ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ THUẬT ĐIỆN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY CỔ PHẦN THUỶ SẢN CAFATEX

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY CỔ PHẦN THUỶ SẢN CAFATEX CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Huỳnh Văn Khang Nguyễn Trung Hiếu (MSSV:1010859) Ngành Kỹ thuật Điện - Khoá 27 Lời nói đầu SVTH: Nguyễn Trung HIếu LỜI NÓI ĐẦU š ¯ › Ngày nay Việt Nam đang từng bước trở thành một nước có nền công nghiệp phát triển cao, đặc biệt với việc chuẩn bị là thành viên chính thức của tổ chức thương mại thế giới WTO, đã góp phần làm động lực thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp nước ta, các công ty, xí nghiệp, các phân xưởng sản xuất được thành lập rất mau chóng nhằm đáp ứng cho nhu cầu công nghiệp hóa của đất nước, điều này đặt ra cho chúng ta một vấn đề lớn, đó là nhu cầu sử dụng điện năng của các công ty, xí nghiệp ngày càng cao, đòi hỏi ngành công nghiệp điện lực phải đáp ứng kịp thời cho nhu cầu và sự phát triển đó. Công ty cổ phần thủy sản Cafatex cũng là một trong những công ty trên, do vậy việc thiết kế cung cấp điện cho công ty cổ phần thủy sản Cafatex, nhằm đạt được sự ổn định điện áp trong hoạt động, chi phí vận hành hàng năm là thấp nhất, là một yêu cầu rất quan trọng trong công cuộc đổi mới và phát triển của công ty. Việc thiết kế một hệ thông cung cấp điện hợp lý cho công ty sẽ góp phần giảm được những chi phí đầu tư xây dựng, chi phí vận hành và tổn thất điện năng cho công ty, đảm bảo sự hoạt động an toàn và chất lượng điện năng tốt. Nội dung luận văn gồm có 10 chương, được chia làm 2 phần: * Phần I: Cơ sở lý thuyết Bao gồm 8 chương: Ø Chương 1: Phụ tải tính toán của nhà máy Ø Chương 2: Chọn máy biến áp - máy phát dự phòng Ø Chương 3: Lựa chọn các phần tử trong hệ thống điện Ø Chương 4: Tính toán tổn thất điện áp Ø Chương 5: Tính toán ngắn mạch Ø Chương 6: Bù công suất phản kháng Ø Chương 7: Chống sét và nối đất trong hệ thống điện Ø Chương 8: Tính toán chiếu sáng * Phần II: Tính toán, thiết kế cung cấp điện cho xưởng Tôm Công ty cổ phần thuỷ sản Cafatex Bao gồm 3 chương: Ø C h ương 9: Giới thiệu về Công ty cổ phần thuỷ sản Cafatex Lời nói đầu SVTH: Nguyễn Trung HIếu Ø Chương 10: Tính toán cụ thể cho Công ty cổ phần thuỷ sản Cafatex Ø Chương 11: Kết quả và kết luận Qua việc thực hiện luận văn, cũng như việc tìm hiểu thực tế công ty cổ phần thủy sản Cafatex đã giúp em có được những kiến thức thực tế và bổ ích, góp phần hoàn thiện hơn kiến thức mà em đã học được từ trường lớp và sự truyền giảng của quý thầy cô. Tuy nhiên do hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm thực tế nên trong luận văn không tránh được những thiếu sót. Kính mong thầy hướng dẫn và các thầy cô trong Bộ môn Kỹ Thuật Điện góp ý xây dựng để luận văn hoàn thiện hơn. Chân thành cảm ơn ! Mục lục SVTH: Nguyễn Trung Hiếu Trang i MỤC LỤC Trang Mở đầu Lời nói đầu Chương 1: PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1.1. Mục đích xác định phụ tải 1 1.2. Đồ thị phụ tải điện 1 1.3. Những định nghĩa và hệ số tính toán 2 1.4. Xác định phụ tải tính toán 5 Chương 2: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ MÁY PHÁT DỰ PHÒNG 2.1. Khái quát và phân loại 9 2.2. Chọn vị trí, số lượng và công suất máy biến áp trong trạm 10 2.3. Sơ đồ nối dây trạm biến áp 11 Chương 3: LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 3.1. Khái quát 14 3.2. Những điều kiện chung để lựa chọn thiết bị điện 14 3.3. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải 15 3.4. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì 16 3.5. Lựa chọn và kiểm tra thanh dẫn 17 3.6. Lựa chọn và kiểm tra tiết diện cáp và dây cáp 20 Chương 4: TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP 4.1. Khái quát 23 4.2. Tổn thất công suất trên đường dây và trong máy biến áp 23 4.3. Tổn thất điện áp 25 Chương 5: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 5.1. Khái niệm chung 27 5.2. Phương pháp tính dòng điện ngắn mạch 27 Mục lục SVTH: Nguyễn Trung Hiếu Trang ii Chương 6: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 6.1. Đặt vấn đề 30 6.2. Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosϕ 30 6.3. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosϕ 31 Chương 7: CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT 7.1. Chống sét 32 7.2. Nối đất 35 Chương 8: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 8.1. Khái niệm 36 8.2. Lựa chọn phương pháp tính toán chiếu sáng cho xí nghiệp 36 Chương 9: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN THỦY SẢN CAFATEX 9.1. Giới thiệu về Công ty 39 9.2. Phụ tải của công ty Cafatex 39 9.3. Giới thiệu phần thiết kế cung cấp điện 43 Chương 10: TÍNH TOÁN CỤ THỂ CHO XƯỞNG TÔM CÔNG TY CỔ PHẦN THUỶ SẢN CAFATEX 10.1. Tính toán phụ tải Công ty cổ phần thuỷ sản Cafatex 44 10.2. Chọn máy biến áp điện lực, máy phát dự phòng cho Công ty cổ phần thuỷ sản Cafatex 64 10.3. Chọn các phần tử điện trong hệ thống cung cấp điện cho Công ty cổ phần thuỷ sản Cafatex 70 10.4. Tính toán tổn thất công suất và điện áp trong mạng điện Công ty cổ phần thuỷ sản Cafatex 110 10.5. Tính toán bù công suất phản kháng cho Công ty cổ phần thuỷ sản Cafatex 119 10.6. Tính toán dòng điện ngắn mạch chu kỳ ba pha tại các điểm của mạng điện công ty 124 Mục lục SVTH: Nguyễn Trung Hiếu Trang iii 10.7. Tính toán thiết kế chiếu sáng cho xưởng Tôm công ty cổ phần thủy sản Cafatex 139 10.8. Tính toán bảo vệ chống sét cho công ty cổ phần thủy sản 148 10.9. Tính toán nối đất cho công ty cổ phần thủy sản Cafatex 154 11.1. Kết quả 161 11.2. Kết luận 162 œo0o• Cơ sở lý thuyết cung cấp SVTH: Nguyễn TrungHiếu Trang 1 Chương 1 PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1.1. Tầm quan trọng của việc xác định phụ tải Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình thì nhiệm vụ đầu tiên là phải xác định được nhu cầu điện của công trình đó. Tuỳ theo qui mô của công trình mà nhu cầu điện xác định theo phụ tải thực tế hoặc phải tính đến sự phát triển về sau này. Xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên nhất của công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện, nhằm mục đích lựa chọn và kiểm tra các phần tử mạng điện và máy biến áp theo điều kiện dòng phát nóng và các chỉ tiêu kinh tế. Phụ tải điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, do vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một việc rất khó khăn và cũng rất quan trọng, hiện nay có nhiều phương pháp dựa trên cơ sở khoa học để tính toán phụ tải điện. Về lý thuyết thì không thể và trong thực tế cũng không yêu cầu xác định phụ tải điện với độ chính xác cao. Do vậy trong thực tế thiết kế, khi đơn giản công thức để xác định phụ tải điện thì cho phép sai số ± 10%. 