(Đồ án hcmute) thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN CÔNG NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÍ NGHIỆP CƠNG NGHIỆP GVHD: NGUYỄN XUÂN PHÚ SVTH : NGUYỄN VĂN KHÔI MSSV: 09302018 SKL 0 9 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2011 an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ PHẦN I: THIẾT KẾ CCĐ CHO XÍ NGHIỆP CN CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NỘI DUNG ĐỀ TÀI I.Đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp gồm 13 phân xưởng lấy theo tên alphabe người thiết kế Nguồn điện lấy từ điểm đấu điện công suất cực đại TM = 5100h Phụ tải loại chiếm 75% Trong phạm vi đồ án lưới 22kV có tọa độ (457,57) cơng suất ngắn mạch 180 MVA Thời gian sử dụng, ta giả sử phụ tải loại chiếm 50%, phụ tải loại loại loại chiếm 25% Giá thành tổn thất điện c =1000đ/kWh, suất thiệt hại điện gth = 4500đ/kWh, tổn hao điện áp cho phép mạng hạ áp U cp =5%Udm Nhiệm vụ thiết kế: -Xác định phụ tải cho xí nghiệp -Xác định sơ đồ nối cho mạng điện -Tính tốn điện -Tính toán ngắn mạch -Chọn kiểm tra thiết bị điện -Tính tốn bù cơng suất -Tính tốn chiếu sáng, bảo vệ nối đất, chống sét (cho phân xưởng đại diện) SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI -4- an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ II Bảng thống kê thiết bị xí nghiệp: Bảng 1.1: Bảng thống kê thiết bị xí nghiệp STT PX Tọa độ X T.số Y N 14 29 22 G x 28 U 18 63 73 x 34 Y 14 14 10 P.kW 5.6 4.5 10 7.5 10 2.8 7.5 ksd 0.65 0.62 0.46 0.56 0.68 0.87 0.83 0.38 cosφ 0.78 0.81 0.68 0.64 0.79 0.84 0.77 0.69 P.kW 10 2.8 4.5 6.3 7.2 5.6 4.5 10 ksd 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 P.kW 8.5 4.5 6.3 10 10 4.5 ksd 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 P.kW 10 4.5 4.5 3.6 4.2 ksd 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 P.kW 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 P.kW 4.5 10 7.5 10 2.8 7.5 ksd 0.62 0.46 0.56 0.68 0.87 0.83 0.38 cosφ 0.81 0.68 0.64 0.79 0.84 0.77 0.69 P.kW 6.3 10 10 4.5 ksd 0.62 0.41 0.66 0.37 0.67 0.75 0.63 cosφ 0.73 0.75 0.77 0.8 0.73 0.75 0.76 69 14 157 x Máy số 28 x 28 Ê 12 180 84 x 20 O 138 134 16 x 28 V 14 X 48 106 22 SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI -5- an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ă 110 16 75 GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ P.kW 4.5 4.5 ksd 0.67 0.75 0.63 0.56 0.65 Cosφ 0.73 0.75 0.76 0.8 0.82 P.kW 10 7.5 10 2.8 7.5 6.3 8.5 4.5 6.3 ksd 0.46 0.56 0.68 0.87 0.83 0.38 0.45 0.55 0.56 0.62 cosφ 0.68 0.64 0.79 0.84 0.77 0.69 0.70 0.81 0.76 0.73 x 30 Ơ 12 210 117 X 20 10 K Tọa độ T.số 10 11 12 15 X P.kW 6.3 7.2 5.6 4.5 10 7.5 10 2.8 7.5 6.3 ksd 0.47 0.49 0.67 0.65 0.62 0.46 0.56 0.68 0.87 0.83 0.38 0.45 cosφ 0.83 0.83 0.76 0.78 0.81 0.68 0.64 0.79 0.84 0.77 0.69 0.7 T.số 10 11 12 P.kw 2.8 4.5 6.3 7.2 5.6 4.5 10 7.5 10 ksd 0.54 0.56 0.47 0.49 0.67 0.65 0.62 0.46 0.56 0.68 cosφ 0.69 0.82 0.83 0.83 0.76 0.78 0.81 0.68 0.64 0.79 T.số 10 11 12 P.Kw 7.5 10 2.8 7.5 6.3 8.5 4.5 6.5 10 ksd 0.56 0.68 0.87 0.83 0.38 0.45 0.55 0.56 0.62 0.41 0.66 cosφ 0.64 0.79 0.84 0.77 0.69 0.70 0.81 0.76 0.73 0.65 0.77 T.số 10 11 P.kw 4.5 6.3 7.2 5.6 4.5 10 ksd 0.56 0.47 0.49 0.67 0.65 0.62 0.46 cosφ 0.82 0.83 0.83 0.76 0.78 0.81 0.68 Y x 23 120 50 H 13 11 X Y x 26 108 Ô 12 12 X Y x 20 98 11 I 12 13 X Y x 20 84 68 SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI -6- an MSSV: 09302018 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA XÍ NGHIỆP Khi thiết kế cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp cơng việc quan trọng mà ta phải làm tiến hành xác định phụ tải tính tốn cho