Đồ án môn cung cấp điện LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng Nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng cường không ngừng Một lực lượng đông đảo cán kĩ thuật ngành điện lực tham gia thiết kế, lắp đặt công trình cấp điện Sự phát triển ngành điện thúc đẩy kinh tế nước ta phát triển Bên cạnh việc xây dựng nhà máy điện việc truyền tải sử dụng điện tiết kiệm, hợp lí, đạt hiệu cao quan trọng Nó góp phần vào phát triển ngành điện làm cho kinh tế nước ta phát triển Trong ngành điện thiết kế hệ thống cung cấp điện nội dung quan trọng xây dựng sở sản xuất, đặc biệt sản xuất công nghiệp Vì sinh viên làm đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện hội để sinh viên làm quen với thực tế Trong phạm vi đồ án trình bày thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp Đồ án gồm chương : Chương 1: Giới thiệu chung phân xưởng Chương : Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng Chương 3: Tính toán phụ tải điện Chương 4: Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng Chương 5: Lựa chọn kiểm tra thiết bị sơ đồ nối điện Chương 6: Tính toán chế độ mạng điện Chương 7: Tính toán chọn tự bù nâng cao hệ số công suất Chương 8: Tính toán nối đất chống sét Chương 9: Dự toán công trình Để thực nội dung trên, đồ án phải xử lý số liệu tính toán thiết kế lựa chọn tiêu, đặc tính kĩ thuật, vạch phương án lựa chọn phương án tối ưu Các tài liệu tham khảo : - Hệ thống cung cấp điện :Ts Trần Quang Khánh - Bài tập cung cấp điện : Ts Trần Quang Khánh Đồ án hoàn thành với hướng dẫn thầy Trần Quang Khánh giảng thầy chương trình học Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Quang Khánh giúp đỡ em hoàn thành đồ án Sinh viên thực Nguyễn Hải Lý CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHÂN XƯỞNG -Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện Thiết kế mạng điện cung cấp cho phân xưởng với số liệu cho bảng 1.1, lấy theo vần alphabê theo chữ họ tên người thiết kế Tỷ lệ phụ tải điện loại I II 85% Hao tổn điện áp cho phép mạng điện hạ áp ∆U cp = 3,5% Hệ số công suấtcần nâng lên cos ϕ =0,92 Hệ số chiết khấu i=10% Thời gian sử dụng công suất cực đại TM, h Công suất ngắn mạch điểm đấu điện S k,MVA Thời gian tồn dòng ngắn mạch t k=2,5s Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm phân xưởng L, m, chiều cao nhà xưởng H,m Giá thành tổn thất điện C ∆ =1000đ/KMh suất thiệt hại điện g th=4500đ/KWh Các tham số khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện Bảng 1.1: số liệu thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng alphabê Tên Đệm Họ số hiệu L H N phương án C Sk, KWh H,m 3,54 L,m TM,h 73,6 4680 Bảng 1.2: phụ tải phân xưởng sửa chữa khí N03 Số liệu sơ Tên thiết bị Hệ số Ksd cos ϕ đồ 1,7,10,20,31 Quạt gió 0,35 0,67 ε = 0, 65 2,3 Máy biến hàn, 0,32 0,58 ε = 0, 4,9,27 Cần cẩu 10t, 0,23 0,65 5,8 Máy khoan đứng 0,26 0,66 6,25,29 Máy mài 0,42 0,62 9,15 Máy tiện ren 0,3 0,58 11,16 Máy bào dọc 0,41 0,63 12,13,14 Máy tiện ren 0,45 0,67 17 Cửa khí 0,37 0,7 18,28 Quạt gió 0,45 0,83 21,22,23,24 Bàn lắp ráp thử 0,53 0,69 nghiệm 26,30 Máy ép quay 0,35 0,54 công suất đặt P,KW 2,8;5,5;5,5;6;7,5 8;10 16;22;22 4,5;5,5 1,5;2,8;4,5 3,5;5,5 10;18,5 5,5;8;12 12;11,5 12;12;18;18 4;8,5 Sơ đồ mặt phân xưởng: Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện A-Nội dung : 1.Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện 2.Tính toán phụ tải điện : 2.1: Phụ tải chiếu sang 2.2: Phụ tải thông thoáng 2.3: Phụ tải động lực 2.4: Phụ tải tổng hợp 3.Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng: 3.1: Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 3.2: Chọn công suất số lượng máy biến áp 3.3: Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu (so sánh phương án) 4.Lựa chọn kiểm tra thiết bị sơ đồ điện: 4.1: Chọn tiết diện dây dẫn mạng động lựcvà mạng chiếu sáng 4.2: Tính toán ngắn mạch 4.3: Chọn thiết bị bảo vệ đo lường 5.Tính toán chế độ mạng điện: 5.1: Xác định hao tổn điện áp đường dây máy biến áp 5.2: Xác định hao tổn công suất 5.3: Xác định tổn thất điện 6.Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất: 6.1: Xác định dung lượng bù cần thiết 6.2: Lựa chọn vị trí đặt tụ bù 6.3: Đánh giá hiệu bù công suất phản kháng 7.Tính toán nối đất chống sét: 7.1: Tính toán nối đất 7.2: Tính toán chống sét 8.Dự toán công trình 8.1: Danh mục thiết bị 8.2: Xác định tham số kimh tế B-Bản vẽ: 1.Mặt phân xưởng với bố trí thiết bị 2.Sơ đồ chiếu sang sơ đồ nối đất 3.Sơ đồ nguyên lí mang điện có rõ mã hiệu tham số thiết bị chọn 4.Sơ đồ trạm biến áp gồm : sơ đồ nguyên lí, sơ đồ mặt bằng, mặt cắt trạm biến áp 5.Bảng số liệu tính toán mạng điện CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng phải quan tâm đáp ứng yêu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng thị giác Ngoài độ rọi, hiệu chiếu sáng phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, lựa chọn hợp lý bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế mỹ quan hoàn cảnh Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: - Không bị loá mắt - Không loá phản xạ - Không có bóng tối - Phải có độ rọi đồng - Phải đảm bảo độ sáng đủ ổn định - Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục chiếu sáng kết hợp Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc xác, nơi mà thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng không tạo bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp Chọn loại bóng đèn chiếu sáng: gồm loại: bóng đèn sợi đốt bóng đèn huỳnh quang Các phân xưởng sản xuất thường dung đèn huỳnh quang đèn huỳnh quang có tần số 50Hz thường gây ảo giác không quay cho động không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây nạn lao động Do người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho phân xưởng sửa chữa khí Việc bố trí đèn đơn giản, thường bố trí theo góc hình vuông hình chữ nhật Khái quát chung phân xưởng sửa chữa khí: Độ rọi yêu cầu chiếu sáng phân xưởng Eyc = 50 lux Hệ thống làm mát thông thoáng quạt trần quạt hút Hao tổn điện áp cho phép từ nguồn đến đầu vào thiết bị dùng điện ∆Ucp = 3.5% Tỷ lệ phụ tải loại I loại II 85% Hệ số công suất cần nâng lên cos ϕ = 0.92 Kích thước nhà xưởng: a×b×H (rộng,dài,cao) là: 24×36 ×4 m Điểm đấu điện cách nhà xưởng: L = 73,6 m Thời gian hoàn vốn: T = năm Hệ số khấu hao thiết bị: kkh = 6.5% Thời gian sử dụng công suất cực đại: TM = 4680h Công suất ngắn mạch điểm đấu điện: Sk = 3,54 MVA Thời gian tồn dòng ngắn mạch tk = 2,5s Vì xưởng sửa chữa có nhiều máy điện quay nên ta chọn đèn sợi đốt với công suất 200W quang thông F = 3000 lumen Chọn độ cao treo đèn: h’ = 0,4m Chiều cao mặt làm việc: h2 = 0,9m Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện Chiều cao tính toán: h = H - h2 = – 0,9 = 3,1m h' H h h2 Tỷ số treo đèn: h' 0, = = 0,114 h + h ' 0, + 3,1 Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách j= đèn xác định theo tỷ lệ L = 1,5 h Tức là: L = 1,5 × h = 1.5 × 3,1 = 4,65 m Căn vào kích thước nhà xưởng tao chọn khoảng đèn là: L d = 4,1m; Ln = 4,1m Kiểm tra điều kiện: 4.1 4.1 4.1 < 1.6 < < 1.75 < 3 Như bố trí đèn hợp lý Số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo độ đồng chiếu sáng Nmin = ×9 = 54 đèn Xác định hệ số không gian: a.b 24.36 = = 4, 65 kkg = h( a + b) 3,1.