Đồ ánthiết kế cung cấp điện cho px sx công nghiệp

Đồ án cung cấp điện MỤC LỤC Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 1 Đồ án cung cấp điện LỜI NÓI ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa , hiện đại hóa đất nước, nền công nghiệp luôn giữ một vai trò quan trọng. Một trong những ngành cốt lõi là ngành công nghiệp điện, bởi lẽ điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong mọi ngành nghề của đời sống kinh tế quốc dân. Trong bối cảnh các nhà máy xí nghiệp công nghiệp được thành lập, xây dựng, đòi hỏi được cung cấp điện một cách đầy đủ, an toàn và chất lượng tốt nhất. Để đáp ứng được các yêu cầu về thiết kế cấp điện cho một nhà máy công nghiệp, bên cạnh đó với yêu cầu của thực tế em xin nhận đề tài “ Thiết kế cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp” làm đề tài đồ án của mình Công việc thiết kế cấp điện là một việc rất khó, đòi hỏi kiến thức tổng hợp của hàng loạt chuyên ngành hẹp, ngoài ra còn đòi hỏi những hiểu biết nhất định về xã hội môi trường, về các đối tượng thiết bị, cách tiếp thị…Vì vậy trong phạm vi đồ án này em xin phép trình bày một cách sơ lược nhất về việc thiết kế cấp điện cho một xí nghiệp điển hình. Với kiến thức còn nhiều hạn chế , thời gian làm ngắn, khối lượng lớn, nội dung đặc thù cùng với việc thiếu thông tin quy hoạch chi tiết nhà máy nên sẽ không thể tranh được sai sót, hạn chế, rất mọng nhận được sự góp ý, nhận xét để ngày càng hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Anh Tuấn đã đôn đốc, nhắc nhở và giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành đồ án này. Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 2 Đồ án cung cấp điện CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI Khi thiết kế cấp điện cho một công trình nào đó việc đầu tiên cần làm là xác định phụ tải cho công trình ấy. Tùy theo quy mô, của công trình mà phụ tải phải được xác định theo phụ tải thực tế, bên cạnh đó còn phải kể đến khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5 hay 10 năm hoặc lâu hơn nữa. Phụ tải tính toán là dạng phụ tải không có thực, nó cần thiết cho việc lựa chọn để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ … tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng…trong thực tế vận hành ở chế độ dài hạn người ta muốn rằng phụ tải thực tế không gây ra những phát nóng trang thiết bị cung cấp điện bao gồm dây dẫn, máy biến áp, thiết bị đóng cắt …, ngoài ra ở các chế độ ngắn hạn thì nó không được gây tác động lên các thiết bị bảo về của hệ thống (VD như ở chế độ khởi động các đông cơ thì các thiết bị đóng cắt và cầu chì ko được ngắt). Như vậy phụ tải tính toán thực chất là một phụ tải giả thiết tương đương với phụ tải thực tế về một vài phương diện nào đó. Trong thực tế ta chỉ quan tâm tới 2 yếu tố cơ bản là điều kiện phát nóng và giá trị tổn thất. Vì vậy ta phân thành Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng và Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất. Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : công suất, số lượng, chế độ vận hành của các thiết bị, trình độ và phương thức vận hành của hệ thống Vì vậy, xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ rất khó khăn nhưng rất quan trọng. Từ trước đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu, các phưong pháp tính toán phụ tải khác nhau nhưng chưa tìm được phương pháp tối ưu, đơn giản, tiện lợi mà hiệu quả. Một số phương pháp được sử dụng phổ biến hiện nay là:  Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại: Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 3 Đồ án cung cấp điện Phương pháp này thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị, cho các tủ động lực trong toàn bộ phân xưởng. Nó cho một kết quả khá chính xác nhưng lại đòi hỏi một lượng thông tin khá đầy đủ về các phụ tải như: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải số lượng thiết bị trong nhóm (k sdi ; p đmi ; cosϕ i ; ).  Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị của phân xưởng hoặc của toàn bộ xí nghiệp. Tuy nhiên phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợp với các hệ thống đang vận hành.  Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dạng: Phương pháp này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh cái tủ phân phổi phân xưởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xưởng. Phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó yêu cầu có đồ thị của nhóm phụ tải.  Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: Phương pháp này cho kết quả không chính xác lắm, tuy vậy lại đơn giản và có thể nhanh chóng cho kết quả cho nên nó thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho các phân xưởng, cho toàn xí nghiệp khi không có nhiều các thông tin về các phụ tải hoặc khi tính toán sơ bộ phục vụ cho việc qui hoặc .v.v  Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất: Phương pháp này thường chi được dùng để ước tính phụ tải điện vì nó cho kết quả không chính xác. Tuy vậy nó vẫn có thể được dùng cho một số phụ tải đặc biệt mà chi tiêu tiêu thụ điện phụ thuộc vào diện tich hoặc có sự phân bố phụ tải khá đồng đều trên diện tích sản suất.  Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm Phương pháp này thường chỉ được sử dụng để ước tính, sơ bộ xác định phụ tải trong công tác qui hoạch hoặc dùng để qui hoạch nguồn cho xí nghiệp.  Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị: Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 4 Đồ án cung cấp điện Theo phương pháp này để tính toán phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thường Xác định phụ tải tính toán phân xưởng Căn cứ vào điều kiện dữ liệu thu thập cụ thể mà ta có những lựa chọn từng phương pháp tính toán phụ tải thích hợp. 1.1) Tính toán phụ tải 1.1.1) Xác định phụ tải động lực của phân xưởng Ta sử dụng phương pháp công suất đặt và hệ số như cầu Theo phương pháp này thì P tt = K nc . P đ Trong đó: K nc - Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải. P đ - Công suất đặt của nhóm phụ tải. Phương pháp này cho kết quả không chính xác lắm, tuy vậy lại đơn giản và có thể nhanh chóng cho kết quả cho nên nó thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho các phân xưởng, cho toàn xí nghiệp khi không có nhiều các thông tin về các phụ tải hoặc khi tính toán sơ bộ phục vụ cho việc qui hoạch .v.v Với phân xưởng 1 của nhà máy ta có: P đặt =800kW, hệ số nhu cầu là 0,43 hệ số công suất là 0,66 khi đó công suất tính toán động lực là: P đl =P đặt .k nc = 800.0,43 =344 kW Q đl = P đl. = 344. Tan(arcos 0,66) = 391,57 kW 1.1.1) Xác định phụ tải chiếu sáng và thông thoáng a) Phụ tải thông thoáng Trong phân xưởng bất kỳ luôn cần có hệ thống thông thoáng, làm mát nhằm giảm nhiệt độ, tăng lượng không khí…trong phân xưởng do quá trình sản xuất các thiết bị, các sản phẩm tạo ra. Nếu không được trang bị hệ thống này sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất lao động, tuổi thọ của các trang thiết bị, đặc biệt là sức khỏe của các công nhân làm việc trong phân xưởng. Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 5 Đồ án cung cấp điện Với phân xưởng số 1- Phân xưởng trạm từ với diện tích mặt bằng là 276 m 2 , ta trang bị 8 Quat trần công suất 120W và 4 quạt thông gió công suất 80 W, Hệ số công suất trung bình của nhóm này là 0,8. Để đơn giản trong tính toán ta coi như công suất cho thông thoán phân bố đều theo diện tích nhà xưởng với mật độ 4,25W/m 2 Khi đó tổng công suất dùng cho thông thoáng và làm mát của phân xưởng này là: P ttlm = 4,25. 276 =1173 W =1,17 kW b) Phụ tải chiếu sáng Trong thiết kế chiếu sáng, một trong những vấn đề quan trọng là đáp ứng yêu cầu về độ rọi và những hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài độ rọi, hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc nhiều vào quang thông, màu sắc ánh sáng và sự lựa chọn hợp lý các chao, chóp đèn, sự bố trí các hệ thống đền vừa đảm bảo mỹ thuật và cả mỹ quan. Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau.  Không bị lóa  Độ rọi đồng đều  Tạo được hiệu quả ánh sáng như ánh sáng tự nhiên Phụ tải chiếu sáng sẽ được tính toán theo phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất: Theo phương pháp này thì: P tt = p 0 . F Trong đó: p 0 - Suất phụ tải chiếu sáng tính cho một đơn vị diện tích sản xuất. ( p 0 =15W/m 2 ) F - Diện tích sản suất có bố trí các thiết bị dùng điện. Lựa chọn bóng đèn sợi đốt, hệ số công suất của nó là 1. Khi đó tổng công suất chiếu sáng cho phân xưởng 1 khi đó là Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 6 Đồ án cung cấp điện P cs = p 0 . F = p 0 .a.b = 15.276=4142 W=4,14kW 1.1.2) Tổng hợp phụ tải cho phân xưởng Do tính chất khác nhau của các phụ tải trong cuàng một phân xưởng, vì vậy để tính toán phụ tải cho toàn phân xưởng ta sử dụng phương pháp số gia để tổng hợp Từ bảng tổng hợp : STT Phụ tải P (kW) cosφ 1 Động lực 344 0,66 2 Chiếu sáng 4,14 1,00 3 Thông thoáng làm mát 1,17 0,80 Tổng công suất tính toán của toàn phân xưởng khi đó là: P Σ = P đl + P cs +P lm = 349,31 Hệ số công suất tổng hợp khi đó là : Công suất biểu kiến khi đó là S Σ = =525,68 Công suất phản kháng tương ứng sẽ là Q Σ = P Σ. = 392,83 1.2) Xác định phụ tải của các phân xưởng khác Tính toán tương tự cho các phân xưởng còn lại ta được bảng tổng kết như sau: STT P đặt kW Hệ số nhu cầu K nc Diện tích PX m 2 Hệ số công suất P Σ Q Σ S Σ 1 800 0,43 276,00 0,66 349,31 392,83 525,68 2 850 0,44 331,50 0,68 380,38 404,98 555,60 3 85 0,46 124,00 0,70 41,49 2,82 59,62 Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 7 Đồ án cung cấp điện 4 70 0,79 84,00 0,57 56,92 1,78 99,64 5 1200 0,79 77,25 0,72 949,49 914,19 1318,0 6 6 800 0,48 115,50 0,78 386,22 308,83 494,52 7 850 0,4 57,00 0,77 341,10 282,10 442,64 8 85 0,48 47,00 0,68 41,70 45,44 61,68 9 150 0,48 6,75 0,81 72,13 52,17 89,02 10 50 0,4 30,00 0,77 20,58 17,30 26,88 11 30 0,48 15,00 0,81 14,69 10,53 18,07 12 20 0,52 6,75 0,66 10,53 11,87 15,87 13 30 0,7 9,75 0,68 21,19 22,69 31,05 14 260 0,55 6,00 0,68 143,12 154,22 210,40 15 70 0,43 16,00 0,56 30,41 44,52 53,91 16 150 0,44 15,00 0,72 66,29 63,70 91,94 17 50 0,46 5,00 