Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân

Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD Th s Phạm Anh Tuân Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD Th s Phạm Anh Tuân BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Sinh v[.]

Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Sinh viên thực : HOA XUÂN CHIẾN Mã sinh viên : 19810170157 Giáo viên hướng : PHẠM ANH TUÂN Ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN,ĐIỆN TỬ dẫn Chuyên ngành : TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG ĐIỆN : D14TDHHTD1 Lớp Hà Nội, tháng 10 năm 2022 Sinh viên: Hoa Xuân Chiến Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân MỞ ĐẦU Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa - đại hóa đất nước, điện ln đóng vai trị quan trọng đời sống sản xuất sinh hoạt Điện nguồn lượng ngành cơng nghiệp, điều kiện để đảm bảo hoạt động sản xuất diễn ổn định Do muốn xây dựng khu công nghiệp kế hoạch xây dựng hệ thống cung cấp điện đặt lên trước tiên Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước ta, hệ thống cung cấp điện đóng vai trị quan trọng, khơng góp phần đảm bảo cung cấp điện cho sản xuất trước mắt mà dự kiến phát triển cho tương lai Ngày công nghiệp ngày phát triển mạnh mẽ nên hệ thống cung cấp điện xí nghiệp, nhà máy phức tạp Điều đặt thách thức cho người thiết kế hệ thống cung cấp điện Đồ án cung cấp điện phần quan trọng giúp sinh viên ngành điện có nhìn tổng qt cơng việc thực tế kỹ sư điện tương lai qua cung cấp cho sinh viên kinh nghiệm làm việc thực tế Ngày nay, xí nghiệp, nhà máy phát triển nhanh chóng với đa dạng cấu trúc thiết kế số lượng phân xưởng vệ tinh đòi hỏi hệ thống cung cấp điện phải hợp lý, đáp ứng đầy đủ nhu cầu điện ổn định hoạt động Vì thiết kế hệ thống đòi hỏi người kỹ sư phải có tay nghề kinh nghiệm thực tế, tầm hiểu biết sâu rộng Một phương án thiết kế hợp lý phải kết hợp hài hòa yêu cầu kinh tế, kỹ thuật, độ tin cậy điện độ an toàn sử dụng Đồ án mơn học kiểm tra khảo sát trình độ sinh viên giúp sinh viên có nhìn cho cơng việc sau Do thời gian kiến thức có hạn nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong thầy góp ý để đồ án hồn thiện Em xin cảm ơn Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2022 Sinh viên HOA XUÂN CHIẾN Đề tài: Sinh viên: Hoa Xuân Chiến Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân “Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp” A Dữ kiện: Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp gồm phân xưởng với kiện cho bảng Công suất ngắn mạch điểm đấu điện Sk, MVA, khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy L, m Cấp điện áp truyền tải 110 kV Thời gian sử dụng công suất cực đại TM, h Phụ tải loại I loại II chiếm kI&II, % Giá thành tổn thất điện cD =1500 đ/kWh; suất thiệt hại điện gth = 10000 đ/kWh; hao tổn điện áp cho phép mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện) DUcp= 5% Các số liệu khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế điện Số liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp (nhà máy) Sk MVA K I∧II , % TM ,h L, m 310 78,5 4550 350 Hướng tới nguồn Đông Đây nhà máy có quy mơ tương đối lớn gồm 15 phân xưởng với tổng công suất tương đối lớn 5505kW Mặt phân xưởng phân bố sau: Suy ra: diện tích thực = diện tích vẽ ×500 Danh sách phân xưởng nhà máy Sinh viên: Hoa Xuân Chiến Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân N0 theo sơ đồ mặt 10 11 12 13 14 15 S Tên phân xưởng phụ tải Phân xưởng điện phân Phân xưởng Rơn gen Phân xưởng đúc Phân xưởng oxyt nhơm Khí nén Máy bơm Phân xưởng đúc Phân xưởng khí – rèn Xem liệu phân xưởng Lò Kho nhiên liệu Kho vật liệu vôi clorur (bột tẩy trắng) Xưởng lượng Nhà điều hành, nhà ăn Garage ôtô Tổng công suất đặt, kW Hệ số nhu cầu, knc Hệ số công suất, cosφ 80 700 0,54 0,68 30 880 0,52 0,53 30 370 0,41 0,62 10 250 0,43 0,68 10 12 60 40 300 300 800 550 0,54 0,52 0,41 0,43 0,56 0,56 0,78 0,80 40 550 0,43 0,67 