đồ án môn học cung cấp điện thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

Phụ tải tính toán của từng phân xưởng: Pttpx = Pđl +Pcs.oc +Plm Hệ số công suất trung bình từng phân xưởng: cos csoc csoc ttdl tbdl lm lm tbxn P S... Chọn số lượng và công suất TBA phân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

- -

-ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÍ NGHIỆP

CÔNG NGHIỆP

Sinh viên thực hiện : DSFDSF

Mã sinh viên : 148…

Giáo viên hướng dẫn : TS NGUYỄN PHÚC HUY

Ngành : CÔNG NGHỆ KT ĐIỆN ĐIỆN TỬ Chuyên ngành : HỆ THỐNG ĐIỆN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

I Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

II Các số liệu ban đầu:

- Kinh tế: Giá thành tổn thất điện năng cΔ =1800 đ/kWh; suất thiệt hại do mất

điện gth = 20000 đ/kWh; thời gian mất điện trung bình năm là 24 giờ; hệ số thu hồi vốnđầu tư tiêu chuẩn atc=0,125; hệ số vận hành sửa chữa lớn là 6%

- Các số liệu khác lấy trong phụ lục và các sổ tay thiết kế điện

2 Số liệu các phân xưởng

Ký

hiệu Tên phân xưởng và phụ tải Loạ i

phụ tải

Phụ tải tính toán

yc , lux

11 Bộ phân ủ bọt nguyên liệu thô 1520 0,75 150

15 Bộ phận lựa chọn và cất giữ vật 3 54 0,75 150

4 4 5 7

7 2 2 10 9

4 9

4 10 9 6

4 10 7 6

4 5 16

5

6 9

153

103

16 36

44

14

1 2

3 4 8 7

5

11 6

18 17

4 Tính toán và bù công suất phản kháng nâng cao cosϕ

5 Xây dựng lại sơ đồ nguyên lý mạng điện bằng phần mềm TKCCĐ

IV Các bảng biểu, bản vẽ

1 Sơ đồ nguyên lý mạng điện và Sơ đồ mặt bằng đi dây mạng điện

2 Sơ đồ nguyên lý bằng phần mềm TKCCĐ

Ngày giao: / / Ngày nộp: / /

Giảng viên hướng dẫn

TS Nguyễn Phúc Huy

(ĐỒ ÁN KHÔNG QUÁ 70 TRANG KỂ CẢ PHỤ LỤC)

DANH MỤC BẢNG BIỂU – HÌNH VẼ

MỤC LỤC

(Mục lục tự động, chỉ cần Update – xóa dòng này sau khi hoàn thiện đồ án)

2.1 Xác định tâm phụ tải toàn xí nghiệp 8

2.2.2 Chọn số lượng và công suất TBA phân xưởng 82.2.3 Chọn số lượng và công suất TBA trung tâm 82.3 Lựa chọn sơ đồ mạng điện của xí nghiệp 82.3.1 Chọn dây dẫn từ nguồn tới trạm phân phối trung tâm 82.3.2 Chọn dây dẫn từ trạm PPTT tới các TBA phân xưởng 8

CHƯƠNG 3 – TÍNH NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 10

3.1 Sơ đồ nguyên lý mạng điện xí nghiệp 10

3.2.2 Tính dòng ngắn mạch tại các điểm 103.3 Lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện 11

3.3.1 Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp điện 113.3.2 Lựa chọn thiết bị tại vị trí hạ ngầm 113.3.3 Lựa chọn thiết bị tủ điện trạm PPTT 113.3.4 Lựa chọn thiết bị điện trạm biến áp phân xưởng 11

4.1 Cơ sở tính toán bù công suất phản kháng 124.1.1 Các biện pháp bù công suất phản kháng 12

4.2.2 Chọn dây và thiết bị bảo vệ cho mạch bù 12

CHƯƠNG 0 – HƯỚNG DẪN CHUNG (chương này để hướng dẫn soạn thảo chung, xóa bỏ khi hoàn thành đồ án để đồ

án bắt đầu từ chương 1) 1.1 Hướng dẫn chung

1.1.1 Cách sử dụng các đề mục tự động

Các đề mục đã được đánh tự động, chỉ nhập nội dung đoạn text phía sau Ví dụmục 1.1.1 này muốn thay đổi nội dung, chỉ cần nhập nội dung mới thay cho “Cách sửdụng các đề mục tự động”

