đồ án “thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đồng hồ đo chính xác”

Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG Luận văn Đồ án: “Thiết kế hệ thống Cung cấp điện cho nhà máy đồng hồ đo chính xác” SVTH: LÊ HỒNG DUY Lớp : ĐK – ĐTĐ3A 1 Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG MỤC LỤC SVTH: LÊ HỒNG DUY Lớp : ĐK – ĐTĐ3A 2 Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG LỜI NÓI ĐẦU  Trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa nước nhà, năng lượng điện năng vẫn đóng vai trò quan trọng và là nguồn năng lượng được sử dụng chủ yếu trong các nghành của nền kinh tế quốc dân. Khi quy hoạch và xây dựng các khu công nghiệp, nhà máy, trường học, khu đô thị… người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu cầu sử dụng của con người. Do vậy khi thiết kế hệ thống điện cần đảm bảo : hệ thống làm việc có độ tin cậy cao, đạt tiêu chuẩn kĩ thuật an toàn cho thiết bị và con người, đông thời phải đảm bảo tính kinh tế và mĩ thuật. Vì thế người thiết kế phải có một độ am hiểu nhất định về các đối tượng cấp điện để có thể tính toán một cách chính xác và tin cậy đáp ứng được nhu cầu của hệ thống điện. Trong quá trình học tập, em đã nhận được đề tài “Thiết kế hệ thống Cung cấp điện cho nhà máy đồng hồ đo chính xác”. Từ những kiến thức chuyên ngành đã được đào tạo và sự hướng dẫn tận tình của thầy VŨ VĂN CÔNG cùng các thầy cô giáo trong bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này. Tuy nhiên do còn thiếu kinh nghiệm cho việc thiết kề và kiến thức còn hạn chế, do đó đề tài không tránh khỏi những thiếu xót. Kính mong sự chỉ bảo của các thầy cô và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn ! Em xin chân thành cảm ơn ! Nam Định,4/ 2011 Sinh Viên Thực Hiện LÊ HỒNG DUY SVTH: LÊ HỒNG DUY Lớp : ĐK – ĐTĐ3A 3 Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG SVTH: LÊ HỒNG DUY Lớp : ĐK – ĐTĐ3A 4 NhËn xÐt cña gi¸o viªn h íng dÉn   Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG SVTH: LÊ HỒNG DUY Lớp : ĐK – ĐTĐ3A 5 NhËn xÐt cña gi¸o viªn ph¶n biÖn   Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG Phần I : MỞ ĐẦU 1.1 Lý do thực hiện đồ án môn học Ngày nay nền kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân được nâng cao cùng với sự phát triển của công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước của công nghệ khoa học kĩ thuật. Cùng với sự phát triển đó, nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực trong nền kinh tế không ngừng tăng cao. Theo thống kê của Tập đoàn điện lực Việt Nam EVN, năm 2010 sản lượng điện đạt 9,6 tỷ Kwh. Dự báo năm 2011 tốc độ tăng trưởng phụ tải tăng cao khoảng 17,63%, cả nước thiếu khoảng 3 – 4 tỷ Kwh. Do đó việc thiết kế và tính toán cho hệ thống cung cấp điện là một nhiệm vụ quan trọng của nghành điện lực. Như vậy thiết kế đồ án cung cấp điện là việc cần thiết và quan trọng, giúp sinh viên đánh giá được khả năng tích lũy kiến thức trong thời gian học tập tại trường, đồng thời từ dó có thể áp dụng được kiến thức chuyên nghành vào thực tế. 1.2 Mục đích thực hiện đồ án Thực hiện đồ án môn học Cung cấp điện giúp cho ta cái nhìn tổng thể về kiến thức chuyên nghành được đào tạo rút ra được những kiến thức kinh nghiệm và tác phong công nghiệp. Trong quá trình thực hiện đề tài giúp chúng ta trao đổi được kiến thức của mình với bạn bè, giáo viên bộ môn từ đó trau dồi thêm kĩ năng nghề nghiệp và khả năng vận dụng lý thuyết vào thực tế . 1.3 Nội dung thực hiện Đồ án môn học thiết kế hệ thống Cung cấp điện cho Nhà máy đồng hồ đo chính xác cần thực hiện các nhiệm vụ sau : - Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy - Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy : + Lựa chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống điện về nhà máy + Lựa chọn số lượng, dung lượng, vị trí đặt trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm SVTH: LÊ HỒNG DUY Lớp : ĐK – ĐTĐ3A 6 Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG + Lựa chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng. + Lập và lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy. + Thiết kế chi tiết HTCCĐ theo sơ đồ đã lựa chọn + Thiết kế mạng điện cao áp cho phân xưởng SCCK - Chuyên đề : Nối đất hệ thống điện . 