Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN LỜI NÓI ĐẦU Muốn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì “Ngành điện” phải đi trước một bước. Đúng vậy, ngày nay điện năng đã trở thành một phần quan trọng của cuộc sống. Nhưng có lẽ hầu hết chúng ta chỉ biết đến điện như một nhu cầu sử dụng, còn không để ý tới những vấn đề liên quan khác. Để có một hệ thống cung cấp điện hợp lý, tránh lãng phí, an toàn, đảm bảo chất lượng… trong vận hành, tiết kiệm được vốn, mang lại giá trị kinh tế cho nhà đầu tư nói riêng, cho sự phát triển của đất nước nói riêng là một vấn đề cần được quan tâm. Là sinh viên ngành điện để hiểu rõ hơn về một phần nào đó trong vấn đề cung cấp điện em được thầy giao cho đồ án về đề tài “ Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”. Một hệ thống cung cấp hoàn chỉnh phải xét trên nhiều phương diện để làm sao tạo được hiệu quả kinh tế lớn mà chất lượng điện năng lại tốt. Dựa vào sơ đồ mặt bằng nhà này trong bản đồ án này em xin trình bày các phần cơ bản như xác định sơ đồ của nối của mạng điện, từ đó lựa chọn ra phương án tối ưu. Trong thời gian làm bài do chưa có nhiều kinh nghiệm cũng như thời gian tham khảo tài liệu còn có hạn nên bản đồ án của em không thể tránh khỏi những sai xót kính mong thầy xem xét chỉ bảo giúp đỡ em để em hoàn thiện , Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo đã trực tiếp giảng dạy giúp em hoàn thành bản đồ án này. Hà Nội 9/2013 Sinh viên ĐỖ PHAN Sinh viên: Đỗ Phan- GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN Page 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp Sinh Viên: Đỗ PHAN Lớp: Đề 8: I. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU: 1: Phụ tải điện của nhà máy ( hình 1 và bảng 1 ) 2: điện áp nguồn : U đm = 35 Kv 3: dung lượng ngắn mạch về phiá hạ áp của trạm biến áp khu vực : 250 MVA 4: Đường dây cung cấp điện cho nhà máy : dùng đường dây nhôm lõi thép ( AC ) đặt treo trên không. 5: khoảng cách từ nguồn đến nhà máy : 10km 6: công suất của nguồn điện : vô cùng lớn. 7: nhà máy làm việc : 3 ca, T max =3700h 8: giá điện c=1000 đồng/kwh II. NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN 1: Xác định phụ tải tính toán của các phần xưởng và toàn nhà máy 2: thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy 3: tính toán chế độ xác lập của phương án thiết kế 4: chọn và kiểm tra thiết bị 5: tính toán bù hệ số công suất để nâng hệ số công suất lên 0,9 6: tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án thiết kế Sinh viên: Đỗ Phan- GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN Page 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Sinh viên: Đỗ Phan- GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN Page 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 1.1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng và toàn nhà máy: . Đặt vấn đề : Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt tác dụng lớn nhất. Xác định được phụ tải tính toán là điều kiện xác định được dây dẫn và các thiết bị bảo vệ không những vậy còn phục vụ cho việc tính ngắn mạch, tổn thất công suất và tổn thất điện áp Phụ tải tính