0,78 3,10 18,49 29,58 18 30 0,79 35,50 0,78 4,38 19,87 31,45 19 20 0,79 6,75 0,67 5,93 7,54 23,69 20 200 0,48 9,75 0,72 6,19 2,59 133,51 1.3) Tổng hợp phụ tải toàn xí nghiệp 1.3.1) Tính toán phụ tải cho toàn nhà máy Ta sử dụng hệ số đồng thời cho toàn nhà máy Theo phương pháp này thì P tt = Σ K đt . P đ Trong đó: K đt =0,8 - Hệ số đồng thời P đ = P Σ - Công suất tính toán của từng phân xưởng Vậy ta có kết quả tính toán cho toàn nhà máy là : P ttnm =0,8* Σ P đ = 0,8.3085,13 =2468,11 kW Q ttnm =0,8* Σ Q đ = 2398,76 kVAr Phụ tải tính toán toàn phần S ttnm = 3450,235 kVA Hệ số công suất chung của toàn nhà máy Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 8 Đồ án cung cấp điện = 0,72 Kết luận: 1.3.2) Xác định biểu đồ phụ tải trên mặt bằng Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với tâm của phụ tải theo tỷ lệ xích nào đó tuỳ chọn. Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó có cơ sở để lập các phương án cung cấp điện. Biểu đồ phụ tải được chia thành hai phần: Phần phụ tải động lực (phần hình quạt gạch chéo) và phần phụ tải chiếu sáng (phần hình quạt để trắng). Để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng, ta coi phụ tải của các phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm của phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt bằng. Xác định bản kính vòng tròn phụ tải:    .    π  !.! Góc chiếu sáng: Góc thể hiện tỷ lệ phụ tải chiếu sáng trong tổng thể phụ tải của toàn phân xưởng. Nó được xác định theo công thức sau: α      .360 Với phân xưởng đầu tiên ta có:   !"#$%&'() &%!*+ Tương tự với các phân xưởng còn lại ta có bảng tổng hợp và đồ thị phụ tải cụ thể trên mặt bằng như sau : Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 9 Đồ án cung cấp điện Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 10 [...]... xưởng, ta quyết định đặt 6 trạm biến áp cấp điện cho các phân xưởng Trạm B1 cấp điện cho phân xưởng số :1, 2, 8, 10 Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 13 Đồ án cung cấp điện Trạm B2 cấp điện cho phân xưởng số : 3, 5 Trạm B3 cấp điện cho phân xưởng số : 4, 18, 15 Trạm B4 cấp điện cho phân xưởng số : 6, 11, 16 Trạm B5 cấp điện cho phân xưởng số : 7, 9, 14, 19 Trạm B6 cấp điện cho phân xưởng số : 12, 13, 17, 20.. .Đồ án cung cấp điện CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI MẠNG ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cũng ảnh hưởng đến nhiều chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện được coi là phù hợp phải thỏa mãn một số yêu cầu cơ bản sau: - Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện - Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành - An toàn cho người và thiết... III nên Sttsc=0,7.Stt Trạm biến áp B1, cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại 1 nên được chọn it nhất 2 máy biến áp Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 15 Đồ án cung cấp điện Do tạm B1 cấp điện cho 4 phân xưởng 1, 2, 8, 10 nên công suất tính toán cho B1 khi đó sẽ là: SttB1 = Sttpx1 + Sttpx2 + Sttpx8 + Sttpx10 =1169 kW n.Sdm ≥ SttB1 = 1169kVA Trạm đặt 2 máy khi đó Vậy công suất SdmB1 > 558 kW, Kiểm tra trong... chịu toàn bộ công suất Isc =2Itt = 30,70A, Thấy thỏa mãn điều kiện Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp với Ptt =Pttpx1 + Pttpx2 + Pttpx8 + Pttpx10 =791 kW Và Qtt =Qttpx1 + Qttpx2 + Qttpx8 + Qttpx10 =860 