Tiểu luận Thiết kế cung cấp điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN Tiểu Luận Thiết Kế Cung Cấp Điện GV: Dương Thanh Long Lớp: DHDI7C Họ Và Tên: Hồ Ngọc Linh Sơn MSSV: 11225861 Cho phân xưởng cơ khí có các thiết bị sau: Stt Sốlượngtrênthiếtbị Pđm(Kw) trênthiếtbị U(v) trênthiếtbị Ksdtrênthiếtbị Cosφtrênthiếtbị L1 L2 L3 N Thiếtbị 3 pha 1 3 40 380 0.2 0.85 X X X 2 5 15 380 0.6 0.85 X X X 3 7 25 380 0.15 0.85 X X X 4 9 4.5 380 0.7 0.85 X X X Thiếtbị 1 pha 1 2 1.5 220 0.7 0.85 X X 2 4 1 220 0.8 0.85 X X 3 6 0.5 220 0.9 0.85 X x TínhStt, Ptt, Itt Giải Ta có: P3p=3.40+5.15+7.25+9.4,5=410,5 P1p=2.1,5+4.1+6.0,5=10kw Xét:15100.P3p=15100.410,5=61,575kw>P1p, xem các thiết bị 1 phan hư là thiết bị 3 pha có công suất tương đương Ptt= Ksd.Kmax.Pđm Ksd=i=1nPi.Ksdii=1npi=24+45+26,25+28,35+2,1+3,2+2,7120+75+175+40,5+3+4+3=0,31 Kmax: phụthuộcvàoKsdvànhq Tìmnhq: n=36, n1=10→n*=n1n=1036=0,27 Pn=420,5kw Pn1=3.40+7.25=295kw →P*=Pn1Pn=295420,5=0,7 Từ n*và p*trabảng ta có: n*hq=0,45 nhq=n.n*nq=36.0,45=16,2 sauđótrabảngtrịsốKmaxtheonnqvàKsd, tìmđượcKmax=1,41 Ptt=Ksd.Kmax.Pđm=0,31.4,41.420,5=183,8kw Stt=PttCosφ=183,80,85=216,2KVA Itt=Stt3.U=216,23.0,38=328,5A Mạng điện 35KV cung cấp cho 3 phụ tải, chiều dài đường dây và phụ tải KVA cho trên hình vẽ. hãy xác định tiết diện dây dẫn nếu toàn bộ mạng điện dùng dây nhôm. Biết tổn thất điện áp cho phép là 6% Uđm. Giải Chọn X0=0.4Ω/km ∆U"=0,435.7.103.8+4.103.5+2.103.3=940 ∆U'=∆Ucp-∆U"=6.35000100-940=1160V Tiếtdiệncủatoànbộđườngdây: F=ρ∆U'.Uđm.P.l =31.51160,35(9.103.8+5.103.5+2.103.3=80mm2 ρAl=31.5Ωmm2/km Vậy chọn dây A-70, khoảng cách trung bình giữa các pha 11,25m có r0=0,45 Ω/km, x0=0,355Ω/km. tổng trở trên mỗi đoạn dây: Z1=(0,45+j.0,355).8=3,6+j.2,84Ω Z2=(0,45+j.0,355).5=2,25+j.1,775Ω Z3=(0,45+j.0,355).3=1,35+j.1,035Ω Kiểmtralạitổnthấttrêntoànbộđườngdây: ∆UA-d%=73,93352.100=6,16% Kếtquảnàytạmchấpnhậnđược, vậydẫncầnchọnlàdây A-70 Mạngđiện 10kV, cungcấpđiệncho 3 xínghiệpbằngđườngdâytrênkhông, dâydẫnbằngnhôm, côngsuất kVA củaphụtảivàchiềudàiđườngdâychotrênhìnhvẽ. ThờigiansửdụngcôngsuấtcựcđạiTmax=4500h/năm. Hãyxácđịnhtiếtdiệndâydẫnnếutổnthấtđiệnápchophéplà 6%. Giải Chọn x0=0,35Ω/km ∆U"A13=110.840.1890=274V Thànhphần∆U'A13: ∆U'A13=∆Ucp-∆U"A13=6%.10000-274=326V Mậtđộdòngđiện: j=γ.