đồ án cung cấp điện

cung cap cien cho xuong co khi

Đồ án cung cấp điện LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, yêu cầu đặt ra cho các cơ sở sản xuất là phải trang bò một hệ thống cơ cấu sản xuất hiện đại, với mức độ tự động hóa cao. Song song với việc trang bò những hệ thống máy móc hiện đại này thì việc cung cấp điện cho nó cũng giữ vai trò cực kỳ quan trọng. Không những phải đảm bảo yêu cầu về mặt kỹ thuật mà còn phải đảm bảo được cả yêu cầu về mặt kinh tế. Hiện nay trên thế giới đã xuất hiện rất nhiều phần mềm thiết kế hệ thống cung cấp điện với sự trợ giúp của máy tính. Nhưng muốn hiểu được việc thiết kế hệ thống cung cấp điện trên máy vi tính thì ta phải nắm vững kiến thức chuyên môn, biết được trình tự tính toán thiết kế hệ thống điện. Từ đó ta mới có thể ước lượng được kết quả và nhận biết xem có những sai sót gì không. Trên tinh thần đó với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Việt Anh, em đã tiến hành làm đồ án thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sửa chữa cơ khí. Thông qua đồ án này, em đã hiểu rõ hơn trình tự các bước cần thiết để cung cấp điện cho một phân xưởng, cách lựa chọn và lắp đặt các thiết bò bảo vệ cho một nhà máy. Do thời gian và kiến thức có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo của quý thầy cô và các bạn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Trương Việt Anh đã hướng dẫn tận tình giúp em hoàn thành đồ án môn học này. 1 Đồ án cung cấp điện CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG §1 .1 Đặc Điểm Phân Xưởng : Tính toán phụ tải điện là bước đầu tiên trong quá trình thiết kế một hệ thống cung cấp điện, nó có vai trò rất quan trọng bởi vì nếu ta xác đònh phụ tải tính toán dư thừa dẫn đến lãng phí, ứ đọng vốn đầu tư Nếu xác đònh thiếu sẽ dẫn đến mạng điện thường xuyên bò quá tải do đó vận hành không đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Hơn nữa xác đònh phụ tải là cơ sở để lựa chọn công suất nguồn, tiết diện dây dẫn và lựa chọn CB. Do thấy được tầm quan trọng của việc xác đònh phụ tải tính toán nên trước khi đi vào tính toán phụ tải điện cho một phân xưởng ta phải thu thập đầy đủ các dữ liệu của phân xưởng. Đây là phân xưởng sửa chữa cơ khí, được xây dựng trong một khu vực rộng rãi, thoáng mát. Nhà xưởng có kết cấu mái che bằng tôn tráng kẽm, dạng hai mái, phía trên có đặt các quả cầu thông gió, tường đôi, nền đúc bê tông.  