BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY CỔ PHẦN SẮT TRÁNG MEN- NHÔM HẢI PHÕNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP HẢI PHÒNG - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY CỔ PHẦN SẮT TRÁNG MEN- NHÔM HẢI PHÕNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Văn Tuyên Ngƣời hƣớng dẫn: Th.s Đỗ Thị Hồng Lý HẢI PHÒNG - 2016 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Nguyễn Văn Tuyên_MSV: 1513102009 Lớp : ĐCL901- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho công ty cổ phần sắt tráng men – nhôm Hải Phòng NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính toán vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán Địa điểm thực tập tốt nghiệp CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn: Họ tên : Đỗ Thị Hồng Lý Học hàm, học vị : Thạc sĩ Cơ quan công tác : Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng Nội dung hƣớng dẫn : Toàn đề tài Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hƣớng dẫn : Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày năm 2016 tháng Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày .tháng .năm 2016 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Nguyễn Văn Tuyên Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Cán hƣớng dẫn Đ.T.T.N Th.s Đỗ Thị Hồng Lý Hải Phòng, ngày .tháng năm 2016 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1.Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lƣợng Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lƣợng vẽ ) Cho điểm cán hƣớng dẫn ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2016 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính toán chất lƣợng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài Cho điểm cán chấm phản biện ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2016 Ngƣời chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) máy kéo tôn 74 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G4 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G4 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G2,5 4G2,5 4G1,5 4G1,5 4G4 C60N C60N C60N C60N C60N C60N C60N C60N C60N NS250N C60N C60N C60N C60N NS250N C60N C60N C60N C60N C60N C60N C60N C60N C60N C60N NS250N CHƢƠNG NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ - Đặc điểm quan trọng hệ thống cung cấp điện phân bố diện tích rộng, thƣờng xuyên có ngƣời làm việc với thiết bị điện chịu nhiều ảnh hƣởng yếu tố khách quan Ngƣời vận hành không tuân theo quy tắc an toàn Chính nguyên nhân làm hƣ hỏng điện trở cách điện thiết bị, gây nguy hiểm cho ngƣời vận hành - Nối đất cho thiết bị điện đặt thiết bị chống sét an toàn cho hệ thống phƣơng pháp đơn giản hiệu để phòng tránh hậu - Trạm biến áp phần tử quan trọng hệ thống cung cấp điện, thƣờng xuyên có ngƣời làm việc với thiết bị điện Khi cách điện thiết bị điện bị hỏng ngƣời vận hành không tuân theo quy tắc an toàn vô ý chạm vào nguy hiểm hƣ hỏng, giật chết ngƣời - Vì hệ thống cung cấp điện nói chung trạm biến áp nói riêng thiết phải có biện pháp an toàn để chống điện giật đảm bảo chế độ làm việc mạng điện, biện pháp an toàn, hiệu đơn giản thực nối đất cho trạm biến áp tủ phân phối động lực - Trang bị nối đất bao gồm điện cực dây dẫn nối đất Các điện cực nối đất bao gồm điện cực thẳng đứng đƣợc đóng sau vào đất điện cực ngang đƣợc chôn ngầm độ sâu định Các dây nối đất dùng để nối liền phận đƣợc nối đất với điện cực nối đất - Khi có trang bị nối đất, dòng điện ngắn mạch xuất cách điện thiết bị điện với vỏ hƣ hỏng, chạy qua vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống điện cực chạy tản vào đất 4.2 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 4.2.1 Trang bị nối đất trạm biến áp Khi thực nối đất tiến hành theo cách: 75 + Nối đất tự nhiên: Là sử dụng ống dẫn nƣớc hay ống kim loại khác đặt đất, kết cấu kim loại nhà cửa, công trình nối đất, vỏ bọc kim loại cáp đặt đất làm trang bị nối đất + Nối đất nhân tạo: Thƣờng đƣợc thực cọc thép, cọc đồng dài  ( m ) chôn sâu xuống đất cho đầu chúng cách mặt đất 0,5  1,5 ( m ) Nhờ giảm đƣợc thay đổi điện trở nối đất theo thời tiết Các ống thép hay thép đƣợc nối với cách hàn với thép nằm ngang đặt độ sâu 0,5  0,7 ( m ) Tiết diện nhỏ thép 48(mm2) Các thiết bị làm việc cấp điện áp khác chế độ làm việc khác yêu cầu điện trở trang bị nối đất khác Theo quy phạm trang bị điện điện trở nối đất mạng có U < 1000 ( V ) công suất máy biến áp lớn 100kVA thời điểm năm phải có Rnd < (  ) Khi xét đến nối đất tự nhiên song song với nối đất điện trở nối đất nhân tạo đƣợc tính theo công thức sau: 1   R nt R nd R tn Trong đó: (4.1) Rnt: Điện trở nối đất nhân tạo (  ) Rtn: Điện trở nối đất tự nhiên (  ) Rnd: Điện trở nối đất cho phép (  ) Ta coi nhƣ nối đất tự nhiên nên: Rnd < Rndcp = (  ) + Tính toán nối đất nhân tạo theo trình tự nhƣ sau: - Xác định điện trở nối đất theo quy trình quy phạm nối đất - Xác định điện trở nối đất cọc là: Rlc= K max 0 2l 4.t  (ln  ln ) () 2l d 4.t  (4.2) Trong đó: ▪ 0 điện trở suất đất đo điều kiện chuẩn ( .cm ) ▪ Kmax hệ số phụ thuộc vào điều kiện đo tra bảng 2- 22 [trang 259, Tài 76 liệu tham khảo ] ▪ l: Chiều dài cọc ( m ) ▪ t: Là độ sâu chôn cọc ( m ) ▪ d: Đƣờng kính cọc tròn ( m ) Xác định sơ số cọc: Số cọc thƣờng đƣợc xác định theo kinh nghiệm, đồng thời xác định sơ theo công thức: n= R lc R d c (4.3) Trong đó:  Rlc: Điện trở nối đất cọc (  )  Rd: Điện trở thiết bị nối đất theo quy định (  )  c: Hệ số sử dụng cọc Xác định điện trở nối ngang k max  2L2 Rt = () ln 2L b.t (4.4) Trong đó:  L: Chiều dài mạch vòng tạo nối ( m )  b: Bề rộng nối ( m )  t: Độ sâu ( m ) Điện trở nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng t: Rt  Rt t (4.5) Xác định điện trở ( khuếch tán ) n cọc chôn thẳng đứng Rc: Rc = R lc n. c (4.6) Xác định điện trở ( khuếch tán ) thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc dẫn: 77 Rnd = R c R t Rc Rt (4.7) So sánh điện trở nối đất tính đƣợc Rnd với điện trở nối đất theo quy định Rd Rnd > Rd phải tăng số cọc lên tính lại 4.2.2 Tính toán nối đất cho trạm biến áp Ta chọn Rd = (  ) Xác định điện trở nối đất cọc tiếp địa: Rlc = K max  2l 4.t  ) (ln  ln 2l d 4.t  ( 4.8) Qua công tác khảo sát cho thấy đất vị trí xây dựng đất ruộng tra bảng - 65 trang 659,3 ta đƣợc 0 = 0,4.104 ( .cm ) = 40 ( .m ) Kmax = 1,4 hệ số phụ thuộc vào điều kiện đo tra bảng - 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo ] Ta dùng loại điện cực đồng có kích thƣớc: đƣờng kính d = 20 ( mm ), dài l = 2,5 ( m ) chôn cách mặt đất 1,2 ( m ) Có độ sâu chôn cọc: t = 1,2 + 2,5 = 2,45 ( m ) Thay số vào công thức (4.8)  Rlc = 1,4.40 2.2,5 4.2,45  2,5 ) = 20,61 (  ) (ln  ln 22,5 0,02 4.2,45  2,5 Số lƣợng cọc theo lý thuyết: Nlt = R lc 20,614 = 5,15 ( cọc )  R ndcp Chọn số cọc lý thuyết cọc Cọc có chiều dài l = 2,5 ( m ), khoảng cách cọc a = ( m ) Tra bảng - 23 [ trang 260, Tài liệu tham