Đề 70 Bản FULL có bản vẽ CAD Thiết kế cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài Thiết kế cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện CBHD TS Phạm Trung Hiếu Sinh viên Hoàng Châu Tuấn Mã số sinh viên 2019606794 Hà Nội, 2022 Thiết kế hệ thống cung cấp điện 2 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 5 CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN 11 1 1 Tính toán phụ tải chiếu sáng 12 1 2 Phụ tải thông thoáng và làm mát 13 1 3 Phụ tải động lực 14 1 3 1 Phân nhóm thiết bị 16 1 3 2 Tính toán phụ tải 19.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài: Thiết kế cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện CBHD: TS Phạm Trung Hiếu Sinh viên: Hoàng Châu Tuấn Mã số sinh viên: 2019606794 Hà Nội, 2022 Thiết kế hệ thống cung cấp điện MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN 11 1.1 Tính tốn phụ tải chiếu sáng 12 1.2 Phụ tải thơng thống làm mát 13 1.3 Phụ tải động lực 14 1.4 1.3.1 Phân nhóm thiết bị 16 1.3.2 Tính tốn phụ tải: 19 1.3.3 Tổng hợp phụ tải động lực: 20 Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng 20 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG 21 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 21 2.2 Lựa chọn phương án cấp điện phân xưởng 22 2.3 2.2.1 Các phương án cấp điện cho phân xưởng 24 2.2.2 điện Chọn tiết diện dây dẫn tính tốn loại tổn thất mạng 27 2.2.3 Tính tốn tổn thất MBA 43 Đánh giá lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 45 CHƯƠNG LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN 45 3.1 Tính tốn ngắn mạch 45 3.2 Chọn thiết bị bảo vệ đo lường 50 3.2.1 Chọn thiết bị cho tủ hạ tổng 50 3.2.2 Chọn thiết bị cho tủ động lực 52 CHƯƠNG THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 56 4.1 Tổng quan trạm biến áp 56 4.1.1 Điện áp 56 4.1.2 Phân loại trạm biến áp 56 4.1.3 Công suất máy biến áp 56 4.1.4 Các đơn vị cần quan tâm trạm 57 4.2 Chọn phương án thiết kế xây dựng trạm biến áp 57 4.3 Tính tốn nối đất cho trạm biến áp phân xưởng 57 CHƯƠNG TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 59 Thiết kế hệ thống cung cấp điện 5.1 Ý nghĩa việc bù công suất phản kháng 59 5.2 Tính tốn bù cơng suất phản kháng để cosφ mong muốn sau bù đạt 0,960 5.3 Đánh giá hiệu bù công suất phản kháng 60 5.4 Nhận xét 62 CHƯƠNG TÍNH TỐN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 62 6.1 6.2 Tính toán nối đất 62 6.1.1 Lợi ích việc nối đất thiết bị điện 62 6.1.2 Tính tốn nối đất cho thiết bị điện 63 Tính chọn thiết bị chống sét 64 6.2.1 Thiết bị chống sét đường dây tải điện 65 6.2.2 Thiết bị chống sét cho TBA 65 6.2.3 Tính tốn chống sét cho phân xưởng 66 CHƯƠNG DỰ TỐN CƠNG TRÌNH 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 Thiết kế hệ thống cung cấp điện DANH MỤC HÌNH ẢNH Hinh 1 sơ đồ mặt cần chiếu sáng 12 Hinh Mô phân xưởng 3D Dialux 13 Hình vị trí đặt trạm biến áp 22 Hình 2 đặt trạm biến áp dây phương án 25 Hình trạm biến áp dây phương án 26 Hình trạm biên áp dây phương án 27 Hình sơ đồ dây từ tủ động lực đến phụ tải 36 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Kết tính tốn nhóm phụ tải 20 Bảng thông số dây dẫn phương án 31 Bảng 2 thông số dây dẫn phương án 33 Bảng thông số dây dẫn phương án 35 Bảng bảng kết chọn aptomat nhánh cho tủ động lực 51 Bảng Bảng điều kiện chọn máy biến dòng 52 Bảng 3 kết chọn aptomat tổng cho nhóm động 53 Bảng kết chọn aptomat cho thiết bị nhóm 54 Bảng kết chọn aptomat cho thiết bị nhóm 55 Bảng kết chọn aptomat cho thiết bị nhóm 55 Bảng kết chọn aptomat cho thiết bị nhóm 56 Thiết kế hệ thống cung cấp điện 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, em chọn đề tài “Thiết kế hệ thống cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện”, 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 Sử dụng kiến thức học để thiết kế hệ thống cấp điện chi tiết Với giúp đỡ nhiệt tình thầy TS PHẠM TRUNG HIẾU thầy cô trường đến đồ án mơn học em hồn thành Em kính mong đóng góp ý kiến thầy cô để đồ án chúng em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 30 tháng năm 2022 Thiết kế hệ thống cung cấp điện ĐỀ TÀI 70: “THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA THIẾT BỊ ĐIỆN” Dữ liệu phục vụ thiết kế 6000 36000 - Mặt bố trí thiết bị phân xưởng: - Ký hiệu công suất đặt thiết bị nhà xưởng: Số hiệu Tên thiết bị sơ đồ Hệ số Ksd cosφ Công suất đặt P, kW Thiết kế hệ thống cung cấp điện Bể ngâm dung dịch kiềm 0,35 15i Bể ngâm nước nóng 0,32 12i Bể ngâm tăng nhiệt 0,3 4i Tủ sấy 0,36 12i Máy quấn dây 0,57 0,80 1,2i Máy quấn dây 0,60 0,80 2,2i Máy khoan bàn 0,51 0,78 2,2i Máy khoan đứng 0,55 0,78 7,5i Bàn thử nghiệm 0,62 0,85 6,5i 10 Máy mài 0,45 0,70 4,5i 11 Máy hàn 0,53 0,82 5,5i 12 Máy tiện 0,45 0,76 8i 13 Máy mài tròn 0,4 0,72 3,2i 14 Cần cẩu điện 0,32 0,8 7,5i 15 Máy bơm nước 0,46 0,82 3,2i 16 Máy hàn xung 0,32 0,55 20i 17, 18 Bàn lắp ráp thử nghiệm 0,53 0,69 10i; 12i 19 Máy ép nguội 0,47 0,70 20i 20 Quạt gió 0,45 0,83 8,5i Thiết kế hệ thống cung cấp điện -Biết i tính theo cơng thức sau: i = - (số cuối msv) -Nguồn cấp điện cho nhà xưởng lấy từ đường dây 22kV cách nhà xưởng 250m -Điện trở suất vùng đất xây dựng nhà xưởng đo mùa khô ρđ = 60Ωm Thiết kế hệ thống cung cấp điện NHIỆM VỤ CẦN THỰC HIỆN I Thuyết minh Tính tốn phụ tải điện 1.1 Phụ tải chiếu sáng 1.2 Phụ tải thơng thống 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 Thiết kế hệ thống cung cấp điện 3.6 Kiểm tra chế độ mở máy động 3.7 Nhận xét đánh giá 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 công 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 tốn cơng trình Nhận xét đánh giá Kết luận II Bản vẽ 10 Thiết kế hệ thống cung cấp điện 6.2.1 Thiết bị chống sét đường dây tải điện Trong vận hành cố cắt điện sét đánh vào đường dây tải điện khơng chiếm tỉ lệ lớn tồn cố hệ thống điện Bởi bảo vệ hệ thống chống sét cho đường dây có tầm quan trọng lớn việc đảm bảo vận hành an toàn cấp điện liên tục Để bảo vệ chống sét cho đường dây, tốt đặt dây chống sét toàn tuyến đường dây, song biện pháp thường dùng cho đường dây (110-220)kV cột sắt cột bê tông cốt sắt Để tăng cường hệ thống chống sét cho đường dây đặt chống sét ống tăng thêm bát sứ nơi cách điện yếu, cột vươn cao, chỗ giao chéo với đường dây khác, đoạn tới trạm 6.2.2 Thiết bị chống sét cho TBA - Thiết bị chống sét đánh trực tiếp Hệ thống chống sét bao gồm: phận thu đón bắt sét đặt không trung, nối đến dây dẫn đưa xuống, đầu dây dẫn lại nối đến mạng lưới nằm đất Vai trò phận đón bắt sét nằm khơng trung quan trọng trở thành điểm đánh thích ứng sét Dây dẫn nối từ phận đón bắt sét từ đưa xuống có nhiệm vụ đưa dịng sét xuống hệ thống lưới kim loại nằm lòng đất tỏa nhanh vào đất Như hệ thống lưới kim loại dùng khuếch tán dòng điện sét vào đất - Thiết bị chống sét đường dây truyền vào trạm Các