ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN
XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
1
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, trong xu thế hội nhập, quá trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất
nước đang diễn ra một cách mạnh mẽ. Trong quá trình phát triển đó, điện năng
đóng vai trị rất quan trọng. Nó là một dạng năng lượng đặc biệt, có rất nhiều ưu
điểm như: dễ chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác( như cơ năng, hóa năng,
nhiệt năng…), dễ dàng truyền tải và phân phối… Do đó ngày nay điện năng được sử
dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống, Cùng với xu hướng phát triển
mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã hội ngày càng được nâng cao, nhu cầu sử
dụng điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ,… tăng lên
không ngừng. Để đảm bảo những nhu cầu to lớn đó, chúng ta phải có một hệ thống
cung cấp điện an tồn và tin cậy.
Với: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí”, sau một
thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy TS Đặng Hoàng Anh và tài liệu
tham khảo
-
Hệ thống cung cấp điện : Ts. Trần Quang Khánh
Bài tập cung cấp điện : Ts. Trần Quang Khánh
Thiết kế cấp điện :Ts Vũ Văn Tẩm-Ts Ngơ Hồng Quang
Giáo trình cung cấp điện: Ninh Văn Nam (chủ biên)- Hà Văn Chiến –Nguyễn
Quang Thuấn.
Đến nay, về cơ bản chúng em đã hoàn thành nội dung đồ án mơn học này. Do trình
độ và thời gian có hạn nên khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong
được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy cô để bài làm này của chúng em được hoàn
thiện hơn. Đồng thời giúp chúng em nâng cao trình độ chun mơn, đáp ứng nhiệm
vụ cơng tác sau này. Chúng em xin chân thành cảm ơn !
2
1. Tính tốn phụ tải điện
1.1. Phụ tải chiếu sáng
1.1.1. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng
Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là đáp
ứng các yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài độ
rọi, hiệu quả của chiếu sáng cịn phụ thuộc vào quang thơng, màu sắc ánh sáng,
sự lựa chọn hợp lý cùng sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ
quan hoàn cảnh. Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các u cầu sau:
-
Khơng bị lố mắt
-
Khơng lố do phản xạ
-
Khơng có bóng tối
-
Phải có độ rọi đồng đều
-
Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định
-
Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.
Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và
chiếu sáng kết hợp ( kết hợp giữa cục bộ và chung ). Do yêu cầu thị giác cần phải
làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và
khơng tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống
chiếu sáng kết hợp.
Chọn loại bóng đèn chiếu sáng gồm 2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng đèn huỳnh
quang. Các phân xưởng thường ít dung đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có
tần số là 50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng
bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây ra tai nạn lao động. Do đó người
ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho các phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Việc bố trí đèn khá đơn giản, thường được bố trí theo các góc của hình vng
hoặc hình chữ nhật .
Xác định kích thước của phân xưởng
Phân xưởng có kích thước như sau : rộng a=24m, dài b=36m, cao h=7m
Tham khảo bảng hệ số phản xạ (GT cung cấp điện _TS Quyền Huy Ánh bảng 10.5
trang 159 về công nghiệp nhẹ), ta xác định được các hệ số phản xạ của trần, tường
và sàn lần lượt là 50%, 30% và 10%.
3
Ta chọn loại đèn Metal Halide có hiệu suất sáng lớn và chỉ số hoàn màu cao, phù
hợp với chiếu sáng cơng nghiệp. Chọn loại đèn có thơng số như sau:
P = 150W, quang thông Φ = 11250 lm, loại chóa chiếu sâu, vỏ nhơm, mỗi bộ có
một bóng
Chọn chiều cao treo đèn (khoảng cách từ trần đến đèn) là 1m, chiều cao làm việc
là 0,8m, ta tính được độ cao treo đèn tính tốn là:
Htt = 7-1-0,8 = 5,2m
Ta tính được chỉ số phịng i:
a∗b
24∗36
I ¿ Htt∗( a+b ) = 5,2∗( 24+36 ) = 2,8 ≈ 3
Từ đây tham khảo GT cung cấp điện_TS Quyền Huy Ánh bảng 10.4. Đặc tuyến phân
bố cường độ sáng một số đèn thông dụng trang 149 ta xác định được hệ số sử
dụng CU = 92%
Ta chọn được : Môi trường sử dụng trung bình và chế độ bảo trì là 12 tháng
Hệ số mất mát ánh sáng: LLF = 0,61 ( Trang 161 GT cung cấp điện_Quyền Huy Ánh)
Hệ số mất mát ánh sáng được xác định theo biểu thức:
LLF = LLD.LDD.BF.RSD
ở đây: LLD là hệ số suy hao quang thông theo thời gian sử dụng, LDD là hệ số suy
hao quang thông do bụi, BF là hệ số cuộn chấn lưu, RSD là hệ số suy hao phản xạ
của phòng do bụi.
Độ rọi yêu cầu: Eyc = 150lx (phân xưởng lắp ráp cơ khí chi tiết trung bình – nhỏ) ·
Tính số bộ đèn sử dụng
n=
Eyc∗a∗b
150∗24∗36
=
≈ 20bộ
Φ∗CU ∗LLF 11250∗0.92∗0.61
Phân bố đèn: ta chọn 20 bộ đèn phân bố theo diện tích phân xưởng thành 4 hàng
và 5 cột như sau:
4
Hình 1: Sơ đồ phân bố đèn trong phân xưởng
Kiểm tra độ rọi đồng đều: ta kiểm tra theo hai chỉ số α và β
α=
khoảngcáchgiữa 2 đèn
Htt
β¿
khoảngcáchgiữadãyđènvàtường
khoảng cách giữa 2 đèn
= 0,8 → 1,8
(đèn HID – trần cao)
= 0,3 → 0,5
Theo chiều rộng ta tính được:
α=
6,67
=1,28
5,2
β=
2
=0,3
6,67
α=
6,2
=1,44
5,2
Theo chiều dài ta tínhđược
Phụ tải nhóm chiếu sáng
Từ kết quả thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính tốn của phân
xưởng.
Pcs =k dt∗N∗P đ =1∗20∗150=3000 ( W )=3( kW )
Trong đó:
5
kđt : hệ số đồng thời của phụ tải chiếu sáng
N : số bóng cần thiết
Pđ : cơng suất mỗi bóng đèn được lựa chọn.
Vì dùng loại đèn Metal Halide nên hệ số cosφ= 1. Do đó, ta có cơng suất tồn
phần của nhóm chiếu sáng là:
Scs =
Pcs 3
= =3 ( kVA ) ;
cosφ 1
Qcs = 0 (kVAr)
1.2. Phụ tải thơng gió làm mát
a) Phụ tải thơng gió
Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là: Q= n*V= 6*24*36*7= 36288 (m 3)
Trong đó: n là số lần làm tươi trên 1h, V là thể tích khí.
Với số liệu cho: MODEL : DLHCV40-PG4SF có lượng gió 4500 (m 3/h)
Ta chọn q= 4500 m3/h => số quạt: Nq = 9 quạt
Bảng 1: Thơng số quạt hút
Thiết bị
Lượng gió
3
(m /h) Số lượng Ksd
4500 9
0,7
Công suất (W)
Quạt hút
300
Uđm=380(V); iđm=0,57(A);
cosφ
0,8
ilvmax=0,7(A)
Hệ số nhu cầu: (áp dụng cơng thức 2.34 trang 29 sách giáo trình cung cấp điện)
k nc=k sd +
1−k sd
√n
=0,7+
1−0,7
=0,8
√9
Phụ tải tính tốn nhóm phụ tải thơng gió và làm mát:Nếu chưa biết hiệu suất
của động cơ nên ta lấy gần đúng Pđ=Pđm
(áp dụng công thức 2.41 chương 2 sách giáo trình cung cấp điện)
n
Ptttg=k nc ∑ Pđmi =0,8∗300∗9=2160 ( W )=2,16( kW )
i=1
Pttlm 2,160
Stttg=
=
=2,7(kVA )
cos
0,8
Qtttg= √ S2tttg −P2tttg=√ 2,72−2,162=1,62(kVAr )
Trong đó:
Pđmi là cơng suất định mức của thiết bị thứ i,kW.
6
Ptt,Qtt,Stt : Cơng suất tác dụng ,phản kháng và tồn phần tính tốn của
nhóm thiết bị,kW,kVAR,kVA;
n:là số thiết bị trong nhóm; knc : hệ số nhu cầu;
b) Phụ tải làm mát
Để đảm bảo cho khơng gian làm việc thơng thống mát mẻ ta chọn 15 quạt
đứng cơng nghiệp có thơng số như sau: Model SLS650
Kiểu: Đứng
Công suất(W): 225
Sải cánh (mm): 650
Lượng gió (m3/min): 220
Cấp độ gió: 3 cấp độ
Tần số (Hz): 50
Độ ồn (Db): 68
Tốc độ (Rpm): 1400
Điện áp (V): 220
Ksd=0,7;cosφ =0,8;
Hãng sản xuất: Điện cơ Hà Nội giá bán 1.480.000 VNĐ
Tính tương tự như làm mát ta được
Knc=0,77; Pttlm= 2,598 (kW) ; Qttlm=1,95(kVAr); Sttlm=3,248 (kVA)
Tổng hợp phụ tải thông gió và làm mát
Cơng suất tác dụng: Ptttglm=Ptttg+Pttlm=2,16+2,598=4,578 (kW)
c)
Cơng suất phản kháng: Qtttglm=Qtttg+Qttlm=1,62+1,95=3,57(kVAr)
Cơng suất tồn phần : Stttglm=Stttg+Sttlm=2,7+3,248=5,948(kVA)
Dựa vào TCVN 5687 -2010 thơng gió,điều hịa khơng khí tiêu chuẩn thiết kế.
