đồ án kỹ thuật điện điện tử Thiết kế cung cấp điện cho công ty sản xuất đường REXAM

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước, công nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng bởi điện năng là nguồn năng lượng được dùng rộng rãi nhất trong các nghành kinh tế quốc dân. Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất. Trong tình hình kinh tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải hạch toán kinh doanh trong sự cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm. Điện năng thực sự đóng góp một phần quan trọng vào lỗ lãi của xí nghiệp. Nếu xảy ra mất điện thì xí nghiệp sẽ không có lãi thậm chí là thua lỗ. Chất lượng điện xấu sẽ ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, gây thứ phẩm, phế phẩm, giảm hiệu suất lao động. Vì thế đảm bảo độ tin cậy cấp điện và nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu của đề án thiết kế cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp. Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Và cũng phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai. Công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí, công trình thiết kế không đúng tiêu chuẩn sẽ gây ra hậu quả khôn lường: gây sự cố mất điện, gõy chỏy nổ, làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản nhân dân. Xuất phát từ nhu cầu thực tế kết hợp với học tập, và được sự đồng ý của Khoa Cơ Điện - Trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo Phan Văn Thắng, cùng toàn thể các thầy cô trong Bộ môn Cung cấp và sử dụng Điện và cán bộ công nhân viên công ty REXAM tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Thiết kế cung cấp điện cho công ty sản xuất đường REXAM ”. 1 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Chương 1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU ĐẶT NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP 1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1.1.1. Vị trí địa lý Công ty REXAM sản xuất đường nằm trong cụm công nghiệp REXAM HANAKA thị xã Từ Sơn – Bắc Ninh. 1.1.2. Khí hậu Bắc Ninh có khí hậu nhiệt đới có mùa đông lạnh, cả năm có 4 mùa rõ rệt, nhiệt độ tháng lạnh nhất là từ 7 0 c - 12 0 c. Nhiệt độ thỏng núng nhất là từ 28 0 c – 37 0 c,lượng mưa trung bình hàng năm là 2200 - 2500 mm. Độ ẩm không khí trung bình là 80%. Độ ẩm cao nờn đó ảnh hưởng không nhỏ đến các thiết bị, khí cụ điện cũng như ảnh hưởng không nhỏ đến sản phẩm của nhà máy. Do đó làm tăng chi phí vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng, giảm tuổi thọ các thiết bị cũng như tăng vốn đầu tư ban đầu. 1.1.3. Địa hình địa chất Cụm công nghiệp REXAM HANAKA là vùng đất rộng, bằng phẳng, có độ cao trung bình từ 4 – 4,5 m so với mực nước biển. Chất đất tại nơi đặt công ty là đất thịt. Theo kết quả khảo sát địa chất công trình thì hệ số điện trở suất của đất ở nhà máy là ρ = 10 4 (Ώcm). 1.1.4. Sơ đồ mặt bằng và diện tích tổng thể Sơ đồ mặt bằng của nhà máy biểu diễn trên hình vẽ: Bản vẽ 1.1(trong phần Phụ Lục) Công ty có quỹ đất đã được quy hoạch trước. Diện tích đất nhà máy có chiều dài 140 m, chiều rộng 70 m. 2 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP - Diện tích tổng thể của khu đất của công ty là: 9800 m 2 Các dữ liệu ban đầu : Trạm biến áp trung gian 110/10kv đặt cách xa nhà máy 5km cung cấp điện cho xí nghiệp bằng hai lộ đường dây trên không có T max = 5200 h, Sơ đồ và công suất của các phân xưởng của xí nghiệp cho ở phụ lục. Nội dung cần thực hiện: 1-Xác định phụ tải toàn xí nghiệp . 2- Chọn phương án nối dây mạng cao áp 3-Thiết kế cấp điện cho các phân xưởng 4-tớnh toỏn bự cosϕ cho xí nghiệp Bảng công suất đặt của các phân xưởng. số tt Tên phân xưởng công suất đặt hệ số công suất cosϕ 1 Phân xưởng ép mía 350 0,6 2 Phân xưởng lò hơi 240 0,62 3 Phân xưởng nấu 210 0,62 4 Phân xưởng ly tâm 230 0,6 5 Phân xưởng thành phẩm 100 0,65 6 Kho 30 0,7 7 Phòng KCS 120 0,65 8 Xưởng sửa chữa cơ khí tt tt 9 Trạm bơm 250 0,8 10 Thắp sáng các khu vực tt tt 3 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Danh sách các thiết bị của phân xưởng sữa chữa cơ khí t/t Tên thiết bị Công suất đặt t/t Tên thiết bị Công suất đặt Nhóm 1 Nhóm 4 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy tiện ren Cẩu trục Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy phay vạn năng Quạt gió 10 24,2 8,1 4,5 20 0,85 7 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy mài phá Máy phay vạn năng Máy khoan bàn Máy mài thô Máy BA hàn Quạt gió 8,1 20 4,5 14 2,8 7 0,65 2,8 24,6 1 Nhóm 2 Nhóm 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Máy khoan bàn Máy khoan bàn Máy phay vạn năng Máy cưa Máy mài thô Máy mài thô Máy mài phá Máy mài vạn năng 0,65 0,65 7 1 2,8 2,8 2,8 4,5 4,5 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Máy mài dao,cắt gọt Máy mài vạn năng Máy cắt mép Máy mài mũi khoan Máy dũa Máy mài trong Máy mài phẳng Máy tiện ren Máy bào giường Máy mài thô 0,65 17,,5 4,5 1,5 2,5 4,5 2,8 10 20 2,8 4 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 11 Máy phay vạn năng Quạt gió Máy khoan đứng 4,5 11 Quạt gió 1 Nhóm 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lò nhiệt luyện Lò mạ thiếc quạt lò rèn Bể ngâm có tăng nhiệt Tủ sấy Máy cuốn dây Khoan bàn Khoan đứng Quạt gió Búa máy 3 3,3 1,5 4 3 1 0,8 4,5 1 5 5 1 8 7 6 5 3 4 2 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 4 Chương II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO TOÀN XÍ NGHIỆP Phụ tải điện là những thiết bị dùng điện, biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác. Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các thiết bị điện hoạc của các hộ tiêu điện điện năng. Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng dược gọi tắt là phụ tải tính toán. Đó là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung 6 9 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP cấp điện tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác động nhiệt nặng nề nhất. Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Công suất, số lượng các thiết bị và chế độ vận hành cũng như các quy trình công nghệ của thiết bị trong vận hành. Do vậy việc xác định chính xác phụ tải tính toán là việc rất khó khăn và rất quan trọng. Những yêu cầu đối với một đề án thiết kế cung cấp điện . Một đề án thiết kế cấp điện dù cho bất kỳ đối tượng nào cũng cần thoả mãn những yêu cầu sau: 1>Độ tin cõỵ cấp điện:Mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tuỳ theo vào tính chất và yêu cầu của phụ tải.Với những công trình cấp điện quan trọng cấp quốc gia như, Hội trường quốc hội,Nhà khách chính phủ, ngân hầng nhà nước, Đại sứ quán, Bệnh viện, Khu quân sự khu công nghiệp ,mạng lưới giao thụng…phải đảm bảo liên tục cấp điện ở mức cao nhất, nghĩa là với bất kỳ tình huống nào cũng không để mất điện. Những đối tượng kinh tế như nhà máy, xí nghiệp ,tổ hợp sản xuất,tốt nhất là thiết kế lăp đặt thêm máy phát điện dự phũng,khi mất điện sẽ dùng diiện máy phát điện dự phòng cấp cho những phụ tải quan trọng như lũ,phõn xưởng sản xuất chớnh …khỏch sạn cũng nên đặt thêm máy phát dự phũng.Tuy nhiờn quyền quyết định đặt máy phát dự phòng hoàn toàn phía khách hàng quyết định. Nngười thiết kế chỉ là cố vấn , gợi ý giúp họ cân nhắc, so sánh, lựa chọn phương án cấp điện. Cho tới thời điểm này các khu vực dân cư chưa có điều kiên lắp đặt hai nguồn. 