Thiet ke mon hoc he thong cung cap dien 1 102253

Thiết kế môn học Hệ Thống Cung Cấp Điện Lời nói đầu Cùng với sụ phát triển đát núơc nghành điên phát triển rât mạnh đÃc biệt tu đuờng dây 500kv đời ,nghành điên tang 15% nam Điện sinh hoạt lớn Đặc biệt vài năm gần đây,khi kinh tế phát triển cao nhu cầu sử dụng điện ngày tăng mạnh Cùng với nhà máy xí nghiệp công nghiệp, công trình xây dựng mọc lên ngày nhiều Do mà yêu cầu thiết kế xây dựng hệ thống điện an toàn , kinh tế cho đối tợng quan trọng Nó yếu tố định đến phát triển toàn xà hội Xuất phát từ yêu cầu mà em đà đuợc nhận đề : thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí địa phơng Do kiến thức thời gian có hạn nên trình thiết kế tránh khỏi ®iỊu s¬ st , em rÊt mong cã sù ®ãng góp thầy môn Em xin chân thành cảm ơn thầy NG QUC THNG , đà tận tình giúp đỡ em trình hoàn thành đề tài Hà Nội, ngày 15/3/2006 Sinh viên thực TRN QUANG QUí Chơng Giới thiệu chung nhà máy 1/vị trí địa lý vai trò kinh tế Nhà máy khí công nghiệp địa phơng đợc xây dựng nhiều địa phơng Nhà máy tạo nhiều việc làm cho lao động địa phơng , tạo giá trị công nghiệp , đóng góp đáng kể cho ngân sách địa phơng Do có đặc thù , nhà máy thờng đợc xây dùng ë Thùc hiƯn : TrÇn Quang Q HƯ thèng §iƯn K48 §HBKHN ThiÕt kÕ m«n häc HƯ Thèng Cung Cấp Điện nơi xa dân c Do khí ngành quan trọng , ngành chế tạo nguyên liệu đầu vào nhiều ngành khác nên bị ngừng hoạt động gây tỉn thÊt lín vỊ kinh tÕ cho nã , nh ngành khác có liên quan Do vây ta xếp nhà máy khí công nghiệp địa phơng vào hộ tiêu thụ loại 2/đặc điểm phân bố phụ tải Nhà máy làm việc ca, thời gian sử dụng công suất cực Tmax = 5000 h , thiết bị làm việc với công suất tải gần định mức Các phân xởng khí , lắp ráp, rèn, đúc, nén ép, kết cấu kim loại, trạm bơm, chiếu sáng phân xởng hộ tiêu thụ loại1 , chúng tiêu thụ điện nhiều Còn phân xởng sửa chữa khí , văn phòng phòng thiết kế hộ tiêu thụ loại Nhà máy đợc cung cấp điện từ TBA KHU VựC cách nhà máy 10km , đờng dây không lộ kép dùng loại dây AC , dung lợng ngắn mạch phía hạ áp TBA KV 250MVA Nhà máy dùng công nghệ tiên tiến , tiết kiệm điện Danh sách phân xởng khu vực làm việc Số mặt Tên phân xởng Công suất đặt(kW) Phân xởng khí 1200 Phân xởng lắp ráp 800 Phân xởng sửa chữa khí Tính toán Phân xởng rèn 600 Phân xởng đúc 400 Bộ phËn nÐn Ðp 450 Ph©n xëng kÕt cÊu kim loại 230 Văn phòng phòng thiết kế 80 Trạm bơm 130 10 Chiếu sáng phân xởng Theo diƯn tÝch Thùc hiƯn : TrÇn Quang Q DiƯn tÝch(m2) Hệ thống Điện K48 ĐHBKHN Thiết kế môn học HƯ Thèng Cung CÊp §iƯn 3/ néi dung tÝnh toán , thiết kế tài liệu tham khảo Xác định phụ tải tính toán phân xởng toàn nhà máy Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy Lựa chọn cấp điện áp truyền tải điện từ hệ thống điện nhà máy Lựa chọn số lợng , dung lợng vị trí đặt trạm biến áp trung gian ( trạm biến áp ) trạm phân phối trung tâm Lựa chọn số lợng , dung lợng vị trí đặt trạm biến áp phân xởng Lập lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy Thiết kế chi tiết HTCCĐ theo sơ đồ đà lựa chọn Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa khí Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao cos cho nhà máy Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xởng sửa chữa khí 4/ tài liệu tham khảo cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp nhà cao tầng thiết kế cấp điện - ngô hồng quang chơng xác định phụ tảI tính toán 2.1/ đặt vấn đề Phụ tải tính toán phụ tải giả thiết lâu dài không đổi , tơng đơng với phụ tải thực tế mặt hiệu phát nhiệt mức độ huỷ hoại cách điện Phụ tải tính toán đợc sử dụng để lựa chọn kiêm tra thiết bị hệ thống cung cấp điện nh : máy biến áp , dây dẫn , thiết bị đóng cắt bảo vệ, tính toán tổn thất công suất , tổn thất điện , tổn thất điện áp , lựa chọn dung lợng bù công suất phản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh : công suất , số lợng , chế độ làm việc thiết bị điện , trình độ , phơng thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải điện tính toán nhỏ thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện , dẫn đến cháy nổ Ngợc lại , phụ tải tính Thực : Trần Quang Quý Hệ thống Điện K48 ĐHBKHN Thiết kế môn học Hệ Thống Cung Cấp Điện toán lớn nhiều so với thực tế gây lÃng phí vốn đầu t , không hiệu mặt kinh tế Xác định phụ tải tính toán vô phức tạp , có phơng pháp thật hoàn thiện Phơng pháp đơn giản , khối lợng tính toán độ xác không cao Còn phơng pháp có độ xác thấp lại phức tạp Dới số phơng pháp xác định phụ tải tính toán thờng đợc sử dụng lập quy hoặch thiết kế hệ thống cung cấp điện 1.Phơng pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT) theo công suất đặt hệ số nhu cầu Knc Ptt = knc.Pđ Trong đó: Knc : hệ số nhu cầu, tra sổ tay kỹ thuật Pđ : công suất đặt thiết bị nhóm thiết bị , tính toán xem gần Pđ Pđm (kW) 2.Phơng pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng đồ thị phụ tải công suất trung bình Ptt = Khd.Ptb Trong : Khd: hệ số hình dáng đồ thị phụ tải , tra sổ tay kỹ thuật Ptb : công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị (kW) P(t )dt Ptb t A t 3.Phơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình va độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình Ptt Ptb Trong : Ptb : công suất trung bình thiết bị hoăc nhóm thiết bị (kW) : độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình : hệ số tán xạ 4.Phơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình hệ số cực đại Ptt=kmax.Ptb=kmax ksd.Ptb Trong : Pđm : công suất định mức thiết bị nhóm thiết bị (kW) Thực : Trần Quang Q HƯ thèng §iƯn K48 §HBKHN ThiÕt kÕ môn học Hệ Thống Cung Cấp Điện Ptb : công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị (kW) kmax: hệ số cực đại , tra sỉ tay kü tht theo quan hƯ kmax=f( nhq, Ksd) nhq : sốthiết bị dùng điện hiệu 5.Phơng pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm Ptt=a0.M/ Tmax Trong : đvsp) a0 : suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm (kWh/ M : số sản phẩm sản suất đợc năm Tmax : thời gian sử dụng công suất lớn 6.Phơng pháp xác định PTTT theo công suất trang thiết bị đơn vị diện tích Ptt Po.F Trong : Po : suất trang bị điện đơn vị diện tích ( W/ m2) F : diÖn tÝch bè trÝ thiÕt bị ( m2) 7.Phơng pháp tính trực tiếp Trong phơng pháp pp 1, 5,6 dựa kinh nghiệm vận hành thiết kế để xác định PTTT nên cho kết gần , nhiên chúng đơn gian và tiện lợi Các phơng pháp lại xây dựng 2sở lý thuyết xác suất thống kê , có xét ®Õn nhiỊu u tè , ®ã cã kÕt qu¶ xác nhng khối lợng tính toán lớn phức tạp Tuỳ theo yêu cầu tính toán thông tin có đợc phụ tải , ngời thiết kế lạ chọn phơng pháp thích hợp để xác định PTTT Trong đề , với phân xởng sửa chữa khí , ta đà biết vị trí , công suất đặt chế độ làm việc thiết bị phân xởng nên tính toán phụ tải động lực phân xởng sử dụng phơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình hệ số cực đại.Các phân xởng lại , biết diện tích công suất đặt nên để xác định phụ tải động lực phân xởng , ta áp dụng phơng pháp tính theo công suất đặt hệ số nhu cầu Phụ tải chiếu sáng phân xởng đợc xác định theo phơng pháp suất chiếu sáng đơn vị diện tích sản suất Thực : Trần Quang Quý Hệ thống Điện K48 ĐHBKHN Thiết kế môn học Hệ Thống Cung Cấp Điện 2.2 xác định phụ tảI tính toán phân xởng sửa chữa khí 2.2.1Giới thiệu phơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình hệ số cực đại kmax(phơng pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả) Theo phơng pháp , PTTT đợc xác định theo biểu thức : n Ptt=kmax.ksd P i=1 đmi Trong : Pđmi: công suất định møc cđa thiÕt bÞ thø i nhãm n : sè thiÕt bÞ nhãm ksd : hƯ sè sư dơng , tra sỉ tay kü tht kmax=f(nhq, ksd) nhq : số thiết bị dùng điện hiệu Số thiết bị dùng điện hiệu số thiết bị gây hiệu phát nhiệt , hay mức độ huỷ hoại cách điện phụ tải thực tế gây trình làm việc nhq = ổn ữ ỗ P ỗ dm ữ ữ ỗ ối=1 ứ n (P dm ) i =1 Khi n Ê Trong : Pdmi công suất định mức thiết bị thứ i nhãm n : sè thiÕt bÞ nhãm Khi n lớn ta xác định nhq theo công thức gần , với sai số không 10% Pdmma Ê3 P dm a/ Trờng hợp ksd ³ th× nhq=n Chó ý : nÕu nhóm có n1 thiết bị mà tổng công suất chúng không lớn 5% công suất nhóm nhq=n-n1 Trong : Pđm max : công suất định mức thiết bị có công suất max nhóm Pđm : công suất định mức thiết bị có công suất nhóm m= m= b/Trờng hợp Pdmma Pdm >3 k 0.2 , n đợc xác định theo biểu thức sd hq Thùc hiƯn : TrÇn Quang Q HƯ thèng §iƯn K48 §HBKHN ThiÕt kÕ m«n häc HƯ Thèng Cung CÊp §iƯn n nhq = 2.