toán là số lượng đầu vào quan trọng nhất của việc tính toán, thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện . Việc xác định sai phụ tải tính toán có thể gây ra những tổn thất không mong muốn Nếu tính toán phụ tải nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị, có khả năng gây ra các hiện tượng như : cháy nổ, quá tải Còn nếu ngược lại thì có thể dẫn đến dư thừa công suất của các thiết bị chọn, lãng phí, tổn thất điện năng, tăng vốn đầu tư Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điều này đòi hỏi người thiết kế phải tìm ra phương án phù hợp với nội dung tính toán thiết kế và có độ chính xác , tin cậy cao . áp dụng với nội dung thiết kế Với các số liệu và yêu cầu của đồ án đã cho, ta chọn phương pháp tính toán phụ tải theo hệ số công suất đặt : P đ và hệ số nhu cầu k nc đối với việc xác định công suất động lực, còn đối với việc xác định Sinh viên: Đỗ Phan- GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN Page 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN công suất chiếu sáng, ta chọn phương pháp tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. 2 2 tt tt tt S P Q = + Trong đó : K nc : hệ số nhu cầu P tt : công suất tính toán P đ : công suất đặt *,Tính toán công suất động lực : P đl = P đ . k nc Tra sổ tay thiết kế : . k nc => Cosφ => tgφ Q đl = P đl .tgφ *, Tính toán công suất chiếu sáng : P cs = P 0 . F Trong đó : P 0 : suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (W/m 2 ) F : diện tích sản xuất Đối với nhà máy, ta chọn bóng đèn sợi đốt vì : rẻ tiền, bật sáng ngay, khích thước nhỏ, ánh sáng thật, chỉ số màu cao, dễ lắp đặt, Cosφ=1 . chỉ riêng với nhà ăn và gara oto ta chọn bóng đèn tuýp, có hệ số Cosφ=0,8 Q cs = P cs .tgφ *, phụ tải tính toán phân xưởng : P tt = P đl + P cs Sinh viên: Đỗ Phan- GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN Page 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Q tt = Q đl + Q cs 2 2 tt tt tt S P Q = + - phụ tải tính toán toàn nhà máy : 1 . n ttnm dt tti i P k P = = ∑ 1 . n ttnm dt tti i Q k Q = = ∑ 2 2 ttnm ttnm ttnm S P Q = + • Bảng số liệu các phân xưởng trong nhà máy: stt Tên phân xưởng Pđ Loại hộ K nc cos φ tgφ P O F KW W/m 2 m 2 1 Khu nhà phòng ban quản lý và xưởng thiết kế 180 III 0,44 0,87 0,566 15 2182 2 Phân xưởng gia công cơ khí 3700 I 0,3 0,7 1,020 15 3523 3 Phân xưởng luyện kim đen 2300 I 0,55 0,7 1,020 15 4809 4 Phân xưởng luuyeenj kim màu 1600 I 0,6 0,8 0,75 15 3645 5 Phân xưởng cơ lắp ráp 3100 I 0,6 0,8 0,75 15 5657 6 Phân xưởng sữa chữa cơ khí 800 III 0,3 0,6 1,333 15 1215 7 Phân xưởng rèn dập 2000 I 0,5 0,6 1,333 15 4455 8 Phân xưởng nhiệt luyện 3400 I 0,6 0,8 0,75 15 3847 9 Bộ phận khí ném 1600 III 0,6 0,8 0,75 15 2227 10 Trạm bơm 800 I 0,52 0,62 1,642 15 911 11 Kho vật liệu 60 III 0,7 0,8 0,75 15 2480 Sinh viên: Đỗ Phan- GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN Page 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN • Phụ tải tính toán khu phòng ban quản lý và xưởng thiết kế : -, bộ phận phòng ban quản lý đặt ở vị trí số 1 và có diện tích : F 1 =2182 m 2 Có công suất P đ = 180 kW Hệ số K nc = 0,44 Hệ số