Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

Chương I Giới thiệu chung về nhà máy Sản xuất máy kéo Trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước ở nước ta hiện nay, nhu cầu về điện năng là rất lớn. Trong đó các xí nghiệp công nghiệp là khách hàng tiêu thụ điện nhiều nhất. Theo thống kê 70% điện năng sản xuất ra cung cấp cho xí nghiệp công nghiệp, điện năng thực sự là yếu tố quan trọng vào tổng doanh thu của xí nghiệp. Vì vậy, đảm bảo cấp điện liên tục cho các xí nghiệp công nghiệp tức là bảo đảm cho nghành kinh tế quan trọng h

doc94 trang | Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 1278 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt tài liệu Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
oạt động liên tục. Vì là khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất nên việc thiết kế hệ thống cấp điện hợp lý đồng thời kết hợp với việc sử dụng điện hiệu quả sẽ có tác dụng trực tiếp đến khai thác khả năng của nhà máy, tiết kiệm điện, nâng cao doanh thu chung của xí nghiệp. Đặc điểm của các xí nghiệp công nghiệp nói chung là: Thiết bị dùng điện tập chung với mật độ cao. Làm việc liên tục trong năm, ít có tính chất mùa vụ. Quá trình công nghệ của từng nhà máy khác nhau nên có những đặc điểm riêng .. .. Trong số các xí nghiệp công nghiệp then chốt của nền kinh tế quốc dân hiện nay thì nhà máy cơ khí là một nghành sản suất quan trọng. Sản phẩm của nhà máy có mặt ở hầu hết các lĩnh vực của đời sống như máy móc phục vụ sản suất trong nông nghiệp, công nghiệp, xe cộ ... Đặc điểm riêng của nhà máy loại này là có số lượng phân xưởng nhiều và cần mặt bằng sản xuất rộng, dây chuyền công nghệ lớn. Nhà máy sản xuất máy kéo cũng là một trong những nhà máy cơ khí quan trọng, sản xuất ra các đầu máy kéo phục vụ nông nghiệp, vận tải và nhiều nghành kinh tế khác. Để có một phương án cấp điện hợp lý cho nhà máy cơ khí nói chung cũng như nhà máy sản xuất máy kéo nói riêng trước hết ta phân tích quy mô tổng thể toàn nhà máy, rồi đến từng phân xưởng kèm theo đặc điểm công nghệ cụ thể. Giới thiệu nhà máy sản suất máy kéo: Nhà máy sản xuất máy kéo được xây dựng trên mặt bằng rộng khoảng 50000m2 (50 ha), nhà máy có 10 phân xưởng chính và ngoài ra còn có các phòng ban, kho tàng bến bãi. Sản phẩm của nhà máy là các loại máy kéo phục vụ mọi nhu cầu khác nhau của các lĩnh vực, tuy nhiên sản phẩm chính là máy kéo nông nghiệp và máy kéo đầu máy toa xe. Dưới đây là mặt bằng và công suất đặt của từng phân xưởng (riêng phân xưởng sửa chữa cơ khí thì tính toán sau). từ hệ thống đến 1 6 2 4 9 8 5 3 7 10 Bảng dưới đây liệt kê chi tiết phụ tải của nhà máy sản xuất máy kéo, bao gồm số lượng phân xưởng và công suất đặt của từng phân xưởng. Kí hiệu Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) 1. Ban quản lý và phòng thiết kế 80 (chưa kể chiếu sáng) 2. Phân xưởng cơ khí số 1 3600 3. Phân xưởng cơ khí số 2 3200 4. Phân xưởng luyện kim mầu 1800 5. Phân xưởng luyện kim đen 2500 6. Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 7. Phân xưởng rèn 2100 8. Phân xưởng nhiệt luyện 3500 9. Bộ phận nén khí 1700 10. Kho vật liệu 60 11. Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo diện tích Sơ bộ qua bảng phụ tải của các phân xưởng của nhà máy ta thấy rằng đây là một nhà máy khá lớn. Một số phân xưởng có công suất đặt lớn như phân xưởng cơ khí, phân xưởng luyện kim ẳ. Nguồn điện lấy về nhà máy: Nhà máy được lấy điện từ trạm biến áp trung gian gần nhất cách nhà máy 2,4km, cấp điện bằng đường dây trên không (ĐDK). Sơ bộ về cấp điện cho nhà máy: Như trên đã phân tích, vì đây là một nhà máy có quy mô khá lớn nên dự định sẽ đặt một trạm phân phối trung tâm (PPTT) cho nhà máy. Điện lấy từ trạm BATG kéo về đây, rồi từ PPTT cấp điện cho từng trạm biến áp phân xưởng (BAPX). Để tăng độ tin cậy cung cấp điện, nhà máy sẽ dùng hai đường dây và do đó thanh cái của trạm PPTT được phân đoạn. Các trạm BAPX cấp điện cho các phân xưởng có thiết bị quan trọng như: lò luyện thép, lò tôi cao tần, các máy gia công chính xác, các máy nén khí ẳ dự kiến đặt hai máy biến áp lấy từ hai phân đoạn của trạm PPTT. Các trạm một máy BA thì lấy điện từ một phân đoạn của PPTT. Mạng trong nhà máy dùng cáp, như vậy sẽ tăng độ tin cậy và bảo đảm mỹ quan và không cản trở giao thông lại an toàn. Những phân xưởng chính như gia công cắt gọt, rèn, dập, hàn, lắp ráp ẳ có mật độ phụ tải lớn & máy móc thiết bị phân bố tương đối đều trên mặt bằng sản xuất , vì vậy mạng phân xưởng dùng sơ đồ máy biến áp – đường dây trục chính. Những phân xưởng như: đúc, nhiệt luyện, các trạm khí nén ẳ có số máy móc thiết bị không nhiều nhưng công suất lại lớn như các loại lò nấu kim loại, lò hồ quang, lò tôi, các loại động cơ, quạtẳ ở những phân xưởng này ta dùng sơ đồ hình tia. Những phân xưởng không quan trọng của nhà máy như phân xưởng sửa chữa cơ khí, kho tàng ẳ thì có thể dùng sơ đồ phân nhánh hoặc sơ đồ hình tia. Những thiết kế chi tiết sẽ trình bày ở phần sau. Chương II Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn bộ nhà máy 2.1. Đặt vấn đề : Phụ tải tính toán là phụ tải tính toán lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy cần chọn các thiết bị tính toán theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng. Phụ tải tính toán 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 và bảo vệ…tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện nun, tổn thất điện áp; lựa chọn công suất bù phản kháng…Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của thiết bị, trình độ và phương pháp vận hành hệ thống…Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố cháy nổ…Ngược lại các thiết bị được lựa chọn sẽ dưa thừa công suất dẫn đến ứa đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất…Do đó việc tính toán phụ tải cần phải thoả mãn một số điều kiện cụ thể nào đó, Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và những thông số ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại, Có thể đưa ra đây một số phương pháp thường được sử dụng hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi quy hoạch hoặc thiết kế các hệ thống cung cấp điện: Hiện nay có nhiều phương pháp để tính toán phụ tải tính toán. Những phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện, thường kết quả không thật chính xác, Ngược lại, nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính phức tạp, Vì vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể để chọn phương pháp tính cho hợp lý. Sau đây sẽ trình bày một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng nhất : 1. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt (Pđ) và hệ số nhu cầu (knc): Ptt=knc.Pđ Trong đó : Pđ ằ Pđm/h thường thì lấy Pđ ằ Pđm Qtt = Ptt.tgj Stt = knc : Là hệ số cần dùng công suất của nhóm thiết bị có chế độ làm việc giống nhau và hệ số cosj là như nhau, Hệ số này được tra trong sổ tay kỹ thuật, Nếu không tra được có thể lấy knc ằ ksd. Thông thường lấy knc = ( 1,1á1,2)ksd Khi nhóm có nhiều thiết bị có cosj khác nhau thì Nếu có nhiều thiết bị có chế độ làm việc khác nhau (knc khác nhau) thì ta có 2. Phương pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng của đồ thì phụ tải và công suất trung bình: Ptt = khd.Ptb Trong đó: khd là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kỹ thuật, Ptb là CS trung bình của thiết bị hoặc của nhóm thiết bị [kW] 3.Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình: Trong đó: Ptb công suất trung bình của thiết bị hoặc một nhóm thiết bị s độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình, hệ số tán xạ của s 4.Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm: Trong đó : a0 suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm [kWh/đvsp] M số sản phẩm sản xuất được trong một năm, Tmax thời gian sửa dụng công suất lớn nhất [h] 5. Theo công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất Ptt = p0.F Trong đó: p0 là suất phụ tải tính toán trên một đơn vị diện tích [ Kw/m2], F là diện tích sản xuất, 6.Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại: Ptt = kmaxksdPtb Trong đó: Ptb công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị [kW] kmax hệ số cực đại , tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ kmax = f(nhq,ksd), ksd hệ số sử dụng tra trong sổ tay kỹ thuật nhq số thiết bị dùng điện có hiệu quả. 2.2. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí: Phân xưởng Sửa chữa cơ khí là phân xưởng số 6 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy, Phân xưởng có diện tích bố trí thiết bị là 1700 m2, Trong phân xưởng có 69 thiết bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, Phần lớn các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn, Những đặc điểm này cần được quan tâm khi phân nhóm phụ tải , xác định phụ tải tính toán và lựa chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng. 2.2.1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình Ptb và hệ số cực đại kmax ( còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq ) Theo phương pháp này phụ tải tính toán được xác định theo biểu thức: Trong đó: Pđmi - Công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm. n - Số thiết bị trong nhóm. ksd - Hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật. kmax - Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật kmax = f(nhq,ksd). nhq - số thiết bị dùng điện có hiệu quả, Số thiết bị dùng điện có hiệu quả nhq là số thiết bị có cùng công suất cùng chế độ làm việc gây ra một hiệu quả phát nhiệt ( hoặc mức độ huỷ hoại cách điện ) đúng bằng các phụ tải thực tế ( có công suất và chế độ làm việc khác nhau ) gây ra trong quá trình làm việc, nhq được xác định bằng biểu thức. Trong đó: Pđmi là công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm n là số thiết bị trong nhóm Khi n lớn việc xác định nhq theo biểu thức trên khá phiền phức nên có thể xác định nhq theo các phương pháp gần đúng với sai số tính toán nằm trong khoảng Ê ±10% Trường hợp m = và ksd³ 0,4 thì nhq = n Chú ý nếu trong nhóm có n1 thiết bị mà tổng công suất của chúng không lớn hơn 5% tổng công suất của nhóm thì: nhq = n - n1, Trong đó: Pđmmax công suất định mức của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pđmmin công suất định mức của thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm, Trường hợp m = >3 và ksd ³ 0,2 thì nhq sẽ được xác định theo biểu thức : Khi không áp dụng được các trường hợp trên, việc xác định nhq được tính hành theo trình tự sau: Trước tiên tính n* = p* = Trong đó: n - số thiết bị trong nhóm n1 - số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa tổng công suất của thiết bị có công suất lớn nhất, P và P1 - tổng công suất của n và n1 thiết bị Sau tính toán được n* và p* tra theo sổ tay kỹ thuật ta tìm được nhq* = f( n*, p*) từ đó tính nhq theo công thức: nhq = nhq*,n Khi xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị dùng điện có hiệu quả nhq trong một số trường hợp cụ thể có thể dùng công thức gần đúng sau: Nếu n Ê 3 và hhq < 4 phụ tải tính toán được tính toán theo công thức: Nếu n > 3 và nhq < 4 phụ tải tính toán được tính toán theo công thức: Trong đó: kti hệ số phụ tải của thiết bị thứ i, Nếu không có số liệu chính xác, hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng như sau: kti = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn, kti = 0,75 đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại Nếu n > 300 và ksd ³ 0,5 phụ tải tính toán được xác định theo công thức: Đối với thiết bị có đồ thị bằng phẳng ( các máy bơn, quạt khí nén ,,,) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình: Chú ý : Nếu trong mạng có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết bị cho ba pha của mạng, trước khi xác định nhq phải quy đổi công suất của các phụ tải 1 pha về phụ tải 3 pha tương đương: Nếu thiết bị một pha đấu vào điện áp pha: Pđm = 3,Ppha max Nếu thiết bị một pha đấu vào với điện áp dây: Pđm = .Ppha max Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi xác định nhq theo công thức: Pđm Trong đó eđm là hệ số đóng điện tương đối phần trăm 2.2.2. Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phương pháp Ptb và kmax: 1. Phân nhóm phụ tải: Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc rất khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện, Việc phân nhóm thiết bị cần tuân theo các quy tắc sau: Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm vốn đầu tư và tổn thất điện năng trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng, Chế độ làm việc trong cùng một nhóm nên giống nhau để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện 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 dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy, Số thiết bị trong nhóm cũng không nên quá nhiều bởi vì số đầu ra của các tủ động lực thường Ê (8á 12), Tuy nhiên thường khó có thể thoả mã tất cả các nguyên tắc trên cùng một lúc do vậy người thiết kế cần lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất, Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân xưởng Sửa chữa cơ khí ra làm 5 nhóm, Kết quả phân nhóm phụ tải được trình bày trong bảng Nhóm I TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện ren 1 1 4.5 4.5 2 Máy tiện tự động 2 3 5.1 15.3 3 Máy tiện tự động 3 1 14 14 4 Máy tiện tự động 4 2 5.6 11.2 5 Máy tiện tự động 5 1 2.2 2.2 6 Máy xọc 14 1 2.8 2.8 7 Máy doa ngang 16 1 4.5 4.5 Tổng nhóm I 10 54.5 Nhóm II TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện rêvônven 6 1 1.7 1.7 2 Máy phay vạn năng 7 1 3.4 3.4 3 Máy phay ngang 8 1 1.8 1.8 4 Máy phay đứng 9 2 14 28 5 Máy mài phẳng 18 2 9 18 6 Máy mài tròn 19 1 5.6 5.6 7 Máy mài trong 20 1 2.8 2.8 8 Ca tay 28 1 1.35 1.35 9 Ca máy 29 1 1.7 1.7 Tổng nhóm II 11 64.35 Nhóm III TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) 1 máy Toàn bộ 1 Máy phay đứng 10 1 7 7 2 Máy bào ngang 12 2 9 18 3 Máy xọc 13 3 8.4 25.2 4 Máy khoan hướng tâm 17 1 1.7 1.7 5 Máy mài dao cắt gọt 21 1 2.8 2.8 6 Máy mài phá 27 1 3 3 Tổng nhóm III 9 57.7 Nhóm IV TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện tự động 3 1 14 14 2 Máy tiện vạn năng 7 1 3.4 3.4 3 Máy mài 11 1 2.2 2.2 4 Máy khoan vạn năng 15 1 4.5 4.5 5 Máy mài sắc vạn năng 22 1 0.65 0.65 6 Máy khoan bàn 23 2 0.65 1.3 7 Máy ép kiểu trục khuỷu 24 1 1.7 1.7 8 Bàn nguội 65 3 0.5 1.5 9 Máy cuốn dây 66 1 0.5 0.5 10 Bàn thí nghiệm 67 1 15 15 11 Bể tẩm có đốt nóng 68 1 4 4 12 Tủ xấy 69 1 0.85 0.85 13 Khoan bàn 70 1 0.65 0.65 Tổng nhóm IV 16 50.25 Nhóm V TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) 1 máy Toàn bộ 1 Lò điện kiểu buồng 31 1 30 30 2 Lò điện kiểu đứng 32 1 25 25 3 Lò điện kiểu bể 33 1 30 30 4 Bể điện phân 34 1 10 10 Tổng nhóm V 4 95 Nhóm VI TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện ren 43 2 10 20 2 Máy tiện ren 45 1 4.5 4.5 3 Máy xọc 49 1 2.8 2.8 4 Máy bào ngang 50 2 7.6 15.2 5 Máy mài tròn 51 1 7 7 6 Khoan điện 59 1 0.6 0.6 Tổng nhóm VI 8 49.5 Nhóm VII TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện ren 44 1 7 7 2 Máy phay ngang 46 1 2.8 2.8 3 Máy phay vạn năng 47 1 2.8 2.8 4 Máy phay răng 48 1 2.8 2.8 5 Máy khoan đứng 52 1 1.8 1.8 6 Búa khí nén 53 1 10 10 7 Quạt 54 1 3.2 3.2 8 Biến áp hàn 57 1 24 24 9 Máy mài phá 58 1 3.2 3.2 10 Máy cắt 60 1 1.7 1.7 Tổng nhóm VII 10 59.3 2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải : a) Nhóm I : Số liệu tính toán của nhóm I cho dưới bảng sau : Nhóm I TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) Iđm(A) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện ren 1 1 4.5 4.5 11.4 2 Máy tiện tự động 2 3 5.1 15.3 38.74 3 Máy tiện tự động 3 1 14 14 35.45 4 Máy tiện tự động 4 2 5.6 11.2 28.36 5 Máy tiện tự động 5 1 2.2 2.2 5.57 6 Máy xọc 14 1 2.8 2.8 7.09 7 Máy doa ngang 16 1 4.5 4.5 11.4 Tổng nhóm I 10 54.5 138.01 Tra bảng phụ lục I.1[2] ta được : ksd= 0.15 ; cos = 0.6 Tổng số thiết bị trong nhóm là : n = 10 Vì ksd < 0.2 nên ta có số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa CS của thiết bị có CS lớn nhất ( 7 kW ) là : n1 = 1 Tra phụ lục I.5 [2] với ta tìm được : nhq* = 0.15 Tra phụ lục I.6 [2] với ta tìm được : kmax = 2.31 Như vậy phụ tải tính toán của nhóm I : Các thiết bị có không sai khác nhau nhiều (0.6) nên : Dòng điện qua mỗi thiết bị dùng nguồn 3 pha là : Itb = Để lựa chọn thiết bị kiểm tra , đóng cắt , bảo vệ ta sử dụng công thức : Iđn = Ikđmax + kđt.( Itt - ksd.Idđkđ) = 5.35,45 + 0,85.(47,82 - 0,15.35,45) = 213.38(A) b) Nhóm II : Số liệu tính toán của nhóm II cho dưới bảng sau : Nhóm II TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) Iđm(A) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện rêvônven 6 1 1.7 1.7 4.3 2 Máy phay vạn năng 7 1 3.4 3.4 8.61 3 Máy phay ngang 8 1 1.8 1.8 4.56 4 Máy phay đứng 9 2 14 28 70.9 5 Máy mài phẳng 18 2 9 18 45.58 6 Máy mài tròn 19 1 5.6 5.6 14.18 7 Máy mài trong 20 1 2.8 2.8 7.09 8 Ca tay 28 1 1.35 1.35 3.42 9 Ca máy 29 1 1.7 1.7 4.3 Tổng nhóm II 11 64.35 162.94 Tra bảng phụ lục I.1[2] ta được : ksd= 0.15 ; cos = 0.6 Tổng số thiết bị trong nhóm là : n = 11 Vì ksd < 0.2 nên ta có số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa CS của thiết bị có CS lớn nhất ( 7 kW ) là : n1 = 4 Tra phụ lục I.5 [2] với ta tìm được : nhq* = 0.62 Tra phụ lục I.6 [2] với ta tìm được : kmax = 2.48 Như vậy phụ tải tính toán của nhóm II : Các thiết bị có không sai khác nhau nhiều (0.6) nên : Dòng điện qua mỗi thiết bị dùng nguồn 3 pha là : Itb = Để lựa chọn thiết bị kiểm tra , đóng cắt , bảo vệ ta sử dụng công thức : Iđn = Ikđmax + kđt.( Itt - ksd.Idđkđ) = 5.35,45 + 0,85.(60,617 - 0,15.35,45) = 224.25(A) c) Nhóm III : Số liệu tính toán của nhóm III cho dưới bảng sau : Nhóm III TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) Iđm(A) 1 máy Toàn bộ 1 Máy phay đứng 10 1 7 7 17.73 2 Máy bào ngang 12 2 9 18 45.58 3 Máy xọc 13 3 8.4 25.2 63.81 4 Máy khoan hớng tâm 17 1 1.7 1.7 4.3 5 Máy mài dao cắt gọt 21 1 2.8 2.8 7.09 6 Máy mài phá 27 1 3 3 7.6 Tổng nhóm III 9 57.7 146.11 Tra bảng phụ lục I.1[2] ta được : ksd= 0.15 ; cos = 0.6 Tổng số thiết bị trong nhóm là : n = 9 Vì ksd < 0.2 nên ta có số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa CS của thiết bị có CS lớn nhất ( 4.5 kW ) là : n1 = 6 Tra phụ lục I.5 [2] với ta tìm được : nhq* = 0.81 Tra phụ lục I.6 [2] với ta tìm được : kmax = 2.48 Như vậy phụ tải tính toán của nhóm I : Các thiết bị có không sai khác nhau nhiều (0.6) nên : Dòng điện qua mỗi thiết bị dùng nguồn 3 pha là : Itb = Để lựa chọn thiết bị kiểm tra , đóng cắt , bảo vệ ta sử dụng công thức : Iđn = Ikđmax + kđt.( Itt - ksd.Idđkđ) = 5.22,79 + 0,85.(54,352 - 0,15.22,79) = 157.24(A) d) Nhóm IV : Số liệu tính toán của nhóm IV cho dưới bảng sau : Nhóm IV TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) Iđm(A) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện tự động 3 1 14 14 35.45 2 Máy tiện vạn năng 7 1 3.4 3.4 8.61 3 Máy mài 11 1 2.2 2.2 5.57 4 Máy khoan vạn năng 15 1 4.5 4.5 11.4 5 Máy mài sắc vạn năng 22 1 0.65 0.65 1.65 6 Máy khoan bàn 23 2 0.65 1.3 3.29 7 Máy ép kiểu trục khuỷu 24 1 1.7 1.7 4.3 8 Bàn nguội 65 3 0.5 1.5 3.8 9 Máy cuốn dây 66 1 0.5 0.5 1.27 10 Bàn thí nghiệm 67 1 15 15 37.98 11 Bể tẩm có đốt nóng 68 1 4 4 10.13 12 Tủ xấy 69 1 0.85 0.85 2.15 13 Khoan bàn 70 1 0.65 0.65 1.65 Tổng nhóm IV 16 50.25 127.25 Tra bảng phụ lục I.1[2] ta được : ksd= 0.15 ; cos = 0.6 Tổng số thiết bị trong nhóm là : n = 16 Vì ksd < 0.2 nên ta có số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa CS của thiết bị có CS lớn nhất ( 7.5 kW ) là : n1 = 2 Tra phụ lục I.5 [2] với ta tìm được : nhq* = 0.36 Tra phụ lục I.6 [2] với ta tìm được : kmax = 2.64 Như vậy phụ tải tính toán của nhóm IV : Các thiết bị có không sai khác nhau nhiều (0.6) nên : Dòng điện qua mỗi thiết bị dùng nguồn 3 pha là : Itb = Để lựa chọn thiết bị kiểm tra , đóng cắt , bảo vệ ta sử dụng công thức : Iđn = Ikđmax + kđt.( Itt - ksd.Idđkđ) = 5.37,98 + 0,85.(50,389 - 0,15.37,98) = 227.88(A) e) Nhóm V : Số liệu tính toán của nhóm V cho dưới bảng sau : Nhóm V TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) Iđm(A) 1 máy Toàn bộ 1 Lò điện kiểu buồng 31 1 30 30 47.98 2 Lò điện kiểu đứng 32 1 25 25 39.98 3 Lò điện kiểu bể 33 1 30 30 47.98 4 Bể điện phân 34 1 10 10 15.99 Tổng nhóm V 4 95 151.93 Tra bảng phụ lục I.1[2] ta được : ksd= 0.8 ; cos = 0.95 Vì tổng số thiết bị trong nhóm là nhỏ : n = 4 nên áp dụng công thức : Ta thấy nên phụ tải tính toán được tính như sau : với ktt = 0.9 (vì thiết bị làm việc dài hạn) Ptt = 0,9.95 = 85.5(kW) Các thiết bị có không sai khác nhau nhiều (0.95) nên : Dòng điện qua mỗi thiết bị dùng nguồn 3 pha là : Itb = Để lựa chọn thiết bị kiểm tra , đóng cắt , bảo vệ ta sử dụng công thức : Iđn = Ikđmax + kđt.( Itt - ksd.Idđkđ) = 1,2.47,98+ 0,85.(136,741 - 0,8.47,98) = 141.179(A) f) Nhóm VI : Số liệu tính toán của nhóm VI cho dưới bảng sau : Nhóm VI TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) Iđm(A) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện ren 43 2 10 20 50.64 2 Máy tiện ren 45 1 4.5 4.5 11.4 3 Máy xọc 49 1 2.8 2.8 7.09 4 Máy bào ngang 50 2 7.6 15.2 38.49 5 Máy mài tròn 51 1 7 7 17.73 6 Khoan điện 59 1 0.6 0.6 1.52 Tổng nhóm VI 8 49.5 125.35 Tra bảng phụ lục I.1[2] ta được : ksd= 0.15 ; cos = 0.6 Tổng số thiết bị trong nhóm là : n = 8 Vì ksd < 0.2 nên ta có số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa CS của thiết bị có CS lớn nhất ( 5 kW ) là : n1 = 5 Tra phụ lục I.5 [2] với ta tìm được : nhq* = 0.78 Tra phụ lục I.6 [2] với ta tìm được : kmax = 2.64 Như vậy phụ tải tính toán của nhóm I : Các thiết bị có không sai khác nhau nhiều (0.6) nên : Dòng điện qua mỗi thiết bị dùng nguồn 3 pha là : Itb = Để lựa chọn thiết bị kiểm tra , đóng cắt , bảo vệ ta sử dụng công thức : Iđn = Ikđmax + kđt.