Cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 1 Lời nói đầu Điện năng là một dạng năng lợng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu đợc trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nớc. Nh chúng ta đã xác định và thống kê đợc rằng khoảng 70% điện năng đợc sản xuất ra dùng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp. Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra đợc điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải điện cho hiệu quả, tin cậy. Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế quốc dân. Nhìn về phơng diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế của quốc gia phát triển liên tục và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới. Nếu ta nhìn về phơng diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là ngành tiêu thụ năng lợng nhiều nhất. Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện năng hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác một cách hiệu quả công suất của các nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả lợng điện năng đợc sản xuất ra. Một phơng 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 đợc chất lợng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa là phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tơng lai. Với đề tài: thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo Đã phần nào giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau này. Trong thời gian làm bài, với sự cố gắng của bản thân, đồng thời với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn hệ thống điện và đặc biệt đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy : Phan Đăng Khải em đã hoàn thành tốt bài tập dài của mình. Song do thời gian làm bài không nhiều, kiến thức còn hạn chế, nên bài làm của em không tránh khỏi những thiếu sót. Do vậy em kính mong nhận đợc sự góp ý, chỉ bảo của các thầy các cô để em có đợc những kinh nghiệm chuẩn bị cho công việc sau này. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Đăng Khải cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn. Hà Nội, Ngày 23/06/2006 Sinh Viên Đào Hải Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 2 mục lục Lời nói đầu Trang Chơng I. Giới thiệu chung về nhà máy I. Giới thiệu chung về nhà máy 3 II. Nội dung tính toán thiết kế 7 Chơng II. Xác định phụ tải tính toán I. Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sửa chữa cơ khí 8 1. Phân nhóm phụ tải của phân xởng sửa chữa cơ khí 8 2. Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị trong phân xởng 10 II. Xác định phụ tải tính toán cho nhà máy 16 1. Tính phụ tải tính toán của các phân xởng trong nhà máy 16 2. Phụ tải tính toán của toàn nhà máy 19 Chơng III. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy I. Nguồn điện 20 II / Biểu đồ phụ tải của toàn nhà máy 20 III / Các phơng án cung cấp điện cho các phân xởng 22 IV/ So sánh kỹ thuật và kinh tế cho các phơng án29 1. Phơng án I 29 2. Phơng án II34 3. Phơng án III 36 4. Phơng án IV.40 V. Thiết kế chi tiết cho phơng án đợc chọn 1. Chọn đờng đây từ hệ thống điện về TPPTT 42 2. Sơ dồ trạm phân phối trung tâm 43 3. Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện 43 4. Sơ đồ trạm biến áp phân xởng 47 Chơng IV. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng xửa chữa cơ khí I. Giới thiệu chung 49 II. Lựa chọn các phơng án cấp điện. III. Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối 3.1. Chọn cáp từ trạm biến áp phân xởng về tủ phân phối của phân xởng 50 3.2. Chọn tủ phân phối cho phân xởng 3.3. Lựa chọn MCCB cho tủ phân phối 3.4. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực IV. Tính toán ngắn mạch hạ áp52 V. Lựa chọn các thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của các phân xởng54 Chơng V. Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cos cho nhà máy I. Đặt vấn đề58 II. Xác định và phân phối dung lợng bù. 2.1. Xác định dung lợng bù 59 2.2. Phân phối dung lợng bù cho các trạm biến áp phân xởng59 Chơng VI. Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xởng Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 3 sửa chữa cơ khí I. Đặt vấn đề.61 II. Lựa chọn số lợng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung.63 III. Thiết kế mạng điện chiếu sáng 63 Tài liệu tham khảo 1. TL1-Thiết kế cấp điện, Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm- Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2. TL2-Cung cấp điện, Chủ biên Nguyễn Xuân Phú- Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật- 2005 3. Ngắn mạch và đứt dây trong hệ thống điện, TS.Phạm Văn Hoà- Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật-2004. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 4 Chơng I Giới thiệu chung về nhà máy I. Giới thiệu chung về nhà máy 1.1. Giới thiệu các quy trình công nghệ trong nhà máy Ngày nay với sự phát triển không ngừng của các nghành khoa học kỹ thuật vì vậy sự phát triển của nghành công nghiệp điện là vô cùng cần thiết và không thể thiếu đợc. Bất kì một quốc gia nào cũng có những tổ hợp, những khu công nghiệp, khu chế xuất mà ở đó có những nhà máy sản xuất nh : nhà máy dệt, nhà máy thép, nhà máy sản xuất ô tô, máy kéo . Các nhà máy này đòi hỏi cung cấp cho chúng một lợng điện năng rất lớn. Nhà máy sản xuất máy kéo là một nhà máy mà nó phục vụ cho các nghành khác của một quốc gia nh : giao thông vận tải,nông nghiệp.do vậy nó tơng đối quan trọng trong nền công nghiệp. Với một quy trình công nghệ chủ yếu là sản xuất, sửa chữa các chi tiết thiết bị, phụ tùng cho máy kéo. Do đó, việc cung cấp điện cho nhà máy phải phù hợp với với hệ thống điện khu vực và phát triển dựa theo quy luật chung của nền kinh tế. Quy trình công nghệ của nhà máy giữ một vị trí tơng đối quan trọng trong nền công nghiệp và nông nghiệp của một đất nớc. Chính vì điều này mà mức độ tin cậy cung cấp điện cho nhà máy cũng có một tầm quan trọng. Tuy nhiên khi ngừng cung cấp điện thì chỉ dẫn đến hiện tợng ngừng trệ sản xuất và lãng phí lao động và thiệt hại đến kinh tế và sản phẩm bị hỏng. Do đó nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại II và III. 1.2 Phụ tải của nhà máy Phụ tải của nhà máy có nhiều loại phụ tải khác nhau. Mỗi phụ tải có một đặc điểm riêng và các chỉ tiêu xác định điều kiện làm việc khác nhau , đòi hỏi khi cung cấp điện ta phải thoả mãn : * Công suất định mức và dải công suất của toàn nhà máy * Điện áp định mức và dải tần số Điện áp định mức của phụ tải toàn nhà máy phải phù hợp với điện áp của hệ thống điện và tơng tự tần số của các thiết bị điện trong nhà máy cũng phải phù hợp với tần số của hệ thống điện. + Điện áp 3 pha 127/220V ; 220/380V cung cấp cho đại bộ phận các thiết bị trong nhà máy với các tần số công nghiệp là 50 Hz. + Điện áp 110V ữ220V cung cấp cho hệ thống chiếu sáng gồm các bóng đèn 110V ữ220V với tần số công nghiệp 50 Hz. 1.3. Yêu cầu về cung cấp điện liên tục Hầu hết các phụ tải tiêu thụ điện trong nhà máy thuộc hộ loại II do đó tuy có tầm quan trọng tơng đối lớn nhng khi ngừng cung cấp điện nó chỉ dẫn đến thiệt hại về kinh tế do h hỏng sản phẩm, ngừng trệ sản xuất và lãng phí lao động Vì vậy nhà máy có thể chỉ cần cung cấp bằng một nguồn điện nhng cũng có thể là hai nguồn điện. Đồng thời cho phép ngừng cấp điện khi đóng nguồn dự trữ bằng tay. Trong nhà máy các hộ loại II chiếm 80% các phụ tải tiêu thụ. Đối với các hộ chiếu sáng, nhà kho, phòng làm việc, thiết kế trong nhà máy là các hộ tiêu thụ loại III do vậy mức độ tin cậy cung cấp điện thấp hơn nên cho phép mất điện trong khoảng thời gian một ngày đêm. Các hộ này đợc thiết kế một nguồn cung cấp và nó chiếm 20 % phụ tải của toàn nhà máy. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 5 1.4. Các thông số của nhà máy Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng nhà máy số 6. m ặt bằng â n xởng u ất đặt ả n lý và phòng thiết k ế ởng cơ khí số 1 Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 6 ởng cơ khí số 2 ởng luyện kim màu ởng luyện kim đen ởng sửa chữa cơ khí n h toán ởng rèn ởng nhiệt luyện n nén khí t liệu á ng phân xởng ệ n tích Bảng 1.1. Phụ tải của nhà máy u trên mặt ế t bị g u ất (kW) Bộ phận đúc đồng a kiểu đai b àn tay à i thô o an đứng o ngang c à i tròn vạn năng a y răng a y vạn năng n ren n ren n ren n ren n ren n ren Bộ phận lắp ráp o an đứng c ráp o an bàn cân bằng