Tính toán thiết kế cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 4 CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 5 1.1.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng P 5 1.1.1.Xác định phụ tải động lực 5 1.1.2. Xác định phụ tải chiếu sáng 6 1.2.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng H 6 1.2.1.Xác định phụ tải động lực 7 1.2.2. Xác định phụ tải chiếu sáng 7 1.3.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng A 8 1.3.1.Xác định phụ tải động lực 8 1.3.2. Xác định phụ tải chiếu sáng 9 1.4.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng M 10 1.4.1.Xác định phụ tải động lực 10 1.4.2. Xác định phụ tải chiếu sáng 11 1.5.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng Đ 12 1.5.1.Xác định phụ tải động lực 12 1.5.2. Xác định phụ tải chiếu sáng 13 1.6.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng Ư 14 1.6.1.Xác định phụ tải động lực 14 1.6.2. Xác định phụ tải chiếu sáng 15 1.7.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng C 16 1.7.1.Xác định phụ tải động lực 16 1.7.2. Xác định phụ tải chiếu sáng 17 1.8.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng L 18 1.8.1.Xác định phụ tải động lực 18 1.8.2. Xác định phụ tải chiếu sáng 19 1.9.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng O 20 1.9.1.Xác định phụ tải động lực 20 1 1.9.2. Xác định phụ tải chiếu sáng 21 1.10.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng N 22 1.10.1.Xác định phụ tải động lực 22 1.10.2. Xác định phụ tải chiếu sáng 23 1.11.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng G 24 1.11.1.Xác định phụ tải động lực 24 1.11.2. Xác định phụ tải chiếu sáng 25 1.12.Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp 26 1.13.Xây dựng biểu đồ phụ tải cho xí nghiệp 27 1.13.1.Bán kính của phụ tải 27 1.13.2.Góc của phụ tải chiếu sáng 28 1.13.3.Xây dựng biểu đồ phụ tải 28 CHƯƠNG 2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CUNG CẤP ĐIỆN 30 2.1.Xác định vị trí trạm biến áp của xí nghiệp 30 2.2.Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của 2 phương án 31 2.2.1.Phương án 1 31 2.2.2.Phương án 2 31 2.3.Lựa chọn máy biến áp 34 2.4.Lưạ chọn dây dẫn từ điểm đấu điện về trạm biến áp 35 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN 37 3.1.Xác định tổn hao điện áp trên đường dây trung áp 37 3.2.Xác định tổn hao công suất, tổn hao điện năng trên đường dây và trong máy biến áp 37 3.3.Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp 39 3.3.1.Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp của phương án 1 39 3.3.2.Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp của phương án 2 51 3.4.Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp 56 3.4.1.Tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp của phương án 1 56 2 3.4.2.Tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp của phương án 2 61 3.5.Lựa chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ 65 3.5.1.Tính toán ngắn mạch 65 3.5.2.Lựa chọn và kiểm tra thiết bị phía trung áp 67 3.5.3.Lựa chọn và kiểm tra thiết bị phía hạ áp 68 3.6.Lựa chọn các thiết bị khác 73 CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT – CHỐNG SÉT VÀ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COSϕ 76 4.1.Tính toán nối đất trung tính 76 4.2.Tính toán chống sét 78 4.2.1.Chống sét trực tiếp 78 4.2.2.Lựa chọn thiết bị chống sét quá điện áp 80 4.3.Nâng cao hệ số công suất cosϕ 82 KẾT LUẬN 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 3 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng nâng cao nhanh chóng. Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông ngiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Để đáp ứng nhu cầu này cần phải mở rộng và phát triển các nhà máy điện cũng như các mạng và hệ thống điện. Điều này đặt ra những nhiệm vụ quan trọng đối với các kỹ sư ngành điện. Một trong những nhiệm vụ quan trọng đó là tính toán thiết kế cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp. Tính toán thiết kế hệ thống cấp điện là việc làm khó. Một công trình điện dù nhỏ nhất cũng đòi hỏi phải biết vận dụng tốt kiến thức lý thuyết để giải quyết những vấn đề có tính chất phức tạp trong thực tế. Được sự giúp đỡ nhiệt tình của cô PHẠM THỊ HỒNG ANH cùng các thầy cô giáo trong bộ môn đã giúp em tìm hiểu rõ và sâu sắc hơn về vấn đề tính toán thiết kế cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp. Trong nội dung bài thiết kế môn học: “CUNG CẤP ĐIỆN” em trình bày dưới đây sẽ cho thấy được những kiến thức lý thuyết về tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật, về độ tin cậy cung cấp điện cũng như các phương pháp tính toán kỹ thuật để lựa chọn phương án tối ưu và phương pháp tính các thông số chế độ của mạng và hệ thống điện … Tuy đã cố gắng nhiều nhưng không thể tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn. Vì vậy em mong các thầy, cô tiếp tục giúp đỡ em nhiều hơn nữa. Em xin trân thành cảm ơn! 4 CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 1.1.Xác định phụ tải phân xưởng P T T PX Dữ liệu hình học Thông số Số máy Tọa độ a x b (m 2 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 X Y 1 P 225 78 14x28 P(kW) 10 2.8 5 7.5 6.3 8.5 4.5 6.5 K sd 0.68 0.87 0.83 0.38 0.45 0.55 0.56 0.62 Cosφ 0.79 0.84 0.77 0.69 0.7 0.81 0.76 0.73  n = 8 (thiết bị) 10 2.8 5 7.5 6.3 8.5 4.5 6.5 51.1( )   → = + + + + + + + = ∑ n 1 =6 (thiết bị) 1 10 5 7.5 6.3 8.5 6.5 43.8( )    → = + + + + + = ∑ * 1 6 0.75 8    = = = 1 * 43.8 0.85 51.1      = = = ∑ ∑ Tra bảng 3-1/36 – [1] với n * = 0.75 và P * = 0.85, ta có * 0.9   = * * 0.9*8 7.2     → = = = Vậy số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả là 7 thiết bị. ( * ) 10*0.68 2.8*0.87 5*0.83 7.5*0.38 6.3*0.45 8.5*0.55 4.5*0.56 6.5*0.62 0.59 51.1         + + + + + + + = = = ∑ ∑ Tra đồ thị 3-5/32 – [1] với n hq = 7 và k sdTB = 0.59, ta có k max =1.34 ax * * 1.34*0.59*51.1 40.4( )→ = = = ∑          5 ( * os ) 10*0.79 2.8*0.84 5*0.77 7.5*0.69 6.3*0.7 8.5* 0.81 4.5*0.76 6.5*0.73 os 0.76 51.1         ϕ ϕ + + + + + + + = = = ∑ ∑ 0.86 ϕ → = * 40.4*0.86 34.74( )= = =       ! ϕ "#$ Diện tích phân xưởng là : F = a*b = 14*28 = 392 (m 2 ) Lấy p 0 = 15 (W/m 2 ) = 0.015 (kW/m 2 ) và k nccs = 0.8, ta có: P cs = p 0 *F*k nccs = 0.015*392*0.8 = 4.7(kW) Do