công suất : cos φ =0,87 => tgφ =0,566 *, Công suất tính toán động lực là : P đl = P đ .K nc = 180.0,44= 79,2( Kw) Q đl = P đl . tgφ = 79,2 .0,566 = 44,827( KVAr) *. Công suất tính toán chiếu sáng là : P cs = P 0 . F= 15.2182=32730 (w) =32,73 (kw) Q cs = P cs .tgφ= 0 (kvar) • Công suất tính toán toàn phân xưởng khu phòng ban quản lý và xưởng thiết kế là : P tt = P đl + P cs = 79,2 + 32,73 = 111,93 Q tt = Q đl + Q cs =44, 827 2 2 tt tt tt S P Q = + = 120,572 ( KVA) • Tính toán tương tự như trên ta có bảng số liệu sau: ( bảng 1.2) Sinh viên: Đỗ Phan- GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN Page 7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Sinh viên: Đỗ Phan- GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN Page 8 stt P đặt kW k nc cosφ P0 F M 2 P đl Q đl P cs Q cs tg P tt Q tt S ttpx kVA 1 180 0,44 0,87 15 2182 79,2 44,827 32,73 0 0,566 111,93 44,827 120,527 2 3700 0,3 0,7 15 3523 1110 1132,2 52,845 0 1,020 1162,845 1132,2 1622,986 3 2300 0,55 0,7 15 4809 1265 1290,3 72,135 0 1,020 1337,135 1290,3 1858,172 4 1600 0,6 0,8 15 3645 960 720 54,675 0 0,75 1014,675 720 1244,172 5 3100 0,6 0,8 15 5657 1860 1395 84,855 0 0,75 1944,855 1395 2393,425 6 800 0,3 0,6 15 1215 240 319,92 18,225 0 1,333 258,225 319,92 411,131 7 2000 0,5 0,6 15 4455 1000 1333 66,825 0 1,333 1066,825 1333 1707,338 8 3400 0,6 0,8 15 3847 2040 1530 57,705 0 0,75 2097,705 1530 2596,394 9 1600 0,6 0,8 15 2227 960 720 33,405 0 0,75 993,406 720 1226,888 10 800 0,52 0,62 15 911 416 683,072 13,665 0 1,642 429,665 683,072 806,969 11 60 0,7 0,8 15 2480 42 31,5 37,2 0 0,75 2517,2 31,5 2517,397 Tổng 12934,466 9119,819 15826,292 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Vì nhà máy có 18 nhóm thiết bị tương đương với 11 phân xưởng lớn hơn 10 nhóm nên ta chọn 0,7 dt k = Phụ tải tính toán công suất tác dụng toàn nhà máy: 11 1 . 0,7.12934,466 9054,125( ) ttnm dt tti i P k P kW = = = = ∑ Phụ tải tính toán công suất phản kháng toàn nhà máy: 11 1 . 0,7.9119,819 6383,873( Ar) ttnm dt tti i Q k Q kV = = = = ∑ Phụ tải tính toán công suất toàn phần toàn nhà máy: 2 2 2 2 9054,125 6383,873 11078,403( ) ttnm ttnm ttnm S P Q KVA = + = + = Hệ số công suất của nhà máy: 9054,125 os 0,817 11078,403 ttnm nm ttnm P c S ϕ = = = 2.2.3 Biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp a, Ý nghĩa của biểu 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 xí nghiệp , nó cho biết sự phân bố 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 biến áp, trạm biến áp. Khi biết rõ sự phân bố của phụ tải trên mặt bằng còn giúp cho người thiết kế chọn được kiểu sơ đồ CCĐ thích hợp nhằm giảm được tổn thất và đạt 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 của phân xưởng, Trên biểu đồ công suất tính toán của các điểm tải tỷ lệ với diện tích hình tròn bán kính r ,được xác định theo biểu thức: Bán kính của đường tròn được xác định bằng công thức: Sinh viên: Đỗ Phan- GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN Page 9 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN R = tt S m.