241426

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, điện lực luôn giữ vai trò vô cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.Ngày nay điện năng trở thành năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế.Mỗi khi có một nhà máy mới ,một khu công nghiệp mới, một khu dân cư mới được xây dựng thì ở đó nhu cầu về hệ thống cung cấp điện nảy sinh. Trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước,mà đi đầu là công nghiệp ,nền công nghiệp nước ta đang có được nhữnh thành tựu đáng kể: các xí nghiệp công nghiệp ,các nhà máy với những dây truyền sản xuất hiện đại đã và đang được đưa vào hoạt động .Gắn liền với những công trình đó,để đảm bảo sự hoạt động liên tục ,tin cậy và an toàn thì cần phải có một hệ thống cung cấp điện tốt. Đối với sinh viên khoa điện,nhữnh kỹ sư tương lai sẽ trực tiếp tham gia thiết kế các hệ thống cung cấp điện như vậy ,cho nên ngay từ khi còn là sinh viên thì việc được làm đồ án cung cấp điện là sự tập dượt ,vận dụng những lý thuyết đã học vào thiết kế hệ thống cung cấp điện như một cách làm quen với công việc mà sau này ra công tác sẽ phải thực hiện.Đồ án cung cấp điện là một bài tập thiết thực nó gần với nhữnh ứng dụng thực tế cuộc sống hàng ngày,tuy khối lượng tính toán là rất lớn song lại thu hút được sự nhiệt tình ,say mê của sinh viên. Trong thời gian làm đồ án vừa qua,với sự say mê cố gắng ,nỗ lực trong công việc của bản thân cùng với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện ,đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy Đặng Quốc Thống ,em đã hoàn thành đồ án môn học của mình.Từ đồ án này mà em biết cách vận dụng lý thuyết vào trong tính toán thực tế và càng hiểu sâu lý thuyết hơn.Tuy đã cố gắng ,say mê với đồ án ,đã bỏ nhiều công sức cho bài tập thực tế này nhưng do kiến thức còn hạn chế ,chắc khó tránh khỏi có nhiều khiểm khuyết .Em mong nhận được sự nhận xét và chỉ bảo của các thầy cô giáo để em được rút kinh nghiệm nhằm hoàn thiện tốt hơn bản đồ án này và các đồ án khác. Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Đặng Quốc Thống cùng các thầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án môn học này. Hà nội ,ngày 5 tháng 12 năm 2005 Sinh viên Nguyễn Hữu Hoà - 1 -Nguyênx Xuân Quang- TĐH2 – K47- ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ MÔN HỌC: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Đặng Quốc Thống. Họ và tên sinh viên thực hiện : Nguyễn Xuân Quang Lớp : TĐH2-K47 Nhóm : Đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sửa chữa máy bay I ) Số liệu ban đầu: 1. Mặt bằng nhà máy 2. Mặt bằng phân xưởng 3. Nguồn điện : Tự chọn II) Nội dung thiết kế: 1) Xác định phụ tải tính toán 2) Thiết kế mạng cao áp nhà máy 3) Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng 4) Bù công suất phản kháng nâng cao cosϕ III) Bản vẽ: 2 bản vẽ A o 1) Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp nhà máy 2) Sơ đồ nguyên lý mạng hạ áp phân xưởng Ngày giao đề : Ngày hoàn thành: CHỦ NHIỆM BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) - 2 -Nguyênx Xuân Quang- TĐH2 – K47- ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Sơ đồ phụ tải điện nhà máy chế tạo máy bay. Phụ tải của nhà máy Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) 1 Phân xưởng đúc kim loại đen 2500 2 Phân xưởng đúc kim loại màu 1700 3 Phân xưởng gia công thân động cơ 1220 4 Phân xưởng gia công các chi tiết của động cơ 950 5 Phân xưởng lắp ráp và thử nghiệm động cơ 1100 6 Phân xưởng dập khuôn vỏ máy bay 1000 7 Phân xưởng bọc thân máy bay 750 8 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 9 Phân xưởng lắp ráp khung máy bay 400 10 Phân xưởng lắp ráp máy bay 600 11 Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo diện tích - 3 -Nguyênx Xuân Quang- TĐH2 – K47- ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN MỤC LỤC Trang Lời nói đầu………………………………………………………………………… Chương I Giới thiệu chung về nhà máy và nội dung tính toán thiết kế………… 3 1.1 Giới thiệu chung về nhà máy…………………………… 3 1.2 Đặc điểm