đề tài cung cấp điện phn xưởng cơ khí

Điện năng sản xuất từ các nhà máy điện được truyền tải và cung cấp cho các khu công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt của con người,để đưa điện năng đến các các nơi tiêu thụ này

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ

MINH KHOA: ĐIỆN

BỘ MƠN: CUNG CẤP ĐIỆN

GVHD Ths NGUYỄN TRUNG KIN

Lời Cảm Ơn

Nhóm chúng em chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường, Thư Viện Trường, Khoa Điện, Trường Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh,đặc biệt là Thầy đ tận tình hướng dẫn nhóm chúng em trong suốt thời gian làm tiểu luận.Vì kiến thức v thời gian cĩ hạn nn bi tiểu luận cĩ nhiều chỗ thiếu sĩt nhĩm em rất mong được sự góp ý của Thầy v các bạn nhóm em chân thành cảm ơn.

2

MỤC LỤC

Chương 1: Tổng quan 4

Chương 2 Xác định phụ tải tính toán toàn nhá máy 7

Chương 3 Lựa chọn dây dẫn và kiểm tra sụt p 24

Chương 4 : Chọn thiết bị bảo vệ 43

Chương 5 B cơng suất 49

Chương 6 Thiết kế chiếu sáng 51

3

Chương 1: Tổng quan cung cấp i đ ện

iện năng là một trong những dạng năng lượng quan trọng nhất trên thế giới nói chung và ở nước ta nói riêng Điện năng sản xuất từ các nhà máy điện được truyền tải và cung cấp cho các khu công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt của con người,để đưa điện năng đến các các nơi tiêu thụ này cần phải qua nhiều khâu rất quan trọng Và thiết kế cung cấp điện là một trong những khâu quan trọng đó.Hiện tại, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống của nhân dân được nâng lên nhanh chóng ,dẫn đến nhu cầu dùng điện tăng trưởng không ngừng Để đáp ứng nhu cầu đó rất đông cán bộ kỉ thuật trong và ngoài ngành điện lực đang tham gia thiết kế, lắp đặt các công trình cung cấp điện để phục vụ nhu cầu trên

Đ

Cấp điện là một công trình điện Để thực hiện một công trình điện tuy nhỏ cũng cần có kiến thức tổng hợp từ các ngành khác nhau, phải có sự hiểu biết về xã hội, môi trường và đối tượng cấp điện Để từ đó tính toán lựa chọn đưa ra phương án tối ưu nhất

Cung cấp điện là trình bày những bước cần thiết các tính toán, để lựa chọn các phần tử hệ thống điện thích hợp với từng đối tượng Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng, công cộng Tính toán chọn lựa dây dẫn phù hợp với bản thiết kế cung cấp điện, đảm bảo sụt áp chấp nhận được, có khả năng chịu dòng ngắn mạch với thời gian nhất định Tính toán dung lượng bù cần thiết để giảm điện áp, điện năng trên lưới trung,

hạ áp Bên cạnh đó, còn phải thiết kế lựa chọn nguồn dự phòng cho nhà máy để lưới điện làm việc ổn định ,đồng thời tính đến về phương diện kinh tế và đảm bảo tính an toàn cao

Trong tình hình kinh tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ các tổ hợp sản xuất đều phải tự hoạch toán kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt

về chất lượng và giá cả sản phẩm Công nghiệp thương mại và dịch vụ chiếm một tỉ trọng ngày càng tăng trong nền kinh tế quốc doanh và đã thực sự là khách hàng quan trọng của ngành điện lực Sự mất điện, chất lượng điện xấu hay do sự cố… đều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, gây phế phẩm, giảm hiệu suất lao động Đặc biệt ảnh hưởng rất lớn đến các xí nghiệp may, hóa chất điện tử đòi hỏi sự chính xác và liên tục cao Do đó đảm bảo độ tin cậy cấp điện, nâng cao chất lượng điện năng là mối

4

quan tâm hàng đầu Một xã hội có điện sẽ làm cho mức sống tăng nhanh với các trang thiết bị nội thất sang trọng nhưng nếu chúng ta lắp đặt một cách cẩu thả , thiếu tuân thủ các quy tắc an toàn sẽ rất nguy hiểm Nông thôn và các phụ tải sinh hoạt là các phụ tải khổng lồ vì vậy người thiết kế cần quan tâm đến độ sụt áp trên đường dây xa nhất Thiết kế cấp điện cho phụ tải sinh hoạt nên chọn thiết bị tốt nhằm đảm bảo an toàn và

độ tin cậy cấp điện cho người sử dụng

 Tóm l ạ i : việc thiết kế cấp điện đối với các đối tượng là rất đa dạng với những đặt

thù khác nhau Như vậy để một đồ án thiết kế cung cấp điện tốt đối với bất cứ đối tượng nào cũng cần thõa mãn các yêu cầu sau:

−Độ tin cậy cấp i đ ện :Mức độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vào yêu cầu của

phụ tải Với những công trình quan trọng cấp quốc gia phải đảm bảo liên tục cấp điện ở mức cao nhất nghĩa là không mất điện trong mọi tình huống Những đối tượng như nhà máy, xí nghiệp, tổ Sx … tốt nhất là dùng máy điện dự phòng, khi mất điện

sẽ dùng điện máy phát cấp cho những phụ tải quan trọng,hoặc những hệ thống(gồm:thủy điện,nhiệt điện…) được liên kết và hổ trợ cho nhau mổi khi gặp sự cố

−Chất lượng i đ ện : Chất lượng điện được đánh giá qua 2 chỉ tiêu tần số và điện áp

Chỉ tiêu tần số do cơ quan điện hệ thống quốc gia điều chỉnh Như vậy người thiết

kế phải đảm bảo vấn đề điện áp Điện áp lưới trung và hạ chỉ cho phép dao động trong

−An toàn : Công trình cấp điện phải được thiết kế có tính an toàn cao An toàn

cho người vận hành, người sử dụng, an toàn cho thiết bị , cho toàn bộ công trình Tóm lại người thiết kế ngoài việc tính toán chính xác, chọn lựa đúng thiết bị và khí cụ còn phải nắm vững quy định về an toàn,những qui phạm cần thiết khi thực hiện công trình Hiểu rõ môi trường hệ thống cấp điện và đối tượng cấp điện

−Kinh tế : Trong quá trình thiết kế thường xuất hiện nhiều phương án, các

phương án thường có những ưu và khuyết điểm riêng, có thể lợi về kinh tế nhưng xét

về kỉ thuật thì không được tốt Một phương án đắt tiền thường có đặt điểm là độ tin cậy

và an toàn cao hơn, để đảm bảo hài hoà giữa 2 vấn đề kinh tế kỉ thuật cần phải nghiên cứu kỉ lưỡng mới đạt được tối ưu

5

II Những đặc điểm và yêu cầu thiết kế chung về mạng điện của phân xưởng này :

- cấp điện áp : 10/0.4 (KV)

Các thiết bị hoạt động ở điện áp :U = 380(V)

DANH SÁCH VÀ TOẠ ĐỘ CÁC THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG

Bảng 1 : Danh sách phân xưởng khu A

Kí hiệu Tên thiết bị SL P đ m (kW) U đ m (V) cosϕ K sd P m*S đ

Bảng 2 : Danh sách phân xưởng khu B

Kí hiệu Tên thiết bị SL P đ m (kW) U đ m (V) cosϕ K sd P m*S đ

12 Máy bào ngang 2 9 380V 0.8 0.2 18

43 Máy bào ngang 1 7.5 380V 0.8 0.2 7.5

Bảng 5: Danh sách phân xưởng khu E

Kí hiệu Tên thiết bị SL P đ m (kW) U đ m (V) cosϕ K sd P m*S đ

Bảng 6: Danh sách phân xưởng khu F

Kí hiệu Tên thiết bị SL P đ m (kW) U đ m (V) cosϕ K sd P m*S đ

Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, xí nghiệp, hộ tiêu thụ thì một

trong những công việc rất quan trọng mà ta phải làm đó là tiến hành xác định phụ tải

tính toán cho nhà máy

8

- Phụ tải tính toán: Phụ tải tính toán (PTTT) theo điều kiện phát nóng (được

gọi tắt là phụ tải tính toán) là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng làm dây dẫn phát nóng tới nhiệt độ bằng với nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra Do vậy, về phương diện phát nóng nếu ta chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán có thể đảm bảo an toàn cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành bình thường

2.2 M ụ c ích xác đ đ ị nh ph ụ t ả i tính toán :

Xác định phụ tải tính toán là một công đoạn rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện, nhằm làm cơ sở cho việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị của lưới điện

2.3 Phân chia nhóm phụ tải cho các phân xưởng

Ở đây, chúng ta sẽ lựa cho phương án phân nhóm theo phương pháp 1, tức phân nhóm theo vị trí trên mặt bằng

Dựa vào sơ đồ bố trí trên mặt bằng, và số lượng của các thiết bị tiêu thụ điện, chúng ta sẽ phân thành các khu the hiện trên so đồ mặt bằng

2.4 Xác đ ị nh tâm ph ụ t ả i

2.4.1 M ụ c ích: đ

Xác định tâm phụ tải là nhằm xác định vị trí hợp lý nhất để đặt các tủ phân phối (hoặc tủ động lực) Vì khi đặt tủ phân phối (hoặc động lực) tại vị trí đó thì ta sẽ thực hiện được việc cung cấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất nhỏ, chi phí kim loại màu là hợp lý nhất Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí cuối cung con phụ thuộc vào các yếu tố khác như: đảm bảo tính mỹ quan, như thuận tiện và an toàn trong thao tác, v.v…

Ta có thể xác định tâm phụ tải cho nhóm thiết bị (để định vị trí đặt tủ dộng lực), của một phân xưởng, vài phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy (để xác định vị trí đặt tủ phân phối Nhưng để đơn giản công việc tính toán thì ta chỉ cần xác định tâm phụ tải cho các vị trí đặt tủ phân phối Còn vị trí đặt tủ động lực thì chỉ cần xác định một cách tương đối bằng ước lượng sao cho vị trí đặt tủ nằm cân đối trong nhóm thiết bị và ưu tiên gần các động cơ có công suất lớn

1

1

)

*(

1

1

)

*(

(2.1)Trong đó X, Y là hoành độ và tung độ của tâm phụ tải (so với gốc chuẫn )

9

Xi,Yi là hoành độ và tung độ của thiết bị thứ i(so với gốc chuẫn).

2 4.3 Xác định tâm phụ tải cho phân xưởng cơ khí khu A

Trước tiên, ta quy ước đánh số thứ tự của các thiết bố trí trên sớ đồ mặt bằng theo thứ tự tăng dần từ trái sang phải và từ dưới lên trên

Chọn gốc toạ độ tại vị trí góc dưới bên trái (trên sơ đồ mặt bằng) của phân

Từ công thức 2.1 tinh được tâm phu tải

X = 7.796

Y = 29.76Nếu đặt tủ phân phối tại vị trí ấy thì sẽ đem lại những hiệu quả như đã trình bày ở trên Tuy nhiên, để đảm bảo tính mỹ quan cũng như thuận tiện thao tác,v.v Nên ta quyết định đặt tủ phân phối 1 (PP1) tại vị trí sát tường, có toạ độ là (7.796m, 25m).Tương tự ta cũng tịnh tiến cho các tủ còn lại

2.4.4 Xác định tâm phụ tải cho phân xưởng khu B, khu C, khu D, khu E, khu F,khu G và của toàn nhà máy:

TOẠ ĐỘ Y

TOẠ ĐỘ Y

15

2.5 Ch ọ n s ơ đ ồ i dây: đ

Sau khi xác định xong vị trí đặt cá tủ động lực và các tủ phân phân phối, ta sẽ tiến hành vẽ sơ đồ đi dây cho các nhóm thiết bị và cho toàn bộ nhà máy

Các nguyên tắc áp dụng khi chọn sơ đồ đi dây:

-Các thiết bị có công suất lớn thì đi dây riêng

-Các thiết bị có công suất vừa và nhỏ đặt gần nhau thi có thể đi liên thông với nhau ( nhưng tối đa không đươc quá 3 thiết bị liên thông vì đề đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện)

-Đối với các thiết bị một pha thì cân cố gắng đi dây sao cho chúng được phân bố đều trên các pha,…

Sau khi cân nhắc lựa chọn các phương án đi dây có thể, ta sẽ chọn ra được phương án đi dây hợp lý

2.6.3 Xác đ ị nh ph ụ t ả i tính toán cho x ưở ng c ơ khí

2.6.3.1 Xác định phụ tải động lực:

Ở đây ta sẽ xác định PTTT của nhà máy theo phương pháp số thiết bị hiệu quả Vì phương pháp này cho kết quả chính xác hơn các phương pháp khác, và phù hợp với điều kiện thực tế có thể

Đầu tiên ta sẽ tính toán PTTT ở khu A

+ Tính số thiết bị hiệu quả theo công thức

1

2 1 2

)(

)(

8.14.3

1.55.4

8.14.3

6.5141.51.51.55.4

2 2 2

2

2

=+

+++

+++

++++

+ Tính hệ số công suất trung bình của nhóm thiết bị theo công thức

cosϕtb =

dmi

n i

dmi i

P

P Cos

8 1

6 5 6 5 1 5 1 5 5 4 8

75.0

Tính toán tương tự như công thức ta được bảng của khu còn lại

Chú ý : Đối với khu D có máy biến áp hàn

92.0100

15.024100

Khu A

STT Tên nhóm

vàtên thiết bị

bị (A)

Sốthiết

bị hiệu quả

n hq

Hệsố

cực đại

K max

Phụ tải tính toán Dòng

đỉnh nhọn

20

Khu B

STT Tên nhóm

vàtên thiết bị

bị (A)

Sốthiết

bị hiệu quả

n hq

Hệsố

cực đại

K max

Phụ tải tính toán Dòng

đỉnh nhọn

Khu C

STT Tên nhóm

vàtên thiết bị

bị (A)

U đ m

(V) Cosϕ /Tg

ϕ

K sd Công suất trung bình

Sốthiết

bị hiệu quả

n hq

Hệsố

cực đại

K max

Phụ tải tính toán Dòng

đỉnh nhọn

Khu D

Khu E

STT Tên nhóm

vàtên thiết bị

bị (A)

U đ m

(V) Cosϕ /Tg

ϕ

K sd Công suất trung bình

Sốthiết

bị hiệu quả

n hq

Hệsố

cực đại

K max

Phụ tải tính toán Dòng

đỉnh nhọn

S tt

(kVA )

I tt

(A)

Một t.bị

Tấtcả

t bị

P tb

(kW )

Q tb

(kVAr )

35

STT Tên nhóm

vàtên thiết bị

bị (A)

Sốthiết

bị hiệu quả

n hq

Hệsố

cực đại

K max

Phụ tải tính toán Dòng

đỉnh nhọn

Khu F

STT Tên nhóm

vàtên thiet bị

bị (A)

U đ m

(V) Cosϕ /Tg

ϕ

K sd Công suất trung bình

Sốthiết

bị hiệu quả

n hq

Hệsố

cực đại

K max

Phụ tải tính toán Dòng

đỉnh nhọn

2.6.4 Xác đ ị nh ph ụ t ả i tính toán cho toàn nhà máy.

Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ xưởng cơ khí

3.1.3 Ch ọ n máy bi ế n áp cho nhà máy

nhà máy có sử dụng máy phát dự phòng Cho nên việc chọn nhiều MBA sẽ làm tăng vốn đầu tư và cũng không cần thiết lắm Do vậy ta sẽ chọn phương án chỉ dùng một máy biến áp cho tram biến áp Vị trí đặt MBA

Ta chọn Máy Biến áp do hãng ABB chế tạo

Dung lượng 250KVA

Cấp điện áp 10/0,4 KV

26

cáp nhôm, cáp một lõi, hai lõi, ba hay bốn lõi, cách điện bằng dầu, cao su hoặc nhựa tổng hợp Ơ cấp điện áp từ 110kV đến 220kV, cáp thường được cách điện bằng dầu hay khí Cáp có điện áp dưới 10kV thường được chế tạo theo kiểu ba pha bọc chung một vỏ chì, cáp có điện áp trên 10 kV thường được bọc riêng lẻ từng pha Cáp có điện áp

từ 1000V trở xuống thường được cách đện bằng giấy tẩm dầu, cao su hoặc nhựa tổng hợp

