Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy có bản vẽ kèm theo

Xác định phụ tảI tính toán của các phân xởng và toàn nhà máy.3.. Trang 4 Các phần trong đồ án Mở đầuChơng I : Giới thiệu chung về nhà máy.Chơng II : Xác định phụ tảI tính toán của nhà m

Trờng ĐHBK Hà Nội Thiết kế môn học

Môn hệ thống điện Hệ thống cung cấp điện

Tên đề thiết kế : Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy (Có bản vẽkèm theo)

Sinh Viên thiết kế : Trần Đức Thịnh ; Lớp: BK02 - K9 - TĐH

1.2 Nội dung tính toán thiết kế; Các tài liệu tham khảo…

2 Xác định phụ tảI tính toán của các phân xởng và toàn nhà máy

3 Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa cơ khí

4 Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

4.1 Chọn số lợng, dung lợng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xởng 4.2 Chọn số lợng, dung lợng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian ( Trạm biến áp xí nghiệp) hoặc trạm phân phối trung tâm

4.3 Thiết kế hệ thống điện cho nhà máy

5 Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy

6 Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa cơ khí

Các bản vẽ trên khổ giấy Ao

Sơ đồ nguyên lý mạng điện phân xởng sửa chữa cơ khí

Sơ đồ nguyên lý HTCCĐ toàn nhà máy

Các số liệu về nguồn điện và nhà máy

1 Điện áp: Tự chọn theo công suất của nhà náy và khoảng cách từ nguồn

đến nhà máy

2 Công suất của nguồn điện: vô cùng lớn

3.Dung lợng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm bién áp khu vực: 250 MVA

4 đờng dây cung cấp điện cho toàn nhà dùng loại dâyAC

5 Khoảng cách từ nguồn điện đến nhà máy: 15 Km

6 Nhà máy làm việc 3 ca

Ngày nhận đề tháng năm Cán bộ hớng dẫn

Lời nói đầu

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá-hiện đại hoá đất nớc, công nghiệp

điện lực giữ vai trò quan trọng, bởi vì điện năng là nguồn năng lợngdợc dùngrộng rãI nhất trong ngành kinh tế quốc dân

Khi xây dựng nhàn máy, khu dân c, thành phố v.v trớc tiên ngời taphảI xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho các máymóc và nhu cầu sinh hoạt của con ngời

Cũng chính vì thế mà mà môn học cung cấp điện cũng rất quan trọng

đối với sinh viên nghành điện

Trong chơng trình học phảI làm đồ án thiết kế cung cấp điện cho nhàmáy, xí nghiệp, công việc này đã giúp em hiểu đợc rất nhiều kiến thức mới.Với sự giảng dậy, hớng dẫn tận tình của thầy giáo thì đồ án thiết kế cung cấp

điện cho nhà máy cơ khí đã đợc hoàn thành Tuy nhiên do tàI liẹu của em cóhạn và tàI liệu tham khảo còn ít cho nên trong đồ án còn rất nhiều thiếu sót.Kính mong sự giúp đỡ chỉ bảo của thầy giáo

Các phần trong đồ án

Mở đầu

Chơng I : Giới thiệu chung về nhà máy

Chơng II : Xác định phụ tảI tính toán của nhà máy:

Giới thiệu chung về các phơng pháp xác địng phụ tảI tính toán Xác định phụ tảI tính toán cho từng phân x ởng và toàn bộ nhàmáy

Chơng III : Xác định phơng án cung cấp điện:

Lựa chọn cấp điện áp truyền tải

Vạch phơng án cung cấp điện cho nhà máy

Tính toán lựa chọn các phơng án

Phơng án 1

Phơng án 2

Chơng IV : Thiết kế chi tiết cho phong án lựa chọn

Chọn thiêt bị điện cho hơng án

Tính ngắn mạch kiểm tra các thiết bị

Chơng V : Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa cơ khí

Thiết kế lới động lực

Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa cơ khí

Chơng VI : Tính toán bù công suất phản kháng

Chơng I : Giới thiệu chung về nhà máy.

