ĐỒ ÁN Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Sản Xuất Công Nghiệp Sinh viên : Lớp : STT : Trần Mạnh Cường Đ3-H9B Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng khí - sửa chữa Thời gian thực hiện: ĐỀ TÀI Thiết kế mạng điện cung cấp cho phân xưởng khí sửa chữa Tỷ lệ phụ tải loại I loại II 85 % Hao tổn điện áp cho phép mạng điện hạ áp ∆ Ucp = 3,5% Hệ số công suất cần nâng lên cos = 0,90 Hệ số chiết khấu i=12 % Thời gian sử dụng công suất cực đại TM = 4480 h Công suất ngắn mạch điểm đấu điện Sk = 9,44 MVA; Thời gian tồn dòng ngắn mạch t k = 2,5s Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm phân xưởng L=85 m, chiều cao nhà xưởng H = 3,8 m Giá thành tổn thất điện C ∆ =1000 đ/kwh; suất thiện hại điện gth = 7500đ/kwh Đơn giá tụ bù 200.103 đ/KVAr chi phí vận hành tụ 2% vốn đầu tư , suất tổn thất tụ ΔP b =0,0025(KW/KVAr) Giá điện trung bình g=1000đ/KWh.Điện áp lưới phân phối U=22(KV) Các tham số khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện I Thuyế minh Phụ tải điện xí nghiệp phân làm ba loại phụ tải: + Phụ tải chiếu sáng: Thường phụ tải pha, công suất không lớn Phụ tải chiếu sáng phẳng, thay đổi thường dùng dòng điện tần số f = 50 Hz (đối với Việt Nam) Độ lệch điện áp mạng điện chiếu ΔUcp = ± 5% Uđm ; + Phụ tải thông thoáng làm mát: Đặc điểm giống phụ tải chiếu sáng, phục vụ cho việc làm mát thông thoáng + Phụ tải động lực: Là loại phụ tải có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị với độ lệch điện áp cho phép ΔU cp = ± 5% Uđm Công suất chúng nằm dải từ đến hàng chục kW, cấp tần số f = 50Hz Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi mức độ quan trọng thiết bị để từ vạch phương thức cấp điện cho thiết bị phân xưởng Ta thấy tỉ lệ phụ tải loại I loại II 85%, yêu cầu cung cấp điện phải đảm bảo liên tục Chương I TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng khí – sửa chữa có kích thước a xb xH 20x26x3,8 (m) Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu sám,với độ rọi yêu cầu Eyc = 100 lux Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 100 lux nhiệt độ màu cần thiết θ m = 30000 k cho môi trường ánh sáng tiện nghi Mặt khác xưởng sửa chữa có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn sợi đốt với công suất 200W với quang thông F= 3000 lumen.( bảng 45.pl) Tiêu chuẩn ánh sáng : Dựa mặt kinh tế , kỹ thuật đảm bảo yêu cầu Kích thước vật nhìn làm việc khoảng cách tới mắt, hai yếu tố hể thông qua hệ số K k= a b Trong : a kích thước vật hìn b khoảng cách từ vật đến mắt Nếu K nhỏ độ chiếu sáng phải lớn Mức độ tương phản vật nhìn nên : Nếu độ tương phản nhỏ độ chiếu sáng đòi hỏi phải lớn, hệ số phản xạ lớn độ chiếu sáng nhỏ Khi thiết kế, việc thiết kế ánh sáng đảm bảo làm việc phải thiết kế ánh sáng dự phòng Đối với toán thiết kế chiếu sáng cho xưởng sữa chữa thiết bị nên đòi hỏi độ xác cao trình làm việc Vì ta phải chọn ánh sáng phù hợp  Chọn loại