40 800 10 20 0,43 0,57 0,62 0,72 0,80 0,67 40 350 0,43 0,72 30 150 0,44 0,87 15 25 0,50 0,82 ố lượn g thiết bị điện Nhà máy có tầm quan trọng kinh tế quốc dân giúp phát triển nhanh hơn, phục vụ việc công nghiệp hóa đại hóa đất nước Vì nhà máy xếp vào hộ tiêu thụ loại (không cho phép điện, cấp điện có dự phịng) Các phân xưởng sản xuất theo dây truyền cấp điện theo tiêu chuẩn loại Nguồn điện cấp cho nhà máy lấy từ lưới điện cách nhà máy 350 m, đường dây cấp điện cho nhà máy dung loại dây AC, dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp 310 MVA, nhà máy làm việc ca Sinh viên: Hoa Xuân Chiến Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tn Nhiệm vụ thiết kế: I Tính tốn phụ tải I.1 Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng I.2 Xác định phụ tải phân xưởng khác I.3 Tổng hopwj phụ tải tồn xí nghiệp, xây dựng biểu đồ phụ tải mặt xí nghiệp dạng hình trịn bán kính r II Xác định sơ đồ nối mạng điện nhà máy II.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp II.2 Chọn công suất số lượng máy biến áp II.3 Chọn dây dẫn từ nguồn tới trạm biến áp II.4 Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp đến phân xưởng (so sánh phương án) III Tính tốn điện III.1 Xác định hao tổn điện áp đường dây máy biến áp III.2 Xác định hao tổn công suất III.3 Xác định tổn thất điện áp IV Chọn kiểm tra thiết bị IV.1 Tính tốn ngắn mạch điểm dặc trưng IV.2 Chọn kiểm tra thiết bị IV.3 Kiểm tra chế độ mở máy động V Tính tốn bù hệ số cơng suất V.1 Tính tốn bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên cos φ2=0,9 V.2 Đánh giá hiệu bù VI Tính tốn nối đất chống sét VII Hạch tốn cơng trình VII.1 Liệt kê thiết bị VII.2 Xác định tiêu kinh tế Bản vẽ Sơ đồ mặt xí nghiệp với bố trí thiết bị biểu đồ phụ tải Sơ đồ mạng điện mặt xí nghiệp (Gồm sơ đồ phương án so sánh) Sơ đồ trạm biến áp (Sơ đồ nguyên lý, Sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến áp) Sơ đồ nối đất Sinh viên: Hoa Xuân Chiến Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tn Bảng số liệu tính tốn so sánh phương án CHƯƠNG I: TÍNH TỐN PHỤ TẢI 1.Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng 1.1 Xác định phụ tải động lực phân xưởng Với số liệu ban đầu khảo sát nhà máy có cơng suất dự kiến diện tích mặt phân xưởng, nên ta xác định phụ tải động lực cách tương đối theo cơng suất đặt Phụ tải tính tốn phân xưởng xác định theo công thức : Pdl k nc Pd Qdl Pdl tan φ Trong đó: - knc : hệ số nhu cầu, tra sổ tay kĩ thuật theo số liệu thống kê xí nghiệp tương ứng - tgφ: ứng với cosφ đặc trưng cho nhóm thiết bị, tra sổ tay kỹ thuật  Tính tốn cụ thể phụ tải động lực cho phân xưởng  Phân xưởng điện phân - Công suất đặt Pđ =550 kW - Hệ số nhu cầu knc =0,64 - Hệ số công suất cosφ = 0,43 => tanφ = 2,1 Cơng suất tính tốn động lực Pdl = Pđ.knc = 550.0,64 = 352 (kW) Công suất phản kháng động lực Qdl = Pdl.tanφ =352.2.1 = 739,2 (kVAr) Tính tốn tương tự cho phụ tải lại thu kết sau: Sinh viên: Hoa Xuân Chiến Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân Bảng 1.1.1 Tính toán phụ tải động lực Stt 10 11 12 13 14 15 Tên phân xưởng phụ tải Phân xưởng điện phân Phân xưởng Rơn gen Phân xưởng đúc Phân xưởng oxyt nhơm Khí nén Máy bơm Phân xưởng đúc Phân xưởng khí - rèn Xem liệu phân xưởng Lị Kho nhiên liệu Kho vật liệu vơi clorur (bột tẩy trắng) Xưởng lượng Nhà điều hành, nhà ăn Garage ôtô Pd (kW) 550 550 880 370 250 300 800 550 550 800 10 knc 0,64 0,53 0,62 0,68 0,56 0,52 0,41 0,43 0,43 0,43 0,57 k cosφ 0,43 0,43 0,43 0,57 0,62 0,43 0,68 0,56 0,56 0,78 0,8 c tanφ 2.1 2,1 2,1 1,44 1,27 2,1 1,08 1,48 1,48 0,8 0,75 t Pdl (kW) 352 291,5 545,6 251.6 140 156 328 236,5 236,5 344 5,7 Qdl (kVAr) 739,2 612,2 1146 362,3 177,8 327,6 354,2 350 350 275,2 4.3 20 0,62 0,67 1,11 12,4 13,8 350 150 25 0,43 0,44 0,5 0,72 0,87 0,82 0,96 0,57 0,7 150,5 66 12,5 144,5 37,6 8,8 1.2 Xác định phụ tải chiếu sáng thơng thống 1.2.1 Các u cầu thiết kế chiếu sáng Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo u cầu sau: - Khơng bị lóa mắt - Khơng lóa phản xạ - Khơng có bóng tối - Phải có độ rọi đồng - Phải đảm bảo độ sáng đủ ổn định - Phải tạo ánh sáng gần giống ánh sáng ban ngày Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung ( chiếu sáng cho toàn phân xưởng), chiếu sáng cục ( chiếu sáng cho thiết bị) chiếu sáng kết hợp ( kết hợp cục chung) Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc xác, nơi mà thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng khơng tạo bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp Sinh viên: Hoa Xuân Chiến Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân Các phân xưởng thường dùng đèn huỳnh quang đèn huỳnh quang có tần số 50Hz thường gây ảo giác không quay cho động nguy hiểm cho người vận hành Do người ta thường sử dụng đèn sợi đốt Bố trí đèn: thường bố trí theo góc hình vng hình chữ nhật 1.2.2 Chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng Rơn gen có kích thước HxDxW 45x80x4,7m, Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu sám,với độ rọi yêu cầu Eyc = 50(lux) Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 50(lux) nhiệt độ màu cần thiết  m 3000 K θm =30000 K cho môi trường ánh sáng tiện nghi Mặt khác xưởng sản xuất có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn sợi đốt với công suất 200(W) với quang thông F= 3000 (lm).( bảng 45.pl.BT) Chọn độ cao treo đèn là: h’ = 0,5 (m); Chiều cao mặt làm việc là: hlv = 0,9 (m); Chiều cao tính tốn : h = H – h” = 4,7– 0,9 = 3,8(m); h h' H h'' Hình 1.2.1 Sơ đồ tính tốn chiếu sáng Sinh viên: Hoa Xuân Chiến Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân Tỉ số treo đèn: h' 0,5 = == , 116< j= h+h ' 3,8+0,5 => thỏa mãn yêu cầu Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách đèn xác định L/h =1,5 (bảng 12.4[TK2]) tức là: L = 1,5 h = 1,5.3,8= 5,7 (m) Hệ số không gian: k H.D 24 36 = =3 , 789 = h.( H +D ) 3,8 (24+36) kg Căn đặc điểm nội thất chiếu sáng coi hệ số phản xạ trần:tường là:50:30 (bảng 2.12) Tra bảng 47.pl.[TK2] phụ lục ứng với hệ số phản xạ nêu hệ số không gian kkg =3,789 ta tìm hệ số lợi dụng kld = 0,58; Hệ số dự trữ lấy kdt=1,2; hệ số hiệu dụng đèn  0,58 Xác định quang thông tổng: F E ∑ ¿= yc S k η k dt ¿ ld Trong đó: E yc : độ rọi yêu cầu S: diện tích phân xưởng k dt : hệ số dự trữ (thường lấy 1,2-1,3) η : hiệu suất đèn k ld : hệ số lợi dụng quang thông đèn Thay số ta có: F  E yc S kdt  kld  50.45.80.1, 642092 0,58.0,58 (lm ) Sinh viên: Hoa Xuân Chiến Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân Số lượng đèn tối thiểu là: N= F ∑¿ ¿ Fd Trong dó: ¿ F ∑ ¿ : quang thông tổng F d : quang thơng đèn Thay số có: N F 642092  214, 03 Fd 3000 Căn vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách đèn Ld = (m) Ln = 4,1 (m), từ tính q=2 ; p=2; Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ đồng ánh sáng tạ i điểm Ld L L L 4 Ld Ln Ln q  d n  p  n Ld 2 ≤ q ≤ v ≤ p ≤ 3 hay 4,1 4,1 2 => thỏa mãn Như bố trí đèn hợp lý Vậy tổng số đèn cần lắp đặt 214 bóng Ta bố trí 11 dãy đèn dãy gồm 20 bóng, khoảng cách đèn 4,1m theo chiều rộng m theo chiều dài phân xưởng Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần 2m theo chiều rộng 1,6 m theo chiều dài Kiểm tra độ rọi thực tế: F d N η k ld E= H D.k dt Trong đó: F d :quang thơng đèn N :số lượng đèn Sinh viên: Hoa Xuân Chiến 10 ... Sinh viên: Hoa Xuân Chiến 13 Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân Sinh viên: Hoa Xuân Chiến 14 Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân Bảng 1.3.1 Tổng hợp phụ... Xuân Chiến 15 Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân 1.4.2 Biểu đồ phụ tải Việc phân bố hợp lý TBA phạm vi xí nghiệp vấn đề quan trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có tiêu kinh... Xn Chiến 19 Đồ án môn học Cung Cấp Điện – GVHD: Th.s Phạm Anh Tuân Máy bù đồng có công suất lớn nên thường đặt nơi quan trọng hệ thơng điện Tụ điện đặt mạng cao áp điện áp thấp Tụ điện áp cao