Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành công nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng. Bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong nền kinh tế quốc dân. Khi xây dựng nhà máy, khu dân cư, thành phố… trước tiên phải xây dựng hệ thống cung cấp điện cho máy móc và phục vụ sinh hoạt cho con người. Ngày nay ngành công nghiệp nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ, các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp không ngừng được xây dựng. Từ đó giúp nền kinh tế nước ta có những bước phát triển vượt bậc, hội nhập với khu vực và thế giới. Ngoài ra còn có nhiều công trình khác xuất hiện, đặc biệt là các công trình nhà cao tầng, khu chung cư… Để đáp ứng được nhu cầu nói trên thì hệ thống điện phải được thiết kế theo nhu cầu của xã hội. Xuất phát từ nhu cầu đó, cùng những kiến thức học được tại bộ môn Hệ Thống Điện trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, em đã được nhận đề tài: Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự tìm tòi và nỗ lực của bản thân, cùng sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn: ThS. Trần Tấn Lợi, em đã hoàn thành đồ án thiết kế tốt nghiệp của mình. Mặc dù đã rất cố gắng, xong do hạn chế về kiến thức và kinh nghiệp thực tế, nên bản đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được những ý kiến góp ý, chỉ bảo tận tình của các thầy cô để bản đồ án của em được hoàn chỉnh hơn. Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo Trần Tấn Lợi và các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện đã giúp đỡ em hoàn thành bản thiết kế này.
Đặng Ngọc Thạch LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành công nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng. Bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong nền kinh tế quốc dân. Khi xây dựng nhà máy, khu dân cư, thành phố… trước tiên phải xây dựng hệ thống cung cấp điện cho máy móc và phục vụ sinh hoạt cho con người. Ngày nay ngành công nghiệp nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ, các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp không ngừng được xây dựng. Từ đó giúp nền kinh tế nước ta có những bước phát triển vượt bậc, hội nhập với khu vực và thế giới. Ngoài ra còn có nhiều công trình khác xuất hiện, đặc biệt là các công trình nhà cao tầng, khu chung cư… Để đáp ứng được nhu cầu nói trên thì hệ thống điện phải được thiết kế theo nhu cầu của xã hội. Xuất phát từ nhu cầu đó, cùng những kiến thức học được tại bộ môn Hệ Thống Điện trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, em đã được nhận đề tài: Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự tìm tòi và nỗ lực của bản thân, cùng sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn: ThS. Trần Tấn Lợi, em đã hoàn thành đồ án thiết kế tốt nghiệp của mình. Mặc dù đã rất cố gắng, xong do hạn chế về kiến thức và kinh nghiệp thực tế, nên bản đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được những ý kiến góp ý, chỉ bảo tận tình của các thầy cô để bản đồ án của em được hoàn chỉnh hơn. Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo Trần Tấn Lợi và các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện đã giúp đỡ em hoàn thành bản thiết kế này. 1 Đặng Ngọc Thạch PHẦN I THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY DỆT CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY LIÊN HỢP DỆT 1. Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của nhà máy. 1.1. Loại ngành nghề. Công nghiệp dệt nói chung và nhà máy liên hợp dệt nói riêng là một ngành sản xuất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân của nước ta, có nhiệm vụ cung cấp hàng tiêu dùng cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu như vải sợi các loại, khăn mặt, khăn tay, khăn quàng, khăn dệt, quần áo dệt kim mặc trong và mặc ngoài, bít tất Ngoài ra nhà máy liên hợp dệt còn làm ra các sản phẩm để phục vụ các ngành khác như vải sợi mành để làm cốt lốp ô tô, lốp xe đạp, sợi làm lưới đánh cá, vải bọc, bông băng y tế, chỉ phẫu thuật , chỉ khâu, vải làm bao bì, vải bọc, vải lót Trong nhà máy liên hợp dệt có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng, phong phú và phức tạp như các hệ thống kéo sợi, dệt không thoi, dệt kim nhuộm in hoa. Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và hiện đại do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy liên hợp dệt phải đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao. 1.2. Quy mô, năng lực của nhà máy. 2 Đặng Ngọc Thạch Nhà máy có tổng diện tích mặt bằng là 22100 m 2 trong đó có hai bộ phận, bốn phân xưởng, một trạm bơm, một kho vật liệu trung tâm, một phòng thí nghiệm và ban quản lý. Các bộ phận và phân xưởng được xây dựng tương đối liền nhau với tổng công suất dự kiến là 7MW. 3 Đặng Ngọc Thạch Bảng 1-1: Công suất đặt và diện tích các phân xưởng của nhà máy. Số thứ tự Tên phân xưởng Diện tích (m 2 ) Công suất đặt (KW) 1 Bộ phận sợi 3600 2500 2 Bộ phận dệt 3400 1800 3 Phân xưởng nhuộm 2925 450 4 Phân xưởng là 2250 300 5 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 1950 Theo tính toán 6 Phân xưởng mộc 2125 160 7 Trạm bơm 1350 220 8 Ban Q.lý và phòng thí nghiệm 2500 150 9 kho vật liệu T.Tâm 2000 70 Dự kiến trong tương lai nhà máy sẽ mở rộng quy mô sản xuất, xây dựng, mở rộng thêm một số phân xưởng và lắp đặt, thay thế các thiết bị, máy móc tiên tiến hơn để sản xuất ra nhiều sản phẩm đạt chất lương cao hơn đáp ứng nhu cầu trong và ngoài nước. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai. Về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phương thức cấp điện sao cho không gây ra quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm nhà máy vẫn không khai thác hết công suất dự trữ dẫn đến lãng phí. 4 Đặng Ngọc Thạch 2.Giới thiệu qui trình sản xuất của nhà máy. 2.1. Tóm tắt qui trình sản xuất. Chuẩn bị nguyên liệu Bộ phận sợi 5 Bộ phận dệt Phân xưởng nhộm Phân xưởng sửa chữa Đặng Ngọc Thạch 2.2. Chức năng của các khối trong qui trình sản xuất. * Khâu chuẩn bị nguyên liệu : Nguyên liệu chủ yếu để cung cấp cho bộ phận kéo sợi gồm các chủng loại như bông, đay, gai, lanh, len, xơ hoá học. Mỗi loại nguyên liệu này được dùng cho một hệ thống kéo sợi tương ứng có những đặc điểm về thiết bị phù hợp với nguyên liệu sử dụng. * Bộ phận sợi : Nhiệm vụ của bộ phận sợi là kéo sợi để cấp cho bộ phận dệt. * Bộ phận dệt : Bộ phận này lấy sợi từ bộ phận sợi để đưa vào quá trình dệt. Dệt là quá trình đan sợi dọc và đan sợi ngang được mô tả theo trình tự như sau: - Sợi dọc : Sợi được quấn ống -> mắc sợi -> hồ sợi -> luồn go -> - Sợi ngang: Sợi được quấn ống -> quấn suốt -> làm ẩm 6 dệt Hoàn thành Phân xưởng là Phòng thí nghiệm Trạm bơm Sản phẩm Đặng Ngọc Thạch * Phân xưởng nhuộm : Có nhiệm vụ nhuộm mầu và in hoa văn theo chỉ tiêu và đơn đặt hàng. * Phân xưởng là: Có nhiệm vụ làm phẳng khổ vải và cuộn thành súc. * Phòng thí nghiệm : Có nhiệm vụ kiểm tra nguyên liệu, phụ liệu, các tái chế phẩm, bán thành phẩm, thành phẩm để chỉ đạo sản xuất. * Phân xưởng sửa chữa cơ khí có nhiệm vụ kiểm tra sửa chữa các thiết bị trong nhà máy đáp ứng kịp thời cho sản xuất. * Trạm bơm : Có nhiệm vụ cung cấp đầy đủ nước theo yêu cầu sản xuất . 2.3. Mức độ tin cậy cung cấp điện đòi hỏi từ qui trình công nghệ. Để cho quá trình sản xuất của nhà máy đảm bảo tốt thì việc cung cấp điện cho nhà máy và cho các bộ phận quan trọng của nhà máy như bộ phận sợi,dệt,nhuộm, phân xưởng là…phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cao. Theo qui trình công nghệ sản xuất của nhà máy thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng sản phẩm, gây thiệt hại lớn về kinh tế và làm rối loạn các qui trình công nghệ. Do đó, nhà máy cần phải được cung cấp điện liên tục. 3. Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy. 3.1. Các đặc điểm của phụ tải điện. Phụ tải điện trong các nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại phụ tải: - Phụ tải động lực. - Phụ tải chiếu sáng. 7 Đặng Ngọc Thạch 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 có tần số công nghiệp f=50Hz. Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn. Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều có tần số f=50Hz. Độ chênh lệch điện áp trong mạng chiếu sáng ∆U cp % = 2,5%. 3.2. Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy. Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết bị cũng như cho các phân xưởng trong nhà máy. Ở đây, căn cứ vào chức năng của các phân xưởng và công suất đặt ta có thể sơ bộ phân loại được hộ phụ tải. 8 Đặng Ngọc Thạch Bảng 2-2: Phân loại hộ phụ tải cho các phân xưởng. Tên phân xưởng Phân loại hộ phụ tải Bộ phận sợi I Bộ phận dệt II Phân xưởng nhuộm II Phân xưởng là II Phân xưởng sửa chữa cơ khí III Phân xưởng mộc III Trạm bơm II BBan Q.lý và phòng thí nghiệm III kho vật liệu T.Tâm III Đánh giá tổng thể toàn nhà máy ta thấy tỉ lệ (%) của phụ tải loại I và II theo công suất là khoảng 92%. Phụ tải loai III chỉ chiếm một tỉ lệ khoảng 8%, do đó nhà máy được đánh giá là hộ phụ tải loại I và vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục. 4. Phạm vi đề tài. Đề tài thiết kế tốt nghiệp này có mục đích thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy liên hợp dệt nhưng do thời gian có hạn nên việc tính toán chính xác và tỉ mỉ cho toàn bộ công trình là một khối lượng lớn, đòi hỏi thời gian dài, do đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan trọng của công trình. Dưới đây là những nội dung chính mà bản đồ án thiết kế sẽ đề cập: • Tính toán, thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy. • Thiết kế mạng điện phân xưởng sửa chữa cơ khí. • Tính toán bù công suất phản kháng cho mạng điện nhà máy. • Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. 9 Đặng Ngọc Thạch • Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng. CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY Nội dung chính của chương này bao gồm việc tính toán tất cả các phụ tải tính toán của từng phụ tải ,từng cụm phụ tải ,của từng phân xưởng và của toàn bộ xí nghiệp. Mục đích:Lấy số liệu phục vụ cho chương 3 :Thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy liên hợp dệt. 1. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. 1.1. Phân loại và phân nhóm phụ tải điện trong phân xưởng sửa chữa cơ khí. Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau: 10 [...]... 580,65 A 2 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác trong toàn nhà máy 2.1 Lựa chọn phương pháp tính 22 Đặng Ngọc Thạch Đối với các phân xưởng còn lại của nhà máy ta chỉ biết được công suất đặt tổng và diện tích của toàn phân xưởng, vì vậy để đơn giản, sơ bộ ta dùng phương pháp tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu 2.2 Tính phụ tải tính toán cho các phân xưởng Công thức tính toán phụ tải... sáng phân xưởng i Pcspxi : Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng i Pttpxi : Phụ tải tính toán của phân xưởng i Vẽ biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng *Vòng tròn phụ tải: : Phụ tải chiếu sáng : Phụ tải động lực 30 Đặng Ngọc Thạch : Tên phân xưởng 1 2471,05 : Công suất tính toán của phân xưởng; kVA 4.2 Xác định trọng tâm phụ tải của toàn nhà máy a Ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế cung cấp điện. .. : Khoảng cách truyền tải, km - P : Công suất tryền tải tính bằng, kW 1.2 Xác định điện áp truyền tải điện về nhà máy Kinh nghiệm vận