Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp bao bì xi măng – nhà máy xi măng hải phòng

LỜI MỞ ĐẦU Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, điện khẳng định rõ tầm quan trọng ngành kinh tế quốc dân đời sống sinh hoạt người Điện dạng lượng phổ biến, sản lượng ngày tăng trở thành động lực góp phần tăng suất lao động, tạo nên phát triển nhịp nhàng cấu trúc kinh tế Trong lĩnh vực đời sống xã hội cơng nghiệp ln khách hàng tiêu thụ điện lớn Hiện thời kinh tế mở cửa, phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật doanh nghiệp ln có cạnh tranh chất lượng, mẫu mã giá thành sản phẩm Điện thực đóng góp phần quan trọng định tới chất lượng giá thành sản phẩm doanh nghiệp Trước yêu cầu thực tiễn tầm quan trọng điện đời sống xã hội đề tài “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp bao bì xi măng – Nhà máy xi măng Hải Phòng ” Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý hướng dẫn thực Đề tài gồm nội dung sau: Chương 1: Giới thiệu xí nghiệp sản xuất bao bì xi măng Chương 2: Các phương pháp xác định phụ tải điện Chương 3: Thiết kế mạng cao áp xí nghiệp sản xuất bao bì Chương 4: Thiết kế mạng hạ áp xưởng sản xuất Chương 5: Nối đất chống sét Chƣơng GIỚI THIỆU VỀ XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG HẢI PHỊNG 1.1 Q TRÌNH PHÁT TRIỂN Xí nghiệp Bao bì Xi măng Hải Phịng thuộc Cơng ty Xi măng Hải Phịng nằm quốc lộ (số đường Hà Nội) thành lập theo định số 105/XMVN-HĐQT ngày 26/03/1999 hội đồng quản trị công ty xi măng Việt Nam Là đơn vị đầu chương trình chuyển đổi sản xuất theo chủ trương cơng nghiệp hố - đại hố Hình 1.1: Cơng ty bao bì xi măng Hải Phịng Xí nghiệp đầu tư dây chuyền sản xuất đại Cộng hòa liên Bang Đức Cộng hòa Áo, chuyên sản xuất loại vỏ bao đựng xi măng bao KPK, PK, công suất giai đoạn 25 triệu vỏ bao/năm Sản phẩm vỏ bao đựng xi măng loại xí nghiệp sản xuất công ty thành viên Tổng Công ty công nghiệp Xi măng Việt Nam số công ty xi măng liên doanh sử dụng, đánh giá cao chất lượng giá Tuy bước vào hoạt động theo quy mơ xí nghiệp bao bì Xi măng Hải Phịng có uy tín với bạn hàng phương thức làm ăn Đội ngũ cán cơng nhân viên ngày nâng cao mức sống trình độ nghiệp vụ Cùng với đồn kết gắn bó, nhiệt tình nổ cơng việc xí nghiệp Bao bì Xi măng Hải Phòng dần ổn định bước phát triển 1.2 SƠ ĐỒ CƠ CẤU TỔ CHỨC Đại hội đồng cổ đơng Ban kiểm sốt Giám đốc điều hành Phó giám đốc điều hành Phịng kế tốn, thống kê tài Phịng tổ chức hành Phịng tổng hợp Phòng kỹ thuật, vật tư Xưởng sản xuất Hình 1.2: Sơ đồ cấu tổ chức xí nghiệp 1.3 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BAO BÌ Cơng nghệ sản xuất bao bì xi măng theo cơng nghệ khép kín bán tự động, số khâu có tham gia người có cố xảy phải có can thiệp người hệ thống hoạt động trở lại, vật liệu sử dụng nhựa PP, số phụ gia, giấy xi măng… Đầu vào hạt nhựa PP số phụ gia khác đưa tới phận trộn, định lượng đưa tới phận nạp liệu máy đùn thuộc khâu tạo sợi Tại hạt nhựa phụ gia nấu chảy Zone gia nhiệt nhiệt độ khác nhau, nhựa nóng chảy ép đưa đến khn phẳng để tạo thành màng nhựa Màng nhựa qua nước làm mát để giảm nhiệt độ màng màng đông cứng lại, qua hệ thống hút nước bám màng nhựa Dao cắt cắt màng nhựa thành sợi có độ rộng Để tăng cường tính chất lý sợi sau sợi cắt qua lị ủ, qua lị tơi kéo sợi Sau sợi cuộn thành suối sợi đưa tới khâu dệt sợi, trước đưa tới khâu dệt kiểm tra chất lượng cách kỹ lưỡng Khâu dệt bao gồm 15 máy dệt dệt thành phẳng hay hình