Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 69 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
69
Dung lượng
4,03 MB
Nội dung
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí MỞ ĐẦU Trong bối cảnh của nền kinh tế đa thành phần cùng với sự hội nhập quốc tế, do vậy đòi hỏi nhiều tiêu chuẩn, quy định, phương pháp, quy trình công nghệ…để đáp ứng được sự phát triển phụ tải ngày càng đa dạng. Việc áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật, các công nghệ hiện đại là hết sức quan trọng cho sự phát triển của đất nước. Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quạn trọng để phát triển các đô thị và khu dân cư. Vì lí do đó khi lập kế hoạc phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho phát triển trong tương lai. Điều này đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất và sinh hoạt. Đặc biệt hiện nay theo thống kê sơ bộ điện năng tiêu thụ bởi các xí nghiêp chiếm tỉ lệ cao.Điều đó chứng tỏ việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp là một bộ phận của hệ thống điện khu vực và quốc gia, nằm trong hệ thống năng lượng chung phát triển theo quy luật của nền kinh tế quốc dân. Ngày nay do công nghiệp ngày càng phát triển nên hệ thống cung cấp điện xí nghiệp, nhà máy càng phức tạp bao gồm các lưới điện cao áp (35-500kV), lưới điện phân phối (6-22kV), và lưới điện hạ áp trong phân xưởng (220-380-600V). Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hoài hoà các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật hiện đại, 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 được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai. Để thiết kế được thì đòi hỏi người kĩ sư phải có tay nghề cao và kinh nghiệm thực tế, tầm hiểu biết sâu rộng vì thế thiết kế là một việc làm khó. Đồ án môn học chính là một bài kiểm tra khảo sát trình độ sinh viên và giúp cho sinh viện có vốn kiến thức nhất định cho công việc sau này. Để hoàn thành đồ án này em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo, đặc biết cám ơn thầy giáo Trần Quang Khánh đã hướng dẫn tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. GVHD: …………………………… SV: ………………………… Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí Mục Lục !"# $%&"#'( )$%!*+,-. /$!01 234 56#2!*+,( 789+:56#2( 781+:#02. '781!01;<4=56#2>#0) )' ?8@49A<56#2>#0=!*+,) )) B@28C1A1!01;<56#25?=56#2!*+,)) 7DEFGH)'IGDJKGLMG)B )'NOA)B )NOPO5#02)/ 7DEFGHB'7DQGRSTLUVWDLXYZLMG)( B'[#663#\5+)( B'[#62??)( B[#6#?B B'78]>-3#5?2%B) B'78#0[AB) B' ?8]>-3#5?#0[56#!95!#B) +@ ?8+:#0[?-R^?56#25!#>'BB +@ ?"2-_?'BB B'781?0`]>56#!95!#B/ B)'78]>-3#5?`0B BB78?#??6^?56#2!*+,B( B/78?56#2B. B(789a]?/ Bb78#02+cdYe/) B.78#021f/B BgT3#5?#,#0^?@// 7DEFGH/'/ IGDJKGYh7iGHjkDlGTDKGHGmGH7WJ/ DMjn7iGHjk7Jjo/ /72A3!?A9PO/ GVHD: …………………………… SV: ………………………… Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí /782%2p/( /A/( /02p42/( /)@-P42VP1!0_O+:42/( /)R%5\2%2p/b 7DEFGH'IGDJKGGnLk/b e9O/b 7DEFGH('Dq7DJKG7iGH7DrGDg (A-s2%g (76P5t 7K7YlGRu) CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ N 0 1 Bảng số liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp Alphabe Họ Tên đệm Tên Số hiệu S K MVA K I$II % T M ,h L,m P.án phụ tải Nối đất Hướng tới của nguồn Nhà máy Phân xưởng m đ .,Ω ρ R nt , .Ω P 3 1 400 T 5400 284,45 A T 247 216 Đông nam GVHD: …………………………… SV: ………………………… ) Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí Bảng dữ liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp, nhà máy sửa chữa thiết bị Tên phân xưởng và phụ tải Số lượng thiết bị điện Tổng công suất đặt, KW Hệ số nhu cầu, K nc cos ϕ 1 Phân xưởng trạm từ 280 500 0,34 0,68 2 Phân xưởng vật liệu hàn 200 800 0,35 0,56 3 Phân xưởng nhựa tổng hợp plasmace 100 1100 0,37 0,67 4 Phân xưởng tiêu chuẩn 70 250 0,38 0,78 5 Phân xưởng khí cụ điện 100 700 0,37 0,72 6 Phân xưởng dập 100 800 0,37 0,67 7 Phân xưởng xi măng amiang 50 850 0,40 0,72 8 Kho thành phẩm 15 85 0,48 0,87 9 Kho