Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng cơ khí 1KTA và toàn bộ nhà máy cơ khí QP1
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (554.97 KB, 66 trang )
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN :
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
1
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CUNG CẤP ĐIỆN
Sinh viên thiết kế
:
Nguyễn Xuân Hiếu
Lớp: Đại Học Khóa 7 Điện A
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Hà
I. ĐỀ.TÀI: Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng Cơ khí 1KTA và toàn bộ nhà máy
Cơ khí QP1.
II. CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT:
- Mặt bằng bố trí thiết bị của phân xưởng và xí nghiệp theo bản vẽ.
- Số liệu phụ tải cho theo bảng
- Số liệu nguồn Uđm = 35 kV; SNM= 1000 MVA
III. NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:
1. Phân tích yêu cầu CCĐ cho Hộ phụ tải.
2. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng Cơ khí
3. Xác định phụ tải tính toán của toàn Nhà máy.
4. Thiết kế mạng điện cho Phân xưởng và toàn Nhà máy.
5. Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện.
6.Tính toán tụ bù để nâng cao hệ số công suất toàn nhà máy lên 0,93
IV. CÁC BẢN VẼ THIẾT KẾ (GIẤY A3):
1. Sơ đồ mặt bằng và đi dây Phân xưởng.
2. Sơ đồ mặt bằng và đi dây Nhà máy.
3. Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn Nhà máy.
4. Sơ đồ nguyên lý CCĐ phân xưởng.
V. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN:
Ngày giao đề tài: 05/10/2015
Ngày nộp đồ án : 15/11/2015
Trưởng Bộ môn
Giáo viên hướng dẫn
2
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
BẢNG 1
SỐ LIỆU PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
Stt
Tên thiết bị
Ký hiệu
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Máy tiện
Máy tiện
Máy tiện
Máy bào
Máy bào
Máy phay
Máy mài tròn
Máy phay
Máy chuốt
Máy sọc
Máy doa
Máy cắt thép
Máy bào
Máy tiện
Máy BA hàn
380/65 V
Máy phay
Máy doa
Máy tiện
Máy doa
Cầu trục
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
16.
17.
18.
19.
20.
Công
suất(kW,kVA)
10
6
7
4,5
8
5
11
7,5
4,5
5
10
13
4,5
4,5
15 kVA
(ε đm = 40%)
15
17
12
12
15 kVA
(ε đm = 35%)
Cosϕ
Ksd
0,65
0,8
0,6
0,8
0,7
0,8
0,65
0,75
0,65
0.6
0.6
0,65
0,8
0,6
0,65
0,18
0,17
0,19
0,16
0,15
0,16
0,19
0.2
0,18
0,16
0.2
0,17
0,16
0,2
0,15
0,6
0,65
0,8
0,6
0,6
0,17
0,16
0,15
0,2
0,16
BẢNG 2
SỐ LIỆU PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
CÁC PHÂN XƯỞNG TRONG NHÀ MÁY
Stt
Cơ điện
Ptt
(kW)
120
Qtt
(kVAr)
110
Cơ khí 1
Ptt
Qtt
1
Cơ khí 2
180
130
1
Rèn, dập
165
125
2
Đúc thép
200
180
1
Đúc gang
180
150
1
Dụng cụ
160
120
2
Mộc mẫu
90
70
1
Tên phân xưởng
1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Loại hộ
2
3
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
8.
Lắp ráp
110
90
2
Nhiệt luyện
170
160
1
Kiểm nghiệm
70
50
1
Kho 1(Sản phẩm)
50
35
2
Kho 2(vật tư)
50
25
2
Nhà hành chính
70
75
1
9.
10.
11.
12.
13.
SƠ ĐỒ MẶT BẰNG NHÀ MÁY CƠ KHÍ (tỷ lệ 1/1000 )
35kV
12m
MỘC MẪU
ĐÚC GANG
CƠ KHÍ 1
CƠ KHÍ 2
ĐÚC THÉP
CƠ ĐIỆN
RÈN,DẬP
DỤNG CỤ
KHO
VẬT TƯ
KIỂM NGHIỆM
NHÀ
HÀNH
CHÍNH
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
4
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
KHO
SẢN PHẨM
GARA
BẢO VỆ
4
17
PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
Diện tích phân xưởng cơ khí được tính theo sơ đồ mặt bằng nhà máy
3
5
1
7
18
2
6
19
16
8
11
phòng kỹ thuật
9
14
kho vật tư
15
12
10
13
CẦU TRỤC %
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
= ....5
Pđm =.... kw
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
LỜI NÓI ĐẦU
Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất. Trong tình hình kinh tế thị
trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải hoạch toán kinh
doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm. Điện năng thực
sự đóng góp một phần quan trọng vào lỗ lãi của xí nghiệp. Nếu 1 tháng xảy ra mất điện 1,
2 ngày xí nghiệp không có lãi, nếu mất điện lâu hơn xí nghiệp sẽ thua lỗ. Chất lượng điện
xấu(chủ yếu là điện áp thấp ) ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm. Chất lượng điện
áp thực sự quan trọng với xí nghiệp may, xí nghiệp hoá chất, xí nghiệp lắp đặt chế tạo cơ
khí, điện tử chính xác. Vì thế, đảm bảo độ tin cậy cấp điện áp và nâng cao chất lượng
điện năng là mối quan tâm hàng đầu của đề án thiết kế cấp điện cho khu xí nghiệp.
