Luận văn thiết kế cung cấp điện công ty Nhật Nam bằng phần mềm DOC ABB

Tổng hợp tài liệu luận văn tốt nghiệp mẫu đề tài mới nhất. Hướng dẫn chi tiết phương pháp nghiên cứu, cấu trúc trình bày và cách hoàn thiện đề tài.

• Tác giả: Đặng Nguyễn Minh Tân
• Người hướng dẫn: ThS. Phan Thị Thu Vân
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Cung cấp điện
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm DOC & CAT của hãng ABB thiết kế cung cấp điện cho Công ty SX & TM Nhật Nam
• Loại tài liệu: Luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về đề tài nghiên cứu Lvtn tan

Đề tài Lvtn tan nghiên cứu giải pháp cung cấp điện cho nhà máy sản xuất dệt nhuộm Nhật Nam. Công trình thuộc chuyên ngành Hệ thống Cung cấp Điện của Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh. Mục tiêu cốt lõi là xây dựng mạng lưới điện công nghiệp vận hành an toàn và liên tục. Dự án áp dụng công cụ DOC và CAT từ tập đoàn ABB để số hóa quy trình tính toán kỹ thuật. Việc chuyển đổi từ phương pháp tính tay sang phần mềm mang lại độ chính xác cao. Hệ thống điện công nghiệp dệt nhuộm có đặc thù tiêu thụ công suất lớn. Môi trường nhà xưởng luôn chịu độ ẩm cao và nhiều bụi bông. Thiết kế cần phân bổ phụ tải hợp lý và tối ưu vị trí trạm biến áp. Nghiên cứu xác định tâm phụ tải toàn xưởng tại tọa độ X bằng 31 và Y bằng 16. Kết quả tính toán giúp giảm tổn thất điện áp trên đường dây truyền tải. Các thông số đầu vào được kiểm soát chặt chẽ theo tiêu chuẩn quốc tế IEC. Luận văn khẳng định tầm quan trọng của việc tự động hóa thiết kế trong kỹ thuật điện hiện đại.

1.1. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Nhiệm vụ trọng tâm là thiết kế hoàn chỉnh hệ thống điện từ cấp trung thế 22kV đến hạ thế. Đề tài tập trung phục vụ toàn bộ các phân xưởng dệt, nhuộm, tẩy trắng và xử lý hoàn tất sợi. Các phân xưởng này vận hành dây chuyền tự động liên tục với công suất rất lớn. Hệ thống kỹ thuật phải đảm bảo cung cấp nguồn điện ổn định nhằm ngăn chặn tình trạng đứt gãy quy trình sản xuất. Phạm vi dự án bao gồm việc xác định phụ tải tính toán và lựa chọn máy biến áp thích hợp. Công trình cũng triển khai thiết kế mạng lưới chiếu sáng nhà xưởng đạt tiêu chuẩn quang thông. Nghiên cứu đề xuất giải pháp lựa chọn dây dẫn và khí cụ đóng cắt bảo vệ tin cậy.

1.2. Đặc điểm phụ tải điện tại công ty Nhật Nam

Nhà máy Nhật Nam sở hữu nhiều nhóm thiết bị cơ khí và hóa chất chuyên dụng. Các phụ tải động lực bao gồm máy nhuộm áp suất cao, máy sấy và hệ thống bơm tuần hoàn. Đa số động cơ có công suất lớn và phát sinh dòng khởi động cao. Phụ tải chiếu sáng đòi hỏi độ rọi đồng đều để phục vụ công tác kiểm tra màu vải. Phụ tải sinh hoạt và văn phòng bao gồm điều hòa không khí cùng hệ thống thông gió làm mát. Việc phân nhóm phụ tải được thực hiện dựa trên chế độ làm việc và vị trí không gian. Phân tích chính xác biểu đồ phụ tải giúp tối ưu hóa công suất lắp đặt nguồn trạm.

II. Phân tích thách thức kỹ thuật trong Lvtn tan

Thiết kế mạng lưới điện cho nhà máy dệt nhuộm đối mặt với nhiều bài toán phức tạp. Quá trình tính toán truyền thống bằng tay thường tốn nhiều thời gian và dễ xảy ra sai sót số liệu. Việc xác định tâm phụ tải đòi hỏi xử lý lượng lớn dữ liệu tọa độ và công suất. Môi trường xưởng dệt có độ ẩm cao cùng hóa chất ăn mòn làm tăng nguy cơ suy hao cách điện. Sự cố ngắn mạch trong mạng điện hạ thế có thể gây cháy nổ và dừng toàn bộ dây chuyền. Việc lựa chọn thiết bị đóng cắt thiếu chọn lọc sẽ khiến sự cố lan rộng ra toàn bộ hệ thống. Bên cạnh đó, hệ số công suất của các động cơ không đồng bộ thường suy giảm trong quá trình vận hành. Tình trạng này dẫn đến tổn thất điện năng và sụt áp trên thanh cái hạ áp. Đề tài Lvtn tan đã chỉ rõ các hạn chế khi tính toán phân đoạn bảo vệ theo phương pháp giải tích cũ. Những thách thức này đòi hỏi một giải pháp ứng dụng công nghệ mô phỏng chuyên nghiệp.

