BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

Mặt bằng các phân xưởng của nhà máy:

Hình 1: sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy

Suy ra diện tích thực = diện tích hình vẽ *45002

Danh sách các phân xưởng trong nhà máy:

Nguồn cấp cho nhà máy được lấy từ lưới điện cách nhà máy 10 Km. đường dây cấp điện cho nhà máy dùng dây nhôm lõi thép (AC) đặt treo trên không. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực: 250 MVA. Công suất của nguồn điện là vô cùng lớn, nhà máy làm việc 3 ca, Tmax=4500 giờ. Điện áp nguồn là 35KV

Các nội dung tính toán thiết kế chủ yếu:

1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí và toàn nhà máy.2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy3. Thiết kế chiếu sáng

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY

§2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhi ệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên đến nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng.

Phụ tải tính toán (PTTT), được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo

vệ…PTTT còn được dùng để tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng,tổn th ất điện áp, lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng…PTTT phụ thuộc vào nhiều yếu tố như :công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống…Nếu PTTT xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến cháy n ổ …Ngược lại, các thiết bị được chọn nếu dư thừa công suất sẽ làm ứ đọng vốn đầu tư , gia tăng tổn thất…Cũng vì vậy, đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp xác đị nh PTTT, song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào thật hoàn thiện.Những phương pháp có kết quả đủ tin cậy thì lại quá phứ c tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại.Có thể đưa ra đây một số phương pháp thường sử dụng nhiều hơn cả để xác định PTTT khi quy hoạch và thiết kế hệ thống cung cấp điện:

1. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình.Ptt=Khd. Ptb

Với Khd là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kỹ thuật Ptb là công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị

2. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đạiPtt=Kmax*Ptb=Kmax*Ksd*Kdt

Với Ptb là công suất trung bình của thiết bị hay nhóm thiết bị kmax là hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật

kmax=F(nhp, ksd)ksd là hệ số sử dụng tra trong sổ tay kĩ thuậtnhq là hệ số sử dụng hiệu quả

3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo xuất trang bị điện trên 1 đơn vị diện tíchPtt=Po*FVới Po là xuất trang bị điện trên 1 đơn vị diện tích [W/m2]F là diện tích số thiết bị [m2]

4. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bìnhPtt=Ptb+β∗δ∗ψVới Ptb là công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bịδ là độ lệch khỏi đồ thị phụ tải

5. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầuPtt= knc*Pđ

Với knc là hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kĩ thuậtPđ là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán có thể coi gần đúng Pđ=Pđm [KW]

6. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩmPtt=Ao*M/Tmax

Với Ao là chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm [KW/đvsp]M là số sản phẩm sản xuất trong 1 nămTmax là thời gian sử dụng công suất lớn nhất [h]

7. Phương pháp tính trực tiếpTrong các phương pháp trên thì 3 phương pháp 3,5,6 dựa trên kinh nghiệm thiết kế để xác định phụ tải tính toán nên chỉ cho các kết quả gần đúng tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi. các phương pháp còn lại dựa trên cơ sở lí thuyết xác suất thống kê có xét đến yếu tố nên cho kết quả chính xác hơn nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp. tùy theo nhu cầu tính toán và những thông tin có được về phụ tải, người thiết kế có thể lựa chọn phương pháp thích hợp.

§2.2.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNGSỬA CHỮA CƠ KHÍ

1. Xác định phụ tải tính toán cho các nhómPhân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng thứ 5 trong mặt bằng nhà máy. Phân xưởng có 70 thiết bị, công suất các thiết bị là khác nhau, phần lớn các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.Nếu trong mạng có thiết bị 1 pha cần phải phân bố đều các thiết bị cho 3 pha của mạng, trước khi xác định nhq phải thay đổi công suất của các phụ tải 1 pha về 3 pha tương đương.Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha: Pqđ=3.PfamaxNếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây: Pqđ=√3PfamaxNếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì cần quy đổi về chế độ làm việc dài hạn trước khi xác định nhq theo công thức Pqđ=Pll.√TĐ%

Trong đó: Pll là công suất ghi trong lí lịch/ nhãn hiệu của máyTĐ% là hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lí lịch của máy,

trong bài tập lớn này lấy TĐ%=0.25%2. Phân nhóm phụ tải điện

Việc phân nhóm của các thiết bị điện cần tuân theo các nguyên tắc sau:- Các thiết bị trong cùng 1 nhóm nên 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 làm việc trong cùng nhóm nên giống nhau để việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm.

- Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dựng trong phân xưởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong 1 nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của tủ động lực thường ≤(8÷12)Tuy nhiên thường rất khó khăn để cùng 1 lúc thỏa mãn cả 3 nguyên tắc trên, do vậy người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm cho hợp lí nhất. Trong bài tập này em chọn cách phân nhóm dựa trên nguyên tắc thứ nhất là các thiết bị trong 1 nhóm được đặt gần nhau.

Ta có các nhóm được chia như sau:

TT Tên phân xưởng

Kí hiệu trên mặt bằng

Số lượng

Pđm

1 máy Toàn bộNhóm 11 Máy

tiện ren1 2 7 14

2 Máy tiện ren

2 2 7 14

3 Máy tiện ren

3 2 10 20

4 Máy tiện ren cấp chính xác cao

4 1 1,7 1,7

5 Máy doa tọa độ

5 1 2 2

6 Máy bào ngang

6 2 7 14

7 Máy xọc

7 1 2,8 2,8

8 Máy phay vạn năng

8 1 7 7

Tổng 75,5Nhóm 21 Máy

phay ngang

9 1 7 7

2 Máy phay đứng

10 2 2,8 5,6

3 Máy khoan đứng

14 1 2,8 2,8

4 Máy khoan đứng

15 1 4,5 4,5

5 Máy cắt mép

16 1 4,5 4,5

6 Thiết bị để hóa bền kim loại

23 1 0,8 0,8

7 Máy giũa

24 1 2,2 2,2

8 Máy khoan bàn

25 2 0,65 1,3

9 Máy mài tròn

26 1 1,2 1,2

Tổng 29,9Nhóm 31 Máy

mài tròn

11 2 4,5 9

2 Máy mài phẳng

12 1 2,8 2,8

3 Máy 13 1 2,8 2,8

mài tròn

4 Máy ép tay kiểu vit

27 - - -

5 Bản đánh dấu

29 - - -

6 Bàn thợ nguội

30 10 - -

Tổng 14,6Nhóm 41 Máy

mài vạn năng

17 1 1,75 1,75

2 Máy mài dao cắt gọt

18 1 0,65 0,65

3 Máy mài mũi khoan

19 1 1,5 1,5

4 Máy mài sắc mũi phay

20 1 1 1

5 Máy mài dao chốt

21 1 0,65 0,65

6 Máy mài mũi khoét

22 1 2,9 2,9

7 Máy mài thô

28 1 2,8 2,8

8 Máy mài phá

40 1 4,5 4,5

Tổng 15,75Nhóm 51 Máy

tiện ren31 3 4,5 13,5

2 Máy tiện ren

32 1 7 7

3 Máy tiện ren

33 1 7 7

4 Máy tiện ren

34 3 10 30

5 Máy 35 1 14 14

tiện ren6 Máy

khoan hướng tâm

37 1 4,5 4,5

7 Máy bào ngang

38 1 2,8 2,8

Tổng 78.8Nhóm 61 Máy

khoan đứng

36 2 4,5 9

2 Máy bào ngang

39 1 10 10

3 Máy mài phá

40 1 4,5 4,5

4 Bàn 41 8 - -5 Máy

khoan bào

42 1 0,65 0,65

6 Máy biến áp hàn

43 1 24,6 24,6

Tổng 48,75Xác định PTTT cho các nhóm TBNhóm 1

TT Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu trên MB

Pđm

1 Máy tiện ren

2 1 7 14

2 Máy tiện ren

2 2 7 14

3 Máy tiện ren

2 3 10 20

4 Máy tiện ren cấp chính xác cao

1 4 1,7 1,7

5 Máy doa tọa độ

1 5 2 2

6 Máy bào ngang

2 6 7 14

7 Máy xọc 1 7 2,8 2,8

8 Máy phay vạn năng

1 8 7 7

Tổng 12 75,5Với nhóm này ở phân xưởng scck có Ksd=0,15 & cos(pi)=0,6Tổng số thiết bị trong nhóm là 12Tổng số thiết bị có công suất >=1/2 công suất danh định max là n1=8n*=n1/n=9/12=0,75P*=P1/P=69/75.5=0,91Tra bảng ta tìm được nhq*=0,85Số thiết bị dùng điện hiệu quả là:nhq=n*.n=0,85.12=10,2(lấy nhq=10)tra bảng phụ lục với ksd=0,15 và nhq=10 ta tìm được kmax=2,10pttt của nhóm 1 là:Ptt= kmax.ksd.Pđm=2,10.0,15.75,5=23,78(KW)Qtt=Ptt.tan(pi)=23,78.1,33=31,63(KVAr)Stt=Ptt/cos(pi)=23,78/0,6=39,63(KVA)Itt=Stt/Ucan3=39,63/0,38.can3=60,21(A)

Tính toán cho nhóm 2:

tt Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu trên MB

Pđm

1 Máy phay ngang

1 9 7 7

2 Máy phay đứng

2 10 2,8 5,6

3 Máy khoan đứng

1 14 2,8 2,8

4 Máy khoan đứng

1 15 4,5 4,5

5 Máy cắt mép

1 16 4,5 4,5

6 Thiết bị để hóa bền kim loại

1 23 0,8 0,8

7 Máy giũa 1 24 2,2 2,28 Máy khoan

bàn2 25 0,65 1,3

9 Máy mài tròn

1 26 1,2 1,2

Tổng 11 29,9Với nhóm này ở phân xưởng sửa chữa cơ khí có ksd=0,15 & cos(pi)=0,6Tổng số thiết bị trong nhóm là 11Tổng số thiết bị có công suất >=1/2 công suất danh đinh max(7KW) là n1=3n*=n1/n=3/11=0,27p*=P1/P=16/29,9=0.54Tra bảng phụ lục ta tìm được nhp*=0,71nhq=nhq*.n=0,71.11=7,81(lấy nhq=8)Tra bảng phụ lục với ksd=0,15 va nhq=8 ta được kmax=2,31Pttt của nhóm 2 Ptt=kmax.ksd.P=2,31.0,15.29,9=10,36(KW)Qtt=Ptt.tan(pi)=10,36.1,33=13,78(KVAr)Stt=Ptt/cos(pi)=10,36/0,6=17,27(KVA)Itt=Stt/Ucan3=17,27/0,38.can3=26,24(A) Tính toán cho nhóm 3

Tt Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu trên mb

Pđm

1 Máy mài tròn

2 11 4,5 9

2 Máy mài phẳng

1 12 2,8 2,8

3 Máy mài tròn

1 13 2,8 2,8

4 Máy mài vạn năng

1 17 1,75 1,75

5 Máy mài dao cắt gọt

1 18 0,65 0,65

6 Máy mài mũi khoan

1 19 1,5 1,5

7 Máy mài sắc mũi phay

1 20 1 1

8 Máy mài dao chốt

1 21 0,65 0,65

9 Máy mài mũi khoét

1 22 2,9 2,9

10 Máy mài thô

1 28 2,8 2,8

11 Máy mài phá

1 40 4,5 4,5

Tổng 12 30,35

Với nhóm này ở phân xưởng sửa chữa cơ khí có ksd=0,15 và cos(pi)=0,6

Tổng số thiết bị trong nhóm 3 là n=12Tổng số thiết bị có công suất >=1/2 công suất danh định max là n1=7N*=n1/n=7/12=0,58P*=P1/P=24,8/30,35=0,82Tra bảng phụ lục ta có nhq*=0,81Số thiết bị dùng điện hiệu quả là:N=nhq*.n=0,81.12=9,72(lấy nhq=10)Tra bảng phụ lục với n=10 và ksd=0,15 ta được kmax=2,1Pttt của nhóm 3 làPtt=kmax.ksd.P=2,1.0,15,30,35=9,56(KW)Qtt=Ptt.tan(pi)=9,56.1,33=12,71(KVAr)Stt=Ptt/cos(pi)=9,56/0,6=15,93Itt=Stt/Ucan3=12,71/0,38.can3=19,31(A)Tính toán cho nhóm 4