1.2. Đồ thị phụ tải điện Phụ tải điện là một hàm theo thời gian, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đặc điểm của quá trình công nghệ, chế độ vận hành v.v… Đối với mỗi loại hộ tiêu thụ của một ngành công nghiệp điều có thể đưa ra một dạng đồ thị phụ tải điển hình. • Đồ thị phụ tải hàng ngày Là đồ thị phụ tải trong một ngày đêm 24 giờ. Trong thực tế vận hành có thể dùng dụng cụ đo điện tự ghi để vẽ đồ thị phụ tải, hay do nhân viên vận hành ghi lại giá trị của phụ tải sau từng khoảng thời gian nhất định. Để thuận lợi khi tính toán, đồ thị phụ tải được vẽ theo hình bậc thang. • Đồ thị phụ tải hàng tháng Là đồ thị được xây dựng theo phụ tải trung bình hàng tháng, nghiên cứu đồ thị này, ta có thể biết được nhịp độ làm việc của hộ tiêu thụ và từ đây có thể Cơ sở lý thuyết cung cấp SVTH: Nguyễn TrungHiếu Trang 2 định ra lịch vận hành sửa chữa thiết bị điện hợp lý, đáp ứng được yêu cầu sản xuất. 1.3. Những định nghĩa và hệ số tính toán 1.3.1. Công suất định mức Công suất định mức P đm của một thiết bị tiêu thụ điện là công suất ghi trên nhãn hiệu máy hoặc ghi trong lý lịch máy, đối với động cơ, công suất định mức ghi trên nhãn hiệu máy chính là công suất cơ trên trục cơ. 1.3.2. Công suất đặt Công suất đặt là công suất được quy đổi theo hệ số tiếp điện ε% = 100% theo công suất định mức được ghi trên lý lịch máy. P đặt ≈ P’ đm = P đm dm ε Ở đây: P’ đm – Công suất đã quy đổi về chế độ làm việc dài hạn P đm , ε đm – Các tham số định mức cho trong lý lịch máy 1.3.3. Phụ tải cực đại P max Phụ tải cực đại chia làm hai nhóm : • Phụ tải cực đại P max : Là phụ tải trung bình lớn nhất trong khoảng thời gian tương đối ngắn, đôi khi người ta dùng phụ tải cực đại được xác định như trên để làm phụ tải tính toán. Phụ tải cực đại để tính tổn thất công suất lớn nhất và dùng để chọn các thiết bị điện, chọn dây dẫn và dây cáp theo mật độ dòng điện kinh tế. • Phụ tải đỉnh nhọn P đnh : Là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian rất ngắn 1 ÷ 2 giây. Phụ tải này được dùng để kiểm tra độ dao động điện áp, kiểm tra điều kiện tự khởi động của động cơ, chọn dây chảy cầu chì và tính dòng điện khởi động của rơle bảo vệ. 1.3.4. Phụ tải tính toán Là phụ tải giả thuyết tương đối lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện (máy biến áp, đường dây,v.v…), tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất. Cơ sở lý thuyết cung cấp SVTH: Nguyễn TrungHiếu Trang 3 Trong thực tế thiết kế, người ta thường sử dụng khái niệm phụ tải tính toán theo công suất tác dụng P, mặc dù dây dẫn bị đốt nóng là do dòng điện phụ tải của nó, vì khi vận hành, các đồ thị P (t) được xác định đơn giản hơn và được sử dụng thuận tiện hơn. 1.3.5. Hệ số sử dụng k sd Hệ số sử dụng là tỉ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất đặt ( hay công suất định mức của thiết bị) trong một khoảng thời gian xem xét (giờ, ca, hoặc ngày đêm v.v…). Thời gian xem xét này được gọi là một chu kỳ xem xét t ck . - Đối với một thiết bị: k sd = dm tb p p - Đối với một nhóm thiết bị: k sd = dm tb p p = ∑ ∑ = = n i dmi n i tbi p p 1 1 Nếu có đồ thị phụ tải thì hệ số sử dụng được tính theo