2.1. Hạn chế của phương pháp tính toán thủ công

Phương pháp tính toán thủ công dựa trên các bảng tra cứu tĩnh và công thức kinh nghiệm. Cách tiếp cận này bộc lộ độ trễ lớn khi số lượng nút mạng điện tăng cao. Kỹ sư khó có thể khảo sát đồng thời nhiều kịch bản vận hành khác nhau của nhà máy. Việc vẽ lại sơ đồ nguyên lý và hiệu chỉnh thông số dây dẫn diễn ra rất chậm chạp. Sai số tích lũy trong quá trình tính dòng ngắn mạch dễ dẫn đến việc chọn sai định mức khí cụ bảo vệ. Khả năng kiểm tra tính chọn lọc giữa các tầng atomat bị hạn chế nghiêm trọng. Điều này làm tăng chi phí đầu tư ban đầu và giảm tính an toàn của dự án.

2.2. Yêu cầu phối hợp bảo vệ chọn lọc hệ thống

Tính chọn lọc trong hệ thống điện công nghiệp đảm bảo chỉ có thiết bị gần điểm sự cố tác động ngắt mạch. Các phần tử khác trong mạng lưới vẫn duy trì cấp điện bình thường cho dây chuyền sản xuất. Trong nhà máy Nhật Nam, sự cố tại một máy nhuộm không được phép làm ngắt aptomat tổng của phân xưởng. Việc phối hợp giữa máy cắt hạ áp MCCB và aptomat nhánh MCB đòi hỏi so khớp đường đặc tính dòng - thời gian chính xác. Đường cong bảo vệ nhiệt và từ phải có khoảng cách an toàn về mặt thời gian. Điều này ngăn ngừa hiện tượng cắt nhầm và bảo vệ tối đa độ bền cho thiết bị.

III. Giải pháp ứng dụng phần mềm DOC của Lvtn tan

Đề tài Lvtn tan triển khai bộ phần mềm chuyên dụng DOC và CAT của tập đoàn ABB. Phần mềm DOC hỗ trợ tính toán mạng điện từ cấp trung thế 22kV đến lưới hạ thế 0,4kV. Quy trình thiết kế bắt đầu bằng việc khai báo nguồn trung thế 500MVA và chế độ nối đất trạm. Người thiết kế xây dựng sơ đồ đơn tuyến trên khổ giấy tiêu chuẩn MV-07 và A0. Phần mềm tự động tính toán dòng ngắn mạch theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 60909-1. Hệ thống tự động đề xuất tiết diện cáp dẫn và kiểm tra độ sụt áp trên từng tuyến đường dây. Các thiết bị bảo vệ được lựa chọn theo tiêu chuẩn IEC 60364 nhằm đảm bảo an toàn tuyệt đối. Phần mềm CAT cung cấp cơ sở dữ liệu catalogue chi tiết của thiết bị đóng cắt ABB. Sự kết hợp giữa DOC và CAT giúp kỹ sư tạo bảng kê vật tư và lập dự toán thiết bị chuẩn xác. Mọi phép thử nghiệm tải động đều được mô phỏng trực quan trên máy tính.

3.1. Quy trình mô phỏng mạng điện trung hạ thế

Kỹ sư thiết lập nguồn cung cấp 22kV với công suất ngắn mạch 3 pha 500MVA trên phần mềm DOC. Hệ thống trung thế sử dụng sơ đồ nối đất IT và chuyển tiếp sang hạ thế theo sơ đồ TN-C-S. Đường liên kết được khởi tạo để chuyển dữ liệu từ trang trung thế sang trang sơ đồ hạ thế A0. Các phân xưởng dệt nhuộm được phân bố thành từng nhánh tủ động lực riêng biệt. Người thiết kế vẽ thanh cái và nhập chính xác chiều dài cùng phương thức đi dây cáp. Thuật toán tự động phân tích dòng phụ tải cực đại và kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn.

3.2. Kiểm tra tính chọn lọc bằng đồ thị đặc tính

Phần mềm DOC tự động vẽ và xếp chồng các đường cong đặc tính thời gian - dòng điện của aptomat. Công cụ cho phép kỹ sư tinh chỉnh thông số bảo vệ quá tải Ir và ngưỡng cắt ngắn mạch Im. Việc phối hợp giữa MCCB đầu nguồn và các MCB nhánh được kiểm tra trực quan trên biểu đồ logarit. Khi xảy ra sự cố ngắn mạch cục bộ, chỉ có MCB nhánh tương ứng tác động ngắt mạch. Aptomat thượng nguồn hoàn toàn không bị tác động sai lệch. Điều này triệt tiêu nguy cơ mất điện diện rộng cho cả phân xưởng dệt nhuộm và bảo toàn chất lượng sản phẩm.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn từ Lvtn tan

Nghiên cứu Lvtn tan mang lại giải pháp thiết kế cung cấp điện toàn diện cho Công ty Nhật Nam. Bản thiết kế giải quyết triệt để các bài toán kỹ thuật từ phân nhóm phụ tải đến bảo vệ ngắn mạch. Vị trí trạm biến áp và tủ phân phối chính được bố trí chuẩn xác tại tâm phụ tải. Giải pháp này giúp tiết kiệm đáng kể chiều dài cáp đồng và giảm thiểu tổn thất điện áp. Việc ứng dụng phần mềm DOC và CAT rút ngắn hơn 60% thời gian thiết kế so với phương pháp thủ công. Bản vẽ sơ đồ nguyên lý và báo cáo kỹ thuật xuất ra đạt độ chính xác rất cao. Kết quả tính toán chiếu sáng bằng Dialux kết hợp DOC mang lại môi trường làm việc đạt chuẩn an toàn. Mô hình thiết kế này có tính ứng dụng cao cho nhiều nhà máy công nghiệp vừa và nhỏ tại Việt Nam. Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị cho sinh viên và kỹ sư ngành kỹ thuật điện.

4.1. Hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của đồ án

Phương án thiết kế tối ưu giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu cho cáp dẫn và máy biến áp. Việc lựa chọn chuẩn xác định mức khí cụ ABB ngăn chặn tình trạng mua thiết bị thừa công suất. Hệ thống vận hành với độ tin cậy cao giúp hạn chế tối đa thời gian dừng máy ngoài dự kiến. Dây chuyền dệt nhuộm duy trì hoạt động ổn định giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm xuất khẩu. Hao hụt điện năng trên đường dây phân phối giảm xuống mức tối thiểu trong suốt vòng đời dự án. Đây là minh chứng rõ nét cho lợi ích của việc số hóa thiết kế điện.

4.2. Khả năng mở rộng cho nhà máy công nghiệp

Mô hình cung cấp điện trong luận văn sở hữu cấu trúc linh hoạt và dễ dàng mở rộng công suất vận hành. Khi nhà máy mở rộng thêm phân xưởng dệt mới, kỹ sư chỉ cần cập nhật dữ liệu phụ tải vào tệp dự án phần mềm DOC. Chương trình sẽ tự động tính toán lại dòng ngắn mạch và đưa ra khuyến nghị bổ sung khí cụ bảo vệ phù hợp. Quy trình này loại bỏ hoàn toàn việc phải khảo sát và lập lại toàn bộ hồ sơ thiết kế từ đầu. Phương pháp luận trong đề tài có thể áp dụng rộng rãi cho nhiều khu công nghiệp và nhà máy chế biến hiện nay.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Nhu cầu tiêu thụ điện năng trong các ngành công nghiệp chế biến tại Việt Nam liên tục duy trì đà tăng trưởng trên 10% mỗi năm, đòi hỏi các giải pháp thiết kế mạng điện phải đạt hiệu quả kinh tế cao và bảo đảm tính liên tục của nguồn cấp. Trong lĩnh vực dệt nhuộm, sự cố mất điện đột ngột có thể làm hỏng hàng loạt lô sản phẩm đang trong chu trình hóa chất, dẫn đến thiệt hại kinh tế ước tính hàng trăm triệu đồng cho mỗi ca sản xuất. Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn là khắc phục triệt để các hạn chế của phương pháp tính toán thủ công truyền thống, vốn thường phát sinh sai lệch khi xác định phụ tải tính toán, kiểm tra độ sụt áp và phối hợp các thiết bị bảo vệ đóng cắt.

Mục tiêu cụ thể của đề tài là ứng dụng bộ phần mềm chuyên dụng DOC và CAT do tập đoàn ABB phát triển, kết hợp công cụ Dialux để thiết kế hoàn chỉnh hệ thống cung cấp điện hạ thế, chiếu sáng công nghiệp và mạng an toàn điện cho Công ty TNHH Sản xuất và Thương mại Nhật Nam. Nghiên cứu được triển khai tại nhà máy dệt nhuộm tọa lạc ở Lô 2, Đường số 7, Khu công nghiệp Tân Tạo, Quận Bình Tân, Thành phố Hồ Chí Minh, phục vụ quy mô hoạt động của 300 công nhân với thời gian vận hành 12 giờ mỗi ca và được hoàn thành vào năm 2010.

Hệ thống được cấp nguồn từ lưới trung thế 22kV chuyển đổi qua trạm biến áp hạ thế xuống cấp điện áp 0.4kV ba pha bốn dây. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc kiểm soát độ sụt áp luôn dưới ngưỡng 5%, đáp ứng nghiêm ngặt tiêu chuẩn cung cấp điện loại 2, tối ưu hóa đường truyền cho 9 phân nhóm phụ tải động lực và 1 phân hệ sinh hoạt tổng, qua đó giảm thiểu chi phí đầu tư vật tư thiết bị khoảng 15%.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng đồng thời 2 lý thuyết nền tảng trong kỹ thuật điện: lý thuyết xác định phụ tải tính toán kết hợp hệ số nhu cầu, phương pháp hệ số cực đại theo công suất trung bình, và mô hình tính toán dòng ngắn mạch ba pha theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 60909-1. Trong lĩnh vực chiếu sáng, đề tài áp dụng phương pháp hệ số sử dụng quang thông và lý thuyết phân bố phổ ánh sáng tiện nghi theo biểu đồ Kruithof.

Bốn khái niệm cốt lõi được chuẩn hóa trong toàn bộ quy trình tính toán gồm:

• Phụ tải tính toán: Thông số công suất giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu ứng phát nhiệt lớn nhất nhằm xác định tiết diện dây dẫn và chọn dung lượng máy biến áp.
• Hệ số nhu cầu: Tỷ số giữa công suất tính toán tác dụng và tổng công suất định mức của nhóm máy móc thiết bị đang xét.
• Độ rọi trung bình: Mật độ quang thông chiếu trên một đơn vị diện tích bề mặt làm việc, tính bằng đơn vị lux.
• Phối hợp bảo vệ chọn lọc: Nguyên lý điều phối ngưỡng tác động dòng điện và thời gian giữa các cấp máy cắt hạ thế (MCCB, MCB) nhằm cô lập sự cố cục bộ mà không làm gián đoạn toàn bộ hệ thống phân phối.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được tổng hợp trực tiếp từ hồ sơ mặt bằng kiến trúc, sơ đồ dây chuyền dệt thoi, dệt thun và thông số nhãn máy của toàn bộ thiết bị trong nhà máy Nhật Nam, kết hợp số liệu nguồn điện trung thế 22kV có công suất ngắn mạch 500 MVA từ trạm điện Khu công nghiệp Tân Tạo. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 100% danh mục thiết bị thực tế với hơn 50 cụm động cơ công suất lớn từ 0.75kW đến 55kW. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu toàn bộ theo chu trình công nghệ liên hoàn nhằm đảm bảo không bỏ sót bất kỳ phụ tải nào.

Đề tài lựa chọn phương pháp phân tích giải tích để tìm tọa độ tâm phụ tải, kết hợp phương pháp mô phỏng số trên phần mềm DOC của hãng ABB và Dialux. Lý do lựa chọn giải pháp mô phỏng chuyên dụng này là vì phần mềm DOC tích hợp sẵn tiêu chuẩn IEC 60364 và IEC 60909, giúp tự động hóa việc tính toán ngắn mạch, sụt áp và phối hợp đặc tuyến bảo vệ với độ tin cậy tuyệt đối, loại bỏ hoàn toàn các sai số làm tròn khi tính tay. Toàn bộ quá trình thu thập thông số, thiết lập mô hình, mô phỏng số và đối soát kết quả được thực hiện liên tục trong khung thời gian 5 tháng nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, việc áp dụng phương pháp moment tĩnh đã xác định chính xác tâm phụ tải toàn công ty tại tọa độ X bằng 31 mét và Y bằng 16 mét với tổng moment phụ tải đạt 94349.5 kVA.m. Vị trí này giúp rút ngắn cự ly truyền tải điện từ tủ phân phối chính đến các tủ động lực nhánh khoảng 18% so với phương án ước lượng trực quan.

Thứ hai, kết quả thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng chính có diện tích 3307.5 m2 (chiều dài 94.5 mét, chiều rộng 35 mét, chiều cao 11 mét) trên phần mềm Dialux xác định số lượng 360 bộ đèn Thorn 2x35W T16 HF. Tổng quang thông toàn xưởng đạt 2,376,000 lm, tổng công suất điện tiêu thụ là 27,720W, mang lại độ rọi trung bình thực tế 357 lux, cao hơn mức độ rọi tiêu chuẩn 300 lux khoảng 19%, đảm bảo môi trường làm việc đạt chuẩn thị lực cho công nhân dệt.

Thứ ba, đối với khu văn phòng có diện tích 95 m2, kết quả tính toán giải tích bằng tay cho ra nhu cầu 11.79 bộ đèn, qua đó chọn 12 bộ đèn Thorn 2x36W với tổng công suất 864W. Khi đối chiếu với mô phỏng trên phần mềm, sai số quang thông chỉ ở mức 1.71%, nằm hoàn toàn trong giới hạn kỹ thuật cho phép từ âm 10% đến dương 20%.

Thứ tư, phần mềm DOC đã phân chia và tính toán thành công 9 nhóm phụ tải động lực cùng 1 tủ điện sinh hoạt tổng. Dựa trên thông số ngắn mạch nguồn 500 MVA tại thanh cái 22kV có hệ số công suất ngắn mạch cos phi bằng 0.29827, phần mềm đã chọn lựa chính xác dòng máy cắt MCCB định mức trên 1600A cho đầu nguồn và các nhánh MCB dưới 63A có khả năng cắt ngắn mạch tối ưu.

Thảo luận kết quả

Độ chính xác vượt bậc của hồ sơ thiết kế bắt nguồn từ khả năng xử lý đồng thời nhiều biến số của phần mềm DOC, đặc biệt là việc tính toán dòng phát nóng liên tục kết hợp kiểm tra điều kiện sụt áp theo tiêu chuẩn IEC 60364. So với các nghiên cứu sử dụng phương pháp tính tay truyền thống vốn thường phải chọn tăng tiết diện dây và máy biến áp dư tải từ 20% đến 30% nhằm phòng ngừa rủi ro, giải pháp mô phỏng trên DOC giúp lựa chọn chính xác kích thước cáp dẫn đồng và thiết bị bảo vệ, tiết kiệm khoảng 15% tổng mức đầu tư vật tư thiết bị điện.

Kết quả phối hợp bảo vệ giữa các cấp máy cắt được thể hiện minh bạch qua biểu đồ đặc tuyến thời gian - dòng điện logarit kép trong phần mềm DOC, cho thấy khoảng cách phối hợp an toàn giữa đường cong tác động nhiệt và tác động từ của các aptomat kế cận không hề bị chồng lấn. Bên cạnh đó, dữ liệu phân bố quang học được biểu diễn trực quan qua bảng thống kê và biểu đồ đường đẳng rọi 3D từ Dialux, minh chứng tỷ số đồng đều quang thông u0 trên bề mặt làm việc vượt mức 0.6, loại bỏ hoàn toàn các vùng tối cục bộ trong nhà máy.

Đề xuất và khuyến nghị

• Lắp đặt tủ phân phối chính và trạm biến áp hạ thế 0.4kV đúng tại vị trí tâm phụ tải tọa độ X bằng 31 mét và Y bằng 16 mét nhằm giảm tổn thất điện áp đường dây khoảng 12% mỗi năm, thực hiện bởi Ban Quản lý Dự án trong thời hạn 3 tháng đầu thi công.
• Tích hợp hệ thống tụ bù tự động công suất phản kháng tại thanh cái hạ áp để nâng cao hệ số công suất cos phi từ mức 0.75 lên trên 0.92, triệt tiêu tiền phạt công suất phản kháng theo quy định ngành điện, giao cho Đội Kỹ thuật Cơ điện triển khai trong tháng thứ 4.
• Trang bị đồng bộ các chủng loại đèn chuyên dụng như đèn chống rung Impact cho khu vực máy nén khí và đèn chịu nhiệt Heat cho khu vực lò hơi, lò dầu; thực hiện đo kiểm độ rọi định kỳ 6 tháng một lần để duy trì độ rọi trên 300 lux, chịu trách nhiệm bởi Phòng An toàn Lao động.
• Thi công hệ thống nối đất an toàn và chống sét đánh thẳng theo sơ đồ mạng điện TN-C-S, bảo đảm điện trở nối đất làm việc đạt dưới 4 Ohm trong thời gian 60 ngày trước khi đóng điện chính thức, thực hiện bởi nhà thầu cơ điện chuyên trách.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Kỹ sư thiết kế cơ điện (M&E): Vận dụng quy trình chuẩn hóa từ khâu tính toán phụ tải đến mô phỏng phối hợp thiết bị bảo vệ trên phần mềm ABB DOC, giúp rút ngắn thời gian thiết kế dự án công nghiệp từ 2 tuần xuống còn 3 ngày làm việc.
• Cán bộ quản lý kỹ thuật nhà máy dệt nhuộm: Tham khảo phương pháp phân nhóm 9 phân xưởng và tính toán công suất chiếu sáng chuyên dụng để tối ưu hóa chi phí vận hành điện năng cho quy mô từ 200 đến 500 lao động.
• Giảng viên và sinh viên ngành Kỹ thuật Điện: Sử dụng làm tài liệu tham khảo trong các học phần Cung cấp điện, Thiết kế chiếu sáng công nghiệp và Ứng dụng phần mềm chuyên ngành theo tiêu chuẩn IEC 60364.
• Đơn vị tư vấn giải pháp năng lượng: Khai thác phương pháp so sánh sai số giữa tính toán giải tích và mô phỏng số nhằm xây dựng các báo cáo kiểm toán điện năng với độ chính xác đạt trên 98%.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao nên ứng dụng phần mềm DOC của hãng ABB thay vì tính toán thủ công bằng tay? Phần mềm DOC tự động hóa hoàn toàn quy trình tính toán dòng ngắn mạch ba pha theo tiêu chuẩn IEC 60909-1 và kiểm tra sụt áp mạng điện. Ứng dụng này giúp loại bỏ sai số tính toán của con người, hỗ trợ lựa chọn chính xác 100% thiết bị đóng cắt MCB và MCCB theo đặc tuyến phối hợp bảo vệ, đồng thời rút ngắn hơn 70% thời gian thiết kế so với tính tay.

Việc phân chia 9 nhóm phụ tải động lực trong nhà máy dựa trên nguyên tắc nào? Việc phân nhóm dựa trên dây chuyền công nghệ liên hoàn và công suất định mức của thiết bị. Nhà máy Nhật Nam phân chia thành 9 nhóm động lực độc lập gồm máy nhuộm, máy căng, lò hơi và xử lý nước, giúp gom các tải có cùng chế độ làm việc để cân bằng pha trên 10 tủ điện và thuận tiện quản lý vận hành.

Ý nghĩa của sai số quang thông 1.71% trong tính toán chiếu sáng văn phòng là gì? Sai số 1.71% chứng minh độ chuẩn xác cao giữa phương pháp giải tích hệ số sử dụng và mô phỏng Dialux. Tiêu chuẩn ngành cho phép sai số nằm trong khoảng từ âm 10% đến dương 20%, do đó việc lựa chọn 12 bộ đèn 72W hoàn toàn đáp ứng độ rọi tiêu chuẩn 300 lux và tiết kiệm tối đa năng lượng tiêu thụ.

Cần lưu ý điều gì khi thiết kế hệ thống cấp điện từ nguồn trung thế 22kV sang hạ thế 0.4kV? Người thiết kế phải khai báo chuẩn xác thông số ngắn mạch nguồn 500 MVA, điện trở R bằng 0.085 và điện kháng X bằng 0.315 phía trung áp. Việc chọn đúng sơ đồ nối đất TN-C-S tại mạng hạ thế giúp bảo vệ an toàn tuyệt đối cho 300 công nhân và ngăn chặn nguy cơ chạm chập thiết bị công nghiệp.

Phần mềm Dialux hỗ trợ lựa chọn chủng loại đèn công nghiệp chuyên dụng như thế nào? Dialux cho phép nhập thông số quang học chính xác của các loại đèn chuyên dụng như đèn chống rung Impact cho máy nén khí, đèn chịu nhiệt Heat cho khu lò dầu và 360 bộ đèn xưởng chính. Nhờ đó, độ rọi bề mặt luôn đạt trên 350 lux và hệ số suy giảm quang thông được kiểm soát chặt chẽ sau thời gian dài sử dụng.

Kết luận

• Hoàn thành thiết kế toàn diện hệ thống cung cấp điện hạ thế 22kV/0.4kV cho nhà máy dệt nhuộm với 9 nhóm phụ tải động lực và 1 hệ thống phụ tải sinh hoạt tổng.
• Xác định chính xác tọa độ tâm phụ tải tại vị trí X bằng 31 mét và Y bằng 16 mét, tối ưu hóa tuyến cáp với tổng moment tải đạt 94349.5 kVA.m.
• Thiết kế hệ thống chiếu sáng công nghiệp đạt chuẩn với 360 bộ đèn phân xưởng chính đạt 27,720W và 12 bộ đèn văn phòng đạt 864W, kiểm soát sai số quang thông dưới 2%.
• Ứng dụng thành công phần mềm chuyên dụng ABB DOC và CAT để tự động hóa tính chọn thiết bị đóng cắt, mô phỏng đặc tuyến bảo vệ theo tiêu chuẩn IEC 60909-1 và IEC 60364.
• Xây dựng giải pháp nối đất an toàn và chống sét công nghiệp hoàn chỉnh, bảo đảm an toàn lao động cho 300 công nhân trong suốt ca làm việc 12 giờ.

Đóng góp cốt lõi của luận văn là thiết lập quy trình ứng dụng công nghệ mô phỏng số tiên tiến vào thiết kế mạng điện hạ thế công nghiệp, dung hòa tối ưu giữa chỉ tiêu an toàn kỹ thuật và hiệu quả kinh tế. Kế hoạch triển khai lắp đặt thiết bị, đấu nối trạm biến áp và hiệu chỉnh hệ thống được khuyến nghị hoàn tất trong thời gian 6 tháng tới. Các doanh nghiệp và kỹ sư thiết kế cơ điện nên nhanh chóng áp dụng mô hình thiết kế số hóa này nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và tối ưu hóa chi phí đầu tư cho công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI VÀ CÔNG TY I. Giới thiệu về đề tài: 1. Giới thiệu chung về hệ thống điện: - Năng lượng điện hay còn gọi là điện năng, hiện nay đã là một trong những dạng năng lượng rất phổ biến, sản lượng hằng năm trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng ngày càng tăng và chiếm ngàn tỉ KWh. Sở dĩ điện năng được thông dụng như vậy vì nó có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác như (cơ, hoá, nhiệt,….) dễ dàng truyền tải đi xa, hiệu suất lại cao.

Và thiết kế cung cấp điện là trong những khâu quan trọng đó. Hiện nay nền kinh kế của nước ta đang phát triển mạnh mẽ, nhiều khu công nghiệp và khu chế xuất ra đời, đời sống của nhân dân được nâng lên một cách nhanh chóng, dẫn đến nhu cầu về điện tăng trưởng một cách không ngừng. - Để thực hiện một công trình điện tuỳ theo qui mô thiết kế nên cần có kiến thức tổng hợp các ngành khác nhau, phải hiểu biết về xã hội, môi trường và đối tượng cấp điện. Để từ đó tính toán lựa chọn đưa ra phương án tối ưu nhất.

- Cung cấp điện là trình bày những bước cần thiết để tính toán, để lựa chọn các phần tử trong hệ thống điện thích hợp với từng đối tượng và thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng hay công cộng. Tính toán chọn lựa dây dẫn phù hợp với bản thiết kế trong thời gian nhất định. Tính toán dung lượng bù cần thiết để giảm tổn hao điện áp, điện năng trên lưới trung và hạ áp. Bên cạnh đó, còn phải thiết kế lựa chọn nguồn dự phòng để lưới điện làm việc ổn định, và đảm bảo về phương diện kinh kế, an toàn cao.

- Trong tình hình kinh tế nước ta hiện nay, các công ty lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải tự hạch toán trong kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về giá cả và chất lượng sản phẩm. Công nghiệp thương mại và dịch vụ chiếm một tỉ trọng ngày càng tăng trong nền kinh kế và đã trở thành khách hàng quan trọng của ngành điện lực. Sự mất điện, chất lượng điện xấu hay do sự cố…. đều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Do đó phải đảm bảo độ cung cấp điện, nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu. Tuỳ theo tầm quan trọng trong nền kinh kế và xã hội, hộ tiêu thụ được cung cấp điện với mức độ tin cậy khác nhau, thể hiện ở mức độ yêu cầu cung cấp điện khác nhau. Hộ tiêu điện được phân thành 3 loại sau: + Hộ loại 1: Là những hộ tiêu thụ điện mà khi ngừng sự cố cung cấp điện có thể gây nên những hậu quả nguy hiểm đến tính mạng con người, làm thiệt hại lớn về kinh tế, dẫn đến hư hỏng thiết bị, gây rối loạn các quá trình công nghệ phức tạp, hoặc làm SVTH: Đặng Nguyễn Minh Tân Trang 6 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAN THỊ THU VÂN hỏng hàng loạt sản phẩm, hoặc có thể ảnh hưởng không tốt về phương diện chính trị. Đối với hộ loại 1 phải được cung cấp điện với độ tin cậy cao, thường dùng 2 nguồn đi đến, đường dây 2 lộ đến, có nguồn dự phòng….

nhằm hạn chế đến mức thấp nhất việc mất điện. Thời gian mất điện thường được coi bằng thời gian tự động đóng nguồn dự trữ. + Hộ loại 2: Là những hộ tiêu thụ mà nếu ngừng cung cấp điện chỉ liên quan đến hàng loạt sản phẩm không sản xuất được, tức là dẫn đến thiệt hại về kinh tế do ngừng trệ sản xuất, hư hỏng sản phẩm và lãng phí sức lao động, tạo nên thời gian chết của nhân viên. Để cung cấp điện cho hộ loại 2, ta có thể dùng phương án có hoặc không có nguồn dự phòng, đường dây một lộ hay đường dây kép.

Việc lựa chọn phương án cần dựa vào kết quả so sánh giữa vốn đầu tư phải tăng thêm và giá trị thiệt hại về kinh tế do ngừng cung cấp. Ở hộ loại 2, cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian đóng nguồn dự trữ bằng tay. + Hộ loại 3: Là tất cả những hộ tiêu thụ còn lại ngoài loại 1 và loại 2, tức là những hộ cho phép cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế thiết bị sự cố, nhưng thường không quá một ngày đêm. Để cung cấp điện cho loại hộ 3, ta có thể dùng một nguồn điện, hoặc đường dây một lộ.

Phân loại một cách đúng đắn hộ tiêu thụ điện năng theo yêu cầu đảm bảo cung cấp điện là một trong những chỉ tiêu cơ bản để lựa chọn hợp lý sơ đồ cung cấp điện. Khi xác định phụ tải tính toán ta nên tiến hành phân loại phụ tải theo hộ tiêu thụ để có cách nhìn đúng đắn về phụ tải và có những ưu tiên cần thiết. Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện: - Mục tiêu chính là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ điện năng với chất lượng nằm trong phạm vi cho phép. - Một mạng điện thiết kế, cung cấp dù cho bất kỳ đối tượng nào cũng cần có những nhu cầu sau: * Độ tin cậy cung cấp điện: Mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tuỳ thuộc vào tính chất và yêu cầu của phụ tải.

Với những công trình quan trọng cấp quốc gia nào cũng cần đảm bảo liên tục ở mức cao nhất, nghĩa là với bất kỳ tình huống nào cũng không để mất điện. Những đối tượng kinh tế như nhà máy, xí nghiệp, tổ hợp sản xuất…. tốt nhất là đặt máy phát điện dự phòng, khi mất điện dùng máy phát điện cấp cho những phụ tải quan trọng hoặc những hệ thống (gồm thuỷ điện, nhiệt điện…) được liên kết và hỗ trợ cho nhau khi gặp sự cố. * Chất lượng điện: SVTH: Đặng Nguyễn Minh Tân Trang 7 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAN THỊ THU VÂN Chất lượng điện được đánh giá qua 2 chỉ tiêu là: tần số liên tục và điện áp liên tục.

Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện quốc gia điều chỉnh. Người thiết kế phải đảm bảm chất lượng điện cho khách hàng. Điện áp ở lưới trung áp và hạ áp chỉ cho phép dao động trong giá trị định mức  5%, ở những nơi quan trọng chính thì  2. * An toàn điện: Công trình thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo tính an toàn cao, an toàn cho người vận hành, người sử dụng và cho chính những thiết bị điện và toàn bộ công trình.

Tóm lại người thiết kế ngoài việc tính toán chính xác, chọn các thiết bị và khí cụ điện còn phải nắm vững những qui định về an toàn, hiểu rõ môi trường lắp đặt hệ thống cung cấp điện và những đặc điểm của đối tượng cung cấp điện. * Kinh kế: Trong quá trình thiết kế thường xuất hiện nhiều phương án, các phương án thường có những ưu và khuyết điểm riêng, có lợi về kinh kế nhưng không được tốt. Một phương án đắt tiền thường có đặt điểm là độ tin cậy và an toàn cao hơn. Do đó để đảm bảo hài hoà giữa 2 vấn đề kinh kế và kỹ thuật thì phải kết hợp, nghiên cứu kỷ lưỡng sẽ cho kết quả tối ưu.

Ngoài ra người thiết kế cần lưu ý sao cho hệ thống cung cấp điện thật đơn giản, dễ thi công, dễ vận hành, dễ phát triển mở rộng đảm bảo về mỹ quan công trình. Việc thiết kế cung cấp điện là sự cần thiết cho sự phát triển điện năng cũng như sự phát triển đầu tư kinh kế. Với yêu cầu đó nước ta phải có đội ngũ công nhân- cán bộ kỹ thuật có trình độ tương xứng để hoàn thành và đảm bảo những công trình cung cấp điện phải thoả mãn những yêu cầu sau: - Đảm bảo chất lượng điện, tính liên tục cao, độ tin cậy tuỳ theo tính chất của xí nghiệp (mức độ yêu cầu cua phụ tải). - Chi phí vận hành hàng năm thấp.

- Đảm bảo cho người và thiết bị. - Đảm bảo tính kinh kế. - Thuận tiện cho việc sửa chữa, vận hành, lắp đặt cũng như mở rộng trong tương lai. Nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp: - Tìm hiểu phần mềm thiết kế mạng điện hạ thế DOC & CAT của hãng ABB.

- Thiết kế cung cấp điện cho Công ty TNHH SX & TM NHẬT NAM với nội dung yêu cầu sau : SVTH: Đặng Nguyễn Minh Tân Trang 8 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAN THỊ THU VÂN + Tìm hiểu mặt bằng bố trí thiết bị, số liệu phụ tải điện, quy trình công nghệ. + Thiết kế chiếu sáng cho Công ty bằng phần mềm Dialux. + Thiết kế cung cấp điện cho Công ty bằng phần mềm DOC. + Thiết kế tủ điện bằng phần mềm CAT.

+ Thiết kế Bảo Vệ & An Toàn Điện cho người. + Thiết kế chống sét. Giới thiệu về Công ty: 1. Giới thiệu tổng quan về Công ty TNHH TNHH SX & TM NHẬT NAM : - Tên công ty: Công ty TNHH SX & TM NHẬT NAM - Địa chỉ: Lô 2 đường số 7 khu công nghiệp Tân Tạo, Q Bình Tân, Tp Hồ Chí Minh.

- Thời gian làm việc: Ca 1: Từ 7h – 19h. - Số lượng Công Nhân: 300 người. * Xưởng chế biến gồm có: + Kho Vải Mộc: kho giữ nguyên liệu đầu vào cho quá trình sản xuất, vải Mộc gồm vải thoi và vải thun. + Khu máy Ly Tâm.

+ Khu Giảm Trọng. + Khu Kiểm Phẩm. + Khu Lò Hơi + Khu Xử Lý Nước + Kho Vải Thành Phẩm. * Khối văn phòng: + Phòng kỹ thuật: viết quy trình sản xuất, giám sát quy trình sản xuất, chất lượng sản phẩm, an toàn bảo hộ lao động cá nhân.

SVTH: Đặng Nguyễn Minh Tân Trang 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS PHAN THỊ THU VÂN + Phòng máy: vận hành, bảo trì, kiểm tra, sửa chữa các máy móc, thiết bị trong công ty. + Phòng kinh doanh – xuất nhập khẩu: giao dịch theo đơn hàng, chăm sóc khách hàng, tìm kiếm những thị trường mới có tiềm năng phát triển, lập kế hoạch phát triển thêm những mặt hàng mới mang tính cạnh tranh cao. + Phòng KH-VT: theo đơn hàng, kế hoạch sản xuất để xuất vật tư, nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị đúng thời gian và tiến độ sản xuất. Quản lý kho, xuất nhập tồn trong kho.

+ Phòng kế toán: Quản lý chứng từ mua bán hàng hóa, thuế, quản lý nợ tính lương công nhân viên. + Phòng hành chánh: quản lý hồ sơ nhận sự, nội quy trong công ty, chấm công CB-CNV.