Đề tài Thiết kế cấp điện cho xưởng sửa chữa cơ khí

g hai máy biến áp thì máy biến áp còn lại phải gánh toàn bộ phụ tải loại I và II của phân xưởng, đối với phương án 3 sẽ phải ngừng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ khi có sự cố trong máy biến áp. Để đảm bảo sự tương đồng về kĩ thuật của các phương án cần phải xét đến thành phần thiết hại do mất điện khi có sự cố xảy ra trong máy biến áp. Trước hết ta kiểm tra khả năng quá tải của máy biến áp khi một trong hai máy bị sự cố. Phụ tải trong thời gian sự cố 1 máy biến áp bao gồm phụ tải loại I và loại II . Ssc = Stt . = 256,69 . 0,85 = 218,187 ( kVA ) Hệ số quá tải kqt < 1,4 Vậy đảm bảo yêu cầu cung cấp điện. Hàm chi phí tính toán quy đổi của máy biến áp: Trong đó: : Là hệ số tiêu chuẩn sử dụng hiệu quả vốn đầu tư máy biến áp Với máy biến áp do Việt Nam sản xuất thì : Là tỷ lệ khấu hao của máy biến áp : Là vốn đầu tư trạm biến áp : Là giá thành tổn thất điện năng (đ/kWh) : Là tổn thất điện năng trong trạm biến áp và tính theo công thức: Trong đó: n: là số máy biến áp trong trạm biến áp : Là tổn thất điện áp khi không tải (kW) : Là tổn thất điện áp khi ngắn mạch (kW) t: Là thời gian vận hành trạm biến áp trong 1 năm t = 8760h : Là công suất định mức của máy biến áp (kVA) : Là thời gian tổn thất lớn nhất và tính theo công thức: Với thì Phương án 1: dùng 2 máy biến áp 2x160 kVA Tổn thất điện năng của trạm biến áp phân xưởng trong phương án1 là: Tổng chi phí quy đổi của trạm biến áp trong phương án1 là: (đ) Tính tương tự cho 2 phương án còn lại ta có bảng tổng kết sau: Bảng 2.1. So sánh các phương án chọn máy biến áp. Phương án (106 đ) (106 đ) Phương án 1 2x160 0,5 2,95 105,96 21639,936 41,67 Phương án 2 2x180 0,53 3,15 113,16 20210,95 41,59 Phương án 3 1x315 0,72 4,85 80,88 17292,71 32,58 Nhận xét: Ta thấy tổng chi phí quy đổi của trạm biến áp trong phương án 3 là nhỏ nhất và có vốn đầu tư trạm biến áp ban đầu trong phương án3 cũng nhỏ nhất trong 3 phương án. Vậy trạm biến áp phân xưởng sẽ gồm 1máy biến áp có công suất định mức là 1x315kVA. II.3) Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu. a) Chọn sơ bộ phương án. Để cung cấp điện có thể có nhiều phương án đi dây, có thể dùng sơ đồ hình tia có độ tin cậy cung cấp điện cao, có thể dùng sơ đồ đường trục, hoặc hỗn hợp. Với phân xưởng nên áp dụng sơ đồ hình tia vì các thiết bị khá tập trung. Các phương án được nêu chi tiết dưới đây. Để cung cấp điện cho các động cơ máy công cụ, trong xưởng dự định đặt 1 tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp về và cấp điện cho 4 tủ động lực đặt rải rác các cạnh tường phân xưởng, mỗi tủ động lực cấp điện cho các nhóm phụ tải đã phân nhóm ở trên. Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng tiến hành xem xét 2 phương án sau. Phương án 1: Đặt tủ phân phối tại góc xưởng và kéo đường cáp đến tủ động lực. Phương án 2: Đặt tủ phân phối tại trung tâm phụ tải và từ đó kéo cáp đến từng tủ động lực. b) Tính toán chọn phương án tối ưu. Phương án 1: Hình 2.2. Sơ đồ nối điện phương án 1. Ta chọn dây dẫn từ trạm biến áp phân xưởng tới tủ phân phối và từ tủ phân phối tới các tủ động lực là loại dây cáp đồng 4 lõi vỏ PVC (cáp PVC) đặt trong rãnh chôn ở dưới phân xưởng. Các đường cáp tới các tủ động lực gần nhau thì có thể đặt chung trong 1 rãnh để tiết kiệm về chi phí. Trong chương này ta chỉ mới chọn sơ bộ tiết diện đường dây và kiểm tra điều kiện dòng phát nóng lâu dài cho phép Icp và tổn thất điện áp. Các điều kiện khác về dòng ngắn mạch, dòng Icp khi có các thiết bị bảo vệ động cơ và mạng điện… thì ta sẽ xét ở các chương sau, sau khi ta tính toán chọn các thiết bị bảo vệ. Chọn tiết diện đường dây theo dòng phát nóng lâu dài cho phép Icp theo công thức sau: Trong đó: Icp: là dòng điện cho phép lâu dài của dây dẫn (A) k1: là hệ số hiệu chỉnh tính tới nhiệt độ môi trường sản xuất và sử dụng. k1=1 k2: là hệ số hiệu chỉnh tính tới số dây dẫn đặt trong cùng 1 rãnh. Đường dây cáp từ trạm biến áp phân xưởng tới tủ phân phối(TPP) Tủ phân phối đặt cách trạm biến áp LTBA-TPP = 10 (m) .Đây là đường cáp tổng dẫn điện từ TBA tới TPP. Dòng điện tính toán chạy trong dây cáp là: Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép thỏa mãn: Vậy ta chọn cáp PVC-300 có Fđm = 240mm2 và Icp= 462 A. Các thông số về điện trở: x0 = 0,06 (Ω/km) và r0 = 0, 08 (Ω/km) Tổn thất điện áp thực tế là: =1,68.106(đ) Dòng điện tính toán chạy trong dây dẫn từ TPP tới tủ động lực: Xét tủ động lực 1. Đặt tủ động lực 1 cách TPP khoảng LTPP-dl1 = 30m. Theo sơ đồ bố trí sơ bộ đường dây từ trạm biến áp tới các tủ động lực ở trên thì 2 đường dây cáp tới các tủ động lực 1, 2có thể đặt chung trong 1 rãnh. Nên k2=0, 85 và k1=1. Dòng điện tính toán chạy trong dây dẫn tới tủ động lực 1 là: Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép thỏa mãn: Vậy ta chọn cáp PVC-35 có Fđm=35mm2 và Icp=159A. Các thông số về điện trở: x0 = 0,06 (Ω/km) và r0 = 0,57 (Ω/km). Tổn thất điện áp thực tế: Tổn thất điện năng trên đoạn đường dây: Chi phí cho tổn thất điện năng trên đoạn đường dây: (đ) Vốn đầu tư cho đoạn đường dây cáp này là: (đ) Chi phí quy đổi của đoạn dây cáp này là: (đ) Tính tương tự cho các tủ động lực còn lại ta có bảng tổng kết sau: Bảng 2.2 Bảng chọn dây dẫn của phương án 1. Đường dây L, m Pnhom , kW Qnhom, kVAr Snhom ,kVA Itt , A Loại dây cáp Icp , A r0 ,Ω/km x0 ,Ω/km ΔU ,V TPP-dl1 30 52,37 70,29 87,66 133,185 PVC-35 159 0,57 0,06 2,69 TPP-dl2 50 53,05 71,19 88,78 134,887 PVC-50 188 0,4 0,06 3,354 TPP-dl3 10 65,21 123,51 139,67 212,21 PVC-95 279 0,21 0,06 3,666 TPP-dl4 30 69,74 92,98 116,23 176,59 PVC-70 233 0,29 0,06 2,037 Bảng 2.3 Bảng chọn dây dẫn của phương án 1. Đường dây ΔA,kWh C, 106đ v0, 106đ/km Vd, 106đ Z, 106đ TPP-dl1 3103,942 3,1 92,63 2,78 3,56 TPP-dl2 3723,7 3,7 105,08 5,25 4,57 TPP-dl3 967,698 0,967 142,43 1,42 1,19 TPP-dl4 2776,325 2,776 121,68 3,65 3,38 Phương án 2: Hình 2.3. Sơ đồ nối điện phương án 2. Đặt tủ phân phối ở giữa phân xưởng . Khi đó khoảng cách từ trạm biến áp đến