Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo đồng hồ đo chính xác, đánh giá hiện trạng và các giải pháp nhằm giảm tổn thất trên lưới điện trung áp của thị xã Sơn La, tỉnh Sơn La

W BATT-B1 35 0,22 0,105 0,668 0,073 0,011 BATT-B2 35 0,095 0,105 0,668 0,031 0,01 BATT-B3 10 0,25 0,127 2,33 0,291 0,031 BATT-B4 25 0,275 0,109 0,927 0,127 0,015 BATT-B5 16 0,225 0,117 1,47 0,33 0,026 BATT-B6 25 0,26 0,109 0,927 0,241 0,028 Trạm biến áp phân xưởng : Các trạm BAPX ta chọn 3 loại MBA do Công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo , không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. - Loại 750 KVA có: Uc =6,3kv, UH =0,4kv, DP0 =1,27kw; DPN = 6,51kw; UN% =5. ® - Loại 500 KVA có: Uc =6,3 kv, UH = 0,4kv, DP0 =0,97 kw; DPN = 5,34 kw; UN% =5. ® - Loại 250 KVA có: Uc =6,3 kv, UH = 0,4kv, DP0 =0,65 kw; DPN = 3,2 kw; UN% =5. ® - Các máy BAPX khác được tính tương tự, kết quả ghi trong bảng sau Bảng 4-2 Máy biến áp Sđm kVA DPN kw UN% RB, W XB, W B1 750 6,51 5 1,85.10-3 0,053 B2 750 6,51 5 1,85.10-3 0,053 B3 250 3,2 5 8,192.10-3 0,032 B4 750 6,51 5 1,85.10-3 0,053 B5 500 5,34 5 3,4.10-3 0,016 B6 750 6,51 5 1,85.10-3 0,053 4.3. TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH: Ngắn mạch tại điểm N1 : HT XHT ZD N1 - Sơ đồ thay thế Ta có : - - ixk1 = - SN1 = Tính ngắn mạch tại điểm N2 : HT XHT ZBT N2 ZD - Sơ đồ thay thế Ta có : RS2 = R1QĐ + RBTQĐ = 0,101 + 0,04 = 0,105 (W) XS2 = X1QĐ + XBTQĐ = 0,148 + 0,045 = 0,193 (W) - ixk2 = - SN2 = Ngắn mạch tại N3: HT XHT ZBT N3 ZD ZC1 - Sơ đồ thay thế - Tính IN3 cho tuyến BATT - B1: Ta có : R3 = RS2 + RC1 = 0,105 + 0,073 = 0,178 (W) X3 = XS2 + XC1 = 0,193 + 0,011 = 0,204 (W) ® - ixk3-C1 = - SN3 = Tính tương tự cho các đường cáp khác, kết quả được ghi trong bảng sau. Bảng 4-3 Đường cáp R3, W x3, W IN3, kA ixk3; kA SN3 MVA BATT-B1 0,178 0,204 13,43 34,2 146,54 BATT-B2 0,136 0,203 14,88 37,89 162,43 BATT-B3 0,396 0,224 7,99 20,35 87,23 BATT-B4 0,232 0,208 11,67 29,71 127,38 BATT-B5 0,435 0,219 7,46 19.01 81,49 BATT-B6 0,346 0,221 8,86 22,55 96,68 Ngắn mạch tại N4: HT XHT ZBT N4 ZD ZC ZBX - Sơ đồ thay thế ® - ixk4 = - SN4 = Tính tương tự cho các tuyến còn lại ta có bảng sau: Bảng 4-4 Đường cáp R4, W X4, W IN4, kA ixk4; kA SN4 MVA BATT-B1 2,56.10-3 0,0538 4,28 10,9 2,96 BATT-B2 1,85.10-3 0,053 4,35 11,08 3,013 BATT-B3 8,192.10-3 0,032 6,99 17,79 4,84 BATT-B4 1,85.10-3 0,053 4,35 11,08 3,013 BATT-B5 3,4.10-3 0,016 14,11 35,93 9,77 BATT-B6 1,85.10-3 0,053 4,35 11,08 3,013 4.4. CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ: 4.4.1. Chọn và kiểm tra máy cắt . Điều kiện chọn và kiểm tra: - Điện áp định mức, kv : UđmMC ³ Uđm.m - Dòng điện lâu dài định mức, A : Iđm.MC ³ Icb - Dòng điện cắt định mức, kA : Iđm.cắt ³ IN - Dòng ổn định động, kA : Iđm.đ ³ ixk - Dòng ổn định nhiệt : tđm.nh³ I¥ a. Chọn máy cắt đường dây trên không 35kV: - Chọn máy cắt SF6 loại 8DB10 do SIEMENS chế tạo có bảng thông số sau: Loại Uđm, kv Iđm, A Iđm.C, kA iđ, kA 8DB10 35 2500 31,5 80 - Kiểm tra: Iđm.MC ³ Icb =148,08 (A) Iđm.cắt ³ IN = 3,54 (KA) iđm.