Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản suất -đinh văn cương

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp Giáo viên hướng dẫn: T.S PHẠM MẠNH HẢI Sinh viên thực hiện: Đinhvăn Cương-D7DCN2 Đại Học Điện Lực, Tp. HN Tháng 11 năm 2014 SVTH: Đinh Văn Cương-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 2 SVTH: Đinh Văn Cương-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Mục lục 1 Tính toán phụ tải điện 11 1.1 Tính toán phụ tải chiếu sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2 Tính toán phụ tải động lực . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.1 Phân chia nhóm thiết bị . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực: . . . 14 1.3 Phụ tải tính toán tổng hợp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng 19 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (TBA) phân xưởng . . . . . . . . . . . . 19 2.1.1 Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng . . . . . . . . . 19 2.1.2 Vị trí đặt TBA phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.2.1 Chọn số lượng máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.2.2 Chọn công suất máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.2.3 Chọn máy biến áp cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.2.4 Chọn dây dẫn từ nguồn tới trạm biến áp của xưởng . . . . . . . 24 2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.3.1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . 26 2.3.2 Chọn trạm phân phối và tủ động lực . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.3.3 Lưa chọn sơ đồ nối điện tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3 Lựa chọn kiểm tra các thiếtbịcủasơđồnối điện 47 3.1 Chọn thiết bị bảo vệ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.1.1 Chọn dao cách ly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.1.2 Chọn máy cắt phụ tải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.1.3 Thanh góp hạ áp của TBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 3.1.4 Chọn Aptomat bảo vệ TBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 3.2 Tính toán ngắn mạch phía cao áp của mạng điện . . . . . . . . . . . . . 49 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.2.2 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị và dây cáp đã chọn . 50 3.3 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của mạng điện và kiểm tra . . . . . . . 52 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.3.2 Các thông số của sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.3.3 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị và dây cáp đã chọn . 53 3.4 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.4.1 Khái quát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.4.2 Tiến hành bù công suất phản kháng . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3.4.3 Đánh giá hiệu quả, tính toán kinh tế bù công suất phản kháng . 60 Đồ án cung cấp điện 3 SVTH: Đinh Văn Cương-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 4 SVTH: Đinh Văn Cương-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Lời nói đầu Công nghiệp đóng một vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. Nhu cầu điện ngày càng tăng. Vì vậy, việc nâng cao chất lượng điện, an toàn trong việc sử dụng và trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu thiết yếu của con người trong sinh hoạt và sản xuất, cung cấp điện năng cho cá khu vực kinh tế trọng điểm, các khu chế xuất, các xí nghiệp nhà máy là rất cần thiết. Do đó, việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện cho một ngành nghề cụ thể cần đem lại hiệu quả thực tiễn cao, đáp ứng nhu cầu hiện tại và tương lai. Trong số đó “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phânxưởng sản xuất côngnghiệp” là một đề tài có tính thiết thực cao. Nếu giải quyết được vấn đề này sẽ góp phần không nhỏ trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước. Đồ án môn học “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí”giúpcho các sinh viênnghành hệ thống điệnlàmquen với các hệthống cung cấp điện. Công việc làm đồ án giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức đã học để nghiên cứu thực hiện một nhiệm vụ tương đối toàn diện về lĩnh vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng. Với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy TS.Phạm Mạnh Hải cùng các thầy cô trong trường đến nay bản đồ án môn học của em đã hoàn thành. Vì là lần đầu tiên em làm đồ án, kinh nghiệm năng lực còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong khoa, nhà trường để bản đồ án của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, Ngày 23 Tháng 10 Năm2014 Đồ án cung cấp điện 5 SVTH: Đinh Văn Cương-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 6 SVTH: Đinh Văn Cương-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện Đề 4A "Thiết kế cungcấp điện cho mộtphân xưởng sản xuất công nghiệp" A. Dữ kiện Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng. Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp U cp = 3,5%. Hệ số công suất cần nâng lên là cos ϕ = 0, 9. Hệ số chiết khấu i = 12%. Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện S k = 2 MVA. Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch t k = 2,5s. Giá thành tổn thất điện năng c  = 1500 đ/kWh, suất thiệt hại do mất điện g th = 8000 đ/kWh. Đơn giá tụ bù là 110.10 3 đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ P b = 0,0025 kW/kVAr.Giá điện trung bình g = 1250 đ/kWh. Điện áp phân phối lưới 22kV. Thời gian sử dụng công suất cực đại T max = 4500h. Chiều cao phân xưởng h = 4,7m. Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L = 150m. Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện. Dữ liệu thiết kế cấp điện phân xưởng Số liệu trên sơ đồ Tên thiết bị Hệ số k sd cos ϕ Công suất đặt P(kW) theo phương án A 1; 2; 3 ;4 Lò điện kiểu tầng 0,35 0,91 20; 33; 20; 33 5; 6 Lò điện kiểu buồng 0,32 0,92 30; 55 7; 12; 15 Thùng tôi 0,30 0,95 1,5; 2,2; 2,8 8; 9 Lò điện kiểu tầng 0,26 0,86 30; 20 10 Bể khử mỡ 0,47 1 2,5 11; 13; 14 Bồn đun nước 0,3 0,98 15; 22; 30 16; 17 Thiết bị cao tần 0,41 0,83 30; 22 18; 19 Máy quạt 0,45 0,67 7,5; 5,5 20; 21; 22 Máy mài tròn vạn năng 0,47 0,6 2,8; 7,5; 4,5 23; 24 Máy tiện 0,35 0,63 2,2; 4 Đồ án cung cấp điện 7 SVTH: Đinh Văn Cương-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI 25; 26; 27 Máy tiện ren 0,53 0,69 5,5; 10; 12 28; 29 Máy phay đứng 0,45 0,68 5,5; 15 30; 31 Máy khoan đúng 0,4 0,6 7,5; 7,5 32 Cần cẩu 0,22 0,65 11 33 Máy mài 0,36 0,872 2,2 Hình 1: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí Đồ án cung cấp điện 8 SVTH: Đinh Văn Cương-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI B. Thuyết minh 1. Tính toán phụ tải điện • Phụ tải chiếu sáng • Phụ tải động lực • Phụ tải tổng hợp 2. Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng • Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng • Chọn công suất và số lượng máy biến áp • Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu (so sánh ít nhất 2 phương án) 3. Lựa chọn và kiểm tra các sơ đồ nối điện • Chọn dây dẫn của mạng động lực • Tính toán ngắn mạch • Chọn thiết bị bảo vệ 4. Tính toán chế độ mạng điện • Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp • Xác định hao tổn công suẩt • Xác định hao tổn điện năng 5. Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất • Xác định dung lượng bù cần thiết • Lựa chọn vị trí đặt tụ bù • Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng • Phân tích kinh tế tài chính bù công suất phản kháng C. Bản vẽ • Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng phân xưởng với sự bố trí của các tủ phân phối, các thiết bị • Sơ đồ nguyên lí của mạng điện có chỉ rõ các mã hiệu và các tham số của thiết bị được chọn • Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng, mặt cắt trạm biến áp • Sơ đồ nối điện • Bảng số liệu tính toán mạng điện Đồ án cung cấp điện 9 SVTH: Đinh Văn Cương-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 10 [...]