Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp Nguyễn Văn Tuấn

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: NGUYỄNVĂN TUẤN-D7DCN2 Đại Học Điện Lực, Tp. HN Tháng 11 năm 2014 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 2 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-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 . . . . . . . 25 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 . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.3.3 Lưa chọn sơ đồ nối điện tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3 Lựa chọn kiểm tra các thiếtbịcủasơđồnối điện 49 3.1 Chọn thiết bị bảo vệ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.1.1 Chọn dao cách ly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.1.2 Chọn máy cắt phụ tải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.1.3 Thanh góp phía cao áp của mạng điện . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.1.4 Thanh góp hạ áp của TBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.1.5 Chọn Aptomat bảo vệ TBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.2 Tính toán ngắn mạch phía cao áp của mạng điện . . . . . . . . . . . . . 51 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.2.2 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị và dây cáp đã chọn . 53 3.3 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của mạng điện và kiểm tra . . . . . . . 54 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.3.2 Các thông số của sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.3.3 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị và dây cáp đã chọn . 55 3.4 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.4.1 Khái quát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.4.2 Tiến hành bù công suất phản kháng . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Đồ án cung cấp điện 3 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI 3.4.3 Đánh giá hiệu quả, tính toán kinh tế bù công suất phản kháng . 62 Đồ án cung cấp điện 4 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-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 các 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! Đồ án cung cấp điện 5 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 6 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện Đề 2A "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; 8 Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 3; 12 2; 9 Máy mài nhẵn phẳng 0,32 0,68 1,5; 4,5 3; 4; 5 Máy tiện bu lông 0,30 0,65 0,8; 2,2; 4,5 6; 7 Máy phay 0,26 0,56 1,5; 2,8 10; 11; 19 20; 29; 30 Máy khoan 0,27 0,66 0,8; 1,2; 0,8; 0,8; 1,2; 1,5 12; 13; 14; 15; 16; 24; 25 Máy tiện bu lông 0,30 0,58 1,5; 2,8; 3; 3; 5,5; 10; 10 17 Máy ép 0,41 0,63 13 18; 21 Cần cẩu 0,25 0,67 4,5; 13 22; 23 Máy ép nguội 0,47 0,70 30; 45 Đồ án cung cấp điện 7 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI 26; 39 Máy mài 0,45 0,63 2,8; 4,5 27; 31 Lò gió 0,53 0,90 4; 5,5 28; 34 Máy ép quay 0,45 0,58 22; 30 32; 33 Máy xọc, (đục) 0,40 0,60 4; 5,5 35; 36; 37; 38 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 2,2; 2,8; 4,5; 5,5 40; 43 Máy hàn 0,46 0,82 30; 28 41; 42; 45 Máy quạt 0,65 0,78 4,5; 5,5; 7,5 44 Máy cắt tôn 0,27 0,57 2,8 Hình 1: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí Đồ án cung cấp điện 8 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-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 tổn thất điện áp trên đường dây và trong máy biến áp • Xác định tổn thất công suẩt • Xác định tổn thất 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: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 10 [...]... 3.18-Sổ tay tra cứu thiết bị điện và Bảng 31.pl(Phụ lục A)-Bài tập cung cấp điện Tra bảng 31.pl(Phụ lục A)-Bài tập cung cấp điện 32 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI • Chọn tủ động lực: Mỗi tủ được cấp điện từ thanh góp tủ phân phối của phân xưởng bằng một đường cáp ngầm hình tia, phía đầu vào đặt Aptomat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân... 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: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2... Pnmax là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Ta có :  ∗ n = n1 n p∗ = P1 P  Trong đó 1 - n1 : 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 -... Chọn sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cung cấp đủ điện năng cho phụ tải và có dự trữ một lượng công suất đề phòng khi sự cố, đảm bảo độ an toàn cung cấp điện, tuổi thọ máy, tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật Được tiến hành dựa trên công suất tính toán toàn phần của phân xưởng và một số tiêu chuẩn khác: ít chủng loại máy, khả năng làm việc quá tải, đồ thị phụ tải Sau đây là một số tiêu... 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 mô và đặc điểm của công. .. Đồ án cung cấp điện Công suất P(kW) 13 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI 1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực: 1.2.2.1 Xác định phụ tải cho nhóm 1(Sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu) a, Xác định hệ số sử dụng tổng hợp ksd Hệ số sử dụng tổng hợp được xác định theo công thức: ksd = Pi ksdi Pi (1.2) Trong đó: - ksdi là hệ số sử dụng của thiết bị - Pi là công suất... đặc điểm của công trình, 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: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Trong đó:... + Q.x0 ).L 2.Uđm (2.9) (210,924.0,524+213,8.0,16).150.10−3 = 0,492 (V) 2.22 Bảng 9.pl.BT(Phụ lục A)- Sách Bài tập cung cấp điện( Trần Quang Khánh) Bảng PL 23(Phụ Lục)-Giáo trình Cung cấp điện( Ngô Hồng Quang) 25 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI • Tổn thất điện năng trong một năm: A= P 2 + Q2 L r0 τ 2 Uđm 2 (2.10) Với τ = (0, 124 + Tmax 10−4 )2 8760 = (0, 124 + 4500.10−4 )2 8760 = 2886,... trên, vì vậy khi thiết kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhất trong các phương án có thể Dựa vào nguyên 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: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD:... 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: NGUYỄN VĂN TUẤN-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 xOy STT Tên thiết . nhà trường để bản đồ án của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Đồ án cung cấp điện 5 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 6 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2. tính toán mạng điện Đồ án cung cấp điện 9 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 10 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Chương 1 Tính toán phụ. HN Tháng 11 năm 2014 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án cung cấp điện 2 SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Mục lục 1 Tính toán phụ tải điện 11 1.1 Tính toán