π Trong đó : S tt là công suất phụ tải m là tỷ lệ xích tùy chọn - Góc chiếu sáng được xác định bằng công thức sau : α cs = O . cs tt 360 P P Trong đó : P cs là công suất chiếu sáng của phân xưởng P tt là công suất tính toán của phân xưởng Khi tính toán biểu đồ phụ tải ta chon tỉ lệ xích: 2 3 /m kVA mm = Xác định biểu đồ phụ tải bộ phận nghiền sơ cấp: Chọn tỷ lệ xích 2 4 /m kVA mm = Bán kính của biểu đồ phụ tải: 120,527 3,097( ) . 4. i i S R mm m π π = = = Góc của phị tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ phụ tải của bộ phận nghiền so cấp được tính theo công thức: 360. 360.32,73 105,269 111,93 csi cs tti P P α = = = Tính tương tự cho các phân xưởng còn lại ta có bảng sau: STT Tên phân xưởng và phụ tải P cs P tt S tt R(mm) α cs 1 Khu nhà phòng ban quản lý và xưởng thiết kế 32,73 111,93 120,527 3,097 105,269 2 Phân xưởng gia công cơ khí 52,845 1162,845 1622,986 11,367 16,36 3 Phân xưởng luyện kim đen 72,135 1337,135 1858,172 12,163 19,421 4 Phân xưởng luuyeenj kim màu 54,675 1014,675 1244,172 9,952 19,398 5 Phân xưởng cơ lắp ráp 84,855 1944,855 2393,425 13,804 15,706 6 Phân xưởng sữa chữa cơ khí 18,225 258,225 411,131 5,721 25,408 7 Phân xưởng rèn dập 66,825 1066,825 1707,338 11,659 22,55 8 Phân xưởng nhiệt luyện 57,705 2097,705 2596,394 14,377 9,903 9 Bộ phận khí ném 33,405 993,406 1226,888 9,883 12,105 Sinh viên: Đỗ Phan- GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN Page 10 [...]... xưởng - Trạm 1: cung cấp cho phân xưởng số : 4 - Trạm 2: cung cấp cho phân xưởng số: 11 - Trạm 3: cung cấp cho phân xưởng số: 6 - Trạm 4: cung cấp cho phân xưởng số: 8 - Trạm 5: cung cấp cho phân xưởng số: 2 - Trạm 6: cung cấp cho phân xưởng số: 1;10 - Trạm 7: cung cấp cho phân xưởng số: 3 - Trạm 8: cung cấp cho phân xưởng số: 5 - Trạm 9: cung cấp cho phân xưởng số: 7 - Trạm 10: cung cấp cho phân xưởng... cấp cho phân xưởng số : 4 - Trạm 2: cung cấp cho phân xưởng số: 11 - Trạm 3: cung cấp cho phân xưởng số: 6 - Trạm 4: cung cấp cho phân xưởng số: 8 - Trạm 5: cung cấp cho phân xưởng số: 2 - Trạm 6: cung cấp cho phân xưởng số: 1;10 - Trạm 7: cung cấp cho phân xưởng số: 3 - Trạm 8: cung cấp cho phân xưởng số: 5 - Trạm 9: cung cấp cho phân xưởng số: 7 - Trạm 10: cung cấp cho phân xưởng số: 9 Tính toán tương... biến áp phân xưởng : - Trạm 1: cung cấp cho bộ phận có số hiệu 4, 11, 6 - Trạm 2: cung cấp cho phân xưởng có số hiệu là 2; 8 - Trạm 3: cung cấp cho 1; 10 - Trạm 4: cung cấp cho : 3; 5 - Trạm 5 : cung cấp cho 7; 9 Chọn dung lượng máy biến áp cho từng trạm biến áp phân xưởng : Sinh viên: Đỗ PhanPage 16 GVHD: Th.S NGUYỄN ĐỨC THUẬN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC • ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Trạm SdmB ≥ BI S4 + S11 +... NGUYỄN ĐỨC THUẬN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN II.2.2 Các phương án thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy : do có 2 phương án cấp điện tới nhà máy và 2 phương án cấp điện tới trạm biến áp phân xưởng nên ta có tất cả 6 phương án thiết kế cho nhà máy Các phương án sẽ được tính toán củ thể dưới đây: 2.2.3: tính toán kinh tế- kỹ thuật Lựa chọn phương án thiết kế: - Tổn thất trong MBA được... 529 106 ( vnđ) • 3.2: phương án 