BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN ĐỀ TÀI Thiết kế cấp điện cho phân xưởng cơ khí

Tiểu Luận Pro(123docz.net) TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ====o0o==== BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN ĐỀ TÀI: Thiết kế cấp điện cho phân xưởng khí Giáo viên hướng dẫn: Ninh Văn Nam Họ tên: Nguyễn Quốc Đạt Mã Sv: 2018602437 Lớp Điện3-K13 Hà nội 2021 Tiểu Luận Pro(123docz.net) Mục Lục Lời nói đầu Chương I: TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 1.1 Yêu cầu mục đích 1.2 Trình tự thiết kế Chương : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA NHÀ MÁY 12 2.1 Khái quát chung 12 2.2 Phụ tải phân xưởng 13 2.3 Tính tốn phụ tải tồn nhà máy Chương 3: SƠ ĐỒ ĐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN 14 16 3.1 Nhánh dạng kín 16 3.2 Các phương án dây 17 Chương 4: LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 22 4.1 Khái quát chung 22 Chọn máy biến áp 4.1.1 Vị trí đặt MBA 22 22 4.1.2 Chọn số lượng, dung lượng MBA 4.2 Chọn tiết diện dây dẫn 23 25 4.2.1Chọn cáp từ Tủ Phân Phối tới phân xưởng 25 4.2.2.Chọn cáp từ MBA đến TPP 26 Chương KIỂM TRA CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 5.1 Kiểm tra điều kiện sụt áp ∆𝑼 điều kiện làm việc bình thường 5.2 Tổn thất cơng suất ∆𝑷 5.3 Tổn thất điện Chương TÍNH TỐN NỐI ĐẤT 6.1 Tác dụng việc nối đất an toàn nối đất 6.1.2 Cách thực nối đất 6.2 Tính tốn nối đất 6.2.1 Tính tốn nối đất tự nhiên 6.2.2 Tính tốn nối đất nhân tạo 6.3 Áp dụng tính tốn thực tế với chúng em 31 31 32 33 34 34 35 35 35 37 40 Chương 7: TÍNH TỐN DUNG LƯỢNG BÙ 44 Chương DỰ KIẾN CƠNG TRÌNH ĐIỆN 47 Tiểu Luận Pro(123docz.net) CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ CÔNG THƯƠNG Độc lập - Tự - Hạnh phúc TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Số : 12………………… Họ tên sinh viên: Nguyễn Quốc Đạt Lớp: Điện MSV: 2018602437 Khoa: Điện Giáo viên hướng dẫn: Ninh Văn Nam NỘI DUNG Nhà máy có Sơ đồ địa lý khoảng cách chúng hình vẽ: 120m 260m 2.Nguồn điện(N) nguồn cung cấp: Điện áp định mức: Uđm = 10 kV Phụ tải: Số liệu tính tốn phụ tải cho bảng Tên phân xưởng Pdl (KW) Cosj phân xưởng 60 0,76 18x30 phân xưởng 80 0,78 25x60 phân xưởng Theo tính tốn Theo tính tốn 30x60 phân xưởng 100 0,65 25x40 phân xưởng 120 0,76 35x50 phân xưởng 90 0,78 15x30 - Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax= 5000, Ksd = 0,2 Diện tích m Tiểu Luận Pro(123docz.net) Số liệu phân xưởng phân xưởng Tờn thiết bị Pdm (KW) Cos j Số lượng Máy 2,8 0,76 Máy 6,8 0,65 Máy 10,6 0,65 Máy 5,6 0,68 Máy 8,5 0,62 Máy 4,5 0,79 Máy 7,8 0,68 Máy 3,4 0,62 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Xác định phụ tải tính tốn nhà máy Xác định sơ đồ nối dây mạng điện Lựa chọn phương án tối ưu Lựa chọn thiết bị điện phương án tối ưu: Xác định tham số chế độ mạng điện: ΔU, ΔP, ΔA, U2 … Tính tốn nối đất cho trạm biến áp (với đất cát pha), Tính tốn dung lượng bù để cải thiện hệ số công suất lên giá trị cosϕ2 = 0,95 Bản vẽ: Sơ đồ mặt mạng điện nhà máy Sơ đồ hai phương án – bảng tiêu kinh tế-kỹ thuật Sơ đồ nguyên lý phương án tối ưu toàn mạng điện GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ninh Văn Nam Tiểu Luận Pro(123docz.net) Lời nói đầu Khi thiết kế cung cấp điện cho cơng trình nhiệm vụ xác định phụ tải điện, phụ tải gọi phụ tải tính tốn Người thiết kế phải biết phụ tải tính tốn để chọn loại thiết bị điện như: máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, bảo vệ….để tính tốn tổn thất cơng suất, điện áp để chọn thiết bị bù… Như phụ tải tính tốn số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện, phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất số lượng máy, chế độ vận hành chúng, quy trình cơng nghệ sản phẩm, trình độ vận hành cơng nhân…Vì xác định xác phụ tải tính tốn nhiệm vụ quan trọng, phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có dẫn tới cháy nổ nguy hiểm Nếu phụ tải tính tốn xác định lớn phụ tải thực tế thiết bị điện chọn lớn so với yêu cầu gây lãng phí Do tính chất quan trọng nên từ trước đến có nhiều cơng trình nghiên cứu có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính tốn Song phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố trình bày nên chưa có phương pháp hồn tồn xác tiện lợi Những phương pháp đơn giản, tính tốn thuận lợi thường có kết khơng xác Ngược lại, nâng cao độ xác, lại phương pháp tính phức tạp Vì vậy, tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương án tính cho thích hợp Sau em trình bày số phương án xác định phụ tải tính tốn thường dùng thiết kế hệ thống cung cấp điện Tiểu Luận Pro(123docz.net) Chương I: TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 1.1 Yêu cầu mục đích Phân xưởng 3: S= 30x60 (m2) Chọn độ rọi Eyc = 500Lx Ta giả sử thông số cần thiết: Phân xưởng có chiều cao trần H=7m Hệ số phản xạ là: Mục đích thiết kế chiếu sáng đưa phân bố chiếu sáng hợp lý đảm bảo chi tiết kĩ thuật, đáp ứng nhu cầu tiện nghi ánh sáng thẩm mĩ không gian thiết kế Nội dung toán thiết kế chiếu sáng sau: - Thiết kế sơ bộ: qua nghiên cứu không gian thường gặp, hội chiếu sáng quốc tế đưa khơng gian tiêu chuẩn hình hộp để cách tính tồn thực nghiệm đưa bảng tiêu chuẩn bảng tra - Thiết kế sơ đưa phương pháp chiếu sáng, cấp số lượng đèn Đưa tổng quang thông cần cấp chọn loại đèn đáp ứng nhu cầu chất lượng với lưới bố trí đèn Thường bố trí đèn hình chữ nhật với chiều cao đèn ấn định, bước thực nhiều phương án để so sánh cân nhắc chọn phương án tối ưu để tiếp tục tính tốn Ở yếu tố thẩm mĩ cũnng cân