Cách tính toán phụ tải cho nhà máy dệt may năm 2024
- 1. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN MÔN HỌC -- GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH SVTH: BÙI THANH NAM - 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG - 16542357 LỚP: 16542DVT3 - NHÓM: 02 MAIL: 16542372@student.hcmute.edu.vn 16542357@student.hcmute.edu.vn Vũng Tàu, Tháng 12 Năm 2019 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN //giaoan.com.vn/
- 2. – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 2 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay nền kinh tế nước ta đang trên đà tăng trưởng mạnh mẽ, theo đường lối công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, vì vậy nhu cầu sử dụng điện trong lĩnh vực công nghiệp ngày một tăng cao. Hàng loạt khu chế xuất, khu công nghiệp cũng như các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp được hình thành và đi vào hoạt động. Từ thực tế đó, việc thiết kế cung cấp điện là một việc vô cùng quan trọng và là một trong những việc đầu tiên cần phải làm. Việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện là không đơn giản vì nó đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức tổng hợp về nhiều chuyên ngành khác nhau [Cung cấp điện, Trang bị điện, Kỹ thuật cao áp, An toàn điện,…]. Ngoài ra còn phải có sự hiểu biết nhất định về những lĩnh vực liên quan như xã hội, môi trường, về các đối tượng sử dụng điện và mục đích kinh doanh của họ… Một bản thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí khó thu hồi vốn đầu tư, thiết kế không đảm bảo có thể sẽ gây hậu quả lớn. Vì vậy đồ án môn học Cung cấp điện là bước khởi đầu giúp cho sinh viên ngành hệ thống điện hiểu được một cách tổng quát những công việc phải làm trong việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện và về chuyên ngành Cung cấp điện. Hiện nay trên thế giới đã xuất hiện rất nhiều phần mềm thiết kế hệ thống cung cấp điện với sự trợ giúp của máy tính. Nhưng muốn hiểu được việc thiết kế hệ thống cung cấp điện trên máy vi tính thì ta phải nắm vững kiến thức chuyên môn, biết được trình tự tính toán thiết kế cung cấp điện cho hệ thống điện, từ đó làm cơ sở vững chắc về mặt lý thuyết các phương pháp tính toán cũng như các phương án lựa chọn tối ưu và đạt hiệu quả cao nhất cho một công trình điện – đảm bảo chi phí là thấp nhất về mặt kinh tế nhưng vẫn đảm bảo hội tụ đầy đủ yếu tố kỹ thuật. Trên tinh thần đó với sự hướng dẫn tận tình của thầy TRƯƠNG VIỆT ANH, chúng em đã tiến hành làm “ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG”. Thông qua đồ án này, chúng em đã hiểu rõ hơn trình tự các bước cần thiết để cung cấp điện cho một phân xưởng, cách lựa chọn và lắp đặt các thiết bị bảo vệ cho một nhà máy, đảm bảo sự hoạt động liên tục, đáng tin cậy trong thời gian dài. Trong quá trình thực hiện đồ án thiết kế cung cấp điện cho một công trình điện chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, song với mong muốn làm quen với việc thiết kế cũng như tích lũy được kinh nghiệm hữu ích cho việc học tập, công việc tương lai. Em rất mong được sự góp ý chỉ dẫn của các thầy cô cũng như các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn nữa. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy TRƯƠNG VIỆT ANH đã hướng dẫn tận tình giúp chúng em hoàn thành đồ án môn học. Sinh viên thực hiện BÙI THANH NAM NGUYỄN HỮU CHUNG //giaoan.com.vn/
- 3. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 TS.TRƯƠNG VIỆT ANH //giaoan.com.vn/
- 4. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 4 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 2 CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG.................................... 7 1.1 ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG ...................................................................................... 7 1.2 THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG ................................................ 7 1.2.1 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG.......................................................................... 7 1.2.2 BẢNG PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG............................................................................... 8 1.3 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI............................................................................................ 8 1.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG.......................................... 9 1.4.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TỪNG NHÓM ......................................... 12 1.4.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG ..................................... 16 1.4.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN PHÂN XƯỞNG............................. 16 1.5 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI NHÓM VÀ PHÂN XƯỞNG........................................... 18 1.5.1 TÂM PHỤ TẢI TỪNG NHÓM................................................................................. 18 1.5.2 TÂM PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG ............................................................................... 21 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN TRẠM NGUỒN VÀ TỦ ĐIỆN CHÍNH MẠNG ĐIỆN ........... 23 2.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG........................................................... 23 2.1.1 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT TRẠM BIẾN ÁP............................................ 23 2.2 KIỂM TRA VÀ ĐO LƯỜNG TRONG TRẠM............................................................ 25 2.2.1 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN DÒNG BI .................................................. 25 2.2.2 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP BU ............................................. 25 2.2.3 SƠ ĐỒ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP...................................................................... 26 2.2.