Diện tích toàn phân xưởng : 972 m 2  Chiều dài : 54 m  Chiều rộng : 18 m  Chiều cao : 7 m  Nhiệt độ môi trường : 30 o C  Số ca làm việc : 2 Ca  Sản phẩm của phân xưởng : Tiện các loại trục và cánh quạt gió §1 .2 Thông Số Và Sơ Đồ Mặt Bằng Phân Xưởng : * Bảng phụ tải phân xưởng : Tổng số 37 máy, trong đó 01 máy có công suất lớn nhất P max = 20 Kw và 02 máy có công suất nhỏ nhất P min = 3 Kw. STT Ký Hiệu Trên Mặt Bằng Số Lượng P đm (kw) Cosϕ K sd Ghi Chú 1 1 2 3 0,8 0.7 2 2 2 20 0.9 0.7 3 3 5 9 0,8 0.6 4 4 2 3 0.9 0.6 5 5 4 16 0.9 0.5 6 6 3 7 0.9 0.6 7 7 3 11 0.85 0.5 8 8 3 9 0.9 0.5 9 9 4 18 0.9 0.6 10 10 3 11 0.9 0.6 11 11 3 5 0.8 0.6 12 12 3 18 0.9 0,5 Tổng 37 416 2 Đồ án cung cấp điện Sơ đồ mặt bằng phân xưởng. 3 18000 Đồ án cung cấp điện §1 .3 Phân Nhóm Phụ Tải Căn cứ vào sơ đồ bố trí máy, số lượng máy và chức năng các loại máy ta phân làm hai nhóm máy để đảm bảo phân bố đều công suất trên các nhóm. Các máy có cùng chức năng được đặt trong cùng một nhóm, các máy đặt gần nhau được phân thành một nhóm. Từ cửa chính nhìn vào, bên phải là nhóm 01 và bên trái là nhóm 02. Nhóm 1 (Bên phải) P dm ϕ Cos sd K Số lượng Tổng CS (KW) 3 0,8 0,7 1 máy 3 9 0,8 0,6 5 máy 45 3 0,9 0,6 2 máy 6 16 0,9 0,5 1 máy 16 7 0,9 0,6 3 máy 21 11 0,85 0,5 3 máy 33 18 0,9 0,5 3 máy 54 Tổng 18 máy 178 Nhóm 2 (Bên trái) P dm ϕ Cos sd K Số lượng Tổng CS (KW) 3 0,8 0,7 1 máy 3 20 0,9 0,7 2 máy 40 16 0,9 0,5 3 máy 48 9 0,9 0,5 3 máy 27 18 0,9 0,6 3 máy 54 11 0,9 0,6 3 máy 33 5 0,8 0,6 3 máy 15 Tổng 18 máy 220 4 Đồ án cung cấp điện §1 .4 Xác Đònh Phụ Tải Tính Toán Của Từng Nhóm Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình thì nhiệm vụ đầu tiên phải xác đònh được nhu cầu điện của công trình đó. Muốn biết được nhu cầu điện của một công trình ta phải xác đònh được phụ tải tính toán của công trình đó. Trong phụ tải tính toán ta phải dự báo cả khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5 đến 10 năm phụ tải tính toán được xem như là một số liệu ban đầu rất quan trọng để tính cung cấp điện. Nếu xác đònh phụ tải tính toán nhiều hơn so với nhu cầu thực tế thì sẽ gây nên lãng phí, và ngược lại làm cho mạng thường xuyên quá tải, không đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Để xác đònh phụ tải tính toán ta có nhiều cách, ở đây ta chọn phương pháp tính theo số thiết bò dùng điện có hiệu quả. Số thiết bò dùng điện có hiệu quả là số thiết bò giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế (gồm các các thiết bò có chế độ làm việc và công suất khác nhau). §1 .4.1 Hệ số công suất trung bình cho từng nhóm: (ở đây ta chỉ tính cho nhóm 1 còn nhóm 2 cho ở bảng). ∑ ∑ φ φ 1 1= 1 1 1= 11 1 × =cos n i dmi n i dmii tb P PCos Với 1 1 1 1 (3 45) 0.8 (6 16 21 54) 0.9 (33 0.85) 153.75 n i dmi i Cos P Kw ϕ = × = + × + + + + × + × = n 1 1 1 3 45 6 16 21 33 54 178 n dmi i P Kw = = + + + + + + = n => 1 153.75 0.864 178 tb Cos ϕ = = §1 .4.2 Hệ số sử dụng trung bình cho từng nhóm: ∑ ∑ 1 1 1 1 11 1 n i dmi n i dmisdi sdtb P PK K = = × = Với : 1 1 1 1 3 0,7 (45 6 21) 0,6 (16 33 54) 0,5 96.8 n sdi dmi i K P Kw = × = × + + + × + + + × = n ⇒ 1 96.8 0.544 178 sdtb K = = 5 Đồ án cung cấp điện §1 .4.3 Phụ tải tính toán: Để xác đònh phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bò dùng điện có hiệu quả ta tính trình tự theo các bước sau: • Số thiết bò trong nhóm: n 1 = 18 thiết bò • Thiết bò có công suất lớn nhất : P max1 = 18 kw => 0,5P max1 = 9 kw • Số thiết bò có công suất ≥ 0.5P max1 : n 11 = 4 thiết bò • Tổng công suất của tất cả các thiết bò trong nhóm 1 : P đmi1 = 178 kw • Tổng công suất của n j1 thiết bò có công suất lớn nhất : P đmj1 = 18 kw • Lập tỷ số giữa n 11 và n 1 ta tìm được n *1 11 *1 1 4 0,222 18 n n n = = = • Lập tỷ số giữa ∑P đmi1 và ∑P đmj1 tìm được P *1 = 1 1 178 9.889 18 dmj dmi P P = = n n  Từ P *1 và n *1 tra bảng 3.1 trang 36 sách “Bảng tra cứu số liệu và thiết bò” ta tìm được : n hq*1 = 0.75 n hq1 = n hq*1 × n 1 = 0,75 × 13 = 9,75  Vậy số thiết bò làm việc có hiệu quả n hq1 = 10 thiết bò  Từ n hq1 và k sd1 tra đồ thò 3.5 trang 32 tìm được k max1 = 1,35 • Công suất phụ tải tính toán của nhóm 1 : P tt1 = K max1 × K sdtb1 × P đmi1 P tt1 = 1,35 × 0,521 × 155 = 109,019 KW • Côngsuất biểu kiến nhóm 1 : KVA Cos P S tb tt tt 493,122 890,0 019,109 1 1 1 === ϕ • Công suất phản kháng nhóm 1 : KVARPSQ tttttt 85,55)019,109()493,122( 222 1 2 11 =−=−= 6 Đồ án cung cấp điện  Bảng số liệu tính toán phụ tải của các nhóm máy: Số liệu Ký hiệu Đơn vò Nhóm Nhóm 1 Nhóm 2 Hệ số công suất trung bình Cos φ tb 0,890 0,901 Hệ số sử dụng trung bình k sdtb 0,521 0,505 Số thiết bò trong nhóm n j Th.bò 13 12 Thiết bò có công suất lớn nhất P max Kw 20 20 Thiết bò có công suất ≥ 0,5P max N 1j Th.bò 8 9 Tổng công suất của các thiết bò trong nhóm P đmij Kw 155 177 Tổng công suất của n 1j thiết bò có công suất max P đm Kw 134 150 n *j 0,615 0,562 P *j 0,864 0,847 n hq*j 0,75 0,75 n hqj 9,75 11,04 K maxj 1,35 1,34 Công suất phụ tải tính toán P tt KW 109,019 119,776 S tt KVA 122,5 133 Q tt KVAR 55,85 57,8 §1 .4.4 Phụ tải tính toán động lực toàn phân xưởng: Vì số nhóm máy là 2 nên ta chọn hệ số đồng thời K đt = 0,85 • KWPKP ttdtttdl 475,194)776,119019,109(85,0 =+×=×= • KVA Cos P S tbpx ttdl ttdl 217 896,0 475,194 === φ 896,0 332 5,297 φ ∑ ∑ 1 1 == × = = = n i dmi dmi n i i tbpx P PCos Cos φ Với : 5,2975,159138 2 2 1 2 1 1 11 1 ∑ =+=×+×=× ∑∑ == = dmi n i i n i dmii n i dmijij PCosPCosPCos ϕϕφ KwPPP n i dmi n i dmidnij 332177155 2 1 2 1 1 1 =+=+= ∑∑∑ == • ( ) ( ) KVarPSQ ttdlttdlttdl 3,96475,194217 22 22 =−=−= • A U S I dm ttdl ttdl 2,313 4003 10217 3 3 = × × = × = 7 Đồ án cung cấp điện §1 .5 Xác Đònh Phụ Tải Chiếu Sáng Của Phân Xưởng Theo Suất Chiếu Sáng Trên Một Đơn Vò Diện Tích P ttcs = p o . S Với p o = 14w/m 2 S = 972 m 2 (Diện tích của phân xưởng) ⇒ P ttcs = 14 . 972 = 13608 W = 13,608 Kw S ttcs = KVA Cos P cs ttcs 68,22 6,0 608,13 == ϕ Với cosϕ cs = 0,6 (đèn phóng điện) ⇒ Q ttcs = KVARPS ttcsttcs 14,18 22 =− §1 .6 Xác Đònh Phụ Tải Tính Toán Của Toàn Phân Xưởng: Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng là tổng công suất mạch chiếu sáng và công suất mạch động lực: P ttpx = P ttđl + P ttcs = 194,475 +13,608 = 208,083 Kw Q ttpx = Q ttđl + Q ttcs = 96,3 + 18,14 = 114,4 Kvar S ttpx = S ttđl + S ttcs = 217 + 22,68 = 239,68 KVA A U S I dm ttpx ttpx 346 4003 1068,239 3 3 = × × = × = §1 .7 Xác Đònh Tâm Phụ Tải Của Từng Nhóm Và Của Toàn Phân Xưởng Mục đích xác đònh tâm phụ tải của phân xưởng và nhóm thiết bò là để xác đònh vò trí đặt tủ phân phối và tủ động lực. Khi đặt tủ phân phối và tủ động lực ở các vò trí này sẽ đảm bảo tổn thất điện năng và tổn thất công suất là bé nhất. Để xác đònh tâm phụ tải của phân xưởng ta tính toán theo trình tự như sau:  Chọn một hệ trục tọa độ trên sơ đồ mặt bằng phân xưởng.  Tìm tọa độ tất cả các thiết bò để cho việc tính toán được đơn giản ta đo được tọa độ của các thiết bò trên bản vẽ sau đó tính tọa độ tâm phụ tải theo những tọa độ này tiếp đó nhân với tỉ lệ xích của bản vẽ ta được tọa độ tâm phụ tải của phân xưởng trên thực tế.  Gọi x i ,y i là tọa độ tâm phụ tải tính toán trên bản vẽ được xác đònh theo công thức: ∑ ∑ = = × = n i dmi n i idmi i P XP X 1 1 ∑ ∑ = = × = n i dmi n i idmi i P YP Y 1 1 8 Đồ án cung cấp điện *Đối với nhóm 1: 9,745818)5,9576()55,85(7)8,1097,96( 12)386,26()148,34(1)335,18()5,9203( 1 =×++×+×++ ×++×+×++××=× ∑ = i n i dmi XP KwP n i dmi 155=36+5+14+24+14+2+60= 1 1= 1 ∑ )(122,48 155 9,7458 1 mmX == 7,72071825,8055,7)723,37( )1226,19(148,54)212,80()6,564,396,21(20 1 =××+×+××+ ××+×+××+++×=× ∑ = i n i dmi YP )(501,46 155 7,7207 1 mmY == Tâm phụ tải thực tế của nhóm máy 1: X 1 = 48,12 x 200 = 9624 (mm) = 9,624 (m) Y 1 = 46,50 x 200 = 9300 (mm) = 9,3 (m) * Đối với nhóm 2 : 7,39540164,221149,192 16)2023,185(5)7,1966,210(18)2996,176(52)1434,152( 55,162)128,203(1)2165,235()246202( 1 =×+×+ ×++×++×++××++ ×+×+×++××=× ∑ = i n i dmi XP KwP n i dmi 177161432103610512240 ∑ 1 1 1 =+++++++++= = )(4,223 177 7,39540 2 mmX == 7427165,7)1455,80()2165,7()5255,49()21855,80( )252,37(55,7)127,30()1255,80(20)2925.51( 1 =×+×+××+××+××+ ××+×+×+××+×+=× ∑ = i n i dmi YP )(96,41 177 7427 2 mmY == Tâm phụ tải thực tế của nhóm máy 2: X 2 = 223,4 x 200 = 44680(mm) = 44,68(m) 9 Đồ án cung cấp điện Y 2 = 41,96 x 200 = 8392(m) = 8,392(m) • Tâm phụ tải toàn phân