Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để có thểnhận thức đúng đắn nhất về từng vấn đề.Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thiết kế: LÊ QUANG ĐỨC Lớp: ĐH_ĐIỆN K7A Trang 3 TRƯỜNG ĐH
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN LỜI MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp Công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước thì công nghiệp điện năng giữ một vai trò hết sức quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong nền kinh tế quốc dân Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế thì nhu cầu điện năng sử dụng trong tất cả các ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ đều tăng lên không ngừng Do điện năng không phải là nguồn năng lượng vô hạn nên để các công trình điện sử dụng điện năng một cách có hiệu quả nhất (cả về độ tin cậy cấp điện và kinh tế) thì ta phải thiết kế cung cấp điện cho cho các công trình này Thiết kế hệ thống cung cấp điện là một việc làm rất khó Một công trình điện dù nhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ nhiều chuyên ngành hẹp (cung cấp điện, thiết bị điện, kỹ thuật cao áp, an toàn…) Ngoài ra người thiết kế còn phải có sự hiểu biết nhất định về xã hội, môi trường, về các đối tượng cấp điện, về tiếp thị Công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí đất đai, nguyên vật liệu, làm ứ đọng vốn, đầu tư Công trình thiết kế sai sẽ gây nên nhưng hậu quả nghiêm trọng (gây sự cố mất điện-thiệt hại cho sản xuất, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản của nhân dân) Trong chương trình đào tạo dành cho sinh viên khoa Điện thì môn học Hệ thống cung cấp điện là một môn học quan trọng Việc làm đồ án môn học này sẽ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về môn học, hơn thế nữa nó chính là bước tập dượt ban đầu trong công việc của sinh viên sau này Đề tài thiết kế môn học của em là: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp Trong quá trình thực hiện đồ án này em đã được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo Võ Tiến Dũng Mặc dù em đã rất cố gắng để làm được đồ án một cách tốt nhất nhưng chắc chắn rằng nó còn chứa đựng rất nhiều thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để có thể nhận thức đúng đắn nhất về từng vấn đề Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thiết kế: LÊ QUANG ĐỨC Lớp: ĐH_ĐIỆN K7A SVTH: LÊ QUANG ĐỨC Ý kiến của giáo viên hướng dẫn: GVHD: VÕ TIẾN DŨNG 78 TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… Ý kiến nhận xét của giáo viên phản biện: ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… SVTH: LÊ QUANG ĐỨC 78 GVHD: VÕ TIẾN DŨNG TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN TRƯỜNG ĐHSPKT VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa: Điện Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Sinh viên thực hiện: Lê Quang Đức Lớp: ĐIỆN K7A Tên đề tài: Thiết kế hệ thống cung cho xí nghiệp công nghiệp II.Các số liệu kỹ thuật - Mặt bằng bố trí thiết bị của phân xưởng và xí nghiệp theo bản vẽ - Cho diện tích mặt bằng phân xưởng cơ khí là 600m2 - Số liệu phụ tải cho theo bảng - Số liệu nguồn Udm =22kV; Sht=300MVA III.Nội dung thuyết minh và tính toán: 1.Phân tích yêu cầu CCĐ cho hộ phụ tải 2.Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng Cơ khí 3.Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy 4.Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng và cho toàn nhà máy 5.Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện 6.Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật và tính chọn thiết bị, dung lượng, và vị trí đặt thiết bị bù để Cos =0,92 IV Các bản vẽ thiết kế: (A 3): 1.Sơ đồ mặt bằng và đi dây phân xưởng 2.Sơ đồ mặt bằng và đi dây nhà máy 3.Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn nhà máy 4.Sơ đồ nguyên lý CCĐ phân xưởng V Kế hoạch thực hiện: Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đồ án: Hướng dẫn đề tài: Duyệt bộ môn: Võ Tiến Dũng CHƯƠNG I SVTH: LÊ QUANG ĐỨC 78 GVHD: VÕ TIẾN DŨNG TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI I - VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ Trong công nghiệp ngày nay ngành cơ khí là một ngành công nghiệp then chốt của nền kinh tế quốc dân tạo ra các sản phẩm cung cấp cho các nhành công nghiệp khác cũng như nhiều lĩnh vực trong kinh tế và sinh hoạt Đáp ứng nhu cầu của sự phát triển kinh tế, các nhà máy cơ khí chiếm một số lượng lớn và phân bố rộng khắp cả nước Nhà máy đang xem xét đến là nhà máy cơ khí chuyên sản xuất các thiết bị cung cấp cho các nhà máy công nghiệp Nhà máy có 12 hộ phụ tải, quy mô với 12 phân xưởng sản xuất và các nhà điều hành Bảng 1 -1: Bảng phân bố công suất của nhà máy cơ khí Stt Tên phân xưởng Ptt Qtt Loại hộ (kW) (Kvar) 1 Cơ điện 220 180 2 2 Cơ khí 3 Đúc gang Ptt Qtt 1 4 Đúc thép 5 Nhiệt luyện 450 420 1 6 Mộc mẫu 7 Gò hàn 400 400 1 8 Cán thép 9 Cắt gọt kim loại 200 200 1 10 Lắp ráp 11 Kho thành phẩm 180 180 2 12 Nhà hành chính 350 320 2 380 300 1 170 180 2 200 180 2 80 70 2 60 40 1 Do tầm quan trọng của tiến trình CNH – HĐH đất nước đòi hỏi phải có nhiều thiết bị, máy móc Vì thế nhà máy có tầm quan trọng rất lớn Là một nhà máy sản xuất các thiết bị công nghiệp vì vậy phụ tải của nhà máy đều làm việc theo dây chuyền, có SVTH: LÊ QUANG ĐỨC 78 GVHD: VÕ TIẾN DŨNG TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN tính chất tự động hóa cao Phụ tải của nhà máy chủ yếu là phụ tải loại 1 và loại 2 (tùy theo vai trò quy trình công nghệ) Nhà máy cần đảm bảo được cấp điện liên tục vần toàn Do đó nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thống điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian I.1 – Phân xưởng cơ điện Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị máy móc cơ điện của nhà máy Phân xưởng này cũng trang bị nhiều máy móc vạn năng có độ chính xác cao nhằm đáp ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp của nhà máy Mất điện sẽ gây lãng phí lao động, ta xếp phân xưởng này vào hộ tiêu thụ loại 2 I.2 – Phân xưởng cơ khí Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm cơ khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật Quá trình thực hiện trên máy cắt gọt kim loại khá hiện đại với dây chuyền tự động cao Nếu điện không ổn định, hoặc mất điện sẽ làm hỏng các chi tiết đang gia công gây lãng phí lao động Phân xưởng này ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1 I.3 - Phân xưởng đúc thép, đúc gang Đây là hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao nhất Nếu ngừng cấp điện thì các sản phẩm đang nấu trong lò sẽ trở thành phế phẩm gây ảnh hưởng lớn về mặt kinh tế Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1 I 4 – Phân xưởng lắp ráp Phân xưởng thực hiện khâu cuối cùng của việc chế tạo thiết bị, đó là đồng bộ hóa các chi tiết máy Máy móc có đảm bảo chính xác về mặt kỹ thuật, hoàn chỉnh cũng như an toàn về mặt khi vận hành hay không là phụ thuộc vào mức độ liên tục cung cấp điện Xếp vào hộ tiêu thụ loại 2 I.5 – Phân xưởng gò hàn Phân xưởng được trang bị các máy móc và lò rèn để chế tạo ra phôi và các chi tiết khác đảm bảo độ bền và cứng xếp vào hộ tiêu thụ loại 2 I.6 – Phân xưởng mộc mẩu Có nhiệm vụ tạo ra các loại khuôn mẫu, các chi tiết chủ yếu phục vụ cho sản xuất Do chức năng như vậy nên phân xưởng này xếp vào hộ tiêu thụ loại 2 II – MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN SVTH: LÊ QUANG ĐỨC 78 GVHD: VÕ TIẾN DŨNG TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành các dạng năng lượng khác (nhiệt năng, quang năng, cơ năng…), dễ truyền tải và phân phối Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người Điện năng nói chung không tích trữ được, trừ một vài trường hợp cá biệt và công suất như như pin, ắc quy, vì vậy giữa sản xuất và tiêu thụ điện năng phải luôn luôn đảm bảo cân bằng Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ Đặc điểm của quá trình này xẩy ra rất nhanh Vì vậy đễ đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấp điện an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng bộ như điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tự động hóa vv… Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển các khu đô thị, khu dân cư….Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai 5 năm 10 năm hoặc có khi lâu hơn nữa Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: II.1 – Độ tin cậy cung cấp điện Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào Trong điều kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế do đó ta xếp nhà máy cơ khí vào hộ phụ tải loại 2 II.2 – Chất lượng điện Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điện áp Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp phần ổn định tần số của hệ thống lưới điện Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chất lượng điện áp cho khách hàng Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức Đối với phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp như các máy móc thiết bị điện tử, cơ khí có độ chính xác vv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5% SVTH: LÊ QUANG ĐỨC 78 GVHD: VÕ TIẾN DŨNG TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN II.3 – An toàn điện Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết bị Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phải được chọn đúng loại đúng công suất Công tác xây dựng lắp đặt phải được tiến hành đúng, chính xác cẩn thận Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai trò hết sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành những quy định về an toàn sử dụng điện II.4 – Kinh tế Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn đầu tư Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh giữa các phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp, phương án cung cấp điện tối ưu Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép các yêu cầu trên vào nhau để tiết kiệm được thời gian và chi phí trong quá trình thiết kế Bảng 1- 2: Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí STT Tên thiết bị Công suất (kW - Cos Ksd kVA) 1 Máy khoan 8 0,7 0,2 2 Máy doa 5 0,8 016 3 Máy tiện 12 0,65 0,18 4 Máy bào 9 0,75 0,18 5 Máy phay 8 0,65 0,18 6 Máy mài tròn 15 0,75 0,18 7 Máy chuốt 6 0,65 0,18 8 Máy nén 8 0,75 0,18 9 Máy tiện 7 0,65 0,18 10 Máy cưa thép 4,5 0,8 0,16 11 Máy bào 7 0,65 0,18 12 Tủ sấy 3 pha 13 Tủ sấy 1 pha 28 0,7 0,2 18 0,65 0,18 SVTH: LÊ QUANG ĐỨC 78 GVHD: VÕ TIẾN DŨNG TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Máy hàn 20kVA 0,8 0,16 14 (ɛdm = 40%) 380/65V 0,75 0,18 6 15 Máy tiện 14,5 0,65 0,18 16 Máy bào 17 Máy phay 8 0,8 0,16 40kVA 18 Cần trục (ɛdm = 40%) 0,6 0,18 SVTH: LÊ QUANG ĐỨC 78 GVHD: VÕ TIẾN DŨNG TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ 2.1: Phân nhóm phụ tải - Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau: + Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc + Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau tránh chồng chéo và giảm chiều dài dây dẫn hạ áp + Công suất các nhóm cũng nên không quá chênh lệch nhóm nhằm giảm chủng loại tủ động lực - Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng ta chia ra làm 4 nhóm thiết bị phụ tải như sau: Bảng 2 -1: Phân nhóm các thiết bị trong Phân xưởng cơ khí TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Công suất Pdm(kW) cos Ksd Nhóm I 1 Máy khoan 1 1 8 0,7 0,2 2 Máy khoan 1 1 8 0,7 0,2 3 Tủ sấy 3 pha 12 1 28 0,7 0,2 4 Tủ sấy 3 pha 12 1 28 0,7 0,2 5 Máy doa 2 1 5 0,8 0,16 6 Máy tiện 3 1 12 0,65 0,18 Tổng nhóm 1 n = 6 P = 89 Nhóm 2 1 Máy khoan 1 1 7 0,7 0,2 2 Máy doa 2 1 15 0,8 0,16 3 Máy tiện 3 1 4,5 0,65 0,18 4 Máy tiện 5 1 13 0,65 0,18 5 Máy phay 5 1 4,5 0,65 0,18 6 Tủ sấy 1 pha 13 1 18 0,7 0,18 Tổng nhóm 2 n = 6 P = 59 Nhóm 3 1 Máy doa 2 1 5 0,8 0,16 SVTH: LÊ QUANG ĐỨC 78 GVHD: VÕ TIẾN DŨNG TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 2 Máy mài tròn 6 1 15 0,75 0,18 3 Máy mài tròn 6 1 15 0,75 0,18 4 Máy bào 11 1 7 0,65 0,18 5 Tủ sấy 3 pha 12 1 28 0,7 0,2 6 Cần trục 18 1 16,43 0,75 0,18 7 Máy phay 17 1 8 0,8 0,16 Tổng nhóm 3 n = 7 P = 94,43 Nhóm 4 1 Máy chuốt 7 1 6 0,65 0,18 2 Máy nén 8 1 8 0,75 0,18 3 Máy bào 16 1 14,5 0,65 0,18 4 Tủ sấy 1 pha 13 1 18 0,7 0,18 5 Máy tiện 15 1 6 0,75 0,18 6 Mấy tiện 15 1 6 0,75 0,18 Tổng nhóm 4 6 P =60,5 Nhóm 5 1 Máy tiện 9 1 7 0,65 0,18 2 Máy tiện 9 1 7 0,65 0,18 3 Máy cưa thép 10 1 4,5 0,8 0,18 4 Máy hàn 14 1 17,5 0,8 0,16 380/65V 5 Máy hàn 14 1 17,5 0,8 0,16 380/65V Tổng nhóm 5 n = 5 P = 53,5 Nhóm 6 1 Máy bào 4 1 9 0,75 0,18 2 Máy bào 4 1 9 0,75 0,18 3 Máy phay 5 1 8 0,65 0,18 4 Máy cưa thép 10 1 4,5 0,8 0,16 5 Máy bào 11 1 7 0,65 0,18 6 Cần trục 18 1 16,43 0,75 018 SVTH: LÊ QUANG ĐỨC 78 GVHD: VÕ TIẾN DŨNG