Đề tài Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất gạch men Shijar

h : - Tác động cơ học : cây đổ, gãy, giông bão ... - Tác động bên trong : cách điện hỏng bởi dùng quá nhiệt. * Hậu quả : - Làm phát nóng các bộ phận có dòng ngắn mạch (IN) đi qua dây dẫn làm hư hỏng thiết bị - Có thể sinh ra một lực điện động => có thể phá hủy độ bền cơ học của khí cụ. - Làm mất điện gây nên thiệt hại về kinh tế. - Phá hủy tính đồng bộ của hệ thống. 2. Phương pháp tính dòng điện ngắn mạch : * Mục đích : - Tính dòng ngắn mạch để chúng ta chọn thiết bị và khí cụ bảo vệ cho hệ thống, tự động xác lập chế độ ổn định. * Phương pháp xác định dòng ngắn mạch. Chọn vị trí điểm ngắn mạch. Xác lập sơ đồ làm việc. Đơn giản sơ đồ đẳng trị (làm việc ). Tính toán dòng ngắn mạch. CHƯƠNG III : TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT GẠCH I. ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG : - Giới thiệu phân xưởng : Phân xưởng sản xuất gạch men là nơi có những hoạt động vừa chính xác, vừa có những chấn động nặng, số lượng công nhân không đông lắm, nhà máy làm việc ba ca. Năng suất sản phẩm của phân xưởng đạt 7 ¸8 ngàn mét khối trong ngày. - Diện tích : + Hình dạng : mặt bằng hình chữ nhật. + Chiều rộng : 45 mét. + Chiều dài : 80 mét. + Diện tích : 80 x 45 = 3600m2. - Vị trí đặt máy biến áp : Trạm biến áp của phân xưởng được đặt ngoài trời, phân xưởng chỉ có các tủ điện phân phối và động lực. + Điều kiện nhiệt độ : là phân xưởng không có các thiết bị sinh nhiệt, nên nhiệt độ là nhiệt độ môi trường trung bình ở khu vực miền Đông Nam Bộ từ 28 ¸ 380C. + Điều kiện khác : Phân xưởng có nhiều động cơ kéo băng tải bột, rulô, máy dập ... nên có nhiều bụi đất. Vì vậy các hệ thống điện cần phải được che chắn, môi trường có nhiều chấn động do các hoạt động nặng như khu vực máy dập, động cơ rung sàn bột ..., ta cần chú ý đến các phần tử nối chặt trong hệ thống đường dây. - Tường phân xưởng : + Tường phân xưởng sản xuất gạch men cao 5 mét, xung quanh có gắn cửa sổ kiếng có hệ số phản xạ rtường = 0,30. + Trần cao 5 mét có hệ số phản xạ rtrần = 0,5. + Chiều cao treo đèn là H = 4,5m. +Mức độ rọi tối thiểu(Emin) trong phân xưởng sản xuất gạch men là Emin = 150Lux. - Nhóm máy : + Phân xưởng có : 96 máy và động cơ => n = 96 máy. + Với số lượng máy ở trên được phân thành 6 nhóm như ở bảng 1.4.1b. II. MẶT BẰNG PHỤ TẢI VÀ THÔNG SỐ PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT GẠCH MEN Mặt bằng phụ tải : (Hình 3.1). Thông số phụ tải : (Bảng 1.4.1a). III. PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG - Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán phụ tải, thông thường những phương pháp đơn giản việc tính toán thuận tiện lại cho kết quả không chính xác. Còn việc tính toán chính xác thì đòi hỏi nhiều thời gian, phức tạp hơn. Do đó tùy theo yêu cầu cụ thể, nên chọn phương pháp tính thích hợp. Ở phạm vi luận văn này chọn phương pháp số thiết bị hiệu qủa để tính toán phụ tải động lực của phân xưởng theo từng nhóm thiết bị đã chia trước. Phụ tải điện của phân xưởng sản xuất gạch men gồm phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng. + Phụ tải động lực chủ yếu là các động cơ, máy nghiền, máy bơm ... + Phụ tải chiếu sáng gồm các loại đèn chiếu sáng cho phân xưởng như cao áp, huỳnh quang, nung sáng ... å n i =1 Căn cứ vào vị trí lắp đặt, tính chất và chế độ làm việc của các thiết bị được chia ra làm 6 nhóm máy (ở chương trước). Theo phương pháp tính toán nêu ở chương II để tính phụ tải tính toán ta áp dụng công thức : Ptt = Kmax.Ksd. Pđmi IV. TÍNH PHỤ TẢI (Ptt) TỪNG NHÓM 1. Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng : Để tìm hệ số sử dụng (Ksd) của phân xưởng ta dựa vào đồ thị phụ tải ngày để tính toán theo công thức : P1t1 + P2t2 + ...+ Pntn Pđm(t1 + t2 + ... + tn) Ksd = Ksd = 0,8 a. Tính toán cho nhóm máy 1 : STT Tên máy Số lượng Công suất P(KW) cosj Ksd 1 2 3 Máy nghiền Băng tải Máy khuấy bùn 4 4 3 150.4 = 600 5,5.4 = 22 5,5 . 3 = 16,5 0,86 0,72 0,75 0,8 0,8 0,8 Cộng nhóm 1 11 638,5 å 11 i =1 Tổng số máy n = 11. Tổng công suất : Pđmi = 638,5KW. 150 2 Công suất lớn nhất của một thiết bị trong 11 thiết bị là Pmax = 150KW. => ½ Pmax = = 75KW n1 n 4 11 => n1 = 4 n* = = = 0,36 å 4 i =1 Tổng công suất thiết bị có công suất lớn hơn ½ Pmax. å 4 i =1 å 4 i =1 P1 Pđmi 600 638,5 P1 = 4. 150 = 600KW P* = = = 0,94 Từ n*, P* tra bảng (1) ở phụ lục, tìm nhq* Ta có : nhq* = 0,4 => nhq = nhq*.n = 0,4 . 11 = 4,4. Từ nhq và Ksd tra bảng (2) ở phụ lục, tìm Kmax å 11 i =1 Ta được Kmax = 1,14. Ptt1 = Kmax.Ksd. Pđmi = 1,14.0,8.638,5 = 582,3 (KW) åPđmi.cosji åPđmi Tính hệ số cosj trung bình của nhóm 1 : Cosjtb = 4.150.0,86 + 4.5,5.0,72 + 3.5,5.0,75 638,5 544,22 638,5 Cosjtb= Cosjtb = = 0,85 => tgjtb = 0,62 Qtt1 = Ptt1.tgjtb = 582,3.0,62 Qtt1 = 361,1 (KVAR) Phụ tải tính toán của các nhóm máy còn lại của phân xưởng sản xuất gạch men, từ thông số phụ tải có ở bảng 1.4.1b. Tương tự như cách tính trên của nhóm máy 1, ta suy ra được kết qủa ở bảng 3.1. STT Tên nhóm máy åPđm (KW) Ksd Kmax cosj/tgjtb Ptt (KW) Qtt (KVAR) Stt (KVA) Itt (A) 1 1 638,5 0,8 1,14 0,85/0,62 582,3 361,1 685,17 1041 2 2 73 0,8 1,09 0,78/0,80 63,66 50,93 81,53 123,87 3 3 210 0,8 1,14 0,78/0,80 191,52 153,22 245,27 372,65 4 4 42 0,8 1,07 0,77/0,83 35,95 29,84 46,72 70,98 5 5 63 0,8 1,08 0,82/0,70 54,43 38,1 66,44 100,95 6 6 52,5 0,8 1,04 0,76/0,87 43,68 38 57,9 87,97 2. Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng : Trong phân xưởng ngoài ánh sáng tự nhiên ta còn sử dụng ánh sáng nhân tạo. Vì ánh sáng tự nhiên không đáp ứng đầy đủ cho phân xưởng. Vấn đề chiếu sáng cũng quan trọng vì ánh sáng ảnh hưởng đến năng suất lao động của công nhân, ánh sáng không đủ khiến công nhân làm việc căng thẳng gây hại mắt, hại sức khỏe tạo nhiều phế phẩm và năng suất lao động thấp. Công suất dùng để chiếu sáng cho phân xưởng được xác định theo phương pháp tính toán chiếu sáng theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. Đó là từng đối tượng chiếu sáng cần bao nhiêu công suất trên một đơn vị diện tích theo