công nghệ và phụ tải………………………… .3 1.3 Nội dung tính toán thiết kế………………………………………… .4 Chương II Xác đinh phụ tải tính toán của các phân xưởng và của toàn nhà máy …………………………………………… .6 2.1 Đặt vấn đề……………………………………………………………6 2.2 Xác đinh phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí……… 9 2.3 Xác định dòng điện đỉnh nhọn của các nhóm phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí………………………… 14 2.4 Phụ tải tính toán của các phân xưởng khác…………………………15 2.5 xác đinh phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp……………………….18 2.6 Tính toán phụ tải điện có xét đến khả năng mở rộng quy mô của nhà máy trong 10 năm tới…………………………… .19 2.7 Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải……………… 19 Chương III Thiết kế mạng điện cao áp của xí nghiệp……………………………22 3.1 Đặt vấn đề………………………………………………………… 22 3.2 Vạch các phương án cung cấp điện…………………………… .22 3.3 Tính toán kinh tế - kỹ thuật lựa chọn phương án mạng điện cao áp hợp lý……………………………………… 31 3.4 Thiết kế cung cấp điện cho phương án được chọn………………….56 Chương IV Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí…………70 4.1 Đặt vấn đề………………………………………………………… 70 4.2 lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối………………………… .70 4.3 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng SCCK……… 72 4.4 Lựa chọn thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xưởng………………………………………………… 75 Chương V Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cho nhà máy………………………………………………………….81 5.1.Đặt vấn đề………………………………………………………… .81 5.2.Chọn thiết bị bù…………………………………………………… 82 5.3.Xác định và phân bố dung lượng bù……………………………… .82 Chương VI Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng SCCK……… .87 6.1 Đặt vấn đề……………………………………………………… 87 6.2 Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung.87 6.3 Thiết kế mạng điện của hệ thống chiếu sáng chung…………………89 Tài liệu tham khảo ……………………………………………………………….93 - 4 -Nguyênx Xuân Quang- TĐH2 – K47- ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CHẾ TẠO MÁY BAY I .LOẠI NGÀNH NGHỀ- QUI MÔ VÀ NĂNG LỰC CỦA NHÀ MÁY: 1. Loại ngành nghề Công nghiệp chế tạo máy nói chung và nhà máy chế tạo máy bay nói riêng là một ngành sản xuất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân của nước ta, có nhiệm vụ cung cấp các loại máy bay , động cơ máy bay phục vụ cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu . Trong nhà máy sản xuất máy bay có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng, phong phú 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. 2. Qui mô, năng lực của nhà máy: Nhà máy có tổng diện tích mặt bằng là 28 000 m 2 trong đó có 10 phân xưởng , các phân xưởng này được xây dựng tương đối liền nhau với tổng công suất dự kiến là 12 MW - Dự kiến trong tương lai nhà máy sẽ xây dựng, mở rộng thêm một số phân xưởng và lắp đặt, thay thế các thiết bị, máy móc tiên tiến hơn để sản xuất ra nhiều sản phẩm chất lượng cao đáp ứng theo nhu cầu trong và ngoài nước. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải bảo đảm sự gia tăng phụ tải trong tương lai . Về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phương pháp cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm nhà máy vẫn không khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí . II.GIỚI THIỆU CÁC QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY - 5 -Nguyênx Xuân Quang- TĐH2 – K47- ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN 1.Qui trình công nghệ chi tiết : a. Tóm tắt qui trình công nghệ : Bảng 1-1 Công suất đặt và diện tích các phân xưởng của nhà máy - 6 -Nguyênx Xuân Quang- TĐH2 – K47- PXĐúc kim loại màu PXGia công các chi tiết động cơ PXLắp ráp khung máy bay PX . Lắp ráp &thử nghiệm động cơ PXBạc thân máy bay PXGia công thân động cơ PX. Đúc kim loại đen PXDập khuôn máy bay PX sửa chữa cơ khí PXLắp ráp máy bay ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Số thứ tự Tên phân xưởng Diện tích (m 2 ) Công suất đặt (KW) 1 PX . Đúc kim loại đen 1750 2500 2 PX . Đúc