Đỗ văn Thủy Lời nói đầu Ngày trình công nghiệp hóa, đại hóa với phát triển khoa học kỹ thuật đời khu công nghiệp nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng cao Xà hội ngày phát triển nhu cầu dùng điện ngày tăng cao Do nhiệm vụ quan trọng hàng đầu đ-ợc đặt với ng-ời thiết kế phải biết vận dụng kiến thức đà học vào thực tế cách sáng tạo khoa học, cho hệ thống điện đ-ợc thiết kế đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật Là sinh viên ngành Điện công nghiệp - khoa Điện - Điện tử Tr-ờng ĐHDL Hải Phòng đ-ợc giúp đỡ tận tình thầy, cô giáo khoa đặc biệt h-ớng dẫn tận tình thầy giáo ThS Nguyễn Đoàn Phong em đ-ợc giao đề tài tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho Công ty cổ phần Hàng Kênh - An LÃo Hải Phòng Nội dung đề tài gồm ch-ơng: Ch-ơng 1: Quá trình công nghệ, yêu cầu cung cấp điện Công ty cổ phần Hàng Kênh Ch-ơng 2: Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy Ch-ơng 3: Ph-ơng án cấp điện, sơ đồ nguyên lý dây cho nhà máy Ch-ơng 4: Chọn dây dẫn thiết bị bảo vệ Ch-ơng 5: Thiết kế, tính bù công suất cho l-ới điện xí nghiệp Ch-ơng Quá trình công nghệ, yêu cầu cung cấp điện công ty cổ phần hàng kênh 1.1 Quá trình công nghệ 1.1.1 Giới thiệu nhà máy Công ty cổ phần Hàng Kênh Hải Phòng địa số 124 Nguyễn Đức Cảnh quận Lê Chân thành phố Hải Phòng Cơng ty Cổ Phần Hàng Kênh - Hải Phịng doanh nghiệp sản xuất Thảm len dệt tay lớn Việt Nam Từ năm 1929 sản phẩm Thảm len dệt tay Hàng Kênh tiếng sản xuất xuất sang Pháp, Thảm len dệt tay Hàng Kênh đạt tiêu chuẩn chất lượng cao Năm 2007 Hàng Kênh tổ chức CENTURY TERNATIONAL QUALITY AWARD bình chọn để nhận danh hiệu Giải thưởng chất quốc tế kỷ hàng năm Geneva cho sản phẩm thảm len dệt tay Thảm len dệt sợi len 100% lông cừu nhập trực tiếp New Zealands Sợi dọc 100% cotton Thuốc nhuộm, chất trợ nhuộm, chất chống mối mọt hãng CIBA Thụy Sỹ Thảm len đảm bảo độ bền mầu cọ sát cấp 5/5, độ bền ánh đạt cấp 7/7.Tại Việt Nam: Thảm len dệt tay Công ty Cổ Phần Hàng Kênh lắp đặt phòng khách Tổng bí thư, Chủ tịch nước, Văn phịng Quốc hội, Hội trường Ba Đình, phịng khách Thủ tướng Chính phủ Dinh thống Thảm Hàng Kênh đảm bảo chất lượng cao Hiện Cơng ty cịn nhà phân phối Việt Nam thảm máy trải sàn Vương Quốc Bỉ với thương hiệu tiếng Lano Carpet Công ty cung cấp đa dạng loại thảm trải sàn đặc chủng dành cho văn phòng khách sạn cao cấp Với sản phẩm khẳng định chât lượng Công ty mang đến cho khách hàng dịng sản phẩm có chất lượng độ tin cậy cao Sản phẩm chính: - Các loại Thảm len dệt tay cao cấp (Thảm trải sàn, thảm trang trí gia đình, văn phịng, hội trường ); Giầy vải giấy đế Thảm len Hàng Kênh có mẫu mã phong phú, màu sắc bền đẹp, hài hồ, kích thước đa dạng thiết kế hệ thống máy vi tính đáp ứng yêu cầu đặt hàng Đặc biệt, thảm tẩy bóng tạo cơng nghệ riêng có VN Năng lực sản xuất: + Thảm: 100.000 m2/ tháng + Giầy vải: 11 triệu đôi/ năm + Giấy đế: 160 tấn/ năm Thị trường xuất khẩu: Đức, Pháp, Tây Ban Nha, Hà Lan, Bỉ, Đài Loan Trong Xí nghiệp giầy Hàng Kênh nằm địa phận xà Quang Trung - An LÃo - Hải Phòng có tỉng diƯn tÝch 60.500m2 Víi vÞ trÝ hÕt søc thn lợi