( Itt - ksd.Idđkđ) = 5.25,32 + 0,85.(49,637 - 0,15.25,32) = 165.56(A) g) Nhóm VII : Trong nhóm thiết bị này có Biến áp hàn là thiết bị sử dụng điện áp 1 pha điện áp dây và làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nên ta cần qui đổi thành phụ tải 3 pha tương đương có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại Theo công thức: Pđm Ta có Sbah = 24 kVA tra bảng phụ lục I.1[2] ta được cos = 0.35 eđm là hệ số đóng điện tương đối phần trăm = 0.25 Vậy: = 7.3 (kW) Dòng điện qui đổi : Số liệu tính toán của nhóm VII cho dưới bảng sau : Nhóm VII TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm(KW) Iđm(A) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện ren 44 1 7 7 17.73 2 Máy phay ngang 46 1 2.8 2.8 7.09 3 Máy phay vạn năng 47 1 2.8 2.8 7.09 4 Máy phay răng 48 1 2.8 2.8 7.09 5 Máy khoan đứng 52 1 1.8 1.8 4.56 6 Búa khí nén 53 1 10 10 25.32 7 Quạt 54 1 3.2 3.2 8.1 8 Biến áp hàn 57 1 7.3 7.3 31.69 9 Máy mài phá 58 1 3.2 3.2 8.1 10 Máy cắt 60 1 1.7 1.7 4.3 Tổng nhóm VII 10 42.6 121.07 Tra bảng phụ lục I.1[2] ta được : ksd= 0.15 ; cos = 0.6 Tổng số thiết bị trong nhóm là : n = 10 Vì ksd < 0.2 nên ta có số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa CS của thiết bị có CS lớn nhất ( 5 kW ) là : n1 = 3 Tra phụ lục I.5 [2] với ta tìm được : nhq* = 0.73 Tra phụ lục I.6 [2] với ta tìm được : kmax = 2.48 Như vậy phụ tải tính toán của nhóm VII : Các thiết bị có không sai khác nhau nhiều (0.6) nên : Dòng điện qua mỗi thiết bị dùng nguồn 3 pha là : Itb = Để lựa chọn thiết bị kiểm tra , đóng cắt , bảo vệ ta sử dụng công thức : Iđn = Ikđmax + kđt.( Itt - ksd.Idđkđ) = 5.25,32 + 0,85.(40,12 - 0,15.25,32) = 157.47(A) 3. Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí : Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: Pcs = p0.F Trong đó: p0 suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích chieu sáng [W/m2] F - Diện tích được chiếu sáng [m2] , F = 2200 (m2) Tra bảng PL I.2[2] ta có : p0 = 14 [ W/m2] Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng là: Pcs = p0.F = 14.2200 = 30,8 kW Vậy: Pcs= 30,8 kW; Qcs=0 (Vì ta dùng đèn sợi đốt chứ không dùng đèn ống). 4. Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng : *Phụ tải tác dụng của phân xưởng : = 0,8.(18,884 + 23,938 + 21,464 + 19,899 + 85,5 + 19,602 + 15,847)+30,8 = 0,8.205,134 + 30,8 = 194,907 kW. * Phụ tải phản kháng của phân xưởng : = 0,8.( 25,179 + 31,917 + 28,618 + 26,525 + 28,1025 + 26,135 + 21,124) = 0,8.187,6 =150,08 kVAr. *Phụ tải toàn phần của phân xưởng : ị ị Từ đây ta có bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán của Phân Xưởng Sửa Chữa Cơ Khí : Nhóm I TT Tên thiết bị Ký Số Pđm(KW) Iđm(A) Ksd cos nhq kmax Phụ tải tinh toán hiệu máy 1 máy Toàn bộ Ptt Qtt Stt Itt 1 Máy tiện ren 1 1 4.5 4.5 11.4 0,15 0,6/1,33 2 Máy tiện tự động 2 3 5.1 15.3 38.74 0,15 0,6/1,33 3 Máy tiện tự động 3 1 14 14 35.45 0,15 0,6/1,33 4 Máy tiện tự động 4 2 5.6 11.2 28.36 0,15 0,6/1,33 5 Máy tiện tự động 5 1 2.2 2.2 5.57 0,15 0,6/1,33 6 Máy xọc 14 1 2.8 2.8 7.09 0,15 0,6/1,33 7 Máy doa ngang 16 1 4.5 4.5 11.4 0,15 0,6/1,33 Tổng nhóm I 10 54.5 138 8 2.31 18.9 25.2 31.5 47.8 Nhóm II 1 Máy tiện rêvôn 6 1 1.7 1.7 4.3 0,15 0,6/1,33 2 Máy phay vạn n 7 1 3.4 3.4 8.61 0,15 0,6/1,33 3 Máy phay ngang 8 1 1.8 1.8 4.56 0,15 0,6/1,33 4 Máy phay đứng 9 2 14 28 70.9 0,15 0,6/1,33 5 Máy mài phẳng 18 2 9 18 45.58 0,15 0,6/1,33 6 Máy mài tròn 19 1 5.6 5.6 14.18 0,15 0,6/1,33 7 Máy mài trong 20 1 2.8 2.8 7.09 0,15 0,6/1,33 8 Ca tay 28 1 1.35 1.35 3.42 0,15 0,6/1,33 9 Ca máy 29 1 1.7 1.7 4.3 0,15 0,6/1,33 Tổng nhóm II 11 64.35 162.9 7 2.48 23.9 31.9 39.9 60.6 Nhóm III 1 Máy phay đứng 10 1 7 7 17.73 0,15 0,6/1,33 2 Máy bào ngang 12 2 9 18 45.58 0,15 0,6/1,33 3 Máy xọc 13 3 8.4 25.2 63.81 0,15 0,6/1,33 4 Máy khoan h/tâm 17 1 1.7 1.7 4.3 0,15 0,6/1,33 5 Máy mài dao cắt gọt 21 1 2.8 2.8 7.09 0,15 0,6/1,33 6 Máy mài phá 27 1 3 3 7.6 0,15 0,6/1,33 Tổng nhóm III 9 57.7 146.1 7 2.48 21.5 28.6 35.8 54.4 Nhóm IV 1 Máy tiện tự động 3 1 14 14 35.45 0,15 0,6/1,33 2 Máy tiện vạn n 7 1 3.4 3.4 8.61 0,15 0,6/1,33 3 Máy mài 11 1 2.2 2.2 5.57 0,15 0,6/1,33 4 Máy khoan v/n 15 1 4.5 4.5 11.4 0,15 0,6/1,33 5 Máy mài sắc v/n 22 1 0.65 0.65 1.65 0,15 0,6/1,33 6 Máy khoan bàn 23 2 0.65 1.3 3.29 0,15 0,6/1,33 7 Máy ép trục kh 24 1 1.7 1.7 4.3 0,15 0,6/1,33 8 Bàn nguội 65 3 0.5 1.5 3.8 0,15 0,6/1,33 9 Máy cuốn dây 66 1 0.5 0.5 1.27 0,15 0,6/1,33 10 Bàn thí nghiệm 67 1 15 15 37.98 0,15 0,6/1,33 11 Bể tẩm có đốt nó 68 1 4 4 10.13 0,15 0,6/1,33 12 Tủ xấy 69 1 0.85 0.85 2.15 0,15 0,6/1,33 13 Khoan bàn 70 1 0.65 0.65 1.65 0,15 0,6/1,33 Tổng nhóm IV 16 50.25 127.3 6 2.64 19.9 26.5 33.2 50.4 Nhóm V 1 Lò điện kiểu buồng 31 1 30 30 47.98 0,8 0,95/0,328 2 Lò điện kiểu đ 32 1 25 25 39.98 0,8 0,95/0,328 3 Lò điện kiểu bể 33 1 30 30 47.98 0,8 0,95/0,328 4 Bể điện phân 34 1 10 10 15.99 0,8 0,95/0,328 Tổng nhóm V 4 95 151.9 4 85.5 28.1 90 137 Nhóm VI 1 Máy tiện ren 43 2 10 20 50.64 0,15 0,6/1,33 2 Máy tiện ren 45 1 4.5 4.5 11.4 0,15 0,6/1,33 3 Máy xọc 49 1 2.8 2.8 7.09 0,15 0,6/1,33 4 Máy bào ngang 50 2 7.6 15.2 38.49 0,15 0,6/1,33 5 Máy mài tròn 51 1 7 7 17.73 0,15 0,6/1,33 6 Khoan điện 59 1 0.6 0.6 1.52 0,15 0,6/1,33 Tổng nhóm VI 8 49.5 125.4 6 2.64 19.6 26.1 32.7 49.6 Nhóm VII 1 Máy tiện ren 44 1 7 7 17.73 0,15 0,6/1,33 2 Máy phay ngang 46 1 2.8 2.8 7.09 0,15 0,6/1,33 3 Máy phay vạn n 47 1 2.8 2.8 7.09 0,15 0,6/1,33 4 Máy phay răng 48 1 2.8 2.8 7.09 0,15 0,6/1,33 5 Máy khoan đứng 52 1 1.8 1.8 4.56 0,15 0,6/1,33 6 Búa khí nén 53 1 10 10 25.32 0,15 0,6/1,33 7 Quạt 54 1 3.2 3.2 8.1 0,15 0,6/1,33 8 Biến áp hàn 57 1 7.3 7.3 31.69 0,15 0,6/1,33 9 Máy mài phá 58 1 3.2 3.2 8.1 0,15 0,6/1,33 10 Máy cắt 60 1 1.7 1.7 4.3 0,15 0,6/1,33 Tổng nhóm VII 10 42.6 121.1 7 2.48 15.8 21.1 26.4 40.1 2.3. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng còn lại : Do chỉ biết trước công suất đặt và diện tích của các phân xưởng nên ở đây sẽ sử dụng phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. 2.3.1 Phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: Theo phương pháp này phụ tải tính toán của phân xưởng được xác định theo các biểu thức sau: một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm do đó Ptt = Trong đó: Pđi,Pđmi : 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 của nhóm thiết bị thứ i n : số thiết bị trong nhóm knc : hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật điện. Nếu hệ số công suất cosj của các thiết bị trong nhóm sai khác nhau không nhiều thì cho phép sử dụng hệ số công suất trung bình để tính toán: 2.3.2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng : 1. Ban quản lí và phòng thiết kế : Công suất đặt: 80 kW Diện tích: 2625 m2 Tra bảng PL I.3[2] ta tìm được knc = 0.8; cosj = 0.8 Tra bảng PL1.7[2] ta đựơc p0 = 20 W/m2 ta sử dụng đèn điện huỳnh quang với cosjcs = 0,85 ; tgjcs = 0,617 Công suất tính toán động lực: Pđl = kncPđ = 0,8.80 = 64 kW Qđl = Pđl .tgj = 64.0,75 = 48 kVAr Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = p0.S = 20.2625 = 52,5 kW Qcs = Pcs .tgjcs = 52,5.0,6197 = 32,53 kVAr Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xưởng Ptt = Pđl + Pcs = 64 + 52,5 = 116.5 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng Qtt = Qđl + Qcs = 48 + 32,53 = 80.53 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân ._.xưởng Stt = = 141.63 kVA Itt = = 215.2 (A) 2. Phân xưởng cơ khí số 1: Công suất đặt: 3600 kW Diện tích: 4350 m2 Tra bảng PL I.3[2] ta tìm được knc = 0.35; cosj = 0.6 Tra bảng PL1.7[2] ta đựơc p0 = 14 W/m2 sử dụng đèn sợi đốt với cosjcs = 1 Công suất tính toán động lực: Pđl = kncPđ = 0,35.3600 = 1260 kW Qđl = Pđl .tgj = 1260.1,33 = 1679.58 kVAr Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = p0.S = 14.4350 = 60,9 kW Qcs = Pcs .tgjcs = 0 Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xưởng Ptt = Pđl + Pcs = 1260 + 60,9 = 1320,9 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng Qtt = Qđl + Qcs = 1679,58 + 0 = 1679.58 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng Stt = = 2136.77 kVA Itt = = 3246.48 (A) 3. Phân xưởng cơ khí số 2: Công suất đặt: 3200 kW Diện tích: 6450 m2 Tra bảng PL I.3[2] ta tìm được knc = 0.35; cosj = 0.6 Tra bảng PL1.7[2] ta đựơc p0 = 14 W/m2 sử dụng đèn sợi đốt với cosjcs = 1 Công suất tính toán động lực: Pđl = kncPđ = 0,35.3200 = 1120 kW Qđl = Pđl .tgj = 1120.1,33 = 1492,96 kVAr Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = p0.S = 14.6450 = 90,3 kW Qcs = Pcs .tgjcs = 0 Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xưởng Ptt = Pđl + Pcs = 1120 + 90,3 = 1210,3 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng Qtt = Qđl + Qcs = 1492,96 + 0 = 1492,96 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng Stt = = 1921.91 kVA Itt = = 2920,05 (A) 4. Phân xưởng luyện kim màu: Công suất đặt: 1800 kW Diện tích: 6075 m2 Tra bảng PL I.3[2] ta tìm được knc = 0.65; cosj = 0.8 Tra bảng PL1.7[2] ta đựơc p0 = 15 W/m2 sử dụng đèn sợi đốt với cosjcs = 1 Công suất tính toán động lực: Pđl = kncPđ = 0,65.1800 = 1170 kW Qđl = Pđl .tgj = 1170.0,75 = 877,5 kVAr Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = p0.S = 15.6075 = 91,13 kW Qcs = Pcs .tgjcs = 0 Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xưởng Ptt = Pđl + Pcs = 1170 + 91,13 = 1261,13 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng Qtt = Qđl + Qcs = 877,5 + 0 = 877,5 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng Stt = = 1536,37 kVA Itt = = 2334,27 (A) 5. Phân xưởng luyện đen: Công suất đặt: 2000 kW Diện tích: 10900 m2 Tra bảng PL I.3[2] ta tìm được knc = 0.65 ; cosj = 0.8 Tra bảng PL1.7[2] ta đựơc p0 = 15 W/m2 sử dụng đèn sợi đốt với cosjcs = 1 Công suất tính toán động lực: Pđl = kncPđ = 0,65.2000 = 1625 kW Qđl = Pđl .tgj = 1625.0,75 = 1218,75 kVAr Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = p0.S = 15.10900 = 163,5 kW Qcs = Pcs .tgjcs = 0 Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xưởng Ptt = Pđl + Pcs = 1625 + 163,5 = 1788,5 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng Qtt = Qđl + Qcs = 1218,75 + 0 = 1218,75 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng Stt = = 2164,27 kVA Itt = = 3288,27(A) 7. Phân xưởng rèn: Công suất đặt: 2100 kW Diện tích: 7200 m2 Tra bảng PL I.3[2] ta tìm được knc = 0.55 ; cosj = 0,65 Tra bảng PL1.7[2] ta đựơc p0 = 15 W/m2 sử dụng đèn sợi đốt với cosjcs = 1 Công suất tính toán động lực: Pđl = kncPđ = 0,55.2100 = 1155 kW Qđl = Pđl .tgj = 1155.1,17 = 1350,2 kVAr Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = p0.S = 15.7200 = 108 kW Qcs = Pcs .tgjcs = 0 Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xưởng