Đồ án môn học : cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất docx

Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại ngày nay, khi mà sức lao động của con người dần được thay thế, tự động hóa bằng những hệ thống máy móc từ đơn giản đến hiện đại nhất, khi mà tiện nghi cuộc sống con người ngày càng được nâng cao thì vấn đề năng lượng ngày càng trở nên quan trọng. Bên cạnh các nguồn năng lượng truyền thống như than, dầu, khí đốt … thì năng lượng điện ngày càng chiếm tỷ trọng lớn trong tổng nhu cầu năng lượng. Năng lượng điện có nhiều ưu điểm nổi bật như: sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau, dễ dàng biến đổi thành nhiều dạng năng lượng khác, truyền tải đường xa dễ dàng, tổn hao thấp … và quan trọng là không gây ô nhiễm môi trường. Do đó, việc nghiên cứu về năng lượng điện, hệ thống điện năng ngày càng được quan tâm nhiều hơn, và tất nhiên nó trở thành một chuyên ngành ngày càng phát triển ở các trường đại học. Việc nghiên cứu, học tập lý thuyết ở lớp cũng như các giờ học thực tập giúp cho sinh viên có điều kiện củng cố, phát triển, thực tế hóa các kiến thức đã học. Và đồ án môn học chính là một cuộc khảo sát nhỏ, giúp sinh viên tự tổng hợp lý thuyết, tìm hiểu tiếp cận thực tế, phân tích giải quyết tình huống để bước đầu làm quen với công việc trong tương lai. Đây chính là lý do em và các bạn được giao thực hiện Đồ án môn học 2: cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất. Do thời gian có hạn, kiến thức còn nhiều hạn chế, cùng với kinh nghiệm còn ít nên tập đồ án này còn rất nhiều thiếu sót. Rất mong được sự chỉ dạy của quý thầy (cô) để em có thể khắc phục và hoàn thành các đồ án sau tốt hơn. Trong quá trình làm đồ án, em xin chân thành cảm ơn cô Vũ Thị Ngọc đã hướng dẫn tận tình, giúp em có thể hoàn thành tập đồ án này. Hy vọng em sẽ còn cơ hội được cô hướng dẫn trong các đồ án tiếp theo. Sinh Viên Thực Hiện Trần Phước Lập Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ……………………………………………… Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … , tháng … , năm 2009 Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập MỤC LỤC Chương 1: Tổng Quan Về Phân Xưởng Chương 2: Phân Nhóm Và Tính Toán Phụ Tải Phân Xưởng Chương 3: Chọn Phương Án Đi Dây Chương 4: Chọn Dây Dẫn Và Khí Cụ Điện Bảo Vệ Chương 5: Thiết Kế Hệ Thống Nối Đất Và Chống Sét Lan Truyền Chương 6: Thiết Kế Hệ Thống Chiếu Sáng Cho Phân Xưởng Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG Đây là một phân xưởng sản xuất với kích thước là 30 x 40 x 7 m. Phân xưởng có một cửa ra vào chính, hai cửa sau, được lợp bằng mái tôn, tường xây bằng gạch và được quét vôi trắng.Phân xưởng chỉ có một phòng với 34 thiết bị 3 pha các loại được phân bố như sơ đồ mặt bằng trang bên cạnh. Phân xưởng hoạt động theo hai ca với thời gian hoạt động tương đối lớn. Dự kiến phân xưởng sẽ được cung cấp điện bởi một máy biến áp 15/0.4 kV. Công việc của ta sẽ là: · Phân nhóm phụ tải , xác định phụ tải tính toán · Chọn hình thức mạng phân phối theo tiêu chuẩn IEC · Trình bày cấu trúc mạng điện : nổi hay ngầm , các thanh dẫn , các tủ phân phối… · Chọn dung lượng máy biến áp chính , và dung lượng dự phòng , sơ đồ đổi nối nguồn dự phòng · Chọn dây dẫn và thiết bị đóng cắt, bảo vệ · Thiết kế hệ thống nối đất · Thiết kế chống sét lan truyền · Tính toán chọn đèn , bố trí đèn và kiểm tra độ rọi · Tính toán chọn thiết bị bảo vệ mạng chiếu sáng Thông số phụ tải Ký hiệu thiết bị Số lượng Cos j sd K đm P (KW) 1 2 0.73 0.8 2 2 3 0.74 0.8 15 3 2 0.63 0.8 1.1 4 4 0.71 0.8 1.5 5 2 0.73 0.8 7.5 6 6 0.73 0.8 11 7 2 0.76 0.8 2.2 8 3 0.75 0.8 22.5 9 1 0.75 0.8 18.5 10 3 0.76 0.8 3 Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập 11 4 0.76 0.8 14 12 2 0.74 0.8 5.5 Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập CHƯƠNG 2: PHÂN NHÓM VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG 2.1. Khái niệm về phụ tải tính toán: Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, xí nghiệp hay hộ tiêu thụ thì một trong những công việc rất quan trọng mà ta phải làm đó là tiến hành xác định phụ tải tính toán cho nhà máy. - Phụ tải tính toán: Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng (được gọi tắt là phụ tải tính toán) là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện, tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng làm dây dẫn phát nóng tới nhiệt độ bằng với nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra. Do vậy, về phương diện phát nóng nếu ta chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán có thể đảm bảo an toàn cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành bình thường. 2.2. Mục đích xác định phụ tải tính toán: Xác định phụ tải tính toán là một công đoạn rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện, nhằm làm cơ sở cho việc: - Lựa chọn tiết diện dây dẫn cho lưới cung cấp và phân phối. - Lựa chọn số lượng và công suất máy biến áp trong trạm. - Lựa chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối. - Lựa chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ. 2.3. Phân nhóm phụ tải trong các phân xưởng 2.3.1. Các phương pháp phân nhóm phụ tải: Khi bắt tay vào xác định phụ tải tính toán thì công việc đầu tiên mà ta phải làm đó là phân nhóm phụ tải. Thông thường thì người ta sử dụng một trong hai phương pháp sau: Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập - Phân nhóm theo dây chuyền sản xuất và tính chất công việc: Phương pháp này có ưu điểm là đảm bảo tính linh hoạt cao trong vận hành cũng như bảo trì, sửa chữa. Chẳng hạn như khi nhà máy sản xuất dưới công suất thiết kế thì có thể cho ngừng làm việc một vài dây chuyền mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động của các dây chuyền khác, hoặc khi bảo trì, sửa chữa thì có thể cho ngừng hoạt động của từng dây chuyền riêng lẻ,… Nhưng phương án này có nhược điểm là sơ đồ phức tạp, chi phí lắp đặt khá cao do có thể các thiết bị trong cùng một nhóm lại không nằm gần nhau cho nên dẫn đến tăng chi phí đầu tư về dây dẫn, ngoài ra thì đòi hỏi người thiết kế cần nắm vững quy trình công nghệ của nhà máy. - Phân nhóm theo vị trí trên mặt bằng: Phương pháp này có ưu điểm là dễ thiết kế, thi công, chi phí lắp đặt thấp. Nhưng cũng có nhược điểm là kém tính linh hoạt khi vận hành sửa chữa so với phương pháp thứ nhất. Do vây mà tuỳ vào điều kiện thực tế mà người thiết kế lựa chon phương án nào cho hợp lý. 2.3.2. Phân chia nhóm phụ tải cho các phân xưởng của xí nghiệp: Do đặc điểm của phân xưởng sản xuất nên ở đây chúng ta sẽ lựa chọn phương án phân nhóm phụ tải theo phương pháp phân nhóm theo vị trí trên mặt bằng. Nhóm Ký hiệu thiết bị Số lượng Cos j sd K đm P (KW) 3 2 0.63 0.8 1.1 4 4 0.71 0.8 1.5 I 5 2 0.73 0.8 7.5 6 6 0.73 0.8 11 9 1 0.75 0.8 18.5 TỔNG 15 107.7 1 2 0.73 0.8 2 II 7 2 0.76 0.8 2.2 Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập 8 3 0.75 0.8 22.5 12 2 0.74 0.8 5.5 TỔNG 9 86.9 2 3 0.74 0.8 15 III 10 3 0.76 0.8 3 11 4 0.76 0.8 14 TỔNG 10 110 Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập 2.4. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng 2.4.1. Một số khái niệm: - Hệ số sử dụng k sd : là tỉ số của phụ tải tính toán trung bình với công suất đặt hay công suất định mức của thiết bị trong một khoảng thời gian khảo sát (giờ, ca, hoặc ngày đêm,…) + Đối với một thiết bị: đm tb sd p p k = (2.2) Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập + Đối với một nhóm thiết bị: å å = = = n i dm n i TB sd P P k 1 1 (2.3) Hệ số sử dụng nói lên mức sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị trong khoảng thời gian cho xem xét. - Hệ số đồng thời k đt : là tỉ số giữa công suất tác dụng tính toán cực đại tại nút khảo sát của hệ thống cung cấp điện với tổng các công suất tác dụng tính toán cực đại của các nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt (hoặc các nhóm thiết bị) nối vào nút đó. Hệ số đồng thời phản ánh khả năng xuất hiện phụ tại cực đại trong khoảng thời gian khảo sát của các nhóm thiết bị, hay giữa các phân xưởng trong một xí nghiệp… å = = n i tti tt dt P P k 1 (2.4) Hệ số đồng thời phụ thuộc vào số phần tử n đi vào nhóm. + Đối với đường dây cao áp của hệ thống cung cấp điện xí nghiệp ta lấy gần đúng giá trị k đt từ 0.85÷1. + Đối với thanh cái của trạm hạ áp xí nghiệp và các đường dây tải điện, thì ta lấy giá trị k đt từ 0.9÷1. - Hệ số cực đại k max : là tỉ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong thời gian xem xét. tb tt max P P k = (2.5) Hệ số cực đại thường được tính với ca làm việc có phụ tải lớn nhất. Hệ số k max phụ thuộc vào số thiệt bị hiệu quả n hq (hoặc N hq ), vào hệ số sử dụng (k sd ) và hàng loạt các yếu tố khác đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm. Trong thực tế khi tính toán thiết kế người ta chọn k max = f(k sd ,n hq ), hoặc tra trong các bảng cẩm nang tra cứu. - Số thiết bị hiệu quả n hq : giả thiết có một nhóm gồm n thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau. Khi đó ta định nghĩa n hq là một số quy đổi gồm có n hq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau, [...]... mỏy bin ỏp : n.Sm Stt +Trong iu kin cú s c mỏy bin ỏp hoc s c ng dõy: khi cú s c trm cú nhiu mỏy bin ỏp m 1 mỏy bin ỏp cú s c hoc s c t ng dõy lõn cn cung cp in n 1 trm ch cú 1 mỏy bin ỏp SVTH:Trn Phc Lp n Mụn Hc 2 GVHD:Th.s V Th Ngc v Trm 1 mỏy bin ỏp : k qt Sm Ssc v Trm n mỏy bin ỏp : (n - 1).k qt Sm Ssc Vi : ỉ k qt :l h s quỏ ti mỏy bin ỏp ỉ Sm :l cụng sut nh mc ca mỏy bin ỏp ỉ Ssc :l ph ti ca... 12.78 110 i =1 2.8.4 Xỏc nh tõm ph ti cho ton phõn xng ã Tõm ph ti chiu sỏng: Gi s ph ti chiu sỏng c phõn b u trong phõn xng Nh vy , ta cú tõm ph ti chiu sỏng c tớnh nh sau: SVTH:Trn Phc Lp n Mụn Hc 2 GVHD:Th.s V Th Ngc d 40 = = 20(m) 2 2 Trong ú : d l chiu di ca phõn xng X ptcs = r 30 = = 15(m) 2 2 Trong ú : d l chiu rng ca phõn xng Yptcs = ã Tõm ph ti ton phõn xng: Nhúm ph ti Xi Yi Pi X i P i Y i P... ta cú : SVTH:Trn Phc Lp n Mụn Hc 2 GVHD:Th.s V Th Ngc I bt = I tt = 519.82(A) ịS= 519.82 = 167.68(mm 2 ) 3.1 Tra bng 2-56 trang 655 sỏch Cung cp in ca thy Nguyn Xuõn Phỳ ta chn thanh dn bng ng, mi pha mt thanh, thanh dn cú cỏc thụng s sau: S= Dũng in I cp = Thanh dn t nm ngang 2.9.3 Xỏc nh v trớ t t ng lc cho tng nhúm mỏy: Vic lp t t ng lc v t phõn phi ỳng tõm ph ti ca nhúm v phõn xng cú li v: o Chi... trm sao cho hp lý nht 2.10.3.Chn dung lng mỏy bin ỏp ỉ Xỏc nh cụng sut mỏy bin ỏp theo mt ph ti: +Mt ph ti c xỏc nh s= ( P KVA / m 2 F cos j ) n + P = k nc ồ p di : l ph ti tớnh toỏn (KW) 1 +F : l din tớch khu vc cú ph ti tp trung ( m 2 ) + cos j : l h s cụng sut trờn thanh cỏi trm bin ỏp ỉ Xỏc nh cụng sut mỏy bin ỏp theo ph ti tớnh toỏn: +Trong iu kin lm vic bỡnh thng : v Trm 1 mỏy bin ỏp : Sm Stt... ln 2.8.2 Cụng thc tớnh: Tõm ph ti c xỏc nh theo cụng thc: n X= ồ Pi X i i =1 n ồ Pi i =1 n Y= ồ Pi Yi i =1 n ồ Pi (2.1) i =1 SVTH:Trn Phc Lp n Mụn Hc 2 GVHD:Th.s V Th Ngc í ngha cỏc thụng s trong cụng thc (2.1) thay i tựy thuc vo vic xỏc nh tõm ph ti cho nhúm mỏy hay cho phõn xng Cỏc thụng s Tõm ph ti nhúm mỏy Tõm ph ti phõn xng (X,Y ): To tõm ph Ca nhúm mỏy ti Ca phõn xng Pi: Cụng sut nh mc Ca thit... múc phõn b tng i u 2.4.5 Xỏc nh ph ti theo cụng sut t (P) v h s nhu cu (knc ): Ph ti tớnh toỏn c xỏc nh bi cụng thc: n Ptt = k nc ồ Pdmi v Q tt = Ptt tgj (2.11) i =1 Trong cụng thc trờn: knc: h s nhu cu, tra s tay k thut theo cỏc s liu thng kờ ca cỏc xớ nghip, phõn xng tng ng SVTH:Trn Phc Lp n Mụn Hc 2 GVHD:Th.s V Th Ngc cos: h s cụng sut tớnh toỏn tra s tay k thut t ú tớnh c Nu h s cos ca cỏc thit... nh mc Ca thit b th i Ca nhúm thit b th i (xi, yi ): Ta Ca thit b th i Ca nhúm thit b th i 2.8.3 Xỏc nh tõm ph ti cho phõn xng Trc tiờn, ta s quy c chn gc to chun ca mi phõn xng ti v trớ gúc di bờn trỏi ca mi phõn xng tin li cho vic tớnh toỏn tõm ph ti theo cụng thc (2.1), ta s lp cỏc bng s liu tớnh toỏn nh sau: ã Xỏc nh tõm ph ti cho nhúm I: Bng 2. 1: s liu tớnh toỏn tõm ph ti nhúm I Xi Yi Pi X i ... Ptt = Pca = kmax x ksd x Pm hay (2.13) Ptt= knc x Pm Cỏc bc tớnh toỏn: - Tớnh s thit b hiu qu - Tớnh h s s dng ca nhúm thit b - Xột cỏc trng hp: n + Nu nhq < 4 v n < 4 : Ptt = ồ Pmi i =1 n + Nu nhq < 4 v n > 4 : Ptt = ồ Pmi k pti i =1 SVTH:Trn Phc Lp n Mụn Hc 2 GVHD:Th.s V Th Ngc Vi kpti l h s ph ti ca thit b th I, cú th ly gn ỳng: kpt = 0.75 (ch lm vic ngn hn) kpt = 0.90 (ch lm vic di hn) + Nu... Diesel SVTH:Trn Phc Lp n Mụn Hc 2 GVHD:Th.s V Th Ngc CHNG 3: CHN PHNG N I DY 3.1 Khỏi quỏt chung: Trong h thng in h th tiờu biu, cỏc mch phõn phi bt ngun t mt t phõn phi chớnh ( MGDB ) T ú dõy cỏp c t trong cỏc ng, mỏng cỏp loi cỏp in cho cỏc t khu vc hoc cỏc t ph Mng phõn phi h th cú cỏc mng phõn phi ph bin sau: 3.1.1 Mng phõn phi hỡnh tia khụng phõn nhỏnh Mch ny dựng iu khin tp trung li hay cho mt... CB sau ny Do dõy dn u l cỏp nờn ta phi i dõy t t ng lc n tng ng c ca nhúm Sau õy l s i dõy cho cỏc t phõn phi: SVTH:Trn Phc Lp n Mụn Hc 2 GVHD:Th.s V Th Ngc CHNG 4 : CHN DY DN V KH C IN BO V 4.1.Tớnh toỏn dõy dn v dõy cỏp m bo an ton, dõy dn v dõy cỏp phi m bo cỏc iu kin sau: - Chn theo iu kin phỏt núng SVTH:Trn Phc Lp . Đồ án môn học 2: cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất. Do thời gian có hạn, kiến thức còn nhiều hạn chế, cùng với kinh nghiệm còn ít nên tập đồ án. tháng … , năm 2009 Đồ Án Môn Học 2 GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc SVTH:Trần Phước Lập MỤC LỤC Chương 1: Tổng Quan Về Phân Xưởng Chương 2: Phân