đèn chiếu sáng : Thông thường dùng hai loại đèn : - Bóng đền sợi đốt - Bóng đèn huỳnh quang Do phân xưởng sản xuất dùng đèn tuýt, thường dùng đèn sợi đốt đèn tuýt nhậy với tần số công nghiệp f = 50 Hz gây cảm giác không quay với động không đồng bộ, gây nguy hiểm cho người vận hành dễ gây tai nạn lao động Theo biểu đồ Kruithof (trang 327.sbt CCĐ) ứng với độ rọi 60 lux nhiệt độ màu cần thiết θ m = 30000 k cho môi trường ánh sáng tiện nghi Mặt khác xưởng sữa chữa có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn sợi đốt với công suất 200W với quang thông F= 3000 lumen.( bảng 45.pl) Chọn độ cao treo đèn : khoảng cách từ trần đến bóng đèn h’ = 0,5 ÷ 0,7 m ⇒ chọn h,1 = 0,5 m Trong : H độ cao treo đèn so với mặt thiết bị làm việc h2 độ cao mặt làm việc, h2 = 0,7 ÷ m chọn h2 = 0,8 m Chiều cao tính toán : h1 = H – h2 = 3,8 – 0,8 = 3( m) Tỉ số treo đèn: điều kiện ≤ j ≤ j= h1 ' h1 + h ' = H + h1 ≥ 2h1 0,5 = 0,125 < =>thỏa mãn yêu cầu ( < 0,125 < + 0,5 0,333) Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách đèn xác định L/h =1,5 (bảng 12,4) tức là: L = 1,5 x h = 1,5 x = 5,25(m) Căn vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách đèn Ld L ≤q≤ d ; Ln L ≤ p≤ n Kiểm tra điều kiện: hay 4, 75 4, 75 4, 4, Eyc=100(lux) a.b.δ dt 23.26.1, Ngoài chiếu sáng chung trang bị thêm cho máy đèn công suất 100 W để chiếu sáng cục bộ, cho phòng thay đồ phòng vệ sinh phòng bóng 100 W Chương II TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN 2.1 Phụ tải chiếu sáng Tổng công suất chiếu sáng chung (coi hệ số đồng thời kđt =1), Pcs chung = kđt N Pd = 1.60.200 = 12000 W Chiếu sáng cục : Pcb = (14+ 4).100 = 1800 W Ta có tổng 15 thiết bị bớt tủ sấy, 14 thiết bị phải trang bị đèn Ngoài có phòng thay đồ phòng vệ sinh Vậy tổng công suất chiếu sáng là: P ∑ cs = Pcs chung + Pcb = 12000 + 1800 = 13800 W = 13,8 kW Vì đèn dùng sợi đốt nên hệ số cos nhóm chiếu sáng 2.2 Phụ tải thông thoáng làm mát Phân xưởng trang bị 12 quạt trần quạt có công suất 120 W quạt hút quạt 80 W, hệ số công suất cos trung bình nhóm 0,8; Tổng công suất chiếu sáng làm mát là:P lm = 12.120 +4.80 = 1760 W =1,76(KW) 2.3 Phụ tải động lực Trước hết ta xác định : Hệ số sử dụng tổng hợp K ∑ sd ∑ Pi K i sd (*) = ∑ Pi Trong : Pi công suất định mức thiết bị thứ i Kisd hệ số sử dụng thiết bị thứ i Tacó 15 ∑p i= i =1 3,5+3,8+4+3+2,4+1+0,65+0,85+6+2,8+3,5+4,5+2,8+3=41,8Kw( 10) 15 ∑ p K i i =1 i sd =3,5.0,35+3,8.0,32+4.0,3+3.0,36+2,4.0,57+1.0,60+0,65.0,51 +0,85.0,55+6.0,62+2,8.0,45+3,5.0,53+4,5.0,45+2,8.0,4+3.0,46=18,81(K W) , với i k sd tra bảng ( tra bảng 1.3 trang 366 ) Thay (1) (2) vào (*) ta K ∑ sd = 18,81 = 0, 45 41,8 15 Xác định hiệu số hiệu dụng : nhdn1 = (∑ Pi ) i =1 15 ∑ i =1 Pi 15 Trong : ∑p i =1 15 ∑p i =1 i i = 41,8( Kw) , =(3,5)2+(3,8)2+42+32+(2,4)2+1+(0,65)2+(0,85)2+(6)2+(2,8)2+(3,5)2+( 4,5)2+ (2,8)2+32 = 147,015( Kw) Suy : nhdn1 = (41,8) = 11,88 147, 015 Hệ số nhu