nhắc thiết kế chiếu sáng - Kiểm tra thiết kế: bước cần phải thực việc tính tốn để tìm độ rọi trần tường mặt phẳng làm việc cách xác Sau dùng kết tính tốn để kiểm tra theo tiêu chuẩn đặt yêu cầu tiện nghi ánh sáng Tiểu Luận Pro(123docz.net) 1.2 Trình tự thiết kế 1.2.1 Thiết kế sơ đèn a, Xác định cấp chiếu sáng đèn B1: Theo đề ta có Dài a=60 m , rộng b=30m, cao H=7 m Độ rọi Eyc=500 Lx Hệ số phản xạ: B2: Theo TCVN 7114:2000 độ rọi yêu cầu Eyc=500 Lx phân xưởng lắp ráp máy có cấp quan sát mức B-C B3: Chọn loại đèn Việc chọn loại đèn phụ thuộc vào yếu tố: - Phù hợp độ rọi yêu cầu với nhiệt độ màu đèn theo biểu đồ Kioff - Chỉ số hoàn màu phải đáp ứng yêu cầu chất lượng ánh sáng cho cơng việc diễn phịng - Tính kinh tế: hiệu suất phát quang Dùng đèn Metal halide có : = 27000 Lm B4: Sơ bố trí đèn + Bố trí đèn: -Tổ chức lưới hình chữ nhật trần -Giá trị m,n,p định đến việc bố trí đồng ánh sáng + Số đèn tối thiểu cho không gian Nmin Chọn khoảng cách từ đèn đến trần h’=0,5 m => h = H - h’ – 0,85 = 5,65 m Ta có số treo đèn j = ; số phịng 𝑘= 𝑎×𝑏 𝐻×(𝑎+𝑏) Tiểu Luận Pro(123docz.net) =2,85 m Để đảm bảo độ rọi mặt phẳng làm việc đối vs loại đèn C: 𝑛 ℎ 𝑚𝑎𝑥 = 1,3 => nmax =1,3 h = 1,3 5,65 = 7,3 m Tiểu Luận Pro(123docz.net) Số tối thiểu theo cạnh a: 𝑎 𝑁𝑎 = = 60 = 8,2 =>> chọn đèn nmax 7,3 Số tối thiểu theo cạnh b: 𝑏 𝑁𝑏 = = 30 = 4,1 =>> chọn đèn nmax 7,3 Số lượng đèn tối thiểu nhà xưởng là: Nmin = 9.5=45 B6: Tính quang thơng tổng cần cấp : ɸtt Quang thông tổng thông số quan trọng dùng làm sở tính số đèn lưới phân bố - Tính quang thơng tổng cần cấp: Eyc S.δdt ηd kld ɸtt = , chọn δdt= 1,3 hệ số dự trữ ksd=0,2 đầu cho, theo k=2,85m 🡺 chọn kld=0.595(hệ số lợi dụng quang thông) hiệu suất đèn η =0.58 =>> ɸtt = 3390321 lm -Số đèn cần đặt: ɸtt N=𝑛.ɸbd - = 3390321 27000 = 125,6 =>> chọn 128 đèn Vì kích thước phân xưởng hình chữ nhật 60x30 mà có 16x8 đèn.Nên ta lấy theo phương a 16 theo phương b Gọi n khoảng cách đèn theo chiều rộng q khoảng cách từ đèn cuối đến mép tường chiều rộng m khoảng cách giũa đèn theo chiều dài p khoảng cách từ đèn cuối đến mép tường chiều dài Tiểu Luận Pro(123docz.net) n.8+n =30 => chọn n=3,2 m => q=2,2 m 16m+2p=60 Giả sử : m=2p =>16m+m=60 =>m=3,5 m => p=2m Tiểu Luận Pro(123docz.net) R Trong : : điện trở cọc hay điện cực thẳng đứng td ηd : hệ số sử dụng điện cực chon thẳng đứng Điện trở khuếch tán nằm ngang nối guiwax điện cực đóng thẳng đửng có xét tới ảnh hưởng màng che R' R = ngang n g a n g Trong : η n g a n g : điện trở khuếch tán nối chưa xét tới ảnh hưởng màng che ' ngang η : hệ số sử dụng nằm ngang ngang Với ηd η ngang t tra giáo trình Kỹ thuật chiếu sáng cơng nghiệp Tiểu Luận Pro(123docz.net) 6.3 Áp dụng tính tốn thực tế với chúng em: - Ta có bảng điện trở suất đất sau : Loại đất