CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ XƯỞNG Bảng 1- 1: Các thiết bị nhóm 1. 16 Bảng 1- 2: Các thiết bị nhóm 2. 18 Bảng 1- 3: Các thiết bị nhóm 3.
19 Bảng 1- 4: Các thiết bị nhóm 4. 21 Bảng 1- 5: Kết quả tính toán phụ tải động lực 4 nhóm. XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG Bảng 2- 1: Thông số máy biến áp.26 Bảng 2- 2: Các thông số dây cáp được chọn và các loại tổn thất của PP1.38 Bảng 2- 3: Các thông số dây cáp được chọn và các loại tổn thất của PP2.39 Bảng 2- 4: So sánh các phương pháp.40 Bảng 2- 5: Chọn dây dẫn cho từng thiết bị. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN Bảng 3- 1: Thông số máy biến áp.50 Bảng 3- 2: Dòng ngắn mạch trên từng tủ động lực.52 Bảng 3- 3: Các thông số tính toán ngắn mạch từng vị trí.54 Bảng 3- 4: Thông số của cầu chì.56 Bảng 3- 5: Thông số của dao cách ly.57 Bảng 3- 6: Thông số của máy cắt.
58 Bảng 3- 7: Thông số của van chống sét.59 Bảng 3- 8: Thông số của tủ phân phối.60 Bảng 3- 9: Thông số của tủ động lực.60 Bảng 3- 10: Thông số thanh cái của các tủ động lực.62 Bảng 3- 11: Thông số aptomat cho tủ phân phối.64 Bảng 3- 12: Thông số aptomat cho các tủ động lực.65 Bảng 3- 13: Thông số của máy biến dòng.66 Bảng 3- 14: Bảng thông số của Ampe kế.66 10 Bảng 3- 15: Bảng thông số của Volt kế.66 Bảng 3- 16: Bảng thông số của công tơ điện. THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO PHÂN XƯỞNG Bảng 5- 1: Thông số của tụ bù DEA YEONG.74 Bảng 5- 2: Bảng thông số MCCB tổng của tụ bù.76 Bảng 5- 3: Bảng thông số MCCB nhánh của tụ bù.76 Bảng 5- 4: Bảng thông số contactor cho tụ bù.76 Bảng 5- 5: Bảng thông số của bộ điều khiển tụ bù Mikro PFR96. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ XƯỞNG 1. Khái quát chung Phụ tải là nơi mà điện năng sẽ được biến đổi thành những năng lượng khác như nhiệt năng (sưởi ấm, đun nấu), quang năng (chiếu sáng) hay cơ năng (chạy máy bơm, quạt điện), … nhằm phục vụ những nhu cầu và mục đích đa dạng của con người.
Phụ tải điện là thước đo tổng lượng điện cần thiết để vận hành một thiết bị, đèn hoặc ổ cắm. Tùy thuộc vào mức độ yêu cầu cấp điện liên tục, độ tin cậy, an toàn, … mà chia ra làm 3 nhóm phụ tải: Phụ tải loại I: Đây là loại phụ tải được cung cấp điện liên tục. Nếu mất điện xảy ra đồng nghĩa sẽ gây ra những thiệt hại rất lớn về mặt kinh tế, gây mất ổn định chính trị và ngoại giao. Ví dụ như tòa nhà Quốc hội, văn phòng chính phủ, hầm mỏ, bệnh viện.
Phụ tải loại II: Đây là loại phụ tải nếu mất điện cung cấp sẽ gây thiệt hại về kinh tế như sản xuất sản phẩm bị thiếu hụt, hàng hóa thứ phẩm tăng, gây ra tình trạng lãng phí và mất cân bằng trong tiêu thụ của thị trường. Phụ tải loại III: Phụ tải loại 3 là phụ tải cho phép mất điện trong khoảng thời gian ngắn. Cụ thể đó có thể là các công trình dân dụng, khu dân cư hay công trình phúc lợi, … Xác định đúng phụ tải điện (tính toán) có vai trò rất quan trọng trong thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện. Xác định phụ tải điện (phụ tải tính toán) không chính xác xảy ra hai trường hợp: Nếu phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực tế thường dẫn đến các sự cố hoặc làm giảm tuổi thọ các thiết bị, nguy cơ tiềm ẩn cho các sự cố tai nạn sau này; Còn nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế sẽ gây lãng phí kinh tế do các thiết bị không được khai thác, sử dụng hết công suất.
Tính toán phụ tải chiếu sáng và làm mát 1. Phụ tải chiếu sáng Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. Công thức tính: [1] Trong đó: - p0: Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích chiếu sáng (W/m2). - F: Diện tích được chiếu sáng (m2) Ta lấy: ; cosφ = 0,8 [1] Phân xưởng có diện tích: F = 24 x 36 = 864( m2) (dài: 36m x rộng: 24m).
Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí là: P cspx = p0. Phụ tải làm mát Xưởng được làm mát nhân tạo bằng hệ thống quạt thông gió cho nhà xưởng. Phụ tải thông thoáng và làm mát cho phân xưởng dược tính dựa theo lượng khí trao đổi trong không gian nhà xưởng. Trình tự các bước tính toán như sau: Bước 1: Xác định thể tích nhà xưởng: V = chiều dài x chiều rộng x chiều cao (m3).