Nhằm hệ thống hoá và vân dụng những kiến thức đã được học tập trong những
năm ở trường để giải quyết những vấn đề thực tế, em đã được giao thực hiện đề tài thiết
kế môn học với nội dung: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho cho phân xưởng cơ khí và
toàn bộ nhà máy cơ khí
Để hoàn thành tốt đồ án này, em đã được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong
môn cung cấp điện, đặc biệt là cô : Nguyễn Văn Hà
Do kiến thức và thời gian có hạn, bản đồ án không tránh khỏi sai sót, kính mong
các thầy ,cô góp ý kiến để bản đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
SINH VIÊN:
Nguyễn Xuân Hiếu
6
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
PHẦN I
GIỚI THIỆU VÀ PHÂN TÍCH YÊU CẦU
CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI
Điện năng được sản xuất ra từ nhà máy điện và truyền tải trên mạng. Điện năng luôn là
nguồn năng lượng chủ yếu không gì thay thế được trong mọi hoạt động sản xuất của nhà máy xí
nghiệp công nghiệp. Từ hoạt động của máy móc thiết bị động lực, hệ thống chiếu sáng trong nhà
máy đến hoạt động của các hệ thống sinh hoạt thiết bị thí nghiệm thiết bị văn phòng…phục vụ
cho công tác quản lý điều chỉnh và điều hành sản xuất. Vì vậy bất cứ một nhà máy xí nghiệp
nào cũng đòi hỏi phải được ứng dụng một thiết kế hệ thống cung cấp điện đúng nhất, hợp lý
nhất. Có vậy mới đáp ứng được nhu cầu sử dụng điện và hiệu qủa sử dụng điện của các hộ tiêu
thụ điện trong nhà máy xí nghiệp đó.
Một hệ thống cung cấp điện cho một nhà máy, xí nghiệp công nghiệp bao gồm các khâu
chính sau:
- Trạm biến áp (có thể cả đường dây trên không đến trạm biến áp).
- Mạng điện sau trạm biến áp đến các phân xưởng
- Mạng điện trong các phân xưởng
Nếu là một nhà máy có quy mô lớn gồm nhiều trạm biến áp hay phải thành lập trạm biến
áp trung gian thì phải thiết kế sơ đồ nối dây hay hệ thống phân phối cao áp cho các trạm biến áp.
Một hệ thống cung cấp điện hợp lý nhất hay còn gọi là phương án tối ưu, nó được lựa
chọn qua bài toán so sánh theo hai chỉ tiêu chính là kỷ thuật và tính kinh tế của một vài phương
án đưa ra có tính thuyết phục cao. Muốn vậy phải tìm hiểu kỹ các đặc điểm của quy trình sản
xuất, đánh giá phân loại hộ phụ tải cho từng nhà máy, từng nhóm máy, từng phân xưởng…và
nhà máy. Tức là công việc đầu tiên khi thiết kế ta phải phân tích qúa trình công nghệ của nhà
máy.
I. QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY
7
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Do tầm quan trọng của tiến trình CNH – HĐH đất nước đòi hỏi phải có nhiều thiết bị,
máy móc. Vì thế nhà máy có tầm quan trọng rất lớn. Là một nhà máy sản xuất các thiết bị công
nghiệp vì vậy phụ tải của nhà máy đều làm việc theo dây chuyền, có tính chất tự động hóa cao.
Phụ tải của nhà máy chủ yếu là phụ tải loại 1 và 2 (tùy theo vai trò quy trình công nghệ). Nhà
máy cần đảm bảo được cấp điện liên tục. Do đó nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ hệ
thống điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian.
II. MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN.
Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành các dạng năng
lượng khác (nhiệt năng, quang năng, cơ năng…), dễ truyền tải và phân phối. Chính vì vậy điện
năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Điện năng nói chung
không tích trữ được, trừ một vài trường hợp cá biệt và công suất như như pin, ắc quy, vì vậy giữa
sản xuất và tiêu thụ điện năng phải luôn luôn đảm bảo cân bằng.
Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ. Đặc điểm của quá trình này xẩy ra
rất nhanh. Vì vậy đễ đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấp điện an toàn, tin cậy, đảm bảo chất
lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng bộ như điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tự
động hóa vv…
Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng
để phát triển các khu đô thị, khu dân cư….Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội,
kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng không
những trong giai đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai 5 năm 10 năm
hoặc có khi lâu hơn nữa. Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:
1.2.1. Độ tin cậy cung cấp điện:
Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào. Trong điều kiện cho phép ta
cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt.
Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí thì việc ngừng cung cấp
điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế do đó ta xếp nhà máy cơ khí
vào hộ phụ tải loại 2.
1.2.2. Chất lượng điện:
Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điện áp. Chỉ tiêu tần số do cơ
quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn mới phải quan tâm đến chế
độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp phần ổn định tần số của hệ thống lưới điện.
Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chất lượng điện áp cho
khách hàng. Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện
áp định mức. Đối với phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp như các máy móc thiết bị điện
tử, cơ khí có độ chính xác vv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%.
1.2.3. An toàn điện:
Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết bị. Muốn đạt
được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh
nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phải được chọn đúng loại đúng công suất. Công tác xây
8
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
dựng lắp đặt phải được tiến hành đúng, chính xác cẩn thận. Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệ
thống điện có vai trò hết sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành những quy định
về an toàn sử dụng điện.
1.2.4. Kinh tế:
Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi
các chỉ tiêu kỹ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua tổng số vốn đầu tư,
chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn đầu tư. Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải
thông qua tính toán và so sánh giữa các phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp,
phương án cung cấp điện tối ưu.
PHẦN II
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
I. KHÁI NIỆM CHUNG.
Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, xí nghiệp, hộ tiêu thụ thì một trong những
công việc rất quan trọng mà ta phải làm đó là tiến hành xác định phụ tải tính toán cho nhà máy.
- Phụ tải tính toán: Phụ tải tính toán (PTTT) theo điều kiện phát nóng (được gọi tắt là phụ
tải tính toán) là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện
tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất. Nói cách
khác, phụ tải tính toán cũng làm dây dẫn phát nóng tới nhiệt độ bằng với nhiệt độ lớn nhất do
phụ tải thực tế gây ra. Do vậy, về phương diện phát nóng nếu ta chọn các thiết bị điện theo phụ
tải tính toán có thể đảm bảo an toàn cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành bình
thường.
