5) (4,2 ; 2,5)

B4 (6,5 ; 6) (6,5 ; 5)

B5 (9 ; 6,1) (9,2 ; 6,2)

B6 (4 ; 6,5) (4 ; 6)

B7 (2,8 ; 4,1) (3 ; 4,2)

Phương án 2

B1 (9,3 ; 1,9) (9,3 ; 2,6)

B2 (4,8 ; 1,5) 4,8 ; 1,5)

B3 (5,6 ; 6,2) 5,6 ; 6,2)

B4 (9 ; 6,1) 9 ; 6)

B5 (2,8 ; 4,1) 3 ; 4,1)



b) Phương án đi dây

* Sơ đồ đi dây Phương án 1 và Phương án 3 :

Hình 3.1 : Sơ đồ đi dây cho Phương án 1 và Phương án 3

*Sơ đồ đi dây cho Phương án 2 và Phương án 4 :



Hình 3.2 : Sơ đồ đi dây cho Phương án 2 và Phương án 4

3.4.2 Sơ bộ chọn dây dẫn cho các phương án:

a) Chọn các dây dẫn cao áp:

Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt. Đối với nhà máy chế tạo

vòng bi làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax= 3500h. Sử dụng lõi đồng, tra

bảng ta được jkt=3,1 A/mm2.

Tiết diện kinh tế của cáp :

axlvmkt

kt

IF

j mm

2

Các cáp cấp điện đến TBAPX đều lộ kép nên :

max2. 3.

ttlv

dm

SI

U A

Dựa vào vị trí Fkt ta tính được, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất.

Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :

max21.. lvcf IkkI

Trong đó : +k1 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k1=1

+k2 : Hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong 1 rãnh.

Tra TL[1] ta được :

Số sợi cáp là 2,khoảng cách là 300 mm => k2=0.93

Số sợi cáp là 4, khoảng cách là 300 mm => k2=0,87



- Chọn dây dẫn từ hệ thống điện về TBATG hoặc TPPTT:

max

2. 3.

ttlv

dm

SI

U =

6605,5

2. 3.22=86,67 A

axlvmkt

kt

IF

j =

86,67

1,4= 61,91 mm

2

Chọn loại dây trần,dây nhôm lõi thép do Nga (Liên Xô cũ) chế tạo có tiết diện là 70

mm2, có Icp= 265 A

-Chọn cáp từ TBATG đến B1 (phương án 1):

max

2. 3.

ttlv

dm

SI

U =

1424,82

2. 3.6=68,41 A

axlvmkt

kt

IF

j =

68,41

3,1=22,07 mm

2

Tra trong TL[2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất là 25 mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kv

cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có Icp=173 A.

Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:

Icp.k1.k2 = 173.1.0,93 =160,89 >Isc=2. Ilvmax=2.68,41 =136,82 A

Suy ra cáp đã chọn là thỏa mãn.

Tính toán tương tự ta có bảng chọn cáp cho cả 4 phương án.

Bảng 3.2 Chọn cáp cho các phương án

Phương

án

Đường cáp Độ

dài

(m)

Stt

(kVA)

Ilvmax

(A)

Fkt

(mm2)

Ftc

(mm2)

R0 Icp

(A)

Kiểm

tra

Phương

án 1

(TBATG)

Cáp 6kV

TBATG-B1 190 1424,82 68,55 22,1 25 0,727 140 TM

TBATG-B2 25 481,93 23,16 7,5 16 1,15 110 TM

TBATG-B3 125 1302,20 62,65 20,2 25 0,727 140 TM

TBATG-B4 100 963,86 46,37 15 16 1,15 110 TM

TBATG-B5 300 681,66 32,8 10,6 16 1,15 110 TM

TBATG-B6 175 514,28 24,74 8 16 1,15 110 TM

TBATG-B7 210 1236,13 59,47 19,2 25 0,727 140 TM

Phương

án 2

(TBATG)

Cáp 6kV

TBATG-B1 150 1424,82 68,55 22,1 25 0,727 140 TM

TBATG-B2 90 1784,13 85,84 27,7 35 0,524 170 TM

TBATG-B3 150 1487,14 71,12 22,9 25 0,727 140 TM

TBATG-B4 200 681,66 32,8 10,6 16 1,15 110 TM

TBATG-B5 210 1236,13 59,47 19,2 25 0,727 140 TM

TBATG-B1 190 1424,82 18.70 6,03 35 0,524 170 TM



Phương

án 3

(TPPTT)

Cáp

22kV

TBATG-B2 25 481,93 6.32 2,04 35 0,524 170 TM

TBATG-B3 125 1302,20 17,09 5,51 35 0,524 170 TM

TBATG-B4 100 963,86 12,65 4,08 35 0,524 170 TM

TBATG-B5 300 681,66 8,94 2,88 35 0,524 170 TM

TBATG-B6 175 514,28 6,75 2,18 35 0,524 170 TM

TBATG-B7 210 1236,13 16,22 5,23 35 0,524 170 TM

Phương

án 4

(TPPTT)

Cáp

22kV

TBATG-B1 150 1424,82 18,7 6,03 35 0,524 170 TM

TBATG-B2 90 1784,13 23,42 7,55 35 0,524 170 TM

TBATG-B3 150 1487,14 19,51 6,29 35 0,524 170 TM

TBATG-B4 200 681,66 8,94 2,88 35 0,524 170 TM

TBATG-B5 210 1236,13 16,22 5,23 35 0,524 170 TM

b) Chọn dây dẫn hạ áp :

Cáp hạ áp cấp đến các phân xưởng được chọn theo điều kiện pháp nóng cho phép và

được kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Trình tự tiến hành như sau:

-Xác định dòng điện lâu dài chạy qua cáp:

38,0.3

max

tt

ttlv

SII

Từ đó chọn loại cáp phù hợp có Icf.

-Kiểm tra: max21.. lvcf IkkI

-Kiểm tra theo ĐK tổn thất điện áp cho phép: Tra bảng loại dây vừa chọn ta được (r0 và x0 ) ,

xác định chiều dài cáp bằng sơ đồ đi dây và tỷ lệ bản vẽ. -> tính tổng trở đường dây -> xác

định tổn thất điện áp của đường dây đó:

dm

tttt

U

LxQLrPU

)..().( 00

% = 100.dmU

U

Kiểm tra: % 5%

Ta có bảng chọn cáp theo yêu cầu:



Bảng 3.3 Chọn cáp theo điều kiện Icp

Phương

án

Đường

cáp

Độ

dài

(m)

Stt

(kVA)

Ilvmax

(A)

Chọn cáp

∆% F (mm

2) Icp X0 L0

Phương

án 1 +

Phương

án 3

B1-1 100 220 334,26 3x240+95 501 0,075 0,35 4,9%

B5-6

*

10 424,51 332,49 2x(3x120+70) 343 0,153 0,35 0,6%

B5-7 25 257,15 390,7 3x185+70 434 0,099 0,35 1,5%

B7-10

*

150 164,7 125,12 2x(3x120+70) 343 0,153 0,35 4,6%

Phương

án 2

+

Phương

án 4

B1-1 100 220 334,26 3x240+95 501 0,075 0,35 4,9%

B2-4

*

60 481,93 366,11 2x(3x185+70) 434 0,099 0,35 2,9%

B3-9

*

75 514,28 390,68 2x(3x185+70) 434 0,099 0,35 4,3%

B4-6

*

10 424,51 322,49 2x(3x120+70) 343 0,153 0,35 0,6%

B4-7 25 257,15 390,70 3x185+70 434 0,099 0,35 1,5%

B5-10

*

150 164,7 250,26 2x(3x120+70) 343 0,153 0,35 4,6%

(*) : Đường dây lộ kép

3.5 Tính các chỉ tiêu kinh tế cho các phương án CCĐ:

3.5.1 Tính tổn thất điện năng cho các phương án:

a) Các công thức tính toán.

+ Tổn thất điện năng trên đường dây:

)( maxmax haapcaoaphaapddcaoapdddd PPAAA

Trong đó:

- Thời gian chịu tổn thất công suất cực đại có thể tra được theo Tmax hoặc xác đinh

theo công thức gần đúng: 8760.T.10124,02

max4 . Ở đây Tmax = 3500h do đó Ʈ =4152,24

Pmax-caoap - Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây mạng cao áp của xí

nghiệp.



iiiiicaoap lrIRIP ...3..3 0

2

max

2

maxmax

Pmaxhaap - Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây mạng hạ áp của xí nghiệp.

iiiiihaap lrIRIP ...3..3 0

2

max

2

maxmax

+ Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp có thể xác định theo các công thức sau:

Trạm một máy:

..8760.

2

max

0

dmBA

NtramS

SPPA

Trạm 2 máy:

..2

18760..2

2

max

0

dmBA

NtramS

SPPA

Như vậy tổng tổn thất điện năng của một phương áp nào đó có thể tính theo biểu thức

sau:

k

tram

n

haapdd

m

caoapddPA AAAA __

m - Số các đường dây cao áp trong mạng.

n - Số các đường dây hạ áp trong mạng.

k - Số trạm biến áp tròn mạng.

b) Tổn thất điện năng của phương án I

-Tổn thất điện năng trên đường dây:

+ Tổn thất điện năng trên đường dây cao áp :

iiiiicaoap lrIRIP ...3..3 0

2

max

2

maxmax = 8691,39 w =8,7 kW

+Tổn thất điện năng trên đường dây hạ áp :

iiiiihaap lrIRIP ...3..3 0

2

max

2

maxmax = 6022,37 w = 6,0 kW

=>Tổng tổn thất điện năng trên đường dây là :

)( maxmax haapcaoaphaapddcaoapdddd PPAAA

= 4152,24.(8,7 + 6,0) = 61038 kWh

+Tổn thất điện năng trong trạm biến áp :



..2

18760..2

2

max

0

dmBA

NtramS

SPPA

Với trạm B1 ∆P0 =1,75 kw , ∆PN=13 kw , Smax = 1424,82 kVA

=> ∆Atrạm = 85452 kWh

Tương tự ta tính toán cho các trạm còn lại

Bảng 3.4 Tổn thất điện năng trong TBA của Phương án 1

Trạm Sđm (kVA) Giá (đ) ∆P0 (kW) ∆PN (kW) ∆Atrạm (kWh)