nằm ven đ-ờng quốc lộ 10 thuận tiện cho việc vận chuyển l-u thông hàng hoá, sản phÈm cịng nh- cung øng ngn nguyªn, nhiªn liƯu cho xí nghiệp 1.1.2 Quá trình công nghệ Nhà máy bao gồm phân x-ởng: May, Chặt, Hoàn Chỉnh phân x-ởng Mẫu Khi nguyên liệu đ-ợc nhập đ-ợc đ-a tới phân x-ởng chặt, phân x-ởng có nhiệm vụ chặt theo mẫu đà có sẵn sau đ-ợc đ-a tới phân x-ởng chuẩn bị Phân x-ởng chuẩn bị có nhiệm vụ chuẩn bị lại đà có thiếu sót để đ-a tới phân x-ởng may Phân x-ởng may có nhiệm vụ kết nối lại thành sản phẩm đ-a xuống phân x-ởng hoàn chỉnh Phân x-ởng hoàn chỉnh có nhiệm vụ chỉnh sửa lại thiếu sót để đ-a sản phẩm hoàn chỉnh đ-ợc chuyển xuống kho Riêng phân x-ởng mẫu có nhiệm vụ may giầy mẫu cho toàn xí nghiệp 1.1.3 Sơ đồ cấu tổ chức Công ty cổ phần Hàng Kênh Công ty Giám đốc P Giám đốc Kỹ thuật Phòng Kỹ thuật P Giám đốc Kinh doanh Phân x-ởng Phòng Kinh doanh Chức nhiệm vụ thành viên Công ty: * Giám đốc - Chức năng: Điều hành chung hoạt động sản xuất kinh doanh công ty - Nhiệm vụ: Quản lý chung hoạt động sản xuất kinh doanh công ty, Phó giám đốc, Tr-ởng phó phòng nghiệp vụ, Quản đốc, Phó quản đốc phân x-ởng chịu tránh nhiệm đạo tổ chức - hành chính, Phòng kế toán - Vật t- Chịu tránh nhiệm việc phát triển, mở rộng đối ngoại công ty * Phó giám đốc kinh doanh - Chức năng: Theo dõi điều phối trình hoạt động sản xuất công ty - Nhiệm vụ: Phụ tránh vấn đề điều hành sản xuất, tiếp nhận đơn đặt hàng, kiểm tra chất l-ợng vật t- Điều hành chung hoạt động công ty giám đốc vắng đ-ợc giám đốc uỷ quyền Báo cáo công việc đ-ợc giao định kỳ theo tháng * Phó giám đốc kỹ thuật sản xuất - Chức năng: Theo dõi điều phối trình hoạt động Phòng kỹ thuật - Nhiệm vụ: Chịu tránh nhiệm đạo phòng Công Ngệ, phòng Chất L-ợng, lập kế hoạch bảo trì thiết bị cho tháng, quý, năm Báo cáo trình giám đốc công việc đ-ợc giao * Quản đốc: - Chức năng: Giúp giám đốc công ty tổ chức, quản lý, phân công, điều hành cán công nhân viên phân x-ởng hoàn thành tốt nhiệm vụ quản lý, sửa chữa, bảo d-ỡng thiết bị phục vụ sản xt, kinh doanh cđa c«ng ty - NhiƯm vơ: Tỉ chức quản lý, điều hành chung hoạt động phân x-ởng chịu tránh nhiệm hoạt động phân x-ởng tình trạng kỹ thuật tuổi thọ thiết bị Báo cáo giám đốc hoạt động phân x-ởng theo tuần theo tháng * Phó quản đốc tổ tr-ởng - Chức năng: Giúp quản đốc tổ chức điều hành phân x-ởng tổ phụ tránh theo phân công quản đốc - Nhiệm vụ: Điều hành công việc công nhân nh- việc làm theo ca, giấc Giải công việc phân x-ởng đ-ợc uỷ quyền h-ớng dẫn, đôn đốc , kiểm tra, giúp đỡ tổ hoàn thành công việc đ-ợc giao Báo cáo quản đốc hoạt động phân x-ởng theo định kỳ hàng tuần 1.2 yêu cầu cung cấp điện 1.2.1 Yêu cầu cung cấp điện Xí nghiệp giầy Hàng Kênh áp dụng dây truyền liên tục vào trình sản suất Nếu khâu ngừng điện làm ảnh h-ởng đến khâu khác gây ng-ng trệ sản xuất làm thiệt hại kinh tế Do yêu cầu cung cấp điện xí nghiệp tiêu quan trọng Việc cung cấp điện đ-ợc đảm bảo tuỳ theo tầm quan trọng yêu cầu hộ phụ tải cho: - Đảm bảo cung cấp điện liên tục chất l-ợng điện - Vận hành dễ dàng, không nhầm lẫn, xử lý cố thuận lợi - Vốn đầu t-, chi phí vận hành