nhà máy, xí nghiệp Phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế biến đổi, gây hiệu ứng nhiệt lớn dây dẫn thiết bị điện Nói cách khác, phụ tải tính tốn làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây Do vậy, phương diện phát nóng, chọn thiết bị điện theo phụ tải tính tốn đảm bảo an toàn I.Phân loại phụ tải: Việc phân loại phụ tải có nhiều cách khác xét phương diện u cầu liên tục cung cấp điện chia làm loại phụ tải sau: -Phụ tải loại 1: phụ tải mà có cố ngừng cung cấp điện dẫn đến nguy hiểm tính mạng người, gây thiệt hại cho kinh tế quốc dân, gây ảnh hưởng khơng tốt đến trị ngoại giao Đây loại phụ tải điện Vì với phụ tải loại phải cấp điện từ lộ dây -Phụ tải loại 2: phụ tải mà ngừng cung cấp điện dẫn đến thiệt hại kinh tế đình trệ sản xuất, gây hư hỏng sản phẩm với phụ tải loại thời gian điện cho phép khoàng 5-10 phút -Phụ tải loại 3: gồm tất phụ tải lại, phụ tải thiết kế với độ tin cậy cung cấp điện không cao Phụ tải điện thời gian tương đối dài II.Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn: Hiện có nhiều phương pháp để tính tốn phụ tải tính tốn.Thơng thường phương pháp tính tốn đơn giản, thuận tiện lại cho kết khơng thật xác, cịn muốn xác cao phải tính tốn lại phức tạp Do tùy theo giai đoạn thiết kế thi công yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính tốn cho thích hợp SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI -7- an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Nguyên tắc chung để xác định phụ tải tính tốn hệ thống tính từ thiết bị điện ngược trở nguồn, tức tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao hệ thống cung cấp điện, ta cần tính tốn điểm nút hệ thống điện Việc xác định phụ tải tính tốn nhằm mục đích: -Chọn tiết diện dây dẫn lưới cung cấp phân phối điện áp từ 1000V trở lên -Chọn số lượng công suất máy biến áp -Chọn tiết diện dẫn thiết bị phân phối -Chọn thiết bị chuyển mạch bảo vệ Sau vài phương pháp xác định phụ tải tính tốn thường dùng: 1.Phương pháp cơng suất tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu: Theo phương pháp này, cơng suất tính tốn xác định theo biểu thức sau: Ptt = ∑ knci.Pđmi (kW) Qtt = (kVAr) Stt = (kVA) Ở đây: knci hệ số nhu cầu thiết bị thứ i; Pđm công suất định mức thiêt bị thứ i Hệ số nhu cầu thiết bị khác tra sổ tay thiết kế Phương pháp tính tốn đơn giản, thuận tiện cho kết xác hệ số nhu cầu số liệu cho trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành số thiết bị nhóm Phương pháp cơng suất tính tốn đơn vị diện tích sản suất: Với phân xưởng sản xuất có thiết bị phân bố diện tích sản suất phân xưởng may, phân xưởng dệt,…thì cơng suất tính tốn xác định theo biểu thức sau: Ptt = p0.S (kW) SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI -8- an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Ở đây: p0 suất phụ tải đơn vị diện tích sản suất (kW/m2); S diện tích sản xuất Giá trị p0 đưa theo kinh nghiệp vận hành thống kê Phương pháp cho kết gần thường dùng giai đoạn thiết kế sơ Xác định phụ tải tính tốn theo suất chi phí điện đơn vị sản phẩm Đối với thiết bị tiêu thụ điện có đồ thị phụ tải phản kháng khơng thay đổi thay đổi, phụ tải tính tốn lấy phụ tải trung bình ca mang tải cực đại Các thiết bị thuộc nhóm phụ tải bao gồm loịa quạt,quạt gió,máy bơm,các lị điện trở, cơng nghiệp hóa chất….Hệ số đóng thiết bị 1, hệ số mang tải thay đổi Phụ tải nhóm thiết bị xác định theo : Ptt =Ptb = Trong :a0 - suất chi phí điện đơn vị sản phẩm, kWh/đvsp M- số sản phẩm sản suất ca năm, đvsp ; t- thời gian làm việc ca năm để làm số sản phẩm M Suất chi phí điện theo loại hình sản phẩm cho sổ tay kỹ thuật Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại cơng suất trung bình (phương pháp hệ số nhu cầu) Khi cần nâng cao độ xác phụ tải tính tốn khơng có số liệu cần thiết áp dụng phương pháp tương đối đơn giản nêu ta dùng phương pháp : Cơng thức tính sau : Ptt = Kmax.Ptb = Kmax.ksd.Pđm Hay Ptt = knc.Pđm SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI -9- an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Phương pháp cho kết tương đối xác xét đến yếu tố quan trọng số lượng thiết bị nhóm, số thiết bị có cơng suất lớn chế độ làm III.Phụ tải phân xưởng: Để xác định phụ tải tính tốn cho xí nghiệp phân xưởng ta áp dụng phương pháp hệ số nhu cầu knc Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng N: 1.Phụ tải động lực: Tổng công suất phân xưởng:  Pi = 52.9 (KW) Xác định hệ số sử dụng tổng hợp phân xưởng xác định theo biểu thức: Ksd =  P k P i sdi = i 5.6 x0.65  4.5 x0.62  10 x0.46  7.5 x0.56  10 x0.68  2.8 x0.87  x 0.83  7.5 x 0.38 5.6  4.5  10  7.5  10  2.8   7.5 =0.6 Do số lượng thiết bị n = > nên ta xác định số lượng hiệu dụng sau: Knc = kmax.ksd , với kmax = Ptt = f(ksd.nhq) Ptb nhq = nhq*.n Pmax = 10kW => Pmax/2 = 5kW Số thiết bị có cơng suất lớn Pmax/2 n1 = n1*  n1   0.75 n P1*  P1 45.6   0.862 P 52.9 Tra bảng 3.1 trang 36/CCĐ Nguyễn Xuân Phú ta được: * * nhq  0.9  nhq  n.nhq   0.9  7.2 kmax  f (ksd , nhq ) SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 10 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Với k sd  0.6, nhq  7.2 Tra đồ thị 3.5/trang 32 ta kmax  1.32 knc  kmax  ksd  1.32  0.6  0.792 PN  knc  Pi  0.792 52.9  41.897(kW ) Cơng suất tính tốn phân xưởng N: Xác định hệ số cơng suất trung bình phân xưởng; cos     P cos P i i i 5.6  0.78  4.5  0.81  10  0.68  7.5  0.64  10  0.79  2.8  0.84   0.77  7.5  0.69 5.6  4.5  10  7.5  10  2.8   7.5  0.735  2.Phụ tải chiếu sáng: Công suất chiếu sáng phân xưởng xác định theo suất tiêu thụ P0 Chọn p0=12W/m2 Pcs  P0 a.b  12 14  22 103  3.75(kW ) 3.Xác định phụ tải tính tốn tồn phân xưởng N: P N  PN  ki Pcs Tổng công suất tác dụng phân xưởng: Hệ số ki tính theo cơng thức: => P N P ki  ( i )0.04  0.41 ;  3.7 0.04   41.897     0.41  3.7  44.03( kW)    Hệ số cơng suất tổng tồn phân xưởng: => cos  N  cos  N  PN  cos   Pcs  cos cs PN  Pcs 41.897  0.735  3.7 1  0.757 => tg N  0.86 41.897  3.7 Công suất biểu kiến: S  Công suất phản kháng: P N 44.03   58.16 (KVA) cos  N 0.757 QN  P N tg N  44.03  0.86  37.86 (kVAr) Vậy : S = 44.03 +j37.86 (KVA) SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 11 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Bán kính tỷ lệ đồ thị phụ tải: r  S  m Chọn m = 5KVA/mm2: tỉ lệ xích Ta r  58.16  1.92 mm 5 Tính toán tương tự cho phân xưởng khác ta kết bảng: Bảng 2.1: Phụ tải tính tốn phân xưởng n M k sd  k nc cos   Pi , Pdl, Pcs, P , Q, S, kW kW kW kW kVar KVA r N 0.6 0.792 0.757 52.9 41.897 3.75 44.03 37.86 58.16 1.92 G 0.53 0.68 0.79 56.9 38.88 4.7 41.65 31.8 52.4 1.83 U 0.53 0.69 0.79 50.8 35.3 7.34 39.75 30.53 50.12 1.79 Y 10 0.61 0.73 0.79 51.8 37.88 4.7 40.64 31.91 51,67 1.81 Ê 0.55 0.75 0.8 30.6 23.02 2.88 24.66 18.78 31 1.41 O 0.59 0.74 0.77 47.3 35.18 5.38 38.37 32.22 50.1 1.79 V 0.53 71 0.77 42.8 30.34 3.7 32.48 2706 42.28 1.64 Ă 0.65 0.8 0.83 23 18.49 5.76 21.92 14.6 26.34 1.3 Ơ 10 0.57 0.71 0.75 68.4 48.29 2.88 49.93 44.68 67 2.07 K 12 0.57 0.72 0.77 78.7 56.66 4.14 59.1 49.64 77 2.2 H 10 0.57 0.73 0.78 64.4 47 4.1 49.4 42 66.84 2.06 Ô 11 0.57 0.77 0.73 72.6 56 2.88 57.64 51.88 77.8 2.23 I 0.54 0.8 0.78 44.1 35.28 2.88 37 28.12 46.48 1.72 SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 12 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ + Nhà máy phong điện Bạc Liêu: Nhà máy điện gió Bạc Liêu xây dựng khu vực ven biển thuộc ấp Biển Đông A, xã Vĩnh Trạch Đông, thị xã Bạc Liêu, tỉnh Bạc Liêu Dự án xây dựng diện tích 500 (sử dụng đất nuôi trồng thủy sản hiệu quả, ven biển), công suất thiết kế 99 MW, điện sản xuất 310 triệu kWh/năm Dự án bao gồm nhiều hạng mục cơng trình xây dựng lắp đặt 66 trụ tuabin gió, cơng suất tuabin gió 1.5 MW; lắp đặt trạm biến áp 22/110 KV đường dây đấu nối với điện lưới quốc gia Dự án điện gió Bạc Liêu áp dụng xây dựng công nghệ tiên tiến, thân thiện với môi trường, với trang thiết bị nhập từ nước Đan Mạch, Đức, Mỹ Dự án có tổng mức đầu tư 4.500 tỷ đồng, Công ty TNHH Xây dựng - Thương mại - Du lịch Công Lý (Cà Mau) làm chủ đầu tư; đơn vị tư vấn thiết kế Công ty Cổ phần Phát triển kỹ thuật xây dựng TDC (Hà Nội), thời gian xây dựng 36 tháng Nhà máy điện gió Bạc Liêu nằm hệ thống điện quốc gia, hoàn thành bán điện dài hạn cho Tập đồn Điện lực Việt Nam để hịa lưới điện quốc gia Ngồi ra, dự án cịn kết hợp làm du lịch sinh thái nuôi trồng lâm, thủy sản Tóm lại, để đáp ứng mục tiêu tăng trưởng đầy tham vọng, Việt Nam cần tiếp tục khai thác nguồn lượng truyền thống Bên cạnh đó, phải tiến hành xây dựng chiến lược lộ trình phát triển nguồn lượng Trong chiến lược này, chi phí kinh tế (bao gồm chi chí chi chí ngồi mơi trường, xã hội) cần phải phân tích cách kỹ lưỡng, có tính đến phát triển mặt cơng nghệ, trữ lượng biến động giá nguồn lượng thay Trong nguồn lượng này, lượng gió lên lựa chọn tối ưu, cần quan tâm cách đầy đủ Việt Nam có nhiều thuận lợi để phát triển lượng gió Việc khơng đầu tư nghiên cứu phát triển điện gió lãng phí lớn nguy thiếu điện thường trực, ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng kinh tế lực cạnh tranh quốc gia SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 97 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Trong đó, chiến lược quốc gia điện dường quan tâm tới thủy điện lớn điện hạt nhân - nguồn lượng có mức đầu tư ban đầu lớn ẩn chứa nhiều rủi ro mặt môi trường xã hội Nếu nhìn giới việc phát triển điện gió xu lớn, thể mức tăng trưởng cao so với nguồn lượng khác Khác với điện hạt nhân vốn cần quy trình kỹ thuật giám sát nghiêm ngặt, việc xây lắp điện gió khơng địi hỏi quy trình khắt khe Với kinh nghiệm phát triển điện gió thành cơng nước khác với lợi mặt tiềm gió Việt Nam, hồn tồn phát triển lượng điện gió để đóng góp vào phát triển chung kinh tế II.Năng lượng gió giới Mặc dù điện gió bắt đầu giới để ý đến từ 25 năm trước, gần 10 năm trở lại khẳng định vị trí thị trường lượng giới sản lượng điện gió tăng trưởng cách ngoạn mục với tốc độ 28%/năm, cao tất nguồn lượng có Sự phát triển điện gió có nhờ vào số thay đổi quan trọng thời gian qua Đầu tiên phải kể đến tiến công nghệ có tính đột phá thời gian qua giúp giảm giá thành điện gió xuống nhiều lần, đồng thời tăng công suất, hiệu quả, độ tin cậy trạm điện gió Cụ thể vào năm 1990, cơng suất trung bình trạm điện gió Đan Mạch Đức vào khoảng 200 KW, đến năm 2002 lên tới 1,5 MW nước phát triển tuốc bin lớn cỡ 5-10 MW nhằm phát triển trạm điện gió thềm lục địa Hiệu trạm điện gió cải thiện từ đến 3% năm, góp phần vào việc giảm 30% giá thành điện gió vịng 12 năm Một lý quan trọng giải thích phát triển đột biến điện gió 10 năm trở lại nguy khủng hoảng lượng nước phát triển SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 98 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ mối quan tâm ngày cao nước bảo vệ môi trường tiếp thêm sức mạnh cho nỗ lực tìm kiếm dạng lượng tái tạo thân thiện với môi trường Trong nước chủ trương phát triển lượng gió, Đức