Đồ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TRONG CÔNG NGHIỆP

Đồ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TRONG CÔNG NGHIỆP.Trong đó công nghiệp luôn là lĩnh vực tiêu thụ điện năng lớn nhất. Chất lượng điện áp ổn định luôn là một yêu cầu quan trọng. Với quá trình trỗi dậy mạnh mẽ của nền kinh tế sau mở cửa, hội nhập vào nền kinh tế toàn cầu, ngành công nghiệp, nhà máy cơ khí không nằm ngoài nhu cầu đó. Vì thế đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và nâng cao chất lượng điện là mối quan tâm hàng đầu trong thiết kế cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp nói chung và các nhà máy cơ khí nói riêng. Với một sinh viên theo học chuyên ngành điện công nghiệp, sẽ phải nắm vững và ứng dụng được các kiến thức đã học vận hành, sửa chữa thiết bị điện khi có sự cố, hoặc thiết kế các hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, phân xưởng khi có yêu cầu.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA - - ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TRONG CÔNG NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN NHÀ MÁY CƠ KHÍ SỐ Sinh viên thực Mã sinh viên Lớp Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Sơn Anh : DTC19h5103030027 : KTDCN : Th.S Phạm Thị Hồng Anh Thái Nguyên, Năm 2023 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô trường Đại học Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông Thái Nguyên, đặc biệt thầy cô khoa Cơng Nghệ Tự Động Hóa trường tạo điều kiện cho em tham gia kì đồ án để có nhiều trải nghiệm định hướng tốt cho ngành nghề mà em theo đuổi Và em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, Ths Phạm Thị Hồng Anh nhiệt tình hướng dẫn em hồn thành tốt kì làm đồ án thiết kế hệ thống điện cơng nghiệp Trong q trình học tập, nghiên cứu trình làm báo cáo, em khó tránh khỏi nhiều sai sót Do trình độ hiểu biết kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp Thầy, Cơ để em khắc phục, cải thiện thêm đề tài học thêm nhiều kinh nghiệm Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHÂN XƯỞNG LẮP RÁP VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1.1 Vị trí địa lí vai trị kinh tế 1.1.1 Phân xưởng điện .6 1.1.2 Phân xưởng khí 1.1.3 Phân xưởng đúc thép, đúc gang 1.1.4 Phân xưởng lắp ráp 1.1.5 Phân xưởng rèn, dập 1.2 Các phương pháp xác định phụ tải 1.2.1 Xác định phụ tải theo công suất đặt hệ số nhu cầu .7 1.2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất 1.2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại K max công suất trung bình Ptb (cịn gọi phương pháp số thiết bị hiệu nhq) .8 1.2.4 Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm 10 1.3 Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng lắp ráp .10 1.3.1 Phụ tải tính tốn nhóm .11 1.3.2 Phụ tải tính tốn nhóm .13 1.3.3 Phụ tải tính tốn nhóm .14 1.3.4 Xác định phụ tải chiếu sáng phân xưởng lắp ráp 16 1.3.5 Xác định phụ tải cho nhà kho: 17 1.3.6 Xác định phụ tải cho nhà hành chính: 17 1.3.7 Xác định phụ tải tính tốn cho tồn phân xưởng 18 1.4 Xác định phụ tải cho nhà máy .18 1.4.1 Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng 18 1.4.2 Xác định phụ tải chiếu sáng toàn nhà máy .19 1.4.3 Phụ tải tính tốn nhà máy .20 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG LẮP RÁP VÀ NHÀ MÁY 22 2.1 Đặt vấn đề 22 2.2 Chọn thiết kế sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng 22 2.3 Chọn dung lượng số lượng máy biến áp nhà máy 25 2.3.1 So sánh tiêu kinh tế .27 2.4 Tính chọn thiết bị phân xưởng 30 2.4.1 Chọn Aptomat 30 2.4.2 Chọn dây dẫn 32 2.5 Thiết kế mạng điện cho nhà máy 36 2.5.1 Đặt vấn đề 36 2.5.2 Kinh tế 36 2.5.3 Kỹ thuật 36 2.5.4 Chọn sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy .37 2.6 Tính chọn máy phát dự phịng .37 