ống dài vơ tận Sợi đưa tới máy dệt qua hệ thống cấp sợi dọc sợi ngang Vải kéo chuyển động lên nhờ động kéo vải Sau vải kéo chuyển động ngang nhờ động cuộn vải thành Rulo hệ thống lăn Vải dệt có hình ống nên cắt thành phẳng nhờ hệ thống dao nhiệt Các Rulo chuyển tới khâu đùn tráng màng, khâu đùn tráng màng tráng lớp nhựa mỏng bề mặt giấy xi măng mành nhựa nhằm tạo độ bền cho bao bì, để chống ẩm cho xi măng Các cuộn giấy xi măng vải bao đưa tới phận tở cuộn, qua phận tạo nhám để nâng cao chất lượng dính màng nhựa, lơ nóng làm nóng vải bao giấy trước đưa tới đùn đầu Đầu đùn tạo lớp màng (từ hạt PP) để kết dính lớp dính vải bao Quả lơ ép thực ép dính tới trục lạnh, qua hệ thống lăn, vải giấy tráng lớp màng đạt yêu cầu quấn thành Rulo Từ sản phẩm khâu tráng màng giấy xi măng, khâu in cắt ống có nhiệm vụ in chữ, biểu tượng lên vỏ bao tạo thành ống cắt thành bao Ở khâu bao gồm phận như: tở cuộn, tạo nhám, máy in, xâm lỗ, phận tạo ống, máy đùn nhựa dán mép bao, vòi phun hồ dán giấy, máy cắt hai đầu bao kinh tế, phận phân bao hai đường hệ thống băng vải Vỏ bao tạo từ khâu in - cắt lồng ống, trước đưa tới khâu máy may đầu bao qua khâu gấp vành, khâu thực tay Khâu may đầu bao tạo thành vỏ bao hoàn chỉnh với đầu bao may kín nhờ hai máy may cơng nghiệp bố trí hai bên, truyền động dây xích dây curoa Tại máy may đầu bao vỏ bao sau hoàn chỉnh nhờ hệ thống băng tải đưa tới phận đếm bao, chương trình đếm vỏ bao cài đặt sẵn thay đổi q trình đếm Vỏ bao hồn chỉnh đưa tới khâu in dấu ép kiện chuyển xuống kho thành phẩm Tạo sợi Kho vật tư Máy nén khí máy dệt máy dêt Đùn tráng Máy tráng màng In cắt lồng ống Máy may Máy may In dấu ép kiện Kho thành phẩm Hình 1.3 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất bao bì xi măng Chƣơng XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG 2.1.ĐẶT VẤN ĐỀ Khi thiết kế cung cấp điện cho cơng trình nhiệm vụ phải xác định nhu cầu điện cơng trình Tùy theo qui mơ cơng trình mà nhu cầu điện xác định theo phụ tải thực tế phải tính đến phát triển sau Do xác định nhu cầu sử dụng điện công việc quan trọng, phụ tải tính tốn số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố, xác định xác phụ tải tính tốn việc khó khăn quan trọng Vì phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế giảm tuổi thọ thiết bị , gây cháy nổ nguy hiểm Nếu phụ tải tính tốn lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị chọn lớn gây lãng phí Do tính chất quan trọng nên có nhiều cơng trình nghiên cứu có nhiều phương pháp tính tốn phụ tải điện Trong thực tế thiết kế, đơn giản công thức để xác định phụ tải điện cho phép sai số ±10% Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn chia làm nhóm chính: * Nhóm thứ nhất: nhóm dựa vào kinh nghiệm thiết kế vận hành để tổng kết đưa hệ số tính tốn Đặc điểm phương pháp thuận tiện cho kết gần * Nhóm thứ hai: nhóm phương pháp dựa sở lý thuyết xác suất thống kê Đặc điểm phương pháp có kể đến ảnh hưởng nhiều yếu tố Vì kết tính tốn có xác song việc tính tốn phức tạp Trong thực tế, tùy yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính tốn phụ tải điện thích hợp 2.2 PHÂN LOẠI PHỤ TẢI ĐIỆN Khi xác định phụ tải tính tốn ta nên tiến hành phân loại phụ tải theo hộ tiêu thụ để có cách nhìn đắn phụ tải có ưu tiên cần thiết lựa chọn hợp lý sơ đồ cung cấp điện Tùy theo tầm quan trọng kinh tế xã hội, hộ tiêu thụ điện cung cấp điện với mức độ tin cậy khác nhau, thông thường phân thành loại hộ tiêu