cầu : K nc = K ∑ sd + − K ∑ sd nhd = 0, 45 + − 0, 45 = 0, 61 11,88 Vậy tổng công suất phụ tải động lực : 15 P ∑ đl = K nc ∑ Pi = 0, 61.41,8 = 25, 498Kw i =1 Hệ số công suất phụ tải động lực : 15 Cosϕth = ∑ i =1 Pi Cosϕi 15 ∑ i =1 = Pi 36, 016 = 0,862 41,8 2.4.Xác định phụ tải động lực: Vì phân xưởng có nhiều thiết bị bố trí khác nên ta tiến hành phân nhóm thiết bị để cung cấp điện từ tủ phân phối đến thiết bị tốt từ tủ phân phối dây đến tất thiết bị Phân nhóm tuân theo số nguyên tắc sau: * Các thiết bị nhóm nên gần để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ tiết kiệm vốn đầu tư tổn thất đường dây hạ áp phân xưởng * Chế độ làm việc thiết bị nhóm nên giống để việc xác định PTTT xác thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm * Tổng công suất nhóm nên xấp xỉ để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng phân xưởng toàn nhà máy Số thiết bị nhóm không nên nhiều số đầu tủ động lực thườn ≤ (8÷12 ) Tuy nhiên thường khó thoả mãn lúc nguyên tắc trên, người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm cho hợp lý Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện nêu vào vị trí, công suất thiết bị bố trí mặt phân xưởng chia thiết bị phân xưởng Sửa chữa khí thành nhóm sau: P,k số hiệu sơ đồ 10 17 19 20 27 22 11 18 12 13 23 14 15 16 24 25 26 31 44 45 tên thiết bị Nhóm I máy mài nhẵn tròn máy mài nhẵn tròn máy mài nhẵn phẳng máy mài nhẵn phẳng máy khoan máy ép máy khoan máy khoan lò gió máy ép nguội ∑tổng Nhóm II máy tiện bu lông máy tiện bu lông máy tiện bu lông máy khoan cần cẩu máy tiện bu lông máy tiện bu lông máy ép nguội ∑tổng Nhóm III máy phay máy phay máy tiện bu lông máy tiện bu lông máy tiện bu lông máy tiện bu lông máy tiện bu lông máy mài ∑tổng Nhóm IV lò gió máy cắt tôn máy quạt cosφ W ksd 0.67 0.67 0.68 0.68 0.66 0.63 0.66 0.66 0.9 0.7 10 1.5 0.6 10 0.8 0.8 40 74.7 0.35 0.35 0.32 0.32 0.27 0.41 0.27 0.27 0.53 0.47 0.65 0.65 0.65 0.66 0.67 0.58 0.58 0.7 0.6 2.2 0.8 1.2 2.8 55 70.6 0.3 0.3 0.3 0.27 0.25 0.3 0.3 0.47 0.56 0.56 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 0.63 1.5 2.8 2.8 7.5 10 13 42.6 0.26 0.26 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.45 0.9 0.57 0.78 5.5 2.8 7.5 0.53 0.27 0.65 10 Chọn Kmm =3,5 α=2,5 Dòng khởi động aptomat I kd = I n 3,5.4,558 = = 6,381( A) α 2,5 Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức Iđm = 10 (A)  Tính toán tiêu biểu cho động máy quấn dây Chọn Kmm =3,5 α=2,5 Dòng khởi động aptomat I kd = I n 3,5.4,558 = = 6,381( A) α 2,5 Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức Iđm = 10 (A)  Tính toán tiêu biểu cho động máy dây Chọn Kmm =3,5 α=2,5 Dòng khởi động aptomat I kd = I n 3,5.1,899 = = 2, 658( A) α 2,5 Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức Iđm = 10 (A)  Tính toán tiêu biểu cho động máy khoan bàn Chọn Kmm =3,5 α=2,5 Dòng khởi động aptomat I kd = I n 3,5.1, 266 = = 1, 772( A) α 2,5 Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức Iđm = 10 (A)  Tính toán tiêu biểu cho động máy khoan đứng Chọn Kmm =3,5 α=2,5 Dòng khởi động aptomat I kd = I n 3,5.1, 654 = = 2,315( A) α 2,5 Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức Iđm = 10 (A)  Tính toán tiêu biểu cho động bàn thử nghiệm Chọn Kmm =3,5 α=2,5 Dòng khởi động aptomat I kd = I n 3,5.10, 723 = = 15, 012( A) α 2,5 Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức Iđm = 15 (A)  Tính toán tiêu biểu cho động máy mài Chọn Kmm =3,5 α=2,5 Dòng khởi động aptomat I kd = I n 3,5.6,1 = = 8,54( A) α 2,5 Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức Iđm = 10 (A) 30  Tính toán tiêu biểu cho động máy hàn Chọn Kmm =3,5 α=2,5 Dòng khởi động aptomat I kd = I n 3,5.6, 485 = = 9, 079( A) α 2,5 Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức Iđm = 10 (A)  Tính toán tiêu biểu cho động máy tiện Chọn Kmm =3,5 α=2,5 Dòng khởi động aptomat I kd = I n 3,5.8,99 = = 12,586( A) α 2,5 Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức Iđm = 15 (A)  Tính toán tiêu biểu cho động máy mài tròn Chọn Kmm =3,5 α=2,5 Dòng khởi động aptomat I kd = I n 3,5.5,907 = = 8, 269( A) α 2,5 Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức Iđm = 10 (A)  toán tiêu biểu cho động máy bơm nước Chọn Kmm =3,5 α=2,5 Dòng khởi động aptomat I kd = I n 3,5.5,557 = = 7, 799( A) α 2,5 Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức Iđm = 10 (A) TT Ikd (A) 119,84 7,443 8,512 8,512 6,381 6,381 2,658 1,772 Aptomat InAT(A) TT Ikd (A) Aptoma InAT (A) A3133 AII50-3T AII50-3T AII50-3T AII50-3T AII50-3T AII50-3T AII50-3T 120 10 10 10 10 10 10 10 10 11 12 13 14 15 2,315 15,012 8,54 9,079 12,586 8,269 7,799 AII50-3T AII50-3T AII50-3T AII50-3T AII50-3T AII50-3T AII50-3T 10 15 10 10 15s 10 10 4.5 Chọn Aptomat tổng Dòng khởi động xác định theo biểu thức sau I kd = I mm.max n −1 10, 723.3,5 + ∑ I ni = + 104,829 = 119,841( A) α 2,5 31 Ta chọn Aptomat loại A3133 bảng (20e pl BT) trang 462 có dòng định mức 100(A)  Kểm tra ổn định nhiệt cáp chọn Fmin I (3) kl tk 3, 409 2,5 = = ×103 = 33,9mm > Fch =25 mm2 Ct 159 Coi thời gian tồn ngắn mạch t k =2,5 (s) với cáp đồng Ct = 159 (bảng 8) Vậy cáp chọn đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt , ta cần chọn loại cáp có tiết diện lớn XLPE – 35 4.3 Chọn Thanh dẹp đồng tiết diện Ftc = I 58, 22 = = 18, 78mm j 3,1 Vậy ta chọn 50x5 = 25 mm2  Kểm tra ổn định nhiệt chọn Fmin I (3) kl tk 3, 409 2,5 = = ×103 = 33,9mm > Fch =25 mm2 Ct 159 Coi thời gian tồn ngắn mạch t k =2,5 (s) với cáp đồng Ct = 159 (bảng 8) Vậy chọn không đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt, ta cần chọn lại có F= 35mm2 32 Chương V TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN Hao tổn điện áp lớn mạng điện Hao tổn điện áp mạng điện bao gồm hao tổn điện áp lớn đường dây hao tổn điện áp máy biến áp, Theo kết chương 3, hao tổn điện áp