CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MẶT BẰNG, PHỤ TẢI, PHÂN NHÓM, SƠ ĐỒ ĐI DÂY 1. Giới thiệu đôi nét về phân xưởng sợi (thiết bị và hệ thống cung cấp điện) Các máy sử dụng chủ yếu là động cơ điện xoay chiều ba pha. Ở phân xưởng sợi, máy móc được sử dụng ở mức độ cao và làm việc liên tục, tần suất lớn. Nguồn điện cung cấp cho phân xưởng được lấy từ lưới điện quốc gia 22kV qua máy biến áp chuyển xuống cấp 0,4kV cung cấp cho phân xưởng, chiếu sáng trong phân xưởng dùng hình thức chiếu sáng chung đều, điện áp sử dụng 220V.
Các dây dẫn từ trạm biến áp đến các tủ phân phối, tủ động lực và các phụ tải thiết bị được đặt trong ống cách điện đi ngầm trong đất vừa tạo vẻ mỹ quan, đồng thời vừa tạo tính an toàn cho nhà máy. Cụ thể, xưởng sợi cần được thiết kế cung cấp điện có kích thước như sau: Đề số 13: Phân xưởng sợi Kích thước: Dài x Rộng = 90m x 60m. Phân nhóm phụ tải Trong mỗi phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc rất khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm cần tuân theo các nguyên tắc sau: - Các thiết bị cùng một nhóm nên ở gần nhau để làm giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ đó có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong xưởng.
- Chế độ làm việc của các thiết bị trong nhóm nên giống nhau để thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm. - Tổng công suất của nhóm nên xấp xỉ bằng nhau để giảm chủng loại tủ động lực sử dụng. Số thiết bị trong một nhóm không nên quá nhiều vì số đầu ra của tủ động lực thường chỉ từ 8 – 12.1 Bảng phân nhóm phụ tải của xưởng sợi STT NHÓM KHMB TÊN THIẾT BỊ Pđm Ksd Cos(φ) 1 1 Máy nén khí 21 0.6 SVTH: Nhóm 1 Trang 1 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 4 4 Máy lọc bụi 27 0.6 STT NHÓM KHMB TÊN THIẾT BỊ Pđm Ksd Cos(φ) 5 5 Máy điều không 27 0.67 STT NHÓM KHMB TÊN THIẾT BỊ Pđm Ksd Cos(φ) 8 8 Máy hấp sợi 11.7 STT NHÓM KHMB TÊN THIẾT BỊ Pđm Ksd Cos(φ) 10 10 Máy se 9 0.5 STT NHÓM KHMB TÊN THIẾT BỊ Pđm Ksd Cos(φ) 14 13 Máy cúi 7.7 STT NHÓM KHMB TÊN THIẾT BỊ Pđm Ksd Cos(φ) 17 17 Máy thô 18 0.5 STT NHÓM KHMB TÊN THIẾT BỊ Pđm Ksd Cos(φ) 19 18 Máy con 9 0.6 SVTH: Nhóm 1 Trang 2 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG STT NHÓM KHMB TÊN THIẾT BỊ Pđm Ksd Cos(φ) 21 20 Máy con 9 0.6 SVTH: Nhóm 1 Trang 3 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN: CHIẾU SÁNG, TỦ ĐỘNG LỰC 2. Xác định tâm phụ tải tủ động lực, tủ phân phối chính Xác định tâm phụ tải nhằm xác định vị trí hợp lý nhất để đặt tủ phân phối chính của toàn phân xưởng (TPPC) hoặc tủ động lực (TĐL).
Vì khi đặt TPPC hoặc TĐL tại vị trí đó thì ta sẽ thực hiện được việc cung cấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất nhỏ, giảm chi phí kim loại màu. Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí cuối cùng còn phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau: đảm bảo tính mỹ quan, thuận tiện và an toàn trong thao tác… 2. Xác định tâm phụ tải tủ động lực Chọn gốc tọa độ x-y tại góc trái phía dưới của sơ đồ mặt bằng. Từ đó ta có thể xác định vị trí tâm phụ tải như sau: 𝑛 𝑛 ∑ (𝑋𝑖*𝑃𝑑𝑚𝑖) ∑ (𝑌𝑖*𝑃𝑑𝑚𝑖) 𝑋𝑇𝐷𝐿 = 𝑖=1 𝑛 𝑌𝑇𝐷𝐿 = 𝑖=1 𝑛 ∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖 ∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖 𝑖=1 𝑖=1 Trong đó XTĐL, YTĐL lần lượt là hoành độ và tung độ của tâm phụ tải tủ động lực.
