Thiet ke cung cap dien cho nha may xi mang 1 185039

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng Lời nói đầu Trong xà hội ngày phát triển mức sống ngời ngày đợc nâng cao, dẫn đến nhu cầu tiêu dùng tăng, doanh nghiệp, công ty cần phải tăng gia sản xuất, mặt khác nhu cầu tiêu dùng ngời đòi hỏi chất lợng sản phẩm, dồi mẫu mà Chính mà công ty, xí nghiệp cải tiến việc thiết kế lắp đặt thiết bị tiên tiến để sản xuất sản phẩm đạt hiệu qủa đáp ứng đợc yêu cầu ngời tiêu dùng Do nhu cầu sử dụng điện nhà máy ngày cao, đòi hỏi ngành công nghiệp lợng điện phải đáp ứng kịp thời theo phát triển Hệ thống điện ngày phức tạp, việc thiết kế cung cấp có nhiệm vụ đề phơng án cung cấp điện hợp lý tối u Một phơng pháp cung cấp điện tối u giảm đợc chi phí đầu t xây dựng hệ thống điện chi phí vận hành tổn thất điện đồng thời vận hành đơn giản, thuận tiện sửa chữa, bảo quản Nội dung đồ án gồm phần: - Phần I: Tính phụ tải tính toán cho nhà máy - Phần II: Thiết kế mạng cao áp cho nhà máy - Phần III: Chọn thiết bị điện hạ áp, thiết kế mạng hạ áp cho phân xởng sửa chữa khí, Tính bù công suất phản kháng cho nhà máy Việc làm đồ án đà giúp cho em có đợc nhiều kiến thức bổ ích thực tế bổ sung, hiểu thêm kiến thức đà học đợc nhà trờng Tuy nhiên hạn chế vỊ kiÕn thøc, kinh nghiƯm thùc tÕ tµi liƯu tham khảo, thời gian thực hiện, nên tập đồ án tránh khỏi thiếu sót, kính mong cô hớng dẫn thầy cô môn góp ý bảo thêm đồ án đợc hoàn thiện Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô Bộ môn Thiết Bị Điện, Điện Tử - Khoa Điện trờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Đặc biệt Cô Lu Mỹ Thuận đà dành thời gian quý báu, tận tình hớng dẫn em thực hoàn thành đồ án thời hạn Em nói cho hết ân sâu, nghĩa nặng với lòng yêu thơng mà thầy cô đà dành cho em ngày qua, bên cạnh trang bị cho em vốn kiến thức vô quý giá làm hành trang để em bớc vào đời đợc vững vàng Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên : Ngô Trung Kiên - (K11 Thiết bị điện điện tử) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng Kết luận Sau tháng làm đồ án tốt nghiệp cung cấp điện, với hớng dẫn tận tình Cô Lu Mỹ Thuận đến em đà hoàn thành đồ án Qua tập đồ án đà giúp em nắm vững kiến thức đà đợc học để giải vấn đề công tác thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện Tập đồ án giải đợc vấn đề: - Xác định phụ tải - Xác định dung lợng, số lợng máy biến áp - Chọn dây dẫn thiết bị bảo vệ - Tính toán điện ngắn mạch - Bù công suất phản kháng - Tính toán nối đất - Thiết kế mạng điện cho phân xởng cụ thể Với kiến thức tài liệu thông tin có hạn, nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Rất mong đợc góp ý chân tình thầy cô giáo nhà trờng đặc biệt thầy cô khoa điện bạn nhằm làm cho thuyết minh ngày đợc hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ Cô hớng dẫn Lu Mỹ Thuận thầy cô khoa điện cho việc hoàn thành đồ án tốt nghịêp em thời hạn Sinh viên : Ngô Trung Kiên - (K11 Thiết bị điện điện tử) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng Sinh viên thực Ngô Trung Kiên Lớp: Thiết bị điện - điện tử Phần I Tính phụ tải tính toán cho toàn nhà máy Chơng I Cơ sở lý thuyết cung cấp điện I) Những yêu cầu thiết kế cung cấp điện Mục tiêu nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện đảm bảo cho hộ tiêu thụ đủ lợng điện yêu cầu với chất lợng tốt Do có số yêu cầu cung cấp điện nh sau: +Đảm bảo cung cấp điện có độ tin cậy cao +Nâng cao chất lợng điện giảm tổn thất điện +An toàn vận hành, thuận tiện bảo trì sửa chữa +Phí tổn chi phí hàng năm nhỏ II) Định nghĩa phụ tải tính toán Phụ tải tính toán phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tơng đơng với phụ tải thực tế mặt hiệu ứng nhiệt Nói cách khác phụ tải tính toán làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây Nh ta chọn thiết bị điện theo phụ tải tính toán đảm bảo an toàn (về mặt phát nóng) cho thiết bị điện trạng thái vận hành Do phụ tải tính toán số liệu quan trọng dùng để thiết kế cung cấp điện III) Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh : Công suất số lợng máy vận hành chúng, quy trình công nghệ sản xuất trình độ vận hành công nhân .Vì việc xác định chính.Vì việc xác định xác phụ tải tính toán nhiệm vụ khó khăn nhng quan trọng Bởi phụ tải tính toán nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện co dẫn tới cháy, nổ nguy hiểm Còn phụ tải tính toán xác Sinh viên : Ngô Trung Kiên - (K11 Thiết bị điện điện tử) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng định lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị điện đợcc chon lớn so với yêu cầu gây lÃng phí Hiện có nhiều phơng pháp để tính phụ tải tính toán Nhng phơng pháp đơn giản tính toán thuận tiện nhng thờng có kết không thật xác Ngợc lại, Nếu độ xác đợc nâng lên phơng phps tính lại phức tạp Do mà tuỳ theo yêu cầu giai đoạn thiết kế mà ta có phơng pháp tính thích hợp Sau số phơng pháp thờng dùng để xác định phụ tải tính toán 1) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt Phơng pháp thờng đợc sư dơng thiÕt kÕ nhµ xëng lóc nµy míi chØ biÕt nhÊt mét sè liƯu thĨ lµ công suất đặt cuả phân xởng Phụ tải tính toán phân xởng đợc xác định : a) Phụ tải động lực Pđl = Knc.Pđ Qtt = Pđl.tg Trong đó: Knc : Hệ số nhu cầu , tra sỉ tay kÜ tht Cos : HƯ sè c«ng st tính toán, tra sổ tay , từ rút tg Pđ: công suất đặt thiết bị nhóm thiết bị , tính toán coi gần Pđ ~ Pđm (kw) b) Phụ tải chiếu sáng Pcs =Po.S Qcs = Pcs tg Trong ®ã: Pcs: suÊt chiếu sáng đơn vị diện tích (W/m ), thiÕt kÕ s¬ bé cã thĨ lÊy theo sè liƯu tham khảo S : diện tính cần đơc chiếu sáng (m2) Vì nhà máy sản xuất nên dùng đèn sợi đốt cos =1 Qcs=0 c) Phụ tải tính toán toàn phần phân xởng S tt =√( Pdl +Pcs )2 +(Q dl +Q cs )2 d) Phụ tải tính toán toàn nhà máy n Pttnm=k dt ∑ ( Pdli + Pcsi ) n Qttnm=k dt ∑ (Qdli +Qcsi ) S ttnm= P √ ttnm2 +Q ttnm2 Pttnm cos = Qttnm Trong ®ã : Sinh viên : Ngô Trung Kiên - (K11 Thiết bị điện điện tử) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng Kđt _Hệ số đòng thời xét tới khả phụ tải nhóm không đồng thời cực đại Kđt = 0.9 0.95 số nhóm thiết bị n =  K®t = 0.8  0.85 số nhóm thiết bị n = 10 * Nhận xét: Phơng pháp có u điểm đơn giản, tính toán thuận tiện Vì la fmột phơng pháp đợc dung rộng rÃi tính toán cung cấp điện 2) Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax công suất trung bình Ptb Ta cần phải xác định công suet tính toán tong nhóm thiết bị theo công thức: + Với thiết bị: Ptt = Pđm +Với nhãm thiÕt bÞ n  n Ptt =∑ Pdmi +Khi n phụ tải tính toán đợc xác định thêo biểu thức n Ptt =k max k sd ∑ Pdmi Trong ®ã : Ksd _ hƯ sè sư dơng cđa nhãm thiÕt bÞ kmax _ Hệ số cực đại, tra đồ thị tra theo hai đại lợng ksd số thiết bị dùng điện có hhiệu nhq *Trình tự tính số thiết bị dùng điện có hiệu nhq +Xác định n1 số thiết bị có công suất lớn hay nửa công suất cuả thiết bị có công suet lớn nhóm +Xác định p1 công suất n1 thiết bị điện n P1= Pdmi - + Xác định n* n* =n1/n P* = P1/ P Trong : n: Tổng số thiết bị nhãm P : Tỉng c«ng st cđa nhãm (kw) P = Pđmi Từ n* P* tra bảng ; tài liệu phụ lục 1.5 Ta đợc nhq* Xác định Nhq theo công thức : nhq=nhq*.n Tra bảng phụ lục 1.6 theo Ksd nhq ta tìm đợc kmax Cuối tính đợc phụ tải tính toán phân xëng Ppx =Pttpx +Pcs = K®t * Ptti + Pcs Qpx = Qttpx = Kđt * Ptti Sinh viên : Ngô Trung Kiên - (K11 Thiết bị điện điện tử) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản suất 3) Phụ tải tính toán đợc xác định biểu thức: Ptt = P0.F Trong đó: P0 _ suất phụ tải 1m2 diện tích sản xuất (kw/m2) Giá trị P0 tra đợc sỉ tay, F _ DiƯn tÝch s¶n xt (m2) tức diện tích đặt máy sản xuất * Nhận xét : phơng pháp cho kết gần đúng, thờng đợc dùng trờng hợp thiết kế sơ Nó đợc dùng để tính toán phụ tải cho phân xởng có mật độ máy móc phân bố tơng đối đồng : Nh gia công khí, sản xuất ôtô , vòng bi.Vì việc xác định chính.Vì việc xác định chính.Vì việc xác định 4) Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm Phụ tải tính toán đợc xác định công thức: M W T max Ptt = Trong : M _ Số đơn vị sản phẩm đợc sản xuất năm (sản lợng) W0 _ Suất tiêu hao điẹn cho đơn vị sản phẩm (kwh/đvsp) Tmax _ Thời gian sử dụng công suất lớn h *Nhận xét: Phơng pháp thờng đợc sử dụng để tính toán cho thiết bị điện có đồ thị phụ tải biến đổi nh: Quạt gió, bơm nớc, máy nén khí.Vì việc xác định chính.Vì việc xác định chính.Vì việc xác định Chơng Tính phụ tải tính toán cho phân xởng I) Khái quát Xi măng ngành kinh tế quan trọng đất nớc ngành then chốt kinh tế quốc dân nhà máy xi măng có mặt khắp nơi với quy mô khac Nhng chung mục đích cung cấp nguyên liệu cho công trình xây dựng Chính đợc xây dựng bố trí khắp nơi Theo độ tin cậy cung cấp điện Nhà máy xi măng thờng đợc xếp vào diện hộ phụ tải loại nhng nhà máy có quy mô lớn xếp vào hộ phụ tải loại Vì ngừng cung cấp điện gây nhiều phế phẩm gây thiệt hại lớn kinh tế Phụ tải cxi nghiệp có nhiều đọng Đồng hòi có nhiều bụi bặm tiến ồn Sinh viên : Ngô Trung Kiên - (K11 Thiết bị điện điện tử) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng Nhà máy xi măng ma em thiết kế có 11 phân xởng phụ tải phòng điều hành Các phân xởng đợc cho theo công suất đặt theo thiết bị Vị trí phân xởng đợc cho theo mặt nhà máy nh sau: Số mặt 10 11 Tên phân xởng Đập đá vôi đất sét Kho nguyên liệu Nghiền nguyên liệu Nghiền than Lò nung làm Klinke Nghiền xi măng Xởng sửa chữa khí Trạm bơm xử lý nớc thải Đóng bao Điểu khiển trung tâm phòng thí nghiệm Phòng hành Công suất đặt KW 800 300 1000 700 900 900 Theo tÝnh to¸n 500 400 200 200 II) Tính công suất tính toán cho phân xởng sửa chữa khí Phân xởng sửa chữa c¬ khÝ cã diƯn tÝch 1728 m2 Tỉng sè thiÕt bị có phân xởng 25 thiết bị.Dựa vào số lợng phụ tải điện có phân xởng ta chia số thiết bị phân xởng sửa chữa khí thành nhóm, dùng phơng pháp xác định phụ tải tính toán thoe hệ số cực đại k max công suất trung bình ptbđể tính công suất tính toán cho phân xởng 1) Nhóm STT Tổng Tên thiêt bị Máy tiện ren Máy lăn ren Máy ca Máy khoan đứng Máy khoan vạn Máy tiện ren n= Số lỵng 2 14 Pdm kw 4.5 2.8 4.5 10 P kw 28 2.8 13.5 14 20 87.3 Từ bảng ta xác định đợc: Tổng số thiết bị nhóm n = 14 Tổng công suất thiết bị nhóm P = 87,3 kw Số thiết bị có công suất lớn hay nửa công suất thiết bị có công suất lớn nhóm n = thiết bị Và tổng công suet số thiết bị P1 = 62 kw Tính đợc : Sinh viên : Ngô Trung Kiên - (K11 Thiết bị điện điện tử) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng n1 n¿ = = =0 , 57 n 14 P1 62 P¿ = = =0 ,71 P dm1 87 , Với gía trị n* p* tra [PL1.4-Tl1] chọn đợc nhq* = 0,88 Từ nhq* ta tính đợc : nhq = nhq*.n = 0,88.14 = 12,32 Tra [PL1.1-TL1] chọn đợc ksd = 0,2 nhq = 12,32 ta tra [PL1.5TL1] đợc kmax = 1,72 Vì nhq >4 nên phụ tải tính toán nhóm đợc tính nh sau : n Pttn1 =k sd k max ∑ Pdmi =0,2 , 72 87 , 3=30 , 03 KW Qttn1 = Pttn1.tg = 30,03.1,33 = 39,94 KVAr S ttn1 =√ ( P2ttn +Q2ttn 1= √ 30 , 032 +39 , 94 =49 , 97 KVA 2) Nhóm Do có máy hàn làm việc chế độ ngắn hạn nên ta phải quy đổi chế độ dài hạn trớc tính toán Công thức quy ®ỉi nh sau: Sqd = Sdm √ ε %=25 √0,25=12,5 KVA Pqd = Sqd.cos = 12,5.0,8 = 10 KW STT Tổng Tên thiêt bị Máy khoan bàn Máy mài tròn Máy mài thô Quạt gió Máy hàn điện n= Số lợng Pdm kw 2.8 4.5 2.4 0.75 10 P kw 2.8 7.2 1.5 20 40.5 Tõ b¶ng ta xác định đợc: Tổng số thiết bị nhóm n = Tổng công suất thiết