... định lực điện động của thiết bị - Với các thiết bị đóng cắt còn chọn theo khả năng cắt : dòng điện cắt giới hạn, công suất cắt giới hạn • Chọn trạm phân phối: Trạm phân phối của phân xưởng: Đặt 1 Aptomat tổng phía từ trạm biến áp về và 5 Aptomat nhánh cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng +) Sơ đồ trạm phân phối: Hình 2.8:Sơ đồ trạm phân phối Đồ án cung cấp điện 30 SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2... tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 4 nhóm Kết quả phân nhóm phụ tải được trình bày ở bảng sau: Đồ án cung cấp điện 12 SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Bảng 1.1: Phân nhóm phụ tải cho xưởng cơ khí sửa chữa STT 1 2 Số liệu Hệ số ksd trên sơ đồ NHÓM 1 1 0,35 2 0,35 Tên thiết bị Lò điện. .. : Số thiết bị có công suất lớn hơn 2 Pnmax 1 - P1 : Tổng công suất của các thiết bị có công suất lớn hơn 2 Pnmax (kW) - n : Số thiết bị trong nhóm - P : Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm (kW) • Tính n∗ 2 : hq n∗ = hq 1 2 0, 95 p (1 − p∗ )2 + n∗ 1 − n∗ ∗2 Giáo trình Cung cấp điện - Ngô Hồng Quang (trang 39) Giáo trình Cung cấp điện - Trần Quang Khánh (trang 37) (1.3) 14 SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2... SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Chương 2 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng 2.1 2.1.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (TBA) phân xưởng Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng Tâm qui ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi một điểm M có toạ độ được xác định : M(Xnh , Ynh ) theo hệ trục toạ độ xOy Gốc tọa độ O(0,0) lấy tại điểm thấp nhất của phân xưởng phía... tâm các nhóm phụ tải điện của phân xưởng (m) - xi , yi : toạ độ của phụ tải thứ i tính theo hệ trục toạ độ xOy đã chọn (m) - Si : công suất của phụ tải thứ i (kVA) Ta có bảng công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng trên hệ tọa độ xOy: Đồ án cung cấp điện 19 SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Bảng 2.1: Bảng công suất, tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng trên hệ tọa độ... pháp tính lại phức tạp Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện: • Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu và công suất đặt • Phương pháp tính theo hệ số kM và công suất trung bình • Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm • Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất Trong thực tế tuỳ theo quy... các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố không đồng đều Nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện thấp, thường dùng cho các hộ loại III Hình 2.4: Sơ đồ phân nhánh dạng cáp Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây (đường dây trục chính nằm trong nhà): Từ các TPP cấp điện đến các đường dây trục chính Từ các đường trục chính được nối bằng cáp riêng đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị Loại sơ đồ này thuận tiện cho. .. 33 0,872 2,2 3,34 EA52G 380 10 5 2 350 Đồ án cung cấp điện 35 SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI 2.3.3 Lưa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 2.3.3.1 Nguyên tắc chung chọn dây dẫn và dây cáp cho sơ đồ Trong mạng điện phân xưởng, dây dẫn và dây cáp được chọn theo những nguyên tắc sau: - Đảm bảo tổn thất điện áp trong phạm vi cho phép: trong phân xưởng thì điều kiện này có thể bỏ qua vì chiều... tuỳ theo giai đoạn thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp 1.1 Tính toán phụ tải chiếu sáng Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: Pcs = P0 S = P0 a.b Đồ án cung cấp điện (1.1) 11 SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Trong đó: - P0 là suất chiếu sáng trên... ) - a là chiều dài của phân xưởng (m) - b là chiều rộng của phân xưởng (m) Nên phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa là: Pcs = 15.24.36 103 = 12,96 (kW) Ở trong trường hợp này ta dùng đèn sợi đốt để thắp sáng nên cos ϕ = 1 và tanϕ = 0 Qcs = 0 (kVAr) 1.2 Tính toán phụ tải động lực 1.2.1 Phân chia nhóm thiết bị Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc . HẢI Sinh viên thực hiện: Đinhvăn Cương- D7DCN2 Đại Học Điện Lực, Tp. HN Tháng 11 năm 2014 SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 2 SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM. công suất phản kháng . 60 Đồ án cung cấp điện 3 SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 4 SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Lời nói đầu Công nghiệp. nội, Ngày 23 Tháng 10 Năm2014 Đồ án cung cấp điện 5 SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 6 SVTH: Đinh Văn Cương- D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI ĐỀ BÀI Thiết kế cung