tủ phân phối là 35 m . Các khoảng cách từ tủ phân phối đến các tủ động lực được xác định theo sơ đồ bố trí đi dây trên và tinh toán tương tự như phương án 1, kết quả tính toán được ghi trong bảng sau: Bảng 2.4 Bảng chọn dây dẫn của phương án 2. Đoạn dây Công suất(KV) Dòng L(m) C(đ/kwh) Z(đ) TBA-TPP 256,69 390 35 2,265 4358 9,2 1000 5,87 TPP-DL1 87,66 132,61 23 1,343 2333,7 2,13 1000 2,69 TPP-DL2 88,78 134,36 32 1,14 2383,2 3,37 1000 2,94 TPP-DL3 139,67 210,79 23 0,75 2226,4 3,8 1000 2,85 TPP-DL4 116,23 176,59 32 1,36 2961,6 3,9 1000 3,61 Tổng chi phí qui đổi của phương án 1 là: (đ/năm) Tổng chi phí qui đổi của phương án 2 là: (đ/năm) Nhận xét: Như vậy xét về mặt kĩ thuật thì các phương án tương đương nhau (tổn thất điện áp đều rất nhỏ) còn về mặt kinh tế rõ ràng phương án 1 trội hơn hẳn. Như vậy ta chọn phương án 1 để tính tiếp. Tức đặt 1 tủ phân phối ở góc xưởng rồi kéo điện đến từng tủ động lực theo sơ đồ hình tia. Tính toán chọn dây cáp từ tủ động lực tới các thiết bị trong nhóm. Ta chọn dây dẫn từ các tủ động lực tới các thiết bị trong nhóm động lực là loại dây cáp đồng 4 lõi vỏ PVC (cáp PVC) chôn ngầm dưới đất, đi theo đường bẻ góc. Các đường cáp tới các thiết bị gần nhau thì có thể đặt chung trong 1 rãnh để tiết kiệm về chi phí. Trong chương này ta cũng chỉ mới chọn sơ bộ tiết diện đường dây và kiểm tra điều kiện dòng phát nóng lâu dài cho phép Icp và tổn thất điện áp. Các điều kiện khác về dòng ngắn mạch, dòng Icp khi có các thiết bị bảo vệ động cơ và mạng điện… thì ta sẽ xét ở các chương sau: Xét nhóm động lực 1 Nhóm động lực 1 gồm 8 thiết bị có các thông số như sau: Bảng 2.5 Thông số của nhóm động lực 1. STT Tên máy 1 Búa hơi để rèn 15 20 25 0,38 0,6 2 Búa hơi để rèn 15 20 25 0,38 0,6 3 Máy hàn 1,1 2,945 3,143 0,38 0,35 4 Lò chạy bằng điện 19 25,333 31,666 0,38 0,6 5 Thiết bị hóa cứng 19 25,333 31,666 0,38 0,6 6 Thiết bị tôi cao tần 19 25,333 31,666 0,38 0,6 7 Máy ép ma sát 10 13,333 16,667 0,38 0,6 8 Máy ép ma sát 10 13,333 16,667 0,38 0,6 Xét thiết bị 1 là búa hơi để rèn, khoảng cách tới thiết bị là Lđl1-1=15m + Dòng điện tính toán chạy trong dây dẫn là: + Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép thỏa mãn: Vậy ta chọn cáp PVC-4 có Fdm=4mm2 và Icp=47A Các thông số về điện trở: x0=0, 09(Ω/km) và r0=5(Ω/km) +Tổn thất điện áp thực tế: +Tổn thất điện năng trên đoạn đường dây: + Chi phí cho tổn thất điện năng trên đoạn đường dây: (đ) + Vốn đầu tư cho đoạn đường dây cáp này là: (đ) + Chi phí quy đổi của đoạn dây cáp này là: (đ). Tương tự, ta tính toán chi phí qui đổi cho các phương án còn lại, ta được bảng sau. Bảng 2.6 Bảng lựa chọn loại dây cáp và các thông số. STT Đường dây L, m Pdm, kW Qdm, kVAr Sdm, kVA Itt, A Loại cáp Icp, A r0, Ω/km x0, Ω/km 1 dl1-1 15 15 20 25 37,984 PVC-4 47 5 0,09 2 dl1-2 35 15 20 25 37,984 PVC-4 47 5 0,09 3 dl1-3 18 1,1 2,945 3,143 4,775 PVC-2,5 35 8 0,09 4 dl1-4 22 19 25,333 31,666 48,112 PVC-10 78 2 0,08 5 dl1-5 20 19 25,333 31,666 48,112 PVC-10 78 2 0,08 6 dl1-6 15 