thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm 12 phân xưởng

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay công nghiệp là nghành mũi nhọn của nước ta, và chiếm một vị trí rất lớn trong cơ cấu kinh tế. Theo thời gian sự phát triển của công nghiệp gắn kèm với nó đó là điện năng, nguồn năng lượng cung cấp cho tất cả các hoạt động của nhà máy, xí nghiệp, Một lượng lớn nhân lực trong nghành điện đang hoạt động trong lĩnh vực thiết kế, giám sát, thi công và vận hành các hệ thống điện trong các nhà máy, xí nghiệp. Phải có điện năng thì mới có các nhà máy sản xuất, do đó cung cấp điện năng là một phần hết sức quan trọng và cần thiết với thực tế, cho nhu cầu hiện tại và cả tương lai. Từ tính cấp thiết đó là sinh viên học tập nghiên cứu trong ngành điện, việc trang bị những kiến thức ngành điện nói chung và môn cung cáp điện nói riêng là cần thiết. Những kiến thức này có thể thực hiện công việc trong các ngành công nghiệp và cả khu vực sinh hoạt của dân cư. Một đồ án thiết kế càng tối ưu càng mang lại lợi ích thức tế khi sử dụng, lợi ích cho vốn đầu tư, sửa chữa và bảo dưỡng. Trong phần dưới đây em xin trình bày một bản đồ án thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm 12 phân xưởng. Trong quá trình thực hiện đồ án, do kiến thức chưa được hoàn thiện nên đồ án còn nhiều sai sót, em mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn để bản đồ án này hoàn thiện hơn. Hải Phòng ,15 tháng 1 năm 2013 Sinh viên Nguyễn Xuân Vũ 1 Chương 1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 1.1. Xác định phụ tải phân xưởng N a. Xác định phụ tải động lực N TT P X Tọa độ Thông số Máy số x y 1 2 3 4 5 6 7 8 1 N 29 157 P,kW 5.6 4.5 10 7.5 10 2.8 5 7.5 K sd 0.65 0.62 0.46 0.56 0.68 0.87 0.83 0.38 cos ϕ 0.78 0.81 0.68 0.64 0.79 0.84 0.77 0.69 - Ta xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị hiệu quả n hq : - Tìm giá trị: n ∗ = n n 1 và P ∗ = ∑ ∑ n đm đmn P P 1 (1.1) [tr 35 ; 1] Trong đó : n là số thiết bị ; n 1 là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất - Dựa vào bảng (3-1), [1] ứng với các giá trị vừa tìm được n* và P* ta xác định được giá trị n * hq sau đó từ n * hq = n n hq (1.2 ) [tr 35 ; 1] Ta tìm được n hq = n* hq .n (1.2 ) [tr 35 ; 1] Có n hq , k sd ta tính được k max = f(n hq ,k sd ) theo đường cong hình (3-5),[1] hoặc có thể sử dụng bảng. Từ đó ta tính được : Công suất tác dụng tính toán: P tt = k max . k sdtb .P đm (1.3) [tr 39 ; 1] Công suất phản kháng tính toán: Q tbtttt tgP ϕ . = (1.4) [tr 38 ; 1] Với tb n i đmi n i iđmi tb tg P P ϕ ϕ ϕ =>= ∑ ∑ = = 1 1 cos. cos (1.5) [tr 39 ; 1] Công suất biểu kiến tính toán: tttt tt QPS 22 += (1.6) [tr 38 ; 1] Ta có : P max = 10 ; = 5 và n =8 2 ⇒ Có = 6 máy có P ≥ 5 , = = 0,75 P = 8 1 i i P = ∑ =5,6 + 4,5 + 10 + 7,5 + 10 + 2,8 + 5 + 7,5 = 52,9(KW) = 6 1 i i P = ∑ = 5,6 + 10 + 7,5 + 10 + 6 +7 = 