đồ án cung cấp điện

Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 Lời nói đầu Lời nói đầu Đồ án cung cấp điện được thực hiện nhằm thể hiện sự nắm vững lý thuyết môn học Cung cấp điện. Sinh viên chân thành cảm ơn giảng viên hướng dẫn Bạch Quốc Khánh đã hướng dẫn tận tình để sinh viên thực hiện đồ án này đúng thời gian. Tất nhiên trong quá trình thiết kế lần đầu còn rất nhiều thiếu sót, sinh viên mong được sự sửa chữa, chỉ dẫn thêm của các thầy cô giáo Các số liệu ban đầu: 1. Điện áp nguồn 22kV hoặc 35kV 2. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực: 350MVA 3. Đường dây cung cấp điện cho máy: dùng dây nhôm lõi thép (AC) đặt treo trên không 4. Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy là 12km 5. Công suất của nguồn điện: vô cùng lớn 6. Nhà máy làm việc ba ca T max =150(20+a) (h) a là số hiệu sinh viên trong nhóm. Sinh viên có số thứ tự thứ 2 trong nhóm nên a=2 1 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51  Ở các nhà máy hiện nay, thiết bị và máy móc đều tương đối hiện đại nên đòi hỏi yêu cầu về chất lượng độ tin cậy và an toàn trong cung cấp điện hết sức nghiêm ngặt. Vì thế hệ thống điện phải được thiết kế hoàn hảo đảm bảo cung cấp điện đầy đủ, chất lượng và tin cậy cho các hộ dùng điện ở mức cao nhất. Hệ thống cung cấp diện cho nhà máy cần phải đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế đặt ra, đáp ứng tốt cho phụ tải điện của nhà máy, hơn nữa cũng cần phải tính đến khả năng mở rộng của nhà máy trong tương lai. Phụ tải của nhà máy luyện kim màu được thống kê trong bảng sau: TT Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) Loại hộ tiêu thụ 1 Phòng thí nghiệm 120 1 2 Phân xưởng (PX) số 1 3500 1 3 PX số 2 4000 1 4 PX số 3 3000 1 5 PX số 4 2500 1 6 PX sửa chữa cơ khí theo tính toán 3 7 Lò ga 400 1 8 PX rèn 1600 1 9 Bộ phận nén ép 600 1 10 Trạm bơm 150 3 11 Chiếu sáng phân xưởng theo diện tích Sơ đồ bố trí mặt bằng các phân xưởng trong nhà máy: Sơ đồ mặt bằng nhà máy luyện kim màu 2 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 Nhà máy chế tạo vòng bi có nhiều loại phân xưởng khác nhau. Các phân xưởng lại được phân loại thành phụ tải khác nhau, do đó hệ thống điện cần phải được thiết kế sao cho phù hợp với yêu cầu của từng loại phụ tải khác nhau đảm bảo các yêu cầu như: độ tin cậy cấp điện, chất lượng điện, an toàn và tính kinh tế 3 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51  !"# $%%%&' Để tiến hành xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy, trước tiên ta phải xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí và phụ tải chiếu sáng. (( !"