II. MỤC ĐÍCH XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN.
Xác định phụ tải tính toán là một công đoạn rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện,
nhằm làm cơ sở cho việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị của lưới điện. Phụ tải điện phụ thuộc
vào nhiều yếu tố như công suất và số lượng các máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công
nghệ sản xuất, trình độ vận hành của công nhân... Vì vậy, xác định chính xác phụ tải tính toán là
một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng bởi vì nếu phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn
phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có thể dẫn đến cháy nổ rất nguy hiểm.
Ngược lại, nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ
quá lớn so với yêu cầu, do đó gây lãng phí đầu tư và kéo dài thời gian thu hồi vốn.
Do tính chất quan trọng như vậy nên đã có rất nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều
phương pháp tính toán phụ tải điện. Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình
bày nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác. Những phương pháp
đơn giản và thuận tiện trong tính toán thì độ chính xác không cao. Còn nếu nâng cao độ chính
xác, xét đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính phức tạp. Các phương pháp xác
định phụ tải tính toán được chia làm 2 nhóm chính:
- Nhóm thứ nhất: là nhóm dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết và đưa
ra các hệ số tính toán. Đặc điểm của phương pháp này là thuận tiện nhưng độ chính xác không
cao, thường chỉ cho các kết quả gần đúng.
- Nhóm thứ hai: là nhóm các phương pháp dựa trên cơ sở lý thuyết xác suất và thống kê.
Đặc điểm của phương pháp này là có kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố nên kết quả có độ chính
xác cao hơn song việc tính toán lại phức tạp hơn.
9
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Do vậy, tuỳ theo giai đoạn thiết kế là sơ bộ hay kỹ thuật thi công và quy mô, đặc điểm
của công trình, yêu cầu về độ chính xác và thông tin về phụ tải mà chọn phương pháp tính toán
phụ tải điện thích hợp.
III. PHÂN NHÓM PHỤ TẢI.
2.3.1: Các phương pháp phân nhóm phụ tải.
Khi bắt tay vào xác định PTTT thì công việc đầu tiên mà ta phải làm đó là phân nhóm
phụ tải.Thông thường thì người ta sử dụng một trong hai phương pháp sau:
- Phân nhóm theo dây chuyền sản xuất và tính chất công việc:Phương pháp này có ưu
điểm là đảm bảo tính linh hoạt cao trong vận hành cũng như bảo trì, sửa chữa. Chẳng hạn như
khi nhà máy sản xuất dưới công suất thiết kế thì có thể cho ngừng làm việc một vài dây chuyền
mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động của các dây chuyền khác, hoặc khi bảo trì, sửa chữa thì
có thể cho ngừng hoạt động của từng dây chuyền riêng lẻ,… Nhưng phương án này có nhược
điểm sơ đồ phức tạp, là chi phí lắp đặt khá cao do có thể các thiết bị trong cùng một nhóm lại
không nằm gần nhau cho nên dẫn đến tăng chi phí đầu tư về dây dẫn, ngoài ra thì đòi hỏi người
thiết kế cần nắm vững quy trình công nghệ của nhà máy.
-Phân nhóm theo vị trí trên mặt bằng:Phương pháp này có ưu điểm là dễ thiết kế, thi
công, chi phí lắp đặt thấp. Nhưng cũng có nhược điểm là kém tính linh hoạt khi vận hành sửa
chữa so với phương pháp thứ nhất.
Do vây mà tuỳ vào điều kiện thực tế mà người thiết kế lựa chon phương án nào cho hợp
lý.
2.3.2: Phân chia nhóm phụ tải cho các phân xưởng cơ khí 2 và của toàn bộ nhà máy cơ khí số 4.
- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau:
+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc.
+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau tránh chồng chéo và giảm chiều dài
dây dẫn hạ áp.
+ Công suất các nhóm cũng nên không quá chênh lệch nhóm nhằm giảm chủng loại tủ
động lực.
- Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng ta chia ra
làm 4 nhóm thiết bị phụ tải như sau:
+ Nhóm 1: 1, 4, 5, 6, 8, 17
+ Nhóm 2: 9, 10, 12, 13, 14, 15, 20
+ Nhóm 3: 2, 3, 7, 11, 16, 18, 19
IV. XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI.
2.4.1: Mục đích.
Xác định tâm phụ tải là nhằm xác định vị trí hợp lý nhất để đặt các tủ phân phối (hoặc tủ
động lực). Vì khi đặt tủ phân phối (hoặc động lực) tại vị trí đó thì ta sẽ thực hiện được việc cung
cấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất nhỏ, chi phí kim loại màu là hợp lý nhất. Tuy
nhiên, việc lựa chọn vị trí cuối cùng còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như: đảm bảo tính mỹ
quan, như thuận tiện và an toàn trong thao tác, v.v…
Ta có thể xác định tâm phụ tải cho nhóm thiết bị (để định vị trí đặt tủ động lực), của một
phân xưởng, vài phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy (để xác định vị trí đặt tủ phân phối.
Nhưng để đơn giản công việc tính toán thì ta chỉ cần xác định tâm phụ tải cho các vị trí đặt tủ
phân phối. Còn vị trí đặt tủ động lực thì chỉ cần xác định một cách tương đối bằng ước lượng sao
cho vị trí đặt tủ nằm cân đối trong nhóm thiết bị và ưu tiên gần các động cơ có công suất lớn.
2.4.2: Công thức tính.
10
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
- Tâm phụ tải được xác định theo công thức:
n
x0 =
∑ S .x
i
1
n
i
y0 =
n
∑S
1
∑ S .y
i
1
n
i
z0 =
n
∑S
i
1
;
i
;
∑ S .z
i
1
i
n
∑S
1
i
( 2.1)
- Trong đó:
x0; y0; z0 là toạ độ tâm phụ tải điện.
xi; yi; zi là toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một trục toạ độ XYZ tuỳ chọn.
Si là công suất của phụ tải thứ i.
Trong thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z. Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt các
trạm biến áp, trạm phân phối, tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm
tổn thất trên lưới điện.
A: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
I. MỘT SỐ KHÁI NIỆM.
-Hệ số sử dụng Ksd: Là tỉ số của phụ tải tính toán trung bình với công suất đặt hay công
suất định mức của thiết bị trong một khoảng thời gian khảo sát (giờ, ca, hoặc ngày đêm,…)
+ Đối với một thiết bị:
P
tb
Ksd =
Pdm
(2.2)
+ Đối với một nhóm thiết bị:
n
∑P
Ksd =
Ptb
Pdm
i =1
n
tbi
∑P
=
i =1
dm i
(2.3)
⇒ Hệ số sử dụng nói lên mức sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị trong
khoảng thời gian cho xem xét.
-Hệ số đồng thời Kđt : Là tỉ số giữa công suất tác dụng tính toán cực đại tại nút khảo sát
của hệ thống cung cấp điện với tổng các công suất tác dụng tính toán cưcï đại của các
Ptt
n
∑P
nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt (hoặc các nhóm thiết bị) nối vào nút đó:
(2.4)
Kđt =
i =1
Hệ số đồng thời phụ thuộc vào số các phần tử n đi vào nhóm:
- Kđt = 0.9 ÷0.95 khi số phần tử n =2÷4
- Kđt =0.8 ÷0.85 khi số phần tử n =5÷10
11
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
tti
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
-Hệ số cực đại Kmax: Là tỉ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong thời gian
xem xét.
P
tt
Kmax =
Ptb
(2.5)
(Hệ số cực đại thường được tính với ca làm việc có phụ tải lớn nhất).
Hệ số Kmax phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả nhq (hoặc Nhq), vào hệ số sử dụng và hàng
loạt các yếu tố khác đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm. Trong thực
tế khi tính toán thiết kế người ta chọn Kmax theo đường cong
Kmax= f(Ksd,nhq), hoặc tra trong các bảng cẩm nang tra cứu.
- Số thiết bị hiệu quả nhq: Giả thiết có một nhóm gồm n thiết bị có công suất và chế độ
làm việc khác nhau. Khi đó ta định nghĩa nhq là một số quy đổi gồm có nhq thiết bị có công suất
định mức và chế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng với phụ tải tiêu thụ
thực do n thiết bị tiêu thụ trên.
n
(∑ Pdmi )2
i =1
n
∑ (P
dmi
i =1
nhq =
)2
(2.6)
-Hệ số nhu cầu Knc :Là tỉ số giữa công suất tính toán (trong điều kiện thiết kế) hoặc công
suất tiêu thụ (trong điều kiện vận hành) với công suất đặt (công suất định mức) của nhóm hộ
tiêu thụ:
Knc =
Ptt
Ptt
•
Pdm Pµ X
=
. = Kmax . Ksd
(2.7)
Hiện nay có rất nhiều phương pháp để tính toán phụ tải tính toán (PTTT), dựa trên cơ sở
khoa học để tính toán phụ tải điện và được hoàn thiện về phương diện lý thuyết trên cơ sở quan
sát các phụ tải điện ở xí nghiệp đang vận hành.
Thông thường những phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện lại cho kết quả không
thật chính xác, còn muốn chính xác cao thì phải tính toán lại phức tạp. Do vậy tùy theo giai
đoạn thiết kế thi công và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán cho thích hợp.
Nguyên tắc chung để tính PTTT của hệ thống là tính từ thiết bị điện ngược trở về nguồn,
tức là được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện, và ta chỉ cần tính toán
tại các điểm nút của hệ thống điện.
∗ Mục đích của việc tính toán phụ tải điện tại các nút nhằm:
- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp từ dưới 1000V trở lên.
- Chọn số lượng và công suất máy biến áp.
- Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối
- Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ.
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PTTT THƯỜNG DÙNG.
A.2.1: Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng theo đơn vị sản phẩm.
12
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Đối với hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế không thay đổi, PTTT bằng phụ tải trung
bình và được xác định theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẫm khi cho trước
tổng sản phẫm sản xuất trong một đơn vị thời gian:
M ca .Wo
Tca
Ptt = Pca =
(2.8)
Trong đó:
M ca
- Số lượng sản phẫm sản xuất trong một ca.
Tca -Thời gian của ca phụ tải lớn nhất.
w0 - Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẫm.
Khi biết w0 và tổng sản phẫm sản xuất trong cả một năm, PTTT được tính theo công thức
sau:
Ptt =
A
Tlv max
=
Wo .M
Tlv max
(kW)
(2.9)
Với:
Tlvmax[giờ]: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất trong năm.
A.2.2: Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải tính trên một đơn vị sản xuất.
Nếu phụ tải tính toán xác định cho hộ tiêu thụ có diện tích F, suất phụ tải trên một đơn vị
là P0 thì:
Ptt = P0. F
(kW)
(2.10)
Với:
P0 : Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (kW/m2). trong thiết kế sơ bộ
có thể lấy theo số liệu trong các bảng tham khảo.
F : Diện tích bố trí nhóm, hộ tiêu thụ (m2).
Phương pháp này dùng để tính phụ tải của các phân xưởng có mật độ máy móc phân bố
tương đối đều.
A.2.3: Xác định phụ tải theo công suất đặt (Pđ ) và hệ số nhu cầu (Knc).
Phụ tải tính toán được xác định bởi công thức:
n
Ptt = K nc .∑ Pdmi
i =1
(kW)
Qu = Pu .tgϕ
(2.11b)
Su = Pu 2 + Q u 2 =
Mốt cách gần đúng ta có thể coi
(2.11a)
Pu
cos ϕ
Pd = Pdm
(kVA)
(2.11c)
do đó:
n
Ptt = k nc .∑ Pdmi
i =1
(kW)
(2.11d)
Trong đó:
+ knc :
hệ số nhu cầu, tra sổ tay kỹ thuật theo các số liệu thống kê của các
xí nghiệp, phân xưởng tương ứng.
13
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
+
+
Pd
Pdm
:
là công suất đặt của các thiết bị (kW)
:
là công suất định mức của thiết bị (kW)
Ptt ,Q u ,Su :
+
là công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến
tính toán của thiết bị (kW), (kVAr), (kVA).