thụ điện * Hộ loại 1: hộ mà có cố dừng cung cấp điện gây nên hậu nguy hiểm đến tính mạng người, gây thiệt hại lớn kinh tế, hư hỏng thiết bị, gây rối loạn q trình cơng nghệ có ảnh hưởng khơng tốt phương diện trị Đối với hộ loại phải cung cấp điện với độ tin cậy cao, thường dùng nguồn đến, có nguồn dự phòng nhằm hạn chế đến mức thấp việc điện Thời gian điện thường coi thời gian đóng nguồn dự trữ * Hộ loại 2: hộ tiêu thụ ngừng cung cấp điện gây thiệt hại kinh tế, hư hỏng sản phẩm, sản xuất đình trệ, gây rối loạn trình công nghệ Để cung cấp điện cho hộ loại ta sử dụng phương pháp có khơng có nguồn dự phòng, hộ loại cho phép ngừng cung cấp điện thời gian đóng nguồn dừ trữ tay * Hộ loại : hộ cho phép cung cấp điện mức độ tin cậy thấp, cho phép điện thời gian sửa chữa, thay có cố Theo cách phân loại xí nghiệp bao bì xi măng xét vào hộ tiêu thụ điện loại Ngoài hộ tiêu thụ điện xí nghiệp cịn phân loại theo chế độ làm việc Loại hộ tiêu thụ điện có chế độ làm việc dài hạn, có phụ tải thay đổi không thay đổi Các thiết bị làm việc lâu dài mà nhiệt độ khơng vượt giá trị cho phép.Như xí nghiệp bao bì xi măng xếp vào loại hộ có chế độ làm việc dài hạn 2.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 2.3.1 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu Cơng thức tính: n Ptt  k nc  Pdi i 1 Qtt  Ptt tg (2-1) S tt  Ptt2  Qtt2  Ptt cos n Khi lấy Pd = Pđm Ptt  k nc  Pdi i 1 Trong đó: Pdi , Pđm – cơng suất đặt công suất định mức thiết bị (kW) Ptt , Qtt , Stt – công suất tác dụng, cơng suất phản kháng, cơng suất tồn phần tính tốn nhóm thiết bị, (kV, kVAR, kVA) n- số thiết bị nhóm knc – hệ số nhu cầu nhóm thiết bị tiêu thụ điện, tra sổ tay tgφ ứng với cosφ – đặc trưng cho nhóm thiết bị, tra tài liệu tra cứu Phương pháp đơn giản, thuận tiện xác k nc tra tài liệu tra cứu 2.3.2 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax Ptb (hay gọi phƣơng pháp số thiết bị hiệu quả) * Với động cơ: Ptt = Pđm n * Với nhóm động n ≤ : Ptt   Pđmi * Với n ≥ phụ tải tính tốn nhóm động xác định theo công thức: n Ptt  k max k sd  Pđmi (2-2) i Trong : Pđm : công suất định mức, (kW) Ksd : hệ số sử dụng nhóm thiết bị, tra sổ tay kmax : hệ số cực đại, tra đồ thị tra bảng theo đại lượng ksd nhq nhq : số thiết bị dùng điện hiệu 2.3.3 Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm Công thức: Ptt  Pca  M ca W0 Tca (2-3) Trong đó: Mca - số lượng sản phẩm sản xuất ca Tca - thời gian phụ tải lớn Wo - suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm 2.3.4 Xác định PTTT theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Cơng thức: Ptt  p0 F (2-4) Trong : F - diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m2) P0 - suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Trong đồ án này, tác giả sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại cơng suất trung bình phương pháp cho kết xác so với phương pháp 2.4 XÁC ĐỊNH PTTT CỦA XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG Các máy móc sản xuất xí nghiệp bao bì xi măng Hải Phịng máy móc theo cơng nghệ đại nhập từ nước ngồi Mỗi máy móc có nhiều phận khác tạo thành khối phức tạp, hoạt động phận có liên quan chặt chẽ với nhà thiết kế tính toán, chế tạo sẵn theo đơn đặt hàng 10 Trên trình bày hệ thống chiếu sáng nhà, ngồi cịn có chiếu sáng ngồi trời chiếu sáng khu vực sân bãi, đường đi, nơi bốc dỡ hàng hóa vật liệu Chiếu sáng ngồi trời chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố khí hậu (sương mù, mưa, bụi…) thiết kế chiếu sáng trời phải ý đến yếu tố Nhưng dù thiết kế chiếu sáng hình thức phải đảm bảo yêu cầu sau: * Khơng lóa mắt * Khơng lóa phản xạ * Khơng có bóng tối * Phải có độ rọi đồng * Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày 4.3.