kim loại màu 2100 1700 3 PX . Gia công thân động cơ 1800 1220 4 PX . Gia công các chi tiết của động cơ 2250 950 5 PX . Lắp ráp & thử nghiệm động cơ 1950 1100 6 PX . Dập khuôn máy bay 2000 1000 7 PX . Bạc thân máy bay 4000 750 8 P PX . Sửa chữa cơ khí 1300 Theo tính toán 9 PX . Lắp ráp khung máy bay 3900 400 10 PX . Lắp ráp máy bay 7000 600 b. Chức năng của các khối trong qui trình sản xuất * Các xưởng đúc kim loại : có nhiệm vụ gia công các sản phẩm thô , hình thành các chi tiết trên máy bay . * PX . Gia công thân động cơ : có nhiệm vụ gia công phần vỏ động cơ ,như ống kéo dài , thân vỏ tuốc bin . * PX . Gia công các chi tiết động cơ : có nhiệm vụ gia công các chi tiết trên động cơ như các tầng nén tua bin , các miệng phun nhiên liệu . * PX . Lắp ráp & thử nghiệm động cơ : có nhiệm vụ lắp ráp các chi tiết trên động cơ vào thân động cơ , ghép nối các phần thân với nhau , sau đó được thử nghiệm kiểm tra qua một số máy chuyên dụng . - 7 -Nguyênx Xuân Quang- TĐH2 – K47- ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN * PX. Dập khuôn và máy bay : có nhiệm vụ gia công phần vỏ máy bay , các chi tiết trên máy bay . *PX . Bạc thân máy bay : có nhiệm vụ rà bóng và sơn máy bay . *PX . Lắp ráp khung máy bay : có nhiệm vụ lắp ráp các chi tiết ghắn trong máy bay như các thùng dầu , các khối chi tiết . lắp ráp vỏ máy bay . *PX . Lắp ráp máy bay : có nhiệm vụ lắp động cơ lên máy bay , lắp buồng lái , lắp máy phát . thông điện kiểm tra . 2. Mức độ tin cậy cung cấp điện đòi hỏi từ qui trình công nghệ: - Để cho quá trình sản xuất của nhà máy đảm bảo tốt thì việc cung cấp điện cho nhà máy và cho các bộ phận quan trọng trong nhà máy như các phân xưởng đúc , phân xưởng lắp ráp & thử nghiệm động cơ . phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cao. - Theo qui trình công nghệ sản xuất của nhà máy thì việc ngừng cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng, số lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế. Vì vậy theo " Qui phạm trang bị điện " thì nhà máy được xếp vào phụ tải loại I III. GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TOÀN NHÀ MÁY. 1. Các đặc điểm của phụ tải điện. - Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp 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 dải từ 1 đến hàng chục Kw và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp f=50Hz. - Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn . Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz . Độ lệch điện áp trong mạng chiếu sáng ∆U cp %=2,5 % . - 8 -Nguyênx Xuân Quang- TĐH2 – K47- ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN 2 . Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy. Tên phân xưởng phân loại hộ phụ tải PX .Đúc kim loại đen I PX . Đúc kim loại màu I PX. Gia công thân động cơ I PX . Gia công các chi tiết động cơ I PX . Lắp ráp & thử nghiệm động cơ III PX . Dập khuôn máy bay II PX . Bạc thân máy bay II PX . Sửa chữa cơ khí III PX . Lắp ráp khung máy bay III PX . Lắp ráp máy bay III - Căn cứ theo qui trình công nghệ sản xuất của nhà máy và đặc điểm của các thiết bị, máy móc trong các phân xưởng ta thấy tỷ lệ phần trăm phụ tải loại 1 lớn hơn phụ tải loại 3, do đó nhà máy được đánh giá là hộ phụ tải loại 1 và việc cung cấp điện yêu cầu phải được đảm bảo liên tục. 4. Phạm vi đề tài. - Đây là loại đề tài thiết kế tốt nghiệp nhưng do thời gian có hạn nên việc tính toán chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lượng lớn đòi hỏi thời - 9 -Nguyênx Xuân Quang- TĐH2 – K47- ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN gian dài ,do đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan trọng của công trình. - Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập : + Thiết kế mạng điện phân xưởng. + Thiết kế mạng điện nhà máy. + Tính toán bù công suất phản kháng cho mạng điện nhà máy. + Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng. + Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sữa chữa cơ khí. - 10 -Nguyênx Xuân Quang- TĐH2 – K47-