nước dẫn đầu với cơng suất vào cuối năm 2004 lên tới 16.649 MW, chiếm 30% tổng cơng suất điện gió giới Ngay sau Đức Tây Ban Nha Mỹ chiếm 19% 16% tổng cơng suất điện gió giới Một điều đáng lưu ý không nước phát triển mà số nước phát triển (đặc biệt nước đông dân Ấn Độ Trung Quốc) định đầu tư để phát triển điện gió Phát triển lượng gió tài trợ nhiều nước khơng phụ thuộc vào đường lối trị, thí dụ thơng qua việc hồn trả thuế (Hoa Kỳ), mơ hình hạn ngạch hay đấu thầu ( Anh, Ý) hay thông qua hệ thống giá tối thiểu ( Đức, Tây Ban Nha, Áo, Pháp, Bồ Đào Nha, Hy lạp) Hệ thống giá tối thiểu ngày phổ biến đạt giá điện bình quân thấp trước, công suất nhà máy lắp đặt cao Trên nhiều thị trường điện, lượng gió phải cạnh tranh với nhà máy điện mà phần đáng kể khấu hao toàn từ lâu, bên cạnh cơng nghệ cịn tương đối Vì mà Đức có đền bù giá giảm dần theo thời gian từ nhà cung cấp lượng thông thường hình thức Luật lượng tái sinh, tạo điều kiện cho ngành công nghiệp trẻ phát triển Bộ luật quy định giá tối thiểu mà doanh nghiệp vận hành lưới điện phải trả cho nhà máy sản xuất điện từ lượng tái sinh Mức giá ấn định giảm dần theo thời gian Ngược với việc trợ giá ( cho than đá Đức) việc khuyến khích khơng xuất phát từ tiền thuế, doanh nghiệp vận hành lưới điện có trách nhiệm phải mua với giá cao SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 99 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ 1.Năng lượng gió giới: Đức sau Tây Ban Nha, Hoa Kỳ, Đan Mạch Ấn Độ quốc gia sử dụng lượng gió nhiều giới Trong số 20 thị trường lớn giới, riêng châu Âu có 13 nước với Đức nước dẫn đầu công suất nhà máy dùng lượng gió với khoảng cách xa so với nước lại Tại Đức, Đan Mạch Tây Ban Nha việc phát triển lượng gió liên tục nhiều năm qua nâng đỡ đường lối trị Nhờ vào mà ngành công nghiệp phát triển quốc gia Công nghệ Đức (bên cạnh phát triển từ Đan Mạch Tây Ban Nha) sử dụng thị trường nhiều năm vừa qua Năm 2007 giới xây khoảng 20073 MW điện, Mỹ với 5244 MW, Tây Ban Nha 3522MW, Trung Quốc 3449 MW, 1730 MW Ấn Độ 1667MW Đức, nâng công suất định mức nhà máy sản xuất điện từ gió lên 94112 MW Dưới bảng thống kê công suất lắp đặt số nước giới: SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 100 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Bảng 2.1: Công suất lắp đặt lượng giới Số thứ tự Quốc gia Công suất (MW) 01 Đức 22.247 02 Mỹ 16.818 03 Tây Ban Nha 15.145 04 Ấn Độ 8.000 05 Trung Quốc 6.050 06 Đan Mạch 3.125 07 Ý 2.726 08 Pháp 2.454 09 Anh 2.389 10 Bồ Đào Nha 2.150 11 Ca Na Da 1.846 12 Hà Lan 1.746 13 Nhật 1.538 14 Áo 982 15 Hi Lạp 871 16 Úc 824 17 Ai Len 805 18 Thụy Điển 788 19 Na Uy 333 20 Niu Di Lân 322 Các nước khác 2.953 Thế giới 94.112 SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 101 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Công suất định mức lắp đặt Áo: Tại Áo có 424 tuabin gió với công suất tổng cộng 606 MW mạng lưới điện (số liệu vào cuối năm 2004) Công suất tương ứng với nhu cầu tiêu thụ điện trung bình khoảng 350.000 gia đình Trọng tâm sử dụng lượng gió Áo tiểu bang Niederưsterreich Burgenland Trang trại gió cao giới lắp đặt độ cao 1.900 m mực nước biển tiểu bang Steiermark vào năm 2002 Trang trại gió bao gồm 11 tuabin gió với cơng suất tổng cộng 19,25 MW Bảng 2.2: Công suất lượng gió lắp đặt Áo Tiểu bang Số lượng tuabin gió Cơng suất (MW) Burgenland 183 307,9 Kärnten 0,5 Niederösterreich 200 254,9 Oberösterreich 17 14,4 Salzburg 0 Steiermark 15 24,1 Tirol 0 Vorarlberg 0 Wien 4,4 Tổng cộng 424 606,2 Công suất định mức lắp đặt Đức:Trong năm 2004, với 25.000 GWh, lần Đức sản xuất điện từ lượng gió vượt qua nguồn cung cấp điện từ lượng