19 25,333 31,666 48,112 PVC-10 78 2 0,08 7 dl1-7 12 10 13,333 16,667 25,323 PVC-2,5 35 8 0,09 8 dl1-8 36 10 13,333 16,667 25,323 PVC-2,5 35 8 0,09 Bảng 2.7 Bảng số liệu về chi phí tổn thất điện năng và chi phí đầu tư cho đường dây. STT Đường dây ΔU, V ΔA, kWh C, 106 đ v0, 106 đ/km Vd, 106 đ Z, 106 đ 1 dl1-1 3,03 1107,38 1,11 66,9 1,003 1,275 2 dl1-2 7,07 2583,64 2,584 66,9 2,342 2,97 3 dl1-3 0,429 33,602 0.336 65,655 1,18 0,53 4 dl1-4 2,317 2605,52 2,605 71,88 1,58 2,866 5 dl1-5 2,107 947,46 0,947 71,88 1,44 1,185 6 dl1-6 1,58 710,595 0,71 71,88 1,08 0,888 7 dl1-7 2,564 629,942 0,629 65,655 0,788 0,76 8 dl1-7 7,639 1889,83 1,889 65,655 2,364 2,279 Xét nhóm động lực 2 Gồm 7 thiết bị có các thông số như sau: Bảng 2.8 Thông số các thiết bị nhóm động lực 2. STT Tên máy 1 Máy hàn 1,1 2,945 3,143 0,38 0,35 2 Lò điện để cứng hóa nhiên liệu 19 25,333 31,666 0,38 0,6 3 Lò điện để cứng hóa nhiên liệu 19 25,333 31,666 0,38 0,6 4 Thiết bị tôi bánh răng 20 26,667 33,333 0,38 0,6 5 Thiết bị tôi cao tần 19 25,333 31,666 0,38 0,6 6 Máy ép ma sát 10 13,333 16,666 0,38 0,6 7 Máy nén khí 22,8 30,4 38 0,38 0,6 Bảng 2.9 Bảng lựa chọn loại dây cáp và các thông số. STT Đường dây L, m Pdm,kW Qdm,kVAr Sdm, kVA Itt, A Loại cáp Icp, A r0, Ω/km x0, Ω/km 1 dl2-1 30 1,1 2,945 3,143 4,775 PVC-1,5 27 13,35 0,1 2 dl2-2 15 19 25,333 31,666 48,115 PVC-10 35 2 0,08 3 dl2-3 40 19 25,333 31,666 48,115 PVC-10 78 2 0,08 4 dl2-4 15 20 26,667 31,666 48,115 PVC-10 78 2 0,08 5 dl2-5 28 19 25,333 33,333 50,644 PVC-10 78 2 0,08 6 dl2-6 29 10 13,333 31,666 48,115 PVC-10 78 2 0,08 7 dl2-7 25 22,8 30,4 38 57,735 PVC-10 78 2 0,08 Bảng 2.10 Bảng số liệu về chi phí tổn thất điện năng và chi phí đầu tư cho đường dây. STT Đường dây ΔU, V ΔA, kWh C, 106 đ v0, 106 đ/km Vd, 106 đ Z, 106 đ 1 dl2-1 2,76 218,06 0,218 64,825 4,537 0,966 2 dl2-2 4,74 2131,78 2,131 71,88 3,235 2,665 3 dl2-3 6,85 3079,24 3,08 71,88 4,67 3,85 4 dl2-4 6,098 2605,52 2,605 71,88 3,95 3,26 5 dl2-5 5,48 2729,59 2,729 71,88 3,74 3,346 6 dl2-6 3,105 2652,89 2,652 71,88 4,03 3,32 7 dl-7 5,81 3138,12 3,138 71,88 3,31 3,68 Xét nhóm động lực 3 Gồm 9 thiết bị có các thông số như sau: Bảng 2.11 Thông số các thiết bị nhóm động lực 3. STT Tên máy 1 Máy hàn 1,1 2,945 3,143 0,38 0,35 2 Lò chạy bằng điện 19 25,333 31,666 0,38 0,6 3 lò chạy bằng điện 19 25,333 31,666 0,38 0,6 4 lò điện để cứng hóa nhiên liệu 19 25,333 31,666 0,38 0,6 5 Thiết bị để tôi bánh răng 20 26,667 33,333 0,38 0,6 6 Thiết bị để tôi bánh răng 20 26,667 33,333 0,38 0,6 7 Thiết bị tôi cao tần 19 25,333 31,666 0,38 0,6 8 Máy ép ma sát 10 13,333 16,667 0,38 0,6 9 Máy nén khí 22,8 30,4 38 0,38 0,6 Bảng 2.12 Bảng lựa chọn dây cáp và các thông số: STT Đường dây L, m Pdm,kW Qdm,kVAr Sdm, kVA Itt, A Loại cáp Icp, A r0, Ω/km x0, Ω/km 1 dl3-1 5 1,1 2,945 3,143 4,775 PVC-1,5 27 13,35 0,1 2 dl3-2 7 19 25,333 31,666 48,115 PVC-6 59 3,33 0,09 3 Dl3-3 9 19 25,333 31,666 48,115 PVC-10 78 2 0,08 4 Dl3-4 16 19 25,333 31,666 48,115 PVC-10 78 2 0,08 5 Dl3-5 8 20 