đ ³ ixk = 9,01 (kA) Máy cắt có dòng định mức Iđm > 1000A do đó không phải kiểm tra dòng ổn định nhiệt. b. Chọn máy cắt hợp bộ 6,3kv : - Các máy cắt nối vào thanh cái 6,3kv chọn cùng một loại SF6, ký hiệu 8DC11 do SIEMENS chế tạo có bảng thông số sau: Loại Uđm,kV Iđm, A Iđm.C, 2s kA iđ, kA 8DC11 7,2 1250 25 63 - Kiểm tra : Iđm.MC ³ Icb = 120,23 (A) Iđm.cắt ³ IN = 14,88 (kA) iđm.đ ³ ixk = 37,89 (KA) 4.4.2. Chọn và kiểm tra dao cách li cấp 35 kV: Điều kiện chọn và kiểm tra: - Điện áp định mức, kV : UđmDCL ³ Uđm.m - Dòng điện lâu dài định mức, A : Iđm.DCL ³ Icb - Dòng ổn định động, kA : iđm.đ ³ ixk - Dòng ổn định nhiệt, kA : tđm.nh.I2 đm.nh ³ tqđ.I2¥ Chọn dao cách li đặt ngoài trời, lưỡi dao quay trong mặt phẳng nằm ngang loại 3DE do SIEMENS chế tạo: Loại Uđm, kv Iđm, A INt, kA IN max, kA 3DC 36 1000 25 60 - Kiểm tra: UđmDCL ³ Uđm.m = 35 kV Iđm.DCL ³ Icb =148,08 A IN max ³ ixk = 37,89 kA 4.4.3. Chọn tủ cao áp trọn bộ cấp 6,3kv : - Chọn tủ cao áp trọn bộ, có dao cách ly 3 vị trí, cách điện bằng SF6 do SIEMENS chế tao, loại 8DH10 Loại tủ Uđm, kV Iđm, A INt, kA IN max, kA Thiết bị 8DH10 7,2 200 25 25 Dao cắt phụ tải Cầu chì 4.4.4. Chọn và kiểm tra Aptomat . - Với trạm 2 MBA ta đặt 2 tủ aptomat tổng, 2 tủ aptomat nhánh và 1 tủ aptomat phân đoạn. - Với trạm 1MBA ta đặt 1 tủ aptomat tổng và 1 tủ aptomat nhánh. - Mỗi tủ aptomat nhánh đặt 2 aptomat. Aptomat được chọn theo dòng làm việc lâu dài: - Với aptomat tổng sau máy biến áp, để dự trữ có thể chọn theo dòng định mức của MBA. - Aptomat phải được kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch : ICắt đm ³ IN Dòng qua các aptomat: - Dòng lớn nhất qua aptomat tổng, MBA 750 kVA - Dòng lớn nhất qua aptomat tổng, MBA 400 kVA - Dòng lớn nhất qua aptomat tổng, MBA 250 kVA Bảng 4-5 Trạm biến áp Loại Số lượng Uđm ( V ) Iđm (A) ICắt (kA) I”N4 (kA) B1,B2,B4 (2x750 KVA) CM1600N C801N 3 4 690 690 1600 800 50 25 22,35 B3 (2 x 250 KVA) C801N NS400N 3 4 690 690 800 400 25 10 17,24 B5 (1x 500KVA) C801N NS400N 3 4 690 690 800 400 25 10 17,24 B6 (1x 750KVA) C801N NS400N 3 4 690 690 800 400 25 10 17,24 4.4.6. Chọn và kiểm tra thanh dẫn: - Thanh dẫn cấp điện áp 6,3 kv được chọn thanh dẫn đồng cứng. Chọn thanh dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: K1 . K2 . ICP ³ Icb. - Thanh dẫn đặt nằm ngang : K1=0,95. - K2 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ. Trong đó : qcp =700c : nhiệt độ cho phép lớn nhất khi làm việc bình thường. q0 =250c : nhiệt độ môi trường thực tế. ® K2 = 0,88 - Chọn Icb theo điều kiện quá tải của máy biến áp: Chọn thanh dẫn đồng, tiết diện tròn 40x5, có dòng Icp =700(A) Kiểm tra điều kiện ổn định động: dcp ³ dtt a h b - Lực tính toán do tác dụng của dòng điện ngắn mạch : Trong đó : l =100cm : khoảng cách giữa các sứ . a =50cm : khoảng cách giữa các pha. ixk : dòng điện xung kích của ngắn mạch ba pha, A ta có : ixk =.1,8 . I”N2 =.1,8 . 4,6 = 11,71.103 A ® Ftt =1,76.10-8..(11,71.103 )2 = 4,83 KG. - Mô men uốn : - Ứng suất tính toán : (cm3) Thanh dẫn có b =0,5cm ; h = 4cm ® Ứng suất cho phép của thanh dẫn đồng dcp=1400kG/cm2 ® dcp >> dtt= 36,23(kG/cm2). Kiểm tra ổn định nhiệt : Ta có: a =7; I¥= 4,6 (KA); tqđ = 0,12s ® a. I¥= 7 . 