Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa phương

28 1,47 0,26 0,023 BATT-B3 16 0,21 0,128 1,47 0,31 0,027 BATT-B4 16 0,13 0,128 1,47 0,19 0,017 BATT-B5 16 0,12 0,128 1,47 0,18 0,015 BATT-B6 25 0,03 0,118 0,93 0,028 3,54.10-3 BATT-B7 16 0,12 0,128 1,47 0,18 0,015 Trạm biến áp phân xưởng : Các trạm BAPX ta chọn 2 loại MBA do ABB sản xuất tại Việt Nam, không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. - Loại 800 KVA có: Uc =10kv, UH =0,4kv, DP0 =1,4kw; DPN = 10,5kw; UN% =5,5. đ - Loại 100KVA có: Uc =10kv, UH = 0,4kv, DP0 =1,75kw; DPN = 13kw; UN% =5,5. đ - 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 1000 13 5,5 2,08.10-3 8,8.10-3 B2 1000 13 5,5 2,08.10-3 8,8.10-3 B3 800 10,5 5,5 2,63.10-3 0,011 B4 800 10,5 5,5 2,63.10-3 0,011 B5 800 10,5 4,5 2,63.10-3 0,011 B6 1000 13 5,5 2,08.10-3 8,8.10-3 B7 800 10,5 5,5 2,63.10-3 0,011 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 = 0,133 + 0,116 = 0,249 (W) RS2 = R1QĐ + RBTQĐ = 0,224 + 1,07 = 1,294 (W) - ixk2 = S N2 = 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 = 0,249 + 0,11 = 0,36 (W) R3 = RS2 + XC1 = 1,294 + 9,6 . 10-3 = 1,304 (W) đ - 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 0,36 1,304 4,48 11,4 197 BATT-B2 0,51 1,32 4,28 10,89 188,62 BATT-B3 0,56 1,32 4,23 10,77 186,54 BATT-B4 0,44 1,31 4,38 11,5 199,18 BATT-B5 0,43 1,31 4,39 11,18 193,64 BATT-B6 0,29 1,3 4,55 11,58 200,57 BATT-B7 0,43 1,31 4,39 11,18 193,64 Ngắn mạch tại N4: HT XHT ZBT N4 ZD ZC ZBX - Sơ đồ thay thế đ - 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 2,6.10-3 0,01 22,35 56,89 15,48 BATT-B2 2,8.10-3 0,01 22,24 56,61 15,41 BATT-B3 3,44.10-3 0,013 17,17 43,7 11,89 BATT-B4 3,27.10-3 0,013 17,23 43,86 11,94 BATT-B5 3,25.10-3 0,013 17,235 43,87 11,94 BATT-B6 2,5.10-3 0,011 20,47 52,11 14,18 BATT-B7 3,25.10-3 0,013 17,235 43,87 11,94 4. Chọn và kiểm tra thiết bị: 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 IƠ 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 =104 (A) Iđm.cắt ³ IN = 6,6 (KA) iđm.đ ³ ixk = 16,8 (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 10kv : - Các máy cắt nối vào thanh cái 10kv 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 12 1250 25 63 - Kiểm tra : Iđm.MC ³ Icb = 364,72 (A) Iđm.cắt ³ IN = 4,55 (kA) iđm.đ ³ ixk = 11,58 (KA) 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.I2Ơ 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 =104 A IN max ³ ixk = 16,8 kA 4.3. Chọn tủ cao áp trọn bộ cấp 10kv : - 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 12 200 25 25 Dao cắt phụ tải Cầu chì 4.4 Chọn và kiểm tra cáp : Chọn cáp đồng 3 lõi, cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo, cáp được đặt trong hầm cáp : Đường cáp F, 1lõi mm2 Hình dạng ICP, 250c A IN, 1s kA Uđm, kV BATT-B1,2,6 25 Vặn xoắn 140 3,37 10 BATT-B3,4,5,7 16 Vặn xoắn 110 2,28 10 - Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Trong đó : a- hệ số nhiệt độ, với đồng a=7. tqđ- thời gian qui đổi, s. - Ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện được coi là ngắn mạch xa nguồn: IƠ=I” do đó thời gian qui đổi lấy bằng thời gian tồn tại ngắn mạch. tqđ = tnm = tbv + tmc . Ta lấy: + Thời gian tác động của bảo vệ : tbv =0,02 s + Thời gian tác động của máy cắt :tmc =0,1 s đ Thời gian quy đổi tqđ =0,12 s. - Ta chỉ cần kiểm tra cho tuyến cáp nào có dòng ngắn mạch lớn nhất. Tuyến cáp BATT-B6 có dòng ngắn mạch lớn nhất IN3 = 4,55KA. Fmin= à. IN3 max= 7 . 