kVAr Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 18 Đồ án cung cấp điện ∆U = Khi đó Ptt (r0 L) + Qtt ( x0 L) = 7,92V U dm ΔU = < ΔUcp = 5%Uđm = 1750 V Ta thấy thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp Tương tự cho các đoạn... nhà máy được cung cấp bởi điện áp trung áp 22 KV 2.2) Xác định vị trí đặt của TBATT Từ sơ đồ mặt bằng của nhà máy, cũng như cấp điện áp của lưới trung áp được cung cấp cho nhà máy, bên cạnh đó việc bố trí các thiết bị ta quyết định dùng phương án đặt trạm phân phối trung tâm (22KV) tại tâm phụ tải của toàn nhà máy, sao cho tổn thất trên mạng lưới của nhà máy là ít nhất Với việc cấp điện cho nhà máy... đối lớn 2.1) Chọn cấp điện áp phân phối Trước khi vạch các phương án cụ thể, cần lựa chọn cấp điện áp cho hợp lý để truyền tải điện về nhà máy Ở đây chúng ta có công thức kinh nghiệm như sau: U = 4,34 4 U = 16 Sinh viên: Phạm Đình Đức l + 16 P P.l Trang 11 Đồ án cung cấp điện U = 17 Trong đó: l +P 16 U - Điện áp truyền tải tính bằng [kV] l - Khoảng cách truyền tải tính bằng [km] P - Công suất cần truyền... máy biến áp có công suất gần nhất là 1000kW do công ty TBĐ Đông Anh sản xuất Tương tự cho các trạm còn lại ta được bảng tổng kết như sau Tên trạm B1 B2 B3 B4 B5 B6 2.4) Cung cấp điện cho PX Công suất tính toán Số máy 1, 2, 8, 10 1169,84 2 3, 5 1377,67 2 4, 18, 15 185,00 2 6, 11, 16 604,52 2 7, 9, 14, 19 765,75 2 12, 13, 17, 20 210,00 1 Công suất máy 1000 1000 160 500 630 250 Chọn dây dẫn điện từ nguồn... 0,09 5,58 2,97 21,64 2.5.2) Xác định tiết diện dây dẫn và chi phí kinh tế cho phương án 2 Tính toán cho đoạn cáp tổng từ TPPTT đến điểm A Đoạn cáp cấp điện cho trạm B3 và B4, có chiều dài thực tế trên mặt bằng là 225m Tổng công suất tính toán của đoạn cáp này là: Stt =SttB3 + SttB4 = Sttpx4 +Sttpx18 +S ttpx15 + Sttpx6 + Sttpx11 +S ttpx16 = 789,53 KVA I ttA = SttA 789,53 = = 10,35 A 2 3.U 2 3.22 Vậy tiết... qua công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung gian và coi hệ thống có công suất ngắn mạch như đề bài cho 4.1.2) Xác định dòng ngắn mạch Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 26 Đồ án cung cấp điện Ta tiến hành xác định dòng điện ngắn mạch tại các điểm theo sơ đồ tính toán ngắn mạch như sau : Hình 2 1 Sơ đồ tính toán ngắn mạch Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện ta cần tính toán cho. .. truyền tải tính bằng [1000 kW] Xác định điện áp truyền tải: Nhà máy với khoảng cách từ điểm đấu nối đến nhà máy là 400 m và công suất cần truyền tải là 2468,107 kW Vậy điện áp cần truyền tải là: l + 16 P = 4,34 0.4 + 0, 0016.2468 = 9, 05kV U = 4,34 Nguồn điện từ trạm biến áp trung gian có thể cung cấp 2 cấp điện áp 22kV và 35kV Từ kết quả tính toán ta thấy nên chọn cấp điện áp truyền tải về nhà máy là 22 . Đồ án cung cấp điện MỤC LỤC Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 1 Đồ án cung cấp điện LỜI NÓI ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa , hiện đại hóa đất nước, nền công nghiệp luôn giữ. phân xưởng Trạm B1 cấp điện cho phân xưởng số :1, 2, 8, 10 Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 13 Đồ án cung cấp điện Trạm B2 cấp điện cho phân xưởng số : 3, 5 Trạm B3 cấp điện cho phân xưởng số :. thất điện áp với P tt =P ttpx1 + P ttpx2 + P ttpx8 + P ttpx10 =791 kW Và Q tt =Q ttpx1 + Q ttpx2 + Q ttpx8 + Q ttpx10 =860 kVAr Sinh viên: Phạm Đình Đức Trang 18 Đồ án cung cấp điện Khi