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ NHÀ MÁY 40 3.1 Chọn thiết bị mạng điện 40 3.1.1 Chọn thiết bị cao áp 40 3.1.2 Chọn thiết bị hạ áp 45 3.3 Kiểm tra thiết bị điện 50 3.3.1 Kiểm tra dao cách ly đầu vào nhà máy 51 3.3.2 Kiểm tra máy cắt liên lạc cao áp 53 3.3.3 Kiểm tra cao áp .54 3.3.4 Kiểm tra sứ đỡ cao áp 55 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ BẢO VỆ CHỐNG SÉT VÀ TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT 57 4.1 Thiết kế bảo vệ chống sét 57 4.1.1 Khái niệm 57 4.1.2 Lựa chọn giải pháp phòng chống sét cho nhà máy, xí nghiệp 57 4.1.3 Lựa chọn thiết bị chống sét cho nhà máy 58 4.1.4 Tính tốn vùng bảo vệ 59 4.1.5 Tính tốn bù cơng suất 59 LỜI NÓI ĐẦU Ngày kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống người dân nâng cao Nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực: công nghiệp, nông nghiệp thương mại dịch vụ sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Trong cơng nghiệp ln lĩnh vực tiêu thụ điện lớn Chất lượng điện áp ổn định yêu cầu quan trọng Với trình trỗi dậy mạnh mẽ kinh tế sau mở cửa, hội nhập vào kinh tế tồn cầu, ngành cơng nghiệp, nhà máy khí khơng nằm ngồi nhu cầu Vì đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện nâng cao chất lượng điện mối quan tâm hàng đầu thiết kế cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp nói chung nhà máy khí nói riêng Với sinh viên theo học chun ngành điện công nghiệp, phải nắm vững ứng dụng kiến thức học vận hành, sửa chữa thiết bị điện có cố, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, phân xưởng có yêu cầu Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án cung cấp điện, em phân công làm đề tài “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho cho nhà máy khí số 3” Ths Phạm Thị Hồng Anh hướng dẫn, em hoàn thành nhiệm vụ giao Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, cô giáo Bộ môn Thiết kế hệ thống cung cấp điện Đặc biệt, em xin cảm ơn sâu sắc tới Ths Phạm Thị Hồng Anh người tận tình hướng dẫn em đề tài Rất mong nhận ý kiến đóng góp quý báu từ thầy cô bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Thái nguyên, ngày tháng năm Sinh viên CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHÂN XƯỞNG LẮP RÁP VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1.1 Vị trí địa lí vai trị kinh tế Trong cơng nghiệp ngày ngành khí ngành công nghiệp then chốt kinh tế quốc dân tạo sản phẩm cho ngành công nghiệp khác nhiều lĩnh vực kinh tế sinh hoạt Đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, nhà máy chiếm số lượng lớn phân bố rộng khắp nước Nhà máy xem xét đến nhà máy khí chuyên sản xuất thiết bị cung cấp cho nhà máy cơng nghiệp Bảng 11: Bảng phụ tải tính tốn nhà máy khí số Tên phân xưởng Ptt Qtt Hộ phụ tải Stt (KW) (KVAR ) Loại Đúc gang 580 495 Rèn dập 335 296 3 Đúc thép 430 290 Nhà Kho Mộc mẫu 100 80 Cơ khí 320 270 Lắp ráp Dụng cụ 180 150 Bánh 145 108 10 Nhà hành 11 Cơ điện 120 90 12 Trạm bơm thải 60 45 Do tầm quan trọng tiến trình CNHHĐH đất nước địi hỏi có nhiều thiết bị, máy móc Vì nhà máy có tầm quan trọng lớn Là nhà máy sản xuất thiết bị cơng nghiệp phụ tải nhà máy làm việc theo dây chuyền, có tính chất tự động hóa cao Phụ tải nhà máy chủ yếu phụ tải loại loại Nhà máy cần đảm bảo cung cấp điện liên tục Do nguồn điện cấp cho nhà máy lấy từ hệ thống quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian 1.1.1 Phân xưởng điện Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị máy móc điện nhà máy Phân xưởng trang bị nhiều máy móc vạn có độ xác cao nhằm đáp ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp nhà máy Mất điện gây lãng phí lao động, ta xếp phân xưởng vào hộ tiêu thụ loại 1.1.2 Phân xưởng khí Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật Quá trình thực