Xi, Yi là hoành độ, tung độ của thiết bị thứ i trong nhóm phụ tải (So với gốc chuẩn) n là số thiết bị trong nhóm. Pđmi: Công suất định mức của máy i Áp dụng: Tính toán tâm phụ tải tủ động lực 1 (Tủ động lực 1 có 5 máy, tương ứng với 5 vị trí khác nhau trên sơ đồ mặt bằng): 5 5 𝑋𝑇𝐷𝐿 = ( ∑ (𝑋𝑖. 15 𝑖=1 𝑖=1 Tiến hành dời sát tâm tủ động lực 1 sao cho đặt tủ sát tường và ưu tiên đặt gần những thiết bị có công suất lớn nhằm thuận tiện cho việc nối dây âm đất và tu sửa, bảo dưỡng. Ta được: XTDL1 = 2.2 Tiến hành tính toán tương tự cho các tủ động lực còn lại, ta được: Bảng 2.1 Bảng tính toán tâm phụ tải TĐL KHMB Pđm (kW) Xi Yi (Xi.Pđmi) SVTH: Nhóm 1 Trang 4 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 1.677 TĐL KHMB Pđm (kW) Xi Yi (Xi.847 TĐL KHMB Pđm (kW) Xi Yi (Xi.95 92 SVTH: Nhóm 1 Trang 5 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 8.2 TĐL KHMB Pđm (kW) Xi Yi (Xi.25 SVTH: Nhóm 1 Trang 6 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 12.37 TĐL KHMB Pđm (kW) Xi Yi (Xi.85 SVTH: Nhóm 1 Trang 7 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 15.2 TĐL KHMB Pđm (kW) Xi Yi (Xi.45 TĐL KHMB Pđm (kW) Xi Yi (Xi.8 SVTH: Nhóm 1 Trang 8 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 18.2 TĐL KHMB Pđm (kW) Xi Yi (Xi.55 SVTH: Nhóm 1 Trang 9 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 20.90 YTDL8= 60 SVTH: Nhóm 1 Trang 10 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 2.
Xác định tâm phụ tải tủ phân phối chính: 𝑚 𝑚 ∑ 𝑋𝑗*𝑃𝑑𝑚_𝑇𝐷𝐿𝑗 ∑ 𝑌𝑗*𝑃𝑑𝑚_𝑇𝐷𝐿𝑗 𝑋𝑇𝑃𝑃𝑃𝑋 = 𝑗=1𝑚 𝑌𝑇𝑃𝑃𝑃𝑋 = 𝑗=1𝑚 ∑ 𝑃𝑑𝑚_𝑇𝐷𝐿𝑗 ∑ 𝑃𝑑𝑚_𝑇𝐷𝐿𝑗 𝑗=1 𝑗=1 Trong đó XTPPX, YTPPPX lần lượt là hoành độ và tung độ của tâm phụ tải tủ phân phối chính. Xj, Yj lần lượt là hoành độ, tung độ của tủ động lực thứ j trong nhóm phụ tải. m là số tủ động lực trong phân xưởng. Trước tiên ta có bảng tổng kết tâm phụ tải tủ động lực trong phân xưởng và tủ sinh hoạt chung (tự chọn trên bản vẽ): Bảng 2.2 Bảng tổng kết tâm phụ tải của các tủ động lực Tính toán Lựa chọn TỦ ĐỘNG PĐM_TĐL STT KHMB Xj Yj Xj Yj LỰC (kW) 1 NHÓM 1 TĐL1 114 2.2 Từ đó dựa theo công thức trên, ta tính được tâm phụ tải tủ phân phối chính cho xưởng cơ khí: X = 47.2 (m) SVTH: Nhóm 1 Trang 11 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 2.
Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng: 2. Tính toán đối với thiết bị Công suất phản kháng định mức: Qđmtb = Pđmtb.tan (φ) Công suất trung bình: Ptbtb = Pđmtb.Ksd Công suất phản kháng trung bình: Qtbtb = Qđmtb.Ksd 2 2 𝑄đ𝑚𝑡𝑏+𝑃đ𝑚𝑡𝑏 Dòng điện định mức: 𝐼đ𝑚𝑡𝑏 = 3𝑈đ𝑚 Dòng điện khởi động: Ikđ = Iđm. Hệ số sử dụng nói lên mức sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị trong khoảng thời gian cho xem xét. Tính toán đối với nhóm thiết bị, tủ động lực, tủ phân phối chính Công suất định mức, Công suất trung bình: Pđm-nhóm/tb_nhóm = ∑Pđmtb/tbtb CS phản kháng định mức, CS phản kháng trung bình: Qđm-nhóm/tb_nhóm = ∑Qđmtb/tbtb Giả thuyết có một nhóm gồm n thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau.