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng làm việc nhà xƣởng sản xuất Với toàn diện tích nhà xưởng 2835m2, máy móc phân bố xưởng yêu cầu công việc không tỉ mỉ, xác, nên tác giả chọn hình thức chiếu sáng chung Tồn nhà xưởng có diện tích 2835m2, chiều cao 9m Nhà xưởng sản xuất chia làm gian: Gian đặt máy tạo sợi, máy đùn tráng màng, máy in – cắt lồng ống, máy may, máy ép kiện, có diện tích 1890m2 Gian đặt 15 máy dệt có diện tích 945m2 Chọn đèn chiếu sáng: Đèn huỳnh quang có cơng suất 40(W), U=220(V,) quang thông 1720(lm) * Chiếu sáng cho gian có S = 1890m2 - Xác định số lượng bóng đèn Tổng cơng suất bóng đèn: P  30,8 Pd S E , (W ) S Fden (4-3) Trong đó: Pđèn : cơng suất đèn dùng thiết kế, Pđèn = 40(W) Fđèn :quang thông đèn dùng thiết kế, Fđèn = 1720(lm) 44 E : độ rọi tối thiểu, tra bảng độ rọi tiêu chuẩn nhà xưởng sản xuất, E=100(lx) S : diện tích chiếu sáng S = (45x42)m2 S0 : diện tích chiếu sáng đèn ống Có a 42   4,67   S  11,5(m ) H0 Trong đó: a : chiều rộng nhà xưởng H0 : chiều cao nhà xưởng Thay số vào (4- 4) có: P  30,8 Số lượng đèn: n  40.(45.42).100  11771,89(W ) 11,5.1720 P 11771,89   235,43 (đèn) ≈ 236 (đèn) 1,25.Pden 1,25.40 * Bố trí đèn: Với chiều cao máy móc lắp đặt nhà xưởng ta chọn chiều cao treo đèn so với mặt nhà xưởng 5m, chiều rộng phòng 42m, chiều dài 45m, theo cách bố trí máy móc nhà xưởng ta chọn cách bố trí đèn cách tường 2,5m; bố trí đèn thành dãy, dãy có cum, cụm có bóng * Chiếu sáng gian đặt 15 máy dệt có S = 945m2 *Tổng cơng suất bóng đèn xác định theo cơng thức (4- 4)  P  30,8 n 40.(22,5.42).100  5885,95(W ) 11,5.1720 P 5885,95   117,72  118 (đèn) 1,25.Pđen 1,25.40 * Bố trí đèn:Với chiều cao máy móc lắp đặt nhà xưởng ta chọn chiều cao treo đèn so với mặt nhà xưởng 5m, chiều rộng phòng 42m, chiều dài 22,5m, theo cách bố trí máy móc nhà xưởng ta chọn cách bố trí đèn cách tường 2,5m; bố trí đèn thành dãy, dãy có cum, cụm có bóng  Vậy tổng số bóng đèn thực tế lắp đặt là: 9.7.4 + 5.7.4 = 392 (đèn) 45 * Thiết kế mạng điện chiếu sáng Đặt riêng tủ chiếu sáng lấy điện từ tủ phân phối Tủ chiếu gồm áptomat tổng pha 14 áptomat nhánh pha Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng: I cs  Pcs 3.U đm Pcs  392.40  15680(W )  I cs  15,680  22,63( A) 3.0,4 Chọn cáp đồng lõi cách điện PVC (4x6) LG sản xuất tiết diện 6mm2 có Icp = 66(A) - Chọn áptomat tổng: Chọn áptomat tổng pha loại ABS 103 – 3P LG có Iđm = 60(A) - Chọn áptomat nhánh: Chọn 14 áptomat nhánh pha cấp điện cho 14 dãy bóng, dãy cụm, cụm bóng In  4.7.0,4  5,09( A) 0,22 Chọn 14 áptomat pha loại BKM LG có Iđm = 20(A) - Chọn dây dẫn tới bóng: Chọn cáp đồng lõi cách điện PVC hãng LG sản xuất có tiết diện (2x2,5)mm2 có Icp = 48(A) - Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat k hc I cp  I 1,5 Chọn hệ số hiệu chỉnh khc = Kiểm tra cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng: I cp  66( A)  1,25.50  41,6( A) 1,5 Kiểm tra dây 2,5mm2: I cp  48( A)  1,25.20  16,67( A) 1,5 Vậy cáp dây dẫn chọn thỏa mãn 46 TỦ PP XLPE/PVC(4x6)mm2 ABS103 -3P/60A ABS103 3P/60A PVC(2x2,5)mm2 TỦ CS 14 DÃY BÓNG, MỖI DÃY CỤM, MỖI CỤM BĨNG Hình 4.3: Sơ đồ ngun lý mạng chiếu sáng 47 Chƣơng NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 5.