1.4 Phương pháp thực hiện Trong quá trình thực hiện thiết kế đề án môn học từ những kiến thức chuyên ngành được đào tạo, qua khảo sát thực tế đã thu thập những số liệu phục vụ cho việc thiết và tham khảo một số tài liệu chuyên nghành. Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện trình bày những bước thiết kế cần thiết, dẫn ra những công thức tính toán lựa chọn các phần tử của hệ thống cung cấp điện trong nhà máy. SVTH: LÊ HỒNG DUY Lớp : ĐK – ĐTĐ3A 7 Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG Phần II : NỘI DUNG ĐỒ ÁN Chương I : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY 1.1 Giới thiệu chung về nhà máy 1.1.1 Quy mô, công nghệ nhà máy Nhà máy đồng hồ đo chính xác nằm trên địa bàn huyện Gia lâm thành phố Hà Nội. Nhà máy có quy mô khá lớn với 9 phân xưởng sản xuất và nhà làm việc STT Tên phân xưởng Công suất đặt ( Kwh) Diện tích ( m 2 ) 1 Phân xưởng tiện cơ khí 1800 2250 2 Phân xưởng dập 1500 2475 3 Phân xưởng lắp ráp số 1 900 2750 4 Phân xưởng lắp ráp số 2 2200 3150 5 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 1800 6 Phòng thí nghiệm trung tâm 160 2325 7 Phòng thực nghiệm 500 2125 8 Trạm bơm 120 1575 9 Phòng thiết kế 100 3400 Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo các đồng hồ đo chính xác để cung cấp cho các ngành kỹ thuật trong nước và xuất khẩu . Hiện tại nhà máy làm việc 2 ca với thời gian làm việc tối đa T max = 4500h và công nghệ khá hiện đại. Tưong lai nhà máy sẽ mở rộng lắp đặt các máy móc thiết bị hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ thuật và kinh tế, phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản suất và cũng không thể qúa dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm nhà máy vẫn không khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí.Theo quy trình trang bị điện SVTH: LÊ HỒNG DUY Lớp : ĐK – ĐTĐ3A 8 Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG và công nghệ của nhà máy ta thấy khi ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của nhà máy gây thiệt hại về nền kinh tế quốc dân do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại I , cần được bảo đảm cung cấp điện liên tục và an toàn . Trong nhà máy có : Phòng thiết kế , phân xưởng sửa chữa cơ khí , phòng thực nghiệm là hộ loại III , các phân xưởng còn lại là hộ loại I 1.1.2 Giới thiệu các quy trình công nghệ nhà máy - Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp thì việc ngừng cung cấp điện sẻ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại 2 - Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp. SVTH: LÊ HỒNG DUY Lớp : ĐK – ĐTĐ3A 9 PX LẮP RÁP SỐ 1 PX LẮP RÁP SỐ 2 TRẠM BƠM PHÒNG THIẾT KẾ PX TIỆN – CƠ KHÍ PX DẬP PX SỬA CHỮA CƠ KHÍ P.THÍ NGHIỆM TRUNG TÂM PHÒNG THỰC NGHIỆM SẢN PHẨM Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG 1.1.3 Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy - Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể chia ra làm hai loại phị tải : + Phụ tải động lực + Phụ tải chiếu sáng - Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị là 380/ 220V, công suất của chúng nằm trong dải từ 1 đến hàng chục KW và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số f = 50Hz - Phụ tải chiếu sáng thườn là phụ tải 1 pha, công suất không lớn. Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f = 50Hz 1.2 Phương pháp xác định phụ tải tính toán các phân xưởng và toàn nhà máy 1.2.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình (P tb ) và hệ số cực đại(K max ) Theo phương pháp này P tt = K Max . P tb = K Max . K sd . P đm Trong đó : P tb - công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất. P đm - công suất định mức của phụ tải. K sd - hệ số sử dụng công suất của phụ tải. K Max - hệ số cực đại công suất 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, công suất đặt của từng phụ tải, số lượng thiết bị trong nhóm (k sdi ,p đmi…… ) SVTH: LÊ HỒNG DUY Lớp : ĐK – ĐTĐ3A 10 [...]