Khi đó ta định nghĩa nhq là một số quy đổi gồm có nhq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng với phụ tải tiêu thụ thực do n thiết bị tiêu thụ trên. 2 ( ) 𝑛 ∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖 Xác định thiết bị hiệu quả trong tủ động lực : 𝑛ℎ𝑞_𝑇𝐷𝐿 = 𝑖=1 𝑛 2 ∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖 𝑖=1 Trường hợp phân xưởng cơ khí có 4 < nhq_TĐL < 200 thì: ⇒ Ptt_TĐL = Ptb_nhóm.Kmax Qtt_TĐL = Qtb_nhóm.1,1 (nhq_TĐL < 10) Qtt_TĐL = Qtb_nhóm (nhq_TĐL > 10) 2 2 ⇒ Công suất biểu kiến tính toán tủ động lực: 𝑆𝑡𝑡_𝑇Đ𝐿 = 𝑃𝑡𝑡_𝑡đ𝑙 + 𝑄𝑡𝑡_𝑡đ𝑙 2 2 𝑃𝑡𝑡_𝑡đ𝑙+𝑄𝑡𝑡_𝑡đ𝑙 ⇒ Dòng điện tính toán tủ động lực: 𝐼𝑡𝑡_𝑇Đ𝐿 = 3𝑈đ𝑚 ⇒ Dòng điện đỉnh nhọn tủ động lực: Iđỉnh nhọn = Ikđ_max + (Itt_TĐL – Ksd.Iđm_max) SVTH: Nhóm 1 Trang 12 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Hệ số cực đại Kmax: Hệ số Kmax phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả nhq, vào hệ số sử dụng và hàng loạt các yếu tố khác đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm. Trong thực tế khi tính toán thiết kế người ta chọn Kmax theo đường cong Kmax = f(Ksd, nhq): 1,5 1−𝐾𝑠𝑑 𝐾𝑚𝑎𝑥 = 1 + 𝐾𝑠𝑑 𝑛ℎ𝑞 Ta có bảng số liệu tính toán phụ tải cho từng Tủ Động Lực: Bảng 2.3 Bảng số liệu phụ tải cho tính toán từng tủ động lực Pđm Qđm Ptb Qtb Iđm Imm TĐL KHMB Ksd Cos(φ) (kW) (kVAr) (kW) (kVAr) (A) (A) 1.89 Pđm Qđm Ptb Qtb Iđm Imm TĐL KHMB Ksd Cos(φ) (kW) (kVAr) (kW) (kVAr) (A) (A) 5 27.91 Pđm Qđm Ptb Qtb Iđm Imm TĐL KHMB Ksd Cos(φ) (kW) (kVAr) (kW) (kVAr) (A) (A) 8.80 SVTH: Nhóm 1 Trang 13 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 8.47 Pđm Qđm Ptb Qtb Iđm Imm TĐL KHMB Ksd Cos(φ) (kW) (kVAr) (kW) (kVAr) (A) (A) 10.45 SVTH: Nhóm 1 Trang 14 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG Pđm Qđm Ptb Qtb Iđm Imm TĐL KHMB Ksd Cos(φ) (kW) (kVAr) (kW) (kVAr) (A) (A) 13.75 Pđm Qđm Ptb Qtb Iđm Imm TĐL KHMB Ksd Cos(φ) (kW) (kVAr) (kW) (kVAr) (A) (A) 17.34 SVTH: Nhóm 1 Trang 15 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 17.75 Pđm Qđm Ptb Qtb Iđm Imm TĐL KHMB Ksd Cos(φ) (kW) (kVAr) (kW) (kVAr) (A) (A) 18.74 SVTH: Nhóm 1 Trang 16 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 19.04 Pđm Qđm Ptb Qtb Iđm Imm TĐL KHMB Ksd Cos(φ) (kW) (kVAr) (kW) (kVAr) (A) (A) 20.74 SVTH: Nhóm 1 Trang 17 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NGUYỄN ĐỨC HƯNG 21.4 Bảng tổng kết tính toán phụ tải Qtt Stt STT TỦ nhq Ksd Kmax Ptt (kW) Itt (A) Cos(φtt) Iđn (A) (kVAr) (kVA) 1 TĐL1 4. Xác định phụ tải tính toán của tủ sinh hoạt và tủ chiếu sáng Trong thiết kế chiếu sáng vấn đề quan trọng nhất ta phải quan tâm là đáp ứng yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác.
Ngoài độ rọi, hiệu quả chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý cho các chao chụp đèn, sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật và mỹ quan.