đồ án cung cấp điện cho một xưởng sản xuất công nghiệp

Trang 1

ĐỒ ÁN : CUNG CẤP ĐIỆN

nghiệp

Giáo viên hướng dẫn : Ninh Văn Nam

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Tất Thành

Lớp : ĐH Điện 3 KII

Hà Nội 9/2009

Trang 2

CUNG CẤP ĐIỆN

Lời nói đầu

Việt Nam đang trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hoán đất nước Chính vì vậy công nghiệp đóng vai trò rất quan trong Trong đó điện đóng vai trò cực kì quan trọng trong các nhà máy và xí nghiệp Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế khác ngành công nghiệp năng lượng, đặc biệt là điện đóng vai trò 4tiên phong

Đi đâu trên đất nước hình chữ S này cũng thấy các nhà máy điện, các trạm biến áp, đường dây…phân phối điện năng hiệu quả và hợp lý nhất.

Để xây dựng một đất nước giàu mạnh, an ninh, phát triển… thì ngành cung cấp điện phải đi trước một bước Bởi vì trước khi một nhà máy hay xí nghiệp mọc lên đòi hỏi phải có một cơ sở hạ tầng nhất định, trong đó một nguồn điện dảm bảo chất lượng (

rẻ, điện ổn định, cung cấp liên tục…) điện là yếu tố quan trong nhất.

Vì vậy việc tính toán, thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xí nghiệp là việc làm rất quan trọng trước khi xây dựng nhà máy, xí nghiệp Trong quá trình thực hiện tuy đã tham khảo nhiều bài làm của anh, chị khóa trước, tài liệu tham khảo nhưng do đây là lần đầu tiên làm đồ án nên không thể tránh được sai sót Mong được sự góp ý của các thầy cô giáo, đặc biệt là thầy Ninh Văn Nam.

MỤC LỤC

Đồ án môn học Nguyễn Tất Thành ĐH Điện 3K 2

Trang 3

LỜI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1 : THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 7

7.1 Giới thiệu chung

7.2 Đặc điểm chung

7.3 Thiết kế chiếu sáng

7.4 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng K

7.5 Chiếu sáng sự cố

CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN PHỤ TẢI . 9

Phụ tải của các phân xưởng 9

Xác định phụ tải toàn xí nghiệp 12

CHƯƠNG3: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN . 13

Vị trí đặt trạm biến áp

Chọn dây dẫn rừ nguồn đến trạm biến áp

Sơ đồ nối dây từ trạm biến áp đến các phân xưởng

Chọn công suất và số lượng máy biến áp

CHƯƠNG 4 : CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 22

4.1 Hao tổn điện áp lớn nhất trong mạng điện

4.2 Hao tổn công suất

4.3 Tổn thất điện năng

CHƯƠNG 5 : NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 55

hệ số công suất và ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất Các giải pháp bù cosφ tự nhiên

Phân phối tối ưu công suất bù trên lưới điện xí nghiệp

Xác định dung lượng bù

Đánh giá hiệu quả bù

CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT 63

Cơ sở lí thuyết

Tính toán nối đất

Trình tự tính toán nối đất

CHƯƠNG 7 : HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH 65

Trang 4

KẾT LUẬN ……… 66

BÀI TẬP DÀI

1 Tên đề thiết kế: -Thiết kế cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

- Mô hình thực tế

Nhiệm vụ thiết kế

1 Xác định phụ tải tính toán của nhà máy

2 Xác định sơ đồ nối dây của mạng điện

3 Lựa chọn thiết bị điện: Máy biến áp , tiết diện dây dẫn , thiết bị phân phối, thiết bị bảo vệ, đo lường…

4 Xác định các tham số chế độ của mạng điện:  U,  P,  A,U2…

5 Tính toán nối đất cho trạm biến áp theo chữ cái cuối cùng của tên đệm (với đất cát pha)

6 Tính toán dung lượng bù để cải thiện hệ số công suất lên giá trị cos 2

7 Tính toán chiếu sáng cho một phân xưởng

8 Dự toán công trình điện.

Bản vẽ :

1 Sơ đồ mặt bằng của mạng điện nhà máy

2 Sơ đồ chiếu sáng phân xưởng

3 Sơ đồ hai phương án- bảng chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật.

4 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp.

Thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy gồm các phân xưởng với công suất và toạ độ cho trong bảng, lấy theo alphabê của Họ tên người thiết kế

Trang 5

Toạ độ X,Y(m); công suất P, hệ số cos ,

hệ số sử dụng và số thiết bị của các phân

xưởng

Toạ độ , công suất cắt và độ lệch điện áp của nguồn điện

Kích thước và độ rọi yêu cầu của phân xưởng

hệ số công suất

Trang 6

X 186 39 57.79 0.77 0.6 4 89 421 200 4 16x28 45 0.92

Y 112 48 66.74 0.79 0.6 2 65 431 250 5 14x28 50 0.91

Nguồn điện áp 10KV, thời gian sử dụng công suất cực đại 4500h

Giải mã: Các số liệu được lấy theo vần alphabê của họ tên người thiết kế; Tổng số chữ

cái của họ , tên đệm và tên là tổng số phân xưởng ứng với số liệu từ cột 2 đến cột 5 ; (trường hợp có chữ cái trùng thì lấy theo dòng tiếp theo) Ví dụ học sinh Nguyễn Văn

Ba sẽ phải thiết kế cho nhà máy có 11 phân xưởng: N,G,U,Y, Ê,O,V, Ă,Ơ, B và A.

Số liệu về nguồn điện lấy theo chữ cái đầu tiên của tên họ

Số liệu về thiết kế chiếu sáng lấy theo chữ cái cuối cùng của tên.

Số liệu của cos 2 lấy theo chữ cái đầu tiên của tên đệm

Sinh viên:

phân xưởng với các số liệu như sau:

Bảng 2.2 Số liệu thiết kế cung cấp điện cho các phân xưởng

Trang 7

1.Thiết kế chiếu sáng cần các số liệu sau:

- Mặt bằng và mặt cắt phân xưởng để xác định vị trí theo đèn

- những đặc điểm của quá trình công nghệ các tiêu chuẩn về độ rọi cảu các khu vực làm việc

- Số liệu về nguồn điện và nguồn vật tư

Số liệu thiết kế được lấy theo chữ cái cuối cùng của tên là N:

Thiết kế mạng điện chiếu sáng cho 1 phân xưởng của xí ngiệp công ngiệp

Độ dọi yêu cầu của chiếu sáng phân xưởng Ex=45 lux.hao tổn điện áp từ đầu nguồn đến các thiết bị

Trang 8

Điểm đấu điện cách nhà xưởng là 152,43m thời gian hoàn vốn là T=8 năm.hệ số khấu hao thiết bị

kkh=6%

Thời gian sử dụng cực đại là 4500h

Ta chọn đèn sợi đốt 200w và quang thông là F=3000 lux

chọn độ cao treo đèn là h’= 0,7m

chiều cao của mặt bằng đèn làm việc h2=0,8m

chiều cao tính toán h =H - h2-h’=5-0.7-0.8= 3,5 m

J = ' '

h h

h

 =3,90,70,7

 =0,15Hình vẽ: sơ đồ chiếu sang

Với loại đèn để chiếu sáng cho phân xưởng khoảng cách giữa các đèn xác định theo tỉ lệ L/h =1,8 tức là L=1,5.h= 1,8.3,5=6.3 m

Căn cứ vào kích thước của nhà xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là

Ld = 4,7 m và Ln = 4,4 m

Kiểm tra điều kiện:

Trang 9

7 , 4

< 2,25 <

2

7 , 4

và 3

4 , 4

<1,5 <

2

4 , 4

lấy hệ số dự trữ là:  dt =1,2 hệ số hiệu dụng của đèn là=0,58

xác định tổng quang thông cần thiết là:

F=

ld d

dt c

k

S E

.