máy cắt gọt kim loại đại với dây chuyền tự động cao Nếu điện không ổn định, điện làm hỏng chi tiết gia cơng gây lãng phí lao động Phân xưởng ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.3 Phân xưởng đúc thép, đúc gang Đây hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao Nếu ngừng cấp điện sản phẩm nấu lò trở thành phế phẩm gây ảnh hưởng lớn mặt kinh tế Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.4 Phân xưởng lắp ráp Phân xưởng thực khâu cuối việc chế tạo thiết bị, đồng hóa chi tiết máy Máy móc có đảm bảo xác mặt kỹ thuật, hoàn chỉnh an toàn mặt vận hành hay không phụ thuộc vào mức độ liên tục cung cấp điện Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.5 Phân xưởng rèn, dập Phân xưởng trang bị máy móc lị rèn để chế tạo phôi chi tiết khác đảm bảo độ bền cứng… xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.2 Các phương pháp xác định phụ tải - Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất - Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm - Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo công suất đặt hệ số nhu cầu - Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại K max cơng suất trung bình (theo số thiết bị dùng điện có hiệu quả) Phương pháp cho kết tương đối xác kể đến nhiều yêu tố ảnh hưởng số thiết bị nhóm chế độ làm việc thiết bị Do ta chọn phương pháp để xác định phụ tải tính tốn cho nhà máy Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn: Hiện có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính tốn, thơng thường phương pháp đơn giản lại cho kết khơng thật xác, cịn muốn xác phương pháp tính tốn lại q phức tạp Do tùy theo thời điểm giai đoạn thiết kế mà ta lựa chọn phương pháp tính cho phù hợp Dưới em xin đề cập số phương pháp xác định phụ tải tính tốn thường dùng nhất: 1.2.1 Xác định phụ tải theo công suất đặt hệ số nhu cầu Cơng thức tính: n Ptt = K nc ∑ Pđi i=1 Qtt = Ptt.Tg φ ; Stt = Ptt2 +Qtt2 = Ptt Cosφ (1-1) (1-2) Trong đó: Ptt cơng suất tính tốn Knc hệ số nhu cầu Nói cách gần coi Pđ = Pđm Khi đó: n P Ptt = Knc i 1 đmi (1-3) Trong đó: Pđi: Cơng suất định mức thiết bị thứ i (KW) Pđmi: Công suất định mức thiết bị thứ i (KW) Ptt, Qtt, Stt: Công suất tác dụng, cơng suất phản kháng, cơng suất tồn phần tính tốn nhóm thiết bị (KW, KVAr, KVA) n: Số thiết bị nhóm Nếu hệ số cơng suất cos φ thiết bị nhóm khơng giống nhau, ta phải tính hệ số cơng suất trung bình theo cơng thức sau: Cosφ = P1 cos φ +P2 cos φ + +Pn cosφ n P1 +P2 + +Pn (1-4) Hệ số nhu cầu loại máy khác có sổ tay Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo hệ số nhu cầu có ưu điểm đơn giản, thuận tiện Nhược điểm chủ yếu phương pháp xác Bởi hệ số nhu cầu Knc tra sổ tay số liệu cố định cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành số thiết bị nhóm máy Nếu chế độ vận hành số thiết bị nhóm thay đổi nhiều kết tính phụ tải tính tốn theo hệ số nhu cầu khơng xác 1.2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Cơng thức tính sau: Ptt = P0.F (1-5) Trong đó: P0: Suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất, (KW/m 2) Trị số P0 tra sổ tay Trị số P loại phân xưởng kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có F: Diện tích sản xuất (m2) Phương pháp cho kết gần có phụ tải phân bố đồng diện tích sản xuất, nên thường dùng giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng Nó dùng để tính phụ tải phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối phân xưởng dèn dập, lắp ráp v.v 1.2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại K max cơng suất trung bình P tb (còn gọi phương pháp số thiết bị hiệu nhq) Bảng 1-2 : Số liệu phụ tải phân xưởng lắp ráp Stt Tên Thiết bị Máy khoan Máy phay Máy tiện Ký Số Pđm hiệu K F T lượng (KW) 12 14 cos Ksd 0.8 0.6 0.65 0.14 0.17 0.17