nhỏ Vì nhà máy làm việc theo dây truyền liên tục nh- điện khâu khâu khác ngừng hoạt động ngay,còn làm ảnh h-ởng tới kinh tế Vì cần cắt điện phải đ-ợc báo tr-ớc cho xí nghiệp, xí nghiệp đ-ợc xếp vào hộ tiêu thụ điện loại 1.2.2 Sơ đồ mặt nhà máy Ch-ơng xác định phụ tải tính toán toàn công ty cổ phần hàng kênh 2.1 khái niệm chung phụ tải tính toán Phụ tải điện hàm biến đổi theo thời gian, có nhiều yêu tố ảnh h-ởng đến nên phụ tải điện biến thiên không theo quy luật định Do việc xác định xác phụ tải điện điều khó khăn nh-ng đồng thời việc quan trọng Trong tính toán phụ tải nhà máy ta có phụ tải sau: 2.1.1 Phụ tải trung b×nh: T Ptb p(t ).dt T0 Qtb q(t ).dt T (2-1) T (2-2) T: thêi gian khảo sát p(t), q(t): hàm số biểu thị đ-ờng cong phụ tải 2.1.2 Phụ tải cực đại Gồm hai loại phụ tải ổn định cực đại đỉnh nhọn 2.1.2.1 Phụ tải ổn định cực đại Là phụ tải trung bình lớn tồn khoảng thời gian 5; 10; 15; 30 phút Trị số dùng để kiểm tra thiết bị theo điều kiện phát nóng, cho phép ta xác định đ-ợc giới hạn phụ tải 2.1.1.2 Phụ tải đỉnh nhọn Là phụ tải xuất thời gian s gây tổn thất điện áp lớn mạng điện Phụ tải đỉnh nhọn xác định Iđm dùng để kiểm tra điều kiện khởi động động cơ, kiểm tra cầu chì Với Idn cần phải quan tâm đến giá trị số lần xuất thời gian 2.1.3 Phụ tải tính toán: 2.1.3.1 Xác định phủ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vị diện tích (F) sản xuất Th-ờng dùng ph-ơng pháp thông tin mà ta biết đ-ợc diện tích F (m2) khu chế xuất ngành công nghiệp (nặng hay nhẹ) khu chế xuất Mục đích dự báo phụ tải để chuẩn bị nguồn (nh- nhà máy điện, đ-ờng dây không, trạm biến áp) Từ thông tin ta xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Stt= s0.F hay Ptt=p0.F (2-3) Trong đó: s0: - Suất phụ tải đơn vị diện tích [kVA/m2] p0: - Suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất mét m2 [kW/m2] F: - DiƯn tÝch s¶n xt cã bố trí thiết bị dùng điện [m2] Để xác định s0(p0) ta dựa vào kinh nghiệm: - Đối với ngành công nghiệp nhẹ (dệt, may, giầy dép, bánh kÑo, ) ta lÊy s0= (100 200) kVA/ m2 - Đối với ngành công nghiệp nặng (cơ khí, hoá chất, dầu khí, luyện kim, xi măng, ) ta lấy s0= (300 400) kVA/m2 Ph-ơng pháp cho kết gần Nó đ-ợc dùng cho phân x-ởng có mật độ máy móc phân bố t-ơng đối nh-: phân x-ởng dệt, sản xuất vòng bi, gia công khí.v.v Nó đ-ợc dùng để tính toán thiết kế chiếu sáng 2.1.3.2 Xác định phủ tải tính toán theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm [2] Nếu khu chế xuất xí nghiệp biết đ-ợc sản l-ợng ta xác định phụ tải tính toán cho khu chế xuất theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm tổng sản l-ợng Ptt M W o Tmax (2-4) [4] Qtt Ptt tg (2-5) Trong đó: W0: Điện cần thiết để sản xuất sản phẩm [kWh/1sp] M: Tổng sản phẩm sản xuất năm [sp] Tmax: Thêi gian sư dơng c«ng st lín nhÊt [h] Chó thÝch: Tmax lµ thêi gian nÕu hƯ thèng cung cÊp điện truyền tải công suất lớn truyền tải đ-ợc l-ợng điện l-ợng điện truyền tải thực tế năm Ta xác định Tmax theo bảng sau: Bảng 1.4: Bảng xác định TMax Các xí nghiệp Nhỏ Trong khoảng Lớn 3000h 3000 5000h 5000h Xí nghiệp ca - - XÝ nghiÖp ca - - XÝ nghiƯp ca - - Tõ ®ã ta cã: Stt Ptt2 Qtt2 Ptt cos (2-6) cos - hệ số công suất hữu công toàn nhà máy (tra sổ tay với Tmax) Ph-ơng pháp dùng hộ tiêu thụ có phụ tải thực tế không thay đổi, phụ tải tính toán phụ tải trung bình hay hệ số đóng điện lấy 1, hệ số phụ tải thay đổi Chú ý: Hai ph-ơng án áp dụng giai đoạn dự án khả thi 2.1.3.3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu knc Thông tin mà ta biết đ-ợc diện tích nhà x-ởng F (m2) công suất đặt Pđ (kW) phân x-ởng phòng ban nhà máy Mục đích là: - Xác định phụ tải tính toán cho phân x-ởng - Chọn biến áp cho ph©n x-ëng - Chän d©y dÉn vỊ ph©n x-ëng - Chọn thiết bị đóng cắt cho phân x-ởng Phụ tải tính toán phân x-ởng đ-ợc xác định theo công suất đặt Pđ hệ số nhu cầu knc [2] theo công thức sau: n Ptt= P®l= knc n P®i=knc i P®mi (2-7) i Pcs= po.F (2-8) Qtt= Qđl= Ptt tg (2-9) Từ ta xác định đ-ợc phụ tải tính toán phân x-ởng (px) nh- sau: Pttpx= P®l+ Pcs (2-10) Qttpx= Q®l+ Qcs (2-11) Vì phân x-ởng dùng đèn tuýp quạt ta cã cos = 0,6 dïng qu¹t (cos = 0,8) đèn sợi đốt (cos 0,8; = 1) ta lấy chung cos = 0,9 Còn phân x-ởng dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng cos = Qcs = Nếu hệ số công suất cos thiết bị nhóm khác ta tính hệ số công suất cos trung bình: cos P1 cos P2 cos P1 P2 P3 cos Pn cos P3 Pn 10 n (2-12) FCP a.I t qđ tqđ: Thời gian chịu đựng dẫn = 3s a: Khoảng cách dẫn a = 120cm = 1,2m => FCP 1,2* 28,75* /3 = 19,92 mm (v× dïng thanh) => FCP = 19,92 < FTd= 30 => Thanh dẫn thoả mÃn theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch 4.3.5 Tính chọn kiĨm tra sø cao ¸p 35kV Sø cã t¸c dơng vừa làm giá đỡ phận mang điện vừa làm vật cách điện phận với đất Do sứ phải có độ bền chịu đ-ợc lực điện động dòng điện ngắn mạch gây ra, chịu đ-ợc điện áp mạng Các điều kiện chọn kiểm tra sứ nh- sau: Bảng 4.10: Điều kiện chọn kiểm tra sứ STT Đại l-ợng chọn kiểm tra Ký hiệu CT chọn kiểm tra Điện áp định mức Uđm.sứ Uđm.sứ Uđm mạng Dòng ®iƯn ®Þnh møc ®èi víi sø I®m.sø I®m.sø ≥ Ilv.max Lực cho phép tác động lên đầu sứ Fcp Fcp k.Ftt Dòng điện ổn định nhiệt cho phép Iôđn Iôđn I Trong đó: - FCP : Lực cho phép tác động lên đầu sứ, KG - Ftt : Lực tính toán đầu sứ, KG Ta có: H' H' F tt = Ftt ; K= H H ’ l Ftt = 1,76.10-2 i xk a - l: Là khoảng cách sứ liên tiếp pha (100cm) 67 - a: Là khoảng cách pha (40cm) Ftt = 1,76*10-2*57,862* 100 = 147,3(KG) 40 Bảng 4.11: Thông số sứ O - 35 - 375 Uđm Loại sứ (kV) O - 35 375 Upl.đ.khô 35 Phụ tải phá hoại (KG) Khối l-ợng (kg) 110 375 7,1 Với cấp điện áp 35kV ta có: Fcp = Kcp Vpl Víi Kcp = 0,65 => F'tt = 0,65*147,3= 95,75KG Ta cã Fcp = 375 > F'tt = 95,75 => Vậy sứ đỡ chọn thoả mÃn điều kiện đặt 4.3.6 Chọn kiểm tra chống sét van Chống sét van dùng để chống sét đánh từ đ-ờng dây không truyền vào trạm biến áp, trạm phân phối Chống sét van đ-ợc chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm Uđm mạng Theo điều kiện ta chọn chống sét van hÃng Cooper(Mỹ) chế tạo có thông số sau: Bảng 4.12: Thông số chống sét van AZLP501 B30 giá ®ì ngang Lo¹i VËt liƯu U®m kV ZLP501 B30 Oxit kim loại MO Dòng điện phóng 36 4.3.7 Tính chọn kiểm tra cầu chì * Chọn cầu chì cao áp Cầu chì cao áp đ-ợc chọn theo điều kiện sau: 68 đm (A) 630 Vật liệu vỏ Sứ Bảng 4.13: Điều kiện chọn kiểm tra cầu chì Đại l-ợng chọn kiểm tra Điều kiện 1.