Tt Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu trên mb

Pđm

1 Máy tiện ren

3 31 4,5 13,5

2 Máy tiện ren

1 32 7 7

3 Máy tiện ren

1 33 7 7

4 Máy tiện ren

3 34 10 30

5 Máy tiện ren

1 35 14 14

6 Máy khoan hướng tâm

1 37 4,5 4,5

7 Máy bào ngang

1 38 2,8 2,8

Tổng 11 78,8Với nhóm máy này ở phân xưởng sửa chữa cơ khí có ksd=0,15 và cospi=0,6Tổng số thiết bị trong nhóm 4 là n=11Tổng số thiết bị có công suất >=1/2 công suất danh định max là n1=6Ta cóN*=n1/n=6/11=0,55P*=P1/P=58/78,8=0,74Tra bảng phụ lục tìm được nhq*=0,82Số thiết bị dùng điện hiệu quả là:N=nhq*.n=0,82.11=9,02(lấy n=9)Tra bảng phụ lục với ksd=0,15 và n=9 ta được kmax=2,2Pttt của nhóm 4 là

Ptt=kmax.ksd.P=2,2.0,15.78,8=26(KW)Qtt=Ptt.tanpi=26.1,33=34,58(KVAr)Stt=Ptt/cospi=26/0,6=43,33(KVA)Itt=Stt/Ucan3=43,33/0,38.can3=65,83(A)Tính toán cho nhóm 5

Tt Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu trên mặt bằng

Pđm

1 Máy khoan đứng

2 36 4,5 9

2 Máy bào ngang

1 39 10 10

3 Máy mài phá

1 40 4,5 4,5

4 Máy khoan bào

1 42 0,65 0,65

5 Máy biến áp hàn

1 43 12,9 12,9

Tổng 6 37,05

Trong nhóm này có máy biến áp hàn là thiết bị 1 pha sử dụng điện áp pha & làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại cần quy đổi về thành phần phụ tải 3 pha tương đương có chế độ làm việc dài hạn (kết quả ghi ở bảng trên)Pqđ=3.√ε . Pđm=3.√0,25.24,6.0,35=12,9Tra nhóm máy hàn có cospi=0,35Với nhóm máy này, ở phân xưởng sửa chữa cơ khí có ksd=0,15 và cospi=0,6Ta có tổng số thiết bị của nhóm là n=6Tổng số thiết bị có công suất >=1/2 công suất danh định max(12,9KW) là n1=2N*=n1/n=2/6=0,33P*=p1/P=22,9/37,05=0,62Tra bảng phụ lục tìm được nhq*=0,74Số thiết bị dùng hiệu quảNhq=nhq*.n=0,74.6=4,44(lấy nhq=5)Tra bảng phụ lục với nhq=5 và ksd=0,15 ta tìm được kmax=2,87Pttt của nhóm 5 là:Ptt=kmax.ksd.P=2,87.0,15.37,05=15,95(KW)Qtt=Ptt.tanpi=15,95.1,33=21,21(KVAr)Stt=Ptt/cospi=15,95/0,6=26,58(KVA)Itt=Stt/Ucan3=26,58/0,38.can3=40,4(A)

3. Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tíchPcs=p0.FTrong đó - suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích chiếu sáng(W/m2)- F diện tích được chiếu sáng

Trong phân xưởng sửa chữa cơ khí, hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt, tra bảng phụ lục ta tìm được p0=14(W/m2)Phụ tải chiếu sáng của phân xưởngPcs= p0.F=14.1620=22680(W) =22,68(KW)Qcs=0

4. Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởngPhụ tải tác dụng của toàn phân xưởng

Ppx=kdt.∑1

n

P tti

Ppx=0,85.(23,78+10,36+9,56+26+15,95)=72,8(KW)Trong đó:- Kđt là hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy kđt=0,85

Phụ tải phản kháng của toàn phân xưởng:

Qpx=kdt. .∑1

n

Q tti

Qpx=0,85(31,63+13,78+12,71+34,58+21,21)=96,82(KVAr)

Phụ tải toàn phần kể cả phụ tải chiếu sáng:

Stttp=√(Ppx+Pcs)2+Qpx2=√(72,8+22,68)2+96,822=136(KVA)

Ittpx=Sttpx/U.can3=136/0,38.can3=206,63(A)Cosφpx=Pttpx/Sttpx=95,48/136=0,7

§2.3.XÁC ĐỊNH PTTT CHO CÁC PHÂN XƯỞNG CÒN LẠI.

Do chỉ biết trước công suất đặt và diện tích các phân xưởng nên ở đây chỉ sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.

I. Phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Theo phương pháp này thì PTTT của phân xưởng được xác định theo các biểu thức:

Ptt=knc.∑1

n

Pdi

Qtt=Ptt. Tanpi

Stt=√Ptt2+Qtt 2=Ptt/cospi

Một cách gần đúng ta có thể lấy Pđ≈Pđm suy ra Ptt=knc.∑1

n

Pđm

Trong đó:- Pdi và Pđm : công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i- Ptt,Qtt,Stt : công suất tác dụng phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm

thiết bị- N : số thiết bị trong nhóm- Knc : hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kĩ thuật

Trong trường hợp hệ số công suất của các thiết bị trong nhóm sai khác không nhiều thì cho phép sử dụng công suất trung bình để tính toán:

II. Xác định PTTT của các phân xưởng

1. Khu nhà phòng ban quản lí và xưởng thiết kếVới công suất đặt 200(KW)Diện tích phân xưởng: 2916m2Tra bảng phụ lục ta có knc=0,8 cospi=0,8Suất chiếu sáng p0=20(W/m2)ở đây ta dùng đèn sợi đốt có cospics=1công suất tính toán động lựcPđl=knc.Pđ=0,8.200=160(KW)Công suất tính toán chiếu sáng:Pcs=p0.S=20.2916=58320W=58,32(KW)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chínhPtt=Pđl+Pcs=160+58,32=218,32(KW)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chínhQtt=Qđl=Pđl.tanpi=160.0,75=120KVArCông suất tính toán toàn phần của phân xưởng cơ khí chính

