luận văn kỹ thuật điện, điện tử tóm tắt luận văn thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy dầu bình an

Tính toán công suất MBA : Phương án 1: Sử dụng một máy biến áp và một máy phát điện dự phòng.. Phương án 2: Đặt hai máy biến áp cùng chủng loại, vận hành song song cấp điện cho xí nghi

Chương I:

XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI

oOo

1 Xác định tâm phụ tải:

Mục đích yêu cầu xác định tâm phụ tải để có thể chọn vị trí các tủ phân phối, tủ động lực Tuỳ theo tâm phủ tải xác định ta sẽ có cách bố trí lắp đặt các tủ phân phối, tủ động lực khác nhau

Tâm phụ tải là tâm tượng trưng cho việc tiêu thụ điện năng của phân xưởng, nhằm đưa điện năng tới điện tiêu thụ dẫn đến rút ngắn chiều dài mạng phân phối, giảm tổn thất điện năng và các chi phí khác

Xác định tâm phụ tải cho toàn phân xưởng:

Ta sẽ tính tọa độ của tâm phụ tải theo một trục tọa độ cho trước

Giả sử: Trục x theo chiều dài xí nghịêp

Trục y theo chiều rộng xí nghiệp

Góc toạ độ 0 là ngay tại phân xưởng như hình vẽ minh hoạ sau:

Y

X Nếu gọi P là công suất của một thiết bị trong xưởng và(xi, yi) là tọa độ của thiết bị (i) trong phân xưởng thuộc hệ trục toạ độ XOY Khi đó độ tâm phụ tải được xác địng theo công thức:

1

1 0

Pi Yi Y

1

1 0

.

Trong đó n: Số thiết bị

Đối với nhà máy dầu Bình An ta chia làm 6 nhóm là:

 Nhóm I: Xưởng Tinh Luyện (tầng trệt)

 Nhóm II: Xưởng Tinh Luyện (tầng trệt)

 Nhóm III: Xưởng Tinh Luyện (tầng 1)

 Nhóm IV: Xưởng Cơ Khí

 Nhóm V: Xưởng Đóng Chai

 Nhóm VI: Xưởng Đóng Can

Công Suất (KW)

96 2224

9 514

Và vị trí các tủ được tính chi tiết trong cuốn luận án

Chương II:

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

oOo

I Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:

1 Xác định dòng điện định mức và mở máy của các thiết bị

2 Tính tổng công suất định mức của cả nhóm

1 hom

3 Tính hiệu qủa của nhóm

dmn hq

P

P n

1 2

2 hom

4 Tính hệ số sử dụng Ksd của nhóm

n

i

dmi sd

dmn

tbn sdn

P

P K

P

P K

1 hom

1 hom

hom hom

n

i dm tbnh

P

Cos P

P

1

7 Công suất phản kháng trung bình của nhóm

Qtbnh = Pttnh x tgtbnh

8 Công suất tác dụng tính toán của nhóm

Với nhqnh1 và Ksdnh1 ta tra được Kmax

ttnh ttnh ttnh P Q

S  

11 Dòng điện tính toán của nhóm

dm

ttnh ttnh

U

S I

.3



12 Dòng điện đỉnh nhọn của nhóm

Iđnnh = Imm max + (Itt nh – Ksd x Iđmmaxnh)

Có nhiều phương pháp tính toán:

 Phương pháp hệ số sử dụng

 Phương pháp quang thông

 Phương pháp điểm

 Phương pháp công suất riêng

Ơû đây ta chọn phương pháp quang thông (để so sánh với kết quả tính bằng phần mềm Luxicon)

Nội dung tính toán chiếu sáng bao gồm:

1- Nghiên cứu về đối tưởng chiếu sáng theo các góc độ:

Hình dạng, kích thước, hệ số phản xạ các bề mặt, màu sơn …

Mức độ bụi, ẩm, rung, ảnh hưởng môi trường

Độ căng thẳng công việc

Đặc tính cung cấp điện (nguồn 3 pha, 1 pha)

2- Chọn hệ số chiếu sáng:

Yêu cầu của đối tượng chiếu sáng

Đặc tính, cấu trúc căn nhà và sự phân bố thiết bị

3- Lựa chọn độ rọi yêu cầu phụ thuộc vào:

Hệ chiếu sáng chung đều, chung cục bộ, chiếu sáng hỗn hợp …

4- Nguồn sáng phụ thuộc vào:

Nhiệt độ màu của nguồn sáng theo biểu đồ Kruithof

Đặc tính điện (điện áp, công suất), kích thước, đặc tính ánh sáng

5- Chọn bộ đèn dự trên:

Các cấp bộ đèn đã được phân chia theo tiêu chuẩn IEC

Tính kinh tế

6- Lựa chọn chiều cao treo đèn:

7- Xác định các thông số kỹ thuật chiếu sáng:

Tính tỉ số địa điểm: đặc trưng cho kích thước hình học của địa diểm

axb

b a h RCR 5 tt(  )

a,b : Chính là chiều dài và rộng của căn phòng

Htt : Chiều cao h tính toán

Trang 6

Chọn hệ số suy giảm: TLLF (total Light Loss Factor)

TLLF phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

Hệ số suy giảm quang thông (LLD)

Hệ số suy giảm do bụi (LDD)

Xác định hệ số sử dụng U: (Tra bảng hệ số sử dụng của bộ đèn)

8- Xác định số bộ đèn:

Số bộ đèn tính được có thể làm tròn lớn hơn hoặc nhỏ hơn Tuy nhiên sự làm tròn không vượt qúa khoảng cho phép (-10%  20%)

dxUxLLF x

n

xS E N

bo

tc boden





9- Phân bố bộ đèn dựa trên các yếu tố:

Phân bố cho độ rọi đồng đều và chánh chói

Dễ dàng vận hành và bảo trì

10- Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

S

xUxLLF x

Vì vậy: Vấn đề chiếu sáng đã được chú ý nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực

chuyên sâu Trong giới hạn của đồ án này, ta chọn loại hình thức chiếu sáng

chung đều cho toàn xí nghiệp dầu Bình An, chiếu sáng chung đều là hình

thức chiếu sáng tạo độ rọi đồng đều trên toàn diện tích làm việc rộng, có

yêu cầu độ rọi gần như nhau tại mọi điểm

Ta chia nhà máy thành 6 phần:

Diện tích S1: Xưởng tinh luyện tầng trệt

Diện tích S2: Xưởng tinh luyện tầng 1

Diện tích S3: Xưởng cơ sửa chữa cơ khí

Diện tích S4: Xưởng đóng chai

Diện tích S5: Xưởng đóng can

Diện tích S6: Phòng nồi hơi

Ta có hai phương pháp tính toán chiếu sáng:

1 Phương pháp tính bằng tay

2 Phương pháp tính bằng phần mềm Luxicon

Công thức tính đèn: Pttđèn = Nbộ đèn x nbóng/bộ x (Pđèn + Pballats)xKsdxKđt (KW)

Qttđèn = Pttcs x tg (KVAr)

Ta chọn Ksd và Kđt =1 Công thức tính ổ cắm: Pttoc = Noc.Ksd.Kđt.Poc (KW)

Qttoc = Pttoc.tg (KVAr)

Ta chọn Ksd = 0.8 và Kđt =0.2 Công thức tính quạt: Pttquạt = Nq.Ksd.Kđt.Pq.Cos (KW)

Qttquạt = Pttquạt.tg (KVAr)

Ta chọn Ksd = 0.8 và Kđt =0.7 Công thức tính máy lạnh: Pttml = Nml.Ksd.Kđt.Pml (KW)

Qttml = Pttml.tg (KVAr)

Ta chọn Ksd = 0.8 và Kđt =0.7

BẢNG TỔNG KẾT TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG

ĐÈN Ổ CẮM QUẠT MÁY LẠNH ST

T TÊN XƯỞNG Pttđè

n

Qttđèn Pttoc Qttoc Pttquat Qttquat Pttml Qttml

Pttcủaxưởng (KW)

Qttcủaxưởng (KVAr)

4 Kho chứa vật

6 Kho bán thành

13 Phòng P giám đốc 0.249 0.332 0.56 0.42 0.84 0.63 1.649 1.382

Trang 8

Chương IV:

PHỤ TẢI TÍNH TOÁN TOÀN XÍ NGHIỆP

-oOo -

1 Phụ tải tính toán động lực của xí nghiệp:

Phụ tải tác dụng và phản kháng tính toán được tính bằng

công thức:

Pttxưởng = Pttnh1 + Pttnh2 + Pttnh3 + Pttnh4 + Pttnh5 + Pttnh6 +Pttnh7

= 22.68 + 80.85 + 75.6 + 38.68 + 25 + 25 +22 = 289.81 (KW)

