Thiết kế CCD phân xưởng

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA 9 THIẾT BỊ ĐIỆN 9 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN 13 CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG 30 CHƯƠNG 4: TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 49 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 54

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH - VIỆN KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA THIẾT BỊ ĐIỆN Giảng viên hướng dẫn Nhóm Sinh viên thực Lớp Khóa : : : : Nghệ An,Tháng Năm2022 MỤC LỤC II Các số liệu ban đầu: - Kích thước phân xưởng: dài 36, rộng 12, cao 4,8 [m] - Khoảng cách từ nguồn đến phân xưởng 50 [m] - Độ rọi tối thiểu yêu cầu Emin = 220 [Lx] - Thời gian sử dụng công suất lớn Tmax =3500giờ - Hệ số công suất cosφ cần nâng lên 0,95 - Uđm = 380/220V -Thông bố bảng III Nhiệm vụ: a Phần thuyết minh tính tốn ➢ Tính tốn chiếu sáng cho phân xưởng - Tính tốn phụ tải điện: - Phụ tải chiếu sáng - Phụ tải thơng thống làm mát - Phụ tải động lực - Phụ tải tổng hợp ➢ Vạch sơ đồ cấp điện, chọn phương án cung cấp điện hợp lý ➢ Lựa chọn kiểm tra thiết bị sơ đồ nối điện - Chọn tiết diện dây dẫn mạng động lực, mạng chiếu sáng - Chọn thiết bị bảo vệ ➢ Tính tổn thất mạng điện phân xưởng - Tính tổn thất điện áp mạng điện phân xưởng - Tính tổn thất cơng suất mạng điện phân xưởng - Tính tổn thất điện mạng điện phân xưởng ➢ Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất cosφ b Phần vẽ: ➢ Sơ đồ mặt phân xưởng bố trí thiết bị ➢ Sơ đồ mạng chiếu sáng mặt phân xưởng ➢ Sơ đồ mạng điện động lực mặt phân xưởng ➢ Sơ đồ nguyên lý phân phối mạng điện DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Biểu đồ Kruith Hình 2.2: Sơ đồ bố trí đèn chiếu sáng Hình 2.3: Sơ đồ bố trí đèn với số đèn tối thiểu Hình 2.4: Sơ đồ bố trí đèn cần thiết Hình 3.1: Sơ đồ chung xưởng Hình 3.2: Sơ đồ dây cấp điện cho tủ động lực làm mát Hình 3.3: Sơ đồ dây hỗn hợp cấp điện cho tủ động lực làm mát Hình 3.4: Đặt TPP sát tường gần trạm biến áp Sơ đồ dây hình tia cấp điện cho tủ động lực làm mát Hình 3.5: Sơ đồ chiều dài dây từ TPP đến tủ động lực Hình 3.6: Sơ đồ bố trí phụ tải tới tủ động lực Hình 3.7: Sơ đồ chiều dài dây tới phụ tải TDL-1 Hình 3.8: Sơ đồ chiều dài dây tới phụ tải TDL-2 Hình 3.9: Sơ đồ chiều dài dây tới phụ tải TDL-3 Hình 3.10: Sơ đồ chiều dài dây tới phụ tải TDL-4 Hình 5.1: Sơ đồ nối đất với thiết bị điện cho phân xưởng Hình 5.2: Sơ đồ chống sét thẳng hàng Hình 5.3: Kim thu sét thép trịn 16 L=500mm LỜI CẢM ƠN Em xin trân trọng cảm ơn thầy ……… tận tình giúp đỡ, định hướng cách tư cách làm việc khoa học Đó góp ý q báu khơng q trình thực đồ án mà cịn hành trang tiếp bước cho em trình học tập lập nghiệp sau Do chưa có nhiều kinh nghiệm làm để tài hạn chế kiến thức, Đồ án chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận nhận xét, ý kiến đóng góp, phê bình từ phía Thầy để Đồ án hồn thiện Lời cuối cùng, Chúng em xin kính chúc thầy nhiều “sức khỏe, thành cơng hạnh phúc.” Nhóm Sinh viên LỜI GIỚI THIỆU Ngày sinh hoạt hàng ngày hoạt động kinh tế điện thứ khơng thể thiếu Đặc biệt q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước điện nguồn lượng quan trọng Do xây dựng cơng trình xí nghiệp hay khu dân cư thi nghĩ đến viêc xây dựng hệ thống cung cấp điện phải đạt tiêu chuẩn tổn thất điện năng, chi phí lắp đặt, cơng suất, an tồn, đảm bảo hệ thống cung cấp điện liên tục Việc thiết kế cung cấp điện cho nhà máy, phân xưởng, khu dân cư, nơi tiêu thụ điện đạt tiêu chuẩn khơng có lợi cho nhà máy, khu dân cư mà cịn có lợi cho ngân sách nhà nước Trong q trình sản xuất tiêu thụ điện có số đặc tính: - Điện sản xuất thường khơng tích trữ được, phải có cân sản xuất tiêu thụ điện - Các trình điện xảy nhanh nguy hiểm có cố xảy ra, thiết bị điện có tính tự động địi hỏi độ an toàn tin cậy cao Những yêu cầu nội dung chủ yếu thiết kế hệ thống cung cấp điện: Mục tiêu thiết kế cung cấp điện đảm bảo cho hộ tiêu thụ đủ điện với chất lượng phạm vi cho phép phương án cung cấp điện xem hợp lý thỏa mãn nhu cầu sau: - Vốn đầu tư nhỏ, ý tiết kiệm ngoại tệ vật tư - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo tính chất hộ tiệu thụ - Chi phí vận hành hàng năm thấp - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị - Thuận tiện cho vận hành sửa chữa… - Đảm bảo chất lượng điện - Ngồi ra, cịn phải ý đến điều kiện khác nhau: môi trường, phát triển phụ tải, thời gian xây dựng… Một số bước để thực phương án thiết kế cung cấp điện: - Xác định phụ tải tính tốn để đánh giá nhu cầu chọn phương thức cung cấp điện - Xác định phương án nguồn điện - Xác định cấu trúc mạng - Chọn thiết bị - Tính tốn chống sét, nối đất chống sét nối đất an toàn cho người thiết bị - Tính tốn tiêu kinh tế kỹ thuật - Tiếp theo thiết kế kỹ thuật bước thiết kế thi công nhân vẽ lắp đặt, nguyên vật liệu cần thiết… Cuối công tác kiểm tra điều chỉnh thử nghiệm trang thiết bị Vậy hôm chúng e áp dụng vào thực tế vào đề tài ‘ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA THIẾT BỊ ĐIỆN’ CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA THIẾT BỊ ĐIỆN 1.1 Khái niệm hệ thống cung cấp điện Cung cấp điện ngành quan trọng xã hội loài người, trình phát triển nhanh khoa học kĩ thuật nước ta đường cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Vì thế, việc thiết kế cung cấp điện vấn đề quan trọng khơng thể thiếu ngành điện nói chung sinh viên học tập, nghiên cứu lĩnh vực nói riêng Trong năm gần đây, nước ta đạt thành tựu to lớn phát triển kinh tế xã hội Số lượng nhà máy công nghiệp, hoạt động thương mại, dịch vụ, gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất tiêu dùng nước ta tăng lên đáng kể dự báo tiếp tục tăng nhanh năm tới Do mà cần đội ngũ người am hiểu điện để làm công tác thiết kế vận hành, cải tạo sữa chữa lưới điện nói chung