4,6 . = 11,15 mm2 . ® S =40 . 5 = 200mm2>> 11,15mm2 . 4.4.7. Chọn và kiểm tra sứ : Ftt Chọn sứ đỡ đặt ngoài trời do Liên Xô chế tạo loại OỉH-10-500(ỉH-10) Có Uđm =10kv, Fph =500 KG. - Kiểm tra ổn định động : Fcp ³ Ftt. Thanh dẫn đặt nằm ngang nên lực tác động cho phép trên đầu sứ là Fcp=0,6Fph ® 0,6 Fph ³ Ftt . ® , sứ chọn thoã mãn. 4.4.8. Chọn biến dòng điện BI - Chọn biến dòng do SIEMENS chế tạo loại 4MA72 có thông số kỹ thuật cho ở bảng sau. Ký hieu Uđm kV Uchịu đựng kV Uchịu áp xung kV I1 đm A I2.đm A Iôđ.động kA 4MA72 12 28 75 20 - 2500 1 hoặc 5 120 4.4.9. Chọn máy biến áp BU - Chọn máy biến điện áp 3 pha 5 trụ do Liên Xô chế tạo loại HTM-10 có các thông số kỹ thuật sau: Loại Uđm, V Công suất định mức theo cấp chính xác VA Sđm VA Sơ cấp Thứ cấp 0,5 1 3 HTM-10 10000 100 120 120 200 1200 CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP Phần lớn hộ công nghiệp trong quá trình làm việc tiêu thụ từ mạng điện cả công suất tác dụng P lẫn công suất phản kháng Q. Các nguồn tiêu thụ công suất phản kháng là: động cơ không đồng bộ, tiêu thụ khoảng 60-65% tổng công suất phản kháng của mạng điện xí nghiệp, máy biến áp tiêu thụ khoảng 20-25%. Đường dây và các thiết bị khác tiêu thụ khoảng 10%,... tùy thuộc vào thiết bị điện mà xí nghiệp có thể tiêu thụ một lượng công suất phản kháng nhiều hay ít. Truyền tải một lượng công suất phản kháng qua dây dẫn và máy biến áp sẽ gây ra tổn thất điện áp, tổn thất tổn thất điện năng lớn và làm giảm khả năng truyền tải trên các phần tử của mạng điện do đó để có lợi về kinh tế - kỹ thuật trong lưới điện cần nâng cao hệ số công suất tự nhiên hoặc đưa nguồn bù công suất phản kháng tới gần nơi tiêu thụ để tăng hệ số công suất cosj làm giảm lượng công suất phản kháng nhận từ hệ thống điện . - Nâng cao hệ số công suất tự nhiên bằng cách : + Thay các động cơ non tải bằng các động có công suất nhỏ hơn. + Giảm điện áp đặt vào động cơ thường xuyên non tải. + Hạn chế động cơ không đồng bộ chạy không tải. + Thay động cơ không đồng bộ bằng động cơ đồng bộ. - Nếu tiến hành các biện pháp trên để giảm lượng công suất phản kháng tiêu thụ mà hệ số công suất của xí nghiệp vẫn chưa đạt yêu cầu thì phải dùng biện pháp khác đặt thiết bị bù công suất phản kháng. 5.1. XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ 5.1.1. Tính hệ số Cosjtb của toàn xí nghiệp. Công thức : Trong đó : + Ptt.Pxi : công suất tính toán của phân xưởng thứ i. Theo Bảng 2-4 (chương 2) ta có : ® Cosjtb .XN =0,678. Hệ số Cosj tối thiểu do nhà nước quy định là từ (0,85¸ 0,9), như vậy ta phải bù công suất phản kháng cho xí nghiệp để nâng cao hệ số Cosj. 5.1.2. Tính dung lượng bù tổng của toàn xí nghiệp : Công thức tính : Qbå = Ptt.XN ( tgj1 - tgj2 ) Trong đó : + tgj1 : tương ứng với hệ số Cosj1 trước khi bù. + tgj2 : tương ứng với hê số Cosj2 cần bù, ta bù đến Cosj2 đạt giá trị quy định không bị phạt từ (0,85 ¸ 0,95) ta bù đến Cosj2 = 0,9. Cosj1 = 0,678 ® tgj1= 1,084 Cosj2 = 0,9 ® tgj2=0,484 ® Qbå = 3849,2 ( 1,084 - 0,484) = 2309,52 (KVAR) « Qbå = 2309,52 KVAR 5.2. CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT VÀ THIẾT BỊ BÙ: 