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP ................................................ 26 2.3 LỰA CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC .............................. 27 CHƯƠNG 3:LÊN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY VÀ TÍNH CHỌN DÂY CHO PHÂN XƯỞNG 29 3.1 VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY TRONG MẠNG PHÂN XƯỞNG............................... 29 3.2 PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY ............................................................... 29 3.3 VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY.................................................................................. 31 3.4 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG ĐI DÂY.................................................................................... 32 3.5 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐI DÂY CỦA PHÂN XƯỞNG................................................ 33 3.6 PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA TIẾT DIỆN DÂY DẪN .......................... 33 3.6.1 CHỌN DÂY DẪN THEO TỔN THẤT ĐIỆN ÁP CHO PHÉP ................................... 33 3.6.2 CHỌN DÂY DẪN THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG ............................................... 34 3.6.3 CHỌN DÂY DẪN THEO MẬT ĐỘ DÒNG KINH TẾ............................................... 37 3.7 TÍNH CHỌN DÂY DẪN PHÂN XƯỞNG THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG ............ 38 3.7.1 CHỌN DÂY DẪN TỪ TRẠM BIẾN ÁP ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH.................... 38 3.7.2 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC ................... 39 3.7.3 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ ĐỘNG LỰC DB ĐẾN CÁC ĐỘNG CƠ........................... 40 3.8 KIỂM TRA SỤT ÁP ................................................................................................. 42 CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CB................................................. 48 4.1 TỔNG QUAN VỀ CB............................................................................................... 48 4.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CB.............................................................. 49 //giaoan.com.vn/
- 5. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 5 4.2.1 TÍNH NGẮN MẠCH, CHỌN MCCB TỔNG TẠI TRẠM BIẾN ÁP VÀ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH ............................................................................................................................... 49 4.2.2 TÍNH NGẮN MẠCH, CHỌN CÁC MCCB NHÁNH TẠI TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH VÀ CÁC MCCB TỔNG TẠI CÁC TỦ ĐỘNG LỰC, TỦ CHIẾU SÁNG...................................... 52 4.2.3 CHỌN CB BẢO VỆ CHO CÁC ĐỘNG CƠ.............................................................. 55 CHƯƠNG 5:TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ BÙ HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA PHÂN XƯỞNG.............................................................................................................................. 57 5.1 TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT............................................................................... 57 5.1.1 TỔN THẤT CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP........................................................ 57 5.1.2 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TỪ MÁY BIẾN ÁP ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB. 58 5.1.3 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TỪ MDB ĐẾN DB1 ........................................................ 58 5.1.4 TỔN THẤT TỪ TỦ ĐỘNG LỰC DB ĐẾN CÁC ĐỘNG CƠ .................................... 59 5.1.5 TỔN THẤT TOÀN PHÂN XƯỞNG.......................................................................... 60 5.2 TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG ............................................................................... 60 5.3 NÂNG CAO HỆ SỐ COSφ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ......................................... 61 5.3.1 Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ COSφ..................................................... 61 5.3.2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ............................................................................................... 62 5.3.3 VỊ TRÍ LẮP ĐẶT TỤ BÙ.......................................................................................... 63 5.3.4 CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ VÀ TÍNH BÙ CHO PHÂN XƯỞNG ................................ 65 CHƯƠNG 6:THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG............................................................................ 68 6.1 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG............................................. 68 6.1.1 CÁC ĐẠI LƯỢNG KỸ THUẬT ÁNH SÁNG [KTAS] ................................................ 69 6.1.2 CHỌN HỆ CHIẾU SÁNG........................................................................................ 69 6.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG................................................. 70 6.2.1 PHƯƠNG PHÁP MẬT ĐỘ CÔNG SUẤT RIÊNG.................................................... 70 6.2.2 PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ SỬ DỤNG........................................................................ 71 6.2.3 PHƯƠNG PHÁP ĐIỂM .......................................................................................... 73 6.3 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG............................................................ 73 6.3.1 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHUNG CHO PHÂN XƯỞNG .................................... 