lớn đường dây hao tổn đường dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối, từ tủ phân phối tới tủ động lực từ tủ động lực tới động (đoạn A4 – 30 ), ∆Umax = 5,47 V Hao tổn điện áp máy biến áp ∆U BA = P× R + Q× X BA BA = 195,84 × 7, 78 + 193, 25 × 17, 78 ×10−3 = 12, 4V U 0, Hao tổn công suất Hao tổn công suất mạng điện bao gồm hao tổn công suất đường dây hao tổn công suất máy biến áp, Hao tổn công suất đường dây Hao tổn công suất tác dụng đường dây P2 + Q2 ∆P = × r0 × l U2 Hao tổn công suất phản kháng đường dây P2 + Q2 ∆Q = × x0 × l U2 Tính toán cho đoạn từ trạm biến áp tủ phân phối ∆P = 195,842 + 193, 252 × 0,12 × 0, 03 ×10−3 = 1,887 kW 0,38 ∆Q = 195,842 + 193, 252 × 0, 06 × 0, 03 × 10−3 = 0,944kVA 0,38 Tính toán tương tự cho đoạn lại, ta có kết sau: Bảng nhóm Đoạn P,kW Q,kVAr r0( Ω/km) x0( Ω/km) L,m ∆P,kW ∆Q,kVAR dây A1 36,17 41,25 0,74 0,07 36,00 0,5552 0,0495 A1 - 12,00 13,30 1,84 0,07 5,20 0,0213 0,0008 A1 - 17,00 18,84 1,84 0,07 10,50 0,0861 0,0034 A1 - 8,50 9,94 3,33 0,09 7,50 0,0296 0,0008 A1 - 3,00 3,23 8,00 0,09 12,00 0,0129 0,0001 A1 - 7,50 8,09 3,33 0,09 15,00 0,0421 0,0011 33 A1 - 13 A1 - 14 A1 - 15 đoạn dây A2 A2 - A2 - A2 - A2 - A2 - 10 A2 - 11 A2 - 12 A2 - 16 A2 - 17 A2 - 18 đoạn dây A3 A3 - 24 A3 - 25 A3 - 31 A3 - 32 A3 - 33 A3 - 39 đoạn dây A4 A4 - 21 A4 - 22 A4 - 23 A4 - 28 A4 - 29 A4 - 30 A4 - 36 A4 - 37 A4 - 38 3,00 2,80 4,50 4,21 3,45 5,55 8,00 8,00 5,00 tổng 0,09 0,09 0,09 8,00 16,00 17,00 0,0119 0,0175 0,03 0,8066 0,0001 0,0002 0,0005 0,0567 P,kW 41,46 22,00 1,50 1,50 5,50 5,50 3,00 8,50 7,50 7,50 3,00 Bảng nhóm Q,kVAr r0( Ω/km) x0( Ω/km) 48,05 0,52 0,06 24,38 1,15 0,07 1,62 8,00 0,09 1,62 8,00 0,09 6,26 5,00 0,09 6,26 5,00 0,09 4,44 8,00 0,09 9,68 3,33 0,09 9,25 3,33 0,09 9,25 3,33 0,09 3,32 8,00 0,09 tổng L,m 24,00 4,00 10,00 13,00 6,00 7,00 11,50 15,00 8,50 8,00 16,50 ∆P,kW ∆Q,kVAR 0,3481 0,0428 0,0343 0,002 0,0027 0,00003 0,0035 0,00004 0,0144 0,0003 0,0168 0,0003 0,0183 0,0002 0,0574 0,0016 0,0278 0,0008 0,0262 0,0007 0,0183 0,0002 0,5679 0,0489 P,kW 49,95 12,00 4,00 10,00 5,50 7,50 30,00 Bảng nhóm Q,kVAr r0( Ω/km) x0( Ω/km) 59,26 0,52 0,06 12,94 1,84 0,07 4,93 5,00 0,09 10,2 3,33 0,09 6,78 5,00 0,09 9,25 3,33 0,09 37,96 0,74 0,07 tổng L,m 31,00 19,00 14,00 17,00 13,50 10,00 13,50 ∆P,kW ∆Q,kVAR 0,6706 0,0825 0,0754 0,003 0,0195 0,0004 0,08 0,0022 0,0356 0,0006 0,0327 0,0009 0,162 0,0144 1,0758 0,104 P,kW 63,85 2,80 2,80 2,80 4,50 4,50 8,50 18,00 20,00 30,00 Bảng nhóm Q,kVAr r0( Ω/km) x0( Ω/km) 80,1 0,37 0,06 2,86 8,00 0,09 2,86 8,00 0,09 2,86 8,00 0,09 4,59 5,00 0,09 4,59 5,00 0,09 8,64 3,33 0,09 24 1,15 0,07 30,37 1,15 0,07 37,96 0,74 0,07 tổng L,m 40,00 19,50 16,50 12,50 14,00 15,00 10,00 14,00 11,50 6,00 ∆P,kW ∆Q,kVAR 1,0754 0,1831 0,0173 0,0002 0,0146 0,0002 0,0111 0,0001 0,02 0,0004 0,0215 0,0004 0,0339 0,0009 0,1003 0,0059 0,1211 0,0072 0,072 0,0064 1,4872 0,2048 34 Bảng nhóm đoạn