Khi muốn tạo một mục mới, chỉ cần copy mục cùng cấp trước đó và paste đến vịtrí mới Ví dụ, muốn tạo mục 1.1.3, chỉ cần bôi chọn dòng của mục 1.1.2 và copy rồiđưa tới vị trí mới và paste , chỉnh sửa nội dung phù hợp

1.1.2 Cách nhập và chỉnh sửa các đoạn văn bản

Các đoạn văn được ghi ở đây đã để ở Styles Normal và định dạng như hình dưới,Dãn cách paragraph là 6 pt, dòng trong paragraph là Multi 1.2, không cần thay đổi

Trong quá trình soạn thảo, nếu có thay đổi ta chỉ cần định dạng lại, bằng cách chọnđoạn văn bản cần chỉnh sửa, nhắp chọn styles Normal tương ứng trên RibbonHome/Styles

1.2 Một số yêu cầu về công thức, bảng biểu, hình vẽ

1.2.1 Công thức

Soạn thảo cỡ chữ 13 pt Cách tốt nhất là copy dòng công thức dưới đây tới từng

vị trí muốn đặt công thức trong đồ án và chỉnh sửa tương ứng

- Đánh số theo thứ tự (chương.thứ tự công thức)

2 1

2 1

n dmi i

dmi i

ca

M W P

T



(1.2)Trong đó:

P tt : công suất tính toán, kW;

- Tiêu đề bảng đặt lên trên bảng

Bảng 0.1 Hệ số đồng thời trong nhà tập thể, chung cư

suất đặt(kW)

ku ks CS tính

toán(kW)

1.2.3 Hình vẽ

- Đánh thứ tự giống như công thức

- Tiêu đề hình đặt phía dưới hình

Hình 0.2 - Nguyên lý cấp điện đến các tủ phân phối MSB

1.2.4 Chú thích tài liệu tham khảo

Khi sử dụng thông tin, số liệu tra cứu từ các tài liệu khác cần trích dẫn nguồn tàiliệu

Ví dụ: lấy kđt = 0,9 [1] [1] có nghĩa làkđt này lấy theo tài liệu 1 “Ngô HồngQuang: Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV; Nhà xuất bản Khoahọc và Kỹ thuật – Hà Nội 2002” ở mục tài liệu tham khảo

Bảng 0-2 Hệ số đồng thời trong nhà tập thể, chung cư

suất đặt(kW)

ku ks CS tính

toán(kW)

CHƯƠNG 1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

1.1 Tính phụ tải chiếu sáng và ổ cắm

Hình 1 1 Bố trí đèn chiếu sáng (chỉ là ví dụ, các giá trị điều chỉnh theo đề bài)Khoảng cách đèn đến mặt công tác: H = h - h1 - h2 ( m)

Khoảng cách giữa các đèn L thỏa mãn không vượt quá giá trị lớn nhất trong bảng

sau, tương ứng với từng cấp của bộ đèn

Ví dụ khi sử dụng bộ đèn pha mở rộng bằng tôn sơn trắng cấp D Khoảng cách

giữa các đèn: L=1,2.H  bóng hàng ngang cách tường là q, bóng hàng dọc cách tường

là p  số lượng hàng, số cột  số bộ đèn (N), mỗi bộ đèn có số đèn là n (n≥1 với

 

a b K

H a b



với a, b (m) là kích thước của phân xưởngChỉ số treo đèn

1 1

h j

Hệ số dự trữ k=1,3; hệ số tính toán Z=1,1

Xác định được quang thông của mỗi đèn/bộ đèn như sau:

(lumen)

yc sd

k E S Z F

n N k



Từ quang thông tổng F và số lượng bộ đèn đã có (tham khảo bảng 1.2):

 Chọn được loại đèn  có Pđèn, cosφ

Khu vực nhà máy chọn đèn Mercury, Sodium, Cao ápKhu vực văn phòng, khu vực khác chọn đèn huỳnh quang

