THIẾT kế cấp điện CHO PHÂN XƯỞNG sửa CHỮA cơ KHÍ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN MÔN Thiết kế hệ thống cung cấp điện ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN “THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ” GVHD Phạm Trung Hiếu A Dữ liệu phục vụ thiết kế Mặt bằng bố trí thiết bị của phân xưởng A B C D E 1 2 3 4 5 6 7 6000 24000 mm 6000 36000 34 28 27 8 17 1 19 20 9 10 2 29 30 3 11 22 35 36 37 21 18 38 32 33 39 41 40 42 43 44 45 23 12 4 13 5 14 15 6 16 7 24 25 26 31 Ký hiệu và công suất đặt của thiết bị trong nhà xưởng Thiết bị trên sơ.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN MÔN : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN: “THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ” GVHD: Phạm Trung Hiếu A Dữ liệu phục vụ thiết kế - Mặt bố trí thiết bị phân xưởng: A C B 6000 24000 mm E D 600 27 28 34 17 19 20 10 29 360 00 11 22 18 30 12 4 32 23 13 21 5 33 39 40 26 44 41 45 42 43 31 - Ký hiệu công suất đặt thiết bị nhà xưởng: Thiết bị sơ đồ mặt Tên thiết bị Hệ số ksd Công suất đặt (kW) Cosφ 1; Máy mài nhẵn tròn 0,35 3i+10i 0,67 2; Máy mài nhẵn phẳng 0,32 1,5i+4i 0,68 3; 4; Máy tiện bu lông 0,3 0,6i+2,2i+4i 0,65 6; Máy phay 0,26 1,5i+2,8i 0,56 10; 11; 19; 20; 29; 30 Máy khoan 0,27 0,6i+0,8i+0,8i+ 0,8i+1,2i+1,2i 0,66 12; 13; 14; 15;16; 24; 25 Máy tiện bu long 0,30 1,2i+2,8i+2,8i+3i+ 7,5i+10i+13i 0,58 17 Máy ép 0,41 10i 0,63 18; 21 Cẩn trục 0,25 4i+13i 0,67 22; 23 Máy ép nguội 0,47 40i+55i 0,70 26; 39 Máy mài 0,45 2i+4,5i 0,63 27; 31 Lò gió 0,53 4i+5,5i 0,9 28; 34 Máy ép quay 0,45 22i+30i 0,58 32 ; 33 Máy xọc, (đục) 0,4 4i+5,5i 0,60 35; 36; 37; 38 Máy tiện bu lông 0,32 1,5i+2,8i+4,5i+5,5i 0,55 40; 43 Máy hàn 0,46 28i+28i 0,82 41; 42; 45 Máy quạt 0,65 5,5i+7,5i+7,5i 0,78 44 Máy cắt tơn 0,27 2,8i 0,57 - i tính - Nguồn cấp điện cho nhà xưởng lấy từ đường dây 22kV cách nhà xưởng 200m - Điện trở suất vùng đất xây dựng nhà xưởng đo mùa khô ρđ = 100Ωm B Nhiệm vụ cần thực I Thuyết minh Tính tốn phụ tải điện 1.1 Phụ tải chiếu sáng 1.2 Phụ tải thông gió làm mát 1.3 Phụ tải động lực: phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải nhóm, tổng hợp phụ tải động lực 1.4 Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng 1.5 Nhận xét đánh giá Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 2.2 Các phương án cấp điện cho phân xưởng (3 đến phương án, sơ chọn tiết dây dẫn, tính tốn loại tổn thất mạng điện) 2.3 Đánh giá lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện 3.1 Tính tốn ngắn mạch 3.2 Chọn kiểm tra dây dẫn 3.3 Chọn kiểm thiết bị trung áp (dao cách ly, cầu chảy, chống sét van, v.v…) 3.4 Chọn thiết bị hạ áp (loại tủ phân phối, cái, sử đỡ, thiết bị chuyển mạch tay tự động đóng/cắt nguồn tự động, aptomat/cầu chảy, khởi động từ v.v…) 3.5 Chọn thiết bị đo lường: máy biến dịng, ampe mét, vol mét, cơng tơ v.v 3.6 Kiểm tra chế độ mở máy động 3.7 Nhận xét đánh giá 1.1.1 Thiết kế trạm biến áp 4.1 Tổng quan trạm biến áp 4.2 Chọn phương án thiết kế xây dựng trạm biến áp 4.3 Tính tốn nối đất cho trạm biến áp 4.4 Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt trạm biến áp sơ đồ nối đất TBA 4.5 Nhận xét Tính bù cơng suất phản kháng nâng cao hệ số công suất 5.1 Ý nghĩa việc bù cơng suất phản kháng 5.2 Tính tốn bù cơng suất phản kháng để cosφ mong muốn sau bù đạt 0,9 5.3 Đánh giá hiệu bù công suất phản kháng 5.4 Nhận xét đánh giá Tính tốn nối đất chống sét 6.1 Tính tốn nối đất 6.2 Tính chọn thiết bị chống sét 6.3 Nhận xét đánh giá Dự tốn cơng trình 7.1 Kê danh mục thiết bị 7.2 Lập dự toán cơng trình Nhận xét đánh giá Kết luận II Bản vẽ 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 tham số thiết bị chọn; Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến 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 LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, xu hội nhập, q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước diễn cách mạnh mẽ Trong q trình phát triển đó, điện đóng vai trị quan trọng Nó dạng lượng đặc biệt, có nhiều ưu điểm như: dễ chuyển hóa thành dạng lượng khác( năng, hóa năng, nhiệt năng…), dễ dàng truyền tải phân phối… Do ngày điện sử dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực đời sống, Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ kinh tế, đời sống xã hội ngày nâng cao, nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ,… tăng lên không ngừng Để đảm bảo nhu cầu to lớn đó, phải có hệ thống cung cấp điện an toàn tin cậy Với: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí”, sau thời gian làm đồ án, hướng dẫn thầy giáo tài liệu tham khảo Đến nay, em hoàn thành nội dung đồ án mơn học Do trình độ thời gian có hạn nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo, giúp đỡ thầy cô để làm em hoàn thiện Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chun mơn, đáp ứng nhiệm vụ cơng tác sau Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực hiện: Đỗ Văn Sơn I Thuyết minh 1.Tính tốn phụ tải điện 1.2 Phụ tải chiếu sáng 1.2.1 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng 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 cịn phụ thuộc vào quang thơng, màu sắc ánh sáng, lựa chọn hợp lý bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế mỹ quan hoàn cảnh Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo u cầu sau: - Khơng bị lố mắt - Khơng lố phản xạ - Khơng có bóng tối - Phải có độ rọi đồng - Phải đảm bảo độ sáng đủ ổn định - Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục chiếu sáng kết hợp ( kết hợp cục chung ) Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc xác, nơi mà thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng không tạo bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp Chọn loại bóng đèn chiếu sáng gồm loại: bóng đèn sợi đốt bóng đèn huỳnh quang Các phân xưởng thường dung đèn huỳnh quang đèn huỳnh quang có tần số 50Hz thường gây ảo giác không quay cho động không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động Do người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho phân xưởng sửa chữa khí Việc bố trí đèn đơn giản, thường bố trí theo góc hình vng hình chữ nhật Ta chọn loại đèn Metal Halide có hiệu suất sáng lớn số hồn màu cao, phù hợp với chiếu sáng công nghiệp Chọn loại đèn có thơng số sau: P = 150W, quang thơng Φ = 11250 lm, loại chóa chiếu sâu, vỏ nhơm, có bóng Chọn chiều cao treo đèn (khoảng cách từ trần đến đèn) 1m, chiều cao làm việc 0,8m, ta tính độ cao treo đèn tính tốn là: Htt = 7-1-0,8 = 5,2m Ta tính số phịng i: I = 2,8 Ta xác định hệ số sử dụng CU = 92% Ta chọn : Môi trường sử dụng trung bình chế độ bảo trì 12 tháng Hệ số mát ánh sáng: LLF = 0,61 Hệ số mát ánh sáng xác định theo biểu thức: LLF = LLD.LDD.BF.RSD đây: LLD hệ số suy hao quang thông theo thời gian sử dụng, LDD hệ số suy hao quang thông bụi, BF hệ số cuộn chấn lưu, RSD hệ số suy hao phản xạ phòng bụi Độ rọi yêu cầu: Eyc = 150lx (phân xưởng lắp ráp khí chi tiết trung bình – nhỏ) · Tính số đèn sử dụng Phân bố đèn: ta chọn 20 đèn phân bố theo diện tích phân xưởng thành hàng cột sau: 10 sét van Siemens chế tạo có thơng số sau: Bảng 16: chọn thiết bị chống sét van Loại 3EA1 Vật liệu SiC Uđm kV 24 Dòng điện Vật liệu vỏ Nhựa - Chọn cầu chì: điều kiện để chọn cầu chì cho mạng cao áp +UđmCC Uđmmạng=22(kV); +IđmCC Ilvmax= ==29,4(A); Tra bảng B.3.6 trang 277 thông số kĩ thuật cầu chì cao áp Siemens chế tạo sách giáo trình thiết kế cung cấp điện ta có bảng sau Bảng 17: Chọn cầu chì cao áp Loại cầu chì Uđm(kV) Iđm(A) Icắt (kA) 3GD1 406-3B 24 32 31.5 N Icăt min(A) Tổn hao công suất (W) 270 50 Số lượng Chọn dao cách ly: dao cách ly có tác dụng cách ly phần không mang điện phần mang điện đồng thời tạo khe hở người sửa chữa yên tâm sửa chữa Dao cách ly khơng có phận dập hồ quang nên tuyệt đối khơng sử dụng đóng cắt có tải Điều kiện chọn dao cách ly: +UđmDCL Uđmmạng=22(kV); +IđmDCL Ilvmax= Tra bảng 2.30 trang 126 sổ tay lựa chọn thiết bị tác giả Ngô Hồng Quang, dao cách ly trung áp đặt nhà công ty thiết bị Đông Anh chế tạo Bảng 18: Chọn dao cách ly cao áp Loại Điện (kV) DT24/20 24 áp Dòng điện (A) 200 Dòng ngắn mạch (kA) 20 Dòng Số lượng điện ổn định nhiệt(kA) 41 Máy căt liên lạc: Chọn máy căt liên lạc 22kV Dòng qua MCLL dòng cung cấp cho phụ tải phân đoạn bị điện Dòng qua MCLL điều kiện nặng nề trường hợp điện nguồn,đường dây lại cung cấp điện cho đồng thời MBA thiết bị cao áp nói vào phải làm việc chế độ tải Điều kiện chọn MCLL +UđmDCL Uđmmạng=22(kV); IđmDCL Ilvmax= Tra bảng ta chọn máy cắt chân không trung áp đặt nhà siemens chế tạo bảng 5.20 trang 314 sổ tay lựa chọn thiết bị tác giả Ngô Hồng Quang Bảng 19: Chọn máy cắt liên lạc Loại 3AH1 Uđm(kV) 24 Iđm(A) 880-2500 IN(kA) 20 Số lượng - Chọn cáp trung áp 22 (kV) trạm biến áp Imax = Sttpx/(*U)=16,7 (A) Fkt = Imax/Jkt = 16,7/1,1 = 15,2 (mm2) Chon cáp AC 35 có F = 55,38 (mm ) (ro = 0,85 Ω/km; xo = 0,403 Ω/km) ΔU = 8,25 (V) > 5%U - Chọn máy cắt hợp trung áp Icb = Stt/(*Udm) = 1043,1/(*22) = 27,4 A Chọn máy cắt 24kVloại 3AF ABB chế tạo Bảng 20: Chọn máy cắt hợp trung áp Udm (kv) Idm(A) Imax (kA) 24 630 31,5 Xht = Utb.Utb/Scdm = (23*23)/(22*12,5) = 1,11 (Ω) In3s (kA) 12,5 Zd = 0,17 +j0,0806 (Ω) In = Utb/(Zn) = 11,04 (kA) Bảng 21: Kiểm tra máy cắt Điện áp định mức(kV) UdmMC = 24> UdmLD = 22 42 Dòng điện định