Là một sinh viên ngành điện khí hoá xí nghiệp, sau khi kết thúc học tập em được giao đề tài tốt nghiệp là: “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí và toàn bộ nhà máy cơ k
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, ngành điện khí hoá xí nghiệp cũng phát triển mạnh mẽ cả về chiều rộng và chiều sâu
Nó ngày càng hoàn thiện và hiện đại hoá Đồng thời nó cũng không ngừng thâm nhập vào các ngành kinh tế quốc dân như: Luyện kim, Cơ khí, Hoá chất, Khai thác mỏ, Giao thông vận tải
Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu dùng điện ngay càng cao, do vậy một nhiệm vụ quan trọng hàng đầu luôn được đặt ra đói với người thiết
kế phải biết vận dụng những kiến thức đã được học vào thực tế một cách sáng tạo và khoa học, sao cho hệ thống điện được thiết kế đảm bảo các yêu cầu về kinh và kỹ thuật
Là một sinh viên ngành điện khí hoá xí nghiệp, sau khi kết thúc học tập em được giao đề tài tốt nghiệp là:
“ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí và toàn bộ nhà máy cơ khí 92 “
Trong thời gian làm đồ án, được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn PTS Phạm Duy Tân và sự chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn năng lượng điện trường ĐHKT Công Nghiệp cùng với sự giúp đỡ của bạn bè đồng nghiệp Đến nay bản Đồ án của em đã hoàn thành với đầy đủ các nội dung yêu cầu
Với khả năng có hạn, bản đồ án của em chắc sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong có được sự chỉ bảo của các thày cô giáo
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, Ngày 26 tháng 10 năm 1998.
Người thiết kế
Sinh viên: Nguyễn Đức Thọ.
Trang 2MỤC LỤC
Trang Phần I : Xác định phụ tải tính toán
Phần II : Thiết kế mạng điện phân xưởng
Phần III : Thiết kế mạng điện nhà máy
Phần IV : Tính ngắn mạch và kiểm tra thiết bị
Phần V : Thiết kế hệ thống đo lường và bảo vệ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.GTCCĐT1: Giáo trình cung cấp điện tập 1
2.GTCCĐT2: Giáo trình cung cấp điện tập 2
3.GTCCĐT3: Giáo trình cung cấp điện tập 3
Biên soạn : Nguyễn Quân Nhu Phạm Duy Tân (Chủ biên)
4.TKCCĐ:
Giáo trình hướng dẫn thiết kế cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp
Biên soạn : Phan Đăng Khải 5.Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm)
6.Sổ tay vật liệu kỹ thuật điện
7.Giáo trình mạng điện (PTS - Phạm Duy Tân)
Trần Văn Thịnh
Trang 3PHẦN I
XÁC ĐỊNH
PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
Trang 4ĐẶT VẤN ĐỀ
Phụ tải điện là một hàm biến đổi theo thời gian vì có nhiều yêu tố ảnh hưởng đến nó, nên phụ tải điện không bền theo một quy luật nhất định Do
đó việc xác định chính xác phụ tải điện là một điều rất khó khăn nhưng đồng thời là một việc rất quan trọng
Phụ tải điện là một số liệu dùng làm căn cứ chọn các thiết bị điện trong hệ thống cung cấp điện Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế thì sẽ gây lãng phí thiết bị
