CHƯƠNG III :THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG
1.Giới thiệu chung
Phụ tải nhà máy là phụ tải loại 2 nên điện áp nhà máy có 2 cấp sau :
+ Cấp điện áp 110-220V ,1 pha cung cấp điện cho phụ tải chiếu sáng
+ Cấp điện áp 127/220V, 220/380V, 3pha cung cấp điện cho thiết bị máy móc trong phân xưởng
Trong phân xưởng chủ yếu là phụ tải loại 2 và là phân xưởng của liên hợp hóa chất dễ cháy nổ nên yêu cầu cung cấp điện tương đối cao .Tuy nhiên vẫn cho phép mất điện để sửa chữa hay đóng nguồn dự trữ.
Trình tự thiết kế :
a.Vạch phương án đi dây
b.Lựa chọn phương án đi dây
c.Lựa chọn các thiết bị điện
d.Tính toán ngắn mạch cho mạng điện hạ áp
2.Lựa chọn phương án cung cấp điện
Lựa chọn phương án cấp điện là vấn đề rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến trực tiếp vận hành và phát huy hiệu quả cung cấp điện .Để chọn phương án cung cấp điện phải tuân theo các điều kiện sau :
+Đảm bảo chất lượng điện năng
+Thuận tiện cho việc lắp ráp vận hành,sửa chữa ,phát triển phụ tải
+An toàn cho người vận hành và máy móc
+Kinh tế ,kĩ thuật hợp lý
a.Phương án 1
Sơ đồ nối dây mạng hình tia :
Các thiết bị điện được cung cấp trực tiếp từ các tủ động lực hoặc tủ phân phối bằng các đường cáp độc lập.
Loại này có đặc điểm :
+Ưu điểm: Độ tin cậy cung cấp điện cao ,thuận tiện cho quá trình vận hành sửa chữa .
+Nhược điểm: Vốn đầu tư lớn
b.Phương án 2 :
Sơ đồ nối dây mạng phân nhánh
Các tủ động lực được cung cấp điện từ các tủ phân phối bằng đường cáp chính các đường cáp này cung cấp cho nhiều tủ động lực .Các thiết bị điện nhận điện từ các tủ động lực bằng các đường cáp cùng một lúc cấp tới một vài thiết bị
Mạng này có đặc điểm :
+Ưu điểm : Giá thành thấp,lắp ráp nhanh,tiết kiệm đươc tủ phân phối
+Nhược điểm : Độ tin cậy cung cấp điện thấp,phức tạp khi bảo vệ
c.Phương án 3
Sơ đồ nối dây hỗn hợp : Tức là kết hợp cả 2 phương án trên
Mạng này có ưu điểm của cả 2 loại trên :
Độ tin cậy cung cấp điện cao ,thuân tiện quá trình vận hành ,sửa chữa .Giá
thành thấp ,tiết kiệm được tủ phân phối
Từ các phương án trên ta thấy phương án c là khả thi nhất ,nó đảm bảo chỉ tiêu kĩ thuật và kinh tế
3.Sơ đồ đi dây cho mạng phân xưởng
-Để cung cấp điện cho phân xưởng ta đặt 1 tủ phân phối cho toàn bộ phân xưởng Tủ phân phối này cung cấp điện cho 7 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng
-Tủ phân phối đặt 1 Aptomat tổng và 8 Aptomat nhánh cung cấp cho 7 tủ động lực và tủ chiếu sáng
-Tủ động lực được cấp điện bằng cáp hình tia và đặt 1 dao cách ly và cầu chì tổng .Các nhánh đều được đặt cầu chì bảo vệ.Mỗi thiết bị của phân xưởng đều được bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt và bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì
-Các cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực đến các thiết bị đều được đi ngầm trong đất và đặt trong ống thép bảo vệ
4.Lựa chọn các thiết bị cho mạng hạ áp
4.1.Chọn tủ phân phối động lực và các thiết bị điện cho phân xưởng .
4.1.1.Chọn tủ phân phối và tủ động lực :
-Khi chọn tủ phân phối ,tủ động lực ta phải tuân thủ các điều kiện sau :
+Điện áp :
+ Dòng điện :
+Đảm bảo số lộ ra dây cần thiết:
a.Chọn tủ phân phối:
Tủ phân phối là thiết bị nhận điện từ trạm biến áp để phân phối đến các tủ động lực
Trong tủ phân phối có đặt các Aptomat tổng va Aptomat nhánh ,các thiết bị đo đếm Ampemet Volmet….
Để đảm bảo chất lượng và chỉ tiêu kinh tế ta chọn tủ phân phối do hãng SIEMEN chế tạo và đặt thanh cái ở trạm biến áp.