mức(A) Dòng ngắn mạch(kA) Công suất cắt định mức ổn định nhiệt (kA) IdmMC = 630 > Icb = 27,26 Icdm = 12,5 > In = 11,04 Scdm = 476,3 > 420,6 Iddn = 31,5 > 28,1 3.4 Chọn thiết bị hạ áp - Chọn dẫn chính: 8010=800 (mm2) ; Icp=1900(A) - Chọn dẫn tủ 2,3,4,5,6 : 505=250(mm2); Icp=860(A) Dự định đặt pha cách 15cm, đặt sứ khuy tủ cách 70cm Momen chống uốn 8010 đặt đứng ; Với ;tqd=0,5 ; F=8010=800 > Vì thỏa mãn Làm tương tự với cịn lại ta có: Ftt=6,9 kG; M=48,35 kG.Cm; W=0,208 (cm3); ; ;F=505=250>=139,96 Chọn aptomat liên lạc Ap3: trạm bị cố 1MBA phụ tải nhà xưởng cung cấp điện thông qua ATM liên lạc: Điều kiện để chọn:UđmA Uđmmạng =400(V); IđmA Ilvmax==1499(A); INA IN1=16,5(kA) dựa vào điều kiện ta chọn thiết bị bảng sau: ATM kiều hộp Merlin Gerin chế tạo Bảng 22: Chọn ATM liên lạc Kiểu Uđm(V) Iđm(A) INmax(kA) Số cực Số lượn g CM1600 690 1600 50 3,4 N - Chọn aptomat đầu máy biến áp Ap1 ;Ap2 Aptomat Ap4;ap5;Ap6;Ap7;Ap8;Ap9 : +UđmA Uđmmạng =400(V); +IđmA Ilvmax==1616,6(A); 43 + INA IN1=16,5(kA) dựa vào điều kiện ta chọn thiết bị bảng sau: ATM kiều hộp Merlin Gerin chế tạo Bảng 23: Chọn ATM đầu máy biến áp Kiểu Uđm(V) CM2000 690 N Iđm(A) INmax(kA) Số cực 2000 50 3,4 Số lượn g - Chọn aptomat cho thiết bị phân xưởng sửa chữa khí: Điều kiện : +UđmA Uđmmạng=0,4(kV); +IđmA Ilvmax ; +INA INi dựa vào bảng phân nhóm phụ tải ta có số liệu I lvmax thiết bị ta phân thành hai nhóm sau: Chọn aptomat hãng LS sản xuất Bảng Thiết bị sơ đồ mặt 2;3;6;10;1 1; 12;19;20;2 9; 30;35;26; thơng gió làm mát ánh sáng 1;4;8;27;1 3; 14;44; 5;7;9;18;3 6; 15;31 32;33;37;3 9; 41;42;45 17;16;15;3 21;24;25 24: Chọn ATM cho thiết bị phân xưởng Loại Iđm (A) Uđm(V) IN(kA) Số cực Số ATM lượng ABN53c 10 400 18 14 ABN53c 15 400 18 ABN53c 20 400 18 ABN53c 30 400 18 ABN53c 50 400 18 ABN103 75 400 22 44 28;40;43; 34 23 c ABN203 c ABN203 c ABN203 c 150 400 30 3 175 400 30 250 400 30 Chọn sứ đỡ cho cái: điều kiện chọn UđmsứUđmmạng=24(kV); Iđmsứ Ilvmax chọn sứ đỡ cho nên ta không quan tâm đến Iđm mà quan tâm đến điện áp chúng: Tra bảng ta chọn sứ đứng CD429 hay gọi sứ cách điện trung sử dụng làm sứ đỡ đường dây trạm biếnáp24kV Sứ đứng (sứ cách điện đứng) làm vật liệu gốm cách điện có độ bền nhiệt cao chịu điều kiện khí hậu khắc nghiệt sứ đứng (sứ cách điện đứng) dùng điều kiện khí hậu bình thường, vùng sương muối vùng khí hậu nhiễm bẩn Màu sắc sứ đứng (sứ cách điện đứng): màu trắng Thông số sứ đứng 24kV sau: - Tiêu chuẩn áp dụng: IEC720-1981, TCVN 4759-1993 - Điện áp định mức (kV): 24 - Chiều dài đường rò (mm): ≥ 429 - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp khô phút (kV): ≥ 75 - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp ướt phút (kV): ≥ 55 - Điện áp chịu đựng xung sét (kV): ≥ 125 - Điện áp đánh thủng tần số 50Hz (kV): ≥ 160 - Tải trọng phá hủy khí (daN): ≥ 1300 45 3.5 Chọn thiết bị đo lường Chọn máy biến dịng - Tính dịng máy máy theo công thức Bảng 25: Chọn máy biến dịng Thiết bị Uđm(kV) Iđm(A)sơ Cấp cấp xác lõi thép TH-35M 35 0.5 P 800 Phụ tải thứ cấp Số định mức lượng Cấp Cấp chính xác 0,5 xác 0.8 3.6 Nhận xét đánh giá Việc lựa chọn thiết bị