1.3. Phụ tải động lực: phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải từng nhóm, tổng hợp
phụ tải động lực
Bảng 2: Phụ tải động lực
TT
Tên thiết bị
Nhóm 1
1 Máy mài nhẵn trịn
Ký
hiệu
Số
Cơng suất Cosφ
lượng Pdm(kw)
Ksd
1
1
0.35
6
0.67
7
2
3
4
5
6
7
8
9
Máy mài nhẵn phẳng
Máy mài nhẵn tròn
Máy mài nhẵn phẳng
Máy khoan
Máy ép
Máy khoan
Máy khoan
Lị gió
Tổng nhóm 1
Nhóm 2
1 Máy tiện bu lông
2 Máy tiện bu lông
3 Máy tiện bu lông
4 Máy khoan
5 Máy tiện bu lông
6 Máy tiện bu lông
7 Cần trục
8 Máy ép nguội
9 Máy ép nguội
Tổng nhóm 2
Nhóm 3
1 Máy phay
2 Máy phay
3 Máy tiện bu lông
4 Máy tiện bu lông
5 Máy tiện bu lông
6 Máy tiện bu lơng
7 Máy tiện bu lơng
8 Máy mài
Tổng nhóm 3
Nhóm 4
1 Lị gió
2 Máy xọc,(đục)
3 Máy tiện bu lơng
4 Máy mài
5 Máy hàn
6 Máy quạt
7 Máy quạt
8 Máy hàn
2
8
9
10
17
19
20
27
1
1
1
1
1
1
1
1
n=9
3
6
8
1.2
20
1.6
1.6
8
55.4
0.68
0.67
0.68
0.66
0.63
0.66
0.66
0.9
0.69
0.32
0.35
0.32
0.27
0.41
0.27
0.27
0.53
0.38
3
4
5
11
12
13
18
22
23
1
1
1
1
1
1
1
1
1
n=9
1.2
4.4
8
1.6
2.4
5.6
8
80
110
221.2
0.65
0.65
0.65
0.66
0.58
0.58
0.67
0.7
0.7
0.69
0.3
0.3
0.3
0.27
0.3
0.3
0.25
0.27
0.47
0.37
6
7
14
15
16
24
25
26
1
1
1
1
1
1
1
1
n=8
3
5.6
5.6
6
15
20
26
4
85.2
0.56
0.56
0.58
0.58
0.58
0.58
0.58
0,63
0.58
0.26
0.26
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.45
0.3
31
33
38
39
40
41
42
43
1
1
1
1
1
1
1
1
11
11
11
9
56
11
15
56
0.9
0.6
0.55
0.63
0.82
0.78
0.78
0.82
0.53
0.4
0.32
0.45
0.46
0.65
0.65
0.46
8
9 Máy cắt tơn
10 Máy quạt
Tổng nhóm 4
Nhóm 5
1 Cần trục
2 Máy ép quay
3 Máy khoan
4 Máy khoan
5 Máy xọc,(đục)
6 Máy ép quay
7 Máy tiện bu lông
8 Máy tiện bu lơng
9 Máy tiện bu lơng
Tổng nhóm 5
44
45
1
1
n=10
5.6
15
200.6
0.57
0.78
0.77
0.27
0.65
0.48
21
28
29
30
32
34
35
36
37
1
1
1
1
1
1
1
1
1
n=9
26
44
2.4
2.4
8
60
3
5.6
9
160.4
0.67
0.58
0.66
0.66
0.6
0.58
0.55
0.55
0.55
0.59
0.25
0.45
0.27
0.27
0.4
0.45
0.32
0.32
0.32
0.39
Tính tốn phụ tải từng nhóm:
Bảng 3: Tính tốn cho nhóm 1
TT
Tên thiết bị
Nhóm 1
1 Máy mài nhẵn tròn
2 Máy mài nhẵn
phẳng
3 Máy mài nhẵn tròn
4 Máy mài nhẵn
phẳng
5 Máy khoan
6 Máy ép
7 Máy khoan
8 Máy khoan
9 Lị gió
Tổng nhóm 1
Ký
hiệ
u
Số
Cơng
suất Cosφ Ksd
lượng Pdm(kw)
Idm
(A)
1
2
1
1
13,6
8
9
10
17
19
20
27
1
1
1
1
1
1
1
n=9
6
3
6
8
1.2
20
1.6
1.6
8
55.4
0.67
0.68
0.67
0.68
0.66
0.63
0.66
0.66
0.9
0.69
0.35
0.32
0.35
0.32
0.27
0.41
0.27
0.27
0.53
0.38
6,7
13,6
17,8
2,7
48,2
3,6
3,6
13,5
Hệ số sử dụng trung bình:
9
n
∑ Pi . Ksdi
Ksd =
i=1
n
= 0,38làm tròn 0,4
∑ Pi
i=1
Số thiết bị hiệu quả :
n
( ∑ Pi)2
i=1
n
nhq =
= 4,98 làm tròn bằng 5.
∑ Pi
i=1
Hệ số nhu cầu :
Knc = Ksd*Kmax = 0,7
Trong đó Kmax = 1,76 (tra bảng).
Cơng suất tính tốn :
Ptt = Knc*∑ Pi = 0,7*55,4 = 38,78 (kW).
Hệ số cơng suất trung bình :
Cosφ =
∑ Pi∗cos φ
= 0,69
∑ Pi
Cơng suất tồn phần :
Ptt
Stt = cos φ = 56,2 (kVA).
Công suất phản kháng:
Qtt = √ S 2tt −P 2 tt =40,67 (kVAr).
Dòng điện tính tốn:
Itt =
Stt
= 85,38 (A).