Dây dẫn ngoài trời thường là loại dây trần một sợi, nhiều sợi, hoặc dây rỗng ruột Dây dẫn đặt trong nhà thường được bọc cách điện bằng cao su hoặc nhựa Một

số trường hợp ở trong nhà có thể dùng dây trần hoặc thanh dẫn nhưng phải treo trên

sứ cách điện

Trong mạng điện xí nghiệp, dây dẫn và cáp thường được chọn theo hai điều kiện sau:

- Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép

 Chọn theo i đ ều kiện phát nóng cho phép:

Khi có dòng điện chạy qua, cáp và dây dẫn sẽ bị phát nóng Nếu nhiệt độ tăng quá

cao thì chúng có thể bị hư hỏng cách điện hoặc giảm tuổi thọ và độ bền cơ học của

kim loại dẫn điện Do vậy mà nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây dẫn và cáp

27

độ cho phép chỉ được dao động trong khoảng 60 480oC tuỳ theo từng loại cáp Dây

Nếu nhiệt độ nơi đặt dây dẫn hoặc cáp khác với nhiệt độ quy định thì ta phải hiệu chỉnh theo hệ số hiệu chỉnh K ( tra sổ tay, cẩm nang) Do đĩ tiết diện dây dẫn

và cáp được chọn phải thỗ mãn điều kiện sau:

Icp ≥

K

Ilvmax

.(4.1)

Ilvmax : Dịng làm việc cực đại

Ilvmax=



thiết bịnhóm

1vớiđối I

thiết bị 1

vớiđối I

tt đm

- Nếu lắp đặt dây trên khơng:

điện

- Nếu dây được chơn ngầm dưới đất:

K = K4.K5.K6 K7

Chọn theo i đ ều kiện tổn thất i đ ện áp cho phép:

Dây dẫn phải được chọn lựa sao cho tổn thất điện áp trên đường dây khơng vượt quá giới hạn cho phép

+Ta chọn K4= 0.8 (Do đi cáp trong ống ngầm)

Chọn dây cho nhánh số 1 (Máy tiện ren (1) - Máy tiện tự động(2))

Ta chọn hình thức đi dây : Cáp đặt trong ống chôn ngầm trong đất, loại cáp cách điện bằng PVC do hãng LENS chế tạo

I’cp =

4.0

42.18

6.26

Chọn dây cho nhánh 4 (Máy tiện tự động(6) - Máy phay vạn năng (7)-

Máy phay ngang (8))

 Đối với tủ ĐL4D (Ta được Bảng 4)

Xác định các hệ số:

4.1.2.2 Chọn dây dẫn từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ động lực (Bảng 7)

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối PP đến Tủ động lực ĐL1A:

58.44

= 96.91 A

Ta cần chọn dây có Icp ≥96.91A

30

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối PP đến Tủ động lực ĐL2B:

32

Bảng 1 Bảng chọn dây dẫn từ tủ ĐL đến thiết bị

STT

Nhánh

Tên nhóm Tên

Kí hiệu

I cp r 0

Ω/km)

L (m)

x 0

(Ω /km ) KHU A

33

Bảng 2Bảng chọn dây dẫn từ tủ ĐL đến thiết bị

STT

Nhánh

Tên nhóm Tên

Kí hiệu

I cp r 0

Ω/km)

L (m)

x 0

(Ω /km ) KHU B

Bảng3Bảng chọn dây dẫn từ tủ ĐL đến thiết bị

STT

Nhánh

Tên nhóm Tên

Kí hiệu

I cp r 0

Ω/km)

L (m)

x 0

(Ω /km ) KHU C

Bảng 4Bảng chọn dây dẫn từ tủ ĐL đến thiết bị

STT

Nhánh

Tên nhóm Tên

Kí hiệu

I cp r 0

Ω/km)

L (m)

x 0

(Ω /km ) KHU D

Kí hiệu

I cp r 0

Ω/km)

L (m)

x 0

(Ω /km ) KHU E

Tổng nhóm: 4 218.39 218.39 1091.4 0.52 0.42 518.84 4G91 91 545 3.33 60

38

Bảng 6Bảng chọn dây dẫn từ tủ ĐL đến thiết bị

STT

Nhánh

Tên nhóm Tên

Kí hiệu

x 0

(Ω/km ) KHU F