phế liệu kim loại 15 70 0,48 0,81 10 Phân xưởng mạ điện 50 1200 0,40 0,76 11 Xem dữ liệu phân xưởng 45 368,4 0,66 0,654 12 Trạm trung hòa 10 100 0,52 0,66 13 Rửa kênh thoát axit 3 30 0,70 0,68 14 Trạm bơm 8 260 0,55 0,68 15 Nhà ăn 30 70 0,43 0,56 16 Phân xưởng điện 25 150 0,44 0,72 17 Nhà điều hành 20 50 0,46 0,78 18 Phân xưởng làm nguội 2 30 0,79 0,77 19 Kho axit 2 20 0,79 0,67 20 Máy nén N 0 1 15 200 0,48 0,72 Bảng phụ tải phân xưởng cơ khí - sửa chữa N 0 1 Số hiệu trên sơ đồ Tên thiết bị Hệ số K sd cos ϕ Công suất đặt P, theo các phương án 1;8 Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 3+10 2;9 Máy mài nhẵn phẳng 0,32 0,68 1,5+4,5 3;4;5 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 0,6+2,2+4 6;7 Máy phay 0,26 0,56 1,5+2,8 10;11;19;20;29;30 Máy khoan 0,27 0,66 0,6+0,8+0,8+0,8+1,2+1,2 12;13;14;15;16;24; 25 Máy tiện bu lông 0,30 0,58 1,2+2,8+2,8+3+ 7,5+10+13 17 Máy ép 0,41 0,63 10 GVHD: …………………………… SV: ………………………… B Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí 18;21 Cần cẩu 0,25 0,67 4+13 22;23 Máy ép nguội 0,47 0,70 40+55 26;39 Máy mài 0,45 0,63 2+4,5 27;31 Lò gió 0,53 0,9 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 1,5+2,8+4,5+5,5 40;43 Máy hàn 0,46 0,82 28+28 41;42;45 Máy quạt 0,65 0,78 5,5+7,5+7,5 44 Máy cắt tôn 0,27 0,57 2,8 Sơ đồ mặt bằng nhà máy thiết bị điện : Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế ( biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiết độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng. Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện. GVHD: …………………………… SV: ………………………… / Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí 1.1. Phụ tải chiếu sáng Phụ tải chiếu sáng được xác định theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích. Công thức tính : P cs = p o .S Trong đó : + p o : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W /m 2 ) + S : Diện tích cần được chiếu sáng ( m 2 ) Diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng : S = a.b = 36.24 = 864 m 2 Suất phụ tải tính toán chung cho toàn phân xưởng, chọn p o = 15 (W/m 2 ) Thay vào công thức ta được : P cs = p o .S = 15.864. 3 10 − = 12,96 kW 1.2. Tính toán phụ tải động lực 1.2.1. Phân nhóm phụ tải Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau : + Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng (điều này sẽ thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có thể giảm tổn thất điện năng và vốn đầu tư ). + Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc để xác định phụ tải được chính xác hơn và điều này sẽ thuận tiện cho việc tính toán và cung cấp điện sau này, ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc, tức có cùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung được k sd , k nc , cosϕ + Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của các nhóm ít chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các trang thiết bị cung cấp điện. + Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ ra của một tủ động lực cũng bị không chế (thông thường số lộ ra lớn nhất của các tủ động lực được chế tạo sẵn cũng không quá 8). Tất nhiên điều này cũng không có nghĩa là số thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị. Vì một lộ ra từ tủ động lực có thể chỉ đi đến 1 thiết bị, nhưng nó cũng có thể được kéo móc GVHD: …………………………… SV: ………………………… Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí xích đến vài thiết bị,(nhất là khi các thiết bị đó có công suất nhỏ và không yêu cầu cao về độ tin cậy cung cấp điện ). Tuy nhiên khi số thiết bị của một nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hoá trong vận hành và làm giảm độ tin cậy cung cấp điện cho từng thiết bị. 1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải: Xác định phụ tải theo phương pháp hệ số nhu cầu Phụ tải tính toán được xác định theo biểu thức : 1 n tti nc ni i P k P = = ∑ Pni: là công suất đặt của thiết bị thứ i K nc : là hệ số nhu cầu được xác định bởi tỷ số giữa công suất tính toán và công suất định mức của nhóm thiết bị dùng điện. k nc = tt n P P Với nhóm tiêu thụ điện bất kỳ thì hệ số nhu cầu được xác định như sau: K nc = ksdΣ+ 1 sd hd k n Σ − = Trong đó : sd k ∑ là hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị, được xác định theo biểu thức: 1 1 n ni sdi i sd n ni i P k k P = Σ = = ∑ ∑ K sdi là hệ số sử dụng của thiết bị thứ i n hd : là số lượng hiệu dụng của nhóm thiết bị, có thể xác định theo biểu thức : GVHD: …………………………… SV: ………………………… ( Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí n hd = 2 1 2 1 ( ) n ni i n ni i P P = = ∑ ∑ Bảng 1.1: Điều kiện để xác định n hd k sdΣ 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 > 0,8 k b 3 3,5 4 5 6,5 8 10 K0 g.hạn Từ hệ số sử dụng K sd ta chọn được K b , so sánh với giá trị của tỉ số ax min m P k P = + Nếu K b > k thì nhd = n ( số lượng thiết bị ) + Nếu K b < k thì nhd = 2 1 2 1 ( ) n ni i n ni i P P = = ∑ ∑ +Khi sd K ∑ < 0,2 thì việc xác định nhq phải được tiến hành theo trình tự: Tính n*= n n 1 ; P*= P P 1 Xác định n hq *=f(n*,P*) Trong đó: + n : số thiết bị của nhóm, + n 1 : số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1/2 công suất của thiết bị có công suất lớn nhất, GVHD: …………………………… SV: ………………………… b Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí + P, P 1 là tổng công suất của n và n 1 thiết bị, Sau khi tính được n* và P*, tra sổ tay kỹ thuật, ta tìm ta tìm được : n hq = f(n hq *,P*), từ đó, tính n hq = n hq *. n. Từ đó, tra được k max = f(n hq , k sd ), Thay vào công suất đầu, ta thu được phụ tải tính toán cho nhóm tương ứng Xác định hệ số công suất trung bình : cos 1 cos 1 n P i i i n P i i ϕ ϕ ∑ = = ∑ = Công suất biểu kiến: cos P tt S tt ϕ = Công suất phản kháng: .tanQ P tt tt ϕ = Từ các yêu cầu trên ta phân làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải) : 1.2.2.1. Xác định phụ tải cho nhóm 1: Bảng 1.2: STT Tên thiết bị Ký hiệu trên mặt bằng Ksd cos ϕ Công suất đặt P, KW 1 Máy ép quay 34, 28 0,45 0,58 22+30 2 Lò gió 27 0,53 0,9 2 3 Máy khoan 29, 30 0,27 0,66 1,2+1,2 4 Máy đục 32 0,4 0,6 4 5 Máy tiện Bu-Lông 35 0,32 0,55 1,5 6 Máy tiện Bu-Lông 3 0,3 0,65 0,6 7 Cần cẩu 21 0,25 0,67 13 GVHD: …………………………… SV: ………………………… . Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí Tổng số thiết bị của nhóm 1 là 9 thiết bị Ta có: ∑ = n i i P 1 = 22+30+2+1,2+1,2+4+15+0,6+13 = 89 (kW) Hệ số sử dụng: K sd ∑ = ∑ ∑ = = 9 1 9 1 . i i sdi i i P kP = 89 25,0.133,0.6,032,0.154,0.427,0.2,127,0.2,153,0.245,0.3045,0.22 ++++++++ = 89 94,34 = 0.39 Trong đó: k b = 3,9 Tỷ số giữa công suất lớn nhất và bé nhất là: k = 6,0 30 = 50 Ta thấy k > k b , vậy nên n hd = n ( Số thiết bị trong nhóm) Hệ số nhu cầu: k nc = k sd ∑ + hd sd n k ∑ −1 = 0,39 + 9 39,01− = 0.6 Công suất tính toán là: P tt = k nc . ∑ Pi= 0,6.89 = 53,4 (kW) Hệ số công suất trung bình là: cos ϕ = ∑ ∑ = = n i i n i ii P P 1 1 cos. ϕ = 89 67,0.1365,0.6,055,0.5,16,0.466,0.4,24,0.258,0.3058,0.22 +++++++ = 89 86,44 = 0.5 Công suất biểu kiến: S tt = ϕ cos tt P = 5,0 4,53 = 106,8 (kVA) Công suất phản kháng: Q tt = P tt .tg ϕ = 53,4.1.73 = 92,5 (kVAR) GVHD: …………………………… SV: ………………………… g [...]... ………………………… 27 Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí tram B9 cung cấp điện cho kho phế liệu kim loại trạm B10 cấp điện cho phân xưởng mạ điện trạm B11 cấp điện cho phân xưởng cơ khí sửa chữa trạm B12 cấp điện cho trạm trung hòa trạm B13 cung cấp điện cho rửa kênh thoát a-xit trạm B14 cung cấp điện cho Trạm bơm trạm B15 cung cấp điện cho nhà ăn trạm B16 cung cấp điện cho phân xưởng điện. .. đặt cáp trong các rãnh, xây dựng ngầm dưới đất GVHD: …………………………… SV: ………………………… 33 Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN ĐIỆN 3.1 :Tính toán tổn thất điện áp Tính toán tổn thất điện áp trong máy biến áp - Tính tổn thất điện áp trong trạm biến áp nhà máy, trạm biến áp nhà máy gồm hai máy biến