Do tính chất quan trọng như vậy, nên đã có nhiều người nghiên cứu và đưa ra các phương pháp xác định phụ tải tính toán, xong chưa có phương pháp nào hoàn thiện Nếu thuận tiện cho việc tính toán, thì lại thiếu chính xác Ngược lại, nếu nâng cao được độ chính xác kể đến nhiều yếu tố ảnh hưởng thì phương pháp tính lại quá phức tạp
Trên thực tế, thường sử dụng 4 phương pháp sau để xác định phụ tải tính toán:
1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất
2 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm
3 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại Kmax và công suất trung bình (theo số thiết bị dùng điện có hiệu quả)
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì nó kể đến nhiều yêu tố ảnh hưởng như : số thiết bị trong nhóm và chế độ làm việc của thiết
bị Do đó ta chọn phương pháp này để xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ điện và toàn bộ nhà máy cơ khí CK92
Trang 5A XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ ĐIỆN
Phụ tải phân xưởng gồm 2 loại:
- Phụ tải động lực
- Phụ tải chiếu sáng
I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐỘNG LỰC
1 Chia nhóm thiết bị
Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng Quyết định chia làm 4 nhóm phụ tải như trong bảng 1
Bảng 1
Nhó
m
Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng P đm 1 máy (Kw) Cos K sd
2 Xác định phụ tải tính toán theo từng nhóm
Trang 6Xác định phụ tải của nhóm 3:
Theo bảng 1 ta có n=5
P
dm max
2 = 162 = 8 (Kw)
Số thiết bị có trong nhóm có Pđm > Pdm max
2 : n1 =5
n* = n
n
1 = 55 = 1 Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm:
P = (3.4) + 16 + 12 = 70 (Kw) Tổng công suất của n1 thiết bị : P1 = 70(Kw)
p* = P
P
1 1
= 70
70 = 1
Từ n* và p*, tra bảng 2-2 (Trang 32 - CCĐT1) ta được
n*hq = f(n*,p*) = f(1,1) = 0,95
Số thiết bị dùng điện có hiệu quả :
nhq = n*hq n = 0,95.5 = 4,75 > 4
Hệ số sử dụng trung bình của nhóm 3 là:
Ksdtb =
Pdmi ksdi
Pdmi
1
5
1
5
= 12 0 2 16 0 18 314 0 14
70
, , ,
=0,16
Từ nhq và ksdtb , tra bảng 2-1 (Trang 31- CCĐT1) ta được
kmax = f(ksdtb,nhq) = f(0,16;4,75) Lấy kmax = 2,87
Công suất tính toán của nhóm 3:
PTTnh3 = kmax.ksdtbnh3.Pđmnh3
= 2,87.0,16.70 = 32,144(Kw)
Trang 7Cos tbnh3 =
P dmi i
P dmi
cos 1
5
1 5
= 12 0 7 , 16 0 8 ,70 314 0 6 , = 0,66
STTnh3 = Pttnh
tbnh
3 3 cos = 32 1440 66,, = 48,5 (KVA)
QTTnh3 = S ttnh2 3 P ttnh2 3
= ( 48 5 , ) 2 ( 32 144 , ) 2
ITTnh3 = Sttnh
U dm
3
3. = 3 0 3848 5 ,, = 73,67 (A) Tính tương tự cho 3 nhóm còn lại kết quả thu được ghi trong bảng 2
Bảng 2
Nhóm P đm
(Kw) Costb ksdtb kmax (Kw)PTTnh (KVAR)QTTnh (KVA)STTnh I(A)TTnh I
II
III
IV
62 98 70 65
0,62 0,67 0,66 0,75
0,15 0,15 0,16 0,17
2,87 2,48 2,87 2,31
26,7 37,7 32,14 25,32
34,12 41,72 36,3 22,38
43,32 56,32 48,5 33,79
65,8 85,43 73,67 51,34
II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ ĐIỆN
Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng phân xưởng và tỷ lệ trên sơ đồ ta xác định phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất của phân xưởng:
Pcs = P0 F (Kw) Trong đó:
F: diện tích chiếu sáng đo trên mặt bằng nhà máy
P0: Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất
Tra bảng 2-7 (Trang 143 - CCĐT2) với phân xưởng cơ điện lấy