+ Cosϕ: hệ số công suất tính toán tra sổ tay kỹ thuật từ đó tính được tgϕ. Nếu hệ số cosϕ
của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì ta phải tính hệ số cosϕ trung bình của nhóm
theo công thức sau:
n
∑ Cosφ .P
i =1
i
dmi
n
∑P
cosϕtb =
dm i
i =1
(2.12)
Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện nên nó thường được dùng
khi đã có thiết kế nhà xưởng của xí nghiệp nhưng chưa có thiết kế chi tiết bố trí các máy móc,
thiết bị trên mặt bằng. Lúc này chỉ biết một số liệu duy nhất là công suất đặt của từng phân
xưởng.
Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là kém chính xác vì Knc được tra trong các sổ tay
thường thì không hoàn toàn đúng với thực tế mà nó chỉ có ý nghĩa dùng để tham khảo.
A.2.4: Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại Kmax và công suất trung bình Ptb (còn gọi là
phương pháp số thiết bị hiệu quả hay phương pháp sắp xếp biểu đồ).
Công thức tính :
n
Ptt = K max .K sd .∑ P dmi
i=1
(2.13)
Trong đó :
n
: Số thiết bị điện trong nhóm.
Pdmi
: Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm.
Kmax : Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ.
Kmax = f (nhq, Ksd ).
nhq
: số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công
suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế.
(Gồm có các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau).
Công thức để tính nhq như sau :
14
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
n
∑ Pdmi ÷
n hq = n i=1
2
P
(
)
∑ dmi
2
i=1
(2.14)
Trong đó :
Pdmi
: công suất định mức của thiết bị thứ i.
N
: số thiết bị có trong nhóm.
Tuy nhiên biểu thức trên không thuận lợi khi số thiết bị là lớn .
Do đó : với n > 4 thì cho phép dùng các phương pháp tính toán gần đúng để xác định n hq với sai
số trong khoảng ±10%
Trường hợp 1:
Khi:
Pdmmax
≤3
P
dmmin
m=
và ksd ≥ 0,4 thì nhq = n
Trong đó:
Pdmmax và Pdmmin là công suất định mức của thiết bị có công suất lớn nhất và nhỏ
nhất trong nhóm.
Chú ý:
Nếu trong nhóm n thiết bị có n 1 thiết bị mà tổng công suất của n 1 thiết bị này không lớn
hơn 5% tổng công suất danh định của cả nhóm, tức là:
n1
n
1
1
∑ P dmi ≤ 5%∑ Pdmi
thì
nhq = n- n1
Trường hợp 2:
Nếu:
n
Pdmmax
>3
P
dm
min
m=
và ksd ≥ 0,2 thì
n hq =
2.∑ Pdmi
i =1
Pdm max ≤ n
Trường hợp 3:
Khi mà không áp dụng được các trường hợp trên trong các trưòng hợp sau:
+ ksd < 0,2
+ ksd < 0,4 và m ≤ 3
Khi đó, việc xác định nhq phải tiến hành theo các bước sau:
- Tính n và n2, trong đó n là số thiết bị của cả nhóm, n 2 là số thiết bị có công suất ≥ một
nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm thiết bị đó.
n2
n
-Tính:
P=
∑ Pdmi
1
và P2 =
∑P
1
dmi
15
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
P* =
P2
n
n* = 2
P và
n
- Tính:
- Tra sổ tay kĩ thuật theo quan hệ:
n hq∗ = f ( n ∗ ,P∗ )
- Tính:
nhq = nhq* . n
∗ Các bước tính toán:
- Tính số thiết bị hiệu quả theo công thức (2.6).
- Tính hệ số sử dụng của nhóm thiết bị theo công thức (2.3).
- Xét các trường hợp:
n
∑P
+ Nếu nhq< 4 và n<4 : Ptt =
i =1
dmi
(2.15)
n
∑P
+ Nếu nhq< 4 và n≥4 : Ptt =
i =1
dmi
. Kpti
(2.16)
Với Kpti là hệ số phụ tải của thiết bị thứ i. Có thể lấy gần đúng:
+ Kpt = 0,75 (Chế độ làm việc ngắn hạn).
+ Kpt = 0,90 (Chế độ làm việc dài hạn).
+ Nếu nhq≥ 4:
-Tìm Kmax theo nhq và Ksd.
-Xác định PTTT theo công thức:
Ptt = Kmax. Ksd. PđmΣ = Kmax . Ptb
(2.17)
Qtt = 1.1Qtb (Nếu nhq≤ 10) = Qtb (Nếu nhq>10).
Trong đó Ptb và Qtb là công suất tác dụng và công suất phản kháng trung bình của nhóm:
Ptb = Ksd . Pđm
Qtb = Ptb. tgϕtb
(cosφtb tính theo công thức (2.12)). (2.18)
+ Phụ tải tính toán của nhóm :
- Với tủ động lực:
Stt =
Ptt 2 + Q tt 2
(2.19)
- Với tủ phân phối:
16
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
n
n
∑ Pttdl
Pttpp = Kđt .
i =1
∑Q
và Qttpp =Kđt
× i=1
ttdl
Pttpp 2 + Q ttpp 2
⇒
Sttpp =
(2.20)
Trong đó Kđt là hệ số đồng thời, chọn theo số nhóm đi vào tủ.
∗ Nếu có phụ tải chiếu sáng đi vào tủ thì phải cộng thêm các giá trị Pcs và Qcs ,vào Ptt và Qtt trong
các công thức trên.
A.2.5: Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số hình dáng.
Công thức tính :
Ptt = Khd.Ptb
Qtt = Ptt.tgφ
Ptt 2 + Q tt 2
Stt =
(2.21)
Trong đó:
Khd: hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay.
T
∫P
dt
Ptb =
0
T
=
A
T
(2.22)
Trong đó:
Ptb: công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát.
A: điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T.
A.2.6: Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình
bình phương.
Công thức tính:
Ptt = Ptb ± β.δ.
