Bài tập lớn thiết kế cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Tính toán phụ tải điện 1.1 Phụ tải chiếu sáng 1.2 Phụ tải động lực: phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải từng nhóm, tổng hợp phụ tải động lực 1.3 Tổng hợp phụ tải của tồn phân xưởng 1.4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - o0o BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ Học phần: Hệ thống điện tịa nhà Mã lớp: 145396 Giảng viên: TS Hoàng Anh Sinh viên thực hiện: Nhóm Trần Duy Anh 20181088 Hồng Minh Chiến 20191449 Phạm Việt Hoàng 20181160 Nguyễn Quang Minh 20202158 Đỗ Thế Nam 20202165 Nguyễn Bá Phong 20202181 Đỗ Quang Viên 20202237 Thân Hoàng Gia Huy 20170142 HÀ NỘI – tháng 1, 2024 NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN I.Thuyết minh Tính tốn phụ tải điện 1.1 Phụ tải chiếu sáng 1.2 Phụ tải động lực: phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải nhóm, tổng hợp phụ tải động lực 1.3 Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng 1.4 Tính tốn bù cơng suất phản kháng để cosφ mong muốn sau bù đạt 0,9 Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 2.2 Các phương án cấp điện cho phân xưởng 2.3 Đánh giá lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện 3.1 Tính tốn ngắn mạch 3.2 Chọn kiểm tra dây dẫn 3.3 Chọn kiểm thiết bị trung áp (dao cách ly, cầu chảy, chống sét van, v.v…) 3.4 Chọn thiết bị hạ áp (loại tủ phân phối, cái, sử đỡ, thiết bị chuyển mạch tay tự động đóng/cắt nguồn tự động, aptomat/cầu chảy, khởi động từ v.v…) 3.5 Chọn thiết bị đo lường: máy biến dịng, ampe mét, vol mét, cơng tơ v.v 3.6 Kiểm tra chế độ mở máy động 3.7 Nhận xét đánh giá Thiết kế trạm biến áp 4.1 Tổng quan trạm biến áp 4.2 Chọn phương án thiết kế xây dựng trạm biến áp 4.3 Tính tốn nối đất cho trạm biến áp 4.4 Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt trạm biến áp sơ đồ nối đất TBA Tính tốn nối đất chống sét 5.1 Tính tốn nối đất 5.2 Tính chọn thiết bị chống sét II Bản vẽ Sơ đồ mạng điện mặt phân xưởng với bố trí tủ phân phối, thiết bị Sơ đồ nguyên lý mạng điện có rõ mã hiệu tham số thiết bị chọn Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến áp; Sơ đồ tủ phân phối, sơ đồ chiếu sáng sơ đồ nối đất Bảng số liệu tính tốn mạng điện: phụ tải, so sánh phương án; giải tích chế độ xác lập mạng điện; dự tốn cơng trình Mặt bố trí thiết bị phân xưởng: Ký hiệu công suất đặt thiết bị nhà xưởng Thiết bị sơ Tên thiết bị đồ mặt Hệ số Ksd Công suất đặt P (kW) Cosφ 1; Máy mài nhẵn tròn 0.35 3i + 10i 0.67 2; Máy nhẵn phẳng 0.32 1.5i + 4i 0.68 3; 4; Máy tiện bu lông 0.3 0.6i + 2.2i + 4i 0.65 6; 0.26 1.5i + 2.8i 10; 11; 19; 20; Máy khoan 29; 30 0.27 0.6i + 0.8i + 0.8i + 0.8i + 0.66 1.2i + 1.2i 12; 13; 14; 15; Máy tiện bu lông 16; 24; 25 0.30 1.2i + 2.8i + 2.8i + 3i + 0.58 7.5i + 10i + 13i 17 Máy ép 0.41 10i 0.63 18; 21 Cần cẩu 0.25 4i + 13i 0.67 22; 23 Máy ép nguội 0,47 40i + 55i 0,70 26; 39 Máy mài 0.45 2i + 4.5i 0.63 27; 31 Lị gió 0.53 4i + 5.5i 0.9 28; 34 Máy ép quay 0.45 20i + 30i 0.58 32; 33 Máy xọc, (đục) 0,4 4i + 5.5i 0,60 35; 36; 37; 38 Máy tiện bu lông 0.32 1.5i + 2.8i + 4.5i + 5.5i 0.55 40; 43 Máy hàn 0.46 28i + 28i 0.82 41; 42; 45 Máy quạt 0.65 5.5i + 7.5i + 7.5i 0.78 44 Máy cắt tôn 0.27 2,8i 0.57 - Máy phay 0.56 i tính số đề chia 2/3 Nguồn cấp điện cho nhà xưởng lấy từ đường dây 22kV cách nhà xưởng 200m Điện trở suất vùng đất xây dựng nhà xưởng đo mùa khô ρđ = 100Ωm MỤC LỤC NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN MỤC LỤC Chương 1: Tính tốn phụ tải điện 1.1 Thiết kế tính toán phụ tải chiếu sáng, ổ cắm 1.2 Phụ tải động lực 1.3 Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng 14 1.4 Tính tốn bù cơng suất phản kháng để cosφ mong muốn sau bù đạt 0,9 15 Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng 17 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 17 2.2 Các phương án cấp điện cho phân xưởng 20 2.3 Đánh giá lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 25 Chương 3: Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện 28 3.1 Tính tốn ngắn mạch 28 3.2 Lựa chọn kiểm tra dây dẫn 31 3.3 Chọn kiểm tra thiết bị trung áp 35 3.4 Chọn thiết bị hạ áp 35 3.5 Chọn thiết bị đo lường 39 3.6 Kiểm tra chế độ mở máy động 40 3.7 Nhận xét đánh giá 42 Chương 4: Thiết kế trạm biến áp 43 4.1 Tổng quan trạm biến áp 43 4.2 Chọn phương án thiết kế xây dựng trạm biến áp 43 4.3 Tính tốn nối đất cho trạm biến áp 45 4.4 Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt trạm biến áp sơ đồ nối đất TBA 46 Chương 5: Tính tốn nối đất chống sét 48 5.1 Tính tốn nối đất 48 5.2 Tính chọn thiết bị chống sét 49 KẾT LUẬN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 Chương 1: Tính tốn phụ tải điện 1.1Thiết kế tính tốn phụ tải chiếu sáng, ổ cắm 1.1.1 Phụ tải chiếu sáng Vì xưởng sửa chữa có nhiều máy điện quay nên ta chọn đèn LED HIGH BAY HBL 200W 6500K Hình 1.1: Đèn LED HIGH BAY HBL 200W 6500K • Chọn độ cao treo đèn: h1 = 0.4m • • Chiều cao mặt làm việc: h2 = 0.8m Chiều cao tính tốn: h = H – h2 – h1 = – 0.8 – 0.4 = 4.8m Chỉ số phịng : 𝜑= 𝑎×𝑏 24 × 36 = = 3.0 ℎ × (𝑎 + 𝑏) 4.8 × (24 + 36) Coi hệ số phản xạ nhà xưởng là: Trần 0.5; Tường: 0.3 Xác định hệ số lợi dụng ánh sáng tương ứng với số phòng 3.0 là: ksd = 0.92 Hệ số mát ánh sáng LLF = 0.61 Xác định tổng quang thơng cần thiết: 𝐹= 𝐸𝑦𝑐 × 𝑆 300 × 24 × 36 = = 461867.43𝑙𝑚 𝐿𝐿𝐹 × 𝑘𝑠𝑑 0.61 × 0.92 Số lượng đèn cần thiết đảm bảo độ rọi yêu cầu: 𝑁= 𝐹∑ 461867.43 = ≈ 20 đè𝑛 𝐹𝑑 23024 Như ta dùng 20 đèn phân phổ thành hàng cột với đèn hàng cách 5.8m đèn cột cách 7.1m Hình 1.2: Mặt chiếu sáng Tổng công suất