# Ở phân xưởng này, ta đã có bảng số liệu của các thiết bị với công suất định mức Pđm, ta sẽ xác định phụ tải tính toán Ptt dựa vào công thức: ax axtt m tb m sd Ðm P K P K K P= = Như vậy ta cần phải phân nhóm phụ tải để xác định Pđm của từng nhóm, hệ số sử dụng Ksd và hệ số Kmax ( Kmax được xác định từ bảng theo hq n và sd K Ta tiến hành phân nhóm phụ tải dựa trên các tiêu chí +) Phụ tải cùng một nhóm nên có chế độ làm việc tương tự nhau +) Tổng công suất định mức phụ tải các nhóm nên xấp xỉ nhau ngoài ra số lượng phụ tải trong một nhóm cũng nên xấp xỉ nhau +) Các phụ tải trong một nhóm nên được đặt ở gần nhau Dựa vào các tiêu chí trên ta có thể tiến hành phân chia các nhóm như hình vẽ 4 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 Nhận xét: - Trong các nhóm trên đều có &)* và # + ,  ( phân xưởng sửa chữa cơ khí có # + / 01  ) Ta tiến hành tính P tt như sau +) Xác định n hq 5 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 23&4 STT Tên Phụ Tải Chế Độ Làm Việc P dm (kW) SL(10) 1 Búa Hơi Để Rèn M-412 Dài Hạn 10 2 2 Búa Hơi Để Rèn M-415A Dài Hạn 28 2 3 Lò Rèn Dài Hạn 4,5 1 4 Lò Rèn Dài Hạn 6 1 5 Lò Điện H-15 Dài Hạn 15 1 6 Dầm Treo Có Palăng Điện Ngắn Hạn Lặp Lại 4.8 1 7 Máy Biến Áp Dài Hạn 2.2 2 Trong đó Dầm Treo làm việc trong chế độ ngắn hạn lặp lại nên nhân thêm với hệ số #/ d k / 25,0 / 5 /-62 +&3& / 7#8 Có P đmmax = 28 kW ⇒ số thiết bị có P ≥ 0,5.28 = 14 kW ⇒   /* 2  /28 + 28 + 15/7kW ⇒ 9 = 10 3 = * 29 = 7,110 71 = :0 ⇒ 9 ; /<=9.29>/ :(P* = 0,641 lấy giá trị gần đúng với P* = 0,65) Nu tnh bng công thc kinh nghim: 9 ; / 2 2 0,95 0.611 * (1 *) * 1 * p p n n = − + −  Vậy ⇒  ; /9 ; ( = 0,6.10 = : (thiết bị) Chọn k sd = 0,15. Tra bảng PL I.6 trong (1), trang 256 ⇒ # & /f(n hq ,k sd )/.:0 ⇒ 2  /# & (# + (2 & /2,64.0,15.110,7 =0*.?0 (kW) Ta chọn  ϕ/ :chung cho các thiết bị trong xưởng⇒ϕ/.** ⇒@  /2  (ϕ = 43,84.1,33 = 5?.*(kVar) A  /2  B ϕ/7* 7(kVA) Tiến hành tương tự với các nhóm phụ tải II, III, IV, V với C3&44 STT Tên Phụ Tải Chế Độ Làm Việc P dm (kW) SL(8) 1 Quạt Ly Tâm Dài Hạn 7 1 6 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 2 Máy Ép Ma Sát Dài Hạn 10 1 3 Lò Rèn Dài Hạn 4,5 1 4 Máy Mài Sắc Dài Hạn 3,2 1 5 Quạt Thông Gió Dài Hạn 2,5 1 6 Quạt Lò Dài Hạn 2,8 1 7 Thiết Bị Cao Tần Dài Hạn 80 1 8 Thiết Bị Đo Bi Dài Hạn 23 1 C3&444 STT Tên Phụ Tải Chế Độ Làm Việc P dm (kW) SL(7) 1 Lò Điện H-30 Dài Hạn 30 1 2 Lò Điện Để Rèn Dài Hạn 36 1 3 Lò Điện C-20 Dài Hạn 20 1 4 Lò Điện B-20 Dài Hạn 20 1 5 Bể Dầu Dài Hạn 4 1 6 Thiết Bị Tôi Bánh Răng Dài Hạn 18 1 7 Bể Dầu Tăng Nhiệt Độ Dài Hạn 3 1 C3&4D STT Tên Phụ Tải Chế Độ Làm Việc P dm (kW) SL(7) 1 Lò Điện III-30 Dài Hạn 30 1 2 Cần Trục Cánh Có Palăng Ngắn Hạn Lặp Lại 1,3 1 3 Lò Điện Để Hóa Cứng Dài Hạn 90 1 4 Máy Mài Sắc Dài Hạn 0,25 1 5 Máy Đo Độ Cứng Đầu Côn Dài Hạn 0,6 1 6 Máy Bào Gỗ CØ-4 Dài Hạn 6,5 1 C3&D STT Tên Phụ Tải Chế Độ Làm Việc P dm (kW) SL(7) 1 Máy Nén Khí Dài Hạn 45 1 2 Máy Khoan Dài Hạn 4,2 1 3 Máy Bào Gỗ CP6-5Ґ Dài Hạn 10 1 4 Máy Cưu Tròn Dài Hạn 7 1 5 Quạt Gió Trung Gian Dài Hạn 9 1 6 Quạt Gia Số 9,5 Dài Hạn 12 1 7 Quạt Số 14 Dài Hạn 18 1 7 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 Từ đó ta có bảng kết quả tính toán cho các nhóm phụ tải I, II, III và IV như sau: Nhóm P đm N n hq k sd k max P tt Q tt S tt I 110,7 10 6 0,15 2,64 43,84 58,31 73,07 II 133 8 2 0,15 80 106,4 133,33 III 131 7 5 0,15 2,87 56.4 75,01 94 IV 132,5 7 2 0,15 90 119,70 150 V 105,2 7 4 0,15 3,11 49,08 65,28 81,80 Trong bảng này thì với nhóm II và nhóm IV ta không tính đến kmax bởi vì  ; ,0, khi tính toán P tt ta áp dụng công thức 2  / ∑ = n i dmi P 1 ((E  !"