(TIỂU LUẬN) bài tập lớn đề tài THIẾT kế CUNG cấp điện CHO xí NGHIỆP CHẾ tạo máy kéo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN - - BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÍ NGHIỆP CHẾ TẠO MÁY KÉO Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Nhung Nhóm Lời nói đầu Trong nghiệp xây dựng phát triển đất nước, công nghiệp điện giữ vai trị đặc biệt quan trọng Bởi vì, cơng nghiệp điện ngành có liên quan chặt chẽ đến hầu hết ngành kinh tế quốc dân, làm tăng suất lao động, tạo nên phát triển nhịp nhàng kinh tế Chính vậy, xây dựng nhà máy, khu dân cư hay thành phố việc phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất sinh hoạt nơi Đất nước ta đường cơng nghiệp hố - đại hố, đẩy manh phát triển cơng nghiệp, mở rộng nhà máy công suất lớn, công nghệ đại Điều có ý nghĩa lớn việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy hay xí nghiệp cơng nghiệp để đảm bảo tiêu kinh tế-kỹ thuật Bài tập lớn tổng hợp kiến thức nhóm q trình học môn Hệ thống cung cấp điện dẫn TS Nguyễn Hồng Nhung Bài tập giúp chúng em tự rèn luyện lại kiến thức học trình lên lớp hội để chúng em tự học kĩ vẽ autoCAD, lập bảng excel để tính tốn, v.v… Đề tài tập là: “Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp chế tạo máy kéo“ Với nỗ lực thân nỗ lực thành viên nhóm đồng thời với tư vấn góp ý giáo TS Nguyễn Hồng Nhung qua buổi học, nhóm hồn thành tập lớn Song với kiến thức hạn chế, với việc thiết kế hệ thống cung cấp điện vấn đề rộng phức tạp, đòi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm chun mơn cao nên q trình làm tập lớn, nhóm em khơng tránh khỏi sai sót Vì vậy, nhóm em mong nhận xét góp ý giáo bạn Hà Nội, ngày tháng 01 năm 2022 Sinh viên thực Đại diện nhóm : Đinh Văn Thuấn Mục lục Lời nói đầu Danh mục bảng Danh mục hình ảnh CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI Tổng quan đề tài Đặc điểm phân bố phụ tải Phân xưởng sửa chữa khí CHƯƠNG II 12 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA CƠNG NGHIỆP 12 Khái niệm phụ tải tính tốn 12 Các phương pháp tính toán 12 Xác định phụ tải tính tốn cho xưởng sửa chữa khí 16 3.1 Phân nhóm phụ tải xưởng sửa chữa khí (PXSCCK) 16 3.2 Xác định phụ tải tính tốn nhóm phụ tải 18 3.3 Tính tốn phụ tải chiếu sáng phân xưởng sửa chữa khí 20 3.4 Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng cịn lại 21 3.5 Xác định phụ tải tính tốn tồn nhà máy – Biểu đồ phụ tải 23 CHƯƠNG III 25 THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY 25 Đặt vấn đề 25 Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp nhà máy 25 − Phương pháp dùng sơ đồ dẫn sâu 28 − Phương pháp sử dụng trạm biến áp trung gian 28 − Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm 28 Sơ chọn thiết bị 31 Chọn dung lượng máy biến áp 31 Chọn tiết diện dây dẫn: 33 Chọn máy cắt cao áp: 39 Tính tốn kinh tế kỹ thuật chọn phương