∆U'A133.(l1.cosφ1+l3.cosφ3)=31,7.10-3.3263(3.0,8+4.0,8)=1,05A/mm2 Vớidâynhôm, Tmax=4500h trabảng (4.6) ta tìmđượcjkt=1,1A/mm2 Vì j<jktnênchọn j đểxácđịnhtiếtdiện F1=I1j=P13.j.Uđm.cosφ=1+0,8+0,63.1,05.10.0,8=158mm2 F3=I3j=0,8.1033.1,05.10.0,8=55mm2 Vậychọntiếtdiệnđoạn 1 là: A-150, Đoạn 3 là A-50 Giảsử D= 1m cóđượcthôngsốđườngdây: Z01=0,21+j.0,316Ω/km Z03=0,63+j.0,355Ω/km Kiểmtralạitổnthấtđiệnáp: ∆UA13=2400.0,21.3+1800.0,319.3+800.0,63.4+600.0,355.410=610V Kếtquảkiểmtrachấpnhậnđược. Tiếtdiệnđoạn 12 là: F2=I2j=P23.j.Uđm.cosφ2=6003.1,05.10.0,8=41,24mm2 Chọndây A-50 Chọntiếtdiệndâydẫnchođường 10kV, cấpđiệncho 2 xínghiệp 1 và 2 cóphụtải, cosφ, chiềudàivàhìnhvẽchonhưdướiđây: Biếttổnthấtlúcbìnhthườnglà 5%Uđmvàsựcốlà 10%Uđm Giải CáchộcóTmaxtươngđốilớnvàchiềudàiđườngdâyngắn, nêndựkiếndùngdâynhômlõithép (AC) Tmaxtb=2000.5200+1000.40003000=4800h TừTmax =4800h, trabảng ta chọnđượcjkt=1,1A/mm2 Dòngtrênđoạn 1-2: I12=S23.Uđm=10003.10=57,8A Tiếtdiệnkinhtếtrênmỗiđoạndây: F12=57,81,1=52,5mm2 FA-1=86,481,1=78,6mm2 Vây: Chọntiếtdiệnđoạn 1-2 là AC-50 có r0=0,64Ω/km và x0=0,368Ω/km Chọntiếtdiệnđoạn A-1 là Ac-70 có r0=0,33Ω/km và x0=0,34Ω/km Kiểmtralạiđiềukiệnđãchọn: Tổnthấtđiệnáplớnnhấtlúcbìnhthường ∆Umaxbt=2300.0,33.4+1914.0,34.42.10+213,2=281,8+213,2=495V Tổnthấtđiệnáplớnnhấtkhisựcố: trườnghợpnàyxảyrakhisựcốđứt 1 dâytrênđoạn A-1 thìtổnđiệnápvàdòngđiệntrênđoạn A-1 tănggấpđôi. ∆Usc=2.∆UA-1+∆U12=349,4.2+213,2=912V<10% Isc=2.IA-1=2.86,4=172,8A<Icp=325A Vậyđoạn A-1: 2AC-95 vàđoạn 1-2: AC-50 Hãyxácđịnhtổnhaocôngsuấtvàđiệnnăngtrênđườngdây 10kV làmbằngdâydẫn AC-70 dài 9,5 km, cungcấpchomộtnhàmáycóphụtảitínhtoánlà S=550kVA, hệsốcôngsuấtcosφ=0,8. ThờigiansửdụngcôngsuấtcựcđạiTmax=5200h Giải Trabảngkỹthuậtdây AC-70 ta có: R0=0,46và x0=0,395Ω/km Haotổncôngsuấttácdụngđượcxácđịnh: ∆P=S2U2.r0.l=5502102.0,46.9,5.10-3=13,22kW ∆Q=S2U2.x0.l=5502102.0,395.9,5.10-3=11,35kVAr Vậy∆S=13,22+j.11,35 kVA Thờigiantổnhaocựcđại τ=(0,124+Tmax.10-4)2.8760=(0,124+5200.10-4)2.8760=3633h ∆A=∆P.