# Để xác định phụ tải chiếu sáng ta áp dụng công thức 2  /  (F Trong đó F là diện tích chiếu sáng tính từ tỉ lệ xích p o là suất phụ tải trên đơn vị diện tích (chọn p o = 15 W/m 2 ) Đo trên hình vẽ sẵn có ta có : G+%H%5&&  GIJH%-&& Với tỉ lệ xích 1/3000 Ta có diện tích phân xưởng là: ( ) ( ) − − = × × × × =  * *  F - - 5 - * *5- &  ⇒ Công suất chiếu sáng của phân xưởng: 2  /5(*5-/-5-=8>/ 5=#8> Chọn loại đèn sợi đốt  ϕ/thì ta có@  /-=#8> (*(%K !"#=LM& E > Sau khi có được số liệu phụ tải tính toán và phụ tải chiếu sáng của cả 4 nhóm thiết bị trong phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta xác định phụ tải của toàn phần dựa vào phụ tải các nhóm và hệ số đồng thời ( dt K ) 8 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 Trong tính toán lưới phân phối thì 0.8 0.85 dt K = − . Ở đây ta chọn # + / ?( Vậy : Công suất tác dụng của cả phân xưởng: * 2   /2 H N2   /# + ( ∑ = n i ttn P 1 hom N2    / ?(=0*.?0N?-N5:.0NO-N0O ?>N 5  /75.7-:=#8> Công suất phản kháng của cả phân xưởng: 9@   /@ H N@  /# + ( ∑ = n i ttn Q 1 hom N@  / ?(=5?.*N-:.0N75 NO.7-N:5.?> /**O.7:=#DI> Vậy phụ tải toàn phần của cả phân xưởng sửa chữa cơ khí : S tt = 2 2 2 2 275.706 339.76 437.55 px px P Q + = + = (kVA) (0(PHQ Ở các phân xưởng còn lại, ta đều có công suất đặt cụ thể của các phân xưởng, vì thế ta xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng này dựa vào công suất đặt và hệ số nhu cầu ( nc K ) : dl ncđ P K P= × và dl dl Q P tg ϕ = × Hệ số nc K và cos ϕ được xác định nhờ tra sổ tay. Trường hợp nếu không có trong sổ tay, ta tính dựa vào hệ số sử dụng sd K theo công thức : 1.2 nc sd K K= × ( sd K được tra trong bảng PL I.3, (1), tr 254) Việc xác định phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng này hoàn toàn tương tự như ở mục 2.2. Riêng trường hợp cấp điện chiếu sáng cho phòng thí nghiệm thì ta chọn suất chiếu sáng 2 0 20( / )P W m= . Các trường hợp còn lại ta chọn 2 0 15( / )P W m= (theo bảng PL I.2, (1), tr 254) Sau khi tính toán được phụ tải tính toán động lực và phụ tải chiếu sáng, ta xác định phụ tải tính toán toàn phần của các phân xưởng này theo công thức ở mục 2.3. Ta sẽ đưa ra được bảng thống kê như sau : Phân Xưởng P đ k nc cos ϕ P đl Q đl F 0 P P cs Q cs P tt Q tt S tt 9 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 Phòng TN 120 0,8 0,8 96 72 1701 20 34.02 0 130.02 72 148.62 PX1 3500 0,3 0,6 1050 1400 4104 15 61,56 0 1111,56 1400 1787.61 PX2 4000 0,3 0,6 1200 1600 3780 15 56,70 0 1256,7 1600 2034.53 PX3 3000 0,3 0,6 900 1200 2916 15 43.74 0 943,74 1200 1519.65 PX4 