√3∗Udm
Làm tương tự với 4 nhóm cịn lại ta được bảng sau:
Bảng 4 Tính tốn phụ tải cho các nhóm cịn lại
Nhóm
2
Nhóm
3
Nhóm
4
Nhóm
Ksd
0.4
nhq
3
Kmax
0
Ptt
cos
199.08 0.69
Stt
Qtt
288.52 208.8
Itt
438.5
0.4
5
2
68.16
0.58
117.5
95.7
178.6
0.5
5
1,57
157.47 0.77
204.5
130.47 310.8
0.4
4
1.87
119.97 0.59
203.3
164
308.9
10
5
Đối với nhóm có số thiết bị hiệu quả <4 thì ta xác định theo cơng thức:
Ptt = Kt*Pdm
Với Kt = 0,9 với thiết bị làm việc dài hạn.
Kt = 0,75 với thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại.
Đối với nhóm 2 ta chọn Kt = 0,9.
Bảng 5:Phụ tải động lực toàn phân xưởng
Ptt
583.5
Qtt
870
Stt
639.64
Itt
1322.1
Cosφ
0.68
1.4. Tổng hợp phụ tải của tồn phân xưởng.
n
Cơng suất tác dụng tồn phân xưởng: Ptt ∑ ❑=k đt ∑ Ptti
i=1
Trong đó: Ptt ∑ ❑ -cơng suất tính tốn tổng của các hộ dùng điện,kW
Ptti – cơng suất tính tốn của nhóm phụ tải thứ I,kW
k đt -hệ số đồng thời
Pttpx= kđt (Pttđl+ Pcs +Ptttglm)=1(583,5+3+4,578)=591,1(kW); Với kdt=1
Hệ số cơng suất trung bình tồn phân xưởng,
cosφ=
∑ Pi cos φ = P ttdl∗cosφtbdl + Pcs∗cosφ tbcs+ Ptttglm∗cosφtbtglm
i
Pttdl + Pcs + P tttglm
∑ Pi
¿ 0,68
Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải trong 10
năm (10%), ta sẽ có số liệu tính tốn phụ tải toàn phân xưởnglà:
Pttpx ∑ ❑=1,2∗Pttpx , =1,2∗591,1=709,3(kW )
Sttpx =
Pttpx ∑ ❑ 709,3
=
=1043,1(kVA)
cos φttpx
0,68
Q ttpx = √ S2ttpx −P2ttpx =√1043,12−709,3 2=764,8(kVAr)
11
1.5. Nhận xét và đánh giá.
Phân xưởng sửa chữa có đặc điểm hầu hết là các máy có cuộn dây nên hệ số cosφ
toàn phân xưởng thấp
2. Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng
2.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng
Vị trí đặt trạm biến áp
Việc chọn vị trí của trạm biến áp trong một xí nghiệp cân phải tiến hành so sánh
kinh tế - kỹ thuật. Muốn tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật cân phải sợ bộ xác
định phương án cung cấp điện trong nội bộ xí nghiệp. Trên cơ sở các phương án
đã được chấp thuận mới có thể tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn vị trí
số lượng trạm biến áp trong xí nghiệp.
Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản:
1. An toàn và liên tục cấp điện.
2. Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới.
3. Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng.
4. Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ.
5. Bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan mơi trường, có khả năng điều
chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp,...
6. Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất
Vị trí trạm biến áp thường được đặt ở liền kề, bên ngoài hoặc ở bên trong phân
xưởng. Trạm biến áp đặt ở bên ngồi phân xưởng, hay cịn gọi là trạm độc lập,
được dùng khi trạm cung cấp cho nhiều phân xưởng, khi cần tránh các nơi, bụi
bặm có khí ăn mịn hoặc rung động; hoặc khi khơng tìm được vị trí thích hợp
bên trong hoặc cạnh phân xưởng.
Trạm xây dựng liền kề được dùng phổ biến hơn cả vì tiết kiệm về xây dựng và ít
ảnh hưởng tới các cơng trình khác.
Trạm xây dựng bên trong được dùng khi phân xưởng rộng có phụ tải lớn. Khi sử
dụng trạm này cần đảm bảo tốt điều kiện phòng nổ, phòng cháy cho trạm.
Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta chọn phương án. Xây dựng trạm biến áp liền
kề với phân xưởng. Gần tâm phụ tải phía trái phân xưởng, khoảng cách từ trạm tới
phân xưởng là L= m.
