Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy bay
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 1 LỜI NÓI ĐẦU o0o Điện năng là một dạng năng lượng đặc biệt, nhờ khả năng truyền tải, phân phối và biến đổi thành các dạng năng lượng khác rất dễ dàng nên hiện nay điện năng trở thành một nguồn năng lượng quan trọng nhất trong tất cả các lĩnh vực đặc biệt là trong công nghiệp. Thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy là việc làm hết sức quan trọng và khó khăn. Một hệ thống cung cấp điện khi đạt các yêu cầu về mặt kỹ thuật và độ chính xác cao sẽ giúp cho các máy móc, thiết bị hoạt động ổn định, giảm được tối đa chi phí đầu tư, chi phí bảo dưỡng sửa chữa, các tổn thất về điện và an toàn cho người sử dụng, người vận hành qua đó đạt được hiệu quả kinh tế cao, tiết kiệm điện năng một vấn đề rất quan trọng hiện nay. Nhằm củng cố và vận dụng những kiến thức đã được học trong bộ môn “CUNG CẤP ĐIỆN”. Nhóm chúng em : TRƯƠNG QUỐC BẢO và LÊ NHẬT BẰNG được giao thực hiện đồ án môn học cung cấp điện với đề tài : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CHẾ TẠO MÁY BAY. Trong nhà máy chế tạo máy bay có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng và phức tạp. Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và hiện đại , do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao. Việc thực hiện đề tài được giao là nhiệm vụ của đồ án môn học và cũng là cơ sở, nền tảng cho công việc thiết kế các mạng điện khác sau này. Trong thời gian học tập ở trường và thực hiện đồ án nhờ sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của cô ĐỖ THỊ HỒNG THẮM giáo viên khoa ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH trường CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG và các bạn trong lớp đã giúp nhóm chúng em GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 2 hoàn thành thành bản đồ án này. Tuy nhiên do thời gian có hạn , trình độ, kinh nghiệm còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện chắc chắn không tránh khỏi những sai sót. Mong cô và các bạn trong lớp giúp đỡ, góp ý để nhóm hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao, cũng như bổ sung vào vốn kiến thức còn hạn chế của mình. TP.HCM,NGÀY……THÁNG……NĂM……… GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM. GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP.HCM, NGÀY …….THÁNG……NĂM……… GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 3 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 4 MỤC LỤC GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 4 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 5 CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN PHÂN XƯỞNG I. THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG : I.1. Sơ đồ mặt bằng nhà máy : Hình 1-1 : SƠ DỒ MẶT BẰNG CÁC PHÂN XƯỞNG CỦA XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP (TL 1:3000). I.2. Đặc điểm phụ tải điện : Phụ tải trong nhà máy có thể phân ra làm hai loại phụ tải : • Phụ tải động lực. • Phụ tải chiếu sáng. Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm trong khoảng từ 1 đến GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 5 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 6 hàng chục KW được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp f=50Hz. Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn. Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz. I.3. Các yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện : Độ tin cậy cung cấp điện : Tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào. Trong điều kiện cho phép người ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt. Chất lượng điện áp : Được đánh giá bằng 2 chỉ tiêu là tần số và điện áp. Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn ( hàng chục MW trở lên ) mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý để góp phần ổn định tần số của hệ thống điện. Điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép dao động quanh giá trị ± 5% điện áp định mức. Đối với những phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp thì điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng ± 2,5%. An toàn cung cấp điện : Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn cho người và thiết bị. Do đó sơ đồ cung cấp điện phải hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành và các thiết bị điện phải chọn đúng chủng loại, đúng công suất. Kinh tế : Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật nêu trên được đảm bảo. Chỉ tiêu kinh tế được đánh giá thông qua tổng vốn đầu tư, chi phí vận hành và thời gian thu hồi vốn đầu tư. GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 6 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 7 Bảng 1-3 : Danh sách các xưởng, công suất, diện tích. Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công suất (KW) Diện tích m 2 1 Phân xưởng nhiệt luyện 1 1000 1944 2 Phân xưởng nhiệt luyện 2 910 1458 3 Phân xưởng cơ khí 400 2430 4 Phân xưởng lắp ráp 800 1458 5 Phòng thí nghiệm 100 1458 6 Phân xưởng rèn đúc 600 3240 7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 500 1620 8 Bộ phận hành chính và quản lý 400 2430 9 Trạm khí nén 300 810 II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY . II.