tĩnh tay c ó tăng nhiệt Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 7 o m nớc nóng m Natri Hidroxit à i thô Bộ phận hàn hơi n cắt liên hợp h àn à i phá rèn tay o an đứng n n h dấu Bộ phận sửa chữa điện m dung dịch kiềm m nớc nóng vật liệu cách điện tay ố n dây ố n dây m tẩm có tăng nhiệt o an bàn cân bằng tĩnh à i thô nghiệm thiết bị điện Bộ phận đúc đồng có tay đòn d ầu mỡ để luyện khuôn để nấu chảy babit để mạ thiếc đ ể đổ babit đúc đồng o an bàn n n các tấm mỏng à i phá n điểm A Buồng nạp điện Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 8 ạ p acquui t hiết bị u Selenmium Bảng 1.2. Các thiết bị điện của phân xởng sửa chữa cơ khí I. Nội dung tính toán thiết kế Giới thiệu chung về nhà máy. Xác định phụ tải tính toán. Thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy Thiết kế mạng hạ áp cho phân xởng sửa chữa cơ khí Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị Tính bù công suất phản kháng Thiết kế chiếu sáng. Chơng II n đợc các thiết bị điện : MBA, dây dẫn và các thiết bị i mới có thể tính đợc các tổn thất I * * * * * * * Xác định phụ tải tính toán Trong thiết kế cung cấp điện thì phụ tải tính toán là số liệu rất quan trọng. Vì nhờ có phụ tải tính toán ta mới có thể chọ đóng cắt cũng nh các thiết bị bảo vệ khác , đồng thờ :điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng và ta chọn đợc thiết bị bù. Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 9 Để xác định phụ tải tính toán một cách chính xác là rất khó khăn vì phụ tải điện phụ ị và chế độ vận hành cũng nh i tính toán phụ tải thực tế) khi đó sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết ị và không những thế có thể gây cháy nổ vì các thiết bị bảo vệ đã chọn không đảm bảo ợc yêu cầu tác động khi xảy ra sự cố. Nếu phụ tải tính toán P tt > P thực tế khi đó sẽ dẫn đến lãng phí cho đầu t vốn nhng hông mang lại hiệu quả gì về kinh tế cũng nh kỹ thuật. hà máy sản xuất máy kéo là một nhà máy lớn bao gồm nhiều phân xởng nhỏ cấu ành. Vì vậy để xác định đợc phụ tải tính toán của nhà máy ta phải đi xác định phụ tải nh toán cho các phân xởng sau đó ta mới xác định phụ tải tính toán cho toàn nhà máy. ể đa ra đợc một phơng pháp tính toán phù hợp ta cần phải lựa chọn dựa trên các hơng pháp tính toán đã có. . Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sửa chữa cơ khí rớc khi xác định phụ tải tính toán cho toàn phân xởng ta phân nhóm các phụ tải ra và / Phân nhóm phụ tải của phân xởng sửa chữa cơ khí Để phân nhóm phụ tải của phân xởng tốt ta cần phải tuân theo các nguyên tắc chung khi phân nhóm : c thiết ùng chế làm việc. + Các thiết bị trong nhóm nên ở gần nhau về vị trí + Tổng công suất của các nhóm trong phân xởng nên chênh lệch ít . Từ những nguyên tắc phân nhóm trên ta phân ra đợc phụ tải trong xởng sửa chữa cơ khí ra làm 6 nhóm nh Bảng 2.1. Phân nhóm thiết bị trong phân xởng thuộc vào các yếu tố nh : Công suất, số lợng các thiết b các quy trình công nghệ của thiết bị trong vận hành. Nếu ta xác định phụ tả không chính xác thì sẽ xảy ra một số trờng hợp sau : +Nếu phụ tải tính toán P tt < P thựctế ( b đ + k N th tí Đ p I T tính toán cho các nhóm đó. 1 + Cá bị trong nhóm nên có c độ trong bảng 2-1 u ất đặt định W ) ó m ế t bị điện trong nhóm g u trên mặt ố thiết bị a kiểu đai Nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang 10 b àn à i thô o an đứng o ngang c à i tròn vạn năng h eo nhóm a y răng a y vạn năng n ren n ren n ren n ren n ren n ren I ụ c h eo nhóm o an đứng o an bàn c ó tăng nhiệt o I I à i thô h eo nhóm n cắt liên hợp à i phá rèn o an đứng ổ ng theo nhóm m dung dịch kiềm m nớc nóng ố n dây ố n dây m tẩm có tăng nhiệt o an bàn à i thô V nghiệm TBĐ h eo nhóm d ầu mỡ để luyện khuôn [...]