một mức độ nào đó là đủ, ta gọi đó là suất phụ tải chiếu sáng là P0. Như vậy công thức cần tính toán cho toàn phân xưởng là : Pttcs = Po.F Trong đó : Pttcs : công suất chiếu sáng cho toàn phân xưởng. P0 : Suất phụ tải chiếu sáng, W/m2 (P0 = 12W/m2) F : diện tích phân xưởng, m2. Theo sơ đồ của phân xưởng sản xuất có diện tích F = 3600m2 Vậy : Pttcs = P0.F = 12.3600 = 43200 (W) = 43,2 (KW) 3. Công suất tính toán của toàn phân xưởng sản xuất gạch men Shijar. Được tính theo công thức : å å Trong đó :Kđt : Hệ số xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm trong phân xưởng , Kđt = 0,8 (*) Giáo trình CCĐ trang 595 TG Nguyễn Xuân Phú Sttpx = 0,8 . 1216,63 = 973,3 (KVA) Dòng điện tính toán của phân xưởng được xác định bởi công thức sau : V. TÂM PHỤ TẢI * Ý nghĩa của tâm phụ tải : Nếu đặt tủ phân phối chính hoặc trạm biến áp nguồn tại tâm phụ tải thì những tổn hao về kim loại màu, điện áp, điện năng trên dây dẫn là ít nhất. Vậy khi thiết kế hay đánh giá một hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng chúng ta phải xác định được tâm phụ tải, từ đó xác định vị trí đặt trạm biến áp. Cách định tâm phụ tải : chọn trục tọa độ oxy, xác định tọa độ của từng phụ tải. å å å å Toạ độ tâm phụ tải I, được xác định : Trong đó : Xi, Pđmi : Hoành độ, công suất định mức của nhóm máy thứ i. å n i = 1 Yi, Pđmi : Tung độ, công suất định mứ c của nhóm máy thứ i. đmi : Tổng công suất định mức của nhóm máy. Dựa vào sơ đồ mặt bằng phân xưởng sản xuất gạch (hình 3.1) xác định tâm phụ tải của phân xưởng nhà máy : XI = 60 m YI = 27m Vậy tọa độ của tâm phụ tải là : ( 60m; 27 m). CHƯƠNG IV : TRẠM BIẾN ÁP 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. I. VỊ TRÍ SỐ LƯỢNG CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP - Vị trí : việc chọn vị trí lắp đặt máy biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu sau : + Gần tâm phụ tải. + 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. 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 xí nghiệp thuận lợi về mặt vận hành, sửa chữa an toàn. - 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. - Dung lượng máy biến áp : Máy biến áp có công suất đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải : SMBA ³ Sptải ; DAMBA : bé nhất Với diện tích mặt bằng hiện nay của xí nghiệp khả năng mở rộng thêm phụ tải trong tương lai là không lớn lắm. Tuy nhiên khả năng mở rộng phụ tải của xí nghiệp trong tương lai theo dự đoán là 500KVA. Để đảm bảo việc lựa chọn dung lượng máy biến áp ta có thể lấy giá trị phụ tải tính toán thực tế của xí nghiệp cộng thêm công suất dự đoán mở rộng. Ta có : Công suất biểu kiến tính toán của toàn phân xưởng là : Sttpx = 973,3 KVA Công suất dự đoán mở rộng Smr = 500KVA Vậy để chọn dung lượng MBA ta dựa vào công thức tổng là : SMBA ³ Sttpx + Smr = 973,3 + 500 = 1473,3 (KVA) Xuất phát từ thực tế nhà máy có nguồn phát điện dự phòng riêng. Do dó để chọn dung lượng máy biến áp ta có thể chọn theo hai phương án : * Phương án 1 : Dùng một máy biến áp ba pha dung