(TIỂU LUẬN) báo cáo bài tập lớn THIẾT kế CUNG cấp điện đề tài thiết kế cấp điện cho phân xưởng cơ khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ====o0o==== BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN ĐỀ TÀI: Thiết kế cấp điện cho phân xưởng khí Giáo viên hướng dẫn: Ninh Văn Nam Họ tên: Nguyễn Quốc Đạt Mã Sv: 2018602437 Lớp Điện3-K13 Hà nội 2021 Mục Lục Lời nói đầu Chương I: TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 1.1 Yêu cầu mục đích 1.2 Trình tự thiết kế Chương : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA NHÀ MÁY 12 2.1 Khái quát chung 12 2.2 Phụ tải phân xưởng 13 2.3 Tính tốn phụ tải toàn nhà máy 14 Chương 3: SƠ ĐỒ ĐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN 16 3.1 Nhánh dạng kín 16 3.2 Các phương án dây 17 Chương 4: LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 22 4.1 Khái quát chung 22 Chọn máy biến áp 22 4.1.1 Vị trí đặt MBA 22 4.1.2 Chọn số lượng, dung lượng MBA 23 4.2 Chọn tiết diện dây dẫn 25 4.2.1Chọn cáp từ Tủ Phân Phối tới phân xưởng 25 4.2.2.Chọn cáp từ MBA đến TPP 26 Chương KIỂM TRA CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 31 5.1 Kiểm tra điều kiện sụt áp ∆ điều kiện làm việc bình thường 31 5.2 Tổn thất công suất ∆ 32 5.3 Tổn thất điện 33 Chương TÍNH TỐN NỐI ĐẤT 34 6.1 Tác dụng việc nối đất an toàn nối đất 34 6.1.2 Cách thực nối đất 35 6.2 Tính toán nối đất 35 6.2.1 Tính tốn nối đất tự nhiên 35 6.2.2 Tính toán nối đất nhân tạo 37 6.3 Áp dụng tính tốn thực tế với chúng em 40 Chương 7: TÍNH TỐN DUNG LƯỢNG BÙ 44 Chương DỰ KIẾN CƠNG TRÌNH ĐIỆN 47 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Số : 12………………… Họ tên sinh viên: Nguyễn Quốc Đạt Lớp: Điện MSV: 2018602437 Khoa: Điện Giáo viên hướng dẫn: Ninh Văn Nam NỘI DUNG Nhà máy có Sơ đồ địa lý khoảng cách chúng hình vẽ: 120m N 260m Nguồn điện(N) nguồn cung cấp: Điện áp định mức: Uđm = 10 kV Phụ tải: Số liệu tính tốn phụ tải cho bảng Tên phân xưởng phân xưởng phân xưởng phân xưởng phân xưởng phân xưởng phân xưởng - Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax= 5000, Ksd = 0,2 Số liệu phân xưởng phân xưởng Tờn thiết bị Pdm (KW) Cos j Số lượng NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Xác định phụ tải tính tốn nhà máy Xác định sơ đồ nối dây mạng điện Lựa chọn phương án tối ưu Lựa chọn thiết bị điện phương án tối ưu: Xác định tham số chế độ mạng điện: U, P, A, U2 … Tính tốn nối đất cho trạm biến áp (với đất cát pha), Tính tốn dung lượng bù để cải thiện hệ số cơng suất lên giá trị cos = 0,95 Bản vẽ: Sơ đồ mặt mạng điện nhà máy Sơ đồ hai phương án – bảng tiêu kinh tế-kỹ thuật Sơ đồ nguyên lý phương án tối ưu toàn mạng điện GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ninh Văn Nam Lời nói đầu Khi thiết kế cung cấp điện cho cơng trình nhiệm vụ xác định phụ tải điện, phụ tải gọi phụ tải tính tốn Người thiết kế phải biết phụ tải tính tốn để chọn loại thiết bị điện như: máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, bảo vệ….