Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp Chu Hải Hiền

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 MẠNHHẢI Sinh viên thực hiện: CHU HẢIHIỀN - D7DCN2 Đại Học Điện Lực, Tp. HN Tháng 11 năm 2014 SVTH: ChuHải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ ánCung Cấp Điện 2 Mục lục 0.1 Dữ kiện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 0.2 Thuyết minh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 0.2.1 Tính toán phụ tải điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 0.2.2 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . 9 0.2.3 Lựa chọn và kiểm tra các sơ đồ nối điện . . . . . . . . . . . . . . 9 0.2.4 Tính toán chế độ mạng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 0.2.5 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất . . . . . . . . . . . . . 9 0.3 Bản vẽ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1 Tính toán phụ tảiđiện 13 1.1 Tính toán phụ tải chiếu sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2 Tính toán phụ tải động lực . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2.1 Phân chia nhóm thiết bị . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực: . . . 16 1.3 Phụ tải tính toán tổng hợp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 Xácđịnh sơ đồcấp điện củaphân xưởng 21 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (TBA) phân xưởng . . . . . . . . . . . . 21 2.1.1 Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng . . . . . . . . . 21 2.1.2 Vị trí đặt TBA phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.2.1 Chọn số lượng máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.2.2 Chọn công suất máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.2.3 Chọn máy biến áp cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.2.4 Chọn dây dẫn tới trạm biến áp của xưởng . . . . . . . . . . . . . 27 2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.3.1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . 28 2.3.2 Chọn trạm phân phối và tủ động lực . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.3.3 Lưa chọn sơ đồ nói điện tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3 Lựa chọnkiểm tra cácthiết bị của sơ đồnối 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 hạ áp của TBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.1.4 Chọn Aptomat bảo vệ TBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.2 Tính toán ngắn mạch phía cao áp của mạng điện . . . . . . . . . . . . . 51 3 SVTH: ChuHải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 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 . 56 3.4 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.4.1 Khái quát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.4.2 Tiến hành bù công suất phản kháng . . . . . . . . . . . . . . . . 61 3.4.3 Đánh giá hiệu quả, tính toán kinh tế bù công suất phản kháng . 62 Đồ ánCung Cấp Điện 4 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 củaconngườitrongsinhhoạt 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 phân xưởng sản xuất công nghiệp” 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” giúp cho các sinh viên nghành hệ thống điện làm quen với các hệ thống 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! 5 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Đồ án Cung Cấp Điện 6 Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp 0.1 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 60%. 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. 7 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Hình 1: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí Đồ án Cung Cấp Điện 8 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI 0.2 Thuyết minh 0.2.1 Tính toán phụ tải điện • Phụ tải chiếu sáng • Phụ tải động lực • Phụ tải tổng hợp 0.2.2 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) 0.2.3 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 0.2.4 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 0.2.5 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 0.3 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 Đồ án Cung Cấp Điện 9 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI • 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 10 [...]... 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 Đồ án Cung Cấp Điện 29 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI được nối bằng cáp riêng đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị Loại sơ đồ này thuận tiện cho. .. khuyết điểm của từng dạng sơ đồ và sơ đồ bố trí thiết bị trong phân xưởng ta chọn dạng sơ đồ hỗn hợp làm phương án nối điện trong phân xưởng Đồ án Cung Cấp Điện 30 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Hình 2.6: Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không Hình 2.7: Sơ đồ thanh dẫn Đồ án Cung Cấp Điện 31 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI 2.3.2 Chọn trạm phân phối và tủ động lực... 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∗ 1 : hq n∗ = hq 1 0,95 p∗2 (1−p∗ )2 + 1−n∗ n∗ Giáo trình Cung cấp điện - Trần Quang Khánh trang 37 Đồ án Cung Cấp Điện 16 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Từ đó ta có: nhq = n∗ n hq Nhìn từ bảng số liệu... việc song song 2.2.2 Chọn công suất máy biến áp Tổng quan cách chọn: 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 chu n kinh tế kỹ thuật được tiến hành dựa trên công suất tính toán toàn phần của phân xưởng và một số tiêu chu n khác: ít chủng loại... U= ⇒ 3 4 U= (P.r0 +Q.x0 ).L 2.Uđm (131,375.0,524+98,531.0,16).200.10−3 = 0,385 (V) 2.22 Tra bảng 9 Phụ lục sách Bài tập cung cấp điện trang 457 Tra bảng Phụ Lục 39 Giáo trình Cung cấp điện trang 309 Đồ án Cung Cấp Điện 27 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI • Tổn thất điện năng trong 1 năm: P 2 +Q2 A = U 2 r0 L τ 2 đm Với τ = (0, 124 + Tmax 10−4 )2 8760 = (0, 124 + 4000.10−4 )2 8760 =... và loại II 5 Phụ lục B - bảng 7 Giáo trình cung cấp điện trang 291 Đồ án Cung Cấp Điện 28 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Hình 2.3: Sơ đồ hình tia - Sơ đồ đường dây trục chính: Kiểu sơ đồ phân nhánh dạng cáp: Các TĐL được CCĐ từ TPP bằng các đường cáp chính Các đường cáp này cùng một lúc CCĐ cho nhiều tủ động lực, còn các thiết bị cũng nhận điện từ các TĐL Ưu điểm của sơ đồ này là... toán cho các nhóm khác ta được kết quả tọa độ tâm của các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng dưới đây: Đồ án Cung Cấp Điện 22 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Hình 2.1: Tọa độ tâm các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng Đồ án Cung Cấp Điện 23 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Bảng 2.2: Tâm của các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng Nhóm 1 2 3 4 Tổng 2.1.2 Si Si xi Si yi 59,729 1136,602... MBA (.106 đ) 2x126,12 Trang 165-Sách giáo trình cung cấp điện - TS.Ngô Hồng Quang Tra bảng phụ lục 12 (Sách bài tập Cung cấp điện trang 469) và bảng giá máy biến áp ABB 2013 Đồ án Cung Cấp Điện 26 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 2.2.4 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Chọn dây dẫn tới trạm biến áp của xưởng Chọn dây dẫn đến TBA phân xưởng là dây kép lõi đồng Ta có dòng điện chạy trên đường dây: Ilv = S √ ttpx (A) 2... ổn định nhiệt và ổn định lực điện động của thiết bị Đồ án Cung Cấp Điện 32 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI - 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... là số thiết bị hiệu quả của nhóm là số thiết bị sử dụng quy ước có công suất bằng nhau mà tổng công suất bằng với công suất tính toán nhq được xác định theo số thiết bị tương đối n∗ và công suất tương đối p∗ trong nhóm • Gọi 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 . HẢI Đồ án Cung Cấp Điện 6 Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp 0.1 Dữ kiện Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số liệu thiết kế cấp. nước. Đồ án môn học “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí” giúp cho các sinh viên nghành hệ thống điện làm quen với các hệ thống cung cấp điện. Công việc làm đồ án giúp. HẢI • 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 10 SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM