Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sane xuất vòng bi

- - BÀI TIỂU LUẬN Đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sane xuất vòng bi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY Nhà máy chế tạo Vòng Bi xây dựng địa bàn với quy mô lớn bao gồm 10 phân xưởng nhà máy làm việc Bảng 1.1 - Danh sách phân xưởng nhà máy: CÔNG SUẤT ĐẶT SỐ TRÊN TÊN PHÂN XƯỞNG (kV) MẶT BẰNG Phịng thí nghiệm 120 Phân xưởng 3500 Phân xưởng 4000 Phân xưởng 3000 Phân xưởng 2500 Phân xưởng Sửa chữa khí Lị ga 400 Phân xưởng Rèn 1600 Bộ phận Nén khí 600 10 Trạm bơm 200 DIỆN TÍCH (m2) 8430 14600 13350 11250 8550 1875 2530 7870 1570 3030 Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo Vịng Bi để cung cấp cho ngành kinh tế nước xuất Đứng mặt tiêu thụ điện nhà máy hộ tiêu thụ lớn Do tầm quan trọng nhà máy nên ta xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại1, cần đảm bảo cung cấp điện liên tục an toàn Theo dự kiến ngành điện, nhà máy cung cấp từ Trạm biến áp Trung gian cách nhà máy 15 km, đường dây không lộ kép, dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm trung gian SN=250 MVA Nhà máy làm việc theo chế độ ca, thời gian sử dụng công suất cực đại TMAX= 5300h Trong nhà máy có phịng Thí nghiệm, phân xưởng Sửa chữa khí Trạm bơm hộ loại III, phân xưởng lại thuộc hộ loại I Mặt bố trí phân xưởng nhà làm việc nhà máy trình bày hình 1.1 Các nội dung tính tốn, thiết kế bao gồm: Xác định phụ tải tính toán phân xưởng nhà máy Thiết kế mạng điện cao áp cảu nhà máy thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng Sửa chữa khí LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX Tính tốn bù cơng suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất nhà máy Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng Sửa chữa khí Thiết kế đường dây không từ Hệ thống nhà máy Thiết kế trạm biến áp hợp Thiết kế tủ phân phối tủ tụ bù cho phân xưởng SCCK ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: Phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi) mặt hiệu phát nhiệt mức độ huỷ cách điện Nói cách khác, phụ tải tính tốn đốt nóng thiết bị nên tới nhiệt độ tương đương phụ tải thực tế gây ra, chọn thiết bị theo phụ tải tính tốn đảm an tồn cho thiết bị mặt phát nóng Phụ tải tính tốn sử dụng để lựa chọn kiểm tra thiết bị hệ thống cung cấp như: máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, bảo vệ, Tính tốn tổn thất cơng suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn cơng suất phản kháng, Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc thiết bị điện, trình độ phương thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện có khả dẫn đến cố, cháy nổ, Ngược lại, thiết bị lựa chọn dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất, Cũng có nhiều cơng trình nghiên cứu phương pháp xác định phụ tải tính tốn, song chưa có phương pháp thật hồn thiện Những phương pháp cho kết đủ tin cậy lại phức tạp, khối lượng tính tốn thơng tin ban đầu địi hỏi q lớn ngược lại Có thể đưa số phương pháp thường sử dụng nhiều để xác định phụ tải tính toán qui hoạch thiết kế hệ thống cung cấp điện: Phương pháp xác định phụ tải tính tốn (PTTT) theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu Ptt = Knc.Pd Trong đó: Knc-hệ số nhu cầu, tra sổ tay kỹ thuật, Pd -công suất đặt thiết bị nhóm thiết bị, tính tốn xem gần Pd≈Pdm, [kW] Phương pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng đồ thị phụ tải cơng suất trung bình: Ptt = Khd.Ptb Trong đó: Khd- hệ số hình dáng đồ thị phụ tải, tra sổ tay kỹ thuật, Ptb- cơng suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị, [kW] ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX P tb = ∫ p (t ) dt t = A t Phương pháp