Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp chế tạo máy kéo BKHN

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Xác định phụ tải tính toán cho xưởng sửa chữa cơ khí

1.1.1 Phân nhóm phụ tải của phân xưởng Sửa chữa cơ khí (PXSCCK)

Trong một phân xưởng, việc xác định phụ tải tính toán chính xác yêu cầu phân nhóm thiết bị điện có công suất và chế độ làm việc khác nhau Quá trình phân nhóm này cần tuân theo các nguyên tắc nhất định để đảm bảo hiệu quả và độ chính xác.

Để tiết kiệm vốn đầu tư và giảm tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng, các thiết bị trong cùng một nhóm nên được sắp xếp gần nhau.

Để đảm bảo tính chính xác trong việc xác định phụ tải tính toán và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện, các thiết bị trong cùng một nhóm cần có chế độ làm việc tương tự nhau.

Để giảm thiểu sự đa dạng của tủ động lực trong phân xưởng và toàn nhà máy, tổng công suất các nhóm cần phải tương đồng Số lượng thiết bị trong mỗi nhóm cũng nên được giới hạn, vì số đầu ra của các tủ động lực thường chỉ từ 8 đến 12.

Dựa trên nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện và vị trí, công suất của các thiết bị trong phân xưởng, các thiết bị trong phân xưởng Sửa chữa cơ khí được chia thành 5 nhóm khác nhau Kết quả phân nhóm này được thể hiện rõ trong bảng 1.1.

Bảng 1.1 Bảng phân nhóm phụ tải điện

Ký hiệu trên mặt bằng

3 Máy tiện ren 1 IE6EM 3 3,2 3,2

7 Máy mài tròn vạn năng 1 3130 9 2,8 2,8

6 Máy mài tròn vạn năng 1 312M 18 2,8 2,8

7 Máy mài phẳng có trục đứng

9 Máy ép tay kiểu vít 1 - 24 - -

11 Máy mài sắc các dao cắt gọt

6 Máy mài phẳng có trục nằm

3 Máy phay chép hình 1 6HK 7 5.62 5.62

8 Máy bào giường một trụ 1 MC38 13 10 10

1.1.2 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải

Tính toán cho nhóm 1: Số liệu phụ tải của nhóm 1 cho trong bảng 1.2

Bảng 1.2 Danh sách thiết bị nhóm 1

Ký hiệu trên mặt bằng

Tra bảng PL1.1 sách Thiết kế Cung cấp điện ta tìm được ksd = 0,15, cos = 0,6

44 = 0,55 Tra bảng PL1.5 tìm 𝑛 ℎ𝑞∗ = f(n*, P*) ta được 𝑛 ℎ𝑞∗ = 0,54

Tra bảng PL1.6 tìm kmax = f(𝑛 ℎ𝑞 , ksd) với nhq = 7,56 ; ksd = 0,15 ta được kmax = 2,31

Phụ tải tính toán của nhóm I :

Tính toán tương tự cho các nhóm 2, 3, 4,5 và kết quả ghi tại bảng 1.3

Bảng 1.3 Bảng phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Tên nhóm và thiết bị điện

Hệ số sử dụng k sd cos tg

Số thiết bị hiệu quả n hq

Hệ số cực đại k max

P tt ,kW Q tt ,kVAr S tt ,kVA I tt , A

1.1.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích :

P0 - suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng [W/m 2 ]

F - Diện tích được chiếu sáng [m 2 ]

Trong phân xưởng sửa chữa cơ khí ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng, tra bảng ta tìm được p0 = 12 W/m 2

Phụ tải chiếu sáng phân xưởng :

Qcs =Pcs.tg = 0 ( đèn sợi đốt nên cos =0 )

1.1.4 Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng

* Phụ tải tác dụng của phân xưởng :

Trong đó : kđt - hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy kđt = 0,9

* Phụ tải phản kháng của phân xưởng :

*Phụ tải toàn phần của phân xưởng kể cả chiếu sáng :

Từ các kết quả trên ta có bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng SCCK

Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng còn lại

Các phân xưởng chỉ dựa vào công suất đặt và diện tích để xác định phụ tải tính toán, do đó phụ tải được tính toán dựa trên công suất đặt và hệ số nhu cầu.

1.2.1 Xác định PTTT cho Ban quản lý và Phòng thiết kế

Tra bảng PL1.3 với ban Quản lý và phòng Thiết kế tìm được : knc = 0,8 ; cos/ tg = 0,8/0,75

Tra bảng PL1.2 ta tìm được suất chiếu sáng p0 = 15 W/m 2 , ở đây ta sử dụng đèn huỳnh quang nên coscs = 0,85

* Công suất tính toán động lực :

* Công suất tính toán chiếu sáng :

Qcs = Pcs tgcs = 9,9.0,62 = 6,14 kVar

* Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng :

* Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng :

* Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng :

Các phân xưởng khác cũng được tính toán tương tự, sử dụng đèn sợi đốt với hệ số công suất cos φ = 0 Kết quả được ghi lại trong Bảng 1.4, thể hiện phụ tải tính toán của các phân xưởng.

Kết quả xác định PTTT của các phân xưởng được trình bày trong bảng 1.4

Bảng 1.4 Phụ tải tính toán của các phân xưởng

P 0 P PX.đl Q PX.đl P PX.cs Q PX.cs P PX Q PX S PX

Tên phân xưởng (kW) cos

 (W/ m2) (kW) (kW) (kW) (kW) (kW) (kVar) (kVA)

2 PX gia công cơ khí 3600 860 0,3 0,6 15 1080 1440 12.9 0 1092.9 1440 1807,77

6 PX sửa chữa cơ khí 300 0,62 12 92,6 123,24 3,6 0 96,2 123,24 156,34

Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy – Biểu đồ phụ tải

1 Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy

Trong đó: kdt = 0,7 là hệ số số đồng thời

2 Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy

3 Phụ tải tính toán toàn phần của toàn nhà máy

4 Hệ số công suất của toàn nhà máy

9922,61 = 0,75 Chọn tỉ lệ xích m = 3 kVA/mm 2 , từ đó tìm được bán kính của biểu đồ phụ tải :

Góc phụ tải chiếu sáng được tính theo công thức :

Bảng 1.5 Kết quả xác định R và  cs cho các phân xưởng

2 PX gia công cơ khí 12.9 1092.9 1807,77 13.85 4.25

6 PX sửa chữa cơ khí 3,6 96,2 156,34 4.07 13.47

Hình 1 – Biểu đồ phụ tải của nhà máy

THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY

Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp của nhà máy

Trước khi vạch ra các phương án cụ thể cho việc cấp điện áp hợp lý cho đường dây tải điện từ hệ thống về nhà máy

Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải là :

+ P - công suất tính toán của nhà máy [kW]

+ l - khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [km]

Trạm biến áp trung gian có các mức điện áp 6, 10, 22 và 35 kV, trong đó cấp điện áp được chọn cho nhà máy là 35 kV Để tiết kiệm chi phí đầu tư cho dây dẫn và giảm tổn thất điện năng, cũng như đảm bảo tiêu chuẩn kinh tế, trạm PPTT sẽ được đặt tại trung tâm phụ tải của toàn bộ nhà máy.

Trên mặt bằng ta gắn một hệ trục tọa độ x0y, ta xác định tâm phụ tai điện M(x0, y0)

Xác định tâm phụ tải:

Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm biến áp phân phối, tủ động lực

Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị min :

Trong đó Pi, li là công suất tiêu thụ và khoảng cách từ thiết bị thứ i tới tâm Để xác định tâm phụ tải điện ta dùng công thức :

+ x0, y0, z0 - toạ độ tâm phụ tải

+ xi,yi,zi - toạ độ phụ tải thứ i

+ Si là công suất phụ tải thứ i

Trong thực tế người ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0

STT Tên phân xưởng S tt

2 PX gia công cơ khí 1807,77 47 89

6 PX sửa chữa cơ khí 156,34 102 90

Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng

Phương pháp sử dụng sơ đồ dẫn sâu cho đường dây trung áp 35kV vào tận các trạm biến áp phân xưởng giúp giảm vốn đầu tư cho trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm, đồng thời giảm tổn thất và nâng cao khả năng truyền tải điện Tuy nhiên, nhược điểm lớn của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, thiết bị đắt đỏ và yêu cầu trình độ vận hành cao Do đó, phương án này chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải lớn và tập trung, nên không được xem xét cho các trường hợp khác.

− Phương pháp sử dụng trạm biến áp trung gian

Nguồn 35kV từ hệ thống được hạ áp xuống 10kV qua trạm biến áp trung gian để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng, giúp giảm vốn đầu tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy và cải thiện độ tin cậy cung cấp điện Tuy nhiên, cần đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian, dẫn đến gia tăng tổn thất trong mạng cao áp Do nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại 1, tại trạm biến áp trung gian sẽ lắp đặt hai máy biến áp với dung lượng được lựa chọn phù hợp.

Ta chọn máy tiêu chuẩn Sdm = 7500kVA

Khi xảy ra sự cố quá tải ở máy biến áp, việc kiểm tra dung lượng của máy là rất quan trọng Chúng ta có thể tạm ngừng cung cấp điện cho tất cả các phụ tải loại III trong nhà máy, từ đó dễ dàng xác định xem máy biến áp đã được chọn có đáp ứng đủ điều kiện trong tình huống sự cố hay không.

Vậy tại tạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 MBA Sdm = 7500kV - 35/10.5 kV do công ty điện Đông Anh chế tạo

Sử dụng trạm phân phối trung tâm để cung cấp điện năng cho các trạm biến áp phân xưởng giúp quản lý vận hành mạng điện cao áp của nhà máy trở nên thuận lợi hơn Điều này không chỉ giảm vốn đầu tư mà còn tăng độ tin cậy trong cung cấp điện, mặc dù vốn đầu tư cho mạng vẫn lớn.

Sơ bộ chọn các thiết bị điện

Phương án 1 đề xuất sử dụng TBATG để lấy điện từ hệ thống, hạ xuống 10kV và cung cấp cho các TBAPX Tại các trạm biến áp phân xưởng, điện áp sẽ được hạ từ 10kV xuống 0.4kV để phục vụ cho các phân xưởng.

Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng, quyết định đặt 8 trạm biến áp phân xưởng

− Trạm B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và PX gia công cơ khí

− Trạm B2: Cấp điện cho Phân xưởng cơ lắp đặt

− Trạm B3: Cấp điện cho Phân xưởng luyện kim màu

− Trạm B4: Cấp điện cho Phân xưởng luyện kim đen

− Trạm B5: Cấp điện cho Phân xưởng rèn dập

− Trạm B6: Cấp điện cho Phân xưởng sửa chữa cơ khí, Phân xưởng nhiệt luyện và Kho vật liệu

− Trạm B7: Cấp điện cho Bộ phận nén khí

− Trạm B8: Cấp điện cho Trạm bơm

Các trạm B1, B2, B3, B4, B5, B6 và B8 cung cấp điện cho phân xưởng chính loại 1 và cần lắp đặt 2 máy biến áp, trong khi trạm B7 thuộc loại 3 chỉ cần 1 máy biến áp Các trạm này được thiết kế là loại trạm kề, với tường trạm chung với tường phân xưởng Máy biến áp được sử dụng là sản phẩm của biến thế Đông Anh, sản xuất tại Việt Nam, và không cần hiệu chỉnh nhiệt độ.

Chọn dung lượng các máy biến áp

Dung lượng các máy biến áp được chọn theo điều kiện: n.khc.SđmB  Stt

Vàkiểm tra theo điều kiện sự cố một máy biến áp (với trạm có nhiều hơn 1 MBA): (n-1).khc kqt.SđmB  Sttsc

+ n: Số máy biến áp đặt trong trạm

+ khc: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường (ta lấy khc = 1)

Hệ số quá tải sự cố (kqt) được xác định là 1,3 khi điều kiện vận hành của máy biến áp (MBA) không vượt quá 5 ngày đêm và thời gian quá tải trong một ngày đêm không quá 2 giờ.

+ Sttsc: công suất tính toán sự cố

Trạm B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và phân xưởng Cơ khí số 1

Trạm được đặt hai máy biến áp làm việc song song n.khc.SđmB  Stt

2 = 1005,91 kVA Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc

Khi xảy ra sự cố ta cắt bỏ Khu nhà phòng ban quản lý và xưởng thiết kế ra khỏi MBA Điều kiện: 1,3.SđmB  Sttsc= Stt

1,3 = 1390,59 kVA Chọn dùng hai máy biến áp: 1600 – 10/0,4 có Sđm = 1600 kVA

Các trạm biến áp khác chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng

Bảng 2.1 Kết quả chọn biến áp cho các trạm BAPX phương án 1

Phân xưởng (PX) Phụ tải tính toán

PX Phụ tải tính toán TBAPX Chọn TBAPX

Tên PX STT P PX Q PX P PX Q PX S TBA Ký hiệu

(kVA) (kVAr) (kVA) (kVAr) (kVA) (kVA)

Ban quản lý, phòng thiết kế 1 169.9 126.14

PX gia công cơ khí 2 1092.9 1440

PX luyện kim màu 4 1095.3 810 1095.3 810 1362,27 B3 1250 2 Phân xưởng luyện kim đen 5 1519.5 1125 1519.5 1125 1890,64 B4 1600 2

Bộ phận nén khí 9 1196 892.5 1196 892.5 1492,30 B6 1600 1 Phân xưởng nhiệt luyện 8 2463.5 1837.5

Phân xưởng sửa chữa cơ khí 6 96.2 123,24

Chọn tiết diện dây dẫn: a.Chọn tiết diện cáp trung áp:

Cáp cao áp được lựa chọn dựa trên mật độ kinh tế của dòng điện Jkt Đối với nhà máy chế tạo máy kéo hoạt động 3 ca với thời gian sử dụng công suất tối đa là Tmax = 4000h, dây nhôm lõi thép được sử dụng và theo bảng tra, giá trị Jkt xác định là 1.1 A/mm².

Dự án dùng cáp XLPE lõi đồng bọc thép của hãng FURUKAWA Nhật Bản, có các thông số kỹ thuật có trong phụ lục

− Chọn cáp từ TBATT đến B1

− Tiết diện kinh tế của cáp là :

3,1 ,73 mm 2 Chọn cáp XLPE có tiết diện 16 mm 2

− Chọn cáp từ TBATT đến B2

3,1 ,98 mm 2 Chọn cáp XLPE có tiết diện 16 mm 2 với Icp = 105A.

Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :

+ Isc là dòng điện xẩy ra khi sự cố đứt một dây cáp, Isc = 2.Imax

+ kd là hệ số hiệu chỉnh theo theo điều kiện lắp đặt thực tế, ta lấy kd = 1;

Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ được xác định là k1 = 1 Hệ số hiệu chỉnh số dây cáp cùng đặt trong một hào cáp được ký hiệu là k2 Trong mạng hạ áp, các hào đều được lắp đặt hai cáp với khoảng cách giữa các dây là 300 mm Theo quy định PL 4.22[TL2], giá trị k2 được tính là 0,93.

Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng :

Khi chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng, các đường cáp khác được lựa chọn tương tự và kết quả được ghi trong bảng Do cáp được chọn vượt cấp, nên không cần phải kiểm tra theo ΔU và Icp.

Trong việc so sánh kinh tế giữa các phương án, chúng ta chỉ tập trung vào các đoạn cáp hạ áp khác nhau Đối với phương án 1, chỉ xem xét đoạn cáp từ B6 đến PX sửa chữa cơ khí (PX6).

Cáp hạ áp được lựa chọn dựa trên điều kiện phát nóng cho phép, với độ dài cáp không đáng kể, do đó tổn thất trên cáp được coi là bằng 0 và không cần xem xét điều kiện tổn thất điện áp cho phép Cáp sẽ được chọn từ trạm biến áp B6 đến PX sửa chữa sơ khí (PX6).

Vì phân xưởng Sửa chữa sơ khí thuộc hộ tiêu thụ điện loại 3 nên ta dùng cáp đơn để cung cấp điện

√3 0,38 = 237,54 A Chỉ có một cáp đi trong hào nên k2 = 1 Điều kiện chọn cáp là : 𝐼 𝑐𝑝 ≥ 𝐼 𝑚𝑎𝑥

Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi ( một lõi trung tính ) cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện (3.70+50) với Icp = 246A

Bảng 2.2 Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp phương án 1

Nhánh U đm S TBA I J kt F kt Chọn F Icp

(kV) (kVA) (A) (A/mm 2 ) (mm2) (mm2) (A)

− Trạm B3: Cấp điện cho Phân xưởng luyện kim màu và Phân xưởng sửa chữa cơ khí

− Trạm B6: Cấp điện cho Phân xưởng nhiệt luyện và Kho vật liệu

Các trạm B1, B2, B3, B4, B5, B6, B8 cung cấp điện cho phân xưởng chính loại 1, cần lắp đặt 2 máy biến áp, trong khi trạm B7 thuộc loại 3 chỉ cần 1 máy biến áp Tất cả các trạm đều sử dụng loại trạm kề, có tường chung với tường phân xưởng Các máy biến áp được sản xuất bởi ABB tại Việt Nam và không cần hiệu chỉnh nhiệt độ.

Tính toán tương tự phương án 1 ta có kết quả:

Bảng 2.3 Kết quả chọn biến áp cho các trạm BAPX phương án 2

Ban quản lý, phòng thiết kế 1 169,9 126,14 1262.8 1566.14 2011.83 B1 1600 2

Phân xưởng luyện kim đen 5 1519.5 1125 1519.5 1125 1890,64 B4 1600 2

Bộ phận nén khí 9 1196 892.5 1196 892.5 1492.30 B6 1600 1 Phân xưởng nhiệt luyện 8 2463.5 1837.5

(kV) (kVA) (A) (A/mm 2 ) (mm2) (mm2) (A)

Phương án này triển khai trạm phân phối trung tâm, cung cấp điện từ hệ thống cho các trạm biến áp phân xưởng Các trạm biến áp này sẽ hạ áp từ 35kV xuống 0,4kV để phục vụ nhu cầu điện năng cho các phân xưởng.

− Trạm B3: Cấp điện cho Phân xưởng luyện kim màu

− Trạm B6: Cấp điện cho Phân xưởng sửa chữa cơ khí, Phân xưởng nhiệt luyện và Kho vật liệu

Các trạm B1, B2, B3, B4, B5, B6 và B8 cung cấp điện cho phân xưởng chính, loại 1, yêu cầu lắp đặt 2 máy biến áp Trạm B7, thuộc loại 3, cần lắp đặt 1 máy biến áp Tất cả các trạm đều sử dụng loại trạm kề, có tường chung với tường của phân xưởng.

ABB sản xuất tại Việt Nam, không phải hiệu chỉnh nhiệt độ

Bảng 2 5 Kết quả chọn biến áp cho các trạm BAPX phương án 3

Ban quản lý, phòng thiết kế 1 169.9 126.14

PX luyện kim màu 4 1095.3 810 1095.3 810 1362,27 B3 1250 2 Phân xưởng luyện kim đen 5 1519.5 1125 1519.5 1125 1890,64 B4 1600 2

Bộ phận nén khí 9 1196 892.5 1196 892.5 1492,30 B6 1600 1 Phân xưởng nhiệt luyện 8 2463.5 1837.5

Chọn tiết diện dây dẫn: a.Chọn tiết diện cáp trung áp:

Cáp cao áp được lựa chọn dựa trên chỉ tiêu mật độ kinh tế của dòng điện Jkt Đối với nhà máy chế tạo máy kéo hoạt động 3 ca với thời gian sử dụng công suất lớn nhất là Tmax = 4000 giờ, dây nhôm lõi thép được sử dụng, và theo bảng tra cứu, giá trị Jkt được xác định là 1.1 A/mm².

Dự án dùng dây nhốm lõi thép (AC) đặt treo trên không, có các thông số kỹ thuật có trong phụ lục

− Chọn cáp từ TPPTT đến B1

3,1 =5.35 mm 2 Chọn cáp XLPE có tiết diện 25 mm2

Các đường cáp khác chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng, vì cáp chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo ΔU và Icp

(kV) (kVA) (A) (A/mm 2 ) (mm2) (mm2) (A)

Tính toán tương tự phương án 1, ta có:

Bảng 2 7 Kết quả chọn biến áp cho các trạm BAPX phương án 4

Ban quản lý, phòng thiết kế 1 169,9 126,14 1262.8 1566.14 2011.83 B1 1600 2

Phân xưởng luyện kim đen 5 1519.5 1125 1519.5 1125 1890,64 B4 1600 2

Bộ phận nén khí 9 1196 892.5 1196 892.5 1492.30 B6 1600 1 Phân xưởng nhiệt luyện 8 2463.5 1837.5

(kV) (kVA) (A) (A/mm 2 ) (mm2) (mm2) (A)

Chọn máy cắt cao áp:

Trạm phân phối trung tâm đóng vai trò quan trọng trong việc nhận điện từ hệ thống và cung cấp cho nhà máy, vì vậy việc lựa chọn sơ đồ nối dây ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn cung cấp điện Sơ đồ này cần đáp ứng các yêu cầu như cung cấp điện liên tục cho phụ tải, thuận tiện trong vận hành và xử lý sự cố, đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành và sửa chữa, đồng thời hợp lý về mặt kinh tế mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.

Nhà máy chế tạo máy kéo thuộc loại phụ tải loại 1, với trạm phân phối trung tâm được cấp điện qua đường dây kép và hệ thống thanh góp phân đoạn Liên lạc giữa hai thanh góp được thực hiện bằng máy cắt hợp bộ Mỗi phân đoạn thanh góp có một máy biến áp đo lường hợp bộ ba pha năm trụ, với cuộn tam giác hở để báo chạm đất một pha trên cáp 35kV Để bảo vệ khỏi sét từ đường dây, trạm được trang bị chống sét van trên các phân đoạn thanh góp Máy biến dòng được lắp đặt trên tất cả các lộ vào ra của trạm, có chức năng biến đổi dòng điện lớn (phía sơ cấp) thành dòng 5A cho các thiết bị đo lường và bảo vệ.

Chọn dùng các tủ hợp bộ của Schneider , cách điện bằng SF6, không cần bảo trì, hệ thống chống sét trong tủ có dòng định mức 1250A

Loại máy cắt Idm (A) Udm (kV) Icắt nmax (kA)

Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án thiết kế

Xác định vốn đầu tư thiết bị: Ta lập bảng tổng kết khối lượng vật tư thiết bị (chỉ xét MBA, dây dẫn và máy cắt cao áp)

Tổn thất điện năng trong mạng điện được tính theo công thức :

∆A = ∑∆P τ Trong đó : τ : thời gian tổn thất công suất lớn nhất ,h

∆P :tổn thất công suất trên đoạn đường dây Ta có công thức:

P,Q: công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đường dây (hoặc cáp)

R: điện trở tác dụng của đoạn đưòng dây r=ro.l, ro và l lần lượt và điện trở đơn vị (ÔM/km) và chiều dài đoạn đường dây (km)

Udm: điện áp định mức của đường dây

Thời gian tổn thất công suất lớn nhất có thể được tính bằng công thức: τ = (0,124 + Tmax 10^-4)² 8760, trong đó Tmax đại diện cho thời gian sử dụng công suất cực đại trong năm.

- Tổn thất ∆P trên đoạn cáp TBATT-B1:

Bảng 2.9 Kết quả tính tổn thất trên các đường dây PA1 Đường cáp F l r o R S ∆P mm2 m (/km) () kVA kW

Xác định tổn thất điện năng trên các đường dây :

Tổn thất điện năng trên các đường dây được tính theo công thức :

Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp

Tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp được tính theo công thức:

+ n - số máy biến áp ghép song song ;

+ P0 , PN - tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA

+ Stt - công suất tính toán của trạm biến áp

+ SđmB - công suất định mức của máy biến áp

+ t - thời gian máy biến áp vận hành, với máy biến áp vận hành suốt một năm t 8760h

+  - thời gian tổn thất công suất lớn nhất Tra bảng với

Tính cho Trạm biến áp B1

1600 ) 2 2405 = 66260,6 (kWh) Các trạm biến áp khác cũng dược tính toán tương tự , kết quả cho dưới bảng

Bảng 2.10 Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 1

(kVA) (kVA) (kW) (kW) (kWh)

Tổn thất điện năng trong các TBA: 808557

Chi phí tính toán của phương án 1

Khi tính toán vốn đầu tư cho việc xây dựng mạng điện, chỉ xem xét giá thành của các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án, trong khi những yếu tố tương đồng khác đã được loại trừ khỏi phân tích.

Ta có bảng tính toán chi phí vốn đầu tư xây dựng mạng điện:

Bảng 2 11 Bảng chi phí vốn đầu tư xây dựng mạng điện

Thiết bị điện Đơn vị Đơn giá Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Phương án 4 (Tr.đ) Số lượng

Chi phí tính toán Z1 của phương án 1 là :

Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây:

Chi phí tính toán là :

Tính toán tương tự cho các phương án còn lại ta có các bảng sau đây:

Bảng 2.13 Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của PA2

Tổn thất điện năng trong các TBA: 805940.1

Tổn thất điện năng trong các TBA: 501472.2

Tổn thất điện năng trong các TBA: 488795

BẢNG TỔNG KẾT CÁC PHƯƠNG ÁN

Trong 4 phương án trên thì phương án có hàm chi phí tính toán nhỏ nhất là phương an 4 và phương án có hàm chi chí tính toán lớn nhất là phương án 1 Độ chênh lệch về chi phí tính toán phương án 1 và 4 là 0.6%

Vậy ta sử dụng phương án 4 để thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy

Các đại lượng Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Phương án 4

Tổn thất điện năng (kWh) 838354.95 835723.62 533451.485 518578.52Hàm chi phí tính toán (Tr.đ) 4420 4397.3 4413.6 4392.3

Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn

2.4.1 Chọn dây dẫn từ TBA trung gian về TPPTT Đường dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm của nhà máy dài 12 km, sử dụng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép

Đối với mạng cao áp có Tmax lớn, việc lựa chọn dây dẫn phải dựa trên mật độ dòng điện kinh tế jkt Theo bảng dây AC, với thời gian sử dụng công suất tối đa Tmax = 4000h, ta xác định được jkt = 1,1 A/mm².

Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn là :

2.√3.35 = 81.84 𝐴 Tiết diện kinh tế là :

1,1 = 74.4𝑚𝑚 2 Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 95mm2 Tra bảng PL 26 dây dẫn AC-95 có Icp 335A

− Kiểm tra dây theo điều kiện khi xẩy ra sự cố đứt một dây :

Vậy dây đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố

− Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép :

Với dây AC-95 có khoảng cách trung bình hình học 3m , tra bảng ta có r0 = 0,3 /km và x0 = 0,3 /km

Dây đã chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Vậy ta chọn dây AC-95

2.4.2 Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT và các trạm BAPX

Trạm phân phối trung tâm đóng vai trò quan trọng trong việc nhận điện từ hệ thống và cung cấp cho nhà máy, do đó, việc lựa chọn sơ đồ nối dây có ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn cung cấp điện Sơ đồ cần đáp ứng các yêu cầu như cung cấp điện liên tục cho phụ tải, thuận tiện trong vận hành và xử lý sự cố, đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành và sửa chữa, đồng thời hợp lý về mặt kinh tế mà vẫn đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật.

Nhà máy chế tạo máy kéo thuộc loại phụ tải loại 1, với trạm phân phối trung tâm được cấp điện qua đường dây kép và hệ thống thanh góp phân đoạn Liên lạc giữa các thanh góp được thực hiện bằng máy cắt hợp bộ Mỗi phân đoạn thanh góp có máy biến áp đo lường ba pha năm trụ, với cuộn tam giác hở để báo chạm đất một pha trên cáp 35kV Để bảo vệ khỏi sét từ đường dây, van chống sét được lắp đặt trên các phân đoạn thanh góp Máy biến dòng được bố trí trên tất cả các lộ vào ra của trạm, có chức năng biến đổi dòng điện lớn (phía sơ cấp) thành dòng 5A cho các thiết bị đo lường và bảo vệ.

Chọn dùng các tủ hợp bộ của Siemens, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì, hệ thống chống sét trong tủ có dòng định mức 1250A

Loại máy cắt Cách điện Idm (A) Udm (kV) Icắt 3s (kA) Icắt nmax (kA)

2.4.3 Tính toán ngắn mạch và lựa chọn thiết bị điện

Tính toán ngắn mạch phía cao áp

Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để kiểm tra điều kiện ổn định động và nhiệt của thiết bị cũng như dây dẫn khi xảy ra dòng ngắn mạch 3 pha Trong tính toán ngắn mạch phía cao áp, do không có thông tin cụ thể về cấu trúc hệ thống điện quốc gia, ta sử dụng phương pháp tính toán gần đúng điện kháng ngắn mạch thông qua công suất ngắn mạch ở phía hạ áp của trạm biến áp trung gian, giả định rằng hệ thống có công suất vô cùng lớn Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế cho việc tính toán ngắn mạch được trình bày trong hình 2.8.

Hình 2.8 - Sơ đồ tính toán ngắn mạch

Cần thực hiện tính điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái của trạm PPTT để kiểm tra máy cắt và thanh góp, đồng thời tính các điểm ngắn mạch N2 tại phía cao áp của trạm BAPX nhằm kiểm tra cáp và tủ cao áp của các trạm.

Nhóm 2 - 124696 38 Điện kháng của hệ thống dược tính theo công thức :

Công suất ngắn mạch của trạm biến áp trung gian được xác định là SN = 250 MVA Điện áp của đường dây là U = 1,05, dẫn đến Utb = 1,05 x 35 = 36,75 kV Ngoài ra, điện trở và điện kháng của đường dây cũng cần được xem xét để đánh giá hiệu suất hoạt động.

Trong đó : r0 , x0 là điện trở và điện kháng trên 1 km đường dây (/km) l là chiều dài của đường dây

Bảng 2.18 Thông số của đường dây trên không và cáp Đường đây F l r o x o R X mm 2 km (/km) (/km) () ()

Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá dộ I” bằng dòng điện ngắn mạch ổn định I nên ta có thể viết như sau :

𝑍 𝑁 √3 Trong đó : ZN - tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch thứ i ()

U - điện áp của đường dây (kV)

Tính toán điểm ngắn mạch N1 tại thanh góp trạm phân phối trung tâm :

Tính toán điểm ngắn mạch N 2 (tại thanh cái trạm biến áp B1)

Bảng 2.19 Kết quả tính toán ngắn mạch Điểm tính toán

Kiểm tra các thiết bị điện đã được sơ bộ chọn ở phần so sánh kinh tế - kỹ thuật

− Kiểm tra các trung áp theo điều kiện ổn định nhiệt Điều kiện kiểm tra:

+ ∝ là hệ số nhiệt độ, với cáp nhôm ∝ = 12

+ I∞ là dòng điện ngắn mạch ổn định (I∞ = IN )

+ tqđ là thời gian quy đổi, tqđ = 0,4 s

+ F là tiết diện của cáp

Ta tính cho đoạn cáp TPPTT-B5 có dòng điện ngắn mạch là lớn nhất: IN=2.11kA

Vậy cáp đã chọn cho các tuyến là hợp lý

Lựa chọn các thiết bị phân phối điện khác

BI được chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm.B1 Uđm.m= 35 kV

Dòng điện sơ cấp định mức: 𝐼 𝑑𝑚.𝐵𝐼 ≥ 𝐼 𝑚𝑎𝑥

Chọn BI loại 4ME16, kiểu hình trụ do Siemens chế tạo có các thông số kỹ thuật như sau:

Loại Uđm(kV) Uchịu fPHz

Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp BU

BU được chọn theo điều kiện sau : Điện áp định mức :UđmBU Udm.m = 35kV

Ta chọn BU loại 3 pha 5 trụ 4MS36 kiểu trụ do SIEMENS chế tạo có thông số kỹ thuật như sau:

Chống sét van chọn theo cấp điện áp: Umạng = 35 kV

Chọn chống sét van loại 3EE1 do SIEMENS chế tạo có các thông số kỹ thuật sau:

Ký hiệu Uđm(kV) Ulvmax(kV) Iphóng đm

(kA) Vật liệu vỏ Vật liệu

❖ Tại trạm biến áp phân xưởng

Sử dụng một loại cầu chì cao áp chung cho tất cả các trạm biến áp giúp đơn giản hóa quy trình mua sắm, lắp đặt và bảo trì Việc lựa chọn cầu chì cần tuân theo các tiêu chuẩn nhất định để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong vận hành.

+ Điện áp định mức : Udm.CC  Udm.m = 35 kV

+ Dòng điện cắt định mức : Idm.cắt  IN4 = 2,1456 kA (Vì dòng ngắn mạch trên thanh cái của trạm biến áp B5 có giá trị lớn nhất)

Ta chọn loại cầu chì 3GD1 608-5D do Siemens chế tạo với các thông số kỹ thuật như sau:

Uđm (kV) Iđm (A) Icắt min (A) I cắt N (kA)

Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp

Chúng tôi sẽ sử dụng một loại dao cách ly chung cho tất cả các trạm biến áp nhằm thuận tiện cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế Loại dao cách ly này được lựa chọn dựa trên các tiêu chí cụ thể.

+ Điện áp định mức: Udm.MC  Udm.m = 35 (kV)

+ Dòng điện định mức: Idm.MC  Ilv.max = 2.Ittnm= 2.187,12 = 374,24 (A)

+ Dòng điện ổn định động cho phép: idm.d  ixk = 5,371 kA

+ Dòng điện ổn định nhiệt cho phép :inh.dm  2,1456 0,516 = 1,108 (kA)

Tra bảng ta chọn dao cách ly 3DC với các thông số kỹ thuật sau:

Udm(kV) Idm (A) INT (kA) IN max (kA)

Khi lựa chọn và kiểm tra áptômát, cần chú ý đến các loại như áptômát tổng, áptômát phân đoạn và áptômát nhánh, tất cả đều được sản xuất bởi Merlin Gerin Việc chọn áptômát phải dựa trên các điều kiện cụ thể để đảm bảo hiệu suất và an toàn trong hệ thống điện.

+ Điện áp dịnh mức: Udm.A  Udm.m = 0,38 (kV)

+ Dòng điện định mức: Idm.A  Ilv max

− Các trạm biến áp B1, B4, B5 có Sdm = 3200kVA

− Các trạm biến áp B2, B3, B6 có Sdm = 1250kVA

− Các trạm biến áp B7 có Sdm = 2500kVA

− Các trạm biến áp B8 có Sdm = 630kVA

Tra bảng ta chọn áp tô mát tổng và áp tô mát phân đoạn do hãng Merlin Gerin như sau:

Kết quả chọn MCCB tổng và MCCB phân đoạn

Tên trạm Loại Số lượng U dm (V) I dm (A) I cắt N

B8 M20 3 690 2000 55 3 Đối với áp tô mát nhánh : Điện áp định mức: Udm.A Udm.m = 0,38 (kV)

√3.0.38 = 321.508 (A) Trong đó : n - số áptômát nhánh đưa về phân xưởng

Kết quả lựa chọn các MCCB nhánh được ghi

Kết quả lựa chọn MCCB nhánh, loại NS400N 160 -400, 4 cực của Merlin Gerin

Số cực Iđm, A Uđm, V I cắtN , kA

THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CỦA NHÀ MÁY

Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối

Phụ tải các nhóm trong phân xưởng SCCK có các thông số :

Để cung cấp điện cho toàn bộ phân xưởng, dự kiến sẽ lắp đặt một tủ phân phối gần khu vực này Do đó, đường dây từ MBA3 đến trạm phân phối chỉ cần sử dụng một aptômát kiểu NS 400N trong tủ hạ áp của trạm.

Dựa vào Itt đầu vào và Itt đi ra của tủ phân phối, chúng tôi đã lựa chọn loại tủ do hãng SIEMENS sản xuất, bao gồm cầu dao, cầu chì và khởi động từ phù hợp cho động cơ với kích thước tương ứng.

Dài : 2200mm ; Rộng : 1000mm ; Sâu : 600mm ;

Chọn áptômát tổng ( từ B3 đếntủ phân phối phân xưởng SCCK) được chọn theo điều kiện sau:

+ IC,đmA ≥ IN1 = 2,07 kA (đã tính ở phần trước )

Ta chọn áptômát của hãng Merlin Gerin loại NS400N có Iđm= 400A ;

Chọn áp tô mát nhánh (từ tủ phân phối đến mỗi tủ động lực) được chọn theo điều kiện sau :

Ta chọn áptômát loại C60N do hãng Merlin Gerin chế tạo, IdmA= 63A ; INmax = 6 kA;

Tương tự như cách tính trước đó, chúng ta có kết quả chọn áp tô mát từ tủ phân phối đến tủ động lực khác Kết quả chi tiết được ghi nhận dưới đây.

Bảng 3.1 Kết quả lựa chọn MCCB của Merlin Gerin cho tủ phân phối

Tuyến cáp I TT ,A Loại U ĐM ,V I ĐM ,A I CĂTN ,K

3.1.2 Chọn cáp từ trạm biến áp B3 về tủ phân phối của phân xưởng

Dây dẫn và cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng (dòng điện làm việc lâu dài cho phép ) k1.k2.Icp ≥ Itt

+ k1- hệ số kể đến môi trường đặt cáp: trong nhà, ngoài trời,dưới đất

+ k 2 - hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặt trong cùng rãnh

+ Icp - dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp định lựa chọn, tra cẩm nang

+ Itt : dòng điện tính toán của xưởng SCCK

Cáp và dây dẫn hạ áp cần được kiểm tra theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ sau khi đã chọn theo phát nóng Trong đồ án này, việc sử dụng bảo vệ bằng áptômát là phương pháp chính được áp dụng.

+ Ikđ nhiệt , Ikđ điện từ : Dòng khởi động của bộ phận cắt mạch điện bằng nhiệt hoặc bằng điện từ của aptomát

Dòng khởi động nhiệt của áptômát là 1,25IđmA, trong đó 1,25 là hệ số cắt quá tải, giúp rơ le nhiệt tự động ngắt điện khi xảy ra tình trạng quá tải.

Phân xưởng SCCK được xếp vào hộ loại III nên dùng cáp lộ đơn để cung cấp điện

Chỉ có 1 cáp đi trong rãnh nên k2=1

⇒ Điều kiện chọn cáp: Icp >Itt

Chọn cáp đồng hạ áp là cáp 3x120+70 , cách điện PVC do hãng LENS chế tạo với

Icp46 A thoả mãn điều kiện: Icp >Itt

Tại tủ hạ áp của trạm biến áp B3, một MCCB loại NS400N do hãng Merlin Gerin sản xuất đã được lắp đặt ở đầu đường dây, kết nối từ tủ phân phối của trạm biến áp đến tủ phân phối của xưởng.

Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với MCCB:

Vậy tiết diện cáp đã chọn là hợp lí

DL DL2 DL3 DL4 DL5 CS

Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực:

Các đường cáp từ tủ phân phối (TPP) đến tủ động lực (TĐL) được lắp đặt trong rãnh cáp dọc tường và bên cạnh lối đi của phân xưởng Việc chọn cáp phải đảm bảo điều kiện phát nóng cho phép, đồng thời kiểm tra sự phối hợp với thiết bị bảo vệ và điều kiện ổn định nhiệt khi xảy ra ngắn mạch Do chiều dài cáp ngắn, có thể không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép Điều kiện chọn cáp là khc Icp ≥ Itt.

𝐼 𝑡𝑡 :dòng điện tính toán của nhóm phụ tải

𝐼 𝑐𝑝 :dòng điện phát nóng cho phép, tương ứng với từng loại dây, từng tiết diện

𝑘 ℎ𝑐 : Hệ số hiệu chỉnh ( ở đây lấy k hc =1 ) Điều kiện kiểm tra cáp phối hợp với thiết bị bảo vệ khi bảo vệ bằng aptômat:

Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 1(ĐL1) phải thoả mãn điều kiện:

1,5 = 52,5A Kết hợp hai điều kiện trên chọn cáp đồng 4 lõi cách điện do PVC hãng Lens chế tạo loại 4G6 có tiết diện 10mm 2 với Icp = 66A

Các tuyến cáp khác được chọn tương tự, kết quả ghi dưới đây:

Bảng 3.2 Kết quả chọn cáp từ TPP đến các TĐL

Tuyến cáp I tt ,A I KDDT /1,5 F CAP ,mm 2 I CP ,A

Chọn thanh góp của các tủ phân phối và động lực Điều kiện chọn: k.Icptg ≥ Ilvmax

Trong đó : + Icptg : dòng điện tải cho phép của thanh góp

+ k : hệ số hiệu chỉnh khả năng tải của thanh góp ( chọn k=1 ) Chọn khoảng cách trung bình hình học 150mm

Qua đó, ta chọn được các thanh góp đồng sau:

Bảng 3.3 Bảng chọn thanh góp đồng và các tham số

Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí để kiểm tra cáp và áp tô mát

Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp, máy biến áp B3 được xem là nguồn với hệ thống vô cùng lớn, do đó điện áp trên thanh cái cao áp của trạm được coi là không thay đổi, dẫn đến IN = I'' = I Giả định này khiến giá trị dòng ngắn mạch tính toán lớn hơn thực tế, vì khó duy trì điện áp ổn định trên thanh cái cao áp trong sự cố ngắn mạch Tuy nhiên, nếu thiết bị được lựa chọn đáp ứng các điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt, chúng vẫn có thể hoạt động hiệu quả trong thực tế Để giảm khối lượng tính toán, chỉ kiểm tra tuyến cáp có khả năng xảy ra sự cố nặng nhất, và có thể xem xét thêm các tuyến cáp khác nếu cần, với quy trình tính toán tương tự.

Hình 3.3-Sơ đồ thay thế

HT ZB3 ZA1 ZTG1 ZA2 ZC1 ZA2 ZTG2

Các thông số của sơ đồ thay thế Điện trở và điện kháng máy biến áp:

Thanh góp trạm biến áp phân xưởng -TG 1 :

Kích thước :60x8mm2 mỗi pha ghép 3 thanh

Khoảng cách trung bình hình học : D00mm

Tra bảng 7.1 trang 362 sách sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điên, tìm được: r0 =0,042 m/m RTG1 = 1

Thanh góp trong tủ phân phối ( tủ phân phối của phân xưởng -TG 2 ):

Chọn theo điều kiện :knc.IcpIttpx #7,53 A (lấy knc=1)

Chọn loại thanh cái bằng đồng có kích thước: 30x3 mm 2 (mỗi pha một thanh) với Icp

Chiều dài: l=1,2m (dựa trên bảng 7.2 trang 362 sách sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện)

Khoảng cách trung bình hình học: D00mm

Tra bảng ta tìm được: r0 =0,223 m/m RTG2 =r0.l = 0,223.1,2=0,268 m x0 =0,235 m/m XTG2 =x0.l = 0,235.1,2=0,282 m Điện trở và điện kháng của MCCB

Áptômát tổng tại tủ phân phối TBA B3 (loại M25) có Iđm= 2500 A, do RA1 và XA1 của áptômát quá nhỏ nên không cần xem xét Các áptômát trong tủ phân phối của xưởng SCCK đã được lựa chọn dựa trên thông tin từ bảng phụ lục IV.14, trang 290 trong sách thiết kế cấp điện của TS Ngô Hồng Quang và Vũ Văn Tẩm.

⃰ Cáp tiết diện 120mm 2 loại 3.120+70 vỏ PVC do LENS chế tạo, cấp điện từ tủ phân phối TBA B3 đến tủ phân phối xưởng SCCK có:

Tra PL V.11 Cáp nhôm hạ áp cách điện PVC do hãng LENS chế tạo, ta có: r0 =0,268 /km RC1 =r0.l =0,268.0,2= 0,053 = 53 m x0 =0,260 /km XC1 =x0.l =0,260.0,2 = 0,052 = 52 m

Chiều dài 35m (khoảng cách từ TPP đến TĐL xa nhất)

Tra PL4.29 tìm được : r0 =1,83 /km RC2=r0.l =1,83.0,035 = 0,064 = 64 m x0 =0,76 /km XC2 =x0.l =0,76.0,035 = 0,0266 = 26,6 m

Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị đã chọn :

Tính toán ngắn mạch tại N1 (bỏ qua RA1 và XA1 do quá nhỏ):

RN1 = RB +RA1 +RTG1 + 2.RA2 +RC1

XN1 = XB + XA1 + XTG1 + 2.XA2 + XC1

Loại NS400N có IcắtN = 10kA≥ IN1= 2,82 kA

Vậy áptômát được chọn thoả mãn điều kiện ổn định động

RN2 = RN1 +2.RA3 + RTG2 + 2.Rtx3 +RC2

XN2 =XN1 +2 XA3 + XTG2 + XC2

Loại NC100H125 có IcắtN = 10kA ≥ IN2 = 1,52 kA

Vậy các áptômát được chọn thoả mãn điều kiên ổn định động

Lựa chọn thiết bị trong tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xưởng

Các MCCB tổng của các tủ động lực có thông số tương tự các áptômát nhánh tương ứng trong tủ phân phối, kết quả lựa chọn khi trong bảng 3.3

Bảng 3.3 Kết quả lựa chọn MCCB tổng trong các TĐL

Tủ động lực I TT ,A Loại U đm ,V I đm ,A I CĂTN ,KV Số cực ĐL1 38,62 C60N 440 63 6 4 ĐL2 43,45 C60N 440 63 6 4 ĐL3 37,00 C60N 440 63 6 4 ĐL4 75,31 NC100H 440 100 6 4 ĐL5 66,35 NC100H 440 100 6 4

MCCB được lựa chọn cho các thiết bị và nhóm thiết bị trong tủ động lực dựa trên các điều kiện đã nêu Ví dụ, để chọn MCCB cho đường cáp từ TĐL1 đến máy tiện ren có công suất 7 kW với hệ số công suất cosφ = 0,6.

Chọn áptômát loại 5SQ2 370-0KA25 do hãng Siemens chế tạo có Iđm,A % A Icắt

=3kA; Uđm = 400V; 3cực, ( tra bảng 3.29 trang 166 sách sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện - TS Ngô Hồng Quang )

Các đường cáp theo điều kiện phát nóng cho phép:

Chúng ta sẽ kiểm tra cáp từ tủ động lực 1 đến máy tiện ren, theo ví dụ đã nêu (số trên bản vẽ là: 1).

Ta lấy Ikđnh = IđmA( dòng điện định mức của áptômát ta chọn )

Chúng tôi chọn cáp đồng 4 lõi do DELTA sản xuất với cách điện PVC, có tiết diện 2,5mm², phù hợp với dòng điện định mức Icp khi cáp được đặt trong ống.

Cáp được đặt trong ống thép 3/4'' chôn dưới nền phân xưởng nhằm đảm bảo an toàn và thuận tiện cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế Tất cả cáp từ tủ động lực đến các máy đều sử dụng loại cáp của hãng DELTA, trong khi áptômát được sản xuất bởi hãng Siemens.

Các áptômát và đường cáp được lựa chọn dựa trên tiêu chí tương tự, với kết quả được ghi lại Vì công suất của các thiết bị trong phân xưởng không lớn và đều được bảo vệ bằng áptômát, nên không cần tính toán ngắn mạch trong phân xưởng để kiểm tra các thiết bị theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt.

Bảng 3.4 Bảng chọn đường cáp và áp tô mát mạng hạ áp của nhà máy

Phụ tải Dây dẫn MCB

Máy mài hai bên 1 12 2,8 7,09 1,5 22 3/4'' 5SQ2370-

Máy phay vạn năng 1 7 4,5 11,4 1,5 22 3/4'' 5SQ2370-

Máy mài tròn vạn năng 1 9 2,8 7,09 1,5 22 3/4'' 5SQ2370-

Máy mài hai bên 1 12 2,8 7,09 1,5 22 3/4'' 5SQ2370-

Máy mài tròn vạn năng 1 18 2,8 7,09 1,5 22 3/4'' 5SQ2370-

Máy mài phẳng có trục nằm

Máy ép thủy lực 3 21 4,5 11,4 1,5 22 3/4'' 5SQ2370-

Máy mài sắc các dao cắt gọt

Máy mài phẳng có trục nằm

Máy bào giường một trụ

[1] Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, Thiết kế cấp điện, NXB Khoa Học và Kỹ

[2] TS Ngô Hồng Quang, Giáo trình thiết kế cấp điện, Vụ Trung Học Chuyên

Nghiệp – Dạy Nghề, NXB Giáo Dục, 2007

[3] Ngô Hồng Quang, Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội, 2007.

Định dạng
Số trang	64
Dung lượng	1,93 MB