ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN LỜI NHẬN XÉT A GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… B GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… CHƯƠNG 1: PHÂN CHIA NHÓM PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 1.1 Đặc điểm phân xưởng - Trong nhà máy khí có nhiều hệ thống máy móc khác đa dạng, phong phú phức tạp Các hệ thống máy móc có tính cơng nghệ cao thiện đại Hệ thống máy móc nhà máy làm việc ca liên tục Do mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượng độ tin cậy cao - Đứng mặt cung cấp điện việc thiết kế điện phải đảm bảo gia tăng phụ tải tương lai; mặt kỹ thuật kinh tế phải đề phương án cấp điện cho không gây tải sau vài năm sản xuất không gây dư thừa dung lượng công suất dự trữ - Phân xưởng xây dựng vùng đất có địa chất tốt với kích thước sau: Dài 54m; Rộng 18m; Cao 7m - Tổng diện tích phân xưởng 972m phân xưởng khơng có trần, tường thiết kế cách âm bề dầy 20cm Nền phân xưởng gia công pê tông chịu lực 1.2 Các thông số thiết bị phụ tải phân xưởng: Stt 10 11 12 Thiết bị 10 11 12 Số lượng 7 3 P(kw) 14 11 12 16 18 12 18 11 11 Cosφ 0,9 0,9 0,9 1,0 0,9 0,9 0,9 0,9 0,8 0,9 0,9 0,9 Ksd 0,7 0,8 0,8 0,7 0,8 0,9 0,7 0,8 0,9 0,7 0,8 0,9 Uđm(V) 380 380 380 380 380 380 380 380 380 380 380 380 1.3 Phân loại phụ tải Phụ tải điện nhà máy cơng nghiệp phân làm loại phụ tải: + Phụ tải động lực + Phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị 380/220V, công suất chúng nằm dải từ đến hàng chục kW cung cấp dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz Phụ tải chiếu sáng thường phụ tải pha, công suất không lớn Phụ tải chiếu sáng phẳng , thay đổi thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz 1.4 Phân nhóm phụ tải: - Phân nhóm phụ tải:  Phân nhóm thiết bị phụ tải ta dựa yếu tố khác  Các thiết bị nhóm nên có chức  Phân nhóm theo khu vực  Phân nhóm cần ý đến phân bố cơng suất cho nhóm  Số nhóm khơng nên q nhiều - Căn vào việc bố trí vị trí phân xưởng mà yêu cầu làm việc thuận tiện làm việc có hiệu thông qua chức hoạt động máy móc thiết bị đồng thời có lợi kinh tế - Với máy móc thiết bị cho Người thực chia thành nhóm Đi với nhóm tủ động lực 1tủ phân phối Các tủ động lực tủ phân phối phải đạt yêu cầu kỹ thuật yêu cầu kinh tế - Ngoài việc cung cấp điện cho năm nhóm thiết bị, cần cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng phân xưởng nhiên để đảm bảo cho phân xướng chiếu sáng ta dùng nguồn sáng riêng biệt thiết bị máy móc phân xưởng ba pha nên ta không cần quy đổi từ pha sang pha Chỉ có hệ thống chiếu sáng nguồn pha Nhóm Ký hiệu mặt Số lượng Pđm(kw) máy 12 Toàn 15 72 Cơng suất tổng nhóm P(kw) 116 11 10 10 12 11 1 1 2 18 11 11 16 11 11 12 18 11 16 12 18 14 11 18 11 11 48 25 11 11 36 18 22 14 64 12 36 84 20 22 95 101 112 126 1.5 Xác định phụ tải tính tốn 1.5.1 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn Phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu phát nhiệt mức độ huỷ hoại cách điện Nói cách khác, phụ tải tính tốn đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự phụ tải thực tế gây ra, chọn thiết bị theo phụ tải tính tốn đảm bảo an tồn thiết bị mặt phát nóng Phụ tải tính tốn sử dụng để lựa chọn kiểm tra thiết bị hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, bảo vệ … tính tốn tổn thất cơng suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng … phụ tải tính tốn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc thiết bị điện, trình độ phương thức vận hành hệ thống … Nếu phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, ngược lại phụ tải tính tốn xác định lớn phụ tải thực tế gây dư thừa cơng suất, làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất… có nhiều cơng trình nghiên cứu phương pháp xác định phụ tải tính tốn, song chưa có phương phương pháp thật hoàn thiện Những phương pháp cho kết đủ tin cậy lại phức tạp, khối lượng tính tốn thơng tin ban đầu phụ tải lại lớn Ngược lại phương pháp tính đơn giản lại có kết có độ xác thấp 1.5.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 1.5.2.1 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn (PTTT) theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu: Ptt = knc.Pđ Trong : knc : hệ số nhu cầu , tra sổ tay kĩ thuật Pđ : công suất đặt thiết bị nhóm thiết bị , tính tốn lấy gần Pđ Pdđ (kW) 1.5.2.2 Phương pháp xác định PTTT theo công suất công suất trung bình hệ số hình dáng đồ thị phụ tải : P Trong : tt = khd Ptb khd : hệ số hình dáng đồ thị phụ tải tra sổ tay kĩ thuật biết đồ thị phụ tải Ptb : công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị (kW) 1.5.2.3 Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm : a M P = tt T max Trong : a0: suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm, đơn vị kWh/đvsp M: số sản phẩm sản suất năm Tmax: thời gian sử dụng công suất lớn , (h) 1.5.2.4 Phương pháp xác định PTTTCS theo suất trang bị điện đơn vị diện tích: P ttcs = p0 F Trong : p0 : suất trang bị điện đơn vị diện tích , (W/m2) F: diện tích bố trí thiết bị , (m2) 1.5.2.5 Phương pháp tính trực tiếp : Là phương pháp điều tra phụ tải trực tiếp để xác định PTTT áp dụng cho hai trường hợp: Phụ tải đa dạng áp dụng phương pháp để xác định phụ tải tính tốn Phụ tải giống lặp lặp lại khu vực khác phụ tải khu chung cư 1.5.2.6 Xác định phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị: Theo phương pháp phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị xuất thiết bị có dịng khởi động lớn mở máy cịn thiết bị khác nhóm làm việc bình thường tính theo cơng thức sau: I đn = Ikđ (max) + (Itt - ksd Iđm (max)) n1 đmi + kkđ Iđn = I Iđmmax Hoặc: i1 Trong đó: Ikđ (max): dịng khởi động thiết bị có dịng khởi động lớn nhóm máy Itt: dịng điện tính tốn nhóm máy Iđm (max): dịng định mức thiết bị khởi động ksd: hệ số sử dụng thiết bị khởi động kkđ: hệ số khởi động thiết bị Iđmmax: dòng điện định mức lớn qua thiết bị Trong phương pháp trên, phương pháp 4,5,6 dựa kinh nghiệm thiết kế vận hành để xác định PTTT nên cho kết gần nhiên chúng đơn giản tiện lợi Các phương pháp lại xây dựng sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố có kết xác hơn, khối lượng tính tốn phức tạp 1.5.2.7 Phương pháp xác định PTTT theo cơng suất trung bình hệ số cực đại Nếu có thơng tin xác mặt bố trí máy móc thiết bị biết cơng suất q trình cơng nghệ thiết bị ta xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình hệ số cực đại Theo phương pháp phụ tải tính tốn xác định sau: + Tính tốn phụ tải động lực Với động P =P tt đm Với nhóm động n ≤ n P = P tt đmi i Với nhóm động n ≥ n P =k tt max ksd Pđmi i Trong : Pđmi : công suất định mức thiết bị ksd :hệ số sử dụng nhóm thiết bị tra sổ tay n: Số thiết bị nhóm kmax: Hệ số cực đại, tra sổ tay kĩ thuật theo quan hệ: kmax = f(nhq, ksd) nhq: Số thiết bị dùng điện hiệu Tính nhq Xác định n1 : số thiết bị có cơng suất lớn hay cơng suất thiết bị có cơng suất lớn Xác định P1 : công suất n1 thiết bị n n1 P1  Pđmi i 1 Xác định: n*  P*  n1 n P1 P Trong : n : tổng số thiết bị nhóm n1 n P∑ : tổng cơng suất nhóm , P∑ = Pđmi i Từ n* P* tra bảng ta nhp* + Khi nhq ≥ → Tra bảng đường cong với nhq ksd kmax với kmax = f (ksd , nhq) + Khi nhq < → Phụ tải tính tốn xác định theo cơng thức P tt = n ( k P ti dmi ) i Trong đó: kti : hệ số tải thiết bị i kti = 0,9 với thiết bị làm việc chế độ dài hạn kti = 0,75 với thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại + Phụ tải động lực phản kháng Qtt = Ptt tgφ Trong : Cosφ : hệ số cơng suất tính tốn nhóm thiết bị, tra sổ tay cosφtb = Pdmi.cos Pdmi 1.5.3 Xác định phụ tải tính tốn nhóm 1.5.3.1 Phụ tải tính tốn nhóm 1: Stt Ký hiệu mặt 11 Số lượng Pđm(kw) máy 1 12 18 11 Cosφ Toàn 15 72 18 11 0,9 1,0 0,9 0,9 a Số thiết bị hiệu quả: N hq1   n i 1 n  Pđmi i 1  2 Pđmi  (5 3  12 6  18 1  11 1) 10,087 (5 1  12 6  18 1  11 1) b Hệ số sử dụng trung bình: n K sd1  K P   P sd đmi i 1 n i 1 đmi  0,8 15  0,7 72  0,9 18  0,8 11 0,753 116 Từ nhq1 Ksd1 tra bảng ta có Kmax=1,07 c Phụ tải tính tốn: Ksd 0,8 0,7 0,9 0,8 n Ptt1  K max Ptbnh  K max K sd  Pđmi 1,07 0,753 116 93,462(kw) i 1 d Hệ số cơng suất trung bình: Cos tbnh   n i 1 Cos Pđm1  n i 1 Pđm1  0,9 15  72  0,9 18  0,9 11 0,962 116 Ta có: tan = 0,284 e Cơng suất phản kháng: Qtt1=1,1 x Qtbnh=1,1 x Ptbnh x tg tbnh=1,1 x ksd x =1,1 x 0,753 x 116x0,284=27,288(KVAr) f Công suất biểu kiến: đm1 x tg tbnh S tt1  Qtt21  Ptt21  93,462  27,288 97,364( KVA ) g Dịng điện tính tốn: I tt1  S tt1 97,364  3.U đm 0,38 147,93( A) 1.5.3.2 Phụ tải tính tốn nhóm 2: Stt Ký hiệu Số lượng mặt 10 a Số thiết bị hiệu quả: N hq   n P i 1 đmi  n i 1  2 Pđmi  Pđm(kw) máy 11 16 11 Cosφ Toàn 11 48 25 11 0,9 0,9 0,8 0,9 (11 1  16 3  5  11 1) 7,95 (11 1  16 3  5  11 1) b Hệ số sử dụng trung bình: K sd   n i 1 K sd Pđmi  n i 1 Pđmi  0,8 11  0,8 48  0,9 25  0,7 11 0,8 95 Từ nhq2 Ksd2 tra bảng ta có Kmax=1,08 c Phụ tải tính tốn: n Ptt  K max Ptbnh  K max K sd  Pđmi 1,08 0,8 95 82,08( KW ) i 1 Ksd 0,8 0,8 0,9 0,7 d Hệ số cơng suất trung bình: Cos tbnh   n i 1 Cos