Sttpx=√Ptt2+Qtt 2=√218,322+1202=249,1KVA

2. Phân xưởng đúcCông suất đặt :1500KWDiện tích: 3625m2Tra bảng phụ lục ta có knc=0,25 và cospi=0,7

Tra bảng ta có suất chiếu sáng p0=15(W/m2) , ở đây ta dùng đèn sợi đốt có cospics=1Công suất tính toán động lựcPđl=knc.Pđ=0,25.1500=375KWCông suất tính toán chiếu sáng:Pcs=p0.S=15.3625=54375W=54,38KWCông suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chính Ptt=Pđl+Pcs=375+54,38=429,38KWCông suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chínhQtt=Qđl=Pđl.tanpi=375.1,02=382,5KWCông suất tính toán toàn phần của phần xưởng của cơ khí chính:

Sttpx=√Ptt2+Qtt 2=√429,382+382,52=575,04KVA

3. Phân xưởng gia công cơ khí:Công suất đặt : 3600KWDiện tích : 5771m2Tra bảng ta có knc=0,25 cospi=0,7Tra bảng phụ lục ta có suất chiếu sáng p0=14(W/m2)ở đây ta dùng đèn sợi đốt có cospics=1công suất tính toán động lựcPđl=knc.Pđ=0,25.3600=900KWCông suất tính toán chiếu sáng:Pcs=p0.S=14.5771=80794W=80,79KWCông suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chính:Ptt=Pđl+Pcs=900+80,79=980,79KWCông suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chính:Qtt=Qđl=Pđl.tanpi=900.1,02=918KVArCông suất tính toán toàn phần của phân xưởng cơ khí chính:

Sttpx=√Ptt2+Qtt 2=√980,792+9182=1343,38KVA

4. Phân xưởng cơ lắp rápCông suất đặt : 3200KWDiện tích: 5265m2Tra bảng ta có knc=0,25 và cospi=0,7Tra bảng phụ lục ta có suất chiếu sáng p0=15W/m2Ở đây ta dùng đèn sợi đốt có cospics=1Công suất tính toán động lực:Pđl=knc.Pđ=0,25.3200=800KWCông suất tính toán chiếu sáng:Pcs=p0.S=15.5265=78975W=78,98KWCông suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chính:Ptt=Pđl+Pcs=800+78,98=878,98KW

Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chính:Qtt=Qđl=Pđl.tanpi=800.1,02=816KVArCông suất toàn phần của phân xưởng cơ khí chính:

Sttpx=√Ptt2+Qtt 2=√878,982+8162=1199,36KVA

5. Phân xưởng luyện kim màu:Công suất đặt 1800KWDiện tích :4556m2Tra bảng ta có knc=0,25 và cospi=0,7Tra bảng phụ lục ta có suất chiếu sáng p0=18W/m2Ở đây ta dùng đèn sợi đốt có cospics=1Công suất tính toán động lựcPđl=knc.Pđ=0,25.1800=450KWCông suất tính toán chiếu sáng:Pcs=p0.S=18.4556=82KWCông suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chính:Ptt=Pđl+Pcs=450+82=532KWCông suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chính:Qtt=Qđl=Pđl.tanpi=450.1,02=459KWCông suất toàn phần của phân xưởng cơ khí chính:

Sttpx=√Ptt2+Qtt 2=√5322+4592=702,64KVA

6. Phân xưởng luyện kim đen:Công suất đặt: 2500KWDiện tích: 3440m2Tra bảng ta có knc=0,25 và cospi=0,7Tra bảng phụ lục ta có suất chiếu sáng p0=18W/m2Ở đây dùng đèn sợi đốt có cospics=1Công suất tính toán động lực:Pđl=knc.Pđ=0,25.2500=625KWCông suất tính toán chiếu sángPcs=p0.S=18.3440=61,9KWCông suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chính:Ptt=Pđl+Pcs=1500+61,9=686,9KWCông suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chính:Qtt=Qđl=Pđl.tanpi=625.1,02=637,5KVArCông suất toàn phần của phân xưởng cơ khí chính:

Stt=√Ptt2+Qtt 2=√686,92+637,52=937,14KVA

7. Phân xưởng sửa chữa cơ khí(đã tính ở trên)Công suất tính toán động lực:Pđl=72,8KWCông suất tính toán chiếu sáng:

Pcs=22,68KWCông suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chínhPtt=Pđl+Pcs=72,8+22,68=95,48KWCông suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chính:Qtt=Qđl=96,82KVArCông suất toàn phần của phân xưởng cơ khí chính:Stt=136KVA

8. Phân xưởng rèn đậpCông suất đặt: 2100KWDiện tích : 4050m2Tra bảng phụ lục ta có knc=0,25 và cospi=0,6Tra bảng phụ lục ta có suất chiếu sáng p0=15W/m2. ở đây ta dùng đèn sợi đốt có cospics=1Công suất tính toán động lực:Pđl=knc.Pđ=0,25.2100=525KWCông suất tính toán chiếu sáng:Pcs=p0.S=15.4050=60,75KWCông suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chính:Ptt=Pđl+Pcs=585,75KWCông suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chinh:Qtt=Qđl=Pđl.tanpi=525.1,33=698,25KVArCông suất toàn phần của phân xưởng cơ khí chính:

Stt=√Ptt2+Qtt 2=√585,752+698,252=911,4KVA

9. Phân xưởng nhiệt luyệnCông suất đặt: 3500KWDiện tích: 2430m2Tra bảng phụ lục ta có knc=0,25 cospi=0,7Tra bảng phụ lục ta có suất chiếu sáng p0=15W/m2, ở đây ta dùng đèn sợi đốt có cospics=1Công suất tính toán động lực:Pđl=knc.Pđ=0,6.3500=875KWCông suất tính toán chiếu sáng:Pcs=p0.S=15.2430=36,45KWCông suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chính:Ptt=Pđl+Pcs=2100+36,45=911,45KWCông suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chính:Qtt=Qđl=Pđl.tanpi=875.1,02=892,5KVArCông suất toàn phần của phân xưởng cơ khí chính:

Stt=√Ptt2+Qtt 2=√911,452+892,52=1275,66KVA

10. Bộ phận nén khí

Công suất đặt 1700KWDiện tích: 2916m2Tra bảng phụ lục ta có knc=0,25 cospi=0,7Tra bảng phụ lục ta có suất chiếu sáng p0=15W/m2, ở đây ta dùng đèn sợi đốt có cospics=1Công suất tính toán động lực:Pđl=knc.Pđ=0,25.1700=425KWCông suất tính toán chiếu sáng:Pcs=p0.S=15.2916=43,74KWCông suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chính:Ptt=Pđl+Pcs=425+43,74=468,74KWCông suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chính:Qtt=Qđl=Pđl.tanpi=425.1,02=433,5KVArCông suất toàn phần của phân xưởng cơ khí chính:

Stt=√Ptt2+Qtt 2=√468,742+433,52=638,47KVA

11. Trạm bơmCông suất đặt: 800KWDiện tích: 1114m2Tra bảng phụ lục có knc=0,7 cospi=0,6Tra bảng phụ lục có suất chiếu sáng p0=15W/m2, ở đây ta dùng đèn sợi đốt có cospics=1Công suất tính toán động lực:Pđl=knc.Pđ=0,7.800=560KWCông suất tính toán chiếu sáng:Pcs=p0.S=15.1114=16,71KWCông suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chính:Ptt=Pđl+Pcs=560+16,71=576,71KWCông suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chính:Qtt=Qđl=Pđl.tanpi=560.1,33=745KVArCông suất toàn phần của phân xưởng cơ khí chính:

Stt=√Ptt2+Qtt 2=√576,712+7452=942,1KVA

12. Kho vật liệuCông suất đặt: 60KWDiện tích : 5285m2Tra bảng phụ lục có knc=0,7 cospi=0,7Tra bảng phụ lục có suất chiếu sáng p0=15W/m2, ở đây ta dùng đèn sợi đốt có cospics=1Công suất tính toán động lực:Pđl=knc.Pđ=0,7.60=42KWCông suất tính toán chiếu sáng:

Pcs=p0.S=15.5285=79,3KWCông suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chính:Ptt=Pđl+Pcs=42+79,3=121,3KWCông suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chính:Qtt=Qđl=Pđl.tanpi=42.1,33=55,86KVArCông suất toàn phần của phân xưởng cơ khí chính:

Stt=√Ptt2+Qtt 2=√121,32+55,862=133,5KVA

III. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy

Pttnm=kđt.∑1

n

Pttpxi=0,4.

(218,32+429,38+980,79+878,98+532+686,9+95,48+585,75+911,45+468,74+576,71+121,3)=2594,32(KW)

Qttnnm= kđt.∑1

n

Qttpxi=0,4.6107,43=2442,97(KVAr)

Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy:

Sttnm= √Pttnm2+Qttnm2=√2594,322+2442,972=3563,5(KVA)

Hệ số công suất của toàn nhà máy:Cospinm=Pttnm/Sttnm=2594,32/3563,5=0,73

§2.4.XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ VẼ ĐỒ THỊ PHỤ TẢIĐIỆN.

I. Tâm phụ tải điện

- Tâm phụ tải điện là điểm quy ước nào đó sao cho momen phụ tải ∑ Pili đạt

giá trị cực tiểu.Trong đó:

Pi là công suất phụ tải thứ iLi là khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải

- Tọa độ tâm phụ tải M(xo,yo,zo) được xác định như sau:

Trong đó:Si: công suất toàn phần của phụ tải thứ i

(xi,yi,zi) : Tọa độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục tọa độ tùy ý chọn.- Trong thực tế thường ta ít quan tâm đến tọa độ z nên ta chỉ xác định tọa độ x

và y của tâm phụ tải.- Tâm phụ tải là điểm tốt nhất để đặt các trạm biến áp, tủ phân phối và tủ động

lực nhằm giảm vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây.II. Biểu đồ phụ tải điện .- Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong xí nghiệp là một vấn đề quan

trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cao, đảm bảo được chi phí hàng năm nhỏ nhất. Để xác định được vị trí đặt các trạm biến áp, ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng tổng của toàn xí nghiệp.

- Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm của phụ tải điện, có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo một tỷ lệ lựa chọn

- Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải.Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải trùng với tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng có thể coi phụ tải của phân xưởng đồng đều theo diện tích phân xưởng.

- Biểu đồ phụ tải cho phép hình dung được rõ ràng sự phân bố phụ tải trong xí nghiệp.

- Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành 2 phần: Phần phụ tải động lực (phần hình quạt gạch chéo) và phần phụ tải chiếu sáng ( phần hình quạt để trắng).

- Để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng, ta coi phụ tải của các phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng, nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt bằng.

- Bán kính vòng tròn phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức:

Ri=√ Sim. Π

Trong đó:

m: là tỉ lệ xích, ở đây chọn m=10KVA/mm2

- Góc phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công thức:

α cs=360.PcsPtt

Tt Tên phân xưởng

Pcs Ptt Stt M R α cs

1 Khu nhà phòng ban quản

58,32 218,32 249,1 10 2,82 96,17

lí và xưởng thiết kế

2 PX đúc 54,38 429,38 575,04 10 4,28 45,593 PX gia

công cơ khí

80,79 980,79 1343,38 10 6,54 29,65

4 PX cơ lắp ráp

78,98 878,98 1199,36 10 6,18 32,35

5 PX luyện kim màu

82 532 702,64 10 4,73 55,49

6 PX luyện kim đen

61,9 686,9 937,14 10 5,46 32,44

7 PX SCCK

22,68 95,48 136 10 2,08 85,51

8 PX rèn dập

60,75 585,75 911,4 10 5,39 37,34

9 PX nhiệt luyện

36,45 911,45 1275,66 10 6,37 14,40

10 Bộ phận nén khí

43,74 468,74 638,47 10 4,51 33,59

11 Trạm bơm

16,71 576,71 942,1 10 5,48 10,43

12 Kho vật liệu

79,3 121,3 133,5 10 2,06 235,35

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY

§3.1. ĐẶT VẤ N ĐỀ

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật của hệ thống. một sơ đồ được coi là hợp lí phải thõa mãn những yêu cầu sau:

1. Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kĩ thuật2. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện3. An toàn đối với người và thiết bị4. Thuận lợi và dễ dàng trong thao tác vận hành và linh hoạt trong xử lí sự cố5. Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải điện6. Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế

Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy gồm các bước sau:

1. Vạch các phương án cung cấp điện2. Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng

loại, tiết diện các đường dây cho các phương án3. Tính toán kinh tế kĩ thuật để lựa chọn phương án phù hợp4. Thiết kế chi tiết phương án được lựa chọn

§3.2. VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN- trước khi vạch ra các phương án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lí cho

đường dây truyền tải điện từ hệ thống về nhà máy. Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải:

U=4,34.√ l+0,016 P (KV)Trong đó:P: công suất tính toán của nhà máy(KW)L: khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (km), ở đây l=10(km)Vì vậy cấp điện áp hợp lí để truyền tải điện năng về nhà máy:U=4,34.√10+0,016.9497,435=55,23(KV)Từ kết quả tính toán ta thấy nên chọn cấp điện áp truyền tải về nhà máy là 35KV từ hệ thống cấp cho nhà máy. Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện của phân xưởng ta có thể đưa ra các phương án cung cấp điện như sau:I. Phương án về các trạm biến áp phân xưởng

Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn theo các nguyên tắc sau:Vị trí TBA phải thõa mãn:+ gần tâm phụ tải: giảm vấn đề đầu tư và tổn thất trên dây.+ thuân tiện cho vận chuyển, lắp đặt, quản lí và vận hành sau này+ an toàn và kinh tếSố lượng máy biến áp(MBA) có trong TBA được lựa chọn căn cứ vào:+ yêu cầu cung cấp điện của phụ tải (loại 1, loại 2, loại 3)+ yêu cầu vận chuyển và lắp đặt+ chế độ làm việc của phụ tải.Dung lượng của TBA+ điều kiện chọn:

n.khc .S ddb≥Stt

+ điều kiện kiểm tra:(n-1)khc.kqt.Sddb≥Stttc

Trong đó:n: số máy biến áp có trong một TBA

khc: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ. Chọn loại MBA do ABB sản xuất tại Việt Nam nên không cần phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ.khc=1

kqtsc: hệ số quá tải sự cố, kqt=1,4 nếu thỏa mãn điều kiện máy biến áp vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải không vượt quá 6h và trước khi MBA vận hành với hệ số quá tải ≤0,93.

Sttsc: công suất tính toán sự cố. Khi sự cố 1 MBA có thể loại bỏ 1 số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường. Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên Stt=0,7.Stt. Đồng thời cũng hạn chế chủng loại MBA để dễ dàng trong những lúc thay thế, dung lượng các MBA được lựa chọn nên nhỏ hơn 1000(KVA) để tiết kiệm vốn đầu tư ban đầu và để tạo điều kiện thuận lợi cho mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế.

- Căn cứ vào công suất tính toán của từng phân xưởng trong nhà máy và sơ đồ mặt bằng của nhà máy, ta có thể đưa ra các phương án xây dựng TBA như sau:1. Phương án 1: đặt 6 trạm biến áp phân xưởng (TBAPX)

- Trạm biến áp B1: cấp điện cho phân xưởng rèn đập, trạm đặt 2 MBA làm việc song song+ chọn dung lượng MBA:

n.khc.SđmB≥Stt=911,4KVAsuy ra: 2.1.SđmB ≥911,4

SđmB ≥455,7+ kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng

(n-1).kqt.SđmB≥Sttsc=0,7.Stt

Suy ra: SđmB≥0,7.Stt1,4

=455,7

chọn MBA tiêu chuẩn 3 pha hai cuộn dây do Việt Nam chế tạo ra loại 560-10/0,4(KVA) là hợp lí

- Trạm biến áp B2: cấp điện cho PX luyện kim màu, luyện kim đen, bộ phận nén khí, trạm đặt 2 MBA làm việc song song+ chọn dung lượng MBA

n.khc.SđmB≥Stt=937,14KVAsuy ra: 2.1.SđmB ≥937,14

SđmB ≥468,57

Chọn MBA tiêu chuẩn 3 pha hai cuộn dây do Việt Nam chế tạo ra loại 560-10/0,4(KVA)+ kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng

(n-1).kqt.SđmB≥Sttsc=0,7.Stt

Suy ra: SđmB≥0,7.Stt1,4

=468,57

Suy ra: trạm biến áp B2 đặt 2 MBA 560-10/0,4(KV) là hợp lí- Trạm biến áp B3: cấp điện cho PX nhiệt luyện và trạm bơm, trạm đặt 2 MBA

làm việc song song+ chọn dung lượng MBA

n.khc.SđmB≥Stt=1275,66 SđmB≥ 637,83

Chọn MBA tiêu chuẩn 3 pha hai cuộn dây do Việt Nam sản xuất loại 750-10/0,4(KV) là hợp lí

- Trạm biến áp B4: cấp điện cho khu phòng ban quản lí và xưởng thiết kế, và phân xưởng sửa chữa cơ khí.+ chọn dung lượng MBA

n.khc.SđmB≥Stt=249,1 chọn MBA tiêu chuẩn 3 pha hai cuộn dây do Việt Nam chế tạo ra loại 250-10/0,4(KV) là hợp lí

- Trạm biến áp B5: cấp điện cho phân xưởng gia công cơ khí và phân xưởng cơ lắp ráp, trạm đặt 2 MBA làm việc song song.+ chọn dung lượng MBA:

n.khc.SđmB≥Stt=1343,38(KVA)2.1.SđmB ≥1343,38SđmB≥671,69

Chọn MBA 3 pha hai cuộn dây do Việt Nam sản xuất loại 750-10/0,4(KV)+ kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng

(n-1).kqt.SđmB≥Sttsc=0,7.Stt

Suy ra: SđmB≥0,7.Stt1,4

=671,69

Trạm B5 đặt 2 MBA 750-10/0,4(KVA) là hợp lí- Trạm biến áp B6: cấp điện cho phân xưởng đúc và kho vật liệu

+chọn dung lượng MBA:n.khc.SđmB≥Stt=575,94SđmB≥Stt=575,94

Chọn MBA 3pha hai cuộn dây do Việt Nam sản xuất loại 630-10/0,4(KV) là hợp líKết quả của phương án 1:

Tên TBA

Số lượng MBA

Cấp cho Dung lượng (KVA)