B1 1000 275 400 1,75 13 85452

B2 400 131 900 0,84 5,75 32045

B3 1000 275 400 1,75 13 76427

B4 800 209 000 1,4 10,5 56172

B5 400 131 900 0,84 5,75 49385

B6 400 131 900 0,84 5,75 34450

B7 1000 275 400 1,75 13 71901

c) Bảng kết quả tính toán cho các phương án khác:

+ Tổn hao trên đường dây :

Bảng 3.5 Tổn hao điện năng trên đường dây của các Phương án

Phương án

Tổn thất

Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Phương án 4

axm caoapP 8,7 kW 6,6 kW 0,33 kW 0,36 kW

axm haapP 6,0 kW 14,2 kW 6,0 kW 14,2 kW

∆Add 61038 kWh 86367 kWh 26284 kWh 60457 kWh



+Tổn hao trên máy biến áp:

Bảng 3.6 Tổn hao điện năng trên MBA

Phương án Trạm Sđm (kVA) Giá

(1000đ)

∆P0 (kW) ∆PN (kW) ∆Atrạm

(kWh)

Phương

án 2

6,3/0,4

B1 1000 275 400 1,75 13 85 452

B2 1000 275 400 1,75 13 116 571

B3 800 209 000 1,4 10,5 99 858

B4 400 131 900 0,84 5,75 56 172

B5 400 131 900 0,84 5,75 71 901

Phương

án 3

22/0,4

B1 1000 293 200 1,6 12 78 609

B2 400 137 900 0,443 3,818 19 092

B3 1000 293 200 1,6 12 70 278

B4 800 219 900 1,3 10,5 54 420

B5 400 137 900 0,443 3,818 30 606

B6 400 137 900 0,443 3,818 20 689

B7 1000 293 200 1,6 12 66 100

Phương

án 4

22/0,4

B1 1000 293 200 1,6 12 78 609

B2 1000 293 200 1,6 12 107 334

B3 800 219 900 1,3 10,5 98 106

B4 400 137 900 0,443 3,818 30 606

B5 400 137 900 0,443 3,818 66 100



Tổng tổn thất của nhà máy :

Bảng 3.7 Tổng tổn thất điện năng trong nhà máy

Phương án

Tổn thất


∆APA (kWh) 466 870 516 321 366 078 380 755

3.5.2 Tính tổng vố đầu tư cho các phương án:

a) Tổng vốn đầu tư cho phương án 1.

+ Chi phí đầu tư cho trạm biến áp :

k

itram GIABAnK . = 2x 400 000 000 + 2x 275 400 000 + 2x 131 900 000 + 2x 275

400 000 +2x 209 000 000 + 2x 131 900 000 + 2x 131 900 000 + 2x 275 400 000 =

= 3 398 000 000

+ Chi phí đầu tư cho đường dây :

Bảng 3.8 Chi phí đầu tư cho đường dây Phương án 1

Đường cáp Độ dài

(m)

Loại cáp F

(mm2)

Giá tiền

(đ/m)

Thành tiền

(đ)

TBATG-B1 190 2x(3x16) 138 600 52 668 000

TBATG-B2 25 2x(3x16) 138 600 6 930 000

TBATG-B3 125 2x(3x25) 155 400 38 850 000

TBATG-B4 100 2x(3x16) 138 600 27 720 000

TBATG-B5 300 2x(3x16) 138 600 83 160 000

TBATG-B6 175 2x(3x16) 138 600 48 510 000

TBATG-B7 210 2x(3x25) 155 400 65 268 000

B1-1 100 3x240+95 384 300 38 430 000

B5-6 * 10 2x(3x120+70) 193 900 3 878 000

B5-7 25 3x185+70 298 200 14 910 000

B7-10 * 150 2x(3x120+70) 193 900 58 170 000

Tổng 438 514 000

+ Chi phí đầu tư cho máy cắt :

Bảng 3.9 Chi phí đầu tư cho máy cắt Phương án 1

Loại máy cắt Số lượng Giá (đ/máy) Thành tiền (đ)



6kv 14 134 000 000 1 876 000 000

22kv 3 315 000 000 945 000 000

b) Bảng kết quả tính cho các phương án khác.

Bảng 3.10 Chi phí đầu tư của các phương án


Chi phí đầu tư cho trạm biến áp

Chi phí

MBATT

800 000 000 800 000 000 0 0

Chi phí

MBAPX

2 598 000 000 2 047 200 000 3 026 400 000 2 164 200 000

Tổng 3 398 000 000 2 847 200 000 3 026 400 000 2 164 200 000

Chi phí đầu tư cho đường dây

Cáp cao áp 323 106 000 245 863 200 401 940 000 285 824 000

Cáp hạ áp 115 408 000 190 947 000 115 408 000 190 947 000

Tổng 438 514 000 436 810 200 517 348 000 476 771 000

Chi phí đầu tư cho máy cắt

2 821 000 000 2 285 000 000 5 355 000 000 4 095 000 000

Tổng vốn

đầu tư

6 687 514 000 5 569 010 000 8 898 748 000 6 735 971 000

3.5.3 Tính chi phí về tổn thất điện năng cho các phương án:

a) Chi phí tổn thất điện năng phương án I.

+Tổn thất điện năng của phương án I là : ∆APA = 466 870 kWh

=>Chi phí về tổn thất cho phương án I là:

C∆A=∆APA .β= 466 870 x1000 =466 870 000 đ

b) Kết quả tính cho các phương án khác.

Bảng 3.11 Chi phí về tổn thất điện năng các phương án

Phương án

Tổn thất


∆APA (kWh) 466 870 516 321 366 078 380 755

C∆A (đ) 466 870 000 516 321 000 366 078 000 380 755 000



3.5.4 Tính chi phí tính toán hàng năm cho các phương án

a) Tính cho phương án I:

.).().( '''' PAPAtcvhAPAtcvhPA AKaaCKaaZ

=(0.1+0.125).6 342 514 000 + 466 870 000 ≈ 1 894 000 000

b) Kết quả tinh cho các phương án khác.

Bảng 2.12 Chi phí hàng năm cho các phương án


Chi phí

hàng năm (đ)

1 894 000 000 634 000 000 2 152 000 000 1 684 000 000

3.6 Chọn phương án tối ưu:

3.6.1 Nguyên tắc chung:

Từ kết quả tính ZPA .Suy ra chúng ta sẽ có kết quả tính toán cho tất cả các phương án.

Trên cơ sở đó cho phép chúng ta chọn được phương án có hàm chi phí tính toán nhỏ nhất, mà

thường được gọi là phương án tối ưu. Tuy nhiên cần chú ý rằng việc quyết định lựa chọn PA’

tối ưu còn phải kết hợp với nhiều yếu tố khác nữa, như tính đơn giản của sơ đồ, độ tin cậy cấp

điện, tính linh hoạt trong vận hành và sửa chữa …v.v. Và đặc biệt là nếu các phương áp có

ZPai không chênh nhau quá 5% thì chung được coi là tương đương với nhau về mặt kinh tế.

Cho nên lúc này việc quyết định chọn PA’ hoàn toàn phụ thuộc vào các ưu thế khác như đã

phân tích ở phần trên.

3.6.2 Phân tích các ưu nhược điểm của các phương án:

Phương án I và Phương án II sử dụng TBATT có ưu điểm về độ tin cậy CCĐ,vì có

MBATT hạ điện áp xuống điện áp thấp hơn nên giảm được chi phí đầu tư cho các thiết bị

phân phối trong trạm.Tuy nhiên nhược điểm của phương án là tổn thất trên đường dây truyền

tải từ TBATT về phân xưởng,do phải sử dụng TBATT nên tăng chi phí đầu tư cho MBATT.

Phương án III và Phương án IV sử dụng TPPTT lợi hơn phương án sử dụng TBATT ở chỗ

giảm thiểu được tổn thất điện năng trên đường dây từ TPPTT về TBAPX. Tuy nhiên sử dụng

TPPTT sơ đồ kém tin cậy hơn.Điện áp cao nên chi phí đầu tư cho các thiết bị phân phối trong

trạm cũng cao hơn.Từ nhưng phân tích trên và thông qua hàm chi phí tính toán ta thấy sử dụng

Phương án II là tối ưu nhất.



3.7 Sơ đồ nguyên lý CCĐ mạng xí nghiệp:

3.7.1 Các yêu cầu chung:

3.7.2 Bản vẽ sơ đồ một sợi:



3.7.3 Thuyết minh vận hành sơ đồ:

a) Khi vận hành bình thường.

Các Aptomat liên lạc và mấy cắt phân đoạn thanh cái 22 kV luôn ở trạng thái mở

b) Khi sự cố.

* Ở trạm phân phối trung tâm:

- Khi 1 đường dây trên không bị sự cố thì thanh góp nối với đường dây đó bị mất điện,

mắy cắt trên đường dây đó mở và máy cắt phân đoạn thanh góp được đóng lại.

- Khi một thanh góp bị sự cố thì máy cắt phía đường dây và các máy cắt sau thanh góp

mở phụ tải nhà máy được cấp điện thông qua thanh góp còn lại của TPPTT.

* Ở trạm biến áp phân xưởng .

- Khi sự cố 1 đường cáp từ trạm TPPTT về trạm biến áp phân xưởng nào thì máy biến

áp nối vào đường cáp đó sẽ mất điện. ATM tổng của máy cắt đó sẽ được mở và ATM liên

lạc sẽ đóng lại

- Khi sự cố 1 máy biến áp thì dao cách ly và ATM tổng của MBA đó sẽ mở và ATM

liên lạc sẽ đóng lại

c) Khi khi cần tu sửa định kỳ.

- Khi cần sửa chữa một máy biến áp thì ATM phân đoạn được đóng lại sau đó máy cắt

đầu đường dây và ATM tổn nối với MBA sẽ được mở và đưa máy biến áp ra sửa chữa(

DCL có thể đóng cắt không tải với các MBA có công suất dưới 1000kVA).

- Khi cần sửa chữa phân đoạn thanh góp nào ở TPPTT thì máy biến áp nối vào thanh

đoạn góp đó sẽ mất điện.



