Đồ án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng silicate
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (575.7 KB, 45 trang )
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
Chương 1: Tổng quan đồ án thiết kế cung cấp điện
I. Ý nghĩa và nhiệm vụ của thiết kế cung cấp điện :
Điện năng là một trong những dạng năng lượng quan trọng nhất trên thế giới nói
chung và ở nước ta nói riêng. Điện năng sản xuất từ các nhà máy điện được truyền tải và
cung cấp cho các khu công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt của con người,để
đưa điện năng đến các các nơi tiêu thụ này cần phải qua nhiều khâu rất quan trọng .Và
thiết kế cung cấp điện là một trong những khâu quan trọng đó.Hiện tại, nền kinh tế nước
ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống của nhân dân được nâng lên nhanh chóng ,dẫn đến
nhu cầu dùng điện tăng trưởng không ngừng. Để đáp ứng nhu cầu đó rất đơng cán bộ kỉ
thuật trong và ngồi ngành điện lực đang tham gia thiết kế, lắp đặt các cơng trình cung cấp
điện để phục vụ nhu cầu trên.
Cấp điện là một cơng trình điện. Để thực hiện một cơng trình điện tuy nhỏ cũng
cần có kiến thức tổng hợp từ các ngành khác nhau, phải có sự hiểu biết về xã hội, môi
trường và đối tượng cấp điện. Để từ đó tính tốn lựa chọn đưa ra phương án tối ưu nhất.
Cung cấp điện là trình bày những bước cần thiết các tính tốn, để lựa chọn các phần
tử hệ thống điện thích hợp với từng đối tượng. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng, công
cộng. Tính tốn chọn lựa dây dẫn phù hợp với bản thiết kế cung cấp điện, đảm bảo sụt áp
chấp nhận được, có khả năng chịu dịng ngắn mạch với thời gian nhất định. Tính tốn
dung lượng bù cần thiết đểã giảm điện áp, điện năng trên lưới trung, hạ áp.. Bên cạnh đó,
cịn phải thiết kế lựa chọn nguồn dự phòng cho nhà máy để lưới điện làm việc ổn định
,đồng thời tính đến về phương diện kinh tế và đảm bảo tính an tồn cao.
Trong tình hình kinh tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ các tổ hợp sản
xuất đều phải tự hoạch tốn kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và
giá cả sản phẩm. Công nghiệp thương mại và dịch vụ chiếm một tỉ trọng ngày càng tăng
trong nền kinh tế quốc doanh và đã thực sự là khách hàng quan trọng của ngành điện lực.
Sự mất điện, chất lượng điện xấu hay do sự cố… đều ảnh hưởng đến chất lượng sản
phẩm, gây phế phẩm, giảm hiệu suất lao động. Đặc biệt ảnh hưởng rất lớn đến các xí
nghiệp may, hóa chất điện tử địi hỏi sự chính xác và liên tục cao. Do đó đảm bảo độ tin
cậy cấp điện, nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu. Một xã hội có
điện sẽ làm cho mức sống tăng nhanh với các trang thiết bị nội thất sang trọng nhưng nếu
chúng ta lắp đặt một cách cẩu thả , thiếu tuân thủ các quy tắc an tồn sẽ rất nguy hiểm.
Nông thôn và các phụ tải sinh hoạt là các phụ tải khổng lồ vì vậy người thiết kế cần quan
tâm đến độ sụt áp trên đường dây xa nhất. Thiết kế cấp điện cho phụ tải sinh hoạt nên
chọn thiết bị tốt nhằm đảm bảo an tồn và độ tin cậy cấp điện cho người sử dụng.
1
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
9 Tóm lại: việc thiết kế cấp điện đối với các đối tượng là rất đa dạng với những đặt
thù khác nhau. Như vậy để một đồ án thiết kế cung cấp điện tốt đối với bất cứ đối tượng
nào cũng cần thõa mãn các yêu cầu sau:
− Độ tin cậy cấp điện :Mức độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vào yêu cầu của phụ
tải. Với những cơng trình quan trọng cấp quốc gia phải đảm bảo liên tục cấp điện ở mức
cao nhất nghĩa là khơng mất điện trong mọi tình huống. Những đối tượng như nhà máy,
xí nghiệp, tổ Sx … tốt nhất là dùng máy điện dự phòng, khi mất điện sẽ dùng điện máy
phát cấp cho những phụ tải quan trọng,hoặc những hệ thống(gồm:thủy điện,nhiệt điện…)
được liên kết và hổ trợ cho nhau mổi khi gặp sự cố.
− Chất lượng điện : Chất lượng điện được đánh giá qua 2 chỉ tiêu tần số và điện áp.
Chỉ tiêu tần số do cơ quan điện hệ thống quốc gia điều chỉnh. Như vậy người thiết kế
phải đảm bảo vấn đề điện áp. Điện áp lưới trung và hạ chỉ cho phép dao động trong
khoảng ± 5% . Các xí nghiệp nhà máy yêu cầu chất lượng điện áp cao thì phải là ± 2 .5 %
.
− An tồn : Công trình cấp điện phải được thiết kế có tính an tồn cao. An tồn cho
người vận hành, người sử dụng, an tồn cho thiết bị , cho tồn bộ công trình... Tóm lại
người thiết kế ngồi việc tính tốn chính xác, chọn lựa đúng thiết bị và khí cụ cịn phải nắm
vững quy định về an tồn,những qui phạm cần thiết khi thực hiện cơng trình. Hiểu rõ mơi
trường hệ thống cấp điện và đối tượng cấp điện.
− Kinh tế : Trong quá trình thiết kế thường xuất hiện nhiều phương án, các phương
án thường có những ưu và khuyết điểm riêng, có thể lợi về kinh tế nhưng xét về kỉ thuật
thì khơng được tốt. Một phương án đắt tiền thường có đặt điểm là độ tin cậy và an tồn
cao hơn, để đảm bảo hài hồ giữa 2 vấn đề kinh tế kỉ thuật cần phải nghiên cứu kỉ lưỡng
mới đạt được tối ưu.
II. Những đặc điểm và yêu cầu thiết kế chung về mạng điện của phân
xưởng này :
- cấp điện áp : 10/0.4 (KV)
- phân xưởng này đặt cạnh phân xưởng tháp sấy có :
Stt =180 (KV) và cos ϕ =0.8
- sơ đồ mặt bằng : gồm hai sơ đồ
9 sơ đồ mặt bằng và nối dây của phân xưởng
9 sơ đồ nguyên lý của hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng
- bảng liệt kê tên thiết bị và các thông số cần thiết
Các thiết bị hoạt động ở điện áp :U = 380(V)
:
2
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
STT
Tên thiết bị
KÍ HIỆU
(số lượng)
Pđm(KW)
cos ϕ
Ksd
1
Đ.cơ bơm dầu mồi lò hơi A
1(1)
1.1
0.8
0.7
2
Đ.cơ bơm dầu đốt lò hơi A
2(1)
2
0.8
0.7
3
Đ.cơ bơm nước lò hơi A
3(2)
2
0.75
0.7
4
Đ.cơ quạt lò hơi A
4(1)
1.1
0.75
0.7
5
Đ.cơ bơm dầu mồi lò hơi B,C
5(2)
1.1
0.75
0.7
6
Đ.cơ bơm dầu đốt lò hơi B,C
6(2)
1.1
0.8
0.7
7
Đ.cơ bơm nước lò hơi B,C
7(2)
1.1
0.75
0.7
8
Đ.cơ quạt lò hơi B,C
8(2)
1.1
0.75
0.7
9
Đ.cơ bồøn quay A
9(2)
22
0.7
0.6
10
Đ.cơ bồn quay B
10(1)
11
0.7
0.6
11
Đ.cơ bơm nước lên tháp sấy
11(2)
4
0.8
0.7
12
Đ.cơ bơm Silicate lên tháp sấy
12(2)
4
0.8
0.7
13
Đ.cơ bơm Silicate vào bể 1
13(2)
4
0.8
0.7
14
Đ.cơ bơm Silicate vào bể 2
14(1)
4
0.8
0.7
15
Đ.cơ bơm nước sinh hoạt
15(1)
4
0.8
0.7
Chương2: Phân chia nhóm phụ tải và xác định phụ tải
tính tốn-Chọn máy biến áp và máy bù cho phân xương
A. PHÂN NHÓM PHỤ TẢI :
I.Cơ sở lý thuyết :
1,Nguyên tắc phân nhóm thiết bị :
-Tuỳ theo từng trường hợp cụ thể và số
phân nhóm các thiết bị như sau:
• phân nhóm theo mặt bằng
• phân nhóm theo chế độ làm việc
• phân nhóm theo dây chuyền sản xuất
• phân nhóm theo cấp điện áp
thiết
bị
mà
ta
có
thế
3
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
-Trong hệ thống điện hạ thế tiêu biểu,các mạch phân phối bắt nguồn từ một tủ phân
phối chính(TPPC).Từ đó dây cáp được đặt trong các đường ,máng cáp đủ loại để cấp điện
cho các tủ khu vực hoặc cho các tủ phụ.
-Sự sắp xếp các nhóm dây dẫn có bọc cách điện và cố định chúng cũng như vấn đề
bảo vệ tránh các hư hỏng cơ,đảm bảo các qui cách thảm mỹ,là cơ sở của việc lắp đặt hệ
thống.
2,Xác định tâm phụ tải :
-Tâm phụ tải được tính theo cơng thức:
n
X=
∑ xi .Pdmi
i =1
n
∑ pdmi
n
;
Y=
i =1
∑ y .P
i
i =1
dmi
n
∑p
i =1
dmi
Với :
n = số thiết bị của nhóm
p
dmi
= cơng suất định mức của thiết bị thứ i
Xi,Yi-tọa độ của thiết bị thứ i
-Thông thường ta đặt tủ động lực (hay tủ phân phối ) ở tâm phụ tải nhằm mục đích cung
cấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất cơng suất ,chi phí dây dẫn hợp lí hơn cả .Tuy
nhiên ,sự lựa chọn cuối cùng phụ thuộc vào mặt bằng mỹ quan,thuận tiện thao tác,an
tồn….