mạng điện dựa tiêu chí kỹ thuật ,giá thành dễ dàng việc mua thiết bị Thiết kế trạm biến áp 4.1 Tổng quan máy biến áp: Máy biến áp hay máy biến thế, gọi gọn biến áp, thiết bị điện thực truyền đưa lượng tín hiệu điện xoay chiều mạch điện thông qua cảm ứng điện từ Máy biến áp gồm có cuộn dây sơ cấp hay nhiều cuộn dây thứ cấp liên kết qua trường điện từ Khi đưa dòng điện với điện áp xác định vào cuộn sơ cấp, tạo trường điện từ Theo định luật cảm ứng Faraday trường điện từ tạo dòng điện cảm ứng cuộn thứ cấp Để đảm bảo truyền đưa lượng bố trí mạch dẫn từ qua lõi cuộn dây Vật liệu dẫn từ phụ thuộc tần số làm việc  Ở tần số thấp biến áp điện lực, âm tần dùng vật liệu từ mềm có độ từ thẩm cao thép silic, permalloy, mạch từ khép kín lõi ghép chữ E, chữ U, chữ I [1]  Ở tần số cao, vùng siêu âm sóng radio dùng lõi ferrit khép kín mạch từ Ở tần số siêu cao vùng vi sóng sóng truyền hình, có biến áp dùng lõi khơng khí thường khơng khép mạch từ Tuy 46 nhiên quan hệ điện từ chúng khác với hai loại nói trên, khơng coi biến áp thật Các cuộn sơ cấp thứ cấp cách ly hay nối với điện, dùng chung vịng dây biến áp tự ngẫu Thơng thường tỷ số điện áp cuộn thứ cấp với điện áp cuộn sơ cấp tỷ lệ với số vòng quấn, gọi tỷ số biến áp Khi tỷ số >1 gọi tăng thế, ngược lại ∆P giảm ->∆A giảm b) Làm giảm tổn thất điện áp phần tử mạng: ∆U = + = ∆U(p) + ∆U(q) C, tăng khả truyền tải phần tử I= Trong công suất tác dụng đại lượng xác định công suất làm hay lượng truyền tải đơn vị thời gian, cơng suất S Q không xác định công làm hay lượng truyền tải đơn vị thời gian Nhưng tương tự khái niệm công suất tác dụng kỹ thuật điện ta quy ước cho công suất phản kháng ý nghĩa tương tự coi cơng suất phát ra, tiêu thụ truyền tải đại lượng quy ước gọi lượng phản khánh Wp -> Q = Wp/t (VArh) Xác định cơng suất phản kháng cần bù Ta có : Qb∑ = Ptb(tg Trong : Ptb _ cơng xuất tác dụng trung bình phân xưởng tg(hệ số trước bù) tg(hệ số trước sau bù) 50 ta có Ptt = 588,66( KW) Cos = 0,68 suy tg = 1,08 Cos = 0,9 suy tg0.48 Thay số liệu vào cơng thức ta có: Qb∑ = 588,66 (1,08 – 0,48) = 353,196(kva) Tính tốn nối đất chống sét 6.1 Tính tốn nối đất Tính tốn nối đất cho phân xưởng khí hạ áp có nguồn cấp lớn 100(KVA) nên theo quy phạm giáo trình an tồn điện ta cần phải tính tốn điện trở nối đất đạt u cầu :Ryc ≤ 4(Ω) Dự kiến dùng điện cực hỗn hợp gồm 30 cọc thép góc 60x60x60 dài 2,5 (m) chơn thẳng đứng xuống đất theo mạch vịng hình chữ nhật, cọc cách khoảng a = 5(m) Thanh ngang dùng thép dẹt 40x5(mm) chôn độ sâut t = 0,8(m) Hình 5: sơ đồ bố trí cọc Vậy ta áp dụng cơng thức : Điện trở cọc: R Rc chiều dài cọc l = 2,5(m) 51 độ chôn sâu cọc tc = tt + = 0,8 + 1,25 = 2,05(m) d = 0,95b = 0,9560 = 57(mm)= 0,057(m) p=pdkm = 1002 = 200 (m) ( lấy k=2 dựa vào bảng 5.2 giáo trình ATD) Thay vào cơng thức ta có: Rc = Điện trở Rt= T=0,8(m) P=pdkm=1001,6=1,6102(Ωm) Lấy km=1,6 d===20(mm)=0,002(m) l=530=150(m) nối 20 cọc với nhau, cọc cách a=5(m) k=f()==1,5 tra bảng 5.3 K=5,81 thay vào công thức ta có: Rt=)=4,44(Ω) Mặt khác ta có số cọc 20 =2 Suy ta tra nc=0,64 nt=0,32 Điện trở điện cực hỗn hợp: R===3,54