lượng 1600KVA. * Phương án 2 : Dùng hai máy biến áp mỗi máy có dung lượng 1000KVA. Xét chi phí đầu tư cũng như tổn thất khi vận hành nhỏ nhất mà không làm ảnh hưởng đến tính liên tục cung cấp điện cho phân xưởng. II. SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN 1. Phương án 1 : Thiết kế trạm biến áp có một máy biến áp với dung lượng 1600KVA. Tra sổ tay thiết bị điện và tự động hóa, có được các số liệu sau : DP0 = 4,5KW DPN = 16,5KW I0% = 1,3 Un% = 5,5 Với : P0 : Tổn thất công suất tác dụng không tải của máy biến áp. PN : Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch. I0% : Dòng điện không tải của máy biến áp. UN% : Điện áp ngắn mạch của máy biến áp. * Tổn thất công suất phản kháng : DQ0 Trong đó : DP0’ = DP0 + Kkt.DQ0 DPN’ = DPN + Kkt.DQN Với Kkt : Đương lượng kinh tế của công suất phản kháng có giá trị từ 0,02 ¸0,15 chọn Kkt lấy giá trị trung bình : Kkt = 0,05 Do đó : DP0’ = DP0 + Kkt.DQ0 = 4,5 + 0,05. 20,8 = 5,54(KW). DPN’ = DPN + Kkt.DQN = 16,5 + 0,05.88 = 20,9 (KW). Suy ra : * Tổn thất điện năng trong máy biến áp DA tổn thất điện năng trong máy biến áp được tính theo công thức : Trong đó : DP’0 : Tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần đo công suất phản kháng gây ra. KW. DP’N : Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch kể cả phần do công suất phản kháng gây ra, KW. t : Thời gian vận hành MB trong một năm, thường lấy bằng : t = 8760 giờ. T : Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất tính bằng giờ : T = 5000h (Do làm việc ba ca). Spt, Sđm : Phụ tải và dung lượng định mức của máy biến áp, KVA. Vậy : 2. Phương án 2 : Thiết kế trạm biến áp có hai máy biến áp với dung lượng mỗi máy lá 1000KVA. Tra sổ tay tra cứu cung cấp điện, ta có các số liệu sau : DP0 = 3,3KW DPN = 11,6KW I0% = 3 UN% = 5,5 Trình tự tính toán như phương án 1 : DP0’ = DP0 + Kkt.DQ0 = 3,3 + 0,05. 30 = 4,8(KW). DPN’ = DPN + Kkt.DQN = 11,6 + 0,05.55 = 14,35 (KW). Tổn thất công suất toàn bộ : * Tổn thất điện năng trong máy biến áp : Giả sử giá thành lắp đặt trạm biến áp cho : Phương án 1 : 350 triệu đồng Phương án 2 : 500 triệu đồng Từ hai phương án trên ta có bảng sau : phương án Dung lượng (KVA) Số lượng máy DP’0 (KW) DP’N (KW) DA (KWh) Giá tiền triệu đồng 1 1600 1 5,54 20,9 87200 350 2 1000 2 4,8 14,35 118080 500 3. So sánh hai phương án về phương diện kinh tế và kỹ thuật. a. Phương diện kỹ thuật. Cả hai phương án trên đều đảm bảo nhu cầu cung cấp điện cho phân xưởng nhà máy. b. Phương diện kinh tế. Qua kết quả tính ở bảng trên cho thất phương án 1 kinh tế hơn phương án 2 .Cụ thể như sau : - Tổn thất điện năng tính theo phương án 2 lớn hơn tổn thất điện năng khi tính theo phương án 1 là : D A = DA2 - DA1 = 118080 – 87200 = 30880(KWh) Giả sử giá tiền của một KWh là 800đ thì số tiền tiết kiệm được khi dùng phương án 1 trong 1 năm là : 30880.800 = 24704000 đồng. Nếu dùng phương án hai thì ta phải đầu tư thêm tiền mua máy biến áp là 500 – 350 = 150 triệu đồng * Thời gian thu hồi vốn đầu tư là : Qua việc so sánh hai