II.chọn vị trí đặt tủ :
1,Nhóm 1:
Chọn gốc toạ độ là góc trái phía trên của mặt bằng:
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tên thiết bị
Đ.cơ bơm dầu mồi lò hơi A
Đ.cơ bơm dầu đốt lò hơi A
Đ.cơ bơm nước lò hơi A
Đ.cơ bơm nước lò hơi A
Đ.cơ quạt lò hơi A
Đ.cơ bơm dầu mồi lò hơi B
Đ.cơ bơm dầu đốt lò hơi B
Đ.cơ bơm nước lò hơi B
Đ.cơ quạt lò hơi B
Đ.cơ bơm dầu mồi lò hơi C
Đ.cơ bơm dầu đốt lò hơi C
Đ.cơ bơm nước lị hơi C
KÍ HIỆU
Pđm(KW)
X(m)
Y(m)
1
2
3
3
4
5
6
7
8
5
6
7
1.1
2
2
2
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
3.6
5.05
7.04
6.6
4.1
5.87
6.6
7.63
5.87
5.87
6.6
7.63
3.325
3.325
3.325
4.5
4.27
7.5
7.5
7.05
8.3
10.92
10.92
10.92
4
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
13
Đ.cơ quạt lò hơi C
8
1.1
5.87
11.63
o Cơng suất nhóm 1:
13
P1= ∑ Pi =17 (KW)
i =1
o Tâm phụ tải nhóm 1:
13
X=
∑ x .P
dmi
i
i =1
13
=
∑P
102.984
= 6.06 (m)
17
dmi
i =1
13
Y=
∑Y P
i =1
13
i
dm i
∑P
=
112.8685
= 6.64 (m)
17
dmi
i =1
o Dời tủ về vị trí thuận lợi:
X= 4.5 (m)
Y= 13.5 (m)
2,Nhóm 2:
Chọn gốc toạ độ là góc trái phía trên của mặt bằng:
STT
1
2
3
Tên thiết bị
KÍ HIỆU
Pđm(KW)
X(m)
Y(m)
9
9
10
22
22
11
21.7
21.48
21.7
5.34
6.4
9.5
Đ.cơ bồn quay A
Đ.cơ bồn quay A
Đ.cơ bồn quay B
o Cơng suất nhóm 2:
3
P2= ∑ Pi =55 (KW)
i =1
o Tâm phụ tải nhóm 2:
3
X=
∑X
i =1
i
* Pdmi
=
3
∑P
1188.66
= 21.612 (m)
55
dmi
i =1
3
Y=
∑Y * P
i
i =1
dmi
3
∑P
i =1
=
362.78
= 6.6 (m)
55
dmi
5
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
o Dời tủ về vị trí thuận lợi:
X= 24.6 (m)
Y= 7.2 (m)
3,Nhóm 3:
Chọn gốc toạ độ là góc trái phía trên của mặt bằng:
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
Tên thiết bị
KÍ HIỆU
Pđm(KW)
X(m)
Y(m)
11
11
12
12
13
13
14
15
4
4
4
4
4
4
4
4
3.52
6.8
4.46
7.63
5.28
8.8
3.52
5.28
14.5
14.5
14.5
14.5
14.5
14.5
15.4
23.3
Đ.cơ bơm nước lên tháp sấy
Đ.cơ bơm nước lên tháp sấy
Đ.cơ bơm Silicate lên tháp sấy
Đ.cơ bơm Silicate lên tháp sấy
Đ.cơ bơm Silicate vào bể 1
Đ.cơ bơm Silicate vào bể 1
Đ.cơ bơm Silicate vào bể 2
Đ.cơ bơm nước sinh hoạt
o Cơng suất nhóm 3:
8
P3= ∑ Pi = 32 (KW)
i =1
o Tâm phụ tải nhóm 3:
8
X=
∑X
i =1
i
* Pdmi
=
8
∑P
181,16
= 5.66 (m)
32
dmi
i =1
8
Y=
∑Y * P
i
i =1
dmi
8
∑P
i =1
=
502,8
= 15.7125 (m)
32
dmi
o Dời tủ về vị trí thuận lợi:
6
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
X = 10 (m)
Y = 18.5 (m)
B.TÍNH TỐN PHỤ TẢI :
I.Cơ sở lý thuyết :
1, Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại K max và cơng suất trung bình P tb
(
còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả).
Khi khơng có các số liệu cần thiết để áp dụng phương pháp tương đối đơn giản đã
nêu ở trên, hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính tốn thì nên dùng phương
pháp tính theo hệ số cực đại.
Cơng thức tính:
Ptt = k max .k sd .P đm ;
trong đó:
P đm : cơng suất định mức (W)
k max ,k sd : hệ số cực đại và hệ số sử dụng.
