.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 3,5% . Hệ số công suất cấn nâng lên là cos = 0,9. Hệ số chiết khấu i=12%; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện ,2 MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch =2,5. Giá thành tổn thất điện năng =1500đkWh; suất thiệt hại do mất điện =8000đkWh. Đơn giá tụ bù là 110. đkVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ =0,0025 kWkVAr. Giá điện trung bình g=1250 đkWh. Điện áp lưới phân phối là 22kV. Thời gian sử dụng công suất cực đại =4500(h). Chiều cao phân xưởng h=4,7(m). Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=150(m). Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện. Số hiệu trên sơ đồ Tên thịết bị Hệ sốk_sd cosφ Công suất đặt P, KW theo các phương án 1;2;3;19;20;26;27 Máy tiện ngang bán tự động 0,35 0,67 15+18+22+15+18+22+22 4;5;7;8;24 Máy tiện xoay 0,32 0,68 1,5+2,8+7,5+10+5,5 6 Máy tiện xoay 0,3 0,65 8,5 11 Máy khoan đứng 0,26 0,56 2,8 9;10;12 Máy khoan đứng 0,37 0,66 4,5+7,5+7,5 13 Máy khoan định tâm 0,3 0,58 2,8 14;15;16;17 Máy tiện bán tự động 0,41 0,63 2,8+2,8+5,5+7,5 18 Máy mài nhọn 0,45 0,67 2,2 21;22;23;28;29;30;31 Máy tiện ren 0,47 0,7 3+2,2+2,8+5+4,5+7,5+10 25;32;33 Máy doa 0,45 0,63 4,5+7,5+6 34 Máy hàn hồ quang 0,53 0,9 30 35 Máy biến áp hàn 0,45 0,58 33 36 Máy tiện ren 0,4 0,6 15 37 Máy hàn xung 0,32 0,55 20 38;39 Máy chỉnh lưu hàn 0,46 0,62 25+20 Hình 1: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí
1 Mục lục 2 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 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! 3 Thiết kế cung cấp điện Bài 44A “Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Sản Xuất Công Nghiệp”. Giáo viên hướng dẫn : TS. PHẠM MẠNH HẢI Sinh viên thực hiện : Nguyễn Gia Long Khoa : HỆ THỐNG ĐIỆN Lớp : Đ7- ĐCN2 Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí – sửa chữa . Thời gian thực hiện : 8 -2014 12-2014 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 70%.Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp 3,5% . Hệ số công suất cấn nâng lên là cosϕ = 0,9. Hệ số chiết khấu i=12%; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện k S ,2 MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch k t =2,5. Giá thành tổn thất điện năng c ∆ =1500đ/kWh; suất thiệt hại do mất điện th g =8000đ/kWh. Đơn giá tụ bù là 110. 3 10 đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ b P ∆ =0,0025 kW/kVAr. Giá điện trung bình g=1250 đ/kWh. Điện áp lưới phân phối là 22kV. Thời gian sử dụng công suất cực đại M T =4500(h). Chiều cao phân xưởng h=4,7(m). Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=150(m). Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện. 4 Số hiệu trên sơ đồ Tên thịết bị Hệ số cos Công suất đặt P, KW theo các phương án 1;2;3;19;20;26;27 Máy tiện ngang bán tự động 0,35 0,67 15+18+22+15+18+22+22 4;5;7;8;24 Máy tiện xoay 0,32 0,68 1,5+2,8+7,5+10+5,5 6 Máy tiện xoay 0,3 0,65 8,5 11 Máy khoan đứng 0,26 0,56 2,8 9;10;12 Máy khoan đứng 0,37 0,66 4,5+7,5+7,5 13 Máy khoan định tâm 0,3 0,58 2,8 14;15;16;17 Máy tiện bán tự động 0,41 0,63 2,8+2,8+5,5+7,5 18 Máy mài nhọn 0,45 0,67 2,2 21;22;23;28;29;30;3 1 Máy tiện ren 0,47 0,7 3+2,2+2,8+5+4,5+7,5+10 25;32;33 Máy doa 0,45 0,63 4,5+7,5+6 34 Máy hàn hồ quang 0,53 0,9 30 35 Máy biến áp hàn 0,45 0,58 33 36 Máy tiện ren 0,4 0,6 15 37 Máy hàn xung 0,32 0,55 20 38;39 Máy chỉnh lưu hàn 0,46 0,62 25+20 5 6 Hình 1: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí 7 0.2 Thuyết minh 0.2.1 Tính toán phụ tải điện • Phụ tải chiếu sang • 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 sô 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 tủ 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 đinh hao tổn công suất • 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 • Lụa 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 • 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 8 SVTH: Nguyễn Gia Long-Đ7ĐCN2 GVHD: TS. PHẠM MẠNH HẢI CHƯƠNG I Tính toán phụ tải điện Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện. Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng. Từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện.Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi. Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương 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 • Phương pháp tính theo hệ số M k 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 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. 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 P cs = P 0 .S = P 0 .a.b (W) Trong đó : - P 0 là suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng, P 0 = 15 (W/m 2 ) - S là diện tích chiếu sáng (m 2 ) - alà 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 : P cs = = 12,96 (kW) Ở trong trường hợp này ta dùng đèn sợi đốt để thắp sáng nên cos = 1 và tan = 0 Đồ Án Cung Cấp Điện 9 SVTH: Nguyễn Gia Long-Đ7ĐCN2 GVHD: TS. PHẠM MẠNH HẢI Q cs = 0 (kVAr) 1.2. Phụ tải thông thoáng và làm mát. Phân xưởng trang bị 40 quạt trần mỗi quạt có công suất là 150 W và 10 quạt hút mỗi quạt 80 W, hệ số công suất trung bình của nhóm là 0,8. Tổng công suất thông thoáng và làm mát là: P lm = 40.150 +10.80 = 5340 W = 5,34 kW 1.3 Phụ tải động lực: 1.3.1 Phân nhóm các phụ tải động lực: Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau: + Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp. Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng. + Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm. + Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy. Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường là 8 ÷ 12 Tuy nhiên thường rất khó khăn để thỏa mãn cả 3 điều kiện 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 1.1 Đồ Án Cung Cấp Điện 10 [...]... suất trung bình của phân xưởng là : cosφtb = = 0,666 3 Tham Khảo giáo trính cung cấp điện –Trần Quang Khánh Đồ Án Cung Cấp Điện 16 SVTH: Nguyễn Gia Long-Đ7ĐCN2 GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI CHƯƠNG 2 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (TBA) phân xưởng 2.1.1 Xác đinh tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng - Tâm qui ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi... HẢI Bảng 1.1: Phân nhóm phụ tải cho xưởng cơ khí sửa chữa Đồ Án Cung Cấp Điện 11 SVTH: Nguyễn Gia Long-Đ7ĐCN2 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 a, Xác định hệ số sử dụng tổng hợp ksdƩ Hệ số sử dụng tổng hợp được xác định theo công thức : ∑ Pi k sdi k sd ∑ = ∑ Pi Trong đó : - ksdi là hệ số sử dụng của thiết bị Pi... ổn 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 5Aptomat nhánh cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng Đồ Án Cung Cấp Điện 29 SVTH: Nguyễn Gia Long-Đ7ĐCN2 GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI +) Sơ đồ trạm phân phối :... phân xưởng trên hệ tọa độ x0y Đồ Án Cung Cấp Điện 18 SVTH: Nguyễn Gia Long-Đ7ĐCN2 GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI Tọa độ tâm nhóm 1 là : Xnh1 = = = 20,14 Ynh1 = = = 25,89 Tương tự tính toán cho các nhóm còn lại ta được kết quả tọa độ tâm của các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng dưới đây : Đồ Án Cung Cấp Điện 19 SVTH: Nguyễn Gia Long-Đ7ĐCN2 GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI Hình 2.1 : Tạo độ tâm các nhóm phụ tải và tâm phân. .. cáp này cùng một lúc CCĐ cho nhiều tủ động lực, còn các thiết bị cũng nhận điện từ các TĐL như bằng các đường cáp cùng một lúc cấp tới một vài thiết bị Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp, chủng loại cáp cũng ít Nó thích hợp với 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 3.3: Sơ đồ phân nhánh dạng cáp TPP TÐL... phụ lục 20.3 sách bài tập cung cấp điện trang 462 Đồ Án Cung Cấp Điện 33 SVTH: Nguyễn Gia Long-Đ7ĐCN2 GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI Bảng 2.10 : Kết quả chọn Aptomat nhánh của các tủ động lực Đồ Án Cung Cấp Điện 34 SVTH: Nguyễn Gia Long-Đ7ĐCN2 GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI 2.3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 2.3.3.1 Nguyên tắc chọn dây dẫn và dây cáp cho sơ đồ Trong mạng điện phân xưởng, day dẫn và dây cáp được chọn... từ TĐL đến các thiết bị ta đi lộ đơn, cáp được đặt trong hào cáp và đi riêng từng tuyến nên khc = 1 2.3.3.2 Phương án 1 11 Tra bảng phụ lục 37 trang 308 giáo trình cung cấp điện Trâng Quang Khánh Đồ Án Cung Cấp Điện 35 SVTH: Nguyễn Gia Long-Đ7ĐCN2 GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI Đặt tủ phân phối ở góc trái cao nhất của phân xưởng gần TBA, tủ động lực ở gần tâm các nhóm phụ tải Đồ Án Cung Cấp Điện 36 ... làm việc khác nhau của thiết bị trong hệ thống, cụ thể: - Ở chế độ làm việc lâu dài: lựa chọn đúng theo điện áp định mức và dòng điện ịnh mức của thiết bị Uđm tb > Uđm mạng (kV) Iđm tb > Ilvmax (A) Đồ Án Cung Cấp Điện 28 SVTH: Nguyễn Gia Long-Đ7ĐCN2 GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI - Ở chế độ làm việc quá tải: lựa chọn theo các hạn chế về điện áp và dòng điện phù hợp với mức dự trữ của thiết bị: Iđm ra > Ilvmax... các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng Đồ Án Cung Cấp Điện 20 SVTH: Nguyễn Gia Long-Đ7ĐCN2 GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI Bảng 2.2 : Tâm của các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng 2.1.2 Vị trí đặt TBA phân xưởng Để lựa chon được vị trí tối ưu cho TBA cần thỏa mãn các điều kiện sau : - Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành cũng như thay thế và tu sửa sau này (phải đủ không gian... định : M(Xnh,Ynh) theo hệ trục toạ độ xOy n n ∑ S i xi ∑S y i 1 n Xnh= ∑S i 1 n i 1 ; Ynh = ∑S 1 i ; Trong đó: Xnh; Ynh : toạ độ của tâm các nhóm phụ tải điện của phân xưởng xi ; yi : toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục toạ độ xOy đã chọn Si : công suất của phụ tải thứ i 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 17 SVTH: Nguyễn Gia . ơn! 3 Thiết kế cung cấp điện Bài 44A Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Sản Xuất Công Nghiệp”. Giáo viên hướng dẫn : TS. PHẠM MẠNH HẢI Sinh viên thực hiện : Nguyễn Gia Long Khoa : HỆ THỐNG ĐIỆN Lớp. Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí – sửa chữa . Thời gian thực hiện : 8 -2014 12-2014 0.1.Dữ kiện Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số liệu thiết. 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