73 6.3.2 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÒNG KCS...................................................... 76 6.3.3 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO NHÀ KHO .......................................................... 79 6.4 VẠCH RA PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG........................ 82 6.5 TÍNH CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ CHO MẠNG CHIẾU SÁNG .......... 83 6.5.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG ....................................................................... 83 6.5.2 TÍNH CHỌN CÁP VÀ DÂY DẪN............................................................................. 84 6.5.3 TÍNH TOÁN SỤT ÁP TRÊN TUYẾN DÂY ............................................................... 86 CHƯƠNG 7:THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT VÀ BẢO VỆ NỐI ĐẤT CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ ............................................................................................................... 87 7.1 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH SÉT............................................................................. 87 7.2 THIẾT KẾ CHỐNG SÉT.......................................................................................... 89 7.3 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT............................................................................................. 97 7.3.1 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT HỆ THỐNG CHỐNG SÉT................................................... 98 7.3.2 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT TRUNG TÍNH NGUỒN TRẠM BIẾN ÁP........................... 100 //giaoan.com.vn/
- 6. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 6 7.3.3 TÍNH TOÁN NỐI KHÔNG CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG 102 7.3.4 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT LẶP LẠI CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG ............................................................................................................................ 103 7.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN CHO MẠNG ĐIỆN HẠ THẾ PHÂN XƯỞNG ................................................................................................................. 103 7.4.1 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN [SƠ ĐỒ TN-C-S] ........................................... 103 7.4.2 CHỌN DÂY PE HOẶC DÂY PEN ......................................................................... 106 7.4.3 TÍNH DÒNG CHẠM VỎ ĐỐI VỚI THIẾT BỊ ĐIỆN Ở XA NHẤT.......................... 108 7.4.4 TÍNH ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC UTXMAX........................................................................ 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................. 115 //giaoan.com.vn/
- 7. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 7 CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG Phụ tải tính toán là một thông số quan trọng mà ta cần xác định trong việc tính toán, thiết kế cung cấp phụ tải điện tương tự phụ tải thực tế do đó nếu xác định chính xác thì sẽ chọn được thiết bị phù hợp đảm bảo được điều kiện kỹ thuật cũng như lợi ích kinh tế. Phụ tải điện phụ thuộc vào những yếu tố quan trọng như: công suất máy, số lượng máy, chế độ vận hành của máy, điện áp làm việc và quy trình công nghệ sản xuất. Để thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng ta cần quan tâm đến những yêu cầu như: chất lượng điện năng, độ tin cậy cấp điện, mức độ an toàn, và kinh tế... 1.1 ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG: - Đây là mặt bằng phân xưởng cơ khí số 02 [theo số liệu đồ án Nhóm 02], có dạng hình chữ nhật, phân xưởng có kích thước: Chiều dài: 54 [m] Chiều rộng: 18 [m] Chiều cao: 7 [m] Diện tích toàn phân xưởng: 972 [m2 ] - Môi trường làm việc rất thuận lợi, ít bụi, nhiệt độ môi trường trung bình trong phân xưởng là: 30o C. - Phân xưởng dạng hai mái tôn kẽm, nền xi măng, tường quét vôi trắng, toàn bộ phân xưởng có 05 cửa ra vào 2 cánh: 01 cửa đi chính, 04 cửa phụ. - Phân xưởng làm việc 2 ca trong một ngày: Ca 1: từ 6h đến 14h Ca 2: từ 14h đến 22h - Trong phân xưởng có 37 động cơ, một phòng kho và một phòng KCS, ngoài ra phân xưởng còn có hệ thống chiếu sáng. Phân xưởng được lấy điện từ trạm biến áp khu vực với cấp điện áp là: 220/380[V] hoặc 230/400[V] theo đo lường thực tế. 1.2 THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG: 1.2.1 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG: HÌNH 1.1. BỐ TRÍ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SỐ 02. //giaoan.com.vn/
- 8. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 8 1.2.2 BẢNG PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG: BẢNG 1.1 – PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG 02 [SỐ LIỆU ĐỒ ÁN ĐỀ 02 – MB 02]. Ký hiệu trên MB Số lượng Piđm [kW] Σ Piđm [kW] Cosφ Ksd Ghi chú 1 4 16 64 0.9 0.8 3 pha 2 4 16 64 0.7 0.7 3 pha 3 2 5 10 0.7 0.8 3 pha 4 1 16 16 0.8 0.9 3 pha 5 2 9 18 0.7 0.7 3 pha 6 4 14 56 0.8 0.8 3 pha 7 5 11 55 0.8 0.8 3 pha 8 3 18 54 0.9 0.7 3 pha 9 3 18 54 0.7 0.9 3 pha 10 3 9 27 0.7 0.8 3 pha 11 1 3 3 0.6 0.9 3 pha 12 4 12 48 0.6 0.8 3 pha Tổng 36 469 1.3 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI: Căn cứ vào việc bố trí của phân xưởng và yêu cầu làm việc thuận tiện nhất, để làm việc có hiệu quả nhất thông qua các chức năng hoạt động của các máy móc thiết bị. Ngoài các yêu cầu về kỹ thuật thì ta phải đạt yêu cầu về kinh tế, không nên đặt quá nhiều các nhóm làm việc đồng thời, quá nhiều các tủ động lực như thế sẽ không lợi về kinh tế. Tuy nhiên một yếu tố quan trọng cần phải quan tâm là việc phân nhóm phụ tải. Vì phân nhóm phụ tải sẽ quyết định tủ phân phối trong phân xưởng, số tuyến dây đi ra của tủ phân phối. Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào các yếu tố sau: Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng một chức năng. Phân nhóm theo khu vực gần nhau thì cho một nhóm. Phân nhóm có chú ý đến phân đều công suất cho các nhóm [tổng công suất của các nhóm gần bằng nhau]. Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tải của CB chuẩn. Số nhóm không nên quá nhiều: 2,3 hoặc 4 nhóm. Trong cùng một tuyến dây cung cấp từ tủ phân phối thì không nên bố trí thiết bị có công suất lớn ở cuối tuyến. Vì thế, căn cứ vào công suất và vị trí các thiết bị trên sơ đồ mặt bằng, ở đây không xét đến các nhóm thiết bị cùng công năng [do ta không biết cụ thể ở đây từng máy loại gì] nên ta quyết định chia phụ tải theo phân bổ đều công suất các nhóm thành 04 nhóm, đi cùng 04 nhóm là 04 tủ động lực [DB] và 01 tủ phân phối chính [MDB] cấp điện cho 04 tủ động lực. Ngoài việc cấp điện cho 04 nhóm thiết bị, ta còn phải cung cấp cho hệ thống chiếu sáng [LDB]. //giaoan.com.vn/