xác định PTTT theo cơng suất trung bình độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình: Ptt = Ptb ± βδ Trong đó: Ptb - Cơng suất đặt thiết bị nhóm thiết bị, (kW) δ - Độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình β - Hệ số tán xạ δ Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình hệ số cực đại: Ptt = Kmax.Ptb = Kmax.Ksd.Pđm Trong đó: Ptb - Cơng suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị, (kW) Kmax- hệ số cực đại, tra sổ tay kỹ thuật, Kmax= f (nhq, Ksd) Ksd - hệ số sử dụng, tra sổ tay kỹ thuật, nhq - số thiết bị dùng điện hiệu Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm: Ptt = a0M Tmax Trong đó: a0 - suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm, (kWh/dvsp) M - số sản phẩm sản xuất năm, Tmax- thời gian sử dụng công suất lớn nhất, (h) Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện đơn vị điện tích: Ptt = p0.F Trong đó: p0- suất trang bị điện đơn vị điện tích, (W/m2) F - diện tích bố trí thiết bị, (m2) Phương pháp tính trực tiếp tổng hợp phương pháp trên, thường đựoc sử dụng để tính tốn cho phụ tải mang tính tổng hợp Trong phương pháp trên, phương pháp 1, dựa kinh nghiệm thiết kế vận hành để xác định PTTT nên cho kết gần ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX nhiên chúng đơn giản tiện lợi Các phương pháp lại xây dựng sở lý thuyết xác suất thống kết có xét đến nhiều yếu tố dó có két xác khối lượng tính tốn lớn phức tạp Tuỳ theo u cầu tính tốn thơng tin có phụ tải, người thiết kế lựa chọn phương pháp thích hợp để xác định PTTT Trong đồ án với phân xưởng Sửa chữa khí ta biết vị trí, cơng suất đặt chế độ làm việc thiết bị phân xưởng nên tính tốn phụ tải động lực phân xưởng sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình hệ số cực đại Các phân xưởng cịn lại biết diện tích cơng suất đặt nên để xác định phụ tải động lực phân xưởng ta áp dụng phương pháp tính theo công suất đặt hệ số nhu cầu Phụ tải chiếu sáng phân xưởng xác định theo phương pháp suất chiếu sáng đơn vị diện tích sản xuất 2.2.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ: Phân xưởng Sửa chữa khí phân xưởng số sơ đồ mặt nhà máy Phân xưởng có diện tích bố trí thiết bị 1875 m2 Trong phân xưởng có 53 thiết bị, công suất thiết bị khác nhau, thiết bị có cơng suất lớn 10 kW ( máy tiện ren) song có thiết bị có cơng suất nhỏ (< 0.6 kW) Phần lớn thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, có máy biến áp hàn có chế độ ngắn hạn lặp lại Những đặc điểm cần quan tâm phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính tốn lựa chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng 2.2.1 Giới thiệu phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình Ptbvà hệ số cực đại kmax (cịn gọi phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu nhq): theo phương pháp phụ tải tính tốn xác định theo biểu thức: n Ptt = kmax.ksd ∑ Pdmt 1=1 Trong đó: Pdmi- Cơng suất định mức thiết bị thứ i nhóm, n - Số thiết bị nhóm, ksd - Hệ số sử dụng, tra sổ tay kỹ thuật, kmax- Hệ số cực đại, tra sổ tay kỹ thuật theo quan hệ kmax=f (nhq,ksd), nhq - số thiết bị dùng điện hiệu ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX Số thiết bị dùng điện hiệu nhq số thiết bị có cơng suất, chế độ làm việc gây hiệu phát nhiệt (hoặc mức độ huỷ hoại cách điện) phụ tải thực tế (có cơng suất chế độ làm việc khác nhau) gây trình làm việc, nhq xác định biểu thức tổng quát sau: ⎛ n ⎞ nhq = ⎜⎜ ∑ Pdmi ⎟⎟ ⎝ i =1 ⎠ 2 n ∑ (P ) i =1 dmi (làm trịn số) Trong đó: Pdmi- cơng suất định mức thiết bị thứ i nhóm, n - số thiết bị nhóm Khi n lớn việc xác định nhq theo biểu thức phiền phức nên ta xác định nhq theo phương pháp gần với sai số tính tốn nằm khoảng < + 10% a Trường hợp m = Pdm max 0,4, nhq= n có nghĩa nhq Pdm số thiết bị nhóm Chú ý nhóm có n1 thiết bị mà tổng công suất chúng không lớn 5% tổng cơng suất nhóm thì: nhq= n- n1 Trong đó: Pdmmax- cơng suất định mức thiết bị có cơng suất lớn nhóm Pdmmin- cơng suất định mức thiết bị có cơng suất nhỏ nhóm b.Trường hợp m = Pdm max >3 ksdp > 0,2, nhq xác định theo biểu Pdm thức: n nhq = 2.