Do an thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương lương trường giang

Lời nói đầu i i Trong cơng xây dựng đổi đất nước, ngành công nghiệp i i i i i i i i i i i i điện lực ln giữ vai trị quan trọng Ngày nay, điện trở thành i i i i i i i i i i i i i i dạng lượng thiếu hầu hết lĩnh vực Khi xây i i i i i i i i i i i i i i dựng nhà máy mới, khu công nghiệp, khu dân cư … i i i i i i i i i i i i i i i việc phải tính đến xây dựng hệ thống cung cấp điện để phục i i i i i i i i i i i i i i i i vụ cho nhu cầu sản xuất sinh hoạt cho khu vực i i i i i i i i i i i i Trong công cơng nghiệp hóa đại hố, ngành cơng i i i i i i i i i i i nghiệp nước ta ngày khởi sắc, nhà máy, xí nghiệp khơng i i i i i i i i i i i i i ngừng hoạt động Gắn liền với cơng trình hệ thống cung cấp i i i i i i i i i i i i i i i điện thiết kế xây dựng Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, với i i i i i i i i i i i i i i i i kiến thức học khoa Điện – Bộ môn Tự động hoá - trường Đại học Bách i i i i i i i i i i i i i i i i Khoa Hà Nội, em nhận đề tài “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện i i i i i i i i i i i i i i i i cho nhà máy khí cơng nghiệp địa phương” i i i i i i i i Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với cố gắng nỗ lực i i i i i i i i i i i i i i i thân với giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn Ngơ Hồng i i i i i i i i i i i i i i Quang, em hoàn thành xong đồ án mơn học Trong q i i i i i i i i i i i i i i trình thực thiết kế đồ án, với kiến thức nhiều hạn chế nên đồ án i i i i i i i i i i i i i i i i tránh khỏi khiếm khuyết Em mong nhận góp ý i i i i i i i i i i i i i i thầy cô giáo để đồ án em hoàn chỉnh i i i i i i i i i i i i i Sinh viên i Lương Trường Giang i i Chương I Giới thiệu chung nhà máy i i i i i i i I Ví trí địa lý, kinh tế, đặc điểm công nghệ, đặc điểm phân loại phụ tải i i i i i i i i i i i i i i i i i Nhà máy khí cơng nghiệp địa phương xây dựng địa bàn i i i i i i i i i i i i i thành phố Hải Phịng với quy mơ vừa phải bao gồm 10 phân xưởng nhà i i i i i i i i i i i i i i i làm việc i STT Cơng suất đặt (Kw) Diện tích (m2) 80 (chưa kể chiếu sáng) 2270 Tên phân xưởng Ban quản lý phòng TK Phân xưởng khí số 1500 3625 Phân xưởng khí số 1800 4075 Phân xưởng luyện kim màu 2100 3875 Phân xưởng luyện kim đen 2300 5950 Phân xưởng sửa chữa khí Theo tính tốn 2000 Phân xưởng rèn 1350 3825 Phân xưởng nhiệt luyện 1200 5100 Bộ phận nén khí 1700 2400 10 Kho vật liệu 60 2100 11 Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo diện tích Nhà máy khí cơng nghiệp địa phương nhà máy có công suất i i i i i i i i i i i i i lớn Tuy nhiên đứng mức độ tiêu thụ điện tầm quan trọng i i i i i i i i i i i i i i i phương diện tổng thể nhà máy xếp vào hộ tiêu thụ loại II, i i i i i i i i i i i i i i i i điện bị tổn thất kinh tế i i i i i i i i i Mặc dù hộ tiêu thụ loại II để giảm tổn thất kinh tế cách i i i i i i i i i i i i i i i i tối đa, nhà máy cần cung cấp nguồn điện ổn định tin cậy i i i i i i i i i i i i i i i i Theo dự kiến ngành điện, nhà máy cấp điện từ trạm biến áp i i i i i i i i i i i i i i trung gian 110/22 KV, cách nhà máy 4,5 km i i i i i i i i Mặt bố trí phân xưởng nhà làm việc nhà máy i bố trí sau: i i i i i i i i i i i i i i i i 10 Hình 1: Mặt nhà máy khí địa