Bước 2: Tính tổng lượng khí trao đổi: Tg = X x V (m3/h). 13 Bước 3: Tính số lượng quạt thông gió cần dùng: N = Tg / Q (thiết bị). Bước 4: Phụ tải tính toán thông thoáng và làm mát: Plm = N x Pđm (kW). Trong đó: - X: là số lần thay đổi không khí (lần/ giờ).
- Q: là lưu lượng gió của quạt (m3/h). - Pđm: là công suất định mức của một thiết bị (kW). Ta có số liệu của phân xưởng: Thể tích phân xưởng: V= 36 x 24 x 7,5 = 6480 (m3) (Dài: 36m; rộng: 24m; cao: 7,5m). Đối với phân xưởng sửa chữa thiết bị điện thì số lần thay đổi khí: X = 40 (lần/giờ) Tổng lượng khí trao đổi: Tg = X x V = 40 x 6480 = 259200 (m3/h).
Tra catalog quạt thông gió công nghiệp ta chọn được quạt thông gió 1100x1100 Nako với các thông số kỹ thuật sau: Model Điện áp 3p Lưu lượng gió Kích thước Công suất Ud (V) Q (m3/h) (mm) Pđm (kW) FT - 1100 380 32000 1100x1100x400 0,75 Số lượng quạt cần dùng cho phân xưởng: N = Tg/Q = 259200/32000 = 8,1(thiết bị). Để đảm cho việc làm mát và thông thoáng, ta chọn số lượng quạt là N = 10 Phụ tải thông thoáng và làm mát: 14 P lm = N x P đm = 10 * 0,75 = 7,5 (kW). Quạt thông gió model FT - 1100sử dụng động cơ dây đồng 100% hiệu suất cao cosφ= 0,9 => tgφ =0,48 => Q lm = Plm. => S lm = Plm / cosφ = 7,5/ 0,9= 8,333 (kVA).
Xác định phụ tải tính toán động lực của nhà xưởng xí nghiệp Phân xưởng gồm có tổng số 45 thiết bị động lực. Toàn bộ các thiết bị đều sử dụng nguồn 3 pha và có công suất khác nhau, nên cần phải phân nhóm thiết bị điện để thuận tiện cho việc tính toán và xác định được phụ tải tính toán một cách chính xác. Phân loại và nhóm phụ tải trong xưởng ta dựa trên một số nguyên tắc cơ bản sau: + Các thiết bị trong một nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng ( điều này sẽ thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất,…). + Các thiết bị trong nhóm nên cùng có chế độ làm việc ( điều này sẽ thuận tiện cho việc tính toán và cung cấp điện sau này).
+ Các thiết bị trong nhóm nên được phân bố để tổng công suất các nhóm chênh lệch là ít nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các thiết bị cung cấp điện). 15 Theo đề tài được giao, ta có mặt bằng của nhà xưởng xí nghiệp công nghiệp hình 1. Mặt bằng nhà xưởng Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng ta chia ra làm 4 nhóm thiết bị phụ tải như sau: - Nhóm 1: 1,2,3,8,9,10,11,17,18,19,20,22,27 được trình bày ở bảng (1.1) - Nhóm 2: 4,5,6,7,12,13,14,15,16,23,24 được trình bày ở bảng (1.2) - Nhóm 3: 21,28,29,30,32,33,34,35,36,37,38 được trình bày ở bảng (1.3) - Nhóm 4: 25,26,31,39,40,41,42,43,44,45 được trình bày ở bảng (1.4) 16 +) Thông số các thiết bị trong nhóm Bảng 1- 1: Các thiết bị nhóm 1 STT Tên thiết bị Kí hiệu trên Hệ số Cos φ Hệ số công sơ đồ mặt ksd suất đặt bằng (kW) 1 Máy mài nhẵn tròn 1 0,36 0,67 4 2 Máy mài nhẵn phẳng 2 0,33 0,68 2,5 3 Máy tiện bu lông 3 0,31 0,65 1,6 4 Máy mài nhẵn tròn 8 0,36 0,67 11 5 Máy mài nhẵn phẳng 9 0,33 0,68 5 6 Máy khoan 10 0,28 0,66 1,6 7 Máy khoan 11 0,28 0,66 1,8 8 Máy ép 17 0,42 0,63 11 9 Cầu trục 18 0,26 0,67 5 10 Máy khoan 19 0,28 0,66 1,8 11 Máy khoan 20 0,28 0,66 1,8 12 Máy ép nguội 22 0,48 0,7 41 13 Lò gió 27 0,54 0,9 5 Tổng 93,1 - Hệ số công suất trung bình của nhóm 1: cos φ tb = ∑ Pi. cos φ i = 63,67 = 0,68 ∑ Pi 93,1 - Hệ số ksd của nhóm 1: k sd = ∑ Pi.
k sdi = 32,58 = 0,35 ∑ Pi 93,1 17 - Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 1: Ta thấy thiết bị có công suất lớn nhất là 41 kW nên số thiết bị trong nhóm có công suất lớn hơn hoặc bằng 41 = 20,5 kW là n1 = 1 (thiết bị).