- 9. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 9 Số lượng, ký hiệu trên mặt bằng và tổng công suất của từng nhóm thiết bị như dưới đây: BẢNG 1.2 – PHÂN NHÓM PHỤ TẢI THEO BỐ TRÍ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 02. Nhóm ΣPiđm [kW] Ký hiệu trên mặt bằng Số lượng thiết bị Piđm [kw] Cos Ksd 01 114 2B – 2C – 2D 09 3 16 0.7 0.7 3A – 3B 2 5 0.7 0.8 6C 1 14 0.8 0.8 8A 1 18 0.9 0.7 12A – 12B 2 12 0.6 0.8 02 108 1A – 1B – 1C – 1D 07 4 16 0.9 0.8 2A 1 16 0.7 0.7 6A – 6B 2 14 0.8 0.8 03 123 5A – 5B 11 2 9 0.7 0.7 7A – 7B – 7C 3 11 0.8 0.8 8B 1 18 0.9 0.7 9A 1 18 0.7 0.9 10A 1 9 0.7 0.8 11 1 3 0.6 0.9 12C – 12D 2 12 0.6 0.8 04 124 4 09 1 16 0.8 0.9 6D 1 14 0.8 0.8 7D – 7E 2 11 0.8 0.8 8C 1 18 0.9 0.7 9B – 9C 2 18 0.7 0.9 10B – 10C 2 9 0.7 0.8 Tổng 469 36 1.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG: CÓ NHIỀU PHƯƠNG PHÁP ĐỂ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN: - Các phương pháp trình bày sau đây đều là các phương pháp tính gần đúng. ① Phương pháp hệ số nhu cầu Knc và công suất đặt: Ptt = Knc x Pđặt Qtt = Ptt x tgφ Phương pháp này được sử dụng khi thông tin thu nhận được từ khách hàng chỉ có thiết kế nhà xưởng [chưa có sơ đồ bố trí máy móc, thiết bị], số liệu cụ thể biết được là công suất đặt và diện tích từng phân xưởng. ② Phương pháp theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm [hoặc theo công suất riêng] Ptt = Ptb = [Mca.a]/Tca = Po x F Trong đó: a – suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm; Tca , Mca – thời gian làm việc và lượng sản phẩm của ca mang tải lớn nhất; Po – công suất trên một đơn vị diện tích; F – diện tích sử dụng; //giaoan.com.vn/
- 10. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 10 ③ Phương pháp tính theo Kmax và công suất trung bình [còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq hay phương pháp sắp xếp biểu đồ]: Với mỗi nhóm, nếu biết rõ thông tin về chế độ vận hành [đồ thị, thời gian đóng điện,…] hoặc có thể tra cứu được các hệ số sử dụng của thiết bị, có thể tiến hành tính phụ tải theo Kmax và công suất trung bình nhóm. Với mỗi nhóm, nếu biết rõ thông tin về chế độ vận hành [đồ thị, thời gian đóng điện,…] hoặc có thể tra cứu được các hệ số sử dụng của thiết bị, có thể tiến hành tính phụ tải theo Kmax và công suất trung bình nhóm theo các bước sau: a] Số thiết bị hiệu quả nhq: - Được xác định theo công thức sau: = [∑ đ ] ∑ đ với Pđmi – công suất định mức của thiết bị thứ i. Trong trường hợp số thiết bị trong nhóm nhiều, có thể áp dụng cách tính gần đúng sau: - Xác định: n1 – số thiết bị có công suất lớn hơn ½ Pimax [thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm]. P1 – tổng công suất của số thiết bị n1 ở trên. - Tính hệ số: ∗ = ∗ = đ với Pđm – tổng công suất định mức của toàn nhóm. - Tra bảng PL1.4 – tài liệu [1] tìm số thiết bị hiệu quả nhq b] Tính Ksd của nhóm theo công thức: = đ = ∑ đ ∑ đ với Pđm – tổng công suất định mức của toàn nhóm. - Công suất trung bình của nhóm có thể tính như sau: = đ c] Xác định phụ tải tính toán: - Nếu nhq < 4 và n < 4 thì phụ tải tính toán: = đ - Nếu nhq < 4 và n > 3 thì: = đ Với các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn thì hệ số phụ tải kpt lấy bằng 0.9 Với các thiết bị có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại thì kpt lấy giá trị 0.75 - Nếu nhq ≥ 4 tìm Kmax theo nhq và Ksd hoặc tra bảng: = 1 + 1.3 //giaoan.com.vn/
- 11. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 11 - Phụ tải tính toán: = = đ = 1.1 × nếu nhq ≤ 10 = = × nếu nhq > 10 = + = đ đ ④ Phương pháp tính trực tiếp Ptt theo hệ số sử dụng Ku và hệ số đồng thời Ks: Phương pháp này áp dụng cho 02 trường hợp, thứ nhất là phụ tải rất giống nhau và lặp đi lặp lại ở các khu vực khác nhau; thứ hai là phụ tải rất đa dạng không thể áp dụng phương pháp nào để xác định phụ tải tính toán. Tất cả các tải riêng biệt thường không vận hành hết công suất định mức ở cùng một thời điểm. Hệ số Ku và Ks cho phép xác định công suất và công suất biểu kiến lớn nhất dùng để định kích cỡ của mạng. Tất cả các tải riêng biệt thường không vận hành hết công suất định mức ở cùng một thời điểm. Hệ số Ku và Ks cho phép xác định công suất và công suất biểu kiến lớn nhất dùng để định kích cỡ của mạng. Hệ số sử dụng lớn nhất Ku: trong điều kiện vận hành bình thường, công suất tiêu thụ thực của thiết bị thường bé hơn trị định mức của nó. Do đó, hệ số sử dụng Ku được dùng để đánh giá trị công suất tiêu thụ thực. Hệ số này cần được áp dụng cho từng tải riêng biệt [nhất là cho các động cơ vì chúng hiếm khi chạy đầy tải]. Trong mạng công nghiệp, hệ số này ước chừng là 0.75 cho động cơ, đèn dây tóc là 1, đối với ổ cắm – hệ số này phụ thuộc hoàn toàn vào dạng thiết bị cắm vào ổ. Hệ số đồng thời Ks: thông thường, sự vận hành đồng thời của tất cả tải có trong một lưới điện là không bao giờ xảy ra. Hệ số đồng thời Ks sẽ được dùng để đánh giá phụ tải. Hệ số đồng thời Ks thường được dùng cho một nhóm tải [được nối cùng tủ phân phối hoặc tủ phân phối phụ]. Việc xác định Ks đòi hỏi sự hiểu biết chi tiết của người thiết kế về mạng và điều kiện vận hành của từng tải riêng biệt trong mạng. Do vậy, khó mà có thể cho giá trị chính xác trong mọi trường hợp. Các biểu thức tính toán: Xác định công suất biểu kiến định mức của tải: đ [ ả ] = đ [ ả ] ả [1.1] Xác định công suất biểu kiến tính toán của từng máy theo công thức: [ ả ] = đ [ ả ] × = đ [ ả ] ả × [1.2] Xác định công suất biểu kiến tính toán của tủ điện theo công thức: [ ủ đ ệ ] = [ ả ] × đ [1.3] Xác định dòng điện tính toán cho tủ điện theo công thức sau: [ ủ đ ệ ] = [ ủ đ ệ ] √ × . [1.4] Trong các phương pháp tính phụ tải tính toán cho mạng động lực thì phương pháp tính theo hệ số cực đại Kmax và công suất trung bình cho ra kết quả chính xác hơn cả. Để áp dụng phương pháp tính được sử dụng nhiều trong thực tế theo tiêu chuẩn IEC, theo hướng dẫn của thầy TRƯƠNG VIỆT ANH, dữ liệu hiện có [số liệu đồ án được cung cấp //giaoan.com.vn/
