Đồ án cung cấp điện

CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG
1.1 Giới thiệu sơ bộ về phân xưởng:
- Phân xưởng cơ khí có dạng hình chữ nhật, nền xi măng, trần lợp
tôn hai mái. Toàn bộ phân xưởng có năm cửa, bốn cửa phụ và một cửa
chính. Phân xưởng có các kích thước sau:
- Chiều dài: 54m
- Chiều ngang: 18m
- Chiều cao:7m
Phân xưởng được cấp điện từ trạm biến áp khu vực có cấp điện áp
22/0,4 kv.
1.2 Danh mục các thiết bị trong phân xưởng:

hiệu
Số
lượng
P
iđm
∑P
iđm
cosφ K
sd
1 5 5 25 0,8 0,6
2 4 20 80 0.9 0,4
3 1 14 14 0,85 0,6
4 3 5 15 0,9 0,5
5 2 7 14 0,85 0,7
6 2 3 6 0,9 0,6
7 2 9 18 0,85 0,6
8 4 5 20 0,9 0,6
9 2 1 2 0,85 0,4
10 2 3 6 0,9 0,6
11 1 12 12 0,85 0,6
12 1 18 18 0,9 0,6
Tổng 29 230
1.3 Sơ đồ mặt bằng của phân xưởng :
1 1
2 2
1.4 Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng :
Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức:
P
tt
= k
đt
× ( ∑k
sd
×P
iđm
)
Trong đó
k
đt
: Là hệ số đồng thời. Chọn K
đt
= 0,9 cho cả phân xưởng.
k
sd
: Là hệ số sử dụng
Căn cứ vào vị trí và công suất của các thiết bị được bố trí trên mặt
bằng ta chia phân xưởng thành bốn nhóm phụ tải cụ thể trong bảng sau:
Nhóm Ký
hiệu
Số
lượng
P
iđm
∑P
iđm
cosφ K
sd
1
1 3 7 21 0,65 0,7
2 2 14 28 0,75 0,8
3 3 11 33 0,65 0,9
5 3 12 36 0,75 0,8
8 1 1 1 0,75 0,9
Tổng 11 107
2
3 2 11 22 0,65 0,9
4 3 18 54 0,85 0,7
6 1 7 7 0,75 0,8
Tổng 6 83
3
5 3 12 36 0,75 0,8
9 3 5 15 0,75 0,7
10 1 9 9 0,75 0,8
Tổng 7 60
4
7 2 3 6 0,75 0,8
8 2 1 2 0,75 0,9
10 2 9 18 0,75 0,8
11 3 16 48 0,75 0,9
12 2 9 18 0,75 0,5
Tổng 11 92
3 3
1.4.1 Phụ tải tính toán của nhóm 1 :
Nhóm một có các thiết bị:
Nhóm Ký
hiệu
Số
lượng
P
iđm
∑P
iđm
cosφ K
sd
1
1 3 7 21 0,65 07
2 2 14 28 0,75 0,8
3 3 11 33 0,65 0,9
5 2 12 24 0,75 0,8
8 1 1 1 0,75 0,9
Tổng 11 107
Áp dụng công thức: P
tt
= k
đt
× ( ∑k
sd
×P
iđm
)
Do đó ta có được:
Công suất tác dụng tính toán.
P
tt1

W)(21,78)9,018,0249,0338,0287,021(9,0 K
=×+×+×+×+××=

Hệ số công suất trung bình.
Cosφ
tb1

=
×
=


12
1
12
1
i
ii
P
Posc
ϕ
7,0
107
75.0175,02465,03375,02865,021
=
×+×+×+×+×
Công suất biểu kiến.
S
tt1

)(73,111
7,0
21,78
cos
1
1
KVA
P
tb
tt
===
ϕ
Công suất phản kháng.
Q
tt1
R)(79,7921,7873,111
22
KVA
=−=
1.4.2 Phụ tải tính toán nhóm 2 :
Nhóm 2 có các thiết bị:
Nhóm Ký
hiệu
Số
lượng
P
iđm
∑P
iđm
Cosφ K
sd
2 3 2 11 22 0,65 0,9
4 4
4 3 18 54 0,85 0,7
6 1 7 7 0,75 0,8
Tổng 6 83
Tương tự ta cũng tính được phụ tải tính toán của nhóm 2:
Công suất tác dụng
P
tt2

W)(88,56)8,077,0549,022(9,0 K
=×+×+××=

Hệ số công suất trung bình
Cosφ
tb2

=
×
=


6
1
6
1
i
ii
P
Posc
ϕ
79,0
83
75,0785,05465,022
=
×+×+×
Công suất biểu kiến
S
tt2