2.2. Các phương án cấp điện cho phân xưởng
2.2.1. Các phương án chọn lắp đặt máy biến áp
Ta xét 3 phương án sau:
12
Phương án 1: 2 máy biến áp
Phương án 2: Trạm có 1 máy biến áp và 1 máy phát diesel dự
phịng
Phương án 3: Trạm có 1 máy biến áp
Phương án trạm biến áp
a) Phương án 1: Trạm có hai máy biến áp làm việc song song:
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
Sđmmba ≥
S ttpx 1043,1
=
=745,1(kVA )
1,4
1,4
Nên ta lựa chon MBA có Sdm =800 (kVA)
Bảng 6: thơng số máy biến áp
Công suất
kVA
800
Điện áp
kV
22/0,4
Po
W
1400
Pn
W
10500
Un
%
5
Tổn thất 2 máy biến áp là (tính tốn sơ bộ )
Pb = 0,02*Sđm = 0,02*800 = 16 (kW)
Qb = 0,105*Sđm = 0,105*800 = 84 (kW)
Ab = n*P0*t + (1/n)* Pn*(Spt/Sđm)*2* ح
với Tmax của xưởng cơ khí chọn =5000h ta tính được tơ = 5466 ,n= 2
suy ra Ab = 49185,7 (kW)
b) Phương án 2:Trạm có 1 máy biến áp và 1 máy phát diesel dự phịng
Ta có Stttpx = 1043,1(kVAr)
Chọn máy biến áp có công suất định mức bằng 1250 (kva) do công ty thiết bị điện
Đông Anh chế tạo
Bảng 7: Thông số kĩ thuật máy biến áp
13
Cơng
suất
MBA(kVA)
Tổn hao(W)
Khơng tải
1720
1250
Có tải
19210
Và máy phát điện thỏa mãn: SđmMF ≥ 0,85* SđmMF
Suy ra ta chọn máy phát điện có Sđm = 1500(kVA)
c) Phương án 3: Trạm có 1 máy biến áp
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
SđmB3 ≥ Sttpx Vì vậy, ta chọn máy biến áp SđmB3 = 1250(kVA)
Bảng 8: Thông số kĩ thuật máy biến áp
Sđm(kVA)
Uđm(kV)
P0(W)
khơng tải
Pn(W)
Có tải
1250
22/0,4
1720
12910
Dịng điện
Un(%)
Điện áp khơng tải
ngắn
I0(%)
mạch
5,5
1,2
Vì xưởng làm 3 ca liên tục nên ta chọn Tmax=5000h
ح4-4
= ( 10+0,124 *Tmax)2 *8760 (h)= (0,124 + 10 ¿*5000) *8760=5466(h)×× ×
Tổn thất điện năng máy biến áp:
1038,8 2
Ab3=P0*8760+PN ¿=1,72*8760+12,91* ( 1250 ¿ ∗¿5466 = 63802
(kWh)
Tổn thất công suất trong máy biến áp bao gồm tổn thất không tải (tổn thất sắt) và
tổn thất có tải (tổn thất đồng).
Tổn thất cơng suất tác dụng và phản kháng trong máy biến áp được tính theo cơng
thức sau:
Pb=P0+Pn¿
Trong đó : -P0, Pn là tổn thất công suất tác dụng không tải và ngắn mạch của
14
máy biến áp cho trong thông số của máy,kW ;
- t là thời gian vận hành thực tế của máy biến áp ,h. Bình thường máy biến áp
vận hành suốt một năm nên lấy t=8760h ;
-
ح
Thời gian tổn thất công suất lớn nhất
2.2.2. Các phương án cấp điện cho phân xưởng
Phương án 1: Mỗi tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ thơng thống làm mát
được cấp điện bằng một mạch riêng.
Phương án 2: phương án gộp chung các nhóm phụ tải động lực với nhau để
cấp điện từ tủ tổng tới, nhóm 1 với 2 một tủ, nhóm 3 một tủ, và nhóm 4,5
một tủ, hệ thống chiếu sáng và làm mát có một tủ điều khiển riêng ."
Phương án 3: Tủ chiếu sáng, tủ thơng thống làm mát được cấp điện
từ các các mạch riêng, Các tủ động lực, tủ ở xa được cấp điện thông
qua tủ ở gần.
Tính tốn sơ bộ:
a) Phương án 1
Tính tốn tổn thất điện cho mạng
ΔU =( P∗R+ Q∗X )/U với AA1 có: P=55,4(kW); Q=58,12(kVAr);
R=12,88(m Ω); X=4,312 (m Ω);
Ta tính được tổn hao điện áp:
ΔU =( P∗R+ Q∗X )/U = 2,5 (V)
Tương tự ta tính tốn sơ bộ dây dẫn từ tủ phân phối tổng tới các tủ
động lực nhóm, ta chọn đường dây cáp dài nhất và phụ tải có cơng suất lớn
nhất để tính tốn sơ bộ cho tồn phân xưởng ta có bảng tổn hao như sau:
Bảng 9:Tổn hao điện áp sơ bộ cho phương án 1
Đường
dây
AA2
A29
Ptt(kW)
Qtt (kW)
221,2
110
231,26
112,2
Chiều dài
(m)
4
1
R(Ω)
X(Ω)
2,56.10-3
4,610-4
1,18.10-3
2,3310-4
ΔU
(V)
2,213186
0,82
15
b) Phương án 2:
- Tính tốn sơ bộ đường dây cho phân xưởng
Phương án đặt máy biến áp:
Đặt một máy biến áp và một máy phát dự phòng
Ưu điểm: vận hành đơn giản,đảm bảo cung cấp điện.
Nhược điểm: ồn lúc hoạt động,chi phí đầu tư lớn.