5.2.1. Chọn thiết bị bù Để bù công suất phản kháng cho xí nghiệp có thể dùng các thiết bị bù sau: Máy bù đồng bộ : + Có khả năng điều chỉnh trơn. + Tự động với giá trị công suất phản kháng phát ra (có thể tiêu thụ công suất phản kháng). + Công suất phản kháng không phụ thuộc điện áp đặt vào, chủ yếu phụ thuộc vào dòng kích từ + Giá thành cao. + Lắp ráp, vận hành phức tạp. + Gây tiếng ồn lớn. + Tiêu thụ một lượng công suất tác dụng lớn . Tụ điện : + Tổn thất công suất tác dụng ít + Lắp đặt, vận hành đơn giản, ít bị sự cố + Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ. + Có thể sử dụng nơi khô ráo bất kỳ để đặt bộ tụ. + Giá thành rẻ. + Công suất phản kháng phát ra theo bậc và không thể thay đổi được. + Thời gian phục vụ, độ bền kém. Theo phân tích ở trên thì thiết bị Tụ bù thường được dùng để lắp đặt để nâng cao hệ số công suất cho các xí nghiệp. 5.2.2. Vị trí đặt thiết bị bù . Về nguyên tắc để có lợi nhất về mặt giảm tổn thất điện áp, tổn thất điện năng cho đối tượng dùng điện là đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ điện, tuy nhiên nếu đặt phân tán quá sẽ không có lợi về vốn đầu tư, lắp đặt và quản lý vận hành . Vì vậy việc đặt thiết bị bù tập trung hay phân tán là tuỳ thuộc vào cấu trúc hệ thống cấp điện của đối tượng 5.3. TÍNH TOÁN PHÂN PHỐI DUNG LƯỢNG BÙ - Sơ đồ nguyên lý đặt thiết bị bù : 35KV 6KV BATT QbS Cáp BAPXi Pi+JQi Qbi 0,4KV 6KV RCi RBi 0,4KV QbS (Qi - Qbi) - Sơ đồ thay thế . Tính dung lượng bù cho từng mạch : Công thức: phân phối dung lượng bù cho một nhánh của mạng hình tia. ( KVAR ) Trong đó: + Qi : công suất phản kháng tiêu thụ của nhánh i . (KVAR) + QXN : công suất phản kháng toàn xí nghiệp (KVAR) + Qbå : công suất phản kháng bù tổng (KVAR) Điện trở tương đương của toàn mạng : Trong đó : + Ri = ( RC.i + RB.i ): Điện trở tương đương của nhánh thứ i . ( W ) + RC.i : điện trở cáp của nhánh thứ i. ( W ). + : điện trở của máy biến áp phân xưởng . Điện trở tương đương của nhánh BATT- B1: (ĐD kép) Điện trở tương đương của nhánh BATT- B5: (ĐD đơn) Điện trở các nhánh khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng Bảng 5-1 Tên nhánh RCi, W RBi, W Ri = RCi + RBi, W BATT-B1 0,146 0,416 0,281 BATT-B2 0,062 0,416 0,239 BATT-B3 0,582 1,843 1,212 BATT-B4 0,254 0,416 0,335 BATT-B5 0,33 0,77 1,1 BATT-B6 0,241 0,416 0,657 TBA trung tâm Rtd1 Q1; Qb1 Rtd2 Q1; Qb1 Rtd4 Rtd3 Q1; Qb1 Q4; Qb4 Rtd5 Q5; Qb5 Rtd6 Q6; Qb6 Sơ đồ thay thế mạng cao áp xí nghiệp dùng để tính toán công suất bù 5.3.1. Phân phối dung lượng bù trong cùng một cấp điện áp: Tính công suất bù Qb1 cho nhánh BATT-B1. Tính tương tự công suất bù cho các nhánh khác, kết quả ghi trong bảng sau: Bảng 5-2 Tên nhánh Qi, KVAR QXN, KVAR Qbå, KVAR Qb.i, KVAR BATT-B1 1050,22 4010,01 2309,52 620,55 BATT-B2 1036,44 4010,01 2309,52 531,27 BATT-B3 359,1 4010,01 2309,52 259,48 BATT-B4 877,8 4010,01 2309,52 517,39 BATT-B5 308,27 4010,01 2309,52 198,51 BATT-B6 486,9 4010,01 2309,52 303,13 5.3.2 Phân phối dung lượng bù về phía cao và hạ áp của trạm biến áp: Công suất bù tính được ở trên không nhất thiết phải đặt tất cả ở phía hạ áp của các trạm biến áp phân xưởng. Vì