Đồ án thiết kế cung cấp điện

Phân xưởng dụng cụ: Là phân xưỡng xó nhiệm vụ cung cấp phương tiện làm việc cho toàn nhà máy.Đảm bảo cho tính liên tuc khi sản xuất.Vì vậy có thể xếp phân xưởng vào hộ tiêu thụ loại 2..

TRƯỜNG ……………… KHOA………………… -[\ [\ - Đồ án Thiết kế cung cấp điện LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1.1 - VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRỊ KINH TẾ 1.2 - MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 2.1.1 Phân nhóm phụ tải 2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 11 2.1.3 Tính tốn phụ tải nhóm 15 2.1.4 Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng khí số 17 2.1.5 Phụ tải tính tốn tồn phân xưởng khí 17 2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA NHÀ MÁY 17 CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY A THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO P.X CƠ KHÍ SỐ 19 3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 19 3.2 - CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 20 3.3 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG 21 3.3.1 Chọn dây chảy bảo vệ cho máy 21 3.3.2 Chọn dây dẫn cung cấp cho thiết bị 24 3.3.3 Chọn dây chảy bảo vệ cho nhóm máy 28 3.3.4 Chọn cáp dẫn cung cấp cho nhóm máy 29 3.3.5 Chọn tủ phân phối 30 3.3.6 Chọn tủ động lực 30 3.3.7 Chọn aptomat bảo vệ cho phân xưởng 31 B THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ 32 3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 32 3.2 - CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 32 3.2.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện 33 3.2.2 Chọn dung lượng số lượng máy biến áp nhà máy 34 3.2.3 So sánh phương án cấp điện cho Nhà máy 35 3.3 - PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY KỂ CẢ TỔN THẤT CÔNG SUẤT 40 3.3.1 Xác định tổn thất máy biến áp 41 3.3.2 Vị trí trạm biến áp nhà máy 41 3.3.3 Chọn thiết bị điện mạng điện nhà máy 42 A CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP 42 B CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP 47 CHƯƠNG IV TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN 4.1 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 53 4.2 KIỂM TRA THIẾT BỊ 63 CHƯƠNG V THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ : 73 6.2 LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG 73 6.2.1 Các hình thức chiếu sáng: 6.2.2 Chọn hệ thống chiếu sáng 6.2.3.Chọn loại đèn chiếu sáng 6.2.4 Chọn độ rọi cho phận 6.3 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG : 75 6.4 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG 77 CHƯƠNG VI TÍNH TỐN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 80 6.2 XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ 81 6.3.1.Xác định dung lượng bù 82 6.3.2 Phân bố dung lượng bù cho hạ áp 82 CHƯƠNG VII THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG CHO TRẠM BIẾN ÁP NHÀ MÁY 7.1 CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG 85 7.2 KIỂM TRA MÁY BIẾN DÒNG ĐO LƯỜNG 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 LỜI NÓI ĐẦU Nước ta giai đoạn phát triển nhanh chóng Do yêu cầu phát triển đất nước điện phát