τ=13,22.3633=48026,7kWh Mộtđộngcơcôngsuất 40kW, cosφ= 0,82, điệnápđịnhmứclàUnĐC=380V, bộisốmởmáy k1=3,5 đượccungcấpđiệntừmạngđiệnhạápnhưhìnhvẽ. máybiếnáp TM 180/10 có: SnBa=180kVA; ∆Pk=4,1; Uk=5,5% Đườngdây A50 dài l=320m; r0=0,64 Ω/km; x0=0,32Ω/km Hãykiểmtrađiềukiệnmởmáycủađộngcơ. Giải Xácđịnhđiệntrởcủacácphầntửmạngđiện: ZBA=Uk.UnBA2100.SnBA=5,5.0,382.103100.180=0,044Ω RBA=∆Pk.UnBA2SnBA2=2,4.0,3821002.10-3=0,011Ω XBA=ZBA2-RBA2=10-3.0,0442-0,0112=0,043Ω Đườngdây: Rdd=r0.l=0,63.0,32=0,205Ω Xdd=x0.l=0,32.0,32=0,102Ω Độngcơ: dòngđiệnđịnhmứccủađộngcơ InDC=P3.Undc.cosφ=403.0,38.0,82=74,114A Xdc=Un3.InDC.K1=3803.74,114.3,5=0,846Ω ZBA+ZDD=(0,011+0,205)2+(0,044+0,102)2=0,26Ω ZBA+ZDD+ZDC=(0,011+0,205)2+(0,044+0,102+0,846)2=1,014Ω ∆Ukd=Zmha+ZddZmba+Zdd+Zdc.100=0,261,014.100=25,623%<40% Vậychếđộkhởiđộngđộngcơđảmbảoyêucầu Cho dâyđồng 3 phatiếtdiện 35 mm2dài 50m vấpđiệnchođộngcơ 400V códòng: 100A vớicosφ=0,8 ở chếđộbìnhthường 500V (5In) vớicosφ=0,35 khi khởiđộng. Sụtáptạiđiểmuốncủatủphânphốicủađộngcơlà 10V khikhởiđộngđộngcơ.Hãytínhxụcáptạiđầuvàocủađộngcơ: Chếđộbìnhthường Chếđộkhởiđộng Giải Sụtáp ở chếđộbìnhthường ∆u%=100∆uUn Trabảngcho 1V/A/km dođó: ∆Uchocấp = 1.100.0,05=5V ∆Utổng = 10+5=15V nghĩalà: 15/400.100=3,75% Giátrịnàynhỏhơn 8% Sụtápkhikhởiđộng: ∆U chocáp = 0,52.500.0,05=13V Sụtáptạitủphânphốisẽvượtquá 10V do dòngphụtảikhikhởiđộngđộngcơ. Giảsửdòngchạy qua tủphânphốikhiđộngcơkhởiđộnglà 900+500=1400A, vậytạitủphânphốisụtápsẽlà: ∆Uchocápđộngcơlà 13V ∆Utổng = 13+14=27V nghĩalà: (27.100)/400=6,75% Thỏamãnvềyêucầuđiệnápkhikhởiđộngđộngcơ Đường dây trên không 22kV cấp điện cho 2 trạm biến áp phân phối 10/0,4 kV, các số liệu tính toán cho trênhình. Yêucầutínhtoánngắnmạchđểchọnvàkiểmtradaocáchlyvàcầuchìcaoápcho 2 trạmbiếnápđó. Cho biếtmáycắttạitrạmcóIcđmMC=40 kA Sơđồthaythếtínhtoánngắnmạch N1,N2 VớimáycắtcóICđmMC=40(kA), tínhđiệnkhánghệthốngtheocôngthứcvớiUtb =1,05.22=23,1(kV) XH=Utb2SCđmMC=23,123.22.40=0,35(Ω) Vớidây AC-50, Dtb=2m trasổtay ta có r0=0,46(Ω/km); x0=0,385(Ω/km). ZD1=r0.l + j.x0.l = 0,46.5 + j.0,385.5 = 2,3 + j.1,925(Ω) Vớidây AC-35, Dtb=2m, trasổtay ta có r0=0,85; x0=0,4 (Ω/km) ZD2= r0.l + j.x0.l = 0,85.3 + j.0,4.3 = 2,55 + j.1,2 (Ω) Tổngtrởngắnmạch 1: ZN1= XH + ZD1= RD1 + j.(XD1+XH)= 2,3 + j.2,275 (Ω) Tổngtrởngắnmạch 2: ZW2= XH + ZN1 +ZN2 = (RD1+RD2) + j.