để tính tốn tổn thất cơng suất, điện áp để chọn thiết bị bù… Như phụ tải tính tốn số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện, phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất số lượng máy, chế độ vận hành chúng, quy trình cơng nghệ sản phẩm, trình độ vận hành cơng nhân…Vì xác định xác phụ tải tính tốn nhiệm vụ quan trọng, phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có dẫn tới cháy nổ nguy hiểm Nếu phụ tải tính tốn xác định lớn phụ tải thực tế thiết bị điện chọn lớn so với u cầu gây lãng phí Do tính chất quan trọng nên từ trước đến có nhiều cơng trình nghiên cứu có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính tốn Song phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố trình bày nên chưa có phương pháp hồn tồn xác tiện lợi Những phương pháp đơn giản, tính tốn thuận lợi thường có kết khơng xác Ngược lại, nâng cao độ xác, lại phương pháp tính phức tạp Vì vậy, tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương án tính cho thích hợp Sau em trình bày số phương án xác định phụ tải tính tốn thường dùng thiết kế hệ thống cung cấp điện Chương I: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 1.1 Yêu cầu mục đích Phân xưởng 3: S= 30x60 (m2) Chọn độ rọi Eyc = 500Lx Ta giả sử thông số cần thiết: Phân xưởng có chiều cao trần H=7m Hệ số phản xạ là: Mục đích thiết kế chiếu sáng đưa phân bố chiếu sáng hợp lý đảm bảo chi tiết kĩ thuật, đáp ứng nhu cầu tiện nghi ánh sáng thẩm mĩ khơng gian thiết kế Nội dung tốn thiết kế chiếu sáng sau: - Thiết kế sơ bộ: qua nghiên cứu không gian thường gặp, hội chiếu sáng quốc tế đưa không gian tiêu chuẩn hình hộp để cách tính tồn thực nghiệm đưa bảng tiêu chuẩn bảng tra - Thiết kế sơ đưa phương pháp chiếu sáng, cấp số lượng đèn Đưa tổng quang thông cần cấp chọn loại đèn đáp ứng nhu cầu chất lượng với lưới bố trí đèn Thường bố trí đèn hình chữ nhật với chiều cao đèn ấn định, bước thực nhiều phương án để so sánh cân nhắc chọn phương án tối ưu để tiếp tục tính tốn Ở yếu tố thẩm mĩ cũnng cân nhắc thiết kế chiếu sáng - Kiểm tra thiết kế: bước cần phải thực việc tính tốn để tìm độ rọi trần tường mặt phẳng làm việc cách xác Sau dùng kết tính tốn để kiểm tra theo tiêu chuẩn đặt yêu cầu tiện nghi ánh sáng 1.2 Trình tự thiết kế 1.2.1 Thiết kế sơ đèn a, Xác định cấp chiếu sáng đèn B1: Theo đề ta có Dài a=60 m , rộng b=30m, cao H=7 m Độ rọi Eyc=500 Lx Hệ số phản xạ: B2: Theo TCVN 7114:2000 độ rọi yêu cầu Eyc=500 Lx phân xưởng lắp ráp máy có cấp quan sát mức B-C B3: Chọn loại đèn Việc chọn loại đèn phụ thuộc vào yếu tố: - Phù hợp độ rọi yêu cầu với nhiệt độ màu đèn theo biểu đồ Kioff - Chỉ số hoàn màu phải đáp ứng yêu cầu chất lượng ánh sáng cho cơng việc diễn phịng - Tính kinh tế: hiệu suất phát quang Dùng đèn Metal halide có : B4: Sơ bố trí đèn + Bố trí đèn: -Tổ chức lưới hình chữ nhật trần -Giá trị m,n,p định đến việc bố trí đồng ánh sáng + Số đèn tối thiểu cho không gian Nmin Chọn khoảng cách từ đèn đến trần h’=0,5 m => h = H - h’ – 0,85 = 5,65 m × = Ta có số treo