Chương IV

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ

4.1 Mục đích và các giả thiết khi tính toán ngắn mạch:

+ Mục đích tính ngắn mạch:

Mục đích của việc tính toán ngắn mạch chủ yếu phục vụ cho việc chọn và kiểm tra các

trang thiết bị điện ở chế độ ngắn hạn. Và vì vậy các giá trị tính toán của dòng ngắn mạch nhận

được phải là các trị số lớn nhất có thể. Điều này có nghĩa là phải chọn loại ngắn mạch, điểm

ngắn mạch và các giả thiết nào đó để ta có được trị số lớn nhất của dòng ngắn mạch sẽ đi qua

thiết bị điện.

+ Các giả thiết khi tính ngắn mạch:

- Trong quá trình ngắn mạch sức điện động của các máy điện coi như trùng pha với nhau

nghĩa là không xét tới dao động công suất của các máy phát điện.

- Không xét tới sự bão hoà của các mạch từ, nghĩa là cho phép coi mạch là tuyến tính và

có thể sử dụng nguyên tắc xếp chồng.

- Bỏ qua dòng điện từ hoá của các máy biến áp.

- Coi hệ thống là ba pha đối xứng.

- Không xét đến điện dung trừ khi có đường dây cao áp tải điện đi cực xa.

- Chỉ xét tới điện trở tác dụng nếu r 0,3 x . Trong trường hợp đó r và x là điện trở

và điện kháng đẳng trị từ nguồn đến điểm ngắn mạch.

- Phụ tải chỉ được xét gần đúng và được thay thế bằng tổng trở cố định tập chung và tập

chung tại một điểm nut chung.

- Sức điện động của tất cả các nguồn ở xa điểm ngắn mạch (xtt > 3) coi như không đổi.

Ngoài ra khi tính ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện, công suất của hệ thống được coi

như vô cùng lớn và vì vậy điện áp của hệ thông được coi như không đổi.

4.2 Sơ đồ và điểm tính ngắn mạch:

Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và khí cụ điện cần tính 6 điểm ngắn mạch như sau :

+ N - điểm ngắn mạch trên thanh cái trạm phân phối trung tâm để kiểm tra máy cắt và thanh góp.

+ N1…N5-điểm ngắn mạch phía cao áp các trạm biến áp phân xưởng để kiểm tra cáp và thiết bị cao áp

trong trạm .



Sơ đồ tính toán và sơ đồ thay thế điểm tính ngắn mạch:

4.3 Tính toán các thông số :

a) Thông số của nguồn

Ta chọn Ucb = Utbi

Scb = 100 MVA

Do đó ta có:

Icb (22)

= 100

2,6243.22

kA

Icb(6)

= 100

9,6233.6

kA

Điện kháng của hệ thống: cbH

N

SX

S

Trong đó

SN : Công suất ngắn mạch hay công suất cắt của máy cắt đầu nguồn

SN = 3 .Uđm.IN(3s)= 3 .22.25 = 952,63 MVA

Do đó

100

0,105952,63

HX

1tbdt

cb

UE

U

b) Điện trở và điện kháng của đường dây:

R = r0.l [Ω]

X = x0.l [Ω]

Trong đó : r0, x0 là điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn [Ω/km]



l - là chiều dài đường dây [km]

Và trong hệ đơn vị tương đối thì :

2

.cb

tb

ScbR R

U

2

.cb

tb

ScbX X

U

Bảng 4.1 Tính toán điện trở và điện kháng của đường dây

Đường cáp F L R0 Rcb x0 xcb

HT-BATT AC-70 15 0,46 1,426 0,28 0,868

BATT-B1 25 0,15 0,727 0,3 0,109 0,045

BATT-B2 35 0,09 0,524 0,131 0,105 0,026

BATT-B3 25 0,15 0,727 0,3 0,109 0,045

BATT-B4 16 0,2 1,15 0,64 0,117 0,065

BATT-B5 25 0,21 0,727 0,424 0,109 0,064

c) Thông số của máy biến áp:

Do chỉ tính ngắn mạch ở thanh cái và ngay đầu biến áp phân xưởng nên ta chỉ cần xét đến biến

áp trung gian mà không cần xét đến biến áp phân xưởng

Máy biến áp trung gian là máy biến áp có Sđm = 3200-35/10KV. Do đó tra bảng ta sẽ có thông

số như sau:

Uk% = 7%

*

% 7 100* * 1,75

100 100 4

k cbb

dm

U SX

S

4.4 Tính toán dòng ngắn mạch ba pha tại các điểm ngắn mạch :

Công thức tính ngắn mạch 3 pha là :

IN = 2 2

. .dt dt

N

E EIcb Icb

Z R X

Và

xk Ni 1,8.I . 2



Ta có kết quả tính toán dòng ngắn mạch tại các điểm :

Bảng 4.2 Dòng ngắn mạch tại các điểm

Điểm ngắn mạch R (Ω) X (Ω) IN (kA) Ixk (kA)

Thanh góp TPPTT (N) 1,426 2,723 0,854 2,174

Thanh góp TBAPX B1 (N1) 1,726 2,768 0,804 2,047





4.5 Chọn và kiểm tra thiết bị:

+ Chọn và kiểm tra cáp cao áp:

Để đơn giản ở đây ta chỉ kiểm tra với tuyên cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất. Từ kết

quả tính toán ngắn mạch, tram B1 có dòng ngắn mạch lớn nhất IN=2,047 kA

+Kiểm tra tiết diện đã chọn theo điều kiên ổn định nhiệt

2

qd mm t..IαF

Trong đó

- hệ số nhiệt độ, cáp lõi đồng = 6

I - dòng điện ngắn mạch ổn định

t- thời gian quy đổi được xác định như tổng thời gian tác độngcủa bảo vệ chính đặt tại

máy cắt điện gần điểm sự cố với thời gian tác động toàn phần của máy cắt điện, tqd = f(’’,t)

với

I

I''

β ,ngắn mạch xa nguồn (IN = I’’ = I ) nên ’’ = 1.

Tra đồ thị,ta tìm được tqđ=0,4

Tiết diện ổn định nhiệt của cáp:

F. I . qdt = 6.2,047. 4,0 = 7,768 mm2

Vậy cáp 25 mm2 đã chọn cho các tuyến là hợp lý.

+ Chọn và kiểm tra máy cắt điện:

Kiểm tra máy cắt :

Máy cắt được kiểm tra trong bảng sau :



Bảng 4.3 Chọn và kiểm tra máy cắt

Các đại lượng kiểm tra Kết quả

Điện áp định mức ,kV UđmMC= 22= UđmLĐ

Dòng điện định mức ,A IđmMC =1250 > Icb= 2.Ittnm = 2.37,3 = 74,6

Dòng cắt định mức,kA Iđmcắt = 25 > IN = 2,277

Dòng ổn định động cho phép,kA Iđmđ = 63 > Ixk = 5,80

Kết luận: Máy cắt đã chọn là phù hợp.

+ Chọn và kiểm tra cầu dao cách ly:

Ta sẽ dùng chung một loại dao cách ly cho tất cả các trạm biến áp để dễ dàng cho việc

mua sắm, lắp đặt, thay thế . Vì vậy dòng điện lâu dài lớn nhất qua dao cách ly là dòng quá tải

lấy với trạm có dòng quá tải lớn nhất, Với trạm đặt hai máy biến áp Iqt=1,4IđmBA .Đồng thời

dòng xung kích cũng lấy với dòng lớn nhất.

Icb= IqtBA= 1,4IđmBA = 1000

1,43.22

=36,74 (A)

Ixk= 2,1740 (kA)

+ Chọn và kiểm tra máy biến dòng điện:

BI được chọn theo các điều kiện sau:

Điện áp định mức : Uđm.BI Uđm.m = 22 kV

Dòng điện sơ cấp định mức :

Iđm.BI qtbt dmBAmax

k .SI 1,4.4000122,47 A

1,2 1,2. 3.22 1,2. 3.22

Chọn loại BI 4ME24, kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo với các thông số

Bảng 4.4 Thông số máy biến dòng điện

Thông số kỹ thuật 4ME24

Udm (kV) 22

U chịu đựng tần số công nghiệp ,1’ kV 70

U chịu đựng xung 1,2/50s,kV 170

I1đm (kV) 5-1200

I2đm(kV) 1 hoặc 5

Iôđnhiệt1s (kV) 80

Iôđđộng (kV) 120



+ Chọn và kiểm tra máy biến điện áp:

BU được chọn theo điều kiện sau:

Điện áp định mức : Uđm.BU Uđm.m =22 kV

Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS22, kiểu hình trụ do hãng Siemens chế tạo với các thông

số

Bảng 4.5 Thông số máy biến điện áp

Thông số kỹ thuật 4MS24

Udm ,kV 22

U chịu đựng tần số công nghiệp ,1’ kV 70

U chịu đựng xung 1,2/50s,kV 170

U1đm (kV) 22/ 3

U2đm (kV) 100/ 3

Tải định mức (VA) 400

+ Chọn và kiểm tra chống sét van:

Chống sét van được chọn theo cấp điện áp

Uđmcsv UđmLĐ =22 kV

Chọn chống sét van do Siemens chế tạo với các thông số cho trong bảng

Bảng 4.6 Thông số chọn chống sét van

Loại Điện áp lớn nhất của

lưới,kV

Điện áp làm việc

lớn nhất,kV

Dòng điện phóng

định mức,kA

Vật liệu vỏ

3EH2 22 24 10 Thép

+ Chọn và kiểm tra thanh cái cao áp:

Thanh góp còn được gọi là thanh cái hoặc thanh dẫn. Thanh góp được dùng trong các

tủ phân phối, tủ động lực hạ áp, trong các tủ máy cắt, các trạm phân phối trong nhà, ngoài trời

cao áp. Với các tủ điện cao áp và các trạm phân phối trong nhà, dùng thanh góp cứng; với

trạm phân phối ngoài trời thường dùng thanh góp mềm.

Thanh góp được chọn theo kiện phát nóng lâu dài cho phép và kiểm tra theo điều kiện

ổn định động và ổn định nhiệt dòng ngắn mạch

Dòng điện lớn nhất chạy qua thanh góp chính là dòng quá tải máy biến áp

Khc.Icp Icb =. 1,4.1000

2020,73 3.0,4

qt dmBA

dm

K S

U (A)



Lấy Khc =1 ta chọn thanh góp đồng tiết diện hình chữ nhật M60x10 có Icp=2500 (A)

mỗi pha ghép một thanh .

Cần tính dòng ngắn mạch để kiểm tra ồn định động,ổn định nhiệt

-Tổng trở qui về hạ áp máy biến áp

2 26

2

2 26 3

2

%.10

13.0,4 5,5.0,410 10 2,08 0,88( )

1000 1000

N dmBA N dmBABA

dmBA dmBA

P U U UZ j

S S

j j m

- Dòng điện ngắn mạch:

IN=2 2 2 2

40045,72

3 3 4,8 1,57

tb

B B

U

R X

(kA)

-Dòng điện xung kích

Ixk=1,8. 2 .IN =1,8. 2 .45,72=116,4 (kA)

Dự định đặt 3 thanh góp trên ba pha cách nhau 15 cm,mỗi thanh được đặt trên hai sứ

khung tủ cách nhau 70cm:

2 701,67.10 116,4 9,07

15

9,07.7063,50( )

10

ttF

M kG

Mô men chống uốn của thanh 60x10

23

2

60.101( )

6

63,5063,50( / )

1tt

W cm

MkG cm

W

Với cos=0,6 và tqđ=tc=0,6 ta có bảng kiểm tra thanh góp đã chọn

Bảng 4.7 Kiểm tra thanh góp đã chọn

Đại lượng kiểm tra Kết quả

Dòng phát nóng lâu dài cho phép(A) Khc.Icp=1.1175>Icb =1131,6

Khả năng ổn định động (kG/cm2) cp =1400 > tt =53,5

Khả năng ổn định nhiệt (mm2) F=60.10=600 >6.45,72. 5,0 =193,97

Kết luận :Thanh dẫn chọn phù hợp.

+ Chọn và kiểm tra sứ cách điện:

Các điều kiện để kiểm tra sứ cách điện :

Điện áp định mức : Udms ≥ Udmm

Dòng định mức : Idms ≥ Ilvmax



Lực cho phép trên đỉnh sứ : Fcf ≥ Ftt

Dòng ổn định nhiệt cho phép : IODN ≥ I

+ Chọn và kiểm tra Aptômát tổng của các trạm BA phân xưởng:

*Chọn áptômát tổng và áptômát phân đoạn.

Điện áp định mức UđmBA Uđmm =0,4 kV

Dòng điện định mức IđmA > Ilvmax =

dm

dmBAqt

U

SK

3

.

Dòng cắt định mức IcắtN > IN

- Đối với trạm biến áp B1,B2, có công suất định mức Sđm =1000 kVA

Ilvmax =. 1,4.1000

2020,73 3.0,4

qt dmBA

dm

K S

U A

- Đối với các trạm biến áp B4, B5 có công suất định mức Sđm =400 kVA

Ilvmax =. 1,4.400

808,293 3.0,4

qt dmBA

dm

K S

U A

- Đối với các trạm biến áp B3 có công suất định mức Sđm =800 kVA

Ilvmax =. 1,4.800

1616,583 3.0,4

qt dmBA

dm

K S

U A

Theo điều kện trên ta có bảng chọn áptômát tổng và áptômát phân đoạn cho trong bảng

sau :

Bảng 4.8 Chọn aptomat tổng và aptomat phân đoạn

Tên trạm Loại Uđm(V) Iđm(A) IcắtN(kA) Số cực

B1,B2 C2501N 690 2500 25 4

B4,B5 C1001N 690 1000 25 4

B3 C1751 690 1750 25 4

So sánh dòng cắt áptômát với dòng ngắn mạch các trạm ta thấy dòng ngắn mạch lớn

nhất là 2,047 kA trong khi cắt đó dòng định mức của áptômát là 25kA . Vậy các áptômát tổng

và áptômát phân đoạn đã chọn là hợp lý.

* Chọn áptômát nhánh .

Điện áp định mức UđmBA ≥ Uđmm =0,4 kV

Dòng điện định mức IđmA Ilvmax =dm

ttpx

Un

S

3.

n- Số áptômát đưa điện về phân xưởng

Kết quả chọn áptômát nhánh cho các phân xưởng cho trong bảng:



Bảng 4.9 Chọn aptomat nhánh cho các phân xưởng

Phân xưởng Stt

(kVA)

Itt

(A)

Loại SL Uđm

(V)

Iđm

(A)

IcắtN

(kA)

Phòng thí nghiệm 220 158,8 NS250 2 690 250 8

Phân xưởng

số 1

1204,82 869,5 C1001 2 690 1000 25

Phân xưởng

số 2

1302,20 939,8 C1001 2 690 1000 25

Phân xưởng

số 3

481,93 347,8 NS400 2 690 400 12

Phân xưởng

số 4

963,86 695,6 NS800 2 690 800 25

Phân xưởng sửa

chữa cơ khí

424,51 306,3 NS400 2 690 400 12

Lò ga 257,15 185,6 NS250 2 690 250 8

Phân xưởng rèn 1071,43 773,2 NS800 2 690 800 25

Bộ phận nén ép 514,28 371,1 NS400 2 690 400 12

Trạm bơm 164,70 118,9 NS250 2 690 250 8



Chương: V

BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO MẠNG XÍ NGHIỆP

5.1 ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong xí nghiệp:

a) Các biện pháp nâng cao hệ số công suất:

+ nâng cos biện pháp tự nhiên.

+ biện pháp nhân tạo.

b) ý nghĩa của nâng cao hệ số cos:

+ Giảm U

+ Giảm P A.

+ Nâng cao khả năng tải của các phần tử.

5.2 Xác định dung lượng bù của toàn xí nghiệp:

a) Tính hệ số cos trung bình của xí nghiệp:

costb =

P

P

ttpxi i

i

n

ttpxi

i

n

.cos

1

1

=154.0,7 1000.0,83 1080.0,83 400.0,83 800.0,83

220 1000 1080 400 800 254,71 180 750 360 140

+

+ 254,71.0,6 180.0,7 750.0,7 360.0,7 140.0,85

220 1000 1080 400 800 254,71 180 750 360 140

=

= 0,78

b) Xác định dung lượng bù:

Q P tg tgb ttXN .( ) 1 2 =5663,17.(0,80-0,48) = 1821,21 kVAr

5.3 Lựa chọn vị trí và thiết bị bù:

a) Các loại thiết bị bù:

+Tụ điện tĩnh:Tụ điện tính có những ưu nhược điểm sau:

- Giá tiền 1 đơn vị công suất phản kháng phát ra hầu như không thay đổi theo dung lượng.

Điều này cho việc chia nhỏ ra nhiều nhóm nhỏ đặt sâu về phía phụ tải.

- Tiêu thụ rất ít công suất tác dụng khoảng 0,003-0,005 kW/kVAr.

- Vận hành, lắp đặt đơn giản, ít gây ra sự cố.

- Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ.

- Chỉ phát ra công suất phản kháng và không có khả năng điều chỉnh

+Máy bù đồng bộ:Thực chất là loại động cơ đồng bộ chạy không tải.Máy bù đồng bộ

có ưu nhược điểm:

- Vừa có khả năng phát ra lại vừa tiêu thụ được công suất phản kháng.



- Công suất phản kháng phát ra không phụ thuộc vào điện áp đặt vào nó, mà chủ yếu phụ

thuộc vào dòng kích từ ( có thể điều chỉnh được dễ dàng ).

- Lắp đặt vận hành phức tạp, dễ gây sự cố ( vì có bộ phận quay).

- Máy bù đồng bộ tiêu thụ một lượng công suất tác dụng khá lớn khoảng 0,015-0,02

kW/kVAr.

- Giá tiền đơn vị công suất phản kháng phát ra thay đổi theo dung lượng. Nếu dung lượng bé

thì sẽ đắt. Vì vậy chỉ được sản xuất với dung lượng lớn 5 MVAr trở lên.

5.4 Phân phối tối ưu dung lượng bù.

a) Sơ đồ bố trí tụ:

Hình 5.1 Sơ đồ bố trí tụ

b) Sơ đồ tính toán.

+ Điện trở đường dây :

R1 = 150.0,727 = 0,109 Ω

R2 = 90.0,524 = 0,05 Ω

R3 = 150.0,737 = 0,109 Ω

R4 = 200.0,727 = 0,153 Ω

+ Điện trở máy biến áp :



Công thức tính : RBi = P U

S

N dm

dm

2

310.

Ta tính được :

RB1 = 0,156 Ω ; RB2 = 0,206 Ω ; RB3 =0,197 Ω ; RB4 = 0,206 ; RB5 = 0,216 Ω

Hình 5.2 Sơ đồ tính toán

Chuyển sang sơ đồ tính toán tương đương ta được :

Hình 5.3 Sơ đồ thay thế



Trong đó :

Rtd =0,265 Ω ; Rtd2 =0,206 Ω ; Rtd3=0,306 Ω ; Rtd4 = 0,446 ; Rtd5 = 0,369 Ω

c) Phân phối dung lượng bù trong cùng một điện áp:

Công thức tính toán :

Q Q Q QR

Rbi i b

td

i

( )

Trong đó:

Qbi – Công suất cần bù của nhánh i trong mạng hình tia.

Qi - Công suất phản kháng của nhánh thứ i.

Qb - Tổng công suất bù cần phân phối theo (5-2)

Q - Tổng công suất phụ tải phản kháng của mạng.

Ri - Điện trở của nhánh thứ i.

Rtđ - Điện trở tương đương của mạng hình tia, sẽ tính theo biểu thức :

1 1 1 1 1 1

1 2 3 4 5R R R R R Rtd td td td td td

; Rtd = 0,02 Ω

Ta tính được :

Qb1= 410,30 kVAr ; Qb2= 81,56 kVAr ; Qb3= 486,06 kVAr

Qb4 = 324,77 kVAr ; Qb5 = 553,55 kVAr.

d) Phân phối dung lượng bù về phía cao áp và hạ áp MBA.