Hệ số sử dụng được tra trong các sổ tay, k max cũng được tra trong các sổ tay theo
k sd và n hq .
hq
Phương pháp này đạt kết quả chính xác cao vì khi xác định số thiết bị hiệu quả n
chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số thiết bị trong
nhóm, số thiết bị có cơng suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của
chúng.
Khi tính theo phương pháp này, trong một số trường hợp cụ thể ta dùng công thức
sau:
Trường hợp số thiết bị thực tế n< 4 và n hq < 4 phụ tải tính tốn được xác định
theo cơng thức:
P tt
nh
=
Q tt
nh
=
n
∑ Pđmi
i =1
∑ Q đmi
= P tt
nh .tg ϕ nh
7
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
trong đo ù: P tt
nh :
cơng suất tác dụng của nhóm(KW)
Q tt
nh :
cơng suất phản kháng của nhóm(KVAr)
Đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì:
S tt
Sđm. m
nh =
0,875
trong đó: S tt nh : cơng suất tính tốn biểu kiến của nhóm, KVA.
S đm : cơng suất biểu kiến định mức, KVA.
a đm : hệ số đóng điện của thiết bị.
Trường hợp số thiết bị thực tế n ≥ 4 và n hq < 4 phụ tải tính tốn được tính theo
cơng thức: P tt =
Q tt =
n
∑ k pti .Pñmi
i =1
n
∑ Pñmi .k pti .tgϕ i
i =1
trong đó k pti : hệ số phụ tải thiết bị thứ i.
Nếu khơng có số liệu chính xác thì có thể lấy gần đúng như:
k pt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.
k pt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
Trường hợp số thiết bị thực tế n hq ≥ 4 thì P tt nh = k max .P tb nh
Với: P tb nh = k sdnh .
n
∑ Pñmi
i =1
Q tb nh = Ptbnh . tg ϕ tbnh
Nếu: + n hq > 10 thì Q tt nh = Q tb nh = P tb .tg ϕ tbnh
+ n hq ≤ 10 thì Q ttnh = 1,1 Q tbnh =1,1P tb .tg ϕ tbnh
2,Tính tốn phụ tải :
- Cơng thức để tính dịng điện định mức của một thiết bị:
I ñm =
Pñm
3 .U d .Cos ϕ
trong đó: Pđm = cơng suất định mức của thiết bị (KW).
8
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
U d = điện áp dây định mức của thiết bị (KV).
Cos ϕ = hệ số cơng suất của thiết bị.
- Dịng tính tốn của một nhóm thiết bị:
I tt =
S tt
3 .U d
hoặc I tt =
Ptt
3 .U d .Cosϕ tb
trong đó: Ptt : cơng suất tính tốn tác dụng của một nhóm thiết bị.
S tt : cơng suất tính tốn biểu kiến của một nhóm thiết bị.
U d : điện áp dây (KV).
Cosϕ tb : hệ số cơng suất trung bình của nhóm.
Với: Cosϕ tb được tính như sau:
n
∑ Cosϕ i .Pđmi
Cosϕ tb = i =1
n
∑ Pđmi
i =1
- Cơng thức tính thiết bị hiệu quả n hq :
nhq
⎡n
⎤
⎢∑ Pñmi ⎥
⎦
= ⎣ i =n1
∑ Pñmi2
2
i =1
- Cơng suất biểu kiến tính tốn của một nhóm thiết bị S tt nh :
S tt nh = Ptt2 nh + Q 2tt nh
- Dòng đỉnh nhọn của một thiết bị và nhóm:
Phụ tải đỉnh nhọn được định nghĩa là phụ tải cực đại tức thời, xác định để tính ảnh
hưởng khởi động thiết bị dùng điện.
+ Phụ tải đỉnh nhọn của một thiết bị chính là dịng mở máy (khởi động) và được
tính như sau:
I kđ = I ñn = I ñm .K mm
Với: K mm = 2,5 nếu động cơ là loại rôto dây quấn.
K mm = 5 ÷ 7 nếu động cơ là loại rơto lồng sóc.
+ Đối với một nhóm thiết bị dịng mở máy (đỉnh nhọn) được tính như sau:
[
I đn = I mm max + I tt − I ñm (max) .k sd
]
trong đó: I mm max : dịng mở máy lớn nhất của một thiết bị trong nhóm.
9
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
I đm (max) : dịng định mức của thiết bị có dịng mở máy lớn nhất.
I tt : dịng tính tốn của nhóm thiết bị.