Pđm  n i 1 Pđm1  0,9 11  0,9 48  0,8 25  0,9 11 0,874 95 Ta có: tan = 0,56 e Công suất phản kháng: Qtt2=1,1 x Qtbnh=1,1 x Ptbnh x tg tbnh=1,1 x ksd2 x =1,1 x 0,8 x 95 x 0,56=46,816(KVAr) đm2 x tg tbnh f Công suất biểu kiến: S tt  Qtt22  Ptt22  82,08  46,816 94,49( KVA ) g Dòng điện tính tốn: I tt  S u1 94,49  3.U đm 0,38 143,56( A) 1.5.3.3 Phụ tải tính tốn nhóm Ký hiệu mặt Stt Số lượng 10 12 h Số thiết bị hiệu quả: N hq   n P i 1 đmi  n i 1  2 Pđmi  Pđm(kw) máy 2 11 12 18 11 Cosφ Ksd Toàn 11 36 18 22 14 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 (11 1  12 3  18 1  11 2  2) 8,38 (11 1  12 3  18 1  11 2  2) i Hệ số sử dụng trung bình: K sd   n i 1 K sd Pđmi  n i 1 Pđmi  0,8 11  0,7 36  0,8 18  0,7 22  0,9 14 0,8 101 Từ nhq2 Ksd2 tra bảng ta có Kmax=1,08 j Phụ tải tính tốn: n Ptt K max Ptbnh K max K sd  Pđmi 1,08 0,8 101 87,264( KW ) i 1 k Hệ số cơng suất trung bình: 0,8 0,7 0,8 0,7 0,9 STT Ký hiệu mặt Pđm(KW) Khoảng cách từ tủ đến thiết bị(m) 16 5 16 cos  tan  Tổn thất công suất phản kháng(KVar) Tổn thất công suất tác dụng(KW) 0,02305 0,9 0,48 7,68 0,05 7,5 0,034575 0,9 0,48 7,68 0,075 16 11 0,05071 0,9 0,48 7,68 0,11 16 15,5 0,071455 0,9 0,48 7,68 0,156 12 10 0,0741 0,9 0,48 5,76 0,09 18 0,02156 0,9 0,48 8,64 0,06 18 17 0,05236 0,9 0,48 8,64 0,1446 53,76 0,6856 R đường dây(Ω) Tổng Nhóm STT Ký hiệu mặt Pđm(KW) Khoảng cách từ tủ đến thiết bị(m) 1 14 8,5 14 cos  tan  Tổn thất công suất phản kháng(KVar) 0,039185 0,9 0,48 6,72 0,065 11,25 0,0518625 0,9 0,48 6,72 0,0866 14 15,25 0,07 0,9 0,48 6,72 0,117 14 11,5 0,053 0,9 0,48 6,72 0,0885 14 15,25 0,07 0,9 0,48 6,72 0,117 14 19,25 0,0887425 0,9 0,48 6,72 0,1482 5 0,0605 0,9 0,48 2,4 0,0129 8,5 0,10285 0,9 0,48 2,4 0,0219 5 0,0605 0,9 0,48 2,4 0,0129 10 7,5 0,09075 0,9 0,48 2,4 0,01933 11 11 11 13,5 0,1 0,9 0,48 5,28 0,0213 R đường dây(Ω) Tổn thất công suất tác dụng(KW) 12 11 11 16 0,11856 0,9 0,48 Tổng 5,28 0,0253 60,48 0,73593 6.3 Tổn thất công suất lưới hạ áp Ta xét từ máy biến áp đến thiết bị: P PN  PMBA  PĐL1  PĐL  PĐL  PĐL  PĐL  PN  PN  PN   PN  PN 7  0,788  0,167  0,265  0,931  1,785  1,282  0,30433  0,3061  0,495  0,6856  0,73593 14,74( KW ) 6.4 Tổn thất điện A P t   Với A :tổn thất điện ( Kwh) P :tổn thất công suất (Kw) Thời gian tổn thất công suất cực đại tính gần là: t (0.124  Tmax 10  ) 8760 Trong Tmax thời gian sử dụng công suất cực đại.Ở ta lấy Tmax = 5000( h) t (0.124  5000 10  ) 8760 3411 h Tổn thất điện năm: A 14,74 3411 50278 (kwh/năm) Giả sử già tiền điện 1kwh 1000đ số tiền tổn thất phân xưởng phải trả cho điện lực là: 50278x 1000 =50278000 đ CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG 7.1.a.Yêu cầu thiết kế chiếu sáng: Trong thiết kế chiếu sáng vấn đề quan trọng phải quan tâm đáp ứng yêu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng thị giác Ngoài độ rọi, hiệu chiếu sáng phụ thuộc quan thơng, màu sắc ánh sáng, lựa chọn hợp lí chao chụp đèn, bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính tinh tế kĩ thuật