án thiết kế 40 Thiết kế chi tiết cho phương án chọn 48 CHƯƠNG IV 57 THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CỦA NHÀ MÁY 57 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối 57 1.1 chọn áp tô mát 57 1.2 Chọn cáp từ trạm biến áp B1 tủ phân phối phân xưởng 58 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp phân xưởng sửa chữa khí để kiểm tra cáp áp tô mát 61 Danh mục bảng Bảng 1-1 : Phụ tải nhà máy sản xuất máy kéo Bảng 1-2 : Danh sách thiết bị phân xưởng sửa ch Bảng 2-1 : Bảng phân nhóm thiết bị điện phân x Bảng 2-2 : Danh sách thiết bị thuộc nhóm Bảng 2-3 : Bảng phụ tải điện phân xưởng sửa chữa khí Bảng 2-4 : Phụ tải tính tốn phân xưởng Bảng 3-1 : Tọa độ vị trí phòng ban theo tọa độ x0y Bảng 3-2 : Kết chọn biến áp cho trạm BAPX phương án Bảng 3-3 : Kết chọn biến áp cho trạm BAPX phương án Bảng 3-4 : Kết chọn biến áp cho trạm BAPX phương án Bảng 3-5 : Kết chọn cáp cao áp hạ áp phương án Bảng 3-6 : Kết chọn biến áp cho trạm BAPX phương án Bảng 3-7 : Kết chọn cáp cao áp hạ áp phương án Bảng 3-8 : Kết chọn biến áp cho trạm BAPX phương án Bảng 3-9 : Kết chọn cáp cao áp hạ áp phương án Bảng 3-10 : Kết tính tổn thất đường dây PA1 Bảng 3-11 : Kết tính tốn tổn thất điện TBA phương án Bảng 3-12 : Bảng chi phí vốn đầu tư xây dựng mạng điện Bảng 3-13 : Kết tính tổn thất đường dây PA2 Bảng 3-14 : Kết tính toán tổn thất điện TBA PA2 Bảng 3-15 : Kết tính tổn thất đường dây PA3 Bảng 3-16 : Kết tính tốn tổn thất điện TBA PA3 Bảng 3-17 : Kết tính tổn thất đường dây PA4 Bảng 3-18 : Kết tính tốn tổn thất điện TBA PA4 Bảng 3-19 : Thông số đường dây không cáp Bảng 3-20 : Kết tính tốn ngắn mạch Bảng 4-1 : Kết lựa chọn MCCB Merlin Gerin cho tủ phân phối Bảng 4-2 : Kết chọn cáp từ TPP đến cácTĐL Bảng 4-3 : Bảng chọn góp đồng tham số Bảng 4-4 : Kết lựa chọn MCCB tổng TĐL Bảng 4-5 : Bảng chọn đường cáp áp tô mát hạ áp nhà máy Danh mục hình ảnh Hình 1.1 - Sơ đồ đặt toàn nhà máy sản xuất máy kéo Hình 1.2 - Sơ đồ mặt phân xưởng sửa chữa khí Hình 2.1 - Biều đồ phụ tải nhà máy Hình 2.2 - Sơ đồ phương án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng Hình 2.3 - Sơ đồ phương án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng Hình 2.4 - Sơ đồ phương án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng Hình 2.5 - Sơ đồ phương án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI Tổng quan đề tài Đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo Nhiệm vụ đề tài đề xuất trình bày phương pháp xác định phụ tải tính tốn phân xưởng sửa chữa khí tồn nhà máy; Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà mày; Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa khí nhà máy Những thông số phục vụ tính tốn cung cấp từ đề tài liệu tham khảo chuyên môn thông dụng Đặc điểm phân bố phụ tải Phụ tải điện khu cơng nghiệp cấp điện từ nguồn hệ thống có khoảng