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ thống cấp điện có nhiệm vụ truyền tải phân phối điện đến hộ tiêu thụ Vì đặc điểm quan trọng hệ thống cấp điện phân bố diện tích rộng, thường xuyên có người làm việc với thiết bị điện chịu trách nhiệm ảnh hưởng yếu tố khách quan điều kiện làm việc, thời tiết yếu tố chủ quan người vận hành khơng tn theo quy tắc an tồn Vì nguyên nhân khách quan hay chủ quan làm cho điện trở cách điện thiết bị hư hỏng gây nguy hiểm cho người vận hành Vì hệ thống cung cấp điện thiết phải có biện pháp an tồn, có hiệu tương đối đơn giản thực nối đất đặt thiết bị chống sét 5.2 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHỐNG SÉT 5.2.1 Sét nguyên nhân gây sét Sét phóng điện khí đám mây tích điện đất hay đám mây mang điện tích trái dấu Các đám mây mang điện kết phân tích điện tích trái dấu tập trung chúng phần khác đám mây Các đám mây với đất hình thành tụ điện mây đất, phần đám mây thường tích lũy điện tích dương Cường độ điện trường tụ điện mây đất tăng dần lên chỗ cường độ đạt tới trị số tới hạn 25-30(kV/cm) khơng khí bị ion hóa bắt đầu trở nên dẫn điện Sự dẫn điện chủ yếu đặc trưng dòng điện lớn qua chỗ sét đánh gọi dòng điện sét lóe mãnh liệt dịng phóng điện Các cơng trình điện như: đường dây, cột vượt sông, vượt quốc lộ, vượt đường sắt, trạm biến áp, trạm phân phối nơi dễ bị sét đánh trực tiếp 48 5.2.2.Các thiết bị chống sét 5.2.2.1.Thiết bị chống sét đường dây tải điện Trong vận hành cố cắt điện sét đánh vào đường dây tải điện không chiếm tỉ lệ lớn toàn cố hệ thống điện Bởi bảo vệ hệ thống chống sét cho đường dây có tầm quan trọng lớn việc đảm bảo vận hành an toàn cấp điện liên tục Để bảo vệ chống sét cho đường dây, tốt đặt dây chống sét toàn tuyến đường dây, song biện pháp thường dùng cho đường dây 110kV-220kV cột sắt cột bê tông cốt sắt Để tăng cường hệ thống chống sét cho đường dây đặt chống sét ống tăng thêm bát sứ nơi cách điện yếu, cột vươn cao, chỗ giao chéo với đường dây khác, đoạn tới trạm 5.2.2.2 Thiết bị chống sét cho TBA Thiết bị chống sét đánh trực tiếp Hệ thống chống sét bao gồm: phận thu đón bắt sét đặt không trung, nối đến dây dẫn đưa xuống, đầu dây dẫn lại nối đến mạng lưới nằm đất Vai trò phận đón bắt sét nằm khơng trung quan trọng trở thành điểm đánh thích ứng sét Dây dẫn nối từ phận đón bắt sét từ đưa xuống có nhiệm vụ đưa dòng sét xuống hệ thống lưới kim loại nằm lòng đất tỏa nhanh vào đất Như hệ thống lưới kim loại dùng khuếch tán dòng điện sét vào đất Thiết bị chống sét đường dây truyền vào trạm Các đường dây khơng dù có bảo vệ chống sét hay khơng thiết bị điện có nối với chúng chịu tác dụng sóng sét truyền từ đường dây đến Biên độ sóng qúa điện áp khí lớn điện áp cách điện thiết bị dẫn đến chọc thủng cách điện, phá hoại thiết bị điện mạch điện bị cắt Do để bảo vệ thiết bị TBA tránh sóng điện áp truyền từ đường dây vào phải dùng thiết bị chống sét 49 Thiết bị chống sét truyền vào trạm chủ yếu chống sét van (CSV) kết hợp với chống sét ống (CSO) khe hở phóng điện Khe hở phóng điện : thiết bị chống sét đơn giản, rẻ tiền nhất, bao gồm điện cực có điện cực nối với mạch điện cực nối với đất Khi làm việc bình thường, khe hở cách ly phần tử mang điện (dây dẫn) với đất Khi có sóng điện áp, khe hở phóng điện truyền xuống đất Nhưng thiết bị khơng có phận dập hồ quang nên làm việc phận bảo vệ rơle ngắt mạch điện Khe hở phóng điện thường dùng làm phận loại chống sét khác Chống sét ống (CSO): gồm có khe hở phóng điện, khe hở đặt ống làm vật liệu sinh khí fibrơ hay philipơlat Khi dịng điện áp q cao hai khe hở phóng điện Dưới tác dụng hồ quang, chất sinh khí phát nóng sản sinh khí làm áp suất ống khí tăng tới hàng chục ata thổi tắt hồ quang Khả dập tắt hồ quang chống sét ống hạn chế Nếu dòng điện lớn hồ quang không bị dập tắt gây ngắt mạch tạm thời làm rơle cắt mạch Chống sét ống chủ yếu dùng để bảo vệ cho đường dây khơng có dây chống sét làm phần tử phụ cho sơ đồ bảo vệ TBA Chống sét van (CSV) : gồm phần tử khe hở phóng điện điện trở làm việc Khe hở phóng điện chống sét van chuỗi khe hở nhỏ có nhiệm vụ xét Điện trở làm việc điện trở phi tuyến có tác dụng hạn chế để việc dập hồ quang khe hở phóng điện dễ dàng sau chống sét van làm việc Điện trở phải thỏa mãn điều kiện trái ngược cần có điện trở lớn để hạn chế dòng điện ngắt mạch lại có điện trở nhỏ để hạn chế điện áp dư, điện áp dư khó bảo vệ cách điện 5.2.3 Lựa chọn thiết bị chống sét Do nhà chế tạo tính tốn đầy đủ thông số chống sét cho phù hợp với cấp điện áp nên chống sét van cần lựa chọn theo điều kiện điện áp định mức Trạm BA xí nghiệp bao bì xi măng sử dụng nguồn cao áp 50 6kV nên chọn chống sét van loại ABBLA 6kV Mỹ chống sét đường dây truyền vào trạm, dàn TBA lắp thêm chống sét van 6kV loại ABBLA Mỹ Ngồi cịn lắp thêm chống sét ống 6kV đầu điểm đấu để chống sét cho đường dây 5.3 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT Trang bị nối đất bao gồm điện cực dây dẫn nối đất Các điện cực nối đất bao gồm điện cực thẳng đóng sâu vào đất điện cực ngang chôn ngầm độ sâu định Các dây nối đất dùng để nối liền phận nối với đất với điện cực nối đất Khi có trang bị nối đất, dòng điện ngắn mạch xuất cách điện thiết bị điện với vỏ bị hư hỏng, chạy qua vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống điện cực chạy tản vào đất Có cách thực nối đất nối đất tự nhiên nối đất nhân tạo * Nối đất tự nhiên: sử dụng ống dẫn nước hay ống kim loại khác đặt đất (trừ ống dẫn kim loại lỏng khí dễ cháy) kết cấu kim loại cơng trình nhà cửa nối đất vỏ bọc kim loại cáp đặt đất làm trang bị nối đất Khi xây dựng trang bị nối đấtcần phải tận dụng vật liệu tự nhiên có sẵn Điện trở nối đất xác định cách đo thực tế hay dựa vào tài liệu để tính gần * Nối đất nhân tạo thực cọc thép, thép hình chữ nhật hay hình thép góc dài từ 2÷3(m) đóng sâu xuống đất cho đầu chúng cách mặt đất khoảng 0,5 ÷ 0,7(m) Dây nối đất cần có tiết diện thỏa mãn độ bền khí ổn định nhiệt, chịu dịng điện ho phép lâu dài Dây nối đất không < 1/3 tiết diện dây dẫn pha, thường dùng thép có tiết diện 120mm2, nhôm 35mm2, đồng 25mm Điện trở nối đất nhân tạo thực nối đất tự nhiên đo không thỏa mãn điện trở nối đất cho phép lớn trang bị nối đất Điện trở nối đất nhân tạo gồm hệ thống cọc đóng thẳng đứng (điện cực thẳng đứng) đặt nằm ngang ( điện cực ngang) xác định: 51 Theo công thức: Rnhantao  Rd Rng (5-1) Rd  Rng Tính tốn nối đất Căn vào thiết kế cơng ty xây lắp điện Hải Phịng áp dụng thực tế chọn dùng cọc tiếp địa L75x75 dài 2,5(cm) ; mặt bằng, mặt cắt hệ thống nối đất trạm biến áp sau: 0,7m 0,8m TBA l=2,5m a=7,5m Qua công tác khảo sát thiết kế cho thấy đất vị trí xây dựng trạm biến áp có điện trở suất   0,4.104 (cm) , thuộc loại đất ẩm tự nhiên * Tính tốn nối đất cho trạm biến áp - Xác định điện trở nối đất cọc R1C  0,366 2l 4t  l .k max (lg  lg ) (5-2) l d 4t  l Trong đó:  : điện trở suất