áp 3 pha hai cuộn dây do việt nam chế tạo mã hiệu MH2500/110 có R=21,3Ω;... đó cụ thể các trạm cấp điện như sau trạm B1 cấp điện cho phân xưởng trạm từ trạm B2 cấp điện cho phân xưởng vật liệu hàn trạm B3 cấp điện cho phân xưởng nhựa tổng hợp plasmace trạm B4 cấp điện cho phân xưởng tiêu chuẩn trạm B5 cung cấp điện cho phân xưởng khí cụ điện trạm B6 cung cấp điện cho phân xưởng dập trạm B7 cung cấp điện cho phân xưởng xi măng Amiang trạm B8 cung cấp điện cho kho thành phẩm... B17 cung cấp điện cho nhà điều hành trạm B18 cung cấp điện cho phân xưởng làm nguội trạm B19 cung cấp điện cho kho a-xit trạm B20 cung cấp điện cho máy nén N 0 1 Trong đó các trạm B2,B3,B5,B6,B7,B10,B11 cấp điện cho các phân xưởng quan trọng nên ta sếp loại 2 và đặt hai máy biến áp Trạm B4, B8, B9, B12, B13, B14, B15, B16, B17, B18, B19, B20 cấp điện cho cho phụ tải loại 3 nên ta chỉ cần chọn một máy. .. chọn cấp truyền tải từ hệ thống đến nhà máy Uđm=35kV 2.1 Xác định vị trí đặt của trạm biến áp Xác định trạm biến áp phân xưởng Các trạm biến áp phân xưởng có nhiều phương án lắp đặt khác nhau, tùy thuộc điều kiện khí hậu của nhà máy cũng như kích thước của trạm biến áp trạm GVHD: …………………………… SV: ………………………… 24 Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí biến áp có thể đặt trong nhà máy. .. máy biến áp, nhà chế tạo cho Stt – Công suất tính toán, là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải tính toán Sttsc - Công suất tính toán sự cố khc: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại MBA chế tạo ở việt nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1 GVHD: …………………………… SV: ………………………… 26 Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí Kqt: Hệ số quá tải sự cố Chọn kqt=1.4 nếu... nhà máy với Icp=265 A Khi sự cố đứt một dây thì khi đó dòng trên dây còn lại là: Iscmax=2.I=2.2,92=5,84 A Ta thấy Iscmax < khc.Icp=0,88.265=233,25 (A) vậy dây dẫn thỏa mãn điều kiện phát nóng 2.3: Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy tới các phân xưởng Ta có các phương án nối dây sau: PHƯƠNG ÁN 1 GVHD: …………………………… SV: ………………………… 31 Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí. .. ………………………… 25 Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí 2.1 Chọn công suất và số lượng máy biến áp Phương pháp chọn máy biến áp: Dung lượng các máy biên áp được chọn theo điều kiện n.khc.SdmB ≥ Stt Khi kiểm tra theo điều kiện sự cố một máy biến áp thì: (n-1).khc.kqt.SdmB ≥ Sttsc Trong đó : n – số máy làm việc song song trong TBA SdmB – công suất định mức của máy biến áp, nhà chế tạo cho Stt... …………………………… SV: ………………………… 35 Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí ∆PN là tổn thất ngắn mạch Trong trường hợp có m MBA giống nhau làm việc song song, tổn thất trong m MBA bằng : ∆S = ∆P +j∆Q ∆PN S 2 ∆P = m.∆P0 + m.S 2 dmB U N %.S 2 ∆Q = m.∆Q0 + m.100.S dmB Tính toán cho trạm biến áp nhà máy: mã hiệu của máy biến áp là MH2500/110 Tổn thất công suất phản kháng không tải là: ΔQ0= m.i0... …………………………… SV: ………………………… 29 Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí 4 Phân xưởng tiêu chuẩn 124.1 1 160 5 Phân xưởng khí cụ điện 362 2 250 6 Phân xưởng dập Phân xưởng xi măng amiang Kho thành phẩm Kho phế liệu kim loại Phân xưởng mạ điện Xem dữ liệu phân xưởng Trạm trung hòa Rửa kênh thoát axit Trạm bơm Nhà ăn Phân xưởng điện Nhà điều hành Phân xưởng làm nguội Kho axit Máy nén N01 445.52 . tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện. GVHD: …………………………… SV: ………………………… / Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí 1.1 B Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí 18;21 Cần cẩu 0,25 0,67 4+13 22;23 Máy ép nguội 0,47 0,70 40+55 26;39 Máy mài 0,45 0,63 2+4,5 27;31 Lò gió 0,53 0,9 4+5,5 28;34 Máy. thầy giáo Trần Quang Khánh đã hướng dẫn tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. GVHD: …………………………… SV: ………………………… Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí Mục Lục