å Pdmi Pdmma c/ Khi không áp dụng đợc trờng hợp , việc xác định nhq phải tiến hành theo tr×nh tù n* = n1 n P* = P1 P Trớc hết tính : Trong : n- số thiÕt bÞ nhãm n1 sè thiÕt bÞ cã công suất không nhỏ nửa công suất thiết bị có công suất max P P1 tổng công suất n n1 thiết bị Sau tính đợc n* , P* tra sổ tay kỹ thuật ,ta tìm đợc nhq*=f(n* , P* ), từ ®ã tÝnh nhq theo c«ng thøc nhq=nhq* n Khi xác định PTTT theo phơng pháp số thiết bị dùng điện hiệu nhq , số trờng hợp cụ thể dùng công thức gần dúng nh : *nếu n Ê nhq3 nhq300 ktt 0.5 , PTTT đợc xác định theo công thức : n Ptt = 1, 05.k sd Pdmi *Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải phẳng ( máy bơm , quạt nén khí ) phụ tải tính toán phụ tải trung bình: n Ptt = Ptb = ksd å Pdmi *NÕu m¹ng cã thiết bị pha cần phải phân phối thiết bị cho ba pha mạng , trớc xác định nhq phải quy đổi công suất pha phụ tải ba pha tơng đơng : Nếu thiết bị pha đấu vào điện áp pha : Pqd=3.Ppha max Nếu thiết bị pha đấu vào điện ¸p d©y : Pqd= Ppha max *NÕu nhãm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc chế độ ngắn hạn Thực : Trần Quang Quý Hệ thống Điện K48 ĐHBKHN Thiết kế môn học Hệ Thống Cung Cấp Điện lặp lại phải quy đổi chế độ dài hạn trớc xác định nhq theo c«ng thøc : Pqd = edm Pdm e dm : hệ số đóng điện tơng đối phần trăm , cho lý Trong : lịch máy 2.2.2Trình tự xác định PTTT theo phơng pháp Ptb kmax 1.Phân nhóm phụ tải Trong phân xởng có nhiều thiết bị có công suất chế độ làm việc khác , muốn xác định phụ tải tính toán đợc xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo nguyên tắc sau : -các thiết bị nhóm nên gần để giảm chiều dài đờng dây hạ áp nhờ mà tiết kiệm đợc vốn đầu t tổn thất đờng dây hạ áp phân xởng -chế độ thiết bị nhóm nên giống để việc xác định PTTT đợc xác thuận lợi cho việc lựa chọn phơng thức cung cấp điện cho nhóm -Tổng công suất nhóm nên xấp xỉ để giảm chủng loại tủ động lực cần cho phân xởng toàn nhà máy Số thiết bị nhóm không nên nhiều số đầu tủ động lực thờng đ 12 đầu Tuy nhiên thờng lúc thoả mÃn nguyên tắc , ngời thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm cho hợp lý Dựa theo nguyên tắc vào vị trí , công suất thiết bị bố trí mặt phân xởng, chia thiết bị phân xởng sửa chữa khí thành nhóm Vì biết nhiều thông tin PT điện nên ta định xác định PTTT theo công suất trung bình hệ số cực đại.Tra ë phơ lơc I.1, I.5,I.6 vµ TL.1 ta cã : Ksd=0.16 cos j = 0.6 Kết phân nhóm phụ tải điện Tờn nhúm v thit b thit bt bị Số Ký Công Iđiệnm A Hện Cosφ// điệniệnn lượnn hiệnu suấtt thiết bịt số sử tagφ/ g điệnặtt Po bị dụngng mặtt KW bằngng Nhóm Máy mà thiết bịi tròn vạnn 2.8 7.07 0.16 0.6/1.33 năngng Máy phay răngng 10 4.5 11.36 0.16 0.6/1.33 Máy phay vạnn năngng 11 17.7 0.16 0.6/1.33 Máy tiệnn ren 12 8.1 20.5 0.16 0.6/1.33 Máy tiệnn ren 13 10 25.32 0.16 0.6/1.33 Máy tiệnn ren 14 14 35.5 0.16 0.6/1.33 Thùc hiÖn : Trần Quang Quý Hệ thống Điện K48 ĐHBKHN Thiết kế môn học Hệ Thống Cung Cấp Điện Mỏy tinn ren Máy tiệnn ren Máy khoan điệnứngng Cộng theo nhóm 1ng theo nhóm Nhóm Máy tiệnn ren Cầu trụcu trụngc Máy khoan bà thiết bịn Bể dầu tăng nhiệt dầu trụcu tăngng nhiệnt Máy cạno Máy mà thiết bịi thô Máy nén cắt liên hợpt liên hợnp Máy mà thiết