B1 2 PX rèn dập 560B2 2 PX luyện kim màu,PX luyện kim

đen,bộ phận nén khí560

B3 2 PX nhiệt luyện, trạm bơm 750B4 1 Khu phòng ban quản lí và xưởng thiết

kế,PX sửa chữa cơ khí250

B5 2 PX gia công cơ khí,PX cơ lắp ráp 750B6 1 PX đúc, kho vật liệu 630

2. Phương án 2: đặt 5 trạm biến áp phân xưởng- B1: cấp điện cho khu phòng ban quản lí và xưởng thiết kế, PXSCCK, PX rèn dập- B2: cấp điện cho PX luyện kim màu, PX luyện kim đen, bộ phận nén khí- B3: cấp điện cho PX nhiệt luyện, trạm bơm- b4: cấp điện cho PX cơ lắp ráp, PX gia công cơ khí- B5: cấp điện cho PX đúc, kho vật liệuTính toán tương tự như phương án 1:Ta có kết quả của phương án 2:

Tên TBA Số lượng MBA

Cấp cho Dung lượng

B1 2 Khu phòng ban quản lí và xưởng thiết kế,PXSCCK,PX rèn dập

560

B2 2 PX luyện kim màu,PX luyện kim đen,bộ phân nén khí

560

B3 2 PX nhiệt luyện,trạm bơm 750B4 2 PX gia công cơ khí, PX cơ lắp ráp 750B5 1 PX đúc, kho vật liệu 630

II. Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởngTrong các nhà máy thường sử dụng các trạm biến áp phân xưởng:

- Các TBA cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có 1 tường của trạm chung với tường của phân xưởng. nhờ vậy tiết kiệm được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác.

- Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành bảo quản thuận lợi, song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc trong phân xưởng lại không cao.

- Các TBA dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ vậy, có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều

chiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất.Cũng vì vậy, nên dùng trạm độc lập tuy nhiên vốn đầu tư xây dựng trạm sẽ bị gia tăng.

- Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể, có thể lựa chọn một trong các loại biến áp đã nêu. Để đảm bảo an toàn cho người sử dụng cũng như thiết bị, đảm bảo mĩ quan công nghiệp, ở đây sẽ sử dụng loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các tr ục giao thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuất.

- Vì ở đây, một TBA cung cấp cho nhiều hơn một phân xưởng nên có thể chọn vị trí lắp đặt TBA là liền chung tường với một phân xưởng có công suất lớn nhất mà TBA này cung cấp cho nó.Bởi thực chất, khoảng cách giữa các phân xưởng mà được cung cấp chung bởi một trạm là không xa nên vị trí đặt các trạm là không lớn lắm.1. Các phương án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng.

- Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu:+ Đưa đường dây trung áp 35 (kV) vào sâu trong nhà máy đến tận các TBA phân xưởng. Nhờ đưa trực tiếp điện cao áp vào TBA phân xưởng nên giảm được vốn đầu tư TBA trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm, giảm được tổn thất và nâng cao được năng lực truyền tải của mạng.+ Tuy nhiên, nhược điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải rất cao, nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải rất lớn và các phân xưởng sản xuất nằm tập trung gần nhau nên ở đây, ta không xét phương án này.

- Phương án sử dụng TBA trung gian(TBATG):+ Nguồn 35(kV) từ hệ thống về qua TBATG được hạ xuống điện áp 10 (kV) để cung cấp cho các TBA phân xưởng. Nhờ vậy, sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp của nhà máy cũng như các TBA phân xưởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp điện cao hơn. Song phải đầu tư xây dựng các TBATG làm gia tăng tổn thất trong mạng cao áp. Nếu sử dụng phương án này, vì nhà máy là hộ loại 2 nên TBATG phải đặt 2MBA với công suất được chọn theo điều kiện:

2.SđmB≥Sttnm=3563,5 (KVA)Suy ra: SđmB≥1781,75(KVA)Chọn dùng MBA ba pha hai cuộn dây do Việt Nam chế tạo loại 1800 -35/10 có công suất định mức Sđm= 1800 (kVA).Kiểm tra lại dung lượng MBA theo điều kiện quá tải sự cố với giả thiết các hộ loại 2 trong nhà máy đều có 30% là phụ tải loại 3 có thể t ạm ngừng cấp điện khi cần thiết.

- Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT)

+ Điện năng từ hệ thống cung cấp cho trạm biến áp phân xưởng thông qua TBATT.Nhờ vậy, mà việc quản lí và vận hành mạng điện cao áp nhà máy sẽ thuận lợi hơn,tổn thất trong mạng giảm, độ tin cậy cung cấp điện được gia tăng, song vốn đầu tư cho mạng điện cũng lớn.Trong thực tế, đây là phương án thường được dùng khi điện áp nguồn không cao(≤35KV), công suất các phân xưởng tương đối lớn.2. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm3. Lựa chọn các phương án đi dây của mạng cao áp

- Nhà máy thuộc hộ loại II, nên đường dây từ TBATG về trung tâm cung cấp cho TBATG (hoặc TPPTT) của nhà máy sẽ dùng lộ kép.

- Do tính chất quan trọng của một số phân xưởng trong nhà máy nên mạng cao áp, ta sử dụng sơ đồ hình tia, lộ kép. Sơ đồ này có ưu điểm là:+ Sơ đồ nối dây rõ ràng, các TBA đều được cấp điện từ một đường dây riêng nên ít ảnh hưởng đến nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện biện pháp bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành. Để đảm bảo an toàn cũng như mỹ quan trong nhà máy, các đường dây cao áp trong nhà máy đều được đi ngầm theo dọc các tuyến giao thông nội bộ. Từ những phân tích trên, ta có thể đưa ra các phương án thiết kế mạng cao áp như sau:

3.3 tính toán kinh tế kỹ thuật lựa chọn phương án hợp lí

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ.

§4.1.ĐẶT VẤN ĐỀ.Trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp, hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động, an toàn trong sản xuất và sức khoẻ của người lao động. Nếu ánh sáng không đủ, người lao động sẽ phải làm việc trong trạng thái căng thẳng hai mắt và ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ. Kết quả là hàng loạt sảnl phẩ m không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật và năng suất lao động thấp, thậm chí còn gây tai nạn trong khi làm việc. Cũng vì vậy, hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:+ Không bị loá mắt. + Không bị loá do phản xạ. + Không tạo ra những khoảng tối bởi những vật bị che khuất.

+ Phải có độ rọi đồng đều. + Phải tạo được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt.

