Đồ án môn học thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

Hoàng Mai QuyềnSinh viên : Đặng Hữu DũngMã số sinh viên : 2020606427 Trang 3 Ký hiệu và công suất đặt của thiết bị trong nhà xưởng: Trang 4 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ1.Xác định phụ tải tính toá

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÍ NGHIỆP CÔNG

NGHIỆP

CBHD : GV Hoàng Mai Quyền Sinh viên : Đặng Hữu Dũng

Mã số sinh viên : 2020606427

Hà Nội - 2023

NỘI DUNG

Mặt bằng bố trí thiết bị của nhà xưởng:

A

24000 mm

1

1234

2

23

5

24 13

8 14

27 15

28

5

32 18

6

xưởng

7

33

10

25 6

22

16

26 60

00

Ký hiệu và công suất đặt của thiết bị trong nhà xưởng:

(Lưu ý: hệ số ksd của mỗi máy cộng thêm M/100, công suất mỗi máy cộng thêm N/5 (kW) – với MN là hai chữ số cuối cùng của MSV)

Thiết bị trên

sơ đồ

mặt bằng

Tên thiết bị Công suất đặt

(kW)

Cosφ Hệ số

ksd

năng

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.Xác định phụ tải tính toán cho nhà xưởng

2.Đề xuất các phương án cấp điện và so sánh kinh tế-kỹ thuật để lựa chọn phương án cấp điện

3.Thiết lập sơ đồ cấp điện và lựa chọn các phần tử trong sơ đồ

4.Tính toán, lựa chọn hệ thống chống sét và nối đất

5.Thiết kế hệ thống bù công suất phản kháng cho nhà xưởng

B ản vẽ:

1.Sơ đồ mặt bằng cấp điện cho nhà xưởng

2.Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho nhà xưởng

3.Sơ đồ bố trí hệ thống nối đất & chống sét cho nhà xưởng

17/06/2023

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Hoàng Mai Quyền

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, với xu thế hội nhập, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang diễn ra một cách mạnh mẽ Trong quá trình phát triển đó, điện năng đóng vai trò rất quan trọng Do đó ngày nay điện năng được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã hội ngày càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ tăng lên không ngừng Để đảm bảo những nhu cầu to lớn đó, chúng ta phải có một hệ thống cung cấp điện an toàn và tin cậy

Với đồ án/ bài tập lớn: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”, sau một thời gian làm đồ án/ bài tập lớn , dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Do thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy/ cô để đồ án này được hoàn thiện hơn Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau này

CHƯƠNG I

TÍNH TOÀN PHỤ TẢI CHO XÍ NGHIỆP 1 1 Chọn hệ thống và đèn chiếu sáng

1.1.1 Chọn hệ thống chiếu sáng:

Việc chọn hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu chiếu sáng và ưu điểm của hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng chung: khi yêu cầu đảm bảo độ sáng đồng đều trên mặt bằng sản xuất, không đòi hỏi cường độ thị giác cao và lâu, không thay đổi hướng chiếu trong quá trình công tác

Hệ thống chiếu sáng cục bộ: khi những nơi mà các bộ mặt công tác khác nhau yêu cầu độ chiếu sáng khác nhau và được chia thành từng nhóm ở các khu vực khác nhau trên mặt công tác

Hệ thống chiếu sáng kết hợp: khi những nơi thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu

Vây đối với phân xưởng sửa chữa , điều khiển đòi hỏi độ chính xác cao trong quá trình làm việc nên ta chọn hệ thống chiếu sáng kết hợp

1.1.2 Chọn loại đèn chiếu sáng:

Thường dùng hai loại đèn sau :

+ Bóng đèn sợi đốt

+ Bóng đèn huỳnh quang

Các phân xưởng sản xuất ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang tần số f

= 50Hz gây ra ảo giác không quay đối với các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động Do đó ta dùng đèn sợi đốt cho phân xưởng

1.2 Khái quát về phân xưởng và thiết kế chiếu sáng

1.2.1 Lựa chọn thông số cho xưởng

Độ rọi yêu cầu chiếu sáng phân xưởng Eyc = 100 lux

Hệ thống làm mát và thông thoáng bằng quạt trần và quạt hút Hao tổn điện áp cho phép từ nguồn đến đầu vào của các thiết bị dùng điện ∆Ucp = 3.5%