Ksd: hệ số sử dụng của động cơ có dịng khởi động lớn nhất
II.Tính tốn phụ tải cho từng tủ động lực:
Tủ động lực1:
STT
Tên thiết bị
Pđm(KW)
1
Đ.cơ bơm dầu mồi lò hơi A
1.1
2
Đ.cơ bơm dầu đốt lò hơi A
2
3
Đ.cơ bơm nước lò hơi A
2
4
Đ.cơ bơm nước lò hơi A
2
5
Đ.cơ quạt lò hơi A
1.1
6
Đ.cơ bơm dầu mồi lò hơi B
1.1
7
Đ.cơ bơm dầu đốt lò hơi B
1.1
8
Đ.cơ bơm nước lò hơi B
1.1
9
Đ.cơ quạt lò hơi B
1.1
10
Đ.cơ bơm dầu mồi lò hơi C
1.1
11
Đ.cơ bơm dầu đốt lò hơi C
1.1
12
Đ.cơ bơm nước lò hơi C
1.1
13
Đ.cơ quạt lị hơi C
1.1
cos ϕ
0,8
0,8
tgϕ
ksd
Iđm(A)
Imm(A)
0,75
0.7
2.1
10.5
0,75
0.7
3.8
19
0,88
0.7
4.05
20.2
0,88
0.7
4.05
20.2
0,88
0.7
2.23
11.15
0,88
0.7
2.23
11.15
0,75
0.7
2.1
10.5
0,88
0.7
2.23
11.15
0,88
0.7
2.23
11.15
0,88
0.7
2.23
11.15
0,75
0.7
2.1
10.5
0,88
0.7
2.23
11.15
0,88
0.7
2.23
11.15
0,75
0,75
0,75
0,75
0,8
0,75
0,75
0,75
0,8
0,75
0,75
Với Uđm=Ud=380 (V)
+ Tính dịng định mức của các thiết bị :
I ñm =
Pñm
3 .U d .Cosϕ
+ Hệ số cơng suất của nhóm Cosϕ tb được tính như sau:
10
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
13
∑ Cosϕ .P
Cosϕ tb =
i
i =1
ñmi
13
∑P
i =1
=
13,015
= 0.765
17
ñmi
Suy ra tgϕ tb = tg [arc cos(0.765)] = 0.84
+ Tính hệ số sử dụng của nhóm k sd của nhóm
13
k sdnh =
∑k
i =1
sdi
.Pđmi
=0.7
13
∑P
i =1
đmi
+ Tính số thiết bị hiệu quả n hq của nhóm:
2
nhqnh
⎡ 13
⎤
⎢∑ .Pđmi ⎥
⎦ =12
= ⎣ i =131
∑ Pđmi2
i =1
Tra bảng A2 tìm K max từ k sd và n hq suy ra K max =1.15
+ Cơng suất tính tốn của nhóm được tính như sau:
Cơng suất trung bình của nhóm:
13
Ptb = k sdnh .∑ Pđmi = 0.7x17= 11.9 (KW).
i =1
Cơng suất tác dụng tính tốn của nhóm:
Pttnh = K max .Ptb
Pttnh =1.15x11.9 = 13.685 (KW).
Vì n hq
Cơng suất phản kháng tính tốn của nhóm:
=12 > 10 do đó Q ttnh = Q tb = Ptb .tg ϕ tb vậy:
Q ttnh = 11.9 x 0.84 = 10 (Kvar).
+ Công suất biểu kiến tính tốn của nhóm:
2
S ttnh = Pttnh
+ Q 2ttnh =
13.685 2 + 10 2 = 16.95 (KVA).
+ Dịng tính tốn của nhóm :
16,95
S
= 25.75 (A)
I ttnh = ttnh =
3.0,38
3 .U d
+ Dịng đỉnh nhọn của nhóm:
[
I đn = I mm max + I tt − I ñm (max) .k sd
]
Với: I mm max = 101 (A), I ñm = 20.5 (A) , k sd = 0.7 , I ttnh = 25.75 (A)
11
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
Vậy:Iđnnh = 112.4 (A)
TĐL nhóm 2:
STT
1
2
3
Tên thiết bị
Pđm(KW)
Đ.cơ bồn quay A
22
Đ.cơ bồn quay A
22
Đ.cơ bồn quay B
11
cos ϕ
0,7
0,7
0,7
tgϕ
ksd
1,02
0.6
1,02
1,02
Iđm(A)
Imm(A)
47.75
238.75
0.6
47.75
238.75
0.6
23.875
119.37
Với Uđm=Ud=380 (V)
+ Tính dịng định mức của các thiết bị :
Pñm
I ñm =
3 .U d .Cosϕ
Kết quả tính tốn ghi trong bảng:
+ Hệ số cơng suất của nhóm Cosϕ tb được tính như sau:
3
Cosϕ tb =
∑ Cosϕ .P
i
i =1
ñmi
3
∑P
i =1
=
38.5
= 0.7
55
ñmi
Suy ra tgϕ tb = tg [arc cos(0.765)] = 1.02
+ Tính hệ số sử dụng của nhóm k sd của nhóm
3
k sdnh =
∑k
i =1
sdi
.Pđmi
=
3
∑P
i =1
33
= 0.6
55
đmi
+ Tính số thiết bị hiệu quả n hq của nhóm:
n hqnh
⎡ 3
⎤
⎢∑ .Pđmi ⎥
⎦
= ⎣ i =13
∑ Pđmi2
2
552
=
= 2.777
1089
i =1
+ Cơng suất tính tốn của nhóm được tính như sau:
do số thiết bị thực tế n<4 và nhqnh = 2.777<4 nên phụ tải tính tốn được xác
định theo cơng thức:
P tt
nh
=
n
∑ Pñmi = 55 (KW)
i =1
12
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
Q tt
nh
=
∑ Q ñmi
= P tt
nh .tg ϕ nh =55x1.02=56.1
(KVar)
+ Cơng suất biểu kiến tính tốn của nhóm:
2
S ttnh = Pttnh
+ Q 2ttnh =
55 2 + 56,1 2 = 78.56 (KVA).