nếu đặt ở đó thông thường ta tránh được tổn thất công suất phải truyền tải qua máy biến áp. Nhưng ngược lại ta phải dùng tụ điện hạ áp có giá 1kVAr đắt hơn ở phía cao áp và vì vậy để giải quyết triệt để vấn đề phân phối dung lượng bù ta tiến hành phân phối dung lượng bù lần nữa cho mỗi trạm xem lượng công suất bù tính được ở trên thì sẽ có tỷ lệ bao nhiêu phần trăm đặt ở phía cao áp, số còn lại sẽ ở hạ áp hay toàn bộ đặt ở hạ áp hoặc ở cao áp của trạm. Có thể tiến hành tính dung lượng bù tối ưu ở phía hạ áp của trạm bằng công thức sau: .103 Trong đó: Q - Công suất phản kháng của phụ tải [kVAr]. avh- Hệ số vận hành (có thể lấy bằng 0,1). atc - Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư (có thể lấy bằng 0,2 - 0,14). K = kh - kc (mức chênh giá của 1kVAr tụ bù hạ áp và cao áp) tính [đồng/kVAr]. K = 73 .103 đồng U - Điện áp định mức phía cao áp của máy biến áp [kV]. RB - Điện trở của máy biến áp (tính theo U cao áp). [W]. - Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất. [giờ]. C - Giá thành điện năng tổn thất. [đồng/kWh]. C=1000 đ/kWh Khi kết quả tính toán theo công thức trên mà cho giá trị âm thì điều đó có nghĩa là nên đặt toàn bộ dung lượng bù về phía hạ áp của trạm thì xẽ có lợi hơn và không cần đặt tụ bù ở phía cao áp nữa. Trường hợp ngược lại thì sau khi xác định được dung lượng bù hạ áp tối ưu, ta có thể suy ra lượng công suất cần phải bù ở phía cao áp của trạm bằng biểu thức ràng buộc Qbh+ Qbc = Qb. Và vì vậy công suất cần bù ở phía cao áp của trạm có thể được xác định theo công thức sau: + Tính công suất bù Qbh1 cho nhánh BATT-B1. Ta thấy : Qbh1 > Qb1 nên toàn bộ dung lượng bù được đặt ở phía hạ áp của trạm . Tính toán tương tự ta có công suất bù hạ áp tối ưu của các nhánh ở bảng dưới đây : Bảng 5-3 Tên nhánh Qi, KVAr RBi, W Qbhi kVAr Qb.i, KVAr BATT-B1 1050,22 0,416 783,29 620,55 BATT-B2 1036,44 0,416 769,51 531,27 BATT-B3 359,1 1,843 298,85 259,48 BATT-B4 877,8 0,416 610.87 517,39 BATT-B5 308,27 0,77 236,16 198,51 BATT-B6 486,9 0,416 353,43 303,13 Như vậy toàn bộ dung lượng bù được đặt ở phía hạ áp của các trạm . 5.4 CHỌN TỤ VÀ SƠ ĐỒ ĐẤU: Căn cứ kết quả tên chọn dùng các bộ tụ 3 pha do Liên Xô chế tạo, bộ tụ được bảo vệ bằng aptomat, trong tủ có đặt các bóng đèn làm điện trở phóng điện. Chọn loại tụ KC2 - 0,38 - 50 - 3Y1, công suất mỗi bộ là 50KVAR đấu song song. Bảng chọn Tụ bù đặt tại các trạm biến áp phân xưởng Bảng 5- 4. Vị trí đặt Loại tụ Số pha Qb, KVAR Số lượng B1 KC2-0,38-50 -Y1 3 50 13 B2 KC2-0,38-50 -Y1 3 50 11 B3 KC2-0,38-50 -Y1 3 50 6 B4 KC2-0,38-50 -Y1 3 50 11 B5 KC2-0,38-50 -Y1 3 50 4 B6 KC2-0,38-50 -Y1 3 50 7 - Sơ đồ nguyên lý đặt tụ bù trong trạm biến áp. - Sơ đồ lắp đặt tụ bù trong trạm đặt 2 máy. â Tủ aptomat tổng Tủ bù cosj Tủ bù cosj Tủ aptomat tổng Tủ phân phối cho các phân xưởng Tủ aptomat phân đoạn Tủ phân phối cho các phân xưởng â Tủ aptomat tổng Tủ bù cosj Tủ phân phối cho các phân xưởng - Sơ đồ lắp đặt tụ bù trong trạm đặt 1 máy: CHƯƠNG VI THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ. 