Trong đó :
β: hệ số tán xạ.
δ: độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.
Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị của phân
xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy. 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 hệ thống đang vận hành.
A.2.7: Xác định phụ tải đỉnh nhọn (PTĐN).
Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện trong thời gian ngắn (Trong khoảng một
vài giây). Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn (I đn). Dòng điện
này thường được dùng để kiểm tra sụt áp khi mở máy, tính toán chọn các thiết bị bảo vệ.…. Đối
với một thiết bị thì dòng đỉnh nhọn là dòng mở máy. Còn đối với nhóm thiết bị thì dòng đỉnh
nhọn xuất hiện khi máy có dòng điện mở máy lớn nhất trong nhóm khởi động, còn các máy khác
làm việc bình thường. Do đó dòng đỉnh nhọn được tính theo công thức sau:
17
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Iđn = Ikđ = Kmm. Iđm
(Đối với một thiết bị).
Iđn = Ikđmax+ Itt –Ksd.Iđmmax (Đối với một nhóm thiết bị).
(2.23)
Trong đó:
- Kmm là hệ số mở máy :
+ Với động cơ KĐB, rotor lồng sóc Kmm = 5÷7
+ Động cơ DC hoặc KĐB rotor dây quấn Kmm = 2.5
+ Đối với MBA và lò hồ quang thì Kmm≥ 3.
- Ikđmax và Ksd là dòng khởi động và hệ số sử dụng của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất
trong nhóm.
- Itt là dòng điện tính toán của nhóm :
Itt =
Stt
3 ×U dm
(2.24)
B : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1KTA
I. PHÂN NHÓM PHỤ TẢI (mục 2.3.2):
Trong mỗi phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc rất khác
nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc
phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo các nguyên tắc sau:
• Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ
vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân
xưởng.
• Chế độ của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc xác định phụ tải
tính toán được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện
cho nhóm.
• Tổng công suất của nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong
phân xưởng và cho toàn nhà máy.Số thiết bị trong một nhóm không nên quá nhiều bởi số
đầu ra của các tủ động lực thường là 8÷12 đầu.
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất
của thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân xưởng cơ khí số 1
thành các nhóm sau trong bảng 1.
Bảng II.1:
STT
1
SỐ LIỆU PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1
Tên Thiết
SL Ký Hiệu
Công Suất
Cosϕ
Bị
(KW,KVA)
Nhóm I
Máy Tiện
1
1.
10
0,65
Ksd
0,18
18
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
2
3
4
5
6
Máy Bào
Máy Bào
Máy Phay
Máy Doa
Máy Phay
Tổng Cộng
Nhóm II
1
1
1
1
1
5
4.
5.
6.
17.
8.
4.5
8
5
17
7.5
52
0,8
0,7
0,8
0,65
0,75
0,16
0,15
0,16
0,16
0,2
1
2
3
4
5
6
Máy Chuốt
Máy Sọc
Máy Cắt Thép
Máy Bào
Máy Tiện
Máy BA Hàn
380/65V
Cầu Trục
1
1
1
1
1
1
9.
10.
12.
13.
14.
15.
0,65
0,6
0,65
0,8
0,6
0,65
0,18
0,16
0,17
0,16
0,2
0,15
1
20.
0,6
0,16
Tổng Cộng
Nhóm III
7
4.5
5
13
4.5
4.5
15kVA
(ε đm = 40%)
15kVA
(ε đm = 35%)
46.54
Máy Máy Tiện
Máy Tiện
Máy Mài Tròn
Máy Doa
Máy Phay
Máy Tiện
Máy Doa
Tổng Cộng
1
1
1
1
1
1
1
7
6
7
11
10
15
12
12
73
0,8
0,6
0,65
0,6
0,6
0,8
0,6
0,17
0,19
0,19
0,2
0,17
0,15
0,2
7
1
2
3
4
5
6
7
2.
3.
7.
11.
16.
18.
19.
II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC NHÓM PHỤ TẢI:
2.1. Tính toán cho nhómI: (Số liệu phụ tải đã cho trong bảng II.1)
Bảng II.2: Danh sách thiết bị và thông số tính toán của Nhóm I:
( Iđm được tính theo công thức : Iđm = Sđm/(
STT
1
2
3
4
5
6
Tên Thiết
Bị
Nhóm I
Máy Tiện
Máy Bào
Máy Bào
Máy Phay
Máy Phay
Máy Doa
Tổng Cộng
3
U) với Sđm = Pđm/cosϕ )
SL
Ký Hiệu
Công Suất
(KW,KVA)
Cosϕ
Ksd
1
1
1
1
1
1
6
1.
4.
5.
6.
8.
17.
10
4.5
8
5
7,5
17
52
0,65
0,8
0,7
0,8
0,75
0,65
0,18
0,16
0,15
0,16
0,2
0,16
Idm(A)
25,38
9,28
18,85
10,31
16,49
43,14
19
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Số thiết bị của Nhóm I: n =6
Thiết bị có công suất định mức lớn nhất là: Pđmmax = 17 (kW)
Thiết bị có công suất định mức nhỏ nhất là: Pđmmin = 4,5 (kW)
Ta xác định tỷ số :
Pdm max
Pdm min
17
4,5
m=
=
= 3,78
Vì hệ số cosϕ của các thiết bị trong nhóm là không giống nhau nên ta phải tính giá trị cosϕtb
theo công thức :
n
∑ Cosφ .P
i
i =1
dmi
n
∑P
i =1
dmi
cosϕtb =
.
Thay số vào ta được :
10.0, 65 + 4,5.0,8 + 8.0, 7 + 5.0,8 + 7,5.0, 75 + 17.0, 65
cos ϕ =
52
⇒
tgϕ =
1 − 0,7 2
0,7
= 0,7
=1,02
Hệ số sử dụng :
n
∑k
i =1
sd i
.Pdmi
n
∑P
ksd=
i =1
dmi
Thay số vào ta được :
10.0,18 + 4,5.0,16 + 8.0,15 + 5.0,16 + 7,5.0, 2 + 17.0,16
⇒
52
ksd =
= 0,168
Ta có : vì m = 3,78 > 3 và ksd = 0,168< 0,2 .