công thức sau: k sd = ) ( 21 2211 ndm nn tttp tptptp +++ +++ 1.3.6. Hệ số phụ tải k pt Hệ số phụ tải còn gọi là hệ số mang tải, là tỉ số giữa công suất thực tế tiêu thụ với công suất định mức. Ta thường xét hệ số phụ tải trong chu kỳ xem xét t ck . k pt = dm thucte P P = dm tbdong P P = d ck dm tb t t P P . = d sd k k 1.3.7. Hệ số cực đại k max ≥ 1 Hệ số cực đại k max là tỉ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong khoảng thời gian xem xét. k max = tb tt P P Cơ sở lý thuyết cung cấp SVTH: Nguyễn TrungHiếu Trang 4 Hệ số cực đại thường được tính với ca làm việc có phụ tải lớn nhất. Hệ số cực đại k max phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả n hq , vào hệ số sử dụng k sd và hàng loạt các yếu tố đặc trưng cho chế độ làm việc của thiết bị điện trong nhóm. Thực tế, người ta tính k max theo đường cong k max = f(k sd , n hq ) hoặc có thể sử dụng bảng tra k max . 1.3.8. Hệ số nhu cầu k nc ≤ 1 Hệ số nhu cầu là tỉ số giữa công suất tính toán (trong điều kiện thiết kế) hoặc công suất tiêu thụ (trong điều kiện vận hành) với công suất đặt (công suất định mức) của nhóm hộ tiêu thụ: k nc = dm tt P P = tb tb dm tt P P P P . = k max . k sd Hệ số nhu cầu thường tính cho phụ tải tác dụng. Đối với chiếu sáng, ta có k nc = 0,8. 1.3.9. Hệ số đồng thời k đt Hệ số đồng thời k đt là tỉ số giữa công suất tác dụng tính toán cực đại tại nút khảo sát của hệ thống cung cấp điện với tổng các công suất tác dụng tính toán cực đại của các nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt nối vào nút đó, tức là: k đt = ∑ = n i tti tt P P 1 - Đối với đường dây cao áp của hệ thống cung cấp điện trong xí nghiệp lấy gần đúng k đt = 0,85 ÷ 1,0 - Đối với thanh cái của trạm biến áp xí nghiệp, và các đường dây tải điện thì k đt = 0,9 ÷ 1,0 Nhưng chú ý là sau khi tính toán với k dt , thì phụ tải tính toán tổng ở nút xét của hệ thống cung cấp điện không được nhỏ hơn phụ tải trung bình tại nơi đó. 1.3.10. Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả n hq Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả n hq là một số quy đổi gồm có n hq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêu thụ thực bởi n thiết tiêu thụ trên. Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả được xác định một cách tương đối chính xác như sau: [...]... lý thuyết cung cấp 5.2.1 Phương pháp xác định dòng điện ngắn mạch trong mạng điện có điện áp dưới 1000V Tính dòng điện ngắn mạch trong mạng điện áp thấp ta dùng đơn vị có tên đơn giản vì chỉ có một cấp điện áp Thành lập sơ đồ đẳng trị đối với mạng điện áp thấp thành phần điện trở có giá trị đáng kể không được bỏ qua Vậy tổng trở ngắn bao gồm thành phần điện trở và điện kháng Tính điện kháng hệ thống... nghiệp lên đến 0,9 Ý nghĩa của việc tiết kiệm điện không chỉ ở chỗ giảm giá thành sản phẩm, có lợi cho bản thân xí nghiệp, mà còn ở chỗ có thêm điện để sản xuất ngày càng nhiều sản phẩm, có lợi chung cho nền kinh tế quốc dân 6.2 Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cos ϕ Công suất tác dụng P là công suất được biến thành cơ hoặc nhiệt năng trong các máy dùng điện Còn công suất phản kháng Q là công. .. chủ yếu của các xí nghiệp công nghiệp Các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng 70% tổng số điện năng sản xuất ra Tính chung trong toàn