Hệ số công suất cần nâng lên là cos = 0.9

Kích thước của nhà xưởng: a x b x H (rộng, dài, cao) là: 24 x 36 x 4,7 m

Điểm đấu điện cách nhà xưởng: L = 150 m

Thời gian sử dụng công suất cực đại: TM = 4500 h

Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: Sk = 7,64 MVA

Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk = 2,5s

1.2.2 Thiết kế chiếu sáng

Vì xưởng có nhiều máy điện nên ta chọn đèn sợi đốt với công suất 200W với quang thông F = 3000 lumen

Ch n đ cao treo đèn: họ ộ 1 = 0.7m

Chiềều cao c a m t bằềng làm vi c: hủ ặ ệ 2 = 0.8m

Chiềều cao tính toán: h = H – h 2 -h 1 = 4,7 – 1.6 – 0.7 = 2,4m.

Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách giữa các đèn được xác định theo tỷ lệ = 1,8

Tức là: L = 1.8 x h = 1.8 x 2,4 = 4,32 m

Căn cứ vào kích thước của nhà xưởng ta chọn khoảng các giữa các đèn là:

Ld = 4,32m; Ln = 4,32m

Với chiều dài , rộng phòng lần lượt là 36x24 (m) thì số lượng

đèn tối thiểu cần có là: = 8x5 =40 đèn

Chỉ số phòng:

Giả sử hệ số phản xạ của nhà xưởng là: trần nhà 0.5, tường 0.3

Xác định hệ số lợi dụng ánh sáng tương ứng với chỉ số phòng 6 là: kld = 0.57 (bảng 47.pl) Lấy hệ số dự trữ là: dt = 1.2; Hệ số hiệu dụng của đèn là = 0.58

Xác định tổng quang thông cần thiết:

Số lượng đèn cần thiết để đảm bảo độ rọi yêu cầu

N= 104 đèn 1.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

1.3.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại Theo phương pháp này:

Ptt = KMax Ptb = KMax Ksd Trong đó:

Ptb - công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất Pđm - công suất định mức của phụ tải

Ksd - hệ số sử dụng công suất của phụ tải

KMax - hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình hoá T=30 phút

Phương pháp này thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị, cho các tủ động lực trong toàn bộ phân xưởng Nó cho một kết quả khá chính xác nhưng lại đòi hỏi một lượng thông tin khá đầy đủ về các phụ tải như: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải số lượng thiết bị trong nhóm (ksdi ; pđmi ; cosi ; )

1.3.2 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu

Theo phương pháp này thì

Trong đó:

Knc - Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải

Pni - Công suất đặt của nhóm phụ tải

Phương pháp này cho kết quả không chính xác lắm, tuy vậy lại đơn giản và

có thể nhanh chóng cho kết quả cho nên nó thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho các phân xưởng, cho toàn xí nghiệp khi không có nhiều các thông tin về các phụ tải hoặc khi tính toán sơ bộ phục vụ cho việc qui hoặc v.v

1.3.3 Xác định phụ tải theo suất tiêu hao năng lượng

Nếu phụ tải điện không thay đổi hoặc thay đổi ít theo thời gian thì công suất tính toán có thể lấy bằng công suất trung bình và được xác định theo biểu thức:

Ptt = KM Ptb Trong đó:

d - [kWh/đvsp] Định mức tiêu thụ điện năng của một sản phẩm

M - Khối lượng sản phẩm được sản xuất ra trong thời gian T (1 ca; 1 năm)

Ptb - Phụ tải trung bình của xí nghiệp

Nếu phụ tải điện thay đổi theo thời gian thì:

Ptt = KM Ptb

KM - Hệ số cực đại công suất tác dụng

Phương pháp tính toán phụ tải đơn giản nhưng có độ chính xác không cao,

nó thường được ứng dụng trong tính toán sơ bộ đối với các cơ sở ổn định, tính toán phụ tải thuỷ lợi vv.Trong quy hoạch sơ bộ công suất tính toán có thể xác định theo mật độ phụ tải trên một km2 diện tích

Ftt = .F , kW

 - Mật độ phụ tải, kW/km2;

F - Diện tích vùng quy hoạch ; km2

1.3.4 Xác định phụ tải theo hệ số đồng thời

Hệ số đồng thời thể hiện tính chất làm việc đồng thời của các phụ tải Theo phương pháp này công suất tính toán được xác định dựa vào công suất lớn nhất tại các thời điểm cực đại Công suất tính toán là giá trị lớn nhất trong các giá trị công suất ở các thời điểm cực đai Thông thường ta chọn hai thời điểm: cực đại ngày và cực đại đêm, lúc đó:

, – hệ số đồng thời tại các thời điểm cực đại ngày và đêmm xác định theo biểu thức:

Phương pháp này thường được áp dụng thuận tiện cho các nhóm thiết bị tiêu thụ điện có công suất lớn hơn kém nhau không quá bốn lần Trong thực tế, phương pháp này thường được áp dụng đối với phụ tải sinh hoạt

2 Tính toán phụ tải điện

2.1 Phụ tải chiếu sáng

2.2 Phụ tải làm mát

2.3 Phụ tải động lực

2.3.1 Phân loại phụ tải:

Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau:

* Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng (điều này

sẽ thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất )

* Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc (điều này sẽ thuận tiện cho việc tính toán và CCĐ sau này ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc, tức có cùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung được ksd, knc; cos;

và nếu chúng lại có cùng công suất nữa thì số thiết bị điện hiệu quả sẽ đúng bằng

sô thiết bị thực tế và vì vậy việc xác định phụ tải cho các nhóm thiết bị này sẽ rất

dễ dàng.)

* Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của các nhóm ít chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các trang thiết bị CCĐ ví dụ trong phân xưởng chỉ tồn tại một loại tủ động lực và như vậy thì nó sẽ kéo theo là các đường cáp CCĐ cho chúng cùng các trang thiết bị bảo vậy cũng sẽ được đồng loạt hoá, tạo điều kiện cho việc lắp đặt nhanh kể cả việc quản lý sửa chữa, thay thế và dự trữ sau này rất thuận lợi )

* Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số

lộ ra của một tủ động lực cũng bị không chế (thông thường số lộ ra lớn nhất của

các tủ động lực được chế tạo sẵn cũng không quá 8) Tất nhiên điều này cũng không có nghĩa là số thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị Vì 1 lộ ra

từ tủ động lực có thể chỉ đi đến 1 thiết bị, nhưng nó cũng có thể được kéo móc xích đến vài thiết bị,(nhất là khi các thiết bị đó có công suất nhỏ và không yêu cầu cao về độ tin cậy CCĐ ) Tuy nhiên khi số thiét bị của một nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hoá trong vận hành và làm giảm độ tin cậy CCĐ cho từng thiết bị

* Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn được nhóm lại theo các yêu cầu riêng của việc quản lý hành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng bộ phận trong phân xưởng

Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân xưởng Sửa chữa cơ khí thành 4 nhóm phụ tải.

2.3.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải

a Phụ tải nhóm 1

hiệu Tên thiết bị Ksd Cosᵠ Công suất đặt(kW) P Cosᵠ

tầng

tầng

4 11 Bồn đun nước

nóng

nóng

nóng

Ta có:

Tra bảng GT.tr31 ta được 3.5-4

Tỷ số giữa công suất lớn nhất và bé nhất là:

Vậy nên: Số lượng hiệu dụng

Công suất tính toán là:

(kW)

Hệ số công suất trung bình phụ tải động lực nhóm I là:

Công suất biểu kiến:

Công suất phản kháng:

b Phụ tải nhóm 2:

hiệu Tên thiết bị Ksd Cosᵠ Công suất đặt(kW) P Cosᵠ

1

0,3 5

20

2 4 Lò điện kiểu tầng 0,9

1

0,3 5

33

2

0,3 2

30

2

0,3 2

35

5

6

0,2 6

30

6

0,2 6

20

Tổn

g

169,5

c Phụ tải nhóm 3

hiệu

suất đặt (kW)

P Cosᵠ

8 27 Máy tiện ren 0,53 0,69 12

4

0,6 0

7.5

4

0,6 0

7.5

d Phụ tải nhóm 4

hiệu

suất đặt (kW)

P Cosᵠ

5

3

0,4 1

7

0,4 5

4 19 Máy quạt 0,6

7

0,4 5

8

0,4 5

8

0,4 5

5

0,2 2

2

0,3 6

3

0,4 1 Tổng