 Công suất chiếu sáng là: Pcs = kđt Nđèn Pđèn (kW) (kđt = 1)  Qcs

Nhóm ổ cắm: Đối với khu vực phân xưởng, mỗi 200 m2 ta bố trí 01 ổ cắm đơn

500 W/ổ (Tối đa 6 ổ cho mỗi mạch ổ cắm  3000 W/mạch)

Pcsoc = Pcs+ Poc , lấy chung coscsoc=0,85

Bảng 1 2 Quang thông của một số bộ đèn (tham khảo)

1.2 Phụ tải thông thoáng và làm mát

Lưu lượng gió cần cấp là

 



D,R,H – chiều dài, rộng, cao của phân xưởng;

ar = 6– tỉ số trao đổi không khí

chọn quạt có công suất Pquạt và lưu lượng gió Qquạt (m3/h)

Số quạt cần lắp là:

ó at

60 gi

qu

Q N

Q



 Chọn công suất làm mát Pquạt Plm = N.Pquạt, lấy coslm=0,8

Bảng 1 3 Thông số quạt công nghiệp (tham khảo)

áp(V)

Tầnsố(Hz)

Lượnggió(m3/h)

Côngsuất(W)

Sảicánh(mm)

Ápsuất(Pa)

Tốc độ(rpm)

Độ ồn(dB)

Tầnsố(Hz)

Lượnggió(m3/h)

Côngsuất(W)

Sảicánh(mm)

Ápsuất(Pa)

Tốc độ(rpm)

Độ ồn(dB)

1.3 Tổng hợp phụ tải toàn xí nghiệp

Đầu bài đã cho phụ tải tính toán động lực của các phân xưởng, nên ta chỉ tính toán phụ tải tổng hợp theo các bước dưới và lập bảng tổng hợp.

Phụ tải tính toán của từng phân xưởng: Pttpx = Pđl +Pcs.oc +Plm

Hệ số công suất trung bình từng phân xưởng:

cos csoc csoc ttdl tbdl lm lm

tbxn

P S

CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TOÀN XÍ NGHIỆP

2.1 Xác định tâm phụ tải toàn xí nghiệp

Xác định tâm của từng phân xưởng, sau đó xác định tâm phụ tải của toàn xí nghiệp để chọn vị trí đặt trạm phân phối trung tâm.

Tâm phụ tải là điểm thỏa mãn điều kiện momen đạt giá trị cực tiểu

- Pi: Công suất của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải

- li: Khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải

Tọa độ tâm phụ tải của từng phân xưởng

Tâm quy ước của phụ tải xí nghiệp được xác định bởi 1 điểm M(X0,Y0)

- X0; Y0 : Tọa độ tâm phụ tải của toàn xí nghiệp

- xi; yi : Tọa độ của phụ tải phân xưởng thứ i

- Si: Công suất của phụ tải thứ i

2.2 Lựa chọn công suất và số lượng MBA

Pttxn : Công suất tổng hợp của toàn xí nghiệp (MW)

L : Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về xí nghiệp

n: số mạch song song

2.2.2 Chọn số lượng và công suất TBA phân xưởng

Vị trí của TBA cần thuận lợi cho giao thông, cảnh quan;

Số lượng và công suất phụ thuộc vào loại phụ tải

- Các trạm biến áp cấp cho phụ tải loại 3 chỉ dùng 1 máy biến áp;

- Trường hợp còn lại trạm dùng 2 MBA làm việc song song

Chọn máy biến áp của Việt Nam sản xuất nên không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ(khc = 1) Công suất của máy biến áp trong trạm có thể chọn như sau:

sc dmB

qtsc

S S

S S

Lập bảng liệt kê các trạm, MBA, và thông số kỹ thuật của MBA

2.2.3 Chọn số lượng và công suất TBA trung tâm

Nếu chọn cấp điện áp của xí nghiệp là 35kV thì có thể dung phương án Trạmbiến áp trung tâm (35/10kV), và do đó cần chọn số lượng và công suất như phần TBAphân xưởng

Nếu điện áp U<35kV thì sử dụng trạm phân phối trung tâm và do đó, mục này sẽ

sửa thành Chọn lựa cấu hình trạm phân phối trung tâm.

