Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

trờng đhbk Hà Nội khoa điện môn hệ thống điện cộng hòa xà hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lËp - Tù - H¹nh - nhiƯm vơ thiÕt kế tốt nghiệp Họ tên sinh viên: Đăng Hữu Hùng Lớp: HTĐ - K1 Sông Đà I Đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho: Nhà máy sản xuất máy kéo II Số liệu: Mặt nhà máy Mặt phân xởng SCCK danh sách máy Nguồn điện: Trạm BATG - 110/10, 22, 35 (kV) Cách nhà máy: (km) III Nội dung thiết kế: Xác định phụ tải tính toán Thiết kế mạng cao áp nhà máy Thiết kế mạng hạ áp phân xởng SCCK Thiết kế chiếu sáng phân xởng SCCK Tính toán bù cos cho nhà máy Thiết kế trạm biến áp phân xởng Thiết kế đờng dây trung áp cấp điện cho nhà máy IV Bản vẽ: vẽ A0 Hà Nội, ngày tháng năm 200 Cán hớng dẫn Ngô Hồng Quang Mặt nhà máy sản xuất máy kéo (đề 21) Hình Phụ tải nhà máy sản xuất máy kéo Số mặt Tên phân xởng Ban quản lý phòng thiết kế Phân xởng khí số Phân xởng khí số Phân xởng luyện kim mầu Phân xởng luyện kim đen Phân xởng sửa chữa khÝ Ph©n xëng rÌn Ph©n xëng nhiƯt lun Bé phËn khÝ nÐn 10 Kho vËt liÖu 11 Chiếu sáng phân xởng Công suất đặt (kW) 80 (cha kĨ chiÕu s¸ng) 1500 1800 2100 2300 Theo tÝnh toán 1350 1200 1700 60 Xác định theo diện tích T T 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 Danh sách thiết bị phân xởng sửa chữa khí (Bản vẽ số 1) Số lNhÃn Công suất Ghi Tên thiết bị ợng hiệu (kW) Bé phËn dơng M¸y tiƯn ren IK625 10,0 M¸y tiƯn ren IK620 10,0 M¸y doa täa ®é 2450 4,5 M¸y doa ngang 2614 4,5 Máy phay vạn 6H82 7,0 Máy phay ngang 4,5 6H84 Máy phay chép hình 5,62 6HK Máy phay đứng 6H12 7,0 Máy phay chép hình 642 1,7 Máy phay chép hình 6461 0,6 Máy phay chép hình 64616 3,0 Máy bào ngang 7M36 7,0 Máy bào giờng trụ MC38 10,0 Máy xọc 7M430 7,0 Máy khoan hớng tâm 2A55 4,5 Máy khoa đứng 2A125 4,5 Máy mài tròn 36151 7,0 Máy mài tròn vạn 312M 2,8 Máy mài phẳng có trục đứng 373 10,0 Máy mài phẳng có trục nằm 371M 2,8 M¸y Ðp thđy lùc 4,5 O-53 M¸y khoan để bàn HC-12A 0,65 Máy mài sắc 2,8 Máy ép tay kiểu vít Bàn thợ nguội 10 Máy giũa 1,0 Máy mài sắc dao cắt gọt 3A625 2,8 Bộ phận sửa chữa Máy tiện ren IA62 7,0 M¸y tiƯn ren 1616 4,5 M¸y tiƯn ren IE6IM 3,2 M¸y tiƯn ren I63A 10,0 Máy khoan đứng 2A125 2,8 Máy khoan đứng 2A150 7,0 Máy phay vạn 6H81 4,5 Máy bào ngang 7A35 5,8 Máy mài tròn vạn 3130 2,8 Máy mài phẳng 4,0 Máy ca 872A 2,8 Máy mài hai phía 2,8 Máy khoan bàn HC-12A 0,65 Máy ép tay Bàn thợ nguội - Chơng I: Xác định phụ tải tính toán phân xởng toàn nhà máy I Xác định phụ tải tính toán phân xởng sửa chữa khí I.1 Xác định phân nhóm phụ tải điện phân xởng sửa chữa khí Phân xởng sửa chữa khí phân xởng số sơ đồ mặt nhà máy Phân xởng có diện tích bố trí Trong phân xởng có 96 thiết bị, công suất thiết bị khác nhau, thiết bị có công suất lớn 30kW xong có thiết bị có công suất nhỏ < 0,5kW Phần lớn thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, có máy biến áp hàn có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại Những đặc biệt điểm quan trọng phân nhóm phụ tải, xác định PTTT lựa chọn phơng án thiết kế cung cấp điện cho phân xởng Căn vào vị trí, công suất thiết bị bố trí mặt phân xởng chia thiết bị phân xởng sửa chữa khí thành nhóm nh sau: Bảng 2.1 Tổng kết kết phân nhóm phụ tải điện Ký hiệu Pđm (kW) Số lTT Tên thiết bị mặt máy Toàn Iđm(A) ợng Nhãm I M¸y tiƯn ren 7.0 14 2x17.73 M¸y tiƯn ren 4.5 4.5 11.40 M¸y tiƯn ren 3.2 6.4 2x8.10 M¸y tiƯn ren 1.0 10 25.32 Máy khoan đứng 2.8 2.8 7.09 Máy khoan đứng 7.0 17.73 Máy phay vạn 4.5 4.5 11.40 Máy bào ngang 5.8 5.8 14.69 Máy mài tròn vạn 2.8 2.8 7.09 10 Máy mài phẳng 10 4.0 10.13 Céng nhãm I 12 61.8 Nhãm II M¸y tiƯn ren 4.52.8 4.5 11.40 M¸y khoan đứng 2.8 2.8 7.09 Máy ca 11 2.8 2.8 7.09 Máy mài hai phía 12 2.8 5.6 2x7.09 Máy khoa bàn 13 0.65 1.95 3x1.65 Céng nhãm II 17.65 10 10 11 12 13 14 15 M¸y tiƯn ren M¸y tiƯn ren Máy doa ngang Máy phay chép hình Máy mài tròn Máy mài phẳng có trục Máy khoan để bàn Máy mài sắc MÃy giũa Máy mài sắc dao Cộng nhóm II Máy doa tọa độ Máy phay vạn Máy phay ngang Máy phay chép hình Máy phay đứng Máy phay chép hình Máy phay chép hình Máy bào ngang Máy bào giờng trụ Máy xọc Máy khoan hớng tâm Máy khoan đứng Máy mài tròn vạn Máy mài phẳng có trục Máy ép thủy lực Cộng nhãm IV 4 1 1 Nhèm III 10 17 20 22 24 27 28 17 Nhãm IV 11 12 13 14 15 16 18 10 4.5 0.6 2.8 40 40 4.5 0.6 2.8 4x25.32 4x25.32 11.40 1.52 17.73 7.09 0.65 2.8 2.8 0.65 5.6 2.8 104.95 1.65 2x7.09 2.53 7.09 4.5 4.5 5.62 1.7 10 4.5 4.5 2.8 4.5 14 4.5 5.62 14 1.7 14 10 14 4.5 4.5 2.8 11.40 2x17.73 11.40 14.32 2x17.73 4.30 7.60 2x17.73 25.32 2x17.73 11.40 11.40 7.09 19 10 10 25.32 19 21 4.5 4.5 111.62 11.40 I.2 Giới thiệu phơng pháp tính phụ tải tính toán: a Khái niệm phụ tải tính toán: Phụ tải tính toán phụ tải thực, cần thiết cho việc chọn trang thiết bị CCĐ trạng thái vận hành hệ thống CCĐ Trog thực tế vận hành chế độ dài hạn ngời ta muốn phụ tải thực tế không gây phát nóng trang thiết bị CCĐ (dây dẫn, máy biến áp, thiết bị đóng cắt v.v ), chế độ ngắn hạn không đợc gây tác động cho thiết bị bảo vệ (thí dụ chế độ khởi động phụ tải cầu chì thiết bị bảo vệ khác không đợc cắt) Nh phụ tải tính toán thực chất phụ tải giả thiết tơng đơng với phụ tải thực tế vài phơng diện Trong thực tế thiết kế ngời ta thờng quan tâm đến hai yếu tố tính toán cần phải đợc xác định: Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng: Là phụ tải giả thiết lâu dài, không đổi tơng đơng với phụ tải thực tế, biến thiên hiệu nhiệt lớn Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất: (thờng gọi phụ tải đỉnh nhọn) Là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất thời gian ngắn từ đến giây, chúng