Ptt = Pđl + Pcs = 1155 + 108 = 1263 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng Qtt = Qđl + Qcs = 1350,2 + 0 = 1350,2 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng Stt = = 1848,84 kVA Itt = = 2809,02(A) 8. Phân xưởng nhiệt luyện: Công suất đặt: 3500 kW Diện tích: 7875 m2 Tra bảng PL I.3[2] ta tìm được knc = 0.65 ; cosj = 0.8 Tra bảng PL1.7[2] ta đựơc p0 = 15 W/m2 sử dụng đèn sợi đốt với cosjcs = 1 Công suất tính toán động lực: Pđl = kncPđ = 0,65.3500 = 2275 kW Qđl = Pđl .tgj = 2275.0,75 = 1706,25 kVAr Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = p0.S = 15.7875 = 118,13 kW Qcs = Pcs .tgjcs = 0 Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xưởng Ptt = Pđl + Pcs = 2275 + 118,3 = 2393,13 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng Qtt = Qđl + Qcs = 1706,25 + 0 = 1706,25 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng Stt = = 2939,13kVA Itt = = 4465,55(A) 9. Bộ phận nén khí : Công suất đặt: 1700 kW Diện tích: 3500 m2 Tra bảng PL I.3[2] ta tìm được knc = 0.65 ; cosj = 0.75 Tra bảng PL1.7[2] ta đựơc p0 = 12 W/m2 sử dụng đèn sợi đốt với cosjcs = 1 Công suất tính toán động lực: Pđl = kncPđ = 0,65.1700 = 1105 kW Qđl = Pđl .tgj = 1105.0,882 = 974,5 kVAr Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = p0.S = 12.3500 = 42 kW Qcs = Pcs .tgjcs = 0 Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xưởng Ptt = Pđl + Pcs = 1105 + 42 = 1147 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng Qtt = Qđl + Qcs = 974,5 + 0 = 974,5 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng Stt = = 1505,08kVA Itt = = 2286,73(A) 10. Kho vật liệu: Công suất đặt: 60 kW Diện tích: 7475 m2 Tra bảng PL I.3[2] ta tìm được knc = 0.8 ; cosj = 0.8 Tra bảng PL1.7[2] ta đựơc p0 = 10 W/m2 sử dụng đèn sợi đốt với cosjcs = 1 Công suất tính toán động lực: Pđl = kncPđ = 0,8.60 = 48 kW Qđl = Pđl .tgj = 48.0,75 = 36 kVAr Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = p0.S = 10.7475 = 74,75 kW Qcs = Pcs .tgjcs = 0 Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xưởng Ptt = Pđl + Pcs = 48 + 74,75 = 122,75 kW Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng Qtt = Qđl + Qcs = 36 + 0 = 36 kVAr Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng Stt = = 127,92 kVA Itt = = 194,35(A) Phụ tải tính toán của các phân xưởng Tên PX Pđ knc cos p0 W/m2 Pđl Pcs Ptt Qtt Stt Ban qlý 80 0.8 0.8 20 64 52.5 116.5 80.53 141.63 P/x cơ khí 1 3600 0.35 0.6 14 1260 60.9 1320.9 1679.6 2136.8 P/x cơ khí 2 3200 0.35 0.6 14 1120 90.3 1210.3 1493 1921.9 P/x lk màu 1800 0.65 0.8 15 1170 91.13 1261.1 877.5 1536.4 P/x lk đen 2500 0.65 0.8 15 1625 163.5 1788.5 1218.8 2164.3 P/x sccơ khí 14 164 30.8 194.9 150.1 246 P/x rèn 2100 0.55 0.65 15 1155 108 1263 1350.2 1848.8 P/x nh luyện 3500 0.65 0.8 15 2275 118.13 2393.1 1706.3 2939.1 B/p nén khí 1700 0.65 0.75 12 1105 42 1147 974.5 1505.1 Kho vliệu 60 0.8 0.8 10 48 74.75 122.75 36 127.92 2.4 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy : *Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy: với kđt : hệ số đồng thời bằng 0.8. Pttnm = 0.8*10818,11= 8654.48 kW *Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy: Qttnm = 0.8*9566,4 = 7653.12 kVAr *Phụ tải tính toán của toàn nhà máy: Sttnm = kVA *Hệ số công suất của toàn nhà máy: cosjnm = = = 0.749 2.5. Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải: 2.5.1 Tâm phụ tải điện: Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu Với : Pi , li : CS và khoảng cách từ phụ tải thứ i đến tâm phụ tải. Để xác định toạ độ tâm phụ tải có thể sử dụng công thức sau: ; ; Trong đó: x0, y0, z0 toạ độ tâm phụ tải điện xi, yi, zi toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ toạ độ XYZ tuỳ chọn, Si công suất của phụ tải thứ i Trong thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z, Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối, tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện. 2.5.2 Biểu đồ phụ tải Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỉ lệ xích nào đó tuỳ chọn, Biểu đồ cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tải trong khu vực phạm vi cần thiết kế, từ đó cơ sở để lập các phương án cung cấp điện, Biểu đồ phụ tải chia làm hai thành 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 đường tròn phụ tải thứ i : trong đó m là tỉ lệ xích ( ta chọn m = 5 kVA/mm2) Góc của phụ tải chiếu sáng của phụ tải thứ i Góc phụ tải chiếu sáng. Phụ tải động lực. acs Kết quả tính toán Ri và acsi của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được tính như bảng sau: Kết quả Ri và aCsi cho các phân xưởng TT Tên phân xưởng PCS (kW) PTT (kW) Stt (KVA) Tâm phụ tải R (mm) aSC0 x(mm) y(mm) 1 Ban qlý, phòng tkế 52.5 116.5 141.63 17.5 48 3 162.23 2 P/x cơ khí số 1 60.9 1320.9 2136.77 31 75 11.67 16.6 3 P/x cơ khí số 2 90.3 1210.3 1921.91 30.5 14 11.06 26.86 4 P/x lkim màu 91.13 1261.13 1536.38 55 75 9.89 26.01 5 P/x lkim đen 163.5 1788.5 2164.27 53 15 11.74 32.91 6 P/x sửa chữa cơ khí 30.8 194.91 246 78 77 3.96 56.89 7 P/x rèn 108 1263 1848.84 76 15 10.85 30.78 8 P/x nhiệt luyện 118.125 2393.13 2939.13 100 60 13.68 17.77 9 Bộ phận khí nén 42 1147 1505.08 117 48 9.79 13.18 10 Kho vật liệu 74.75 122.75 127.92 105 19 2.85 219.23 x 19 14 75 60 48 117 78 55 105 y 2 2136.8 7 1848.8 5 2164.3 9 1505.1 10 127.9 31 6 246 1 141.6 0 3 1921.9 8 2939.13 4 1536.4 Chương III Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy 3.1.Đặt vấn đề Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống, Một sơ đồ cung cấp điện phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau: Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành. An toàn cho người và thiết bị. Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện. Đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế. Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bước: Vạch phương án cung cấp điện. 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 án. Tính toán kỹ thuật kinh tế để lựa chọn phương án hợp lý. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn. 3.2. Vạch các phương án cung cấp điện - Kinh nghiệm cho thấy rằng phụ tải điện của xí nghiệp tăng lên không ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng, tăng năng suất của các máy chính, tăng dung lượng năng lượng, thay hoặc hoàn thiện các thiết bị công nghệ, xây lắp thêm các thiết bị công nghệ,... .Để hợp lý hoá sơ đồ cung cấp điện và tất cả các phần tử của nó phụ thuộc vào việc đánh giá đúng đắn phụ tải điện, nếu không tính đến sự phát triển của phụ tải sẽ dẫn đến phá hoại các thông số tối ưu của lưới. Trước khi vạch các phương án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đường dây tải điện từ hệ thống về nhà máy Trong tính toán điện áp truyền tải thông thường người ta sử dụng một số công thức kinh nghiệm sau: (3-1) Trong đó: + U : Điện áp truyền tải tính bằng [kV] + l : Khoảng cách truyền tải tính bằng [km] + P : Công suất truyền tải tính bằng [kW] 3.2.1 Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống về xí nghiệp. Thay các giá trị Pttmn = 8654,48 kW và l = 15 km vào công thức (3-1) U = 4,34. Như vậy cấp điện áp truyền tải hợp lý về nhà máy sẽ là : U = 4,34 =53,76 kV Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống đến XN là Uđm =22(kV) vì hiện nay ở Việt Nam đang tiến hành xoá đường dây 35 kV Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện có thể đưa ra các phương án sau: 3.2.2 Phương án về trạm biến áp phân xưởng: Chọn số lượng máy biến áp cho các trạm chính cũng như trạm biến áp phân xưởng có ý nghĩa quan trọng đối với việc xây dựng một sơ đồ cung cấp điện hợp lý. Kinh nghiệm tính toán và vận hành cho thấy là trong một trạm biến áp chỉ cần đặt một máy biến áp là tốt nhất, khi cần thiết có thể đặt hai máy, không nên đặt quá hai máy. + Trạm một máy biến áp có ưu điểm là tiết kiệm đất đai, vận hành đơn giản trong hầu hết các trường hợp có chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhất nhưng có nhược điểm mức đảm bảo an toàn cung cấp điện không cao . + Trạm hai máy biến áp thường có lợi về kinh tế hơn so với các trạm ba máy và lớn hơn. Khi thiết kế để quyết định chọn đúng số lượng máy biến áp cần phải xét đến độ tin cậy cung cấp điện . Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau: 1. Vị trí đặt trạm phải thoả mãn các yêu cầu gần tâm phụ tải, thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt vận hành, sửa chữa máy biến áp an toàn và kinh tế ... 2. Số lượng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làm việc của phụ tải. Trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt một máy là kinh tế nhất và thuận tiện cho việc vận hành, nhưng vì độ tin cậy cung cấp điện không cao. Các TBA cung cấp cho hộ loại I và loại II chỉ nên đặt 2 MBA, hộ loại III có thể chỉ đặt 1 MBA. 3.Dung lượng của MBA được chọn theo điều kiện: n.khc.SđmB ³ Stt và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA( trong trạm phải có nhiều hơn một MBA ). (n -1).khckqt.SđmB ³ Sttsc Trong đó n là số máy biến áp có trong TBA, khc Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy chế tạo tại VN nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1. kqt Hệ số quá tải sự cố , kqt = 1,4 nếu thoả mãn MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải một ngày không quá 6h và trước khi MBA quá tải vận hành với hệ số tải Ê 0,93. Sttsc Công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của MBA. nhờ vậy có thể giảm nhẹ 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 Sttsc = 0,7.Stt . Đồng thời cũng hạn chế chủng loại MBA để tạo điều kiện thuận lợi trong việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, thay thế, sửa chữa... * Các phương án đặt trạm biến áp: Phương án I: Đặt 8 trạm biến áp phân xưởng cung cấp cho 10 phân xưởng của toàn nhà máy : *.Trạm B1: cấp điện cho Ban quản lý phòng thiết kế, phân xưởng Cơ khi số 2. Trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song. n.khc.SđmB ³ Stt = 141,63 + 1921,9 = 2063,53 kVA SđmB ³ Stt/2 = 1031,77 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA Kiểm tra lại máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng Cơ khí số 1 sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng, còn ban quản lý và phòng thiết kế là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể ngừng cung cấp điện: (n – 1).kqt.SđmB³ Sttsc = 0,7.Stt SđmB ³ 0,7.Stt/1,4 = 1031,77 kVA Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy Sđm = 1250 kVA là hợp lý. *. Trạm biến áp B2: cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí số 1. Trạm đặt hai máy làm việc song song. n.khc.SđmB ³ Stt = 2136,77 kVA SđmB ³ Stt/2 = 1068,39 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc chính là công suất tính toán của phân xưởng sửa cơ khí số 2. (n - 1).kqt.SđmB³ Sttsc = 0,7.Stt SđmB ³ 0,7.Stt/1,4 = 1068,39 kVA Vậy tại B2 đặt hai máy làm việc song song Sđm = 1250 kVA là hợp lý. *. Trạm biến áp B3: cấp điện cho phân xưởng luyện kim mầu và phân xưởng sửa chữa cơ khí. Trạm đặt hai máy làm việc song song. n.khc.SđmB ³ Stt = 1536,37 +246 = 1783,37 kVA SđmB ³ Stt/2 = 891,2 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1000 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng luyện kim màu sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng, còn phân xưởng Sửa chữa cơ khí là phụ tải loại III nên khi gặp sự cố có thể ngừng cung cấp điện: (n – 1).kqt.SđmB³ Srrsc = 0,7.Stt SđmB ³ 0,7.Stt/1,4 = 891,2 kVA Vậy trạm biến áp B3 đặt hai máy Sđm = 1000 kVA là hợp lý. *. Trạm biến áp B4: Cấp điện cho phân xưởng luyện kim đen . Trạm đặt hai máy làm việc song song. n.khc.SđmB ³ Stt = 2164,27 kVA SđmB ³ Stt/2 = 1082,14 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có Sđm = 1250 kVA Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Srrsc là tổng công suất của cả hai phân xưởng: (n – 1).kqt.SđmB³ Srrsc = 0,7.Stt SđmB ³ 0,7.Stt/1,4 = 1082,14 kVA Vậy trạm biến áp B4 đặt hai máy có công suất Sđm = 1250 kVA là hợp lý. *.Trạm biến áp B5: Cấp điện cho phân xưởng rèn . Trạm đặt hai máy làm việc song song: n.khc.SđmB ³ Stt = 1848,84 kVA SđmB ³ Stt/2 = 924,92 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có công suất định mức là Sđm= 1000 kVA Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttcs là công suất tính toán của bộ phận nén khí. Vì kho vật liệu là hộ tiêu thụ loại III nên khi có sự cố quá tải có thể dừng cung cấp điện. (n – 1).kqt.SđmB³ Sttsc = 0,7.Stt SđmB ³ 0,7.Stt/1,4 = 924,92 kVA Vậy trạm biến áp B5 đặt hai máy có dung lượng 1000 kVA là hợp lý. *.Trạm biến áp B6 ,B7: Cung cấp cho Phân xưởng nhiệt luyện. Mỗi trạm đặt hai máy làm việc song song. n.khc.SđmB ³ Stt = 2939,13 kVA SđmB ³ Stt/4 = 734,78 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có công suất định mức là Sđm =1000 kVA Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện sự cố quá tải: (n/2 - 1).kqt.SđmB³ Sttsc/2 = 0,7.Stt/2 SđmB ³ 0,7.Stt/2,8 = 734,78 kVA Vậy trạm biến áp B6 B7 đặt hai máy có dung lượng 1000 kVA là hợp lý. *.Trạm biến áp B8: Cấp điện cho bộ phận nén khí và kho vật liệu. Trạm đặt hai máy làm việc song song: n.khc.SđmB ³ Stt = 1505,08 + 127,92 = 1633 kVA SđmB ³ Stt/2 = 816,5 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có công suất định mức là Sđm = 1000 kVA Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttcs là công suất tính toán của bộ phận nén khí. Vì kho vật liệu là hộ tiêu thụ loại III nên khi có sự cố quá tải có thể dừng cung cấp điện. (n – 1).kqt.SđmB³ Sttsc = 0,7.Stt SđmB ³ 0,7.Stt/1,4 = 816,5 kVA Vậy trạm biến áp B8 đặt hai máy có dung lượng 1000 kVA là hợp lý. TT Tên phân xưởng Stt(kVA) Số máy SđmB(kVA) Tên TBA 1+3 Ban qlý, phòng tkế + P/x cơ khí số 2 2063,53 2 1250 B1 2 P/x cơ khí số 1 2136,77 2 1250 B2 4+6 P/x lkim màu + P/x sửa chữa cơ khí 1783,37 2 1000 B3 5 P/x lkim đen 2164,27 2 1250 B4 7 P/x rèn 1848,84 2 1000 B5 8 P/x nhiệt luyện 2939,13 2+2 1000 B6 + B7 9+10 Bộ phận khí nén + Kho vật liệu 1633 2 1000 B8 Phương án II : Đặt 7 trạm biến áp phân xưởng cung cấp cho 10 phân xưởng của toàn nhà máy : *.Trạm biến áp B1: Đặt như cũ *.Trạm biến áp B2: Đặt như cũ *.Trạm biến áp B3: Đặt như cũ *.Trạm biến áp B4: Đặt như cũ *.Trạm biến áp B5: Cấp điện cho phân xưởng rèn va kho vật liệu. Trạm đặt hai máy làm việc song song: n.khc.SđmB ³ Stt = 1848,84 +127,92 = 1976,76 kVA SđmB ³ Stt/2 = 988,38 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có công suất định mức là Sđm= 1000 kVA Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttcs là công suất tính toán của bộ phận nén khí. Vì kho vật liệu là hộ tiêu thụ loại III nên khi có sự cố quá tải có thể dừng cung cấp điện. (n – 1).kqt.SđmB³ Sttsc = 0,7.Stt SđmB ³ 0,7.Stt/1,4 = 988,38 kVA Vậy trạm biến áp B5 đặt hai máy có dung lượng 1000 kVA là hợp lý. *.Trạm biến áp B6 ,B7: Cung cấp cho Phân xưởng nhiệt luyện và bộ phận nén khí . Trong đó B6 : cấp điện cho P/x nhiệt luyện B7: cấp điện cho cả P/x nhiệt luyện và bộ phận nén khí n.khc.SđmB ³ Stt = 2939,13 + 1505,08 = 4444,21 kVA SđmB ³ Stt/4 = 1111,1 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có công suất định mức là Sđm =1250 kVA Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện sự cố quá tải: (n - 1).kqt.SđmB³ Sttsc = 0,7.Stt SđmB ³ 0,7.Stt/4,2 = 1111,1 kVA Vậy trạm biến áp B6 B7 đặt hai máy có dung lượng 1250 kVA là hợp lý. Trong đó : B6 : Cung cấp 2200 kVA B7 : Cung cấp 2244,2 kVA ta có bảng sau : TT Tên phân xưởng Stt(kVA) Số máy SđmB(kVA) Tên TBA 1+3 Ban qlý, phòng tkế + P/x cơ khí số 2 2063,53 2 1250 B1 2 P/x cơ khí số 1 2136,77 2 1250 B2 4+6 P/x lkim màu + P/x sửa chữa cơ khí 1783,37 2 1000 B3 5 P/x lkim đen 2164,27 2 1250 B4 7+10 P/x rèn + Kho vật liệu 1976,76 2 1000 B5 8+9 P/x nhiệt luyện + Bộ phận khí nén 4444,21 2 1250 B6 + B7 3.3.2. Xác định vị trí các trạm biến áp phân xưởng : Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xí nghiệp 10kv xuống điện áp phân xưởng 0,4kV cung cấp cho các phụ tải động lực và chiếu sáng của phân xưởng. Trong các nhà máy thường sửa dụng các kiểu TBA phân xưởng: Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn đầu tư 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 một phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi nhưng về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao. Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ vậy có thể đưa điện áp cao đến gần hộ tiêu thụ điện và rút gắn khá nhiều chiều dài mạng phân phối cáo áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp của 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 cao. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể để chọn các một trong các loại trạm biến áp đã nêu. Để đảm bảo an toàn cho người sử dụng cũng như thiết bị, đảm bảo mĩ quan công nghiệp ta chọn loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuất. Để lựa chọn vị trí đặt các TBA phân xưởng cần xác định tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc của nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các TBA đó: Phương án I: Xác định vị trí trạm biến áp B1 cung cấp cho ban quản lý phòng thiết kế và phân xưởng cơ khí số 2 : Vậy căn cứ vào vị trí trên xưởng ta đặt TBA B1 có toạ độ M1(29,6 ; 22) Đối với trạm biến áp phân xưởng khác, tính toán tương tự ta xác định được vị trí đặt phù hợp với trạm biến áp phân xưởng trong phạm vi nhà máy Vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng được ghi trong bảng sau. Tên Trạm Vị trí đặt x01 y01 B1 29,61 22 B2 30 67 B3 58 74 B4 53 23 B5 70 15 B6 + B7 (100 ; 68) và (100; 51) B8 105 23 Tính toán tương tự ta có vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng cho phương án 2 như trong bảng sau: Tên Trạm Vị trí đặt x01 y01 B1 29,61 22 B2 30 67 B3 58 74 B4 53 23 B5 81 14 B6 93 60 B7 104 51 3.2.3. Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng: 1. Phương án cung cấp điện a. Phương pháp sử dụng sơ đồ dẫn sâu: Đưa đường dây trung áp 35kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ đưa trực tiếp điện áp cao vào các trạm biến áp phân xưởng sẽ giảm được vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm, giảm được tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng. Tuy nhiên nhược điểm của phương thức này là độ tin cậy của cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt, và yêu cầu trình độ vận hành phải cao, nó chỉ phù hợp với nhà máy có phụ tải lớn và tập chung nên ở đây ta không xét đến phương án này. b.Phương pháp sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG): Nguồn 35kV từ hệ thống về qua TBATT được hạ xuống điện áp 10,5kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp cũng như các trạm biến áp phân xưởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cậy cung cấp điện cũng được cải thiện. Song phải đầu tư để xây dựng TBATT, gia tăng tổn thất trong mạng điện cao áp. Nếu sử dụng phương pháp này, vì nhà máy là hộ loại I phải đặt hai máy biến áp với công suất được trọn theo điều kiện: n.SđmB ³ Sttnm=11552,95 kVA SđmB ³ Sttnm/2 =5776,475 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm =6 MVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố với giả thiết các hộ loại II trong nhà máy đều có 30% là phụ tải loại III có thể tạm ngừng cung cấp điện khi cần thiết: (n-1)kqtSđmB ³ Sttsc SđmB ³ 0,7Sttsc/1,4 = 5776,475 kVA Vậy TBATG đặt hai máy có dung lượng 6 MVA là hợp lý. Ta sẽ đặt hàng hai máy biến áp loại : 6000-22/10KV do công ty Thiết Bị Điện Đông Anh chế tạo Vậy trạm biến áp trung tâm sẽ đặt hai máy biến áp: c. 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 trạm phân phối trung tâm. Nhờ vậy mà việc quản lý, vận hành điện cao áp của nhà máy sẽ thuật lợi hơn, tổn thất trong mạng giảm, độ tin cậy của cung cấp điện được gia tăng, song vốn đầu tư cho mạng điện cũng lớn hơn. Trong thực tế đây là phương pháp được sử dụng khi điện áp nguồn không cao (< 22kV) công suất các phân xưởng tương đối lớn. 2. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung tâm, trạm phân phối trung tâm: Dựa trên hệ trục toạ độ đã chọn Oxy có thể xác định tâm phụ tải điện của nhà máy: trong đó: Si: là công suất tính toán của phân xưởng thứ i. xi, yi: toạ độ tâm phụ tải của phân xưởng thứ i Vậy vị trí tốt nhất để đặt trạm biến TBATT có toạ độ (66,56 ; 43,89 ) 3. Lựa chọn phương án đi dây của mạng cao áp: Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên ở mạng cao áp trong nhà máy ta sử dụng sơ đồ hình tia. Sơ đồ này có ưu điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, các trạm biến áp phân xưỏng đều được cấp điện từ một đường dây riêng nên ít ảnh hưởng tới nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ, tự động hoá và dễ vận hành. - Trạm biến áp trung tâm của xí nghiệp sẽ được lấy điện từ hệ thống bằng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép. Để đảm bảo an toàn, đảm bảo không gian và mỹ quan cho xí nghiệp mạng cao áp được dùng cáp ngầm. Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp phân xưởng và trạm biến áp trung tâm trên mặt bằng, đề ra 2 phương án đi dây mạng cao áp. - Trạm biến áp phân xưởng (BAPX) hoặc TBATG - Trạm phân phối trung tâm (TPPTT) - Cáp cao áp - Cáp hạ áp 3.3. Tính toán kinh tế kỹ thuật lựa chọn phương án hợp lý: Để so sánh và lựa chọn phương án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z Trong đó : avh : hệ số vận hành tra trong STKT thường avh = 0,1 atc : hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn tra trong STKT :atc = 02 K : Vốn đầu tư cho trạm biến áp , đường dây Imax : Dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị R : Điện trở của thiết bị : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất c : Giá tiền 1kWh tổn thất điện năng Sau đây lần lượt tính toán kinh tế kỹ thuật cho 3 phương án. Mục đích tính toán của phần này là so sánh tương đối giữa 3 phương án cấp điện, chỉ cần tính toán so sánh phần khác nhau giữa 3 phương án. Cả 3 phương án đều có những phần tử giống nhau: đường dây cung cấp từ hệ thống về TBATG hoặc TPPTT 3.3.1. Phương án 1: Phương án sử dụng TBATG nhận điện từ hệ thống về hạ xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho 8 trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng hạ điện từ 10 kV xuống 0,4 KV để cung cấp cho các phụ tải trong phân xưởng. 