Công thức tính toán :

CR

UKaaQQ

B

tcvh

ibh.2

.).( 2

Trong đó: Qi - Công suất phản kháng của phụ tải [kVAr].

av h – Hệ số vận hành (có thể lấy bằng 0,1).

atc - Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư (có thể lấy bằng 0,2 – 0,14).

K = kh – kc (mức chênh giá của 1kVAr tụ bù hạ áp và cao áp) tính

[đồng/kVAr].

U - Điện áp định mức phía cao áp của máy biến áp [kV].

RB - Điện trở của máy biến áp (tính theo U cao áp). [].

- Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất. [giờ].

C - Giá thành điện năng tổn thất. [đồng/kWh].

Ta tính được :



Qbh1 = 175 kVAr ; Qbc1 = 235,3 kVAr .

Qbh2 = 81,56 kVAr ; Qbc2 = 0 kVAr .

Qbh3 = 387,31 kVAr; Qbc3 = 98,75 kVAr .

Qbh4 = 51,22 kVAr ; Qbc4 = 273,55 kVAr .

Qbh5 = 379,88 kVAr; Qbc1 = 173,67 kVAr .

5.5 Chọn tụ và sơ đồ đấu.

Bảng 5.1 Chọn tụ hạ áp và cao áp

Tuyến cáp R

(Ω)

Qtt

(kVAr)

Qbh

(kVAr)

Qbc

(kVAr)

Chọn tụ hạ áp Chọn tụ cao áp

Loại tụ số lượng Loại tụ Số lượng

TBATT-B1 0,109 829,11 175 235,3 50 kVAr 4 50 kVAr 5

TBATT-B2 0,05 994,56 81,6 0 50 kVAr 2 x x

TBATT-B3 0,109 904,87 387,3 98,8 50 kVAr 8 50 kVAr 2

TBATT-B4 0,23 523,25 51,2 273,6 50 kVAr 2 50 kVAr 6

TBATT-B5 0,153 851,91 379,9 173,7 50 kVAr 8 50 kVAr 4

- Sơ đồ lắp ráp tụ:

sơ đồ lắp ráp tụ cho trạm 2 máy biến áp

Hình 5.4 Sơ đồ lắp ráp tụ cho trạm 2 máy biến áp



Chương VI THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG

(Phân xưởng sửa chữa cơ khí)

6.1 Phân tích phụ tải phân xưởng –SCCK:

Phân xưởng sửa chữa cơ khí có vai trò rất quan trọng trong dây truyền công nghiệp

chung của xí nghiệp. Các thiết bị trong phân xưởng nằm trong dải điện áp hạ áp 0,4 kV, có

giải tần số là 50 Hz. Phân xưởng cơ khí thuộc hộ tiêu thụ loại III. Tính toán phụ tải cho phân

xưởng như đã tính ở chương II.

6.2 Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng.

a) Kiểu sơ đồ sử dụng chung cho phân xưởng.

Có một số kiểu sơ đồ chính như sau:

- Sơ đồ hình tia.

- Sơ đồ đường dây chính (phân nhánh)

- Sơ đồ thanh dẫn.

- Sơ đồ hỗn hợp.

Hình 6.1 Một số kiểu sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng

Tủ ĐL

Tủ PP

Tủ DL

HV-6.1

Tủ ĐL

Tủ PP

Đ

Đ

HV-6.2

HV-6.2

Tủ PP

HV-6.4

HV-6.4

Tủ PP

Đ Đ Đ

HV-6.3

HV-6.3

HV-6.5

HV-6.5

Tủ PP

HV-6.6



HV-6.1 và HV-6.2 - Kiểu sơ đồ hình tia mạng cáp, các thiết bị đùng điện được cung

cấp trực tiếp từ các tủ động lực TĐL hoặc từ các tủ TPP bằng các đường cáp độc lập. Kiểu sơ

đồ CCĐ này có độ tin cậy CCĐ cao, nhưng chi phí đầu tư lớn thường được dùng cho các hộ

có yêu cầu cao về liên tục CCĐ (hộ loại I hoặc II).

HV-6.3 – Kiểu sơ đồ phân nhánh mạng cáp. Các TĐL được CCĐ từ TPP bằng các

đường cáp chính, các đường cáp này cùng một lúc CCĐ cho nhiều tủ TĐL, còn các thiết bị

cũng nhận điện từ các tủ TĐL, nhưng bằng các đường cáp cùng một lúc cấp tới một vài thiết

bị. Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp, chủng loại cáp cũng ít. Nó thích hợp với các phân

xưởng có phụ tải nhỏ, phân tán, phân bố không đồng đều. Kiểu sơ đồ CCĐ này có nhược điểm

là độ tin cậy CCĐ thấp thường dùng cho các hộ phụ tải loại III.

HV-6.4 – Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây (đường dây trục chính dùng trong

nhà). Từ các TPP cấp điện đến các đường dây trục chính (các đường dây trục chính có thể là

các cáp một sợi hoặc đường dây trần được gá trên các sứ bu-li đặt dọc tường nhà xưởng hay

nơi có nhiều thiết bị). Từ các đường trục chính được nối bằng cáp riêng đến từng thiết bị hoặc

nhóm thiết bị. Loại sơ đồ này thuật tiện cho việc lắp đặt, tiết kiệm cáp nhưng không đảm bảo

được độ tin cậy CCĐ, dễ gây sự cố chỉ còn thấy ở một số phân xưởng loại cũ.

HV-6.5 - Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không. Bao gồm các đường dây

trục chính và các đường nhánh đếu được thực hiện bằng dây trần bắt trên cacs cột có xà sứ

(các đường nhánh có thể chỉ gồm hai dây hoặc cả 4 dây). Từ các đường nhánh sẽ được trích

đấu đến các phụ tải bằng các đường cáp riêng. Kiểu sơ đồ này chỉ thích ứng khi phụ tải khá

phân tán, công suất nhỏ (mạng chiếu sáng, mạng sinh hoạt) và thường bố trí ngoài trời. Kiểu

sơ đồ này có chi phí thấp đồng thời độ tin cậy CCĐ cũng thấp, dùng cho hộ phụ tải loại III ít

quan trọng.

HV-6.6 - Kiểu sơ đồ CCĐ bằng thanh dẫy (thanh cái). Từ TPP có các đường cáp cấp

điện đến các bộ thanh dẫn (bộ thanh dẫn có thể là các thanh đồng trần gá trên các giá đỡ có sứ

cách điện hoặc được gá đặt toàn bộ trong các hộp cách điện có nhiều lỗ cắm ra trên dọc chiều

dài). Các bộ thanh dẫy này thường được gá dọc theo nhà xưởng hoặc những nơi có mật độ phụ

tải cao, được gá trên tường nhà xưởng hoặc thậm chí trên nắp dọc theo các dẫy thiết bị có

công suất lớn. Từ bộ thanh dẫn này sẽ nối bằng đường cáp mền đến từng thiết bị hoặc nhóm

thiết bị (việc đấu nối có thể thực hiện trực tiếp lên thanh cái trần hoặc bằng cách cắm vào các

ổ đấu nối với trường hợp bộ thanh dẫn là kiểu hộp). Ưu điểm của kiểu sơ đồ này là việc lắp

đặt và thi công nhanh, giảm tổn thất công suất và điện áp nhưng đòi hỏi chi phí khá cao.

Thường dùng cho các hộ phụ tải khi công suất lớn và tập chung (mật độ phụ tải cao).

Trong thực tế lắp đặt để giảm chi phí đầu tư mà vẫn đảm yêu cầu về CCĐ cho các hộ

phụ tải, thông thường người ta thường chọn kiểu sơ đồ CCĐ kiểu hỗn hợp. Có nghĩa là phối

hợp các kiểu sơ đồ trên tuy theo các yêu cầu riêng của từng phụ tải hoặc các nhóm phụ tải.



b) Phân tích và chọn sơ đồ:

Với phân xưởng sửa chữa cơ khí nên chọn kiểu sơ đồ hỗn hợp mạng cáp (tức là từ TPP sẽ

có các đường cáp dẫn đến các hoặc dẫn đến một vài thiết bị có công suất rất lớn. Từ đến các

thiết bị có thể được cấp điện bằng các đường cáp độc lập cho các thiết bị có công suất lớn và

quang trọng. Các thiết bị nhỏ lẻ, phân tán có thể được cấp chung từ cùng một đường cáp.

Trường hợp có các nhóm thiết bị công suất khá lớn, phân bố tập chung cũng có thể chọn hệ

thống thanh dẫn cho các nhóm này.).

6.3 Chọn vị trí tủ động lực và tủ phân phối:


Vị trí của các tủ phân phối và tủ động lực phân xưởng đều được chọn để thoả mãn một

số yêu tố kinh tế – kỹ thuật cũng như an toàn và thuận tiên trong vận hành, tuy vậy đôi lúc để

thoả mãn yếu tố này thì lại mâu thuẫn với yếu tố khác và vì vậy việc chọn vị trí đặt tủ nên

đồng thời hài hoà các yếu tố, và nên được đảm bảo bằng các nguyên tắc sau:

+ Vị trí tủ nên ở gần tâm của phụ tải (điều này sẽ giảm được tổn thất, cũng như giảm chi phí

về dây.v.v...).

+ Vị trí tủ phải không gây ảnh hưởng đến giao thông đi lại trong phân xưởng.

+ Vị trí tủ phải thuận tiện cho việc lắp đặt và vận hành.

+ Vị trí tủ phải ở nơi khô ráo, chánh được bụi, hơi a-xit và có khả năng phòng cháy, nổ tốt.

+ Ngoài ra vị trí tủ còn cần phù hợp với phương thức lắp đặt cáp.

Cần chú ý rằng trong thực tế đôi lúc vị trí tủ còn phải tuân thủ những điều kiện đặc biệt

khác hoặc chỉ một trong những điều kiện trên buộc phải được đảm bảo. Lúc đó vị trí tủ phải

được ưu tiên theo các điều kiện riêng đó.

b) Trọng tâm phụ tải của phân xưởng:

Vị trí của các tủ phân phối và các tủ động lực cần phải đặt ở trọng tâm phụ tải và vì

vậy cần phải xác định trọng tâm phụ tải của phân xưởng hoặc của nhóm thiết bị. Nếu thiết bị

trong phân xưởng có công suất ít thay đổi hay không đổi và phân bố khá đồng đều trên diện

tích nhà xưởng thì trọng tâm phụ tải của phân xưởng có thể gần đúng xác định như trọng tâm

hình học của phân xưởng đó. Trường hợp phụ tải với công suất khá khác nhau mà phân bố lại

không đồng đều trên diện tích nhà xưởng thì trọng tâm phụ tải của phân xưởng được xác định

bằng một điểm M(X0;Y0).