... HỒNG DUY 4 6 194,5 9 159,8 8 22 6 9 33 4 1125 5 2 1 17 13,5 5 478,6 44,9 7 478,3 7 52 57 26 97 Lớp : ĐK – ĐTĐ3A 113 116 x Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG Hình 1.1 Biểu đồ tâm phụ tải nhà máy SVTH: LÊ HỒNG DUY 27 Lớp : ĐK – ĐTĐ3A Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG Chương II : THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY 2.1 Lựa chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống điện. .. phương án này SVTH: LÊ HỒNG DUY 28 Lớp : ĐK – ĐTĐ3A Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG b Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm ( TPPTT) Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua TPPTT Nhờ vậy việc quản lý , vận hành mạng điện cao áp của nhà máy sẽ thuận lợi hơn , tổn thất trong mạng giảm , độ tin cậy cung cấp điện được gia tăng , song vốn đầu tư cho. .. kW] Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là : U = 4,34 l + 16 P = 4,34 10 + 16 × 6,21203 = 45,39 [kV] Như vậy ta chọn cấp điện áp để cung cấp cho nhà máy là 35 kV 2.2 Chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt trạm biến áp trung gian 2.2.1 Các phương án lựa chọn biến áp trung gian a Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu : Đưa đường dây trung áp 35kV vào sâu trong nhà máy đến tận... rèn Quạt thông gió Lò điện Dầm treo có palăng điện Quạt li tâm Máy biến áp Cộng nhóm 1 : Nhóm 2 Lò băng chạy điện Lò điện để hoá cứng linh kiện Lò điện Máy đo độ cứng đầu côn Máy mài sắc Cần trục có palăng điện Cộng nhóm 2 : Nhóm 3 Máy mài sắc Quạt lò Lò điện Lò điện để rèn Lò điện Bể dầu Thiết bị để tôi bánh răng Bể dầu để tăng nhiệt Cộng nhóm 3 : SVTH: LÊ HỒNG DUY 17 PĐM(Kw) 1 Máy Toàn bộ 4 5 2 2 2... Phòng thiết kế 100 0,8 0,8 15 80 51 131 91,62 159,8 1.6 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy • Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy: 9 Pttnm = k dt ∑ Ptti = 0,85.3849,2 = 3271,82( kw) 1 • Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy: 9 Qttnm = k dt ∑ Qtti = 0,85.4010,01 = 3408,5(kVAr ) 1 • Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy: 2 2 S ttnm = Pttnm + Qttnm = 4724,7( KVA) • Hệ số công... nhất trong nhóm máy Itt - dòng điện tính toán của nhóm máy SVTH: LÊ HỒNG DUY 20 Lớp : ĐK – ĐTĐ3A Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG Iđm (max) - dòng định mức của thiết bị đang khởi động ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động kmm = 5 đối với thiết bị động cơ Tính toán tương tự đối với các nhóm máy 2,3,4,5 ta có bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng SCCK... đây là phương pháp sử dụng khi điện áp nguồn không cao ( ≤ 22kV) , ở đây điện áp nguồn của nhà máy là 35 kV nên phương án này cũng không phù hợp c Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG) : Nguồn 35 kV từ hệ thống về qua TBATG được hạ xuống điện áp 6kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng Nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện áp cao trong nhà máy cũng như các trạm biến áp phân... định phụ tải tính toán chiếu sáng của toàn phân xưởng Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích : Pcs = po F Trong đó : Po – suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng [ W\m 2] F – diện tích được chiếu sáng [ m2] Trong phân xưởng SCCK, hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt, tra bảng PL 1.7 ( Sách Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp... MBA Sđm= 750 kVA là hợp lý Trạm B5 : Cấp điện cho phân xưởng SCCK : n.k hc S dmB ≥ S tt = 478,6  Chọn MBA tiêu chuẩn Sđm = 500 kVA Đây là hộ tiêu thụ loại 3 nên khi sự cố có thể tạm ngừng cấp điện Vậy trạm biến áp B5 đặt MBA Sđm= 500 kVA là phù hợp SVTH: LÊ HỒNG DUY 32 Lớp : ĐK – ĐTĐ3A Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG Trạm B6 : Cung cấp điện cho Phòng thí nghiệm trung tâm , phòng... cơ sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố do đó có kết quả chính xác hơn , nhưng khối lượng tính toán hơn và phức tạp Tuỳ theo yêu cầu tính toánvà những thông tin có thể có được về phụ tải , người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định PTTT SVTH: LÊ HỒNG DUY 13 Lớp : ĐK – ĐTĐ3A Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG Trong đồ án này với phân xưởng SCCK . Đồ án môn học cung cấp điện GVHD:Th.S VŨ VĂN CÔNG Luận văn Đồ án: “Thiết kế hệ thống Cung cấp điện cho nhà máy đồng hồ đo chính xác” SVTH: LÊ HỒNG DUY Lớp : ĐK – ĐTĐ3A 1 Đồ án môn học cung cấp. hiện Đồ án môn học thiết kế hệ thống Cung cấp điện cho Nhà máy đồng hồ đo chính xác cần thực hiện các nhiệm vụ sau : - Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy - Thiết kế. tượng cấp điện để có thể tính toán một cách chính xác và tin cậy đáp ứng được nhu cầu của hệ thống điện. Trong quá trình học tập, em đã nhận được đề tài “Thiết kế hệ thống Cung cấp điện cho nhà