3 Sơ đồ tải toàn nhà máy:

4 Phụ tải tính toán tủ phân phối phân xưởng và tủ chiếu

Tủ chiếu sáng văn phòng

& các phân xưởng phụ

Tủ chiếu sáng phụ tải

Tủ phân phối chiếu sáng Tủ phân phối

nhà máy

P ttnm  dt tttppxuong  tttppchieu sang  0 9 ( 275 3  93 47 )  331 9

Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy:

K

Q ttnm  dt tttppxuong  tttppchieu sang  0 9 ( 177 3  112 35 )  260 7

6 Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy:

KVA

Q P

S ttnm  ttnm2  ttnm2  331 92  260 72  422

7 Dòng điện tính toán cho toàn nhà máy:

Ittnm =  A

x xU

S dm

38 0 3





ttnm

ttnm S P

Trang 10

Chương V:

TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO XÍ NGHIỆP

-oOo -

1 Tính toán công suất MBA :

Phương án 1: Sử dụng một máy biến áp và một máy phát điện dự

phòng

SđmBA  Sttxí nghiệp

Phụ tải tính toán toàn xí nghiệp : Sttxínghiệp = 422 (KVA)

Công suất một máy biến áp : SđmBA = 800 (KVA)

- Ơû đây ta chọn công suất MBA là 800 KVA, nhưng vì công suất của nhà máy chỉ có 422 KVA, là vì nhà máy dầu Bình An là một nhà máy

mới, trong tương lai sẽ phát triển thêm một xưởng tinh luyện nữa với công suất là: 250 KVA

- Chính vì vậy công suất của nhà máy lúc đó sẽ là: 672 KVA

- Và nhà máy chọn công suất MBA là: 800 KVA

- Chọn máy biến áp hai cuộn dây do ABB sản xuất, làm mát bằng dầu và không khí

Loại 800 – 22/0,4 có Sđm = 800(KVA)

Cao áp 22 (KV)

Hạ áp 0,4(KV)

P = 1400(W),

Tổn thất khi ngắn mạch PN =10500(W), UN = 5%

Kích thứơc của máy biến áp 1770-1075-1695 (mm), trọng lượng 2420 kg

- Máy biến áp làm việc ở chế độ lâu dài cho phép, không gây ra sự già cỗi cách điện và không làm giảm thời gian phục vụ của nó

Điều kiện làm việc bình thường :

84 , 0 800

Để khắc phục nhược điểm này ta dùng một máy phát điện dự phòng,

công suất tương ứng với máy biến áp

Khởi động máy phát điện ta dùng bộ chuyển đổi ATS sẽ tự động khởi động máy phát điện và cung cấp điện cho toàn xí nghiệp

Phương án 2: Đặt hai máy biến áp cùng chủng loại, vận hành song song

cấp điện cho xí nghiệp, lúc này công suất của mỗi máy được chọn

theo công thức:

4 , 1

ttXN MBA

S

Trong đó SMBA là công suất phải cấp khi sự cố một MBA

 Phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp:

Sttxínghiệp = 422 (KVA)

Ở trong phương án 2 này ta cũng phải chọn công suất của MBA tương

ứng để sau này nhà máy phát triển thêm, một xưởng tinh luyện có công suất là: 250 (KVA)

 Ta chọn hai máy biến áp cung cấp điện cho xí nghiệp, mỗi máy có công suất là :

672 4

* 2

Qua các phương án chọn MBA hạ áp cung cấp điện cho xí nghiệp ta

nhận xét như sau :

Phương án 2 :

Sử dụng 2 máy biến áp công suất mỗi máy 630(KVA), trong khi SttXN =

672 (KVA), phương pháp này có lợi ở chỗ nếu một máy bị sự cố thì máy thứ

haivẫn đảm bảo được công suất phải cấp khi sự cố một máy biến áp

Tuy nhiên trường hợp này máy biến áp luôn làm việc ở chế độ non tải, muốn khắc phục thì có thể cắt giảm 1 máy

Tuy nhiên phương án này cũng có những ưu điểm của nó về khả năng phát triển tải sau này, nhưng vận hành phức tạp không thuân tiện cho người sử dụng

Phương án 1 :