26,667 33,333 50,644 PVC-6 59 3,33 0,09 6 Dl3-6 28 20 26,667 33,333 50,644 PVC-10 78 2 0,08 7 Dl3-7 12 19 25,333 31,666 48,115 PVC-10 78 2 0,08 8 Dl3-8 20 10 13,333 16,667 25,323 PVC-2,5 35 8 0,09 9 Dl3-9 22 22,8 30,4 38 57,735 PVC-16 101 1,25 0,07 Bảng 2.13 Bảng số liệu về chi phí tổn thất điện năng và chi phí đầu tư cho đường dây STT Đường dây ΔU, V ΔA, kWh C, 106 đ v0, 106 đ/km Vd, 106 đ Z, 106 đ 1 dl3-1 0,197 15,576 0,016 64,83 0,324 0,069 2 dl3-2 1,207 522,132 0,522 68,56 0,48 0,6 3 dl3-3 0,948 426,357 0,426 71,88 0,647 0,533 4 dl3-4 1,685 757,968 0,758 71,88 1,15 0,948 5 dl3-5 1,453 699,194 0,699 68,56 0,548 0,789 6 dl3-6 3,105 1469,777 1,47 71,88 2,012 1,8 7 dl3-7 1,264 568,476 0,568 71,88 0,863 0,71 8 dl3-8 4,274 1049,9 1,05 65,655 1,313 1,267 9 dl3-9 1,773 938,025 0,938 76,86 1,691 1,217 Xét nhóm động lực 4 Gồm 9 thiết bị có các thông số như sau: Bảng 2.14 Thông số các thiết bị nhóm động lực 4. STT Tên máy 1 Búa hơi để rèn 15 20 25 0,38 0,6 2 Búa hơi để rèn 15 20 25 0,38 0,6 3 Lò điện hóa cứng linh kiện 19 25,333 31,666 0,38 0,6 4 Lò điện hóa cứng linh kiện 19 25,333 31,666 0,38 0,6 5 Thiết bị tôi cao tần 19 25,333 31,666 0,38 0,6 6 Máy ép ma sát 10 13,333 16,666 0,38 0,6 7 Máy ép ma sát 10 13,333 16,666 0,38 0,6 8 Máy nén khí 22,8 30,4 38 0,38 0,6 9 Máy nén khí 22,8 30,4 38 0,38 0,6 Bảng 2.15 Bảng lựa chọn dây cáp và các thông số: STT Đường dây L, m Pdm,kW Qdm,kVAr Sdm, kVA Itt, A Loại cáp Icp, A r0, Ω/km x0, Ω/km 1 Dl4-1 26 15 20 25 37,984 PVC-4 47 5 0,09 2 Dl4-2 22 15 20 25 37,984 PVC-6 59 3,33 0,09 3 Dl4-3 10 19 25,333 31,666 48,115 PVC-10 78 2 0,08 4 Dl4-4 12 19 25,333 31,666 48,115 PVC-10 78 2 0,08 5 Dl4-5 30 19 25,333 31,666 48,115 PVC-6 59 3,33 0,09 6 Dl4-6 35 10 13,333 16,666 25,321 PVC-2,5 35 8 0,09 7 Dl4-7 32 10 13,333 16,666 25,321 PVC-4 47 5 0,09 8 Dl4-8 39 22,8 30,4 38 57,735 PVC-10 78 2 0,08 9 Dl4-9 28 22,8 30,4 38 57,735 PVC-16 101 1,25 0,07 Bảng 2.16 Bảng số liệu về chi phí tổn thất điện năng và chi phí đầu tư cho đường dây. STT Đường dây ΔU, V ΔA, kWh C, 106 đ v0, 106 đ/km Vd, 106 đ Z, 106 đ 1 dl4-1 6,06 2214,54 2,214 66,9 2,01 2,546 2 dl4-2 6,535 2359,82 2,359 68,56 3,291 2,9 3 dl4-3 3,37 1515,936 1,515 71,88 2,3 1,895 4 dl4-4 4,001 1800,174 1,8 71,88 2,73 2,25 5 dl4-5 8,63 3943,8 3,944 68,56 3,43 4,51 6 dl4-6 5,983 1837,11 1,837 65,655 2,298 2,22 7 dl4-7 7,48 1312,22 1,312 66,9 2,677 1,754 8 dl4-8 4,93 2660,58 2,66 71,88 2,804 3,123 9 dl4-9 3,627 1918,69 1,918 76,86 3,459 2,489 Kiểm tra điều kiện hao tổn điện áp của mạng điện đối với các loại dây cáp đã lựa chọn theo tính toán ở trên. +Tổn thất điện áp của mạng điện hạ áp: + Tổn thất điện áp cực đại từ TBA phân xưởng tới tủ phân phối và tới tủ động lực 1và tới các thiết bị thuộc nhóm động lực 1là: + Tổn thất điện áp cực đại từ TBA phân xưởng tới tủ phân phối và tới tủ động lực 2 và tới các thiết bị thuộc nhóm động lực 2 là: + Tổn thất điện áp cực đại từ TBA phân xưởng tới tủ phân phối và tới tủ động lực 3 và tới các thiết bị thuộc nhóm