cách 12 km qua đường dây nhôm lõi thép (AC) đặt treo không với cấp điện áp 22 kV 35 kV Dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp khu vực 250 MVA Công suất nguồn điện vô lớn STT 10 11 12 13 Tên phân xưởng Khu nhà phòng ban quản lý xưởng thiết kế Phân xưởng (PX) đúc PX gia cơng khí PX lắp ráp PX luyện kim màu PX luyện kim đen PX sửa chữa khí PX rèn dập PX nhiệt luyện Bộ phận nén khí Trạm bơm Kho vật liệu Chiếu sáng phân xưởng Bảng 1-1:Phụ tải nhà máy sản xuất máy kéo Hình 1.1 – Sơ đồ đặt toàn nhà máy sản xuất máy kéo Như với m2 mặt ta có 4500m2 thực tế I Chỉ có cáp rãnh nên k2=1 ⇒ Điều kiện chọn cáp: Icp >Itt Chọn cáp đồng hạ áp cáp 3x120+70 , cách điện PVC hãng LENS chế tạo với Icp=346 A thoả mãn điều kiện: Icp >Itt Trong tủ hạ áp trạm biến áp B1, đầu đường dây (Tủ phân phối TBA ) đến tủ phân phối xưởng đặt MCCB loại NS400N hãng Merlin Gerin chế tạo, I dmA= 400A Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với MCCB: I cp ≥ I dnhiet 1,5 = 1,25 I đmA 1,5 = 1,25.400 1,5 Vậy tiết diện cáp chọn hợp lí Sơ đồ phân phối =333,33(thỏa mãn) Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực: Các đường cáp từ tủ phân phối (TPP) đến tủ động lực (TĐL) rãnh cáp nằm dọc tường phía bên cạnh lối lại phân xưởng Cáp chọn theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ điều kiện ổn định nhiệt có ngắn mạch Do chiều dài cáp khơng lớn nên bỏ qua khơng cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp 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 khe hệ số hiệu chỉnh, dây lấy khe= Điều kiện kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ cáp,khi bảo vệ aptomát: I ≥ cp I kdnhiet 1,51,5 = 1,25 I đmA Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 1(ĐL1) phải thoả mãn điều kiện: Icp Ittnh1 = 39,44 (A) I cp ≥ I kdnhiet 1,5 = 1,25 IđmA 1,5 1,25.39,44 = =32,87( A) 1,5 Kết hợp hai điều kiện chọn cáp đồng lõi cách điện PVC hãng Lens chế tạo loại 4G-6 có tiết diện 10mm2 với Icp = 66A Các tuyến cáp khác chọn tương tự, kết ghi đây: Bảng 4-2: Kết chọn cáp từ TPP đến cácTĐL Tuyến cáp TPP-DL1 TPP-DL2 TPP-DL3 TPP-DL4 TPP-DL5 Chọn góp tủ phân phối động lực Điều kiện chọn: k.Icptg ≥ Ilvmax Trong : + Icptg : dịng điện tải cho phép góp + k : hệ số hiệu chỉnh khả tải góp ( chọn k=1 ) Chọn khoảng cách trung bình hình học 150mm Qua đó, ta chọn góp đồng sau: Vị trí TPP TDL1 TDL2 TDL3 TDL4 TDL5 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp phân xưởng sửa chữa khí để kiểm tra cáp áp tơ mát Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp ta xem máy biến áp B1 nguồn (được nối với hệ thống vơ lớn ) điện áp cao áp trạm coi khơng thay đổi ngắn mạch,ta có IN =I'' =I Giả thiết làm giá trị dịng ngắn mạch tính tốn lớn thực tế nhiều khó giữ điện áp cao áp trạm biến áp phân phối không thay đổi xảy ngắn mạch sau MBA Song với dịng ngắn mạch tính tốn mà thiết