2: Phương án 2 : ta đặt 5 trạm biến áp phân xưởng : - Trạm 1: cung cấp cho phân xưởng có số hiệu 4; 11 - Trạm 2: cung cấp cho phân xưởng có số hiệu 6;8;2 - Trạm 3: cung cấp cho phân xưởng có số hiệu : 1;10;3 - Trạm 4: cung cấp cho phân xưởng có số hiệu 5 - Trạm 5 : cung cấp cho phân xưởng có số hiệu: 7;9 Tính toán tương tự phương án 1 ta có bảng số liệu sau  ( của phương... phân phối trung tâm nhận điện từ nguồn cấp cho các trạm biến áp phân xưởng Các trạm biến áp phân xưởng hạ điện từ 35 kV xuống còn 0,4 kV để cấp điện cho các phân xưởng nhỏ a, chọn máy biến áp phân xưởng và tính tổn thất điện năng của các TBAPX : phương án này ta sử dụng 5 TBAPX , dung lượng đã nêu ở trên ( phụ lục trang 327 sách “ hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng... có công suất S=3200 ( Kva) do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo Trạm B1 đặt 2 MBA có Sđm=3200 ( KVA ) Tính toán tương tự ta có bảng số liệu sau : Trạm biến áp B1 B2 B3 B4 B5 Sđm 3200 3200 750 3200 3200 Số lượng 2 2 2 2 2 • Phương án 2 : ta đặt 5 trạm biến áp phân xưởng : - Trạm 1: cung cấp cho phân xưởng có số hiệu 4; 11 - Trạm 2: cung cấp cho phân xưởng có số hiệu 6;8;2 - Trạm 3: cung cấp cho. .. một máy biến áp thì các máy biến áp còn lại đủ cung cấp cho một lượng phụ tải cần thiết tùy theo yêu cầu cung cấp điện, Các trạm biến áp cung cấp cho các phụ tải loại I và loại II nên đặt 2 máy biến áp , còn phụ tải loại III có thể chỉ đặt một máy biến áp, Dung lượng máy biến áp được lựa chọn theo điều kiện : n.khc.SđmB ≥ Stt Và kiểm tra theo điều kiện sự cố một máy biến áp: (n-1).khc.kqt SđmB ≥ Sttsc... để cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng, Trạm biến áp trung tâm nhận điện từ trạm biến áp trung gian 110/35kV về rồi phân phối cho các trạm biến áp phân xưởng (BAPX), Vị trí đặt trạm BATT có ảnh hưởng lớn đến việc bảo đảm kinh tế và kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện, Do vậy vị trí đặt phải thõa mãn yêu cầu sau: - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, - Gần trung tâm phụ tải thuận tiện cho nguồn cung. ..TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 10 11 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 13,665 429,665 806,969 8,015 11,449 37,2 Trạm bơm Kho vật liệu 2517,2 2517,397 14,157 5,319 Chương 2: thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy 2.1 Xác định tâm phụ tải của toàn nhà máy a, Ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế CCĐ: Trọng tâm phụ tải của nhà máy là một số liệu quan trọng giúp người thiết kế tìm được vị trí đặt các trạm . ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp Sinh Viên: Đỗ PHAN Lớp: Đề 8: I. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU: 1: Phụ tải điện của. đó trong vấn đề cung cấp điện em được thầy giao cho đồ án về đề tài “ Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp . Một hệ thống cung cấp hoàn chỉnh phải xét trên nhiều phương diện. : - Trạm 1: cung cấp cho bộ phận có số hiệu 4, 11, 6 - Trạm 2: cung cấp cho phân xưởng có số hiệu là 2; 8 - Trạm 3: cung cấp cho 1; 10 - Trạm 4: cung cấp cho : 3; 5 - Trạm 5 : cung cấp cho 7; 9 Chọn