BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN ––o0o— KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT BAO BÌ SINH VIÊN NGUYỄN HOÀNG TRUNG MSSV 16043531 L[.]
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN ––o0o— KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT BAO BÌ SINH VIÊN : NGUYỄN HỒNG TRUNG MSSV : 16043531 LỚP : DHDI12B SINH VIÊN : CAO BẢO TRUNG MSSV : 16064741 LỚP : DHDI12C GVHD : THS LÂM TẤN CƠNG Thành phố Hồ Chí Minh,ngày 5, tháng ,năm 2020 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH iv LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BAO BÌ 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Phân loại phụ tải 1.3 Trạm biến áp trung gian 1.4 Loại ngành nghề, quy mô lực nhà máy 1.4.1 Loại ngành nghề 1.4.2 Quy mô, lực nhà máy 1.5 Những yêu cầu thiết kế cung cấp điện nhà máy 1.5.1 Độ tin cậy cung cấp điện 1.5.2 Chất lượng điện áp 1.5.3 An toàn cung cấp điện 1.5.4 Kinh tế CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO TỒN NHÀ MÁY 2.1 Các đại lượng hệ số tính toán 2.1.1 Công suất đinh mức 2.1.2 Phụ tải trung hình Ptb 2.1.3 Phụ tải cực đại Pmax 2.1.4 Phụ tải đỉnh nhọn 2.1.5 Phụ tải tính tốn Ptt 2.1.6 Hệ số sử dụng ksd 2.1.7 Hệ số phụ tải kpt 2.1.8 Hệ số cực đại kma 2.1.9 Hệ số nhu cầu knc 2.1.10 Hệ số thiết bị hiệu nhq: 10 2.2 Các phương phái tính phụ tải tính toán 10 2.2.1 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu 11 2.2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất 12 2.2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm 12 2.2.4 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax cơng suất trung bình Ptb (cịn gọi phương pháp số thiết bị hiệu nhq) 13 2.3 Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng tồn nhà máy 15 2.3.1 Phân xưởng giấy 15 2.3.2 Phân xưởng kéo sợi 16 2.3.3 Phân xưởng may 16 2.3.4 Phân xưởng dệt 17 2.3.5 Phân xưởng điện 17 2.3.6 Toàn nhà máy 18 2.4 Xác định biểu đồ phụ tải điện 19 CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO CỦA NHÀ MÁY 22 3.1 Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm 23 3.2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 25 3.3 Xác định số lượng , dung lượng trạm biến áp phân xưởng 27 3.3.1 Đặt TBA phân xưởng 28 3.3.2 Đặt TBA phân xưởng 30 3.3.3 Đặt TBA phân xưởng 32 3.4 Phương án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng 34 3.4.1 phương pháp dùng sơ đồ dẫn sâu 34 3.4.2 Phương pháp sử dụng trạm biến áp trung gian 34 3.4.3 Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm 34 3.5 Lựa chọn phương án dây cho mạng cao áp nhà máy 35 3.6 Tính tốn thiết kế lựa chọn phương án 36 3.6.1 Phương án 37 3.6.2 Phương án 46 3.6.3 Phương án 56 3.6.4 Phương án 66 3.6.5 Phương án 76 3.6.6 Phương án 86 3.7 Thiết kế chi tiết cho phương án chọn 96 3.8 Lựa chọn sơ đồ trạm phân phối trung tâm trạm biến áp phân xưởng - sơ đồ trạm phân phối trung tâm 97 CHƯƠNG TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN 99 4.1.Tính tốn ngắn mạch phía cao áp 99 4.2.Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện 102 4.2.1 Lựa chọn kiểm tra máy cắt TPPTT 102 4.2.2 Lựa chọn cầu chì cao áp 103 4.2.3 Lựa chọn kiểm tra máy biến điện áp BU 104 4.2.4 Lựa chọn kiểm tra máy biến dòng điện BI 104 4.2.5 Lựa chọn chống sét van 105 4.2.6 Lựa chọn kiểm tra dao cách ly cao áp cho trạm biến áp phân phối 105 4.2.7 Lựa chọn kiểm tra cầu chì cao áp cho trạm biến áp phân phối 105 4.2.8 Lựa chọn 3pha tủ điện phân xưởng 106 4.2.9 Lựa chọn áptômát tổng áptômát nhánh 107 4.2.10 Kiểm tra cáp chọn 109 KẾT LUẬN 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO .113 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Mặt nhá máy sản xuất bao bì tỉ lệ Hình Biểu đồ phụ tải nhà máy bao bì 22 Hình Sơ đồ bố trí trạm phân phối trung tâm 25 Hình Sơ đồ bố trí trạm biến áp phân xưởng 27 Hình 3 Các phương án thiết kế mạng cao áp nhà máy 36 Hình Sơ đồ phương án 37 Hình Sơ đồ phương án 47 Hình Sơ đồ phương án 57 Hình Sơ đồ phương án 67 Hình Sơ đồ phương án 77 Hình Sơ đồ phương án 86 Hình 10 Sơ đồ ghép nối trạm phân phối trung tâm 97 Hình 11 Sơ đồ đấu nối trạm biến áp phân xưởng 2MBA 98 Hình Sơ đồ thay ngắn mạch 99 Hình Sơ đồ cung cấp điện toàn nhà máy .110 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Trung – Cao Bảo Trung LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, điện ngày đóng vai trị quan trọng kinh tế quốc dân Điện định phần lớn tốc độ cơng nghiệp hóa đại hóa Nâng cao chất lượng điện độ tin cậy lưới phân phối mối quan tâm hàng đầu nhà phân phối điện người sử dụng Thực tế, hệ thống diện ln có vấn đề cần xử lý nhằm mục đích ổn định cung cấp cho khách hàng Để ngăn ngừa cố tránh hư hỏng thiết bị, tránh nguy hiểm với người sử dụng điện yêu cầu thiết kế mạng điện hạ áp cần phải kĩ thuật đảm bảo an toàn Tuy nhiên tính tốn thiết kế cung cấp điện cơng việc khó khăn, địi hỏi nhà thiết kế ngồi việc chun mơn kĩ thuật cịn phải có hiểu biết mặt : môi trường , xã hội, đối tương cấp điện…Trong trình thiết kế cấp điện phương án xem hợp lý tối ưu thõa mãn yêu cầu sau: - Vốn đầu tư thấp, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo mức độ tính chất phụ tải - Chi phí vận hành hàng năm thấp - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị - Thuận tiện cho việc vận hành, bảo quản sữa chữa - Đảm bảo chất lượng điện (nhất đảm bảo độ lệch độ dao động điện áp bé nằm giới hạn cho phép so với định mức) Tuy nhiên hạn chế kiến thức kinh nghiệm thực tế tài liệu tham khảo, thời gian thực hiện, nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy hướng dẫn góp ý xây dựng cho đồ án ngày hoàn thiện củng cố kiến thức em tương lai TP.Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 2020 Người thực Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hoàng Trung – Cao Bảo Trung CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BAO BÌ 1.1 Giới thiệu chung Trong nhà máy bao bì có nhiều hệ thống máy móc khác đa dạng, phong phú phức tạp Các hệ thống máy móc có tính cơng nghệ cao đại Do mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượng độ tin cậy cao Đứng mặt cung cấp điện việc thiết kế điện phải đảm bảo gia tăng phụ tải tương lai, mặt kỹ thuật kinh tế phải đề phương án cấp điện cho không gây tải sau vài năm sản xuất không gây dư thừa dung lượng công suất dự trữ Theo quy trình trang bị điện cơng nghệ nhà máy ta thấy ngừng cung cấp điện ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm nhà máy gây thiệt hại kinh tế quốc dân ta xếp nhà máy vào phụ tải loại I, cần bảo đảm cung cấp điện liên tục an toàn Phụ tải điện nhà máy bao bì phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị 380/220V, công suất chúng nằm dải từ đến hàng chục kW cung cấp dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz Phụ tải động lực thành phần tiêu thụ chủ yếu mạng điện nhà máy Việc xác định phụ tải động lực bước việc xác định phụ tải tính tốn cho nhà máy Từ u cầu, thông số thiết bị động lực giúp ta chọn dây dẫn, thiết bị cung cấp bảo bệ khác Phụ tải động lực có nhiều loại, có nhiều đặc điểm riêng nên tính tốn cần dựa vào thiết bị đó, điều kiện làm việc để chọn tham số cho hợp lí Chính phạm vi đồ án này, tập trung vào tính tốn thiết kế cấp điện động lực nhà máy bao bì Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hoàng Trung – Cao Bảo Trung 1.2 Phân loại phụ tải Với nhiệm vụ chế biến sản xuất sản phẩm bao bì đóng vai trị quan trọng lĩnh vực chế biến công nghiệp địa phương nước, nên thiết kế cung cấp điện, nhà máy xếp vào hộ tiêu