Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện - Nguyễn Hồng Thìn

–&— ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Giáo viên hướng dẫn : Sinh viên thực hiện : –&— CHƯƠNG ITỔNG QUAN I) ĐẶT VẤN ĐỀ: Ø Điện năng ngày càng đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống con người. Chính vì những ưu điểm vượt trội của nó so với các nguồn năng lượng khác (như: dễ chuyển thành các dạng năng lượng khác, dễ truyền tải đi xa,hiệu xuất cao…) mà ngày nay điện năng được sử dụng hết sức rộng rãi trong mọi lĩnh vực , từ công nghiệp dịch vụ, …..cho dến sinh hoạt đời sống hằng ngày của mỗi gia đình. Có thể rằng ngày nay không một quốc gia nào trên thế giới không sản xuất và tiêu thụ điện năng, và trong tương lai thì nhu cầu của con người về nguồn năng lượng đặc biệt này sẽ vẫn tiếp tục cao. Ø Trong những năm gần đây, số lượng các nhà máy công nghiệp , các hoạt động thương mại, dịch vụ,….của nước ta gia tăng đáng kể, dẫn đến sản lượng điện sản xuất gia tăng đáng kể. Do đó hiện nay chúng ta đang rất càn những người am hiểu về điện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cải tạo và sữa chữa lưới điện nói chung, trong đó co khâu thiết kế hệ thông cung cấp điện. Ø Cùng với xu thế hội nhập quốc thế hiện nay là việc mở rông quan he quốc tế, ngày càng có thêm nhiều nhà đầu tư nước ngoài đến với chúng ta. Do vậy mà vấn đề đặt ra la phải thiết kế hệ thống cung cấp điện một cách đúng bài bản và đúng quy cách, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Có như thế thì chúng ta mới theo kịp trình độ của các nước. II) NHỮNG YÊU CẦU CHỦ YẾU KHI THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN. Thieát keá heä thoáng cung caáp ñieän nhö moät toång theå vaø löïa choïn caùc phaàn töû cuûa heä thoáng sao cho caùc phaàn töû naøy ñaùp öùng ñöôïc caùc yeâu caàu kyõ thuaät, vaän haønh an toaøn vaø kinh teá. Trong ñoù muïc tieâu chính laø ñaûm baûo cho hoä tieâu thuï luoân ñuû ñieän naêng vôùi chaát löôïng naèm trong phaïm vi cho pheùp. Một phương án cung cấp được được xem là hợp lý khi tỏa mãn được các yêu cầu sau; Ø Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất hộ tiêu thụ. Ø Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.Ø Đảm bảo chất lượng điện năng mà chủ yếu là đảm bảo độ lệch và độ dao động điện trong phạm vi cho phép. Ø Vốn đầu tư nhỏ, chi phí vận hành hàng năm thấp. Ø Thuận tiện cho công tác vậ hành và sữa chừa..v.v….. Những yêu cầu trên thường mâu thuẫn nhau, nên người thiết kế phải cân nhắc tùy vào hoàn cảnh cụ thể. Ngoài ra khi thiết kế cung cấp điện cũng cần chú ý đến những yêu cầu khác như: có điều kiện thuận lợi nếu có yêu cầu phát triển phụ tải sau này, rút ngắn thời gian xây dựng.v.v.. CHƯƠNG IIXÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA XƯỞNG SỮA CHỮA CƠ KHÍ I) KHÁI NIỆM CHUNG Ø Khi thieát keá ñieän cho moät khu coâng nghieäp, nhaø maùy, xí nghieäp hay khu daân cö, tröôøng hoïc hay traïm xaù,… Thì nhieäm vuï ñaàu tieân laø xaùc ñònh nhu caàu ñieän coâng trình ñoù. Döï baùo phuï taûi ngaén haïn hay daøi haïn. Phuï taûi ngaén haïn ñöôïc goïi laø phuï taûi tính toaùn, vieäc xaùc ñònh phuï taûi tính toaùn laø moät vieäc raát khoù vaø quan troïng. Phuï taûi tính toaùn phaûi lôùn hôn phuï taûi thöïc teá nhöng neáu lôùn hôn quaù nhieàu seõ gaây laõng phí, laøm taêng voán ñaàu tö neáu nhoû hôn seõ laøm giaûm tuoåi thoï cuûa thieát bò, gaây chaùy noå… Ø Phuï taûi caàn xaùc ñònh trong giai ñoaïn tính toaùn , thieát keá heä thoáng cung caáp ñieän goïi laø phuï taûi tính toaùn. Noù laø phuï taûi gaàn ñuùng chæ duøng ñeå tính toaùn thieát keá heä thoáng cung caáp ñieän , coøn phuï taûi thöïc teá laø phuï taûi chính xaùc coù theå xaùc ñònh ñöôïc baèng caùc ñoàng hoà ño ñieän trong quaù trình vaän haønh II) MỤC ĐÍCH XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN. Xác định phụ tải tính toán là một công đoạn rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện .Muoán bieát ñöôïc nhu caàu ñieän cuûa moät coâng trình ta phaûi xaùc ñònh ñöôïc phuï taûi tính toaùn cuûa coâng trình ñoù. Trong phuï taûi tính toaùn ta phaûi döï baùo caû khaû naêng phaùt trieån cuûa coâng trình trong töông lai 5 ñeán 10 naêm phuï taûi tính toaùn ñöôïc xem nhö laø moät soá lieäu ban ñaàu raát quan troïng ñeå tính cung caáp ñieän. III) PHƯƠNG PHÁP PHÂN CHIA NHÓM PHỤ TẢI Để phân chia nhóm phụ tải của phân xưởng tốt ta cần tuân theo các nguyên tắc chung khi phân nhóm : Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc Ø Các thiết bị trong nhóm nên ở gần nhau về vị trí. Ø Tổng công xuất của các nhóm trong phâ xưởng phải chênh lệch nhau ít. Từ những nguyên tắc phân nhóm trên ta phân ra được 4 nhóm trong bảng sau: Ta chọn Ksd=0,3 cosj= 0.6(TL Thiết kế cấp điện-trang 253) SỐ NHÓM TÊN MÁY CÔNG XUẤT(KW) SỐ LƯỢNG LOẠI MẠNG ĐIỆN cosj Ksd TỔNG CÔNG XẤT 1 Máy hàn 4,4 8 3PHA 0,6 0,3 38,2 Quạt trần 1,5 2 3PHA 0,6 2 Máy phay 6,2 6 3PHA 0,6 0,3 40,2 Quạt trần 1,5 2 3PHA 0,6 3 Máy búa 1.1 2 3PHA 0,6 0,3 42,7 Máy dập cạch tol 5,9 3 3PHA 0,6 Quạt trần 1,5 2 3PHA 0,6 4 Máy khoan bàn 2,7 7 1PHA 0,6 0,3 Máy mài hai đá 1,8 5 1PHA 0,6 Quạt trần 1,5 2 3PHA 0,6 IV) XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI 1) Mục đích: Xác định tâm phụ tải là nhằm xác định vị trí hợp lý nhất để đặt các tủ phân phối (hoặc tủ động lực). Vì khi đặt tủ phân phối (hoặc động lực) tại vị trí đó thì ta sẽ thực hiện được việc cung cấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất nhỏ, chi phí kim loại màu là hợp lý nhất. Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí cuối cung con phụ thuộc vào các yếu tố khác như: đảm bảo tính mỹ quan, như thuận tiện và an toàn trong thao tác, v.v… Ta có thể xác định tâm phụ tải cho nhóm thiết bị (để định vị trí đặt tủ dộng lực), của một phân xưởng, vài phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy (để xác định vị trí đặt tủ phn phối. Nhưng để đơn giản công việc tính toán thì ta chỉ cần xác định tâm phụ tải cho các vị trí đặt tủ phân phối. Còn vị trí đặt tủ động lực thì chỉ cần xác định một cách tương đối bằng ước lượng sao cho vị trí đặt tủ nằm cân đối trong nhóm thiết bị và ưu tiên gần các động cơ có công suất lớn. 2) Công thức tính: Tâm phụ tải được xác định theo công thức: ; (2.1) Trong đó X, Y là hoành độ và tung độ của tâm phụ tải (so với gốc chuẫn ) Xi,Yi là hoành độ và tung độ của thiết bị thứ i(so với gốc chuẫn). Pđmi là công suất định mức của thiết bị thứ i. 3) Xác định tâm phụ tải cho phân xưởng Trước tiên, ta quy ước đánh số thứ tự của các thiết bố trí trên sớ đồ mặt bằng theo thứ tự tăng dần từ trái sang phải và từ dưới lên trên. Chọn gốc toạ độ tại vị trí góc dưới bên trái (trên sơ đồ mặt bằng) của phân xưởng . Để tiện lợi cho việc tính toán tâm phụ tải theo công thức (2.1), ta lập bảng 2.1 Bảng 2.1 Số liệu tính toán tâm phụ tải xưởng STT(i) Kí hiệu Xi Yi Pi Xi*Pi Yi*Pi (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 1 1.1 57.5 7.5 6.2 356.5 46.5 2 1.2 50 7.5 6.2 310 46.5 3 1.3 65 15 6.2 403 93 4 1.4 57.5 15 6.2 356.5 93 5 1.5 50 15 6.2 310 93 6 1.6 42.5 15 6.2 263.5 93 7 2.1 65 27.5 4.4 286 121 8 2.2 57.5 27.5 4.4 253 121 9 2.3 50 27.5 4.4 220 121 10 2.4 42.5 27.5 4.4 187 121 11 2.5 65 35 4.4 286 154 12 2.6 57.5 35 4.4 253 154 13 2.7 50 35 4.4 220 154 14 2.8 42.5 35 4.4 187 154 15 3.1 35 5 11 385 55 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 16 3.2 35 12.5 11 385 137.5 17 4.1 20 5 5.9 118 29.5 18 4.2 20 12.5 5.9 118 73.75 19 4.3 27.5 17.5 5.9 162.25 103.25 20 5.1 2.5 30 3.2 8 96 21 5.2 2.5 22.5 3.2 8 72 22 5.3 12.5 17.5 3.2 40 56 23 5.4 20 17.5 3.2 64 56 24 5.5 12.5 22.5 3.2 40 72 25 5.6 20 22.5 3.2 64 72 26 5.7 27.5 22.5 3.2 88 72 27 6.1 12.5 37.5 2.16 27 81 28 6.2 20 37.5 2.16 43.2 81 29 6.3 12.5 30 2.16 27 64.8 30 6.4 20 30 2.16 43.2 64.8 31 6.5 27.5 30 2.16 59.4 64.8 32 7.1 60 10 1.5 90 15 33 7.2 50 10 1.5 75 15 34 7.3 32.5 10 1.5 48.75 15 35 7.4 22.5 10 1,5 33.75 15 36 7.5 60 30 1.5 90 45 37 7.6 47.5 30 1.5 71.25 45 38 7.7 25 30 1.5 37.5 45 39 7.8 10 30 1.5 15 45 TỔNG 157.3 6032.8 2867.4 Từ bảng 2.1 ta tính được: Xi*Pi = 6032.8 (kW.m) Yi*Pi = 2867.4 (kW.m) Pi = 157.3 (kW) Thay vào công thức (2.1) ta tính được: X== 38.4 (m) Y == 18.2 (m) Vậy tâm phụ tải là vị trí có toạ độ (38.4m,18.2m) V)XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN: 1) các phương pháp tính toán phụ tải a) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Phụ tải tính toán được xác định theo công thức: Ptt = Knc. Trong đó: + knc : là hệ số nhu cầu + Pđi :là công suất đặt của thiết bị thứ i . ở phương pháp này ta có các ưu nhược điểm sau: + Ưu điểm : phương pháp này đơn giản, tính toán nhanh. + Nhược điểm : Phương pháp này không thật chính xác. b) Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất Phụ tải tính toán được xác định theo công thức sau: Ptt = po.F (1) Trong đó : +po: là suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất (kW/m2) + F: là diện tích sản xuất m2 Đối với phương pháp này thì kết quả chỉ gần đúng, vì vậy nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, tính phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều. c ) Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm. Xác định theo công thức: Trong đó : +M : là số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm +a0 : là suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm(kWh/đơn vị sản phẩm) + Tmax : là thời gian sử dụng công suất lớn nhất, h Phương pháp này hay được dùng cho các thiết bị mà có đồ thị phụ tải ít biến đổi với kết quả tương đối chính xác. d) Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình ( phương pháp số thiết bị hiệu quả ). Phương pháp này thì phụ tải tính toán được xác định theo công thức : Ptt = kmax. ksd.Pđm (2) Trong đó ta có: + Pđm: Công suất định mức (kW) + ksd, kmax: là hệ số cực đại và hệ số sử dụng Phương pháp này có các bước tính toán tương đối phức tạp do vậy mà kết quả xác định phụ tải tính toán của phương pháp là tương đối chính xác. Từ các phương pháp xác định phụ tải tính toán đã được nêu trên ta thấy rằng các thiết bị dùng điện trong phân xưởng dùng điện là 380 V, (U< 1000V) do vậy ta chọn phương pháp tính theo số thiết bị hiệu quả bởi vì phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác. 2) Nội dung chi tiết của phương pháp hệ số Kmax và công xuất trung bình Ptb để tính toán phụ tải cho phân xưởng sữa chữa cơ khíTừ công thức (2): Ptt = kmax. ksd.Pđm Trong trường hợp này khi tính toán cho một nhóm thiết bị thì khi đó công thức (2) sẽ như sau : ( 3 ) Trong đó : +n : là số thiết bị trong nhóm +Pđmi : công suất định mức của thiết bị thứ i (kW) Trong 2 công thức (2) và (3) ta thấy rằng ta cần phải đi xác định hệ số kmax và ksd a/Xác định hệ số sử dụng: ksd Hệ số sử dụng là tỉ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất tác dụng định mức của thiết bị. Nó nói lên mức độ sử dụng của thiết bị điện trong một chu kỳ làm việc. Hệ số ksd được xác định theo công thức: +Đối với một thiết bị: (4) + Đối với một nhóm có n thiết bị: (5) b/ Xác định hệ số cực đại kmax (6) Hệ số cực đại kmax là tỉ số được xác định trong khoảng thời gian đang xét và nó thường được ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất. Hệ số này phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả và hệ số ksd, các yếu tố đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị trong nhóm. thực tế người ta tính kmax theo đường cong kmax= f (nhq,ksd) hoặc tra bảng PLI.6 TL1 trang 256 thiết kế điện của NGÔ HỒNG QUANG và VŨ VĂN TẨM c/ Xác định hệ số thiết bị hiệu quả (nhq) Số thiết bị hiệu quả nhq là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế (gồm các thiết bị có chế độ làm việc và công suất khác nhau ). Xác định hệ số thiết bị hiệu quả theo công thức : (2-1) Khi n >5 thì khi đó ta tính hệ số thiết bị hiệu quả theo công thức trờn là phức tạp. Do vậy thực tế người ta tìm nhq theo bảng tra hoặc đường cong đã cho trước trong tài liệu tham khảo. Tính nhq theo trình tự sau : nhq = n . nhq* (2-2) Trong đó: + n : Số thiết bị trong nhóm + n1:Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm. + P , P1 : Tổng công suất ứng với n và n1 thiết bị. Sau khi tính được n* và p* ta sử dụng bảng 3 PL.1.5.TL1 để tìm nhq*, từ đó tính nhq theo công thức: nhq=nhq*.n d/ Xác định công suất trung bình: (ptb) Phụ tải trung bình là một đặc trưng tính của phụ tải trong một khoảng thời gian nào đó. Tổng phụ tải trung bình của các thiết bị cho ta căn cứ vào đó để đánh giá giới hạn tính toán Phụ tải trung bình được xác định theo công thức : Đối với một nhóm thiết bị thì:  Trong đó : + DP, DQ : Điện năng tiêu thụ trong một khoảng thời gian khảo sát, kW ,kVAr + t : Thời gian khảo sát, h Phụ tải trung bình là một thông số rất quan trọng để xác định phụ tải tính toán, tổn thất điện năng. 3) phụ tải tính toán của từng nhóm a) Phụ tải tính toán của nhóm 1: Ø Ta có tổng số thiết bị n=8+2=10, Số thiết bị có công xuất không nhỏ hơn ½ công xuất của thiết bị có công xuất lớn nhất n1 =8 Tổng công xuất ứng với n1 thiết bị: p1= 8.4,4=35,2(KW) Tổng công xuất ứng với n thiết bị: Pdm:=1,5.2+8.4,4=38,2(KW) P*=p1/Pdm=35,2/38,2=0,92 Ø Tra bảng PLI.5 (TL-1) trang 255 ta được n*hq=0,89 Số thiết bị hiệu quả của nhóm 1: nhq = n*hq.n =0,89.10=8,9 Chọn : nhq = 9 thiết bị Ksd=0,3 va nhq=9, Tra bảng PLI.6(TL-1) ta được Kmax=1,65 Ø Phụ tải tính toán nhóm 1:  Ptt1= Kmax. Ksd.Pdm=1,65.0,3. 38,2=18,9 (KW) Ø cosj= 0.6 suy ra tgj=1,33 Ø Công xuất phản kháng tính toán Qtt1=Ptt1. tgj= 18,9.1,33=25,14(KVAr) Vậy công xuất biểu kiến tính toán nhóm 1 là: Ø Dòng điện tính toán cho cả nhóm 1: (A) b) Phụ tải tính toán của nhóm2:Ø Ta có tổng số thiết bị n=6+2=8, Số thiết bị có công xuất không nhỏ hơn ½ công xuất của thiết bị có công xuất lớn nhất n1 =6 Tổng công xuất ứng với n1 thiết bị : p1=6.6,2 =37,2(KW) Tổng công xuất ứng với n thiết bị: Pdm:=1,5.2+6.6,2=40,2(KW) P*=p1/Pdm=37,2/40,2=0,925 Ø Tra bảng PLI.5 PLI.6(TL-1) ta được n*hq=0,85 Số thiết bị hiệu quả của nhóm 2: nhq = n*hq.n =0,85.8=6,8 Chọn : nhq = 7 thiết bị Ksd=0,3 va nhq=7, Tra bảng PLI.6 PLI.6(TL-1) ta được Kmax=1,8 Phụ tải tính toán nhóm 2: Ptt2= Kmax. Ksd.Pdm=1,8.0,3. 40,2=21.7 (KW) cosj= 0.6 suy ra tgj=1,33 Ø Công xuất phản kháng tính toán  Qtt2=Ptt2. tgj= 21,7.1,33=28,87(KVAr) Vậy công xuất biểu kiến tính toán nhóm 2: Ø Dòng điện tính toán cho cả nhóm 2: (A c) Phụ tải tính toán của nhóm 3: Ø Ta có tổng số thiết bị n=2+3+2=7, Số thiết bị có công xuất không nhỏ hơn ½ công xuất của thiết bị có công xuất lớn nhất n1 =2 + 3 = 5 Ø Tổng công xuất ứng với n1 thiết bị p1= 2.11 + 3.5,9 = 39,7(KW) Tổng công xuất ứng với n thiết bị: Pdm:=2.11 + 5,3.9 + 1,5.2 = 42,7 (KW)  P*=p1/Pdm=39,7/42,7=0,93Ø Tra bảng PLI.5 (TL-1) ta được n*hq=0,8Ø Số thiết bị hiệu quả của nhóm 3: nhq = n*hq.n =0,8.7=5,6 Chọn : nhq = 6 thiết bịØ Ksd=0,3 và nhq=6, Tra bảng PLI.6(TL-1) ta được Kmax=1,88Ø Phụ tải tính toán nhóm 3: Ptt3= Kmax. Ksd.Pdm=1,88.0,3. 42,7=24,08(KW cosj= 0.6 suy ratgj=1,33Ø Công xuất phản kháng tính toán: Qtt3=Ptt3. tgj= 24,08.1,33=32,03(KVAr)Ø Vậy công xuất biểu kiến tính toán nhóm 3: Ø Dòng điện tính toán cho cả nhóm 3: (A) d) Phụ tải tính toán của nhóm 4: Tên máy Công xuất(KW) Số lượng Mạng điện cosj Ksd Máy khoan bàn 2,5 7 1 pha 0,6 0,3 Máy mài 2 đá 1,8 5 1 pha 0,6 0,3 Quạt 1,5 2 3pha 0,6 0,3 Ta qui đổi công xuất 1 pha thành công xuất 3pha của máy khoan bàn và máy mài 2 đá Với máy khoan bàn có công xuất 2,5(KW) số lượng là 7 Ta phân bố đều lên 3pha: pha 1 số lượng là 2 pha 2 số lượng là 3 pha 1 số lượng là 2Công xuất qui đổi thành 3pha bằng 3 lần công xuất của pha có công xuất lớn nhất suy ra Ptổng = (3.2,5).3 = 22,5(KW) suy ra pmỗi máy = 22,5/7 = 3,2(KW) Tương tự ta có công xuất 3 pha của máy mài 2 đá là:Ptổng = 10,8(KW) , Pmỗi máy = 10,8/5=2,16(KW) Sau khi qui đổi ta có bảng sau : Tên máy Công xuất(KW) Số lượng Mạng điện cosj Ksd Tổng công xuất(KW) Máy khoan bàn 3,2 7 1 pha 0,6 0,3 36,3 Máy mài 2 đá 2,16 5 1 pha 0,6 0,3 Quạt 1,5 2 3pha 0,6 0,3 Ø Ta có tổng số thiết bị n=7+5+2=14, Số thiết bị có công xuất không nhỏ hơn ½ công xuất của thiết bị có công xuất lớn nhất n1 =12 Tổng công xuất ứng với n1 thiết bị p1= 3,2.7 + 5.2,16 =33,3 (KW) Tổng công xuất ứng với n thiết bị: Pdm:=1,5.2+7.3,2+2,16.5=36,3(KW) P*=p1/Pdm=33,3/36,3=0,91Ø Tra bảng PLI.5 TL1-trang 255 ta được n*hq=0,93 Số thiết bị hiệu quả của nhóm 4: nhq = n*hq.n =0,93.14=13,02 Chọn : nhq =13 thiết bị Ø Ksd=0,3 va nhq=13, Tra bảng PLI.6 TL1-trang 256 ta được Kmax=1,52 Ø Phụ tải tính toán nhóm 4: Ptt4= Kmax. Ksd.Pdm=1,52.0,3. 