(24 + 36) Coi hệ số phản xạ nhà xưởng là: Trần 0.5; Tường: 0.3 Xác định hệ số lợi dụng ánh sáng tương ứng với hệ số không gian 4,65 là: k sd = 0,60 (bảng 47.pl) Lấy hệ số dự trữ là: δ dt = 1,2; Hệ số hiệu dụng đèn η = 0,58 Xác định tổng quang thông cần thiết: F= E yc S δ dt ηd k sd = 50 × 24 × 36 ×1, = 148965,52 lm 0,58 × 0, 60 Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện Số lượng đèn cần thiết đảm bảo độ rọi yêu cầu: F 148965,52 = 49, 66 đèn < Nmin = 54 đèn N= ∑ = Fd 3000 Như sơ đồ tính toán chiếu sáng hợp lý Độ rọi thực tế: E= Fd Nη ksd a.b.δ dt = 3000 × 54 × 0,58 × 0,60 = 54,375 lx 24 × 36 ×1, Ngoài chiếu sáng chung, cần trang bị thêm cho : - Mỗi máy đèn công suất 100W để chiếu sáng cục 24 1.6 4.1 4.1 1.75 Sơ đồ tính toán chiếu sáng CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện Khi thiết kế điện cho công trình đó, nhiệm vụ xác định phụ tải điện công trình Tùy theo quy mô công trình mà phụ tải điện phải xác định theo phụ tải thực tế phải kể đến khả phát triển công trình tương lai Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố công suất số lượng máy, chế độ vận hành chúng, quy trình sản xuất, Vì vậy, việc xác định xác phụ tải nhiệm vụ khó khăn quan trọng Một số phương pháp tính phụ tải thường dùng thiết kế hệ thống cung cấp điện: - Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu - Phương pháp tính theo công suất chung bình - Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm - Phương pháp tính theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Trên thực tế, tùy theo quy mô đặc điểm công trình, tùy theo giai đoạn thiết kế sơ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp Trong đồ án với phân xưởng sản xuất khí ta biết vị trí, công suất đặt, chế độ làm việc thiết bị phân xưởng nên tính toán phụ tải động lực phân xưởng sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu 3.1 Phụ tải chiếu sáng: Tổng công suất chiếu sáng chung (coi hệ số đồng thời 1) Pcs.ch=kdt.N.Pd = 1×54 × 200 = 10800 W Trong phân xưởng khí có 39 máy Chiếu sáng cục bộ: Pcb = 39 × 100 = 3900 W Vậy tổng công suất chiếu sáng là: 10800 + 3900 = 14700 W = 14,7kW Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cos ϕ nhóm chiếu sáng 3.2 Phụ tải thông thoáng làm mát Căn vào diện tích phân xưởng, phân xưởng trang bị 21 quạt trần quạt 120 W quạt hút quạt 80 W; công suất trung bình nhóm 0,8 Tổng công suất thông thoáng làm mát : Plm = 21.120 + 4.80 = 2840 W 3.3 Phụ tải động lực 3.3.1 Phân nhóm phụ tải Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau: * Các thiết bị nhóm phải có vị trí gần mặt (điều thuận tiện cho việc dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất ) * Các thiết bị nhóm nên có chế độ làm việc (điều thuận tiện cho việc tính toán CCĐ sau ví dụ nhóm thiết bị có chế độ làm việc, tức có đồ thị phụ tải ta tra chung ksd, knc; cosϕ; ) Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện * Các thiết bị nhóm nên phân bổ để tổng công suất nhóm chênh lệch (điều thực tạo tính đồng loạt cho trang thiết bị CCĐ * Ngoài số thiết bị nhóm không nên nhiều số lộ tủ động lực bị không chế (thông thường số lộ lớn tủ động lực chế tạo sẵn không 8) Tất nhiên điều nghĩa số thiết bị nhóm không nên thiết bị Vì lộ từ tủ động lực đến thiết bị, kéo móc xích đến vài thiết bị,(nhất