triển để theo kịp nhu cầu điện Để đưa điện tới phụ tải cần xây dựng hệ thống cung cấp điện cho phụ tải Lĩnh vực cung cấp điện lĩnh vực có nhiều việc phải làm Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng sản xuất, truyền tải điện nói chung thiết kế cung cấp điện nói riêng, trường ĐH SPKT Vinh đào tạo đội ngũ đông đảo kỹ sư kỹ thuật điện Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp, em phân công phần thiết kế cung cấp điện Được hướng dẫn, giảng dạy nhiệt tình thầy, giáo mơn đặc biệt thầy Lương Thanh Bình giáo Nguyễn Minh Thư, em hoàn thành nhiệm vụ giao Mặc dù cố gắng kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên đồ án em cịn nhiều sai sót, em mong bảo thầy, cô Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lương Thanh Bình, giáo Nguyễn Minh Thư thầy giáo khác khoa Điện! BỘ LAO ĐỘNG_TB & XH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Y Z Y Z ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Họ tên sinh viên: Nguyễn Hoài Khoa Lớp : ĐH- Điện – B - K1 Khoa : Điện Hệ đào tạo: ĐH quy Nghành : Công nghệ kỹ thuật Điện I Tên đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xướng Cơ khí số nhà máy Cơ khí 11N4 II.Các số liệu bản: - Mặt bố trí thiết bị phân xưởng xí nghiệp theo vẻ - Số liệu phụ tải cho theo bảng - Số liệu nguồn Uđm = 22 kV; SNM = 200 MVA III Nội dung thuyết minh tính tốn : 1.Phân tích u cầu CCĐ cho hộ phụ tải 2.Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng khí 3.Xác định phụ tải tính tốn tồn nhà máy 4.Thiết kế mạng điện cho phân xưởng toàn nhà máy 5.Chọn kiểm tra thiết bị mạng điện Thiết kế hệ thống đo lượng bảo vệ Trạm biến áp IV Các vẽ thiết kế (Giấy A3) 1.Sơ đồ mặt dây phân xưởng 2.Sơ đồ mặt dây nhà máy 3.Sơ đồ nguyên lý CCĐ nhà máy 4.Sơ đồ bảo vệ đo lường Trạm biến áp V Kế hoạch thực hiện: Ngày giao đề tài : Trưỡng Bộ Môn Ngày nộp đồ án : Giáo Viên Hướng Dẫn CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1.1 - VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRỊ KINH TẾ Trong cơng nghiệp ngày ngành khí ngành cơng nghiệp then chốt kinh tế quốc dân tạo sản phẩm cung cấp cho nhành công nghiệp khác nhiều lĩnh vực kinh tế sinh hoạt Đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, nhà máy khí chiếm số lượng lớn phân bố rộng khắp nước Nhà máy xem xét đến nhà máy khí Bộ quốc phịng sản xuất thiết bị cung cấp cho nhà máy cơng nghiệp Nhà máy có 15 hộ phụ tải, quy mô với 10 phân xưởng sản xuất nhà điều hành Bảng -1: Bảng phân bố công suất nhà máy khí Stt Tên phân xưởng Ptt (kW) Qtt (kWAr) Loại hộ 190 130 Cơ điện Cơ khí số Ptt Qtt Cơ khí số 180 130 Rèn, dập 165 125 Đúc thép 200 180 Đúc gang 180 150 Dụng cụ 160 120 Kiểm nghiệm 150 100 Kho (Sản phẩm) 70 35 10 Kho 2( Vật tư) 60 25 11 Nhà hành 70 45 Do tầm quan trọng tiến trình CNH – HĐH đất nước địi hỏi phải 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 ( tùy theo vai trị quy trình cơng nghệ) Nhà máy cần đảm bảo cấp điện liên tục vần toàn Do nguồn điện cấp cho nhà máy lấy từ hệ thống điện 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 1, 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 lị trở thành phế phẩm gây ảnh hưởng lớn mặt kinh tế Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.4 - Phân xưởng kiểm nghiệm Có nhiệm vụ khiểm tra chất lượng sản phẩm tiêu kỹ thuật sản phẩm phân xưởng sử dụng nhiêu thiết bị đo đếm có cao xác cao, mức độ ổn định quan trọng 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 1.1.6 - Nhà kho: Có nhiệm vụ bảo quản cất giữ sản phẩm nhà máy trình chưa tiêu thụ sản phẩm Yêu cầu cung cấp điện cho nhà kho chủ yếu cung cấp điện chiếu sáng sấy bảo quản sản phẩm nên xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.1.2.8 Phân xưởng kiểm nghiệm: 1.1.7 Phân xưởng dụng cụ: Là phân xưỡng xó nhiệm vụ cung cấp phương tiện làm việc cho toàn nhà máy.Đảm bảo cho tính liên tuc sản xuất.Vì xếp phân xưởng vào hộ tiêu thụ loại 1.2 – MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Điện dạng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành dạng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, năng…), dễ truyền tải phân phối Chính điện dùng rộng rãi lĩnh vực hoạt động người Điện nói chung khơng tích trữ được, trừ vài trường hợp cá biệt công suất như pin, ắc quy, sản xuất tiêu thụ điện phải luôn đảm bảo cân Quá trình sản xuất điện trình điện từ Đặc điểm trình xẩy nhanh Vì đễ đảm bảo q trình sản xuất cung cấp điện an tồn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ tự động hóa vv… Điện nguồn lượng ngành cơng nghiệp, điều kiện quan trọng để phát triển khu thị, khu dân cư….Vì lý lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện phải trước bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện giai đoạn trước mắt mà dự kiến cho phát triển tương lai năm 10 năm có lâu Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo yêu cầu sau: 1.2.1 – Độ tin cậy cung cấp điện: Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại Trong điều kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy cao tốt Theo quy trình trang bị điện quy trình sản xuất nhà máy khí việc ngừng cung cấp điện ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại kinh tế ta xếp nhà máy khí vào hộ phụ tải loại 1.2.2 – Chất lượng điện Chất lượng điện đánh giá hai tiêu chuẩn tần số điến áp Chỉ tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có hộ tiêu thụ lớn phải quan tâm đến chế độ vận hành cho hợp lý đễ góp phần ổn định tần số hệ thống lưới điện Vì người thiết kế cung cấp điện thường phải quan tâm đến chất lượng điện áp cho khách hàng Nói chung điện áp lưới trung áp hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức Đối với phụ tải có yêu cầu cao chất lượng điện áp máy móc thiết bị điện tử, khí có độ xác vv… điện áp cho phép dao động khoảng 2,5% 1.2.3 – An toàn điện Hệ thống cung cấp điện phải vận hành an toàn người thiết bị Muốn đạt yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn vận hành, thiết bị phải chọn loại công suất Công tác xây dựng lắp đặt phải tiến hành đúng, xác cẩn thận Cuối việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai trị quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành quy định an toàn sử dụng điện 1.2.4 – Kinh tế Khi đánh giá so sánh phương án cung cấp điện tiêu kinh tế xét đến tiêu kỹ thuật đảm bảo tiêu kinh tế đánh giá qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng thời gian thu hồi vốn đầu tư Việc đánh giá tiêu kinh tế phải thông qua tính tốn so sánh phương án từ lựa chọn phương pháp, phương án cung cấp điện tối ưu Tuy nhiên trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép yêu cầu vào để tiết kiệm thời gian chi phí q trình thiết kế Stt Bảng 1- : Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa khí Cosϕ Tên thiết bị Ký hiệu Công suất(KW,KVA) Κ sd Máy tiện 0,65 0,18 Máy tiện 0,8 0,17 Máy tiện 11 0,6 0,19 Máy bào 4,5 0,8 0,16 Máy bào 10 0,7 0,2 Máy phay 0,8 0,16 Máy mài tròn 11 0,65 0,19 Máy phay 10 0,75 0,2 Máy chuốt 10 0,65 0,18 10 Máy sọc 10 0,6 0,16 11 Máy doa 11 10 0,6 0,2 12 Máy cắt thép 12 13 0,65 0,17 13 Máy bào 13 4,5 0,8 0,16 14 Máy tiện 14 4,5 0,6 0,2 15 Máy phay 15 12 0,6 0,17 16 Máy doa 16 13 0,65 0,16 Máy tiện 17 12 0,8 0,15 17 10 Vậy ta bố trí khoảng cách đèn m khoảng cách từ bờ tường đến bờ đèn 2,5m * Số đèn bố trí hàng chiều rộng là: n1 = 35 = bóng * Số đèn bố trí hàng chiều dài là: n2 = 43 = 8,6 bóng chọn bóng bố trí theo chiều dài phân xưởng * Số đèn khu vực chiếu sáng là: n = n1.n2 = 7.9 = 63 bóng Tra bảng lấy độ rọi E =30 Lux Hệ số dự trữ k =1,5 Hệ số tính tốn Z =1,2 Vậy quang thơng bóng đèn xác định: F =F = E.S k Z 30.1500.1,5.1,2 = = 2566,3 (lm) n.k sd 63.0,501 Tra bảng (PL -8-TL1) chọn bóng đèn dây tóc vạn có cơng suất Pđ = 200W điện áp U =220/230V có quang thơng F = 3000 lm Tổng số bóng đèn phân xưởng 63 bóng Tổng cống suất sử dụng để chiếu sáng PXCK số là: PCS = 63.Pđ = 63.200 = 12600 (W) = 12,6 (kW) 6.4 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG * Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung phân xưởng CK1 ta đặt tủ chiếu sáng phân xưởng gồm áptômát tổng loại pha cực áptômát nhánh pha cực, cấp cho dãy đèn dãy có bóng * Chọn Áptômát tổng: - Chọn áptômát tổng theo điều kiện: Điện áp định mức : UđmA≥ Uđmm= 0,38kV Dòng điện định mức: I đmA ≥ I tt = Pcs 3.U đm cos ϕ = 12,6 = 19,14 3.0,38.1 ( A) Chọn Aptomat loại C60L hãng Merlin Gerlin chế tạo có thơng số sau: Iđm = 25A ; Icắt N = 20kA 79 Uđm = 440V ; cực - Chọn cáp từ TPP phân xưởng đến tủ chiếu sáng: chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép khc.Icp ≥ Itt = 19,14 A Trong đó: Itt – dịng điện tính tốn hệ thống chiếu sáng chung Icp – Dòng điện cho phép tương ứng với loại dây, tiết diện khc – Hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = Kiểm tra điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ Áptômát 1,25.I đmA 1,25.25 I cp ≥ = = 20,83 A 1,5 1,5 Chọn cáp loại 4G 2,5 cách điện PVC LENS có Icp = 31A - Chọn áptômát nhánh: Điện áp định mức: Uđm ≥ Uđmm = 0,22kV Dòng điện định mức: I đmA ≥ I tt = n.Pđ 7.0,2 = = 5,36 U đm 0,22 A Chọn Áptômát loại NC60a Merlin Gerlin chế tạo có thơng số sau: IđmA= 10A Icắt N= 3kA Uđm= 440V loại cực - Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến bóng đèn Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép: Khc.Icp ≥ Itt Kiểm tra theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ áptômát I cp ≥ I kddt 1, 25.I dmA 1, 25.10 = = = 8,33 A 1,5 1,5 1,5 Chọn cáp đồng lõi tiết diện 2x1,5mm2 có Icp = 26A cách điện PVC hãng LENS chế tạo 80 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ TỦ PHÂN PHỐI 81 CHƯƠNG VII TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY 7.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: Vấn đề sử dụng hợp lí tiết kiệm điện cho xí nghiệp cơng nghiệp có ý nghĩa to lớn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 50% tổng số điện sản xuất Hệ số công suất cosφ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số công suât cosφ chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao q trình sản xuất, phân phối sử dụng điện Phần lớn thiết bị tiêu thụ điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, cịn cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hố máy điện xoay chiều, khơng sinh cơng Q trình trao đổi cơng suất phản kháng máy phát hộ tiêu dùng điện q trình dao động Mỗi chu kỳ dịng điện Q đổi chiều lần, giá trị trung bình Q ½ chu kỳ dịng điện Việc tạo cơng suất phản kháng khơng địi hỏi phải tốn nhiều lượng Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ điện không thiết phải nguồn Vì , để tránh phải truyền tải lượng Q lớn đường dây người ta đặt gần hộ tiêu thụ điện máy sinh Q ( tụ điện , máy bù đồng bộ…) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm gọi bù công suất phản kháng Khi bù cơng suất phản kháng góc lệch pha dòng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số cơng suất cosφ mạng nâng cao, P, Q góc φ có quan hệ: ϕ = arctg P Q Khi lượng P khơng đổi, nhờ có bù cơng suất phản kháng, lượng Q truyền đường dây giảm xuống, góc φ giảm, kết cosφ tăng lên Hệ số công suất cosφ nâng cao lên đưa lại hiệu sau: ¾ Giảm tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện ¾ Giảm tổn thất điện áp mạng điện ¾ Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp 82 ¾ Tăng khả phát máy điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ: ¾ Nâng cao hệ số cơng suất cosφ tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: Hợp lí hố qui trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động có cơng suất hợp lí …Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù ¾ Nâng cao hệ số công suất cosφ biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu thụ điện để cung công suất phản kháng theo yêu cầu chúng, nhờ giảm lượng lớn công suất phản kháng phải truyền tải đường dây 7.2 - CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT VÀ THIẾT BỊ BÙ: Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động đồng làm việc chế độ kích thích…Ở đây, ta lựa chọn tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện có ưu điểm tiêu hao cơng suất tác dụng, khơng có phần quay máy bù đồng nên việc lắp ráp bảo quản tiện lợi dễ dàng Tụ điện chế tạo thành đơn vị nhỏ nên tuỳ theo phát triển phụ tải q trình sản xuất mà ta ghép dần đầu tụ vào mạng điện khiến hiệu suất sử dụng cao mà bỏ nhiều vốn đầu tư lúc Tuy nhiên tụ có số nhược điểm định Trong thực tế với nhà máy, xí nghiệp có cơng suất khơng thất lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số cơng suất Vị trí đặt thiết bị bù ảnh hưởng nhiều đến hiệu bù Các tụ điện bù đặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPX, tủ phân phối, tủ động lực đầu cực phụ tải lớn Để xác định xác vị trí dung lượng thiết bị bù cần phải tính tốn so sánh kinh tế kĩ thuật cho phương án đặt tụ bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể Song theo kinh nghiệm thực tế, trường hợp công suất dung lượng bù công suất phản kháng nhà máy thiết bị không thật lớn phân bố dung lượng bù cần thiết đặt TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư thuận lợi cho công tác quản lí vận hành 7.3 - XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ: 83 7.3.1 Xác định dung lượng bù: Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy xác định theo cơng thức sau: Trong đó: Pttnm - Phụ tải tác dụng tính tốn nhà máy( kW) φ1 - Góc ứng với cơng suất trung bình trước bù ta có cosφ1 = 0,65 → tag ϕ1 = 1,17 φ2 - Góc ứng với hệ số cơng suất bắt buộc sau bù Cosφ2 = 0,95 → tag ϕ2 = 0,33 α - Hệ số xét tới khả nâng cao cosφ biện pháp khơng địi hỏi thiết bị bù α = 0,9 ÷ Với nhà máy thiết kế ta tìm dung lượng bù: Qbù∑ = Pttnm.( tgφ1 – tgφ2 ) α = 1621,35 ( 1,17 – 0,33).1 = 1362 (kVAr) 7.3.2 Phân bố dung lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng: Từ TBA TPP mạng hình tia gồm nhánh có sơ đồ ngun lí sơ đồ thay sau: Sơ đồ thay mạng cao áp để phân bố dung lượng bù: Cơng thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia: 84 Qbùi = Qi - Q − Q bu Rtd Ri Trong đó: Q- 10 ∑Q i - Phụ tải tính tốn phản kháng tổng nhà máy Q = 1362 kVAr Ri - Điện trở nhánh thứ i nhà máy ( Ω ) Ri = RB + RC RB - Điện trở máy biến áp: RB = ΔPN U dmBA n.S dmBA 2 103 ( Ω ) ∆PN - Tổn hao ngắn mạch máy biến áp ( kW) UdmBA,SdmBA – Điện áp công suất định mức máy biến áp ( kV, kVA ) RC - Điện trở đường cáp ( Ω ) : RC = Ro l ( Ω ) Căn vào số liệu máy biến áp cáp chương III ta có bảng kết sau: Bảng – 1: Kết tính tốn điện trở nhánh TC Δ PN Sdm RB (Ω) RC (Ω) R = RB + RC (Ω) 9400 560 4,8.10-3 0,268.10-3 5,068.10-3 9400 560 4,8.10-3 0,268.10-3 5,068.10-3 9400 560 4,8.10-3 0,268.10-3 5,068.10-3 9400 560 4,8.10-3 0,268.10-3 5,068.103 Điện trở tương đương mạng: 85 ⎛1 Rtd = ∑ ⎜⎜ i −1 ⎝ Ri n −1 ⎞ ⎟⎟ ⇒ ⎠ 1 1 ⎞ ⎛ Rtd = ⎜ + + + ⎟ −3 −3 −3 −3 5,068.10 5,068.10 5,068.10 ⎠ ⎝ 5,068.10 = 0,0013 Ω −1 Xác định công suất bù tối ưu cho nhánh: Qbi = Qi – (Q - Qb ).Rtd / Ri Qb1 = 300 – (1187,35 – 1362) 0,0013 = 345,41 ( kVAr) 5,068.10 −3 Qb2 = 333,35 – (1187,35 – 1362) 0,0013 = 378,76 ( kVAr) 5,068.10 −3 Qb3 = 205 – (1187,35 – 1362) 0,0013 = 250,41 ( kVAr) 5,068.10 −3 Qb4 = 208 – (1187,35 – 1362) 0,0013 = 253,42 ( kVAr) 5,068.10 −3 Bảng – : Kết phân bố dung lượng bù cho nhánh: TC Loại tụ Qbù Số (kVAr) Tổng Qbù yêu cầu Qbù(kVAr) (kVAr) DLE-4D125K5T 125 375 345,41 DLE-4D125K5T 125 375 345,41 DLE-4D125K5T 125 375 345,41 DLE-4D125K5T 125 375 345,41 Hệ số công suất nhà máy sau bù: 86 cos ϕ nm = ΡttNM ΡttNM = 2 S ttNM ΡttNM + (QttNM − Qb ) ⇒ cos ϕ NM = 1621,35 1621,35 + (1187,35 − 1362 ) = 0,94 Sau đặt tụ bù cho lưới hạ áp hệ số công suất nhà máy đảm bảo yêu cầu đề tài 87 CHƯƠNG VIII THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP Để theo dõi tình trạng làm việc thiết bị điện Kiểm tra chất lượng điện năng, kiểm tra phát loại trừ cố hệ thống CCĐ Việc đặt thiết bị đo lường cịn có tác dụng định phương thức vận hành cho thiết bị, có kế hoạch sửa chữa, đại tu thiết bị Để trực tiếp kiểm tra chất lượng điện hộ phụ tải, để kiểm tra kệch pha dòng điẹn mạch ta đặt hệ thống đo lường phía hạ áp MBA -Hệ thống đo lường gồm: +3 đồng hồ Ampemét để đo dòng điện pha kiểm tra cân pha +1 đồng hồ Vơn mét khố chuyển đổi để đo điện áp pha điện áp dây +1 đồng hồ ốtmét để đo cơng suất tác dụng +1 đồng hồ VAR để đo công suất phản kháng +1 đồng hồ đo lượng tác dụng +1 đồng hồ đo lượng phản kháng đồng hồ đo lượng tác dụng dùng để kiểm tra mức độ tiêu thụ điện, công tơ tác dụng kết hợp với công tơ phản kháng để xác định tgϕtb tgϕtb = A(Q ) Cosϕtb A(P ) - Để xác định đồ thị phụ tải ta dùng đồng hồ oátmét VAR, đồng hồ giá trị tức thời P(t) Q(t) Ngồi cịn góp phần kiểm sốt q trình sản xuất ca ngày - Để kiểm tra chất lượng điện áp ta dùng đồng hồ Vơnmét khố chuyển đổi - Để kiểm tra mức độ đối xứng dòng pha ta dùng đồng hồ ampe trạm có cơng nhân trực 30 phút phải kiểm tra phụ tải trạm biến áp phụ tải phân xưởng lần ghi vào sổ theo dõi để từ xây dựng đồ thị phụ tải giúp cho việc quản lý, vận hành thiết bị cách tốt 8.1 -CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRONG SƠ ĐỒ: 8.1 - Chọn máy biến dòng cho đồng hồ đo lường: - Điều kiện chọn: UđmBI ≥ Uđmmạng = 0,4 (KV) 88 IđmBI ≥ Ilvmax = 1,4.560 = 1131,6 3.0,4 A Tra bảng 5-33 TKCCĐ ta chọn biến dòng có số liệu sau: Bảng – 1: Thống số kỹ thuật máy biến dòng Kiểu Uđm (KV) Iđm (A) Công suất định mức (VA) T∏0 - 10 10 1500 20 Phụ tải thứ cấp (Ω) Số cuộn dây thứ cấp 0,8 8.1.2 - Chọn ampemét: Ampemét đo dịng thứ cấp MBA có dịng làm việc lớn là: Ilvmax = 1131,6 (A) Do có dòng lớn nên ta phải đo qua máy biến dòng Tra bảng 7-13 TKĐLĐCN ta chọn ampemét loại ∋-377 có số liệu kỹ thuật bảng Bảng 8- 3: Thông số kỹ thuật đồng hồ đo Tên đồng hồ Kiểu Cấp Giới hạn đo trực Giới hạn đo gián tiếp tiếp (V) xác Vơn mét điện từ ∋-377 1,0 ÷ 600 (V) 450V ÷ 450 KV Ampemet điện từ ∋-377 1,5 ÷ 80 (A) A ÷ 15 KA Oátmét sắt động 335 1,5 1KW ÷800 MW 0,5 1,5 VAR mét sắt động 335/1 1,5 1KVAR÷ 0,5 1,5 C/s cuộn nối tiếp (VA) C/s cuộn s.song (VA) 2,6 0,25 800MVAR 7.1.3 - Chọn Vônmét; Vônmét đo điện áp thứ cấp MBA có điện áp 400 V Ta đo trực tiếp khơng cần qua MBA đo lường Tra sách TKĐLĐCN ta chọn vơnmét loại ∋-377 có số liệu kỹ thuật bảng 8-2 8.1.4 - Chọn oátmét VAR mét: Cuộn dịng ốt mét nối nối tiếp qua cuộn thứ cấp BI, cuộn áp nối trực tiếp vào điện áp 400 V Tra bảng 7-13 TKĐLĐCN ta chọn oátmét VAR mét có số liệu kỹ thuật bảng - 89 8.1.5 - Chọn công tơ tác dụng công tơ phản kháng: Công tơ tác dụng công tơ phản kháng chọn tương tự oátmét VAR mét Tra bảng 7-2 TKĐLĐCN ta chọn cơng tơ CA3 Và CP4Y có thơng số sau: Bảng 8-3: Thông số kỹ thuật công tơ tác dụng phản kháng Đo trực tiếp Cấp Kiểu I (A) U (V) xác Tên Đo gián tiếp I (A) U (V) Công tơ tác dụng CA3 1,0 5,1 220 - 380 (10-2000)/5 220 - 380 Công tơ phản kháng CP4Y 1,0 5,1 220 - 380 (20-2000)/5 220 - 380 8.2 - KIỂM TRA MÁY BIẾN DÒNG ĐO LƯỜNG: 8.2 - Kiểm tra phụ tải thứ cấp máy biến dịng với