∑ Pdmi P dm max α I∞ t qd = 6.16,6 0,4 = 62,99 mm2 ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 70 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX Vậy chọn cáp 3*70+50 mm2 hợp lý Tính ngắn mạch N2 RΣ2 = RΣ1 + RA3 + RT3 + RTG2 + RC2 RΣ2 = 7,84 + 2.1,3 + 2.0,75 + 0,2676 + 69 = 81,2 mΩ XΣ2 = X Σ1 + X A3 + X TG2 + X C2 = 3,31 + 2.0,86 + 0,282 + 5,682 = 10,99 mΩ ZΣ1 = IN1 = R2∑ + X 2∑ = 81,22 + 10,992 = 82,02 mΩ U 3.Z ∑ = 250 3.82,02 = 1,76 kA ixk2 = 1,8.I N = 2.1,8.1,76 = 4, 48 kA Kiểm tra MCCB: Loại NS100N có Icắt N = 25 kV Vậy MCCB chọn thoả mãn điều kiện ổn định động Kiểm tra cáp tiết diện 4G16 mm2: Tiết diện ổn định nhiệt cáp F > α I∞ t qd = 6.1,76 0,4 = 6,68 mm2 Vậy chọn cáp 4G16 hợp lý 4.3 Lựa chọn thiết bị tủ dộng lực dây dẫn đến thiết bị phân xưởng: Các MCCB tổng tủ động lực có động lực có thông số tương tự áptômát nhánh tương ứng tủ phân phối, kết lựa chọn ghi bảng 4.3 Hình 4.4 - Sơ đồ tủ động lực AT A Bảng 4.3 - Kết lựa chọn MCCB tổng TĐL ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 71 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI Tủ động lực ĐL1 ĐL2 ĐL3 ĐL4 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX ITT(A) loại IĐM (A) Uđm(V) 79,3 84,65 37,34 61,89 NS100N NS100N C60H NS100N 100 100 20 80 415 415 415 415 Iđm(A) Icắt n(kA) 25 25 15 25 4 4 Các MCCB đến thiết bị nhóm thiết bị tủ động lực chọn theo điều kiện nêu phần Ví dụ chọn MCCB cho đường cáp từ TĐL1 đến máy tiện ren 4,5 kW máy tiện ren 3,2 kW, cosϕ = 0,6: Uđm.A > Uđm.m = 0,38 kV Iđm.A > Itt = Ptt cos ϕ U dm.m = 4,5 + 3,2 3.0,6.0,38 = 19,5 A Chọn MCB loại NC45a hãng Merlin Gerin chế tạo có Iđm.A = 25 A; Icắt N = 4,5 kA; Uđm.A = 400 V; 4cực Các đường cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: khc Icp > Itt Trong đó: Itt - dịng điện tính tốn động Icp - dịng điện phát nóng cho phép tương ứng với loại dây, tiết diện khc - hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = Và kiểm tra phối hợp với thiếtbị bảo vệ cáp, bảo vệ áptômát: Icp > I kddt 1,25.I dmA A = 1,5 1,5 Ví dụ: Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến máy tiện ren 4,5 kW máy tiện ren 3,2 kW cosϕ = 0,6 Icp > Itt = 19,5 A I 1,25.I dmA 1,25.20 = = 16,67 A Icp > kddt = 1,5 1,5 1,5 Kết hợp hai điều kiện ta chọn cáp đồng bốn lõi cách điện PVC hãng LENS chế tạo tiết diện 2,5 mm2 với Icp = 25 A Cáp đặt ống thép có đường kính 3/4" chôn phân xưởng Các MCCB, MCB đường cáp khác chọn tương tự, kết ghi bảng 4.4 Do công suất thiết bị phân xưởng không lớn bảo vệ áptômát nên khơng tính tốn ngắn mạch phân xưởng để kiểm tra thiết bị lựa chọn theo điều kiện ổn định động ổn định nhiệt ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 72 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX Bảng 4.4 - Kết chọn MCB TĐL cáp đến thiết bị Tên máy Số Trên B.V ẽ Ptt (kw) Phụ tải dây dẫn tiết diện Itt (A) Icp (A) MCB Dô thép Mã Hiệu Iđm (A) Ikddi/1,5 (A) 10 31 31 31 31 31 31 31 31 23 23 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a 30 30 30 30 30 30 30 30 16 16 25 25 25 25 25 25 25 25 13,33 13,33 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 31 23 23 23 23 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a 20 20 16 16 20 20 6 10 20 20 30 20 20 16 16 16,67 16,67 13,33 13,33 16,67 16,67 5,0 5,0 8,33 16,67 16,67 25 16,67 16,67 13,33 13,33 23 3/4" NC45a 25 20,83 