I. Xác định phụ tải tính toán
Phần này tập trung vào xác định phụ tải tính toán, một bước quan trọng trong thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy dệt. Phụ tải tính toán là giá trị giả định, đại diện cho phụ tải thực tế về mặt tác động nhiệt lớn nhất. Sai số trong xác định phụ tải tính toán dẫn đến hệ thống dư thừa hoặc thiếu hụt công suất, gây lãng phí hoặc sự cố. Văn bản trình bày nhiều phương pháp xác định, bao gồm: phương pháp dựa trên công suất và hệ số nhu cầu (Ptt = knc . Pd), phương pháp dựa trên hệ số hình dáng và công suất trung bình (Ptt = khd . Ptb), phương pháp dựa trên công suất trung bình, độ lệch pha (Ptt = Ptb ± β 𝜎), phương pháp dựa trên hệ số cực đại và công suất trung bình (Ptt = kmax . Pdđ), và các phương pháp dựa trên suất chi phí điện năng hay suất trang bị điện. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, phụ thuộc vào dữ liệu sẵn có và độ chính xác mong muốn. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và độ tin cậy của thiết kế.
1.1 Phân nhóm phụ tải
Nhằm tăng độ chính xác của xác định phụ tải tính toán, văn bản nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phân nhóm phụ tải. Nguyên tắc phân nhóm bao gồm: vị trí gần nhau để giảm chiều dài dây dẫn, chế độ làm việc tương tự, và công suất tương đương nhau. Tuy nhiên, việc đáp ứng đồng thời ba nguyên tắc này thường khó khăn. Do đó, người thiết kế cần cân nhắc để lựa chọn phương án phân nhóm hợp lý nhất. Ví dụ, trong phân xưởng sửa chữa cơ khí, thiết bị được chia thành 6 nhóm dựa trên các tiêu chí trên. Phân nhóm phụ tải hiệu quả giúp tối ưu hóa thiết kế hệ thống điện, giảm chi phí đầu tư và tổn thất năng lượng. Kết quả phân nhóm được trình bày chi tiết trong bảng 2.1, cung cấp thông tin về số lượng thiết bị, công suất định mức và tổng công suất của mỗi nhóm. Đây là cơ sở cho việc tính toán phụ tải của từng nhóm trong giai đoạn tiếp theo.
1.2 Phương pháp tính phụ tải từng nhóm
Sau khi phân nhóm phụ tải, văn bản trình bày cách tính toán phụ tải của từng nhóm. Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí, phương pháp dựa trên công suất trung bình và hệ số cực đại (Ptt = kmax . Pdđ) được áp dụng. Các thông số như hệ số sử dụng (ksd), hệ số công suất (cos𝜑), số thiết bị hiệu quả (nhq) và hệ số cực đại (kmax) được tra cứu từ sổ tay kỹ thuật. Đối với các phân xưởng khác, phương pháp dựa trên công suất đặt và hệ số nhu cầu được sử dụng. Tính toán phụ tải chiếu sáng được thực hiện dựa trên công suất chiếu sáng trên đơn vị diện tích. Kết quả tính toán chi tiết cho từng nhóm phụ tải, bao gồm phụ tải tính toán, phụ tải phản kháng và tổng phụ tải, được trình bày trong bảng 2.3. Thông tin này giúp đánh giá tổng thể phụ tải của phân xưởng và nhà máy.
II. Thiết kế mạng cao áp nhà máy
Phần này tập trung vào thiết kế mạng cao áp nhà máy, bao gồm việc chọn cấp điện áp, đề xuất sơ đồ cung cấp điện, và chọn các thiết bị điện. Việc chọn cấp điện áp nguồn (35kV trong trường hợp này) dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu của nhà máy. Thiết kế mạng cao áp bao gồm việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phù hợp, tính toán công suất máy biến áp, chọn tiết diện dây dẫn, và chọn máy cắt cao áp. Văn bản đề cập đến việc tính toán kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án tối ưu. Tính toán ngắn mạch cũng được thực hiện để đảm bảo an toàn vận hành. Mục tiêu là thiết kế một hệ thống mạng cao áp an toàn, hiệu quả và kinh tế.
2.1 Lựa chọn sơ đồ và thiết bị
Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy đến các phân xưởng là rất quan trọng. Văn bản trình bày các phương án sơ đồ khác nhau và phân tích ưu, nhược điểm của từng phương án. Chọn sơ đồ cung cấp điện phải đảm bảo sự ổn định, an toàn và kinh tế của hệ thống. Việc chọn các thiết bị điện như máy biến áp, dây dẫn, cáp, và máy cắt cũng được đề cập. Chọn công suất máy biến áp phải dựa trên phụ tải tính toán của từng phân xưởng. Chọn tiết diện dây dẫn và cáp phải đảm bảo khả năng chịu dòng điện và giảm thiểu tổn thất. Chọn máy cắt cao áp phải đáp ứng yêu cầu về dòng cắt và khả năng bảo vệ hệ thống. Các kết quả tính toán chi tiết cho việc lựa chọn các thiết bị này được trình bày trong các bảng.
2.2 Tính toán kinh tế kỹ thuật
Để đảm bảo tính kinh tế của thiết kế hệ thống cung cấp điện, văn bản nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tính toán kinh tế kỹ thuật. Điều này bao gồm việc so sánh chi phí đầu tư và chi phí vận hành của các phương án khác nhau. Tính toán kinh tế kỹ thuật giúp lựa chọn phương án tối ưu, vừa đảm bảo chất lượng, vừa tiết kiệm chi phí. Văn bản đề cập đến việc tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và trên đường dây. Giảm tổn thất điện năng là một yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa chi phí vận hành. Kết quả tính toán kinh tế kỹ thuật sẽ giúp đưa ra quyết định cuối cùng về phương án thiết kế được chọn.
III. Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng
Phần này tập trung vào thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. Nó bao gồm việc lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối, lựa chọn aptomat, chọn cáp từ trạm biến áp đến tủ phân phối và đến các thiết bị, chọn thanh góp, và tính toán ngắn mạch lưới hạ áp. Mục tiêu là đảm bảo cung cấp điện an toàn, tin cậy và hiệu quả cho các thiết bị trong phân xưởng. Việc lựa chọn các thiết bị phải đảm bảo đáp ứng nhu cầu công suất và dòng điện của từng thiết bị.
3.1 Lựa chọn thiết bị phân phối
Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối là bước quan trọng trong thiết kế mạng hạ áp. Văn bản đề cập đến việc lựa chọn aptomat phù hợp với dòng điện định mức và chức năng bảo vệ của từng thiết bị. Chọn cáp từ trạm biến áp về tủ phân phối và từ tủ phân phối đến các tủ động lực phải đảm bảo tiết diện phù hợp để giảm thiểu tổn thất và đảm bảo an toàn. Chọn thanh góp cho các tủ phân phối và tủ động lực nhằm đảm bảo phân phối điện an toàn và hiệu quả. Việc tính toán ngắn mạch lưới hạ áp giúp xác định khả năng chịu dòng ngắn mạch của các thiết bị và lựa chọn các thiết bị bảo vệ phù hợp.
3.2 Tính toán ngắn mạch và bảo vệ
Tính toán ngắn mạch lưới hạ áp là bước quan trọng để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện. Kết quả tính toán giúp xác định dòng ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị bảo vệ như aptomat có khả năng cắt dòng ngắn mạch. Lựa chọn aptomat cho các tủ động lực và các thiết bị trong tủ động lực phải dựa trên dòng định mức và khả năng cắt dòng ngắn mạch. Chọn cáp cho các thiết bị và nhóm thiết bị trong tủ động lực phải đảm bảo đáp ứng yêu cầu về dòng điện và giảm thiểu tổn thất. Việc lựa chọn các thiết bị bảo vệ phù hợp đảm bảo an toàn vận hành của hệ thống điện.