1 Phụ tảI, công suất đặt,diện tích và yêu cầu cung cấp điện:

Phụ tảI điện là đại lợng đặc trng cho công suất tiêu thụ của các thiết bịriêng lẻ hoặc tổ hợp thiết bị tiêu thụ điện năng Khi thiết kế cung cấp điệncho một công trình nào đó, nhiệm vụ đầu tiên là phảI xác định đợc nhu cầu

điện của công trình đó Việc xác định nhu cầu điện cho nhà máy chủ yếu làdựa vào thiết bị đặt trong nhà máy có xét đến khả năng mở rộng của nhà máytrong tơng lai

Công suất dặt của thiết bị tiêu thụ điện năng là công suất ký hiệu trên nhãnmáy hoặc trong thiết bị của thiết bị Khi biết đợc công suất đặt của thiết bịhay một nhóm thiết bị, tính chất chế độ làm việc của các thiết bị, từ đó ta cóthể xác định đợc phủ tảI tính toán cũng nh nhu cầu dùng điện của nhà máy

Phân xởng nhiệt luyện

Bộ phận nén khí Kho vật liệu Chiếu sáng phân xởng

8036003200180025000Theo tính toán2100

3500170060Xác định theodiện tích

M¸y tiÖn ren

M¸y tiÖn ren

M¸y tiÖn ren

M¸y tiÖn ren

M¸y tiÖn ren

M¸y tiÖn ren

12111111111111111

8531NC12A

3H6342A1257367A4203A1305D325H821A62IX62016316161II,63A163A

1.00.65

2.82.84.52.82.84.57.08.110.014.04.510.020.0

11111111

2118KH240

HC-12AHC-12A

3M634H5313H634

VAPC-2742118

VAPC-274

0.8524.2

0.450.85

2.51.0

2.81.7

2.81.5

0.85

3.03.0

1.21.03.0

Lò điện để luyện khuôn

Lò điện để nấu chảy babit

1111111111111

1111

HC-12A3M 634

BMC_101

HC_12A

C_2373M634MPII_25M

3.00.65

2.87.0

3,05,010,03,51,50,65

1,72,825,0

0,6

2 Mức độ tin cậy cung cấp điện:

Công nghệ của nhà máy dựa theo Liên Xô cũ Quy trình sản xuất có tínhchất dây chuyền.

Để cho quá trình sản xuất của nhà máy đợc đảm bảo thì việc cung cấp

điện cho nhà máy nói chung và cho các bộ phận nói riêng phải đảm bảo chấtlợng điện năng và độ tin cậy cao

Theo quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy thì việc ngừng cung cấp

điện sẽ ảnh hởng tới chất lợng, số lợng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế đặcbiệt các bộ phận nh: luyện kim đen , luyện kim mầu, nhiệt điện nếu mất điện

sẽ ảnh hởng không những đến sản phẩm, mà còn ảnh hởng đến thiết bị sảnxuất

Nh vậy nhìn chung ta xếp nhà máy vào các hộ tiêu thụ loại II, nhng đặcbiệt chú ý đến bộ phận luyện kim

Phạm vi đề tài:

Đây là đồ án môn học cung cấp điện, vì thời gian và khả năng có hạn nênkhông thể tránh đợc những thiếu sót, mong thầy cô giáo trong hệ thống điệnchỉ bảo giúp đỡ

Nội dung chính của đề án bao gồm:

- Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng và toàn nhà máy

-Thiết kế mạng điện hạ á cho phân xởng sửa chữa cơ khí

-Thiết kế mạng điẹn cao áp cho toàn nhà máy

-Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa cơ khí

A_ Giới thiệu chung vê các phong pháp các công thức đợc sử dụng.

Khi thiềt kế cung cấp điện cho một công trìng nào đó ,nhiệm vụ đàu tiêncủa ta là xác định nhu cầu điện của công trìng đó Tuỳ theo quy mô củacông trình, nhu cầu điện cần xác định theo phụ tảI thực tế có xét đến khảnăng phát triển của công trình trong tuơng lai

Việc xác định nhu cầu điện thc chất là giải bàI dự báo phụ tảI ngắn hạn chếhoặc dàI hạn Dự báo phụ tảI ngắn hạn là xác định phụ tảI để tính toán thiết

kế đa công trình vào vậ hành Phụ tải đó đợc gọi là phụ tảI tính toán (Ptt)

Nh vậy phụ tảI tính toán là phụ tảI giả thiết lâu dàI không ổn, tơng đơng vớiphụtảI thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt Do đó néu chọn các thiết bị điện theophụ tảI thì có thể đảm bảo an toàn cho các thiết bị đó trong mọi trạng tháIvận hành Phụ tảI điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh: Công suất, số lợng,dung lợng các máy, chế độ vận hành, quy trình công nghệ sản xuất, trình độvận hành của công nhân… vì vậyđể xác định đợc chính xác phụ tải tínhtoẳịgp rất nhiều khó khăn

Nếu phụ tải tính toán quá lớn thì dẫn đến các thiết bị trong hệ thống quá dthừ công suất, hậu quả là tăng vốn đầu t kéo dàI thời gian thu hồi vốn vàkhông tận dụng tối đa khả năng, thậm chícòn gia tăng thêm tổn thất máybiến áp ngợc lạinếu phụ tảI tính toán quá nhỏthì hệ thống cung cấp điện xẽkhông tận dụng đợc các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, thậm chí là h hỏng ngaykhi đa vào vạn hnàh dfo đó việc xác định phụ tảI tính toán có tầm quantrọng rất lớn khi quy hoạch và thiết kế Hiện nay có rât nhiều hơng pháp xác

định phụ tảI tính toán nhng vẫn cha phơng pháp nào hoàn toàn chính xác vàtiện lợi Những phơng pháp xác định hiệu quả và tin cậy thờng quá phứctạp ngợc lại, những phơng pháp đơn giản thì kết quả nhận đợc thờng khôngcao Vì vậy phụ thuộc vào mục tiêu của việc thiết, tuỳ thuộc vào lợng thôngtin có đợc về phụ tảI, ngời làmcông rác qui hoạch và thiết kế phảI lựa chọn

để có đợc hiệu quả thích hợp, phù hợp với mức tin cậy đủ dùng nhng việctính toán không quá phức tạp sau đây là một số phơng pháp hay dùng

I - Phơng pháp xác định phụ tảI tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

Trong đó :

Knc:Hệ số nhu cầu tra sổ tay

Pdi:Công suất danh định của máy thứ i.công suất danh định là giá trị côngsuất thiết bị làm việc trong thời gian dàI nhng vẫn đảm bảo chỉ tiêu kinh tế.Công suất danh định của từng thiết bị đạt đợc ở những điều kiện khác nhau

Do vậy Knc cũng phụ thuộc vào các yếu tố trên

II- Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo xuất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất:

F : Diện tích sản xuất (m2)

Giá trị của Po đợc tra trong sổ tay

Phơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi phụ tải phân bố đồng đều trêndiện tích sản xuất Nó thờng đợc dùng để xác định phụ tải tính toán của cácnhà ở và các công trình công cộng nh trờng học, công sở, bệnh việc, chợ búa

và đặc biệt cho các xí nghiệp, đ

Tmax : Thời gian sử dụng cong xuất lớn nấht (giờ)

Ta cũng có thể tính m là số sản phẩm sản xuất ra trong ca mang tải lớnnhất Khi đó Tmax lấy là 8 gìơ

Phơng pháp này dùng để tính toán cho các bộ phận tảI có sản phẩm sảnxuất ra hàng năm và ít ổn định

Ví dụ: Nhà máy dệt, nhà máy sợi… để tính toán cho các thiết bị điện có đồthị phụ tải ít biến đổi nh : quạt gió, máy bơm nứơc, máy nén khí khi đó phụtải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính tơng đối chính xác

IV- Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công xuát trung bình và hệ số cực đại :

Ptb : công suất trung bình.

Kmax : hệ số cực đẩit trong sổ tay

Kmax =f(nhq,Ksd)

Ksd : hệ số sử dụng tra trong sổ tay

Nhq : hệ số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả

Số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng côngsuất, cùng chế đọ làm việc gay ra hiệu quả phát nhiệt đúng bằng số thiết bịthực tế (có công suất khác nhau, chế độ làm việc khác nhau) gây ra trong quátrình làm việc

Pdi : công suất danh định thứ i

Khi số thiết bị lớn thì việc xác định nhq theo công túc trên sẽ kgông thuậntiện Do vậy, ngời ta chỉ sử dụng với n≤4 khi n>4 thì cho phép sử dụng cácphơng pháp gàn đúng so với sai số là 10%

Dựa vào n*,P* tra bảng trong sổ tay ta xác định đợc :

TD% : hệ ssó đóng điện phần trăm tra trong sổ tay

Cũng cần thiết phảI thay đổi tất cả các thiết bị coa chế độ làm việc một pha

về biến áp pha tơng ứng theo cá biểu thức quy đổi sau:

TảI một pha dùng điện áp pha:

V- Phơng pháp xác định phụ tảI tính toán theo công suất trung bình và

Khd : hệ số hình dáng của đồ thị phụt ảI tra trong sổ tay

Ptb : công suất trung bình của nhóm thiết bị

Phơng pháp này ít dùng bởi lẽ trong giai đoạn thiết kế và qui hoạch tacha biết chính xác về phụ tảI, do vậy khó xác định chính xác Khd

VI- Phơng pháp xác định phụ tảI tính toán theo công suất trung bình và

độ lệch của đồ thị khỏi giá trị trung bình

δ : Độ lệch của đồ thị phụ tảI khỏi giá trị trung bình

Phơng pháp này cũng dùng ít bởi lẽ trong thiết kế và qui hoạch ta cha biết

đợc chính xác đồ thị phụ tảI

Trong 6 phơng pháp trên thì các phơng pháp 1,2,3 là các phơng pháp dựatrên kinh nghiệm thiết kế và vận hành mà tổng kết ra chỉ có kết quả gần

đúng Tuy hiên các phơng pháp này đơn giản, tính toán tiện lợi biến áp

ph-ơng pháp sua dựa trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê, các phph-ơng pháp nàyxét trên nhiều yếu tố, do đó cho kết quả chính xác hơn, nhng tính toán phứctạp vì vậytrong thực tế tuỳ theo quy mô đặc điểm của công trìnhmà ta lựachọn phơng pháp thích hợp Chẳng hạn khi tính toán phụ tảI tính toán chotừng nhốm máy ở điện áp thấpthì ta dùng phơng pháp tính theo hệ số cực đạivì phơng pháp này cho kết quả tơng đối chính xác còn khi phụ tảI phân bố

đều trên diện tích sản xuất thì dung phơng pháp suất phụ tảI trên một đơn vịsản xuất

B- Xác định phụ tải tính toán cho từng phân xởng và toàn bộ nhà máy.

Căn cứ vào danh sách các phân xởng, thông tin về các phân xởng và bộphận của nhà máy ta thấy rằng:

Phân xởng sửa chữa cơ khí đã biết chính xác đợc vụ trí và công suất đặtcủa thiết bị

Vì vậy để tăng ao chính xác khi tính toán phụ tảI động lực của phân xởng

ta áp dụng phơng pháp xác định phụ tảI tính toán theo công suất trung bình

và hệ số cực đại

các phân xởng còn lại và bộ phận khác chỉ biết đợc diện tích và công suất đặtcủa nó nên để xác định phụ tảI tính toán động lực ta áp dụng phơng pháp xác

định phụ tảI tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Phụ tảI chiếu sáng của phân xởng đợc xác định theo suất phụ tảI tên một

Phòng thí ngiệm đo lờng

Phòng kiểm tra kỹ thuật

Số thiết bị tiêu thụ điện:50

Phụ tảI tính toán của phân xởng sửa chữa cơ khí gồm có : Phụ tảI tínhtoán động lực và phụ tảI tính toán chiếu sáng