bị lựa chọn thoả mãn điều kiện ổn định động ổn định nhiệt chúng hồn tồn làm việc tốt điều kiện thực tế Để giảm nhẹ khối lượng tính tốn, ta kiểm tra với tuyến cáp có khả xảy cố nặng nề Khi cần thiết kiểm tra thêm tuyến cáp cịn nghi vấn, việc tính tốn tiến hành tượng tự TG1 B1 Sơ đồ nguyên lý HT Sơ đồ thay TG2 Các thông số sơ đồ thay Điện trở điện kháng máy biến áp: Sđm=1250 kVA Pn = 13,9 kW Un% = 6,5% B R =1,42(m Ω) =8,32( mΩ) X B= Thanh góp trạm biến áp phân xưởng -TG1: Kích thước :60x8mm2 pha ghép Chiều dài : l=1,2m Khoảng cách trung bình hình học : D=300mm Tra bảng 7.1 trang 362 sách sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điên, tìm được: r0 =0,042 (m /m) x0 =0,189 (m /m) Thanh góp tủ phân phối ( tủ phân phối phân xưởng -TG2): Chọn theo điều kiện : knc.Icp Ittpx =239,63 A (lấy knc=1) Chọn loại đồng có kích thước: 30x3 mm2 (mỗi pha thanh) với Icp = 405A Chiều dài: l=1,2m (dựa bảng 7.2 trang 362 sách sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện) Khoảng cách trung bình hình học: D=300mm Tra bảng ta tìm được: r0 =0,223 m /m RTG2 =r0.l = 0,223.1,2=0,268 m x0 =0,235 m /m XTG2 =x0.l = 0,235.1,2=0,282 m Điện trở điện kháng MCCB Với áptômát tổng tủ phân phối TBA B1 (loại M25) có Iđm= 2500 A RA1,XA1 áptômát nhỏ nên ta bỏ qua không xét đến Các áp tô mát tủ phân phối xưởng SCCK lựa chọn trên, tra bảng phụ lục IV.14 trang 290 sách thiết kế cấp điện TS Ngơ Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm ta có : MCCB loại NS400N : RA2 = 0,15 m XA2 = 0,1 m ; Rtx2= 0,4 m MCCB loại NC100H : RA3 = 1,30 m XA3 =0,86 m Rtx3 =0,75m Cáp tiết diện 120mm2 loại 3.120+70 vỏ PVC LENS chế tạo, cấp điện từ tủ phân phối TBA B1 đến tủ phân phối xưởng SCCK có: Chiều dài: l =200m Tra PL V.11 Cáp nhôm hạ áp cách điện PVC hãng LENS chế tạo, ta có: r0 x0 Cáp tiết diện 4G10 mm2 - C2: Chiều dài 35m (khoảng cách từ TPP đến TĐL xa nhất) Tra PL4.29 tìm : r0 x0 = 1,42 + 0,0168 + 2.0,15 + 53 = 54,737 (m ) = 8,32 + 0,0756 +2.0,1 + 52 = 60,596 (m ) √ N Z N 1= R =0,268 /km =0,260 /km =1,83 /km =0,76 /km +X2N 1=√54,7372 +60,5962=81,658(m Ω) U √ IN1= I xk 1=√2 1,41 IN =5,6 Ka − Kiểm tra MCCB: Loại NS400N có IcắtN = 10kA≥ IN1= 2,82 kA Vậy áptômát chọn thoả mãn điều kiện ổn định động Tính ngắn mạch N2 : RN2 = RN1 +2.RA3 + RTG2 + 2.Rtx3 +RC2 = 54,737+2.1,3 + 0,268 +2.0,75 + 64 = 123,105 m XN2 =XN1 +2 XA3 + XTG2 + XC2 = 60,596 + 2.0,86 + 0,282 +26,6 = 89,198 m √ N Z N 2= R + X2N 2=√123,1052 +89,1982 =152,023(m Ω) IN2= I xk 2=√2 1,41 I √ N 2=3,03(kA ) − Kiểm tra MCCB: Loại NC100H125 có IcắtN = 10kA ≥ IN2 = 1,52 kA Vậy áptômát chọn thoả mãn điều kiên ổn định động Lựa chọn thiết bị tủ động lực dây dẫn đến thiết bị phân xưởng Các MCCB tổng tủ động lực có thơng số tương tự áptơmát nhánh tương ứng tủ phân phối, kết lựa chọn bảng 4-4 Bảng 4-4: Kết Tủ động lực ITT,A DL1 39,44 DL2 49,32 DL3 DL4 75,05 