đèn j = ; số phịng ×( + ) =2,85 m Để đảm bảo độ rọi mặt phẳng làm việc đối vs loại đèn C: = 1,3 => nmax =1,3 h = 1,3 5,65 = 7,3 m ℎ Số tối thiểu theo cạnh a: = nmax Số tối thiểu theo cạnh b: = nmax Số lượng đèn tối thiểu nhà xưởng là: Nmin = 9.5=45 B6: Tính quang thơng tổng cần cấp : ɸtt Quang thông tổng thông số quan trọng dùng làm sở tính số đèn lưới phân bố - Tính quang thơng tổng cần cấp: Eyc S dt ɸtt = d kl d ksd=0,2 đầu cho, theo k=2,85m  chọn kld=0.595(hệ số lợi dụng quang thông) hiệu suất đèn η =0.58 =>> ɸtt = 3390321 lm -Số đèn cần đặt: N= ɸtt ɸbd = 3390321 27000 = 125,6 =>> chọn 128 đèn - Vì kích thước phân xưởng hình chữ nhật 60x30 mà có 16x8 đèn.Nên ta lấy theo phương a 16 theo phương b Gọi n khoảng cách đèn theo chiều rộng q khoảng cách từ đèn cuối đến mép tường chiều rộng m khoảng cách giũa đèn theo chiều dài p khoảng cách từ đèn cuối đến mép tường chiều dài n.8+n =30 => chọn n=3,2 m => q=2,2 m 16m+2p=60 Giả sử : m=2p =>16m+m=60 =>m=3,5 m => p=2m 1.3 Thiết kế mạng điện hệ thống chiếu sáng Vậy n.8 +2.q = 30 Giả sử : n=2p ta có : Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng phân xưởng ta đặt tủ chiếu sáng cho phân xưởng gồm áp tô mát tổng pha cực áp tô mát nhánh pha cực , áp cấp cho dãy 16 bóng đèn  Chọn áp tô mát tổng : Aptomat tổng chọn theo điều kiện : Điện áp định mức UdmA >=Udm = 0,38 KV Dòng điện định mức: Pttcs= Pbđ*N= 128* 160= 21(kW) Qttcs= Pttcs* tanφ=20,88*1,16=3,22(kVAr) =>> Sttcs= 31,98 kVA IđmA ≥ Ilvmax = = 48,6 A Chọn aptomat pha cực C60N hãng Merin Gernin sản xuất có thơng số kĩ thuật sau : IđmA = 63 A, Uđm =440 V, Icắt N = kA  Chọn cáp từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng Cáp chọn theo chiều điều kiện phát nóng cho phép : Khc.Icp ≥ Ilvmax = 48,6 A Trong đó: Icp dịng điện cho phép với loại dây Khc Hệ số hiệu chỉnh lấy Chọn cáp 4D2,5 cách điện PVC LÉN có Icp = 41(A) Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ bảo vệ aptomat:  Chọn aptomat nhánh: Điện áp định mức: UdmA >= Udmm = 0,22(kV) Công suất chiếu sáng cho dãy đèn Pcsd = 16.160 W Dòng điện định mức : IdmA>= Ilv max =16.0,160.256=10,5A Vậy chọn aptomat loại C60L loại pha cực hãng Merin Gerin sản xuất với thông số sau : IdmA=16(A) ; Udm =440(A);I cắt N = 20(kA)  Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đén bóng đèn : Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép : Trong : Rtd d : điện trở cọc hay điện cực thẳng đứng : hệ số sử dụng điện cực chon thẳng đứng Điện trở khuếch tán nằm ngang nối guiwax điện cực đóng thẳng đửng có xét tới ảnh hưởng màng che Rngang R' ngang ngang Trong : ngang : điện trở khuếch tán nối chưa xét tới ảnh hưởng màng che ngang : hệ số sử dụng nằm ngang ' Với d ngang t tra giáo trình Kỹ thuật chiếu sáng cơng nghiệp 6.3 Áp dụng tính tốn thực tế với chúng em: - Ta có bảng điện trở suất đất sau : Loại đất Nước biển Than bùn Đất sét Đất vườn Nước song , ao, hồ Đất sét thành vỉa lớn Đất pha sét Đất pha sét khoang 50% sét Đất đen Đất pha cát Cát Đất vôi , đá vôi, hạt