phương i i i i i i i i i II Nội dung tính toán thiết kế i i i i i i Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng toàn nhà máy i i i i i i i i i i i i i i Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy i i i i i i i i i i Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa khí i i i i i i i i i i i i i a Chọn số lượng, dung lượng vị trí đặt trạm biến áp phân i i i i i i i i i i i i i i xưởng b Chọn số lượng, dung lượng vị trí đặt trạm biến áp trung gian i i i i i i i i i i i i i i (trạm biến áp xí nghiệp) trạm phân phối trung tâm i i i i i i i i i i c Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy i i i i i i i i i i Tính tốn công suất bù phản kháng i i i i i i i Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa khí i i i i i i i i i i i III Các tài liệu tham khảo i i i i i - Cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp - ĐH Bách Khoa Hà Nội i i i i i i i i i i i i i 1979 - Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm – 1998 i i i i i i i i i i i i i i i Chương II.Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng i i i i i i i i i i i toàn nhà máy i i I Đặt vấn đề i i i Phụ tải tính tốn: i i i i Là giả thiết lâu dài không đổi tương đương với phụ tải thực tế mặt i i i i i i i i i i i i i i i thực tế mặt hiệu phát nhiệt mức độ huỷ hoại cách điện i i i i i i i i i i i i i i Nói cách khác phụ tải tính tốn đốt nóng thiết bị tới nhiệt độ i i i i i i i i i i i i i i tương tự phụ tải thực tế gây Vì chọn thiết bị phụ tải tính tốn i i i i i i i i i i i i i i i i i i đảm bảo an toàn mặt pháp nóng, phát nhiệt i i i i i i i i i Phụ tải tính tốn sử dụng để lựa chọn kiểm tra thiết bị i i i i i i i i i i i i i i i đóng cắt, thiết bị bảo vệ, tính tốn tổn thất cơng suất, tổn thất cơng suất i i i i i i i i i i i i i i i điện năng, tổn thất điện áp, lựa chọn dung lượng bù, công suất phản i i i i i i i i i i i i i kháng… Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào yếu tố sau đây: i i i i i i i i i i i Công suất, số lượng chế độ làm việc thiết bị điện, trình độ i i i i i i i i i i i i i i phương thức vận hành hệ thống i i i i i Nếu phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế i i i i i i i i i i i i i i i làm giảm tuổi thọ thiết bị điện có khả dẫn đến cháy nổ giảm tuổi i i i i i i i i i i i i i i i i thọ… Ngược lại lựa chọn dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư, gia i i i i i i i i i i i i i i i i tăng tổn thất Cũng có nhiều cơng trình nghiên cứu xác định phụ i i i i i i i i i i i i i i i tải tính tốn song đến chưa có phương pháp hồn thiện i i i i i i i i i i i i i Những phương pháp cho kết đủ tin cậy lại phức tạp, khối i i i i i i i i i i i i i lượng tính tốn thơng tin ban đầu địi hỏi q lớn ngược lại i i i i i i i i i i i i i i Có thể đưa số phương pháp sử dụng nhiều hơn, i i i i i i i i i i i i i i xác định phụ tải tính tốn qui hoạch phát triển hệ thống i i i i i i i i i i i i i i i Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn i i i i i i i i i a Phương pháp xác định phụ tải tính tốn dựa theo cơng suất định i i i i i i i i i i i i i mức knc i i Nếu tra sổ tay knc khơng ta lấy tương đương với ksd: i i i i i i i i i i i i i i i knc = ksd i i PTT = knc Pđm i i i i Trong knc tra sổ tay kỹ thuật Nếu khơng tra knc có i i i i i i i i