5 , 37872

=12 < Nmin=24 đènNhư vậy 24 đèn được bố trí như trên là hợp lý

Độ dọi trung binh thực tế:

E=

dt

ld d

b a

k N F





=300012.24.20.0.,158,2.0,59= 85,55 lxNgoài chiếu sáng chung còn trang bị cho mỗi máy 1 đèn 100w để chiếu sáng cục bộ

2,Xác định phụ tải tính toán của nhà máy:

2.1 Phụ tải các phân xương

Tính đại diện cho phân xưởng N

6 , 0 17 , 62 6 , 0 59 , 62 6 , 0 44 , 85 6 , 0 15

,

70

0,6

Trang 10

Do số lượng thiết bị n=4 < 5 Xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức sau :

n

K K

K

hd

sd sd

1.1.2 Phụ tải chiếu sáng: Cho P o = 15

Công suất chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo công suất tiêu thụ :Po

Pcs = Po.a.b = 15.14.22 = 4800(W) = 4,62 (kW)

1.1.3.Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng N:

Hệ số công suất của toàn phân xưởng N:

Cosφx =

cs x

cs x x

P P

P Cos

9 , 228

= 307,25 (KVA)

Trang 11

Cụng suất phản khỏng: Q

Q N = Sx P x

2 2



 = 307 , 252  228 , 92 199,37 (KVAR)

- Đường kớnh tỷ lệ của biểu đồ phụ tải:

Để giúp cho việc đặt trạm phân phối và các trạm biến áp phân xởng một cách hợp lý đạt hiệu quả kinh tế nhất và giảm đợc tổn thất đến mức thấp nhất ta phải xác

định trung tâm phụ tải của từng trạm Muốn xác định trung tâm phụ tải ta cần phải dựa

v o bản đồ phụ tải của các phân x ào bản đồ phụ tải của các phân x ởng Tâm của những đờng tròn chính là trung tâm phụ tải của các phân xởng.

Trang 12

1.2 Xác định phụ tải tính toán cho toàn xí nghiệp:

Hệ số sử dụng của toàn bộ xí nghiệp xác định tương tự theo biểu thức sau:

= 0,6 +



 12

6 , 0 1

= 0,774 Công suất biểu kiến

Trang 13

.xS

S

.yS

= 2531023187,08,3= 79,4

2.2 Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp:

Chiều dài đường dây được xác định theo biểu thức:

L =  2  2

BA ng BA

4 , 79 250 8

, 101

9 , 3187

= 184,05 (A)Tiết diện dây dẫn cần thiết :

F =

kt J

I

1 , 1

05 , 184

167,3 (mm2)Vậy ta chọn dây dẫn AC_185 (Cáp lõi nhôm)

Trang 14

2.3 Sơ đồ nối dây từ trạm biến áp đến các phân xưởng:

2.3.1 Sơ bộ vạch các tuyến dây:

Để đảm bảo độ an toàn và mỹ quan trong xí nghiệp các tuyến dây sẽ được xây dựng bằng đường cáp.

Có thể so sánh theo 3 phương án sau:



Phương án1: Từ trạm biến áp kéo dây trực tiếp đến các phân xưởng theo đường thẳng , các tủ phân

phối được đặt ngay tại đầu các xưởng để cung cấp điện cho các thiết bị trong xưởng

 Phương án này có tổng chiều dài nhỏ nhất nhưng không thuận tiện cho việc thi công và vận hành và pháttriển nên không có tính khả thi Vì thế ta loại bỏ ngay phương án này

* Phương án 2 : Cũng kéo trực tiếp từ trạm biến áp đến các phân xưởng , nhưng theo đường bẻ

góc , Các đường cáp sẽ được xây dựng dọc theo các mép đường và nhà xưởng , như vậy sẽ thuận tiện

cho việc xây dựng , vận hành và phát triển mạng điện , tuy nhiên chiều dài của các tuyến dây sẽ tăng

hơn so với phương án 1

* Phương án3: Từ trạm biến áp ta xây dựng các đường trục chính , các phân xưởng ở gần các

đường trục sẽ được cung cấp điện từ đường trục này qua các tủ phân phối trung gian Tuy

nhiên do các khoảng cách không lớn và việc đặt các tủ phân phối trung gian cũng đòi hỏi

chi phí nhất định , nên trong phương án này ta chỉ cần đặt 2 tủ phân phối tại điểm 1 và

điểm 2 Tủ phân phối 1 cung cấp cho 9 phân xưởng là : A, N ,V, H, G Còn tủ phân

xưởng 2 cung cấp cho 2 phân xưởng là : Ư, Ơ, Ê

Các phân xưởng còn lại lấy điện trực tiếp từ trạm biến áp nhưng tuyến đi dây vẫn bẻ góc

dọc theo đường trục

Phương án này sẽ giảm được lượng tuyến dây và tổng chiều dài dây dẫn, nhưng tiết diện dây dẫn của

các đường trục chính vẫn lớn, Như vậy chúng ta chỉ tính toán so sánh 2 phương án này mà

thôi Phương án 2 và Phương án 3

Trang 15

I T

U V

Trang 16

I T U V

A

N

H

G

2.3.2 Sơ bộ xác định tiết diện dây dẫn :

Khi lựa chọn phương án có thể chọn tiết diện dây theo phương pháp đơn giản nhất theo dòng điện

