Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Điện Cho Nhà Máy Số 2 Công Ty Tnhh Công Nghệ Nissei Việt Nam (Khu Công Nghiệp Phúc Điền, Hải Dương).Pdf

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HẢI DƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI DƯƠNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SỐ 2 CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ NISSEI VIỆT NAM

(Khu công nghiệp Phúc Điền, Hải Dương)

Giảng viên hướng dẫn : ThS Vũ Tiến ThủySinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc HảiLớp : K9.KTĐ

Khóa : 2019 - 2024

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI DƯƠNG

KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHONHÀ MÁY SỐ 2 CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ NISSEI VIỆT NAM

(Khu công nghiệp Phúc Điền, Hải Dương)

Giảng viên hướng dẫn : ThS Vũ Tiến ThủySinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hải Lớp : K9.KTĐ

Khóa : 2019 – 2024

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện – Điện tử Ngành : Kỹ thuật điện

5 Dự kiến những đóng góp của đề tài 3

6 Kết cấu của đề tài 3

PHẦN II: NỘI DUNG 4

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN 4

1.1 Cơ sở lý thuyết về thiết kế hệ thống cung cấp điện 4

1.1.1 Giới thiệu chung về cung cấp điện 4

1.1.2 Giới thiệu về sơ đồ lấy điện thường dùng trong các công ty hiện nay 5

1.2 Tính toán phụ tải điện 6

1.2.1 Phụ tải điện 6

1.2.1.1 Các đặc tính chung của phụ tải điện 6

1.2.1.2 Đồ thị phụ tải 7

1.2.1.3 Chế độ làm việc của phụ tải 9

1.2.2 Xác định phụ tải điện khu vực công nghiệp 10

1.2.2.1 Trong giai đoạn dự án khả thi 10

1.2.2.2 Trong giai đoạn xây dựng nhà xưởng 10

1.2.2.3 Trong giai đoạn thiết kế chi tiết 11

1.2.3 Các hệ số tính toán phụ tải 13

1.2.3.6 Số thiết bị dùng điện có hiệu quả nhq 16

1.2.3.7 Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax 17

1.2.4 Phương pháp xác định phụ tải tính toán 18

1.2.4.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm 18

1.2.4.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất 19

1.2.4.3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu 19

1.2.4.4 Xác định phụ tải theo hệ số cực đại (kmax) và công suất trung bình 20

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 20

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG TY TNHH LAURELTON DIAMONDS VIỆT NAM 21

2.1 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí 24

2.1.2 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải 24

2.1.3 Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 27

2.1.4 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí 28

2.2 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng còn lại và toàn nhà máy 28

2.2.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng xử lí nguyên liệu thô 29

2.2.2 Các phân xưởng khác tính toán tương tự ta có bảng kết quả toàn nhà máy 30

2.3 Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho nhà máy 31

2.3.1 Yêu cầu của mạng điện chiếu sáng 31

2.3.2 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 32

2.3.3 Thiết kế chiếu sáng cho các phân xưởng khác 36

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 40

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY TNHH LAURELTON DIAMONDS VIỆT NAM 41

3.1 Thiết kế mạng điện hạ áp cho công ty 41

3.1.1 Sơ đồ cung cấp điện của phân xưởng 41

3.1.1.1 Chọn cáp từ trạm biến áp phân xưởng về tủ phân phối phân xưởng 42

1.1.1.2 Chọn phương án cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 42

3.1.2 Lựa chọn phần tử mạng điện hạ áp phân xưởng 43

3.1.2.1 Tủ phân phối 44

3.1.2.2 Chọn các thiết bị cho các tủ động lực 47

3.2 Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy 49

3.2.1 Vị trí, số lượng, dung lượng trạm biến áp 50

3.2.1.1 Vị trí trạm biến áp 50

3.2.1.2 Số lượng trạm biến áp, máy biến áp phân xưởng 51

3.2.1.3 Chọn dung lượng máy biến áp 51

3.2.2.4 Tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong các máy biến áp 53

3.2.3 Tính toán kinh tế - lựa chọn phương án tối ưu 54

3.2.3.1 Phương án 1 55

3.2.3.2 Phương án 2 62

3.2.3.3 Phương án 3 64

3.2.3.4 So sánh kinh tế giữa các phương án 66

3.2.4 Thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy 66

3.2.4.1 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm 66

3.2.4.2 Lựa chọn sơ đồ chạm PPTT và các TBAPX 68

3.2.4.3 Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn 72

3.2.5 Tính toán bù công suất phản kháng cho nhà máy 83

3.2.5.1 Xác định dung lượng bù 83

3.2.5.2 Phân phối dung lượng bù cho các TBAPX 83

3.2.6 Tính toán nối đất 86

3.2.6.1 Tính toán nối đất cho nhà máy 86

3.2.6.2 Sơ đồ nối các thiết bị điện đến hệ thống nối đất 88

DANH NGỮ VIẾT TẮT

STT Chữ viết tắt Chú thích

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng tra trị số kmax 14

Bảng 3.1 Tổng kết phụ tải các nhóm phân xưởng sửa chữa cơ khí 43

Bảng 3.2 Thông số aptomat trong tủ phân phối 45

Bảng 3.3 Thông số của aptomat tổng 45

Bảng 3.4 Kết quả chọn cáp từ tủ phân phối tới các tủ động lực 46

Bảng 3.5 Kết quả chọn aptomat từ tủ động lực đến tủ thiết bị 49

Bảng 3.6 Kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng 53

Bảng 3.7 Kết quả tính tổn thất công suất các trạm 53

Bảng 3.8 Kết quả tính tổn thất điện năng trong các trạm 54

Bảng 3.9 Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 1 59

Bảng 3.10 Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 1 61

Bảng 3.11 Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 2 62

Bảng 3.12 Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 2 63

Bảng 3.13 Kết quả chọn cáp cao áp và ha áp của phương án 3 64

Bảng 3.14 Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của phương án 3 65

Bảng 3.15 Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án 66

Bảng 3.16 Thông số máy cắt đặt tại trạm PPTT 68

Bảng 3.17 Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DH10 69

Bảng 3.18 Thông số kỹ thuật của các máy biến áp do ABB sản suất 70

Bảng 3.19 Thông số kỹ thuật của các máy biến áp do ABB sản suất 70

Bảng 3.20 Kết quả chọn aptomat tổng và aptomat phân đoạn 72

Bảng 3.21 Kết quả lựa chọn aptomat nhánh, loại 4 cực của Merlin Gerin 72

Bảng 3.22 Thông số của đường dây trên không và cao áp 73

Bảng 3.23 Kết quả tính toán ngắn mạch 75

Bảng 3.24 Thông số của cầu chì 77

Bảng 3.25 Thông số dao cách ly 78

Bảng 3.26 Thông số máy biến điện áp 79

Bảng 3.27 Thông số kỹ thuật của máy biến dòng điện 79

Bảng 3.28 Điện trở của cáp cao áp 83

Bảng 3.29 Kết quả tính điện trở các nhánh 84Bảng 3.30 Kết quả phân bố dung lượng bù trong nhà máy 86Bảng 3.31 Quy cách đặt chống sét và phạm vi bảo vệ 90

DANH MỤC HÌNH VẼ

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Hình 1.1 Sơ đồ cung cấp điện bên ngoài xí nghiệp 5

Hình 1.2 Sơ đồ cung cấp điện bên trong xí nghiệp 6

Hình 1.3 Đồ thị phụ tải ngày 7

Hình 1.4 Đồ thị phụ tảitháng……….7

Hình 1.5 Đồ thị phụ tải năm 8

Hình 1.6 Tmax 9

Hình 1.7 Các bước tính toán phụ tải điện 12

Hình 1.8 Đồ thị phụ tải tác dụng 13

Hình 1.9 Đường cong kmax = f(ksd, nhq) 15

Hình 1.10 Đường cong biểu diễn quan hệ nhq* = f(n*; p*) 17

Hình 1.11 Cách xác định Tmax từ đồ thị phụ tải hàng năm 18

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNGTY TNHH LAURELTON DIAMONDS VIỆT NAM Hình 2.1 Dây chuyền công nghệ sản xuất của công ty 21

Hình 2.2 Bản vẽ công ty 22

Hình 2.3 Bản vẽ phân xưởng số 8 22

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí đèn 32

Hình 2.5 Độ treo cao của đèn 33

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY TNHHLAURELTON DIAMONDS VIỆT NAM Hình 3.1 Phương án đi dây từ tủ đến các máy qua các trục chính 42

Hình 3.2 Phương án đi dây trực tiếp từ tủ tới các máy 43

Hình 3.3 Sơ đồ tủ phân phối 44

Hình 3.4 Sơ đồ cấp điện phương án 1 56

Hình 3.5 Sơ đồ cấp điện phương án 2 62

Hình 3.6 Sơ đồ cấp điện phương án 3 64

Hình 3.7 Sơ đồ trạm PPTT 69

Hình 3.8 Sơ đồ đấu nối các trạm có hai máy biến áp 70Hình 3.9 Sơ đồ hệ thống nối đất 89Hình 3.10 Cấu tạo kim thu sét 90

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là dạng năng lượng có nhiều ưu điểm: dễ dàng chuyển hóa thànhcác dạng năng lượng khác (nhiệt, cơ, hóa, ), dễ truyền tải và phân phối Chính vìvậy điện năng được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực, là điều kiện quan trọng đểphát triển đô thị và các khu vực dân cư Vì đó, khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xãhội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước, nhằm thỏa mãn nhu cầu sử dụng vàphát sinh trong tương lai.

Ngày nay trong sinh hoạt hàng ngày và hoạt động kinh tế thì điện năng làmột thứ không thể thiếu Đặc biệt trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đấtnước cùng chủ trương kinh tế mở của nhà nước, vốn đầu tư nước ngoài tăng lên làmcho số lượng nhà máy, xí nghiệp tăng lên nhanh chóng Do đó nhu cầu về hệ thốngcung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất và sinh hoạt cũng tăng theo Để đáp ứngđiều đó, cần có đội ngũ đông đảo và có chuyên môn để có thể thiết kế, ứng dụngcông nghệ điện vào đời sống Trong đó, sinh viên là thành phần đông đảo và tươnglai sẽ đóng góp một phần vào đó.

Qua quá trình rèn luyện, học tập và thực hành, em lựa chọn đề tài: “Thiết kếhệ thống cung cấp điện cho nhà máy số 2 Công ty TNHH Công nghệ NISSEI ViệtNam” để làm đồ án tốt nghiệp trước khi ra trường Trong thời gian thực hiện đề tài,cùng với sự cố gắng của bản thân đồng thời em đã nhận được sự giúp đỡ hướng dẫntận tình của thầy cô trong khoa đặc biệt là thầy giáo Th.S Vũ Tiến Thủy - người đãtrực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này.

Vì kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em không thể tránh khỏi nhữngthiếu sót Do vậy em kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến, sửa chữa, phê bìnhcủa thầy cô cùng với sự giúp đỡ của các bạn để em có thể hoàn thiện đề tài củamình và hoàn thành tốt việc học tập tại trường cũng như công việc sau này.

Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN I: MỞ ĐẦU1 Tính cấp thiết của đề tài

Hệ thống cung cấp điện là hệ thống gồm các khâu sản xuất, truyền tải vàphân phối điện năng.Thiết kế hệ thống cung cấp điện phải kết hợp hài hoà một loạtcác yêu cầu như: Tính kinh tế, tính kỹ thuật, độ tin cậy, an toàn và tiện lợi cho việcvận hành thiết bị Vì vậy khi thiết kế hệ thống cung cấp điện phải được phối hợpngay trong những vấn đề cụ thể như: Tính toán mức tiêu thụ điện áp, thiết kế sơ đồ,chọn sơ đồ nối dây, mức tổn thất điện áp…

Với hệ thống nhà máy, phân xưởng được đầu tư, hệ thống máy móc đầy đủvà hiện đại, đội ngũ lãnh đạo thông minh, sáng suốt có năng lực chuyên môn cao,đội ngũ kỹ thuật giỏi linh hoạt, đội ngũ công nhân viên có tay nghề vững vàng vàchuyên nghiệp công ty TNHH Công Nghệ NISSEI Việt Nam đã tạo điều kiện tốtnhất để em lựa chọn đề tài thiết kế hệ thống điện cho công ty

2 Mục đích của đề tài

Tìm hiểu thực trạng tiêu thụ điện năng và hiện trạng hệ thống cung cấp điện.Qua quá trình nghiên cứu lý thuyết và thực trạng sử dụng điện để tìm raphương án tối ưu thiết kế cung cấp điện, từ đó đưa ra phương án thiết kế hệ thốngcấp điện cho công ty.

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đối tượng: Công ty TNHH Công Nghệ NISSEI Việt Nam

Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống cung cấp điện cho khu văn phòng và nhàxưởng sản xuất của nhà máy số 2 công ty TNHH Công Nghệ NISSEI Việt Nam

4 Phương pháp thực hiện

Tìm hiểu, học hỏi các kiến thức chuyên môn từ đội ngũ kỹ thuật lâu năm,chuyên môn cao của công ty.

Quan sát quá trình làm việc, rút ra kinh nghiệm.

Tham khảo nguồn tài liệu nghiên cứu: Khí cụ điện; an toàn điện; hệ thốngcung cấp điện; đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện

Nghiên cứu, tìm hiểu, phân tích và tổng hợp kiến thức lý thuyết và đặc biệt

qua tìm hiểu thực tiễn mạch điện cụ thể.

5 Dự kiến những đóng góp của đề tài

Là tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên ngành kỹ thuật điện về thiết kếhệ thống cấp điện cho tòa nhà, các nhà máy, xí nghiệp.

Đề tài chỉ ra phương án cấp điện tối ưu cho công ty, xí nghiệp Đặc biệt đềtài có kết quả ứng dụng cao đó là thiết kế được hoàn chỉnh hệ thống cung cấp điện.

6 Kết cấu của đề tài

- Phần I: MỞ ĐẦU- Phần II: NỘI DUNG

+ Chương 1 Cơ sở lý luận về thiết kế cung cấp điện

+ Chương 2 Xác định phụ tải tính toán, nhu cầu phụ tải điện của công tyTNHH LAURELTON DIAMONDS Việt Nam

+ Chương 3 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho công ty - Phần III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

PHẦN II: NỘI DUNG

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN1.1 Cơ sở lý thuyết về thiết kế hệ thống cung cấp điện

1.1.1 Giới thiệu chung về cung cấp điện

- Điện năng ngày càng phổ biến vì dễ dàng chuyển thành các dạng nănglượng khác như: cơ năng, hóa năng, nhiệt năng… được sản xuất tại các trung tâmđiện và được truyền tải đến hộ tiêu thụ với hiệu suất cao Trong quá trình sản xuấtvà tiêu thụ điện năng có một số đặc tính.

+ Điện năng sản xuất ra thường không tích trữ được, do đó phải có sự cânbằng giữa sản xuất và tiêu thụ điện.

+ Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh và nguy hiểm nếu có sự cố xảy ra, vìvậy thiết bị điện có tính tự động và đòi hỏi độ an toàn và tin cậy cao.

a Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấpđiện

- Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luônđủ điện năng với chất lượng trong phạm vi cho phép.

- Một phương án cung cấp điện (cho xí nghiệp) được xem là hợp lý khi thỏamãn các nhu cầu sau:

+ Vốn đầu tư nhỏ, chú ý tiết kiệm ngoại tệ và vật tư hiếm.

+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo tính chất hộ tiêu thụ.+ Chi phí vận hành hàng năm thấp.

+ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.+ Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa…+ Đảm bảo chất lượng điện năng.

+ Ngoài ra, còn phải chú ý đến các điều kiện khác như: môi trường, sự pháttriển của phụ tải, thời gian xây dựng…

b Một số bước chính để thực hiện một phương án thiết kế cung cấp điện

+ Xác định phụ tải tính toán để đánh giá nhu cầu, chọn phương thức cungcấp điện cho phù hợp.

+ Xác định phương án về nguồn điện.+ Xác định cấu trúc mạng.

1.1.2 Giới thiệu về sơ đồ lấy điện thường dùng trong các công ty hiện nay

- Các xí nghiệp công nghiệp là những hộ tiêu thụ điện tập trung, công suấtlớn, điện năng cung cấp cho các xí nghiệp được lấy từ các trạm biến áp trung gianbằng các đường dây trung áp.

- Sơ đồ cung cấp điện cho xí nghiệp phân thành 2 phần: bên trong và bên ngoài.+ Sơ đồ cung cấp điện bên ngoài: Là phần cung cấp điện từ hệ thống đếntrạm biến áp chính hay trạm phân phối trung tâm của xí nghiệp Bên dưới là một sốdạng sơ đồ phổ biến Sơ đồ a): khi cấp điện áp sử dụng của nhà máy trùng với điệnáp cung cấp từ hệ thống Sơ đồ b): các trạm biến áp phân xưởng nhận điện trực tiếptừ hệ thống và hạ xuống 0,4kV để sử dụng Sơ đồ c): có trạm biến áp trung tâmtrước khi phân phối đến các trạm biến áp phân xưởng Sơ đồ d): trường hợp khi xínghiệp có máy phát điện dự phòng.

Hình 1.1 Sơ đồ cung cấp điện bên ngoài xí nghiệp

- Lưới trung áp điện xí nghiệp có cấu trúc khác nhau tùy vào quy mô xínghiệp Với những xí nghiệp có tải vài trăm kVA, chỉ cần đặt 1 trạm biến áp Vớinhững xí nghiệp lớn cần đặt nhiều trạm biến áp, mỗi trạm cung cấp cho một hoặcvài phân xưởng

+ Sơ đồ cung cấp điện bên trong: Từ trạm phân phối trung tâm đến các trạmbiến áp phân xưởng Có 3 kiểu sơ đồ thường dùng: sơ đồ hình tia, liên thông và hỗnhợp Lưới hạ áp xí nghiệp chính là lưới điện bên trong mỗi phân xưởng Để cấpđiện cho phân xưởng người ta đặt các tủ phân phối nhân điện hạ áp từ các máy biếnáp về cấp cho các tủ động lực, từ tủ này cung cấp điện cho các thiết bị.

Hình 1.2 Sơ đồ cung cấp điện bên trong xí nghiệp

1.2 Tính toán phụ tải điện

1.2.1 Phụ tải điện

Thông thường công suất vận hành khác với công suất thực tế do nhiều yếu tốkhác nhau và là một hàm theo thời gian Nhưng phải xác định phụ tải điện cho việctính toán cung cấp điện Phụ tải tính toán còn được gọi là công suất tính toán (Ptt).

- Nếu Ptt < P thực tế: thiết bị mau giảm tuổi thọ, có thể cháy nổ.- Nếu Ptt > P thực tế: lãng phí vốn đầu tư.

1.2.1.1 Các đặc tính chung của phụ tải điện

- Mỗi phụ tải có đặc trưng riêng, có 3 đặc trưng mà các phương án cung cấp

phải xét đến:

+ Công suất định mức: Thường được ghi trên nhãn của thiết bị Đối với độngcơ, công suất định mức là công suất trên trục của động cơ, công suất điệnPđ=Pđm/ηđm Thường ηđm =0,8÷0,85; trường hợp động cơ nhỏ có thể xem Pđ=Pđm.

+ Điện áp định mức: Điện áp làm việc của thiết bị phải phù hợp với lưới điệnnơi đặt thiết bị.

+ Tần số: Tần số làm việc của thiết bị khác nhau nhiều từ 0Hz (điện DC) đếnhàng triệu Hz ở thiết bị cao tần.

1.2.1.2 Đồ thị phụ tải

Đồ thị phụ tải: “Đặc trưng cho sự tiêu dùng năng lượng điện của các thiết bịriêng lẻ, của nhóm thiết bị, của phân xưởng hoặc của toàn bộ xí nghiệp”.

Phân loại: Có nhiều cách phân loại

- Theo đại lượng đo: đồ thị phụ tải tác dụng P, phản kháng Q và điện năng A.- Theo thời gian khảo sát: đồ thị phụ tải hàng ngày, hàng tháng và hàng năm.Các loại đồ thị phụ tải thường dùng:

- Đồ thị phụ tải ngày: như hình a) được ghi bằng máy; b) được ghi và vẽ lạibởi các vận hành viên và c) thể hiện dạng bậc thang thông số trung bình trong mộtkhoảng thời gian.

Hình 1.3 Đồ thị phụ tải ngày

Đồ thị phụ tải hàng ngày cho ta biết tình trạng làm việc của thiết bị để từ đósắp xếp lại quy trình vận hành hợp lý nhất, nó cũng làm căn cứ để tính chọn thiết bị,tính điện năng tiêu thụ…

Đồ thị phụ tải ngày có 5 thông số đặc trưng sau:

+ Phụ tải cực đại: Pmax, Qmax.

+ Hệ số công suất cực đại: cosφmax.

+ Điện năng tác dụng và phản kháng ngày đêm: A[kWh], Ar[kVArh].+ Hệ số công suất trung bình cosφtb tương ứng tgφtb =Ar/A.

+ Hệ số điền kín của đồ thị phụ tải:

- Đồ thị phụ tải hàng tháng: được xây dựng theo phụ tải trung bình của từngtháng của xí nghiệp trong một năm làm việc

Hình 1.4 Đồ thị phụ tải tháng

Đồ thị phụ tải hàng tháng cho ta biết nhịp độ sản xuất của xí nghiệp Từ đócó thể đề ra lịch vận hành sửa chữa các thiết bị điện một cách hợp lý nhất, nhằm đápứng các yêu cầu của sản xuất.

- Đồ thị phụ tải năm: Thường được xây dựng dạng bậc thang, xây dựng trêncơ sở của đồ thị phụ tải ngày đêm điển hình.

Gọi: n1: số ngày mùa đông trong năm n2: số ngày mùa hè trong năm =>

Hình 1.4 Đồ thị phụ tải năm

Đồ thị phụ tải năm có các thông số đặc trưng như:

+ Điện năng tác dụng và phản kháng tiêu thụ trong năm: A[kWh/năm] vàAr[kVArh/năm].

+ Thời gian sử dụng công suất cực đại

+ Hệ số công suất trung bình cosφtb tương ứng tgφtb =Ar/A+ Hệ số điền kín phụ tải:

Hình 1.5 Tmax

Trong đó, cần lưu ý khái niệm Tmax là thời gian tiêu thụ công suất bằng côngsuất thực tế nếu giả thiết phụ tải luôn là Pmax Nếu Tmax càng lớn thì phụ tải càngbằng phẳng, còn Tmax càng nhỏ thì phụ tải ít bằng phẳng hơn.

1.2.1.3 Chế độ làm việc của phụ tải

- Chế độ dài hạn: Chế độ mà nhiệt độ của thiết bị đạt giá trị xác lập, phụ tải

làm việc ổn định.

- Chế độ ngắn hạn: Nhiệt độ thiết bị tăng lên trong khi làm việc và giảm đến

nhiệt độ môi trường trong khi ngừng làm việc.

- Chế độ ngắn hạn lặp lại: Nhiệt độ thiết bị tăng lên trong khi làm việc nhưngnhiệt độ chưa giảm tới nhiệt độ môi trường trong thời gian nghỉ Đặc trưng bằng hệsố đóng điện:

Trong đó: : thời gian đóng điện của thiết bị : thời gian nghỉ.

: chu kỳ công tác và thường nhỏ hơn 10 phút.

1.2.2 Xác định phụ tải điện khu vực công nghiệp

1.2.2.1 Trong giai đoạn dự án khả thi

- Thông tin thu nhận trong giai đoạn này thường không chính xác.

- Để xác định phụ tải điện cho việc thiết kế, xây dựng đường dây cao áp vàtrạm biến áp trung gian người ta dựa vào diện tích hoặc sản lượng.

- Xác định phụ tải điện cho khu công nghiệp, chế xuất căn cứ vào diện tích:(1)

Trong đó: S0 suất phụ tải trên đơn vị diện tích, tùy ngành CN mà S0 chọn100÷400(kVA/ha).

