Sinh viên : Nguyễn Ngọc Tuyến Lớp : Đ5H4 Tính toán : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ∆Ucp = 3,5%. Hệ số công suất cần nâng lên là cos = 0,90. Hệ số chiết khấu: i= 12% Thời gian sử dụng công suất cực đại: TM = 4500 h Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: Sk = 2 MVA Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk = 2,5s Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm của phân xưởng: L = 150 m Chiều cao nhà xưởng H = 4,7 m Giá thành tổn thất điện năng C∆ = 1500 đ/kWh. Suất thiệt hại do mất điện gth = 8000 đ/kWh. Phụ tải của phân xưởng sản xuất công nghiệp: Số hiệu trên sơ đồTên thiết bịHệ số Ksdcos Công suất đặt P (kW) 1; 8Máy mài nhẵn tròn0,350,673+ 10 2; 9Máy mài nhẵn phẳng0,30,681,5+ 4 3; 4; 5Máy tiện bulông0,30,650,6+ 2,2+ 4 6; 7Máy phay0,260,561,5+ 2,8 10;11;19;20;29;30Máy khoan0,270,660,6+0,8+0,8+0,8+1,2+1,2 12;13;14;15;16;24;25Máy tiện bulông0,300,581,2+2,8+2,8+3+7,5+10+13 17Máy ép0,410,6310 18; 21Cần cẩu0,250,674+ 13 22; 23Máy ép nguội0,470,7040+55 26; 39Máy mài0,450,632+ 4,5 27;31Lò gió0,530,94+ 5,5 28;34Máy ép quay0,450,5822+30 32;33Máy xọc (đục)0,40,64+5,5 35;36;37;38Máy tiện bu lông0,320,551,5+2,8+4,5+5,5 40;43Máy hàn0,460,8228+28 41;42;45Máy quạt0,650,785,5+7,5+7,5 44Máy cắt tôn0,270,572,8 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng:
LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, các ngành công nghiệp có tốc độ phát triển ngày càng nhanh chóng. Gắn liền với đó, các hệ thống cung cấp điện cho các nhà máy xí nghiệp cũng luôn được mở rộng và ngày càng đa dạng, đòi hỏi phải liên tục thiết kế mới. Xuất phát từ các yêu cầu thực tiễn đó, việc đào tạo một đội ngũ thiết kế có tính chuyên nghiệp cao là một đòi hỏi bức thiết. Với những kiến thức đã được học, sau khi được nhận đề tài Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng, em đã rất cố gắng để hoàn thành bài tập của mình. Trong thời gian thực hiện đề tài vừa qua, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn, và đặc biệt là sự chỉ dẫn tỉ mỉ của thầy PhạmMạnh Hải. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô. Sau khi hoàn thành đề tài, em nhận thấy bản thiết kế của mình vẫn còn thiếu sót một số phần của một bản thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy công nghiệp hoàn chỉnh. Em rất mong sẽ có cơ hội được hoàn thành những phần này. Một lần nữa, em xin gửi đến thầy giáo hướng dẫn em thầy Phạm Mạnh Hải cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ thống cung cấp điện lời biết ơn sâu sắc. Hà Nội, ngày tháng 6 năm 2011 Sinh viên thực hiện 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP Sinh viên : Nguyễn Ngọc Tuyến Lớp : Đ5H4 Tính toán : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ∆U cp = 3,5%. Hệ số công suất cần nâng lên là cos ϕ = 0,90. Hệ số chiết khấu: i= 12% Thời gian sử dụng công suất cực đại: T M = 4500 h Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: S k = 2 MVA Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch t k = 2,5s Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm của phân xưởng: L = 150 m Chiều cao nhà xưởng H = 4,7 m Giá thành tổn thất điện năng C ∆ = 1500 đ/kWh. Suất thiệt hại do mất điện g th = 8000 đ/kWh. 2 Phụ tải của phân xưởng sản xuất công nghiệp: Số hiệu trên sơ đồ Tên thiết bị Hệ số K sd cos ϕ Công suất đặt P (kW) 1; 8 Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 3+ 10 2; 9 Máy mài nhẵn phẳng 0,3 0,68 1,5+ 4 3; 4; 5 Máy tiện bulông 0,3 0,65 0,6+ 2,2+ 4 6; 7 Máy phay 0,26 0,56 1,5+ 2,8 10;11;19;20;29;30 Máy khoan 0,27 0,66 0,6+0,8+0,8+0,8+1,2+1,2 12;13;14;15;16;24;25 Máy tiện bulông 0,30 0,58 1,2+2,8+2,8+3+7,5+10+13 17 Máy ép 0,41 0,63 10 18; 21 Cần cẩu 0,25 0,67 4+ 13 22; 23 Máy ép nguội 0,47 0,70 40+55 26; 39 Máy mài 0,45 0,63 2+ 4,5 27;31 Lò gió 0,53 0,9 4+ 5,5 28;34 Máy ép quay 0,45 0,58 22+30 32;33 Máy xọc (đục) 0,4 0,6 4+5,5 35;36;37;38 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 1,5+2,8+4,5+5,5 40;43 Máy hàn 0,46 0,82 28+28 41;42;45 Máy quạt 0,65 0,78 5,5+7,5+7,5 44 Máy cắt tôn 0,27 0,57 2,8 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng: 3 27 4 CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện. Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng. Từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện. Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi. Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp. Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện: • Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu • Phương pháp tính theo hệ số M k và công suất trung bình • Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm • Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp 1. Phụ tải chiếu sáng: Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: 0 0 . . . cs P P S P a b= = • Trong đó: P 0 là suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng, 0 P = 15 W/m 2 S là diện tích được chiếu sáng, m 2 a là chiều dài của phân xưởng, m b là chiều rộng của phân xưởng, m - Vậy phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa là: 3 15.36.24 12,96 10 cs P = = (kW) Do ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng có cosϕ =1 nên tgϕ = 0 . 0 cs cs Q P tgj= = (kVar) 5 2. Phụ tải động lực: 2.1 : Phân nhóm các phụ tải động lực: Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau: + Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp. Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng. + Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm. + Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy. Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường là 8 ÷ 12 Tuy nhiên thường rất khó khăn để thỏa mãn cả 3 điều kiện trên, vì vậy khi thiết kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhất trong các phương án có thể. Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 5 nhóm. Kết quả phân nhóm phụ tải được trình bày ở bảng 1.1 Bảng 1.1: Phân nhóm thiết bị điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí NHÓM 1 1 Máy ép quay 28 0,45 0,58 22,00 2 Máy khoan 29 0,27 0,66 1,20 3 Máy khoan 30 0,27 0,66 1,20 4 Máy xọc (đục) 32 0,40 0,60 4,00 5 Máy ép quay 34 0,45 0,58 30,00 6 Máy tiện bu lông 35 0,32 0,55 1,50 7 Máy tiện bu lông 36 0,32 0,55 2,80 8 Máy tiện bu lông 37 0,32 0,55 4,50 9 Cần cẩu 21 0,25 0,67 13,00 Tổng 80,20 6 NHÓM 2 1 Máy xọc (đục) 33 0,40 0,60 5,50 2 Máy tiện bu lông 38 0,32 0,55 5,50 3 Máy mài 39 0,45 0,63 4,50 4 Máy hàn 40 0,46 0,82 28,00 5 Máy quạt 41 0,65 0,78 5,50 6 Máy quạt 42 0,65 0,78 7,50 7 Máy hàn 43 0,46 0,82 28,00 8 Máy cắt tôn 44 0,27 0,57 2,80 9 Máy quạt 45 0,65 0,78 7,50 10 Lò gió 31 0,53 0,90 5,50 Tổng 100,30 NHÓM 3 1 Máy mài nhẵn tròn 1 0,35 0,67 3,00 2 Máy mài nhẵn phẳng 2 0,32 