dây A5 A5 - 19 A5 - 20 A5 - 26 A5 - 27 A5 - 34 A5 - 35 P,kW Q,kVAr r0( Ω/km) x0( Ω/km) 90,71 12,00 18,00 18,50 18,50 40,00 22,14 71,92 13,3 19,94 20,5 20,5 19,37 31,09 0,26 1,84 1,15 1,15 1,15 0,74 0,74 tổng 0,06 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 L,m 48,00 3,50 9,50 4,50 10,50 8,00 10,00 ∆P,kW ∆Q,kVAR 1,1582 0,0143 0,0546 0,0273 0,0638 0,081 0,0747 1,4738 0,2717 0,0006 0,0032 0,0016 0,0038 0,0072 0,0067 0,2948 Tổng hao tổn công suất tác dụng toàn mạng ∆P∑ =5,41 kW Tổng hao tổn công suất phản kháng toàn mạng ∆Q∑ = 0,71 kVAR Hao tổn công suất máy biến áp S 1 275,14 ∆P = 2∆P + ∆P × ( ∑ )2 = × 0,53 + × 3,15 × ( ) = 4, 74kW BA k S 180 dm Tổn thất điện Theo tính toán chương ta có, tổn thất điện toàn mạng điện ∆A ∑ = ΔAdd∑ + ΔABA = 16635,98 + 20583,075 = 37219,055 kWh Chương VI 35 TÍNH CHỌN TỤ BÙ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT Nâng cao hệ số công suất - Ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất Mức độ tiêu thụ công suất phản kháng đánh giá hệ số công suất, xác định tỷ số công suất tác dụng (P) công suất biểu kiến (S): cosϕ=P/S, P P cos ϕ = = S 3UI Để thuận tiện cho việc phân tích tính toán, người ta thường dùng khái niệm hệ số công suất phản kháng (tgϕ) thay cho hệ số công suất (cosϕ), tỷ lệ công suất phản kháng công suất tác dụng: tgϕ = Q/P, Tuy nhiên hệ số tgϕ áp dụng bước tính trung gian, kết cuối lại trả hệ số cosϕ tương ứng, Khi cosϕ thiết bị điện lớn, tức mức độ tiêu thụ công suất phản kháng bé, làm cho mức độ yêu cầu Q từ lưới ít, góp phần cải thiện chế độ làm việc lưới, Hệ số cosϕ hộ tiêu thụ lại phụ thuộc vào chế độ làm việc phụ tải điện, Khi hệ số cosϕ thấp dẫn đến tăng công suất phản kháng, truyền tải công suất phản kháng mạng điện làm giảm sút tiêu kinh tế – kỹ thuật mạng điện, Biện pháp nâng cao hệ số công suất ● Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hoá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động có công suất hợp lý hơn, ,,, Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù, ● Nâng cao hệ số công suất cosϕ biện pháp bù công suất phản kháng, Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu chúng, nhờ giảm 36 lượng công suất phản kháng phải truyền tải đường dây theo yêu cầu chúng Chọn thiết bị bù Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động không đồng làm việc chế độ kích thích … ta lựa chọn tụ tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy, Sử dụng tụ điện có ưu điểm tiêu hao công suất tác dụng, phần quay máy bù đồng nên lắp ráp, bảo quản vận hành dễ dàng, Tụ điện chế tạo thành đơn vị nhỏ, tuỳ theo phát triển phụ tải trình sản xuất mà ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suât sử dụng cao bỏ vốn đầu tư lúc, Tuy nhiên, tụ điện có số nhược điểm định, Trong thực tế với nhà máy, xí nghiệp có công suất không thật lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suât, Vị trí đặt thiết bị bù