4,55 .=11mm2 < F =16mm2 - Cáp được chọn vượt cấp và có độ dài ngắn nên không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp và dòng cho phép. 4.5. 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 1000 kVA - Dòng lớn nhất qua aptomat tổng, MBA 800 kVA Bảng 4-5 Trạm biến áp Loại Số lượng Uđm ( V ) Iđm (A) ICắt (kA) I”N4 (kA) B1,B2 (2x1000 KVA) CM1600N C801N 3 4 690 690 1600 800 50 25 22,35 B6 (1 x 1000KVA) CM1600N C801N 1 2 690 690 1600 800 50 25 20,47 B3, B4, B5 (2 x 800 KVA) C801N NS400N 3 4 690 690 800 400 25 10 17,24 B7 (1 x 800KVA) C801N NS400N 1 2 500 500 800 400 25 10 17,24 4.6. Chọn và kiểm tra thanh dẫn: - Thanh dẫn cấp điện áp 10kv 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. đ 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 đ 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 đ ứng suất cho phép của thanh dẫn đồng dcp=1400kG/cm2 đ dcp >> dtt= 36,23(kG/cm2). Kiểm tra ổn định nhiệt : Ta có: a =7; IƠ= 4,6 (KA); tqđ = 0,12s đ a. IƠ= 7 . 4,6 . = 11,15 mm2 . đ S =40 . 5 = 200mm2>> 11,15mm2 . 4.7. Chọn và kiểm tra sứ : Ftt Chọn sứ đỡ đặt ngoài trời do Liên Xô chế tạo loại OШH-10-500(ШH-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 đ 0,6 Fph ³ Ftt . đ , sứ chọn thoã mãn. 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 hiệu 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 4.9. 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 thiết kế mạng đIện động lực phân xưởng sửa chữa cơ khí. 1. Sơ đồ cung cấp mạng điện phân xưởng 1.1. Một số yêu cầu đối với mạng điện phân xưởng. - Sơ đồ cung cấp điện cho các thiết bị trong phân xưởng phụ thuộc vào công suất thiết bị, số lượng và sự phân bố chúng trong mặt bằng phân xưởng và nhiều yếu tố khác. - Sơ đồ cần đảm bảo các yêu cầu sau : + Đảm bảo độ tin cậy. + Thuận tiện cho lắp ráp vận hành + Có các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật tối ưu. + Cho phép dùng các phương pháp lắp đặt công nghiệp hoá nhanh. 1.2. Các hình thức đi dây và phạm vi sử dụng của sơ đồ . Mạng điện phân xưởng thường dùng hai dạng sơ đồ chính sau : Sơ đồ hình tia: + Nối dây rõ ràng. + Độ tin cậy cao. + Các phụ tải ít ảnh hưởng lẫn nhau. + Dễ thực hiện phương pháp bảo vệ và tự động hoá. + Dễ vận hành bảo quản . + Vốn đầu tư lớn. - Sơ đồ đường dây trục chính : + Vốn đầu tư thấp . + Lắp đặt nhanh. + Độ tin cậy không cao. + Dòng ngắn mạch lớn. + Thực hiện bảo vệ và tự động hoá khó. - Từ những ưu khuyết điểm trên ta dùng sơ đò hỗn hợp của hai dạng sơ đồ trên để cấp điện cho phân xưởng. - Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ, trong xưởng đặt một tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp về cấp điện cho 5 tủ động lực đặt rải rác cạnh tường phân xưởng và một tủ chiếu sáng. Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải. + Đặt tại tủ phân phối của trạm biến áp một aptomat đầu nguồn , từ đây dẫn điện về phân xưởng bằng đường cáp ngầm. + Tủ phân phối của xưởng đặt một aptomat tổng đầu vào và 6 aptomat nhánh đầu ra cấp điện cho các tủ động lực và tủ chiếu sáng. + Tủ động lực được cấp điện bằng đường cáp hình tia, đầu vào đặt cầu dao - cầu chì, các nhánh ra đặt cầu chì. + Trong một nhóm phụ tải, các phụ tải có công suất lớn thì được cấp bằng đường cáp hình tia, còn các phụ tải có công suất bé thì có thể gộp thành nhóm và được cung cấp bằng đường cáp trục chính. + Các cầu chì trong tủ động lực chủ yếu bảo vệ ngắn mạch đồng thời làm dự phòng cho bảo vệ quá tải của khởi động từ. 1.3. Xác định vị trí tủ phân phối và tủ động lực cho phân xưởng Vị trí tủ phân phối và tủ động lực được xác định theo nguyên tắc chung sau: Gần tâm phụ tải Thuận tiện cho việc lắp đặt vận hành Không ảnh hưởng đến giao thông đi lại. Phù hợp với phương thức lắp đặt và vận hành. Công thức xác định vị trí của tủ . Trong đó : + M (x0;y0) là vị trí đặt tủ + Pi: công suất đặt của thiết bị (công suất tính toán của nhóm thiết bị). + xi;yi : toạ độ của thiết bị (hay tủ động lực). a) Xác định vị trí tủ động lực: Tủ động lực 1(ĐL1): vị trí tủ ĐL1 là M1 (x1;y1) = M1(5,62; 1,83) ~ ~ ~ TPP TĐL1 ~ ~ TĐL2 ~ TĐL3 ~ ~ ~ TPL4 a) ~ TPP Phụ tải b) TPP c) ~ ~ ĐL1 ~ ~ ~ ĐL2 ~ ĐL3 ~ ~ ĐL3 ~ ~ Hình 5.1. Một số sơ đồ cấp điện. a - Sơ đồ hình tia. b- Sơ đồ đường dây trục chính. c - Sơ đồ hình tia và liên thông. 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 tườngđ vị trí tủ ĐL1tại M1(5,0,0). Xác định tương tự cho các tủ động lực khác ,được các vị trí tương ứng : M2(9,9; 7,0); M3(14,5; 7,0); M4(12,0; 1,0); M5(21,0; 2,0) b. Xác định vị trí trọng tâm phụ tải phân xưởng: đ M0 (13, 57; 3,41), vị trí này nằm ở giữa đường đi nên ta dịch chuyển tủ phân phối đến vị trí mới M0’(12; 4,5). 2. Chọn thiết bị cho tủ phân phối và tủ động lực : 2.1. Tủ phân phối : Tủ phân phối của phân xưởng được lắp đặt 1 aptomat tổng và 6 aptomat nhánh, chọn loại tủ có một mặt thao tác do hãng SAREL của Pháp chế tạo. AT A6 A1 - Chọn aptomat tổng : Chọn theo dòng làm việc lâu dài Chọn aptomat tổng loại NS630N có Iđm= 630A. - Aptomat đầu nguồn đặt tại trạm biến áp phân xưởng được chọn như aptomat tổng loại NS630N. Chọn aptomat nhánh: Để đồng bộ ta chọn cùng một loại aptomat cho các nhánh và chỉ cần chọn cho nhánh có dòng làm việc lớn nhất. Chọn aptomat loại NS250N có Iđm=250A. - Bảng thông số kỹ thuật của các aptomat Loại Số cực Uđm ,V Iđm ,A Icắt N , kA NS630N 3 690 630 10 NS250N 3 690 250 8 2.2. Tủ động lực. Chọn tủ động lực đầu vào có đặt cầu dao- cầu chì và có 8 đầu ra, tủ có một mặt thao tác do SIEMEN chế tạo. CDT CCT CC8 CC1 - Điều kiện chung cho tất cả các loại cầu chì là: Iv0 > Idc. - Chọn cầu chì cho phụ tải không phải động cơ : Idc ³Ilv.max - Chọn cầu chì cho phụ tải động cơ : + Cầu chì nhánh cấp điện cho 1 động cơ, chọn theo 2 điều kiện: + Cầu chì nhánh cấp điện cho 2 hoặc 3 động cơ, chọn theo 2 điều kiện: Cầu chì tổng (CCT) cấp điện cho cả nhóm động cơ, chọn theo 3 điều kiện : + Điều kiện chọn lọc ,Idc của cầu chì phải lớn hơn ít nhất 2 cấp so với Idc của cầu chì nhánh lớn nhất. Trong đó : + Itt.nhóm : dòng tính toán của nhóm phụ tải + Idc : dòng chảy của cầu chì + Iđm.Đ dòng định mức của động cơ + Kmm : hệ số mở máy . + Imm.max : dòng mở máy lớn nhất + Ksd : hệ số sử dụng + a : Hệ số tính toán, phụ thuộc đặc điểm của mạng. Đối với động cơ không đồng bộ thì Kmm=5á7 Các máy công cụ coi khởi động không tải lấy a=2,5 , máy biến áp hàn khởi động có tải lấy a=1,6 Chọn cầu chì cho tủ ĐL1 (nhóm 1) Cầu chì bảo vệ máy cưa kiểu đai 1kW Chọn Idc =60A Cầu chì bảo vệ búa hơi để rèn 28kw Chọn Idc=150A Cầu chì bảo vệ lò rèn 4,5kw Chọn Idc=25A Cầu chì bảo vệ quạt lò 2,8 kw Chọn Idc=20A Cầu chì bảo vệ quạt thông gió 2,5 kw Chọn Idc=20A Cầu chì bảo vệ dầm treo Palăng điện 4,85 kw Chọn Idc=30A Cầu chì bảo vệ máy mài sắc 3,2 kw Chọn Idc=20A Cầu chì tổng của tủ ĐL1. Để đảm bảo tính chọn lọc, ta chọn Idc = 250 (A) (vì để đảm bảo tính chọn lọc). Các tủ động lực khác tính chọn Idc cầu chì tương tự , kết quả được ghi trong bảng 5-3 (ở trang sau) 3. Chọn cáp cho mạng phân xưởng. Cáp hạ áp được chọn phải đảm bảo các nguyên tắc chung sau: + Phát nóng . + Tổn thất điện áp + Tiết diện phải phù hợp với các thiết bị bảo vệ chúng. 3.1. Chọn cáp từ trạm biến áp đến phân xưởng. Theo điều kiện phát nóng: Khc.Icp ³ Itt.PX (1) Cáp được bảo vệ bằng aptomat. (2) Trong đó : + Khc : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp và số đường cáp đặt song song + Ikđ : dòng khởi động của bộ phận cắt mạch điện. + a = 1,5 : đối với khởi động nhiệt . a = 4,5 : đối với khởi động điện từ . Dòng Ikđ được chọn theo dòng khởi động nhiệt , Ikđ.nhiệt ³ Iđm.aptomat . Để an toàn thường lấy Ikđ.nhiệt =1,25Iđm.aptomat và a =1,5. Cáp được bảo vệ bằng aptomat loại NS630N có Iđm=630A, và đi từng tuyến riêng trong hầm cáp, Khc = 1 ta có Ikđ.nhiệt=1,25.630 = 787,5A => => Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do LEN chế tạo, ký hiệu 4G300 có Icp = 621A. Kiểm tra điều kiện 1: Icp ³ Itt .PX = 616A. 3.2. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực: Chọn cáp từ TPP-ĐL1 - Ta cũng chọn theo điều kiện (1) và (2) ở trên . Cáp được bảo vệ bằng aptomat loại NS250N có Iđm = 250A, và đi riêng từng tuyến trong đất , Khc = 1 Để an toàn ta chọn Ikđ.nh = 1,25Iđm.aptomat và a = 1,5 . => dòng khởi động nhiệt Ikđ.nh = 1,25.250 = 312,5A Ta có : Chọn cáp đồng 4 lõi 4G70 có Icp = 254 A. Kiểm tra điều kiện : Khc.Icp ³ Itt.nhóm =>. Cáp chọn thoả mãn. Chọn tương tự các tuyến khác, kết quả ghi trong bảng sau : B 5-1 Tuyến cáp Itt ,A FCáp ,mm2 Icp ,A PP-ĐL1 84 70 254 PP-ĐL2 77,65 70 254 PP-ĐL3 194 70 254 PP-ĐL4 197 70 254 PP-ĐL5 153,5 70 254 3.3. Chọn cáp từ tủ động lực đến từng thiết bị Điều kiện chọn : Trong đó: + Mạng động lực bảo vệ bằng cầu chì a=3 + Dòng dây chảy Idc của cầu chì bảo vệ đã được chọn ở trên. + Tủ có 8 lộ ra ,ta có Khc=0,7 Chọn cáp cho nhóm phụ tải 1 . Dây cáp từ tủ ĐL1 đến búa hơi để rèn 10kw. Chọn cáp loại 4G4 là loại cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo có Icp = 53A; Idc = 60A. + Kiểm tra điều kiện :0,7 . 53 = 37,1 > 25,32 (A) + Kết hợp với Idc = 60(A) ta có: Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến búa hơi để rèn 2,8kW. - Chọn cáp loại 4G25 có Icp= 144A ; Idc = 150A. + Kiểm tra điều kiện : 0,7 . 144 = 100,8 > 70,9 (A) + Kết hợp với Idc = 150A có: - Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến lò rèn 4,5kw. Chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31 (A); Idc = 25A. + Kiểm tra điều kiện: 0,7 . 31 = 21,7 > 11,4 (A) + Kết hợp với Idc = 25A. Có: - Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến dầm treo palăng điện 4,85kw. Chọn cáp 4G1,5 có Icp = 31(A); Idc = 20A. + Kiểm tra điều kiện: 0,7 . 31 = 21,7 > 12,88 (A) + Kết hợp với Idc = 20A. Có: - Dây từ ĐL1 đến các động cơ khác đều có công suất bé hơn 4,85 kw, tất cả đều chọn cáp 4G1,5. Các nhóm khác cũng chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng sau: Bảng 5-2 Tên máy Phụ tải Cầu chì Dây dẫn Pđm, kw Iđm, A Mã hiệu Idc, A Mã hiệu Fc, mm2 Icp, A 1 2 3 4 5 6 7 8 Nhóm 1 Búa hơi để rèn 10x2 25,32x2 PH-2-100 60 4G4 4 53 Búa hơi để rèn 28 70,9 PH-2-250 150 4G25 25 144 Lò rèn 4,5x2 11,4x2 HPH-40 25 4G1,5 1,5 31 Quạt lò 2,8 7,1 HPH-40 20 4G2,5 2,5 41 Quạt thông gió 2,5 6,33 HPH-40 20 4G1,5 1,5 31 Dầm treo palăng điện 4,85 12,28 PH-2-100 30 4G2,5 2,5 41 Máy mài sắc 3,2 8,1 HPH-40 20 4G1,5 1,5 31 Tổng 70,35 178,15 PH-2-400 250 Nhóm 2 Búa hơi để rèn 28 70,9 PH-2-250 150 4G35 35 174 Lò rèn 6 15,19 PH-2-100 40 4G2,5 2,5 41 Máy ép ma sát 10 25,32 PH-2-100 60 4G6 6 66 Lò điện 15 22,79 PH-2-100 40 4G4 4 53 Quạt ly tâm 7 17,73 PH-2-100 50 4G4 4 53 Máy biến áp 2,2x2 5,57x2 HPH-40 25 4G1,5 1,5 31 Tổng 70,4 163,07 PH2-400 250 Nhóm 3 Lò băng chạy điện 30 75,97 PH-2-250 200 4G50 50 206 Lò điện 20 30,38 PH-2-100 40 4G6 6 66 Máy mài sắc 0,25 0,63 HPH-40 20 4G1,5 1,5 31 Thiết bị cao tần 80 127,9 PH-2-250 250 4G50 50 192 Thiết bị đo bi 23 58,24 PH-2-250 120 4G25 25 144 Máy cưa đai 4,5 11,40 HPH-40 25 4G1,5 1,5 31 Máy bào gõ 4,5 11,40 HPH-40 25 4G1,5 1,5 31 Tổng 162,25 390,61 PH-2-600 400 Tên máy Phụ tải Cầu chì Dây dẫn Pđm, kw Iđm, A Mã hiệu Idc, A Mã hiệu Fc, mm2 Icp, A 1 2 3 4 5 6 7 8 Nhóm 4 Lò điện hoá cứng linh kiện 90 143,93 PH-2-250 200 4G-35 35 174 Lò điện 30 45,58 PH-2-100 80 4G10 10 87 Lò điện để rèn 36 57,57 PH-2-100 80 4G10 10 87 Bể dầu 4 10,13 HPH-40 25 4G1,5 1,5 31 Bể dầu có tăng nhiệt 3 7,6 HPH-40 20 4G1,5 1,5 31 Máy đo độ cứng đầu côn 0,6 1,52 HPH-40 10 4G1,5 1,5 31 Cầu trục có palăng điện 1,3 3,30 HPH-40 20 4G1,5 1,5 31 Tổng 164,9 387,19 PH-2-600 400 Nhóm 5 Lò điện 20 30,38 PH-2-100 40 4G4 4 53 T,bi tôi bánh răng 18 45,58 PH-2-100 