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy doa toạ độ Máy doa ngang 1 1 2 2 10 10 10 10 10 10 10 10 4,5 4,5 Máy phay vạn Máy phay vạn Máy phay ngang Máy phay chép hình Máy phay đứng Máy phay đứng Máy phay chép hình Máy phay chép hình Máy phay chép hình Máy bào ngang Máy bào ngang Máy bào gường1 trụ Máy xọc Máy xọc Máy khoan hướng tâm Máy khoan đứng 5 8 10 11 12 12 13 14 14 15 16 7,0 7,0 4,5 5,62 7,0 7,0 1,7 0,6 3,0 7,0 7,0 10,0 7,0 7,0 4,5 4,5 Máy mài tròn Máy mài tròn vạn M.mài phẳng trục 17 7,0 NHÓM I 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 11,4 4G1,5 11,4 4G1,5 NHÓM II 17,73 4G2,5 17,73 4G2,5 11,4 4G1,5 14,2 4G1,5 17,73 4G2,5 17,73 4G2,5 4,3 4G1,5 1,52 4G1,5 7,6 4G1,5 17,73 4G2,5 17,73 4G2,5 25,32 4G2,5 17,73 4G2,5 17,73 4G2,5 11,4 4G1,5 11,4 4G1,5 NHÓM III 17,73 4G2,5 18 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4" NC45a 10 8,33 19 10,0 25,32 4G2,5 31 3/4" NC45a 30 25 ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 73 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI đứng M.mài phẳng trục nằm Máy ép thuỷ lực Máy khoan để bàn Máy mài sắc Máy mài sắc Máy rũa Máy mài sắc dao cắt gọt Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy phay vạn Máy bào ngang Máy mài tròn vạn Máy mài phẳng Máy cưa Máy mài phía Máy khoan bàn THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX 20 21 22 23 23 27 2,8 4,5 0,65 2,8 2,8 1,0 7,09 11,4 1,65 7,09 7,09 2,53 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 23 23 23 23 23 23 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a 10 16 10 10 8,33 13,33 5,0 8,33 8,33 28 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4" NC45a 10 8,33 1 2 3 4 7,0 7,0 4,5 4,5 3,2 3,2 10 10 2,8 7,0 4,5 5,8 NHÓM IV 17,73 4G2,5 17,73 4G2,5 11,4 4G1,5 11,4 4G1,5 8.1 4G1,5 8.1 4G1,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 7,09 4G1,5 17,73 4G2,5 11,4 4G1,5 14,7 4G1,5 23 23 23 23 23 23 31 31 23 23 23 23 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a 20 20 16 16 10 10 30 30 10 20 16 16 16,67 16,67 13,33 13,33 8,33 8,33 25 25 13,33 16,67 13,33 13,33 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4" NC45a 10 8,33 10 11 12 13 4,0 2,8 2,8 0,65 10,13 7,09 7,0 1,65 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 23 23 23 23 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" NC45a NC45a NC45a NC45a 16 10 10 13,33 8,33 8,33 ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 74 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX CHƯƠNG V TÍNH TỐN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CA0 HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY 5.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: Vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp cơng nghiệp có ý nghĩa lớn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện sản suất Hệ số công suất cosϕ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý tiết ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 75 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX kiệm hay không Nâng cao hệ số công suất cosϕ chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sản suất, phân phối sử dụng điện Phần lớn thiết bị tiêu dùng điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, cịn cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hố máy điện xoay chiều, khơng sinh cơng Q trình trao đổi cơng suất phản kháng máy phát hộ tiêu thụ dùng điện trình dao động Mỗi chu kỳ dòng điện, Q đổi chiều bốn lần, giá trị trung bình Q 1/2 chu kỳ dịng điện không Việc tạo công suất phản kháng khơng địi hỏi tiêu tốn lượng động sơ cấp quay máy phát điện Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không thiết phải lấy từ nguồn Vì để tránh