thiết bị có công suất nhỏ không yêu cầu cao độ tin cậy CCĐ ) Tuy nhiên số thiét bị nhóm nhiều làm phức tạp hoá vận hành làm giảm độ tin cậy CCĐ cho thiết bị * Ngoài thiết bị nhóm lại theo yêu cầu riêng việc quản lý hành quản lý hoạch toán riêng biệt phận phân xưởng Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện nêu vào vị trí, công suất thiết bị bố trí mặt phân xưởng chia thiết bị phân xưởng Sửa chữa khí thành nhóm phụ tải 3.3.2 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm phụ tải 3.3.2.1 Xác định phụ tải cho nhóm Bảng 2.1 Ký hiệu Công Hệ số STT Tên thiết bị Cos ϕ suất đặt mặt ksd P, kW Quạt gió 0.35 0,67 2,8 Máy biến hàn 0.32 0,58 Máy biến hàn 0.32 0,58 10 Cần cẩu 0.23 0,65 16 Máy khoan đứng 0.26 0,66 4,5 Máy mài 0.42 0,62 1,5 Quạt gió 0.35 0,67 5,5 Máy khoan đứng 0.26 0,66 5,5 Máy tiện ren 0,3 0,58 10 Quạt gió 10 0,35 0,67 5,5 Tổng số thiết bị nhóm 10, hệ số sử dụng n k sd ∑ = ∑ Pk i sdi i =1 n ∑P i =1 = 18, = 0, 295 62,3 i Do kb = Tỷ số công suất lớn bé là: k = Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 16 = 10.667 > kb 1.5 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện Vậy nên: nhd (∑P) = ∑P i i ⇒ knc = ksd∑ + 62,32 = = 7, 056 550, 090 − ksd∑ = 0.295 + nhd − 0.295 = 0.561 7.056 Công suất tính toán là: Ptt = knc × ∑ Pi = 0.561× 62.3 = 34.927 kW Hệ số công suất trung bình là: n cos ϕ = ∑ P cos ϕ i i =1 n ∑P i =1 i = 39.356 = 0.623 62.3 i Công suất biểu kiến Stt = Ptt 34.927 = = 55.289 kVA cos ϕ 0.632 Công suất phản kháng − 0.6322 = 42.860 kVAr 0.632 Stt 55.289 = = 84.003 A × 0.38 × 0.38 Qtt = Ptt tan ϕ = 34.927 × ⇒ Itt= 3.3.2.2 Xác định phụ tải cho nhóm Bảng 2.2 Tên thiết bị Ký hiệu mặt 11 16 STT Máy bào dọc Máy bào dọc Hệ số ksd Cos ϕ 0,41 0,41 0.63 0.63 Công suất đặt P, kW 10 18,5 Tổng số thiết bị nhóm 2, hệ số sử dụng n k sd ∑ = ∑ Pk i sdi i =1 n ∑P i =1 = 11.685 = 0.410 28.500 i Do kb = Tỷ số công suất lớn bé là: k = Vậy nên: nhd = Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 10 18.5 = 1.85 < kb 10 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện 285.53 = 6.785 A × 22 Ta chọn cầu chảy cao áp Nga chế tạo loại ΠK có Un = 10 kV, dòng điện định mức In = 8A, dòng khởi động dây chảy 8A 5.3.2 Chọn thiết bị phân phối phía hạ áp 5.3.2.1 Chọn aptomat - Chọn aptomat tổng: Dòng điện chạy qua aptomat tổng S 285.53 I= = = 412.13 A ×U × 0.4 Ta chọn aptomat loại A3144 với dòng định mức 600A, dòn khởi động móc bảo vệ Ibv = 500A, dòng tác động tức thời 3500A - Chọn aptomat nhánh cho nhánh động : dòng khởi động tính theo công thức: I max mm n −1 I kd = + ∑ I ni α i =1 Trong đó: - dòng mở máy lớn Imm.max = Imax × kmm.= 3.5 × Imax - giá trị hệ số α m phụ thuộc vào chế độ mở máy động cơ, động khởi động nhẹ lên lấy 2.5 (theo bảng 12.pl BT) + Chọn aptomat cho nhánh 3.5 × 38.55 I kd = + 96 = 149.97 A 2.5 Ta chọn aptomat loại A3134 với dòng định mức 200A, dòng khởi động móc bảo vệ Ibv = 200A, dòng tác động tức thời 1400A + Chọn aptomat cho nhóm 3.5 × 49.89 I kd = + 102.71 = 172.556 A 2.5 Ta chọn aptomat loại A3134 với dòng định mức 200A, dòng khởi động móc bảo vệ Ibv = 200A, dòng tác động tức thời là1400A + Chọn aptomat cho nhóm 3.5 × 73.52 I kd = + 89.51 = 192.438 A 2.5 Ta chọn aptomat loại A3134 với dòng định mức 200A, dòng khởi động móc bảo vệ Ibv = 200A, dòng tác động tức thời 1400A + Chọn aptomat cho nhóm 3.5 × 73.52 I kd = + 157.04 = 259.968 A 2.5 Ta chọn aptomat loại A3144 với dòng định mức 600A, dòng khởi động móc bảo vệ Ibv = 400A, dòng tác động tức thời 2800A + Chọn aptomat cho nhóm I lv = Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 48 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện 3.5 × 91.68 + 219.46 = 347.812 A 2.5 Ta chọn aptomat loại A3144 với dòng định mức 600A, dòng khởi động móc bảo vệ Ibv = 400A, dòng tác động tức thời 2800A - Chọn aptomat cho thiết bị: dòng điện khởi động thiết bị phải thỏa mãn điều kiện: I kd = In I ×k I × 3.5 = lv m = lv α mm α mm 2.5 Tính toán tiêu biểu cho động máy chỉnh lưu hàn I dc ≥ In 18.45 × 3.5 = = 25.83 A α mm 2.5 Ta chọn loại aptomat A ∏ 50-3T có dòng định mức In = 30 A Kết tính toán cho động tương tự, ta có bảng sau: Bảng 5.6 – Bảng chọn aptomat cho thiết bị Đoạn dây P, kW cosφ Ilv, A rx0,Ω/km Idc, A loại ap A ∏ 50 − 3MT A1 - 12.00 0.67 27.21 38.10 A1 - 17.00 0.67 38.55 53.97 A3114/1 A ∏ 50 − 3MT A1 - 8.50 0.65 19.87 27.82 A ∏ 50 − 3MT A1 - 3.00 0.68 6.70 9.38 A ∏ 50 − 3MT A1 - 7.50 0.68 16.76 23.46 A ∏ 50 − 3MT A1 - 13 3.00 0.58 7.86 11.00 A ∏ 50 − 3MT A1 - 14 2.80 0.63 6.75 9.45 A ∏ 50 − 3MT A1 - 15 4.50 0.63 10.85 15.19 A2 - 22.00 0.67 49.89 69.84 A3114/1 A ∏ 50 − 3MT A2 - 1.50 0.68 3.35 4.69 A ∏ 50 − 3MT A2 - 1.50 0.68 3.35 4.69 A ∏ 50 − 3MT A2 - 5.50 0.66 12.66 17.73 A ∏ 50 − 3MT A2 - 10 5.50 0.66 12.66 17.73 A ∏ 50 − 3MT A2 - 11 3.00 0.56 8.14 11.40 A ∏ 50 − 3MT A2 - 12 8.50 0.66 19.57 27.39 A ∏ 50 − 3MT A2 - 16 7.50 0.63 18.09 25.32 A ∏ 50 − 3MT A2 - 17 7.50 0.63 18.09 25.32 A ∏ 50 − 3MT A2 - 18 3.00 0.67 6.80 9.52 A ∏ 50 − 3MT A3 - 24 12.00 0.68 26.81 37.54 A ∏ 50 − 3MT A3 - 25 4.00 0.63 9.65 13.51 A ∏ 50 − 3MT A3 - 31 10.00 0.70 21.70 30.39 A ∏ 50 − 3MT A3 - 32 5.50 0.63 13.26 18.57 A ∏ 50 − 3MT A3 - 33 7.50 0.63 18.09 25.32 A3 - 39 30.00 0.62 73.52 102.92 A3134 A ∏ 50 − 3MT A4 - 21 2.80 0.70 6.08 8.51 A ∏ 50 − 3MT A4 - 22 2.80 0.70 6.08 8.51 I kd = r0x,0Ω, Ω / kkmm r0x,0Ω, Ω / kkmm r0x,0Ω, Ω / kkmm Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 49 In, A 40.00 100.00 30.00 10.00 25.00 15.00 10.00 20.00 100.00 10.00 10.00 20.00 20.00 15.00 30.00 30.00 30.00 10.00 40.00 15.00 35.00 20.00 30.00 200.00 10.00 10.00 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện A4 - 23 A4 - 28 A4 - 29 A4 - 30 A4 - 36 A4 - 37 A4 - 38 A5 - 19 A5 - 20 A5 - 26 A5 - 27 A5 - 34 A5 - 35 2.80 4.50 4.50 8.50 18.00 20.00 30.00 12.00 18.00 18.50 18.50 40.00 22.14 0.70 0.70 0.70 0.70 0.60 0.55 0.62 0.67 0.67 0.67 0.67 0.90 0.58 6.08 9.77 9.77 18.45 45.58 55.25 73.52 27.21 40.82 41.95 41.95 67.53 57.99 r0x,0 Ω, Ω / km 8.51 13.67 13.67 25.83 63.81 77.35 102.92 38.10 57.15 58.73 58.73 94.54 81.18 A ∏ 50 − 3MT A ∏ 50 − 3MT A ∏ 50 − 3MT A ∏ 50 − 3MT A3114/1 A3114/1 A3134 A ∏ 50 − 3MT A3114/1 A3114/1 A3114/1 A3114/1 A3134 10.00 15.00 15.00 30.00 100.00 100.00 200.00 40.00 100.00 100.00 100.00 100.00 200.00 - Chọn aptomat cho mạch chiếu sáng Dòng làm việc mạch chiếu sáng P 10.8 ICs = = = 16.4 A × U 0.38 × Ta chọn loại aptomat A ∏ 50 − 3MT có dòng định mức In = 20A Kiểm tra ổn định nhiệt cáp chọn  Tại điểm ngắn mạch N1 I k(3) 3.039 Fmin = = × 103 = 19.11mm < 35mm2 Ct 159 Dây dẫn chọn đạt yêu cầu, điều kiện nhiệt ổn định  Tại điểm ngắn mạch N2 I k(3)2 2.777 Fmin = = ×103 = 17.47mm < 150mm2 Ct 159 Dây dẫn chọn đạt yêu cầu, điều kiện nhiệt ổn định  Tại điểm ngắn mạch N3 I k(3)3 2.71 Fmin = = × 103 = 17.04mm < 70mm2 Ct 159 Dây dẫn chọn đạt yêu cầu, điều kiện nhiệt ổn định 5.3.2.2 chọn máy biến dòngBI Dòng điện chay đoạn dây tổng Ilv = 412.13 A ta chọn máy biến dòng TKM – 0.5 (bảng 27.pl) [1] có điện áp định mức 0.5 kV Dòng điện định