cha gây phát nóng cho trang thiết bị nhng lại gây tổn thất nhẩy bảo vệ làm đứt cầu chì Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thờng xuất khởi động động đóng cắt thiết bị điện khác b Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu n Công thức tính: Ptt =k nc Pdi i=1 Q tt =Ptt tg ϕ S tt =√ P2tt + Q 2tt = Ptt cos ϕ Mét c¸ch gần lấy Pđ = Pđm Khi đó: n Ptt =k nc ∑ Pdmi i=1 Trong ®ã: P®i, Pđmi: công suất đặt công suất định mức thiết bị thứ i (kW) Ptt, Qtt, Stt: công suất tác dụng, phản kháng toàn phần tính toán nhãm thiÕt bÞ (kW, kVAr, kVA) n: Sè thiÕt bÞ nhãm knc: HƯ sè nhu cÇu cđa nhãm tiêu thụ đặc trng tra tài liệu tra cứu Phơng pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có u điểm đơn giản, thuận tiện Nhợc điểm chủ yếu phơng pháp xác Bởi hệ số nhu cầu k nc tra đợc sổ tay số liệu cố định cho trớc, không phụ thuộc vào chế độ vận hành số thiết bị nhóm Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Công thức tính: Ptt = Po F Trong đó: P0: Suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất (W/m2) F: Diện tích sản xuất (m2) Giá trị P0 tra đợc sổ tay Phơng pháp cho kết gần có phụ tải phân bố đồng diện tích sản xuất, nên thờng đợc dùng giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại (còn gọi phơng pháp số thiết bị hiệu Nhq): Công thức tính: Ptt = kmax.Ptb = kmax ksd Pđm (2-6) Trong đó: Ptb: Công suất trung bình phụ tải mạng tải lớn Pđm: Công suất định mức phụ tải ksd: Hệ số sử dụng công suất phụ tải kmax: Hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình hóa T = 30 phút Phơng pháp thờng đợc dùng để tính toán phụ tải tính toán cho nhóm thiết bị, cho tủ động lực cho toàn phân xởng Nó cho kết xác nhng lại đòi hỏi lợng thông tin đầy đủ loại phụ tải nh: chế độ làm việc phụ tải tính toán cho nhóm thiết bị, cho tủ động lực cho toàn phân xởng Nó cho kết xác nhng lại đòi hỏi lợng thông tin đầy đủ loại phụ tải nh: chế độ làm việc phụ tải, công suất đặt phụ tải, số lợng thiết bị nhóm Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình Công thức tính: Ptt = Ptb .tb Trong đó: Ptb: Công suất trung bình nhóm thiết bị : Bộ số thể mức tán xạ tb: Độ lệch đồ thị nhóm phụ tải Phơng pháp thờng đợc dùng để tính toán phụ tải cho thiết bị phân xởng toàn nhà máy Tuy nhiên phơng pháp đợc dùng tính toán thiết kế đòi hỏi nhiều thông tin phụ tải mà phù hợp với hệ thống vận hành Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số dáng: Công thức tính: Ptt = khd Ptb Qtt = khd Qtb hc Qtt = Ptt tg Trong đó: khd, khdq: Hệ số hình dáng đồ thị phụ tải tra sổ tay Ptb, Qtb: phụ tải tác dụng phản kháng trung bình mạng tải lớn Phơng áp dụng để tính phụ tải tính toán phân phối phân xởng áp trạm biên áp phân xởng Phơng pháp đợc dùng tính toán thiết kế yêu cầu có đồ thị nhóm phụ tải Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm Công