mỹ quan toàn cảnh Thiết kề chiếu sáng phải đảm bảo u cầu sau:  Khơng bị lóa mắt: với cường độ ánh sáng mạnh mẽ làm cho mắt có cảm giác lóa, thần kinh bị căng thảng,thị giác xác  Khơng lóa phản xạ: số vật cơng tác có tia phản xạ mạnh trực tiếp bố trí đèn phải tránh tượng  Khơng có bóng tối: bóng tối cần số trường hợp rạp hát, diễn kịch,… nơi sản xuất (phân xưởng) khơng nên có bóng tối mà phải sáng để quan sát tồn phân xưởng để khử bóng tối cục người ta thường dùng bóng mờ treo cao đèn  Phải có độ rọi đồng đều: phải có độ rọi đồng để quan sát từ nơi sang nơi khác mắt điều tiết nhiều gây tượng mõi mắt  Phải tạo ánh sáng giống ban ngày: điều định thị giác ta đánh giá xác hay sai lầm 7.1.b Chọn nguồn sáng: - Đèn thủy ngân cao áp dùng cho chiếu sáng nhà phân xưởng – điện có chiều cao lớn - Đèn huỳnh quang dùng phổ biến có dặc tính kinh tế kỹ thuật tốt, thường dùng trường hợp :  Chiếu sáng làm việc cần phân biệt rõ màu  Trong phịng làm việc lâu, ánh sáng tự nhiên  Trong chuồng chăn nuôi - Đèn sợi đốt phịng khơng u cầu chất lượng quan sát màu sắc - Đèn natri thường sử dụng cho chiếu sáng đường giao thông - Đèn halogen thường sử dụng cho chiếu sáng sân thể thao, quãng trường, bãi đỗ xe,… Để chọn kiểu chiếu sáng người ta vào:  Điều kiện môi trường : độ ẩm, nhiệt độ, bụi, tác động vật lý, hóa học mơi trường đặt đèn  u cầu kỹ thuật đặc tính phân bố nguồn sáng, mỹ thuật 7.2.1 Kích thước phân xưởng:  Chiều dài a=54(m)  Chiều cao hpx=7(m) 7.2.2 Màu sơn: Trần :màu trắng Chiều rộng b=18(m) Diện tích Spx=972(m ) Hệ số phản xạ trần ptr=0.75 Tường :màu vàng nhạt Hệ số phản xạ tường ptg=0.5 Sàn :màu xi măng Hệ số phản xạ sàn plv=0.4 Phân xưởng cần độ xác cao Etc= 500 lx 7.3 Tính tốn thiết kế chiếu sáng chung cho toàn phân xưởng Hệ chiếu sáng cho phân xưởng hệ chiếu sáng làm việc Ngồi cần có hệ chiếu sáng cố để cơng nhâncó thể dễ dàng di tản khỏi phân xưởng phận quan trọng tiếp tục làm việc Theo đồ thị đường cong Kruithof ta có khoảng nhiệt độ màu ứng với 500lux Tm=3100-5100(0K)  Chọn bóng đèn loại standard 26mm Trắng công nghiệp với thông số sau: Tm=4300(0K); Ra=66; Pđ=36(W); Φ =3000(lm)  Chọn đèn:loại EBP standard Cấp đèn:cấpA Hiệu suất:0.63G+0.09T Số đèn /1bộ:2 đèn Ldocmax:1.8htt Lngang:2.2htt Ứng dụng nơi ẩm ướt, bụi Phân bố loại đèn: Tran cao (m), cách trần h’=3.5(m); bề mặt làm việc hlv= 0.8(m) chiều cao đèn so với bề mặt làm việc htt=2.7(m)  Chỉ số địa điểm: K a b 54 18  5 htt (a  b) 2,7 (54  18)  Tỷ số treo j h' 3,5  0,56 h'htt 3,5  2,7  Hệ số bù: d=1.35(mức độ bụi phân xưởng) Hệ số sử dụng ứng với hệ số phản xạ trần 30%, tường 50% tra sổ tay ta có hệ số Ksd=0.48 E S 500 972 tc Số bóng đèn cần dùng: N bóng   d k  3000 1,35 0,48 250 (bóng) đèè sd Số bóng đèn cần dùng Nbóng đèn=125(bộ) Số lượng chia làm dãy: dãy có 25 đèn Khoảng cách từ tường đến dãy là: L=5m Khoảng cách hàng là: L=2.2m Khoảng cách từ tường đến hàng là: L=1.5m Kiểm tra tổng công suất chiếu sáng: Tổng công suất chiếu sáng là:Pcs=Nbộ Nbóng Pbóng=125 36=9(KW)