bịi phá Quạnt lò rèn Máy khoan điệnứngng Cộng theo nhóm 1ng theo nhóm Nhóm Máy cưa kiể dầu tăng nhiệtu điệnai Khoan bà thiết bịn Máy mà thiết bịi thô Máy khoan điệnứngng Máy bà thiết bịo ngang Máy xọcc Cộng theo nhóm 1ng theo nhóm Nhóm Bể dầu tăng nhiệt ngâm dung dịch kiềmm Bể dầu tăng nhiệt ngâm nước nóngc nóng Máy day Máy day Bể dầu tăng nhiệt ngâm có tăngng nhiệnt Tủ sấy sấty Máy khoan bà thiết bịn Máy mà thiết bịi thô Bà thiết bịn thử nghiệnm TBĐ Chỉnh lưu seleinunh lưu seleinu Cộng theo nhóm 1ng theo nhóm Nhóm Bể dầu tăng nhiệt khử dầu trụcu mỡ Lò điệnể dầu tăng nhiệt luyệnn khuon Lò điệnể dầu tăng nhiệt nấtu chảy babity babit Lò điệniệnn mạn thiết bịc Quạnt lò điệnúc điệnồngng Máy khoan bà thiết bịn Máy uốn tấtm Thùc hiƯn : TrÇn Quang Q 1 15 16 18 4.5 10 0.85 61.75 11.39 25.32 2.152 156.31 0.16 0.16 0.16 0.16 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 1 1 1 1 1 10 17 19 22 26 27 30 31 33 34 38 20 24.2 0.85 2.5 2.8 1.7 2.8 1.5 0.85 58.2 50.5 61.11 2.146 6.31 2.53 7.07 4.3 7.07 3.79 2.146 146.97 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 1 1 1 6 0.65 2.8 2.8 4.5 2.8 14.55 2.53 1.64 7.07 7.07 11.36 7.07 36.74 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 41 7.6 0.16 0.6/1.33 1 1 1 1 10 42 46 47 48 49 50 52 53 69 1.2 3 0.65 2.8 0.6 25.25 7.6 3.03 2.53 7.6 7.6 1.64 7.07 17.68 1.51 63.86 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 1 1 1 55 56 57 58 60 62 64 10 3.5 1.5 0.65 1.7 7.6 12.63 25.25 8.84 3.8 1.64 4.3 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 HƯ thèng §iƯn K48 §HBKHN ThiÕt kÕ môn học Hệ Thống Cung Cấp Điện mngng Mỏy m thiết bịi phá Máy hà thiết bịn điệniể dầu tăng nhiệtm Cộng theo nhóm 1ng theo nhóm víi 1 65 66 2.8 13 41.15 7.07 32.83 103.96 0.16 0.16 0.16 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 Trong ®ã Iinm đợc tính theo công thức Iinm=Po/(3*U*cos/) với U=220V với máy hàn điểm có Sinm=25 KVA ta quy đổi chế độ dài hạn Pinm=Sinm*cos/* nb% = 25*0.6* 0.25 =7.5 Phụ tải pha tơng đơng : Po= 0.3 *7.5=13 b.PTTT cđa nhãm Nhóm Máy mà thiết bịi tròn vạnn năngng Máy phay răngng Máy phay vạnn năngng Máy tiệnn ren Máy tiệnn ren Máy tiệnn ren Máy tiệnn ren Máy tiệnn ren Máy khoan điệnứngng Cộng theo nhóm 1ng theo nhóm 1 2.8 7.07 0.16 0.6/1.33 1 1 1 1 10 11 12 13 14 15 16 18 4.5 8.1 10 14 4.5 10 0.85 61.75 11.36 17.7 20.5 25.32 35.5 11.39 25.32 2.152 156.31 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 0.6/1.33 n = 9; n1 = n* = n1 / n = / = 0.56 + 8.1 +10 +14 +10 = 0.8 61.75 Ta cã : n = 0.75; nhq = nhq*.n = 0.75*9 = 6.75 Tra bảng ta đợc : hq* Tra b¶ng víi ksd =0.16 , nhq= 6.75 ta cã Kmax=2.48 Tõ ®ã ta cã PTTT cho nhãm 2: P* = P1 / å P = Ptt = kma k sd å Pdm = 2.48*0.16*61.75 = 24.5 kVA Qtt = Ptt tgj = 24.5*1.33 = 32.6kVAr Stt = Ptt2 + Qtt2 = 24.52 + 32.62 = 40.8kVA I tt = Stt / 3.U = 40.8 / 3*0.22 = 61.8 A Thùc : Trần Quang Quý Hệ thống Điện K48 §HBKHN