đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà xưởng

Xác định phụ tải tính toán cho nhà xưởng Các phương pháp xác định phụ tải tính toánKhi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó, nhiệm vụ đầu tiên của chúng ta là xác định phụ tả

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN -

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ XƯỞNG

GVHD: TS Ninh Văn Nam Sinh viên: Nguyễn Việt Trung

Mã sinh viên: 2021600923 Lớp: Điện 1 Khóa: K16

Hà Nội - Năm 2024

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Việt Trung MSV: 2021600923

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

(Lưu ý: hệ số k sd 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) M=2, N=3

Số hiệu trên sơ đồ Tên thiết bị Hệ số k sd cos Công suất đặt P (kW)

1; 7;10; 20; 31, 32 Quạt gió 0,37 0,67 3,6+4,6+6,1+

6,6+6,6+6,6 2; 3 Máy biến áp hàn,

- Công suất của hệ thống làm mát: 5% công suất các máy

- Điện trở suất của đất: 75Ωm

- Chiều cao nhà xưởng: 7,5m

- Hệ số chiết khấu 10%

- Thời gian thu hồi vốn đầu tư T tc = 8 năm

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

Bản 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

Ngày giao đề: 03/04/2024 Ngày hoàn thành: 17/06/2024

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Ninh Văn Nam

Đây là đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một phân xưởng xínghiệp công nghiệp Từ những kiến thức học được từ môn học thiết kế hệthống cung cấp điện, cung cấp điện, an toàn điện, tủ điện và tham khảo một sốkiến thức khác liên quan Em đã vận dụng những kiến thức đó dưới sự hướngdẫn của thầy Ninh Văn Nam để thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một phânxưởng đảm bảo những yêu cầu đề ra Tuy nhiên quá trình thiết kế còn gặpnhiều khó khăn, em mong sự góp ý và giúp đỡ của thầy, cô để đề tài này đượchoàn thiện hơn!

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

Xác định phụ tải tính toán cho nhà xưởng

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó, nhiệm vụ đầu tiêncủa chúng ta là xác định phụ tải điện của công trình này Tùy theo quy mô củacông trình mà phụ tải điện được xác định theo phụ tải thực tế hoặc phải kểđến khả năng phát triển của công trình trong tương lai Sau đây là một sốphương pháp thường dùng (1):

Phương pháp xác định phụ tải theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích

a) Đối với các xí nghiệp công nghiệp

Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sảnxuất:

Công thức tính:

101\* MERGEFORMAT (.)Hoặc:

202\* MERGEFORMAT (.)Với: ρ0, s0 - suất phụ tải trên 1 m2 diện tích sản xuất(kW/m2)

F - diện tích sản xuất( m2)

Phương pháp này thường cho kết quả gần đúng vì vậy nó thường đượcdùng cho thiết kế sơ bộ , nó được tính cho các phân xưởng có mật độ tươngđối đều

b) Đối với phụ tải sinh hoạt và chiếu sáng

Phụ tải sinh hoạt (nhà ở, văn phòng, bệnh viện, trường học,…) và chiếusáng cũng được xác định theo công thức 1.1

c) Đối với phụ tải thủy lợi

Phụ tải thủy lợi( tưới, tiêu nông nghiệp) tính toán theo suất tiêu thụ điệncho tưới tiêu và hec ta diện tích đất cần tưới tiêu theo công thức 1.1

Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt Pđ và hệ số nhu cầu knc

Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có chế độ làm việc giống nhau đượcxác định theo biểu thức:

- công suất đặt và công suất định mức trên thiết bị thứ I, kW

- công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán củanhóm thiết bị, kW, kVAR, kVA

Xác định phụ tải tính toán theo hệ số đồng thời kđt

Công thức tính toán:

707\* MERGEFORMAT (.)Trong đó:

Ptt∑ - Công suất tính toán tổng của các hộ dùng điện, kW

Ptti - Công suất tính toán của nhóm phụ tải thứ I, kW

kđt - hệ số đồng thời

Phương pháp này để xác định phụ tải tính toán tổng của các hộ tiêu dùngđiện( toàn phân xưởng, xí nghiệp,…) được dùng ở bước cuối cùng, sau đó xácđịnh phụ tải tính toán các nhóm theo phương pháp trên có tính đến tính chấtlàm việc đồng thời của các thiết bị trong nhóm

Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb

Công thức tính:

808\* MERGEFORMAT (.)Trong đó:

Ptb - Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, kW

Pdm - Công suất định mức của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, kW

kmax - hệ số cực đại

ksd - hệ số sử dụng

Phương pháp này thường được dùng để xác định phụ tải tính toán chophân xưởng có điện áp dưới 1000V Với kết quả tương đối chính xác và khixác định số thiết bị hiệu quả , chúng ta sẽ xét tới một loạt các yếu tố quantrọng, như ảnh hưởng có số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suấtlớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng

Phương pháp xác định đỉnh nhọn Pđnh

Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải ngắn hạn trong 1 đến 2 giây Nguyên nhânxuất hiện phụ tải đỉnh nhọn là do mở máy động cơ, do xuất hiện các dòngđiện xung trong lũ hồ quang điện và các máy biến hàn Phụ tải nàythường được xác định dưới dòng điện đỉnh nhọn để kiểm tra tổn thất điện ápcho phép, kiểm tra điều kiện khởi động của động cơ, chọn cầu chì, chỉnh địnhdòng khởi động của rơle

a) Đối với một máy

Dòng điện đỉnh nhọn chính là dòng điện mở máy :

Khi không có số liệu chính xác, có thể lấy như sau:

+ = đối với động cơ không đồng bộ roto lồng sóc;

+ = 2,5 đối với động cơ 1 chiều hoặc động cơ không đồng bộ rôt dâyquấn;

+ = 3 đối với các lò điện hoặc máy biến áp hàn

b) Đối với một nhóm máy

Dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi có dòng mở máy lớn nhất, xác định như sau:

Trong đó:

- dòng điện mở máy của động cơ lớn nhất trong nhóm;

- dòng điện định mức (đã quy đổi về dài hạn) của động cơ có dòng

mở máy lớn nhất;

- hệ số sử dụng của động cơ có dòng mở máy lớn nhất;

- dòng điện tính toán của nhóm động cơ đang xét.