đốt nóng cho phép , nhưng sau khi đã xác định được phương án tối ưu nhất thì tiết diện dây dẫn phải được kiểm tra theo hao tổn điện áp cho phép , vì đối với dòng điện hạ áp , chất lượng điện phải được đặt lên hàng đầu Ta tiến hànhchonj tiết diện dây dẫn theo phương pháp hao tổn điện áp cho phép , lấy giá trị hao tổn điện áp cho phép là ∆Ucp = 5% đối với cấp điện 380V và ∆Ucp = 19V Dự định sẽ đặt cáp trong các rãnh , xây dựng ngầm dưới đất , do vậy có thể sơ bộ chọn giá trị điện trở kháng xo =0,07 Ω/ km

Trang 17

Thành phần phản kháng của hao tổn điện áp được xác định theo biểu thức:

10 4 , 106 07 , 0 37 ,





(V)Thành phần tác dụng của hao tổn điện áp:

P

38 , 0

06 , 0 37 , 199 65 , 0 9 ,

U

.

Trang 18

38 , 0

06 , 0 05 , 115 33 , 0 14 ,

U

.

P

38 , 0

07 , 0 69 , 118 95 , 0 11 ,

i

BA x Y y

X    = 101,8 - 1122  79,4 - 482 33,01m

Trang 19

38 , 0

07 , 0 03 , 179 65 , 0 76 ,

10 23 , 78 07 , 0 19 ,





(V)Thành phần tác dụng của hao tổn điện áp:

39 (mm2 )

Ta chọn cáp có tiết diện 35(mm2) AC- 35 có: : r0 = 0,95( km), x0 = 0,07( km)

Hao tổn điện áp thực tế:

Trang 20

38 , 0

07 , 0 19 , 98 95 , 0 14 ,

M

.

P

38 , 0

07 , 0 19 , 151 95 , 0 35 ,

I

.

Trang 21

Vậy tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:

P

38 , 0

06 , 0 63 , 165 42 , 0 08 ,

O

.

P

38 , 0

06 , 0 795 , 142 42 , 0 41 ,

Trang 22

38 , 0

06 , 0 855 , 152 42 , 0 08 ,

H

. 

P

38 , 0

06 , 0 855 , 152 42 , 0 08 ,

Trang 23

L0- Đ =    2

i BA 2

D

.

P

38 , 0

07 , 0 04 , 111 95 , 0 17 ,

V

.

Trang 24

38 , 0

07 , 0 05 , 108 33 , 1 81 ,

C

.

P

38 , 0

07 , 0 38 , 139 95 , 0 83 ,

i

BA x Y y

X    = 65,75 - 82  134,136 - 1082 63,39 m

Trang 25

38 , 0

06 , 0 855 , 152 42 , 0 08 ,



(V)< 19(V)

Kết quả tính tiết diện của phương án 2:

n Q,kVAr P ∑ ,kW L 0-I ,m ∆U X ,V ∆U R, V F,mm 2 F chon

mm 2 r 0 ,Ω/kmkm x 0 , Ω/kmkm ∆U,kV O-N 199,37 228,9 106.14 1,57 17,43 36,96 50 0,65 0,06 14,742

Trang 26

Ư, Ơ ,Ê => P02 = PÊ+ Pơ+PƯ = 323,26 (KW)

Công suất phản kháng Q01 = 687,79 (KVAR)

Q02 = 289,75 (KVAR)

Sau khi đặt trạm ta chia trạm ra thành 2 trạm là trạm 1 và trạm 2

Ta xác định được toa độ của từng trạm sau khi đặt chúng là:

Trạm 1 có toạ độ (50;134)

Trạm 2 có toạ độ (190;13)

Chiều dài của đoạn dây O1: L01 =    2

0 1 2 0

x    = 15,75 ( m )Chiều dài của đoạn dây O2: L02 =    2

0 2 2 0

x    = 124,25 ( m )Tương tự ta cũng xác định được chiều dài của từng đoạn dây:

Trang 27

1 0 1

0 . .  0 , 07 103 

38 , 0

88 , 79 03 , 179 75 , 15 025 , 1213

i i

R R

01 01

Tiết điện đoạn dây 01 được xác định theo biểu thức:

F01= P U L R01

01 01

, 2 38 , 0 32

75 , 15 36 , 1412

xác định theo biểu thức:

01 0 01

U

.rP

ΔUU  = 15 , 75 103 

38 , 0

044 , 0 36 , 1412

Tương tự ta cũng tinh được trên các phân xưởng khác:

Tiết diện dây dẫn đoạn 1-N:

Trang 28

 F1-N =

U L

P

x R

N N





1

 = 32.0,38.10,3 52,24

045 , 31 76 , 201

 mm2 Vậy chọn dây có tiết diện 70 => AC_70

 F1-M = 31,78 mm2 Vậy chọn dây có tiết diện 35=> AC_35

 F1-I = 106,9 mm2 Vậy chọn dây có tiết diện 120=> AC_120

r0= 0,13 km ; x0= 0,06 km =>  UR= 8,3 (V)

Xác định tiết diện của đường dây 02:

Hao tổn điện áp cho phép từ trạm biến áp đến các điểm xa nhất vẫn là 19(V)

Trang 29

Thành phần phản kháng của hao tổn điện áp từ trạm biến áp đến phân xưởng Ư

x U

L Q

2 0 2

0 .    .  .



38 , 0

7 , 169 695 , 79 25 , 124 435 ,

i i

R R

02 02

Tiết diện của dây 02 được tính theo công thức sau:

F02= P U L R02

02 02

, 5 38 , 0 32

25 , 124 89 , 211

88 , 0 89 , 211

Trang 30

 F2-Ư =

U L

P

x R

U U





2

 = 32.0,38.6,91 214,6

7 , 169 26 , 106

r0= 0,48 km ; x0= 0,06 km =>  UR= 9,106(V)

Kết quả tính tiết diện của phương án 3:

n Q(Kvar) P∑(Kw) L (m) ∆Ux (V) ∆Ur(V) F Fch ro xo ∆U

Trang 31

Như đã phân tích Phương án 1 Không có khả thi với phân xưởng công nghiệp nếu chúng ta chỉ tiến hành tính toán so sánh các chỉ tiêu kinh tế của phương án 2 và 3 mà thôi.

Các phương án so sánh theo chỉ tiêu chi phí quy đổi

Tổn thất điện năng trên đoạn dây được xác định theo:

∆A = ∆Pmax  = 2 . 0 

2 2

l r

.

2

2 2

U

Q P

97 , 90 85 ,

2

2 2

Trang 32

Tổn hao điện năng :

.

2

2 2

U

Q P

695 , 79 26 ,

2

2 2

Tính cho đoạn 0Ơ

Tổn hao điện năng :

.

2

2 2

U

Q P

74 , 97 63 ,

2

2 2

U

Q P

03 , 179 76

,

2

2 2

Trang 33

Q P

55 , 106 09

,

2

2 2

U

Q P

19 , 151 35

,

2

2 2

Trang 34

2

2 2

U

Q P

63 , 165 08

,

2

2 2

U

Q P

79 , 142 41

,

2

2 2

U

Q P

855 , 152 08

,

2

2 2

Trang 35

 Chi phí quy đổi Z:

U

Q P

04 , 111 17

,

2

2 2

U

Q P

5 , 108 81

,

2

2 2

Trang 36

2

2 2

U

Q P

38 , 139 83

,

2

2 2

U

Q P

025 , 1312 36

,

2

2 2

U

Q P

435 , 177 89

,

2

2 2

Trang 37

Vốn đầu tư của đường cáp , suất vốn đầu tư vo ta tra bảng:

1

U

Q P

03 , 179 76

,

2

2 2

1

U

Q P

04 , 111 17

,

2

2 2

Trang 38

2

2 2

1

U

Q P

85 , 98 97 ,

2

2 2

U

Q P

19 , 151 35

,

2

2 2

U

Q P

855 , 152 08

,

2

2 2

Định dạng
Số trang	65
Dung lượng	1,97 MB