Điện áp định mức (kV) UđmCC Uđm mạng 2.Dòng điện định mức (A) IđmCC Icb 3.Dòng cắt định mức (kA) IC đm IN 4.Công suất cắt định mức (MVA) SCđm S'' Theo điều kiện ta chọn cầu chì cho máy biến áp chiếu sáng, [2] ta chọn cầu chì 3GD1 605 - 5B SIEMENS chế tạo có thông số sau: Bảng 4.14: Kiểm tra cầu chì Kết STT Đại l-ợng kiểm tra Thông số Thông số định mức tính toán Điện áp định mức (kV) 36 35 Dòng điện định mức (A) 25 20,6 Dòng điện cắt định mức(kA) 31,5 26,87 4.3.8 Tính chọn kiểm tra biến dòng biến áp đo l-ờng 4.3.8.1 Tính chọn kiểm tra biến dòng đo l-ờng Bảng 4.15: Bảng điều kiện chọn kiểm tra biến dòng đo l-ờng Đại l-ợng chọn kiểm tra Điều kiện Uđm.BI Uđm l-ới Điện áp định mức I1đm.BI Dòng điện định mức Icb ZđmBI Z2= Zdc+Zdd Phụ tải thứ cấp Kđ.Iđm1 ixk ổn định động (Iđm1.Knh.đm )2tnh.đm BN ổn định nhiệt 69 Trong đó: - Zdc:Tổng trở phụ tải dụng cụ đo - Zdd:Tổng trở dây dẫn đến dụng cụ đo - Kđ: Bội số ổn định động BI - Iđm1: Dòng điện sơ cấp BI - Knh.đm: Bội số ổn định nhiệt định mức BI - tnh.đm : Thời gian ổn định nhiệt định mức BI * Chọn biến dòng cao áp 35kV Theo điều kiện ta chọn máy biến dòng 4MA76 hÃng SIEMENS chế tạo có thông số cho bảng sau: Bảng 4.16 Thông số kỹ thuật máy biến dòng loại 4MA74 STT Đại l-ợng kiểm tra Thông số định mức Mà hiệu: 4MA76 Kiểu hình hộp Điện áp định mức (kV) 36 Dòng điện định mức sơ cấp (A) 200 Dòng ổn định động (kA) 120 Dòng ổn định nhiệt (kA) 80 Cấp xác 0,5 Trọng l-ợng (kg) 25 Bảng 4.17: Kiểm tra thông số kỹ thuật máy biến dòng STT Kết Đại l-ợng chọn kiểm tra Thông số định mức Thông số tính toán Điện áp định mức (kV) 36 35 Dòng điện đm sơ cấp (kA) 200 147 Dòng ổn định động, (kA) 120 28,5 Dòng ổn định nhiệt, (kA) 80 11,2 70 Vậy loại máy biến dòng vừa chọn hoàn toàn thoả mÃn điều kiện, với máy biến dòng vừa chọn hoạt động bình th-ờng l-ới điện nhà máy * Chọn biến dòng hạ áp 0,4kV Ta chọn biến dòng Công ty Thiết Bị Đo Điện chế tạo có thông số sau: Bảng 4.18: Thông số kỹ thuật máy biến dòng loại BD13 Ký Uđm hiệu (kV) BD13 0,4 Dòng Dòng sơ cấp thứ cấp (A) (A) 600 Dung l-ợng Cấp (VA) xác 20 0,5 Dòng ổn Dòng ổn định động định nhiệt (kA) (kA) 120 48 Bảng 4.19: Kiểm tra thông số kỹ thuật máy biến dòng hạ áp STT Kết Đại l-ợng chọn kiểm tra Thông số định Thông số mức tính toán Điện áp định mức (kV) 0,4 3,3 Dòng điện đm sơ cấp (kA) 600 450 Dòng ổn định động (kA) 120 70,5 Dòng ổn định nhiƯt (kA) 48 28,56 4.3.8.2 TÝnh chän vµ kiĨm tra biến áp đo l-ờng Máy biến áp đo l-ờng hay máy biến điện áp, ký hiệu BU TU dùng để biến đổi điện áp sơ cấp xng 100 V hc 100/ V, cÊp ngn cho mạch đo l-ờng, điều khiển, tín hiệu bảo vệ Máy biến điện áp đ-ợc chế tạo với điện áp 0,4kV trở lên Máy biến áp đo l-ờng đ-ợc chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức Sơ đồ đấu dây kiểu máy Cấp xác 71 Công suất định mức Chọn dây dẫn nối BU với dụng cụ đo l-ờng * Chọn biến áp cao áp 35kV Chọn máy biến điện áp đo l-ờng loại 4MR66 hÃng SIEMENS chế