Do vậy nên ta phải tính Ptt theo n* và P* . Trong đó Số thiết bị có công suất không nhỏ
hơn 50% công suất của thiết bị có công suất lớn nhất là : n1 = 2
n*=
n1
n
= 0,33
P* 10 + 17
=
=
PΣ
52
và
P*=
0,52
Với n* = 0,33 và P* = 0,52 tra bảng PL I.5 [sách Thiết Kế CCĐ] ta có được nhq* = 0,79
⇒
số thiết bị sử dụng hiệu quả :
nhq = nhq* . n = 0,79 . 6 = 4,74
Tra bảng PL I.6 [sách Thiết Kế CCĐ] ta có được với nhq = 4,74 và ksd = 0,168 thì
20
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
kmax= 2,73
Vậy các thông số tính toán của Nhóm I:
+ Phụ tải tính toán :
n
∑P
i =1
dmi
Ptt = kmax.ksd.
= 2,73 . 0,168 . 52 = 23,85 (kW)
+ Phụ tải tính toán phản kháng :
Qtt = Ptt .tgϕ = 23,85 . 1,02 = 24,33 (kVAr)
+ Phụ tải tính toán toàn phần :
Ptt2 + Q 2tt
Stt =
+ Dòng điện tính toán :
I tt =
Stt
U dm 3
=
23,852 + 24,332
= 34,07 (kVA)
= 34, 07
0,35. 3
= 56,2 (A)
+ Dòng điện đỉnh nhọn :
Idn = Imm.max + Itt – ksd.max. Iđm.max
Với:
Imm.Max = Kmm . Iđm.max = 5 .43,14 = 215,7 (A) là dòng mở máy lớn nhất của
thiết bị có trong nhóm với Kmm = 5 và Iđm.max = 43,14 (A)
ksd.max = 0,2 là hệ số sử dụng lớn nhất của thiết bị có trong nhóm
⇒
Iđn = 215,7 + 56,2 – 0,2.43,14 = 263,27 (A)
2.2. Tính toán cho nhómII: (Số liệu phụ tải đã cho trong bảngII.1)
Bảng II.3: Danh sách thiết bị và thông số tính toán của Nhóm II:
STT
Tên Thiết Bị
SL
Ký Hiệu
Trên Mặt
Bằng
Công Suất
Pđm(KW)
1
1
1
1
1
1
9.
10.
12.
13.
14.
15.
4,5
5
13
4,5
4,5
10,68
1
7
20.
8,87
51,05
ϕ
Ksd
Idm(A)
0,65
0,6
0,65
0,8
0,6
0,65
0,18
0,16
0,17
0,16
0,2
0,15
11,42
13,75
32,99
9,28
12,37
27,1
0,6
0,16
24,39
Cos
Nhóm II
1
2
3
4
5
6
7
Máy Chuốt
Máy Sọc
Máy Cắt Thép
Máy Bào
Máy Tiện
Máy BA hàn
380/65 V
Cầu Trục
Tổng Cộng
Xác định hệ số sử dụng và hệ số công suất trung bình của nhóm II:
21
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Trong Nhóm II của phân xưởng có 1 thiết bị làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại với hệ số tiếp
ε
điện đm. Nên trước hết ta cần quy đổi các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại này về chế
độ làm việc dài hạn.
Ta có:
Công suất của máy biến áp hàn 1 pha 380/65V là:
ϕ ε dm
0, 4
3
3
PdmBA =
.S.cos .
=
.15.0,65.
= 10,68 (kW)
⇒
PdmBA
U dm .cos ϕ. 3
IdmBA=
10,68
0,35.0,65. 3
=
= 27,1 (A)
Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như Cầu Trục, khi tính phụ tải điện của
chúng thì ta phải quy đổi về công suất định mức ở chế độ làm việc dài hạn, tức là quy đổi về chế
độ làm việc có hệ số đóng điện tương đối với
’
đm
+ Đối với động cơ (cầu trục ):
→
P
’
đm CT
P =Pđm..
0,35
= 15.
ε
đm
% =100 :
ε dm
= 8,87 KW
Số thiết bị của nhóm I: n = 7
Thiết bị có công suất định mức lớn nhất là: Pđmmax = 13
Thiết bị có công suất định mức nhỏ nhất là: Pđmmin = 4,5
Ta xác định tỷ số :
Pdm max
Pdm min
(kW)
(kW)
13
4,5
m=
=
= 2,89
Vì hệ số cosϕ của các thiết bị trong nhóm là không giống nhau nên ta phải tính giá trị cosϕtb
theo công thức :
n
∑ Cosφ .P
i =1
i
dmi
n
∑P
i =1
dmi
cosϕtb =
.
Thay số vào ta được :
0, 65.4,5 + 0, 6.5 + 0, 65.13 + 0,8.4,5 + 0, 6.4,5 + 0, 65.10, 68 + 0, 6.8,87
cos ϕ =
51, 05
⇒
tgϕ =
1 − 0, 6452
0, 645
= 0,645
=1,18
22
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Hệ số sử dụng :
n
∑k
i =1
sd i
.Pdmi
n
∑P
i =1
ksd=
dmi
Thay số vào ta được :
⇒
0,18.4,5 + 0,16.5 + 0,17.13 + 0,16.4,5 + 0.2.4,5 + 0.15.10,68 + 0.16.8,87
51,05
ksd =
= 0,166
Ta có : vì m = 2,89 < 3 và ksd = 0,166< 0,2 .Do vậy nên ta phải tính Ptt theo n* và P* . Trong đó
Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 50% công suất của thiết bị có công suất lớn nhất là : n1 =
3
n1 3
P 13 + 8,87 + 10,68
P∗ = 1 =
P
51, 05
⇒
7
n
n* =
= = 0,43 và
= 0,64
Với n* = 0,43 và p* = 0,64 tra bảng [ PL I.5 ta có được nhq* = 0,846
⇒
×
số thiết bị sử dụng hiệu quả : nhq = nhq* n = 0,846 . 7 = 5,92
Tra bảng PL I.6 [ sách Thiết Kế CĐ] ta có được với nhq = 5,92 và ksd = 0,166 thì
kmax= 2,62
Vậy các thông số tính toán của Nhóm II:
+ Phụ tải tính toán :
n
∑P
i =1
dmi
Ptt = kmax.ksd.
