CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG Phụ tải tính toán là một thông số quan trọng mà ta cần xác định trong việc tính toán, thiết kế cung cấp phụ tải điện tương tự phụ tải thực tế do đó nếu xác định chính xác thì sẽ chọn được thiết bị phù hợp đảm bảo được điều kiện kỹ thuật cũng như lợi ích kinh tế. Phụ tải điện phụ thuộc vào những yếu tố quan trọng như: công suất máy, số lượng máy, chế độ vận hành của máy, điện áp làm việc và quy trình công nghệ sản xuất. Để thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng ta cần quan tâm đến những yêu cầu như : chất lượng điện năng, độ tin cậy cấp điện, mức độ an toàn, và kinh tế. ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG: Đây là mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí, có dạng hình chữ nhật, phân xưởng có: -Chiều dài 54m -Chiều rộng 18m -Chiều cao 7 m -Với diện tích toàn phân xưởng 972m2 Môi trường làm việc rất thuận lợi, ít bụi, nhiệt độ môi trường trung bình trong phân xưởng là 30oC.
-Phân xưởng dạng hai mái tôn kẽm, nền xi măng, toàn bộ phân xưởng có năm cửa ra vào 2 cánh: một cửa đi chính, bốn cửa phụ. -Phân xưởng làm việc 2 ca trong một ngày: +Ca 1: từ 6h đến 14h +Ca 2: từ 14h đến 22h Trong phân xưởng có 36 động cơ, một phòng kho và một phòng KCS, ngoài ra phân xưởng còn có hệ thống chiếu sáng. Phân xưởng được lấy điện từ trạm biến áp khu vực với cấp điện áp là: 220/380 (V).THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG : 1. Sơ đồ mặt bằng phân xưởng.
Bảng phụ tải phân xưởng: TT Ký hiệu Số lượng Pđm (kW) Cosϕ Ksd Ghi chú 1 1 4 12 0. PHÂN NHÓM PHỤ TẢI: Căn cứ vào việc bố trí của phân xưởng và yêu cầu làm việc thuận tiện nhất, để làm việc có hiệu quả nhất thông qua các chức năng hoạt động của các máy móc thiết bị. Ngoài các yêu cầu về kỹ thuật thì ta phải đạt yêu cầu về kinh tế, không nên đặt quá nhiều các nhóm làm việc đồng thời, quá nhiều các tủ động lực như thế sẽ không lợi về kinh tế. Tuy nhiên một yếu tố quan trọng cần phải quan tâm là việc phân nhóm phụ tải.
Vì phân nhóm phụ tải sẽ quyết định tủ phân phối trong phân xưởng, số tuyến dây đi ra của tủ phân phối. Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào các yếu tố sau : • Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng một chức năng. • Phân nhóm theo khu vực gần nhau thì cho một nhóm. • Phân nhóm có chú ý đến phân đều công suất cho các nhóm (tổng công suất của các nhóm gần bằng nhau).
• Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tải của CB chuẩn. • Số nhóm không nên quá nhiều: 2,3 hoặc 4 nhóm. • Trong cùng một tuyến dây cung cấp từ tủ phân phối thì không nên bố trí thiết bị có công suất lớn ở cuối tuyến. Vì thế, với những máy móc trên sơ đồ mặt bằng, ta quyết định chia phụ tải thành bốn nhóm, đi cùng bốn nhóm là bốn tủ động lực và có một tủ phân phối chính cấp điện cho bốn tủ động lực.
Ngoài việc cấp điện cho bốn nhóm thiết bị, ta còn phải cung cấp cho hệ thống chiếu sáng. Số lượng, ký hiệu trên mặt bằng và tổng công suất của từng nhóm thiết bị được ghi ở bảng sau : Nhóm 1: Tên nhóm Ký hiệu trên Số lượng Công suất định Cosϕ Ksd mặt bằng mức Pđm (kw) 2B, 2C, 2D 3 5 0.9 8 Tổng cộng 8 69 nhóm 1 Nhóm 2: Tên nhóm Ký hiệu trên Số lượng Công suất định Cosϕ Ksd mặt bằng mức Pđm (kw) 1A, 1B, 1C, 4 12 0.8 Tổng cộng 8 88 nhóm 2 Nhóm 3: Tên nhóm Ký hiệu trên Số lượng Công suất Cosϕ Ksd mặt bằng định mức Pđm (kw) 4A 1 7 0.9 Tổng cộng 11 118 nhóm 3 Nhóm 4: 9 Tên nhóm Ký hiệu trên Số lượng Công suất Cosϕ Ksd mặt bằng định mức Pđm (kw) 5A, 5B 2 18 0.9 Tổng cộng 9 87 nhóm 4 IV. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG: 1. Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm: + Xác định phụ tải cho nhóm 1: • Xác định công suất biểu kiến định mức của tải: Stải(đm) = • Xác định công suất biểu kiến tính toán: S (tải)tt = Stải(đm) * Ksd • Xác định công suất biểu kiến tính toán của tủ điện theo công thức: Stt(tủ điện) = S (tải)tt * Kđt • Xác định dòng điện tính toán cho từng thiết bị theo công thức: Itt(từng tải) = => áp dụng các công thức ở trên ta ta sẽ tính được phụ tải tính toán cho nhóm 1 ở bảng sau: 11 Stt Tên Ptảiđm Cosϕ Stảiđm Ksd Stảitt Kđt Stt(tủ Itt thiết (kw) tải (kVA) (kVA) điện) (từng bị (kVA) tải) (A) 1 2B 5 0.77 nhóm 3 Kết quả phụ tải tính toán nhóm 4: Stt Tên Ptảiđm Cosϕ Stảiđm Ksd Stảitt Kđt Stt(tủ Itt thiết (kw) tải (kVA) (kVA) điện) (từng bị (kVA) tải) (A) 1 5A 18 0.51 nhóm 4 13 Phụ tải tính toán của 4 nhóm được thống kê ở bảng sau: STT Tên nhóm Ptảiđm Stảiđm Stảitt Stt(tủ điện) (kw) (kVA (kVA) (kVA) 1 Nhóm 1 69 90.97 Trong thực tế khi phân xưởng làm việc thì không hẳn tất cả cá thiết bị hoạt động cùng một lúc do đó dựa vào kinh nghiệm cũng như tra bảng ta có thể chọn hệ số đồng thời tương ứng cho 4 nhóm máy là Kđt = 0.9 áp dụng công thức: S (tải)tt = * Kđt = 0.
Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng: Pttcs = PO* F với F : là diện tích chiếu sáng. Pttcs : công suất tính toán chiếu sang. PO : diện tích chiếu sáng / đơn vị diện tích. • Chiếu sáng nhà kho: chiếu sáng nhà kho ta có thể chọn PO = 10(W) / m2 (tra bảng phụ lục I.2 trang 253 sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác giả :Ngô Hồng Quang,Vũ Vân Tẩm) Ta có diện tích nhà kho là: Fkho= 6*6 =36 m2 → ta có : Pttcskho = 10*36 = 360(w) • chiếu sáng phòng KCS: ta chọn chiếu sáng cho phòng KCS với P O=20(w)/m2 (tra bảng phụ lục I.2 trang 253 sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác giả :Ngô Hồng Quang,Vũ Vân Tẩm) Ta có diện tích phòng KCS là: Fkcs= 8*6 =48 m2 → ta có : PttcsKCS = 20*48 = 960(w) • chiếu sáng xưởng làm việc : ta chọn chiếu sáng cho xưởng sản xuất với PO=15(w)/m2 (tra bảng phụ lục I.2 trang 253 sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác giả :Ngô Hồng Quang,Vũ Vân Tẩm) Ta có diện tích xưởng sản xuất là: Fsx= = 54*18 - (Fkho + Fkcs) = 888m2 → ta có : Pttcssx = 15*888 = 13320(w) • công suất chiếu sáng của toàn xưởng là : Pttcs = Pttcskho + Pttcskcs +Pttcssx = 360+960+13320 = 14640 (w) 0.9 Ta chọn Cos cs = 14 → 14640 Ta có: Sttcs= = = 16266.
Công suất biểu kiến tính toán của phân xưởng: Sttpx = * Kđt + Sttcs = 374. CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG 1. Chọn số lượng và công suất của trạm biến áp: Vốn đầu tư của trạm biến áp chiếm một phần rất quan trọng trong tổng số vốn đầu tư của hệ thống điện. Vì vậy việc chọn vị trí, số lượng và công suất định mức của máy biến áp là việc làm rất quan trọng.
Để chọn trạm biến áp cần đưa ra một số phương án có xét đến các ràng buộc cụ thể và tiến hành tính toán so sánh kinh tế, kỹ thuật để chọn phương án tối ưu.Vì vậy việc lựa chọn máy biến áp bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện. Dung lượng và các thông số máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nó, cấp điện áp, và phương thức vận hành của máy biến áp. a) Chọn vị trí đặt trạm biến áp: Để xác định vị trí hợp lý của trạm biến áp cần xem xét các yêu cầu sau: • Gần tâm phụ tải. • Thuận tiện cho các tuyến dây vô/ ra.
• Thuận lợi trong quá trình thi công và lắp đặt. • Đặt nơi ít người qua lai, thông thoáng • Phòng cháy nổ, ẩm ướt, bụi bẩn. • An toàn cho người và thiết bị. Trong thực tế, việc đặt trạm biến áp phù hợp tấc cả các yêu cầu trên là rất khó khăn.
Do đó tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể trong thực tế mà ta đặt trạm sao cho hợp lý nhất. b) Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp: - Chọn số lượng máy biến áp phụ thuộc vào nhiều yều tố như: + Yêu cầu về liên tục cung cấp điện của hộ phụ tải. + Yêu cầu về lựa chọn dung lượng máy biến áp. + Yêu cầu về vận hành kinh tế.
+ Xét đến khả năng mở rộng và phát triển về sau. • Đối với hộ phụ tải loại 1: thường chọn 2 máy biến áp trở lên. • Đối với hộ phụ tải loại 2: số lượng máy biến áp được chọn còn tuỳ thuộc vào việc so sánh hiệu quả về kinh tế- kỹ thuật. Tuy nhiên, để đơn giản trong vận hành, số lượng máy biến áp trong trạm biến áp không nên quá 3 và các máy biến áp nên có cùng chủng loại và công suất.
15 - Chủng loại máy biến áp trong một trạm biến áp đồng nhất (hay ít chủng loại) để giảm số lượng máy biến áp dự phòng và thuận tiện trong việc lắp đặt, vận hành. Vì phân xưởng là phụ tải loại 3 nên chọn một máy biến áp. c) Xác định dung lượng của máy biến áp: Hiện nay, có nhiều phương pháp để xác định dung lượng của máy biến áp. Nhưng vẫn phải dựa theo các nguyên tắc sau đây: • Chọn theo điều kiện làm việc bình thường có xét đến quá tải cho phép (quá tải bình thường).
Mức độ quá tải phải được tính toán sao cho hao mòn cách điện trong khoảng thời gian xem xét không vượt quá định mức tương ứng với nhiệt độ cuộn dây là 98oC. Khi quá tải bình thường, nhiệt độ điểm nóng nhất của cuộn dây có thể lớn hơn (những giờ phụ tải cực đại) nhưng không vượt quá 140oC và nhiệt độ lớp dầu phía trên không vượt quá 95oC. • Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố (hư hỏng một trong những máy biến áp làm việc song song) với một thời gian hạn chế để không gián đoạn cung cấp điện. • Thông thường ta chọn máy biến áp dựa vào đồ thị phụ tải bằng hai phương pháp đó là: • phương pháp công suất đẳng trị • phương pháp quá tải 3%.