xí nghiệp sử dụng đèn huỳnh quang nên ta chọn: cs Cos 0.8ϕ = cs cs cs P 4.7 S 5.88(kVA) Cos 0.8 → = = = ϕ 2 2 2 2 cs cs cs Q S P 5.88 4.7 3.53(kVAR)→ = − = − =  %&'()*(+, / - Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: P tt = P dl + P cs = 40.4 + 4.7 = 45.1(kW) - Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: Q tt = Q dl + Q cs = 34.74 + 3.53 = 38.27(kVAR) - Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: 2 2 2 2 tt tt tt S P Q 45.1 38.27 59.15(kVA)= + = + = 6 - Hệ số tt Cosϕ của phân xưởng: tt tt tt P 45.1 Cos 0.76 S 59.15 ϕ = = = 1.2.Xác định phụ tải phân xưởng H T T P X Dữ liệu hình học Thôn g số Số máy Tọa độ a x b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X Y 2 H 8 10 8 13x2 6 P(kW ) 2.8 4.5 6.3 7.2 6 5.6 4.5 10 7.5 10 K sd 0.5 4 0.5 6 0.4 7 0.4 9 0.6 7 0.6 5 0.6 2 0.4 6 0.5 6 0.6 8 Cosφ 0.6 9 0.8 2 0.8 3 0.8 3 0.7 6 0.7 8 0.8 1 0.6 8 0.6 4 0.7 9 " n = 10 (thiết bị) 2.8 4.5 6.3 7.2 6 5.6 4.5 10 7.5 10 64.4( )→ = + + + + + + + + + = ∑    n 1 = 7 (thiết bị) 1 6.3 7.2 6 5.6 10 7.5 10 52.6( )→ = + + + + + + = ∑    * 1 7 0.7 10 = = =    1 * 52.6 0.8 64.4 = = = ∑ ∑      Tra bảng 3-1/36 – [1] với n * = 0.7 và P * = 0.8, ta có * 0.9   = * * 0.9*10 9→ = = =      Vậy số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả là 9 thiết bị. 7 ( * ) 36.95 0.57 64.4 = = = ∑ ∑         Tra đồ thị 3-5/32 – [1] với n hq = 9 và k sdTB = 0.57, ta có k max =1.31 ax * * 1.31*0.57*64.4 48.09( )→ = = = ∑          ( * os ) 48.9 os 0.76 64.4 = = = ∑ ∑         ϕ ϕ 0.86 ϕ → = * 48.09*0.86 41.36( ) = = =       ! ϕ ""#$ Diện tích phân xưởng là : F = a*b = 13*26 = 338 (m 2 ) Lấy p 0 = 15 (W/m 2 ) = 0.015 (kW/m 2 ) và k nccs = 0.8, ta có: P cs = p 0 *F*k nccs = 0.015*338*0.8 = 4.06(kW) Do xí nghiệp sử dụng đèn huỳnh quang nên ta chọn: cs Cos 0.8ϕ = cs cs cs P 4.06 S 5.08(kVA) Cos 0.8 → = = = ϕ 2 2 2 2 cs cs cs Q S P 5.08 4.06 3.05(kVAR)→ = − = − =  %&'()*(+, /0 - Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: P tt = P dl + P cs = 48.09 + 4.06 = 52.15(kW) - Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: 8 Q tt = Q dl + Q cs = 41.36 + 3.05 = 44.41(kVAR) - Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: 2 2 2 2 tt tt tt S P Q 52.15 44.41 68.5(kVA)= + = + = - Hệ số tt Cos ϕ của phân xưởng: tt tt tt P 52.15 Cos 0.76 S 68.5 ϕ = = = 1.3.Xác đinh phụ tải phân xưởng A TT PX Dữ liệu hình học Thông số Số máy Tọa độ a x b 1 2 3 4 5 6 X Y 3 A 200 24 18x20 P(kW) 10 4.5 3 5 4.5 6 K sd 0.37 0.67 0.75 0.63 0.56 0.65 Cosφ 0.8 0.73 0.75 0.76 0.8 0.82 1 n = 6 (thiết bị) 10 4.5 3 5 4.5 6 33( ) → = + + + + + = ∑    n 1 = 3 (thiết bị) 1 10 5 6 21( ) → = + + = ∑    * 1 3 0.5 6 = = =    1 * 21 0.6 33 = = = ∑ ∑      Tra bảng 3-1/36 – [1] với n * = 0.5 và P * = 0.6, ta có * 0.91 =   * * 0.91*6 5.5→ = = =      9 Vậy số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả là 6 thiết bị. ( * ) 18.5 0.56 33 = = = ∑ ∑         Tra đồ thị 3-5/32 – [1] với n hq = 6 và k sdTB = 0.56, ta có k max =1.43 ax * * 1.43*0.56*33 26.43( ) → = = = ∑          ( * os ) 25.9 os 0.78 33 = = = ∑ ∑         ϕ ϕ 0.8 → =  ϕ * 26.43*0.8 21.14( )= = =       ! ϕ 1"#$ Diện tích phân xưởng là : F = a*b = 18*20 = 360 (m 2 ) Lấy p 0 = 15 (W/m 2 ) = 0.015 (kW/m 2 ) và k nccs = 0.8, ta có: P cs = p 0 *F*k nccs = 0.015*360*0.8 = 4.32(kW) Do xí nghiệp sử dụng đèn huỳnh quang nên ta chọn: cs Cos 0.8ϕ = cs cs cs P 4.32 S 5.4(kVA) Cos 0.8 → = = = ϕ 2 2 2 2 cs cs cs Q S P 5.4 4.32 3.24(kVAR)→ = − = − =  %&'()*(+, / - Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: P tt = P dl + P cs = 26.43 + 4.32 = 30.75(kW) 10 [...]... = 520.10(kVA) ttxn H s cụng sut ca xớ nghip: P 392.63 Cosxn = ttxn = = 0.75 Sttxn 520.10 1.13.Xõy dng biu ph ti cho xớ nghip biu din ph ti mi phõn xng ca nh mỏy ta dựng mt hỡnh trũn gm 2 phn khỏc nhau: phn qut nh c gch chộo biu din cho ph ti chiu sỏng ca phõn xng, phn cũn li biu din cho ph ti ng lc ca phõn xng ,tõm hỡnh trũn trựng vi tõm ca ph ti in ca phõn xng 1.13.1.Bỏn kớnh ca ph ti R px = Si... m ca ngi thit k: (316;58) 2.2.S nguyờn lý cung cp in Do: - Phõn xng cú kớch thc nh Cụng sut ca xớ nghip tng i nh ( 1000kVA) Ph ti loi I chim 55% tng cụng sut ton mng Vỡ vy ta chn phng ỏn mt trm bin ỏp gm hai mỏy bin ỏp Ta chia 11 phõn xng ra lm hai nhúm ph ti Nhúm 1: Dnh cho mỏy bin ỏp 1 gm cỏc phõn xng sau: Phõn xng H C M L Loi P 1 1 1 2 3 Nhúm 2: Dnh cho mỏy bin ỏp 2 gm cỏc phõn xng sau: Phõn... 1.13.3.Xõy dng biu ph ti y L 210 é 176 Phụ tải động lực N 157 Phụ tải chiếu sáng 134 127 108 M H C 94 78 69 O P G A 24 Ư 8 0 6 8 17 24 25 29 58 200 138 Hinh 1.1: Biu ph ti 31 225 252 x CHNG 2: S NGUYấN Lí CUNG CP IN 2.1.Xỏc nh v trớ trm bin ỏp ca xớ nghip Xỏc nh v trớ trm phõn phi trung tõm: 11 X= S i x i i =1 11 Si 11 52818.9 = = 81 650.25 Y= i =1 S i yi i =1 11 Si = 74042.01 = 114 650.25 i =1 Ta... ca xớ nghip Cỏc phõn xng loi I cú thờm ng dõy d phũng, cỏc phõn xng loi II v loi III khụng cú ng dõy d phũng Thanh cái 22kV Cầu chì tự rơi (CCTR) Aptomat (AT) CCTR2 CCTR1 BA1- 630KVA 22/0,4kv Điểm đấu điện BA2 - 630KVA 22/0,4kv Tủ hạ áp AT1 AT2 ATT AT3 AT4 AT5 AT36 AT35 AT34 AT7 AT6 AT33 PX M PX P AT8 AT31 AT30 AT32 PX L AT9 PX H AT10 AT11 AT12 AT13 AT29 AT28 AT27 AT26 PX C PX A AT15 AT14 AT24 AT25... c i hai ng dõy (chớnh + d phũng), cỏc phõn xng loi II v loi III gn nhau i chung mt ng dõy Thanh cái 22kV Cầu chì tự rơi (CCTR) Aptomat (AT) CCTR2 CCTR1 BA1 630KVA 22/0,4kv BA2630KVA 22/0,4kv Điểm đấu điện Tủ PPHA1 AT1 AT2 ATT AT121 AT3 AT4 AT5 AT6 AT7 AT8 AT9 AT19 AT120 AT22 AT25 AT24 AT23 Tủ PPHA3 Tủ PPHA2 AT33 AT16 AT18 AT17 AT15 PX M PX L AT12 AT11 AT13 AT14 PX H PX P AT10 PX C AT29 AT27 AT28 AT26 . các thầy cô giáo trong bộ môn đã giúp em tìm hiểu rõ và sâu sắc hơn về vấn đề tính toán thiết kế cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp. Trong nội dung bài thiết kế môn học: CUNG. hệ thống điện. Điều này đặt ra những nhiệm vụ quan trọng đối với các kỹ sư ngành điện. Một trong những nhiệm vụ quan trọng đó là tính toán thiết kế cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp. Tính. học: CUNG CẤP ĐIỆN” em trình bày dưới đây sẽ cho thấy được những kiến thức lý thuyết về tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật, về độ tin cậy cung cấp điện cũng như các phương pháp tính toán kỹ thuật để