Xác định phụ tải tính toán của nhà xưởng xí nghiệp

Phương pháp tính toán

Để thuận tiện cho việc tính toán phụ tải của phân xưởng cùng với những

số liệu đã có và sơ đồ mặt bằng các thiết bị trong phân xưởng và thông qua cảcác phương pháp ta vừa nêu ở mục 1.2 thì em lựa chọn phương pháp xác địnhphụ tải theo hệ số nhu cầu knc

Công thức tổng quát:

909\* MERGEFORMAT (.)

Phụ tải tính toán nhà xưởng xí nghiệp công nghiệp

Theo đề tài được giao, ta có mặt bằng của nhà xưởng xí nghiệp côngnghiệp hình 1.1 :

Hình 1 1: Mặt bằng nhà xưởng

Phân nhóm phụ tải

Việc phân loại nhóm phụ tải giúp thuận tiện cho việc tính toán

Phân loại và nhóm phụ tải trong xưởng ta dựa trên một số nguyên tắc cơbản sau theo mục 2.8.1 của (2) :

- Các thiết bị trong nhóm có cùng chế độ làm việc

- Các thiết bị trong nhóm gần nhau tránh chồng chéo và giảm chiều dàicủa dây dẫn

- Công suất của các nhóm không quá lệch nhau nhằm giảm chủng loạicủa tủ động lực

Căn cứ vào các nguyên tắc đó và sơ đồ mặt bằng thì ta chia ra được 6nhóm thiết bị:

- Nhóm 1: 1,2,3,4,5,12 được trình bày ở bảng 1.1

- Nhóm 2: 17,18,19 được trình bày ở bảng 1.2

cos () Công suất đặt P(kW) edm

Bảng1 3: Các thiết bị nhóm 3

STT Tên thiết bị trên mặt Ký hiệu

bằng k sd cos()

Công suất đặt P(kW)

Công suất đặt P(kW) edm

Tính toán phụ tải cho từng nhóm trong nhà xưởng

a) Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1:

STT Tên thiết bị trên mặt Ký hiệu

bằng k sd

cos ()

Công suất đặt P(kW) sau quy

đổi

Hệ số costb:

11011\* MERGEFORMAT (.)Thay số vào công thức 1.12 ta có:

Ở nhóm 1 máy biến áp hàn là máy có công suất lớn nhất Có 4 thiết bị cócông suất không nhỏ hơn nửa công suất lớn nhất:

Công suất tính toán nhóm 1:

Công suất toàn phần và phản kháng:

b) Xác định phụ tải tính toán của nhóm 2:

STT trên mặt Ký hiệu

bằng k sd cos()

Công suất đặt P(kW) sau quy đổi

Công suất tính toán nhóm 2:

Công suất toàn phần và phản kháng:

Ở nhóm 3 máy tiện ren số 14 - ký hiệu trên mặt bằng, là máy có côngsuất lớn nhất Có 4 thiết bị có công suất không nhỏ hơn nửa công suất lớnnhất:

Công suất tính toán nhóm 3:

Công suất toàn phần và phản kháng:

d) Xác định phụ tải tính toán nhóm 4:

STT trên mặt bằng k Ký hiệu sd cos

() Công suất đặt P (kW) (kW) P.k sd P.cos() (kW)

n1= 4, P1= 10,6+12,6+8,1+6,6= 37,9(kW)

Ta có:

Vậy:

Số thiết bị hiệu quả:

Hệ số nhu cầu:

Công suất tính toán nhóm 4:

Công suất toàn phần và phản kháng:

e) Xác định phụ tải tính toán nhóm 5:

STT Ký hiệu trên mặt

bằng k sd cos()

Công suất đặt P(kW)

Theo công thức 1.12 ta có:

Hệ số costb:

Ở nhóm 5 máy bào dọc số 16 - ký hiệu trên mặt bằng, là máy có côngsuất lớn nhất Có 3 thiết bị có công suất không nhỏ hơn nửa công suất lớnnhất:

Hệ số nhu cầu:

Công suất tính toán nhóm 5:

Công suất toàn phần và phản kháng:

Ở nhóm 6 cần cẩu 10T số 27 - ký hiệu trên mặt bằng, là máy có côngsuất lớn nhất Có 3 thiết bị có công suất không nhỏ hơn nửa công suất lớnnhất:

Công suất tính toán nhóm 6:

Công suất toàn phần và phản kháng:

Tính toán phụ tải chiếu sáng cho nhà xưởng

Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng được xác định theo công thức:

12012\* MERGEFORMAT (.)Trong đó:

- ρ0 : suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (W/m2)

- F : diện tích sản xuất (m2)

Diện tích nhà xưởng công nghiệp:

F = 24.36 = 864 (m2)Căn cứ vào bảng chỉ tiêu độ rọi và suất phụ tải của tài liệu (3) , ta chọn

độ rọi trung bình là 300 (lux) suất phụ tải ρ0 = 14 W/m2

Công suất chiếu sáng tính toán cho toàn nhà xưởng là:

Do đề bài không cho chiều cao của nhà xưởng ta chọn đèn sợi đốt nêncos=1