đường dây khơng dù có bảo vệ chống sét hay khơng thiết bị điện có nối với chúng chịu tác dụng sóng sét truyền từ đường dây đến Biên độ sóng qúa điện áp khí lớn điện áp cách điện thiết bị dẫn đến chọc thủng cách điện, phá hoại thiết bị điện mạch điện bị cắt Do để bảo vệ thiết bị TBA tránh sóng điện áp truyền từ đường dây vào phải dùng thiết bị chống sét Thiết bị chống sét truyền vào trạm chủ yếu chống sét van (CSV) kết hợp với chống sét ống (CSO) khe hở phóng điện - Khe hở phóng điện : thiết bị chống sét đơn giản, rẻ tiền nhất, bao gồm điện cực có điện cực nối với mạch điện cực 65 Thiết kế hệ thống cung cấp điện nối với đất Khi làm việc bình thường, khe hở cách ly phần tử mang điện (dây dẫn) với đất Khi có sóng điện áp, khe hở phóng điện truyền xuống đất Nhưng thiết bị khơng có phận dập hồ quang nên làm việc phận bảo vệ rơle ngắt mạch điện Khe hở phóng điện thường dùng làm phận loại chống sét khác - Chống sét ống (CSO): gồm có khe hở phóng điện, khe hở đặt ống làm vật liệu sinh khí fibrơ hay philipơlat Khi dịng điện áp cao hai khe hở phóng điện Dưới tác dụng hồ quang, chất sinh khí phát nóng sản sinh khí làm áp suất ống khí tăng tới hàng chục atm thổi tắt hồ quang Khả dập tắt hồ quang chống sét ống hạn chế Nếu dòng điện lớn hồ quang không bị dập tắt gây ngắt mạch tạm thời làm rơle cắt mạch Chống sét ống chủ yếu dùng để bảo vệ cho đường dây khơng có dây chống sét làm phần tử phụ cho sơ đồ bảo vệ TBA - Chống sét van (CSV) : gồm phần tử khe hở phóng điện điện trở làm việc Khe hở phóng điện chống sét van chuỗi khe hở nhỏ có nhiệm vụ xét Điện trở làm việc điện trở phi tuyến có tác dụng hạn chế để việc dập hồ quang khe hở phóng điện dễ dàng sau chống sét van làm việc Điện trở phải thỏa mãn điều kiện trái ngược cần có điện trở lớn để hạn chế dòng điện ngắt mạch lại có điện trở nhỏ để hạn chế điện áp dư, điện áp dư khó bảo vệ cách điện 6.2.3 Tính tốn chống sét cho phân xưởng Phân xưởng có kích thước là: chiều rộng a= 24m, chiều dài b = 36m , chiều cao giả sử đỉnh mái 8m, chiều cao vị trí đặt kim thu sét hx =7,5m, ta sử dụng hệ thống kim thu sét bố trí thành vịng kín mái phân xưởng hình vẽ: Phân tích ta thấy, cặp kim thu sét đặt đầu hồi phân xưởng có khoảng cách a= 16m đỉnh mái nằm hai vị trí đặt kim thấp đầu kim 66 Thiết kế hệ thống cung cấp điện 0.5m Đây cặp kim thu sét tiêu biểu , ta tính tốn cho cặp kim thu sét này, chúng thực yêu cầu Bước 1: giả sử chiều cao tương đối kim thu sét h = 10m Do đó, chiều cao hiệu dụng kim thu sét là: ha=h-hx=10-7,5=2,5m Vậy chiều cao bảo vệ hai kim thu sét là: h  h a 8,5  10  16  8, 2m 8,5 (thỏa mãn bảo vệ đỉnh mái phân xưởng cao 8m.) Bước 2: tính tốn bán kính đường trịn bảo vệ kim thu sét: Rx  1, 6ha 1, 6.2,5   2,3m hx 7,5 1 1 10 h Khoảng cách xa từ kim thu sét đến vật cần bảo vệ là: lx =4m, Rx >lx thỏa mãn yêu cầu bảo vệ 67 Thiết kế hệ thống cung cấp điện Bước 3: xác định bề ngang hẹp phạm vi bảo vệ độ cao hx: 2bx  4.2,3 7.2.5 16  0.8m 14.2,5 16 Bước 4: kiểm tra phạm vi bảo vệ nhóm kim thu sét: D  162 182  24m  Điều kiện là: D  8.ha  24  8.4,5  36 Vậy chiều cao hiệu dụng kim thu sét chọn cao 4,5m hợp lí CHƯƠNG DỰ TỐN CƠNG TRÌNH STT Tên thiết Mã sản Hãng sản Đơn Số bị phảm Máy ABB 320 biến áp – 22/0.4 Cáp hạ CXV Đơn giá Vốn đầu tư xuất vị lượng 103 103(đ) ABB 228.850 228.850 39 19,234 750,12 Cáp điện m 68 Thiết kế hệ thống cung cấp điện áp Thượng 3x1.5 Đình 10 Cáp áp Cáp hạ áp