+ Dịng tính tốn của nhóm :
I ttnh =
S ttnh
3 .U d
78.56
=
3.0,38
= 119.36 (A)
+ Dịng đỉnh nhọn của nhóm :
[
I đn = I mm max + I tt − I ñm (max) .k sd
]
Với: I mm max = 238.75 (A), I ñm = 47.75 (A) , k sd = 0,6 , Ittnh = 119.36 (A)
Vậy: I đn = 329.46 (A)
TĐL nhóm 3 :
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
Tên thiết bị
Pđm
(KW)
Đ.cơ bơm nước lên tháp sấy
4
Đ.cơ bơm nước lên tháp sấy
4
Đ.cơ bơm Silicate lên tháp sấy
4
Đ.cơ bơm Silicate lên tháp sấy
4
Đ.cơ bơm Silicate vào bể 1
4
Đ.cơ bơm Silicate vào bể 1
4
Đ.cơ bơm Silicate vào bể 2
4
Đ.cơ bơm nước sinh hoạt
4
cos ϕ
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
tgϕ
ksd
Iđm(A)
Imm(A)
0,75
0.7
7.6
38
0,75
0.7
7.6
38
0,75
0.7
7.6
38
0,75
0.7
7.6
38
0,75
0.7
7.6
38
0,75
0.7
7.6
38
0,75
0.7
7.6
38
0,75
0.7
7.6
38
Với Uđm=Ud=380 (V)
+ Tính dịng định mức của các thiết bị :
Pđm
I đm =
3.Ud .Cosϕ
Kết quả tính tốn ghi trong bảng:
+ Hệ số cơng suất của nhóm Cosϕ tb được tính như sau:
13
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
8
∑ Cosϕ .P
Cosϕ tb =
i
i =1
ñmi
8
∑P
= 0.8
ñmi
i =1
Suy ra tgϕ tb = tg [arc cos(0.8)] = 0.75
+ Tính hệ số sử dụng k sd và hệ số thiết bị hiệu quả n hq của nhóm :
8
k sdnh =
∑k
i =1
sdi
= 0.7
8
∑P
i =1
nhqnh
.Pñmi
ñmi
⎡8
⎤
⎢∑ .Pñmi ⎥
⎦
= ⎣ i =18
∑ Pđmi2
2
=8
i =1
Tra bảng A2 tìm K max từ k sd và n hq ta được K max =1.2
+ Công suất tính tốn của nhóm được tính như sau :
• Cơng suất trung bình của nhóm:
13
Ptb = k sdnh .∑ Pđmi = 0.7x32= 22.4 (KW).
i =1
• Cơng suất tác dụng tính tốn của nhóm:
Pttnh = K max .Ptb =1.2x22.4 = 26.88 (KW).
• Cơng suất phản kháng tính tốn của nhóm:
Vì n hq = 8 <10 do đó Q ttnh =1.1 Q tb = 1.1 Ptb .tg ϕ tb vậy :
Q ttnh = 1.1x22.4x0.75=18.48 (Kvar).
+ Cơng suất biểu kiến tính tốn của nhóm:
2
S ttnh = Pttnh
+ Q 2ttnh =
26.882+18.48 2 = 32.62 (KVA).
+ Dịng tính tốn của nhóm :
I ttnh =
S ttnh
3 .U d
=
32.62
3x0,38
+ Dịng đỉnh nhọn của nhóm :
[
= 49.56 (A)
]
Idnnh = Immmax + Ittnh − Idm(max).ksdnh
Với : I mm max = 38 (A), I ñm = 7.6 (A) , k sd = 0,7, Ittnh = 49.56 (A)
Vậy : I ñn = 82.24 (A)
14
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
III.Tính tốn cho tủ phân phối chính :
STT
1
2
3
Tủ phân phối
Tủ phân phối nhóm 1 (TĐL1)
Tủ phân phối nhóm 2 (TĐL2)
Tủ phân phối nhóm 3 (TĐL3)
Xnh(m)
Ynh(m)
Pđm(KW)
6.06
21.621
5.66
6.64
6.6
15.7
13.685
55
26.88
o Tâm phụ tải tủ chính :
3
X=
∑X
j =1
j
=
3
∑P
3
∑Y
j =1
1424.2
= 14.9 (m)
95.565
dmj
j =1
Y=
* Pdmj
* Pdmj
j
=
3
∑P
876
= 9.16 (m)
95.565
dmj
j =1
o Công suất tính tốn cho tủ chính của phân xưởng :
3
∑
Pttpx =
j =1
Pttnhj = 95.565 (KW)
3
Suy ra :
Qttpx =
∑Q
j =1
= 84.58 (KVar)
ttnhj
2
2
+ Qttpx
=114.856 (KVA)
Sttpx = kdt Pttpx
Với : kdt =là hệ số đồng thời có giá trị từ 0.85 ÷ 1
ta chọn kdt = 0.9 (chỉ có 3 mạch chính dẫn đến các TĐL-bảng
B16_trang B35_Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện)
+ Dòng tính tốn của nhóm :
I ttnh =
S ttnh
3 .U d
=
114.856
3x0,38
= 174.5 (A)
+ Dịng đỉnh nhọn của nhóm :
[
]
Idnnh = Immmax + Ittnh − Idm(max).ksdnh
Với : I mm max = 329.46(A), I ñm = 47.75 (A) , k sd = 0,68, Ittnh = 174.5 (A)
Vậy : I ñn = 471.5 (A)
o Dời tủ chính về vị trí thuận lợi :
15
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
X = 14 (m)
Y = 18.5 (m)
IV.Tính tốn bù hệ số cơng suất :
1.