= 2,62 . 0,166 . 51,05 = 22,2 (kW)
+ Phụ tải tính toán phản kháng :
Qtt = Ptt .tgϕ = 22,2 . 1,18 = 26,2 (kVAr)
+ Phụ tải tính toán toàn phần :
Ptt2 + Q 2tt
Stt =
+ Dòng điện tính toán :
I tt =
Stt
U dm 3
=
22,22 + 26,22
= 34,34 (kVA)
= 34,34
0,35. 3
= 56,65(A)
+ Dòng điện đỉnh nhọn :
Iđn = Imm.max + Itt – ksd.max. Iđm.max
Với:
Imm.Max = Kmm . Iđm.max = 5 .32,99 = 164,95 (A) là dòng mở máy lớn nhất
của thiết bị có trong nhóm với Kmm = 5 và Iđm.max = 32,99 (A).
ksd.max = 0,2 là hệ số sử dụng lớn nhất của thiết bị có trong nhóm
⇒
Iđn = 164,95 + 56,65 – 0,2.32,99 = 215 (A)
2.3. Tính toán cho nhómIII: (Số liệu phụ tải đã cho trong bảngII.1)
23
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Bảng II.4: Danh sách thiết bị và thông số tính toán của Nhóm III:
STT
Tên Thiết
Bị
SL
Ký
Hiệu
Công Suất
(KW,KVA)
Cosϕ
Ksd
Idm(A)
1
1
1
1
1
1
1
7
2.
3.
7.
11.
16.
18.
19.
6
7
11
10
15
12
12
73
0,8
0,6
0,65
0,6
0,6
0,8
0,6
0,17
0,19
0,19
0,2
0,17
0,15
0,2
12,37
19,25
27,92
27,49
41,24
24,74
32,99
Nhóm III
Máy Tiện
Máy Tiện
Máy Mài Tròn
Máy Doa
Máy Phay
Máy Tiện
Máy Doa
Tổng Cộng
1
2
3
4
5
6
7
* Số thiết bị của Nhóm III : n = 7
Thiết bị có công suất định mức lớn nhất là Pđmmax = 15 (kW)
Thiết bị có công suất định mức nhỏ nhất là Pđmmin = 6 (kW)
Ta xác định tỷ số :
Pdm max
Pdm min
15
6
m=
= = 2,5
Vì hệ số cosϕ của các thiết bị trong nhóm là không giống nhau nên ta phải tính giá trị cosϕtb
theo công thức :
n
Cosφtb =
∑ Cosφ .P
i =1
i
n
∑P
i =1
cosϕtb =
dmi
dmi
. Thay số vào ta được :
0,8.6 + 0, 6.7 + 0, 65.11 + 0, 6.10 + 0, 6.15 + 0,8.12 + 0, 6.12
73
⇒
1 − 0, 66
0, 66
tgϕ =
= 0,66
2
=1,14
Hệ số sử dụng :
n
∑K
i =1
sd
.Pdmi
n
∑P
ksd=
i =1
dm
Thay số vào ta được :
24
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
0,17.6 + 0,19.7 + 0,19.11 + 0, 2.10 + 0,17.15 + 0,15.12 + 0, 2.12
73
ksd =
= 0,152
Ta có: vì m = 2.5< 3 và ksd = 0,152< 0,2.
Do vậy nên ta phải tính Ptt theo n* và P*. Trong đó Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn
50% công suất của thiết bị có công suất lớn nhất là: n1 = 5
n*=
n1
n
= 0,71
P* 11 + 10 + 15 + 12 + 12
=
=
PΣ
73
và
P*=
0,82
Với n* = 0,71 và P* = 0,82 tra bảng PL I.5 [sách Thiết Kế CCĐ] ta có được nhq* = 0,892
⇒
số thiết bị sử dụng hiệu quả :
nhq = nhq* . n = 0,892 . 7 = 6,244
Tra bảng PL I.6 [sách Thiết Kế CCĐ] ta có được với nhq = 6,244 và ksd = 0,152 thì
kmax= 2,25
Vậy các thông số tính toán của Nhóm III:
+ Phụ tải tính toán:
n
∑P
i =1
dmi
Ptt = kmax.ksd.
= 2,25 . 0,152 . 73 = 24,97 (kW)
+ Phụ tải tính toán phản kháng:
Qtt = Ptt .tgϕ = 24,97 . 1,14 = 28,47 (kVAr)
+ Phụ tải tính toán toàn phần:
Ptt2 + Q 2tt
Stt =
+ Dòng điện tính toán :
I tt =
Stt
U dm 3
=
24,97 2 + 28,47 2
= 37,87 (kVA)
= 37,87
0,35. 3
= 62,47 (A)
+ Dòng điện đỉnh nhọn :
Iđn = Imm.max + Itt – ksd.max. Iđm.max
Với:
Imm.Max = Kmm . Iđm.max = 5 .41,24 = 206,2 (A) là dòng mở máy lớn nhất của
thiết bị có trong nhóm với Kmm = 5 và Iđm.max = 41,24 (A)
ksd.max = 0,2 là hệ số sử dụng lớn nhất của thiết bị có trong nhóm
⇒
Iđn = 206,2 + 62,47 – 0,2.41,24 = 260,422 (A)
2.2.5.Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí 1:
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được tính theo phương pháp suất chiếu sáng trên một
đơn vị diện tích:
Pcs = P0.F
(kW)
Trong đó:
25
GVHD: NGUYỄN VĂN HÀ
SVTH: NGUYỄN XUÂN HIẾU
