Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Lời nói đầu Ngày quốc gia , với kinh tế muốn phát triển thiếu đợc đóng góp điện Vì điện hệ thống cung cấp điện đợc coi sở hạ tầng có tính tiên phát triển kinh tế , xã hội mặt sống Thiết kế cung cấp điện nhằm tối u hóa hệ thống để sử dụng điện cách hiệu , kinh tế nh an toàn Sau trình học tập , tìm hiểu hớng dẫn bảo giảng viên Tiến sĩ Phan Đăng Khải em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Nội dung mà đề àt đồ án đề cập đến thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng Nội dung mà đề tài thiết kế đề cập đến bao gồm : Phần I : Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng - Giới thiệu chung nhà máy đờng - Xác định phụ tải tính toán nhà máy - Vạch lựa chọn phơng án cung cấp điện cho nhà máy - Thiết kế lới điện cao cáp cho nhà máy - Thiết kế lới điện hạ áp cho Phân xởng Sửa chữa khí - Tính toán công suất bù cho nhà máy - Thiết kế chiếu sáng cho Phân xởng Sửa chữa khí - Tính toán nối đất cho Trạm biến áp Phân xởng Phần II : Thiết kế đờng dây không trạm biến áp - Thiết kế đờng dây từ trạm trung gian nhà máy - Thiết kế trạm biến áp kho củ cải đờng (T1) Mặc dù đồ án nhiều thiếu xót , em mong đợc thông cảm thầy , em xin chân thành cảm ơn -3- Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Phần I Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng -4- Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Chơng I : Giới thiệu chung nhà máy đờng I.Loại nghành nghề , qui mô lực nhà máy 1.Loại nghành nghề Nớc ta nớc nông nghiệp nhà máy chế biến nông sản nói chung nhà máy đờng nói riênglà mắt xích quan trọng giúp phát triển nghành kinh tế đất nớc Vì cần quan tâm phát triển nhà máy số u tiên cung cấp điện đảm bảo chất lợng điện cho nhà máy Qui mô lực nhà máy Nhà máy bap gồm ba phân xởng, phận ,ba kho chứa , trạm bơm nhà máy điện II.Giới thiệu trình công nghiệp Nhà máy Công suất đặt diện tích Phân xởng STT Tên Phân Xởng Kho củ cải đờng PX.Thái nấu củ cải đờng Bộ phận cô đặc PX.Tinh chế Kho thành phẩm PX.Sửa chữa khí Trạm bơm Nhà máy Nhiệt Điện Kho than Công Suất Đặt (kW) 350 700 550 750 150 Theo tính toán 600 Diện Tích (m) 8550 3825 3375 2250 4250 975 1200 Theo tính toán 8500 350 6750 Theo qui trình trang thiết bị điện qui trình công nghệ sản xuất nhà máy việc ngừng cung cấp điện ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm , gây thiệt hại kinh tế ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại II Để qui trì nh sản xuất xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt phải đảm bảo chất lợng điện đ ộ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp cho phân x ởng quan trọng xí nghiệp III.Giới thiệu phụ tải điện toàn nhà máy 1.Các đặc điểm phụ tải điện Phụ tải điện nhà máy phân hai loại phụ tải : + Phụ tải động lực + Phụ tải chiếu sáng - Phụ tải động lực thờng có chế độ làm việc dài hạn , điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị với độ chênh lệch điện áp cho phép Ucf=5%Uđm Công suất -5- Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà chúng nằm dải từ đến hàng chục KW , làm việc với tần số f=50Hz - Phụ tải chiếu sáng thờng phụ tải pha, công suất không lớn Phụ tải chiếu sáng phẳng thay đổi thờng dùng điện áp pha tần số f=50Hz Độ lệch điện áp cho phép Ucf = 2.5%Uđm 2.Các yêu cầu cung cấp điện cho nhà máy Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi mức độ quan trọng thiết bị đẻ từ vạch phơng án cung cấp điện cho tong thiết bị nh cho phân xởng nhà máy Đánh giá tổng thể toàn nhà ta they nhà máy thuộc phụ tải loại II ,vì yêu cầu cung cấp điện phải đảm bảo liên tục nh hộ loại I Chơng II Xác