0,68 1,50 3 Máy tiện bu lông 3 0,30 0,65 0,60 4 Máy mài nhẵn tròn 8 0,35 0,67 10,00 5 Máy mài nhẵn phẳng 9 0,32 0,68 4,00 6 Máy khoan 10 0,27 0,66 0,60 7 Máy khoan 11 0,27 0,66 0,80 8 Máy ép 17 0,41 0,63 10,00 9 Cần cẩu 18 0,25 0,67 4,00 10 Máy khoan 19 0,27 0,66 0,80 11 Máy khoan 20 0,27 0,66 0,80 12 Máy ép nguội 22 0,47 0,70 40,00 13 Lò gió 27 0,53 0,90 4,00 Tổng 80,10 NHÓM 4 1 Máy tiện bu lông 4 0,30 0,65 2,20 2 Máy tiện bu lông 5 0,30 0,65 4,00 3 Máy phay 6 0,26 0,56 1,50 4 Máy phay 7 0,26 0,56 2,80 5 Máy tiện bu lông 12 0,30 0,58 1,20 6 Máy tiện bu lông 13 0,30 0,58 2,80 7 7 Máy tiện bu lông 14 0,30 0,58 2,80 8 Máy tiện bu lông 15 0,30 0,58 3,00 9 Máy tiện bu lông 16 0,30 0,58 7,50 10 Máy ép nguội 23 0,47 0,70 55,00 11 Máy tiện bu lông 24 0,30 0,58 10,00 12 Máy tiện bu lông 25 0,30 0,58 13,00 13 Máy mài 26 0,45 0,63 2,00 Tổng 107,80 2.2: Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực: 2.2.1 : Tính toán cho Nhóm 1: (Số liệu phụ tải cho trong bảng 2.1) a) Xác định hệ số sử dụng tổng hợp sd k S Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của phụ tải nhóm I theo công thức: . i sdi sd i P k k P S = å å Trong đó : k sdi là hệ số sử dụng của thiết bị P i là công suất đặt của thiết bị - Vậy hệ số sử dụng tổng hợp của Nhóm 1 là: k = = 35,18 0,4076 86,3 » b) Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 1: - Số thiết bị hiệu quả của nhóm 1 được xác định theo số thiết bị tương đối * n và công suất tương đối * P trong nhóm: + Gọi axm P là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm1 8 1 1 * 1 1 * 1 n j j n i i n n n P P P P P = = ì = ï ï ï ï í ï = = ï ï ï î å å Trong đó: n là số thiết bị trong nhóm 1 n là số thiết bị có ax 1 . 2 m P P³ P và 1 P là tổng công suất ứng với n và 1 n thiết bị + Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm 1 là: 5 30P = kW 5 1 1 .30 15 2 2 P® = = kW Do đó ta có: 1 n = 1; 1 30P = kW => * 2 0,22 9 n = = * 52 0,648 80.2 P = = Từ * n = 0,22 và * P = 0,648 tra PL4 (Sách cung cấp điện Ngô Hông Quang) ta tìm được * 0,51 hq n = * . 9.0,51 4,59 hq hq n n n= = = ( Trường hợp tính theo cách trên, nhóm có hq n < 4 thì ta tính lại hq n theo công thức sau: ( ) 2 2 i hq i P n P = å å với i P là công suất của thiết bị thứ i trong nhóm) + Tra bảng PL5(Sách cung cấp điện Ngô Hông Quang).Bảng tra trị số M k theo sd k và hq n Ta có hệ số cực đại của nhóm 1 : 1,76 M k = - Vậy phụ tải tính toán của nhóm 1 : 9 1 . . 1,76.0,395.80,2 55,755 tt iM sd i P k k P = = = = å å kW - Hệ số công suất trung bình của Nhóm 1 là: - n i i i 1 tb n i i 1 P cos 47,694 cos 0,595 80,2 P j j = = = = = å å 9 2.2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại: - Tính toán tương tự Nhóm 1 Ta có kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 1.2 và 1.3 Bảng 1.2: Kết quả tính toán số thiết bị hiệu quả của các phương án NHÓM P max 0,5.P max n 1 P 1 n P n* P* n* hq n hq (kW) (kW) (kW) (kW) 1 30 15 2 52,00 9 80,2 0,22 0,648 0,51 4,59 2 28 14 2 56 10 100,3 0,20 0,558 0,54 5,4 3 40 20,00 1 40 13 80,1 0,077 0,499 0,28 3,446 4 55 27,50 1 55 13 107,8 0,077 0,51 0,28 3,41 Bảng 1.3. Tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải Nhóm k sd ∑ n hq k M P tt (kW) Cosφ tb P tt .cosφ tb k đt 1 0,395 4,59 1,76 55,817 0,595 33,211 2 0,486 5,4 1,57 76,523 0,774 59,229 3 0,416 3,446 1,9 63,308 0,692 43,809 1,00 4 0,388 3,41 1,9 79,454 0,645 51,248 Tổng 275,102 187,497 10 [...]