1. Chọn máy biến áp trong phân xưởng , và tổn thất điện năng trong các trạm biến áp : *. Chọn máy biến áp phân xưởng : Trên cơ sở đã chọn công suất máy biến áp ở phần trên ta có bảng kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng : Tên trạm Sđm (kVA) Uc/Uh (kV) DPo (kW) DPN (kW) UN (%) I0 (%) Số lượng Đơn giá Thành tiền (106đ) TBATG 6000 22/10 6,9 30,24 4 0,3 2 420 840 B1 1250 10/0,4 1,6 11,5 5,3 1,15 2 136,5 273 B2 1250 10/0,4 1,6 11,5 5,3 1,15 2 136,5 273 B3 1000 10/0,4 1,4 10 4,4 1 2 114 228 B4 1250 10/0,4 1,6 11,5 5,3 1,15 2 136,5 273 B5 1000 10/0,4 1,4 10 4,4 1 2 114 228 B6 1000 10/0,4 1,4 10 4,4 1 2 114 228 B7 1000 10/0,4 1,4 10 4,4 1 2 114 228 B8 1000 10/0,4 1,4 10 4,4 1 2 114 228 Tổng vốn đầu tư cho TBA KB =2’799 triệu *. Xác định tổn thất điện năng DA trong trạm BA: Tổn thất điện năng trong các TBA được tính bằng công thức sau: [kWh] Trong đó: n- số máy biến áp ghép song song. t- thời gian MBA vận hành, với máy BA vận hành trong suốt một năm thì t = 87600 h. t- t/g tổn thất công suất lớn nhất. Tra bảng PL I.4[2] với NM sản xuất máy kéo có Tmax = 4500 h .Ta tìm được : DP0, DPN- tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp. Stt- công suất tính toán của máy biến áp. SđmB- công suất định mức máy biến áp. **Tính toán tổn thất điện năng cho TBATG : Sttnm = 11552,95 kVA ; SđmB = 6000 kVA ; DP0 = 6,9kW; DPN =30,24 kW Ta có: = 2.6,9.8760 +.30,24= 282670,45 [kWh]. Các thiết bị khác cũng tính toán tương tự cho kết quả trong bảng sau: Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của pa1 Tên trạm Sđm(kVA) Stt(kVA) DPo(kW) DPn(kW) Số lượng DA(kWh) TBATG 6000 11552.95 6.9 30.24 2 282670.45 B1 1250 2063.53 1.6 11.5 2 73255.66 B2 1250 2136.77 1.6 11.5 2 76522.84 B3 1000 1783.37 1.4 10 2 70421.3 B4 1250 2164.27 1.6 11.5 2 77779.01 B5 1000 1848.84 1.4 10 2 73852.76 B6 1000 1500 1.4 10 2 56995.5 B7 1000 1439.13 1.4 10 2 54413.9 B8 1000 1633 1.4 10 2 63008.32 Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp DAB = 828919.74kWh 2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện: *Chọn cáp từ trạm BATG đến các trạm biến áp phân xưởng Cáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện jkt . Đối với nhà máy sản xuất máy kéo làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4500h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng 2.10[I] được Jkt= 3,1 A/mm2. -Tiết diện kinh tế của cáp : mm2 Cáp từ TBATG về các TBA phân xưởng đều là cáp lộ kép : Dựa vào trị số Fkt tính ra được, tra bảng lựa chọn tiết diện của tiêu chuẩn cáp gần nhất. -Kiểm tra tiết diện của cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: khc.Icp ³ Isc Trong đó : Isc dòng điện khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2.Imax khc = k1.k2 k1 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy k1 = 1 k2 hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, các rãnh đều đặt 2 cáp, khoảng các giữa các sợi cáp là 300 mm. Tra PL VI.11[2] ta tìm được k2 = 0,93. Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện DUcp. - Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B1: Tra bảng PL V16[2] lựa chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn F =25 mm2, cáp đồng 3 lõi 10kV cá._.luyện 2939.13 4465.55 M50 2 690 5000 85 9 Bộ phận khí nén 1505.08 2286.73 M25 2 690 2500 55 10 Kho vật liệu 127.92 194.35 NC125H 2 500 600 15 e. Lựa chọn thanh góp của TBAPX: Thanh góp là nơi nhận điện năng từ nguồn cung cấp đến và phân phối cho các tải tiêu thụ .Thanh góp là phần tử cơ bản của thiết bị phân phối còn được gọi là thanh cái hoặc thanh dẫn . Việc lựa chọn thanh góp tuỳ thuộc vào tải : - Khi dòng điện nhỏ thì dùng thanh dẫn cứng chữ nhật - Khi dòng điện lớn thì dùng thanh dẫn ghép từ 2 hoặc 3 thanh dẫn chữ nhật đơn trên mỗi pha Các thanh góp chọn theo điều kiện phát nóng cho phép: Để cho việc tính toán là thuận lợi ta dùng 1 loại thanh góp chọn cho trạm B3 có công suất là 1783.37(kVA): Tra bảng PLVI.9[2] Chọn thanh dẫn bằng đồng kích thườc (60x8)mm mỗi pha ghép 3 thanh với f.Kiểm tra cáp đã chọn : Để đơn giản chỉ kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất tại trạm B3 : IN=1,744KA Kiểm tra thiết diện cáp theo điều kiện ổn định nhiệt : Trong đó : a - hệ số nhiệt độ , cáp lõi đồng a = 6. IƠ - dong ngắn mạch ổn định. tqđ = thời gian quy đổi được xác đinh như tổng thời gian tác động của bảo vệ chính đặt ở MC điện gần điểm sự cốvới thời gian tác động toàn phần của nmáy cắt điện , tqđ = f(b”,t). ở đây: t – thời gian tồn tại ngắn mạch (thời gian cắt ngắn mạch). lấy t=0,5s b”=, ngắn mạch xa nguồn nên b” = 1 Tra đồ thị (trang 109, TL1), tìm được tqđ = 0,4 = 6. 1,744. = 6.618 mm2 Vậy áp đã chọn là hợp lý. g.Kết luận : Các thiết bị đã lựa chọn co mạng điện cao áp của nha máy đều thoả mãn các điều kiện cần thiết . chương IV thiết kế mạng hạ áp phân xưởng chữa cơ khí Phân xương sửa chữa cơ khí có diện tích F = 2200 m2 gồm 7 nhóm thiết bị . Theo tính toán ta có Stt= 246 kVA ,trong đó 194,91kW sở dụng để chiếu sáng . Để cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí người ta dùng sơ đồ hõn hợp . Điện năng từ trạm biến áp B3 được đưa về tủ phân phối của phân xưởng . Trong tủ phân phối đặt 1 áptomat tổng và 8 áptomat nhánh cấp điện cho 7 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng . Từ tủ phân phối đến các tủ động lực và tủ chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quảnlý và vận hành . Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp ,các phụ tải lớn và quan trọng sẽ nhận điện trực tiếp từ thanh cái của tủ , các phụ tải bé và ít quan trọng hơn được ghép thành một nhóm nhỏ nhận điện từ tủ động lực theo sơ đồ liên thông (xích). Để dễ dàng thao tác và tăng thêm độ tin cậy cấp điện tại các đầu vào và ra của tủ đều đặt các áptomat làm nhiệm vụ đóng cắt , bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị rong phân xưởng . Tuy nhiên giá thành của tủ sẽ đắt hơn khi dùng cầu dao và cầu chì , song đây cũng là xu hướng thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại Vị trí của tủ động lực trong phân xưởng phải đảm bảo: gần tâm phụ tải, không ảnh hưởng đến việc đi lại sản xuất trong phân xưởng và thuận lợi cho việc lắp đặt vận hành 4.1.Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối. Tủ phân phối Phân xưởng AT tô B1 AT Tủ động lực NS250N 4.1.1.Sơ đồ tủ phân phối tới các tủ động lực của phân xưởng: Các Aptomat từ tủ phân phối đến tủ động lực được lựa chọn theo điều kiện : Điện áp định mức : Uđm A ³ Uđm = 380 V Dòng điện định mức : Iđm A ³ Ilvmax Với : Trong đó : n –số nhánh đưa điện về tủ động lực (n=1) Dựa vào số liệu tính toán các nhóm của phân xưởng sửa chữa cơ khí : Nhóm Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA) Ittnhom (A) Nhóm 1 18.884 25.179 31.47 47.82 Nhóm 2 23.938 31.917 39.897 60.617 Nhóm 3 21.464 28.618 35.773 54.352 Nhóm 4 19.899 26.525 33.165 50.389 Nhóm 5 85.5 28.1025 90 136.741 Nhóm6 19.602 26.135 32.67 49.637 Nhóm7 15.847 21.124 26.405 40.12 Chiếu sáng 30.8 0 30.8 46.8 Chọn Aptômat của Merlin Gerin từ tủ phân phối tới tủ động lực. Trên cáp Itt nhóm(A) Loại Iđm(A) Uđm(V) Icắt N(kA) Số cực TPP-ĐL1 47.82 C60N 63 440 6 4 TPP-ĐL2 60.617 C60N 63 440 6 4 TPP-ĐL3 54.352 C60N 63 440 6 4 TPP-ĐL4 50.389 C60N 63 440 6 4 TPP-ĐL5 136.741 NS160N 160 440 36 4 TPP-ĐL5 49.637 C60N 63 440 6 4 TPP-ĐL5 40.12 C60N 63 440 6 4 TPP-CS 46.8 C60N 63 440 6 4 4.1.2.Chọn cáp từ TBA B3 về tủ phân phối của phân xưởng : - Chọn cáp từ B3 tới phân xưởng sửa chữa cơ khí: Phân xưởng sửa chữa cơ khí được xem là hộ tiêu thụ loại 3 nên ta chọn cấp điện bằng dây đơn : Chỉ có 1 cáp đi trong rãnh nên k2 = 1 vậy điều kiện chọn cáp là : Icp > Imax Tra PL V12[2] chọn cáp đồng hạ áp 4lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có tiết diện (3*150 + 70)mm2 với Icp = 397(A) *Trong tủ hạ áp của trạm biến áp B3 ở đầu đường dây đến tủ phân phối đã đặt Aptômat loại NS400E do hãng Merlin Gerin chế tạo Iđm=400A * Kiểm tra điều kiện phối hợp giữa cáp và AT: Vậy tiết diện đã chọn là hợp lý 4.1.3..Lựa chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực. Các đường cáp này đi trong các rãnh cáp nằm doc tường phía trong và bên cạnh lối đi lại của phân xưởng . Chúng được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp với các điều kiện bảo vệ và điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Do chiều dài cáp không lớn nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép Vậy cáp chọn phải thoả mãn điều kiện: - Phát nóng : khc.Icp³ Itt Do các đường cáp riêng biệt nên kkc=1. - Phối hợp với các thiết bị bảo vệ của cáp ( ở đây là Aptomat) *Chọn cáp tới ĐL1 : Icp (A) Vậy chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVCdo hãng LENS chế tạo , S = 4 mm2 ,Icp = 53(A) Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực Tuyến Itt nhóm(A) IKDDT/1,5 Fcáp(mm2) Icp(A) Số lõi TPP-ĐL1 47.82 39.85 4G4 53 4 TPP-ĐL2 60.617 50.51 4G6 66 4 TPP-ĐL3 54.352 45.29 4G6 66 4 TPP-ĐL4 50.389 41.99 4G4 53 4 TPP-ĐL5 136.741 113.95 4G25 144 4 TPP-ĐL6 49.637 41.36 4G4 53 4 TPP-ĐL7 40.12 33.43 4G4 53 4 TPP-CS 46.8 39 4G4 53 4 4.2.Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí để kiểm tra cáp và aptomát: Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp ta xem máy biến áp B3là nguồn(được nối với hệ thống vô cùng lớn )vì vậy điện áp trên thanh cái cao áp của trạm được coi là không thay đổi khi ngắn mạch,ta có IN =I'' =IƠ.Giả thiết này sẽ làm giá trị dòng ngắn mạch tính toán được sẽ lớn hơn thực tế rất nhiều bởi rất khó giữ được điện áp trên thanh cái cao áp của trạm biến áp trung gian không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch sau MBA .Song nếu với dòng ngắn mạch tính toán này mà các thiết bị lựa chọn thoả mãn điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt thì chúng hoàn toàn có thể làm việc tốt trong điều kiện thực tế .