định phụ tải tính toán Phân xởng toàn nhà máy I.Xác định phụ tải tính toán cho Phân xởng Sửa chữ khí Giới thiệu phong pháp tính phụ tải tính toán 1.1.Khái niệm phụ tải tính toán - Phụ tải tính toán phụ tải thực, cần thiét cho việc chọn trang thiết bị cung cấp điện trạng thái vận hành hệ thống cung cấp điện Trong thực tế vận hành chế dài hạn ngờ ta muốn phụ tải thực tế không gây phát nóng trang thiết bị (dây dẫn , máy biến áp , thiết bị đóng cắt v.v.).Ngoài chế độ ngắn hạn không đợc gây tác động cho thiết bị bảo vệ (ví dụ chế độ khởi động phụ tải cầu chì thiết bị bảo vệ khác không đợc cắt) Nh phụ tải tính toán thực chất phụ tải giả thiết tơng đơng với phụ tải thực tế vài phơng diện Trong thực tế thiết kế ngời ta thờng quan tâm đến hai yếu tố phụ tải gây phát nóng tổn thất , tồn hai loại phụ tải tính toán cần phải đợc xác định : phụ tảI tính toán theo điều kiện phát nóng phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất -6- Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà - Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng phụ tải giả thiết lâu dài , không đổi tơng đơng với phụ tải thực tế , biến thiên hiệu nhiệt lớn - Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất (thờng gọi phụ tải đỉnh nhọn) phụ tải cực đại ngắn hạn xuất thời gian ngắn từ đến giây , chúng cha gây tổn thất nhiệt nhng lại gây tổn thất làm nhẩy bảo vệ làm đứt cầu chì Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thờng xuất khởi động động đóng cát thiết bị có điện khác 1.2.Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán phạm vi sử dụng 1.2.1.Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu Theo phơng pháp : Ptt = knc.Pđi Qtt = Ptt tg Stt = Ptt/cos Một cách gần lấy Pđm=Pđ Khi : Ptt = knc.Pđmi Trong : - Pđi , Pđmi : công suất đặt công suất định mức thiết bị thứ i - Qtt , Ptt , Stt : Công suất phản kháng , tác dụng công suất toàn phàn tính toán cuả nhóm thiết bị - n : số thiết bị nhóm - Knc : Hệ số nhu cầu nhóm hộ tiêu thụ đặc trng tra tài liệu tra cứu *Phơng pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có u điểm đơn giản thuận tiện Nhợc điểm chủ yếu phơng pháp xác , hệ số nhu cầu Knc tra đợc sổ tay số liệu cố định cho trớc , không phụ thuộc vào chế độ vận hành số thiết bị nhóm 1.2.2.Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Theo phơng pháp : Ptt = P0.F Trong : - P0 : xuất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất (W/m2)(Tra sổ tay) - F : diện tích sản xuất (m2) *Phơng pháp cho kết gần có phụ tải phân bố đồng diện tich sản xuất , nên đợc dùng giai đoạn thiết kế sơ , thiết kế chiếu sáng 1.2.3.Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện cho đơn vị thành phần Ptt = a M T max Trong đó: a0 Suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm, [Kwh/đvsp] M Số sản phẩm sản xuất đợc năm -7- Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Tmax Thời gian sử dụng công suất lớn nhất, [h] 1.2.4.Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại n Ptt = kmax ksd P i =1 dmi Trong đó: Pđmi - Công suất thiết bị thứ i nhóm [Kw] n - Số thiết bị nhóm kmax - Hệ số cực đại, tra sổ tay kỹ thuật theo quan hệ: kmax = f ( nhq , Ksd ) ksd - Hệ số sử dụng, tra sổ tay kỹ thuật nhq - Số thiết bị dùng điện hiệu số thiết bị giả thiét có công suất chế độ làm việc , chúng đòi hỏi phụ tải phụ tải tính toán cuả nhóm phụ tải thực tế (gồm thiết bị có chế độ làm việc công suất khác nhau) Công thức để tính nhq nh sau : n nhq = Pdmi i =1 n (P ) i =1 dmi ( làm tròn số ) Khi số thiết bị nhóm lớn việc xác định n hq theo công thức thời gian nên xác định nhq cách gàn nh sau : Khi m = Pdm max ksd 0,4 nhq = n Pdm Trong đó: Pđm max Pđm công suất định mức lớn bé thiết bị nhóm Khi m > ksd < 0.2 nhq đợc xác định theo trình tự sau : + Tính n1 : số thiết bị có công suất lớn gần 0.5 công suất max + Tính P1 : tổng công suất n1 thiết bị kể P1= n P i =1 + Tính n = n1 n dmi P = p1 p Trong P tổng công suất thiết bị nhóm Dựa vào n , P tra bảng xác định đợc nhq* = (n*,P*) Tính nhq = nhq*.n ; Chú ý :nếu nhóm có thiết bị pha cần phải phân phối thiết bị cho ba pha mạng, trớc xác định nhq phải quy đổi công suất phụ tải pha phụ tải pha tơng đơng: Nếu thiết bị pha đấu vào điện áp pha: Pqđ = Ppha max Nếu thiết bị pha đấu vào điện áp dây: Pqđ = Ppha max -8- Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Nếu nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại phải quy đổi chế độ dài hạn trớc xác định nhq theo công thức: Pqđ = máy dm % Pđm Trong đó: đm % Hệ số đóng điện tơng đối phần trăm, cho lý lịch 1.2.5 Phơng pháp xác định phụ tả tính toán theo hệ số hình dáng đồ thị phụ tải công suất trung bình: Ptt = khd.Ptb Trong đó: khd - Hệ số hình dáng đồ thị phụ tải, tra sổ tay kỹ thuật Ptb - Công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị, [Kw] t Ptb = P (t )dt = t A t A : điện tiêu thụ nhóm hộ tiêu thụ khoảng thời gian T 1.2.6.Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình độ lệch trung bình bình phơng Ptt = Ptb Trong đó: Ptb - Công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị, [Kw] - Độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình - Hệ số tán xạ 1.2.7.Xác định phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị Theo phơng pháp phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị xuất thiết bị có dòng khởi động lớn nhấtmở máy thiết bị khác nhóm làm việc bình thờng đợc tính theo công thức sau Iđm=Ikđ max + ( Itt ksd.Iđm max) Trong : - Ikđ max : dòng khởi động thiết bị có dòng khởi động lớn nhóm - Itt : dòng đIện tính toán nhóm - ksd : hệ số sử dụng thiết bị khởi động Phân loại phân nhóm phụ phân xởng sủa chữa khí - Các thiết bị làm việc chế độ dài hạn - Để phân nhóm phụ tải ta làm theo nguyên tắc sau : + Các thiết bị nhóm nên có chế độlàm việc + Các thiết bị nhóm nên gần , trống trồng chéodây dẫn + Công suất trung bình nhóm nên cân đối để khỏi chênh lệch nhóm -9- Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà + Số thiết bị nhóm nên có giớ hạn Căn vào vị trí , công suất máy công cụ bố trí mặt phân xởng ta chia làm nhóm sau : - Nhóm I : , ,6 , 7, 8, 9, 10, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 28, 29 - Nhóm II : ,4 ,5 , 7, 11, 12, 13, 15, 21, 23, 27 - Nhóm III : 31 , 32, 33, 34 - Nhóm IV : 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 57, 58, 59, 60, 65, 66, 67, 68, 69, 70 Nhóm Công suất(kw) Số thiết bị I 100,15 19 II 103,5 17 III 95 IV 87 26 Trong nhóm IV có thiết Máy biến áp hàn cần qui đổi chế độ dàI hạn ba fa theo công thức : Pqđ= dm Pđ Với 0.25= ta có Pqđ=7,3 (kw) Stt (1) 10 11 12 13 14 15 Tên nhóm thiết bị (2) Nhóm I Máy tiện ren Máy tiện tự động Máy tiện Rêvônve Máyphay vạn Máy phay ngang Máy phay đứng Máy phay đứng Máy xọc Máy doa ngang Máy khoan hớng tâm Máy mài phẳng Máy mài tròn Máy mài Ca tay Ca máy Tổng nhóm I Kí hiệu (3) 10 14 16 17 18 19 20 28 29 - 10 - Số lợng (4) 1 1 1 1 1 19 Công suất đặt (kW) (5) 4,5 5,1 1,7 3,4 1,8 14,0 7,0 2,8 4,5 1,7 9,0 5,6 2,8 1,35 1,7 100,15 Đồ án tốt nghiệp (1) (2) máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà (3) (4) (5) Nhóm II 10 11 12 Máy tiện tự động Máy tiện tự động Máy tiện tự động Máy phay vạn Máy mài Máy bào ngang Máy xọc Máy khoan vạn Máy mài dao cắt gọt Máy mài sắc vạn Máy khoan bàn Máy mài