tạo (sổ tay trang272) có thông số sau: Bảng 4.20: Điều kiện chọn kiểm tra biến áp đo l-ờng STT Đại l-ợng định mức Thông số định mức Mà hiệu: 4MS46 Kiểu hình Trụ Điện áp định mức (kV) 36 U chịu đựng tần số công nghiƯp (kV) 75 U1®m(kV) 35 U2®m(V) 120 Tải định mức (VA) 900 Trọng l-ợng (kg) 77 * Chọn biến áp đo l-ờng hạ áp 0,4kV Chọn máy biến điện áp đo l-ờng loại 4MS42 hÃng SIEMENS chế tạo có thông số sau: Bảng 4.21: Thông số kỹ thuật máy biến áp hạ áp STT Đại l-ợng định mức Thông số định mức Mà hiệu: 4MS42 Kiểu hình Trụ Điện áp định mức (kV) 12 U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) 35 U1đm(kV) 12 U2đm(V) 100 Tải định mức (VA) 500 Trọng l-ợng (kg) 40 72 4.3.9 Lựa chọn tủ phân phối, tủ động lực Gọi tủ phân phối hay tủ động lực quy -ớc t-ơng đối Tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp cấp điện cho tủ động lực Tủ ®éng lùc cÊp ®iƯn trùc tiÕp cho phơ t¶i Do yêu cầu công nghệ sản xuất khu xí nghiệp mà ta chọn nhsau: - Mỗi khu ta chọn tủ phân phối cấp điện cho tủ động lực (vì mặt nhà x-ởng khu đ-ợc bố trí gần nh- giống nhau) + Tủ ĐL1 - Nhà x-ởng1 + Tủ ĐL2 - Nhà x-ởng2 + Tủ ĐL3 - Nhà x-ởng3 + Tủ ĐL4 - Chiếu sáng - Dựa vào công suất thiết bị nhà x-ởng mà ta chọn đ-ợc áptomát tiết diện dây cáp cho tủ phân phối, tủ ®éng lùc tíi tõng ®éng c¬ 73 Ch-¬ng ThiÕt kế, tính bù công suất cho l-ới điện xí nghiệp 5.1 Đặt vấn đề Vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp công nghiƯp cã ý nghÜa rÊt lín ®èi víi nỊn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện đ-ợc sản xuất Hệ số công suất cos tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số công suất cos chủ tr-ơng lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sản xuất, phân phối sử dụng điện Phần lớn thiết bị tiêu dùng điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất đ-ợc biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, công suất phản kháng Q công suất từ hoá nhà máy điện xoay chiều, không sinh công Quá trình trao đổi công suất phản kháng máy phát hộ tiêu dùng điện trình dao động Mỗi chu kỳ dòng điện, Q đổi chiều bốn lần, giá trị trung bình Q 1/2 chu kỳ dòng điện không Việc tạo công suất phản kháng đòi hỏi tiêu tốn l-ợng động sơ cấp quay máy phát điện Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không thiết phải lấy từ nguồn Vì để tránh truyền tải l-ợng Q lớn đ-ờng dây, ng-ời ta đặt gần hộ tiêu dùng điện máy sinh Q (tụ điện, máy bù đồng bộ, ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm nh- đ-ợc gọi bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng góc lệch pha dòng điện điện áp 74 mạch nhỏ đi, hệ số công suất cos mạng đ-ợc nâng cao, P, Q góc có quan hệ sau: = acrtg P Q Khi l-ợng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, l-ợng Q truyền tải đ-ờng dây giảm xuống, góc giảm , kết cos tăng lên Hệ số công suất cos đ-ợc nâng cao lên đ-a đến hiệu sau: - Giảm đ-ợc tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện - Giảm đ-ợc tổn thất điện áp mạng điện - Tăng khả truyền tải đ-ờng dây máy biến áp - Tăng khả phát máy phát điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos : - Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt đ-ợc l-ợng công suất phản kháng tiêu thụ nh-: hợp lý hoá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động th-ờng xuyên làm việc non tải động có công suất hợp lý hơn, Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên có lợi đ-a lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù - Nâng cao hệ số công suất cos biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu chúng, nhờ giảm đ-ợc l-ợng CSPK phải truyền tải đ-ờng dây theo yêu cầu chúng 5.2 Chọn thiết bị bù Để bù công suất phản kháng cho hệ thèng cung cÊp ®iƯn cã thĨ sư dơng tơ ®iƯn tĩnh , máy bù đồng bộ, động đồng làm việc chế độ kích thích , ta lựa chọn tụ tĩnh điện để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện có -u điểm tiêu hao công suất tác dụng, phần quay 75 nh- máy bù đồng nên lắp rắp, vận hành bảo quản dễ dàng Tụ điện đ-ợc chế tạo thành đơn vị nhỏ, tuỳ theo phát triển phụ tải trình sản xuất mà ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao không bỏ vốn đầu t- lúc Tuy nhiên, tụ điện có số nh-ợc điểm định Trong thực tế với nhà máy, xí nghiệp có công suất không thật lớn th-ờng dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suất Vị trí đặt thiết bị bù ảnh h-ởng nhiều đến hiệu bù Các tụ điện bù đặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPP, tủ phân phối, tủ động lực đầu cực phụ tải lớn Để xác định xác vị trí dung l-ợng đặt thiết bị bù cần phải tÝnh to¸n so s¸nh kinh tÕ kü thuËt cho tõng ph-ơng án đặt bù cho hệ thống cung cấp ®iƯn thĨ Song theo kinh nghiƯm thùc tÕ, tr-ờng hợp công suất dung l-ợng bù công suất phản kháng nhà máy, thiết bị không thật lớn phân bố dung l-ợng bù cần thiết đặt hạ áp TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu t- thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành 5.3.Xác định phân bố dung l-ợng bù 5.3.1.Xác định dung l-ợng bù Dung l-ợng bù cần thiết cho nhà máy đ-ợc xác định theo công thức sau : Qbù =Pttnm (tg Trong : - tg 2) Pttnm- phụ tải tác dụng tính toán cảu nhà máy (kW) -góc ứng với số công suất trung bình tr-ớc bù, cos 1= 0,77 -góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù, cos Với nhà máy thiết kế ta tìm đ-ợc dung l-ợng bù cần thiết : Qbù = Pttxn(tg - tg 2) = 2276,29.(0,82 - 0,32) = 1138,13 kVAr 76 = 0,9 5.3.2 Ph©n bè dung l-ợng bù cho trạm biến áp phân x-ởng Từ trạm phân phối trung tâm nhà máy biến áp phân x-ởng mạng hình tia gồm nhánh có sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay tính toán nh- sau : Sơ đồ thay mạng cao áp để phân bố dung l-ợng bù Công thức tính dung l-ợng bù tối -u cho nhánh mạng hình tia : Qbi = Qi - (Q Q bu ) Rtd Ri Trong ®ã : Qbi - công suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i [kVAr] Qi - công suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải thứ i [kVAr] Q= Qi - phụ tải tính toán phản kháng tổng nhà máy Q = 1935,2 kVAr Ri -điện trở cđa nh¸nh thø i [ ] Ri = RB + RC RB - điện trở máy biến áp RB = PN U đmB 103 S đmB PN - tổn thất ngắn mạch máy biến áp [kW] UđmB , SđmB - điện áp công suất định mức máy biến áp [kV] [kVA] 77 