cấp xác 1: - Điều kiện kiểm tra: S2đm ≥ S2ttZ Z2đm ≥ Z2ttZ S2đm = 40 VA Z2đm = 16 Ω Z2tt = ∑ Rcd + Rdd + Rtx Trong đó: - rdd điện trở dây nối đến dụng cụ đo - rtx điện trở tiếp xúc lấy gần 0,1 Ω - ∑ Rcd điện trở cuộn dây dụng cụ đo ∑ Rcd = Rcd(A) + Rcd(KW) + Rcd(VAR) + Rcd(KWh) + Rcd(KVARh) S2tt = 3S(A) + S(KW) + S(KVAR) + S(KWh) + S(KVARh) Trong đó: S(A) công suất tiêu thụ ampemét S(A) = 0,25 (VA) → 3S(A) = 0,75 (VA) S(KW) = S(KVAR) = S(KWh) = S(KVARh) = 0,5 (VA) →∑ Rcd = 0,75 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 = 2,75 (VA) Giả thiết ta lấy Sdd = 1,5 (mm ) Ta có: Rdd = ƒ I dd S dd 90 Trong đó: ƒ = 0,018 điện trở suất vật liệu làm dây dẫn (đồng) ldd chiều dài dây dẫn nối từ BI đến đồng hồ đo Trong trường hợp dùng 3BI l = ltt = 30 m Sdd = 1,5 (mm ) Rdd =0,018 30 1,5 = 0,36(Ω) (Rtx + Rdd).Iđm = (0,1 + 0,36).5 = 11,5 (VA) S2tt =2,75 + 11,5 = 14,25 (VA) Như vậy: S2đm = 40 (VA) > S2tt = 14,25 (VA) ∑ Rcd = Rcd(A) + Rcd(KW) + Rcd(VAR) + Rcd(KWh) + Rcd(KVARh) R(A) = S 0,25 = = 0,01Ω l2 R(KW) = S 0,5 = = 0,02Ω l 52 ∑ Rcd = 3.0,01 + 4.0,02 = 0,01 Ω Z2tt = 3.R(A) + R(KW) + R(VAR) + R(KWh) + R(KVARh) + Rtx + Rdd = 0,03 + 0,02 + 0,02 + 0,02 + 0,02 + 0,01 + 0,36 =0,57 Ω Như vậy: Z2đm = 1,6 Ω > Z2tt = 0,57 Ω Để cho S2tt ln nhỏ S2đm ta phải tính tốn cho S dây dẫn nhỏ Nếu ta lấy Z2tt = Z2đm = 1,6 Ω Rdd = Z2ttZ - (∑Rcd + Rtx) = 1,6 - (0,21) = 1,39 Ω Để cho Z2tt nhỏ Z2đm tiết diện nhỏ dây dẫn là: Smin = ƒ 30 I dd = 0,018 = 0,38(mm2 ) S dd 1,39 8.2.2 -Kiểm tra ổn định động: Kđ ≥ i xk I đmBI = 37,5 2 = 13,25 Kết luận: Như Kđ = 250 > Kđtt = 13,25 Như máy biến dòng chọn thoả mãn điều kiện chọn kiển tra 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạnh Hoạch Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp thị nhà cao tầng NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2005 [2] – Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Thiết kế cấp điện NXB Học Kỹ Thuật, 2006 [3] – Ngô Hồng Quang Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV NXB Học Kỹ Thuật, 2000 [4] – Nguyễn Xuân Phú Cung cấp điện NXB Học Kỹ Thuật, 1998 [5] – Nguyễn Hữu Khái Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp NXB Học Kỹ Thuật, 2005 92 KẾT LUẬN Trên toàn nội dung tính tốn sơ phương pháp để áp dụng tính tốn hệ thống cung cấp điện xưởng khí Nhà máy khí Kết phần tính tốn sơ làm sở tính tốn thiết kế chi tiết việc cung cấp điện cho toàn nhà máy Trong thiết kế, việc thống kê phụ tải của phân xưởng khí số Nhà máy khí có phụ tải cịn thiếu chưa đưa vào tính tốn, có phụ tải tính tốn tương lai Nếu đem kết so với mặt hệ thống cung cấp điện phân xưởng cịn nhiều sai khác Do để có kết qủa tính tốn xác thiết kế chi tiết cần phải vào tình hình thực tế thời điểm thiết kế Vì trình độ, khả việc nghiên cứu tài liệu tham khảo nhiều hạn chế Phạm vi đề tài thiết kế rộng bao gồm toàn hệ thống cung cấp điện có phụ tải phức tạp nên tính tốn thiết kế khơng tránh khỏi thiếu sót Để đề tài đầy đủ, hồn thiện hơn, xác áp dụng vào thực tế em mong đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn Em xin chân thành cảm ơn ! Vinh, ngày 20 tháng 03 năm 2010 Sinh Viên Dương Thế Tính 93