... trờn c s tin cy cung cp in Cỏc ph ti thuc h tiờu th loi I, TBA cn t t 2 MBA tr lờn ni vi cỏc phõn on khỏc nhau ca thanh gúp, gia cỏc phõn on cú thit b úng ct khi cn thit H tiờu th loi III ch cn t 1 MBA (yờu cu trong kho cn cú MBA d tr) 3.1.2 Chn cụng sut MBA Chn sao cho trong iu kin lm vic bỡnh thng trm m bo cung cp in nng cho ph ti v cú d tr mt lng cụng sut phũng khi s c, m bo an ton cung cp in, tui... 1 Xỏc nh v trớ t TBA phõn xng: la chn c v trớ ti u cho TBA cn tha món cỏc iu kin sau: V trớ trm cn phi c t nhng ni thun tin cho vic lp t, vn hnh cng nh thay th v tu sa sau ny (phi khụng gian cú th d dng thay mỏy bin ỏp, gn cỏc ng vn chuyn ) V trớ trm phi khụng nh hng n giao thụng v vn chuyn vt t chớnh ca xớ nghip V trớ trm cũn cn phi thun li cho vic lm mỏt t nhiờn (thụng giú tt), cú kh nng phũng... mt s ph ti khụng quan trng gim nh dung lng ca cỏc MBA, nh vy cú th gim c vn u t v tn tht ca trm trong trng thỏi lm vic bỡnh thng - ng thi cng cn hn ch chng loi MBA dựng trong nh mỏy to iu kin thun li cho vic mua sm, lp t, vn hnh, sa cha, thay th 3.2 Chn mỏy bin ỏp phõn xng - Coi phõn xng ch gm cỏc h tiờu th loi I nờn ta cn t 2 MBA lm vic song song - Ta cú: Stt.px = 413,88 (kVA) Ta t 2 MBA lm vic song... Quang) Kim tra iu kin phỏt núng : Ilv k1.k2.Icp Isc Icp Trong ú : Ilv : dũng in lm vic chy trờn cỏp khi bỡnh thng Isc : dũng in chy trờn cỏp khi xy ra s c t 1 l cỏp , Isc = 2.Ilv Icp : dũng in ln nht cho phộp chy trờn cỏp K1 : h s hiu chnh theo nhit , k1 = 0,96 ( Tra bng 27.pl ) K2 : h s hiu chnh vờ s l cỏp cựng t trong mt hm cỏp , k2 = 0,93 ( Tra bng 28.pl ) Ilv = 5,20 < 0,96 0,93 170 = 151,776... quy i ca ng dõy : Zdõy = pdõy.Vdõy + Cdõy Trong ú : - pday : h s s dng hiu qu v khu hao vn u t ng dõy pday = atc + avh 1 1 Vi: atc =T =8 =0,125 tc avh = 0,1 pday = 0,125 + 0,1 = 0,225 - Vday : Vn du t cho ng dõy (i l kộp) : Vday = 1,6.v0.L 6 Vi v0 = 124,8 10 ( ng/km) ( PLB- bng 7.pl) L = 150 (m) = 0,15 (km) 6 6 Vday = 1,6.124,8 10 0,15 = 29,952 10 (ng) - Cday : chi phớ tn tht in nng trờn ng dõy... nm : 6 C = A.c = 519,557 1500 = 0,78 10 () - Vn u t ca on dõy (l kộp) : V =1, 6.vo L =1, 6.0,518.106.15, 27 = 656.106 () 12, 6 6 6 => Z = p.V + C = 0,225 12,656 10 + 0,78 10 = 3,628 10 () Tớnh tng t cho cỏc on dõy khỏc, ta cú kt qu c th hin trong bng 2.15 21 on Cụng sut dõy P Q kW kVAr Dũng Tit din in tr S I F Ftc L kVA A mm2 mm2 m Hao tn U r0 x0 (/km 0,4 0,4 Chi phớ A v0 V C Z 106/m 106 103/nm 103/nm... Túm tt cỏc ch tiờu kinh t - k thut cỏc phng ỏn UTBA-TPP Phng ỏn U maxTPP- U TL- TL t.b Z (.103/nm) 1 1,040 1,189 33982,95 2 0,092 1,273 1,189 22146,35 3 0,942 0,092 1,717 1,230 28779,70 Hao tn in ỏp cho phộp: Ucp = = 3,5.380 13,3 (V) 100 Hao tn in ỏp cc i phng ỏn 1: UM = UTBA-TPP + max{UTPP-TL} + max{UTL-T.B} = 2,718 (V) . k hc = 1. k qt : Hệ số quá tải sự cố, k qt = 1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6h và trước khi quá tải MBA. Ngô Hông Quang) ta tìm được * 0,51 hq n = * . 9.0,51 4,59 hq hq n n n= = = ( Trường hợp tính theo cách trên, nhóm có hq n < 4 thì ta tính lại hq n theo công thức sau: ( ) 2 2 i hq i P n P = å å . 1 Ta có kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 1.2 và 1.3 Bảng 1.2: Kết quả tính toán số thiết bị hiệu quả của các phương án NHÓM P max 0,5.P max n 1 P 1 n P n* P* n* hq n hq (kW) (kW) (kW) (kW) 1