hành cho thấy phụ tải điện của nhà máy, xí nghiệp sẽ tăng lên không ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng và thay thế hoặc lắp đặt thêm các thiết bị sử dụng điện Vì vậy khi chọn điện áp tải điện ta cũng phải tính đến sự phát triển trong tương lai của nhà máy Nhưng... xoy đã chọn m 31 : Số phân xưởng có phụ tải điện trong nhà máy Đặng Ngọc Thạch Ta có bảng kết quả tính toán các phân xưởng: Pcs TT Ptt Stt Tên phân xưởng [kW] [kVA] [kVA] Tâm phụ tải X Gi YGi R o α cs [mm] 1 Bộ phận sợi 54 1679 2074,70 27,31 65,62 8,13 11,58 2 Bộ phận dệt 51 1221 1503,61 44,81 65,62 6,92 15,04 3 Phân xưởng nhuộm 43,88 336,38 401,60 79,81 66,12 3,58 46,96 4 Phân xưởng là 33,75 228,75... được các chỉ tiêu kinh tế tối ưu Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo một tỷ lệ lựa chọn b Tính bán kính vòng tròn phụ tải cho các phân xưởng Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải được đặt tại trọng tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng ta có thể coi như phụ tải của phân xưởng được phân bố đồng đều theo diện tích phân. .. nhà máy là một số liệu quan trọng cho người thiết kế tìm được vị trí đặt các trạm bến áp, trạm phân phối nhằm giảm tối đa tổn thất năng lượng, ngoài ra trọng tâm phụ tải còn có thể giúp cho nhà máy trong việc qui hoạch và phát triển sản xuất trong tương lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điện hợp lý tránh lãng phí và đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật mong muốn b Tính toạ độ trọng tâm phụ tải của nhà. .. của toàn nhà máy 3.1 Phụ tải tính toán của toàn nhà máy theo kết quả tính từ phụ tải Công thức tính toán: n Pttnm = kđt ∑ Pttdlpxi + i =1 n ∑P i =1 n n i =1 cspxi i =1 Qttnm = kđt ∑ Qttdlpxi + ∑ Qttcspxi Sttnm = Ittnm = 2 2 Pttnm + Qttnm S ttnm 3.U đm cosϕnm = Pttnm/Sttnm Trong đó: Pttpxi – Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng thứ i trong nhà máy Qttpxi – Phụ tải tính toán phản kháng của phân xưởng. .. điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau: 1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật 2 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện 3 Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành 4 An toàn cho người và thiết bị 5 Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện 6 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế Các. .. đồ phụ tải trong thiết kế cung cấp điện Biểu đồ phụ tải là một cách biểu diễn về độ lớn của phụ tải trên mặt bằng nhà máy, nó cho biết sự phân bố của phụ tải trên mặt bằng (tức mật độ phụ tải các vị trí khác nhau trên mặt bằng) Điều này cho phép người thiết kế chọn được vị trí đặt các trạm BA, trạm phân phối Khi biết rõ sự phân bố của phụ tải trên mặt bằng còn giúp cho người thiết kế chọn được kiểu... của phân xưởng , kW knc : là hệ số nhu cầu của phân xưởng tgϕ : tương ứng với cosϕ của riêng của từng phân xưởng Công thức tính toán phụ tải chiếu sáng (ở đây ta dùng đèn sợ đốt): Pcspx = p0 F Trong đó : Pcspx - Công suất chiếu sáng của phân xưởng, kW p0 - Công suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, W/m 2 F - Diện tích cần được chiếu sáng, m Công thức tính phụ tải tính toán của toàn bộ phân . Thạch Bảng 2-2: Phân loại hộ phụ tải cho các phân xưởng. Tên phân xưởng Phân loại hộ phụ tải Bộ phận sợi I Bộ phận dệt II Phân xưởng nhuộm II Phân xưởng là II Phân xưởng sửa chữa cơ khí III Phân xưởng. loạn các qui trình công nghệ. Do đó, nhà máy cần phải được cung cấp điện liên tục. 3. Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy. 3.1. Các đặc điểm của phụ tải điện. Phụ tải điện trong các nhà máy. lót Trong nhà máy liên hợp dệt có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng, phong phú và phức tạp như các hệ thống kéo sợi, dệt không thoi, dệt kim nhuộm in hoa. Các hệ thống máy móc này