ρ(Ω.cm.104 ) Trị số gần Nước biển 0,003-0,01 0,10 Than bùn 0,2 0,20 Đất sét 0,08-0,7 0,40 Đất vườn 0,4 0,40 Nước song , ao, hồ 0,1-0,8 0,50 Đất sét thành vỉa lớn 0,7 0,70 Đất pha sét 0,4-1,5 1,00 Đất pha sét khoang 50% sét 1,0 1,00 Đất đen 0,096-5,3 2,00 Đất pha cát 1,5-4 3,00 Cát 4,0-10 7,00 Đất vôi , đá vôi, hạt lấn đá vụn, sỏi 10-20 10-20 Đá , đá vụn 20-40 20-40 - Như biết điện trở nối tiếp cho phép trạm biến áp có cơng suất lớn , để tiết kiệm ta sử dụng hệ Rd = 4Ω 100KVA thống móng nhà xưởng hệ thống ống nước làm nối đất tự nhiên , với điện trở nối đất đo Rtn = 27,6Ω , điện trở suất đất ( đất pha cát), điều kiện độ ẩm trung bình nên ρ = 3.104 Ω.cm hệ số điều chỉnh cọc nối đất Kcoc =2,0 : nối =3, tra bảng sau với loại nối đất an toàn làm việc K Tiểu Luận Pro(123docz.net) BẢNG HỆ SỐ K: Loại nối đất Hình thức nối đất Độ sâu đặt Hệ số thay đổi phận nối đất điện trở suất K Ghi (m) Chống sét Than đặt nằm 0,5 1,4-1,8 Trị số nhỏ ngang 0,8-1,0 1,25-1,45 ứng với loại ( nối đất bề mặt) đất khơ, lớn Cọc đóng thẳng 0,8 đất ẩm đứng An toàn làm Điện cực chon 0,5 4,5-6,5 việc 0,8 1,6-3 0,8 1,4-2 nằm ngang Điện cực chon ứng với loại 1,3-1,4 Như thẳng đứng - Trước hết ta xác định điện trở nối đất nhân tạo : R = = Rtn Rd = 4,68Ω 27,6.4 nt tn 26,6 − d Chọn cọc nối đất thép tròn dài l=2,5 mét , đường kính d = 5,6cm , đóng cọc sâu cách mặt đất h=0,8 mét, Chiều sâu trung bình cọc h =h+ l = 80 + 250 = 205(cm) tb 2 Điện trở tiếp xúc cọc có giá trị : R = Kcoc ρ0 (ln 2l + ln 4htb + l ) coc 2π l d 4htb − l Tiểu Luận Pro(123docz.net) (ln 2.3.10 2.250 2.3,14.25 5,6 = + ln 4.205+ 250 ) = 183,6Ω 4.205− 250 Sơ chọn số lượng cọc : n= = R 183,6 coc R nt 4,68 = 39,2 , chọn n=40 cọc Tiểu Luận Pro(123docz.net) Số cọc đóng xung quanh trạm biến áp theo chu vi ( giả sử trạm biến áp có kích thước a=7m, b=8m ) L=2.(7+8)=30m Khoảng cách trung bình cọc : l= a L = 30 n = 0,75(m) 40 la 0,75 = = 0,3 Tra bảng ứng với tỉ lệ l số lượng cọc 40 cọc 2,5 Ta xác định hệ số lợi dụng cọc nối đất ( theo phương pháp nội suy tuyến tính tra bảng ứng với chu vi 30 ) : la / l n n 0,3 X Y 0,43 0,24 0,6 0,3 coc ngang - Tính X ( theo nội suy) : 0,43 = X + (1− 0,3)(0,6 − X ) − 0,3 ⇨ X = 0,311 - Tính Y : 0,24 = Y + (1− 0,3)(0,3 − Y ) − 0,3 ⇨ Y= 0,198 Chọn nối đất thép có kích thước b.c=80.8 cm Tiểu Luận Pro(123docz.net) Điện trở tiếp xúc nối ngang : R ngang = K ngang ρ 2πL ln 2L2 b.h 3.3.104 l n 2.3,14.3000 2.30002 8.80 = 48,9(Ω) Điện trở thực tế nối ngang có xét đến hệ số lợi dụng ηngang : Tiểu Luận Pro(123docz.net) R ' ngang = ngang = η = 247(Ω) 48,9 0,198 ngang Điện trở cần thiết hệ thống nối đất có tính đến điện trở nối : ' ngang Rnt ' R= 247.4,68 = nt −R = 4,77Ω 247 − 4,68 nt Số lượng cọc thức : R n =η ct coc = R' n Chon ct 183,6 0,311.4,77 = 123,7(coc) coc = 124 cọc nt Tiểu Luận Pro(123docz.net) Tiểu Luận Pro(123docz.net) Chương 7: TÍNH TỐN DUNG LƯỢNG BÙ u cầu:Tính tốn dung lượng bù để hệ số công suất nâng lên giá trị cosφ1=0,73 lên cosφ2 = 0,95 - Hệ số cos φ trước bù cosφ1 = 0,73 dự định nâng lên cosφ2 = 0,95 - Dung lượng cơng suất phản kháng cần bù tồn nhà máy Qb∑ = P∑.