36,3=16,55(KW) Ø cosj= 0.6 suy ra tgj=1,33 Ø Công xuất phản kháng tính toán Qtt1=Ptt1. tgj=16,55.1,33=22,02(KVAr) Ø Vậy công xất biểu kiến tính toán của nhóm 4 là: Dòng điện tính toán cho cả nhóm 4: e) Xác định phụ tải chiếu sáng sơ bộ: Ø Diện tích của phân xưởng S = 2800 m2 Ø Theo tiêu chuẩn thiết kế IEC ta chọn xuất chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí là P0=15(W/m2) Từ đó ta có công suất chiếu sáng sơ bộ toàn phân xưởng cơ khí là Pcs=P0.S = 15.2800 = 42000(W) = 42 (KW) Hệ thống cung cấp chiếu sáng: cosj= 0,86 ( Trang B25 sách hướng dẫn thiế kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC) suy ra tgj = 0,59 Công xuất chiếu sáng sơ bộ. Công xuất phản kháng chiếu sáng sơ bộ. Qcs = Pcs . tgj = 42.0,59 = 24,78(KVAr) Dòng điện chiếu sáng sơ bộ. f ) Xác định phụ tải của 2 loại máy thiết bị lưu kho: - khi thiết kế sơ đồ đường dây trên mặt bằng phân xưởng ta không thể hiện nhóm thiết bị này trên mặt bằng - Sau khi chuyển đổi công xuất 1pha thành công xuất 3pha (tính toán giống trên) ta được công xuất 3 pha của máy khoan tay và máy mài tay lần lượt là: 2,25 và 1,05 Tên máy Công xuất(KW) Số lượng Loại mạng điện cosj Ksd Máy khoan tay 2,25 4 1pha 0,6 0,3 Máy mài tay 1,05 2 1pha 0,6 0,3 Ta có phụ tải tính toán là: Pttlk=2,25.4+1,05.2=11,1(KW) cosj= 0.6 suy ra tgj=1,33 Công xuất phản kháng tính toán Qttlk=Pttlk. tgj=11,1.1,33=14,7(KVAr) Suy ra công xuất biểu kiến tính toán là: Dòng điện tính toán cho cả nhóm : Ta có bảng tóm tắt sau cho cả phân xưởng: NHÓM Ptt(KW) Qtt(KVA) Stt(KVAr) Itt(A) 1 18,9 25,14 31,46 47,78 2 21,7 28,87 29,24 44,4 3 28,04 32,03 42,51 64,68 4 16,55 22,02 27,55 41,86 Chiếu sáng 42 24,78 48,84 74,2 Lưu kho 11,1 14,7 18,5 28,1 Ø Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng: Ø Công xuất phản kháng tính toán của phân xưởng: Từ tủ phân phối chính đến 4 tủ của 4 nhóm và một tủ của mạch chiếu sáng. Tra bảng B16 sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC trang B35) Ta chọn Kđt=0,87 Ø Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng : Dòng điện tính toán của toàn phân xưởng: CHƯƠNG III CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN I. KHÁI QUÁT CHUNG : + Việc chọn phương án cung cấp điện bao gồm : chọn cấp điện áp, nguồn điện, sơ đồ nối dây, phương thức vận hành,… các vấn đề này ảnh hưởng đến khả năng vận hành, khai thác và phát huy hiệu quả của hệ thống cung cấp điện. + Mạng hạ áp cung cấp điện được xem là hợp lí khi thỏa mãn các yêu cầu sau : - Bảo đảm cung cấp điện theo yêu cầu phụ tải, sơ đồ nối dây rõ ràng, thuận tiện trong việc vận hành và sử lí các sự cố. - An toàn trong vận hành và sữa chữa. - Hợp lí về kinh tế dựa trên cơ sở đảm bảo yêu cầu kĩ thuật. II. PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY : 1). Chọn phương án đi dây : + Các thiết bị trong xưởng cơ khí phần lớn là các máy cắt gọt kim loại, công suất loại vừa và nhỏ, không có máy móc quan trọng, yêu cầu cấp điện không cao lắm, nên ở đây chọn phương án cung cấp điện hỗn hơp cả mạng hình tia, lẫn mạng phân nhánh. + Lưới điện đưa đến hộ tiêu thụ được thực hiện theo 2 sơ đồ chính : sơ đồ phân phối hình tia và sơ đồ phân nhánh 2). Sơ đồ phân phối hình tia : Ưu điểm : Nối dây rõ ràng, mỗi tủ có một đường dây riêng. Nếu có sự cố mất điện thì chỉ có ở đó bị tác động, các tủ khác không bị ảnh hưởng. Độ tin cậy tương đối cao, dễ dàng tự động hóa, điều khiển cũng như vận hành, sữa chữa. Nhược Điểm : Tốn nhiều dây dẫn. 3/ . Sơ đồ phân phối dạng phân nhánh ( dạng trục chính ) : Ưu điểm : Rẻ tiền. Khuyết điểm : Các hộ tiêu thụ phụ thuộc lẫn nhau, không đảm bảo cung cấp điện liên tục Sau khi xác định xong vị trí đặt cá tủ động lực và các tủ phân phân phối, ta sẽ tiến hành vẽ sơ đồ đi dây cho các nhóm thiết bị và cho toàn bộ nhà máy Các nguyên tắc áp dụng khi chọn sơ đồ đi dây: -Các thiết bị có công suất lớn thì đi dây riêng. -Các thiết bị có công suất vừa và nhỏ đặt gần nhau thi có thể đi liên thông với nhau ( nhưng tối đa không đươc quá 2 thiết bị liên thông vì đề đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện). -Đối với các thiết bị một pha thì cân cố gắng đi dây sao cho chúng được phân bố đều trên các pha,… Sau khi cân nhắc lựa chọn các phương án đi dây có thể, ta sẽ chọn ra được phương án đi dây hợp lý. Sơ đồ đi dây của xưởng được trình bày trong các bản vẽ III. MÔ TẢ KẾT CẤU MẠNG ĐIỆN : 1) Yêu cầu : + Yêu cầu dây dẫn là loại bền, tốt gồm các loại dây: đồng, nhôm, lõi thép,… Dây đồng dẫn điện tốt nhưng kinh phí cao, là kim lọai quí nên chỉ dùng ở môi trường có chất ăn mòn kim lọai. + Dây nhôm được sử dụng rộng rãi, phổ biến nhất. Độ dẫn điện của nó bằng độ dẫn điện của đồng nhưng lại có ưu điểm là nhẹ và rẻ hơn dây đồng 2) Sứ cách điện : + Sứ cách điện là bộ phận quan trọng để cách điện giữa dây dẫn và bộ phận không dẫn điện: xà ngang, cột, … + Sứ cách điện yêu cầu có độ cách điện cao, chịu được điện áp của đường dây lúc làm việc bình thường cũng như khi có hiện tượng quá tải- sét đánh- chịu được sự biến đổi của môi trường sung quanh. + Thông thường có 2 lọai sứ: sứ đứng và sứ bắt treo thành chuỗi, thường dùng trong đường dây có điện áp cao hơn 35 KV. 3) Xà ngang, đà : + Xà ngang, đà là bộ phận nâng đường dây tạo khoảng cách giữa các pha + Xà ngang thường được làm bằng thép chữ L, có độ bền cơ tốt, được chống ăn mòn bằng cách mạ kẽm hay sơn lớp bên ngoài bảo vệ sơ đồ đi dây. 4) Đi dây trong đất : Ta phải dùng ống nhựa để luồn dây vào và chôn ngầm dưới đất. Tùy theo số lượng dây dẫn nhiều hay ít mà ta chọn ống cho phù hợp, không quá lớn, cũng không quá nhỏ. CHƯƠNG IV THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG I) KHÁI QUÁT CHUNG Trạm biến áp là dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác (thông thường từ cấp điện áp cao sang cấp điện áp thấp). Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện, do đó khi thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp, nhà máy chúng ta phải chú ý đến vị trí lắp đặt, số lượng dung lượng và thao tác vận hành. II. VỊ TRÍ - SỐ LƯỢNG - CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP 1/Vị trí . Việc chọn vị trí lắp đặt máy biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu sau : + Gần tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đưa đến . + An toàn, liên tục cung cấp điện . + Thao tác vận hành và sửa chữa dễ dàng. + Phòng việc cháy nổ, bụi bặm, khí ăn mòn. + Chi phí đầu tư nhỏ. + Hiệu quả kinh tế cao + Có khả năng phát triển trong tương lai Dựa vào vị trí của nó có trạm biến áp ngoài trời và trong nhà. Do mặt bằng sản phẩm không thuận tiện cho việc đặt máy biến áp trong nhà, nên ta chọn đặt máy biến áp bên ngoài phân xưởng cách phân xưởng 20m thuận lợi về mặt vận hành, sửa chữa an toàn. 2/ Số lượng : Mỗi trạm biến áp chỉ nên đặt một máy biến áp (ba pha), sử dụng hai máy biến áp trong trường hợp : + Một máy có công suất quá lớn. + Cần một máy làm nguồn dự phòng. Chú ý : Hai máy có cùng chủng loại và có sơ đồ nối dây giống như nhau. 3/ Dung lượng máy biến áp : Máy biến áp có công suất đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải : SMBA ³ Sptải + Nếu ta chọn máy biến áp có dung lượng quá lớn so với dung lượng tính toán của phụ tải sẽ dẫn đến máy biến áp hoạt động non tải gây lãng phí . + Nếu ta chọn máy biến áp có dung lượng nhỏ hơn so với dung lượng tính toán của phụ tải sẽ dẫn đến máy biến áp hoạt động quá tải sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị, khí cụ trong mạng điện . III- THỰC HIỆN CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG Về vệc chọn số lượng MBA, thường có các phương án: 1 MBA, 2 MBA, - Phương án 2 MBA: Phương án này có ưu điể là độ tin cậy cung cấp điện cao như chi phí khá cao nên thường chỉ sử dụng cho những hộ tiêu thụ có công súât lớn hoặc quan trọng ( hộ loại 1). - Phương án 1 MBA: Đối với các hộ tiêu thụ loại 2 và loại 3, ta có thể chọn phuơng án chỉ sử dụng 1 MBA. Phương án này có ưu điểm là chi phí thấp, vận hành đơn giản, nhưng độ tin cậy cung cấp điện không cao. Phương án 1: Dùng 2 MBA 3 pha mắc song song với công suất của mỗi máy là :100(KVA) Tra Catologue MBA do ABB chế tạo (TL1-TRANG 258) Với các thông số kỹ thuật cụa máy như sau : Công suất định mức: Cấp điện áp : Tổn hao không tải: Tổn hao có tải: Điện áp nhắn mạch phần chăm: Dòng điện không tải: Phương án 2: Dùng 1 MBA 3 pha với công suất là:200(KVA). Tra Catologue MBA do ABB chế tạo (TL1-Trang 258) Chọn 1 máy biến áp cĩ cơng xuất l:200( KVA) Với các thông số kỹ thuật cụa máy như sau : Công suất định mức: Cấp điện áp : Tổn hao không tải: Tổn hao có tải: Điện áp nhắn mạch phần chăm: Dòng điện không tải: So sánh 2 phương án: Vì xét về mặt kinh tế ta không có thông số về giá cả của các MBA, nên ta chỉ so sánh 2 phương án trên về mặt kỹ thuật ( khả năng vận hành máy ,và tổn thất điện năng hàng năm khi vận hành máy). Ap dụng công thức sau để tính tổn thất điện năng cho MBA của trạm khi không biết đồ thị phụ tải : ( TL2-TRANG 105) Trong đó : P0 : tổn thất không tải . PN : tổn thất ngắn mạch . t :Thời gian sử dụng máy biến áp trong một năm t = 8760 (giờ). n : là số lượng của MBA. :Thời gian tổn thất công suất lớn nhất, được tra theo đường cong = f (Tmax , cos ) .Hoặc tính theo công thức (2-27) (TL 1-Trang 19) =( 0,124 + Tmax x 10-4 )2 .8760 Với Tmax: là thời gian sử dụng công suất lớn nhất. Có thể xác định Tmax theo ca làm việc : 1 ca: Tmax = 1500 2200 (giờ/năm). 