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN . 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, mức độ hủy hoại cách điện hay một vài phương diện khác, nó cần thiết cho việc chọn lựa các trang thiết bị Cung Cấp Điện (CCĐ) trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống điện. Trong khi vận hành các phụ tải thực tế ở chế độ dài hạn người ta muốn rằng những phát nóng do phụ tải gây ra không làm hư hỏng các trang thiết bị CCĐ ( dây dẫn, thiết bị đóng cắt, máy biến áp, v.v…), ngoài ra khi vận hành ( bình thường ) ở chế độ ngắn hạn thì nó không tác động các thiết bị bảo vệ. Trong thực tế thiết kế người ta thường quan tâm đến hai yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra đó là phát nóng và tổn thất, vì vậy tồn tại hai loại phụ tải tính toán cần xác định đó là : Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng và phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất. GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 7 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 8 Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng : Là phụ tải tính toán giả thiết lâu dài không đổi tương đương với phụ tải thực tế, biến thiên về hiệu quả nhiệt lớn nhất. Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất (thường gọi là phụ tải đỉnh nhọn) : Là phụ ngắn hạn cực đại xuất hiện trong một thời gian ngắn từ 1 đến 2 giây, chúng chưa gây ra ra phát nóng cho các thiết bị nhưng lại gây ra các tổn thất làm nhảy các thiết bị bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì. Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thường xuất hiện khi khởi động các động cơ, hoặc khi tiến hành đóng cắt các thiết bị cơ điện. Tóm lại phụ tải tính toán được sử dụng với mục đích : Lựa chọn, kiểm tra các thiết bị bảo vệ, đóng cắt, dây dẫn, máy biến áp. Tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp. Lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng. Một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng trong thiết kế hệ thống cung cấp điện. • Phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. • 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. II.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG. Đối với các phân xưởng của nhà máy ta chỉ biết được công suất đặt và diện tích của cả phân xưởng, vì vậy ta sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Tra bảng 1.9 trang 231 “ GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN ” để đơn giản ta chọn công suất chiếu sang o p = 15 (W/ 2 m ) cho tất cả các phân xưởng của nhà máy (trừ bộ phận hành chánh và quản lý). Vì hệ thống chiếu sáng của tất cả các phân xưởng chủ yếu dùng đèn sợi đốt có cos 1 sin 0 0 cs Q ϕ ϕ = ⇒ = ⇒ = .Riêng bộ phận hành chánh và quản lý ta sử dụng đèn huỳnh quang có cos 0,85 ϕ = . GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 8 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 9 II.2.1 PHÂN XƯỞNG NHIỆT LUYỆN 1. Từ bảng 1-3 ta có: Công suất đặt : 1000 ( KW ). Diện tích phân xưởng : 1944 2 m Tra bảng 1.3 trang 227 “ GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN ” ta được : nc K = 0,6 và cos 0,7 0,75tg ϕ ϕ = ⇒ = Công suất tính toán động lực : 1 . n ttdl nc d i P K P = = = ∑ 0,6 . 1000= 600 ( KW ) . . ttdl tt ttdl Q Q P tg ϕ = = = 600 . 0,75 = 450 ( Kvar ) . Công suất chiếu sáng của phân xưởng nhiệt luyện 1. 0 . cs P p F= = 15 . 1944 = 29160 ( W ) = 29,160 ( KW ) . Công suất tính toán của toàn phân xưởng : tt ttdl cs P P P= + = 600 + 29,160 = 629,16 ( KW ) . 2 2 2 2 629,16 450 tt tt tt S P Q = + = + = 773,5 ( KVA ) . 600 3. 3.0,38 dl dl P I U = = = 911,8 ( A ) . 29,16 3. 3.0,38 cs cs P I U = = = 44,3 ( A ) . 773,5 3. 3.0,38 tt tt S I U = = = 1175,2 ( A ) . II.2.2. PHÂN XƯỞNG NHIỆT LUYỆN 2. Từ bảng 1-3 ta có: Công suất đặt : 910 ( KW ). Diện tích phân xưởng : 1458 2 m GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 9 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 10 Tra bảng 1.3 trang 227 “ GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN ” ta được : nc K = 0,6 và cos 0,7 0,75tg ϕ ϕ = ⇒ = Công suất tính toán động lực : 1 . n ttdl nc d i P K P = = = ∑ 0,6 . 910 = 546 ( KW ) . . ttdl tt ttdl Q Q P tg ϕ = = = 546 . 0,75 = 409,5 ( Kvar ) . Công suất chiếu sáng của phân xưởng nhiệt luyện 2. 0 . cs P p F= = 15 . 1458 = 21870 ( W ) = 21,87 ( KW ) . Công suất tính toán của toàn phân xưởng : tt ttdl cs P P P= + = 546 + 21,87 = 567,87 ( KW ) . 2 2 2 2 567,87 409,5 tt tt tt S P Q= + = + = 700 ( KVA ) . 546 3. 3.0,38 dl dl P I U = = = 829,8 ( A ) . 21,87 3. 3.0,38 cs cs P I U = = = 33,2 ( A ) . 700 3. 3.0,38 tt tt S I U = = = 1063,7 ( A ) . II.2.3. PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ. Từ bảng 1-3 ta có: Công suất đặt : 400 ( KW ). Diện tích phân xưởng : 2430 2 m Tra bảng 1.3 trang 227 “ GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN ” ta được : nc K = 0,4 và cos 0,6 1,33tg ϕ ϕ = ⇒ = . Công suất tính toán động lực : GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 10 [...]