Trong đó:

X

P x

P

i i

i

n

i

i

n0

1

1

Y

P x

P

i i

i

n

i

i

n0

1

1



Ở đây các thiết bị được phân bố tương đối đều trên diện tích nhà xưởng, hơn nữa để

đơn giàn hóa ta lấy trọng tâm phụ tải là trọng tâm hình học của phân xưởng.

c) Xác định vị trí tủ phân phối và động lực phân xưởng

Căn cứ vào các nguyên tắc trên cùng với đặc thù riêng của mỗi phân xưởng hoặc

những yêu cầu bắt buộc của điều kiện thực tế mà chọn các vị trí thích hợp cho các tủ động lực

và tủ phân phối.

Hình 6.2 Vị trí tủ phân phối và tủ động lực phân trong xưởng

6.4 Sơ đồ đi dây và phương thức lắp đặt cáp:

a)Một vài phương thức đi dây trong phân xưởng:

+ Đi dây trên máng cáp gá trên tường bao quanh nhà xưởng:

Hình thức này thường được chọn cho các hình thức đi dây của mạng cáp và thường

được dùng cho các đường cáp cấp từ TPP đến các TĐL. Ưu điểm của phương thức này là dễ

thi công lắp đặt, thuận tiện cho thay thế sửa chữa có thể thi công độc lập với việc xây dựng

nhà xưởng, thường được sử dụng cho các phân xưởng không có điều kiện xây các hầm cáp (vì

lý do công nghệ, có nhiều nước thải hoặc các vật liệu lỏng khác có thể ảnh hưởng đến các hào

cáp).

+ Đi dây trên sứ bu-ly dọc theo tường nhà xưởng:



Hình thức này thích hợp với kiểu sơ đồ đường dây trục chính. Các đường dây trục

chính được lấy điện từ TPP rồi được gá dọc theo tường nhà xưởng bằng các sợi dây đơn trần

hoặc có bọc cách điện. Từ các đường trục chính này sẽ được chính đấu bằng cáp để đưa đến

các thiết bị dùng điện. Hình thức này lắp đặt thuận tiện, dễ sửa chữa nhưng không đảm bảo

được độ tin cậy CCĐ, vận hành kém an toàn dễ gây sự cố, thường được dùng cho các hộ phụ

tải công suất nhỏ, phân tán, ít quan trọng. Ngoài ra còn một hình thức gần tương tự đó là hệ

thống dây mềm được thay thế bằng hệ thống thanh dẫn cứng để trần dùng để cấp điện cho các

thiết bị di động dọc nhà xưởng (hệ thống pa-lăng hay cẩu trục) hoặc các thiết bị động lực khác

có công suất khá lớn và tấp trung. Lúc này các hệ thồng thanh dẫn được cấp điện bằng các

đường cáp lấy từ TPP hoặc từ TĐL.

+ Đi dây bằng hào cáp đặt ngầm quanh nhà xưởng:

Hình thức này được sử dụng khá phổ biến, các hào cáp thông thường được xây lắp

xung quanh nhà xưởng hoặc thậm chí tại chính giữa nhà xưởng hay những khu vực có nhiều

thiết bị, các hầm cáp được thiết kế để dựng được nhiều nhiều cáp và có thể có nhiều nhiều

tầng với các giá khác nhau để có thể chứa được nhiều cáp cùng một lúc. Các hầm cáp có nắp

đậy ở trên bằng các tấm đan bê tông hoặc bằng thép. Ưu điểm của hình thức này là dễ lắp đặt,

thay thế sửa chữa, được dùng chủ yếu để lắp đặt các đường cáp chính từ TPP đến TĐL, đôi

khi cũng được dùng để kết hợp đi dây đến từng thiết bị.

+ Đi dây bằng máng cáp treo dọc theo vị tri đặt thiết bị:

Hình thức này được dùng nhiều cho các phân xưởng không có khả năng xây dựng hào

cáp (vì có nhiều nước, hoặc vật liệu ẩm ướt khác trong quá trình sản xuất). Việc đi dây theo

các máng cáp treo dọc theo vị trí lắp đặt của các thiết bị dùng điện và như vậy sẽ giảm được

chiều dài đường dây giảm tổn thất công suất, điện năng. Phương thức này thường thấy

trong các phân xưởng dệt, nay hoặc các phân xưởng khác khi công suất của thiết bị không lớn

lắm và trong các phân xưởng này không lắp các lắp các pa-lăng điện hay cầu trục. Khi công

suất của thiết bị khá lớn hệ thống máng treo có thể được thay thế bằng hệ thống máng cứng có

giá đỡ từ mặt sàn lên (hệ thống máng cứng có thể là hệ thống thanh dẫn cứng hiểu hộp).

+ Đi dây trong ống thép chôn ngầm dưới nền nhà xưởng:

Hình thức đi dây kiểu này thường được dùng để đi dây từ TĐL đến từng thiết bị trong nhóm

máy hoặc dùng trong trường hợp đường cáp ngầm đi qua các khu vực là đường đi chính trong

phân xưởng. Theo hình thức này mỗi đường cáp được lồng vào một ống thép sau đó được

chôn ngầm trên nền nhà xưởng, hình thức này tạo được sự phong quang tại khu vực sản suất,

chánh cho đường cáp phải chịu đựng các va đập ngẫu nhiên do các hoạt động sản xuất. Hình

thức này thường được dùng cho các phân xưởng công nghiệp nặng, phân xưởng cơ khí v.v...

b) Chọn hình thức đi dây và vẽ sơ đồ đi dây:

+ Phương án đi dây từ TPP đến TDL:



Hình 6.3 Phương án đi dây từ TPP đến TĐL

+ Phương án đi dây từ TDL đến các thiết bị:



6.5 Chọn tủ phân phối và tủ động lực:




+ Đảm bảo điều kiện làm việc dài hạn.

U UdmTU dmmang

I IdmTU lv max

+ Số lộ vào và ra phải phù hợp với sơ đồ đi dây. Đồng thời dòng điện định mức của các lộ

đường dây ra phải thoả mãn biểu thức sau;

I Idmra lv max

+ Thiết bị đóng cắt và bảo vệ của tủ phải phù hợp với sơ đồ đi dây và yêu cầu CCĐ của phụ

tải.

+ Kiểu loại tủ phải phù hợp với phương thức đi dây và lắp đặt các đường cáp. Ngoài ra kiểu

loại tủ còn phải được chọn để thoả mãn các yêu cầu riêng khác về điều kiện khí hậu, địa hình

và môi trường xung quanh nơi lắp đặt.

b) Chọn tủ PP và TĐL:

Đối với Phân xưởng SCCK ta chọn tủ phân phối có sơ đồ nguyên lý như Hinh 5.8 . Gồm

đầu vào có một Aptômát tổng và đẩu ra là các Aptômát nhánh. Kiểu tủ này vận hành an toàn,

thao tác thuận tiện xong giá thành cũng cao, dùng trong trường hợp vị trí của tủ PP cách xa

trạm biến áp phân xưởng.

Hình 6.5 Sơ đồ nguyên lý tủ phân phối

Tủ động lực thường được chọn chỉ gồm có cầu dao và cầu chì như Hình 5.9

Hình 6.6 Sơ đồ nguyên lý tủ động lực

6.6 Chọn dây dẫn cho mạng hạ áp PX-SCCK:

Cáp vào tủ PP

Cáp vào tủ PP



a) Các điều kiện chọn dây mạng phân xưởng:

Cáp hạ áp trong mạng điện phân xưởng thông thường được chọn để thoả mãn điều kiện

an toàn cũng như điều kiện về chất lượng điện năng, và vì vậy cần phải thoả mãn đồng thời hai

điều kiện phát nóng cho phép và Ucf. Tuy nhiên nếu là mạng trong phạm vi phân xưởng, thì

thông thường chỉ được chọn theo Icf và sau đó nếu cần sẽ được kiểm tra lại theo ĐK Ucf (vì

nếu lấy ĐK Ucf làm điều kiện chọn sau đấy kiểm tra lại Icf thì các đường cáp dễ không đạt

yêu cầu ngay mà phải chọn lại, vì các đường cáp trong phân xưởng có chiều dài thực tế là rất

ngắn). Chính vì vậy mà điều kiện chọn chính cho cáp trong phân xưởng thường là ĐK phát

nóng cho phép có phối hợp với việc chọn các thiết bị bảo vệ chính các đường cáp đó.

+ Theo ĐK phát nóng:

[ ]. . maxI k k Icf lv1 2 (6.5)

+ Theo ĐK phối hợp với thiết bị bảo vệ:

+ Cáp bảo vệ bằng:

(6.6) I

I

dc

cf

+ Cáp bảo vệ bằng Aptômát:

(6.7) I

I

KDnhiet

cf

(6.8) I

I

KDdientu

cf

Idc – dòng định mức dây chẩy cầu chì.

Icf - dòng cho phép chạy qua cáp.

IKDnhiet – dòng khởi động nhiệt của Aptômát (thông thường IKDnhiet= 1,2.IdmA).

IKD dientu – dòng khởi động điện từ của Aptômát (thông thường IKD dientu= 1,2.Idn).