§4.2: LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈNCHIẾU SÁNG CHUNG.

Hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sửa chữa cơ khí sẽ dùng bóngl đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam. Phân xưởng sửa chữa cơ khí được chia thành hai dãy nhà:+Dãy nhà số 1: Chiều dài: a1=40(m), chiều rộng: b1= 22,5(m).+Dãy nhà số 2: Chiều dài: a2=32(m), chiều rộng: b2= 22,5(m).Tổng diện tích của phân xưởng: S=3300 m2Nguồn điện sử dụng: U = 220V, lấy từ tủ chiếu sáng của TBAPX B3.+Độ rọi đèn yêu cầu: E = 30(lx). +Hệ số dự trữ : k = 1,3 + Độ treo cao đèn: H = h – h1– h2= 4,5 – 0,7–0,8 =3(m)Trong đó:

h =4,5m : Chiều cao của phân xưởng.h1 : Khoảng cách từ trần đến bóng đèn, thường h1 = 0,5 ÷ 0,7 (m), chọn h1 = 0,7 (m).h2: Chiều cao từ nền phân xưởng đến mặt công tác, thường h2 = 0,7 ÷ 0,9 (m), chọn h2 = 0,8 (m).Hệ số phản xạ của tường: ktg = 30%.Hệ số phản xạ của trần: ktr = 50%.

Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, ở đây sẽ áp dụng

phương pháp hệ số sử dụng:

F=ESZkn . ksd

(lumen)

Trong đó: L(lumen): Quang thông của mỗi đèn.E(lx) : Độ rọi yêu cầuS(m2) : Diện tích cần chiếu sáng.K : Hệ số dự trữ.n : Số bóng đèn có trong hệ thống chiếu sáng chung.L: Khoảng cách giữa hai đèn kề nhau (m)Z: Hệ số phụ thuộc loại đèn và tỷ số L/H, thường lấyZ=0,8 ÷1,4 Các hệ số được tra tại các bảng: 5.1; 5.2; 5.3; 5.5 trang 134,145 và phụ lục VIII TL2. +Tra bảng 5.1 tìm được L/H=1.8 L=1,8.H = 1,8.3 = 5,4 (m)+Căn cứ vào bề rộng phòng, chọn L = 5 (m).

+Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng ta sẽ bố trí đèn như sau:

Dãy nhà số 1 có chiều dài 40(m), chiều rộng 22,5(m) sẽ bố trí 5 dãy đèn, mỗi dãy gồm 8 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5(m), khoảng cách từ tường đến dãy đền gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 2,5(m), theo chiều rộng phân xưởng là 1,25(m).Tổng cộng số bóng đèn cần dùng là 5.8= 40 (bóng).

Dãy nhà số 2 có chiều dài 32(m), chiều rộng 22,5(m) bố trí 5 dãy đèn, mỗi dãy gồm 7 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5(m), khoảng cách từ tường đế n dãy đền gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 1(m),theo chiều rộng phân xưởng là 1,25(m). Tổng cộng số bóng đèn cần dùng là: 7.5=35(bóng).

Tổng công suất chiếu sáng toàn phân xưởng:

P = n.Pđ = ( 40+ 35 ).200 = 15 (kW)

§4.3.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG.

Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng ta đặt một tủ chiếu sáng cho phân xưởng gồm một aptômat tổng 3 pha 4 cực và 11 aptômat nhánh một pha hai cực trong đó có 6 aptômat c ấp cho 6 dãy đèn mỗi dãy 16 bóng, 5aptômat cấp điện cho 5 dãy đèn mỗi dãy 10 bóng.

Chọn aptômat tổng:

Aptômat tổng được chọn theo hai điều kiện:

+Điện áp định mức:

UđmA ≥ Uđmm=0,38 (kV)

+Dòng điện định mức:

IđmA≥ Itt=Pcs

√3U=

21,9

√3 .0,38=33,27

Chọn aptômat loại C60N 4 cực 3 pha do hãng Merin Gernin sản xuất có các thông số kỹ thuật sau: IđmA = 63 (A); Uđm = 440 (V); IcắtN=6(kA).

Chọn cáp từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng:

+Cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép:

khc. Icp ≥ Itt = 33,27 (A)

Trong đó:

Itt: Dòng điện tính toán của hệ thống chiếu sáng chung.

Icp:Dòng điện cho phép tương ứng với từng loại dây.

khc : Hệ số hiệu chỉnh, lấy khc=1.

Chọn cáp 4G2,5 cách điện PVC của LENS có Icp = 41 (A).

+Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ khi bảo vệ bằng

aptômat:

IđmA ≥Ikđđt1,5

=1,25. IđmA

1,5=

1,25.631,5

=52,2(A)

Vậy cáp đã chọn là hợp lý.

Chọn aptômat nhánh:

+Chọn cho dãy 9 bóng (P=200W)

Điện áp định mức: UđmA ≥ Uđmm = 0,22 (kV)

Dòng điện định mức:

IđmA≥ Itt=Ikddt1,5

=n . PđUđmm

=9.0,20,22

=8,2(A)

Vậy chọn aptômat lo ại C60L loại 1 pha 2 cực do hãng Merin Gerin sản

xuất với các thông số sau:

IđmA = 25 (A); Uđ m = 440(A); IcắtN = 20 (kA).

+Chọn aptômat cho dãy 6 bóng (P = 200W):

Điện áp định mức: UđmA ≥ Uđmm= 0,22 (kV).

Dòng điện định mức:

IđmA≥ Itt=Ikddt1,5

=n . PđUđmm

=6.0,20,22

=5,45(A)

Vậy chọn aptômat loại C60L loại 1 pha 2 cực do hãng Merin Gerin sản

xuất với các thông số sau:

IđmA = 25 (A); Uđm = 440(A); IcắtN = 20 (kA).

Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn:

+Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép:

khc. Icp≥ Itt = 10,9 (A)

Chọn loại cáp đồng 2 lõi tiết diện 2*1,5 (mm2) có Icp = 26 (A) do

LENS chế tạo.

+Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ khi bảo vệ bằng aptômat:

IđmA≥ Itt=Ikddt1,5

=1,25. IđmA

1,5=

1,25.251,5

=20,83(A)

Vậy cáp đã chọn là hợp lý.