có khâu thiết kế cung cấp điện quan trọng Những yêu cầu chung thiết kế dự án cung cấp điện: Thiết kế hệ thống cung cấp điện tổng thể lựa chọn phần tử hệ thống cho phần tử đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vận hành an toàn kinh tế Trong mục tiêu đảm bảo cho hộ tiêu thụ đầy đủ điện với chất lượng cao Trong trình thiết kế điện phương án cho tối ưu thỏa mãn • • • • yêu cầu sau: Tính khả thi cao, đảm bảo an toàn cho người dùng thiết bị Vốn đầu tư nhỏ, thuận tiện cho việc bảo dưỡng sửa chữa Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện Đảm bảo chất lượng điện, đảm bảo độ lệch dao động điện áp nhỏ nằm giớ hạn cho phép so với điện áp định mức • Ngồi thiết kế cần phải ý đến yêu cầu phát triển tương lai, giảm ngắn thời gian thi công lắp đặt tính mỹ quan cơng trình 1.2 Ý nghĩa nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện Năng lượng điện hay gọi điện năng, dạng lượng phổ biến quan trọng giới nói chung nước nói riêng Điện sản xuất từ nhà máy truyền tải cung cấp cho hộ tiêu thụ Trong việc truyền tải điện tới hộ tiêu thụ việc thiết kế cung cấp điện khâu quang trọng Với thời đại nay, kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ theo hội nhập giới, đời sống xã hội nhân dân nâng cao, nên cần tiện nghi sống nên đòi hỏi mức tiêu thụ điện tăng cao Do việc thiết kế cung cấp điện thiếu xu Như đồ án thiết kế cung cấp điện cần thõa mãn yêu cầu sau: • Độ tin cậy cấp điện: Mức độ tin cậy cung cấp điện phụ thuộc vào yêu cầu phụ tải Với cơng trình quan trọng cấp quốc gia phải đảm bảo liên tục cấp điện mức cao Những đối tượng nhà máy, xí nghiệp, tịa nhà cao tầng tốt dùng máy phát điện dự phòng điện dùng máy phát • Chất lượng điện: Chất lượng điện đánh giá hai tiêu tần số điện áp Chỉ tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điện điều chỉnh Chỉ có hộ tiêu thụ thụ lớn (hàng chục MW trở lên) phải quan tâm đến chế độ hành cho hợp lý để góp phần ổn định tần số hệ thống điện Vì vậy, người thiết kế cung cấp điện thường phải quan tâm đảm bảo chất lượng điện áp cho khách hàng Được đánh giá qua hai tiêu tiêu tần số điện áp, điện áp trung hạ cho phép khoảng ±5% thiết kế đảm nhiệm Còn tiêu tần số quang điện lực quốc gia điều chỉnh • An tồn điện: Cơng trình cấp điện phải có tính an tồn cao cho người vận hành, người sử dụng thiết bị cho toàn cơng trình Muốn dc u cầu đó, người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh bị nhầm lẫn vận hành Các thiết bị điện phải chọn chủng loại, cơng suất • Kinh tế: Trong q trình thiết kế ta phải đưa nhiều phương án chọn lọc phương án có hiệu kinh tế cao Khi đánh giá so sánh phương án cung cấp điện, tiêu kinh tế xét đến tiêu kỹ thuật nêu đảm bảo Chỉ tiêu kinh tế đánh giá qua: tổng vốn đầu tư, chi phí vận hành 1.3 Phân loại hộ tiêu thụ Hộ tiêu thụ điện tất thiết bị tiêu thụ điện biến thành dạng lượng khác Theo độ tin cậy cung cấp điện chia làm loại hộ tiêu thụ: • Hộ loại I: Loại hộ mà cố ngừng cấp điện gây thiệt hại lớn kinh tế, đe doạ đến tính mạng người, ảnh hưởng có hại lớn trị – gây thiệt hại rối loạn qui trình cơng nghệ Hộ loại I phải cấp điện từ nguồn độc lập trở lên Xác suất ngừng cấp điện nhỏ, thời gian ngừng cấp điện thường phép thời gian tự động đóng thiết bị dự trữ (ví dụ: xí nghiệp luyện kim, hố chất lớn…) • Hộ loại II: Loại hộ có tầm quan trọng lớn ngừng cấp điện dẫn đến thiệt hại kinh tế hư hỏng sản phẩm, ngừng trệ sản xuất, lãng phí lao động v.v… Hộ loại II cấp điện từ nguồn, thời gian ngừng cấp điện cho phép thời gian để đóng thiết bị dự trữ tay (ví dụ: xí nghiệp khí, dệt, cơng nghiệp nhẹ, cơng nghiệp địa phương…) • Hộ loại III: Loại hộ có mức độ tin cậy thấp hơn, gồm hộ không nằm hộ loại Cho phép ngừng cấp điện thời gian sửa chữa, thay phần tử cố không ngày đêm Hộ loại III thường cấp điện nguồn 1.4 Sơ lược hệ thống cần cung cấp Hệ thống cần tính tốn cung cấp thiết kế hệ thống cung cấp điện cho Phân xưởng sửa chữa thiết bị điện Các số liệu ban đầu: - Kích thước phân xưởng: dài 36, rộng 12, cao 4,8 [m] - Khoảng cách từ nguồn đến phân xưởng 50 [m] - Độ rọi tối thiểu yêu cầu Emin = 220 [Lx] - Thời gian sử dụng công suất lớn Tmax =3500giờ - Hệ số công suất cosφ cần nâng lên 0,95 - Uđm = 380/220V 10 ∆A BA −TPP = 127,862 + 43, 652 1968.0, 24.0, 018 = 969, 92kwh 0, 42 Trong đó: LBA-PP=18m=0,018km r0=0,24(Ω/km) Trong máy biến áp:   St    146  ∆AB =  ∆P0 + ( ) RB  τ =  295 +  ÷ 31, 22  1968 = 3286,5kwh U  22      Vậy hao tổn điện sau bù là: ∆Asb = ∆A N −BA + ∆A BA −TPP + ∆A B = 3,34 + 969,92 + 3286,5 = 4259,76kwh Tổn thất điện trước bù là: ∆Atb = ∆A + ∆AMBA + ∆ATA = 1255 + 3345,6 + 19,6 = 4620, 2kwh Lượng điện tiết kiệm sau bù năm là: δ A = ∆Atb − ∆Asb = 4620, − 4259, 76 = 360, 44kWh Số tiền tiết kiệm năm: δ C = δ A.c∆ = 360, 44.1000 = 360440 đ/năm Vốn đầu tư ban đầu cho tụ bù: Vbu = Vo.bu Qbu = 120.30.103 = 3, 6.106 đ Chi phí qui đổi năm là: Z bu = p.Vbu = 0,174.3, 6.106 = 626400 đ Trong đó: p hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn khấu hao thiết bị, lấy p = 0,174 Chi phí qui đổi là: Z= Z bu 626400 = = 125280 5 đ/năm Tổng số tiền tiết kiệm đặt tụ bù hàng năm là: TK = δ C − Z bu = 360440 − 125280 = 235160 đ/năm Như việc đặt tụ bù có đem lại hiệu kinh tế không cao Các thiết bị hoạt động không đồng thời cần cho tụ bù vào hoạt động thích hợp để đem lại hiệu kinh tế cao 53 54 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 5.1Tính tốn nối đất 5.1.1 Lợi ích việc nối đất thiết bị điện Mục đích việc nối đất mạng điện vấn đề an toàn Khi tất phận kim loại thiết bị điện nối đất chúng bị nhiễm điện không gây nguy hiểm cho người sử dụng có khả hư hỏng thiết bị điện Nếu dây có điện tiếp xúc với đất tượng đoản mạch xảy cầu chì bị nổ Khi cầu chì bị nổ điện áp nguy hiểm biến Nối đất cho thiết bị điện mang lại nhiều lợi ích: Đảm bảo an tồn cho thiết bị, cơng trình