Sử dụng 1 MBA Việt Nam sản xuất có công suất 800(KVA) và một máy phát điện dự phòng sẵn có của xí nghiệp với công suất 800(KVA) được điều khiển khởi động qua bộ chuyển đổi ATS Phương pháp này có nhiều ưu

điểm, ít tốn kém, bảo đảm cung cấp điện đầy đủ cho xí nghiệp

Trong tập đồ án này, ta chọn phương án 1 là phương án khả thi

CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG DO HÃNG CUMINS/ONAN

SẢN XUẤT CHẠY Ở CHẾ ĐỘ DỰ PHÒNG

 Máy phát DIESEI Công Nghiệp 24-4000(KVA)

 Bộ điều khiển Onan, tủ hoà và bọ chuyển mạch tự động

 Mã hiệu : DFHA

Trang 12

 Công suất tác dụng : P = 640(KVA)

 Công suất biểu kiến : Q = 800(KVA)

Chương VI:

CHỌN TỤ BÙ VÀ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

-oOo -

1) Các nguyên lý :

Để cải thiện hệ số công suất của mạng điện, ta cần một bộ tụ điện

làm nguồn phát công suất phản kháng, phương phát này gọi là bù công suất phản kháng

Tải mang tính cảm, có hệ số công suất thấp sẽ nhận thành phần phản kháng (chậm pha so với điện áp góc 900) từ máy phát đưa đến hệ thống

truyền tải Do đó kéo theo tổn thất công suất và hiện tượng sụt áp

Khi mắc các tụ song song với các tải (bù ngang), dòng điện có tính dung của tụ sẽ có cùng đường đi như thành phần cảm kháng của dòng tải Dòng điện qua tụ này nhanh pha hơn điện áp nguồn một góc 900, ngược pha

so với thành phần cảm phản kháng của dòng I1 tải Nếu thành phần dòng

điện này triệt tiêu lẫn nhau thì không còn dòng phản kháng đi qua phần lưới phía trước vị trí đặt tụ

2) Các thiết bị bù :

Bù lưới điện hạ thế bằng phương pháp :

+ Bù nền (tụ điện với lượng bù cố điện )

+ Bù tự động, thiết bị điều chỉnh bù tự động hoặc một bộ tụ cho phép điều chỉnh liên tục tuỳ theo yêu cầu khi tải thay đổi

3) Vị trí đặt tủ :

Vì tải của xí nghiệp luôn ổn định và liên tục nên ta sử dụng phương án bù tập trung Bộ tụ được đấu vào thanh góp phía hạ áp tủ phân phối

chính và đóng vào trong thời gian tải hoạt động

Ưu điểm của phương pháp bù tập trung này là:

+ Làm giảm tiền phạt do vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng

+ Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu

+ Làm nhẹ tải cho máy biến áp, do đó có khả năng phát triển thêm các phụ tải khi cần thiết

+ Dòng điện phản kháng liên tục đi vào tất cả các lộ ra của tủ phân phối chính của mạng hạ thế

+ Vì lý do trên, kích cỡ của dây dẫn, công suất tổn hao trong dây dẫn không cải thiện với chế độ bù tập trung

Trang 14

Chương VII:

CHỌN DÂY DẪN VÀ CB BẢO VỆ

-oOo -

1) Chọn tiết diện dây dẫn :

Dây dẫn là một bộ phận chủ yếu của mạng lưới điện từ nơi cung cấp điện đến hộ tiêu thụ Cho nên dây dẫn phải đạt các yêu cầu về điện trở nhỏ, có độ bền cơ học tốt

Trong mạng điện Xí Nghiệp dây dẫn thường được chọn theo điều

kiện

+ Chọn theo dòng làm việc max và kiểm tra theo điều kiện phát

nóng

+ Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Vì thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng có chiều dài không lớn lắm nên ta chọn dây dẫn theo ILVMAX và kiểm tra theo điều kiện phát nóng và dây dẫn là dây cáp có bọc cách điện

Mạng điện động lực trong phân xưởng được đặt ngầm trong hầm cáp, có nắp đậy bằng bê tông, có thể tháo gỡ được để tiện cho việc bảo trì, sửa chữa và thay thế

Phương pháp chọn dây dẫn căn cứ chỉ tiêu dòng điện cho phép chạy qua dây dẫn trong một thời gian làm việc lâu dài, có xét đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường, điều kiện lắp đặt để bảo đảm nhiệt độ phát nóng của dây dẫn không vượt quá trị số giới hạn cho phép để tránh hư hỏng, lão hoá cách điện dẫn đến phá hỏng đường dây