-Theo tính toán dòng điện định mức của phân xưởng là 510 A ta chọn áp tổng loại NS600E do Merlin Gerin chế tạo .Ở đây chúng ta có 10 nhóm thiết bị .Ta chọn 10 tủ động lực tương ứng với 10 nhóm .Tủ 2 ,tủ 3 chung một dây;tủ 4 tủ 7chung một dây ,tủ 6 tủ 10 chung một dây,tủ 8 tủ 9 chung một dây từ tủ phân phối tới .
-Ta chọn 8 Aptomat nhánh(1 nhánh dự phòng) :
+Tủ động lực 1: Itt = 37 A
Ta chọn Aptomat loại C60A có Idm = 40A do Merlin Gerin chế tạo
+Tủ động lực 2,3: Itt= 49 A
Ta chọn Aptomat loại C60N có Idm= 63A do Merlin Gerin chế tạo
+Tủ động lực 4,7 : Itt= 73 A
Ta chọn Aptomat loại NC100H có Idm= 100A do Merlin Gerin chế tạo
+Tủ động lực 6,10 : Itt= 114 A
Ta chọn Aptomat loại NC125H có Idm= 125A do Merlin Gerin chế tạo
+Tủ động lực 8,9: Itt= 130A
Ta chọn Aptomat loại NS225E có Idm= 225A do Merlin Gerin chế tạo
+Tủ động lực 5:Itt= 70A
Ta chọn Aptomat loại C100E có Idm= 100A do Merlin Gerin chế tạo
+Tủ chiếu sáng :Itt=30A
Ta chọn Aptomat loại C60A có Idm = 40A do Merlin Gerin chế tạo
b.Chọn tủ động lực:
Ta chọn 10 tủ động lực đầu vào có đặt cầu dao,cầu chì và có 8 đầu ra (để tính đến phát triển tương lai),tủ có 1 mặt thao tác do SIEMEN chế tạo.
4.2.Chọn cầu chì và dây dẫn cho mạng phân xưởng
4.2.1 Chọn cầu chì:
Điều kiện chọn :
+Điện áp định mức : Udmcc UdmMạng
+Dòng điện định mức : Idmcc IlvMax
+Công suất cắt định mức : Sdmcc SN
+Dòng điện cắt định mức : Idm.cắt IN
Khi chọn cầu chì ,ta phải chọn sao cho khi có dòng IlvMax và dòng Ikd ngắn mạch đi qua thì dây không chảy ra ,ngược lại khi có dòng ngắn mạch hay quá tải thì dây chảy được.
Từ các điều kiện trên ,ta chọn cầu chì sao cho :
Idc IlvMax
-Khi 1 thiết bị hay 1 nhóm thiết bị khởi động thì dòng khởi động của nó cũng rất lớn .Do vậy khi chọn cầu chì cũng phải xét tới :
Idc Idn/
Trong đó : -hệ số góc phụ thuộc loại động cơ và đặc tính mở máy của nó
=2,5 khi mở máy không tải
=1,6 khi mở máy ở chế nặng nề nhất
4.2.2Chọn dây dẫn và cáp cho phân xưởng .
Chọn dây dẫn và cáp cho phân xưởng theo điều kiện phát nóng sau đó kiểm tra theo tổn thất điện áp
Theo điều kiện phát nóng :
Icp.K1.K2 Ilvmax
Trong đó : + K1 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt đọ môi trường
+ K2 hệ số hiệu chỉnh theoếô cáp đặt cùng một rãnh
+ Icp dòng điện cho phép của cáp
+ Ilvmax dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất
- Nếu dây được bảo vệ bởi càu chì thì khi chọn dây dẫn phải xét đến điều kiện sau:
Icp Idc/
Trong đó
Idm dòng điện định mức của dây chảy
hệ số phụ thuộc vào đặc điểm của mạng điện
Mạng động lực: =3
Mạng sinh hoạt: =0.8
- Nếu mạng dây dẫn được bảo vệ bởi Aptomat
Icp Ikdnhiet/1,5
hoặc
Icp Ikđientu/4,5
Trong đó Ikdnhiet,Ikđientu là dòng khởi động ngắt mạch điện bằng nhiệt hay bằng điện từ của Aptomat.
4.2.3Tính chọn chi tiết cho các thiết bị điện trong phân xưởng sửa chữa cơ khí.
a. Tính chọn cho tủ động lực:
- Tính cho tủ động lực 1:
+Tính chọn cầu chì :
Theo tính toán ở phần phụ tải tính toán ta đã có:
Ittnhom1= 37 A.