xây dựng sống người Bảo vệ người tránh khỏi nguy hiểm cố điện giật khắc phục cố dòng điện Bảo vệ tòa nhà, máy móc thiết bị cố điện xảy Đảm bảo tất phần tiếp xúc với dịng điện khơng tiềm ẩn khả gây nguy hiểm cho người sử dụng Là phương pháp an toàn để làm tiêu tan sét tượng ngắn mạch dòng điện Tạo điều kiện hoạt động ổn định cho thiết bị điện tử nhạy cảm tức trì điện áp phận hệ thống điện giá trị định để ngăn chặn tải dòng điện điện áp vượt mức vào thiết bị 55 Hạn chế thiệt hại điện áp vượt mức Sét, dịng đột biến hay vơ tình kết nối với đường dây điện áp cao gây điện áp cao nguy hiểm cho hệ thống phân phối điện Nối đất phương án nhằm giảm thiểu thiệt hại cho hệ thống điện Ổn định điện áp Có nhiều nguồn điện Mỗi biến áp coi nguồn riêng biệt Nếu khơng có điểm quy chiếu chung cho tất nguồn điện áp khó khăn để tính tốn mối quan hệ chúng Mặt đất bề mặt dẫn điện có khắp nơi, đó, chọn làm điểm khởi đầu hệ thống phân phối điện tiêu chuẩn gần phổ quát cho tất hệ thống điện 5.1.2 Điện trở suất đất hệ số mùa Đất môi trường dẫn điện phức tạp, không đồng thành phần cấu tạo, phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Lượng ẩm đất; - Năng lực giữ ẩm đất; - Tạp chất đất; Vì tính tốn nối đất người ta lấy: ρtt = ρđất.kmùa • Kmùa phụ thuộc vào độ chơn sâu điện cực • Kmùa phụ thuộc vào loại nối đất: nối đất an toàn hay nối đất chống sét 56 • Thường tính tốn nối đất chống sét lấy kmùa nhỏ so với nối đất an toàn Hệ số mùa K mùa • Phụ thuộc vào độ chơn sâu điện cực • Phụ thuộc vào loại nối đất ( Km nối đất chống sét < Km nối đất an tồn) • Phụ thuộc vào hình thức nối đất (Nằm ngang hay thẳng đứng ) Bảng 17: K mùa nối đất 5.1.3 Tính tốn nối đất cho thiết bị điện 57 Loại đất Bảng điện suất đất có Nước biển Đất đen Đất sét ẩm Nước sông, ao hồ Đất pha sét Đất vườn, đất ruộng Bê tông Đất khô Đất pha cát Than Đất đá nhỏ Cát Đất đá lớn Giá trị điện trở suất giới Giá trị điện trở suất hạn (Ωm) thiết kế (Ωm) 0,150.25 0,2 5100 18: 212 10 trở 10500 20 20200 30 20100 40 401000 100 201000 100 300500 400 Vì 10005000 2000 100050000 3000 xưởng 100010000 3000 nhiều 1000050000 20000 thiết bị điện, nối đất thiết bị tốn phức tạp ta nối đất chung tất thiết bị Tất thiết bị có cơng suất nhỏ 100kva nên Ryc h rx = 0,75.h.(1 − x ) p h Nếu Với: h chiều cao cột thu sét hx chiều cao cần bảo vệ p hệ số phụ thuộc h; p=1 h ≤ 30m 5,5 h p= 30m < h < 60m Phạm vi bảo vệ cột thu sét Nếu chiều cao hai cột Chiều cao bảo vệ đặt hai cột thu sét có khoảng cách a: a h0 = h − 7.h Bề rộng phạm vi bảo vệ hai cột thu sét: h −h rx = 1,6.h0 x p h0 + hx Nếu chiều cao hai cột khác Phạm vi bảo vệ hai cột giống phạm vi bảo vệ hai cột riêng lẻ 5.3.4 Tính tốn phạm vi bảo vệ hệ thống thu sét cho tòa nhà Chọn kim thu sét thép tròn 16 L=500mm nối với dây dẫn sét thép trịn 10 63 Hình 5.3:Kim thu sét thép trịn 16 L=500mm Xác định bán kính bảo vệ: h = 7,5m hx = 5m 2 h = 7,5 = 5m 3 hx < h với p = h