CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ XƯỞNG 1. Cơ sở lý thuyết Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. - Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp.
Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng. - Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm. - Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy. Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường là 4 ÷ 10.
+ Xác định hệ số sử dụng theo tổng hợp của nhóm theo công thức sau: +Xác định số thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm nhd theo công thức sau: Các bước tính hệ số nhp thông qua n* tương đối và công suất tương đối p* trong nhóm: Bước 1 5 BTL Thiết kế hệ thống cung cấp điện Trong đó: n là số thiết bị trong nhóm111n1 số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn trong nhóm111P và P1 tổng công suất tương ứng n và n1 thiết bị111Bước 2: Bước 3: Hệ số thiết bị hiệu quả là một số liệu quan trọng để xác định phụ tải tính toán, đặc biệt khi tính toán phụ tải nhà máy phân xưởng111Hệ số nhu câu của nhóm: Tính cosφ cho toàn nhóm theo công thức: Phụ tải tính toán của cả nhóm: Cho toàn phân xưởng: 6 BTL Thiết kế hệ thống cung cấp điện 1. Xác định phụ tải tính toán chiếu sáng cho nhà xưởng Lấy po = 15 W/m2 F = 24.864 = 12,96 (kW) = Scs Qcs = Pcs.tg(phi)cs = 0 (đèn sợi đốt cosφcs = 1 ) Chọn đèn sợi đốt Halogen: P = 150 (W) Só bóng đèn là n =86 bóng - Hệ thống thông gió, làm mát nhà xưởng: + Thể tích nhà xưởng: V= 24.7 = 6048 (m3) + Lưu lượng khí lưu thông một giờ với tần xuất thay đổi không khí X=20: Tg=X x V= 20.6048 = 120960 (m3/h) + Chọn quạt thông gió cho px: Bảng 1.0: Thông số quạt thông gió lựa chọn cho nhà xưởng Tốc Phi Công Điện Lưu Cột độ Kích thước cơ bản Model cánh suất áp lượng áp ĐC (mm) (Kw) (V/P) (V) (m3/h) (Pa) A B C APL-2- 45000- 12L 1200 1.5 1400 380 60-40 1380 1380 455 50000 Có chớp 7 BTL Thiết kế hệ thống cung cấp điện + Tính số lượng quạt cần dùng: Chọn 3 quạt công suất 1,5(kW) Tổng công suất quạt sử dụng với ks =1 là: 1. Xác định phụ tải tính toán động lực cho nhà xưởng Phân nhóm thiết bị: Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng. Ta có thể chia các phụ tải thành 4 nhóm: A, tính toán cho nhóm 1: Bảng 1.1: phân chia thiết bị cho nhóm 1 Ký hiệu trên bản Nhóm 1 vẽ Số lượng Pđm, kW Ksd Cosφ/ tgφ Máy ép quay 28 1 22,6 0,52 0,58/1,36 Máy ép quay 34 1 30,6 0,52 0,58/1,36 Cần trục 21 1 13,6 0,32 0,67/1,36 Máy khoan 29 1 1,8 0,34 0,66/1,36 Máy khoan 30 1 1,8 0,47 0,66/1,36 Máy xọc 32 1 4,6 0,47 0,6/1,36 Máy đục 33 1 6,1 0,47 0,6/1,36 Máy tiện bu lông 35 1 2,1 0,39 0,55/1,36 Máy tiện bu lông 36 1 3,4 0,39 0,55/1,36 Máy tiện bu lông 37 1 5,1 0,39 0,55/1,36 Máy tiện bu lông 38 1 6,1 0,39 0,55/1,36 Máy mài 39 1 5,1 0,52 0,63/1,36 Ta có: n = 12 , số thiết bị có P = 102,9 (kW), 8 BTL Thiết kế hệ thống cung cấp điện Từ n* và p*,( tra bảng 1.5 trang 232 - giáo trình cung cấp điện) ta được: Từ , tra bảng 1.4( trang 231 - giáo trình cung cấp điện ) ta được: Phụ tải tính toán của nhóm 1: B, tính toán cho nhóm 2: Tương tự như nhóm 1 ta tính được phụ tải của nhóm 2 như sau: Bảng 1.2: phân chia thiết bị cho nhóm 2 Kí hiệu trên bản Cosφ/ Nhóm 2 vẽ Số lượng Pđm(kW) ksd tgφ Lò gió 31 1 6,1 0,6 0,9/0,75 Máy hàn 40 1 28,6 0,53 0,82/0,75 Máy quạt 41 1 6,1 0,72 0,78/0,75 Máy quạt 42 1 8,1 0,72 0,78/0,75 Máy hàn 43 1 28,6 0,53 0,82/0,75 Máy cắt tôn 44 1 3,4 0,34 0,57/0,75 Máy quạt 45 1 8,1 0,72 0,78/0,75 9 BTL Thiết kế hệ thống cung cấp điện C, tính toán cho nhóm 3: Bảng 1.3 phân chia thiết bị cho nhóm 3 Kí hiệu trên bản Số Nhóm 3 vẽ lượng Pđm(kW) ksd Cosφ/ tgφ Máy mài nhẵn tròn 1 1 3,6 0,42 0,67/1,057 Máy mài nhẵn phẳng 2 1 2,1 0,39 0,68/1,057 Máy tiện bu lông 3 1 1,2 0,37 0,65/1,057 Máy tiện bu lông 4 1 2,8 0,37 0,65/1,057 Máy mài nhẵn tròn 8 1 10,6 0,42 0,67/1,057 Máy mài nhẵn phẳng 9 1 4,6 0,39 0,68/1,057 Máy khoan 10 1 1,2 0,34 0,66/1,057 Máy khoan 11 1 1,4 0,34 0,66/1,057 Máy tiện bu lông 12 1 1,8 0,37 0,58/1,057 Máy ép 17 1 10,6 0,48 0,63/1,057 Cần trục 18 1 4,6 0,32 0,67/1,057 Máy khoan 19 1 1,4 0,34 0,66/1,057 Máy khoan 20 1 1,4 0,34 0,66/1,057 Máy ép nguội 22 1 40,6 0,54 0,7/1,057 Lò gió 27 1 4,6 0,6 0,9/1,057 10 BTL Thiết kế hệ thống cung cấp điện Tương tự như nhóm 1 ta tính được phụ tải của nhóm 3 như sau: D, tính toán cho nhóm 4: Tương tự như nhóm 1 ta tính được phụ tải của nhóm 4: Bảng 1.4: phân chia thiết bị cho nhóm 4 Kí hiệu trên bản Nhóm 4 vẽ Số lượng Pđm(kW) ksd Cosφ/ tgφ Máy tiện bu lông 5 1 4,6 0,37 0,55/1,168 Máy phay 6 1 2,1 0,33 0,56/1,168 Máy phay 7 1 3,4 0,33 0,56/1,168 Máy tiện bu lông 13 1 3,4 0,37 0,58/1,168 Máy tiện bu lông 14 1 3,4 0,37 0,58/1,168 Máy tiện bu lông 15 1 3,6 0,37 0,58/1,168 Máy tiện bu lông 16 1 8,1 0,37 0,58/1,168 Máy ép nguội 23 1 55,6 0,54 0,7/1,168 Máy công cụ 24 1 10,6 0,37 0,63/1,168 Máy công cụ 25 1 13,6 0,37 0,63/1,168 Máy mài 26 1 2,6 0,52 0,63/1,168 11 BTL Thiết kế hệ thống cung cấp điện 1.
Phụ tải tính toán tổng hợp nhà xưởng Phụ tải động lực của phân xưởng: Lấy hệ số Phụ tải phản kháng của phân xưởng: Phụ tải toàn phần của phân xưởng kể cả chiếu sáng và thông thoáng: Tài liệu tham khảo [1]. Ngô Hồng Quang, Giáo trình cung cấp điện, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, 2013. Ngô Hồng Quang, Sổ tay lựa chọn và tra cứu các thiết bị điện từ 0,4-500kV, NXB khoa học và kỹ thuật, 2002 12 BTL Thiết kế hệ thống cung cấp điện CHƯƠNG 2. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN VÀ SO SÁNH KINH TẾ - KỸ THUẬT ĐỂ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN 2.
Cơ sở lý thuyết - Đề xuất các phương án: Chọn phương án cấp cung cấp điện là sơ bộ vạch các phương án đi dây từ nguồn tới các phụ tải điện. Khi thiết kế cần lưu ý các yếu tố riêng của từng phụ tải, như điều kiện khí hậu, yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cao hay không cao, đặc điểm của quy trình công nghệ , đảm bảo cung cấp điện an toàn, sơ đồ cung cấp điện có cấu trúc hợp lý. Phải đảm bảo được yêu cầu sau: độ tin cậy, tính kinh tế, an toàn: - Độ tin cậy: sơ đồ phải đảm bảo tin cậy cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải. Căn cứ vào hộ tiêu thụ, chọn sơ đồ nguồn cung cấp điện.
+ hộ loại I: phải có hai nguồn cung cấp điện. Sơ đồ phải đảm bảo cho hộ tiêu thụ không được mất điện, hoặc chỉ được gián đoạn trong một thời gian cắt, đủ cho các thiết bị tự động đóng nguồn dự phòng. + hộ loại II: được cung cấp điện bằng 1 hoặc 2 nguồn. Việc lựa chọn số nguồn cung cấp điện phải dựa trên sự thiệt hại kinh tế do ngừng cung cấp điện.
+ hộ loại III: chỉ cần 1 nguồn. - An toàn: sơ đồ cung cấp điện phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người vận hành trong mọi trạng thái vận hành. Ngoài ra còn phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật như đơn giản, thuận tiện vận hành, có tính linh hoạt cao trong việc xử lý sự cố, có biện pháp tự động hóa. - Kinh tế: sơ đồ phải có chỉ tiêu kinh tế hợp lý nhất về vốn đầu tư và chi phí vận hành Mạng điện phân xưởng thường có các dạng sơ đồ chính sau đây: 3 loại Sơ đồ hình tia.
Là loại sơ đồ mà các phụ tải nhận điện trực tiếp từ nguồn. Dùng để cung cấp cho các phụ tải phân tán. Từ thanh cái các trạm biến áp có các đường dây dẫn đến các tủ phân phối động lực. Từ tủ phân phối động lực có các đường dây dẫn tới các phụ tải.
loại sơ đồ này có độ tin cậy tương đối cao, thường được dùng trong các thiết bị phân tán trên diện tích rộng như phân xưởng cơ khí, lắp ráp, dệt v. 13 BTL Thiết kế hệ thống cung cấp điện Ưu điểm: có ưu điểm là nối dây dễ dàng, các phụ tải được cung cấp ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành và bảo quản. Nhược điểm: vốn đầu tư lớn do tổng chiều dài đường dây và số thiết bị đóng cắt lớn. Phạm vi ứng dụng: Thường dùng khi cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng (phụ tải loại I và II).
Sơ đồ phân nhánh. Là loại sơ đồ trong đó các phụ tải nhận điện trực tiếp từ một đường dây nối với nguồn. Ưu điểm: Vốn đầu tư thấp do tổng chiều dài đường dây ngắn và số thiết bị đóng cắt ít. Nhược điểm: Độ tin cậy không cao thậm chí còn thấp do khi gặp sự cố thì toàn bộ phụ tải đều bị ảnh hưởng.
Để tránh nhược điểm này người ta chia đường dây chính thành các dao phân đoạn, tuy nhiên thiết kế chỉnh định bảo vệ rơle phức tạp. Phạm vi ứng dụng: Chỉ dùng sơ đồ này để thiết kế cho các phụ tải ít quan trọng (phụ tải loại III). Là loại sơ đồ kết hợp giữa sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh. Ưu và nhược điển: Vốn đầu tư không quá lớn và độ tin cậy cũng không quá thấp.