- 12. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 12 đầy đủ công suất đặt, hệ số Ksd, hệ số công suất cosφ, bố trí thiết bị trên mặt bằng có tính lặp lại], nhóm quyết định chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán theo phương pháp tính trực tiếp Ptt theo hệ số sử dụng Ksd [theo định nghĩa của IEC] và hệ số đồng thời Kđt theo tài liệu tham khảo [2]: Hệ số Kđt = 0.75 [đối với tải động cơ, theo tiêu chuẩn IEC về thiết kế và lắp đặt thiết bị điện], hoặc chọn Kđt = [0.8÷1] phụ thuộc số phần tử đi vào nhóm, theo BẢNG 1.4 trình bày dưới đây. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số đồng thời Kđt có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện, được sử dụng nhiều trong thực tế. BẢNG 1.3. BẢNG B16-TÀI LIỆU [2] – HỆ SỐ ĐỒNG THỜI CHO TỦ PHÂN PHỐI [theo tiêu chuẩn IEC439]. Số mạch Hệ số Ks 2 và 3 [tủ được kiểm nghiệm toàn bộ] 4 và 5 6 đến 9 10 và lớn hơn Tủ được thí nghiệm từng phần trong mỗi trường hợp được chọn [“] 0.9 0.8 0.7 0.6 1.0 [“] Nếu mạch chủ yếu cho chiếu sáng, hệ số Ks có thể coi như gần bằng 1. BẢNG 1.4. HỆ SỐ ĐỒNG THỜI CHO MẠCH CHỨC NĂNG [tham khảo theo Tài liệu [1].] Số mạch chức năng Hệ số Ks [*] Ghi chú n = 1 ÷ 2 3 ≤ n ≤5 n > 5 1 0.85÷0.95 0.8 [*] Với ý nghĩa, số mạch chức năng càng nhiều, hệ số Ks càng nhỏ 1.4.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TỪNG NHÓM: Số thiết bị của các nhóm đều lớn [n>5] và là tải động cơ, ta chọn hệ số đồng thời của các thiết bị trong mỗi nhóm kđt = 0.75 [theo tiêu chuẩn IEC – BẢNG B17/Tài liệu [2]. – Hệ số đồng thời Ks = 0.75 cho mạch động cơ mạnh thứ nhì ], và hệ số đồng thời của phân xưởng [gồm 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng] Kđt = 0.8 [theo tiêu chuẩn IEC – BẢNG 1.3]. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO NHÓM 01: Nhóm ΣPiđm [kW] Ký hiệu trên mặt bằng Số lượng thiết bị Piđm [kW] Cos Ksd Kđt 01 114 2B – 2C – 2D 09 3 16 0.7 0.7 0.75 3A – 3B 2 5 0.7 0.8 6C 1 14 0.8 0.8 8A 1 18 0.9 0.7 12A – 12B 2 12 0.6 0.8 Công suất biểu kiến yêu cầu của máy 02 theo công thức [1.2]: [ ] = đ [ ả ] ả × = . × 0.7 = 16 [ ] Công suất biểu kiến yêu cầu của máy 03 theo công thức [1.2]: //giaoan.com.vn/
- 13. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 13 [ ] = đ [ ả ] ả × = . × 0.8 = 5.71 [ ] Công suất biểu kiến yêu cầu của máy 06 theo công thức [1.2]: [ ] = đ [ ả ] ả × = . × 0.8 = 14 [ ] Công suất biểu kiến yêu cầu của máy 08 theo công thức [1.2]: [ ] = đ [ ả ] ả × = . × 0.7 = 14 [ ] Công suất biểu kiến yêu cầu của máy 12 theo công thức [1.2]: [ ] = đ [ ả ] ả × = . × 0.8 = 16 [ ] Công suất biểu kiến của Nhóm 01 theo công thức [1.3]: [ ó ] = [ ả ] × đ [ ó ] = 0.75 × [3 × 16 + 2 × 5.71 + 14 + 14 + 2 × 16] = 89.6 [ ] [ ó ] = . [ ] Dòng điện tính toán của Nhóm 01 theo công thức [1.4]: [ ó ] = [ ủ đ ệ ] √ × . = . √ × . = 136.1 [ ] [ ó ] = . [ ] ÁP DỤNG CÁC CÔNG THỨC TRÊN TA TÍNH ĐƯỢC PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÓM 01 Ở BẢNG SAU: STT Tên thiết bị Piđm [kW] Cos Iđm [A] Sđm[tải] [kVA] Ksd Stt[tải] [kVA] Kđt Stt[tủ điện] [kVA] Itt [tủ điện] [A] 1 2B 16 0.7 34.7 22.86 0.7 16 0.75 12 2 2C 16 0.7 34.7 22.86 0.7 16 12 3 2D 16 0.7 34.7 22.86 0.7 16 12 4 3A 5 0.7 10.8 7.14 0.8 5.71 4.28 5 3B 5 0.7 10.8 7.14 0.8 5.71 4.28 6 6C 14 0.8 26.6 17.5 0.8 14 10.5 7 8A 18 0.9 30.4 20 0.7 14 10.5 8 12A 12 0.6 30.4 20 0.8 16 12 9 12B 12 0.6 30.4 20 0.8 16 12 Tổng Nhóm 01 9 [thiết bị] 114 [kW] 89.6 [kVA] 136.1 [A] Hệ số sử dụng Ksd của Nhóm 01: = ∑ × đ ∑ đ = . Dòng điện đỉnh nhọn nhóm thiết bị Nhóm 01 theo động cơ 2D: đ = + [ − đ [ ]] [1.5] Trong đó: Immmax – dòng mở máy lớn nhất của thiết bị trong nhóm thiết bị; Iđm[max] – dòng định mức của thiết bị có dòng mở máy lớn nhất; Immmax = [3÷5]Iđm cho động cơ rotor dây quấn Pđm < 40 kW, chọn Kmm = 5 Pđm > 40 kW, chọn Kmm = 3 //giaoan.com.vn/
- 14. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 14 đ ó = + [ − đ [ ]] đ ó = { × . + [ . − . × . ]} = . [ ] ÁP DỤNG TƯƠNG TỰ TA ĐƯỢC PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÓM 02 Ở BẢNG SAU: STT Tên thiết bị Piđm [kW] Cos Iđm [A] Sđm[tải] [kVA] Ksd Stt[tải] [kVA] Kđt Stt[tủ điện] [kVA] Itt [tủ điện] [A] 1 1A 16 0.9 26.9 17.7 0.8 14.2 0.75 10.6 2 1B 16 0.9 26.9 17.7 0.8 14.2 10.6 3 1C 16 0.9 26.9 17.7 0.8 14.2 10.6 4 1D 16 0.9 26.9 17.7 0.8 14.2 10.6 5 2A 16 0.7 34.7 22.86 0.7 16 12 6 6A 14 0.8 26.6 17.5 0.8 14 10.5 7 6B 14 0.8 26.6 17.5 0.8 14 10.5 Tổng Nhóm 02 7 [thiết bị] 108 [kW] 75.6 [kVA] 114.9 [A] Hệ số sử dụng Ksd của Nhóm 02: = ∑ × đ ∑ đ = . Dòng điện đỉnh nhọn nhóm thiết bị Nhóm 02 theo động cơ 2A, theo công thức [1.5]: đ = + [ − đ [ ]] Trong đó: Immmax – dòng mở máy lớn nhất của thiết bị trong nhóm thiết bị; Iđm[max] – dòng định mức của thiết bị có dòng mở máy lớn nhất; Immmax = [3÷5]Iđm cho động cơ rotor dây quấn Pđm < 40 kW, chọn Kmm = 5 Pđm > 40 kW, chọn Kmm = 3 đ ó = + [ − đ [ ]] đ ó = { × . + [ . − . × . ]} = . [ ] ÁP DỤNG TƯƠNG TỰ TA ĐƯỢC PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÓM 03 Ở BẢNG SAU: STT Tên thiết bị Piđm [kW] Cos Iđm [A] Sđm[tải] [kVA] Ksd Stt[tải] [kVA] Kđt Stt[tủ điện] [kVA] Itt [tủ diện] [A] 1 5A 9 0.7 19.5 12.85 0.7 9 0.75 6.75 2 5B 9 0.7 19.5 12.85 0.7 9 6.75 3 7A 11 0.8 20.9 13.75 0.8 11 8.25 4 7B 11 0.8 20.9 13.75 0.8 11 8.25 5 7C 11 0.8 20.9 13.75 0.8 11 8.25 6 8B 18 0.9 30.4 20 0.7 14 10.5 7 9A 18 0.7 39 25.71 0.9 23.14 17.35 8 10A 9 0.7 19.5 12.85 0.8 10.28 7.71 9 11 3 0.6 7.6 5 0.9 4.5 3.37 //giaoan.com.vn/