phá Tổng nhóm II NHóm III 11 12 13 15 21 22 23 27 2 1 1 1 17 14,0 5,6 2,2 3,4 2,2 9,0 8,4 4,5 2,8 0,65 0,65 3,0 103,5 Lò điện kiểu buồng Lò điện kiểu đứng Lò điện kiểu bể Bể điện phân Tổng nhóm III 31 32 33 34 1 1 30,0 25,0 30,0 10,0 95 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 (3) 54 57 58 1 1 1 1 (4) 1 10,0 7,0 4,5 2,8 2,8 2,8 2,8 7,6 7,0 1,8 10,0 (5) 3,2 7,3 3,2 Nhóm IV 10 11 (1) 12 13 14 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy phay ngang Máy phay vạn Máy phay Máy xọc Máy bào ngang Máy mài tròn Máy khoan đứng Búa khí nén (2) Quạt Biến áp hàn Máy mài phá - 11 - Đồ án tốt nghiệp 15 16 17 18 19 20 21 22 máy Khoan điện Máy cắt Bàn nguội Máy dây Bàn thí nghiệm Bể tẩm có đốt nóng Tủ xây Khoan bàn Tổng nhóm IV Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà 59 60 65 66 67 68 69 70 1 1 1 26 0,6 1,7 0,5 0,5 15,0 4,0 0,85 0,65 87 3.Tính phụ tải tính toán cho nhóm thiết bị Phân xởng sửa chữa khí 3.1.Giới thiệu phơng pháp sử dụng Với Phân xởng sửa chữa khí đề thiết kế đẫ cho thông tinkhá chi tiết phụ tải để có kết xác ta chọn phơng pháp Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại 3.2.Tính phụ tải tính toán cho nhóm I : Bảng 2.2 - Bảng số liệu nhóm I Stt Tên thiết bị Máy tiện ren Máy tiện tự động Máy tiện Rêvônve Máyphay vạn Máy phay ngang Máy phay đứng Kí hiệu Số lợng 1 - 12 - Công suất đặt (kW) 1máy 4,5 5,1 1,7 3,4 1,8 14,0 Toàn 4,5 5,1 1,7 3,4 1,8 14,0 Iđm(A) 11,4 12,9 4,3 8,6 4,6 35,45 Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà d h F2 = ( 1+ tg2 ) ( + 1,5 tg ) d + tg h F3 = ( 1+ tg2 ) En = [ b.h.k 0,5.h. + C (1 + ) ( + tg ) ] Hình 8.4 Kích thớc loại móng cột đờng dây a) Móng cột trung gian b) Móng cột góc c) Móng cột cuối Hớng tuyến Hớng tuyến b=2,5m d = 2,5m d = 2,5m h=2m h=2m d = 1,5m H - Độ cao trung bình lực ngang đặt vào cột b) c) S - a) Tổng lực ngang đặt lên cột Q0 Tổng trọng lợng đặt lên kể trọng lợng móng Q0 = Qc + Qm + Qd + Qh = 110,25 + 10,78 + 1,39 + 0,6 = 123,02 (kN) Trong đó: Qm Trọng lợng móng; Bê tông có tỷ trọng: 24,5 Qm = 1,5.1,5 24,5 = 110,25 (kN) Qc Trọng lợng cột; Thể tích cột: 0,44 Qc = 0,44 24,5 = 10,78 (kN) Qd Trọng lợng dây khoảng cột: Qd = g1.l 6F = 33.10-3 100 70= 1,39 (kN) Qx Trọng lợng xà sứ: Qx = 0,6 (kN) , 2, k0, C, - Các trị số dùng để tính móng ngắn H, h, d, b Kích thớc cột, móng (cho hình vẽ 8.3) - 89 - h=2m b=1,5m b=2,5m Hớng tuyến Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà K Hệ số an toàn Tra bảng 4.13 ( TL1, trang 69 ), tìm đợc k = 1,5 - Góc ma sát đất Tra bảng Pl.5.10 PL5.11 với môi trờng đất sét cát ẩm tự nhiên ta có: = 40; tg = 0,839; = 0,467; = 0,218; k0 = 1,2; C = 0,39; = 14,7 Thay số vào ta có: H= .P.h 4,85.1592,47 + 2.818,4(10,5 + 9,5 + 8,5) = = 8,36(m) .P 1592,47 + 6.818,4 S = P = 6,5 (kN) H H + + tg + 0,5 h h F1 = 1,5 8,36 8,36 + + 1.0,839 + 0,5 = 12,24 2,2 2,2 F1 = 1,5 d h F2 = ( + tg2 ).( 1+1,5 tg ) F2 = ( + 0,8392 ).( 1+1,5 1,5 0,839 ) = 3,31 d + tg ) h 1,5 F3 = ( + 0,8392 ) + 0,839 ) = 2,12 b.h.k En = 0,5.h y + C (1 + ) ( + tg ) F3 = ( + tg2 ) [ En = ] 1,5.2.1,2 [ 0,5.2.14,7 + 0,39(1 + 0,218)] = 89,57 0,467.(0,467 + 0,839) Cuối kiểm tra đợc khả chịu lật móng cột trung gian: k.S F ( F2 E n + F3 Q0 ) 1,5 6,5 = 9,5 < (3,31.89,57 + 2,12.123,02) = 69,75 12,24 Kết luận: Móng làm việc an toàn 8.2 Kiểm tra móng cột góc: Kích thớc móng: 2,52,52,2 m Tơng tự nh kiểm tra móng cột trung gian Kiểm tra theo công thức: k.S F ( F2 E n + F3 Q0 ) - 90 - Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Trong đó: Q0 = Qc + Qm + Qd + Qh = 21,56 + 336,88 + 1,39 + 0,6 = 360,43 (kN) Trong đó: Qm = 2,5 2,5 2,2 24,5 = 336,88 (kN) Qc = 0,44 24,5 = 21,56 (kg) (cột kép) Qd = g1.l 6F =33.10-3 100 70 = 1,39 (kN) Qx Trọng lợng xà sứ: = 0,6 (kN) H= P.h 3184,94.4,85 + (1417,5 + 22761,6).