D: diện tích khu CN, chế xuất (ha).

- Đối với xí nghiệp, nếu biết sản lượng sẽ sản xuất, công thức xác định phụtải điện như sau:

(2)Trong đó:

a: suất điện năng chi phí để sản xuất ra một đơn vị sản phẩm (kWH/sp).M: sản lượng.

Tmax: thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax và a thường được tra bảng

1.2.2.2 Trong giai đoạn xây dựng nhà xưởng

- Thông tin nhận được trong giai đoạn này là công suất đặt của từng phânxưởng, diện tích của từng xưởng.

- Phụ tải điện động lực của từng phân xưởng được xác định theo công thức:

Trong đó:

hệ số nhu cầu (tra bảng).

: công suất đặt của phân xưởng Với

và n: công suất định mức của động cơ và số động cơ.

- Phụ tải điện chiếu sáng trong phân xưởng được xác định theo diện tích:

Trong đó:

: diện tích xưởng.

: suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m2) Tùy theo vị trí, mụcđích sử dụng chọn = 5÷30 W/m2.

- Phụ tải điện cho toàn phân xưởng:

- Phụ tải điện cho toàn xí nghiệp có n phân xưởng:

1.2.2.3 Trong giai đoạn thiết kế chi tiết

- Đây là công đoạn cuối cùng trong quá trình thiết kế cấp điện cho xí nghiệpcông nghiệp Ở giai đoạn này đã biết hầu hết các thông tin về đối tượng sử dụng điện.

- Phụ tải tính toán xác định cho một nhóm máy, được xác định theo côngthức:

- Các bước tính toán được thực hiện như sau:

Điểm 1: Điểm trực tiếp cấp điện đến các thiết bị dùng điện, tại đây cần xácđịnh chế độ làm việc của từng thiết bị (xác định Kt; ksd; cosφ…)

Điểm 2: Với nhóm thiết bị làm việc ở chế độ khác nhau → Xác định Ptt bằngphương pháp số thiết bị hiệu quả Ptt = KM.Ptb và S2 =P2 + j.Q2

Điểm 3: Sẽ bằng phụ tải điểm 2 cộng thêm phần tổn thất đường dây hạ áp: S3 =S2 + ΔSdd

Điểm 4: điểm tổng hạ áp của các trạm biến áp phân xưởng Tại đây phụ tảitính toán có thể tính bằng phương pháp hệ số nhu cầu hoặc tổng hợp các phụ tải tại

Hình 1.6 Các bước tính toán phụ tải điện

Chú ý: S8 chưa phải là phụ tải của xí nghiệp Vì khi tính phụ tải xí nghiệpcòn phải kể đến sự phát triển của xí nghiệp (5 - 10 năm) sau SXN = S8 + ∆SXN Đểxác định được ∆SXN phải dự báo tăng trưởng phụ tải.

Quy đổi phụ tải một pha qua phụ tải ba pha:

Quy đổi công suất: Khi có thiết bị một pha ta phải quy đổi công suất về bapha

+ Thiết bị đấu vào điện áp pha:

Pdmtd = 3.Pdmfa

Trong đó: Pdmtd là công suất định mức tương đương sau 3 pha

Pdmfa là công suất định mức của phụ tải một pha

+ Thiết bị đấu vào điện áp dây: Pdmtd = Pdmfa

+ Khi có nhiều thiết bị đấu vào điện áp pha và điện áp dây:

Pdmtd = 3.Pdmfamax

Trong đó: Pdmfamax là công suất cực đại quy đổi về pha của các thiết bị.

1.2.3 Các hệ số tính toán phụ tải

1.2.3.1 Hệ số sử dụng ksd

Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiếtbị điện trong một chu kỳ làm việc, được định nghĩa là tỷ số giữa phụ tải trung bìnhvới công suất định mức Hệ số sử dụng là chỉ tiêu cơ bản để tính phụ tải tính toán.

- Đối với một thiết bị: ksd=

- Đối với nhóm có n thiết bị:

ksd=Ptb nPdm n=

- Nếu có đồ thị phụ tải thì có thể tính hệ số sử dụng như sau:

ksd= P1t1+P2t2+⋯+PntnPdm(t1+t2+⋯+tn+tnghi)

Phụ tải trung bình được lấy ứng với ca có phụ tải lớn nhất trong 3 ca làmviệc

Hình 1.7 Đồ thị phụ tải tác dụng

1.2.3.2 Hệ số phụ tải kpt

Hệ số phụ tải nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác thiết bị trong thờigian đang xét, được định nghĩa là tỷ số giữa phụ tải thực tế với công suất định mức.Thường ta phải xét hệ số phụ tải trong một khoảng thời gian nào đó, nên phụ tảithực tế chính là phụ tải trung bình trong khoảng thời gian đó.

kpt=Pthuc te

Pdm = Ptb

Pdm

Nếu có đồ thị phụ tải có thể tính hệ số phụ tải như sau:

Trong thực tế ta tính kmax theo đường cong kmax = f(ksd, nhq) Hoặc có thể tra ởcác sổ tay hướng dẫn thiết kế

Cũng như hệ số cực đại kmax hệ số nhu cầu knc thường tính cho công suất tácdụng của nhóm máy Cũng có khi tính toán hệ số nhu cầu cho công suất phản kháng

1.2.3.6 Số thiết bị dùng điện có hiệu quả nhq

Số thiết bị dùng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công suất vàchế độ làm việc như nhau, có công suất đúng bằng công suất tính toán của nhómthiết bị thực tế (gồm các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau).