48,59 DL5 49,48 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 có cơng suất kW cos = 0,6: UđmA Uđm =0,38 kV I ≥I= đmA tt Chọn áptơmát loại 5SQ2 370-0KA25 hãng Siemens chế tạo có I đm,A =25 A Icắt =3kA; Uđm = 400V; 3cực, ( tra bảng 3.29 trang 166 sách sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện - TS Ngô Hồng Quang ) Các đường cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: Tương tự ta lấy ví dụ kiểm tra cáp từ tủ động lực đến máy tiện ren ví dụ (số vẽ là: 1) Icp Itt = 17,73 A Ta lấy Ikđnh = IđmA( dòng điện định mức áptômát ta chọn ) Kết hợp hai điều kiện ta chọn cáp đồng lõi DELTA sản suất, cách điện PVC có tiết diện 2,5mm2 với dòng điện định mức trường hợp cáp đặt ống là: I cp = 29A Vì cáp đặt ống thép có đường kính 3/4'' chơn phân xưởng Để thuận tiện cho việc mua sắm, lắp đặt, thay cáp từ tủ động lực đến máy dùng loại: cáp hãng DELTA; áptômát dùng hãng Siemens sản xuất Các áptômát đường cáp khác chọn tương tự , kết ghi Do công suất thiết bị phân xưởng không lớn bảo vệ aptomat nên khơng tính tốn ngắn mạch phân xưởng để kiểm tra thiết bị lựa chọn theo điều kiện ổn định động ổn định nhiệt Tên máy Nhóm Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren (1) Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy cưa (2) Máy mài hai phía (2) Máy khoan bàn (1) Máy ép tay Nhóm Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy phay vạn Máy bào ngang Máy mài tròn vạn Máy mài phẳng Máy cưa (4) Máy mài hai phía (4) Nhóm Máy tiện ren (5) Máy tiện ren (5) Máy doa tọa độ Máy doa ngang Nhóm Máy phay chép hình Máy phay đứng (6) Máy phay chép hình (7) Máy xọc (6) Máy khoan đứng Máy mài tròn vạn (7) Máy mài phẳng có trục đứng Máy mài phẳng có trục nằm (7) Máy ép thủy lực Máy giũa (8) Máy mài sắc dao cắt gọt (8) Nhóm Máy phay vạn (9) Máy phay ngang Máy phay chép hình (10) Máy phay chép hình Máy bào ngang (9) Máy bào giường trụ Máy khoan hướng tâm Máy mài tròn (10) Máy khoan bàn (10) Máy mài sắc (9) 4G C60N C10A C10A 1 11 12 1 4G1,5 C10A 4G1,5 C25A 4G1,5 C10A 4G2,5 4G1,5 4G2,5 C32A 4G1,5 C10A 4G2,5 C16A 4G1,5 C25A 4G1,5 TDL1 13 13 1 4G6 C60N TDL2 1 1 1 3 C1 1 4G1,5 C16A 4G1,5 C32A 4G2,5 C25A 4G1,5 C25A 4G2,5 C16A 4G1,5 C63A 4G25 C63A 4G25 4G25 C63A Tủ chiếu sáng a ... phương án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI Tổng quan đề tài Đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo Nhiệm vụ đề tài đề xuất trình... chúng em tự học kĩ vẽ autoCAD, lập bảng excel để tính tốn, v.v… Đề tài tập là: ? ?Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp chế tạo máy kéo? ?? Với nỗ lực thân nỗ lực thành viên nhóm đồng thời với tư vấn... cơng nghiệp hố - đại hố, đẩy manh phát triển cơng nghiệp, mở rộng nhà máy công suất lớn, công nghệ đại Điều có ý nghĩa lớn việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy hay xí nghiệp cơng nghiệp