2- Chất lượng điện. Chất lượng điện được đánh giá qua hai chỉ tiêu là tần số và điện áp . Chỉ tiêu tần số là do cơ quan điều khiển hệ thống quốc gia điều chỉnh, người thiết kế chỉ đảm bảo chất lượng điện áp cho khách hàng. Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp chỉ cho phép dao động quanh giá 7 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP trị định mức + 5%, ở những xí nghiệp, phân xưởng yêu cầu điện áp cao như may, hoá chất, cơ khí chính xác điện tử chỉ cho phép điện áp dao động + 2,5% . 3- An toàn. Công trình cung cấp điện phải được thiết kế có tính an toàn cao : An toàn cho người vận hành, người sử dụng và cho chính thiết bị điện, toàn bộ công trình. Người thiết kế ngoài việc tính toán chính xác chọn đúng các thiết bị và khí cụ điện còn phải nắm vững những quy định về an toàn , hiểu rõ môi trường cấp điện và đặc điểm của từng đối tượng cấp điện . Bản vẽ thi công phải hết sức chính xác chi tiết, những chỉ dẫn rõ ràng và cụ thể. Cần nhấn mạnh là khâu lắp đặt có ý nghĩa hết sức quan trọng làm nâng cao hay hạ thấp tính an toàn của công trỡnh , khõu này dễ bị làm ẩu , làm khác với thiết kế và không tuân thủ các quy định về an toàn . Cuối cùng là những cán bộ quản lý, vận hành hệ thống cấp điện và người sử dụng điện đều phải có ý thức chấp hành tuyệt đối những quy trình, quy tắc vận hành và sử dụng điện an toàn. 4- Kinh tế .Trong quá trình thiết kế thường xuất hiện nhiều phương án và khi lắp đặt lại phát sinh thêm nhiều vấn đề. ví dụ như cấp điện cho xí nghiệp sản xuất tiêu dùng nào đó cú nờn đặt máy phát hay không, đường dây cao áp nên thiết kế một hay hai tuyến, dùng dây dẫn trên không hay cáp , tuyến dõy nờn hỡnh tia hay khụng… Mỗi phương pháp đều có tính ưu và nhược điểm riêng, đều có những mâu thuẫn hai mặt giữa kinh tế và kỹ thuật. Mỗi phương án đắt tiền thường có ưu điểm là độ tin cậy cao và chất lượng điện cũng cao hơn. Thường đánh giá kinh tế phương án cấp điện qua hai đại lượng. Vốn đầu tư và phí tổn vận hành, phương án kinh tế không phải là phương án có vốn đầu tư ít nhất mà là phương án tổng hoà vốn của hai đại 8 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP lượng trên sao cho thời hạn thu vốn đầu tư là sớm nhất . Phương án lựa chọn được gọi là phương án đầu tư. Ngoài bốn yêu cầu đã nêu trên : Người thiết kế cần lưu ý sao cho hệ thống cấp điện thật đơn giản gọn nhẹ, dễ thi cụng,vận hành, dễ sử dụng và không làm mất cảnh quan môi trường… Đối với đề án thiết kế cấp điện cho nhà máy sản xuất đường, chúng ta cần phải nắm vững và hiểu rõ tính chất sản xuất kinh doanh của nhà máy . Thứ nhất: Nhà máy được thiết kế hoạt động dựa vào nguồn điện chủ yếu của những máy phát tuabin chạy bằng hơi nước do vậy vận dụng được lượng bã mía của chính nhiên liệu và khi thiết kế các nhà sản xuất đã tính toán cân bằng giữa lượng điện sản xuất ra và lượng điện tiêu thụ. Qua khảo sát tìm hiểu tại một số nhà máy em thấy rằng những nhà máy vào cỡ trung bình về công suất