45,6 (KW) = P P 1 = 0,86 . Chọn P * = 0,85. Từ và ta được = 0,9. Mà = . n = 7,2 ⇒ n hq = 7 (máy) Tính : = 8 i sdi 1 8 i 1 P.K P i i = = ∑ ∑ = 9,52 466,31 = 0,59. Chọn K sd = 0,6. Từ và và tr.256 tài liệu Thiết kế Cấp Điện ta suy ra hệ số = 1,33 Tính P động lực : P dl = . . P = 42,2 (KW) Tính Cos tb : Cos tb = 8 1 8 1 os i i i i i Pc P ϕ = = ∑ ∑ = 9,52 89,38 = 0,74 Ta có: tgφ= 1 cos 1 2 − ϕ ⇒ tg = 0,9 Q dl = P dl . tg = 38 (KVAR) S dl = 22 dldl QP + = 22 382,42 + =56,79 (KVA) b. Xác định phụ tải chiếu sáng N Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng A được tính theo công thức: P = p*F*k Trong đó : F (m) là điện tích của phân xưởng p (kW/m) là suất phụ tải chiếu sáng tính trên một đơn vị sản suất chọn p = 0.012(kW/m) k là hệ số nhu cầu của chiếu sáng, chọn k = 0.8 cho toàn bộ các phân xưởng. 3 Diện tích xưởng A là: F = a*b =14.22= 308 (m) Vậy công suất tính toán của phụ tải chiếu sáng là: ⇒ P = P*F*k = 308.0,012.0,8 = 2,96 (W) Ta có cosϕ chiếu sáng là: cosϕ = 0,9 => tanϕ = 0,48 ⇒ Q = P cs *tgϕ = 2,96 . 0,48 = 1,42 (kVAr) Công suất biểu kiến chiếu sáng : 3,3 9,0 96,2 cos ===⇒ ϕ cs cs P S (kVA) c. Tổng hợp phụ tải của phân xưởng N Công suất tính toán của phân xưởng: P ttpx = P ttdl + P ttcs [tr 12; 2] Công suất phản kháng của phân xưởng: Q ttpx = Q ttdl + Q cs [tr 12; 2] Phụ tải tính toán toàn phần của mỗi phân xưởng: S ( ) ( ) 22 csttđtttcsttđttt QQPP +++= [tr 12; 2] Công suất tính toán của phân xưởng: P ttpx = 42,2 + 2,96 = 45,16 (KW) Công suất phản kháng của phân xưởng: Q ttpx = 38 + 1,42 = 39,42 (KVAR) Phụ tải tính toán toàn phần của phân xưởng N S ttpx = = 60 (KVA) Hệ số tt Cos ϕ của phân xưởng : 75,0 60 16,45 === tt tt tt S P Cos ϕ 1.2. Xác định phụ tải phân xưởng G S T T Phân xưởng Thông số Máy số 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P,KW 10 2.8 4.5 6.3 7.2 6 5.6 4.5 10 4 2 G K sd 0.43 0.54 0.56 0.47 0.49 0.67 0.65 0.62 0.46 cosφ 0.74 0.69 0.82 0.83 0.83 0.76 0.78 0.81 0.68 a. Xác định phụ tải động lực G P max = 10 ; = 5 và n = 9 ⇒ Có = 6 máy có P ≥ 5 , = = 0,67. Chọn n * = 0,65 P = 9 1 i i P = ∑ = 56,9 (KW) = 6 1 i i P = ∑ = 45,1 (KW) = = 0,79 . Chọn P * = 0,8. Từ và ta được = 0,86. Mà = . n = 7,74 ⇒ n hq = 8(máy) Tính : = 9 i sdi 1 9 i 1 P.K P i i = = ∑ ∑ = 0,46. Chọn K sd =0,5 Từ và và đồ thị H3.5(T.32 sách CCĐ) ta suy ra hệ số = 1,4 Tính P động lực : P dl = . . P =39,83 (KW) Cos tb = 9 1 9 1 os i i i i i Pc P ϕ = = ∑ ∑ = 0,77 ⇒ tg = 0,83 Q dl = P dl . tg = 33,1 (KVAR) S dl = 22 dldl QP + = 22 1,3383,39 + = 51,79 (KVA) b. Xác định phụ tải chiếu sáng G 5 Đối với phân xưởng này ta có: F = a.b =14.28 = 392 (m 2 ) Vậy công suất tính toán của phụ tải chiếu sáng là: P ttcs = 392 . 0,012 . 