Dây dẫn và cáp hạ áp được chọn theo công thức:

K4K5K6K7ICP  ILVMax

Trong đó :

K4 là hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt

K5 là hệ số thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt gần kề nhau

K6 là hệ số thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp

K7 là hệ số thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ trái đất

ICP là dòng làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn định chọn

ILVMAX là dòng làm việc lớn nhất đối với mạch đó

 Đối với máy độc lập : ILVMAX =Iđm thiết bị

 Đối với máy liên thông : I = ILVMAX =  Iđmi

 Đối với nhóm máy : ILVMAX =Ittnh

Các hệ số K4, K5, K6, K7 theo [tài liệu 3-trang H1-32]

Chọn nhiệt độ môi trường xung quanh ở Việt Nam là 400C (đối với các xí nghiệp công nghiệp), nhiêt độ môi trường xung quanh đất là 250C

Trong tập đồ án này ta chọn :

K4 = 1 vì không đặt trong ống bằng đất nung, ống ngầm hoặc rãnh

đúc, là hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt

K5 = chọn theo số dây, là hệ số thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề nhau

K6 = 1 vì tính chất của đất khô, là hệ số ảnh hưởng của đất chôn áp

K7 = 0,95 vì nhiệt độ của đất là 250C, là hệ số thể hiện ảnh hưởng

của nhiệt độ của đất

Cáp và dây dẫn hạ áp sau khi được chọn theo điều kiện phát nóng

cần kiểm tra khả năng phối hợp giữa dây dẫn và các thiết bị bảo vệ

Để nâng cao tính ổn định nhiệt của các thiết bị điện, hạn chế sự phá hại do dòng điện ngắn mạch gây ra CB phải có thời gian cắt bé Để thực

hiện yêu cầu thao tác chọn lọc CB phải có khả năng điều chỉnh trị số dòng điện tác động và thời gian tác động

Việc lựa chọn CB chủ yếu dựa vào :

+ Dòng điện tính toán đi trong mạch

+ Dòng điện phụ tải

+ Tính toán thao tác chọn lọc

CB không được phép cắt khi có quá tải ngắn hạn thường xuyên xảy ra trong điều kiện làm việc bình thường, như dòng khởi động, dòng đỉnh nhọn trong phụ tải công nghiệp

Xác định điều kiện chọn CB

UđmCB  Uđmlưới

Trong đó:

UđmCB là điện áp định mức của CB

Uđmlưới là điện áp định mức của nguồn cung cấp

Dòng điện định mức của CB

IđmCB 

nh

lv K

I max

Trong đó:

K là hệ số tính đến ảnh hưởng về nhiệt giữa các CB lắp đặt trong

cùng một tủ

Điều kiện kiểm tra

Icp  Inhiệt  Ilvmax

I cắt dòng chỉnh định tác động nhanh của CB khi có sự cố lớn Icắt  Imm

I có khả năng tối đa của CB, thông số này cũng được ghi tên CB

IKđnhiệt, IKđtừ =dòng khởi động của bộ phận cắt mạch bằng nhiệt hoặc bằng từ của CB dòng này tương ứng Icắttừ

Trang 16

Chọn tủ phân phối:

+ Tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp và cung cấp điện cho các tủ động lực, tủ phân phối có thể được cấp điện từ một nguồn, 2 nguồn hoặc một nguồn dự phòng

+ Trong tủ phân phối được đặt một MCB tổng và MCB nhánh cung cấp điện cho các tủ động lực

+ Ngoài các thiết bị động lực, trong tủ phân phối còn đặt các thiết bị thực hiện cho việc đo đếm gồm Vôn kế, Ampe kế …

+ Trong đồ án này ta chọn một tủ phân phối chính cho toàn nhà máy + Trong phần tính toán: Chọn tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực

+ Số dây cáp đầu ra gồm các sợi cáp đưa đến tủ động lực đặt trong một hầm cáp khoảng cách gần nhau

Chọn tủ động lực:

+ Tủ động lực cấp trực tiếp cho phụ tải:

+ Các tủ động lực được cấp từ tủ phân phối theo hình tia hoặc liên

thông

+ Tủ động lực được đặt các CB bảo vệ qúa tải qúa nhiệt, ngoài

ra người ta có thể dùng cầu chì để bảo vệ tuỳ theo kinh phí và đối tượng cấp điện