Xác định phụ tảI tính toán động lực của phân xởng sửa chữa cơ khí

1.1 Phân nhóm phụ tải:

Trong mộ phân xởng thờng có thiết bị điện khác nhau nên nếu qquy đổitrung bình thì sẽ gây sai số lớn để xác định phụ tảI tính toán có đủ độ chínhxác cần phảI theo nguyên tắc sau:

Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dàI

Côngsuất(KW)

Ksd Cos/tg

1.2 Tính toán phụ tải động lực các nhóm:

Để tiện cho tính toán đợc đơn giản, ta lấy chung các hệ số cho tất cả cácnhóm và áp dụng phơng pháp xácc điịnh phụ tảI tính toán theo công suấttrng bình và hệ số cực đại:

Trong đó: Kkd là hệ số khởi động.

Phụ tảI tính toán trong nhóm I :

Số thiết bị n = 7

Tổng công suất P = 15,2 KW

Công suất thiết bị lớn nhất Pdmax = 4,5 KW

Công suất thiết bị nhỏ nhất Pdmin = 0.65 KW

Từ Nhq =6 và Ksd = 0.16 tra sách cung cấp điện ta có: Kmax = 2,64

Vậy phụ tảI tính toán trong nhóm I là:

Idn = ∑Id + Kkd.Idmax= 48,32+4.16,5=114,32(A)

Phụ tảI tính toán các nhóm II, III, IV, V, cũng tính toán tơng tự nh nhóm I

và đợc ghi trong bảng sau:

2

2 - Phụ tải tính toán chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa cơ khí:

Phụ tảI tính toán chiéu ság cho phân xởng sửa chữa cơ khí đợc xác địnhtheo phơng pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:

Pcs =Po F

Trong đó:

F: là diệntích phân xởng sửa chữa cơ khí : 1125 m2

Po : là suất chiếu sáng trên mọt đơn vị tích Với phân xởng sửachữa cơ khí tra sách cung cấp điện ta có :Po =14 W/m2

Pcs = 14.1125=15750=15,8(KW)

Phân xởng sửa chữa dùng đèn sợi đốt nên có thể coi Cosφ≈1

3 Phụ tải tính toán toàn phân xởng sửa chữa cơ khí:

Công thức:

Pttpx = Pttdlpx + PcsQttpx = Qttdlpx + QcsSttdlpx = P

Cos ϕ px = 91,3 135,7 = 0,67

Ittpx = = 206(A)Idnpx=6.35,4+(206 – 0,16.35,4)=413(A)

II- Xác định phụ tải tính toán của phân xởng và bộ phận khác:

Phụ tải tính toán động lức của phân xởng còn lại và các bộ phận khácđợcxác định theo công thức;

Pttdl = Knc.Pd

Vơí Knc là hệ số tra trong sổ tay

Phụ tảI tính toán chiếu sáng đợc xcs định theo công thức:

Pcs = Po.F

Với po tra trong sổ tay tuỳ theo từgn phân xởng

1 Phụ tảI tính toán của ban quả lý và phòng thiết kế:

Công suất đặt: 80(KW)

38 , 0 3

7 , 135

Phụ tảI tính toán toàn bộ ban quản lý và phòng thiết kế:

2 Phụ tảI tính toán của bộ phân khác cũng tính toán tơng tự nh phụ tảI tính toán ban quản lý và phòng thiết kế Kết quả đợc tổng hợp ở bảng:

Tên px và bộ

phận

Diệntích

2)

Pcs(kW)

Pdl(kW)

PttkW

Qtt(kVAr)

Stt(VA)Itt

547,4Phân xởng

cơ khí số 1

0

0,4

0,6/1,33

0

857

1915,2Phân xởng

cơ khí số 2

0

0,4

0,6/1,33

0

507

1702,4Phân xởng

0,8/0,74

2654

0,8/0,74

0

128925

0,8/0,74

0

66 765Phân xởng

nhiệt luyện

0

0,5

0

4841298

0

112754Kho vật liệu 3650 60 0,

4