mức phía sơ cấp là: 800 A Hệ số biến dòng ki = 800/5 = 160, cấp xác 10% Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 50 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện Công suất định mức phía nhị thứ kVA Kiểm tra chế độ làm việc công tơ phụ tải cực tiểu Công tơ làm việc bình thường dòng nhị thứ phụ tải cực tiểu lớn dòng sai số 10%: I10% = 0.1× = 0.5 A Dòng điện phụ tải nhỏ (bằng 25% phụ tải tính toán) Imin = 0,25.Ilv = 0.25× 412.13 = 103.03 A Dòng điện nhị thứ phụ tải cực tiểu I2min = 103.03 = 0.64 A > I10% = 0.5 A 160 Vậy biến dòng làm việc bình thường phụ tải cực tiểu 5.3.2.3 Chọn Thanh dẹt đồng tiết diện F= I jKT = 412.13 = 196.25 mm2 2,1 Trong jkt = 2,1 (Bảng 9pl.BT) Ta chọn 50×5=250 mm2 Thanh kiểm tra điều kiện ổn định nhiết theo điều kiện: Fmin.tc = I k(3)2 × tk 2.77 × 2,5 = × 103 = 27.55 mm2 < Fc = 250 mm2 Ct 159 Thanh đạt yêu cầu ổn định nhiệt CHƯƠNG VI - TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 6.1 Hao tổn điện áp lớn mạng điện Hao tổn điện áp mạng điện bao gồm hao tổn điện áp lớn đường dây hao tổn điện áp máy biến áp Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 51 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện Theo kết chương 3, hao tổn điện áp lớn đường dây hao tổn đường dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối, từ tủ phân phối tới tủ động lực từ tủ động lực tới động (đoạn A4 – 30 ) ∆Umax = 5.47 V Hao tổn điện áp máy biến áp P × RBA + Q × X BA 195.84 × 7.78 + 193.25 ×17.78 ∆U BA = = × 10−3 = 12.4V U 0.4 6.2 Hao tổn công suất Hao tổn công suất mạng điện bao gồm hao tổn công suất đường dây hao tổn công suất máy biến áp 6.2.1 Hao tổn công suất đường dây Hao tổn công suất tác dụng đường dây P2 + Q2 ∆P = × r0 × l U2 Hao tổn công suất phản kháng đường dây P2 + Q2 ∆Q = × x0 × l U2 Tính toán cho đoạn từ trạm biến áp tủ phân phối 195.842 + 193.252 ∆P = × 0.12 × 0.03 ×10−3 = 1.887 kW 0.38 195.842 + 193.252 ∆Q = × 0.06 × 0.03 × 10−3 = 0.944kVAR 0.38 Tính toán tương tự cho đoạn lại, ta có kết sau: Bảng 6.1 -nhóm Đoạn P,kW Q,kVAr r0( Ω/km) x0( Ω/km) dây A1 36.17 41.25 0.74 0.07 A1 - 12.00 13.30 1.84 0.07 A1 - 17.00 18.84 1.84 0.07 A1 - 8.50 9.94 3.33 0.09 A1 - 3.00 3.23 8.00 0.09 A1 - 7.50 8.09 3.33 0.09 A1 - 13 3.00 4.21 8.00 0.09 A1 - 14 2.80 3.45 8.00 0.09 A1 - 15 4.50 5.55 5.00 0.09 tổng L,m 36.00 5.20 10.50 7.50 12.00 15.00 8.00 16.00 17.00 ∆P,kW ∆Q,kVAR 0.5552 0.0213 0.0861 0.0296 0.0129 0.0421 0.0119 0.0175 0.03 0.8066 0.0495 0.0008 0.0034 0.0008 0.0001 0.0011 0.0001 0.0002 0.0005 0.0567 Bảng 6.2 -nhóm Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 52 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện đoạn dây A2 A2 - A2 - A2 - A2 - A2 - 10 A2 - 11 A2 - 12 A2 - 16 A2 - 17 A2 - 18 P,kW Q,kVAr r0( Ω/km) x0( Ω/km) 41.46 48.05 0.52 0.06 22.00 24.38 1.15 0.07 1.50 1.62 8.00 0.09 1.50 1.62 8.00 0.09 5.50 6.26 5.00 0.09 5.50 6.26 5.00 0.09 3.00 4.44 8.00 0.09 8.50 9.68 3.33 0.09 7.50 9.25 3.33 0.09 7.50 9.25 3.33 0.09 3.00 3.32 8.00 0.09 tổng L,m 24.00 4.00 10.00 13.00 6.00 7.00 11.50 15.00 8.50 8.00 16.50 ∆P,kW ∆Q,kVAR 0.3481 0.0428 0.0343 0.002 0.0027 0.00003 0.0035 0.00004 0.0144 0.0003 0.0168 0.0003 0.0183 0.0002 0.0574 0.0016 0.0278 0.0008 0.0262 0.0007 0.0183 0.0002 0.5679 0.0489 Bảng 6.3- nhóm đoạn dây P,kW Q,kVAr r0( Ω/km) x0( Ω/km) A3 49.95 59.26 0.52 0.06 A3 - 24 12.00 12.94 1.84 0.07 A3 - 25 4.00 4.93 5.00 0.09 A3 - 31 10.00 10.2 3.33 0.09 A3 - 32 5.50 6.78 5.00 0.09 A3 - 33 7.50 9.25 3.33 0.09 A3 - 39 30.00 37.96 0.74 0.07 