Ta có Stttpx = 1043,1(kVAr)
Chọn máy biến áp có cơng suất định mức bằng 1250 (kVA) do công ty thiết bị điện
Đông Anh chế tạo
Bảng 10:Tổn hao sơ bộ cho phương án 2
Công
suất Tổn hao(W)
MBA(Kva)
Không tải
1250
1720
Có tải
19210
Và máy phát điện thỏa mãn: SđmMF ≥ 0,85× SđmMF
Suy ra ta chọn máy phát điện có Sđm = 1500(kVA)
Hệ số sử dụng trung bình:
n
∑ Pi . Ksdi
Ksd =
i=1
n
= 0,38 làm tròn 0,4
∑ Pi
i=1
Số thiết bị hiệu quả :
n
( ∑ Pi)2
nhq =
i=1
n
= 5,04 làm tròn bằng 5.
∑ Pi
i=1
Hệ số nhu cầu :
Knc = Ks*Kmax = 0,7
Trong đó Kmax = 1.76 (tra bảng).
16
Cơng suất tính tốn :
Ptt = Knc.∑ Pi = 0,7*276,6 = 193,62 (kW).
Hệ số cơng suất trung bình :
Cosφ =
∑ Pi . cos φ
= 0,69
∑ Pi
Công suất tồn phần :
Ptt
Stt = cos φ = 280,6 (kVA).
Cơng suất phản kháng:
Qtt = √ S 2tt −P 2 tt =203,37 (kW).
Dịng điện tính tốn:
Itt =
Stt
= 426,3 (A).
√3 , Udm
Từ dịng tính tốn ta tính được tiết diện dây cáp đi từ tủ phân phối chính tới tủ
động lực thứ nhất là:
Itt
426,3
F ¿ Jkt = 3,1 =137,5
Chọn cáp cách điện giấy lõi đồng loại BS 6840 do DELTA chế tạo có F = 185
Xo = 0,111 và Ro = 0,162
Khoảng cách từ tủ chính tớ tủ 1 là 6(m)
−3
Ta có ∆U =
−3
P∗ro+Q∗xo 193,62∗0,162∗6∗10 +203,37∗0,111∗6∗10
=
Uo
0,38
= 0,85(v)
Nhận xét thấy nhóm thứ nhất này có máy ép nguội là có cơng suất định mức lớn
nhất lên ta sẽ chọn sơ bộ đường dây theo máy ép nguội.
Iđm = 238,8 (mmA) suy ra tiết diện của dây tính được bằng 77,03 (mm 2) chọn dây A70 với các thông số Xo = 0,233 Ro = 0,46 suy ra tổn thất trên đường dây là 3,64(V)
Tính tốn một cách hồn tồn tương tự, tủ thứ 2 gồm nhóm phụ tải thứ 3
Itt
178,6
F ¿ Jkt = 3,1 =57,6
Nhận xét thấy nhóm thứ hai này có máy tiện bulong là có cơng suất định mức lớn
nhất lên ta sẽ chọn sơ bộ đường dây theo máy ép nguội.
Iđm= 68,1 (mmA) suy ra tiết diện của dây tính được bằng 28,97 (mm2) chọn dây A25với các thơng số Xo = 0,319 Ro = 1,28 suy ra tổn thất trên đường dây là 1,66(v)
17
Với nhóm phụ tải thứ thư và thứ năm gần nhau ta sẽ đặt chung một tủ động lực
Cuối cùng là 2 nhóm phụ tải động lực cuối, với dịng tính tốn được bằng 794,9(A)
ta chọn được cáp là :
Chọn cáp cách điện giấy nõi đồng loại BS 6840 do DELTA chế tạo có F = 300
Xo = 0,104 và Ro = 0,127
Khoảng cách từ tủ chính tớ tủ 1 là 30(m)
Ta có ∆U =
P∗ro+Q∗xo 212,268∗0,127∗30∗10−3 +378,7∗0,104∗30∗10−3
=
= 5,23 (v)
Uo
0,38
Nhóm này có máy ép quay có cơng suất lớn nhất, có dòng định mức bằng 157,2 (A)
ta chọn dây A-50 với các thông số F = 63,6(mm2) ;Xo= 0,297 và Ro = 0,64
c) Phương án 3: Trạm có 1 máy biếnáp
Cơng suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
SđmB3 ≥ Sttpx Vì vậy, ta chọn máy biến áp SđmB3 = 1250(kVA)
Bảng 11: thông số máy biến áp cho phương án 3
Sđm(kVA)
Uđm(kV)
P0(W)
khơng tải
Pn(W)
Có tải
1250
22/0,4
1720
12910
Dịng điện
Un(%)
Điện áp khơng tải
ngắn
I0(%)
mạch
5,5
1,2
Vì xưởng làm 3 ca liên tục nên ta chọn Tmax=5000h
42
-4
( =ح10+0,124×Tmax) × 8760 (h) = (0,124 + 10 ×5000)2×8760=3410,9(h)
Tổn thất điện năng máy biến áp:
1038,8 2
Ab3=P0*8760+PN ¿=1,72*8760+12,91* ( 1250 ¿ ∗¿3410,9=45479,8
(kWh)
Tổn thất công suất trong máy biến áp bao gồm tổn thất khơng tải (tổn thất sắt) và
tổn thất có tải (tổn thất đồng).
Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trong máy biến áp được tính theo cơng
thức sau:
Pb=P0+Pn¿
Trong đó : -P0, Pn là tổn thất cơng suất tác dụng không tải và ngắn mạch của
máy biến áp cho trong thông số của máy,kW ;
- t là thời gian vận hành thực tế của máy biến áp ,h. Bình thường máy biến
18
áp vận hành suốt một năm nên lấy t=8760h ;
-ح
thời gian tổn thất công suất lớn nhất
Phương án 3 : Chọn dây dẫn từ trạm biến áp nguồn, cách 20 m, tới tủ hạ thế
tổng(THT).
Ta có, khoảng cách từ trạm biến áp đến trung tâm phân xưởng (tới tủ
hạ thế tổng (THT) là 20m
Chọn dây dẫn đến phân xưởng là cáp đồng 3 pha được lắp đặt đi trên không.
Ilvmax = Sttpx/(√ 3∗Udm ¿=¿ 1038,2/(√ 3∗0,38) = 1577,4 (A)
Tiết diện dây F=Ilvmax /Jkt=1577,4 /3,1=508,8 ¿)
Ta chọn dây cáp đồng của CADIVI sản xuất tiết diện 630 mm2, r o = 0,102
(Ω/km) , xo = 0,095 (Ω/km) suy ra R=2,04.10-3(Ω);X=1,9.10-3(Ω)
Ta tính được tổn hao điện áp:
ΔU =( P∗R+ Q∗X )/U = 7,6(V)
Tính tốn sơ bộ dây dẫn từ tủ phân phối tổng tới các tủ động lực nhóm,ta
chọn đường dây cáp dài nhất và phụ tải có cơng suất lớn nhất để tính tốn sơ
bộ cho tồn phân xưởng
Bảng 12: Tổn hao sơ bộ cho phương án 3
Đường
dây
Ptt
(kW)
Qtt
(kVAr)
Chiều
dài (m)
R
Ω
X
Ω
ΔU
ΔA
(KWh)
C7
110
112.2
2.5
1.2
0.58
(V)
518.62
C
444.4
459.6
8.5
1.4
2.15
4237.63 21661033.21
1121510.7
19
Bảng 13:Tính lựa chọn dây dẫn cho tủ động lực nhóm 1
TT
A11
A12
A13
A14
A15
Tên thiết bị Ký
Cơng
hiệu suất
Pdm
(kw)
Máy
mài 1
6
nhẵn trịn
Máy
mài 2
3
nhẵn phẳng
Máy
mài 8
6
nhẵn trịn
Máy
mài 9
8
nhẵn phẳng
Máy khoan 10
1.2
A16
Máy ép
17
20
A17
Máy khoan
19
1.6
A18
Máy khoan
20
1.6
Stt
(kVA)
Lị gió
27
8.95
Nhóm 1
Dòng
I(A)
Tiết
diện
F
6.64
13.6
4.4
3.23
6.7
6.64
13.6
8.62
17.8
1.36
31.74
24.65
2.42
1.82
0.63
0.66
2.76
0.89
48.23
15.55
3.68
1.18
0.66
1.82
8
3.68
55.4
80.28
58.12
13.5
121.9
9
A16
3
5.94
0.999
A16
3
5.94
0.999
A16
2
3.96
0.666
A16
1
1.98
0.333
A16
3
5.94
0.999
A16
4
7.92
1.332
A16
2
3.96
0.666
A16
4
7.92
1.332
A16
5
9.9
1.665
A35
14
12.88 4.312
1.18
0.9
3.87
X
(mΩ)
5.76
0.66
1.8
R
(mΩ)
4.38
0.68
11.76
Chiều
dài
L(m)
2.16
0.67
8.95
Loại
dây
4.38
0.68
8.88
AA1
Cosφ
0.67
2.42
A19
Qtt
(kVAr)
4.35
39.35
20
Bảng 14:Tính lựa chon dây dẫn cho tủ động lực nhóm 2
TT
A21
A22
A23
A24
A25
A26
A27
A28
A29
Tên thiết bị Ký
Cơng Stt
hiệu suất (kVA)
Pdm
(kw)
Máy tiện 3
1.2
1.84
bu lông
Máy tiện 4
4.4
6.76
bu lông
Máy tiện 5
8
12.3
bu lông
Máy khoan 11
1.6
2.42
Máy tiện 12
bu lơng
Máy tiện 13
bu lơng
Cần trục
18
Máy
nguội
Máy
Qtt
(kVAr)
Cosφ
Dịng
I(A)
1.4
0.65
2.8
Tiết
diện
F(m
m)
0.9
Loại
dây
Chiều
dài
L(m)
A16
7
5.14
0.65
10.28
3.31
A16
3.5
9.35
0.65
18.69
6.03
A16
5.5
R
X
(mΩ) (mΩ)
13.8 2.331
6
6.93
10.8 1.83
9
1.82
0.66
3.68
1.18
A16
6
11.8 1.99
2.4
4.13
3.37
0.58
6.28
2.02
A16
1.5
8
2.97
5.6
9.65
7.86
0.58
14.66
4.73
A16
3
5.94
8
11.94
8.86
0.67
18.14
5.85
A16
5.5
ép 22
80
ép 23
110
114.2
8
157.1
1.16
81.61
0.7
112.2
0.7
173.6
3
238.7
56.0
1
77
0.999
10.8 1.83
A50
1
9
0.64
A70
1
0.46
0.297
0.233
21
nguội
AA2
221.