0,8 ≅ 3,76 (KW) Công suất phản kháng chiếu sáng: S cs = 18,4 9,0 76,3 cos ≈= ϕ tt P (KVA) cscs cs PSQ 22 −= = 22 76,318,4 − = 1,83 (KVAr) c. Tổng hợp phụ tải của phân xưởng G Công suất tính toán của phân xưởng: P ttpx = 39,83 +3,76 = 43,59 (KW) Công suất phản kháng của phân xưởng: Q ttpx = 33,1 + 1,83 = 34,93 (KVAR) Phụ tải tính toán toàn phần của phân xưởng G S ttpx = = 55,86 (KVA) Hệ số tt Cos ϕ của phân xưởng : 78,0 86,55 59,43 === tt tt tt S P Cos ϕ 1.3. Xác định phụ tải phân xưởng U STT Phân xưởng Tọa độ Máy số X Y Thông số 1 2 3 4 5 6 7 8 3 U 63 73 P(KW) 8.5 4.5 6.5 10 4 10 4.5 3 K sd 0.55 0.56 0.62 0.41 0.66 0.37 0.67 0.75 cosφ 0.81 0.76 0.73 0.65 0.77 0.8 0.73 0.75 a. Xác định phụ tải động lực U P max = 10 ; = 5 và n = 8 ⇒ Có = 4 máy có P ≥ 5 , = = 0,5 P = 8 1 i i P = ∑ = 51(KW) = = 35(KW) 6 = = 0,65 Từ và được = 0,89 Mà = . n = 7 (máy) Tính : = 8 i sdi 1 8 i 1 P.K P i i = = ∑ ∑ = 0,53. Chọn K sd =0,5 Từ và ta suy ra hệ số = 1,45 P dl = . sd k . P = 37(KW) Tính Cos tb : Cos tb = 8 1 8 1 os i i i i i Pc P ϕ = = ∑ ∑ = 0,75⇒ tg = 0,9 Q dl = P dl . tg = 33,3 (KVAR) S dl = 22 dldl QP + = 22 3,3337 + = 49,78 (KVA) b. Xác định phụ tải chiếu sáng U Đối với phân xưởng này ta có: F = a.b =18.34= 612(m 2 ) Vậy công suất tính toán của phụ tải chiếu sáng là: P ttcs = 612 . 0,012 . 0,8 = 5,875 (KW) Công suất phản kháng chiếu sáng: 53,6 9,0 875,5 cos === ϕ cs cs P S (KVA) cscs cs PQQ 22 −= = 22 875,553,6 − = 2,85 (KVAr) c. Tổng hợp phụ tải của phân xưởng U Công suất tính toán của phân xưởng: P ttpx = 37 + 5,86 =42,86 (KW) Công suất phản kháng của phân xưởng: 7 Q ttpx = 33,3 + 2,85 =36,15 (KVAR) Phụ tải tính toán toàn phần của phân xưởng U S ttpx = =56,07 (KVA) Hệ số tt Cos ϕ của phân xưởng : 76,0 07,56 86,42 === tt tt tt S P Cos ϕ 1.4. Xác định phụ tải phân xưởng Y Phân xưởng Tọa độ Máy số X Y Thông số 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Y 1 2 48 P(KW) 4 10 4.5 3 5 4.5 6 3.6 4.2 7 K sd 0.66 0.37 0.67 0.75 0.63 0.56 0.65 0.72 0.49 0.8 cosφ 0.77 0.8 0.73 0.75 0.76 0.8 0.82 0.67 0.68 0.75 a. Xác định phụ tải động lực Y P max = 10 ; = 5 và n = 10 ⇒ Có = 4 máy có P ≥ 5 , = =0,4 P = 10 i 1 P i= ∑ = 51,8 (KW) = = 28 (KW) = = 0,54 .Lấy P * =0,5 Từ n * và P * được = 0,91 Mà = . n = 9 (máy) *) Tính = 10 i sdi 1 10 i 1 P.K P i i = = ∑ ∑ = 0,6 8 Từ và ta suy ra hệ số = 1,28 P dl = . ds tb k . P = 39,2(KW) Tính Cos tb : Cos tb = 10 1 10 1 os i i i i i Pc P ϕ = = ∑ ∑ = 0,76 ⇒ tg = 0,85 Q dl = P dl .tg = 33,32(KVAR) S dl = 22 dldl QP + = 22 32,332,39 + = 51,45(KVA) b. Xác định phụ tải chiếu sáng Y Đối với phân xưởng này ta có: F = a.b =14.28 = 392 (m 2 ) Vậy công suất tính toán của phụ tải chiếu sáng là: P ttcs = 392 . 0,012 . 0,8 = 3,76 (KW) Công suất phản kháng chiếu sáng: Q cs = 3,76 . 