tái sinh khác sử dụng nhiều thời điểm thủy điện với 20.900 GWh SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 102 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Công suất định mức lắp đặt Đức theo tiểu bang: Bảng 2.3: Cơng suất lượng gió lắp đặt Đức Tiểu bang Số lượng tuốc bin gió Cơng suất (MW) Baden-Württemberg 252 249 Bayern 251 224 Berlin 0 Brandenburg 1.776 2.179 Bremen 43 47 Hamburg 57 34 Hessen 504 401 Mecklenburg-Vorpommern 1.093 1.018 Niedersachsen 4.283 4.471 Nordrhein-Westfalen 2.277 2.053 Rheinland Pfalz 694 704 Saarland 53 57 Sachsen 674 667 Sachsen-Anhalt 1.458 1.854 Schleswig-Holstein 2.688 2.174 Thüringen 440 497 Tổng cộng 16.543 16.629 SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 103 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Công suất định mức lắp đặt Pháp: Bảng 2.4: Cơng suất lượng gió lắp đặt Pháp Vùng Công suất (MW) Bretagne 19,80 Basse-Normandie 10,80 Champagne-Ardennes 1,50 Haute-Normandie 0,00 Ỵle-de-France 0,06 Languedoc-Roussillon 104,58 Lorraine 9,00 Nord-Pas-de-Calais 24,03 Midi-Pyrénées 23,60 Pays-de-la-Loire 19,50 Picardie 4,25 Poitou-Charentes 0,00 Prov.-Alpes-Côte-d'Azur 1,70 Rhône-Alpes 3,60 Tổng cộng 222,42 SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 104 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Tại nước Anh có kế hoạch xây dựng trạm lượng gió lớn giới Trạm có tên London Array, gồm 314 tuabin khổng lồ chạy sức gió cửa sơng Thames Trạm điện lượng gió lớn giới Với sức gió đủ mạnh tuabin gió sản xuất khoảng 1000 MW đủ để đáp ứng nhu cầu điện tất người dân sống hai vùng Kent East Sussex, phía đơng nước Anh Kế hoạch trị giá 4.55 tỉ USD Trạm tiến hành xây dựng theo hai giai đoạn nằm cách bờ biển Kent Essex khoảng 20km, diện tích 145km2 Khi hồn thành cung cấp đủ lượng điện cho 750.000 hộ gia đình Theo ước tính trạm điện giảm 1,9 triệu cacbon điơxit thải vào bầu khí năm Bên cạnh đó, dự án cịn tạo hàng trăm cơng ăn việc làm London Array trạm lượng gió lớn giới(trước Horse Hollow, vùng Taylor Nolan Texas, Mỹ, có cơng suất 735 MW) Theo mục tiêu, nước Anh phải tạo 40% điện từ nguồn lượng phục hồi vịng 11 năm tới 2.Năng lượng gió Châu Á: Năng lượng gió giới đẩu tư phát triển cách mạnh mẽ nhanh chóng, khu vực Châu Á lượng gió trọng nghiên cứu Đi đầu lĩnh vực nước Ấn Độ, Trung Quốc, Philippines SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 105 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Ấn Độ hai nước phát triển nằm Top 10 nước dẫn đầu công suất điện gió Năm 2004, cơng suất điện gió tăng thêm Ấn Độ đứng thứ ba giới, sau CHLB Đức, Tây Ban Nha, đứng Anh Mỹ Các nỗ lực đưa Ấn Độ vươn lên hàng thứ năm giới cơng suất Tính đến tháng 3/2005, cơng suất điện gió Ấn Độ đạt mức 3.595 MW, riêng năm 2004 Ấn Độ lắp đặt 1.112 MW, đạt mức tăng trưởng 45% Nếu lấy năm 2000 làm mốc, Ấn Độ có 1.220 MW điện gió, sau năm, cơng suất điện gió Ấn Độ tăng lên lần Năm 1980 đánh dấu bước khởi đầu chiến lược phát triển lượng gió Ấn Độ Cơ quan Nguồn lượng (sau chuyển thành Bộ Năng lượng) nước thành lập nhằm mục đích đa dạng hóa nguồn lượng để phục vụ cho phát triển nhanh kinh tế (tốc độ tăng trưởng bình quân Ấn Độ 10 năm qua khoảng 6-7 %/năm) Cơ quan tiến hành nghiên cứu, xác định triển khai dự án lượng gió sau đưa vào kinh doanh Chính phủ Ấn Độ ban hành số sách ưu đãi để hỗ trợ cho dự án Các công ty công nghiệp thương mại, đặc biệt công ty tư nhân, tận dụng ưu đãi nhà nước để tiến hành đầu tư cách mạnh mẽ Kết họ tự sản xuất phát điện thế, số nhà sản xuất bắt đầu xuất sản phẩm Bài học Ấn Độ cho thấy có sách khuyến khích đắn, kết hợp với nghiên cứu kỹ thuật cơng phu định