động lực 3 là: + Tổn thất điện áp cực đại từ TBA phân xưởng tới tủ phân phối và tới tủ động lực 4và tới các thiết bị thuộc nhóm động lực 4là: Vậy tổn thất điện áp cực đại của mạng điện hạ áp là: Ta có: nên mạng điện đảm bảo an toàn kỹ thuật. CHƯƠNG III LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN VÀ KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN DÂY CÁP **************** III.1) Sơ đồ trạm biến áp phân phối mạng hạ áp phân xưởng. a) Tính toán ngắn mạch Ngắn mạch là sự cố nghiêm trọng trong hệ thống điện và thường xuyên xảy ra trong hệ thống cung cấp điện. Dòng điện khi xảy ra ngắn mạch là rất lớn sẽ dẫn đến các hậu quả sau: + Dòng điện tăng làm tăng nhiệt các thiết bị, cách điện bị phá hủy gây ra chạm chập cháy nổ. + Xuất hiện lực điện động rất lớn có khả năng phá hủy các kết cấu của thiết bị và tiếp tục gây chạm chập cháy nổ. Vì thế, việc tính toán dòng ngắn mạch có ý nghĩa quan trọng, các kết quả tính toán là cơ sở cho việc chọn các thiết bị bảo vệ và kiểm tra ổn định nhiệt của dây dẫn … Các điểm cần tính ngắn mạch là: N1: Ngắn mạch ngay sau trạm biến áp N2: Ngắn mạch trên thanh cái tủ phân phối N3: Ngắn mạch tủ động lực N4: Ngắn mạch trước các động cơ Xét nhóm động lực 2 (xét ngắn mạch trước thiết bị xa nhất là lò chạy bằng điện cách tủ động lực Ldl2=18m Ta có sơ đồ thay thế tính toán dòng ngắn mạch: Hình 3.1. Sơ đồ thay thế tính toán dòng ngắn mạch. b) Tính toán các giá trị điện trở của các phần tử trên: Đối với mạng điện cung cấp, tổng trở của các thiết bị: thanh cái, aptomat, cầu chì, dao cách ly… thường rất nhỏ so với trạm biến áp nên có thể bỏ qua Công suất ngắn mạch SN=240MVA. + Điện trở của trạm biến áp: Trạm biến áp có 1 máy biến áp 1x315kVA có: ΔP0=0,72kW và ΔPN=4, 85kWvà UN% = 4% + Điện trở của dây cáp PVC-300 có r0=0, 07 (Ω/km) và x0=0, 06 (Ω/km) từ trạm biến áp tới tủ phân phối: + Điện trở của dây cáp PVC-50 có r0=0, 4 (Ω/km) và x0=0, 06 (Ω/km) từ tủ phân phối tới tủ động lực 2 là: + Điện trở của dây cáp PVC-10 có: r0=2 (Ω/km) và x0=0, 08 (Ω/km) từ tủ động lực 2 tới động cơ 8 trong nhóm 2 là: Ngắn mạch hạ áp vẫn được coi là ngắn mạch xa nguồn, coi trạm biến áp phân xưởng là nguồn. Tính điểm ngắn mạch N1: Điện trở tới điểm ngắn mạch N1 là: ZN1=ZBA=21,77.10-3 (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha là: Ta xét nên kxk=1, 37 Dòng ngắn mạch xung kích là: Giá trị hiệu dụng dòng xung kích là: Tính điểm ngắn mạch N2: Điện trở tới điểm ngắn mạch N2 là: ZN2=ZBA+ZBA-TPP= (21, 77+0, 922).10-3=22, 692.10-3 (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha là: Ta xét tỷ số nên kxk=1, 37 Dòng ngắn mạch xung kích là: Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích là: Tính điểm ngắn mạch N3: Điện trở tới điểm ngắn mạch N3 là: ZN3=ZBA+ZBA-TPP+ZTPP-dl1= (21, 77+0, 922+20,22).10-3=42,912.10-3 (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha là: Ta xét tỷ số: Nên kxk=1, 03 Dòng ngắn mạch xung kích là: Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích là: Tính điểm ngắn mạch N4: Điện trở tới điểm ngắn mạch N4 là: Dòng ngắn mạch 3 pha là: Ta xét tỷ số Nên kxk=1, 03 Dòng ngắn mạch xung kích là: Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích là: Tại các điểm ngắn mạch N3, và N4 là mạng hạ áp nên giá trị qxk=1, 09 Nhận xét: Vì khoảng cách từ trạm biến áp tới tủ động lực 1 là xa nhất nên ta sẽ lấy kết quả tính toán trên đối với nhóm động lực 1 để xét tính toán chọn và kiểm tra điều kiện các phần tử trong mạng điện. III.2) Lựa chọn các phần tử trong hệ thống cung cấp điện. III.2.1) Chọn tủ phân phối của phân xưởng. Tủ phân phối của phân xưởng bao gồm 1 aptomat tổng và 5 aptomat nhánh bảo vệ cho các tủ động lực trong phân xưởng. Aptômat là một dạng máy cắt hạ áp, nó vừa có chức năng bảo vệ vừa có chức năng đóng cắt mạng điện. Aptômat có hai phần tử bảo vệ là cuộn điện từ và rơle nhiệt. Cuộn điện từ dùng để bảo vệ chống dòng ngắn mạch, còn rơle nhiệt dùng để bảo vệ chống quá tải. Đặc tính bảo vệ của aptômat cũng tương tự như đặc tính bảo vệ của cầu chảy. Nhưng do ưu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm việc chắc chắn, tin cậy, an toàn, đóng cắt đồng thời 3 pha và khả năng tự động hóa cao, nên aptomat mặc dù có giá đắt hơn vẫn ngày càng được dùng rộng rãi trong lưới điện hạ áp. Hình 3.2. Sơ đồ tủ phân phối. Áp tô mát được chọn theo các điều kiện sau: a) Chọn aptomat cho mạch chiếu sáng: Tủ chiếu sáng được bảo vệ bằng aptômát để khi mất điện có thể đóng lại nhanh, không mất thời gian phải thay dây chì nếu dùng cầu chảy, để đảm bảo chiếu sáng liên tục. Dòng điện làm việc của mạng chiếu sáng là: Ta chọn loại aptomat ABE-103a có IdmA=40A Chọn aptomat tổng trong tủ phân phối bảo vệ cho mạng hạ áp phân xưởng Dòng điện tính toán chạy qua aptomat tổng AT là: Itt=390 A Dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch 2 là: IN2=10,686 A Điện áp định mức của mạng hạ áp phân xưởng là: Udm=380V. Nên ta chọn aptomat do LG sản xuất loại ABE 803a có: IdmA=500 A và UdmA=600V và Icdm=22 kA Vậy AT là ABE 803a thỏa mãn các điều kiện. Chọn aptomat nhánh tới các tủ động lực. Chọn cho 1 tủ tiêu biểu là tủ động lực 2: Dòng điện tính toán chạy qua aptomat A1 là: Itt=134,887 A Dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch N3 là: IN3=5,65 kA Điện áp định mức của mạng hạ áp phân xưởng là: Udm=380V Ta chọn aptomat nhánh bảo vệ tủ động lực 2 là: ABE 203a có: IdmA= 175 A và UdmA = 600V và Icdm= 7,5 kA Vậy A2 là ABE203a thỏa mãn. Tính tương tự cho các tủ động lực còn lại, chọn các aptomat nhánh A2, A3, A4, A5 Ta có bảng tổng kết sau: Bảng 3.1 Bảng tổng kết chọn aptomat cho các nhánh. Tủ động lực Itt (A) IN3 (kA) Udm (V) Loại aptomat IdmA (A) Icdm (kA) UdmA (V) TPP-dl1 133,185 5,65 380 ABE203a 175 7,5 600 TPP-dl2 134,887 5,65 380 ABE203a 175 7,5 600 TPP-dl3 212,21 5,65 380 ABE203a 225 7,5 600 TPP-dl4 176,59 5,65 380 ABE203a 200 7,5 600 III.2.2. Chọn các tủ động lực. Các tủ động lực đều chọn loại tủ do Liên Xô chế tạo đầu vào là cầu dao - cầu chì, đầu nhánh ra