RC - ®iƯn trë cđa ®-êng c¸p RC = r0.L [ ] Căn vào số liệu máy biến áp cáp ta có bảng số liệu sau: Trạm biến ¸p B1 B2 B3 Rtd = R1 R2 RB (Ω) 1,17 1,76 1,76 Rn RC (Ω) 0,325 0,065 0,065 R = RB + Rc (Ω) 1,495 1,825 1,825 điện trở t-ơng đ-ơng mạng [ ] = 0,97 ( ) Xác định dung l-ợng bù tèi -u cho tõng nh¸nh Qb1 = 815,56 - (1935,2 - 1138,13) 0,97 = 298,39 (kVAr) 1,495 Qb2 = 556,84 - (1935,2 - 1138,13) 0,97 = 133,19 (kVAr) 1,825 Qb3 = 562,8 - ( 1935,2 -1138,13) 0,97 = 139,15 (kVAr) 1,825 Từ kết tính toán ta có: Bảng 5.1- Kết phân bố dung l-ợng bù nhà m¸y STT TuyÕn c¸p R ( ) QTT QBï (kVAr) (kVAr) Lo¹i tơ Qtơ (kVAr) SL Tỉng Qbu (kVAr) lé 372- B2 1,495 815,56 298,39 KC2-0,38-503Y3 50 400 B2 - B1 1,825 556,84 133,19 KC2-0,38-503Y3 50 250 B2 - B3 1,825 139,15 KC2-0,38-503Y3 50 250 562,8 78 Sơ đồ lắp ráp tụ bù cos cho trạm biến áp Tủ aptomát Tủ phân phối cho tỉng c¸c PX * Cos TđTđ bïbï cosu Cos Tđ aptomát phân đoạn Tủ bù cosu nhà máy sau đặt bù: - Tổng công suất tụ bù: Qtb = 900 (kVAr) - L-ợng công suất phản kháng truyền l-ới cao áp nhà máy: Q = Qttxn - Qtb = 1935,2 - 900 = 1035,2 (kVA) - Hệ số công suất phản kháng nhà m¸y sau bï: tg = Q 1035,2 = = 0,45 Pttnm 2276,39 Cos = 0,91 KÕt luËn: sau lắp đặt bù cho l-ới hạ áp nhà máy hệ số công suất Cos nhà máy đà đạt yêu cầu 79 Tủ phân phối cho PX Kết luận Sau thời gian giao đề tài " Thiết kế cung cấp điện cho Công ty cổ phần Hàng Kênh - An LÃo - Hải Phòng ", từ ngày 08/04/2009 đến ngày 08/07/2009, d-ới h-ớng dẫn tận tình thầy giáo ThS Nguyễn Đoàn Phong, thầy cô giáo Khoa Điện, bạn bè đồng nghiệp nỗ lực thân đến em đà hoàn thành đồ án với nội dung nh- sau: - Nghiên cứu hệ thống cung cấp điện cho Công ty cổ phần Hàng Kênh - An LÃo - Thống kê phụ tải tính toán phụ tải - Lựa chọn dung l-ợng số l-ợng máy biến áp - Tính chọn cáp cao áp, hạ áp thiết bị hệ thống - Tính toán ngắn mạch kiểm tra phần tử đà chọn - Tính bù cos Qua em đà thấy đ-ợc chất l-ợng điện góp phần định tới chất l-ợng giá thành sản phẩm đ-ợc sản xuất Công ty Một ph-ơng án cấp điện tối -u phải đảm bảo kỹ thuật mặt kinh tế để đạt đ-ợc điều ng-ời thiết kế cần phải tuân theo quy trình, quy phạm để đảm bảo độ tin cậy nh- an toàn sử dụng Do thời gian thực tập hạn chế trình độ, kinh nghiệm thân thiếu nên đồ án em nhiều thiếu sót mong đ-ợc góp ý bổ xung thầy, cô giáo bạn bè để đồ án em đ-ợc hoàn thiện Cuối lần em xin cảm ơn đến thầy cô Khoa Điện Điện tử đặc biệt thầy ThS Nguyễn Đoàn Phong đà h-ớng dẫn tận tình em nhiều trình làm đồ án tốt nghiệp vừa qua Em xin trân trọng cảm ơn! Sinh viên: Đỗ Văn Thuỷ 80 Tài liệu tham khảo Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm (2006), Thiết kế cấp điện, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội Ngô Hồng Quang (2007), Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị ®iÖn tõ 0,4 ®Õn 500kV, NXB khoa häc kü thuËt, Hà Nội Nguyễn Xuân Phú - Nguyễn Công Hiền - Nguyễn Bội Khuê (2004), Cung cấp điện, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Công Hiền - Ngun M¹nh Ho¹ch (2007), HƯ thèng cung cÊp XÝ nghiƯp công nghiệp, đô thị nhà cao tầng, NXB khoa häc kü thuËt, Hµ Néi 81