và tính hiện đại của kỹ thuật thì hầu như lượng điện của máy phát tuabin đem lại đã đáp ứng đủ lượng điện tiêu thụ của toàn nhà máy. chính vì vậy việc thiết kế lắp đặt hệ thống cung cấp điện lưới quốc gia cần lưu ý đến thời điểm mà nhà máy sử dụng điện nhiều nhất. Và theo như thiết kế của nhà máy thì vào thời điểm mùa vụ đã qua nhà máy đang trong giai đoạn sửa chữa thì điện lưới quốc gia là nguồn điện chính, và tất nhiên ta hiểu rằng giữa công suất điện tiêu thụ cho sản suất và công suất cho việc sửa chữa và bảo dưỡng là chênh lệch nhau rất nhiều. Thứ hai : Nhà máy chủ yếu được thiết kế lắp đặt ở những vùng xa dân cư và đô thị, gần sông suối do vậy ta cần nắm vững những khó khăn về địa hình mà thiết kế sao cho hiệu quả nhất . Nhà máy đường REXAM là một nhà máy bao gồm nhiều phân xưởng nhỏ cấu thành. Vì vậy để xác định được phụ tải tính toán của nhà máy ta phải đi 9 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng sau đó mới xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy. I. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1. Các phương pháp xác định phụ tải 1.1. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất Công thức tính: P tt = P o * F (kW) (1-1) Trong đó: P o : suất phụ tải tính toán trên một đơn vị diện tích (kW/m 2 ) F : diện tớch vựng quy hoạch hoặc vùng thiết kế (m 2 ) Giá trị P o tra trong sổ tay kỹ thuật, tài liệu thiết kế hoặc do yêu cầu của nhà sản xuất. Các giá trị này có được do kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có. Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng vì vậy thường dùng trong quy hoạch hoặc thiết kế sơ bộ. Nó được dùng để tính toán phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đồng đều như các phân xưởng gia công cơ khí, dệt, sản xuất ô tô, vòng bi 1.2. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm Đối với phụ tải không thay đổi hoặc ít thay đổi theo thời gian. Phương pháp này chỉ có kết quả gần đúng nên phương pháp này chỉ dùng trong quy hoạch hoặc thiết kế sơ bộ. P tt = T WM o * (kW) (1-2) Trong đó: M - số lượng sản phẩm sản xuất trong một khoảng thời gian T 10 [...]... thì kết quả tính toán theo hệ số nhu cầu sẽ không chính xác Phương pháp này dung cho tính toán sơ bộ hoặc dùng trong quy hoạch điện 1.4 Xác định phụ tải theo hệ số đồng thời Công thức tính: Ptt = kđt ∑Ptti (1-9) Trong đó: Ptt – công suất tính toán của nhóm n thiết bị ∑Ptti – công suất tính toán của m thiết bị trong tổng số n thiết bị kđt - hệ số đồng thời Phương pháp này thể hiện tính chất làm việc đồng... TỐT NGHIỆP Số thiết bị hiệu quả nhq: là số thiết bị giả thiết cú cựng công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm thiết bị thực tế Các bước tính toán như sau: - Chọn những thiết bị có công suất lớn mà công suất định mức của mỗi thiết bị này bằng hoặc lớn hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm - Xác định số n là tổng số thiết bị trong... thụ điện năng trên một đơn vị sản phẩm (kWh/đvsp) T - thời gian (h) để sản xuất ra M sản phẩm Đây là phương pháp tính toán phụ tải có độ chính xác không cao Thường được áp dụng cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như: quạt gió, máy bơm nước, máy nén khớ v.v khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính tương đối chính xác 1.3 Xác định phụ tải tính toán theo công. .. phụ tải tính toán phân xưởng 1 1 Công suất tính toán động lực Pđ = 350 kw Pđl = Knc Pđ = 0,7 350 = 245 (kw) 2 Công