0,48 =1,8 (KVAR) cscs cs QPS 22 += = 22 8,176,3 + = 4,17 (KVA) c. Tổng hợp phụ tải của phân xưởng Y Công suất tính toán của phân xưởng: P ttpx = 39,2 + 3,76 = 42,96 (KW) Công suất phản kháng của phân xưởng: Q ttpx = 33,32 + 1,8 = 35,12 (KVAR) Phụ tải tính toán toàn phần của phân xưởng Y S ttpx = = 55,5 (KVA) Hệ số tt Cos ϕ của phân xưởng : 77,0 5,55 96,42 === tt tt tt S P Cos ϕ 1.5. Xác định phụ tải phân xưởng Ê STT PX Tọa độ Máy số X Y T.số 1 2 3 4 5 5 Ê 180 84 P(KW) 7 10 2,8 4,5 6,3 ksd 0,8 0,43 0,54 0,56 0,47 cosφ 0,75 0,74 0,69 0,82 0,83 9 a. Xác định phụ tải động lực Ê - )(6,303,65,48,2107 5 1 KWPP i i đmiđm =++++== ∑ = = - 893,1647,0.3,656,0.5,454,0.8,243,0.108,0.7 5 1 =++++= ∑ = = sdi i i i kP - 55,0 6,30 893,16 5 1 === ∑ = = đm sdi i i i sdtb P kP k (1) -Số máy của phân xưởng Ê là 5 máy -Số máy có P ≥ = 5 là n=3 máy (7,10, 6.3) (kW)3,233,6107 3 1 1 =++== ∑ = = i i i PP 6,0 5 3 n * 1 === n n ; 76,0 30,6 23,3 P * 1 === P P -Tra bảng tính * hq n theo * n và * P tr.36 tài liệu Cung Cấp Điện được : n = 0,81 n = n.n= 0,81.5 =4,01 . Chọn n = 4 (2) -Từ k tính ở (1) và n tính ở (2) dùng bảng tra trị số k theo k và n tr.32 tài liệu Cung Cấp Điện ta được hệ số k =1,65 (kW)77,276,30.55,0.65,1 max ===⇒ đmsdtbđl PkkP 23,5016,3.0,83+4,5.0,82+2,8.0,69+10.0,74+7.0,75 5 1 cos == ∑ = = i i ii P ϕ 83,077,0 6,30 501,23 cos cos 8 1 5 1 =⇒=== ∑ ∑ = = = = ϕ ϕ ϕ tg P P i i i i i ii tb ⇒ Q = P.tgϕ =27,77.1,256 =23,05 (kVAr) ⇒ S = = 36,1(kVA) 10 [...]... 2] 24 +) Phân xưởng N R = = 9,8 (mm) αcs = = 23,6o +) Phân xưởng G R= 55,86 0,2.π αcs = = = 9,4 (mm) 31,05° +) Phân xưởng U R = = 9,45 (mm) αcs = 360.5,875 ≅ 49,35° 42,86 +) Phân xưởng Y R = =9,4 (mm) αcs = = 31,5o +) Phân xưởng Ê R= 38,57 0,2.π αcs = 360.2,3 ≅ 27,5° 30,07 = 7,8 (mm) +) Phân xưởng O R = = 9,6 (mm) αcs = 360.4,3 ≅ 35,8° 43,2 +) Phân xưởng X R = = 9,5 (mm) αcs = = 35,8o +) Phân xưởng Ư... = 376,86(kVA) 2.2 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện 2.2.1 Phương án cấp điện thứ nhất(Sơ đồ hình tia) Đi dây trực tiếp từ trạm BATT tới các phân xưởng Phương án 1: Mỗi phân xưởng có một đường dây riêng đi từ trạm biến áp của xí nghiệp Các phân xưởng loại I có thêm đường dây dự phòng, các phụ tải loại II và loại III không có đường dây dự phòng , đi riêng lẻ so với phân xưởng khác Sơ đồ đi dây : Hình 2.1... Đối với phân xưởng này ta có: F = a.b =12. 20 = 240(m ) Vậy công suất tính toán của phụ tải chiếu sáng là: P ttcs = 240 0, 012 0,8 = 2,3 (KW) Công suất phản kháng chiếu sáng: Q cs = 2,3 0,48 = 1,1 (KVAR) S cs = P 2 cs + Q 2 cs = 2,3 2 + 1 ,12 = 2,55 (KVA) c Tổng hợp phụ tải của phân xưởng Ê Công suất tính toán của phân xưởng: P ttpx = 27,77 + 2,3 = 30,07 (KW) Công suất phản kháng của phân xưởng: Q... (mm) αcs = 360.3,76 ≅ 35,4° 38,2 25 +) Phân xưởng  R = = 8,1(mm) αcs = 360.2,304 ≅ 26,3° 31,53 +) Phân xưởng Ơ R =11 (mm) αcs = = 15,05o +) Phân xưởng V R =8,2 (mm) αcs = = 33,5o +) Phân xưởng A R =8 (mm) αcs = = 39,7 o c Xây dựng biểu đồ phụ tải 26 Hình 1.Biểu đồ phụ tải của xí nghiệp CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CUNG CẤP ĐIỆN 2.1 Xác định vị trí trạm biến áp xí nghiệp Tọa độ trạm PPTT được xác định :... 