Như vậy cáp hạ áp trong phân xưởng đồng thời phải thoả mãn (6-5); (6-6); (6-7) và (6-

8) cho nên trình tự chọn cáp được tiến hành như sau: Theo (6-6) hoặc (6-7); (6-8) sẽ tính trước

các giá trị Idc hoặc IKDnhiet: IKD dientu theo các điều kiện khởi động của phụ tải sau đó sẽ sơ bộ

tính được Icf và xác định được tiết diện dây tiêu chuẩn, tra bảng để có được [Icf] . Kiểm tra lại

= 0,8 cho mạng chiếu sáng

= 3 cho mạng động lực

= 0,8 cho mạng chiếu sáng

= 1,5 cho mạng động lực

Mạng chiếu sáng không cần tính

= 4,5 cho mạng động lực



theo (6-5) nếu thoả mãn thì việc chọn cáp đã xong. Trường hợp không thoả mãn (6-5) thi ta

nâng tiết diện dây cho đến lúc thoả mãn ĐK (6-5) mà không cần kiểm tra lại các ĐK (6-6); (6-

7) và (6-8) nữa. Tóm lại trình tự chọn cáp có thể tóm tắt theo sơ đồ khối như sau.

Ta chọn cáp 3x35+25 có dòng cho phép là Icp=174 A. Vì cáp được chọn vượt cấp lên

các điều kiện trên thỏa mãn

b) Chọn dây dẫn từ TPP đến TĐL:

Các cáp này thường được bảo vệ Aptômát vì vậy các bước tiến hành như sau:

+ Chọn Aptômát bảo vệ đường dây:

IdmA Itt nhóm (6-9)

+ Tính giá trị dòng khởi động nhiệt của Aptômát:

IKD nhiệt = 1,2 IdmA (6-10)

+ Tính giá trị dòng khởi động điện tư của Aptômát:

Tính Idc; IKDnhiet;

IKD dientu

theo các ĐK khởi

động

của phụ tải

Chọn theo ĐK

cụ thể

của loại mạng

Tính Icf theo (6-6)

hoặc theo (6-7); (6-8)

Từ Ftc tra bảng

có [Icf]

Tìm k1; k2

theo các ĐK lắp đặt

Kiểm tra

ĐK (6-5)

[Icf].k1.k2 Ilvmã

STOP

dừng

Đúng

Sai

Hình 6.7 Sơ đồ khối trình tự tính toán chọn cáp mạng phân xưởng

Sơ bộ chọn tiết diện

tiêu

chuẩn Ftc

Nâng cấp tiết diện

Ftc mới



IKD điên từ = 1,25 Iđn (6-11)

Iđn – là dòng đỉnh nhọn của nhóm máy có thể tính theo công thức:

Iđn = Imm(max) + (Itt nhóm – Iđm(max). ksd) (6-12)

Imm(max) – là dòng mở máy lớn nhất trong nhóm máy.

Itt nhóm - là dòng điện tính toán của nhóm máy.

Iđm(max) - là dòng định mức của thiết bị đang mở máy.

ksd - là hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.

+ Sơ bộ tính dòng cho phép trong cáp Icf:

Từ (6-7) hoặc (6-8) ta sơ bộ xá định được Icf.

Icf = IKDnhiet

hoặc Icf =IKDdientu

+ Chọn tiết diện dây tiêu chuẩn:

Từ Icf ta sơ bộ xác định được tiết diện tiêu chuẩn cho cáp Ftc ; đồng thời tra được dòng cho

phép của cáp [Icf]

+ Kiểm tra điều kiện phát nóng:

Từ [Icf] vừa tra được kiểm tra (6-5)

[ ]. . maxI k k Icf lv1 2 (6-5)

Bảng 6.1 Bảng chọn dây dẫn từ TPP đến TĐL

Nhóm

Stt

(MVA)

Itt

(A)

IđmA

(A)

IKD Nhiệt

(A)

IKD đtừ

(A)

Cáp chọn KT ĐK

phát

nóng Tiết diện Icp

(A)

Nhóm 1 87.8 133,4 150 180 187,5 3x50+35 206 TM

Nhóm 2 92,3 140,2 150 180 187,5 3x50+35 206 TM

Nhóm 3 169,2 257,1 300 360 375 3x185+70 450 TM

Nhóm 4 76,3 115,9 150 180 187,5 3x50+35 206 TM

c) Chọn dây dẫn từ TĐL đến các thiết bị:



Các đường cáp này thường được bảo vệ bằng cầu chì, còn nếu được bảo vệ bằng

Aptômát thì các tiến hành chọn cáp cũng được tiến hành như ở mục b). Trình tự việc tiến hành

chọn cáp được bảo vệ bằng cầu chì được tiến hành như sau:

+ Tính chọn cầu chì bảo vệ các đường cáp:

Việc chọn cầu chì hầu như đã được đề cập tại phần chọn tủ (về kiểu loại, vỏ cầu chì,

điện áp .v.v...), trong phần dưới đây chỉ đề cập đến việc chọn dây chảy của các cầu chì. Trong

làm việc bình thường dây chẩy cầu chì phải thoả mã các điều kiện sau:

Idc Ilvmax (6-13)

Idc I

a

dn (6-14)

Để đơn giản hóa tính toán tất cả các đường dây từ TDL đến các thiết bị ta chọn cùng

một loại cáp. Và ta tính toán cho thiết bị có công suất lớn nhất.

Thiết bị có công suất lớn nhất là Lò điện kiểu buồng và lò điện kiểu bể có Pdm=30 kW,

cos φ = 1 => Stt=30 MVA=> Ilvmax=45,5A. Động cơ có công suất lớn nhất là máy phay đứng

có Pđm=14 kW, cosφ = 0,6 => Stt=23,3 MVA => Ilvmax=35,5 => Idn= 248,5 A.

Chọn dây chảy cầu chì:

Idc Ilvmax=45,5 A

Idc I

a

dn = 99,4 A

Chọn Idc= 100 A

+ Tính sơ bộ dòng cho phép của cáp:

Sau khi xác định được dây chẩy của cầu chì bảo vệ cáp ta sẽ sơ bộ xác định được dòng

cho phép đi qua cáp theo biểu thức sau:

Từ (6-6) Icf ≥Idc

= 33,3 A

Do đó ta chọn cáp 3x35+25 có Icp= 174 A

+ Kiểm tra điều kiện phát nóng:

Cáp được chọn vượt cấp lên không cần kiểm tra điều kiện phát nóng.

d) Kiểm tra dây dẫn mạng phân xưởng:

Tổn thất điện áp trên đường dây:



Uij = P R Q X

U

ij ij ij ij

dm

. . =

( . . ).P r Q x l

U

ij ij ij ij

dm

0

Tính toán cho một vài thiết bị công suất lớn và đường dây dài:

Bảng 6.2 Kiểm tra dây dẫn cho một vài thiết bị

Tên thiết bị

P

(kW)

Q

(kVAr)

Cáp chọn Độ dài

cáp

(m)

∆U

(V) Tiết diện r0 x0

Máy phay đứng 14 18,7 3x35+25 0,524 0,35 5 0,18/1,28

Lò điện kiểu

buồng

30 0 3x35+25 0,524 0,35 10 0,41

Cưa tay 1,35 1,8 3x35+25 0,524 0,35 20 0.07

e) Bảng kết quả tính chọn dây của toàn bộ mạng phân xưởng:

Bảng 6.3 Kết quả tính toán chọn dây toàn bộ phân xưởng

Đường cáp Cáp chọn

TPP – TDL 1 3x50+35

TPP – TDL 2 3x50+35

TPP – TDL 3 3x185+70

TPP – TDL 4 3x50+35

TDL đến các thiết bị 3x35+25



6.7 Sơ đồ nguyên lý CCĐ mạng Phân xưởng.



Chương: VII

THIẾT KẾ NỐI ĐẤT CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG

Hệ thống nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng đồng thời đảm nhiệm các nhiệm vụ

nối đất làm việc của lưới hạ áp, nối đất an toàn và bảo vệ cho trạm. Vì lưới hạ áp là lưới có

điểm trung tính trực tiếp nối đất. Theo quy phạm trang bị điện thì điện trở nối của trang thiết

bị nối đất không được lơn hơn 4, cho nên khi tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân

xưởng cũng phải thoả mãn điều kiện:

Rđ 4 (8-1)

8.1 Xác định điện trở cho phép và điện trở nối đất nhân tạo :

Ta có công thức tính toán :

1 1 1

R R Rd tn nt

(8-2)

Rtn – điện trở nối đất của hệ thống nối đất tự nhiên.

Rnt – điện trở nối đất của hệ thống nối đất nhân tạo.

Vì không có hệ thống nối đất tự nhiên nên Rtd = . Suy ra Rtn = Rd = 4 Ω

8.2 Xác định điện trở suất của đất:

ρtt = Kmax*ρ = 1.2.104 Ωcm

Trong đó lấy Kmax = 2 và ρ = 0,6 104 Ωcm đối với đất sét.

8.3 Xác định điện trở tản của một cọc:

Hình 7.1 Hình chiếu cạnh của hệ thống cọc nối đất



Chôn cọc thẳng đứng, làm bằng thép tròn, đầu trên nằm cách mặt đất một khoảng. Ta

có công thức tính toán:

2 1 4 1

(ln ln )2 2 4 1

ttdc

l tR

l d t

Với l = 2.5 m, d = 6 cm, t = 0,8+1,25 =2,05 m suy ra : Rdc= 19,25 Ω

8.4 Xác định sơ bộ số cọc:

nR

dc

ntKsdc.R

Ksdc – hệ số sử dụng cọc tra bảng ta được Ksdc = 0,58

Từ đó ta tính được n = 8,29 ( cọc ). Lấy n=9 ( cọc )

8.5 Xác định điện trở tản của điện cực nằm ngang:

Ta có công thức :

22ln

2 .

ttt

lR

l b t

l là chiều dài ( chu vi mạch vòng có thể cho phép lắp đặt hệ thống nối đất ). Ta thiết kế

hệ thống mạch vòng với chiều dài là 12 m chiều rộng là 4 m. Chu vi là 2x(12+4)=32 m

Với b = 4 cm là chiều rộng thanh nối và t = 0,8 m là độ sâu của thanh nối so với mặt

đất. Từ đó ta tính đượng Rt = 6,6 Ω.

Điện trở của thanh nối thực tế còn cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh Ksdt theo số

cọc chôn thẳng đứng. Với n=9 ta lấy Ksdt = 0,36 ( tài liệu HTCCD). Vậy điện trở thực tế

của thanh là :

t

N

sdt

RR

K = 18,33 Ω

Ta tính được điện trở nối đất cần thiết của bộ số cọc :

.d N

c

N d

R RR

R R

5,11 Ω

8.6 Xác định số cọc cần thiết:

Số cọc cần thiết cần phải đóng là :

.

dc

sdc

Rn

K Rc 6,5 ( cọc)



Lấy tròn là 6 cọc. Tra PL ta được Ksdc =0,62 và Ksdt=0,4.

