THIẾT kế cấp điện CHO PHÂN XƯỞNG

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ CBHD Phạm Trung Hiếu LỜI NÓI ĐẦU Điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các ngành kinh tế quốc dân nói chung và nhất là trong ngành Công nghiệp nói riêng Đóng một vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Nước ta đang từng bước xây dựng một nền kinh tế công nghiệp hiện đại, do vậy nhu cầu điện ngày càng tă.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ CBHD: Phạm Trung Hiếu LỜI NÓI ĐẦU Điện nguồn lượng sử dụng rộng rãi tất ngành kinh tế quốc dân nói chung ngành Cơng nghiệp nói riêng Đóng vai trị quan trọng cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Nước ta bước xây dựng kinh tế công nghiệp đại, nhu cầu điện ngày tăng Việc xây dựng hệ thống điện lưới quốc gia chất lượng, an toàn, tiết kiệm hiệu yếu tố tiên Muốn làm điều hệ thống cấp điện cho đối tượng nhỏ phải thiết kế chi tiết, cụ thể, đạt chuẩn đại Do đó, nhóm em chọn đề tài “Thiết kế hệ thống cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí”, đề tài gẫn gũi với thực tế Qua đề tài giúp em làm quen với hệ thống cấp điện, tiêu chuẩn thiết kế, an toàn điện rèn luyện kỹ tính tốn, lựa chọn thiết bị điện, nâng cao kỹ làm việc nhóm Sử dụng kiến thức học để thiết kế hệ thống cấp điện chi tiết Với giúp đỡ nhiệt tình thầy Phạm Trung Hiếu thầy cô trường đến đồ án môn học em hồn thành Em kính mong đóng góp ý kiến thầy để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngơ Hồng Quang, Giáo trình cung cấp điện, Nhà xuất giáo dục Việt Nam, 2013 [2] Ngô Hồng Quang, Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500kV, NXB khoa học kỹ thuật, 2002 [3] Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, Giáo trình thiết kế cấp điện, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam, 2009 [4] Giáo trình Vật liệu an tồn điện, Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội [5] Giáo trình Cung cấp điện, Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội [6] PGS.TS Quyền Huy Ánh, Giáo trình Cung cấp điện, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật [7] Và số tài liệu tham khảo thông số trang wed: www.cadivi-vn.com Mục lục I.Thuyết minh 1.Tính tốn phụ tải điện 1.1.Phụ tải thơng thống làm mát , chiếu sáng • Trong xưởng sửa chữa khí cần phải có hệ thống thơng thống, làm mát nhằm giảm nhiệt độ phân xưởng trình sản xuất thiết bị động lực, chiếu sáng nhiệt độ thể người toả gây tăng nhiệt độ phòng Nếu khơng trang bị hệ thống thơng thống, làm mát gây ảnh hưởng đến suất lao động, sản phẩm, trang thiết bị, ảnh hưởng đến sức khoẻ công nhân làm việc phân xưởng Với mặt phân xưởng 864m2, ta trang bị 24 quạt trần (mỗi quạt 120W) quạt hút (mỗi quạt 80W);lấy hệ số cơng suất trung bình nhóm Tổng cơng suất thơng thống làm mát: Plm = 24.120 + 8.80 = 3520W • Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng đáp ứng yêu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng thị giác Ngoài độ rọi, hiệu chiếu sáng cịn phụ thuộc vào quang thơng, màu sắc ánh sáng, lựa chọn hợp lý chao chóp đèn, bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật mỹ quan Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo u cầu sau: + Khơng bị lố + Khơng có bóng tối + Phải có độ rọi đồng + Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày Tổng công suất chiếu sáng: Phân bố đèn: ta chọn 20 đèn LED phân bố theo diện tích phân xưởng thành hàng cột sau: Hình 1.1 Sơ đồ phân bố đèn phân xưởng 1.2 Phụ tải động lực: Phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải nhóm , tổng hợp phụ tải động lực Phân nhóm phụ tải sau: Nhóm 1: Tên thiết bị Số hiệu Ksd Cos φ P Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 3,69 Máy mài nhẵn phẳng 0,32 0,68 1,85 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 0,75 Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 12,3 Máy mài nhẵn phẳng 0,32 0,68 4,92 May khoan 10 0,27 0,66 0,74 Máy khoan 11 0,27 0,66 0,98 Máy ép 17 0,41 0,63 12,3 Cẩn trục 18 0,25 0,67 4,92 Máy khoan 19 0,27 0,66 0,98 Máy khoan 20 0,27 0,66 0,98 Máy ép nguội 22 0,47 0,7 49,22 Lị gió 27 0,53 0,9 4,92 Tổng 98,53 Nhóm 2: Tên thiết bị Số hiệu Ksd Cos φ P Máy tiện bu lông 0,3 0,65 2,71 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 4,92 Máy phay 0,26 0,56 1,85 Máy phay 0,26 0,56 3,45 Máy tiện bu lông 12 0,3 0,58 1,48 Máy tiện bu lông 13 0,3 0,58 3,45 Máy tiện bu lông 14 0,3 0,58 3,45 Máy tiện bu lông 15 0,3 0,58 3,7 Máy tiện bu lông 16 0,3 0,58 9,23 Máy ép nguội 23 0,47 0,7 67,67 Máy tiện bu lông 24 0,3 0,58 12,3 Máy tiện bu lông 25 0,3 0,58 16 Máy mài 26 0,45 0,63 2,46 Tổng 132,67 Nhóm 3: Tên thiết bị Số hiệu Ksd Cos φ P Máy khoan 29 0,27 0,66 1,48 Máy khoan 30 0,27 0,66 1,48 Máy xọc, (đục) 32 0,4 0,6 4,92 Máy ép quay 28 0,45 0,58 22,07 Máy ép quay 34 0,45 0,58 36,91 Máy tiện bu lông 35 0,32 0,55 1,85 Máy tiện bu lông 36 0,32 0,55 3,45 Máy tiện bu lông 37 0,32 0,55 5,54 Cẩn trục 21 0,25 0,67 16 Tổng 93,7 10 5000 1500 • Tính tốn điện trở nối đất : Cọc : n=18cái, dài l=5m Thanh : 11cái, 6x6m, 5x9m Diện tích: S=54m2 Tổng chiều dài thanh(L) 6x6 + 5x9 = 81 m Điện trổ suất cho; =100Ω.m Ta có cơng thức tính điện trở tản: Tính tốn: R = 0,9.100 = 3,16 Ω < Ryc = Ω Vậy phương pháp nối đất đạt u cầu Tính bù cơng suất phản kháng nâng cao hệ số công suất 5.1 Ý nghĩa việc bù công suất phản kháng Công suất phản kháng tiêu thụ động không đồng bộ, máy biến áp, đường dây tải điện nơi có từ trường u cầu cơng suất phản kháng giảm đến tối thiểu khơng thể triệt tiêu cần thiết để tạo từ trường, yếu tố trung gian cần thiết q trình chuyển hóa điện Cơng suất tác dụng P công suất tiến hành nhiệt máy dùng điện, cịn cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hóa máy điện xoay chiều, khơng sinh cơng Trong xí nghiệp cơng nghiệp, động khơng đồng tiêu thụ khoảng (65-75)%, máy biến áp (15-22)%, phụ tải khác (5-10)% tổng dung lượng công suất phản kháng u cầu Việc bù cơng suất phản kháng cho xí nghiệp, nhằm nâng cao hệ số công suất đến cosφ =(0,9-0,95) Nâng cao hệ số công suất cosφ biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng, hệ số công suất nâng lên đưa đến hiệu sau đây: + Giảm tổn thất công suất mạng điện Chúng ta biết tổn thất cơng suất đường dây tính: =∆P(P) +∆P(Q) Khi giảm Q ta giảm thành phần tổn thất ∆P(P) Q gây + Giảm tổn thất điện mạng: =∆U(P) +∆U(Q) Khi giảm Q ta giảm thành phẩn tổn thất ∆U(Q) Q gây + Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp: Khả truyền tải đường dây máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng, tức phụ thuộc vào dòng điện cho phép chúng: Biểu thức chứng tỏ với tình trạng phát nóng định đường dây máy biến áp (tức I=const) tăng khả truyền tải công suất tác dụng P chúng cách giảm công suất phản kháng Q mà chúng tải Vì giữ nguyên đường dây máy biến áp, cosφ mạng nâng cao (tức giảm lượng Q phải truyền tải) khả truyền tải chúng tăng lên Ngoài việc nâng cao hệ số cơng suất cosφ cịn đưa đến hiệu giảm chi phí kim loại màu, góp phần ổn định điện áp, tăng khả phát điện máy phát điện… 5.2 Tính tốn bù cơng suất phản kháng để cosφ mong muốn sau bù đạt 0,9 Ta có cơng thức xác định dung lượng bù là: Qb = P(tgφ1 - tgφ2) Trong đó: cosφ1: hệ số công suất ban đầu cosφ2: hệ số công suất mong muốn Hệ số công suất trước lúc nâng cosφ1=0,72 => Hệ số công suất mong muốn nâng cosφ2=0,9 => Vậy công suất cần bù xí nghiệp để nâng cao hệ số cơng suất xí nghiệp lên 0,9 là: Qb = P(tgφ1 – tgφ2) = 218,84.(0,96-0,48)= 105,04 kVAr Sau tính tốn ta chọn Tụ bù DLE- 3H125K6T có cơng suất 125kvar Dae Yeong thiết kế lắp ráp.( Bảng 6.7 trang 125, Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện tử Lê Hồng Quang) Và lắp đặt tủ phân phối phân xưởng 5.3 Xác định vị trí đặt tụ bù : Đối với phân xưởng sửa chữa khí cơng suất phân xưởng không lớn, công suất động không lớn nên không đặt bù tủ động lực, phân tán , tốn kém( chi phí cho tủ bù, cho tụ, cho bảo dưỡng sửa chữa) Hơn nữa, việc xác định dung lượng bù tối ưu cho tủ động lực khó khăn Ngồi tủ động lực phụ tải thơng thống làm mát tiêu thụ công suất phản kháng Như để đơn giản đặt tụ bù tập trung cạnh tủ phân phối 5.4 Đánh giá hiệu bù công suất phản kháng Sau sử dụng tụ bù công suất phản kháng, ta hệ số công suất cosφ mong muốn Nhưng thiết bị hoạt động không đồng thời nên giá trị cosφ thường xun thay đổi, cần phải tự động đóng cắt tụ bù đạt trị số yêu cầu giữ hệ số công suất Công suất biểu kiến phân xưởng sau bù : Ssaubù = Ptt + j( QN – Qb ) = 218,84 + j( 210,93 – 105,04 ) = 218,84 + j105,89 kVA Giá trị : Ssaubù = 243,11 kVA , nhận thấy nhỏ nhiều so với giá trị tính tốn ban đầu Như tiết diện chọn ban đầu đảm bảo điều kiện phát nóng Sau đặt bù , tổn thất điện đoạn dây từ nguồn tới biến áp , từ biến áp tới tủ phân phối máy biến áp giảm Các tổn thất tính sau : Trên đoạn N – BA : = r0 =0,62 kWh Trên đoạn BA – PP : kWh Trong máy biến áp : (2.500+ =9217,37kWh Với ==27,88 Ω Vậy hao tổn điện sau bù : ∆Asb = 0,62+2087,86+9217,37 =11305,85 kWh Tổn thất điện trước bù : ∆Atb = 5975,2 kWh Lượng điện tiết kiệm sau bù : δ A = ∆Atb - ∆Asb = 5975,2-11305,85= 5330,65 kWh Số tiền tiết kiệm năm : δ δ C = A.c∆ =5330,65 1000 =5,33.106 đ/năm Vốn đầu tư ban đầu cho tụ bù : Vbù = vobù.Qbù = 637.111,61.103 = 71.106 đ Chi phí qui đổi : Zbù = p.Vbù = 0,174.71.106 =12,35.106 đ Với p : hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn khấu hao thiết bị ,lấy p= 0,174 Như việc đặt tụ bù có đem lại hiệu kinh tế không cao Các thiết bị hoạt động khơng đồng thời cần cho tụ bù vào hoạt động thích hợp để đem lại hiệu kinh tế cao Tính tốn nối đất chống sét 