hệ thống, thường có 10 ->15% năng lượng điện phát ra bị mất mát trong quá trình truyền tải và phân phối Hệ số công suất cos ϕ của xí nghiệp là một chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm điện hay không Hệ số công suất cos ϕ của các xí nghiệp nước ta hiện... đường cong cho trước, trình tự tính như sau: Ø Chọn những thiết bị có công suát lớn mà công suất định mức của mỗi thiết bị này bằng hoặc lớn hơn một nữa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Ø Xác định số n1 – là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nữa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất, và ứng với n1 này xác định tổng công suất định mức: ∑ Pdmn1 Ø Xác định số n thiết. .. bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải - Sơ đồ nối dây rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và xử lý lúc sự cố - An toàn lúc vận hành và lúc sửa chữa - Hợp lý về kinh tế, trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật SVTH: Nguyễn TrungHiếu Trang 11 Cơ sở lý thuyết cung cấp 2.4 Trạm hạ áp phân xưởng Năng lượng điện được cung cấp cho trạm hạ áp phân xưởng thường được thực hiện ở cấp điện áp 6 ÷... 2.58" (Nguyễn Phú Xuân, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê (2001), Cung cấp điện, NXB Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội) k3 – Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh khác nhiệt độ tiêu chuẩn "Tra Bảng 2.58" (Nguyễn Phú Xuân, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê (2001), Cung cấp điện, NXB Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội) SVTH: Nguyễn TrungHiếu Trang 18 Cơ sở lý thuyết cung cấp 3.5.2 Kiểm tra thanh dẫn Khi... tính phụ tải của hệ thống điện là tính từ thiết bị dùng điện ngược trở về nguồn, tức là được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện SVTH: Nguyễn TrungHiếu Trang 5 Cơ sở lý thuyết cung cấp Mục đích của việc tính toán phụ tải điện các điểm nút nhằm: - Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp từ dưới 1000 V trở lên - Chọn số lượng và công suất máy biến áp của... (kV) Ux% - thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch, (%) UN% - điện áp ngắn mạch, (%) Ur% - thành phần tác dụng của UN% Ðiện trở và điện kháng đường dây hạ áp Rdd = r0.l SVTH: Nguyễn TrungHiếu Trang 28 Cơ sở lý thuyết cung cấp Xdd = x0.l Trong đó: l - chiều dài của đường dây, (km) r0, x0 - điện trở và cảm kháng trên một đơn vị chiều dài,( Ω /km) Ðiện trở và điện kháng của các thành phần khác như:... vị trí, số lượng và công suất máy biến áp (MBA) trong trạm Khi chọn vị trí, số lượng trạm biến áp trong xí nghiệp ta cần phải so sánh điều kiện kinh tế - kỹ thuật 2.2.1 Vị trí lắp đặt trạm biến áp xí nghiệp Nhìn chung, vị trí trạm biến áp xí nghiệp phải thoả mãn các yêu cầu sau: Ø Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đua đến Ø An toàn liên tục trong cung cấp điện Ø Thao tác vận... khi xác định các phương án cung cấp điện - Số lượng và công suất của máy biến áp được xác định theo các tiêu chuẩn kinh tế - kỹ thuật sau đây: Ø An toàn, liên tục cung cấp điện Ø Vốn đâug tư bé nhất Ø Chi phí vận hành hàng năm bé nhất Ø Tiêu tốn ki loại màu ít nhất Ø Các thiết bị và khí cụ điện phải nhập được dễ dàng, v.v… Ø Dung lượng của máy biến áp trong một xí nghiệp nên đồng nhất, ít chủng loại