Đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp” docx

Đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”  Mục lục lời nói đầu : .1 Chương I : Tính toán phụ tải A.Đặt vấn đề 5 B.Tính toán cụ thể 1.1.Các phương pháp tính toán phụ tải 6 1.2.xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí sửa chữa N 0 1 .12 1.2.1 phân nhóm phụ tải và xác định phụ tải động lực của phân xưởng .13 1.2.2 xác định phụ tải chiếu sáng làm mát và thông thoáng của phân xưởng.18 1.2.3 tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng 19 1.3 xác định phụ tải các phân xưởng khác 20 1.4 tổng hợp phụ tải toàn nhà máy 22 1.5 xây dựng và vẽ biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp 24 Chương II : Xác định sơ đồ nối của mạng điện xí nghiệp 2.1 xác định vị trí đặt và công suất trạm biến áp trung tâm 26 2.2 chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp trung tâm 28 2.3 xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 28 2.4 lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp trung tâm đến các TBApx .32 2.4.1 sơ bộ xác định tiết diện dây dẫn, và xác định tổn thất điện năng 36 2.4.2 so sánh kinh tế các phương án thiết kế ( tìm phương án tối ưu nhất ) 44 2.5 chọn mba phân xưởng, xác định tổn thất điện năng trong các TBA .50 2.5.1 chọn công suất và số lượng mba các phân xưởng 50 2.5.2 xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp .52 chương III : tính toán điện 3.1 xác định hao tổn điện áp lớn nhất .54 3.2 xác định hao tổn công suất 54 3.3 xác định tổn thất điện năng .56 chương IV : chọn và kiểm tra thiết bị điện 4.1 tính toán ngắn mạch tại các điểm đặc trưng .57 4.2 lựa chọn và kiểm tra thiết bị .59 4.2.1 chọn thiết bị phân phối phía cao áp .59 4.2.2 chọn thiết bị phân phối phía hạ áp .61 4.3 kiểm tra chế độ khởi động động cơ .62 chương v : tính toán bù hệ số công suất 5.1 các biện pháp nâng cao hệ số cos 64 5.2 xác định dung lượng tụ bù .64 5.3 chọn thiết bị bù 64 5.4 phân phối dung lượng bù cho các TBA phân xưởng 65 5.5 đánh giá hiệu quả bù .67 chương VI : tính toán nối đất và chống sét 6.1 tính toán nối đất .70 6.2 tính toán chống sét .73 chương VII : Hoạch toán công trình 7.1 liệt kê các thiết bị 75 7.2 xác định các chỉ tiêu kinh tế 76 tài liệu tham Lời nói đầu Điện năng là một dạng năng lượng có tầm quan trọng rất lớn trong bất kỳ lĩnh vực nào trong nền kinh tế quốc dân và đời sống xã hội. Việc cung cấp điện hợp lý và đạt hiệu quả là vô cùng cần thiết. Nó đòi hỏi người kỹ sư tính toán và nghiên cứu sao cho đạt hiệu quả cao, hợp lý, tin cậy, và đảm bảo chất lượng cả về kinh tế và kỹ thuật đặc biệt là đối với các xí nghiệp công nghiệp nói riêng và ngành công nghiệp cũng như các ngành kinh tế khác nói chung. Một phương án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, thẩm mỹ, Đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai. Với đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”, em đã cố gắng học hỏi, tìm hiểu để hoàn thành một cách tốt nhất. 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 dẫn rất tận tình của các thầy cô trong khoa, đặc biệt là thầy giáo TS. Trần Quang Khánh - người đã trực tiếp giảng dạy môn “ Hệ thống cung cấp điện” và hướng dẫn em thực hiện đề tài này. Song do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em không thể tránh khỏi những thiếu xót. Do vậy em kính mong nhận được sự góp ý bảo ban của các thầy cô cùng với sự giúp đỡ của các bạn để em có thể hoàn thiện đề tài của mình và hoàn thành tốt việc học tập trong nhà trường cũng như công việc sau này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 19 tháng 5 năm 2010 Sinh viên Lê Thị Hường Đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp” I. Dữ kiện: Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân xưởng với các dữ kiện cho trong bảng 2.1. Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm nhà máy là L, m. Thời gian sử dụng công suất cực đại là T M , h. Phụ tải loại I và loại II chiếm k I&II , %. Giá thành tổn thất điện năng c Δ = 1000đ/kWh; suất thiệt hại do mất điện g th = 4500đ/kWh; hao tổn điện áp cho phép trong mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện) là ΔU cp = 5%. Các số liệu khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế điện. Bảng 2.1. Số liệu thiết kế cung cấp điện cho nhà máy Alphabe Họ :Hường Tên đệm :Thị Tên :Lê Số hiệu nhà máy Phân xưởng S k MVA k I&II % T M h L m Hướng Số hiệu Phương án H 147,56 Tây nam T 250 75 54000 L 3 5 C Nhà máy sửa chữa thiết bị số 3 là một nhà máy có qui mô tương đối lớn gồm 20 phân xưởng với tổng công suất tương đối lớn trên 7265 kW. Mặt bằng phân xưởng được phân bố như sau (vẽ sau) Suy ra: diện tích thực = diện tích trên bản vẽ × 5000² Danh sách các phân xưởng trong nhà máy Theo sơ đồ mặt bằng Tên phân xưởng và phụ tải Số lượng thiết bị điện Tổng công suất đặt,kW Hệ số nhu cầu,K nc Hệ số công suất,cosφ 1 Phân xưởng trạm từ 280 500 0,34 0,68 2 Phân xưởng vật liệu hàn 200 800 0,35 0,56 3 Phân xưởng nhựa tổng hợp plasmace 100 1100 0,37 0,67 4 Phân xưởng tiêu chuẩn 70 250 0,38 0,78 5 Phân xưởng khí cụ điện 100 700 0,37 0,72 6 Phân xưởng dập 100 800 0,37 0,67 7 Phân xưởng xi măng amiang 50 850 0,40 0,72 8 Kho thành phẩm 15 85 0,48 0,87 9 Kho phế liệu kim loại 15 70 0,48 0,81 10 Phân xưởng mạ điện 50 1200 0,40 0,76 11 Xem dữ liệu phân xưởng 12 Trạm trung hòa 10 100 0,52 0,66 13 Rửa kênh thoát axit 3 30 0,70 0,68 14 Trạm bơm 8 260 0,55 0,68 15 Nhà ăn 30 70 0,43 0,56 16 Phân xưởng điện 25 150 0,44 0,72 17 Nhà điều hành 20 50 0,46 0,78 18 Phân xưởng làm nguội 2 30 0,79 0,77 19 Kho axit 2 20 0,79 0,67 20 Máy nén N 0 1 15 200 0,48 0,72 Nhà máy có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân giúp chúng ta phát triển nhanh hơn, phục vụ việc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Vì vậy nhà máy được xếp vào hộ tiêu thụ loại một (không cho phép mất điện, cấp điện có dự phòng). Các phân xưởng sản xuất theo dây truyền và được cấp điện theo tiêu chuẩn loại một. Nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ lưới điện cách nhà máy 147,56 m, đường dây cấp điện cho nhà máy dùng loại dây AC, dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp là 250 MVA, nhà máy làm việc 3 ca. Nhiệm vụ thiết kế. I.Tính toán phụ tải 1.1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng 1.2 Xác định phụ tải của các phân xưởng khác 1.3 Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp,xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp dưới dạng các hình tròn bán kính r II. Xác định sơ đồ nối của mạng điện nhà máy 2.1 Xác định vị trí đặt của trạm biến áp 2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp 2.3 Chọn dấy dẫn từ nguồn tới trạm biến áp 2.4 Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp đến các phân xưởng (So sánh ít nhất 2 phương án ) III.Tính toán điện 3.1 Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp 3.2 Xác định hao tổn công suất 3.3 Xác định tổn thất điện năng IV.Chọn và kiểm tra thiết bị 4.1 Tính toán ngắn mạch tại các điểm đặc trưng 4.2 Chọn và kiểm tra thiết bị 4.3 Kiểm tra chế độ mở máy của động cơ V.Tính toán bù hệ số công suất 5.1 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên cosφ 2 =0,9 5.2 Đánh giá hiệu quả bù VI Tính toán nối đất và chống sét VII Hạch toán công trình 7.1 Liệt kê các thiết bị 7.2 Xác định các chỉ tiêu kinh tế Bản vẽ 1.Sơ đồ mặt bằng xí nghiệp với sự bố trí các thiết bị và biểu đồ phụ tải 2.Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng xí nghiệp (Gồm cả sơ đồ của các phương án so sánh ) 3.Sơ đồ trạm biến áp (Sơ đồ nguyên lý,Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp) 4.Sơ đồ nối đất 5.Bảng số liệu tính toán so sánh các phương án Chương I Tính toán phụ tải Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng. Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng. Bởi vì nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến sự cố cháy nổ, rất nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, do đó gây lãng phí. Do tính chất quan trọng như vậy nên từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện. Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi. Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp. Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện: - Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu - Phương pháp tính theo công suất trung bình - Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm - Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp. 1.1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng: Phân xưởng cơ khí sửa chữa N 0 5 là phân xưởng số 6 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy. Phân xưởng có diện tích 864m 2 , trong phân xưởng có 20 thiết bị, công suất các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất lớn nhất là 25kW song cũng có thiết bị có công suất nhỏ là 0,8kW các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn. Những đặc điểm này cần được quan tâm khi phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính toán và lựa chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng. Số hiệu trên sơ đồ Tên thiết bị Hệ số k sd cosφ Công suất đặt P đ , kW 1 Bể ngâm dung dịch kiềm 0,35 1 10 2 Bể ngâm nước nóng 0,32 1 22 3 Bể ngâm tăng nhiệt 0,3 1 7 4 Tủ sấy 0,36 1 22 5 Máy quấn dây 0,57 0,80 0,8 6 Máy quấn dây 0,60 0,80 2,2 7 Máy khoan bàn 0,51 0,78 2,2 8 Máy khoan dứng 0,55 0,78 8,5 9 Bàn thử nghiệm 0,62 0,85 8,5 10 Máy mài 0,45 0,70 2,2 11 Máy hàn 0,53 0,82 3,5 12 Máy tiện 0,45 0,76 4 13 Máy mài tròn 0,4 0,72 4 14 Cần cẩu điện 0,32 0,8 6,5 15 Máy bơm nước 0,46 0,82 5,5 16 Máy hàn xung 0,32 0,55 20 17,18 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0,53 0,69 12+18 19 Máy ép nguội 0,47 0,70 18 20 Quạt gió 0,45 0,83 5,5 Phụ tải phân xưởng cơ khí - sửa chữa N 0 5 1.1.1. Xác định phụ tải động lực của các phân xưởng: Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán đựoc chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm cần tuân theo các nguyên tắc sau: - Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng . - Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm . - Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy.Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường. Tuy nhiên thường rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do vậy người thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án thoả hiệp một cách tốt nhất có thể. [...]... -Trạm B3 cấp điện cho PX điện và xem dữ liệu phân xưởng -Trạm B4 cấp điện cho PX nhựa tổng hợp plasmace và Px tiêu chuẩn -Trạm B5 cấp điện cho PX trạm từ -Trạm B6 cấp điện cho PX xi măng amiang và kho thành phẩm -Trạm B7 cấp điện cho PX mạ điện và phân xưởng khí cụ điện -Trạm B8 cấp điện cho trạm trung hòa và nhà điều hành -Trạm B9 cấp điện cho kho phế liệu kim loại và kho axit -Trạm B10 cấp điện cho PX... trọng của hệ thống cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp, việc bố trí hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy, xí