6.1 Tính tốn nối đất Nối đất an toàn cho cac thiết bị nhà xưởng thực tương tự nối đất cho TBA Vỏ thiết bị nhóm nối hình tia đến dây nhánh, dây nhánh nối tới dây chạy nhà xưởng tạo thành vịng kín, gọi vành đai tiếp đất Lấy điểm đối xứng qua tâm vịng kín nối với đỉnh chữa nhật chéo bãi tiếp địa 6.2.Tính tốn chọn thiết bị chống sét • Chọn kim thu sét Kim thu sét Stormaster ESE30 công ty Lightning Protection International Pty Ltd (gọi tắt “LPI”)Australia, đạt tiêu chuẩn NFC17-102 (French National Standard) Pháp Thông số: (catalog kèm theo) Ở mức bảo vệ cao nhất: bán kính bảo vệ đạt 48m, giả sử nhà xưởng cao từ 610m • Bố trí đặt kim thu nhà xưởng dài 36m, cách 20 m, (cách biên 8m) • Theo sơ đồ cơng thức trang 193, 194 Giáo trình cung cấp điện – ĐHCNHN ta có: + Phạm vi bảo vệ hẹp theo bề ngang: 2bx = 4.rx.(m) = 4.48 = 221,9 (m), lớn bề ngang nhà xưởng : 24m Với a: khoảng cách cột (m) ha: chiều cao kim thu (m) rx: bán kính bảo vệ kim thu + Độ võng thấp bảo vệ : ho = h – a/7 (m) h: chiều cao tới đỉnh kim thu a: khoảng cách kim thu Đặt kim thu lên cọc cao 3m, nhà xưởng cao 9m, kim thu cao 0,34m Ta có: ho = (9+3+0,34) – 20/7 = 9,48 (m), lớn độ cao nhà xưởng 9m Vậy hệ thống thu sét đảm bảo yêu cầu • Hệ thống nối đất: Điện trở yêu cầu nối đất chống sét phải nhỏ 10Ω Thực bãi tiếp địa riếng rẽ, kết cấu bãi tiếp địa bãi tiếp địa TBA Dự tốn cơng trình STT Tên MBA Cáp ĐL Mã SP 160kVAABB XLPE240 PVC-300 PVC-1,5 PVC-2,5 PVC-4 PVC-6 PVC-70 PVC-25 PVC-10 PVC-35 PVC-50 Số lương Giá Tiền TB x1(x106đ) Thành tiền (x106đ) 150 300 200 12 324 23 10 14 10 16 18 12 0,5 0,637 0,0037 0,0062 0,009 0,0135 0,144 0,054 0,0225 0,74 0,1 100 7,64 1,2 0,14 0,09 0,19 1,44 0,86 0,41 8,88 0,6 DCl Máy cắt Sứ cách điện Cầu trì tự rơi Chống sét van Thanh 10 Aptomat 11 12 13 14 15 PПHД – 35/600 HVF604ABB OФ – 35 – 750 C730233PB 7 250 250 30 (5tủ x3pha x2) 0,008 0,24 1,2 3,6 3EA1 6,3 18,9 TPP ĐL+CS TPP ĐL+CS 15 10 1,15 2,16 8,04 12,7 Thiết bị 45 0,38 0,14 4,02 1,2 Chi tiết phần DLE1 3H125K6T Kim thu sét ESE30 Thiết bị đo Chi tiết phần lường Tủ bù 14,025 2,4 2,4 8,4 16,8 20 Đèn LED 20 0,5 10 Quạt Trần+ Hút 32 32 Tổng 830,465 II Bản vẽ 1.Sơ đồ mạng điện mặt phân xưởng với bố trí tủ phân phối, thiết bị; Sơ đồ nguyên lý mạng điện có rõ mã hiệu cấc tham số thiết bị chọn; Sơ đồ tram biến áp: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt mặt cắt trạm biens áp; Sơ đồ tủ phân phối, sơ đồ chiếu sáng sơ đồ nối đất; Bảng số liệu tính tốn mạng điện: phụ tải, so sánh phương án; giải tích chế độ xác lập mạng điện dự tốn cơng trình ... tiên Muốn làm điều hệ thống cấp điện cho đối tượng nhỏ phải thiết kế chi tiết, cụ thể, đạt chuẩn đại Do đó, nhóm em chọn đề tài ? ?Thiết kế hệ thống cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí”, đề tài... Với phân xưởng nên áp dụng sơ đồ hình tia thiết bị tập trung Các phương án nêu chi tiết Để cung cấp điện cho động máy công cụ, xưởng dự định đặt tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp cấp điện cho. .. với hệ thống cấp điện, tiêu chuẩn thiết kế, an toàn điện rèn luyện kỹ tính tốn, lựa chọn thiết bị điện, nâng cao kỹ làm việc nhóm Sử dụng kiến thức học để thiết kế hệ thống cấp điện chi tiết