i i i i i i i thể lấy i knc = ksd i i Mà thông thường knc = (1,2 1,2) i i i i i i b Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo ksd Ptb i i i i i i i i i i i i Ptt = ksd Ptb i i i i Trong ksd tra sổ tay kỹ thuật i i i i i i i i c Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo Ptb độ lệch i i i i i i i i i i i i i i đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình i i i i i i i i Ptt = Ptb. i i Trong đó: i : độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình i i i i i i i i i i i i : Hệ số tản xạ i i i i d Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo suất trang bị điện i i i i i i i i i i i i i cho đơn vị điện tích i i i i i Ptt = P0 F i i i i Trong P0: suất trang bị điện cho đơn vị điện tích tra sổ tay kỹ i i i i i i i i i i i i i i i i thuật e Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo suất chi phí điện i i i i i i i i i i i i i cho đơn vị sản phẩm tổng sản phẩm sản xuất thời i i i i i i i i i i i i i i i i gian khảo sát i i a xM t Ptt i i a0 suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm i i i i i i i i i i i i i i M: tổng sản phẩm xuất thời gian khảo sát t i i i i i i i i i i i g Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo kmax Pthiết bị i i Trong đó: i i i i i i Ptb = ksd.Pđm i i i i i i i i kmax: hệ số cực đại tra sổ tay kỹ thuật theo quan hệ i i i i i i i i i i i i kmax = f(nhq.ksd) i i với nhq số thiết bị dùng điện hiệu mà số thiết bị dùng điện hiệu i i i i i i i i i i i i i i i i số thiết bị có cơng suất, chế độ làm việc gây hiệu i i i i i i i i i i i i i i i i i phát nhiệt số thiết bị thực tế gây trình làm việc i i i i i i i i i i i i i i i Trong i i  n Pdmi 1i  * Số thiết bị n hq  n Pdmi 1i  i i i i i i i * Số thiết bị > tính nhq theo cách sau i i i i i i i i i i i - Tính giá trị i i i m Pdm max Pdm i i + Nếu m ksd 0,4 lấy nhq = n i i i i i i i i i i i n thiết bị n1 thiết bị mà tổng công suất chúng i i i i i i i i i i i i i i i i không lớn 5% tổng công suất nhóm i i i i i i i i i i nhq = n – n1 i i i i n 2 Pdmi i1 + Nếu m > ksd 0,2 n hq i i i i i i i i i i Pdm max i Khi khơng áp dụng trường hợp tính n hq theo bước i i i i i i i i i i i i i i i sau đây: i n  P gọi P Tính n i i i i dmi i i1 n  P gọi P1 Tính n1 i i i i dmi i i1 Trong n1 số thiết bị có cơng suất nhỏ nửa công suất i i i i i i i i i i thiết bị có cơng suất lớn nhóm i i i i i i i i i i i i i i i n1 ; n Tính n * i i P1 P P* i i Từ n* P* tra sổ tay tìm nhq* = f(n*; P*) i i i i i i i i i i i i i Tính nhq = nhq*.n i i i i i Từ phương án xác định phụ tải nêu ta chọn phương pháp xác i i i i i i i i i i i i i định phụ tải tính cho phân xưởng i i i i i i a Phân xưởng sửa chữa khí: i i i i i i - Do biết nhiều thơng tin phụ tải nên xác định phụ i i i i i i i i i i i i i i i i tải tính tốn theo cơng suất trung bình tra hệ số cực đại i i i i i i i i i i i i i Ptt = Ptb kmax i i i b Các phân xưởng lại: i i i i i Do biết công suất đặt nên phụ tải tính tốn xác định theo i i i i i i i i i i i i i i phương pháp sử dụng công suất đặt hệ số nhu cầu i i i i i i i i i i i Ptt = knc Pđm i i i c Các phụ tải chiếu sáng diện tích nơi đặt thiết bị suất trang bị i i i i i i i i i i i i i i i i cho đơn vị diện tích nên dùng phương pháp Pcs = P0 x F i i i i i i i i i i i i i i II Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng sửa chữa khí i i i i i i i i i i i i i Phân xưởng sửa chữa khí: i i i i i i Được đặt mặt 200 m2 gồm 69 thiết bị phân bố i i i i i i i i i i i i i i diện tích phân xưởng i i i i Trình tự xác định phụ tải tính tốn phân xưởng khí i i i i i i i i i i i a Phân nhóm phụ tải điện i i i i i b Xác định phụ tải tính tốn nhóm i i i i i i i i c Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng i i i i i i i i i d Xác định phụ tải tính tốn tồn phân xưởng i i i i i i i i i i e Xác định dòng điện tính tốn i i i i i i Thực nhóm phụ tải điện i i i i i i - Khi thiết kế phân nhóm phụ tải điện nhằm mục tiêu i i i i i i i i i i 1- Để xác định phụ tải tính tốn xác i i i i i i i i i i i i i 2- Để dễ dàng cho việc thiết kế, cung cấp điện sau Việc phân i i i i i i i i i i i i i i nhóm phát triển điện phải thực theo nguyên tắc sau i i i i i i i i i i i + Các thiết bị nhóm nên gần i i i i i i i i i i i + Các chế độ nhóm có chế độ làm việc giống i i i i i i i i i i i i i i + Cơng suất nhóm nên xấp xỉ nhau: i i i i i i i i Dựa vào mục tiêu nguyên tắc ta phân nhóm phụ tải điện từ i i i i i i i i i i i i i i danh mục thiết bị mặt phân xưởng thành nhóm phụ tải điện i i i i i i i i i i i i i i Sau bảng phân nhóm phụ tải điện i i i i i i i i Nhóm I: Bảng – i i i i i Ký hiệu Số lượng Pđm STT Tên thiết bị Máy tiện ren 14 14 36 Máy tiện ren 13 10 25,3 Máy tiện ren 12 8,1 21 4,5 12 2,8 7,1 2,8 7,1 42,2 108,5 Máy bào ngang mặt (Kw) Máy xọc Máy mài trịn vạn Cộng Cơng thức phụ tải tính tốn i i i i i Ptt = kmax Ptb = kmax i i i i i Theo bảng tra sổ tay cung cấp điện, ta thấy nhóm cơng cụ có i i i i i i i i i i i ksd = (0,14 0,22) i i i Ta lấy (ksd = 0,2) i Với i i i cos = 0,6 sin 1 0,6 i i i i  sin 0,8 tg i i i i sin 0,8   1,33 cos 0,6 i i i Iđm (A) 14 ta có m Pdm max   5,6 2,8 Pdm i i i i i n 2 Pdmi i1  m 3 n hq i i i i Pdm max i 2(14 10 8,1 4,5 2,8 2,8)  5,6 14 i n hq i i i i i i nhq = 6, tra bảng kmax = 2,24 i i i i i i i Ptt = kmax ksd.P = 2,24 0,2 42,2 = 19 (Kw) i i i i i i i i i i i i i Mà P = 42,2 (Kw) i i i i Qtt = Ptt tg = 19 x 1,33 = 25 (KvAr) i i i i i i i i i i Stt Ptt2 Q 2tt 19 2 25 2 31(KvAr ) i I tt i i i i i i i i i Stt  31  48(A) 3.0,38 3.U i nhóm 2:Bảng – i i i i Ký hiệu STT Tên thiết bị Số lượng Máy tiện ren 17 20 50,6 Máy tiện ren 16 10 25,5 Máy phay vạn 11 17,7 Máy tiện ren 15 4,5 11,3 Máy phay 10 4,5 11,3 Máy khoan đứng 18 0,85 2,15 46,8 118,3 Ta tính i i 20 m Pdm max   23,5 0,85 Pdm i i i mặt Pđm (Kw) Iđm (A) m > với ksd = 0,2 i i i i i i 220 10 7 4,5 4,5 0,85  4,7 20 i n hq i nhq = tra kmax i i i i i i i i =i 2,42 i Ptt = kmax ksd.P = 2,42 0,2 4,68 = 22,7 (Kw) i Mà i i i i i i i i i i i P = 46,8 i i Qtt = Ptt.tg = 22,7 1,33 = 30 (KvAr) i i i i i i i i i Stt Ptt2 Q 2tt 30 2 22,7 2 37,7(KvA ) i i i i i i i i i 37,7 37,7   58,4(A) 3U 3.0,38 I tt i i nhóm i 24, m Pdm max   28 0,85 Pdm i i i i i n n hq 2( Pdmi ) i1 i Pdm max i n hq i 2( 24, 2 2,8 2,5 2,8 1,7 1,5 0,85 0,85 0,85) 24,2 i i i i i i i i i i nhq = 4 kmax = 2,64 i i i i i nhóm 3: Bảng – i STT i i i i Tên thiết bị Số lượng Ký hiệu Công suất Iđm (Kw) (A) Cầu trục 19 24,2 61,2 Máy mài phá 33 2,8 7,1 Bể dầu có tăng nhiệt 26 2,5 6,4 Máy mài thô 30 1,7 7,1 Máy nén cắt liên hợp 31 1,5 4,3 Quạt lò rèn 34 0,85 3,8 Máy khoan bàn 22 0,85 2,2 10