đặt cầu chì bảo vệ các động cơ. Cầu chì là thiết bị đơn giản nhằm cắt đứt mạch khi có dòng điện lớn quá trị số cho phép đi qua. Vì thế chức năng của cầu chì là bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Hiệu quả bảo vệ của nó phụ thuộc vào đặc tính của dây chảy. Cầu dao (Hay còn gọi là dao cách ly) có nhiệm vụ chủ yếu là cách ly phần mang điện và phần không mang điện, tạo khoảng cách an toàn trông thấy, phục vụ cho công tác sửa chữa, kiểm tra, bảo dưỡng lưới điện. Trong lưới điện thì cầu chì có thể được dùng riêng rẽ, cũng có thể được dùng kết hợp với dao cách ly (DCL).Còn DCL cũng có thể dùng riêng rẽ, hoặc kết hợp với cầu chì và máy cắt. Hình 3.3. Sơ đồ tủ phân phối. Đối với mạng áp trong thiết kế này, ta tính toán chọn bộ cầu dao, cầu chì hạ áp thỏa mãn các điều kiện sau: Cầu dao hạ áp: thỏa mãn 2 điều kiện sau: Cầu chì bảo vệ 1 động cơ cũng thỏa mãn 2 điều kiện sau: Trong đó: Idm Là dòng điện định mức của động cơ (A) Kt Là hệ số tải của động cơ, vì đề bài không cho nên ta lấy kt=1 Imm Là dòng điện mở máy của động cơ (A) Kmm Là hệ số mở máy của động cơ, kmm=5, 6, 7 α=2, 5 Là hệ số đối với động cơ mở máy nhẹ Tiến hành tính toán chọn cụ thể Chọn bộ cầu chì bảo vệ thiết bị búa hơi để rèn trong nhóm động lực 1: Dòng điện tính toán chạy qua cầu chì là: Dòng điện mở máy của thiết bị là: Vậy cầu chì phải thỏa mãn 2 điều kiện sau: Do đó ta chọn cầu chì ПH-2-100 có Idc=80A Tính tương tự cho các thiết bị còn lại trong nhóm động lực và trong toàn bộ phân xưởng để chọn cầu chì Bảng 3.2. Bảng tổng kết chọn cầu chì bảo vệ các thiết bị trong phân xưởng Thiết bị Itt (A) Imm (A) Loại cầu chì Idc (A) Dl1-1 37,984 189,92 75,968 ПH-2-100 80 Dl1-2 37,984 189,92 75,968 ПH-2-100 80 Dl1-3 4,775 23,875 9,55 ПH-2-100 30 Dl1-4 48,112 240,56 96,224 ПH-2-250 120 Dl1-5 48,112 240,46 96,224 ПH-2-250 120 Dl1-6 48,112 240,56 96,224 ПH-2-250 120 Dl1-7 25,323 126,615 50,646 ПH-2-100 80 Dl1-8 25,323 126,615 50,646 ПH-2-100 80 Dl2-1 4,775 23,875 9,55 ПH-2-100 30 Dl2-2 48,115 240,56 96,224 ПH-2-250 120 Dl2-3 48,115 240,56 96,224 ПH-2-250 120 Dl2-4 48,115 240,56 96,224 ПH-2-250 120 Dl2-5 50,644 253,22 101,288 ПH-2-250 120 Dl2-6 48,115 240,56 96,224 ПH-2-250 120 Dl2-7 57,735 288,675 115,47 ПH-2-250 120 Dl3-1 4,775 14,325 9,55 ПH-2-100 30 Dl3-2 48,112 240,56 96,224 ПH-2-250 120 Dl3-3 48,112 240,56 96,224 ПH-2-250 120 Dl3-4 48,112 240,56 96,224 ПH-2-250 120 Dl3-5 50,644 253,22 101,288 ПH-2-250 120 Dl3-6 50,644 253,22 101,288 ПH-2-250 120 Dl3-7 48,112 240,56 96,224 ПH-2-250 120 Dl3-8 25,323 126,615 50,646 ПH-2-250 120 Dl3-9 57,735 288,675 115,47 ПH-2-250 120 Dl4-1 37,984 189,92 75,968 ПH-2-100 80 Dl4-2 37,984 189,92 75,968 ПH-2-100 80 Dl4-3 48,112 240,56 96,224 ПH-2-250 120 Dl4-4 48,112 240,56 96,224 ПH-2-250 120 Dl4-5 48,112 240,56 96,224 ПH-2-250 150 Dl4-6 25,321 126,615 50,646 ПH-2-100 60 Dl4-7 25,321 126,615 50,646 ПH-2-100 60 Dl4-8 57,735 288,675 115,47 ПH-2-250 120 Dl4-9 57,735 288,675 115,47 ПH-2-250 120 Chọn cầu chì-cầu dao tổng CCT bảo