2 ca: Tmax = 3000 4500 (giờ/năm). 3 ca: Tmax = 5000 7000 (giờ/năm). Phương án 1: Chọn 2 máy biến áp 100KVA : Theo trình tự tính toán về tổn thất điện năng như trên ta xác định cho máy biến áp theo phương án này như sau: Do xưởng sửa chữa cơ khí làm việc một ca nên ta chọn Tmax =2200 (giờ/năm)( do phn xưởng làm việc 3 ca) Xác định = ( 0,124 + Tmax . 10-4 )2 .8760= (0,124 + 2200. 10-4 )2 .8760 = 1036(h) Tổn thất điện năng đối với 2 MBA mắc song song được xác định theo công thức : Vậy hai máy biến áp có tổn hao điện năng trong một năm là : 8895,74(Kwh). Phương án 2 : Chọn 01 máy biến áp có dung lượng 200 (KVA). Tổn thất điện năng được xác định theo công thức : Vậy tổn hao điện năng trong một năm :7410,66 (Kwh) KẾT LUẬN: Dựa vào cách tính toán 2 phương án trên ta so sánh kinh tế- kỹ thuật của hai phương án đó như sau : do yêu cầu tính của việc thực hiện cụ thể trong đồ án này và việc tìm hiểu thực tế để áp dụng vào tính toán chi tiết còn hạn chế . Nên trong đồ án này ta chỉ so sánh thực tế về khả năng thực thi công việc và so sánh về tổn thất điện năng giữa các phương án mà ta chọn phương án phù hợp khả thi hơn . So sánh phương án 1 và phương án 2 ta thấy : phương án 1 là dùng 02 máy biến áp như vậy khả năng về cách thức lắp đặt và vận hành sẽ khó khăn hơn so với phương án 2, là dùng 1 máy biến áp . Mặt khác so sánh về tổn thất điện năng hàng năm của máy biến áp trong 2 phương án trên ta thấy : + Tổn thất điện năng máy biến áp theo phương án 1 dùng 02 máy biến áp mắc song song : =8895,74 ( KWh ). + Tổn thất điện áp máy biến áp theo phương án 2 dùng 01 máy biến áp : = 7410,66 ( KWh ). Vậy ta chọn máy biến áp có dung lượng là 200(KVA) cho phân xưởng sữa chữa cơ khí. Sdm=200(KVA) Dòng điện của máy biến áp: CHƯƠNG V TÍNH TOÁN DÂY DẪN VÀ CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ I) TỔNG QUAN VỀ CHỌN DÂY DẪN: Ø Choïn daây daãn cuõng laø moät coâng vieäc khaù quan troïng, vì daây daãn choïn khoâng phuø hôïp, töùc khoâng thõa mãn caùc yeâu caàu veà kyõ thuaät thì coù theå daãn ñeán caùc söï coá nhö chaäâp maïch do daây daãn bò phaùt noùng quaù möùc daãn deán hö hoûng caùch ñieän. Töø ñoù laøm giaûm ñoä tin caäy cung caáp ñieän vaø coù theå gaây ra nhieàu haäu quaû nghieâm troïng. Beân caïnh vieäc thoaõ maõn caùc yeâu caàu veà kyõ thuaät thì vieäc choïn löïa daây daãn cuõng caàn phaûi thoaõ maõn caùc yeâu caàu kinh teá. Ø Caùp duøng trong maïng ñieän cao aùp vaø thaáp aùp coù nhieàu loaïi, thöôøng gaëp laø caùp ñoàng, caùp nhoâm, caùp moät loõi, hai loõi, ba hay boán loõi, caùch ñieän baèng daàu, cao su hoaëc nhöïa toång hôïp. Ôû caáp ñieän aùp töø 110kV ñeán 220kV, caùp thöôøng ñöôïc caùch ñieän baèng daàu hay khí. Caùp coù ñieän aùp döôùi 10kV thöôøng ñöôïc cheá taïo theo kieåu ba pha boïc chung moät voû chì, caùp coù ñieän aùp treân 10 kV thöôøng ñöôïc boïc rieâng leû töøng pha. Caùp coù ñieän aùp töø 1000V trôû xuoáng thöôøng ñöôïc caùch ñeän baèng giaáy taåm daàu, cao su hoaëc nhöïa toång hôïp. Daây daãn ngoaøi trôøi thöôøng laø loaïi daây traàn moät sôïi, nhieàu sôïi, hoaëc daây roãng ruoät. Daây daãn ñaët trong nhaø thöôøng ñöôïc boïc caùch ñieän baèng cao su hoaëc nhöïa. Moät soá tröôøng hôïp ôû trong nhaø coù theå duøng daây traàn hoaëc thanh daãn nhöng phaûi treo treân söù caùch ñieän. II) CHỌN CB VÀ DÂY DẪN: 1) Chọn dây dẫn từ máy biến áp đến tủ phân phối chính: - Phụ tải tính toán của của toàn phân xưởng : Sttpx = 176(KVA) - Dòng điện tính toán của toàn phân xưởng. Chọn CB theo điều kiện dòng điện: Iz Ittp Với Iz dòng điện định mức của CB Tra bảng catolog hãng MTSUBISHI (TL-3) ta chọn CB 4 cực loại NF400-SW có dòng định mức là 300(A) Ø Chọn dây dẫn: Ta chọn cách đi dây ngầm cho phân xưởng cơ khí. Xác định hệ số K : Với mạch chôn trong đất , hệ số K đặt trưng cho điều kiện lắp đặt. K = k4.k5.k6.k7 K4: theå hieän aûnh höôûng cuûa caùch laép ñaët. K5: aûnh höôûng cuûa caùc maïch ñaët keà nhau. K6: theå hieän aûnh höôûng cuûa ñaát choân caùp. K7: aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä ñaát. Heä soá K4: theå hieän söïu aûnh höôûng caùch thöùc laép ñaët daây caùp, vì daây daãn ñaët ngaàm trong ñaát . Tra baûng H1-19 trang H1-31 saùch IEC .Ta choïn K4=1 Heä soá K5: theå hieän söï aûnh höôûng cuûa soá daây ñaët keà nhau ,vì töø traïm bieán aùp ñeán tuû phaân phoái chính ta chæ ñi 1 daây. Tra baûng H1-20 trang H1-31 saùch IEC .Ta choïn K5=1 Heä soá K6: theå hieän söï aûnh höôûng cuûa ñaát choân caùp, ôû ñaây ñaát choân caùp laø ñaát seùt meàm khoâ. Tra baûng H1-21 trang H1-31 saùch IEC .Ta choïn K6=1 Heä soá K7: theå hieän söï aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä cuûa ñaát , vì nhieät ñoä cuûa ñaát laø 25oC , duøng daây caùp caùch ñieän PVC . Tra baûng H1-19 trang H1-32 saùch IEC .Ta choïn K7=0,95 Vaäy heä soá K=K4.K5.K6.K7 =1.1.1.0,95 =0,95 Xaùc ñònh tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn: Vôùi + IZ doøng ñònh möùc cuûa CB baûo veä. Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ Iz’=315,8(A) Tra catologue cap CADIVI chọn dây dẫn CV120 có dòng định mức là 324(A) Chọn thanh dẫn:họn thanh dẫn theo mật độ dòng kinh tế: Với Jkt: Mật độ dòng kinh tế tra bang 2.10 (TL-1 trang 31) ta chọn Jkt=3,5(A/mm2) Suy ra (mm2) Tra bảng PLV.9 (TL-1 Trang 313) ta chọn thanh dẫn có tiết diện 30x3=90 (mm2) có dòng tối đa là 405(A) 2) Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 1: Ø Choïn CB: Doøng ñieän tính toùan nhoùm 1: Itt1 =47,78(A) Tra bảng catolog hãng MTSUBISHI (TL-3) ta chọn CB loại NF125-SW có dòng định mức là 50A Ø Chọn dây dẫn: Ta chọn cách đi dây ngầm cho phân xưởng cơ khí. Xác định hệ số K : Với mạch chôn trong đất , hệ số K đặt trưng cho điều kiện lắp đặt. K = k4.k5.k6.k7 Tương tự như trên ta có: Ta chọn K4=1 Ta choïn K5=0,6 Ta choïn K6=1 Ta choïn K7=0,95 Vaäy heä soá K=K4.K5.K6.K7 =1.0,7.1.0,95 =0,57 Xaùc ñònh tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn: Vôùi + IZ doøng ñònh möùc cuûa CB baûo veä. Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ IZ’=87,72 Tra catologue cap CADIVI chọn dây dẫn CV25 có dòng định mức là 114(A) Chọn thanh dẫn:họn thanh dẫn theo mật độ dòng kinh tế: Với Jkt: Mật độ dòng kinh tế tra bang 2.10 (TL-1 trang 31) ta chọn Jkt=3,5(A/mm2) Suy ra (mm2) Tra bảng PLV.9 (TL-1 Trang 313) ta chọn thanh dẫn có tiết diện 25x3=75 (mm2) có dòng tối đa là 340(A) 3) Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 2: Ø Choïn CB: Doøng ñieän tính toùan nhoùm 2: Itt2 = 44,4(A) Tra bảng catolog hãng MTSUBISHI (TL-2) ta chọn CB loại NF125-SW có dòng định mức là 50A Ø Chọn dây dẫn: Ta chọn cách đi dây ngầm cho phân xưởng cơ khí. Xác định hệ số K : Với mạch chôn trong đất , hệ số K đặt trưng cho điều kiện lắp đặt.Tương tự như trên ta có K = k4.k5.k6.k7 =1.0,6.1.0,95 =0,57 Xaùc ñònh tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn: Vôùi + IZ doøng ñònh möùc cuûa CB baûo veä. Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ IZ’= 87,72Tra catologue cap CADIVI chọn dây dẫn CV25 có dòng định mức là 114(A) Chọn thanh dẫn:họn thanh dẫn theo mật độ dòng kinh tế: Với Jkt: Mật độ dòng kinh tế tra bang 2.10 (TL-1 trang 31) ta chọn Jkt=3,5(A/mm2) Suy ra (mm2) Tra bảng PLV.9 (TL-1 Trang 313) ta chọn thanh dẫn có tiết diện 25x3=75 (mm2) có dòng tối đa là 340A) 4 ) Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 3 : Ø Choïn CB: Doøng ñieän tính toùan nhoùm 3: Itt3 = 64,68(A) Tra bảng catolog hãng MTSUBISHI (TL-2) ta chọn CB loại NF125-SW có dòng định mức là 80A Chọn dây dẫn: Ta chọn cách đi dây ngầm cho phân xưởng cơ khí Xác định hệ số K : Tính toán tương tự như trên ta có K=1.0,6.1.0,95 =0,57 - Xaùc ñònh tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn: Vôùi + IZ doøng ñònh möùc cuûa CB baûo veä. Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ IZ’=140,4 Tra catologue cáp CADIVI chọn dây dẫn CV50 có dòng định mức là 189 (A) Chọn thanh dẫn:họn thanh dẫn theo mật độ dòng kinh tế: Với Jkt: Mật độ dòng kinh tế tra bang 2.10 (TL-1 trang 31) ta chọn Jkt=3,5(A/mm2) Suy ra (mm2) Tra bảng PLV.9 (TL-1 Trang 313) ta chọn thanh dẫn có tiết diện 30x3=90 (mm2) có dòng tối đa là 340(A) 5) Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 4: Ø Choïn CB: Doøng ñieän tính toùan nhoùm 4: Itt4 = 41,86(A) Tra bảng catolog hãng MTSUBISHI (TL-2) ta chọn CB loại NF125-SW có dòng định mức là 50A Ø Chọn dây dẫn: Xác định hệ số K: K=1.0,6.1.0,95 =0,57 - Xaùc ñònh tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn: Vôùi + IZ doøng ñònh möùc cuûa CB baûo veä. Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ Iz’=87,72 Tra catologue cap CADIVI chọn dây dẫn CV25 có dòng định mức là 114 (A) Chọn thanh dẫn:họn thanh dẫn theo mật độ dòng kinh tế: Với Jkt: Mật độ dòng kinh tế tra bang 2.10 (TL-1 trang 31) ta chọn Jkt=3,5(A/mm2) Suy ra (mm2) Tra bảng PLV.9 (TL-1 Trang 313) ta chọn thanh dẫn có tiết diện 25x3=90 (mm2) có dòng tối đa là 340(A) III) CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ CHO CÁC MÁY: 1) Chọn CB và dây dẫn đến máy hàn có công xuất la 4,4(KW) Choïn CB: Doøng ñieän tính toán cuûa maùy hàn. Tra Catologue hãng MITSBISHI ELECTRIC thiết bị điện công nghiệp và tự động hóa năm 2009 ta chọn CB NF Choïn CB 63CW có dòng định mức là 20(A) Chọn dây dẫn Heä soá K4: theå hieän söïu aûnh höôûng caùch thöùc laép ñaët daây caùp, vì daây daãn ñaët ngaàm trong ñaát . Tra baûng H1-19 trang H1-31 saùch IEC .Ta choïn K4=1 Heä soá K5: theå hieän söï aûnh höôûng cuûa soá daây ñaët keà nhau ,vì töø tuû phaân phoái chính ta ñi 8 daây. Tra baûng H1-20 trang H1-31 saùch IEC .Ta choïn K5=0,52 Heä soá K6: theå hieän söï aûnh höôûng cuûa ñaát choân caùp, ôû ñaây ñaát choân caùp laø ñaát seùt meàm khoâ. Tra baûng H1-21 trang H1-31 saùch IEC .Ta choïn K6=1 Heä soá K7: theå hieän söï aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä cuûa ñaát , vì nhieät ñoä cuûa ñaát laø 25oC , duøng daây caùp caùch ñieän PVC . Tra baûng H1-19 trang H1-32 saùch IEC .Ta choïn K7=0,95 Vaäy heä soá : K=K4.K5.K6.K7 =1.0,52.1.0,95 =0,494 Xaùc ñònh tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn: Vôùi + IZ doøng ñònh möùc cuûa CB baûo veä. Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ Iz’=40,5 Tra catologue cáp CADIVI chọn dây dẫn CV6 có dòng định mức là 47(A) 2) Chọn CB và dây dẫn đến máy phay có công xuất định mức là 6,2(KW) Choïn CB: Doøng ñieän tính toán cuûa máy phay. Tra Catologue hãng MITSBISHI ELECTRIC thiết bị điện công nghiệp và tự động hóa năm 2009 ta chọn CB NF63CW có dòng định mức là 20(A) Chọn dân dẫn: Tương tự ta có K=1.0,57.1.0,95=0,5415 Xaùc ñònh tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn: Vôùi + IZ doøng ñònh möùc cuûa CB baûo veä. Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ Iz’= 36,9(A) Tra catologue cáp CADIVI chọn dây dẫn CV4 có dòng định mức là 37(A) 3) Chọn CB và dây dẫn đến máy búa có công xuât định mức là 11(KW) Choïn CB: Doøng ñieän tính toán cuûa máy búa Tra Catologue hãng MITSBISHI ELECTRIC thiết bị điện công nghiệp và tự động hóa năm 2009 ta chọn CB NF63CW có dòng định mức là 32(A) Chọn dân dẫn: Với tỉ số K=K4.K5.K6.K7 =1.0,,8.1.0,95 =0,76 Xaùc ñònh tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn: Vôùi + IZ doøng ñònh möùc cuûa CB baûo veä. Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ Iz’= 48,7(A) Tra catologue cap CADIVI chọn dây dẫn CV10 có dòng định mức là 65(A) 4) Chọn CB và dây dẫn đến máy dập cạnh tol có công xuất định mức là 5,9(KW) Choïn CB: Doøng ñieän tính toán cuûa máy dập cạnh tol. Tra Catologue hãng MITSBISHI ELECTRIC thiết bị điện công nghiệp và tự động hóa năm 2009 ta chọn CB NF63SV có dòng định mức là 20(A) Chọn dân dẫn: Với tỉ số K=K4.K5.K6.K7 =1.0,7.1.0,95 =0,665 Xaùc ñònh tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn: Vôùi + IZ doøng ñònh möùc cuûa CB baûo veä. Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ Iz’= 30,07 (A) Tra catologue cap CADIVI chọn dây dẫn CV4 có dòng định mức là 37(A) 5) Chọn CB và dây dẫn đến máy khoan bàn có công xuât định mức là 2,5(KW) Choïn CB: Doøng ñieän tính toán cuûa máy khoan bàn 1pha Tra Catologue hãng MITSBISHI ELECTRIC thiết bị điện công nghiệp và tự động hóa năm 2009 ta chọn CB NF63CW có dòng định mức là 20 (A) Chọn dân dẫn: Với tỉ số K=K4.K5.K6.K7 =1.0,54.1.0,95 =0,513 Xaùc ñònh tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn: Vôùi + IZ doøng ñònh möùc cuûa CB baûo veä. Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ Iz’= 39(A) Tra catologue CADIVI chọn dây dẫn CV6 có dòng định mức là 47 (A) 6) Chọn CB và dây dẫn đến máy mài 2 đá có công xuất định mức là 1,8(KW) Choïn CB: Doøng ñieän tính toán cuûa máy mài 2 đá Tra Catologue hãng MITSBISHI ELECTRIC thiết bị điện công nghiệp và tự động hóa năm 2009 ta chọn CB NF63CW có dòng định mức là 16 (A) Chọn dân dẫn: Với tỉ số K=K4.K5.K6.K7 =1.0,6.1.0,95 =0,57 Xaùc ñònh tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn: Vôùi + IZ doøng ñònh möùc cuûa CB baûo veä. Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ Iz’= 28,07(A) Tra catologue cáp CADIVI chọn dây dẫn CV4 có dòng định mức là 37 (A) 7) Chọn CB và dây dẫn đến nhóm máy quạt có công xuât định mức là 1,5(KW) Choïn CB:đ Tra Catologue hãng MITSBISHI ELECTRIC thiết bị điện công nghiệp và tự động hóa năm 2009 ta chọn CB NF63SW có dòng định mức là 6 (A) Chọn dân dẫn: Dây dẫn đi trên không K=K1.K2.K3 Với K1=0,77 K2=0,71 K3=1,07 Suy ra K=0,77.0,71.1,07=0,585 Xaùc ñònh tieát dieän nhoû nhaát cuûa daây daãn: Vôùi + IZ doøng ñònh möùc cuûa CB baûo veä. Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ Iz’= 10,25(A) Tra catologue cap CADIVI chọn dây dẫn CV1.0 có dòng định mức là 15(A) CHƯƠNG VI KIỂM TRA ĐỘ SỤT ÁP I) ĐẶT VẤN ĐỀ: Tổng trở của đường dây tuy nhỏ nhưng khi dây mang tải thì sẽ luôn tồn tại sụt áp giữa đầu và cuối đường dây . Sụt áp lớn trên đường dây sẽ gây ra những hâu quả như: Các thiết bị điện nói chung sẽ không làm việc không ổn định, tuổi thọ của các thiết bị giảm ( có khi bị hư hỏng ngay), tăng tổn thất, phát nóng, v.v… Kiểm tra sụt áp là nhằm đảm bảo cho dây dẫn được chọn phải thoã mãn điều kiện về sụt áp cho phép khi dây mang tải lớn nhất. II) TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRÊN ĐẦU DÂY: Tổn thất điện áp làm cho điện áp tại các hộ tiêu thụ giảm xuống thấp hơn định mức làm ảnh hưởng đến chất lượng điện ,đối với mạch động lực cho phép tổn thất <5% (theo tiêu chuẩn IEC trang H1-35 ). Sau đây là các phương pháp tính tổn thất điện áp . rU=+IXsin ).L Hoặc (TL2-Trang 161) Trong đó : + I : dòng điện truyền tải trên đoạn i . + R(X ):điên trở (điện kháng ) trên đoạn thứ i . + cos :hệ số công suất của phân đoạn i. + rU:độ sụt áp . III) TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN SỤT ÁP : Ta chỉ kiểm tra sự sụt áp trên đường dây xa nhất và đến máy có công suất lớn nhất . Ta tính cho đường dây từ máy biến áp đến tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 3 đến máy búa 3.1 nằm xa tủ động lực nhất . 