thức tính M a0 Ptt = T max Ptt = kmax Ptb Trong ®ã: a0 - st chi phÝ ®iƯn cho mét đơn vị sản phẩm (kWh/1đv) M - tổng sản phẩm sản xuất khoảng thời gian khảo sát (1 ca, năm) Ptb - phụ tải trung bình nhà máy kmax - hệ số cực đại công suất tác dụng Phơng pháp thờng đợc sử dụng để ớc tính, sơ xác định phụ tải công tác quy hoạch dùng để quy hoạch nguồn cho xí nghiệp Phơng pháp tính đồ án Trong đồ án phân xởng cho công suất Pđ diện tích nên để xác định phụ tải động lực ta áp dụng phơng pháp tính theo hệ số nhu cầu công suất đặt, với phân xởng sửa chữa khí, ta biết vị trí công suất đặt chế độ làm việc thiết bị phân xởng lên tính toán phụ tải động lực phân xởng sử dụng phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại Phụ tải chiếu sáng phân xởng đợc xác định theo phơng pháp suất chiếu sáng đơn vị diện tích sản xuất I.3 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm thiết bị phân xởng sửa chữa khí Giới thiệu phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại Với phân xởng sửa chữa khí đề thiết kế đà cho thông tin chi tiết phụ tải để có kết xác ta chọn phơng pháp tính toán tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại, dới nội dung phơng pháp: Công thức tính: n Pdmi Ptt = kmax ksd i=1 Trong đó: N: số thiết bị điện nhóm Pđmi: công suất thiết bị thứ i nhóm kmax: hệ số cực đại đợc tra sổ tay theo quan hƯ: kmax = f(Nhq; ksd) Víi Nhq: số thiết bị sử dụng điện có hiệu số thiết bị giả thiết có công suất chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải phụ tải tính toán nhóm phụ tải thực tế (gồm thiết bị có chế độ làm việc công suất khác nhau) Nhq đợc tính theo công thức sau: n nhq = (∑ ) i =1 Pdmi n ∑ ( P dm )2 i =1 Trong ®ã: Pđmi: công suất định mức thiết bị thứ i n: số thiết bị nhóm Khi n lớn việc xác định N hq theo công thức nhiều thời gian, nên xác định Nhq cách gần nh sau: a Trờng hợp 1: P dmmax Khi m = Trong ®ã: P dmmin ≤3 hệ số ksd 0,4 nhq = n Pdmmax: công suất định mức thiết bị lớn nhóm Pđmmin: công suất định mức thiết bị nhá nhÊt nhãm ksd: hƯ sè sư dơng c«ng suất trung bình nhóm máy n k= P dmi k sdi P tb = i =1 n Pdm Pdmi i=1 Trong đó: Pđmi - công suất định mức phụ tải thứ i nhóm máy ksdi - hệ số sử dụng công suất tác dụng cđa phơ t¶i thø i nhãm n - tỉng sè thiÕt bÞ nhãm Khi nhãm cã n thiết bị có tổng công suất định mức nhỏ 5% tổng công suất định mức toàn nhóm thì: nhq = n - n1 b Trờng hợp Khi m > vµ ksd  0,2 n ∑ Pdmi i=1 nhq = Pdm max NÕu tÝnh nhq > n th× lÊy nhq = n c Trờng hợp 3: Khi m > ksd < 0,2 số nhq đợc xác định theo trình tự sau: + Tính m1 - số thiết bị có công suất 0,5 Pđmmax + Tính P1 - tổng công suất n1 thiết bị kể n P1 = + TÝnh: ∑ Pdmi i=1 n1 ; p∗¿ p1 p dm n* = n Pđm - Tổng công suất định mức n thiết bị (tức toàn nhãm) n ∑ Pdmi Pdm = i=1 Dùa vµo n*, P* tra bảng xác định đợc n*hq = f (n,p) TÝnh nhq = n*hq.n