lấn đá vụn, sỏi Đá , đá vụn - Như biết điện trở nối tiếp cho phép trạm biến áp có cơng suất lớn 100KVA , để tiết kiệm ta sử dụng hệ thống móng nhà xưởng hệ thống ống nước làm nối đất tự nhiên , với điện trở nối đất đo Rtn 27,6 , điện trở Rd suất đất hệ số điều chỉnh cọc nối đất Kcoc =2,0 nối K ng : BẢNG HỆ SỐ K: Loại nối đất Chống sét An toàn làm việc - Trước hết ta xác định điện trở nối đất nhân tạo : R R R tn d nt d Chọn cọc nối đất thép trịn dài l=2,5 mét , đường kính d = 5,6cm , đóng cọc sâu cách mặt đất h=0,8 mét, Chiều sâu trung bình cọc h h tb Điện trở tiếp xúc cọc có giá trị : Rcoc K coc l (ln 2l ln d 4h tb l ) 4htb l 2.3.104 Sơ chọn số lượng cọc : R Rcocnt n 39,2 4,68 Số cọc đóng xung quanh trạm biến áp theo chu vi ( giả sử trạm biến áp có kích thước a=7m, b=8m ) L=2.(7+8)=30m Khoảng cách trung bình cọc : L 30 l 0,75(m) a n 40 Tra bảng ứng với tỉ lệ Ta xác định hệ số lợi dụng cọc nối đất ( theo phương pháp nội suy tuyến tính tra bảng ứng với chu vi 30 ) : l /l a 0,3 - Tính X ( theo nội suy) : 0,43 X  X = 0,311 - Tính Y : 0,24 Y  Y= 0,198 Chọn nối đất thép có kích thước b.c=80.8 cm Điện trở tiếp xúc nối ngang : K R ngang Điện trở thực tế nối ngang có xét đến hệ số lợi dụng ngang : ngang ' Rngang 48,9 0,198 247( ) ngang Điện trở cần thiết hệ thống nối đất có tính đến điện trở nối : ' R' ngang nt Số lượng cọc thức : n ct Chon nc t 124 cọc .Rnt Chương 7: TÍNH TỐN DUNG LƯỢNG BÙ u cầu:Tính tốn dung lượng bù để hệ số cơng suất nâng lên giá trị cosφ1=0,73 lên cosφ2 = 0,95 - Hệ số cos φ trước bù cosφ1 = 0,73 dự định nâng lên cosφ2 = 0,95 - Dung lượng cơng suất phản kháng cần bù tồn nhà máy Qb∑ = P∑.(tgφ1-tgφ2) Trong đó: P∑ tổng P tác dụng nhà máy tgφ1: trước bù tgφ: sau bù cos 0,73 tg 0,936 cos 0,95 tg 0,329 Qb 144, 0,936 0,329 876 KVAr Vậy chọn thiết bị bù tụ bù Tính tốn bù cơng suất cho phân xưởng Phân xưởng 1: Qbpx1 = 126 (0,855- 0,329) = 136,76 (Kvar) Tương tự phân xưởng khác ta có Phân cos cos P Kw xưởn g Qb KVAr tg Loại tụ bù Phân 0,76 xưởng Phân 0,78 xưởng Phân 0,697 xưởng Phân 0,65 xưởng Phân 0,76 xưởng Phân 0,78 xưởng 10 kv DCL cc 'I MBA % ATM tong 2,4KV Chương DỰ KIẾN CƠNG TRÌNH ĐIỆN Loại thiết bị Máy biến áp Máy phát điện Máy cắt Attomat tổng Attomat PX Attomat PX Attomat PX Attomat PX Attomat PX Attomat PX Cáp, dây dẫn, cái, cọc nối đất… Tụ bù PX Tụ bù PX Tụ bù PX Tụ bù PX4 Tụ bù PX Tụ bù PX 49 ... 260m Nguồn điện( N) nguồn cung cấp: Điện áp định mức: Uđm = 10 kV Phụ tải: Số liệu tính tốn phụ tải cho bảng Tên phân xưởng phân xưởng phân xưởng phân xưởng phân xưởng phân xưởng phân xưởng - Thời... dùng thiết kế hệ thống cung cấp điện Chương I: TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 1.1 Yêu cầu mục đích Phân xưởng 3: S= 30x60 (m2) Chọn độ rọi Eyc = 500Lx Ta giả sử thông số cần thiết: Phân xưởng. .. Các phân xưởng cấp điện trực tiếp từ tủ phân phối (TPP) + Phương án 2: Các phân xưởng xa TPP cấp điện từ phân xưởng gần TPP Trong đồ án chúng em chọn phương án để tính toán bởi: + Các phân xưởng