truyền tải lượng Q lớn đường dây, người ta đặt gần hộ tiêu dùng điện máy sinh Q (tụ điện, máy bù đồng bộ, ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm gọi bù công suất phản kháng Khi bù cơng suất phản kháng góc lệch pha dòng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số cơng suất cosϕ mạng nâng cao, P, Q góc ϕ có quan hệ sau: ϕ=arctg P Q Khi lượng P khơng đổi, nhờ có bù cơng suất phản kháng, lượng Q truyền tải đường dây giảm xuống, góc ϕ giảm, kết cosϕ tăng lên Hệ số công suất cosϕ nâng cao lên đưa đến hiệu sau: * Giảm tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện * Giảm tổn thất điện áp mạng điện * Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp * Tăng khả phát máy phát điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosϕ * Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hố q trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 76 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX động có cơng suất hợp lý hơn, Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù * Nâng cao hệ số công suất cosϕ biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu chúng 5.2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ: Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động đồng làm việc chế độ kích thích, ta lựa chọn tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện có ưu điểm tiêu hao cơng suất tác dụng, khơng có phần quay máy bù đồng độ nên lắp ráp, vận hành bảo quản dễ dàng Tụ điện chế tạo thành đơn vị nhỏ, tuỳ theo phát triển phụ tải trình sản xuất mà ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao bỏ vốn đầu tư lúc Tuy nhiên, tụ điện có số nhược điểm định Trong thực tế với nhà máy xí nghiệp có cơng suất không thật lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù cơng suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số cơng suất Vị trí thiết bị bù ảnh hưởng nhiều đến hiệu bù Các tụ điện bù đặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPP, tủ phân phối, tủ động lực đầu cực cácphụ tải lớn Để xác định xác vị trí dung lượng đặt thiết bị bù cần phải tính tốn so sánh kinh tế kỹ thuật cho phương án đặt bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể Song theo kinh nghiệm thực tế, trường hợp công suất dung lượng bù công suất phản kháng nhà máy, thiết bị khơng thật lớn phân bố dung lượng bù cần thiết đặt hạ áp TBAPX để giảm nhẹ vốn đâù tư thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành 5.3 XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ: 5.3.1 Xác định dung lượng bù: Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy xác định theo công thức sau: Qbù = Pttnm (tgϕ1 - tgϕ2) α ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 77 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX Trong đó: Pttnm - phụ tải tác dụng tính tốn nhà máy (kW) ϕ1 - góc ứng với hệ số cơng suất trung bình trước bù, cosϕ1 = 0,7 ϕ2 - góc ứng với hệ số cơng suất bắt buộc sau bù, cosϕ2 = 0,95 α - hệ số xét tới khả nâng cấp cosϕ biện pháp khơng địi hỏi đặt thiết bị bù, α=0,9 ÷ Với nhà máy thiết kế ta tìm dung lượng bù cần thiết: Qbù = Pttmn (tgϕ1 - tgϕ2) α = 5372,46(1,02- 0,33).1= 3706,997 kVAr 5.3.2 Phân bố dung lượng bù cho TBAPX Từ trạm phân phối trung tâm máy biến áp phân xưởng mạng hình tia gồm nhánh có sơ đồ ngun lý thay tính tốn sau: Hình 5.2: Sơ đồ thay mạng cao áp để phân bố dung lượng bù TPPTT RC1 RC2 RC3 RC4 RC5 RC6 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 RB6 Q1 Qb1 Q2 Qb2 Q3 Qb3 Q4 Qb4 Q5 Qb5 Q6 Qb6 Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia: Qbi = Qi - (Q − Q bï ) R td Ri Trong đó: Qbi - công suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i [kVAr] Qi - cơng suất tính tốn phản kháng