đất,   0,4.104 (cm) kmax : hệ số mùa, kmax = 1,5 d : đường kính ngồi cọc,(m) l : chiều dài cọc, l = 2,5(m) t : độ chơn sâu cọc, tính từ mặt đất đến điểm chôn sâu cọc,( m) Đối với thép có bề rộng cạnh b, đường kính ngồi đẳng trị tính: d = 0,95.b Dùng thép góc L75.75.7 dài 2,5m để làm cọc thẳng đứng thiết bị nối đất có: 52 b = 0,075(m) d = 0,95.0,075 = 0,071(m) t  0,8  2,5  2,05(m) Thay số vào (5-2) ta có: R1C  0,336  2.2,5 4.2,05  2,5  1,5.0,4.102. lg  lg   19,8() 2,5  0,071 4.2,05  2,5  Các cọc có chiều dài l = 2,5(m); cách khoảng a=7,5(m)  a   hệ số sử dụng cọc   0,8 (tra bảng sách cung cấp điện) l Điện trở khuếch tán cọc: 0,336 2l  max lg () (5-4) l b.t Rd  Trong đó:  max : điện trở suất đất độ sâu chôn nằm ngang l : chiều dài ( chu vi) mạch vòng tạo nên nối t : chiều sâu chôn nối, t = 0,8(m) b : chiều rộng nối, b = 0,04(m) Thay số vào (5-4) ta có: Rt  0,336 2452 0,4.102.1,5 lg  2,5() 45 0,4.0,8 Điện trở nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng ngang  t , tra bảng PL6.6 sách hệ thống cung cấp điện có  t  0,64 Rt'  Rt t  2,5  3,9() 0,64 Xác định điện trở khuếch tán thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc nối nằm ngang Rnd  RC Rt 4,125.3,9   2,005() RC1  Rt 4,125  3,9 Theo quy phạm điện trở nối đất nhân tạo  4() , dùng cọc tiếp địa phù hợp Do hệ thống cung cấp điện có đặc điểm thường xuyên 53 có người làm việc với thiết bị điện, cách điện thiết bị điện bị chọc thủng, người vận hành không tuân theo quy tắc an toàn nguyên nhân gây tai nạn điện Do thiết bị điện, dàn trạm nối dàn tiếp địa sắt 12 luồn ống gen nilon Riêng trung tính MBA nối với dàn tiếp địa dây đồng M50 Tại cột cao áp sử dụng dây nối đất cọc tiếp địa T1C- 2,5m 54 KẾT LUẬN Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp, hướng dẫn tận tình giáo Th.s Đỗ Thị Hồng Lý nỗ lực thân đến tác giả hoàn thành đồ án Đồ án bao gồm chương trình bày vấn đề sau: Chương 1: Giới thiệu xí nghiệp sản xuất bao bì xi măng cơng nghệ sản xuất bao bì xi măng Chương 2: Trình bày phương pháp xác định phụ tải điện xác định phụ tải tính tốn cảu xí nghiệp Chương 3: Thiết kế mạng điện xí nghiệp bao gồm: Đường dây 6kV, trạm biến áp thiết bị trạm biến áp Chương 4: Thiết kế mạng điện áp xưởng sản xuất: Lựa chọn thiết bị tủ phân phối, phương án dây từ tủ phân phối đến tủ động lực máy sản xuất thiết kế mạng chiếu sáng làm việc xưởng sản xuất Chương 5: Lựa chọn thiết bị chống sét, tính tốn nối đất cho trạm biến áp thiết bị điện xí nghiệp Tuy nhiên qua đề tài tác giả có hiểu biết tốt lĩnh vực tính tốn thiết kế cung cấp điện, vai trị điện đời sống kinh tế xã hội cụ thể: * Chất lượng điện góp phần định tới chất lượng giá thành sản phẩm sản xuất doanh nghiệp Chính việc thiết kế cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp nhằm đảm bảo độ tin cậy nâng cao chất lượng điện đặt lên hàng đầu Muốn vậy, việc xác định xác phụ tải cần thiết * Một phương án cấp điện tối ưu phải đảm bảo mặt kỹ thuật mặt kinh tế Hai mặt kinh tế kỹ thuật có mâu thuẫn, người thiết kế hệ thống cấp điện ln gặp khó khăn giải mâu thuẫn này.Trong công tác thiết kế cấp điện cần phải tuân theo quy trình, quy phạm để đảm bảo an toàn cho người thiết bị nhà nước ban hành 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tầm (2001), Thiết Kế Cấp Điện, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội TS Nguyễn Lân Tráng (2004), Quy Hoạch Phát Triển Hệ Thống Điện, NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội Nguyễn Xuân Phú - Nguyễn Công Hiền - Nguyễn Bội Khê (2001), Cung Cấp Điện, NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội Nguyễn Công Hiền - Nguyễn Mạch Hoạch (2001), Hệ Thống Cung Cấp Điện Của Xí Nghiệp Cơng Nghiệp Đô Thị Và Nhà Cao Tầng, NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội Ngô Hồng Quang (2002), Sổ Tay Và Lựa Chọn Tra Cứu Thiết Bị Điện Từ 0,4 Đến 500kV, NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội Trần Sách (1998), Lưới điện hệ thống điện, NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội 56 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chƣơng GIỚI THIỆU VỀ XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG HẢI PHÒNG 1.1 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN 1.2 SƠ ĐỒ CƠ CẤU TỔ CHỨC 1.3 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BAO BÌ Chƣơng XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG 2.1.ĐẶT VẤN ĐỀ 2.2 PHÂN LOẠI PHỤ TẢI ĐIỆN 2.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 2.3.1 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu 2.3.2 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax Ptb (hay gọi phƣơng pháp số thiết bị hiệu quả) 2.3.3 Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm 10 2.3.4 Xác định PTTT theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất 10 2.4 XÁC ĐỊNH PTTT CỦA XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG 10 2.4.1.Xác định phụ tải tính tốn xƣởng sản xuất 11 2.4.2 Khối quản lý 17 2.4.3 Phụ tải tồn xí nghiệp 17 Chƣơng 19 THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP 19 CHO XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ 19 3.1 KHÁI QUÁT CHUNG 19 3.2 LỰA CHỌN TRẠM VÀ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP 19 3.2.1 Xác định vị trí đặt trạm 20 3.2.2 Xác định dung lƣợng máy biến áp 21 3.3 CHỌN DÂY CAO ÁP 23 3.4 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG TRẠM BIẾN ÁP 26 3.4.1 Lựa chọn thiết bị điện cao áp 26 57 3.4.1.1.Chọn cao áp 26 3.4.1.2 Lựa chọn cầu dao liên động 28 3.4.1.3 Lựa chọn cầu chì cao áp 28 3.4.1.4 Lựa chọn máy biến dòng điện, máy biến áp 29 3.4.1.5 Lựa chọn chống sét 30 3.4.1.6 Công tơ hữu công vô công 30 3.4.2 Lựa chọn thiết bị điện hạ áp 30 3.4.2.1 Chọn cáp từ máy biến áp đến tủ phân phối hạ áp 30 3.4.2.2 Chọn áptomat tủ hạ áp 31 3.4.2.3 Lựa chọn góp hạ áp 31 3.4.2.4 Tính tốn ngắn mạch kiểm tra thiết bị chọn 31 3.4.2.5 Chọn cáp từ tủ phân phối đến phụ tải 34 Chƣơng 36 THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP XƢỞNG SẢN XUẤT 36 4.1 VẠCH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN MẠNG HẠ ÁP 36 4.2 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP 36 4.2.1 Chọn cáp từ máy biến áp đến tủ phân phối 36 4.2.2 Chọn thiết bị tủ phân phối 37 4.2.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 39 4.3.THIÊT KẾ CHIẾU SÁNG 43 4.3.1 Đặt vấn đề 43 4.3.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng làm việc nhà xƣởng sản xuất 44 Chƣơng 48 NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 48 5.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 48 5.2 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHỐNG SÉT 48 5.2.1 Sét nguyên nhân gây sét 48 5.2.2.Các thiết bị chống sét 49 5.2.2.1.Thiết bị chống sét đường dây tải điện 49 5.2.2.2 Thiết bị chống sét cho TBA 49 5.2.3 Lựa chọn thiết bị chống sét 50 5.3 TÍNH TỐN NỐI ĐẤT 51 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 58