thụ loại I, yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao 1.3 Trạm biến áp trung gian Nguồn điện cung cấp cho nhà máy lấy từ hệ thống lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian 110/35/22 kV cách xa km phía tây, nhà máy sản xuất theo dây chuyền nên hệ thống phụ tải nhà máy phân bố tương đối tập trung, đa số động điện Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4700h 1.4 Loại ngành nghề, quy mô lực nhà máy 1.4.1 Loại ngành nghề Đây nhà máy có tầm quan trọng kinh tế quốc dân, đặc biệt nông nghiệp, nên nhà máy cần đảm bảo tin cậy cung cấp điện cách cấp điện đường dây lõi kép từ trạm trung gian phân xưởng nhà máy, cần đảm bảo cung liên tục cung cấp điện 1.4.2 Quy mô, lực nhà máy Nhà máy bao bì có diện tích lớn : 12.000 m2 , với chiều dài nhà máy 150 m, chiều rộng 80 m, phân xướng nhà máy phân bố đặn kề , bao gồm phân xưởng: + Phân xưởng giấy với diện tích : 1600m2 + Phân xưởng kéo sợi với diện tích : 600m2 + Phân xưởng may với diện tích : 500m2 + Phân xưởng dệt với diện tích : 1400m2 + Phân xưởng điện với diện tích : 300m2 Đây nhà máy bao bì có quy mơ trung bình, gồm phân xưởng với tổng cơng suất đặt 655 kVA Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hoàng Trung – Cao Bảo Trung Bảng 1 Số liệu phụ tải tính tốn phân xưởng nhà máy sản xuất bao bì TT Khu vực S(KVA) F(m2) Cos Knc Uđm Phân xưởng giấy 220 1600 0,75 0,80 380/220 Phân xưởng kéo sợi 170 600 0,8 0,8 // Phân xưởng may 50 500 0,8 0,8 // Phân xưởng dệt 175 1400 0,8 0,8 // Phân xưởng điện 40 300 0,8 0,8 // Hình 1 Sơ đồ mặt nhá máy sản xuất bao bì 1.5 Những yêu cầu thiết kế cung cấp điện nhà máy 1.5.1 Độ tin cậy cung cấp điện Độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vào hộ tiêu thụ loại (loại 1, 2, hay 3) Trong điều kiện cho phép, người ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy cao tốt Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hoàng Trung – Cao Bảo Trung 1.5.2 Chất lượng điện áp Chất lượng điện đánh giá hai tiêu tần số điện áp Chỉ tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có hộ tiêu thụ lớn (hàng chục MW trở lên) phải quan tâm đến chế độ vận hành cho hợp lý để góp phần ổn định tần số hệ thống điện Nói chung, điện áp lưới trung áp hạ áp cho phép dao động quanh giá trị ± 5% điện áp định mức Đối với phụ tải có yêu cầu cao chất lượng điện áp nhà máy hố chất điện tử, khí xác… điện áp cho phép dao động khoảng ± 2,5% 1.5.3 An toàn cung cấp điện Hệ thống cung cấp điện phải vận hành an toàn người thiết bị Do đó, sơ đồ cung cấp điện phải hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh nhầm lẫn vận hành thiết bị điện phải chọn chủng loại công suất Công tác xây dựng, lắp đặt việc vận hành quản lý hệ thống cung cấp điện ảnh hưởng lớn đến độ an tồn cung cấp điện Do đó, người sử dụng phải tuyệt đối chấp hành quy định an toàn sử dụng điện 1.5.4 Kinh tế Khi đánh giá so sánh phương án cung cấp điện, tiêu kinh tế xét đến tiêu kỹ thuật nêu đảm bảo Chỉ tiêu kinh tế đánh giá thông qua tổng vốn đầu tư, chi phí vận hành thời gian thu hồi vốn đầu tư Việc đánh giá tiêu kinh tế phải thơng qua tính tốn so sánh tỷ mỉ phương án, từ đưa phương án thích hợp ... // Phân xưởng điện 40 300 0,8 0,8 // Hình 1 Sơ đồ mặt nhá máy sản xuất bao bì 1.5 Những yêu cầu thiết kế cung cấp điện nhà máy 1.5.1 Độ tin cậy cung cấp điện Độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc... nhà máy cần đảm bảo tin cậy cung cấp điện cách cấp điện đường dây lõi kép từ trạm trung gian phân xưởng nhà máy, cần đảm bảo cung liên tục cung cấp điện 1.4.2 Quy mô, lực nhà máy Nhà máy bao bì. .. Quy mô, lực nhà máy 1.5 Những yêu cầu thiết kế cung cấp điện nhà máy 1.5.1 Độ tin cậy cung cấp điện 1.5.2 Chất lượng điện áp 1.5.3 An toàn cung cấp điện