)(72
79,0
88,56
cos
2
2
KVA
P
tb
tt
===
ϕ
Công suất phản kháng
Q
tt2
R)(14,4488,5672
22
KVA
=−=
1.4.3 Phụ tải tính toán nhóm 3 :
Nhóm 3 có các thiết bị như sau:
Nhóm Ký
hiệu
Số
lượng
P
iđm
∑P
iđm
cosφ K
sd
3
5 3 12 36 0,75 0,8
9 3 5 15 0,75 0,7
10 1 9 9 0,75 0,8
Tổng 7 60
Phụ tải tính toán của nhóm 3:
Công suất tác dụng
P
tt3

W)(58,41)8,097,0158,036(9,0 K
=×+×+××=

Hệ số công suất trung bình
5 5
Cosφ
tb3

=
×
=


7
1
7
1
i
ii
P
Posc
ϕ
75,0
60
75,0)91536(
=
×++
Công suất biểu kiến
S
tt3

)(44,55
75,0
58,41
cos
3
3
KVA
P
tb
tt
===
ϕ
Công suất phản kháng
Q
tt3
R)(67,3658,4144,55
22
KVA
=−=
1.4.4 Phụ tải tính toán nhóm 4 :
Nhóm 4 có các thiết bị như sau:
Nhóm Ký
hiệu
Số
lượng
P
iđm
∑P
iđm
cosφ K
sd
4
7 2 3 6 0,75 0,8
8 2 1 2 0,75 0,9
10 2 9 18 0,75 0,8
11 3 16 48 0,75 0,9
12 2 9 18 0,75 0,5
Tổng 11 92
Phụ tải tính toán nhóm 4 được xác đinh như trên:
Công suất tác dụng
P
tt4

W)(88,65)5,0189,0488,0189,028,06(9,0 K
=×+×+×+×+××=

Hệ số công suất trung bình
Cosφ
tb4

=
×
=


1
1
11
1
i
ii
P
Posc
ϕ
75,0
92
75.0)18481826(
=
×++++
Công suất biểu kiến
6 6
S
tt4

)(84,87
75,0
88,65
cos
4
4
KVA
P
tt
===
ϕ
Công suất phản kháng
Q
tt4
R)(1,5888,6584,87
22
KVA=−=

Phụ tải tính toán của 4 nhóm:
Nhóm S
tt
(KV
A)
P
tt
(K
W)
Q
tt
(KV
AR)
cosφ
1 111,73 78,21 79,79 0,7
2 72 56,88 41,44 0,79
3 55,44 41,58 36,67 0,75
4 87,84 65,88 58,1 0,75
Tổng 327,01 242,55 216 0,74
Phụ tải động lực của phân xưởng:
Công suất tác dụng tính toán của các nhóm
P
ttđl
= k
đt
×(P
n1
+P
n2
+P
n3
+P
n4
) = 0,9 ×242,55 = 218,3(kw)
Công suất phản kháng tính toán của các nhóm
Q
ttđl
= k
đt
×(Q
n1
+Q
n2
+Q
n3
+Q
n4
) = 0,9×216 = 194,4 (kvAr)

Hệ số cosφ
tb
Cosφ
tb
=
×
=


4
1
4
1
tti
ttitti
P
Posc
ϕ
74,0
55,242
75,088,6575,055,4179,088,567,021,78
=
×+×+×+×
1.5 phụ tải chiếu sáng của phân xưởng :
Phụ tải chiếu sang của phân xưởng được xác định theo phương pháp
suất phụ tải trên một đơn vị diện tích, được tính theo công thức sau:
P
cs
= P
o
×F
Trong đó: P
o
là suất phụ tải trên một đơn vị diện tích là 1m
2
, đơn vị
là (KW/m
2
).
F = 54×18 = 972 m
2
là diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ
7 7
Là phân xưởng cơ khí có suất phụ tải trên một đơn vị diện tích nằm
trong khoản từ (12 – 16) W/m
2
. Ta chọn P
o
= 15(W/m
2
) và hệ số cosα= 1.
Từ đó ta có công suất chiếu sang của phân xưởng là:
P
cs
= P
o
×F = 15×972 = 14,58 (kw)
1.6 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng :
Phụ tải tính toán của phân xưởng bao gồm phụ tải động lực và phụ
tải chiếu sáng và có giá trị:
Công suất tái dụng của phân xưởng
P
tt
= P
ttđl
+P
cs
= 218,3+14,58 = 232,88(kw)
Công suất phản kháng của phân xưởng
Q
tt
= Q
ttđl
= 194,4(kvAr)
Công suất biểu kiến của phân xưởng
S
tt