2500 0,3 0,6 750 1000 2808 15 42.12 0 792,12 1000 1275.72 Lò ga 400 0.6 0.6 240 320 1296 15 19,44 0 259,44 320 411.96 PX Rèn 1600 0.6 0.6 960 1280 2412 15 36,18 0 996,18 1280 1621.97 Bộ Phận Nén Ép 600 0.6 0,7 360 367,3 900 15 13,5 0 373,5 367,3 523,82 Trạm Bơm 150 0,8 0,8 120 90 1296 15 19,44 0 139,44 90 165,96 ( Ghi chú: Trường hợp trạm bơm ta dùng công thức 1.2 1.2 0.67 0.8 nc sd K K= × = × = ) (5(%%&' Dựa vào kết quả thu được ở mục 2.3 và bảng kết quả tính toán ở mục 2.4, ta xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy như sau: (Chọn hệ số đồng thời k đt = 0,8.) 2 &' /#  ∑ = n i pxi P 1 / 0,8.( 130,02 + 1111,56 + 1256,7 + 943,74 + 792,12 + + 259,44 + 996,18 + 373,5 + 139,44 + 275,706 ) /5-(7* (kW) @ &' /#  ∑ = n i pxi Q 1 /0,8.( 72 + 1400 + 1600 + 1200 + 1000 + 320+ + 1280 + 367,3 + 90 + 339,76 ) /:*5(5 (kVar) 1 1 5022.73 os os(t ) os(t ) 0.63 6135.25 nm nm P c c g c g Q φ − − = = = A &' / 22 nmáyttmáy QP + /7OO( =#DR> (:(STUSM2VV%C%W' (:( V&( 10 [...]... Phương án 2 Máy biến áp trung tâm 19 Phương án 3 Phương án 4 Trạm phân phối Trạm phân phối trung tâm trung tâm Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 Máy biến áp phân xưởng (35/10.5 kV) Máy biến áp 10.5/0.4 (kV) Cáp dẫn Cấp điện áp 10 (kV) sơ đồ tia Máy cắt Máy cắt loại 10kV (35/10.5 kV) Máy biến áp 10.5/0.4 (kV) Máy biến áp 35/0.4 (kV) Máy biến áp 35/0.4 (kV) Cấp điện áp 10 Cấp điện áp Cấp điện áp (kV) sơ đồ liên... sau : - Trạm biến áp B1 sẽ cấp điện cho Phòng thí nghiệm và Phân xưởng số 1 - Trạm biến áp B2 sẽ cấp điện cho Phân xưởng số 2 - Trạm biến áp B3 sẽ cấp điện cho Phân xưởng số 3 14 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 - Trạm biến áp B4 sẽ cấp điện cho Phân xưởng số 4 và bộ phận nén ép - Trạm biến áp B5 sẽ cấp điện cho Phân xưởng sửa chữa cơ khí, lò ga và trạm bơm - Trạm biến áp B6 sẽ cấp điện cho Phân xưởng rèn... phương án cấp điện như sau: TT NB 2 2 2 2 2 2 PHƯƠNG ÁN 1 : SƠ ĐỒ DÙNG TBATG VÀ HÌNH TIA 17 Sđm (kVA) 968.12 1000 1017.27 1250 759.83 1000 896.76 1000 507.74 560 810.99 1000 SđmBA Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 PHƯƠNG ÁN 2 : SƠ ĐỒ DÙNG TBATG VÀ NỐI LIÊN THÔNG PHƯƠNG ÁN 3 : SƠ ĐỒ DÙNG TPPTT VÀ HÌNH TIA 18 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 PHƯƠNG ÁN 4 : SƠ ĐỒ DÙNG TPPTT VÀ NỐI LIÊN THÔNG Trạm trung tâm Phương án 1 Máy... tính toán trên ta đưa ra được hình vẽ biểu đồ phụ tải điện: 13 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY 3.1 Xác định điện áp liên kết với nguồn Ta có biểu thức kinh nghiệm để xác định điện áp liên kết với nguồn là U = 4,34 l + 0,016.P ⇒ U = 4,34 12 + 0,016.4945,80 = 41,43 (kV) Từ đó ta chọn mạng điện trung áp với điện áp 35 kV 3.2 Đề xuất phương án sơ đồ cung cấp điện. .. tính toán dưới tác dụng của lực điện động dòng ngắn mạch Lựa chọn thanh góp do Siemens chế tạo có các thông số: -kích thước 30x4 (mm) -điện trở suất: r0=0.167 (mΩ/m) -điện kháng: x0=0.189 (mΩ/m) -dòng điện cho phép: Icp=475 (A) 3.5.2.3 Máy biến áp đo lường BU Máy biến áp đo lường hay còn gọi là máy biến điện áp (BU; TU) có chức năng biến đổi nguồn điện sơ cấp bất kỳ xuống 100 hoặc 100/ 3 (V) cấp nguồn... các đường cáp truyền tải điện năng có cấp điện áp là 35kV cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng Đây là hộ tiêu thụ loại I nên ta chọn cáp đồng lộ kép: Ittpx = 1936.61 = 15.97 (A) 2 3.35 Với cáp đồng và Tmax = 3300h tra bảng ta được Jkt = 3.1 A/mm2 Fkt = 15.97 = 5.15 (mm2) 3.1 Chọn cáp đặt ngầm XPLE lõi đồng bọc thép có tiết diện 25 mm2 với thông số r0 = 0.727 Ω /km Tính toán tương tự với các đường... kiện chọn và kiểm tra máy cắt: -điện áp định mức: UđmMC ≥ UđmLĐ -dòng điện định mức (A) IđmMC ≥ Icb Trong đó Icb là dòng điện cưỡng bức -dòng điện cắt định mức (kA): Icđm ≥ I”N -công suất cắt định mức (MVA): Scđm ≥ S”N -dòng điện ổn định động: (kA): Iodd ≥ ixk -dòng điện ổn định nhiệt (kA): Inhđm ≥ I ∞ t qd tnhdm Khi một đường dây cung cấp bị sự cố, toàn bộ phụ tính toán của nhà máy truyền tải qua đường... 35 (kV) sơ đồ 35 (kV) sơ đồ tia thông liên thông Máy cắt loại Máy cắt loại Máy cắt loại 10kV 35kV 35kV 3.3 Tính toán chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cho các phương án 3.3.1 Phương án 1: Trạm biến áp trung gian và sơ đồ hình tia Ở phương án này, ta đưa điện từ nguồn 35kV về máy biến áp trung gian đặt tại tâm phụ tải có tỷ số biến 35kV/10kV Sau khi được hạ thế xuống 10kV ở máy biến áp trung gian, điện năng... Tổn thất điện năng trên đường dây là ∆A = ∆P τ = 0.279 ×3977.04 = 1109.59 (kWh) 3.3.3.5 Tính toán vốn đầu tư máy cắt cao áp Mạng cao áp trong phương án 3 có 6 trạm biến áp được nối đến trạm phân phối trung tâm, vì vậy cần dùng 12 máy cắt điện cấp 35kV Ngoài ra còn dùng 1 máy cắt 35kV phân đoạn của hệ thống thanh góp của TPPTT Như vậy tổng số máy cắt cần có là 13 máy cắt điện cấp 35kV Tên máy Cấp (kV)... (kWh) ⇒ Tổng chi phí cho phương án 1 là 32 Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 Z = (kvh + ktc).V + ∆ A.c ⇒ Z = (0.1+0.2) × 6233.66 × 6 + 411440.28 × 10 1000 = 2,281,538,280 VND 3.4 Lựa chọn phương án sơ đồ Tổng hợp lại chi phí cho 4 phương án ở trên ta thấy: Tổng Chi Phí Cho Phương Án 1 là Tổng Chi Phí Cho Phương Án 2 là Tổng Chi Phí Cho Phương Án 3 là Tổng Chi Phí Cho Phương Án 4 là 3,259,052,680 VND 2,871,265,510 . đòi hỏi yêu cầu về chất lượng độ tin cậy và an toàn trong cung cấp điện hết sức nghiêm ngặt. Vì thế hệ thống điện phải được thiết kế hoàn hảo đảm bảo cung cấp điện đầy đủ, chất lượng và tin cậy. án này đúng thời gian. Tất nhiên trong quá trình thiết kế lần đầu còn rất nhiều thiếu sót, sinh viên mong được sự sửa chữa, chỉ dẫn thêm của các thầy cô giáo Các số liệu ban đầu: 1. Điện áp. Phạm Xuân Huy – TĐH2 K51 Lời nói đầu Lời nói đầu Đồ án cung cấp điện được thực hiện nhằm thể hiện sự nắm vững lý thuyết môn học Cung cấp điện. Sinh viên chân thành cảm ơn giảng viên hướng