6.1. SƠ ĐỒ CUNG CẤP MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG 6.1.1. Đánh giá các phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí: Tổng công suất định mức (Pđm) của các thiết bị dùng điện trong PXSCCK là 365,9 KW trong đó có 74% là của các thiết bị điện là máy cắt gọt, mài để gia công kim loại vừa và nhỏ, yêu cầu về cung cấp điện không cao lắm, điện áp yêu cầu không có gì đặc biệt mà chỉ là điện áp 0,38 KV . Còn lại 26 % là công suất của các lò điện và bể điện phân, nhóm này có thể được xếp vào phụ tải loại II của phân xưởng. Như vậy qua phân tích trên ta đánh giá phụ tải phân xưởng SC cơ khí là hộ loại III. 6.1.2. Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng SC cơ khí : a/ Giới thiệu các kiểu sơ đồ: Có một số kiểu sơ đồ chính như sau: Sơ đồ hình tia. Sơ đồ đường dây chính (phân nhánh) Sơ đồ thanh dẫn. Sơ đồ hỗn hợp. Tủ ĐL Tủ PP Đ Đ HV-6.2 Tủ ĐL Tủ PP Tủ ĐL HV-6.1 Tủ PP HV-6.4 Tủ PP Đ Đ Đ HV-6.3 Tủ PP HV-6.6 HV-6.5 * HV-6.1 và HV-6.2 - Kiểu sơ đồ hình tia mạng cáp, các thiết bị đùng điện được cung cấp trực tiếp từ các tủ động lực TĐL hoặc từ các tủ TPP bằng các đường cáp độc lập. Kiểu sơ đồ CCĐ này có độ tin cậy CCĐ cao, nhưng chi phí đầu tư lớn thường được dùng cho các hộ có yêu cầu cao về liên tục CCĐ (hộ loại I hoặc II). * HV-6.3 - Kiểu sơ đồ phân nhánh mạng cáp. Các TĐL được CCĐ từ TPP bằng các đường cáp chính, các đường cáp này cùng một lúc CCĐ cho nhiều tủ TĐL, còn các thiết bị cũng nhận điện từ các tủ TĐL, nhưng bằng các đường cáp cùng một lúc cấp tới một vài thiết bị. Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp, chủng loại cáp cũng ít. Nó thích hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân tán, phân bố không đồng đều. Kiểu sơ đồ CCĐ này có nhược điểm là độ tin cậy CCĐ thấp thường dùng cho các hộ phụ tải loại III. * HV-6.4 - Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây (đường dây trục chính dùng trong nhà). Từ các TPP cấp điện đến các đường dây trục chính (các đường dây trục chính có thể là các cáp một sợi hoặc đường dây trần được gá trên các sứ bu-li đặt dọc tường nhà xưởng hay nơi có nhiều thiết bị). Từ các đường trục chính được nối bằng cáp riêng đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị. Loại sơ đồ này thuật tiện cho việc lắp đặt, tiết kiệm cáp nhưng không đảm bảo được độ tin cậy CCĐ, dễ gây sự cố chỉ còn thấy ở một số phân xưởng loại cũ. * HV-6.5 - Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không. Bao gồm các đường dây trục chính và các đường nhánh đếu được thực hiện bằng dây trần bắt trên cacs cột có xà sứ (các đường nhánh có thể chỉ gồm hai dây hoặc cả 4 dây). Từ các đường nhánh sẽ được trích đấu đến các phụ tải bằng các đường cáp riêng. Kiểu sơ đồ này chỉ thích ứng khi phụ tải khá phân tán, công suất nhỏ (mạng chiếu sáng, mạng sinh hoạt) và thường bố trí ngoài trời. Kiểu sơ đồ này có chi phí thấp đồng thời độ tin cậy CCĐ cũng thấp, dùng cho hộ phụ tải loại III ít quan trọng. * HV-6.6 - Kiểu sơ đồ CCĐ bằng thanh dẫy (thanh cái). Từ TPP có các đường cáp cấp điện đến các bộ thanh dẫn (bộ thanh dẫn có thể là các thanh đồng trần gá trên các giá đỡ có sứ cách điện hoặc được gá đặt toàn bộ trong các hộp cách điện có nhiều lỗ cắm ra trên dọc chiều dài). Các bộ thanh dẫy này thường được gá dọc theo nhà xưởng hoặc những nơi có mật độ phụ tải cao, được gá trên tường nhà xưởng hoặc thậm chí trên nắp dọc theo các dẫy thiết bị có công suất lớn. Từ bộ thanh dẫn này sẽ nối bằng đường cáp mền đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị (việc đấu nối có thể thực hiện trực tiếp lên thanh cái trần hoặc bằng cách cắm vào các ổ đấu nối với trường hợp bộ thanh dẫn là kiểu hộp). Ưu điểm của kiểu sơ đồ này là việc lắp đặt và thi công nhanh, giảm tổn thất công suất và điện áp nhưng đòi hỏi chi phí khá cao. Thường dùng cho các hộ phụ tải khi công suất lớn và tập chung (mật độ phụ tải cao). Trong thực tế lắp đặt để giảm chi phí đầu tư mà vẫn đảm yêu cầu về CCĐ cho các hộ phụ tải, thông thường người ta thường chọn kiểu sơ đồ CCĐ kiểu hỗn hợp. Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tuy theo các yêu cầu riêng của từng phụ tải hoặc các nhóm phụ tải. Với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta chọn kiểu sơ đồ hỗn hợp mạng cáp (tức là từ TPP sẽ có các đường cáp dẫn đến các hoặc dẫn đến một vài thiết bị có công suất rất lớn. Từ đến các thiết bị có thể được cấp điện bằng các đường cáp độc lập cho các thiết bị có công suất lớn và quan trọng. Các thiết bị nhỏ lẻ, phân tán có thể được cấp chung từ cùng một đường cáp. Trường hợp có các nhóm thiết bị công suất khá lớn, phân bố tập chung cũng có thể chọn hệ thống thanh dẫn cho các nhóm này.). 6.1.3.Chọn vị trí tủ động lực và tủ phân phối: a) Nguyên tắc chung: Vị trí của các tủ phân phối và tủ động lực phân xưởng đều được chọn để thoả mãn một số yêu tố kinh tế - kỹ thuật cũng như an toàn và thuận tiên trong vận hành, tuy vậy đôi lúc để thoả mãn yếu tố này thì lại mâu thuẫn với yếu tố khác và vì vậy việc chọn vị trí đặt tủ nên đồng thời hài hoà các yếu tố, và nên được đảm bảo bằng các nguyên tắc sau: + Vị trí tủ nên ở gần tâm của phụ tải (điều này sẽ giảm được tổn thất, cũng như giảm chi phí về dây.v.v...). + Vị trí tủ phải không gây ảnh hưởng đến giao thông đi lại trong phân xưởng. + Vị trí tủ phải thuận tiện cho việc lắp đặt và vận hành. + Vị trí tủ phải ở nơi khô ráo, chánh được bụi, hơi a-xit và có khả năng phòng cháy, nổ tốt. + Ngoài ra vị trí tủ còn cần phù hợp với phương thức lắp đặt cáp. Cần chú ý rằng trong thực tế đôi lúc vị trí tủ còn phải tuân thủ những điều kiện đặc biệt khác hoặc chỉ một trong những điều kiện trên buộc phải được đảm bảo. Lúc đó vị trí tủ phải được ưu tiên theo các điều kiện riêng đó. b)Trọng tâm phụ tải của phân xưởng: Như ở phần trên đã trình bầy vị trí của các tủ phân phối và các tủ động lực cần phải đặt ở trọng tâm phụ tải và vì vậy cần phải xác định trọng tâm phụ tải của phân xưởng hoặc của nhóm thiết bị. Nếu thiết bị trong phân xưởng có công suất ít thay đổi hay không đổi và phân bố khá đồng đều trên diện tích nhà xưởng thì trọng tâm phụ tải của phân xưởng có thể gần đúng xác định như trọng tâm hình học của phân xưởng đó. Trường hợp phụ tải với công suất khá khác nhau mà phân bố lại không đồng đều trên diện tích nhà xưởng thì trọng tâm phụ tải của phân xưởng được xác