Áp dụng công thức trên ta có:
Idc Ittnhom1=37A
Idc Idnnhom1/ =104/2,5=41,6 A
Vậy ta chọn cầu chì loại: ống H-2 có các thông số sau:
Udm=380V, Idc=150A
+Xác định dòng khởi động nhiệt (dòng chỉnh định) cuả Aptomat ở đầu ra của tủ phân phối tới tủ động lực 1
Áp dụng công thức
Ikdn=1,25*IdmA =1,25*40=50A
Vậy ta chọn dòng khởi động nhiệt của Ap nhánh tủ 1 là
Ikdn=50A
+Chọn dây cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 1
Xét điều kiện phát nóng đối với đường dây bảo vệ bằng Ap ta có:
Icp Ikdn/1,5=50/1,5=33,3A
Tra bảng số liệu ta chọn được cáp đông 4 lõi cách điện bằng PVL do hãng LENS chế tạo loại 4G2,5 có
F=2,5mm2 , Icp=41A.
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
K1*K2*Icp Ilvmax
Ta lấy K1=0.95,K2=1
0.95*41=38,95 16A( thoả mãn)
Tương tự cho các tủ động lực 2,3,4,5,6,7,8 và tủ chiếu sáng : Ta đều chọn được giống như tủ động lực 1
-Tủ động lực 9 (nhóm 9)
+Tính chọn cầu chì:
Theo tính toán ở phần phụ tải tính toán ta đã có:
Ittnhom1= 110 A.
Áp dụng công thức trên ta có:
Idc Ittnhom1=110A
Idc Idnnhom1/ =596/2,5=238 A
Vậy ta chọn cầu chì loại: ống H-2 có các thông số sau:
Udm=380V, Idc=250A
+Xác định dòng khởi động nhiệt (dòng chỉnh định) cuả Aptomat ở đầu ra của tủ phân phối tới tủ động lực 6
Áp dụng công thức
Ikdn=1,25*IdmA =1,25*125=156A
Vậy dòng khởi động nhiệt của Ap nhánh tủ 6 là
Ikdn=160A
+Chọn dây cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 9
Xét điều kiện phát nóng đối với đường dây bảo vệ bằng Ap ta có:
Icp Ikdn/1,5=160/1,5=100A
Tra bảng số liệu ta chọn được cáp đông 4 lõi cách điện bằng PVL do hãng LENS chế tạo loại 4G16 có
F=16mm2 , Icp=113A.
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
K1*K2*Icp Ilvmax
Ta lấy K1=0.95,K2=1
0.95*113=107,35 101A( thoả mãn)
+Tủ động lực 10 :Tương tự như tủ động lực 9
b. Tính chọn cho các thiết bị trong phân xưởng
+Nhóm 1:
-Lựa chọn cầu chì bảo vệ lò điện 1:
Idc ≥ Idm*kkd/
Trong đó:
Kkd=5, =2.5
Vậy Idc ≥ 13*5/2,5=26 A
chọn Idc=30 A
-Cầu chì bảo vệ lò điện 2:
Idc≥ Idm=16 A
Idc ≥ =32 A
chọn Idc=40 A
-Cầu chì bảo vệ máy máy cưa 2
Idc ≥Idm=14 A
Idc ≥ =28A
chọn Idc=30 A
-Cầu chì bảo vệ quạt gió :1A
Idc ≥ Idm=1 A
Idc ≥ =2 A
chọn Idc=15 A
+Nhóm 2 :
-Lựa chọn cầu chì bảo vệ máy cưa 1
Idc ≥ Idm*kkd/
Trong đó:
Kkd=5, =2,5
Vậy Idc≥ 8*5/2,5=16A
chọn Idc=30 A
-Cầu chì bảo vệ mài thô 1
Idc≥ Idm= 3 A
Idc ≥ =7,2 A
chọn Idc=15 A
-Cầu chì bảo vệ máy cưa 2
Idc ≥Idm=7A
Idc ≥ =14 A
chọn Idc=15 A
-Cầu chì bảo vệ mài hai đá 2
Idc ≥ Idm=11 A
Idc ≥ =22 A
chọn Idc=30 A
-Cầu chì bảo vệ quạt gió
Idc ≥ Idm=1A
Idc ≥ =2 A
chọn Idc=15 A
-Cầu chì bảo vệ máy xọc 2.8 kW
Idc ≥ Idm=7,09 A
Idc ≥ =14.5 A
chọn Idc=30 A
Các nhóm khác chọn Idc cầu chì tương tự ,và ta chọn được dây dẫn từ tủ động lực đến từng động cơ , kết quả ghi trong bảng:
