Thiet ke he thong cung cap dien cho nha may co 110238

§å ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ hƯ thèng cung cÊp điện cho nhà máy khí địa phơng MC LC LỜI NÓI ĐẦU .4 CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TỒN NHÀ MÁY .5 I.Giới thiệu chung nhà máy IICác phương pháp xác định phụ tải tính tốn 1.Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt 2.Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình III.Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng sửa chữa khí 1.Phân nhóm phụ tải 2.Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm phụ tải 10 3.Tính tốn phụ tải chiếu sáng 14 Phụ tải tính tốn tồn phân xưởng 14 IV Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng lại .14 V.Xác định phụ tải tính tốn nhà máy 20 VI.Xác định tâm phụ tải điện vẽ biểu đồ 20 1.Biểu đồ phụ tải .20 2.Xác định tâm phụ tải điện 21 CHƯƠNG II THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY 23 I.Chọn cấp điện áp vận hành .23 II Vạch phương án cung cấp điện 23 1.Phương án trạm biến áp phân xưởng 23 1.1.Phương án 1: Đặt trạm biến áp phân xưởng 24 1.2.Phương án 2: Đặt trạm biến áp phân xưởng 27 2.Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 29 3.Phương án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng .30 3.1.Các phương án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng 30 3.2.Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian, trạm phân phối trung tâm .36 III.Tính tốn kinh tế - lựa chọn phương án .36 III.1.Phương án .36 1.Chọn máy biến áp phân xưởng xác định tổn thất điện ΔA cácA trạm biến áp .36 2.Chọn cáp xác định tổn thất công suất, tổn thất điện mạng điện 38 3.Chi phí tính tốn cho phương án .43 III.2.Phương án .43 1.Chọn máy biến áp phân xưởng xác định tổn thất điện ΔA cácA trạm biến áp .44 2.Chọn cáp xác định tổn thất công suất, tổn thất điện mạng điện 45 Sinh viên : Vũ Hải Đông_Lớp HTĐ3_K47 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí địa phơng 3.Chi phớ tớnh toỏn cho phương án .46 III.3.Phương án .48 1.Chọn máy biến áp phân xưởng xác định tổn thất điện ΔA cácA trạm biến áp 49 2.Chọn cáp xác định tổn thất công suất, tổn thất điện mạng điện 49 3.Chi phí tính tốn cho phương án .51 III.4.Phương án .51 1.Chọn máy biến áp phân xưởng xác định tổn thất điện ΔA cácA trạm biến áp .52 2.Chọn cáp xác định tổn thất công suất, tổn thất điện mạng điện 53 3.Chi phí tính tốn cho phương án .54 IV Thiết kế chi tiết cho phương án 56 1.Chọn dây dẫn từ nguồn điện nhà máy .56 2.Trạm phân phối trung tâm 57 3.Trạm biến áp phân xưởng 59 3.1.Chọn dao cách ly 60 3.2.Chọn cầu chì cao áp 60 3.3 Chọn áptômat dẫn cho tủ phân phối hạ áp 61 Tính tốn ngắn mạch kiểm tra thiết bị điện 67 4.1 Tính tốn ngắn mạch phía cao áp 67 4.2.Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp .70 CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 78 I.Phương án cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng 78 1.Yêu cầu chung 78 2.Lựa chọn phương án 79 II.Lựa chọn thiết bị cho phân xưởng 80 1.Chọn áptômát đặt trạm biến áp B5 80 2.Chọn cáp từ trạm biến áp B5 tủ phân phối 80 3.Chọn tủ phân phối 81 4.Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực .82 5.Chọn áptơmát tổng góp cho tủ đơng lực 83 III.Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp phân xưởng sửa chữa khí 83 1.Các thông số sơ đồ thay 84 2.Tính tốn ngắn mạch kiểm tra thiết bị chọn .85 III.Chọn áptômát dây dẫn cho thiết bị 90 1.Chọn áptơmát cáp cho nhóm 91 2.Chọn áptômát cáp cho nhóm cịn lại .92 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 96 I.Giới thiệu chung 96 Sinh viên : Vũ Hải Đông_Lớp HTĐ3_K47 Đồ ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ hƯ thèng cung cÊp ®iƯn cho nhà máy khí địa phơng 1.Mt s hỡnh thức chiếu sáng 96 2.Một số thiết bị dùng cho chiếu sáng 96 3.Yêu cầu dối với hệ thống chiếu sáng 97 4.Phương pháp tính tốn chiếu sáng theo hệ số sử dụng 97 II.Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng SCCK 98 1.Xác định số lượng, cơng suất bóng đèn 98 2.Thiết kế mạng chiếu sáng 99 CHƯƠNG V.BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO NHÀ MÁY .103 I.Ý nghĩa việc bù công suất phản kháng 103 II.Tính tốn bù cơng suất phản kháng để nâng cao cos 104 1.Xác định dung lượng bù .104 2.Chọn thiết bị bù 104 3.Vị trí đặt thiết bị bù 105 4.Phân phối dung lượng bù mạng hình tia 105 III.bù công suất phản kháng cho nhà máy .106 1.Xác định dung lượng lựa chọn thiết bị bù .106 2.Phân bố dung lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng 107 CHƯƠNG VI.THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG 111 I.Giới thiệu chung 111 II.Lựa chọn thiết bị cho trạm 111 1.Chọn máy biến áp 112 2.Chọn thiết bị cao áp 112 II.Kết cấu trạm biến áp phân xưởng 116 III.Nối đất trạm biến áp 117 CHƯƠNG VII THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 120 I.Các số liệu dây AC-50 phục vụ cho tính tốn 120 II.Lựa chọn phần tử đường dây 120 III.Tính ứng suất, độ võng kiểm tra khoảng cách an toàn 121 1.Tính ứng suất độ võng 121 2.Kiểm tra khoảng cách an toàn 124 IV.Kiểm tra khả chịu uốn 124 Kiểm tra khả chịu uốn cột trung gian .125 2.Kiểm tra khả chịu uốn cột góc 126 3.Kiểm tra khả chịu uốn cột cuối 126 V.Thiết kế kiểm tra móng, cột 127 Móng cột trung gian 127 2.Móng cột néo .128 3.Kiểm tra móng cột góc cột cuối 130 VI Nèi ®Êt cho cét ®iƯn 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO .132 Sinh viên : Vũ Hải Đông_Lớp HTĐ3_K47 §å ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ hƯ thèng cung cÊp điện cho nhà máy khí địa phơng LI NểI ĐẦU Điện dạng lượng phổ biến có tầm quan trọng khơng thể thiếu ngành kinh tế quốc dân nước Như xác định thống kê khoảng 70% điện sản xuất dùng xí nghiệp nhà máy cơng nghiệp Vấn đề đặt cho sản xuất điện làm để cung cấp điện cho phụ tải điện hiệu tin cậy.Vì cung cấp điện cho nhà máy xí nghiệp cơng nghiệp có ý nghĩa to lớn kinh tế quốc dân Trong đồ án tốt nghiệp ta thiết kế hệ thống cấp điện cho nhà máy khí địa phương Nhà máy có 10 phân xưởng sản xuất với công suất đặt cỡ khoảng 10MW, yêu cầu điện cho sản xuất nhà máy xếp vào phụ tải loại Nguồn điện cấp cho nhà máy lấy từ đường cao áp 110 kV qua trạm biến áp trung gian xuống cấp 35kV đưa nhà máy, đường điện cao áp cách nhà máy Km Đồ án tốt nghiệp hội cho sinh viên lần kiểm tra đánh giá kiến thức mà thu lượm sau năm ghế nhà trường trước bước vào công việc thực tế Việc thiết kế cấp điện cho nhà máy đòi hỏi người thiết kế phải có kinh nghiệm có hiểu biết sâu rộng vấn đề liên quan Chỉ có thiết kế hồn chỉnh xác Trong phạm vi đồ án chắn không tránh khỏi sai sót, kính mong thầy giáo bạn góp ý để thiết kế hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Ngô Hồng Quang tận tình giúp đỡ em hồn thành tốt thiết kế hệ thống cung cấp điện Sinh viên thực hin V Hi ụng Sinh viên : Vũ Hải Đông_Lớp HTĐ3_K47 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí địa phơng CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY I.Giới thiệu chung nhà máy Nhà máy khí địa phương nhà máy có quy mơ lớn, gồm có 11 phân xưởng phận sản xuất với tổng công suất cỡ khoảng 10MW Nhà máy hộ tiêu thụ điện lớn cần đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện chất lượng điện cho toàn nhà máy Phụ tải nhà máy chia làm hai loại: + Phụ tải động lực + Phụ tải chiếu sáng Mặt nhà máy khí địa phương Bảng 1.1 Phụ tải nhà máy khí địa phương Số mặt 10 11 Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) Phân xưởng kết cấu kim loại Phân xưởng lắp ráp khí Phân xưởng đúc Phân xưởng nén khí Phân xưởng rèn Trạm bơm Phân xưởng sửa chữa khí Phân xưởng gia cơng gỗ Bộ phận hành ban quản lý Bộ phận thử nghiệm Chiếu sáng phân xưởng 2500 2100 1500 800 1200 450 theo tính tốn 350 120( Chưa kể chiếu sáng) 270 Xỏc nh theo din tớch Sinh viên : Vũ Hải Đông_Lớp HTĐ3_K47 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí địa ph¬ng II.Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn Tùy theo quy mơ cơng trình mà phụ tải điện phải xác định theo phụ tải thực tế cịn phải kể đến khả phát triển cơng trình tương lai năm, 10 năm lâu Như việc xác định phụ tải tính toán phải giải toán dự báo phụ tải ngắn hạn dài hạn Dự báo phụ tải ngắn hạn tức xác định phụ tải cơng trình sau cơng trình vào vận hành Phụ tải gọi phụ tải tính tốn Dựa vào người thiết kế lựa chọn thiết bị: Máy biến áp, thiết bị đóng cắt, bảo vệ…để tính tổn thất cơng suất,điện áp, chọn thiết bị bù… vv.Việc xác định xác phụ tải tính tốn thường khó phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Công suất, số lượng thiết bị… quan trọng phụ tải tính toán nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị, có dẫn đến cháy nổ Ngược lại thiết bị chọn lớn gây lãng phí Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp nhà xưởng thường dùng hai phương pháp xác định phụ tải tính tốn 1.Xác định phụ tải tính tốn (PTTT) theo cơng suất đặt Pđ * Đối với phụ tải động lực: Ptt=knc.Pđ Qtt=Ptt.tg : knc: hệ số nhu cầu, tra sổ tay kĩ thuật Pđ: công suất đặt thiết bị nhóm thiết bị, coi Pđ=Pđm cos : hệ số cơng suất tính tốn, tra sổ tay kĩ thuật, từ rút tg Đối với phụ tải chiếu sáng: Pcs =p0.F : p0: suất chiếu sáng đơn vị diện tích(W/m 2), thiết kế sơ lấy theo số liệu tham khảo F: diện tích cần chiếu sáng (m2) Tùy theo loại đèn mà ta có hệ số công suất cos khác nhau, sử dụng đèn sợi đốt cos =1 Qcs=0, sử dụng đèn tt cos =0,6-0,8 đó: Qcs=Pcs.tg Từ ta tính phụ tải tính tốn tồn phần phân xưởng 2 Stt= (Ptt  Pcs )  (Q tt  Q cs ) Cuối cùng, phụ tải tính tốn xí nghiệp xác định cách lấy tổng phụ tải phân xưởng có kể đến hệ số đồng thời n n PttXN k ®t  Pttpxi k ®t  (Ptti  Pcsi ) 1 n n Q ttXN k ®t  Q ttpxi k ®t  (Q tti  Q csi ) 1 S ttXN  PttXN  Q 2ttXN Sinh viªn : Vũ Hải Đông_Lớp HTĐ3_K47 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí địa phơng cos= PttXN S ttXN kt : hệ số đồng thời, xét khả phụ tải phân xưởng khơng đồng thời cực đại Có thể lấy: kđt = 0,9-0,95 số phân xưởng n=2-4 kđt = 0,8-0,85 số phân xưởng n=5-10 Phụ tải tính tốn xác định theo công thức dùng để thiết kế mạng cao áp xí nghiệp Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình Sau xí nghiệp có thiết kế chi tiết cho phân xưởng, ta có thơng tin xác mặt bố trí máy móc, thiết bị, biết cơng suất q trình cơng nghệ thiết bị, ta bắt tay vào thiết kế mạng điện hạ áp phân xưởng Với động cơ: Ptt =Pđm Với nhóm động n ≤ : n  Ptt = Pđmi Với n ≥ phụ tải tính tốn nhóm động xác định theo công thức: n Ptt = kmax ksd  Pđmi : ksd : hệ số sử dụng nhóm thiết bị, tra sổ tay kmax : hệ số cực đại, tra đồ thị tra bảng theo hai đại lượng ksd nhq nhq : số thiết bị dùng điện hiệu nhq xác định sau: Xác định n1: số thiết bị có công suất lớn hay nửa công suất thiết bị có cơng suất lớn Xác định P1 : công suất n thiết bị n P1=  Pđmi n P n* = , P*  n P Xác định : n : tổng số thiết bị nhóm P∑ : tổng cơng suất nhóm n  P∑ = Pđmi Từ n*,P* tra bảng nhq* Xác định nhq theo cụng thc: Sinh viên : Vũ Hải Đông_Lớp HTĐ3_K47 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí địa phơng nhq = n.nhq* Bảng tra kmax nhq = 4, nhq < phụ tải tính tốn xác định theo công thức: n Ptt =  kti.Pđmi kti : hệ số tải, lấy trị số gần sau: kt =0,9 với thiết bị làm việc chế độ dài hạn kt =0,75 với thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại Phụ tải tính tốn tồn phân xưởng với n nhóm n Pttpx = kđt  Ptti n Qttpx = kđt Sttpx =  Qtti (Pttpx  Pcs )2  (Q ttpx  Q cs )2 III.Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng sửa chữa khí 1.Phân nhóm phụ tải Căn vào vị trí, cơng suất máy móc cơng cụ bố trí mặt xưởng, định chia làm nhóm phụ tải Bảng 1.2.Bảng phân nhóm thiết bị phân xưởng sửa chữa khí TT Tên thiết bị Số Kí hiệu Pđm(kW) Iđm(A) lượng mặt Toàn máy Nhóm 1 Máy tiện ren 10 40 25,32x4 Máy tiện ren 10 40 25,32x4 Máy khoan để bàn 22 0,65 0,65 1,65 Tổng 80,65 204,21 Nhóm Máy doa ngang 4,5 4,5 11,39 Máy phay chép hình 10 0,6 0,6 1,52 Máy mài tròn 17 7,0 7,0 17,7 Máy mài phẳng có trục 20 2,8 2,8 7,09 nằm Máy mài sắc 24 2,8 5,6 7,09x2 Máy giũa 27 1,0 1,0 2,53 Máy mài sắc dao cắt 28 2,8 2,8 7,09 gọt Sinh viên : Vũ Hải Đông_Lớp HTĐ3_K47 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí địa phơng Tng Máy phay vạn Máy phay ngang Máy phay chép hình Máy phay chép hình Máy bào ngang Máy bào giường trụ Máy khoan hướng tâm Tổng Máy doa tọa độ Máy phay đứng Máy phay chép hình Máy xọc Máy khoan đứng Máy mài tròn vạn Máy mài phẳng có trục đứng Máy ép thủy lực Tổng 8 10 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy phay vạn Máy bào ngang Máy mài tròn vạn Máy mài phẳng Tổng Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy cưa Máy mài hai phía Máy khoan bàn Tổng Nhóm 1 1 Nhóm 2 1 1 10 Nhóm 2 1 1 1 12 Nhóm 1 Sinh viên : Vũ Hải Đông_Lớp HTĐ3_K47 29,9 61,5 11 12 13 15 4,5 5,62 10 4,5 14 4,5 5,62 14 10 4,5 55,62 17,7x2 11,39 14,23 7,6 17,7x2 25,32 11,39 140,73 14 16 18 19 4,5 1,7 4,5 2,8 10 4,5 14 1,7 14 4,5 2,8 10 11,39 17,7x2 4,305 17,7x2 11,39 7,09 25,32 21 4,5 4,5 56 11,39 141,685 10 4,5 3,2 10 2,8 4,5 5,8 2,8 14 4,5 6,4 10 2,8 4,5 5,8 2,8 61,8 17,7x2 11,39 8,1x2 25,32 7,09 17,7 11,39 14,68 7,09 10,13 156,39 11 12 13 4,5 2,8 2,8 2,8 0,65 4,5 2,8 2,8 5,6 1,95 17,65 11,39 7,09 7,09 7,09x2 1,65 41,4 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí địa phơng Do thụng tin v ph tải đầy đủ nên ta xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình hệ số cực đại.Với nhóm máy khí tra bảng ksd =0,16 cos=0,6 =>tgtg=1,33 2.Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm phụ tải 2.1 Phụ tải tính tốn nhóm Số liệu tính tốn nhóm TT Tên thiết bị Số Kí hiệu Pđm(kW) Iđm(A) lượng mặt Toàn máy Máy tiện ren 10 40 25,32x4 Máy tiện ren 10 40 25,32x4 Máy khoan để bàn 22 0,65 0,65 1,65 Tổng 80,65 204,21 n=9, n1 = n1  0,89 n P 4.10  4.10 P*   0,99 P 80,65 n*  Tra bảng nhq*=0,85 =>tg nhq =0,85.9=7,65 8 Với ksd =0,16 nhq =8 =>tgkmax =2,31 Phụ tải tính tốn nhóm Ptt =2,31.0,16.80,65=29,8 (kW) Qtt =29,8.tg =29,8.1,33=39,64 (kVAr) S tt  Ptt2  Q 2tt  29,82  39,642 49,59(kVA) I tt  S tt 3.U  49,59 75,35(A) 3.0,38 2.2 Phụ tải tính tốn nhóm Số liệu tính tốn nhóm TT Tên thiết bị Số Kí hiệu Pđm(kW) lượng mặt Tồn máy Máy doa ngang 4,5 4,5 Máy phay chép hình 10 0,6 0,6 Máy mài tròn 17 7,0 7,0 Máy mài phẳng có trục 20 2,8 2,8 nằm Máy mài sắc 24 2,8 5,6 Máy giũa 27 1,0 1,0 Máy mài sắc dao cắt 28 2,8 2,8 Sinh viên : Vũ Hải Đông_Lớp HTĐ3_K47 Iđm(A) 11,39 1,52 17,7 7,09 7,09x2 2,53 7,09