100 4G16 16 113 Máy nén khí 45 113,95 PH-2-250 250 4G70 70 254 Máy khoan 3,2 8,1 HPH-40 25 4G1,5 1,5 31 Máy bào gỗ 7 17,73 PH-2-100 40 4G4 4 53 Máy cưa tròn 7 17,73 PH-2-100 40 4G4 4 53 Quạt gió trung áp 9 22,79 PH-2-100 50 4G6 6 66 Quạt gió số 9,5 12 30,39 PH-2-100 80 4G10 10 87 Quạt số 14 18 45,58 PH-2-100 100 4G16 16 113 Tổng 139,2 332,24 PH-2-600 400 Chương VI tính bù công suất phản kháng cho lưới 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. 1. Xác định dung lượng bù 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 : đ Cosjtb .XN =0,75. Hệ số Cosj tối thiểu do nhà nước quy định là từ (0,85á 0,9), như vậy ta phải bù công suất phản kháng cho xí nghiệp để nâng cao hệ số Cosj. 1.2. Tính dung lượng bù tổng của toàn xí nghiệp : Công thức tính : Qbồ = 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 á 0,95) ta bù đến Cosj2 = 0,9. Cosj1 = 0,75 đ tgj1=0,882 Cosj2 = 0,9 đ tgj2=0,484 đ Qbồ = 5872,79 ( 0,882 - 0,484) = 2337,37 (KVAR) ô Qbồ = 2337,37 KVAR 2. Chọn vị trí đặt và thiết bị bù. 2.1. 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, theo kinh nghiệm ta đặt thiết bị bù ở phía hạ áp của trạm biến áp phân xưởng tại tủ phân phối. Và ở đây ta coi giá tiền đơn vị (đ/KVAR) thiết bị bù hạ áp lớn không đáng kể so với giá tiền đơn vị tổn thất điện năng qua máy biến áp. 2.2. 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. 3. Tính toán phân phối dung lượng bù 35KV 10KV BATT QbS Cáp BAPXi 0,4KV Pi+JQi Qbi - Sơ đồ nguyên lý đặt thiết bị bù : 10KV RCi RBi 0,4KV QbS (Qi - Qbi) - Sơ đồ thay thế . Tính dung lượng bù cho từng mạch : Công thức: phân phối dung lượng bù cho một nhánh của mạng hình tia. ( KVAR ) Trong đó: + Qi : công suất phản kháng tiêu thụ của nhánh i . (KVAR) + QXN : công suất phản kháng toàn xí nghiệp (KVAR) + Qbồ : 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- B7: (ĐD đơn) Điện trở các nhánh khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng Bảng 5-3 Tên nhánh RCi, W RBi, W Ri = RCi + RBi, W BATT-B1 0,11 1,3 0,71 BATT-B2 0,26 1,3 0,78 BATT-B3 0,31 1,64 0,96 BATT-B4 0,19 1,64 0,92 BATT-B5 0,18 1,64 0,91 BATT-B6 0,028 1,3 1,33 BATT-B7 0,18 1,64 1,82 BATT QbS RC1 RC2 RC3 RC4 RC5 RC6 RC7 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 RB6 RB7 Qb1 Q1 Qb2 Q2 Qb3 Q3 Qb4 Q4 Qb5 Q5 Qb6 Q6 Qb7 Q7 Hình 7-1. Sơ đồ thay thế mạng cao áp xí nghiệp dùng để tính toán công suất bù tại thanh cái hạ áp các trạm biến áp PX. 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 5-4 Tên nhánh Qi, KVAR QXN, KVAR Qbồ, KVAR Qb.i, KVAR BATT-B1 673,37 5279,04 2337,37 97,47 BATT-B2 1029,42 5279,04 2337,37 505,2 BATT-B3 662,91 5279,04 2337,37 236,98 BATT-B4 503,87 5279,04 2337,37 59,42 BATT-B5 649,84 5279,04 2337,37 200,51 BATT-B6 982,53 5279,04 2337,37 677,39 BATT-B7 777,1 5279,04 2337,37 551,2 4. Chọn kiểu loại và dung lượng tụ . 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 5-5. Vị trí đặt Loại tụ Số pha Qb, KVAR Số lượng B1 KC2-0,38-50 -Y1 3 50 2 B2 KC2-0,38-50 -Y1 3 50 10 B3 KC2-0,38-5