(XH+HD1+XD2)= 4,85 + j.3,475 (Ω) Ápdụngcôngthức, tínhđượcdòngđiệnngắnmạchtại N1,N2. IN1=Utb3.ZN1=23,13.2,32+2,752=4,28(kA) IN2=Utb3.ZN2=23,13.4,852+7,4752=2,238(kA) Tính toán phụ tải sinh hoạt cho một cụm dân cư 124 hộ. Biết công suất tiêu thụ của mỗi hộ là 850W, xác suất đóng điện giờ cao điểm đêm là Pd = 0.75 và ở cao điểm ngày là Pn = 0.3. Giải Xác định hệ số đồng thời tại các thời điểm cực đại đêm và cực đại ngày : K đtđ = Pd + 1.5Pd (1-Pd)n = 0.75 + 1.50.75 (1-0.75)124 =0.81 K đtn = Pn + 1.5Pn (1-Pn)n = 0.75 + 1.500.3 (1-0.3)124 =0.36 Công suất tính toán tại các thời điểm : Pttd= Kđtđ. n . P0= 0.81 x 124 x 0.85 = 85.2 KW Pttn= Kđtn.n . P0= 0.36 x 124 x 0.85 = 38.1 KW Vậy công suất tính toán của cụm dân cư sẽ là: Ptt = max (Pttd , Pttn) = 85.2 KW Tính toán công suất tiêu thụ và chọn CB dây dẫn cho mỗi lầu và toàn bộ khu tập thể sau, biết khu tập thể có 5 lầu, mỗi lầu có 5 phòng , công suất trung bình của mỗi phòng là 2KW. Cho Kđt của các phòng là 0.85, Kđt giữa các lầu là 0.9. Hệ số cosφ = 0.85. Giải Công suất cung cấp cho một lầu : PL = Kđt.N.Po = 0.85x5x2 = 8.5KW Công suất cho toàn bộ tòa nhà :PT = Kđt.N.PL= 0.9x5x8.5 = 38.25 Kw Chọn cáp từ biến áp đi vào khu tập thể : IT= 38.253 x 0.38 x 0.85 = 68.37 A Vậy chọn cáp 4 lõi đồng cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện định mức 14 mm2 dòng điện cho phép là 77A Chọn CB 3 cực loại G4CB do Clipsal chế tạo ,có Idm = 100A . Chọn cáp đi lên mỗi lầu : IL = 8.53 x 0.38 x 0.85 = 15.2A Vậy chọn cáp đồng cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện định mức 1.5 mm2 dòng điện cho phép là: 21A Chọn CB 3 cực loại G4CB do Clipsal chế tạo, có Idm = 20A Dây 1 pha U = 230 V đặt với 4 dây khác trong ống ngầm. Nhiệt độ của đất là 20. Dây bọc PVC và cấp cho tải chiếu sáng 5Kw, mạch được bảo vệ bằng CB. Chọn CB và dây dẫn. Giải Từ bài cho ta tìm được các hệ số như sau ; K4 = 0.8 K5 = 0.6 K6 = 1 K7 = 1 Vậy hệ số hiệu chỉnh là : K = K4x K5 xK6x K7 = 0.48 Dòng làm việc lâu dài lớn nhất là : IB = 5000/230 = 22A Lựa chọn bảo vệ : CB với dòng định mức 25A, Dòng làm việc lâu dài lớn nhất : Iz = 25/0.48 = 52.1A Tiết diện dây dẫn: tra bảng ta chọn dây PVC 2 lõi. Dòng 54A ta được dây đồng có tiết diện 4mm2.