Biểu thức để tính nhq như sau:

nhq=( ∑

Pdmi)2∑

Hình 1.9 Đường cong biểu diễn quan hệ nhq* = f(n*; p*)

- Sau khi tính được n* và p* thì có thể dùng đường cong (hình 1.10) để tìm ranhq* và tính được.

nhq = nhq* n

Ngoài ra còn có thể tính nhq bằng phương pháp gần đúng như sau:- Khi m=

Pdm maxPdm min≤3

và ksd  0,4 thì nhq = n Trong đó: Pdm max: Công suất định mức của thiết bị có công suất lớn nhất Pdm mim: Công suất định mức của thiết bị có công suất nhỏ nhất.- Khi m > 3 và ksd  0,2 thì:

nhq=2 ∑

nPdmiPdm max

Nếu tính ra nhq > n thì lấy nhq = n

- Khi trong nhóm thiết bị đã cho n1 thiết bị dùng điện có tổng công suất địnhmức  5% tổng công suất định mức của toàn nhóm thì:

nhq = n - n1

Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax là thời gian giả thiết mà phụ tảitiêu thụ với công suất cực đại và tiêu thụ một lượng điện năng đúng bằng lượngđiện năng mà phụ tải thực tế (biến thiên) tiêu thụ trong một năm Tmax ứng với mỗiloại xí nghiệp và chế độ làm việc khác nhau có giá trị khác nhau Trị số này có thể

được tra trong các sổ tay cẩm nang cung cấp điện Thời gian Tmax nói trên được địnhnghĩa với công suất tác dụng, đối với công suất phản kháng cũng định nghĩa tươngtự Thường Tmax(P) khác Tmax(Q) và Tmax(Q) ít dùng nên ở đây không đề cập tới.

Giả sử có đồ thị phụ tải như (hình 1.11a) AB là đường cong biểu diễn sựbiến thiên của phụ tải thực Ta xác định Tmax như sau: Hình chữ nhật ADEO được vẽsao cho diện tích của nó bằng diện tích hình ABCO OE chính là Tmax.

- Điện năng tiêu thụ trong một năm là:

1.2.4 Phương pháp xác định phụ tải tính toán

1.2.4.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất tiêu hao điện năng trênmột đơn vị sản phẩm.

P( t)P

8760P1

t (h)Tma

Hình 1.10 Cách xác định Tmax từ đồ thị phụ tải hàng năm

W0: mức tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/đvsp)M: số lượng sản phẩm trong năm

- Ưu điểm: Cho kết quả khá chính xác;

- Nhược điểm: Chỉ giới hạn cho một số thiết bị như: quạt gió, bơm nước máynén khí.

1.2.4.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tíchsản xuất

Ta có công thức: Ptt=P0 S

Trong đó: P0: suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (kW/m2)S: diện tích bố trí nhóm tiêu thụ (m2)

Phương pháp này cho kết quả gần đúng nên dùng trong thiết kế sơ bộ.

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

(KW); Mà: Pd=Pdmη

=P1 cos ϕ1+P2cos ϕ2+ .+ Pncos ϕn

knc : hệ số nhu cầu sử dụng của nhóm thiết bỉ đặc trưng.kdt : hệ số đồng thới (0,85¿1).

- Ưu điềm: đơn giản thuận tiện, sử dụng phổ biến.

- Nhược điểm là: không chính xác vì hệ số vì hệ số sử dụng phải tra sổ tay,không phụ thuộc vào chế độ vận hành cũa mỗi thiết bị trong nhóm.

1.2.4.4 Xác định phụ tải theo hệ số cực đại (kmax) và công suất trung bình.

Công suất tính toán : Ptt=kmax ksd.∑Pi

Trong đó: kmax : hệ số cực đại của công suất tác dụng

nhq: số thiết bị hiệu quả được tính bằng biều thức: nhq=n∗hq n

ksd : hệ số sử dụng, lấy từ đồ thị phụ tải, được tính bằng biểu thức:

Trong đó: n là số thiết bị trong nhóm.

n1: số thiết bị c.suất lớn hơn hoặc bằng một nửa số thiết bị có c.suất lớn nhất

∑Pn 1: tổng công suất định mức của n1 thiết bị.

∑Pn : tổng công suất định mức của n thiết bị.

- Ưu điểm của phương án này là cho kết quả có độ chính xác khá cao vì khixác định số thiết bị hiệu quả chúng ta đã xét tới các yếu tố quan trọng như: ảnhhưởng của các thiết bị trong nhóm về công suất cũng như vận hành

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Như vậy, trong chương 1 Đồ án đã trình bày tổng quan hệ thống điện, cácphương pháp tính toán làm cơ sở để thực hiện đồ án Ngoài ra, còn đã nêu được quy

trình thiết kế cung cấp điện, từ đó xác định được phụ tải tính toán và nhu cầu phụ tảiđiện cho công ty TNHH LAURELTON DIAMONDS Việt Nam trong chương 2.

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNGCHIẾU SÁNG CÔNG TY TNHH LAURELTON DIAMONDS VIỆT NAM

Dây chuyền công nghệ sản xuất của nhà máy

Hình 2.1 Dây chuyền công nghệ sản xuất của công ty

Kim cương thô sẽ được đưa đi để loại bỏ các lớp bụi và bã khác Sau đóđược phân loại và xử lý để tạo ra các viên kim cương có giá trị thương mại (Quátrình xử lý kim cương thô bao gồm các bước Đó là cạo vỏ, lấy mẫu, chia nhỏ vàđánh bóng Quá trình cạo vỏ giúp loại bỏ lớp bụi và bã khác trên bề mặt kim cương.Sau đó kim cương sẽ được phân loại theo kích thước và màu sắc Tiếp theo, cácviên kim cương được chia nhỏ theo kích thước mong muốn.)

Sau khi các viên kim cương được chia nhỏ Chúng được đánh bóng để tạo rabề mặt sáng bóng và tăng giá trị thương mại Quá trình đánh bóng kim cương thôđược thực hiện bằng cách sử dụng các dụng cụ cắt và mài chuyên dụng Với độchính xác và tinh tế cao.

Nguyên liệu

hình

Quá trình cắt và mài kim cương là giai đoạn cuối cùng trong quy trình sảnxuất Đây là bước quan trọng nhất trong việc tạo ra một viên kim cương có giá trịthương mại cao Vì nó quyết định đến hình dáng, kích thước, số lượng mặt cắt và độsáng của viên kim cương Các viên kim cương có thể được cắt thành nhiều hìnhdạng khác nhau Sau khi cắt, quá trình mài sẽ được thực hiện để tạo ra các mặt cắttrên bề mặt kim cương Các mặt cắt này được đánh bóng để tạo ra một bề mặt

Nhà máy được xây dựng mới với trình độ tự động hóa cao, một số nhà máylàm việc theo dây chuyền có công suất lớn Nhà máy làm việc 3 ca, thời gian sửdụng công suất cực đại Tmax = 4500 h Với những đặc điểm và tính chất sản xuất đó,nhà máy được xếp vào phụ tải loại 1 Nhà máy cần được cung cấp điện một cáchliên tục và an toàn, đảm bảo chất lượng điện năng tốt.

Sau đây là tổng mặt bằng của nhà máy, mặt bằng của phân xưởng sửa chữacơ khí và phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Hình 2.2 Bản vẽ công ty

Hình 2.3 Bản vẽ phân xưởng số 8

Bảng 2.1 Công suất đặt và diện tích các phân xưởngKý hiệu

trênmặtbằng

9 Ban quản lý nhà máy 600 120

Bảng 2.2 Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa cơ khí

24 Máy mài phá 1 3M634 4,5

2.1 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí

2.1.2 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải

a Phân chia các nhóm phụ tải

Bảng 2.3 Danh sách các thiết bị thuộc nhóm 1

Ký hiệutrên mặt

Pdm (kW)

2 Máy tiện ren cấpchính xác cao

Toànbộ

3 Máy mài sắc mũi

Toànbộ

=P1 cos ϕ1+P2cos ϕ2+ .+ Pncos ϕn

Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là: Pmin = 1,7 (kW)

Nên tỉ số:

m = P maxP min = 1,714 = 8,2

Tính n* và P*: n¿= n 1n = 136 = 0,46

Tra bảng PL1.5 (TL1) với ksd = 0,65 và nhq = 10,53 có kmax = 1,25 Công suất tính toán:

Ptt = kmax ksd P = 1,25 x 0,65 x 72,6 = 59 (kVAr)Công suất phản kháng tính toán:

Qtt = Ptt.tg φ = 59 x 0,96 = 56,64 (kVAr)Công suất toàn phần tính toán:

Stt = Ptt

tg φ= 59

0,96=¿ 61,45 (kVAr)Dòng điện tính toán:

Itt= Stt

√3 Udm = 61,45

√3 0,38 = 93,36 (A)

Ta tính toán tương tự các nhóm còn lại, được bảng kết quả sau:

Bảng 2.7 Phụ tải tính toán của các nhóm