... toán, thiết kế người ta thường chọn các cấp điện áp nhỏ hơn hoặc bằng 35 KV Ở VIỆT NAM hiện nay các đường dây trung thế đang được cải tạo, thay thế dần thành cấp điện áp thống nhất là 22 KV Đối với nhà máy chế tạo máy bay, để thuận lợi cho tính toán và phù hợp với thực tế ta chọn cấp điện áp truyền tải từ trạm biến áp khu vực về nhà máy là 22 KV, khoảng cách truyền tải là 10 Km I.2 CHỌN PHƯƠNG PHÁP CUNG. .. 340,3 TRANG 21 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 22 Trong đó : 1 : Là số trên mặt bằng và công suất tính toán của phân xưởng ( KVA ) 1909,5 GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 22 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 23 CHƯƠNG II THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CHO PHÂN XƯỞNG I THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY : Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất... khung máy bay Ta thấy trong nhà máy có 9 phân xưởng thì phân xưởng loại 1 và 2 chiếm đến 60 % vì vậy nhà máy được xếp vào hộ phụ tải loại 1 I.2.1 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY : Người ta thường sử dụng các phương pháp sau : GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 24 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 25 1 Sơ đồ dẫn sâu : Đường dây trung áp được đưa vào sâu trong nhà máy đến tận các máy. .. ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 33 GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 33 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 34 II THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ : II.1 CÁC KIỂU SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN : Phân xưởng sửa chữa cơ khí có diện tích 480 m 2 gồm 35 thiết bị chia làm 5 nhóm, công suất tính toán của cả phân xưởng 389,2 (KVA) trong đó có 7,2 (KW) dùng cho hệ thống. .. lợi hơn, tổn thất năng lượng trong mạng giảm, độ tin cậy cung cấp điện tăng GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 25 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 26 Nhược điểm : Vốn đầu tư cho mạng lớn Qua việc phân tích ưu, nhược điểm của các loại sơ đồ ta thấy nhà máy chế tạo máy bay là phụ tải loại 1, có khoảng cách giữa các phân xưởng trong nhà máy khá xa nhau, công suất của các phân xưởng không lớn... tế, kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau : 1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật 2 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện 3 Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành 4 An toàn cho người và thiết bị 5 Dễ dàng đáp ứng nhu cầu phát triển của phụ tải điện 6 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế I.1 LỰA CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI TỪ TRẠM ĐIỆN KHU VỰC VỀ... của phụ tải trong nhà máy, phụ thuộc vào tính chất quan trọng của phụ tải về mặt liên tục cung cấp điện và liên quan chặt chẽ đến phương án cung cấp điện trong nhà máy Trong thực tế có nhiều phương pháp để xác định dung lượng và số lượng máy biến áp trong trạm biến áp song người ta vẫn phải dựa vào những nguyên tắc chính sau để xác định : 1 Dung lượng của các máy biến áp trong một nhà máy nên dùng ít... biến áp B5 cấp điện cho 2 phân xưởng : bọc thân máy bay và lắp ráp khung máy bay có tổng công suất S = 707 ( KVA ) I.3.2 LƯA CHỌN DUNG LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP CHO CÁC CHẠM : Trạm biến áp B1 : Sử dụng 2 máy biến áp, mỗi máy phải thỏa mãn điều kiện : 2.SdmB ≥ Stt ⇒ SdmB ≥ Stt 1909,5 = = 954,75 ( KVA ) 2 2 Vậy ta chọn máy biến áp VIỆT NAM dung lượng 1000 (KVA) 22 / 0,4 KV do công ty ĐÔNG ANH chế tạo Có các... biến áp trung gian : Với loại sơ đồ này điện lấy từ hệ thống sẽ được đưa qua trạm biến áp trung gian được đặt ở trọng tâm hoặc gần trọng tâm của nhà máy và được biến đổi xuống cấp điện áp nhỏ hơn là 10KV hoặc 6KV để tiếp tục đưa đến các trạm biến áp phân xưởng Ưu điểm : Giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp của nhà máy Vận hành thuận lợi, độ tin cậy cung cấp điện được cải thiện Nhược điểm : Phải... cấp điện cho phân xưởng đúc kim loại màu có công suất tính toán S = 1525,8 ( KVA ) GVHD : ĐỖ THỊ HỒNG THẮM TRANG 28 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN : XÍ NGHIỆP NÔNG NGHIỆP TRANG 29 Trạm biến áp B3 cấp điện cho 2 phân xưởng : gia công thân động cơ và lắp ráp thử nghiệm động cơ, có tổng công suất S = 1340 ( KVA ) Trạm biến áp B4 cấp điện cho 3 phân xưởng : gia công các chi tiết của động cơ, dập khuôn vỏ máy bay và . môn CUNG CẤP ĐIỆN”. Nhóm chúng em : TRƯƠNG QUỐC BẢO và LÊ NHẬT BẰNG được giao thực hiện đồ án môn học cung cấp điện với đề tài : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CHẾ TẠO MÁY BAY. Trong. BAY. Trong nhà máy chế tạo máy bay có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng và phức tạp. Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và hiện đại , do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy. lượng điện áp thì điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng ± 2,5%. An toàn cung cấp điện : Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn cho người và thiết bị. Do đó sơ đồ cung cấp điện