tổng L,m 31.00 19.00 14.00 17.00 13.50 10.00 13.50 ∆P,kW ∆Q,kVAR 0.6706 0.0825 0.0754 0.003 0.0195 0.0004 0.08 0.0022 0.0356 0.0006 0.0327 0.0009 0.162 0.0144 1.0758 0.104 Bảng 6.4- nhóm đoạn dây P,kW Q,kVAr r0( Ω/km) x0( Ω/km) A4 63.85 80.1 0.37 0.06 A4 - 21 2.80 2.86 8.00 0.09 A4 - 22 2.80 2.86 8.00 0.09 A4 - 23 2.80 2.86 8.00 0.09 A4 - 28 4.50 4.59 5.00 0.09 A4 - 29 4.50 4.59 5.00 0.09 A4 - 30 8.50 8.64 3.33 0.09 A4 - 36 18.00 24 1.15 0.07 A4 - 37 20.00 30.37 1.15 0.07 A4 - 38 30.00 37.96 0.74 0.07 tổng L,m 40.00 19.50 16.50 12.50 14.00 15.00 10.00 14.00 11.50 6.00 ∆P,kW ∆Q,kVAR 1.0754 0.1831 0.0173 0.0002 0.0146 0.0002 0.0111 0.0001 0.02 0.0004 0.0215 0.0004 0.0339 0.0009 0.1003 0.0059 0.1211 0.0072 0.072 0.0064 1.4872 0.2048 L,m ∆P,kW ∆Q,kVAR Bảng 6.5- nhóm đoạn P,kW Q,kVAr r0( Ω/km) x0( Ω/km) dây Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 53 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện A5 A5 - 19 A5 - 20 A5 - 26 A5 - 27 A5 - 34 A5 - 35 90.71 12.00 18.00 18.50 18.50 40.00 22.14 71.92 13.3 19.94 20.5 20.5 19.37 31.09 0.26 1.84 1.15 1.15 1.15 0.74 0.74 tổng 0.06 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 48.00 3.50 9.50 4.50 10.50 8.00 10.00 1.1582 0.0143 0.0546 0.0273 0.0638 0.081 0.0747 1.4738 0.2717 0.0006 0.0032 0.0016 0.0038 0.0072 0.0067 0.2948 Tổng hao tổn công suất tác dụng toàn mạng ∆P∑ =5.41 kW Tổng hao tổn công suất phản kháng toàn mạng ∆Q∑ = 0.71 kVAR 6.2.2 Hao tổn công suất máy biến áp S 1 275.14 ∆PBA = 2∆P0 + ∆Pk × ( ∑ ) = × 0.53 + × 3.15 × ( ) = 4.74kW S dm 180 6.3 Tổn thất điện Theo tính toán chương ta có, tổn thất điện toàn mạng điện ∆A∑ = ΔAdd∑ + ΔABA = 16635.98 + 20583.075 = 37219.055 kWh CHƯƠNG VII TÍNH CHỌN TỤ BÙ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT -7.1 Nâng cao hệ số công suất 7.1.1 Ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 54 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện Mức độ tiêu thụ công suất phản kháng đánh giá hệ số công suất, xác định tỷ số công suất tác dụng (P) công suất biểu kiến (S): cosϕ=P/S P P cos ϕ = = S 3UI Để thuận tiện cho việc phân tích tính toán, người ta thường dùng khái niệm hệ số công suất phản kháng (tgϕ) thay cho hệ số công suất (cosϕ), tỷ lệ công suất phản kháng công suất tác dụng: tgϕ = Q/P Tuy nhiên hệ số tgϕ áp dụng bước tính trung gian, kết cuối lại trả hệ số cosϕ tương ứng Khi cosϕ thiết bị điện lớn, tức mức độ tiêu thụ công suất phản kháng bé, làm cho mức độ yêu cầu Q từ lưới ít, góp phần cải thiện chế độ làm việc lưới Hệ số cosϕ hộ tiêu thụ lại phụ thuộc vào chế độ làm việc phụ tải điện Khi hệ số cosϕ thấp dẫn đến tăng công suất phản kháng, truyền tải công suất phản kháng mạng điện làm giảm sút tiêu kinh tế – kỹ thuật mạng điện 7.1.2 Biện pháp nâng cao hệ số công suất ● Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hoá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động có công suất hợp lý hơn, Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù ● Nâng cao hệ số công suất cosϕ biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu chúng, nhờ giảm lượng công suất phản kháng phải truyền tải đường dây theo yêu cầu chúng 7.2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động không đồng làm việc chế độ kích thích … ta lựa chọn tụ tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện có ưu điểm tiêu hao công suất tác dụng, phần quay máy bù đồng nên lắp ráp, bảo quản vận hành dễ dàng Tụ điện chế tạo thành đơn vị nhỏ, tuỳ theo phát triển phụ tải trình sản xuất mà ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suât sử dụng cao bỏ vốn Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 55 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện đầu tư lúc Tuy nhiên, tụ điện có số nhược điểm định Trong thực tế với nhà máy, xí nghiệp có công suất không thật lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suât Vị trí đặt thiết bị bù ảnh hưởng nhiều đến hiệu bù Các tụ điện bù đặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPX, tủ phân phối, tủ động lực đầu cực phụ tải lớn Để xác định xác vị trí dung lượng đặt thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho phương án đặt bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể Song theo kinh nghiệm thực tế, trường hợp công suất dung lượng bù công suất phản kháng nhà máy, thiết bị không thật lớn phân bố dung lượng bù cần thiết đặt hạ áp TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành 7.3 XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ 7.3.1 Xác định dung lượng bù Dung lượng bù phân xưởng xác định theo công thức: Qbù Σ = Pttnm ( tgϕ1 - tgϕ2 ).α Trong đó: Pttnm - phụ tải tác dụng tính toán nhà máy (kW) ϕ1 - góc ứng với hệ số công suất trung bình trước bù, cosϕ1 = 0.71 → tg ϕ = 0.991 ϕ2 - góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù, cosϕ2 = 0.92 → tg ϕ = 0.426 α - hệ số xét tới khả nâng cao cosϕ biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù, α = 0,9 ÷ Qbù Σ - tổng dung lượng cần bù Với phân xưởng sản xuất ta tìm dung lượng bù cần thiết: Qbù Σ = Pttnm ( tgϕ1 - tgϕ2 ) α = 195.84 ( 0.991 – 0.426 ).1 = 110.65 kVAr Chọn tụ bù loại YK-0,38-110H có công suất Q = 110 kVAr (tra bảng 20.1.pl.BT) 7.3.2 Đánh giá hiệu bù Trước bù: 2 Q  193.25  −3 ∆P1 =  ÷ × R × 10−3 =  ÷ × 0.122 × 10 = 31.552 kW U   0.38  Sau bù: 2  193.25 − 110.65   Q − Qb  ∆P2 =  × R × 10−3 =  × 0.122 × 10 −3 = 5.764 kW ÷ ÷ 0,38  U    Lượng công suất tiết kiệm bù: Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 56 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện δP = ΔP1 - ΔP2 = 31.5520 – 5.764 = 25.788 kW Giá trị tiết kiệm đơn vị công suất bù: δ P 25.788 = = 0.233 kW/kVAr Kd1 = Qb 110.65 CHƯƠNG VIII TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT -8.1 Tính toán nối đất Việc tính toán nối đất để xác định số lượng cọc ngang cần thiết đảm bảo điện trở hệ thống nối đất nằm giới hạn yêu cầu Điện trở hệ thống Nguyễn Hải Lý – Đ1H3 57 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án môn cung cấp điện nối đất phụ thuộc vào loại số lượng cọc tiếp địa, cấu trúc hệ thống nối đất tính chất đất nơi đặt tiếp địa Trong đồ án này, ta sử dụng phương pháp tính toán nối đất theo điện trở yêu cầu (Ryc) Xác định điện trở yêu cầu hệ thống nối đất Giá trị điện trở nối đất phải đủ nhỏ cho điện áp tiếp xúc không vượt giới hạn cho phép Điện trở nối đất mạng điện xác định theo điều kiện: U Ryc = L , Ω Id Trong đó: Id – Dòng điện ngắn mạch chạy đất, A UL – Điện áp định mức có giá trị UL ≤ Ucp U cp – Giá trị điện áp tiếp xúc cho phép, phụ thuộc vào thời gian cắt bảo vệ Xác định điện trở nối đất nhân tạo Thông thường để tăng cường cho hệ thống nối đất tiết kiệm cho hệ thống nối đất nhân tạo, người ta tận dụng công trình ngầm ống dẫn kim loại, cấu kiện bê tông cốt thép, vỏ cáp, móng…Tuy nhiên cần lưu ý không sử dụng đường ống dẫn nhiên liệu Điện trở tất công trình kể gọi điện trở nối đất tự nhiên R tn Giá trị điện trở nối đất tự nhiên xác định theo phương pháp đo, thiết bị đo điện trở tiếp địa Nếu giá trị Rtn