phương án trên ta thấy việc chọn phương án 1 là phù hợp và kinh tế hơn về mặt : + Vốn đầu tư mua máy. + Tiết kiệm được chi phí vận hành hàng năm. + Tổn hao về điện năng. * Kết luận : Chọn phươn án 1 để thiết kế trạm biến áp cho phân xưởng sản xuất gạch men. III. SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRẠM BIẾN ÁP - Sơ đồ nối dây trạm biến áp phải thỏa mãn các điều kiện sau : + Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải. + Sơ đồ đấu dây phải rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và xử lý lúc sự cố. + Hợp lý về mặt kinh tế trên cơ sở đảm bảo về kỹ thuật. + An toàn lúc vận hành. * SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA TRẠM BIẾN ÁP : . . . . . . . . . . 0,4KV spt BA DLC CB11 DLC CB2 15–20KV/0,4KV LA FCO 15KV Điện áp của LA được tính theo biểu thức : IV. CHỌN NGUỒN DỰ PHÒNG Do yêu cầu đảm bảo sản xuất liên tục kể cả trong trường hợp mất điện, cần phải chọn nguồn dự phòng. Muốn thực hiện được yêu cầu này ta phải dự kiến thêm một đường dây phụ nối từ thanh cái điện áp thấp của trạm điện để đặt máy phát Diezen dự phòng trong trường hợp sự cố mất điện máy này sẽ vận hành. Để chọn nguồn dự phòng cho phù hợp với đặc điểm của nhà máy cần có mối quan hệ mật thiết với phụ tải, cấp điện áp, sơ đồ cung cấp, bảo vệ tự động hóa và chế độ vận hành. + Về công suất của máy phát, theo tính toán ở chương trước ta có : Sttpx = 973,3KVA vậy ta chọn máy có công suất là : SMF = 1500KVA CHƯƠNG V : CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ I. KHÁI QUÁT Trong thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất gạch men SHIJAR, việc chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ là một khâu không thể thiếu được. Điều kiện vận hành các thiết bị, khí cụ và các bộ phận dẫn điện khác có ở một trong ba chế độ cơ bản sau : + Chế độ làm việc bình thường (lâu dài, liên tục). + Chế độ quá tải. + Chế độ ngắn mạch. Trong chế độ làm việc bình thường : Các thiết bị, khí cụ và các bộ phận dẫn điện khác sẽ làm việc tin cậy nếu các thông số (dòng điện, điện áp ...) của chúng nằm trong thông số định mức. Các thông số nhỏ hơn hoặc bằng thông số định mức. Trong chế độ quá tải : Dòng điện qua các thiết bị, khí cụ và các bộ phận dẫn điện khác sẽ lớn hơn so với dòng điện định mức. Ilv> Iđm Nếu trong phạm vi cho phép : Ilv £ Iqtcp Nếu ngoài phạm vi cho phép : Ilv > Iqtcp khí cụ bảo vệ phải tác động. Thường những khí cụ bảo vệ quá tải phải cho phép một thời gian. Trong chế độ ngắn mạch : Các thiết bị khí cụ và cá bộ phận dẫn điện khác sẽ đảm bảo sự làm việc tin cậy nếu qúa trình lựa chọn chúng có các thông số theo đúng điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. IN >> Iđm => khí cụ phải tác động tức thời. * Điều kiện chọn các thiết bị, khí cụ : Để chọn khí cụ ta chọn theo điều kiện làm việc lâu dài và kiểm trổng định khi có sự cố : - Chọn theo điều kiện lâu dài : Uđmkc ³ Ulvmạng Iđmkc ³ Ilvmax - Kiểm tra khi có sự cố : + Kiểm tra ổn định động : (Ổn định lực điện động) iôđđ > ixk Trong đó : iôđđ : Dòng điện mà độ bền cơ khí của khí cụ điện chịu đựng được. ixk : Dòng điện xung kích khi có ngắn mạch. + Kiểm tra ổn định nhiệt : (ổn định về nhiệt lượng) : * Khi xuất hiện dòng điện ngắn mạch thì sẽ có một xung lượng nhiệt xuất hiện trên khí cụ : bN = R.i2N.tN Trong đó : iN : Dòng ngắn mạch ổn định. tN : Thời gian tồn tại ngắn mạch, tính từ lúc xảy ra ngắn mạch đến khi khí cụ cắt được dòng ngắn mạch. * Khí cụ có khả năng chịu nhiệt đến một độ nhất định nào đó đặc trưng bởi dòng ổn định nhiệt định mức. bkc = R.iôđm.tgt Trong đó : bkc : Xung lượng nhiệt mà khí cụ có thể chịu đựng được. iôđn : Dòng đặc trưng cho mức độ ổn định nhiệt. tgt : Thời gian giả thiết tồn tại ngắn mạch. Điều kiện ổn định nhiệt : bN < bkc ó R.i2N.tN < R.iôđn.tgt Tóm lại : Chúng ta chọn khí cụ cao áp thỏa mãn các điều kiện sau : Uđmkc > Umạng Iđnkc > Ilvmax iôđđ > ixk iođn > i¥ với i¥ = iN Ngoài ra còn chọn khí cụ theo kiểu, loại, hãng sản suất. II. CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ HẠ ÁP CHO CÁC MÁY VÀ NHÓM MÁY 1. Chọn dây dẫn : Có ba phương pháp chọn tiết diện dây dẫn : Chọn theo dòng phát nóng cho phép (dòng điện làm việc lâu dài cho phép). Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. * Điều kiện chọn dây dẫn : Dây phải chịu được dòng tải lớn nhất. Tổn thất điện áp do dòng qua dây phải nằm trong phạm vi cho phép. Giá thành rẻ. * Phạm vi ứng dụng : Mạng điện phân xưởng tải nhỏ, khoảng cách truyền tải ngắn. => DUpx < D Ucp không cần điều kiện kinh tế. - Độ phát nóng trong phân xưởng lớn do nhiệt độ làm việc cao. => chọn theo phương pháp điều kiện phát nóng. Icp ³ I lvmax Có thể kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp đối với các phân xưởng có tải lớn hoặc rộng. * Phương pháp : Chọn dây đồng cách điện bằng cao su cho mạng điện là của CADIVI do công ty dây và cáp điện Việt Nam sản xuất theo tiêu chuẩn quốc tế. Chọn tiết diện dây dẫn trên cơ sở chọn điều kiện phát nóng. Ilvmax £ K1K2K3.Icp Trong đó : Ilvmax : Dòng điện làm việc lớn nhất, A Đối với dây dẫn cung cấp cho từng máy riêng lẻ thì : Ilvmax = Iđm Đối với dây dẫn cung cấp cho từng nhóm máy : Ilvmax = Ittnh Icp : Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của cáp hoặc dây dẫn A. K1K2K3 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường 2. Điều kiện để chọn máy cắt (CB) : CB được lắp đặt nối tiếp trên các đường dây cung cấp điện với phụ tải. Nhiệm vụ : Bảo vệ ngắn mạch hay quá tải cho mạng điện. * Điều kiện để chọn CB : UđmCB ³ Uđm IlvCB ³ Ilvmax * Chọn dây dẫn, CB cho từng nhóm máy : Dựa vào bảng 3.1. có được dòng điện tính toán của từng nhóm máy. - Nhóm 1 : với Itt1 = 1041 (A) chọn K1 = 0,92 (*) chọn CB : NF 1250 – SS có : UđmCB = 600 (V) IđmCB = 1250 (A) (*) Tra bảng 2 – 57 trang 655 CCĐ - TG Nguyễn Xuân Phú I cắt = 85 (KA) - Chọn dây dẫn có tiết diện 250mm2, mỗi pha ba sợi, với dòng điện cho phép là 1220A cho nhóm máy 1. Tươn tự cách tính toán trên có được tiết diện dây dẫn và CB cho các nhóm máy còn lại ở bảng 5.1. Bảng 5.1 Nhóm máy Ptt (KW) Itt (A) Tiết diện (mm2) Icp (A) Tên CB ký hiệu mc Uđm (V) Iđm (A) I cắt (KA) 1 582,3 1041 3xCV250 1220 NF1250-SS 660 1250 85 2 63,66 123,87 CV 35 140 NF160-SH 500 160 50 3 191,52 372,65 CV 200 443 NF630-SS 500 500 50 4 35,95 70,98 CV 14 88 NF100-SH 500 100 50 5 54,43 100,95 CV 35 140 NF160-SH 500 160 50 6 43,68 87,97 CV 25 115 NF160-SS 500 150 25 · Chọn dây dẫn và CB cho từng máy : (thông số ở bảng 1.4.1b) Trong nhóm 1 : Với máy nghiền : có Iđm = 255A. Ilv £ K1.Icp Chọn Ilv = Iđm Suy ra : Icp ³ 277,17 (A) Chọn CB NF400 – SScó : UđmCB = 660 (V) IđmCB = 400 (A) Icắt = 50 (KA) Chọn dây dẫn có tiết diện CV120mm2, với dòng điện cho phép là 324 (A) cho một máy nghiền. Tương tự cách tính và lựa chọn như trên ta có được tiết diện dây dẫn và CB cho từng máy còn lại ở phân xưởng trong bảng 5.2. Bảng 5.2. Tên máy Công suất P(KW) Dòng điện I (A) Tên CB Số lượng Tiết diện mm2 (1) (2) (3) (4) (5) (6) Máy nghiền Băng tải Máy dập Quạt gió Động cơ kéo dây chuyền Động cơ kéo rulô Máy hút bụi Máy khuấy bùn Máy nén khí Động cơ kéo xe chứa Bơm áp lực Bơm nước Máy đóng gói 150 5,5 45 10 0,75 1,5 75 5,5 4 7,5 15 3 1,5 255 11 79 20 1,8 3,4 125 11 8 15 28 6,5 3,4 NF400 – SS NF30 – SS NF100 – SS NF30 – SS NF30 – SS NF30 – SS NF160 – SS NF30 – SS NF30 – SS NF30 – SS NF50 – SH NF30 – SS NF30 – SS 4 8 3 1 30 20 1 5 6 8 2 6 2 3 x CV 120 CVV4 x 2 CVV4 x 38 CVV4 x 4 CVV4 x 2 CVV4 x 2 3 x CV 35 CVV4 x 2 CVV4 x 2 CVV4 x 2 CVV4 x 6 CVV4 x 2 CVV4 x 2 III. CHỌN THANH DẪN TỦ PHÂN PHỐI : Sơ bộ ta chọn thanh dẫn tủ phân phối chính CB tiết diện theo mm2, chiều dài l = 0,5m, làm bằng đồng, a = 240mm (khoảng cách giữa các pha). 1. Chọn thanh dẫn ở tủ phân phối chính : Chọn thanh dẫn bằng đồng. Đối với xí nghiệp làm việc ba ca thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax là 5000 đến 7000giờ/năm. (Tra bảng 8 – 6 trang 274 – CCĐ Tg Nguyễn Xuân Phú) chọn mật độ dòng điện kinh tế là Jkt = 1,8 A/mm2. Tiết diện thanh dẫn chọn theo mật độ dòng điện kinh tế CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN VÀ NGẮN MẠCH CHO PHÂN XƯỞNG I. KHÁI QUÁT : Để đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện, để xác định tổng phụ tải, chọn các phần tử của mạng điện và thiết bị điện, xác định phương án bù công suất phản kháng, biện pháp điều chỉnh điện áp nhằm nâng cao chất lượng điện, chúng ta phải căn cứ vào các số liệu tính toán về điện. Tính toán về điện bao gồm việc tính các loại tổn thất trong cung cấp điện như tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp cũng như các tính toán về phân bố công suất trong mạng điện kín, lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp tính toán các chế độ vận hành ... Do đó tính toán về điện đóng vai trò quan trọng việc thiết kế và vận hành hệ thống điện. II. TÍNH TOÁN TỔN THẤT KHI TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG TRONG PHÂN XUỞNG SẢN XUẤT GẠCH MEN SHIJAR. 