- 15. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 15 10 12C 12 0.6 30.4 20 0.8 16 12 11 12D 12 0.6 30.4 20 0.8 16 12 Tổng Nhóm 03 11 [thiết bị] 123 [kW] 101.2 [kVA] 153.7 [A] Hệ số sử dụng Ksd của Nhóm 03: = ∑ × đ ∑ đ = . Dòng điện đỉnh nhọn nhóm thiết bị Nhóm 03 theo động cơ 9A, theo công thức [1.5]: đ = + [ − đ [ ]] Trong đó: Immmax – dòng mở máy lớn nhất của thiết bị trong nhóm thiết bị; Iđm[max] – dòng định mức của thiết bị có dòng mở máy lớn nhất; Immmax = [3÷5]Iđm cho động cơ rotor dây quấn Pđm < 40 kW, chọn Kmm = 5 Pđm > 40 kW, chọn Kmm = 3 đ ó = + [ − đ [ ]] đ ó = { × + [ . − . × ]} = . [ ] ÁP DỤNG TƯƠNG TỰ TA ĐƯỢC PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÓM 04 Ở BẢNG SAU: STT Tên thiết bị Piđm [kW] Cos Iđm [A] Sđm[tải] [kVA] Ksd Stt[tải] [kVA] Kđt Stt[tủ điện] [kVA] Itt [tủ điện] [A] 1 4 16 0.8 30.4 20 0.9 18 0.75 13.5 2 6D 14 0.8 26.6 17.5 0.8 14 10.5 3 7D 11 0.8 20.9 13.75 0.8 11 8.25 4 7E 11 0.8 20.9 13.75 0.8 11 8.25 5 8C 18 0.9 30.4 20 0.7 14 10.5 6 9B 18 0.7 39 25.71 0.9 23.14 17.35 7 9C 18 0.7 39 25.71 0.9 23.14 17.35 8 10B 9 0.7 19.5 12.85 0.8 10.28 7.71 9 10C 9 0.7 19.5 12.85 0.8 10.28 7.71 Tổng Nhóm 04 9 [thiết bị] 124 [kW] 101.1 [kVA] 153.7 [A] Hệ số sử dụng Ksd của Nhóm 04: = ∑ × đ ∑ đ = . Dòng điện đỉnh nhọn nhóm thiết bị Nhóm 04 theo động cơ 9B, theo công thức [1.5]: đ = + [ − đ [ ]] Trong đó: Immmax – dòng mở máy lớn nhất của thiết bị trong nhóm thiết bị; Iđm[max] – dòng định mức của thiết bị có dòng mở máy lớn nhất; Immmax = [3÷5]Iđm cho động cơ rotor dây quấn //giaoan.com.vn/
- 16. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 16 Pđm < 40 kW, chọn Kmm = 5 Pđm > 40 kW, chọn Kmm = 3 đ ó = + [ − đ [ ]] đ ó = { × + [ . − . × ]} = . [ ] PHỤ TẢI TÍNH TOÁN TỦ ĐỘNG LỰC ĐƯỢC THỐNG KÊ Ở BẢNG SAU: STT Tên nhóm Số thiết bị ƩPiđm [kW] Stt[tủ điện] [kVA] Itt [A] Iđn[A] 1 Nhóm 01 9 114 89.6 136.1 283.9 2 Nhóm 02 7 108 75.6 114.9 261.3 3 Nhóm 03 11 123 101.2 153.7 318.2 4 Nhóm 04 9 124 101.1 153.7 316.7 Tổng Phân xưởng 36 469 [kW] 367.5 [kVA] 666.2 [A] Hệ số sử dụng Ksd của phân xưởng: = ∑ × đ ∑ đ = . Dòng điện đỉnh nhọn toàn phân xưởng, theo công thức [1.5]: đ = đ ó + − × ó đ = { . + [ . − . × . ]} = . [ ] Ittpx = 466.4 [A], được tính ở dưới. 1.4.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG: - Có nhiều phương pháp để xác định phụ tải chiếu sáng trong công nghiệp, do đặc điểm của phân xưởng nên ta chọn phương pháp tính gần đúng. Phương pháp này đơn giản, được ứng dụng nhiều trong thực tế. - Phương pháp này được tính toán theo biểu thức: = × [ ] [1.5] Trong đó: P0 là công suất chiếu sáng của phân xưởng trên đơn vị diện tích, W/m2 . Fpx là diện tích toàn phân xưởng, m2 . - Công suất phụ tải chiếu sáng được áp dụng cho phân xưởng chọn P0=[12÷16] W/m2 : P0 = 12 W/m2 = 0.012 kW/m2 - Công suất chiếu sáng của toàn phân xưởng theo công thức [1.5]: = × = 0.012 × 972 = 11.7 [ ] - Công suất biểu kiến chiếu sáng toàn phân xưởng với hệ số cosφCS = 0.9: = = . . = 13 [ ] 1.4.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN PHÂN XƯỞNG: - Trong thực tế khi phân xưởng làm việc thì không hẳn tất cả các thiết bị hoạt động cùng một lúc, theo tiêu chuẩn IEC, ta chọn hệ số đồng thời của phân xưởng: Kđt = 0.8 - Phụ tải tính toán động lực phân xưởng: //giaoan.com.vn/
- 17. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 17 đ = [ ủ đ ệ ] × đ = 367.5 × 0.8 = 294 [ ] BẢNG 1.5. HỆ SỐ ĐỒNG THỜI VÀ CÔNG SUẤT BIỂU KIẾN TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC PHÂN XƯỞNG. Loại ứng dụng [Động cơ 3 ] Công suất biểu kiến Sđm [KVA] Hệ số sử dụng Ksd Công suất biểu kiến yêu cầu Syc [KVA] Hệ số đồng thời Kđt Công suất biểu kiến tính toán nhóm Stt.Nhóm [KVA] Hệ số đồng thời Kđt Công suất biểu kiến tính toán động lực phân xưởng Sttđlpx [KVA] 2B 22.9 0.7 16 Tủ động lực DB1 0.75 89.6 Tủ phân phối chính MDB 0.8 294 2C 22.9 0.7 16 2D 22.9 0.7 16 3A 7.1 0.8 5.71 3B 7.1 0.8 5.71 6C 17.5 0.8 14 8A 20 0.7 14 12A 20 0.8 16 12B 20 0.8 16 1A 17.7 0.8 14.2 Tủ động lực DB2 0.75 75.6 1B 17.7 0.8 14.2 1C 17.7 0.8 14.2 1D 17.7 0.8 14.2 2A 22.9 0.7 16 6A 17.5 0.8 14 6B 17.5 0.8 14 5A 12.9 0.7 9 Tủ động lực DB3 0.75 101.2 5B 12.9 0.7 9 7A 13.8 0.8 11 7B 13.8 0.8 11 7C 13.8 0.8 11 8B 20 0.7 14 9A 25.7 0.9 23.1 10A 12.9 0.8 10.3 11 5 0.9 4.5 12C 20 0.8 16 12D 20 0.8 16 4 20 0.9 18 Tủ động lực DB4 0.75 101.1 6D 17.5 0.8 14 7D 13.8 0.8 11 7E 13.8 0.8 11 8C 20 0.7 14 9B 25.7 0.9 23.1 9C 25.7 0.9 23.1 10B 12.9 0.8 10.3 10C 12.9 0.8 10.3 - Phụ tải tính toán chiếu sáng: Sttcs = 13 [kVA] - Phụ tải tính toán toàn phân xưởng mở rộng: = ∑ [ ủ đ ệ ] × đ + [ ] [1.6] //giaoan.com.vn/
- 18. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 18 = 294 + 13 = 307 [ ] = [ ] - Dòng điện làm việc tính toán động lực phân xưởng: đ = ∑ [ ủ đ ệ ]× đ . ×√ = . × . . ×√ = 446.7 [ ] - Dòng điện làm việc tính toán toàn phân xưởng mở rộng: [ ] = . ×√ = . [ ] 1.5 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI NHÓM VÀ PHÂN XƯỞNG: 1.5.1 TÂM PHỤ TẢI TỪNG NHÓM: - Khi thiết kế mạng điện cho phân xưởng, việc xác định vị trí đặt tủ phân phối hay trạm biến áp phân xưởng là rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, tổn thất công suất và tổn thất điện năng là bé nhất. - Tâm phụ tải được xác định theo công thức: I[XI ,YI] = ∑ × đ ∑ đ ; = ∑ × đ ∑ đ [1.7] Trong đó: Pi là công suất định mức của thiết bị thứ I; XI ,YI là tọa độ tâm của phụ tải của nhóm máy; xi , yi là tọa độ vị trí máy; - Chọn gốc tọa độ [0;0] tại góc trái phía dưới của sơ đồ mặt bằng phân xưởng. - Bán kính của vòng tròn đồ thị phụ tải: = × [1.8] Trong đó: Ri – bán kính của vòng tròn bản đồ phụ tải phân xưởng; Sitt – công suất tính toán của phân xưởng; m – tỉ lệ xích, chọn m = 0.01 kVA/mm2 TỌA ĐỘ TÂM PHỤ TẢI NHÓM 01: Thông số vị trí máy Nhóm 01: STT Tên thiết bị Piđm [kW] xi [m] yi [m] 1 2B 16 6.8 7.4 2 2C 16 10.8 7.4 3 2D 16 14.8 7.4 4 3A 5 11.6 3.0 5 3B 5 14.6 3.0 6 6C 14 17.4 1.8 7 8A 18 18.0 13.4 8 12A 12 2.4 9.6 9 12B 12 2.4 5.5 Tâm phụ tải Nhóm 01: //giaoan.com.vn/