ứng với phụ tải thứ i [kVAr] ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 78 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI Q= ∑Q i =1 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX - phụ tải tính tốn phản kháng tổng nhà máy Q = 6997,37 kVAr Ri - điện trở nhánh thứ i [Ω] ⎛ 1 ⎞ ⎟⎟ Rtđ = ⎜⎜ + + + R R Rn 21 ⎠ ⎝ −1 - Điện trở tương đương mạng [Ω] Thay số vào ta có: ⎛ 1 ⎞ ⎟ + + + Rn ⎟⎠ ⎝ R1 R 21 −1 Rtđ = ⎜⎜ −1 1 1 ⎞ ⎛ + + + + + =⎜ ⎟ = 0,0114 ⎝ 0,081 0,081 0,037 0,338 0,037 0,162 ⎠ Xác định dung lượng bù tối ưu cho nhánh Qb1 =(72 +1596) - (6997,37 - 3706,997) 0,0114 = 1204,91 0,081 kVAr Qb2 =1396,5 - (6997,37 - 3706,997) Qb3 = 1197 - (6997,37 - 3706,997) 0,0114 = 933,41 kVAr 0,081 0,0114 = 208,2 kVAr 0,037 Qb4 = (105,168+180 + 99,2 ) -(6997,37 - 3706,997) Qb5 = 997,5 - (6997,37 - 3706,997) 0,0114 = 273,89 kVAr 0,338 0,0114 = -16,29 kVAr 0,037 Qb6 = (1064 + 270 ) - (6997,37 - 3706,997) 0,0114 = 1102,445 kVAr 0,037 ∑Qb = (1204,91+933,41+208,2-16,29+273,89+1102,455 ) =3706,58 kVAr Kết phân bố dung lượng bù cho nhánh ghi bảng5.4 Bảng 5.4 - kết phân bố dung lượng bù nhà máy ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 79 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI Tuyến cáp THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX Qtt (kVAr) Qb (kVAr) Loại tụ Qtụ (kVAr) S.lượng TPPTT - B1 R (Ω) 0,081 1668 1204,91 KC2-0,38-50-3Y3 50 25 TPPTT - B2 0,081 1396,5 933,41 KC2-0,38-50-3Y3 50 19 TPPTT - B3 0,037 1197 208,2 KC2-0,38-28-3Y1 28 TPPTT - B4 0,338 384,368 273,89 KC2-0,38-28-3Y1 28 10 TPPTT - B6 0,162 1334 1102,455 KC2-0,38-50-3Y3 50 23 Riêng nhánh TPPTT - B5 ta khơng cần bù Hình 5.3 - Sơ đồ lắp ráp tụ bù cosϕ cho trạm máy biến áp Tủ áptômát tổng Tủ phân phối cho PX Tủ bù cosϕ Tủ áptômát phân đoạn Tủ bù cosϕ Tủ phân phối cho PX Tủ áptômát tổng ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX CHƯƠNG VI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: Trong nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trị quan trọng việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao suất lao động, an toàn sản xuất sức khoẻ người lao động Nếu ánh sáng không đủ, người lao động phải làm việc trạng thái căng thẳng, hại mắt ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ, kết hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật suất lao động thấp, chí cịn gây tai nạn làm việc Cũng hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: * Khơng bị lố mắt * Khơng bị lố phản xạ * Không tạo khoảng tối vật bị che khuất Phải có độ rọi đồng * Phải tạo ánh sáng gần ánh sáng tự nhiên tốt 6.2 LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG CHUNG: Hệ thống chiếu sáng chung phân xưởng phân xưởng Sửa chữa khí dùng bóng đèn sợi đốt sản suất Việt Nam Phân xưởng Sửa chữa khí chia thành dãy nhà: Dãy nhà số 1: Chiều dài (a1): 42 m Chiều rộng (b1): 25 m Dãy nhà số 1: Chiều dài (a2): 33 m Chiều rộng (b2): 25 m Tổng diện tích: 1875 m2 Nguồn điện sử dụng: U = 220V lấy từ tủ chiếu sáng TBA phân xưởng B4 Độ rọi yêu cầu: E = 30 Lx Hệ số dự trữ: k = 1,3 Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: H = h - hc - hIv = 4,5 - 0,7 - 0,8 = m ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 81 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX Trong đó: h - chiều cao phân xưởng (tính từ đến trần phân xưởng) h = 4,5 m hc - khoảng cách từ trần đến đèn, hc = 0,7 m hIv - chiều cao từ phân xưởng đến mặt công tác, hc = 0,8 m Hệ số phản xạ trần: ptr = 30% * Để tính tốn chiếu sáng cho phân xưởng SCCK ta áp dụng phương pháp hệ số sử dụng: Hình 6.1 - Sơ đồ tính tốn chiếu sáng hc = 0,7m H hlv Cơng thức tính tốn: F= E.S Z k n.k sd Trong đó: F - quang thơng đèn, (lumen), E - độ rọi yêu cầu, (lx) S - diện tích cần chiếu sáng, (m2) k - hệ số dự trữ n - số bóng đèn có hệ thống chiếu sáng chung, ksd - hệ số sử dụng, Z - hệ số phụ thuộc vào loại đèn tỉ số L/H, thường lấy Z = 0,8 ÷ 1,4, ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 82 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX Tra bảng 10 - (trang 191, TL1) tìm L/H = 1,8 L = 1,8 H = 1,8 = 5,4 m, chọn L = m Căn vào mặt phân xưởng ta bố trí đèn sau: Dãy nhà số bố trí dãy đèn, dãy gồm bóng, khoảng cách đèn m, khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần theo chiều dài phân xưởng 2,5 m, theo chiều rộng phân xưởng 1,5 m Tổng số bóng đèn cần dùng n1 = 45 bóng Dãy nhà số bố trí dãy đèn, dãy gồm bóng, khoảng cách đèn m, khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần theo chiều dài phân xưởng 2,5 m, theo chiều rộng phân xưởng m Tổng số bóng đèn cần dùng n1 = 35 bóng Chỉ số bóng: ϕ= a.b H.(a.b ) ϕ1 = a.b H.(a.b ) ϕ2 = a.b H.(a.b ) ai, bi - chiều rộng chiều dài nhà xưởng thứ i Tra PL 6.7 (TL1) ta có: ksd1 = 0,47 ksd2 = 0,44 Quang thông đèn: F1 = E.S.Z.k n.k sd F2 = E.S.Z.k n.k sd Chọn đèn sợi đốt cơng suất Pđ = 200 W, có quang thông F = 2528 lm Tổng cộng công suất chiếu sáng toàn phân xưởng: Pcs= n.Pđ = 80.200 = 16 kW 6.3 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG: Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung phân xưởng ta đặt tủ chiếu sáng phân xưởng gồm áptômát loại pha bốn cực 16 áptômát nhánh pha hai cực, 16 áptơmát cấp cho 16 dãy đèn dãy có bóng, Chọn MCB tổng: Chọn MCB theo điều kiện sau: ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX Điện áp định mức: Uđm.A > Uđm.m = 0,38 kV Pcs Dòng điện định mức: Iđm.A > Itt = cos ϕ U dm.m = 16 3.1.0,38 = 24,309 A Chọn MCB loại C60L hãng Merlin Gerin chế tạo có thơng số sau: Iđm.A = 25 A; Icắt N = 20 kA; Uđm.A = 415 V; 4cực Chọn cáp tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng: Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: Điều kiện chọn cáp: khc Icp > Itt Trong đó: Itt - dịng điện tính tốn nhóm phụ tải Icp - dịng điện phát nóng cho phép, tương ứng với loại dây, tiết diện khc - hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = Kiểm tra theo điều kiện phối hợp thiết bị baỏ vệ cáp, bảo vệ áptômát: Icp > I kddt 1,25.25 = = 20,83 1,5 1,5 A Chọn cáp 4G 1,5mm2 cách điện PVC hãng LENS có Icp = 31A * Chọn MCB nhánh: Chọn MCB cho dãy gồm bóng: Điện áp định mức: Uđm.A > Uđm.m = 0,38 kV Dòng điện định mức: Iđm.A > Itt = Ptt 5.0,2 = = 4,55 A U dm.m 0,22 Chọn MCB loại NC45a hãng Merlin Gerin chế tạo có thơng số sau: Iđm.A = A; Icắt N = 4,5 kA; Uđm.A = 415 V; 2cực Chọn cáp tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng: Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: khc Icp > Itt Kiểm tra theo điều kiện phối hợp thiết bị baỏ vệ cáp, bảo vệ áptômát: Icp > I kddt 1,25.6 = =5 1,5 1,5 A Chọn loại cáp đồng lõi tiết diện x 1,5 mm2 có Icp = 26 A cách điện PVC hãng LENS chế tạo ĐẶNG VĂN MẠNH - LỚP HỆ THỐNG ĐIỆN - K4 - UB 98 84 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX Thiết kế chi tiết cho phương án chọn * 3.2 VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN: Trước vạch phương án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho. .. TỐT NGHIỆP VÒNG BI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX Tính tốn bù cơng suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất nhà máy Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng Sửa chữa khí Thiết kế đường dây... NGHIỆP VÒNG BI Cộng nhóm I: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX 10 89 225,36 NHÓM II 10 11 12 13 14 15 16 Máy phay vạn Máy phay ngang Máy phay chép hình Máy phay đứng Máy phay chép hình Máy phay