Để giảm nhẹ khối lượng tính toán ,ở đây ta sẽ chỉ kiểm tra với tuyến cáp có khả năng xảy ra sự cố nặng nề nhất.Khi cần thiết có thể kiểm tra thêm các tuyến cáp còn nghi vấn ,việc tính toán cũng được tiến hành tượng tự . Sơ đồ nguyên lý thay thế cho sơ đồ đi dây từ B3 cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí như sau : PX nhận điện từ thanh góp (TG1) của TBA B3 A1 nối giữa B3 và TG1 2 Aptomat A2 đặt ở đầu và cuối đường cáp C1 nối giữa hai thanh góp TG1 và TG2 .Trong đó TG2 đặt trong tủ phân phối của PX 2 Aptomat A3 đặt ở đầu và cuối đường cáp C2 nhận điện từ tủ phân phối câp điện cho tủ động lực Do tủ động lực ĐL5 là tủ có Itt =136.741(A) lớn nhất nên khả năng xảy ra sự cố nặng nề nhất B3 A1 A2 A2 A3 Hình 4.2-Sơ đồ nguyên lý Tủ phân phối Tủ động lực 5 -Sơ đồ thay thế N1 N2 HT ZB3 ZA1 ZTG1 ZA2 ZC1 ZA2 ZTG2 ZA3 ZC2 ZA3 ZTG3 4.2.1.Các thông số của sơ đồ thay thế: Các thông số của cáp và của áptomat được tra trong sổ tay kỹ thuật *Điện trở và điện kháng máy biến áp: Sđm=1250kVA rPn = 13kW Un%=5,3% RB == 1,33 mW XB ==6,78 mW *Thanh góp trạm biến áp phân xưởng -TG1: Kích thước :60x8mm2 mỗi pha ghép 3 thanh Chiều dài : l=1,2m Khoảng cách trung bình hình học : D=300mm Tra PLV.6[2],tìm được: r0 =0,042 mW/m RTG1 =.r0.l =0,042.1,2=0,0168 mW x0 =0,189 mW/m XTG1 =.x0.l =0,189.1,2=0,0756 mW *Thanh góp trong tủ phân phối -TG2: Chọn theo điều kiện :knc.Icp³Ittpxscck =373.75A (lấy knc=1) Chọn loại thanh cái bằng đồng có kích thước :30x3 mm2 với Icp =405A Chiều dài :l=1,2m Khoảng cách trung bình hình học : D=300mm Tra PLV.6[2],tìm được: r0 =0,223 m6W/m RTG2 =r0.l =0,223.1,2=0,2676 mW x0 =0,235 mW/m XTG2 =x0.l =0,235.1,2=0,282 mW *Điện trở và điện kháng của Aptomat Tra PL3.12 và 3.13 -TL1 tìm được : Aptomat tại trạm BAPX B3 loại CM2500N (A1) : RA1 = 0,058 mW XA1 =0,075 mW Aptomat từ trạm BAPX B3 đến tủ phân phối cấp cho PXSCCK loại NS400E(A2) : RA2 = 0,10 mW XA2 =0,15 mW RT2 =0,4 mW Aptomat từ tủ phân phối cấp cho tủ động lực loại NS160N (A3) : RA3 = 0,55 mW XA3 =0,74 mW RT3 =0,65 mW *Cáp tiết diện 3x150 +70mm2 - C1: Chiều dài :l = 177m Tra PL4.28 tìm được r0 =0,124 mW/m RC1 =r0.l =0,153.177 = 27.08 mW x0 =0,126 mW/m XC1 =x0.l =0,157.177 = 22.23 mW *Cáp tiết diện 4G6 mm2 -C2: Chiều dài 10m Tra PL4.29 tìm được : r0 = 3,08 mW/m RC2= r0.l = 3,08.10 =30.8 mW x0 =0,221 mW/m XC2 = x0.l = 0,221.10 = 2,21 mW 4.2.2Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị đã chọn : 1.Tính toán ngắn mạch tại N1: RN1 =RB +RA1 +RTG1 + 2.RA2 +2.RT2 +RC1 =1.33 + 0.058 + 0.0168 + 2*0.1 + 2*0.4 + 27.08 = 29.4848 mW XN1 =XB + XA1 + XTG1 + 2.XA2 + XC1 = 6.78 + 0.075+ 0.00756 +2*0.15 + 22.23 = 29.3926 mW ZN1 == 41.633mW IN1 = == 5.547 kA Ixk1 =.1,8.IN1 =14.12kA Kiểm tra áptomat: Loại CM2500N có IcắtN = 50kA Loại NS 400E có IcắtN = 15kA Vậy các máy cắt được chọn đều thoả mãn điều kiên ổn định động. *Kiểm tra cáp tiết diện 3x150+70 mm2: Tiết diện ổn định nhiệt của cáp F ³ a.IƠ . =6 .5,547 .= 21,05 mm2 Vậy chọn cáp 3x150+70mm2 là hợp lý. 2.Tính ngắn mạch tại N2 : RN2 =RN1 +2.RA3 +RTG2 +2.RT3 +RC2 =29.4848 +2*0.55+0.2676 +2*0.65+30.8 = 62.952 mW XN2 =XN1 +2. XA3 + XTG2 + XC2 =29.3926 + 2*0.74 + 0.282 +2.21 = 33.1546 mW ZN2 ==71.149 mW IN2 = ==3.246kA Ixk2 =.1,8.IN1 =8.2626 kA Kiểm tra aptomat: Loại NS160N có IN =8 kA Vậy các máy cắt được chọn đều thoả mãn điều kiên ổn định động * Kiểm tra cáp tiết diện 4G6 Tiết diện ổn định nhiệt của cáp F ³ a.IƠ . =6 .3,246 .=12.32mm2 Vậy chọn cáp 4G6 là không hợp lý . Chọn cáp 4G16 4.3.Chọn các thiết bị trong tủ động lực (TĐL) và dây dẫn đến các thiết bị : Các TĐL cấp điện trực tiếp cho từng nhóm động cơ của nhóm: Sơ đồ TĐL của phân xưởng sủa chữa cơ khí: AT A1 A6 1*Lựa chọn Aptomat tổng : Aptômát là một thiết bị bảo vệ đơn giản và hiệu quả cao hơn cầu chì nhưng có giá thành cao hơn. Tuy vậy, với các hệ thống cấp điện hiện đại ngày nay người ta thường chọn Aptômát để bảo vệ. Vậy ở đây ta cũng chọn Aptômát để bảo vệ thay cho cầu chì. Việc lựa chọn Aptomat tổng tại tủ động lực có thông số chính là thông số của áptomat nhánh từ tủ phân phối tới các tủ động lực đã chọn và được ghi trong bảng: Chọn Aptômat của Merlin Gerin từ tủ phân phối tới tủ động lực. Trên cáp Itt nhóm(A) Loại Iđm(A) Uđm(V) Icắt N(kA) Số cực TPP-ĐL1 47.82 C60N 63 440 6 4 TPP-ĐL2 60.617 C60N 63 440 6 4 TPP-ĐL3 54.352 C60N 63 440 6 4 TPP-ĐL4 50.389 C60N 63 440 6 4 TPP-ĐL5 136.741 NS160N 160 440 36 4 TPP-ĐL5 49.637 C60N 63 440 6 4 TPP-ĐL5 40.12 C60N 63 440 6 4 TPP-CS 46.8 C60N 63 440 6 4 2.Chọn áptomat từ tủ động lực đến các thiết bị và nhóm thiết bị của tủ cũng chọn theo 2 điều kiện : Uđm A Uđm mach= 0.38 kV Iđm A 3. Chọn cáp hạ áp từ tủ phân phối về các thiết bị hoặc nhóm nhỏ thiết bị được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép : Các đường cáp theo yêu cầu phát nóng cho phép: khc.Icp ³ Itt nhóm TB Kiểm tra với các thiết bị bảo vệ của dây dẫn, với bảo vệ Aptomat thì: Trước khi tính toán ta chọn sơ đồ đi dây từ các tủ động lực đến tất cả các thiết bị trong phân xưởng. Phân nhóm thiết bị đi riêng và đi theo sơ đồ liên thông. Danh sách thiết bị và các thông số sau khi tính toán tổng hợp trong bảng. Tên thiết bị Ký Pđm I Itt Dây dẫn Aptomat hiệu kW S Icp D Mã Ia phop Nhóm I Máy tiện ren 1 4.5 11.4 24.3 4G2,5 31 3/4'' NC45a 25 20.83 Máy tiện tự động 2 5.1 12.91 Máy tiện tự động 2 5.1 12.91 25.8 4G2,5 31 3/4'' NC45a 32 26.67 Máy tiện tự động 2 5.1 12.91 Máy tiện tự động 3 14 35.45 35.5 4G4 42 3/4'' NC45a 40 33.33 Máy tiện tự động 4 5.6 14.18 28.4 4G2,5 31 3/4'' NC45a 32 26.67 Máy tiện tự động 4 5.6 14.18 Máy tiện tự động 5 2.2 5.57 24.1 4G2,5 31 3/4'' NC45a 25 20.83 Máy xọc 14 2.8 7.09 Máy doa ngang 16 4.5 11.4 Nhóm II M/ tiện rêvônven 6 1.7 4.3 12.9 4G1,5 23 3/4'' NC45a 16 13.33 M/ phay v/năng 7 3.4 8.61 Máy phay đứng 9 14 35.45 35.5 4G4 42 3/4'' NC45a 40 33.33 Máy phay đứng 9 14 35.45 35.5 4G4 42 3/4'' NC45a 40 33.33 Máy phay ngang 8 1.8 4.56 27.4 4G2,5 31 3/4'' NC45a 32 26.67 Máy mài phẳng 18 9 22.79 Máy mài phẳng 18 9 22.79 40.4 4G4 42 3/4'' NC45a 50 41.67 Máy mài tròn 19 5.6 14.18 Cưa tay 28 1.35 3.42 Máy mài trong 20 2.8 7.09 11.4 4G1,5 23 3/4'' NC45a 16 13.33 Cưa máy 29 1.7 4.3 Nhóm III Máy phay đứng 10 7 17.73 22 4G1,5 23 3/4'' NC45a 25 20.83 M/khoan h/tâm 17 1.7 4.3 Máy bào ngang 12 9 22.79 22.8 4G1,5 23 3/4'' NC45a 25 20.83 Máy bào ngang 12 9 22.79 22.8 4G1,5 23 3/4'' NC45a 25 20.83 Máy xọc 13 8.4 21.27 21.3 4G1,5 23 3/4'' NC45a 25 20.83 Máy xọc 13 8.4 21.27 21.3 4G1,5 23 3/4'' NC45a 25 20.83 Máy xọc 13 8.4 21.27 21.3 4G1,5 23 3/4'' NC45a 25 20.83 M/mài dao c/gọt 21 2.8 7.09 14.7 4G1,5 23 3/4'' NC45a 16 13.33 Máy mài phá 27 3 7.6 Nhóm IV M/tiện tự động 3 14 35.45 35.5 4G4 42 3/4'' NC45a 40 33.33 M/tiện vạn năng 7 3.4 8.61 20 4G1,5 23 3/4'' NC45a 25 20.83 M/khoan v/năng 15 4.5 11.4 Máy mài 11 2.2 5.57 5.57 4G1,5 23 3/4'' NC45a 6 5 Máy mài v/năng 22 0.65 1.65 1.65 4G1,5 23 3/4'' NC45a 6 5 Máy khoan bàn 23 0.65 1.65 1.65 4G1,5 23 3/4'' NC45a 6 5 Máy khoan bàn 23 0.65 1.65 1.65 4G1,5 23 3/4'' NC45a 6 5 M/ép k/ trục k’ 24 1.7 4.3 4.3 4G1,5 23 3/4'' NC45a 6 5 Bàn nguội 65 0.5 1.27 1.27 4G1,5 23 3/4'' NC45a 6 5 Bàn nguội 65 0.5 1.27 1.27 4G1,5 23 3/4'' NC45a 6 5 Bàn nguội 65 0.5 1.27 1.27 4G1,5 23 3/4'' NC45a 6 5 Máy cuốn dây 66 0.5 1.27 1.27 4G1,5 23 3/4'' NC45a 6 5 Bàn thí nghiệm 67 15 37.98 38 4G4 42 3/4'' NC45a 40 33.33 Bể tẩm có đốt 68 4 10.13 10.1 4G1,5 23 3/4'' NC45a 16 13.33 Tủ xấy 69 0.85 2.15 2.15 4G1,5 23 3/4'' NC45a 6 5 Khoan bàn 70 0.65 1.65 1.65 4G1,5 23 3/4'' NC45a 6 5 Nhóm V Lò điện kbuồng 31 30 47.98 48 4G6 54 3/4'' NC45a 50 41.67 Lò điện k/đứng 32 25 39.98 40 4G4 42 3/4'' NC45a 50 41.67 Lò điện kiểu bể 33 30 47.98 48 4G6 54 3/4'' NC45a 50 41.67 Bể điện phân 34 10 15.99 16 4G1,5 23 3/4'' NC45a 16 13.33 Nhóm VI Máy tiện ren 43 10 25.32 25.3 4G2,5 31 3/4'' NC45a 32 26.67 Máy tiện ren 43 10 25.32 25.3 4G2,5 31 3/4'' NC45a 32 26.67 Máy tiện ren 45 4.5 11.4 11.4 4G1,5 23 3/4'' NC45a 16 13.33 Máy bào ngang 50 7.6 19.25 19.3 4G1,5 23 3/4'' NC45a 20 16.67 Máy mài tròn 51 7 17.73 17.7 4G1,5 23 3/4'' NC45a 20 16.67 Máy xọc 49 2.8 7.09 27.9 4G2,5 31 3/4'' NC45a 32 26.67 Máy bào ngang 50 7.6 19.25 Khoan điện 59 0.6 1.52 Nhóm VII Máy tiện ren 44 7 17.73 24.8 4G2,5 31 3/4'' NC45a 32 26.67 Máy phay v năng 47 2.8 7.09 Máy phay ngang 46 2.8 7.09 7.09 4G1,5 23 3/4'' NC45a 10 8.333 Máy phay răng 48 2.8 7.09 32.4 4G4 42 3/4'' NC45a 40 33.33 Búa khí nén 53 10 25.32 Biến áp hàn 57 24 60.77 60.8 4G10 75 3/4'' NC45a 65 54.17 Quạt 54 3.2 8.1 16.2 4G1,5 23 3/4'' NC45a 20 16.67 Máy mài phá 58 3.2 8.1 Máy khoan đứng 52 1.8 4.56 8.86 4G1,5 23 3/4'' NC45a 10 8.333 Máy cắt 60 1.7 4.3 Sơ đồ nguyên lý HTCCĐ cho PXSCCK chương V tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cho nhà máy 5.1. Đặt vấn đề: Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện năng được sản xuất ra. Hệ số công suất cosj là một trong các chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số công suất cosj là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng. Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q. Công suất tác dụng là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong các nhà máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công. Qúa trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát và hộ tiêu dùng điện là một quá trình dao động. Mỗi chu kỳ của dòng điện, Q đổi chiều bốn lần, giá trị trung bình của Q trong 1/2 chu kỳ của dòng điện bằng không. Việc tạo ra công suất phản kháng đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay máy phát điện. Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không nhất thiết phải lấy từ nguồn. Vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ tiêu 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 công suất phản kháng. Khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất cosj của mạng được nâng cao, giữa P, Q và góc có quan hệ sau: j =acrtg Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống, do đó góc giảm, kết quả là cosj tăng lên. Hệ số công suất cosj được nâng cao lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau: Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện. Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp. Tăng khả năng phát của các máy phát điện. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosj * Nâng cao hệ số công suất cosj tự nhiên: là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hoá các quá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý hơn,... Nâng cao hệ số công suất cosj tự nhiên rất có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không phải đặt thêm thiết bị bù. * Nâng cao hệ số công suất cosj bằng biện pháp bù công suất phản kháng. Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu của chúng, nhờ vậy sẽ giảm được lượng CSPK phải truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của chúng. 5.2. Chọn thiết bị bù: Để bù công suất phản kháng cho các hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích thích,... ở đây ta lựa chọn các bộ tụ tĩnh điện để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ điện có ưu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng, không có phần quay như máy bù đồng bộ nên lắp rắp, vận hành và bảo quản dễ dàng. Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của các phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao và không bỏ vốn đầu tư ngay một lúc. Tuy nhiên, tụ điện cũng có một số nhược điểm nhất định. Trong thực tế với các nhà máy, xí nghiệp có công suất không thật lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suất. Vị trí đặt các thiết bị bù ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả bù. Các bộ tụ điện bù có thể đặt ở TPPTT, thanh cái cao áp, hạ áp của TBAPP, tại các tủ phân phối, tủ động lực hoặc tại đầu cực các phụ tải lớn. Để xác định chính xác vị trí và dung lượng đặt các thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng phương án đặt bù cho một hệ thống cung cấp điện cụ thể. Song theo kinh nghiệm thực tế, trong trường hợp công suất và dung lượng bù công suất phản kháng của các nhà máy, thiết bị không thật lớn có thể phân bố dung lượng bù cần thiết đặt tại thanh cái hạ áp của các TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư và thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành . 5.3.Xác định và phân bố dung lượng bù: 5.3.1.Xác định dung lượng bù: Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy được xác định theo công thức sau : Qbù =Pttnm . (tgj1-tgj2).a Trong đó: Pttnm-phụ tải tác dụng tính toán cảu nhà máy(kW) j1 -góc ứng với số công suất trung bình trước khi bù cosj1=0,749 j2 -góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù ,cosj2 =0,95 a -hệ số xét tới khả năng nâng cao cosj bằng những biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù, a =0,9á1 Với nhà máy đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần thiết: Qbù =Pttnm(tgj1-tgj2).a =8654,48.(0,885-0,33).0,95 = 4563,07 kVAR 5.3.2.Phân bố dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng: Từ trạm biến áp trung gian về các nhà máy biến áp phân xưởng là mạng hình tia gồm 8 nhánh có sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính toán như sau : Rc1 RB1 Qb1 Q1 Q8 Qb8 . Sơ đồ thay thế mạng cao áp xí nghiệp dùng để tính toán công suất bù tại thanh cái hạ áp các trạm biến áp PX. - Sơ đồ nguyên lý đặt thiết bị bù : 22KV 10KV BATG QbS Cáp BAPXi Pi+JQi Qbi 0,4KV 10KV RCi RBi 0,4KV QbS (Qi - Qbi) - Sơ đồ thay thế . Tính dung lượng bù cho từng mạch : Công thức: phân phối dung lượng bù cho một nhánh của mạng hình tia. ( KVAR ) Trong đó: + Qi : công suất phản kháng tiêu thụ của nhánh i . (KVAR) + Q : tổng công suất phản kháng toàn xí nghiệp (KVAR); Q = 9566,4 kVAR Qttnm = 7653,12 kVAR + Qbù : công suất phản kháng bù tổng (KVAR) Điện trở tương đương của toàn mạng : Trong đó : + Ri = ( RC.i + RB.i ): Điện trở tương đương của nhánh thứ i . ( W ) - RC.i : điện trở cáp của nhánh thứ i. ( W ). - : điện trở của máy biến áp phân xưởng . Điện trở tương đương của nhánh BATT- B1: (ĐD kép) Điện trở các nhánh khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng Tên nhánh RCi, W RBi, W Ri=1/2*(RCi + RBi )W BATT-B1 0.19 0.736 0.463 BATT-B2 0.164 0.736 0.45 BATT-B3 0.102 1 0.551 BATT-B4 0.114 0.736 0.425 BATT-B5 0.121 1 0.561 BATT-B6 0.23 1 0.615 BATT-B7 0.179 1 0.59 BATT-B8 0.23 1 0.615 Từ đó ta tính được Rtđ = 0.065 Xác định dung lượng bù tối ưu cho từng nhánh Ta có Q1 = Qscck+ Qck2 = 1573,494 kVAr .Tương tự ta có bảng : TT Tên phân xưởng Tên TBA Qi(kVAr) 1+3 Ban qlý, phòng tkế + P/x cơ khí số 2 B1 1573.494 2 P/x cơ khí số 1 B2 1679.58 4+6 P/x lkim màu + P/x sửa chữa cơ khí B3 1027.58 5 P/x lkim đen B4 1218.75 7 P/x rèn B5 1350.2 8 P/x nhiệt luyện B6 = B7 853.15 9+10 Bộ phận khí nén + Kho vật liệu B8 1010.5 áp dụng CT: Qb1 = 1573.494-(9566,4-4563,07). = 871.08 kVAr Qb2 = 1679.58-(9566,4-4563,07). =956.88 kVAR Qb3 = 1027.58-(9566,4-4563,07). = 437.35 kVAr Qb4 = 1218.75-(9566,4-4563,07). = 453.53 kVAr Qb5 = 1350.2-(9566,4-4563,07). = 770.49 kVAr Qb6 = 853,15-(9566,4-4563,07). = 324.34 kVAr Qb7 = 853,15-(9566,4-4563,07). = 301.94 kVAr Qb8 = 1010,5-(9566,4-4563,07). = 481.69 kVAr Kết quả phân bố dung lượng bù cho từng nhánh được ghi trong bảng 5. -Kết quả phân bố dung lượng bù trong nhà máy. Trạm BA Loại tụ QBù (kVAr) Số lượng Qbu (kVAr) Qbụ y/c (kVAr) B1 KC2-0,38-50-3Y3 50 18 900 871.08 B2 KC2-0,38-50-3Y3 50 20 1000 956.88 B3 KC2-0,38-50-3Y3 50 9 450 437.35 B4 KC2-0,38-50-3Y3 50 10 500 453.53 B5 KC2-0,38-50-3Y3 50 16 800 770.49 B6 KC2-0,38-50-3Y3 50 7 350 324.34 B7 KC2-0,38-50-3Y3 50 7 350 301.94 B8 KC2-0,38-50-3Y3 50 10 500 481.69 Cosj của nhà máy sau khi bù : Tổng công suất của các tụ bù : Qtb = 4850 kVAr Lượng công suất phản kháng truyền trông lưới cao áp của nhà máy : Q = Qttmn - Qtb = 7653,12 - 4850 = 2803,12 kVAr - Hệ số công suất phản kháng của nhà máy : Vậy sau khi lắp đặt tụ bù cho lưới hạ áp của nhà máy hệ số công suất của nhà máy đã đạt yêu cầu Chương 6 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 6.1. Đặt vấn đề. Trong bất kỳ xí nghiệp nào, ngoài chiếu sáng tự nhiên còn phải sử dụng chiếu sáng nhân tạo. Ngày nay người ta thường dùng điện để chiếu sáng nhân tạo vì chiếu sáng bằng điện có nhiều ưu điểm như: thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện, tạo được ánh sáng gần giống ánh sáng tự nhiên. Trong xí nghiệp công nghiệp, việc chiếu sáng là hết sức quan trọng. Trong phân xưởng nếu ánh sáng không đủ, công nhân sẽ phải làm việc trong điều kiện căng thẳng, ảnh hưởng đến sức khoẻ, năng suất lao động, có thể gây ra hàng loạt các phế phẩm hoặc tai nạn lao động do thiếu ánh sáng . Ngoài ra còn có rất nhiều công việc không thể làm được nếu thiếu ánh sáng hoặc ánh sáng không gần giống ánh sáng tự nhiên. Vì vậy vấn đề chiếu sáng cần được hết sức chú ý khi thiết kế các hệ thống cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp. Khi thiết kế chiếu sáng cần chú ý đến nguốn sáng, chiếu sáng công nghiệp, chiếu sáng nhà ở... 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 do những vật che khuất. - Phải có độ rọi đồng đều. - Tạo được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt. 6.2. thiết kế hệ thống chiếu sáng. 1. Chọn hệ thống chiếu sáng. Trong phân xưởng cơ điện, việc chiếu sáng chủ yếu là chiếu sáng chung cho việc đi lại, vận chuyển trong phân xưởng, còn chiếu sáng làm việc thì trên bản thân các máy công cụ đã có chiếu sáng cục bộ. Ta chọn hệ thống chiếu sáng tổng hợp. 2. Chọn loại đèn và bố trí đèn. Loại đèn: Ta chọn loại đèn là bóng đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam. Phân xưởng Cơ điện có diện tích 2200m2, không có cầu trục trong phân xưởng nên ta lấy chiều cao trung bình từ nến đến trần nhà của phân xưởng là h=4,5m. Các bóng đền được treo cách trần 0,7m bố trí theo các hàng cách đều nhau. Coi mặt công tác cách nền 0,8m. Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: H = 4,5 - 0,7- 0,8 = 3m Nguồn điện cung cấp cho chiếu sáng được lấy từ tủ chiếu sáng của phân xưởng cơ điện. Điện áp cấp cho bóng đèn là 220V láy từ điện áp pha. Độ rọi tối thiểu: Emin=30lx Hệ số dự trữ: k=1,3 3. Thiết kế chiếu sáng của phân xưởng : Phương pháp hệ số sử dụng quang thông: phương pháp này dùng để tính toán chiếu sáng chung, không để ý đến hệ số phản xạ của tường, của trần và của vật cản. Tính theo phương pháp này sử dụng biểu thức sau: Trong đó: F: quang thông của mỗi đèn, lm; E: độ rọi, lx; S: diện tích chiếu sáng, m2; kdt: hệ số dự trữ; n: số bóng đèn; Z=f(Etb/Emin): hệ số Z phụ thuộc vào loại đèn và tỉ số L/H và thường lấy Z=0,8-1,4. ksd: hệ số sử dụng của đèn- nó phụ thuộc vào loại đèn, kích thước và điều kiện phản xạ của phòng. Trong bảng độ rọi tiêu chuẩn, người ta cho độ rọi Emin chứ không cho Etb vì vậy khi tính toán cần phải dựa vào hệ số tính toán: Khi tra bảng để tìm hệ số sử dụng cần xác định trị số gọi là chỉ số của phòng: trong đó: a,b: chiều dài, chiều rộng của phòng, m; H: khoảng cách từ đèn đến mặt công tác, m; Như vậy, theo yêu cầu của công nghệ của nhà máy, xác định được độ rọi tối thiểu, căn cứ công thức trên tìm được quang thông của một đèn, căn cứ trị số quang thông tìm công suất của một đèn. Khi chọn công suất đèn tiêu chuẩn, người ta có thể cho phép quang thông chênh lệch từ -10% đến +20%. Với phân xưởng sửa chữa cơ khí : a=78m b=28m H=3m Tra bảng lấy ksd=0,48 Khoảng cách giữa các dãy đèn: L=1,6.H=1,6. 3= 4,8m Như vậy, trong phân xưởng cơ điện ta bố trí 6 dãy đèn theo chiều dọc phân xưởng, khoảng cách từ dãy ngoài cùng đến tường là: mỗi dãy đèn có các bóng cũng cách nhau 4,8m nên có 16 bóng trên mỗi dãy , bóng cuối cách tường 0,6m. Vậy tổng cộng trong phân xưởng có 6x16 =96 bóng. Lấy Z=1,1 ta có: Vậy ta chọn bóng đèn sợi đốt công suất 150W có quang thông là 2200lm 220V/230V. Tổng công suất chiếu sáng toàn phân xưởng là: P= 96. 150= 14,4kW 4. Chọn thiết bị và dây dẫn. Để cung cấp điện cho hệ thông chiếu sáng của phân xưởng cơ điện, ta sử dụng một tủ chiếu sáng lấy điện từ tủ phân phối. Tủ chiếu sáng có một áptômat tổng 3 pha 4 cực và 16 áptômat một pha hai cực mắc trên 3 pha của áptômat tổng (2 pha 5 cái và 1pha 6 cái). Mỗi AT này lại cấp cho một hàng đèn nắm ngang phân xưởng. AT Chọn AT tổng thoả mãn điều kiện: Điện áp định mức: Uđm³380V Dòng điện định mức: Iđm³ Chọn AT loại C6011 do hãng Merlin Gerin chế tạo có: Uđm=415V; Iđm= 25A loại 4 cực. chọn các AT nhánh loại 1 pha có Uđm=240V và có dòng Iđm³(6x150)/220= 4,1A Chọn loại NC45a có Icp=6A *Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng: Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép: khc. Icp³ Ics max trong đó: khc: hệ số hiệu chỉnh, ở đây lấy bằng 1 Icp: dòng điện cho phép của dây dẫn Ics max: dòng điện chiếu sáng lớn nhất Kết hợp với điều kiện có bảo vệ bằng áptômat ta có: Chọn cáp loại 4G2.5 cách điện PVC của LENS sản xuất có Icp=41A. *Chọn dây từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn: Tương tự như trên với bảo vệ bằng áptômat ta có: chọn loại cáp đồng hai lõi nhỏ nhất trong bảng 2x1,5mm2 có Icp = 26A của LENS chế tạo. Tài liệu tham khảo 1. Sách : Hệ thống cung cấp điện. T.g: Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch - NXHKHKT 2001 2.Gt : Thiết kế cấp điện (NXB KHKT, 1998). Tg : Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm. 3.Gt : Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp ( ĐHBK ). Tg : Trần Bách, Đặng Ngọc Dinh, Phan Đăng Khải, Ngô Hồng Quang. 4.Gt : Kỹ thuật điện cao áp - An toàn điện. Tg: Võ Viết Đạn. 5.Gt : Hướng dẫn thiết kế kỹ thuật điện cao áp. Tg : Nguyễn Minh Chước. 6.Gt : Nhà máy và trạm biến áp. Tg: Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch, Lã Văn út, Phạm Văn Hoà, Đào Kim Hoa. 7. Gt : Sách tra cứu về cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp. Bản dịch của Bộ môn hệ thống điện - Trường ĐHBK Hà nội ---------ảảả---------- ._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doc24779.doc
Tài liệu liên quan