- 19. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 19 = ∑ × đ ∑ đ = 16 × [6.8 + 10.8 + 14.8] + 5 × [11.6 + 14.6] + 14 × 17.4 + 18 × 18 + 12 × [2.4 + 2.4] 114 = 1274.6 114 = 11.2 [ ] ⟹ = . [ ] = ∑ × đ ∑ đ = 16 × [7.4 + 7.4 + 7.4] + 5 × [3 + 3] + 14 × 1.8 + 18 × 13.4 + 12 × [9.6 + 5.5] 114 = 832.8 114 = 7.3 [ ] ⟹ = . [ ] Bán kính vòng tròn phụ tải Nhóm 01: = × = 89.6 × 0.01 = [ ] TỌA ĐỘ TÂM PHỤ TẢI NHÓM 02: Thông số vị trí máy Nhóm 02: STT Tên thiết bị Piđm [kW] xi [m] yi [m] 1 1A 16 5.6 16 2 1B 16 8.1 16 3 1C 16 10.6 16 4 1D 16 6.6 14 5 2A 16 10.4 14 6 6A 14 16 16 7 6B 14 20 16 Tâm phụ tải Nhóm 02: = ∑ × đ ∑ đ = 16 × [5.6 + 8.1 + 10.6 + 6.6 + 10.4] + 14 × [16 + 20] 126 = 1164.8 108 = 10.8 [ ] ⟹ = . [ ] = ∑ × đ ∑ đ = 16 × [16 + 16 + 16 + 14 + 14] + 14 × [16 + 16] 126 //giaoan.com.vn/
- 20. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 20 = = 15.4 [ ] ⟹ = . [ ] Bán kính vòng tròn phụ tải Nhóm 02: = × = 75.6 × 0.01 = [ ] TỌA ĐỘ TÂM PHỤ TẢI NHÓM 03: Thông số vị trí máy Nhóm 03: STT Tên thiết bị Piđm [kW] xi [m] yi [m] 1 5A 9 45.2 16 2 5B 9 45.2 14 3 7A 11 32.8 16 4 7B 11 36.8 16 5 7C 11 34.8 14 6 8B 18 48.8 13.4 7 9A 18 47.8 16 8 10A 9 50 16 9 11 3 38.4 14 10 12C 12 51.6 9.6 11 12D 12 51.6 5.5 Tâm phụ tải Nhóm 03: = ∑ × đ ∑ đ = 9 × [45.2 + 45.2] + 11 × [32.8 + 36.8 + 34.8] + 18 × [48.8 + 47.8] + 9 × 50 + 3 × 38.4 + 12 × [51.6 + 51.6] 123 = 5504.4 123 = 44.75 [ ] ⟹ = . [ ] = ∑ × đ ∑ đ = 9 × [16 + 14] + 11 × [16 + 16 + 14] + 18 × [13.4 + 16] + 9 × 16 + 3 × 14 + 12 × [9.6 + 5.5] 126 = . = 13.60 [ ] ⟹ = . [ ] Bán kính vòng tròn phụ tải Nhóm 03: = × = 101.2 × 0.01 = . [ ] TỌA ĐỘ TÂM PHỤ TẢI NHÓM 04: //giaoan.com.vn/
- 21. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 21 Thông số vị trí máy Nhóm 04: STT Tên thiết bị Piđm [kW] xi [m] yi [m] 1 4 16 42.6 6.4 2 6D 14 34.5 1.8 3 7D 11 30 8.2 4 7E 11 32 8.2 5 8C 18 45.7 1.8 6 9B 18 41 9.4 7 9C 18 44 9.4 8 10B 9 38.8 1.8 9 10C 9 42.3 1.8 Tâm phụ tải Nhóm 04: = ∑ × đ ∑ đ = 16 × 42.6 + 14 × 34.5 + 11 × [30 + 32] + 18 × [45.7 + 41 + 44] + 9 × [38.8 + 42.3] 124 = 4929.1 124 = 39.75 [ ] ⟹ = . [ ] = ∑ × đ ∑ đ = 16 × 6.4 + 14 × 1.8 + 11 × [8.2 + 8.2] + 18 × [1.8 + 9.4 + 9.4] + 9 × [1.8 + 1.8] 124 = . = 5.73 [ ] ⟹ = . [ ] Bán kính vòng tròn phụ tải Nhóm 04: = × = 101.1 × 0.01 = . [ ] 1.5.2 TÂM PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG: Tọa độ tâm phụ tải phân xưởng: = ∑ ∑ = 114 × 11.2 + 108 × 10.8 + 123 × 44.75 + 124 × 39.75 469 ⟹ = . = . [ ] = ∑ ∑ = 114 × 7.3 + 108 × 15.4 + 123 × 13.6 + 124 × 5.73 469 ⟹ = 4879.8 469 = . [ ] //giaoan.com.vn/
- 22. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 22 Bán kính vòng tròn phụ tải Phân xưởng: = × = 367.5 × 0.01 = . [ ] TỌA ĐỘ TÂM PHỤ TẢI CÁC NHÓM: STT ΣPiđm [kW] Xi [m] Yi [m] Ri [mm] Nhóm 01 114 11.2 7.3 17 Nhóm 02 108 10.8 15.4 49 Nhóm 03 123 44.75 13.6 56.8 Nhóm 04 124 39.75 5.73 56.7 Phân xưởng 469 27.45 10.4 108.2 - Với các kết quả vừa tính được ta có sơ đồ phân bố tâm phụ tải của từng nhóm phụ tải và của toàn phân xưởng như hình vẽ dưới đây: HÌNH 1.2. PHÂN BỐ PHỤ TẢI TỪNG NHÓM VÀ PHÂN XƯỞNG. //giaoan.com.vn/
- 23. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 23 CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN TRẠM NGUỒN VÀ TỦ ĐIỆN CHÍNH MẠNG ĐIỆN 2.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG: Phân xưởng sửa chữa cơ khí này thuộc hộ tiêu thụ loại 2, nên ta chỉ chọn 1 máy biến áp cung cấp điện cho phân xưởng. Phân xưởng được đặt gần trạm biến áp khu vực với cấp điện áp là 22 kV, phụ tải của phân xưởng là phụ tải động lực có điện áp định mức 380V và phụ tải chiếu sáng, không có phụ tải điện áp cao, do đó ta chỉ cần chọn máy biến áp giàn có điện áp định mức 22/0.4 kV. 2.1.1 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT TRẠM BIẾN ÁP: Vốn đầu tư của trạm biến áp chiếm một phần rất quan trọng trong tổng số vốn đầu tư của hệ thống điện. Vì vậy việc chọn vị trí, số lượng và công suất định mức của máy biến áp là việc làm rất quan trọng. Để chọn trạm biến áp cần đưa ra một số phương án có xét đến các ràng buộc cụ thể và tiến hành tính toán so sánh kinh tế, kỹ thuật để chọn phương án tối ưu. Vì vậy việc lựa chọn máy biến áp bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện, dung lượng và thông số máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nó, cấp điện áp, phương thức vận hành của máy biến áp…v.v. CHỌN VỊ TRÍ DẶT TRẠM BIẾN ÁP: - Để xác định vị trí hợp lý của trạm biến áp cần xem xét các yêu cầu sau: Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến. Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành hằng năm bé nhất. Thuận lợi trong quá trình thi công và lắp đặt. Thao tác vận hành và quản lý dễ dàng. Vị trí trạm không ảnh hưởng đến giao thông nội và vận chuyển vật tư chính trong xí nghiệp. An toàn, liên tục cấp điện. Vị trí trạm còn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên [thông gió tốt]. Ngoài ra nếu có yêu cầu đặc biệt như có khí ăn mòn, bụi bặm nhiều, môi trường dễ cháy, v.v… phòng cháy nổ, ẩm ướt, bụi bẩn. - Vị trí của trạm biến áp phân xưởng có thể độc lập ở bên ngoài, liền kề với phân xưởng, hoặc đặt bên trong phân xưởng. - Trong thực tế, việc đặt trạm biến áp phù hợp tấc cả các yêu cầu trên là rất khó khăn. Do đó tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể trong thực tế mà ta đặt trạm sao cho hợp lý nhất. Ở đây ta chọn đặt MBA ở bên ngoài, ngay sát phân xưởng có rào chắn bảo vệ an toàn, MBA được đặt cách cửa là 12 mét. CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CHỦNG LOẠI MÁY BIẾN ÁP: - Chọn số lượng máy biến áp phụ thuộc vào nhiều yều tố như: Yêu cầu về liên tục cung cấp điện của hộ phụ tải. Yêu cầu về lựa chọn dung lượng máy biến áp. Yêu cầu về vận hành kinh tế. Xét đến khả năng mở rộng và phát triển về sau. - Đối với hộ phụ tải loại 1: thường chọn 2 máy biến áp trở lên. - Đối với hộ phụ tải loại 2: số lượng máy biến áp được chọn còn tuỳ thuộc vào việc so sánh hiệu quả về kinh tế-kỹ thuật. - Tuy nhiên, để đơn giản trong vận hành, số lượng máy biến áp trong trạm biến áp không nên quá 3 và các máy biến áp nên có cùng chủng loại và công suất. //giaoan.com.vn/