hướng sách phát triển rõ ràng nhà nước doanh nghiệp, đặc biệt doanh nghiệp tư nhân động, mạnh dạn đầu tư phát triển thị trường điện gió cách tương đối hiệu mà khơng cần can thiệp đầu tư lớn nhà nước Nếu nguồn lượng thủy điện hạt nhân đòi hỏi mức độ đầu tư ban đầu lớn tiềm tàng mức độ ảnh hưởng ngoại tác cao, thường địi hỏi can thiệp nhà nước, trạm điện gió có quy mơ vừa phải hồn tồn nằm tầm với nhà đầu tư tư nhân SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 106 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Tất nhiên, nhà nước cần tạo sở hành lang pháp lý có biện pháp kiểm tra, giám sát cần thiết để đảm bảo đầu tư khu vực tư nhân khơng ngược lại lợi ích xã hội Với bờ biển dài, Trung Quốc quốc gia có nhiều tiềm lượng gió Dự án điện gió thử nghiệm Trung Quốc năm 1986 Trong 20 năm qua, tận dụng khoản viện trợ nước khoản vay lãi suất thấp, Trung Quốc phát triển thêm nhiều khu điện gió, hịa mạng vào lưới điện quốc gia Năm 1994, Trung Quốc định đẩy mạnh phát triển lượng gió, định khó khăn Lý vào thời điểm đó, lượng gió giới chưa phát triển, đồng thời nhiệt điện than rẻ tương đối dồi Hiểu điểm yếu điện gió so với nguồn lượng truyền thống khác, Bộ Năng lượng Trung Quốc định hướng phát triển điện gió thơng qua việc giảm giá thành cách phát triển dự án quy mơ lớn, đồng thời địa phương hóa nhà máy sản xuất tuabin gió Chính q trình địa phương hóa nhà máy sản xuất tuabin góp phần định vào việc giảm giá thành, đồng thời giúp phát triển kinh tế địa phương, đặc biệt vùng sâu, vùng xa nhờ đảm bảo cung ứng điện ổn định, tăng nguồn thu thuế, tạo thêm công ăn việc làm cho địa phương Với tiền đề sách đắn đó, thị trường điện gió Trung Quốc hình thành đến cuối năm 2004 Trung Quốc có 43 khu điện gió với tổng cơng suất 850 MW Trong năm 2005, có thêm 450 MW đưa vào vận hành Hướng tới tương lai xa hơn, phủ Trung Quốc đặt mục tiêu đến năm 2020, cơng suất điện gió nước tăng lên tới 20.000 MW gấp 20 lần công suất Còn Philippines, thập kỷ tới, có triển vọng trở thành quốc gia dẫn đầu lượng gió khu vực Đơng Nam Á Một hợp tác chặt chẽ phủ thành phần kinh tế tư nhân xác lập với mục tiêu đạt công suất tối thiểu 417 MW điện gió vịng 10 năm tới Dựa vào nghiên cứu phịng thí nghiệm quốc gia lượng tái tạo, Philippines quy hoạch khu vực đánh giá SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 107 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ tốt để phát triển lượng gió với diện tích lên tới 10.000 km2 cho dự án phát triển điện gió Theo tính tốn, tiềm cơng suất gió khu vực lên tới 70.000 MW, cung cấp khoảng 195 tỷ kWh năm Các nghiên cứu triển khai cho dự án tiếp tục bước đầu đưa vào thực tế III.Khả phát triển lượng gió tương lai: Tổ chức Năng lượng gió Châu Âu tiến hành chiến lược phát triển rầm rộ cho lượng gió với mục tiêu đưa lượng gió vào nhóm nguồn lượng quan trọng Theo kế hoạch, mục tiêu đến năm 2020, sản lượng điện gió đạt 948 GW, chiếm 12,1% tổng sản lượng điện giới,tổng công suất Châu Âu 180 GW có 70 GW xây dựng thềm lục địa gấp 72 lần công suất năm 1995, đủ cung cấp cho 195 triệu dân Các kế hoạch phát triển trạm điện gió ngồi thềm lục địa tiến hành để lợi dụng gió biển ước tính chiếm 40% sản lượng điện gió tương lai Châu Âu Cũng theo dự đốn lượng gió tăng dần vượt qua nhiều nguồn lượng truyền thống tiềm ẩn rủi ro cao điện hạt nhân thủy điện lớn, vào năm 2030 lượng gió trở thành nguồn lượng chiếm tỷ trọng lớn thứ hai, đứng sau nhiệt điện Hội đồng Năng lượng Gió Thế giới đưa dự báo khả quan cho triển vọng phát triển lượng điện gió, đến năm 2020 sản lượng điện gió chiếm tới 12% tổng sản lượng điện giới Để đạt mục tiêu này, giới đầu tư khoảng 