nghiệp là một vấn đề quan trọng, Để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật đảm bảo chi phí hàng năm là ít nhất, hiệu quả cao, Để xác định được các vị trí đặt biến áp, trạm phân phối chính, các trạm biến áp xí nghiệp công nghiệp ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên... CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI CỦA MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY Những yêu cầu khi cấp điện     Độ tin cậy điện phải đảm bảo tính liên tục Chất lượng điện năng An toàn cung cấp điện Kinh tế Ở chương 2 đã tính được công suất toàn nhà máy Sttnm=3454,54 kVA,Với công suất như vậy nên đặt trạm phân phối trung tâm (PPTT) nhận điện từ trạm biến áp trung gian (BATG 110/22) về rồi phân phối cho các trạm biến áp phân xưởng... -Trạm B10 cấp điện cho PX đập và trạm bơm -Trạm B11 cấp điện cho máy nén N0 1 và rửa kênh thoát axit Theo đầu bài phụ tải loại 1 và 2 của nhà máy chiếm 78%,Các trạm biến áp B1,B2,B4,B6,B5,B7 và B10 cấp điện cho các phân xưởng chính được xếp vào phụ tải loại 1 nên cần đặt 2 máy biến áp,Trạm B9, B8,B11 và B3 cấp điện cho phụ tải loại 2 và 3 chỉ cần đặt một máy,Các máy biến áp dùng máy biến áp ba pha hai... vẽ trên mặt phẳng, có tâm trung với tâm của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo một tỉ lệ xích nào đấy, Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung ra được sự phân bố phụ tải trong khu vực cần thiết kế để từ đó vạch ra nhưng phương án thiết kế hợp lý và kinh tế nhất Để xác định biểu đồ toàn nhà máy ta chọn tỷ lệ xích là m=9 kVA/ mm² +Bán kính biểu đồ phụ tải được... công suất của nhà máy: cos ϕ = Pttnm 2499,536 = = 0,72 S ttnm 3454,54 Kết luận Ta thấy Sttnm=3454,54kVA > Sk=5,67 (Theo đầu bài cho) .Như thế này là phía hệ thống không đáp ứng được yêu cầu phụ tải của nhà máy.Vì vậy cần nâng Sk của hệ thống lên cao hơn giá trị đã cho 2.6 VẼ BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI 2.6.1Khái niệm biểu đồ phụ tải Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng của hệ thống cung cấp điện xí. .. dụng công thức tinh toán trên ta có toạ độ +Theo trục X0: ∑Si*Xi X0 = ∑Si 343657 = 4536,518 = 76 = 46 +Theo trục Y0: ∑Si*Yi Y0 = ∑Si 209938,7 = 4536,518 Vậy chọn vị trí của trạm PPTT tại tọa độ M (76;46) 3.2 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ,SỐ LƯỢNG,DUNG LƯỢNG CÁC TRẠM BAPX Căn cứ và vị trí ,công suất của các phân xưởng,quyết định đặt 10 trạm biến áp -Trạm B1 cấp điện cho PX làm nguội và nhà ăn -Trạm B2 cấp điện cho. .. phối nhỏ tại điểm A và B,Tủ phân phối nhỏ 1 cung cấp cho trạm biến áp B1;B2;B3,B4,B5Tủ B cung cấp điện cho trạm biến áp B6,B7,B8,B9,B10 Phương án này sẽ giảm được số lượng tuyến dây và tổng chiều dài dây dẫn,nhưng tiết diện dây dẫn của các đưởng trục chính sẽ lớn hơn,Ta sẽ tiến hành so sánh 2 phương án 1 và 2 3,4,1 Xác định tiết diện dây dẫn và chi phí kinh tế cho phương án 1: Quá trình thực hiện như... theo điều kiện dòng sự cố Tra bảng PL 4,12 (Sách Hệ thống cung cấp điện của tác giả Nguyễn Công Hiền trang 365 )ta được dây dẫn AC-70 có Icp=275 A Khi đứt 1 dây,dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất Isc=2Itt=2*9=18A Ta thấy Isc . tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp I. Dữ kiện: Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân xưởng với các dữ kiện cho trong bảng 2.1. Khoảng cách từ nguồn điện. điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai. Với đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp , em đã cố gắng học. Đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp  Mục lục lời nói đầu : .1 Chương I : Tính toán phụ tải A.Đặt vấn đề 5 B.Tính toán cụ thể 1.1.Các