2
4
320
5
486.2
1
231.2
6
156.
84
A150 4
2.56
1.188
Bảng 15:Tính lựa chon dây dẫn cho tủ động lực nhóm 3
TT
A31
A32
A33
A34
A35
A36
A37
Tên
bị
thiết Ký
Cơng Stt
hiệu suất (kVA)
Pdm
(kw)
Máy phay 6
3
5.35
Máy phay 7
5.6
10
Máy tiện 14
5.6
bu lông
9.65
Máy tiện 15
6
bu lông
10.34
Máy tiện 16
15
bu lông
25.86
Máy tiện 24
20
bu lơng
34.48
Máy tiện 25
26
44.82
Qtt
(kVAr)
Cosφ
Dịng
I(A)
Tiết
Loại
diện
dây
F(mm)
Chiều
dài
L(m)
R
X
(mΩ) (mΩ)
4.43
8.28
0.56
0.56
0.58
8.14
15.19
2.62
4.9
A16
A16
A16
3
3
2
5.94
5.94
3.96
0.999
0.999
0.666
14.66
4.73
A16
2
3.96
0.666
A16
3
5.94
0.999
A16
3
5.94
0.999
A25
1
1.28
0.319
7.86
0.58
8.4
15.7
5.07
0.58
21.06
39.29
12.67
0.58
28.09
36.5
0.58
52.39
68.1
16.9
21.97
22
A38
AA3
bu lơng
Máy mài
26
4
85.2
6.34
4.93
146.8
119.56
0,63
9.64
223.0
5
3.11
A16
A70
2
8
3.96
3.68
0.666
1.864
X
(mΩ)
71.95
Bảng 16:Tính lựa chon dây dẫn cho tủ động lực nhóm 4
TT
A41
A42
A43
A44
A45
A46
A47
A48
Tên thiết Ký
Cơng Stt
bị
hiệu suất (kVA)
Pdm
(kw)
Lị gió
31
11
12.22
Máy xọc, 33
11
(đục)
18.33
Máy tiện 38
11
bu lông
20
Máy mài
39
9
14.28
Máy hàn
40
56
68.29
Máy quạt 41
11
14.1
Máy quạt 42
15
19.2
Máy hàn
43
56
68.29
Qtt
(kVAr)
Cosφ
Dòng
I(A)
Tiết
Loại
diện
dây
F(mm)
Chiều
dài
L(m)
R
(mΩ)
5.32
0.9
0.6
18.56
5.99
A16
A16
7
3
13.86 2.331
5.94 0.999
27.85
8.98
A16
3
5.94
0.999
A16
A35
A16
A16
A35
2
2
4
6
6
3.96
1.84
7.92
11.88
5.52
0.666
0.616
1.332
1.998
1.848
14.66
0.55
16.7
11.09
39.08
8.82
12
39.08
0.63
0.82
0.78
0.78
0.82
30.38
21.7
103.7
21.42
29.2
103.6
9.8
7
33.47
6.91
9.42
33.47
23
A49
A410
AA4
Máy cắt 44
tơn
Máy quạt 45
5.6
15
200.
6
0.57
9.8
19.23
259.2
2
8.07
12.03
0.78
164.19
A16
14.9
29.2
393.8
5
4.815
9.42
127.0
5
3
A16 5
A120 12
5.94
0.999
9.9
3.24
1.665
2.44
Bảng 17:Tính lựa chon dây dẫn cho tủ động lực nhóm 5
TT
A51
A52
A53
A54
A55
A56
Tên thiết bị Ký
Công Stt
hiệu suất (kVA)
Pdm
(kw)
Cần trục
21
26
38.8
Máy
ép 28
44
quay
75.86
Máy khoan 29
2.4
3.63
Máy khoan 30
2.4
3.63
Máy xọc, 32
8
(đục)
13.33
Máy
ép 34
60
103.4
quay
4
Qtt
(kVAr)
Cosφ
Dòng
I(A)
Tiết
Loại
diện
dây
F(mm)
Chiều
dài
L(m)
R
(mΩ)
X
(mΩ)
28.8
0.67
0.58
58.95
19.01
A16
A35
3
6
5.94
5.52
0.999
1.848
115.2
5.5
5.5
37.18
1.78
1.78
A16
A16
A16
3
2
2
5.94
3.96
3.96
0.999
0.666
0.666
20.25
6.53
A50
7
4.48
2.079
61.79
2.73
2.73
0.66
0.66
0.6
10.66
0.58
84.27
157.1
50.7
24
A57
A58
A59
Máy tiện 35
bu lông
Máy tiện 36
bu lông
Máy tiện 37
bu lông
AA5
3
0.55
5.45
4.55
5.6
9
160.
4
0.55
10.18
16.36
364
269.7
2
8.5
13.66
633
216.8
4
8.28
15.46
967
2
3.96
0.666
A16
1
1.98
0.333
A16
2
3.96
0.666
A120 4
1.08
0.816
2.67
4.9
0.55
24.86
409.7
9
A16
8.01
132,1
9
Tính tốn tổn thất trên đường dây :
DentaU = ( P.R+Q.X )/ Udm
25