xưởng: )(56,141 332 7,395409,7458 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 mm PP PP P P X n i n i dmidmi n i n i XdmiXdmi n i dmi n i Xdmi px iii = + = + + == ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ = = = = ×× = = × )(084,44 332 74277,7207 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 mm PP PP P P Y n i n i dmidmi n i n i YdmiYdmi n i dmi n i Ydmi px iii = + = + + == ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ = = = = ×× = = × Tọa độ tâm phụ tải thực tế của phân xưởng: X px = 141,56 x 200 = 28312 (mm) = 28,312 (m) Y px = 44,08 x 200 = 8816(mm) = 8,816 (m) * Xác đònh vòng tròn phụ tải: Xác đònh vòng tròn phụ tải nhằm mục đích minh họa công suất tính toán của phân xưởng, đồng thời cũng chỉ rõ thành phần công suất tác dụng và công suất chiếu sáng. Vòng tròn phụ tải có tâm là tâm của phụ tải và có bán kính được xác đònh theo biểu thức sau đây: (chọn m = 0,04 Kw/mm 2 ) )(14,8200 04,0.14,3 208,083 200 . m m P R ttpx =×=×= π * Xác đònh góc chiếu sáng: Gọi α cs là góc chiếu sáng trên vòng tròn phụ tải 000 54,23360 083,208 13,608 360 =×=×= ttpx ttcs cs P P α 00000 46,33654,23360360 =−=−= o csdl αα 10 [...]... 11 Đồ án cung cấp điện Vò trí đặt tủ phân phối là C(21,5m ; 18m) 12 Đồ án cung cấp điện CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY §2 1 Vạch Phương Án Đi Dây Trong Phân Xưởng §2 1.1 Yêu cầu: Sau khi xác đònh được nhu cầu điện của phân xưởng ta chọn phương án đi dây cho phân xưởng Một phương án được xem là hợp lý nếu nó thỏa các điều kiện sau:  Đảm bảo chất lượng điện năng  Đảm bảo độ tin cậy, liên tục cung. .. cung cấp điện cho phân xưởng  Thuận tiện trong vận hành, lắp ráp và sửa chữa  Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật hợp lý §2 1.2 Phân tích các phương án đi dây: Theo yêu cầu phụ tải, ta chọn 2 phương án đi trong phân xưởng là đi theo sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh a Đối với sơ đồ hình tia có các ưu nhược điểm sau: Ưu điểm: Độ tin cậy cung cấp điện cao, khi có sự cố ở nhánh nào thì chỉ nhánh đó mất điện. .. Giảm số lượng các thiết bò dự phòng 13 Đồ án cung cấp điện • Nhược điểm: Độ tin cậy cung cấp điện không cao, khi có sự cố ở một thiết bò nào thì các thiết bò khác cũng không hoạt động được Phức tạp trong vận hành và bảo vệ(sơ đồ nối dây phức tạp) Vì vậy ta chỉ sử dụng sơ đồ phân nhánh cho các thiết bò có công suất nhỏ, được bố trí gần nhau và yêu cầu cung cấp điện không cao, đặc biệt là các phụ tải... các tủ động lực (chọn theo công suất tính toán của phân xưởng) a Chọn cáp: Từ tủ phân phối đến tủ động lực ta chọn phương án đi dây trên máng cáp, từ tủ phân phối rẽ làm ba nhánh Hai nhánh đi qua hai tủ động lực, nhánh còn lại cung cấp điện cho mạng chiếu sáng (Ở đây ta chỉ chọn cáp cho mạng động lực) Vì các nhánh có phương án lắp đặt dây giống nhau (đi trên máng cáp) nên hệ số K thể hiện sự ảnh hưởng... cực Dòng ổn đònh động (imaxCB) imaxCB ≥ ixk Cơ cấu bảo vệ : Có điều chỉnh, không điều chỉnh, thermal magnetic… 15 Đồ án cung cấp điện Chức năng bảo vệ : Quá dòng, quá áp, ngắn mạch… 16 Đồ án cung cấp điện 2 Dây dẫn: Ta tiến hành tính toán chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng I Dòng điện cho phép của dây dẫn: Icp ≥ lv max k Với : k : Hệ số điều chỉnh theo cách lắp đặt thực tế Icp :Dòng phát nóng... 630 = 378A (Có bảng thông số CB đi kèm) 18 Đồ án cung cấp điện c Chọn dây dẫn từ trạm biến áp tới tủ phân phối: Đây là nguồn cung cấp điện chính cho phân xưởng, dòng khá lớn nên ta chọn loại cáp điện lực CV ruột dẫn bằng Đồng nhiều sợi xoắn, cách điện bằng nhựa PVC Cáp được đặt trong ống PVC chôn sâu cách mặt đất 30 cm Đất khô, nhiệt độ 25 oC Khi tính toán ta tính cả ảnh hưởng của điều kiện lắp đặt... sáng lẫn động lực, hai loại thiết bò này không thể đi cùng một dây vì khi các động cơ mở máy hoặc gặp sự cố sẽ làm ảnh hưởng đến các thiết bò chiếu sáng Vì vậy tủ phân phối chính sau khi nhận điện từ trạm biến áp, được chia làm ba nhánh Hai nhánh đi tới hai tủ động lực, nhánh còn lại cung cấp điện cho các thiết bò chiếu sáng Từ tủ phân phối đến các tủ động lực ta chọn phương án đi dây trong trong máng... trong ống PVC) K5 = 0,8 (Hai mạch nhánh song song) K6 = 1 (Đất khô) K7 = 0,95(Nhiệt độ đất 25oC, bọc cách điện PVC) ⇒ K = 1 0,8 1 0,95 = 0,76 24 Đồ án cung cấp điện * Đối với tủ động lực 1: Sơ đồ nối dây đơn tuyến: Nhánh 1: Dòng làm việc cực đại nhánh 1 I lv max 1 = Pttnh1 3 × U dm × Cosϕ tb = S ttnh1 3 × U dm = 58 A Sttnh1 = 40,2 KVA Công suất tính toán của nhánh 1 Dòng đònh mức của CB In1≥ Ilvmax1=... phân xưởng ⇒ IN = 4,75 2 + 15 2 = 13mΩ 32 Đồ án cung cấp điện Bảng thông số của S100 và S630: Loại Số lượng Số cực Đặc tuyến bảo vệ Dòng đònh mức Điện áp đònh mức MCCB-S100 08 03 C 100 400 Khả năng cắt ngắn mạch 6000 MCCB-S630 01 03 C 630 400 35000 Đặc tuyến phối hợp bảo vệ của các loại CB trong phân xưởng: 33 Đồ án cung cấp điện ♣3.4 Chọn Thanh Góp Và Tủ Điện 3.4.1/ Chọn thanh góp: Ta tiến hành chọn... 5% 29 Đồ án cung cấp điện * Kiểm tra theo điều kiện ngắn mạch: U dm Dòng ngắn mạch : I N = 3 × Z∑ N m điện áp đònh mức của phân xưởng (ở đây ta lấy U đm = 410 V để kiểm tra điều kiện ngắn mạch trong trường hợp xấu nhất) Z∑N tổng trở ngắn mạch Z∑N = 2 R C + (Xc + X CB ) 2 Rc = Ro L = 1,6.104 42.10-3 = 67,2 mΩ Điện trở của cáp : Điện kháng của dây dẫn : Xc = xo L = 0,08 42.10-3 = 3,36mΩ Điện kháng