1)TínhrU3 (Sụt áp lớn nhất trên đường dây từ TĐL3 đến máy búa) + Dây đi từ tủ động lực nhóm 3 đến máy búa 3.1 là cáp có tiết diện 10mmvà có chiều dài L=35m + Điện trở và điện kháng của dây dẩn : R3= X3=xL=0,09.0,035=0,000315 (vì đường dây cáp đồng suy ra 22,5/Km và x=0,09/Km) + ta có công xuất của máy búa là P=11(KW) +Tg=1,33(với cos=0,6) Vậy : Q= 11.1,33=14,63(KVAR) 2)TínhrU2 (Sụt áp lớn nhất trên đường dây từ TPPC đến TĐL3) +Ta có số liệu : -công suất tác dụng tính toán nhóm 3: Ptt3=42 KW -công suất phản kháng tính toán nhóm 3: Qtt3=24,78KVAR +Dây đi từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 3 là cáp có tiết diện 50mmvà có chiều dài là L=55m +Điện trở và điện kháng của dây dẫn : R2= X2 = x L=0,09.0,055=0,00495=4,95.10-3() (Vì đường dây cáp đồng suy ra =22,5/Km và x=0,09/Km Vậy ta có sụt áp trên cả đường dây là: 3)TínhrU1 (Sụt áp lớn nhất trên đường dây từ MBA đến TPPC ) +Ta có số liệu : cos =0.6 suy ra tg =1,33 -công suất tác dụng tính toán phân xướng : P=139,29(kw) cống suất phản kháng tính toán toàn phân xưởng : Q =147,54 (KVAR) +dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính là cáp có tiết diện 300mmvà có chiều dài L=20m + điện trở và điện kháng của dây dẩn : R1= X1= xL =0,09.0,02 =0,0018 =1,8 .10-3 (vì đường dây cáp đồng =22,5 /Km và x=0,09 /Km) => => Vậy sụt áp trong giới hạn cho phép nên dây dẫn ta chọn cho phân xưởng là hợp lí . CHƯƠNG VII TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH I) KHÁI NIỆM CHUNG: +Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau (đối với mạng điện trung tính cách điện ) ,hoặc các pha chạm nhau và chạm đất , nói cách khác đó là hiện tượng mạch điện nối tắt qua một tổng trở rất nhỏ xem như bằng không . +Khi ngắn mạch , trong mạch điện xuất hiện quá trình quá độ ,nghỉa là dòng điện và điện áp thay đổi ,dòng điện tăng lên nhiều so với bình thường ,còn điện áp thì giảm xuống ,mức độ điện áp tùy thuộc vị trí ngắn mạch so với nguồn cung cấp . +Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng và thường xảy ra trong hệ thống điện . Vì vậy các phần tử trong hệ thống điện phải được tính toán và lựa chọn sao cho có thể chịu được trạng thái sự cố trong giới hạn qui định cho phép , để lựa chọn tốt các phần tử trong hệ thống cung cấp điện chúng ta phải tính toán được thông số về tình trạng ngắn mạch như dòng điện ngắn mạch . 1 )Ngắn mạch tại thanh cái hạ áp của máy biến áp phân phối : +Trường hợp một máy biến áp : Một cách sơ bộ có thể tính dòng ngắn mạch bỏ qua tổng thể của hệ thống lưới trung thế . I=.100 I= P:công suất định mức của máy biến áp (KVA ) U:điện áp phía thứ cấp khi không tải (v) I:dòng định mức (A) I:điện áp ngắn mạch (%) +Trường hợp nhiều máy biến áp mắc song song Ta có : I= 2) Ngắn mạch 3 pha (I)tại điểm bất kì của lưới hạ thế : I= U:điện áp phía thứ cấp không tải . Z: tổng trở mỗi pha tới điểm ngắn mạch . II) TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH: Tra Catologue MBA do ABB cheá taïo (TL1-Trang 258) Choïn 1 maùy bieán aùp có công xuất là:200( KVA) Vôùi caùc thoâng soá kyõ thuaät cuïa maùy nhö sau : Coâng suaát ñònh möùc: Caáp ñieän aùp : Toån hao khoâng taûi: Toån hao coù taûi: Ñieän aùp nhaén maïch phaàn chaêm: Doøng ñieän khoâng taûi: Tra catalogue máy biến áp của nhá máy sửa chửa cơ điện đối với máy S=320KVA, ta có các số liệu : U=24KV ,U=0,4KV ,=3,9KW , P=0,72KW, I%=2% ,U%=4% 1)Dòng điện sự cố tính tại máy biến áp I(KA) 2)Xác định dòng sự cố ngắn mạch tại điểm N1 I= U20 Điện áp dây khi cuộn dây phía thứ cấp hở mạch của máy biến apscung cấp: ZT Tổng trở mỗi pha tới điểm ngắn mạch: .Xác định tổng trở của hệ thống Công suất ngắn mạch phía sơ cấp : S=250KVA + Tổng trở phía sơ cấp : + điện kháng : X== + điện trở : R =0,15.X=0,15.0,64=0,096(m ) (theoIEC) +Điện trở máy biến áp R +Điện kháng máy biến áp : +Tổng trở CB 300A Theo tiêu chuẩn IEC điện trở CB bỏ qua (R=0) ,điệm kháng của CB : X=0,15(m) +Tổng trở của dây dẫn : +Tổng trở của thanh cái: Điện kháng tổng : X Điện trở tổng : Tổng trở tại N: Z=(m) Vậy dòng sự cố tại N 3)Xác định dòng sự cố ngắn mạch tại điểm N: +Tổng trở của CB80A : Theo tiêu chuẩn IEC điện trở CB bỏ qua (R) điệm kháng của CB X +Tổng trở của đường dây ) +Tổng trở thanh cái: R X + Điện trở tổng : + Điện kháng tổng : tổng trở tại điểm N: Vậy dòng sự cố tại N: 4)Xác định dòng sự cố ngắn mạch tai điểm N: + Tổng trở của CB 32A : Theo tiêu chuẩn IEC điện trở CB bỏ qua (RCB=0)điện khách của CB : X +Tổng trở của đường dây + Điện trở tổng : + Điện kháng tổng : tổng trở tại N3: Z Vậy dòng sự cố tại N: Sơ đồ ngắn mạch: CHƯƠNG VIII TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG I) KHÁI NIỆM CHUNG : Anh sáng Mặt Trời là nguồn sáng tự nhiên vô tận, dễ sử dụng, không tốn kém. Tuy nhiên, nhược điểm của nguồn sáng này là không thể sử dụng ở mọi lúc mọi nơi. Để tăng năng suất lao động, giảm thiểu các tai nạn đáng tiếc có thể xãy ra, trang trí nôi thất cho các công trình kiến trúc và công nghiệp. Ngoài ánh sáng tự nhiên, trong các công việc hàng ngày ở trường học, bệnh viện, xí nghiệp, nhà dân, … Con người nhất thiết phải thiết lập hệ thống chiếu sáng nhân tạo. Nguồn chiếu sáng nhân tạo phổ biến nhất hiện nay là dùng điện để chiếu sáng, vì nó có các ưu điểm : Thiết bị đơn giản, dễ sử dụng, giá thành rẽ. Nếu thiết kế tính toán đúng sẽ cho ánh sáng gần giống với ánh sáng tự nhiên. Để đạt được những yêu cầu trên, tính toán chiếu sáng phải thỏa mãn : Bảo đảm độ rọi đầy đủ trên bề mặt làm việc. Sự tương phản giữa mặt cần chiếu sáng và nền, mức độ chiếu sáng và tập hợp quang phổ chiếu sáng. Độ rọi phân bổ đồng đều, ổn định trong quá trình chiếu sáng trên phạm vi bề mặt làm việc bằng cách hạn chế dao động của lưới điện Tập hợp quang phổ ánh sáng, nhất là lúc cần bảo đảm sự truyền sáng tốt nhất. Hạn chế sự lóa mắt, hạn chế sự mệt mỏi khi làm việc. Hạn chế sự phản xạ chói của nguồn sáng bằng cách dùng ánh sáng phản xạ, chọn cách bố trí đèn, chiều cao treo đèn. Những số liệu để thiết kế hệ thống chiếu sáng: Mặt bằng của phân xưởng, xí nghiệp, vị trí lắp đặt thiết bị. Mặt bằng và mặt cắt nhà xưởng để xác định vị trí treo đèn. Những đặc điểm của quá trình công nghệ. Các tiêu chuẩn về độ rọi làm việc. Những số liệu về nguồn điện, nguồn vật tư. II. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG : +Các thông số của phân xưởng sửa chữa cơ khí: Chiều dài :a=70 m Chiều rộng :b= 40m Diện tích :S= 2800m2 Chiều cao nhà xưỡng: H= 7m Tra ti liệu của NGUYỄN KHOA ĐỒNG KHNH ta cĩ : Trần màu trắng,hệ số phản xạ trần Tường vàng nhạt ,hệ số phản xạ tường Sàn mu gỗ , hệ số phản xạ sàn tra bẳng 13.3 trang 569 sch cung cấp điện của thầy NGUYỄN XUN PH ta chọn Etc=250(Lx) Chọn hệ chiếu sáng là chiếu sáng chung đều Chọn nhiệt độ màu là Tm=3000K theo biều đồ Kruithof. Chọn bóng đèn :loại đèn huỳnh quang trắng nóng,Tm=3000 Ra=66, Pđ =40(w) , Chọn loại đèn 2 bóng/bộ Số đèn /bộ là 2, quang thông các bóng/bộ là 6400lm Đèn treo cách trần h’=2,5 (m) Độ cao làm việc hlv =1(m) Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc : htt = 3,5 Chỉ số địa điểm 7 Hệ số bù (tra bẳng 10.4 trang 10.5 của tài liệu giảng dạy thầy NGUYỄN KHOA ĐỒNG KHÁNH ). Vì đèn huỳnh quang có mức độ bụi trung bình nn ta chọn d=1.35 Tỉ số treo Hệ số sử dụng : tra bảng 10.6 Tài liệu giảng dạy môn học Cung Cấp Điện cua thầy NGUYỄN KHOA ĐỒNG KHNH biên soạn ta chọn U=0,8 Quang thông tổng : Số bộ đèn: N== (bộ). Ta chọn 184 bộ đèn để cho bố trí phù hợp với phân xưởng Sai số quang thông: Kết qủa trn cho sai số quang thơng rất nhỏ Các đèn được phân bố theo sơ đồ mặt bằng . Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt bằng làm việc: Nằm trong sai số cho phép . Vậy hệ thống chiếu sáng là tốt ( số bộ đèn đã chọn là phù hợp). bố trí các bộ đèn: Các đèn phải được phân bố thoả các yêu cầu về: Kích thước chiều dài và chiều rộng của phân xưởng. Đảm bảo độ rọi phân bố đều trên toàn mặt phẳng làm việc của phân xưởng. Vậy: Vị trí lắp đặt 184 bóng đèn của phân xưởng như sau: Các bộ đèn thành 8 dãy, mỗi dãy 23 bộ đèn. Khoảng cách giữa 2 bộ đèn là 3m. Khoảng cách giữa 2 dãy là 5m. Khoảng cách từ tường đến đèn là 2,5m III) TÍNH CHỌN DÂY DẪN CHO MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG: 1).Chọn CB v dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng : Ta cĩ cơng suất chiếu sng : Pcs = Nbộiden .Pbội Pden = Pbĩng + Pballast =40 + 0,25 .40 =50(w) (Pballast =25% Pbĩng ) Suy ra Pcs =184 . 