100 tỷ USD năm vào điện gió, đồng thời tạo 2,3 triệu việc làm giảm lượng đáng kể khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính Một thị trường lượng gió phát triển mạnh mẽ đưa giá thành lắp đặt vận hành điện gió xuống mức rẻ nhất, với chi phí lắp đặt khoảng 600 USD đơn vị kW công suất giá điện thương phẩm USD/kWh SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 108 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ Các nghiên cứu lượng gió thảo luận hội nghị khoa học dư luận xã hội đề gây nhiều ý Năng lượng gió ngày quan tâm hơn, nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển bền vững mặt lượng, đồng thời bảo đảm an ninh tự chủ lượng cho quốc gia Hơn nữa, điện gió tạo nên thị trường với sản phẩm có giá trị gia tăng cao giúp tạo thêm nhiều việc làm cho xã hội Các dự báo tốc độ phát triển lượng gió thường xun phải điều để phản ánh xác tốc độ tăng trưởng vượt bậc ngành cơng nghiệp điện gió.Qua chắn thấy đóng góp tích cực ngành cơng nghiệp điện gió cách tồn diện vào đời sống kinh tế - trị giới tương lai khơng xa Đối với Việt Nam nói riêng,tiềm phát triển cng nghiệp lượng gió dồi (Theo số liệu, tiềm gió Việt Nam (trên độ cao 65 mét) khả quan, ước đạt 513.360 MW, lớn 200 lần công suất nhà máy thủy điện Sơn La 10 lần tổng công suất dự báo ngành điện vào năm 2020) Tuy nhiên tiềm lý thuyết, tiềm khai thác tiềm kinh tế kỹ thuật phụ thuộc vào trình độ phát triển cơng nghiệp nước ta Song nguồn lượng có tiềm đáng kể, khai thác bổ sung cho nguồn điện quốc gia, thay cho nguồn lượng hóa thạch ngày cạn kiệt Mặc dù việc phát triển lượng gió nước ta giai đoạn nghiên cứu ứng dụng gặp nhiều cản trở Một số trở ngại : -Chưa có sách quy định mua điện gió -Chi phí đầu tư cao hệ thống phát điện truyền thống khơng hấp dẫn nhà đầu tư -Vẫn cịn thiếu dịch vụ khả tài để vay từ ngân hàng cho việc phát triển điện gió -Thiếu kiến thức lực kỹ thuật để thực dự án điện gió kỹ thuật dịch vụ sau lắp đặt SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 109 - an MSSV: 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ -Chúng ta chưa đủ nhận thức công nghệ, chi phí, vận hành chưa đủ số liệu gió để có quy hoạch tổng thể Ngồi ra,Việt Nam cịn phải đối mặt với khó khăn khác ảnh hưởng gió mùa làm cho chế độ gió thay đổi,ở khu vực có tiềm lớn để phát triển điện gió dân cư thưa thớt, thời tiết khơ nóng, khắc nghiệt vùng dân tộc đặc biệt khó khăn Mặc dù cịn có khó khăn bên cạnh có nhiều mặt thuận lợi nói Kết hợp với sách mở cửa thu hút đầu tư, xu hướng hội nhập quốc tế (Dự án "Thiết lập Khung pháp lý hỗ trợ kỹ thuật cho phát triển Năng lượng gió Việt Nam" Chính phủ Đức tài trợ, Cơ quan Hợp tác phát triển Đức GTZ thực phối hợp Vụ Năng lượng - Bộ Công thương tổ chức "Hội thảo quốc tế phát triển Năng lượng gió Việt Nam") phát triển khoa học kỹ thuật ngày nay, lượng gió Việt Nam chắn thu nhiều thành tựu tương lai SVTH: NGUYỄN VĂN KHÔI - 110 - an MSSV: 09302018 an ...ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ PHẦN I: THIẾT KẾ CCĐ CHO XÍ NGHIỆP CN CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NỘI DUNG ĐỀ TÀI I.Đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp gồm... -6- an MSSV: 09302018 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XUÂN PHÚ CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA XÍ NGHIỆP Khi thiết kế cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp công việc quan trọng mà ta... 09302018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GVC.NGUYỄN XN PHÚ III.Chọn nguồn dự phịng cho xí nghiệp: Để đảm bảo yêu cầu cung cấp điện cho xí nghiệp ta bố trí thêm nguồn dự phịng cho trạm máy phát điện xoay