bÞ nhãm P = 40,5 kw Sè thiÕt bÞ có công suất lớn hay nửa công suất thiết bị có công suất lớn nhóm n = thiết bị Và tổng công suet số thiết bị P1 = 20 kw Tính đợc : n n = = =0 , 11 n P1 20 P¿ = = =0 , 49 P dm1 40 , Sinh viên : Ngô Trung Kiên - (K11 Thiết bị điện điện tử) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng Với gía trị n* p* tra [PL1.4-Tl1] chọn đợc nhq* = 0,31 Từ nhq* ta tính đợc : nhq = nhq*.n = 0,31.9 = 2,79 Tra [PL1.1-TL1] chọn đợc ksd = 0,2 nhq = 2,79 Do số thiết bị dùng ®iƯn cã hiĨu qu¶ cã n hq =3 < nên phụ tải tính toán đợc xác định theo biểu thøc n P2 =∑ k ti P dmi=0,9 40 , 5=36 , 45 KW Trong ®ã : kt = 0.9 hệ số tải cuẩ thiết bị Qttn2 = Pttn2.tg = 36,45.1,33 = 48,48 KVAr S ttn2 =√ ( P2ttn +Q2ttn 2= √ 36 , 452 +48 , 482 =60 ,65 KVA 3) Nhãm STT Tổng Tên thiêt bị Máy quấn dây Tủ sấy Máy khoan bàn Máy mài Bàn thử nghiệm Lò rèn n= Số lợng 1 1 Pdm kw 1.2 2.8 2.8 4.7 1.2 P kw 1.2 2.8 5.6 4.7 1.2 18.5 Từ bảng ta xác định đợc: Tổng số thiết bị nhóm n = Tổng công suất thiÕt bÞ nhãm P = 18.5 kw Sè thiÕt bị có công suất lớn hay nửa công suất thiết bị có công suất lớn nhóm n = thiết bị Và tổng công suet số thiết bị P1 = 16.1 kw Tính đợc : n n = = =0 , 71 n P1 16 , P¿ = = =0 ,87 P dm1 18 , Với gía trị n* p* tra [PL1.4-Tl1] chọn đợc nhq* = 0,84 Từ nhq* ta tính đợc : nhq = nhq*.n = 0,84.7 = 5,88 Tra [PL1.1-TL1] chọn đợc ksd = 0,2 nhq = 5,88 ta tra [PL1.5-TL1] đợc kmax =2,24 Vì nhq >4 nên phụ tải tính toán nhóm đợc tính nh sau : n Pttn2 =k sd k max ∑ Pdmi =0,2 , 24 18 , 5=8 , 29 KW Sinh viên : Ngô Trung Kiên - (K11 Thiết bị điện điện tử) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng Qttn3 = Pttn3.tg = 8,29.1,33 = 11,02 KVAr S ttn3 = √(P 2ttn3 +Q 2ttn3 =√ ,29 +11, 022 =13 ,79 KVA 4) Nhãm STT Tổng Tên thiêt bị Lò điện Bể dầu có tăng nhiệt Máy uốn Thiết bị Lò rèn Máy nén khí Cầu trục có Palăng điện Quạt chống nóng n= Số lợng 1 1 1 10 Pdm kw 20 1.7 30 30 25 2.5 2.5 P kw 20 1.7 30 30 25 2.5 7.5 123.7 Tõ b¶ng ta xác định đợc: Tổng số thiết bị nhóm n = 10 Tổng công suất thiết bị nhãm P = 123.7 kw Sè thiÕt bÞ cã công suất lớn hay nửa công suất thiết bị có công suất lớn nhóm n = thiết bị Và tổng công suet số thiết bị P1 = 105 kw Tính đợc : n n = = =0,4 n 10 P1 105 P¿ = = =0 ,85 P dm1 123 ,7 Với gía trị n* p* tra [PL1.4-Tl1] chọn đợc nhq* = 0,52 Từ nhq* ta tính đợc : nhq = nhq*.n = 0,52.10 = 5,2 Tra [PL1.1-TL1] chọn đợc ksd = 0,2 nhq = 5,2 ta tra [PL1.5-TL1] đợc kmax = 2,42 Vì nhq >4 nên phụ tải tính toán nhóm ®ỵc tÝnh nh sau : n Pttn =k sd k max ∑ Pdmi=0,2 , 42 123 , 7=59 , 87 KW Qttn1 = Pttn1.tg = 59,87.1,33 = 79,63 KVAr S ttn =√( P2ttn +Q 2ttn4 = √59 , 872 +79 ,63 2=99 ,62 KVA +Vậy tổng công suất tính toán nhãm lµ : Ptt =k dt ∑ P ttni= kdt (Ptt1+ Ptt2+ Ptt3 +Ptt4) Sinh viên : Ngô Trung Kiên - (K11 Thiết bị điện điện tử)