Trang 8P0 = 15 (w/m2)
Do vậy:
Pcs = 15.2400 = 36000 (w) = 36 (Kw)
dm U 3 cs P
= 3 0 3836 , = 54,7 (A)
III PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ ĐIỆN
Áp dụng công thức:
Sttpx = kđt
4 1
4 1
2 ) ttnhi Q ( 2 ) cs P ttnhi P (
Trong đó:
kđt: là hệ số đồng thời của thiết bị trong phân xưởng xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm máy trong phân xưởng
Vậy:
Sttpx = 0,8 ( 121 86 , 36 ) 2 ( 134 52 , ) 2
= 165,92(KVA) Dòng điện phụ tải của phân xưởng:
Ittpx =
dm U 3 ttpx S
= 165 923 0 38 ,, = 252(A)
Hệ số công suất của phân xưởng:
Cospx =
ttpx S ttpx P
=
ttpx S
) cspx P 4
1 ttnhi P ( dt
k
= 0 8 121 86, (165 92,, 36) = 0,76
B PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY
Ngoài việc chiếu sáng trong các phân xưởng, ta còn phải tính toán phụ tải chiếu sáng ngoài phân xưởng bao gồm: Chiếu sáng đường đi, bãi trống, chiếu sáng cho các phòng ban và khu vực hành chính, nhà kho, nhà ở
Việc xác định phụ tải này cũng dựa vào phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích
Pttcs = P0.F
Trang 9Với sơ đồ mặt bằng nhà máy ta tính được diện tích của các phân xưởng ghi trong bảng 3
Bảng 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Nấu đúc kim loại Rèn nguội
Tôi luyện Lắp ráp Kiểm nghiệm Khuôn mẫu
Cơ khí
Cơ điện Dụng cụ Kho thành phẩm Nhà hành chính Nhà bảo vệ Nhà khách Nhà ăn ca Nhà tập thể Nhà máy
5872 2904 2728 2942 2760 2280 2280 2400 2280 3456 2944 648 648 720 420.5 151698
1 Chiếu sáng nhà kho
Tra bảng 2-7 (Trang 143 - CCĐT2) ta có suất phụ tải chiếu sáng cho nhà kho
là :
P0 = 10 (w/m2 ) Vậy Pttcs kho = P0 F = 10.3456 = 34560 (w) = 34,56 (Kw)
2 Chiếu sáng khu vực nhà hành chính
P0 = 15 (w/m2)
Pcshc = 15.2944 = 44160 (w) = 44,6 (Kw)
3 Chiếu sáng nhà bảo vệ
P0 = 15 (w/m2)
Pttcsbv = 15.648 = 9720 (w) = 6,48 (Kw)
4 Chiếu sáng nhà khách
P0 = 10 (w/m2)
Pttcsnk = 10.648 = 6480 (w) = 6,48 (Kw)
Trang 105 Chiếu sáng nhà ăn ca
P0 = 10 (w/m2)
Pttcsnhà ăn = 10.720 = 7200 (w) = 7,2 (Kw)
6 Chiếu sáng khu nhà tập thể
P0 =10 (w/m2)
Pttcsno = 10.420.5 = 21000 (w) = 21 (Kw)
7 Chiếu sáng đường đi - bãi trống
Fđđ - Bt = FNM - (
9
1 ttpxi
F + Fttkho + Ftthc + FttBV + FttNK + FttNA + FttNO)
= 151698 - 36962 = 114736 (m2)
Tra bảng 2-7 (Trang 143 - CCĐT2) được suất phụ tải chiếu sáng của đất đai trống - đường đi
Lấy P0 = 0,22(w/m2) Vậy : PBT- ĐĐ = 0,22.114736 = 25240(w) = 25,24(Kw)
* Phụ tải tính toán của toàn nhà máy
Ta có:
SttNM = kpt.kđt
9 1
9 1
2 ) ttpxi Q ( 2 ) ttcs P ttpxi P ( (
Trong đó:
kpt = 1,05 là hệ số phát triển của nhà máy
Kđt = 0,9 là hệ số đồng thời của các phân xưởng
9
1 ttpxi
P = 600 + 90 + 320 + 142,65 + 15 + 20 + 120 + 60 + 157,86
=1525,5 (Kw)
Pttcs = 34,56 + 44,16 + 9,72 + 6,48 + 7,2 + 21 + 24,24
= 123,12 (Kw)
9
1 ttpxi
Q = 450 + 70 + 250 + 126,5 + 8 + 12 + 100 + 40 + 134,52
= 1191 (KVar)
SttNM = 1,05.0,9 ( 1525 5 , 123 12 2 , ) ( 1191 2 )
Trang 11= 1922 (KVA) Với:
PttNM = 1,05.0,9.1648,63 = 1558(Kw)
QttNM = 1,05.0,9.1191 = 1125,5(KVar)
* Hệ số công suất của nhà máy:
CosNM =
ttNM S ttNM P
= 1558
1922 = 0,81