50 .2 = 18400 ( W) =18,4 (KW) Chọn CB: Dòng điện tính tóan của tủ chiếu sáng chính (CS): Tra bảng catolog hng MTSUBISHI (TL-2) ta chọn CB loại NF125-SW cĩ dịng định mức là 32A. Chọn dây dẫn Dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng chính với phương thức đi dây trên khay cáp không đục lỗi treo trên tường. Xác định hệ số K: Hệ số K1: thể hiện sự ảnh hưởng của cách thức lắp đặt dây ,vì dây dẫn đi trên máng treo trên tường . Tra bảng H1-13 trang H1-24 sách IEC .Ta chọn K1=0,77 Hệ số K2: thể hiện ảnh hưởng hệ số lắp đặt dây. Ta có 3 mạch cáp ( cáp nhóm I, cáp nhóm II , tủ chiếu sáng chính) Tra bảng H1-14 trang H1-25 sách IEC .Ta chọn K2=1 Hệ số K3 : thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường , vì nhiệt độ môi trường làm việc la 350C ,dùng dây cách điện PVC. . Tra bảng H1-15 trang H1-26 sách IEC ta chọn : K3 = 0,95 Vậy hệ số K = K1.K2 .K3 = 0,77.1.0,95=0,7315 Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn: Xác định tiết diện nhỏ nhất của dây dẫn. Từ Iz’=43,75 Tra catologue cáp CADIVI ta chọn dây dẫn CV6 có dòng định mức là 47(A) 2)Chọn CB bảo vệ và dây dẫn cho từng nhóm đèn. Ta có 184 bộ bóng đèn ta chia làm 5 nhóm Nhóm 1: 46 bộ Nhóm 2: 46 bộ Nhóm 4: 44 bộ Nhóm 4: 38 bộ Nhóm 5: 10 bộ( nhóm chiếu sáng cho phòng làm việc,WC, và Kho) a)Chọn CB và dây dẫn cho 2 nhóm 46 bộ bộ bóng đèn: Choïn CB: - Công xuất của 46 bộ bóng đèn: P46bộ =46.50.2=4600(W)=4,6(KW) - Dòng làm việc của 46 bộ bóng đèn: Tra bảng catolog hãng MTSUBISHI (TL-2) ta chọn CB loại NF63-CW có dòng định mức là 10A. Choïn dây dẫn: K = K1.K2 .K3 Tương tự như trên ta có: K = K1.K2 .K3 = 0,77.1.0,95=0,7315 Dòng điện cho phép của dây dẫn: Từ Iz’=13,67 tra catologue cáp CADIVI ta chọn dây dẫn CV1.0 có dòng định mức là 15(A) b) Chọn CB và dây dẫn cho nhóm 44 bộ bộ bóng đèn: Choïn CB: - Công xuất của 46 bộ bóng đèn: P46bộ =44.50.2=4400(W)=4,4(KW) - Dòng làm việc của 46 bộ bóng đèn: Tra bảng catolog hãng MTSUBISHI (TL-2) ta chọn CB loại NF63-CW có dòng định mức là 10A. Choïn dây dẫn: K = K1.K2 .K3 Tương tự như trên ta có: K = K1.K2 .K3 = 0,77.1.0,95=0,7315 Dòng điện cho phép của dây dẫn: Từ Iz’=13,67 tra catologue cáp CADIVI ta chọn dây dẫn CV1.0 có dòng định mức là 15(A) c)Chọn CB và dây dẫn cho nhóm 38 bộ bộ bóng đèn: Choïn CB: - Công xuất của 46 bộ bóng đèn: P46bộ =38.50.2=3800(W)=3,8(KW) - Dòng làm việc của 46 bộ bóng đèn: Tra bảng catolog hãng MTSUBISHI (TL-2) ta chọn CB loại NF63-CW có dòng định mức là 10A. Choïn dây dẫn: K = K1.K2 .K3 Tương tự như trên ta có: K = K1.K2 .K3 = 0,77.1.0,95=0,7315 Dòng điện cho phép của dây dẫn: Từ Iz’=13,67 tra catologue cáp CADIVI ta chọn dây dẫn CV1.0 có dòng định mức là 15(A) d)Chọn CB và dây dẫn cho nhóm 10 bộ bộ bóng đèn: Choïn CB: - Công xuất của 46 bộ bóng đèn: P46bộ =10.50.2=1000(W)=1(KW) - Dòng làm việc của 46 bộ bóng đèn: Tra bảng catolog hãng MTSUBISHI (TL-2) ta chọn CB loại NF63-CW có dòng định mức là 3A. Choïn dây dẫn: K = K1.K2 .K3 Tương tự như trên ta có: K = K1.K2 .K3 = 0,77.1.0,95=0,7315 Dòng điện cho phép của dây dẫn: Từ Iz’=4,10 tra catologue cáp CADIVI ta chọn dây dẫn CV1.0 có dòng định mức là 15(A) CHƯƠNG IX NỐI ĐẤT I) TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT Khi các thiết bị điện bị chọc thủng cách điện , người vận hạnh không tuân theo các quy tắc an toàn ,vv... là những nguyên nhân gây nên tai nạn điện giật gây nguy hiểm đến tính mạng con người .Hoặc khi sét đánh trực tiếp hay gián tiếp lên hệ thống điện không những làm hư hỏng các thiết bị điện mà còn nguy hiểm cho người vạn hành các thiết bị điện đó .Một trong những phương pháp an toàn và hiệu quả là thực hiện nối đất cho các thiết bị điện vá đặt các thiết bị chống sét . Có hai loại nối đất : Nối đất tự nhiên : sử dụng các ống dẩn nước hay các ống bằng kim loại khác đặt trong đất (trừ các ống dẩn nhiên liệu lỏng và khí dể cháy ) Nối đất nhân tạo :trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẩn nối đất .Các điện cực nối đất bao gồm các điện cực thẳng được đóng sâu vào trong đất và các điện cực ngang chôn ngầm ở mức độ sâu nhất định .Để chống ăn mòn kim loại ,các ống thép và các thanh thép dẹt hay thép góc có chiều dày không bé hơn 4mm .Các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận cần nối đất với các điện cực nối đất . Điện trở nối đất của trang bị nối đất phải nhỏ hơn trị số đã được quy định cho quy phạm an toàn là càng nhỏ thì càng an toàn cho người sử dụng .Đối với hệ thống lưới điện có điện áp lớn hơn 1000v quy định chung cho điện trở nối đất không vượt quá 10Ω , còn với hệ thống lưới điện có điện áp nhỏ hơn 1000v là không vượt quá 4Ω .Việc xác định điện trở nối đất thường dựa vào điện trở suất của đất , hình dạng và kích thước điện cực và độ sâu chôn trong đất . II) Lựa chọn sơ đồ nối đất: Để bảo vệ nối đất ta có nhiều sơ đồ bảo vệ. Tuỳ theo điều kiện vận hành của lưới điện và đặt điểm của công trình mà ta chọn sơ đồ bảo vệ cho thích hợp Vỏ kim loại Trung tính Sơ đồ TT Đất Đất L1 L2 L3 N PE Rn Điểm nối sao của nguồn sẽ nối trực tiếp với đất. Các bộ phận cấn nối đất như tất cả các vỏ kim loại trong hệ thống điện và vật dẫn tự nhiên sẽ nối chung tới cực nối đất riêng biệt của lưới điện, cực này không nối kết về điện với đất tại nguồng cung cấp. 2) Sơ đồ TN: Nguồn được nôí như sơ đồ TT. Trong mạng, cả vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên của lưới sẽ được nối với dây trung tính. Một vài phương án của sơ đồ TN a) Sơ đồ TN-C: Trung tính Đất Vỏ kim loại Trung tính L2 L3 N L 1 Rn Dây trung tính là dây bảo vệ và được gọi là dây PEN. Sơ đồ này không được phép sử dụng cho các dây có tiết diện nhỏ hơn 10mm2 (Cu) Chú ý : + Sơ đồ TN-C, đòi hỏi một sự đẳng áp hiệu qủa trong lưới với nhiều điểm nối đất lặp lại + Sơ đồ TN-C, chức năng bảo vệ của dây PEN được đặt lên hàng đầu. Đặt biệt dây PEN được nôí trục tiếp với đầu nối của thiết bị và sau đó đầu nối sẽ được nối với dây trung tính. b)Sơ đồ TN-S: Trung tính Đất Vỏ kim loại Trung tính L2 L3 N L1 PE Dây bảo vệ và dây trung tính riêng biệt. Đối với cáp có vỏ bọc chì, dây bảo vệ thường là vỏ chì. Sơ đồ TN-S bắt buộc đối với dây có tiết diện nhỏ hơn 10mm2 (Cu) cho các thiết bị di động. Các vỏ kim loại 3) Sơ đồ IT: trung tính cách ly Đất Cách li hoặc nối đất qua điện trở L2 L1 L3 N Vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên được nối tới điện cực nối đất chung Sơ đồ nối đất IT qua một tổng trở. Một điện trở (1¸2KW) được nối giữa điểm trung tính của cuộn hạ áp và đất. Còn vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên được nối tới một điện cực nối đất. Để tạo thế cố định so với đất của các lưới nhỏ và do đó ngưỡng qúa áp như là sự lan truyền sóng từ cuộn cao. Tuy nhiên nó sẽ tăng dòng sự cố điểm thứ nhất. 4) Đặt tính của sơ đồ nối đất: Mỗi sơ đồ phản ánh 3 tiêu chuẩn lựa chọn kĩ thuật : phương pháp nối đất, cách mắc dây PE và cách bố trí bảo vệ chống chạm điện gián tiếp. Cách mắc sơ đồ sẽ liên quan tới các điểm sau : Điện giật, phòng cháy, tính liên tục cấp điện, quá áp, nhiễu điện từ và thết kế vận hành a) Đặc tính của sơ đồ TN-C v Đặc tính : Cách nối đất : Điểm trung tính của máy biến áp nối trực tiếp với đất và dây trung tính sẽ được nối lặp lại càng nhiều càng tốt Các vỏ kim loại thiết bị và vật dẫn tự nhiên của lưới sẽ được nối với dây trung tính. Cách lắp dây PE : dây trung tính và dây PE là một Cách bố trí bảo vệ chống chạm điện gián tiếp : sơ đồ có dòng sự cố và điện áp tiếp xúc lớn. Có thể cắt điện trong trường hợp hư hỏng cách điện. Việc cắt điện được thực hiện bằng CB hoặc cầu chì. v Hệ quả: Cách thức nối đất : Điểm trung tính của máy biến áp nối trực tiếp với đất và dây trung tính sẽ được nối lặp lại nhiều lần. Các vỏ kim loại thiết bị và vật dẫn tự nhiên của lưới sẽ được nối với dây trung tính. Quá áp : trong điều kiện bình thường, điểm trung tính, vỏ thiết bị và đất có cùng điện áp. Do hiệu ứng cục bộ của điện cực nối đất, điện áp có thể thay đổi theo khoảng cách đối với điện cực. Do vậy khi hư hỏng cách điện trung áp, dòng điện sẽ qua cực nối đất của trung tính cuộn hạ và điện áp tần số công nghiệp sẽ xuất hiện giữa vỏ thiết bị và đất ở xa. Khi hư hỏng cách điện hạ áp, điểm trung tính của tam giác điện áp sẽ dịch chuyển vàđiện áp giữa pha và vỏ thiết bị sẽ vượt quá giá trị điện áp – trung tính. Độ tin cậy cung cấp điện, nhiễu từ và phòng cháy : dòng khi hư hỏng cách điện không được hạn chế bằng điện trở nối đất nên có giá trị rất lớn(vái KA). Khi hư hỏng cách điện hạ áp, độ sụt áp nguồn, nhiễu từ và khả năng cháy nổ cao. Nên sơ đồ này ít dùng ở những nơi có nguy cơ cháy nổ cao. Thiết kế vân hành : Khi dùng CB hoặc cầu chì, tổng trở nguồn phía trước và phía sau thiết bị bảo vệcần được biết trức khi thiết kế. Tổng trở này được đo sau khi lắp đặt điện. Đặt tính thiết bị bảo vệ sẽ xác định theo điện trở này Mỗi mạch có chiều dài không vượt quá gía trị lớn nhất cho phép b) Đặt tính của các sơ đồ TN-S v Đặc tính: Cách nối đất : Điểm trung tính của máy biến áp nối đất một lần tại đầu vào của lưới . Các vỏ kim loại thiết bị và vật dẫn tự nhiên của lưới sẽ được nối với dây bảo vệ. Cách lắp dây PE : dây trung tính tách biệt với dây PE Cách bố trí bảo vệ chống chạm điện gián tiếp : sơ đồ có dòng sự cố và điện áp tiếp xúc lớn. Tự động cách điện khi có hư hỏng cách điện. Việc cắt điện được thực hiện bằng CB hoặc cầu chì hoặc các RCD vì bảo vệ chống chạm điện tách biệt với bảo vệ ngắn mạch. v Hệ qủa: Cách thức nối đất : Điểm trung tính của máy biến áp nối trực tiếp với đất tại điểm đầu của lưới. Các vỏ kim loại thiết bị và vật dẫn tự nhiên của lưới sẽ được nối với dây bảo vệ. Quá áp : Trong điều kiện bình thường, điểm trung tính, vỏ thiết bị và đất có cùng điện áp, thậm chí khi có hiện tượng quá độ không bị loại trừ và dẫn tới cần có chông sét van trên pha, trung tính và vỏ kim loại. Độ tin cậy cung cấp điện, nhiễu từ và phòng cháy : dòng khi hư hỏng cách điện không được hạn chế bằng điện trở nối đất nên có giá trị rất lớn(vái KA). Khi hư hỏng cách điện hạ áp, độ sụt áp nguồn, nhiễu từ và khả năng cháy nổ cao. Nên sơ đồ này ít dùng ở những nơi có nguy cơ cháy nổ cao. Dây trung tính không được nối đất Thiết kế vân hành : Tính toán tổng trở nguồn và có sự kiểm tra bằng đo lường sau khi lắp đặt Xác định điều kiện cắt khi công trình được cấp nhiều nguồn c) Đặt tính của các sơ đồ TT : v Đặt tính Cách nối đất : Điểm trung tính của biến áp nối trực tiếp với đất Các vỏ kim loại thiết bị và các vật dẫn tự nhiên của lưới sẽ được nối tới cực nối đất bằng dây nối đất, cực nối đất này độc lập vơí cực nối đất của máy biến áp Cách lắp dây PE : dây PE cách biệt với dây trung tính và định cỡ dây theo dòng sự cố lớn nhất. Cách bố trí bảo vệ chống chạm điện gián tiếp : tự động cắt điện khi có hư hỏng. v Hệ quả: Cách thức nối đất : Điểm trung tính của biến áp nối đất. Các vỏ kim loại thiết bị và các vật dẫn tự nhiên của lưới sẽ được nối tới cực nối đất Quá áp : tương tự như sơ đồ TN Độ tin cậy cung cấp điện, nhiễu từ và phòng cháy: Dòng sự cố điểm thứ nhất thường thấp. Sự cố do hư hỏng cách điện hạ áp sẽ không tạo ra sự sụt áp hay nhiễu từ Trong điều kiện bình thường thậm chí khi có sự cố chạm vỏ điểm thứ nhất, không có sụt áp Dùng RCD để tránh hỏa hoạn Khi có Dòng sự cố chạm ra vỏ điểm thứ nhất thường rất bé và không nguy hiểm Thiết kế vận hành: Tính toán tổng trở nguồn và có sự kiểm tra bằng đo lường sau khi lắp đặt Xác định điều kiện cắt khi công trình được cấp nhiều nguồn d) Đặt tính của các sơ đồ IT Cách nối đất : Điểm trung tính của biến áp cách ly với đất hoặc nối đất qua điện trở và bộ hạn chế quá áp. Trong điều kiện bình thường, áp của nó gần bằng với áp của vỏ thiết bị qua điện dung rò so với đất của mạch và thiết bị Vỏ kim loại thiết bị và các vật dẫn tự nhiên của lưới sẽ được nối tới cực nối đất bằng dây nối đất riêng. Cách lắp đặt dây PE: Dây PE tách biết với dây trung tính và định cở dây theo dòng sự cố lớn nhất. Cách bố trí bảo vệ chống chạm điện gián tiếp: Dòng sự cố chỉ có khi hư hỏng cách điện thường thấp và không nguy hiểm. Hệ quả: Cách nối đất Điểm trung tính của biến áp cách ly với đất hoặc nối đất qua điện trở và bộ hạn chế quá áp. Trong điều kiện bình thường, áp của nó gần bằng với áp của vỏ thiết bị qua điện dung rò so với đất của mạch và thiết bị Vỏ kim loại thiết bị và các vật dẫn tự nhiên của lưới sẽ được nối tới cực nối đất bằng dây nối đất riêng. Quá áp: Trong điều kiện bình thường dây trung tính, vỏ thiết bị và dây nối đất có chung điện thế. Độ tin cậy cung cấp điện, nhiễu từ và phòng cháy: Dòng sự cố khi hư hỏng cách điện điểm thứ nhất thường thấp, sẽ không tạo ra sự sụt áp hoặc nhiễu từ. Thiết kế vận hành: -Các thiết bị xử lý thông tin thường sử dụng sơ đồ IT -Nếu van chống sét được sử dụng thì điện áp định mức của chúng phải bằng điện áp dây. -Sử dụng RCD để tránh hỏa hoạn. Từ sự phân tích đặt tính của các sơ đồ ta tiến hành so sánh để lựa chọn sơ đồ nối đất thích hợp cho xưởng. + Sơ đồ TT nên dùng cho lưới có sự kiểm tra hạn chế hoặc lưới có thể mở rộng hoặc cải tạo. Vì sơ đồ này đơn giản nên phù hợp cho lưới công cộng hoặc những phân xưởng nhỏ. + Sơ đồ TN-C không nên dùng để tránh hỏa hoạn và nhiễu từ. + Sơ đồ TN-S: Nên dùng cho lưới có độ kiểm tra theo dõi cao hoặc lưới không mở rộng hay cải tạo. Nhược điểm sơ đồ này là dòng sự cố do hư hỏng cách điện thường lớn và có thể tạo ra: Nhiễu quá độ, rủi ro hư hỏng cao, hỏa hoạn. + Sơ đồ IT: Nên dùng khi có yêu cầu bức thiết về liên tục cung cấp điện và độ tin cậy cung cấp cao. Vì yêu cầu của xưởng cơ khí là một xưởng thực tập nên đòi hỏi độ an toàn phải cao, kinh phí vừa phải, mạng điện cung cấp cho xưởng là mạng 3 pha 4 dây có sự kiểm tra trung bình. Nên ta chọn sơ đồ TT để làm sơ đồ nối đất cho phân xưởng. *Kết luận: Từ sự phân tích và so sánh các sơ đồ và dựa theo các yêu cầu của xưởng và mạng điện hiện tại nên ta chọn sơ đồ TT để làm sơ đồ nối đất. 5) Tính toán nối đất cho phân xưởng : Ta chọn số cọc nối đất n=40 cọc, dùng thép góc L50: 50.50.5mm, chiều dài cọc nối đất l = 2.5m Ở đây ta dùng phương pháp chôn cọc thẳng đứng, nối theo mạch vòng, các cọc cách nhau(a= 5m) và dùng thanh nối là thanh thép dẹp chôn cách mặt đất là 0,5m. Vậy tỉ số Chọn đất cho phân xưởng là đất sét cứng ( đất ướt trung bình) tra bảng F47 trang F69 IEC ta được điện trở suất của đất Hệ số hiệu chỉnh khi đóng điện cực thẳng đứng :Kđ=1,5 Hệ số hiệu chỉnh của điện cực ngang :Kn=2 Tra bảng 10-2 trang 385 sách Cung cấp điện của thầy NGUYỄN XUÂN PHÚ ta có điện trở khuếch tán của 1 cọc là: Với d=0.95b=0.95.0.05=0.0475m trong đó: t: là khoảng cách từ mặt đất đến khoảng giữa điện cực thẳng đứng : Độ chôn sâu  d: đường kính ngoài của cọc Điện trở khuếch tán của n cọc: Với n=40 cọc và tra bảng 10-3 trang 387 sách cung cấp điện của thầy NGUYỄN XUÂN PHÚ ta được (công thức 10-12 trang 386 sách cung cấp điện của Nguyễn Xuân Phú) Điện trở khuếch tán của thanh nằm ngang chưa xét tới ảnh hưởng của màng che dùng thép dẹp L40: 40.4mm,tổng chiều dài l= n.2.l=40.2.2.5=200m, chôn sâu 0.5m. Tra bảng 10-2 trang 385 sách Cung cấp điện của thầy NGUYỄN XUÂN PHÚ ta có điện trở khuếch tán của thanh là: Điện trở nối đất của phân xưởng là: Theo qui phạm an toàn đối với mạng điện có điện áp dưới 1000V , điện trở nối đất nhân tạo trong mọi thời điểm phải nhỏ hơn 4. Kết luận: như vậy số lượng 40 cọc đã chọn sơ bộ ở trên thỏa mãn điều kiện nối đất cho phép. KẾT LUẬN I) TÓM TẮT ĐỀ TÀI Quá trình thực hiện đề tài được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa điện nhất là sự chỉ dẫn nhiệt tình của cô LỄ ,và các bạn sinh viên trong khoa điện cùng với sự nỗ lực của bản thân .Qua một thời gian nghiên cứu và tính toán ,đến nay tập đồ án môn học với đề tài thiết kế cấp điện cho xưởng cơ khí được hoàn thành với nội dung đã đề ra II) NHẬN XÉT: 1)Thuận lợi : Được sự giúp đở nhiệt tình của cô TRẦNTHỊ THANH LỂ cùng các thầy cô trong khoa và các bạn nên việc tinh toán bớt phần phức tạp .Các số liệu thiết kế cua sưởng được cho trước tương đối đầy đủ nên việc thiết kế có phần dể dàng . 2) Khó khăn: Phần lớn trong quá trính thiết kế cấp điện là vận dụng từ lý thuyết đã được học và đọc sách .Tuy nhiên ,có rất nhiều giả thuyết để tính toán ,mỗi sách của mỗi tác giả có cách tính khác nhau nên mỗi lần lấy số liệu hơi khó và đây cũng là lần đầu tiên em được thiết kế ,chưa có kiến thức thực tế nên cũng còn bỡ ngỡ ,chưa xác định được chính xác giả thiết nào là hữu hiệu để vận dụng và tính toán . Là lần đầu tiên em thiết kế nên trong cách trình bày cũng như trình tự thiết kế chưa được lôgic ,mạch lạc .Tuy nhiên ,việc thiết kế này đưa lại cho em nhiều kinh nghiệm cũng như nâng cao thêm kiến thức đã học . 3) Kinh nghiệm bản thân: Qua một thợi gian măc dù ngắn ngủi nhưng cũng đủ để em tìm hiểu ,tính toán hoàn thành đồ án .Qúa trình thực hiện đồ án cho hai đứa em nhiều kiến thức mới để sau này áp dụng vào thực tế .Các phần được học trên lớp sau khi thực hiện đồ án hai đứa em đã hiểu rõ hơn vào thực tế ,nắm vững được kiến thức mà thầy cô đã dạy trên lớp . Vì trình độ bản thân ,kinh nghiệm và tài liệu tham khảo cũng như thời gian có hạn nên việc thiết kế không khởi tránh những sai lầm ,thiếu sót .Em mong nhận được sự chỉ dẫn của các thầy ,cô để sau này hai đứa em có thể tự tin hơn để bước vào đời .Và đó cũng là hành trang trên con đường thiết kế của em . Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa điện nhất là sự giúp đỡ nhiệt tình của cô TRẦN THỊ THANH LỂ và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này đúng thời hạn .