(10,5 + 9,5 + 8,5) = = 9,29(m) P 3184,94 + 3.(1417,5 + 22761,6) S = S = 75,72 (kN) H H + + tg + 0,5 h h F1 = 1,5 9,29 9,29 + + 1.0,839 + 0,5 = 12,3 2,2 2,2 F1 = 1,5 d h F2 = ( + tg2 ).( 1+1,5 tg ) F2 = ( + 0,8392 ).( 1+1,5 1,5 0,839 ) = 4,14 2,2 d + tg ) h 2,5 F3 = ( + 0,8392 ) + 0,839 ) = 2,78 b.h.k En = 0,5.h y + C (1 + ) ( + tg ) F3 = ( + tg2 ) [ En = ] 2,5.2,2.1,2 [ 0,5.2,2.14,7 + 0,39(1 + 0,218)] = 180,21 0,467.(0,467 + 0,839) Cuối kiểm tra đợc khả chịu lật móng cột trung gian: k.S F ( F2 E n + F3 Q0 ) Tra bảng 4.13 (TL1, trang 69 ), ta tìm đợc: k = 1,8 1,8 75,72 = 136,92 < (4,14.180,21 + 2,78.360,43 ) = 142 12,3 Kết luận : Móng làm việc an toàn 8.3 Kiểm tra móng cột cuối : Kích thớc móng : 2,52,52 Tơng tự nh kiểm tra móng cột góc Kiểm tra theo công thức: - 91 - Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà k.S F ( F2 E n + F3 Q0 ) Trong đó: Q0 = 361,12 (kN) H= P.h 3184,94.4,85 + 22761,6.(10,5 + 9,5 + 8,5) = = 9,28(m) P 3184,94 + 3,22761,6 S = P = 71,47 (kN) F1 = 12,26 (kN) F2 = 4,14 (kN) F3 = 2,78 (kN) Fn = 180,21 (kN) Cuối kiểm tra đợc khả chịu lật móng cột cuối: k.S F ( F2 E n + F3 Q0 ) Tra bảng 4.13 (TL1, trang 69 ), ta tìm đợc: k = 2.71,74 = 142,94 (4,14.180,21 + 2,78.360,43 ) = 142,35 12,28 Kết luận : Móng làm việc an toàn BATG Hình 8.5 Sơ đồ mặt cắt đờng dây trung áp22KV Sơ đồ mặt cắt dọc tuyến BATT L = 100m - 92 - L = 100m Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Loại cột S2G2C LT-12B LT-12B 52G2C LT-12B LT-12B 52G2C Loại xà x2 x1 x1 X2 x1 x1 x2 Sứ thuỷ tinh (quả) Loại móng 12 6 12 6 12 m2 m1 m1 m2 m1 m1 m2 cọc cọc cọc cọc cọc cọc cọc Tiếp địa L70x70x7 Chơng 9:Thiết kế trạm biến áp T1 Nhà máy đờng xây dựng diện tích rộng, cách đờng giao thông khu dân c không xa Vì điều kiện an toàn đảm bảo mỹ quan nên thiết kế trạm biến áp cho nhà máy chọn trạm kín Trạm biến áp có hai máy biến áp công suất 400 (kVA) 10/0,4 (kV) nhà, thiết bị nh chọn phần Cáp cao áp: Trị số dòng điện định mức : I tt = S tt 3.U dm = 378,15 3.10 = 21,83( A) Trị số dòng cỡng bức: Icb = 2.Itt = 2.21,83 = 43,83 (A) Tiết diện kinh tế cáp: - 93 - Đồ án tốt nghiệp Fkt = máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà I tt 21,83 = = 8,73(mm ) J kt 2,5 Dòng điện ngắn mạch ba pha: IN = 2,066 (kA) Công thức kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt ngắn mạch cáp: F I N t qd - Hệ số nhiệt, với cáp đồng = tqđ - Thời gian quy đổi, lấy thời gian tồn ngắn mạch = 0,5 (s) F 6.2,066 0,5 = 8,76(mm ) Chọn cáp XLPE 316 Cáp r0 (/km) 1,15 XLPE (3x16 ) x0 (/km) 0,113 Dòng điện ngắn mạch ba pha cái: IN = 2,066 (kA) Dòng điện ngắn mạch xung kích: ixk = 1,8.I N = 1,8.2,066 = 5,26( kA) 2.Lựa chọn góp cao áp: Thanh dẫn góp cao áp đợc lựa chọn theo điều kiện phát nóng kiểm tra lại theo điều kiện ổn định nhiệt Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép Icp: k1 k2 Icp Ilvmax k1 = 1, với góp đặt thẳng k2 Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trờng cp Nhiệt độ cho phép góp, cp = 700C Nhiệt độ tiêu chuẩn góp, = 350C xq Nhiệt độ môi trờng xung quanh, xq = 300C k2 = cp xq cp = 70 30 = 1,07 70 35 Dòng làm việc lớn góp: I lv max = 1,4.Iđm =1,4.Sđm/ Uđm = 32,33 A Dòng điện cho phép góp phải thoả mãn: I cp = I lv max 32,33 = = 30,21( A) K2 1,07 - 94 - Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Chọn góp nhôm, hình chữ nhật có tiết diện 25,3 mm dòng điện cho phép 165A Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Công thức để kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: F a.I N t qd a Khoảng cách pha, a = 50 (cm) tqđ - Thời gian quy đổi tính thời gian tồn ngắn mạch (0,5 s) F 50.2,066 0,5 = 73,04(mm ) Chọn lại góp nhôm hình chữ nhật có tiết diện 85 mm có dòng điện cho phép 300 A Kiểm tra điều kiện ổn định động: Theo tiêu chuẩn độ bền cơ, ứng suất vật liệu dẫn không đợc lớn ứng suất cho phép tt cp ứng suất cho phép với nhôm 700 (kG/cm 2) đồng 1400 (kG/cm2) - Xác định lực tính toán F tt tác dụng lên dẫn pha chiều dài khoảng vợt l Ftt = 1,76.10 .i xk2 a Ixk Dòng điện xung kích ngắn mạch ba pha l Khoảng cách hai sứ liền pha, l = 100 (cm) a Khoảng cách pha, a = 50 (cm) Ftt = 1,76.10 100 5,26 = 0,97(kG ) 50 - Xác định mô men tính toán: M = Ftt l 0,97.100 = = 9,7(kG.cm) 10 10 - Xác định ứng suất tính toán: tt = M W W mô men chống uốn W = h.b 120.8 = = 1280(cm ) 6 tt = M 9,7 = = 0,00758( kG / cm ) W 1280 Vậy: Điều kiện ổn định động thoả mãn Chọn sứ cao áp Các điều kiện chọn sứ cao áp: - 95 - Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà - Điện áp định mức sứ: Uđms Uđmm - Dòng điện định mức: Iđms Icb - Lực cho phép tác động lên đầu sứ: Fcp k.Ftt - Dòng ổn định nhiệt: Iđmnh IN Fcp Lực cho phép tác động lên đầu sứ; Fcp = 0,6.Fcp k Hệ số hiệu chỉnh; k = h h' h h Chọn sứ 0- 10- 750Kp có thông số sau: Loại sứ 0- 10- 750Kp Điện áp định mức (kV) 10 Lực phá hoại (kG) 750 Kiểm tra sứ: k= h 260 + 120 = = 1,46 h' 260 Fcp = 0,6.750 = 450 (kG) Ftt = 0,967 (kG) Fcp = 450 k Ftt = 1,46 0,967 = 1,412 (kG) Chọn máy biến dòng điện: Điều kiện lựa chọn kiểm tra: - Điện áp định mức máy biến dòng: UđmBI Uđmm - Dòng điện sơ cấp định mức máy biến dòng: IđmBI - Phụ tải cuộn dây thứ cấp: S2đmBI Stt - Hệ số ổn định động: K d i xk I dmBI - 96 - I cb Chiều cao (mm) 260 Đồ án tốt nghiệp máy - Hệ số ổn định nhiệt: : K nh Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà i t qd I tdmBI t dm.nh Loại máy 4MA72 với thông số sau: Loại 4MA72 Uđm (kV) 12 I1đm (A) 100 I2đm (A) Iôđnh (kA) 80 Iôđđ (kA) 120 Chọn máy biến áp đo lờng: - Điện áp định mức sơ cấp: UđmBu Uđmm - Phụ tải pha: S2đmph S2ph - Sai số cho phép: N% ( N% ) Chọn loại máy 4MR12 có thông số sau: Loại Uđm (kV) 12 4MR12 U1đm (kV) 11,5/ U2đm (V) 100/ Lựa chọn kiểm tra cầu chì cao áp: Cầu chì đợc chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm.CC Uđm.m = 10 kV Iđm.CC I lv max = Dòng điện định mức: k qtbt S dmBA 3.U dm.m = 1,3.400 3.10 = 30,02 kA Dòng điện cắt định mức: Iđm.cắt IN2 = 2,09 kA ( T2 có dòng ngắn mạch lớn ) Chọn loại cầu chì 3GD1 213-3B hãng Siemens chế tạo Uđm (kV) 12 Iđm (A) 63 Icắt Nmin (kA) 300 A.Lựa chọn phần tử hạ áp 1.Lựa chọn dẫn: - 97 - Icắt N (kA) 40 Tải (VA) 600 Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Điều kiện lựa chọn theo dòng cỡng I cb = S tt 3.U dm = 378,15 = 544,8( A) 3.0,4 Chọn góp nhôm, hình tiết diện 160 mm2 dòng điện cho phép 625 A , kích thớc 30x4 Chọn áptômát tổng Điều kiện chọn áptômát nh sau: - Điện áp định mức áptômát: UđmA Uđmm - Dòng điện định mức áptômax: IđmA Ilvmax Ilvmax = k qt S dmBA 3.U dm = 1,3.400 3.0,38 = 790,08( A) - Dòng cắt ngắn mạch: Icắtđm IN Chọn áptômát MerlinGerin chế tạo, có thông số sau: Loại Điện áp (V) 690 C1001N Iđm (A) 1000 Tính ngắn mạch để kiểm tra thiết bị chọn Dòng điện ngắn mạch: IN = U dm 3.Z N = 0,4 3.0,023158 = 9,97237(kA) - 98 - IN (kV) 25 Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Dòng điện ngắn mạch xung kích: ixk = 1,8.I N = 25,3855(kA) Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Thanh dẫn có dòng lớn 1000A không cần kiểm tra ổn định nhiệt Kiểm tra điều kiện ổn định động Theo tiêu chuẩn độ bền cơ,ứng suất vật liệu