(tgφ1-tgφ2) Trong đó: P∑ tổng P tác dụng nhà máy tgφ1: trước bù tgφ: sau bù cosϕ1 = 0,73 → tgϕ1 = 0,936 cosϕ2 = 0,95 → tgϕ2 = 0,329 → QbΣ = 144, 2.(0,936 − 0,329) = 876( KVAr ) Vậy chọn thiết bị bù tụ bù ● Tính tốn bù cơng suất cho phân xưởng Phân xưởng 1: Qbpx1 = 126 (0,855- 0,329) = 136,76 (Kvar) Tương tự phân xưởng khác ta có Tiểu Luận Pro(123docz.net) Phân xưởng cosϕ1 cosϕ2 PΣ ( Kw) Qb ( KVAr ) tgϕ1 Loại tụ bù Tiểu Luận Pro(123docz.net) Phân 0,76 0,95 126 136,76 0,855 KC1-0,66-25-3 0,78 0,95 108 50,868 0,80 KC1-0,66-25-3 0,697 0,95 49 33,86 1,02 KC2-0,66-40-3 0,65 0,95 114 95,86 1,17 KC2-0,66-40-3 0,76 0,95 312 164,112 0,855 KC2-0,5-30-3 0,78 0,95 96 45,216 0,8 KC2-0,38-25-3 xưởng Phân xưởng Phân xưởng Phân xưởng Phân xưởng Phân xưởng Tiểu Luận Pro(123docz.net) 10 kv DCL cc 'I MBA % X1 ATM tong X2 X3 X4 X5 X6 Tiểu Luận Pro(123docz.net) Chương DỰ KIẾN CƠNG TRÌNH ĐIỆN Loại thiết bị Số Hãng sản xuất Giá thành Máy biến áp lượng Cty TBĐ Đông Anh (VNĐ) 2x 230.000.000 Máy phát điện DENYO DCA_1100SPM xuất 320.000.000 xứ từ Nhật Bản AS-40E3-40H hãng ABC 108.350.000 Metasol ACB Metasol pha loại AS- 53.450.000 20E3-20H Aptomat loại pha ABN 803 7.480.000 C Aptomat loại pha ABN 803 7.480.000 C Aptomat loại pha ABN 203 1.450.000 C Aptomat loại pha ABN 403 3.620.000 C Aptomat loại pha ABN 400 3.620.000 C Aptomat loại pha ABN 403 3.620.000 Máy cắt Attomat tổng Attomat PX Attomat PX Attomat PX Attomat PX Attomat PX Attomat PX C Tiểu Luận Pro(123docz.net) Cáp, dây dẫn, ……… Dây, cáp điện Trần Phú 103.000.000 cái, cọc nối đất… Tụ bù PX 1 KC1-0,66-25-3 100.000 Tụ bù PX KC1-0,66-25-3 100.000 Tụ bù PX KC2-0,66-40-3 100.000 Tụ bù PX4 KC2-0,66-40-3 100.000 Tụ bù PX KC2-0,5-30-3 100.000 Tụ bù PX KC2-0,38-25-3 100.000 Tổng dự toán cơng trình 1.672.070.000 Tiểu Luận Pro(123docz.net) 49 ... cho bảng Tên phân xưởng Pdl (KW) Cosj phân xưởng 60 0,76 18x30 phân xưởng 80 0,78 25x60 phân xưởng Theo tính tốn Theo tính tốn 30x60 phân xưởng 100 0,65 25x40 phân xưởng 120 0,76 35x50 phân xưởng. .. Các phân xưởng cấp điện trực tiếp nên phân xưởng bị cố không ảnh hưởng đến phân xưởng khác + Sơ đồ cung cấp điện đơn giản, dễ dàng cho việc thi công 4.2.1Chọn cáp từ Tủ Phân Phối tới phân xưởng: ... vào vị trí phân xưởng trạm biến áp mặt ta có phương án dây: + Phương án 1: Các phân xưởng cấp điện trực tiếp từ tủ phân phối (TPP) + Phương án 2: Các phân xưởng xa TPP cấp điện từ phân xưởng gần