suất tính toán chiếu sáng Pttcs = P0 S = 14 800 = 11,2 (kw) Qttcs = Pttcs tgϕ = 11,2 0,88 = 9,856 (kvar) Vì chọn đèn huỳnh quang nên hệ số công suất lấy trung bình cosϕ =0,75 3/ Công suất tính toán PX Pttpx = Pđl + Pttcs = 245 + 9,856 =255 (kw) 4/ Công suất phản kháng của phân xưởng... này công suất tính toán xác định dựa vào công suất lớn nhất tại các thời điểm phụ tải cực đại, thông thường người ta lấy phụ tải cực đại theo ngày và phụ tải cực đại đêm Phương pháp này áp dụng thuận tiện cho cỏc nhúm thụ điện có công suất hơn kém nhau không quá 4 lần Trong thực tế phương pháp này thường được áp dụng đối với phụ tải sinh hoạt, áp dụng khi tính toán tại một nút của hệ thống cung cấp điện. .. bằng cách tra [bảng 1.4 trang 323 - Hệ thống cung cấp điện XN&ĐT- Nguyễn công Hiền chủ biên] và sử dụng phương pháp nội suy ta xác định được n*hq hoặc tính theo công thức n* = hq 0.95 ( P*)2 (1 − P*2 ) + * n 1 − n* (1-24) 15 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Xác định số thiết bị hiệu quả: nhq = n*hq n (1-25) Tra [ bảng 1.5 trang 324 – Hệ thống cung cấp điện XN&ĐT - Nguyễn công Hiền chủ biên] và sử dụng phương pháp... hưởng của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng 1.7 Phương pháp tính toán một số phụ tải đặc biệt Còn nếu trong mạng có thiết bị một pha thì phải phân phối đều các thiết bị đú lờn ba pha của mạng sao cho công suất tiêu thụ giữa các pha tương đương nhau, tuy nhiên thực tế không thể tránh khỏi sự chênh lệch công suất giữa các... quan tâm đến dòng điện đỉnh nhọn mà còn quan tâm đến tần số xuất hiện của nó Trong mạng điện dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi khởi động động cơ, hồ quang hoặc máy hàn làm việc Iđn = Ikđ = kkđ Iđm (1-35) kkđ : hệ số khởi động cơ điện, đối với động cơ KĐB thì kkđ = 5 ữ 7 Đối với lò điện, máy biến áp hàn kkđ ≥ 3 Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị cú dũng... định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại k max và công suất trung bình Ptb (còn gọi là phương pháp xác định theo số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq) Công thức tính: n Ptt = kmax ksdΣ ∑P i =1 đmi (1-13) Hệ số cosφtb xác định theo công thức sau, hoặc tra phụ lục n cosφtb = ∑ P cos ϕ i i =1 i n ∑ Pi (1-14) i =1 Công suất phản kháng của nhúm tớnh theo công thức Qtt = Ptt tgφtb Công suất toàn phần Stt... Trong đó: + εđm : hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lý lịch máy 17 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 1.8 Phương pháp tính toán phụ tải đỉnh nhọn Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng 1-2 giây Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn Iđn Chỳng ta tính dòng điện đỉnh nhọn để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn các thiết bị bảo vệ, tính toán điều kiện khởi động của . thầy cô trong Bộ môn Cung cấp và sử dụng Điện và cán bộ công nhân viên công ty REXAM tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Thiết kế cung cấp điện cho công ty sản xuất đường REXAM ”. 1 KHOÁ LUẬN. với một đề án thiết kế cung cấp điện . Một đề án thiết kế cấp điện dù cho bất kỳ đối tượng nào cũng cần thoả mãn những yêu cầu sau: 1>Độ tin cõỵ cấp điện: Mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tuỳ. đề án thiết kế cấp điện cho nhà máy sản xuất đường, chúng ta cần phải nắm vững và hiểu rõ tính chất sản xuất kinh doanh của nhà máy . Thứ nhất: Nhà máy được thiết kế hoạt động dựa vào nguồn điện