Ýù nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất :
Nâng cao hệ số công suất cos ϕ là một trong những biện pháp quan trọng để tiết
kiệm điện năng. Phần lớn các thiết bị dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công
suất phản kháng Q. Để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt
gần các hộ dùng điện các máy sinh ra Q (tụ điện, máy bù đồng bộ) để cung cấp trực tiếp
cho phụ tải, làm như vậy được gọi là bù cơng suất phản kháng. Khi có bù cơng suất phản
kháng thì góc lệch pha giữa dịng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số cơng
suất cos ϕ của mạch được nâng cao, giữa P, Q và góc ϕ có quan hệ như sau:
ϕ = arctg
Q
P
Khi hệ số cos ϕ được nâng cao thì đưa đến những hiệu quả sau:
2.
- Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện.
- Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện.
- Tăng khả năng truyền tải của dây và MBA.
Xác định dung lượng bù:
Dung lượng bù được xác định theo công thức sau:
Qbù = Pttpx (tgϕ px − tgϕ ch )
trong đó:
ϕ px =ứng với hệ số công suất(cos ϕ px ) của phân xưởng
ϕ ch =ứng với hệ số công suất(cos ϕ ch ) của phân xưởng sau khi chọn
hệ số cos ϕ ch = 0.9 ÷ 0.95
ta chọn cos ϕ ch =0.92 suy ra tg ϕ ch = 0.426
với :Pttpx = 95.565 (KW) ,
Qttpx = 84.58 (KVar),
Sttpx = 114.856 (KVA)
cos ϕ px =
Pttpx
S ttpx
=
95,565
= 0.832 suy ra tg ϕ px = 0.667
114,856
Suy ra : Qbù =95.565(0.667 - 0.426) =23 (KVar)
Sau khi bù thì công suất của phân xưởng là:
16
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
2
Spx(sau bù) =Kđt Pttpx
+ (Qttpx − Qbu ) 2 = 102.32 (KVA)
3. Chọn thiết bị bù :
Với : Q buø = 23 ( KVar)
Chọn loại thiết bị bù là tụ điện và dung lượng tụ cần phải chọn là:23 (Kvar)
¾ Với dung lượng như thế ta chọn bộ tụ:
Loại: KC2-0.38-50-3Y3
Công suất định mức :50 Kvar
Điện dung định mức : 1102 μF
Kiểu tụ : đấu tam giác
¾ Sau khi chọn máy bù, cơng suất phản kháng được bù vào là:
Q bù = 50(Kvar)
¾ Vậy sau khi bù công suất của phân xưởng là:
Qttxb =Qttpx – Q buø = 84.58 – 50 = 34.58(Kvar)
Pttx = 95.565 (KW)
2
Spx(sau bù) = Kđt Pttpx
+ (Qttpx − Qbu ) 2
= 91.467 (KVA)
¾ Hệ số cơng suất sau khi đặt tụ bù:
tg ϕ =
Qttxb
34.58
=
= 0.36
Pttx 95.565
suy ra : cos ϕ = 0.94
-Đối chiếu với cách tra bảng E.17 trang E_26 và E_27 –Hướng Dẫn Thiết Kế ø Lắp Đặt
Điện (NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT)
với cos ϕ =0.83 sau bù cos ϕ ch =0.92 thì Qtg= 0.243x Pttpx=0.243x95.565=23.2(Kvar)
và cos ϕ =0.83 sau bù cos ϕ =0.94 thì Qtg= 0.31x Pttpx=0.31x95.565=29.6(Kvar)
ta thấy: Qttxb = 34.58 (Kvar) so với Qthanhgóp =Qtg= 29.6 (Kvar) thì rõ ràng chênh lệch
khơng đáng kể
-Như vậy việc chọn máy bù có Q =50(Kvar) là hồn tồn hợp lý lúc đó hệ số cơng suất của
phân xưởng được nâng lên 0.94
¾ Sơ đồ nối dây máy bù
17
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
¾ Khi vận hành máy bù phải đảm bảo điều kiện sau :
Tụ điện phải đặt ở nơi khơ ráo, ít bụi bặm, khơng dễ nổ, dễ cháy và khơng có khí
ăn mịn.
+ Điều kiện nhiệt : Phải giữ cho nhiệt độ khơng khí xung quanh tụ điện không
vượt quá + 350C.
+ Điều kiện điện áp : phải giữ điện áp trên cực của tụ điện không vượt quá 110%
điện áp định mức. Khi điện áp của mạng vượt quá giới hạn cho phép nói trên thì phải cắt
tụ điện ra khỏi mạng.
+ Trong lúc vận hành nếu thấy tụ điện bị phình ra thì phải cắt ngay ra khỏi mạng,
vì đó là hiện tượng của sự cố nguy hiểm, tụ có thể bị nổ.
V.Chọn máy biến áp cho phân xưởng :
1. Cơ sở lý thuyết :
Trong thực tế có nhiều phương pháp để chọn máy biến áp (MBA) sử dụng cho phân
xưởng ,nhà máy ,xí nghiệp. Tuy nhiên ta chỉ giới thiệu một số phương pháp thường gặp
để chọn. Thông thường trong thiết kế chọn MBA cho phân xưởng ta chỉ chọn từ 1 đến 2
MBA, ở đây ta giới thiệu hai phương pháp chọn MBA đó là: chọn MBA theo quá tải
thường xuyên và chọn theo quá tải sự cố.
Chọn MBA theo điều kiện quá tải sự cố:
Khi chọn công suất MBA theo điều kiện quá tải sự cố, khi một MBA hư thì cơng
suất định mức của MBA cịn lại phải thỏa:
S MBA ≥
S ttx
k qtsc
18
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
trong đó:S MBA : cơng suất định mức của MBA
Sttx : công suất phụ tải tổng của phân xưởng.
kqtsc: hệ số quá tải sự cố.
k qtsc = 1,4 nếu MBA đặt ở ngồi trời
k qtsc = 1,3 nếu MBA đặt trong nhà
Chọn MBA theo điều kiện quá tải thường xuyên:
- Công suất MBA được chọn sẻ nhỏ hơn công suất của tồn phân xưởng tức là: S
MBA < Sttpx
- Từ đồ thị đặc trưng phụ tải phân xưởng ta chuyển về dạng đồ thị phụ tải hai bậc,
và S 1 , S 2 được tính như sau:
+ S1=
∑ S2i .t i
∑ti
với: S i _ tính từ vùng quá tải trở đi trong thời gian
∑ t i = 10h,
-Trong trường hợp có hai vùng quá tải thì tính S 1 từ vùng có diện tích q tải lớn
nhất về phía vùng q tải cịn lại.
+ S2 =
∑ S .t
∑t
2
i
i
i
với:
S i _ phần công suất quá tải.
∑ t i _ tổng thời gian quá tải.
-Trong trường hợp có nhiều vùng q tải thì chọn vùng q tải có diện tích lớn
nhất để tính.
Sau khi tính được S 1 và S 2 ta tính hệ số quá tải và hệ số non tải:
hệ số non tải: k 1 =
hệ số quá tải: k 2 =
S1
S dmMBA
S2
S dmMBA
-Từ k 1 , k 2 ta sẽ kiểm tra tình trạng làm việc của MBA bằng cách tra đồ thị 36
đường cong của MBA: nếu k 2 < k 2cp thì MBA chịu được q tải, cịn ngược lại thì
khơng chịu được q tải khi đó ta phải chọn lại MBA.
¾ Đồ thị phụ tải
19
ĐAMH thiết kế cung cấp điện
Đối với phân xưởng thì cơng suất phụ tải tổng là:
S ttx = 91.467 (KVA).
Để xưởng phát triển trong tương lai từ 5 đến 10 năm sau ta sẽ chọn công suất
MBA lớn hơn phụ tải tổng của tồn phân xưởng.
2. Phương án chọn MBA:
+ Phương án 1:
Chọn hai MBA như nhau có cơng suất SđmB = 50 (KVA) (loại 10/0.4) kiểm tra theo
điều kiện quá tải sự cố:
S ttx
k qtsc
SđmB ≥
S dmB ≤
91,467
= 65,3( KVA )
1,4
(do đặt MBA ngồi trời nên kqtsc = 1,4)
Như vậy phương án này không thỏa mản điều kiện chọn máy.
+ Phương án 2:
Chọn một MBA có cơng suất lớn hơn phụ tải tổng tồn phân xưởng. MBA được chọn
như thế nên ta sẽ không kiểm tra điều kiện q tải của MBA.
Chọn MBA có cơng suất: S MBA =160 > 91.467 (KVA)
MBA do ABB chế tạo có các thông số là :
−
S MBA =160(KVA), ΔPo =500(W), ΔPN =2950 (W) ,U N (%) = 4,5
− điện áp :10/0,4(KV)
− kích thước :dài-rộng-cao :1260-770-1420 (m)
− trọng lượng :820 (Kg)
20