chiếu sáng chung (coi hệ số đồng thời kđt =1) 𝑃𝑐𝑠 = 𝑘đ𝑡 × 𝑁 × 𝑃𝑑 = × 20 × 200 = 4000 𝑊 1.1.2 Phụ tải ổ cắm Cơng suất tính tốn ổ cắm điện xác định theo tiêu chuẩn TCXDVN - 92062012: Đối với khu vực phân xưởng, 200 m2 bố trí ổ cắm đơn 500 W/ổ (Tối đa ổ cắm cho mạch ổ cắm → 3000 W/mạch) 24 × 36 = 4.32 ≈ 𝑚ạ𝑐ℎ 200 𝑃𝑜𝑐 = × 3000 = 15000 𝑊 = 15 𝑘𝑊 𝑁𝑚ạ𝑐ℎ 𝑜𝑐 = Vậy tổng công suất phụ tải chiếu sáng ổ cắm: 𝑃𝑐𝑠,𝑜𝑐 = 𝑃𝑐𝑠 + 𝑃𝑜𝑐 = + 15 = 19 (𝑘𝑊) cos 𝜑𝑐𝑠,𝑜𝑐 = 0.88 1.2Phụ tải động lực Trong phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định PTTT xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm thiết bị điện cần phân theo nguyên tắc sau: - - - Các thiết bị nhóm nên có chế độ làm việc (để tạo thuận lợi cho việc tính tốn cung cấp điện, với nhóm phụ tải có chế độ làm việc, ta dễ dàng tra bảng hệ số ksd, knc, ) Các thiết bị nhóm nên phân bố để tổng cơng suất nhóm chênh lệch (tạo đồng cho trang thiết bị cung cấp điện) Ngoài ra, số lượng thiết bị nhóm khơng q nhiều, phải chọn nhiều loại kích thước tủ điện khác làm giảm độ tin cậy cung cấp điện (số lượng phụ tải nhóm thường từ tới 12 phụ tải) Các thiết bị nhóm gần nên để gần để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ tiết kiệm vốn đầu tư tổn thất đường dây hạ áp phân xưởng Dựa nguyên tắc phân loại phụ tải, vào vị trí, cơng suất phụ tải, chia thiết bị phân xưởng làm nhóm (I, II, III, IV) sau: Số hiệu Tên thiết bị sơ đồ Nhóm I Máy mài nhẵn tròn Máy mài nhẵn tròn Máy mài nhẵn phẳng Máy mài nhẵn phẳng 10 Máy khoan 11 Máy khoan Hệ số Cos Ksd φ Công suất đặt P, kW 0.35 0.35 0.32 0.32 0.27 0.27 119.27 4.5 15.01 2.25 6.01 0.9 1.19 0.67 0.67 0.68 0.68 0.66 0.66 19 20 17 27 18 22 Máy khoan Máy khoan Máy ép Lò gió Cẩn trục Máy ép nguội 0.27 0.27 0.41 0.53 0.25 0.47 0.66 0.66 0.63 0.9 0.67 0.7 1.19 1.19 15.01 6.01 6.01 60 Phụ tải động lực nhóm I • Hệ số sử dụng nhóm I: 𝑘𝑠𝑑1 = • ∑ 𝑃𝑖 × 𝑘𝑠𝑑𝑖 49.72 = = 0.42 ∑ 𝑃𝑖 119.27 Số lượng hiệu dụng nhóm I: 𝑛ℎ𝑑𝑛1 = • Hệ số nhu cầu nhóm I: 𝑘𝑛𝑐𝑛1 = 𝑘𝑠𝑑𝑛1 + • (∑ 𝑃𝑖) 119.272 = = 3.4 ∑ 𝑃𝑖 4189.33 − 𝑘𝑠𝑑𝑛1 √𝑛ℎ𝑑𝑛1 = 0.42 + − 0.42 √3.4 = 0.73 Tổng công suất phụ tải nhóm I: 𝑃𝑛1 = 𝑘𝑛𝑐𝑛1 × ∑ 𝑃𝑖 = 0.73 ì 119.27 = 87.1 () ã H s cụng suất phụ tải nhóm I: cos 𝜑𝑛1 = • ∑ 𝑃𝑖 × 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑖 82.53 = = 0.69 ⇒ tan 𝜑𝑛1 = 1.0.5 ∑ 𝑃𝑖 119.27 Công suất phản kháng phụ tải nhóm I: 𝑄𝑛1 = 𝑃𝑛1 × tan = 87.1 ì 1.05 = 91.46 () ã Cụng suất biểu kiến phụ tải nhóm I: 𝑆𝑛1 = 𝑃𝑛1 87.1 = = 123.23 (𝑘𝑉𝐴) cos 𝜑𝑛1 0.69 Số hiệu Tên thiết bị sơ đồ Nhóm II Máy tiện bu lông Máy tiện bu lông Máy tiện bu lông Máy phay Máy phay 12 Máy tiện bu long 13 Máy tiện bu long 14 Máy tiện bu long 10 Hệ số Cos Ksd φ Công suất đặt P, kW 0.3 0.3 0.3 0.26 0.26 0.3 0.3 0.3 162.67 0.9 3.31 6.01 2.25 4.21 1.8 4.21 4.21 0.65 0.65 0.65 0.56 0.56 0.58 0.58 0.58