ảnh hưởng nhiều đến hiệu bù, Các tụ điện bù đặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPX, tủ phân phối, tủ động lực đầu cực phụ tải lớn, Để xác định xác vị trí dung lượng đặt thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho phương án đặt bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể, Song theo kinh nghiệm thực tế, trường hợp công suất dung lượng bù công suất phản kháng nhà máy, thiết bị không thật lớn phân bố dung lượng bù cần thiết đặt hạ áp TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành, Xác định phân bổ dung lượng bù - Xác định dung lượng bù Dung lượng bù phân xưởng xác định theo công thức: Qbù Σ = Pttnm, ( tgϕ1 - tgϕ2 ),α Trong đó: Pttnm - phụ tải tác dụng tính toán nhà máy (kW), ϕ1 - góc ứng với hệ số công suất trung bình trước bù, cosϕ1 = 0,71 → tg ϕ = 0,991 ϕ2 - góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù, cosϕ2 = 0,92 → tg ϕ = 0,426 α - hệ số xét tới khả nâng cao cosϕ biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù, α = 0,9 ÷ 1, Qbù Σ - tổng dung lượng cần bù Với phân xưởng sản xuất ta tìm dung lượng bù cần thiết: Qbù Σ = Pttnm, ( tgϕ1 - tgϕ2 ), α = 195,84 ( 0,991 – 0,426 ),1 = 110,65 kVAr 37 Chọn tụ bù loại YK-0,38-110H có công suất Q = 110 kVAr (tra bảng 20,1,pl,BT) - Đánh giá hiệu bù Trước bù: 2  193, 25  Q −3 ∆P1 =  ÷ × R × 10−3 =  ÷ × 0,122 ×10 = 31,552 kW U 0,38     Sau bù: 2  Q − Qb   193, 25 − 110, 65  − −3 ∆P =  ÷ × R ×10 =  ÷ × 0,122 × 10 = 5, 764  U ÷ 0,38     kW Lượng công suất tiết kiệm bù: δP = ΔP1 - ΔP2 = 31,5520 – 5,764 = 25,788 kW Giá trị tiết kiệm đơn vị công suất bù: δP 25, 788 Kd1 = Q = 110, 65 = 0, 233 kW/kVAr b 38 Chương VII TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT -1 Tính toán nối đất Việc tính toán nối đất để xác định số lượng cọc ngang cần thiết đảm bảo điện trở hệ thống nối đất nằm giới hạn yêu cầu, Điện trở hệ thống nối đất phụ thuộc vào loại số lượng cọc tiếp địa, cấu trúc hệ thống nối đất tính chất đất nơi đặt tiếp địa, Trong đồ án này, ta sử dụng phương pháp tính toán nối đất theo điện trở yêu cầu (Ryc) 1, Xác định điện trở yêu cầu hệ thống nối đất Giá trị điện trở nối đất phải đủ nhỏ cho điện áp tiếp xúc không vượt giới hạn cho phép, Điện trở nối đất mạng điện xác định theo điều kiện: U Ryc = L , Ω Id Trong đó: Id – Dòng điện ngắn mạch chạy đất, A UL – Điện áp định mức có giá trị UL ≤ Ucp U cp – Giá trị điện áp tiếp xúc cho phép, phụ thuộc vào thời gian cắt bảo vệ 2, Xác định điện trở nối đất nhân tạo Thông thường để tăng cường cho hệ thống nối đất tiết kiệm cho hệ thống nối đất nhân tạo, người ta tận dụng công trình ngầm ống dẫn kim loại, cấu kiện bê tông cốt thép, vỏ cáp, móng… Tuy nhiên cần lưu ý không sử dụng đường ống dẫn nhiên liệu, Điện trở tất công trình kể gọi điện trở nối đất tự nhiên R tn, Giá trị điện trở nối đất tự nhiên xác định theo phương pháp đo, thiết bị đo điện trở tiếp địa, Nếu giá trị Rtn