... mà còn tùy vào vị trí của các phân xởng trong nhà máy và thẩm mỹ quan của nhà máy mà ta đặt cho hợp lí Kết quả đặt các trạm biến áp đợc cho dới bảng sau: án m ặt Bảng 3.3 Vị trí đặt các trạm biến áp phân xởng trên thực tế 3/ Phơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng a Các phơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng: + Phơng án sử dụng sơ đồ dẫn sâu: Đa đờng dây trung áp 35 kV... (TBATG) Nguồn 35 kV từ hệ thống về qua TBATG đợc hạ xuống điện áp 10 kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng Nhờ vậy sẽ giảm đợc vốn đầu t cho mạng điện cao áp trong nhà máy cũng nh các TBA phân xởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp điện cũng đợc cải thiện Song phải đầu t xây dựng TBATG, gia tăng tổn thất cho mạng cao áp Nếu sử dụng phơng án này, vì nhà máy là hộ loại I nên TBATG... đầu t cho trạm biến áp và đờng dây; Imax-dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị; R-điện trở của thiết bị; thời gian tổn thất công suất lớn nhất; c- giá tiền 1kWh tổn thất điện năng, c = 1000 đ/kWh 1 Phơng án I Phơng án sử dụng TBATG nhận điện 35kV từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng Các trạm biến áp đều hạ từ điện áp 10kV xuống 0,4kV để cung cấp cho các... xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng Các trạm biến áp đều hạ từ điện áp 10kV xuống 0,4kV để cung cấp cho các phân xởng a Chọn máy biến áp phân xởng và xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp Hình 4.2 Sơ đồ đi dây cao áp phơng án II */ Chọn máy biến áp phân xởng Trên cơ sở chọn đợc sông suất MBA ở phần trên ta có kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân... xởng Trong các nhà máy thờng sử dụng các kiểu trạm biến áp phân xởng: + Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xởng có thể dùng loại liền kề có một tờng của trạm chung với tờng của phân xởng nhờ vậy tiết kiệm đợc vốn xây dựng và ít ảnh hởng đến công trình khác +Trạm lồng cũng đợc sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ một phân xởng vì có chi phí đầu t thấp, vận hành, bảo quản thuận... vậy ta chọn phơng pháp tính theo số thiết bị hiệu quả bởi vì phơng pháp này cho kết quả tơng đối chính xác 2.2/ Nội dung chi tiết của phơng pháp hệ số kmax và công suất trung bình Ptb để tính phụ tải tính toán cho phân xởng cho phân xởng sửa chữa cơ khí Từ công thức (2-6) : Ptt = kmax ksd.Pđm Trong trờng hợp này khi tính toán cho một nhóm thiết bị thì khi đó công thức (2-6) sẽ nh sau : n Ptt = k max... */ Các phơng án cung cấp điện cho nhà máy : 1.Phơng án về các trạm biến áp phân xởng: Các trạm biến áp đợc lựa chọn trên các nguyên tắc sau: + Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải ; thuận tiện cho việc vận chuyển , lắp đặt , vận hành , sữa chữa máy biến áp ; an toàn và kinh tế + Số lợng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp đợc lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện... cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làm việc của phụ tải Trong mọi trờng hợp trạm biến áp đặt 1 máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp không cao Các trạm biến áp cung cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt 2 máy biến áp , hộ loại III có thể chỉ đặt 1 máy biến áp + Dung lợng các máy biến áp đợc chọn theo điều kiện: n.khc.Sđm Stt và kiểm... kVA b.2 Trạm biến áp B2: Cấp điện cho phụ tải của phân xởng cơ khí số 1 Giống nh phơng án 1, S = 1250 kVA b.3 Trạm biến áp B3: Cấp điện cho phụ tải của phân xởng luyện kim màu và phân xởng sửa chữa cơ khí Giống nh phơng án 1, S = 1000 kVA b.4 Trạm biến áp B4: Cấp điện cho phụ tải của phân xởng luyện kim đen Giống nh phơng án 1, S = 1250 kVA b.5 Trạm biến áp B5: Cấp điện cho phụ tải của phân xởng rèn,... Z =(avh + atc).K + c A =(0,1+ 0,2) 8614,34.106 + 1000 1,47.106 =4054,302.106 đ 3 Phơng án III Phơng án sử dụng TPPTT nhận điện 35kV từ hệ thống về, cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng Các trạm biến áp đều hạ từ điện áp 35kV xuống 0,4 kV để cung cấp cho các phân xởng a Chọn máy biến áp phân xởng và xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp Trang 36 . công nghiệp. Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra đợc điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải điện cho hiệu quả, tin cậy. Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp. phơng 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. chất lợng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa là phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tơng lai. Với đề tài: thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo Đã phần