- 24. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 24 - Chủng loại máy biến áp trong một trạm biến áp đồng nhất [hay ít chủng loại] để giảm số lượng máy biến áp dự phòng và thuận tiện trong việc lắp đặt, vận hành. XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG CỦA MÁY BIẾN ÁP: - Hiện nay, có nhiều phương pháp để xác định dung lượng của máy biến áp. Nhưng vẫn phải dựa theo các nguyên tắc sau đây: Chọn theo điều kiện làm việc bình thường có xét đến quá tải cho phép [quá tải bình thường]. Mức độ quá tải phải được tính toán sao cho hao mòn cách điện trong khoảng thời gian xem xét không vượt quá định mức tương ứng với nhiệt độ cuộn dây là 98o C. Khi quá tải bình thường, nhiệt độ điểm nóng nhất của cuộn dây có thể lớn hơn [những giờ phụ tải cực đại] nhưng không vượt quá 140o C và nhiệt độ lớp dầu phía trên không vượt quá 95o C. Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố [hư hỏng một trong những máy biến áp làm việc song song] với một thời gian hạn chế để không gián đoạn cung cấp điện. Khi chọn máy biến áp cần lưu ý tới khả năng chịu quá tải thường xuyên và quá tải sự cố. Thông thường ta chọn máy biến áp dựa vào đồ thị phụ tải bằng hai phương pháp đó là: Phương pháp công suất đẳng trị. Phương pháp 3%. - Nhưng ở đây ta không có đồ thị phụ tải cụ thể, do đó chọn dung lượng máy biến áp theo điều kiện đơn giản sau: SđmMBA ≥ Sttphân xưởng [2.1] trong đó: Sttphân xưởng = Stt tủ điện + SttCS + Sdự phòng [2.2] Sdự phòng phụ thuộc vào việc dự báo phụ tải điện của phân xưởng trong tương lai, giả sử phụ tải điện của phân xưởng dự báo trong tầm vừa từ [3 ÷ 10] năm. Do vậy ta chọn công suất dự phòng cho phân xưởng là 20%. Sdự phòng = 20% [Stt tủ điện + SttCS] [2.3] - Trong phạm vi đồ án này, ta không xét đến Sdự phòng . Dung lượng của máy biến áp cần chọn theo công thức [2.1] là: SđmMBA ≥ Sttphân xưởng Sttphân xưởng = 307 [kVA] Vậy ta chọn máy biến áp 3 pha của hãng ĐÔNG ANH sản xuất tại Việt Nam với nhiệt đô môi trường của Việt Nam nên ta không cần xét đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ. Máy biến áp có các thông số như sau [Phụ lục 1/Trang 99 – tài liệu [1]]: BẢNG 2.1. THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP ĐÔNG ANH. Công suất SđmMBA [kVA] Cấp điện áp [kV] Tổn hao [W] Dòng điện không tải [%] Điện áp ngắn mạch UN [%] Kích thước bao [mm] LxWxH Khối lượng [kg] Không tải ∆P0 Ngắn mạch ∆PN Dầu Toàn bộ 320 22/0.4 735 3660 1.7 4 1513x1060x1472 322 1542 //giaoan.com.vn/
- 25. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 25 HÌNH 2.1. MÁY BIẾN ÁP ĐÔNG ANH 320 KVA KIỂU HỞ. 2.2 KIỂM TRA VÀ ĐO LƯỜNG TRONG TRẠM: Để kiểm tra và đo lường, ta sử dụng các đồng hồ đo lường được đặt ở đầu ra của trạm, với các đồng hồ: đồng hồ Ampe, đồng hồ Volt, đồng hồ đo điện năng tác dụng, đồng hồ đo điện năng phản kháng. 2.2.1 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN DÒNG BI: Máy biến dòng có nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ một trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle và tự động hóa. Thường dòng điện định mức thứ cấp của máy biến dòng điện là 5A [trường hợp đặc biệt có thể là 1A hay 10A] dù rằng dòng điện định mức sơ cấp có thể bằng bao nhiêu. Để đảm bảo an toàn cho người vận hành, cuộn thứ cấp của máy biến dòng phải được nối đất. Máy biến dòng được chọn theo điều kiện: - Theo điện áp định mức: UđmBI ≥ Uđm.mạng - Theo dòng điện sơ cấp định mức: I1đmBI ≥ Ilvmax - Theo phụ tải định mức ở phía sơ cấp: S2đmBI ≥ S2tt Theo tính toán ở Chương 1, ta có: Uđm.mạng = 0.38 [kV] Ilvmax = Ittpx = 466.4 [A] S2tt = Sttpx = 307 [kVA] Vậy chọn máy biến dòng có các thông số: Uđm [V] Iđm[A] Cấp chính xác Sai số Sđm [kVA] 400 600 1 ± 1% 400 2.2.2 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP BU: Máy biến điện áp có nhiệm vụ biến đổi điện áp từ một trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle và tự động hóa. Điện áp thứ cấp của máy biến điện áp 100V hay 3 / 100 V không kể điện áp sơ cấp định mức là bao nhiêu. //giaoan.com.vn/
- 26. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 26 Các điều kiện chọn máy biến áp đo lường: - Điện áp sơ cấp định mức: U1đm ≥ Uđm.mạng - Phụ tải 1 pha, VA: S2đm.pha > S2ttpha - Sai số cho phép: [N%] ≤ N% Vậy chọn máy biến điện áp có các thông số: Uđm [V] Cấp chính xác Sai số 400 1 ± 1% 2.2.3 SƠ ĐỒ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP: HÌNH 2.2. SƠ ĐỒ MÁY BIẾN DÒNG ĐO LƯỜNG. 2.2.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP: HÌNH 2.3. NGUYÊN LÝ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP. //giaoan.com.vn/
- 27. CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 27 2.3 LỰA CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC: Việc lắp đặt tủ động lực và tủ phân phối đúng tâm phụ tải của nhóm và phân xưởng có lợi về: Chi phí cho việc đi dây và lắp đặt là thấp nhất. Tổn hao điện áp là thấp nhất. Tuy nhiên trong thực tế khi lắp đặt tủ phân phối không được như trên lý thuyết mà ta cần lưu ý đến một số vấn đề sau: Đặt gần tâm phụ tải. Tính chất của phụ tải. Mặt bằng XY dựng của nhà xưởng. Tính mỹ quan. Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa. Thuận lợi cho quan sát toàn nhóm máy hay toàn phân xưởng. Không gây cản trở lối đi. Gần cửa ra vào. Thông gió tốt. Về mặt lý thuyết, ta xét đến các phương án bố trí tủ phân phối và tủ động lực như sau: Phương án 1: Đặt tủ phân phối MDB tại tâm phụ tải phân xưởng, tủ động lực đặt tại tâm phụ tải các nhóm tương ứng, đi dây phân nhánh. Phương án 2: Giống phương án 1 nhưng chọn phương án đi dây hình tia. Phương án 3: Đặt tủ phân phối MDB sát tường, các tủ động lực tại tâm phụ tải các nhóm. Phương án 4: Đặt tủ phân phối MDB sát tường, các tủ động lực đặt sát tường cạnh cửa ra vào. Theo tính toán thực nghiệm, khi chọn sơ đồ bố trí tủ điện và lựa chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng, nếu xét đến chỉ tiêu về mặt kỹ thuật tổn thất điện áp trên đường dây U, cả 04 phương án đều thỏa mãn điều kiện U