2 Đối với phân xưởng này ta có: F = a.b =12. 20 = 240 (m ) Vậy công suất tính toán của phụ tải chiếu sáng là: P ttcs = 240 0, 012 0,8 = 2,3 (KW) Công suất phản kháng chiếu sáng: Q cs = 2,3 0,48 = 1,1 (KVAR) S cs = P 2 cs + Q 2 cs = 2,3 2 + 1 ,12 = 2,55 (KVA) c Tổng hợp phụ tải của phân xưởng Ơ Công suất tính toán của phân xưởng: P ttpx = 52,7 + 2,3 = 55 (KW) Công suất phản kháng của phân xưởng: Q ttpx... toàn phần của phân xưởng A Sttpx = 31,36 2 + 23,96 2 = 39,5 (KVA) Hệ số Cosϕtt của phân xưởng : Cosϕ tt = Ptt 31,36 = = 0,79 S tt 39,5 1.13 Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp 22 Phụ tải tính toán của xí nghiệp xác định bằng cách lấy tổng phụ tải các phân xưởng có kể đến hệ số đồng thời Ở đây ta có 12 phân xưởng nên chọn Kđt = 0,75 [tr 13 ; 2] K đt là hệ số đồng thời xét khả năng phụ tải các xưởng không... Đối với phân xưởng này ta có: F = a.b =12. 20 =240 (m ) Vậy công suất tính toán của phụ tải chiếu sáng là: P ttcs = 240 0, 012 0,8 = 2,304 (KW) Công suất phản kháng chiếu sáng: Qcs = 2,304 0,48 = 0,98 (KVAR) S cs = P 2 cs + Q 2 cs = 2,304 2 + 0,98 2 = 2,5 (KVA) c Tổng hợp phụ tải của phân xưởng  Công suất tính toán của phân xưởng: P ttpx = 29,23 + 2,3 =31,53 (KW) Công suất phản kháng của phân xưởng: ... suất định mức :97,77% Điện áp ngắn mạch UN : 6,5 % ; IO của Iđm : 6,5 % 2.4 Lựa chọn dây dẫn từ điểm đấu điện về trạm biến áp - Biến áp cho toàn bộ xí nghiệp có tọa độ là : BA(145, 75) Nguồn điện được lấy từ điểm đấu điện của lưới điện 35kV có tọa độ và công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện ứng với dòng có chữ cái đầu tiên của tên đệm là phân xưởng X (89 , 421) Đường dây cung cấp từ nguồn 35kV đến... Đối với phân xưởng này ta có: F = a.b =14.28 = 392 (m ) Vậy công suất tính toán của phụ tải chiếu sáng là: P ttcs = 392 0, 012 0,8 = 3,76 (KW) 15 Công suất phản kháng chiếu sáng: Q cs = 3,76 0,48 =1,8 (KVAR) = S cs = P 2 cs + Q 2 cs 3,76 2 + 1,8 2 = 4,17 (KVA) c Tổng hợp phụ tải của phân xưởng Ư Công suất tính toán của phân xưởng: P ttpx = 34,44 + 3,76 =38,2 (KW) Công suất phản kháng của phân xưởng: ... O Đối với phân xưởng này ta có: F = a.b =16.28 = 448(m2) Vậy công suất tính toán của phụ tải chiếu sáng là: P ttcs = 0,8.0, 012. 448 = 4,3 (KW) Công suất phản kháng chiếu sáng: Q cs = 4,3 0,48 = 2,06 (KVAR) S cs = P 2 cs + Q 2 cs = 4,3 2 + 2,06 2 =4,77 (KVA) c Tổng hợp phụ tải của phân xưởng O Công suất tính toán của phân xưởng: P ttpx = 43,2 + 4,3 = 43,2 (KW) Công suất phản kháng của phân xưởng: Q ttpx . dưỡng. Trong phần dưới đây em xin trình bày một bản đồ án thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm 12 phân xưởng. Trong quá trình thực hiện đồ. hợp phụ tải của phân xưởng N Công suất tính toán của phân xưởng: P ttpx = P ttdl + P ttcs [tr 12; 2] Công suất phản kháng của phân xưởng: Q ttpx =