1. Tính tổn thất công suất trên đường dây của phân xưởng. Đường dây tải điện từ nguồn đến nơi tiêu thụ ở phân xưởng cung cấp cho phụ tải có điện áp là 0,38KV. Để đơn giản trong việc tính toán đường dây bỏ qua điện dẫn tác dụng và dung dẫn. Xác định tổn thất công suất dùng công thức : (*) Với R : Điện trở dây dẫn, W R = r0.l r0 : Điện trở trên một đơn vị chiều dài, W/Km. l : Chiều dài dây, Km. X : Điện kháng dây dẫn , W X = x0.l x0 : Cảm kháng trên một đơn vị chiều dài, W/Km (*) Công thức (6.18) trang 117 – CCĐ – Tg Nguyễn Xuân Phú P : Công suất tác dụng, MW. Q : Công suất phản kháng, MVAR. Uđm : Điện áp định mức, KV. 1.1. Tính toán tổn thất công suất của đường dây từ tủ phân phối chính tới tủ động lực các nhóm : * Nhóm 1 : Với tiết diện CV250mm2, mỗi pha ba sợi, có được : r0 = 0,08 W/Km x0 = 0,20 W/Km (*) phụ lục bảng (3) l = 0,042 KM. R = 0,08.0,042 = 0,0034 (W) X = 0,20.0,042 = 0,0084 (W) Suy ra : * Nhóm 2 : Với tiết diện dây dẫn : CV 35mm2 có được : r0 = 0,57W/Km x0 = 0,26 W/Km l = 0,030Km R = 0,57.0,03 = 0,0171W X = 0,26. 0,03 = 0,0078 W Suy ra : * Nhóm 3 : Với tiết diện dây dẫn : CV 200mm2 có được : r0 = 0,08W/Km x0 = 0,2 W/Km l = 0,02Km R = 0,08.0,02 = 0,016W X = 0,2. 0,02 = 0,004 W Suy ra : * Nhóm 4 : Với tiết diện dây dẫn : CV 14mm2 có được : r0 = 1,25W/Km x0 = 0,2 9W/Km l = 0,027Km R = 1,25.0,027 = 0,0338W X = 0,29. 0,027 = 0,0078 W Suy ra : * Nhóm 5 : Với tiết diện dây dẫn : CV 35 mm2 có được : r0 = 0,57 W/Km x0 = 0,2 6W/Km l = 0,063 Km R = 0,57.0,063 = 0,0359W X = 0,26. 0,063 = 0,0164W Suy ra : * Nhóm 6 : Với tiết diện dây dẫn : CV 25 mm2 có được : r0 = 0,80 W/Km x0 = 0,2 7W/Km l = 0,022 Km R = 0,8.0,022 = 0,0176W X = 0,27. 0,022 = 0,0059W Suy ra : Vậy tổng tổn thất công suất tác dụng lên đường dây là : DPđđ = 21,3KW 2. Tổn thất điện năng trên đường dây phân xưởng : Công thức : D Ađd = DPđd.T (KWh) (*) Công thức (6.31) tr.122 –CCĐ Với T : Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất trong năm, giờ. D Pđd : Tổn thất công suất tác dụng của phân xưởng, KW. Suy ra : D A = DPđd.T = 21,3. 7000 D A = 149100 (KWh) 3. Tổn thất điện áp đường dây ba pha từ tủ phân phối chính tới tủ động lực : Tổn thất điện áp cho phép D U £ 5%. Nếu DU> 5% cần nâng tiết diện dây lên một cấp. Tính sụt áp trên từng lộ được xác định theo công thức : DU 380 4. So sánh tổn thất điện áp trên đường dây với điện áp định mức thấp 380V. DU% = . 100 13,18 380 DU Uđm Đường dây ba pha từ tủ phân phối chính tới tủ động lực nhóm 1 : DU% = .100 = .100 = 3,47% Tư tự cách tính trên, tính được DU% cho các nhóm máy còn lại ở bảng 6.1. BẢNG TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP ĐƯỜNG DÂY BA PHA TRONG PHÂN XƯỞNG Nhóm máy DP(KW) DQ (KVAR) DU (V) DU% Ghi chú 1 11 27 13,2 3,47 2 2,3 1 11,5 3,02 3 2 5 7,3 1,92 4 1,5 0,3 11,1 2,92 5 3,3 1,5 20,2 5,32 Không phù hợp 6 1,2 0,4 7,7 2,02 Với tổn thất điện áp cho phép là : DU < 5% từ bảng trên, ta thấy nhóm máy 5 có tổn thất điện áp đường dây ba pha lớn hơn 5%. Nên chọn lại số liệu dây dẫn cho các nhóm máy này có tiết diện lớn hơn một cấp so với tiết diện đã chọn ở bảng 5.1. Vậy số liệu dây dẫn chọn lại thỏa mãn điều kiện tổn thất công suất trên đư