dẫn không đợc lớn ứng suất cho phép tt cp ứng suất cho phép với đồng 1400 (kG/cm2) - Xác định lực tính toán Ftt tác dụng lên dẫn lên pha khác chiều dài khoảng vợt, lấy khoảng vợt dài 2m l a Ftt = 1,76.10 .i xk2 ixk Dòng điện xung kích ngắn mạch ba pha l khoảng cách sứ liền pha ( có khoảng dài l = 150 cm ) a Khoảng cách pha, a = 30 cm Ftt = 1,76.10 150 5,26 = 2,415(kG ) 30 Các điều kiện kiểm tra dẫn thoả mãn nh kiểm tra phần Chọn áptômát nhánh Điều kiện chọn aptômát: - Điện áp định mức: UđmA Uđmm - Dòng điện định mức áptômát: IđmA Iđmmax - Dòng điện cắt định mức: IcắtđmA IN Phân xởng Kết cấu Kim loại I lv max = S tt 3.U dm = 378,15 3.0,4 = 545,8( A) Chọn áptômat NS600E Merlin Gerin chế tạo có: UđmA = 500 (V); IđmA = 600 (A); IN = 15 (kA) Kiểm tra lại điều kiện ngắn mạch sau aptômát nhánh, dòng ngắn mạch thoả mãn ( phần áptômát tổng dòng ngắn mạch sau 9,97 kA ) Chọn tủ hạ áp: Chọn tủ ABB chế tạo theo đơn đặt hàng với thông số cho trớc Chọn sứ hạ áp Các điều kiện chọn sứ hạ áp: - Điện áp định mức sứ: Uđms Uđmm - Dòng điện định mức: Iđms Icb - 99 - Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà - Lực cho phép tác động lên đầu sứ: Fcp k Ftt - Dòng ổn định nhiệt: Iđmnh IN Fcp Lực cho phép tác động lên đầu sứ, Fcp = 0,6 Fcp k Hệ số hiệu chỉnh; k = h/h h h Chọn sứ 0P- 10- 6000Y3có thông số sau: Loại sứ 0P- 10- 6000Y3 Điện áp định mức (kV) 10 Lực phá hoại (kG) Chiều cao (mm) 6000 300 Kiểm tra sứ: k= h 3000 + 150 = = 1,5 h' 300 Fcp = 0,6 6000 = 9000 (kG) Ftt = 3995 (kG) Fcp = 450 k Ftt = 1,46 3995 =5823 (kG) Sứ chọn thoả mãn điều kiện ổn định động B Tính toán nối đất cho trạm biến áp Trạm biến áp phía 10 kV 0,4 kV có trung tính trực tiếp nối đất điện trở nối đất trạm phải nhỏ Điện trở suất đất đất khu vực xây trạm 0,2.10 4.cm Vào mùa ma hệ số kmùa = 1,5 tt = 0,2.104.1,5 = 0,3.104 (/cm) - 100 - Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Diện tích trạm biến áp 4x12m Dự định dùng cọc tiếp địa thép góc L 60606 có tc = 0,00298.tt 2 TBA 0,7 m 0,8m a 2,5m 1: Cọc Điện trở cọc: 2: Thanh Rtc = 0,00298 0,3 104 = () Xác định sơ số cọc tra bảng c = 0,55 n = Rtc = = 14,54 c R yc 0,55.1 Lấy số cọc 15 Mạch vòng nối đất chôn sâu dới đất Trạm có chu vi: l = (4 + 12).2 = 32 m Cọc đợc đóng sâu dới mặt đất 0,7 m, thép dẹt đợc hàn chặt với cọc độ sâu t = 0,8 m Điện trở nối đất nằm ngang Rt = 0,366 tt lg 2.l () l b.t 2 = 0,3662 0,6.10 4.1,5 lg 2.(32.102 ) () 32.10 4.80 = 4,587 ( ) = 0,34 Điện trở nối đất thực tế thanh: - 101 - Đồ án tốt nghiệp Rt = máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà 4,587 = 13,49() 0,34 Điện trở nối đất toàn n cọc: Rc = 4.Rt 4.13,49 = = 5,686() Rt 13,49 Số cọc cần đóng là: n = Rtc 26,82 = = 8,58 c R c 0,55.5,686 Chôn 15 cọc Kết luận: Dùng 15 cọc thép góc, cách 2,5 m lại có cọc Tài liệu tham khảo Sách Thiết kế cung cấp điện PTS Ngô Hồng Quang Sách Mạng lới điện Sách Thiết nhà máy điện trạm biến áp - 102 - TS Nguyễn Văn Đạm PGS Nguyễn Hữu Khái Đồ án tốt nghiệp máy - 103 - Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà [...]... tâm 3.Vạch các phơng án cung cấp điện cho nhà máy và các phân xởng 3.1.Các phơng án : + Phơng án 1 : Nguồn đến + Phong án 2 : - 29 Nguồn đến Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà + Phong án 3 : - 30 Nguồn đến Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà + Phơng án 4 : - 31 Nguồn đến Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà 3.2.Bảng tính toán... không cần dùng một trạm biến trung tâm nào Kiểu sơ đồ này dùng cho các xí nghiệp có công suất lớn và phụ tảI không tập chung - 27 - Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà + Các sơ đồ b và d cung cấp cho nhà máy cần 2 cấp điện áp + Sơ đồ c dùng cho xí nghiệp ở gần hệ thống Trong nhà máy có 1 trạm biến áp trung tâm cấp điện áp đến các trạm biến phân xởng 2.3.Sơ bộ phân tích và... Vạch các phơng án cung cấp điện: 2.1.Chọn cấp điện áp truyền tải Trớc khi vạch ra các phơng án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đờng dây tải điện từ hệ thống về nhà máy Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải: - 26 - Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà U = 4,34 l + 0,016.P [kV] Trong đó: P - Công suất tính toán của nhà máy [MW] l - Khoảng cách từ... Tính toán cho nhóm II: - 13 - Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Bảng 2.3 Bảng số liệu nhóm II Stt Tên thiết bị Kí hiệu Số lợng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Máy tiện tự động Máy tiện tự động Máy tiện tự động Máy phay vạn năng Máy mài Máy bào ngang Máy xọc Máy khoan vạn năng Máy mài dao cắt gọt 3 4 5 7 11 12 13 15 21 2 2 1 1 1 2 3 1 1 10 11 12 Máy mài sắc vạn năng Máy khoan bàn Máy mài... Tính toán cho nhóm IV: - 15 - Iđm (A) 50,64 42,20 50,64 16,88 160,36 Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Bảng 2.5 Bảng số liệu nhóm IV STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Tên thiết bị Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy phay ngang Máy phay vạn năng Máy phay răng Máy xọc Máy bào ngang Máy màI tròn Máy khoan đứng Búa khí nén Quạt Biến áp hàn Máy màI... về trạm biến áp trung tâm của nhà máy - 32 - Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà Dây dẫn đợc chọn theo điều kiện Jkt Nhà máy đờng có Tmax = 5000 (h) ( PL1.4 TKCĐ) Tra bảng 5-3 (Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp) ta đợc Jkt = 1,1 - Tính dòng điện làm việc lớn nhất - Ilvmax = - S tt 3.U Trong đó : Ilvmax : là dòng làm việc lớn nhất kqt : là hệ số quá sự cố của trạm biến... nghiệp 7 8 9 10 11 12 13 14 15 máy Máy phay đứng Máy xọc Máy doa ngang Máy khoan hớng tâm Máy mài phẳng Máy mài tròn Máy mài trong Ca tay Ca máy Tổng nhóm I 10 14 16 17 18 19 20 28 29 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà 1 1 1 1 2 1 1 1 1 19 7,0 2,8 4,5 1,7 9,0 5,6 2,8 1,35 1,7 7,0 2,8 4,5 1,7 2 9,0 5,6 2,8 1,35 1,7 100,15 7,1 11,4 4,3 2.22,79 14,2 7,1 3,4 4,3 17,7 253,6 Số thiết bị có trong nhóm : n... 110,14 CHƯƠNG III .Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy 1 Đặt vấn đề: Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện đợc coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau : 1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật 2 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện 3 Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành 4 An toàn cho ngời và thiết bị 5 Dễ dàng... 4.2.Chọn sơ bộ cáp cao áp cho các phơng án 4.2.1.Chọn cáp cao áp cho phơng án 1 : + Tiết diện cáp cao áp đợc chọn theo điều kiện Jkt - 33 - Đồ án tốt nghiệp máy Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà + Đờng dây cáp từ TBA trung tâm về TBA phân xởng là cáp 3 lõi đồng cách điện XLPE 10KV có đai thếp vỏ PVC tra bảng 5-3 Thiết kế Nhà máy điện và Trạm biến áp ta đợc Jkt = 2,5 + Đờng dây cáp từ TBA trung... Kết quả tính toán Ri và csi của biểu đồ phụ tải các phân xởng đợc ghi trong bảng 2.7 Bảng 2.7 Kết quả xác định Ri và csi cho các phân xởng - 25 - Đồ án tốt nghiệp T T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tên phân xởng Kho củ cải đờng P/x Thái và nấu củ cải đờng B/p Cô đặc P/x Tinh chế Kho thành phẩm P/x Sửa chữa cơ khí Trạm bơm Nhà máy nhiệt điện Kho than máy PCS (kW) PTT (kW) Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà