thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí

Mặt bằng xí nghiệp 40m x 40m Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: T.S Trần Thanh Ngọc THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí SƠ ĐỒ MẶT BẰNG Ký hiệu trên mặt bằng Tên phân xưởng I Bộ phận máy II Bộ phận sửa chữa III Nhà xưởng IV Khu văn phòng Danh sách các thiết bị trong các phân xưởng DHDI6A 1 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: T.S Trần Thanh Ngọc Stt Tên máy Công suất - kw I. Bộ phận máy A 1 Máy cưa kiểu đại 3 A 2 Khoan bàn 3.3 A 3 Máy mài thô 2.7 A 4 Máy xọc 6.7 A 5 Máy phay răng 4.5 A 6 Máy tiện ren 18 A 7 Máy khoan đứng 12 A 8 Máy bào ngang 10 II. Bộ phận sữa chữa B 1 Cầu trục 32 B 2 Bể tăng nhiệt 10 B 3 Bể ngâm nước nóng 15 B 4 Tủ sấy 20 B 5 Lò điện 8 B 6 Bàn thử nghiệm 10 III. Nhà xưởng C 1 Máy bơm 4.8 C 2 Máy bơm 9.7 C 3 CHIẾU SÁNG IV. KHU VĂN PHÒNG MÁY VI TÍNH 20 MÁY ĐIỀU HOÀ 2 3 Yêu cầu 1. Vạch sơ đồ cấp điện. 2. Lựa chọn các phần tử trong sơ đồ : tủ động lực, phân phối, tiết diện cáp, hệ thống đèn cao áp, 3. Lựa chọn các thiết bị trong trạm phân phối : thiết bị bảo vệ, cáp xuất, máy biến áp, đo đếm, 4. Xác định tổn thất công suất, điện áp, điện năng. DHDI6A 2 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: T.S Trần Thanh Ngọc 5. Bù công suất phản kháng cho xí nghiệp, so sánh tổn thất với trước khi bù . 6. Mô phỏng trong Matlab, so sánh các vấn đề về tổn thất giữa mô hình trong Matlab và tính toán thực tế ( Phần thêm vào ). Điều kiện Phần đi dây trong nhà máy sử dụng phương án đi ngầm. Các thiết bị, dây dẫn sử dụng hiện đang có trên thị trường, DHDI6A 3 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: T.S Trần Thanh Ngọc MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 7 Chương 1: Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng 8 Chương 2:Chọn thiết bị cho phân xưởng 25 Chương 3:Tính toán ngắn mạch 53 Chương 4: Tính toán tổn thất và bù nâng cao hệ số công suất 71 Tài liệu tham khảo 78 DHDI6A 4 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: T.S Trần Thanh Ngọc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN DHDI6A 5 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: T.S Trần Thanh Ngọc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN LỜI NÓI ĐẦU DHDI6A 6 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: T.S Trần Thanh Ngọc Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa nước nhà hiện nay thì ngành công nghiệp Điện đã thực sự trở thành 1 ngành công nghiệp mũi nhọn, và vai trò của nó đối với ngành công nghiệp khác ngày càng được khẳng định. Có thể nói phát triển công nghiệp, đẩy mạnh công cuộc đổi mới đất nước đã gắn liền với sự phát triển của ngành công nghiệp Điện. Khi xây dựng một nhà máy mới, một khu công nghiệp mới hay một khu dân cư mới… thì việc đầu tiên phải tính toán tới là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt trong khu vực đó. Trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa, hiện đại hóa, ngành công nghiệp nước ta ngày càng khởi sắc, các nhà máy, xí nghiệp không ngừng được xây dựng. Gắn liền với các công trình đó là hệ thống cung cấp điện đc thiết kế và xây dựng. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, cung với những kiến thức được học tài trường ĐH Công Nghiệp Tp HCM, chúng em đã nhận được đề tài thiết kế môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí. Đây là một đề tài thiết kế rất bổ ích và thiết thực, giúp chúng em trau dồi, bổ sung những kiến thức cồn thiếu xót trong chuyên ngành của mình, từ đó có thể hoàn thiện mình và đi lên. Trong thời gian làm bài tập dài vừa qua, với sự nỗ lực của bản thân cùng sự chỉ dẫn nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn Trần Thanh Ngọc, chúng em đã hoàn thành xong bài tập của mình. Một lần nữa chúng em xin chân thành gửi đến thầy Trần Thanh Ngọc cùng các thầy cô bộ môn lòng biết ơn sâu sắc nhất. CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHỤ TẢI DHDI6A 7 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: T.S Trần Thanh Ngọc CỦA TỪNG KHU VÀ CỦA TOÀN PHÂN XƯỞNG. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên đến nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng . Phụ tải tính toán (PTTT),được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ…PTTT còn được dùng để tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp, lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng…PTTT phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống…Nếu PTTT xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến cháy nổ…Ngược lại, các thiết bị được chọn nếu dư thừa công suất sẽ làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất…Cũng vì vậy, đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp xác định PTTT, song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào thật hoàn thiện.Những phương pháp có kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại.Có thể đưa ra đây một số phương pháp thường sử dụng nhiều hơn cả để xác định PTTT khi quy hoạch và thiết kế hệ thống cung cấp điện: II. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu k nc . tt nc d P k k= × Trong đó : DHDI6A 8 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: T.S Trần Thanh Ngọc k nc - hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật. P d - công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán có thể xem gần đúng P d =P dm (kW). Khi xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu K nc trong cung cấp điện thì độ chính xác không cao là do sử dụng bảng tra K nc cho trước. Nó không phụ thuộc vào chế độ vận hành của thiết bị trong nhóm mà K nc =K sd .K max , có nghĩa là hệ số nhu cầu phụ thuộc vào những yếu tố kể trên. Do đó khi chế độ vận hành thay đổi trong nhóm thi K nc hiệu quả sẽ không chính xác. 2. Phương pháp xác định PTTT theo hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình : tt hd tb P k P = × Trong đó: k hd - hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kĩ thuật . P tb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW). 0 ( ) t tb P t dt A P t t = = ∫ 3. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình : tt tb P P βσ = ± Trong đó : P tb -công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW) σ -độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình β -hệ số tán xạ của σ DHDI6A 9 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: T.S Trần Thanh Ngọc 4. Phương pháp xac định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm: 0 max tt p M P T = Trong đó : p 0 -suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/đvsp). M-số sản phẩm sản xuất được trong một năm. T max -thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h) Phương pháp này chủ yếu áp dụng cho tính toán phụ tải của các chung cư, khách sạn, bệnh viện,….có phụ tải của từng phần tử là như nhau và đã biết công suất cho một phần tử. 5. Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên đơn vị diện tích: 0 . tt P p F = Trong đó: p 0 -suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích (W/m 2 ). F -diện tích bố trí thiết bị (m 2 ). Giá trị p 0 có thể tra trong sổ tay. Giá trị p 0 của từng bộ hộ tiêu thụ do kinh nghiệm vận hành thống kế lại mà có. Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ. Nó cũng được dùng để tính toán phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất tương đối đều. 6. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại . Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn giản DHDI6A 10 [...]... t Jkt - Chn theo tn tht in ỏp cho phộp Ucp - Chn theo dũng in phỏt núng cho phộp Icp DHDI6A 29 ỏn Cung Cp in GVHD: T.S Trn Thanh Ngc Chn theo mt dũng kinh t Jkt : Jkt(A/mm2) l s (A) ln nht trờn 1mm2 tit din tit din chn theo phng phỏp ny cú li v mt kinh t Chn theo tn tht in ỏp cho phộp Ucp: phỏp ny ly chi tiờu cht lng in lm iu kin tiờn quyt Chn theo dũng in phỏt núng cho phộp Icp: phng phỏp ny tn... bc cao su, hoc PVC: hp: + Rut ng DHDI6A 31 ỏn Cung Cp in GVHD: T.S Trn Thanh Ngc + Rut nhụm 2 Chn theo tn tht in ỏp cho phộp Ucp: a Tn tht in ỏp cho phộp: - Tn tht in ỏp cho phộp trong tng trng hp ph thuc vo yờu cu ca loi ph ti, k c khi khi ng cỏc ng c in v s phỏt trin ca ph ti trong tng lai,nht l i vi cỏp ngm V in ỏp : trong iu kin bỡnh thng , lch in ỏp cho phộp trong khong 5% so vi in ỏp danh nh ca... cú 2 l ỉ 8 d cho vic lp t mỏy bin dũng CT-0.6 vo bng in DHDI6A 27 ỏn Cung Cp in GVHD: T.S Trn Thanh Ngc Dựng trong nh Chỳ ý cc tớnh khi u dõy THễNG S K THUT: Dũng Dũng s cp Kiu th cp (A) 400/5 III (A) 400 5 Trng S vũng Dung Kớch thc (mm) Cp dõy (VA) (kg) lng chớnh s lng cp 1 10 xỏc ng 0.5 kớnh 50 Di Rng Cao 120 50 Lp t 140 100 Chn mỏy bin in ỏp BU kim tra cỏch in v cung cp tớn hiu cho h thng bo... i =1 n yPP = P.y i =1 n i i P i =1 = 23( m) i Sau khi xỏc nh trờn tõm ph ti trờn bn v ta chn t t phõn phi v trớ nh hỡnh trờn DHDI6A 23 ỏn Cung Cp in GVHD: T.S Trn Thanh Ngc S i dõy phõn xng DHDI6A 24 ỏn Cung Cp in GVHD: T.S Trn Thanh Ngc CHNG II CHN THIT B CHO PHN XNG I Chn mỏy bin ỏp Ta cú Stt ton phõn xng l 223,79 (KVA) Ta chn mỏy bin ỏp ca ABB cú cỏc thụng s k thut nh sau: Sm (MVA) 250 UTC (kV)... 6 Ph ti tớnh toỏn cho ton phõn xng Ppx = kdt ì Ptti = 0,9 ì ( 23,84 + 40,9 + 14,5 + 60 ) = 125,32( kW ) Q px = kdt ì Qtti = 0,9 ì ( 31, 71 + 54, 4 + 79,8 + 19,3 ) = 166, 69( kVar ) DHDI6A 18 ỏn Cung Cp in Sttpx = I ttpx = 7 GVHD: T.S Trn Thanh Ngc ( Ppx + Pcs ) + Q 2 px = 2 Sttpx 3 ìU = ( 125,32 + 24 ) 2 + 166, 69 2 = 223, 79( kVA) 223, 79 = 340( A) 3 ì 0,38 Tớnh toỏn dũng nh mc cho tng thit b i... s c , lch in ỏp cho phộp t +5% n -10% b Chn dõy dn: Tn hao in ỏp trờn ng dõy c xỏc nh: U = PR + QX = U R + U X U Trong ú : P,Q : cụng sut truyn ti trờn ng dõy R,X: in tr v in khỏng ng dõy U: in ỏp nh mc DHDI6A 32 ỏn Cung Cp in GVHD: T.S Trn Thanh Ngc Trong thc t :giỏ tri x0 (/ km) cú giỏ tr sau: Trung th 10, 15, 22 kV: 0,4 (/ km) H th . 40m x 40m Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: T.S Trần Thanh Ngọc THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí SƠ ĐỒ MẶT. em đã nhận được đề tài thiết kế môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí. Đây là một đề tài thiết kế rất bổ ích và thiết thực, giúp chúng