2.3 Lựa chọn sơ đồ mạng điện của xí nghiệp

2.3.1 Chọn dây dẫn từ nguồn tới trạm phân phối trung tâm

Chọn dây và cáp theo phương pháp mật độ dòng điện kinh tế, chọn Jkt phù hợpvới dây AC và cáp đồng theo Tmax đã cho Dây dẫn cần kiểm tra đầy đủ các điều kiện:

- Tổn thất điện áp;

- Phát nóng cho phép;

2.3.2 Lựa chọn phương án mạng điện trung áp của xí nghiệp

Mạng điện trung áp cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng từ TBA trung gian(35/10 kV)) hoặc trạm phân phối trung tâm (với cấp ≤22 kV)

Sơ bộ đề xuất tối thiểu 2 phương án nối dây từ Trạm PPTT tới các Trạm biến ápphân xưởng Hai phương án cần thể hiện rõ sự khác biệt, khả năng cạnh tranh nhau,trong đó:

- Cấp điện cho phụ tải loại 3 chỉ cần 1 đường cáp;

- Cấp điện cho các phụ tải còn lại cần 2 đường cáp mạch kép, hoặc mạch vòng kín vận hành hở ;

- Hạn chế trường hợp trạm phụ tải loại 3 liên thông qua trạm phụ tải loại 1&2

Với mỗi phương án, cần:

- Lập bản vẽ mặt bằng phương án đi dây

- Chọn dây theo phương pháp mật độ dòng điện kinh tế Sử dụng mạng cáp ngầmtrung áp

- Tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng cáp;

- Tiến hành so sánh các phương án dựa vào chỉ tiêu hàm chi phí qui dẫn:

Z = p.V + ∆A.c∆ (đ/năm)

Trong đó:

∆A: tổn thất điện năng trong một năm của TBA, kWh

c∆ : giá thành tổn thất điện năng, đ/kWh

atc: hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư

kkh: hệ số khấu hao của cáp thể lấy bằng 4 % tra bảng [??]

🡪 p = atc + kkh

- Trong khi tính toán, lập các bảng kê tính toán tương ứng của từng phương án.Sau khi tính cho từng phương án, cần lập bảng tổng hợp so sánh các phương án

và kết luận

2.4 Tổng hợp lại phương án được chọn

Trong phần này có tính thêm tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong máybiến áp, cộng thêm phần đã tính cho đường dây để lập hàm chi phí tính toán cho toàn

bộ phương án đã chọn Lập các bảng biểu tương ứng với bài toán

CHƯƠNG 3 – TÍNH NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN

3.1 Tính toán ngắn mạch

3.1.1 Sơ đồ tính toán ngắn mạch

Tính toán theo tiêu chuẩn IEC 60909

Dựa trên sơ đồ cấp điện tối ưu đã chọn, từ điểm đấu về đến cực thiết bị, vẽ lại sơ

đồ và chỉ rõ các điểm ngắn mạch, cách thức xác định thông số sơ đồ:

- Hệ thống điện từ điểm đấu trở lên;

- Dây từ điểm đấu về trạm PPTT - (N1) Đoạn này có thể phân đôi ra: từ điểmđấu về hàng rào xí nghiệp dung dây AC, sau đó hạ ngầm dung cáp ngầm tới trạmPPTT phân ra 2 điểm N1 và N1’;

- Máy biến áp phân xưởng; (đầu cực cao áp MBA - N2)

- Đầu cực hạ áp MBA phân xưởng; (N3)

Chỉ có điểm N3 là ngắn mạch hạ áp Khi tính thì cần qui mạch thay thế phíatrước đó về phía hạ áp MBA phân xưởng

3.1.2 Tính dòng ngắn mạch tại các điểm

Với sơ đồ đã lập ở mục trên, ta tiến hành diễn giải tính toán chi tiết cho mộtnhánh của một nhóm làm ví dụ Các nhánh còn lại ta có thể lập bảng excel tính và đưa

ra kết quả bảng tổng hợp cho từng điểm

Bảng tổng hợp cho từng điểm ngắn mạch bao gồm thông tin: tổng trở ngắn mạch(phức số và mô đun), dòng ngắn mạch duy trì, dòng ngắn mạch xung kích

3.2 Lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện

3.2.1 Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp điện

Tiến hành kiểm tra ổn định nhiệt của cáp điện đã chọn ở phần trước cho phương

án tối ưu Tiết diện cáp đã cần thỏa mãn điều kiện

t

I t F

C



(3.1)Trong đó:

I N : Dòng ngắn mạch chạy qua đoạn cáp cần kiểm tra, A;

tc: thời gian tồn tại ngắn mạch, s; (có thể lấy = 0,5s) ;

Ct: hệ số hiệu chỉnh theo loại cáp, tra sổ tay Thường dung cáp Cu/PVC

3.2.2 Lựa chọn thiết bị tại vị trí hạ ngầm

- Cầu dao phụ tải hoặc máy cắt, chống sét van…

3.2.3 Lựa chọn thiết bị tủ điện trạm PPTT

- Máy cắt, cầu dao, cầu chì, tủ điện…

- Biến dòng điện, biến điện áp;

- Thanh cái, sứ đỡ thanh cái, chống sét

3.2.4 Lựa chọn thiết bị điện trạm biến áp phân xưởng

- Cầu chì, cầu dao, chống sét phía cao áp MBA;

- Máy cắt, Áp-tô-mát phía hạ áp

- Biến dòng điện;

- Thanh cái, sứ đỡ thanh cái

CHƯƠNG 4 – TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

4.1 Cơ sở tính toán bù công suất phản kháng

4.1.1 Các biện pháp bù công suất phản kháng

Trình bày hai nhóm tự nhiên và cưỡng bức

4.1.2 Chọn thiết bị bù

Trình bày hai loại Máy bù và tụ bù, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng

4.2 Tính toán và lựa chọn mạch tụ bù

4.2.1 Lựa chọn vị trí và công suất bù

Trình bày một số số ưu nhược điểm của các vị trí đặt bù, từ đó tính dung lượng

bù tổng, phân bố dung lượng bù và chọn bộ tụ bù phù hợp

Có thể xuất phát từ mô hình bài toán bù, lập bảng tính và sử dụng công cụ Excelsolver để giải Nếu vậy mô hình bài toán cần trình bày chi tiết trước khi vào bảng tính

4.2.2 Chọn dây và thiết bị bảo vệ cho mạch bù

- Vẽ lại sơ đồ đặt bù, tính cáp điện và áp-tô-mát cho mạch này

4.2.3 Đánh giá hiệu quả của bù

Tính tổn thất mạng điện trước và sau khi bù Thường là tính từ điểm đặt bù trở vềnguồn

Nếu ở các phần trước có bảng thống kê đầy đủ các phương án với các kết quảtính toán thì có thể trích dẫn ở đây với số liệu tổng Sau đó tính cho phương án có bù

và lập bảng tương tự để so sánh

CHƯƠNG 5 – SỬ DỤNG EDESIGN(HOẶC ECODIAL) THIẾT KẾ SƠ

ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN

5.1 Mô tả về phần mềm

Những tính năng chính của phần mềm, cách khai báo các phần tử

5.2 Mô phỏng và đánh giá kết quả

Mô phỏng và đánh giá, so sánh kết quả với phần tính toán bằng tay

TÀI LIỆU THAM KHẢO

<Danh sách tài liệu này chỉ là ví dụ - cần bổ sung thêm hoặc loại bớt những tàiliệu có hoặc không có liên quan đến đồ án xóa dòng xay này sau khi hoàn thiện đồ

án>

[1] Ngô Hồng Quang, Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV,

Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2002

[2] Vũ Văn Tẩm, Ngô Hồng Quang, Giáo trình thiết kế cấp điện - Dùng cho các trường Đại học và Cao đẳng kỹ thuật, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam, Hà

[8] Tiêu chuẩn ngành – Quy pham trang bị điện – 2006 – Bộ công nghiệp

[9] Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 46:2007: Chống sét cho công trình xâydựng

[10] Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 394:2007: Tiêu chuẩn thiết kế, lắp đặttrang thiết bị điện trong các công trình xây dựng – Phần an toàn điện

[11] Electrical Instalation Guide 2009 - According to IEC international standards –Schneider

[1]

PHỤ LỤC

Các BẢN VẼ, có đánh số và được sắp xếp theo thứ tự

Các BẢNG BIỂU lớn, được đánh số PL và sắp xếp theo thứ tự

Các CATALOGUE CỦA CÁC THIẾT BỊ KHÔNG CÓ TRONG SỔ TAY, GIÁOTRÌNH, SGK (tham khảo từ các nguồn khác khi làm đồ án)