khảo với a/l = 1, Nlt = cọc ta có hệ số sử dụng cọc là: c = 0,62 Ta có số cọc đƣợc sử dụng theo kinh nghiệm là: 78 n= R lc 20,614  = 8,31 ( cọc ) R d  c 4.0,62 Với a/l = 1, n = tra bảng - 23 [ trang 260, Tài liệu tham khảo ] cosc = 0,58 Điện trở nối đất cọc là: Rc = R lc 20,614   4,44 (  ) n. c 8.0,58 Các cọc đƣợc chôn theo mạch vòng cách ( m ) đặt bên khu vực nhà máy chu vi mạch vòng là: L = a.n = = 24 ( m ) Điện trở nối ngang: Ta sử dụng loại điện cực tròn tiết diện 95 ( mm2 ) Rt = k max  2L2 () ln 2L b.t  Kmax = 1,6: Hệ số hiệu chỉnh nằm ngang Tra bảng 2- 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo ]  L: Chiều dài mạch vòng tạo nối 24 ( cm )  b: Bề rộng nối b = 2d = 22 ( mm ) = 0,022 ( m )  t: Độ sâu t = 1,2 + 0,022 = 1,211 ( m ) 1,6.40 2.24 ln  4,53 (  ) Thay số: Rt = 224 0,022.1,211 Điện trở nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng t: Rt = R t 4,53   12,58 (  ) với a/l = 1, n = tra bảng 2-24 [trang 260, Tài liệu  t 0,36 tham khảo có 1 = 0,36 Điện trở nối đất nhân tạo hệ thống đƣợc xác định theo công thức: R nd  R c R t 4,44.12,58   3,26 (  ) R c  R t 4,44  12,58 79 Vậy Rnđ < Rđ = (  ), hệ thống nối đất thoả mãn yêu cầu 4.3 TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT CHO CÔNG TY 4.3.1 Khái quát chống sét Sét nguồn điện từ mạnh, xuất hình thành điện tích khối lớn, từ đám mƣa giông mang điện tích dƣơng - phần đám mây - điện tích âm - phần dƣới đám mây Chúng tạo điện trƣờng có cƣờng độ lớn chung quanh đám mây Trong trình tích lũy điện tích trái dấu, điện trƣờng có cƣờng độ gia tăng liên tục đƣợc hình thành Khi điện nơi đám mây vƣợt ngƣỡng cách điện không khí, xảy tƣợng đánh xuyên, hay gọi sét tiên đạo Có thể phân biệt loại thiết bị chống sét: thiết bị chống sét đánh trực tiếp thiết bị chống sét lan truyền Bảng 4.1 Chủng loại bán kính bảo vệ Loại kim chống sét Bán kính (m) CX040 63 CX070 73 BX125 84 BX175 104 AX210 142 4.3.2 Cấu trúc hệ thống chống sét  Chống sét đánh trực tiếp Cấu hình loại gồm có phần: a) Đầu thu lôi: Dùng để phát tia tiên đạo lên thu hút sét Đầu thu lôi đƣợc gắn trụ đỡ có độ cao trung bình ( m ) so với đỉnh công trình cần đƣợc bảo vệ 80 b) Dây dẫn sét: Dùng để dẫn dòng sét từ đầu thu lôi đến hệ thống tiếp đất Thƣờng làm đồng cáp đồng trần, tiết diện dây dẫn đƣợc quy định theo tiêu chuẩn quốc tế từ 50 ( mm2 ) đến 75 ( mm2 ) c) Hệ thống tiếp đất: Dùng để tản dòng điện sét đất Cấu hình hệ thống tiếp đất gồm: - Các cọc tiếp đất: thƣờng dài từ 2,4 ( m ) đến ( m ) Đƣờng kính thƣờng 14 – 16 ( mm ) Đƣợc chôn thẳng đứng cách mặt đất từ 0,5 đến ( m ) Khoảng cách cọc với cọc từ đến 15 ( m ) - Dây tiếp đất: Thƣờng cáp đồng trần có tiết diện từ 50 đến 75( mm2 ) dùng để liên kết cọc tiếp đất lại với Cáp nằm âm dƣới mặt đất từ 0,5 đến ( m ) - Ốc siêu cáp mối hàn hoá nhiệt cadweld: dùng để liên kết dây tiếp đất cọc tiếp đất với - Vì thiết bị cắt sét sơ cấp nên thƣờng giá thành thấp  Thiết bị chống sét đƣờng dây lan truyền vào trạm Do toàn hệ thống đƣờng dây tải điện trung áp 35kV cấp nguồn cho nhà máy đƣợc lấy trực tiếp từ cột cao lƣới điện 35kV quốc gia nên cần có chống sét van đặt phía cao áp nhà máy chống sét đánh từ đƣờng dây lan truyền vào trạm biến áp nhà máy 4.3.3 Tính toán chống sét đánh trực tiếp cho công ty Hệ chống sét gồm phận thu đón sét đặt không trung, đƣợc nối đến dây dẫn đƣa xuống hệ thống tiếp địa an toàn chôn sâu đất a, T nh toán điện trở nối đất cho hệ thống chống sét Rnđ