)(4,3034,19488,232
22
KVA=+=
Hệ số công suất cosα của phân xưởng
Cosα
77,0
4,303
88,232
==
tt
tt
S
P
1.7 Xác định tâm phụ tải của các nhóm thiết bị và phân xưởng :
Tâm phụ tải là điểm mà từ điểm này đi đến các tải là gần nhất. Mục
đích của việc xác định tâm phụ tải để chọn vị trí đặt tủ phân phối và trạm
biến áp cho phân xưởng. Do đường đi từ tâm phụ tải đến các tải là ngắn
nhất cho nên giảm được tổn thất điện áp, tổn thất công suất mang lại chỉ
tiêu về kinh tế, kỹ thuật cho dự án.
Tâm phụ tải được tính theo công thức:
X =


×
n
i
n
i
i
P
P
x
1
1

Y =


×
n
i
n
i
i
P
P
y
1
1
Trong đó X,Y là tọa độ tâm phụ tải
1.7.1Tâm phụ tải nhóm 1:
8 8
Tọa độ phụ tải của nhóm 1
ST
T
Ký hiệu P
i
(KW) x
i
(m) y
i
(m)
1 1A 7 7,2 9
2 1B 7 10,2 9
3 1C 7 13,2 9
4 2A 14 2,2 5
5 2B 14 2,2 10,2
6 3A 11 8,8 3
7 3B 11 11,8 3
8 3C 11 14,8 3
9 5A 12 18,4 8
10 5B 12 20,4 8
11 8A 1 1,6 1
Theo công thức trên
X =


×
n
i
n
i
i
P
P
x
1
1

Y =


×
n
i
n
i
i
P
P
y
1
1
Tọa độ tâm phụ tải của nhóm 1
X
1
=
)(,74,10
107
1818,38124,35114,4146,307
m=
×+×+×+×+×
Y
1
=
)(49,6
107
6,1116129112,1514277
m=
×+×+×+×+×
1.7.2 Tâm phụ tải của nhóm 2:
Tọa độ của các phụ tải nhóm 2
ST
T
Ký hiệu P
i
(KW) x
i
(m) y
i
(m)
1 3D 11 16,2 16
9 9
2 3E 11 20,4 16
3 4A 18 5,6 16
4 4B 18 8,1 16
5 4A 18 10,6 16
6 6A 7 18,2 13,8
Tương tự ta cũng xác được tâm phụ tải của nhóm 2
X
2
=
)(66,11
83
2,1873,24186,3611
m=
×+×+×
Y
2
=
)(03,10
83
8,137)318112(16
m=
×+×+××
1.7.3Tọa độ tâm phụ tải nhóm 3:
Tọa độ các phụ tải nhóm 3
ST
T
Ký hiệu P
i
(KW) x
i
(m) y
i
(m)
1 5C 12 43 16
2 5D 12 45 16
3 5E 12 47 16
4 9A 5 33 16
5 9B 5 35 16
6 9C 5 37 13,8
7 10A 9 50 16
Tâm phụ tải nhóm 3
X
3
=
)(25,43
60
509)373533(5)474543(12
m=
×+++×+++×
Y
3
=
)(16
60
8,135)932312(16
m=
×++×+××
1.7.4Tọa độ tâm phụ tải nhóm 4:
Tọa độ các phụ tải nhóm 4
ST
T
Ký hiệu P
i
(KW) x
i
(m) y
i
(m)
1 7A 3 30,8 8
2 7B 3 43,8 6,4
3 8B 1 34,2 1,6
4 8C 1 46 1,6
10 10
5 10B 9 39 1,6
6 10C 9 43 1,6
7 11A 16 52 4,2
8 11B 16 52 7,2
9 11C 16 52 10,2
10 12A 9 40,6 9
11 12B 9 45 9
Tọa độ tâm phu tải nhóm 4
X
3
=
)(09,43
92
6,859523168292,8016,743
m=
×+××+×+×+×
Y
3
=
)(16,5
92
281)2,102,72,4(166,1186,124,143
m=
×+++×+×+×+×
Tọa độ tâm phụ tải của các nhóm:
Nhóm P
tt
(K W) X Y
1 78,21 10,74 6,49
2 56,88 11,66 10,03
3 41,58 43,25 16
4 65,88 43,09 5,16
Tổng 242,55
Tọa độ tâm phụ tải của phân xưởng:
X =
)(34,25
55,242
09,4388,6525,4358,4166,1188,5674,1021,78
m=
×+×+×+×
Y =
)(5,8
55,242
16,588,651658,4103,1088,5649,621,78
m=
×+×+×+×
11 11
12 12
1.7.5Chọn ví trí đặt tủ phân phối phân cho các nhóm phụ tải và
phân xương:
Sau khi tính toán đã xác định được tâm phụ tải của các nhóm phụ tải
và của phân xưởng tuy nhiên theo sơ đồ mặt bằng tâm phụ tải nằm giữa
phân xương, để đảm bảo an toàn liên tục cung cấp điện và mỹ quan nên ta
dời tâm phụ tai của các nhóm về phía tường và tâm phụ tải (nơi đặt máy
biến áp) ra ngoài phân xưởng.
Vị trí đặt tủ phân phối phân xưởng và tủ phân phối động lực các
nhóm phụ tải trong bảng sau:
Tên tủ X (m) Y(m)
Tủ phân phối chính 22 18
Tủ phân phôi nhóm 1 10 0
Tủ phân phối nhóm 2 13 18
Tủ phân phối nhóm 3 40 18
Tủ phân phối nhóm 4 45 0
Tủ phân phối chiếu sáng 31 18
1.7.6 Chọn dung lượng máy biến áp :
Từ công suất biển kiến tính toán ta chọn được dung lượng máy biên
áp.
Ta có: S
tt
= 303,4 (kVA)
S
đm


S
tt
= 303,4
Tra bảng 1.1 trang 19 sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện của
Ngô Thời Quang chọn máy biến áp phân phối do ABB chế tạo có các
thông số sau:

Công
suất
(kVA)
Điện
áp
(kV)
∆P
o
(w)
P
N
(w)
U
N
(%)
Kich
thước dài
– rộng -cao
Trọng
lượng
(kg)
400 22/0,4 840 5750 4
1620-1055-
1500
1440
13 13
14 14
15 15
CHƯƠNG II
LẬP PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY,LỰA CHỌN, KIỂM TRA CÁC THIẾT
BỊ TRUYỀN DẪN VÀ BẢO VỆ CHO PHÂN XƯỞNG
2.1Phương án đi dây mạng điện phân xưởng:
- Phân xưởng được cấp điện từ trạm biến áp có công suất 400(kVA).
Trong phân xưởng đặt sáu tủ phân phối: Một tủ phân phối chính lấy điện
từ trạm biến áp cấp điện cho năm tủ phân phối còn lại (một tủ phân phối
chiếu sáng và bốn tủ phân phôi cho bốn nhóm phụ tải).
- Đường dây từ trạm biến áp về tủ phân phối phân xưởng dùng 5 sợi
cáp đồng một lõi, 3 sợi cho 3 pha, 1 sợi cho trung tính và 1 cho dây nối
đất.
- Đường dây từ tủ phân phối phân xưởng về các tủ phân phối còn lại
cũng dùng cáp đồng một lõi, để đảm bào độ tin cậy cung cấp điện và
thuận tiện trong vận hành sửa chữa ta dùng mạng điện hình tia kết hợp với
mạng liên thông cấp điện cho phân xưởng.
- Từ tủ phân phối phân xưởng đi 5 lộ đến 5 tủ phân phối các nhóm
phụ tải, đóng cắt và bảo vệ cho các lộ này ta dùng 5 áptômát(CB) và 1
áptômát tổng, ngoài ra còn có lộ dự phòng.
- Trong mỗi tủ phân phối có một CB tổng, một thanh cái, và các CB
con. Số lượng CB con phụ thuộc vào số thiết bị trong từng nhóm.
- Cáp điện dẫn đến các tủ phân phối và thiết bị được đi trong ống và
đặt trong rãnh cáp ngầm.
2.2Chọn thiết bị truyền dẫn và thiết bị bảo vệ cho phân xưởng:
2.2.1Chọn dây dẫn cho các phụ tải:
Có nhiều phương pháp chọn dây dẫn như là: chọn tiết diện dây dẫn
theo phương pháp mật độ dòng điện kinh tế J
kt
, chọn tiết diện dây dẫn theo
phương pháp mật độ dòng điện không đổi J

, chọn tiết diện dây dẫn theo
phương pháp tổn thất ∆U
cp
, chọn tiết diện dây dẫn theo phương pháp điều
kiện phát nóng cho phép. Tuy nhiên ứng với từng mạng điện cụ thể mà ta
chọn tiết diện dây dẫn theo một phương pháp cho phù hợp. Ở đây là mạng
điện hạ áp cấp điện cho các thiết bị cho phân xưởng cơ khí, để đảm bảo
tính an toàn liên tục cung cấp điện trong quá trình vận hành ta chọn tiết
16 16