Ta có điện trở khuêch tán của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và thanh nối nằm

ngang là:

.

. . .

c tnd

c sdt t sdc

R RR

R K n R K

1,27Ω < 4Ω

Điện trở của hệt thống nối đất thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật.

Tóm lại hệ thống nối đất được thiết kế như sau : Dùng 6 thanh thép góc L60x60x6

dài 2,5m chôn thành mạch vòng 32m.



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Tài liệu hướng dẫn làm đồ án của thấy Trần Tấn Lợi

2.Thiết kế cấp điện

Tác giả : Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tâm

3. Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV

Tác giả : Ngô Hồng Quang

4. Bài giảng hệ thống cung cấp điện

Tác giả : Trần Tấn Lợi

5. Hệ thống cung cấp điện

Tác giả : Trân Quang Khánh

6. Nhà máy điện và trạm biến áp

Tác giả : Lã Văn Út – Phạm Văn Hòa – Đào Kim Hoa



MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÍ NGHIỆP

1.1 Giới thiệu chung 2

Chương II

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN XÍ NGHIỆP

2.1 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 4

2.1.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải cho phân xưởng 4

2.1.2 Giới thiệu các phương pháp tính phụ tải tính toán 8

a) Khái niệm về phụ tải tính toán.

b) Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

2.1.3 Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị của phân xưởng SCCK 10

a) Giới thiệu phương pháp tính.

b) Tính phụ tải tính toán cho nhóm I.

c) Bảng kết quả tính cho tất cả các nhóm.

2.1.4 Tính phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng 12

a) Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng.

b) Phụ tải chiểu sáng của phân xưởng.

c) Phụ tải toàn bộ phân xưởng.

d) Phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị và phân xưởng.

2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng trong toàn xí nghiệp 14

2.2.1 Giới thiệu phương pháp hệ số nhu cầu: 14

a) Lựa chọn phương pháp tính.

b) Giới thiệu phương pháp hệ số nhu cầu.

2.2.2 Tính phụ tải cho phân xưởng số 1 14

a) Tính toán phụ tải động lực cho phân xưởng số 1

b) Tính toán phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng sô 1

2.2.3 Tính phụ tải cho các phân xưởng khác 15

a) Tính chi tiết cho một phân xưởng.

b) Bảng kết quả cho toàn bộ các phân xưởng khác.

2.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ xí nghiệp 15



2.3.1 Phụ tải tính toán của xí nghiệp theo kết quả tính từ phụ tải 15

2.3.2 Phụ tải tính toán của xí nghiệp có kể đến sự phát triển tương lai. 16

2.4 Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và xí nghiệp 16

2.4.1 Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng: 16

a) ý nghĩa của biểu đồ phụ tải trong thiết kế CCĐ

b) Tính bán kính vòng tròn phụ tải cho các phân xưởng.

c) Vẽ biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng.

2.4.2 Xác định trọng tâm phụ tải của toàn xí nghiệp: 18

a) ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế CCĐ.

b) Tính tọa độ trọng tâm phụ tải của toàn xí nghiệp

Chương III

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO XÍ NGHIỆP

3.1 Lựa chọn cấp điện áp truyền tải từ trạm khu vực về xí nghiệp 19

3.1.1 Các công thức kinh nghiệm: 19

3.1.2 Xác định điện áp truyền tải: 19

3.2 Vạch các phương án CCĐ cho xí nghiệp 19

3.2.1 Phân loại và đánh các hộ tiêu thụ điện trong xí nghiệp. 19


b) Phân loại các hộ dùng điên trong xí nghiệp.

3.2.2 Giới thiệu các kiểu sơ đồ CCĐ phù hợp với điện áp truyền tải đã chọn: 20

a) Kiểu sơ đồ có trạm phân phối trung tâm.

b) Kiểu sơ không có trạm phân phối trung tâm.

3.2.3 Sơ bộ phân tích và chọn các kiểu sơ đồ phù hợp: 20

a) Chọn vị trí trạm phân phối trung tâm của xí nghiệp.

b) Vạch các phương án nối dây chi tiết cho các phương án.

c) Sơ bộ chọn các phương án đủ tiêu chuẩn.

3.3 Các phương án về số lượng, dung lượng và vị trí trạm biến áp phân xưởng 21

3.3.1 Các chỉ dẫn chung: 21

a) Số lượng máy biến trong trạm biến áp phân xưởng.

b) Dung lượng của máy biến áp trạm biến áp phân xưởng.

c) Vị trí các trạm biến áp phân xưởng.

3.3.2 Vạch các phương án: 23

a) Các phương án về số lượng trạm và dung lượng biến áp.

b) Sơ bộ tính kiểm tra các điều kiện kỹ thuật cho các phương án.

c) Sơ bộ loại các phương áp không phù hợp.

3.4 Các phương án đi dây cho mạng điện cao áp của xí nghiệp 26



3.4.1 Vạch các phương áp đi dây cho mạng xí nghiệp 26

a) Vị trí các trạm biến áp phân xưởng

b) Các phương án đi dây cho mạng điện cao áp.

3.4.2 Sơ bộ chọn dây dẫn cho các phương án 28

a) Chọn các dây dẫn cao áp.

b) Chọn các dây dẫn hạ áp.

c) Tính Umax cho các phương án.

3.5 Tính các chỉ tiêu kinh tế cho các phương án CCĐ 31

3.5.1 Tính tổn thất điện năng cho các phương án 31

a) Các công thức tính toán.

b) Tổn thất điện năng của phương án I

c) Bảng kết quả tính toán cho các phương án khác.

3.5.2 Tính tổng vố đầu tư cho các phương án 35

a) Tổng vốn đầu tư cho phương án I.

b) Bảng kết quả tính cho các phương án khác.

3.5.3 Tính chi phí về tổn thất điện năng cho các phương án 36

a) Chi phí tổn thất điện năng phương án I.

b) Kết quả tính cho các phương án khác.

3.5.4 Tính chi phí tính toán hàng năm cho các phương án 37

a) Tính cho phương án I

b) Kết quả tinh cho các phương án khác.

3.6 Chọn phương án tối ưu 37

3.6.1 Nguyên tắc chung 37

3.6.2 Phân tích các ưu nhược điểm của các phương án 37

3.7 Sơ đồ nguyên lý CCĐ mạng xí nghiệp 38

3.7.1 Các yêu cầu chung 38

3.7.2 Bản vẽ sơ đồ một sợi 38

3.7.3 Thuyết minh vận hành sơ đồ 39

a) Khi vận hành bình thường.

b) Khi sự cố.

c) Khi khi cần tu sửa định kỳ.

Chương IV

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ

4.1 Mục đích và các giả thiết khi tính toán ngắn mạch 40

4.2 Sơ đồ và điểm tính ngắn mạch 40

4.3 Tính các thông số của sơ đồ tính toán 41



a) Thông số của nguồn

b) Điện trở và điện kháng của đường dây

c) Thông số của máy biến áp

4.4 Tính dòng ngắn mạch ba pha tại các điểm ngắn mạch 42

4.5 Chọn và kiểm tra thiết bị 43

Chương: V

BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO MẠNG XÍ NGHIỆP

5.1 ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong xí nghiệp 49

a) Các biện pháp nâng cao hệ số công suất

b) ý nghĩa của nâng cao hệ số cos

5.2 Xác định dung lượng bù của toàn xí nghiệp 49

a) Tính hệ số cos trung bình của xí nghiệp

b) Xác định dung lượng cần bù

5.3 Lựa chọn vị trí và thiết bị bù 49

a) Các loại thiết bị bù

b) Vị trí đặt thiết bị bù

c) Chọn loại thiết bị bù và các vị trí đặt tụ bù

5.4 Phân phối tối ưu dung lượng bù 50

a) Sơ đồ bố trí tụ

b) Sơ đồ tính toán

c) Phân phối dung lượng bù trong cùng một cấp điện áp

d) Phân phối dung lượng bù về phía cao và hạ áp của trạm biến áp

5.5 Chọn tụ và sơ đồ đấu 53

Chương VI

THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG.

(Phân xưởng sửa chữa Cơ khí)

6.1 Phân tích phụ tải phân xưởng –SCCK 54

6.2 Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng 54

a) Các kiểu sơ đồ cung cấp điện sử dụng trong phân xưởng



b) Phân tích và chọn sơ đồ

6.3 Chọn vị trí tủ động lực và tủ phân phối 56

a) Nguyên tắc chung

b) Trọng tâm phụ tải của phân xưởng

c) Xác định vị trí tủ phân phối và động lực phân xưởng

6.4 Sơ đồ đi dây và phương thức lắp đặt cáp 57

a) Một vài phương thức đi dây trong phân xưởng

b) Chọn hình thức đi dây và vẽ sơ đồ đi dây

6.5 Chọn tủ phân phối và tủ động lực 61

a) Nguyên tắc chung

b) Chọn tủ PP và TĐL

6.6 Chọn dây dẫn cho mạng hạ áp PX-SCCK 62

a) Các điều kiện chọn dây mạng phân xưởng

b) Chọn dây dẫn từ TPP đến TĐL

c) Chọn dây dẫn từ TĐL đến các thiết bị

d) Kiểm tra dây dẫn mạng phân xưởng

e) Bảng kết quả tính chọn dây của toàn bộ mạng phân xưởng

6.7 Sơ đồ nguyên lý CCĐ mạng Phân xưởng 67

Chương: VIII

THIẾT KẾ NỐI ĐẤT CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG

8.1 Xác định điện trở cho phép và điện trở nối đất nhân tạo 68

8.2 Xác định điện trở suất của đất 68

8.3 Xác định điện trở tản của một cọc 68

8.4 Xác định sơ bộ số cọc 69

8.5 Xác định điện trở tản của điện cực nằm ngang 69

8.6 Xác định số cọc cần thiết 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo vòng bi

Documents

Transcript of Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo vòng bi