định bằng một điểm M(X0;Y0). Trong đó: (6-1) Pi - Công suất tính toán của phụ tải (Pdm của từng thiết bị). Trường hợp vị tri của các tủ động lực đã được xác định trước rồi thì có thể lấy Pi là Ptt của từng nhón thiết bị trong xưởng. xi; yi - Là toạ độ của các thiết bị trong xưởng theo một hệ trục toạ độ tuỳ chọn. Trường hợp vị trí của các tủ động lực đã được xác định rồi thì có thể lấy các toạ độ này là các toạ độ của các tủ động lực trong xưởng. Tủ động lực1 (ĐL1) : ® vị trí tủ ĐL1 là M1 (x1;y1) = M1(5,88; 4,54) Các tủ động lực được chọn loại một mặt thao tác do đó để đảm bảo nguyên tắc chung các tủ được áp sát vào tường® vị trí tủ ĐL1tại M1(6,0;7,0). Xác định tương tự cho các tủ động lực khác ,được các vị trí tương ứng : M2(15,75; 0); M3(13; 0); M4(14; 7,0); M5(23,0; 3,0) c) Xác định vị trí trọng tâm phụ tải phân xưởng: ® M0 (14; 3,3), vị trí này nằm ở giữa đường đi nên ta dịch chuyển tủ phân phối đến vị trí mới M0’(13; 4,5). 6.2.SƠ ĐỒ ĐI DÂY VÀ PHƯƠNG THỨC LẮP ĐẶT CÁP: Một vài phương thức đi dây trong phân xưởng: Đi dây trên máng cáp gá trên tường bao quanh nhà xưởng: Hình thức này thường được chọn cho các hình thức đi dây của mạng cáp và thường được dùng cho các đường cáp cấp từ TPP đến các TĐL. Ưu điểm của phương thức này là dễ thi công lắp đặt, thuận tiện cho thay thế sửa chữa có thể thi công độc lập với việc xây dựng nhà xưởng, thường được sử dụng cho các phân xưởng không có điều kiện xây các hầm cáp (vì lý do công nghệ, có nhiều nước thải hoặc các vật liệu lỏng khác có thể ảnh hưởng đến các hào cáp). Đi dây trên sứ bu-ly dọc theo tường nhà xưởng: Hình thức này thích hợp với kiểu sơ đồ đường dây trục chính. Các đường dây trục chính được lấy điện từ TPP rồi được gá dọc theo tường nhà xưởng bằng các sợi dây đơn trần hoặc có bọc cách điện. Từ các đường trục chính này sẽ được đấu bằng cáp để đưa đến các thiết bị dùng điện. Hình thức này lắp đặt thuận tiện, dễ sửa chữa nhưng không đảm bảo được độ tin cậy CCĐ, vận hành kém an toàn dễ gây sự cố, thường được dùng cho các hộ phụ tải công suất nhỏ, phân tán, ít quan trọng. Ngoài ra còn một hình thức gần tương tự đó là hệ thống dây mềm được thay thế bằng hệ thống thanh dẫn cứng để trần dùng để cấp điện cho các thiết bị di động dọc nhà xưởng (hệ thống pa-lăng hay cẩu trục) hoặc các thiết bị động lực khác có công suất khá lớn và tấp trung. Lúc này các hệ thồng thanh dẫn được cấp điện bằng các đường cáp lấy từ TPP hoặc từ TĐL. Đi dây bằng hào cáp đặt ngầm quanh nhà xưởng: Hình thức này được sử dụng khá phổ biến, các hào cáp thông thường được xây lắp xung quanh nhà xưởng hoặc thậm chí tại chính giữa nhà xưởng hay những khu vực có nhiều thiết bị, các hầm cáp được thiết kế để dựng được nhiều nhiều cáp và có thể có nhiều nhiều tầng với các giá khác nhau để có thể chứa được nhiều cáp cùng một lúc. Các hầm cáp có nắp đậy ở trên bằng các tấm đan bê tông hoặc bằng thép. Ưu điểm của hình thức này là dễ lắp đặt, thay thế sửa chữa, được dùng chủ yếu để lắp đặt các đường cáp chính từ TPP đến TĐL, đôi khi cũng được dùng để kết hợp đi dây đến từng thiết bị. Đi dây bằng máng cáp treo dọc theo vị tri đặt t