Cáp áp Cáp áp Cáp áp Cáp áp Tụ bù điện Thượng 3x2.5 áp Cáp Cáp hạ CXV m 6,5 27,618 179,5 m 76 38,262 2.907,9 m 14 54,303 760,3 m 14,5 126,690 1.836,9 m 72 268,959 19.365,1 m 43,5 520,045 22.622 m 2.288,404 6.865,21 5.500 5.500 Đình Cáp CXV 3x4 điện Thượng Đình hạ Cáp CXV 3x6 điện Thượng Đình Cáp hạ CXV Thượng 3x16 Đình Cáp hạ CXV Đình Cáp hạ CXV điện Thượng 3x70 Đình Cáp hạ CXV điện Thượng 3x300 cosφ điện Thượng 3x35 Tụ điện Đình bù Sino 69 Thiết kế hệ thống cung cấp điện 30kvar Tụ 11 Tụ bù bù cosφ Sino 6.800 6.800 Cái 4020 4.020 Cái 600 1.800 Cái 600 600 Cái 19 11.400 11.400 Cái 600 600 Cái 400 400 Bộ 1.000 1.000 Bộ 1.000 4.000 Bộ 1.000 1.000 kg 10 60 600 40kvar 12 ATM SA603-H tổng 13 EA203-G ATM nhánh 14 EA103-G 15 EA103-G ATM động 16 17 EA203-G ATM CS LM Vỏ tủ Tủ ĐL điện Misumi Nhật Bản Misumi Nhật Bản Misumi Nhật Bản Misumi Nhật Bản Misumi Nhật Bản HEIJCO Tủ CS 20 21 Nhật Bản Tủ PPCT 18 19 EA53-G Mitsubishi LM Đồng M,50x6 Công TNHH ty 70 Thiết kế hệ thống cung cấp điện đầu tư, thương mại Gia Anh Công 22 ty Sứ cách OФ -35- TNHH điện 375 Điện Bộ 1200 1.200 300 900 400 2.000 350 1.750 600 600 2000 2.000 2.000 HITEC C.ty cổ Máy phần chế biến tạo điện Bộ dòng HN TKM-0,5 23 (EMIC) Ampekế Công điện 24 ty lực Cái Hà Nội Vôn kế Công điện 25 ty lực Cái Hà Nội 26 Công Công tơ điện pha ty lực Hà Nội Công 27 Chống PCB- nhiệp sét van 22T1 Đông Hưng 71 Thiết kế hệ thống cung cấp điện 28 Cọc nối 60x60x6 đất mm Công Quang 29 Nối đất 40x5mm 10 340 3.400 m 50 35.17 1.758.5 m 348 11,5 4.002 Hưng c.ty Thanh ty xây dựng Thanh kiều 30 Thanh nối đất CT3 ɵ12 VinaSteel Tổng 351.47 72 Thiết kế hệ thống cung cấp điện KẾT LUẬN Trên toàn nội dung tính tốn sơ bộ, thiết kế cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện Nhận thấy, kết chọn lựa thiết bị chưa sát thực chưa thật tối ưu giá mang tính đảm bảo kỹ thuật Nếu đem kết so sánh với thiết kế các kỹ sư giàu kinh nghiệm cịn nhiều yếu kém, nhiều sai sót Tuy qua đề tài này, em bước đầu tập luyện, làm quen với việc thiết kế hệ thống cấp điện tương lai Vì trình độ, khả kinh nghiệm việc nghiên cứu tài liệu tham khảo nhiếu hạn chế, đề tài thiết kế hệ thống cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện có phụ tải phức tạp nên q trình tính tốn thiết kế khơng tránh khỏi sai sót Để đề tài đầy đủ xác áp dụng vào thực em mong đóng góp ý kiến quý báu thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn ! 73 Thiết kế hệ thống cung cấp điện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô 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 0,4500kV, 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 Công Nghiệp Hà Nội [6] PGS.TS Quyền Huy Ánh, Giáo trình Cung cấp điện, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM 74 I Bản vẽ Sơ đồ nguyên lí sơ Sơ đồ bố trí hệ thống nối đất: Sơ đồ bố trí hệ thống chống sét: ... tháng năm 2022 Thiết kế hệ thống cung cấp điện ĐỀ TÀI 70: “THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA THIẾT BỊ ĐIỆN” Dữ liệu phục vụ thiết kế 6000 36000 - Mặt bố trí thiết bị phân xưởng: - Ký hiệu... chọn đề tài ? ?Thiết kế hệ thống cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện? ??, 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. .. chọn aptomat cho thiết bị nhóm 55 Bảng kết chọn aptomat cho thiết bị nhóm 55 Bảng kết chọn aptomat cho thiết bị nhóm 56 Thiết kế hệ thống cung cấp điện LỜI NÓI ĐẦU Điện nguồn lượng