Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy bay

Trang 1

Chơng 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 làmột ngành sản xuất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân của nớc ta, có nhiệm vụcung cấp các loại máy bay , động cơ máy bay phục vụ cho nhu cầu trong nớc vàxuất khẩu

Trong nhà máy sản xuất máy bay có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đadạng, phong phú và phức tạp Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao vàhiện đại do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lợng và độtin cậy cao

2 Qui mô, năng lực của nhà máy

- Nhà máy có diện tích mặt bằng khá rộng trong đó có 10 phân xởng , cácphân xởng này đợc xây dựng tơng đối liền nhau

- Dự kiến trong tơng lai nhà máy sẽ xây dựng, mở rộng thêm một số phân ởng và lắp đặt, thay thế các thiết bị, máy móc tiên tiến hơn để sản xuất ra nhiều sảnphẩm chất lợng cao đáp ứng theo nhu cầu trong và ngoài nớc

- Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải bảo đảm sự gia tăngphụ tải trong tơng lai Về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phơng pháp cấp điệnsao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá d thừadung lợng mà sau nhiều năm nhà máy vẫn không khai thác hết dung lợng công suất

dự trữ dẫn đến lãng phí

Trang 2

II.Giới thiệu các qui trình công nghệ của nhà máy

1 Qui trình công nghệ chi tiết

8 P PX Sửa chữa cơ khí 1300 Theo tính toán

Chức năng của các khối trong qui trình sản xuất

* Các xởng 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 ,nh

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 nh 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 đợc thửnghiệm kiểm tra qua một số máy chuyên dụng

* PX Dập khuôn và máy bay : có nhiệm vụ gia công phần vỏ máy bay , các

Trang 3

*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 nh 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 điệncho nhà máy và cho các bộ phận quan trọng trong nhà máy nh các phân xởng đúc ,phân xởng lắp ráp & thử nghiệm động cơ phải đảm bảo chất lợng điện năng và độtin cậy cao

- Theo qui trình công nghệ sản xuất của nhà máy thì việc ngừng cấp điện sẽ

ảnh hởng đến chất lợng, số lợng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế Vì vậy theo "Qui phạm trang bị điện " thì nhà máy đợc 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 thờng 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 hàngchục Kw và đợc cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp f=50Hz

- Phụ tải chiếu sáng thờng là phụ tải một pha, công suất không lớn Phụ tảichiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thờng dùng dòng điện xoay chiều tần sốf=50Hz Độ lệch điện áp trong mạng chiếu sáng Ucp %=2,5 %

Trang 4

2 Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy

Bảng 1-2

4 PX Gia công các chi tiết động cơ I

5 PX Lắp ráp & thử nghiệm động cơ 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 xởng ta thấy tỷ lệ phần trăm phụ tải loại 1 lớn hơnphụ tải loại 3, do đó nhà máy đợc đánh giá là hộ phụ tải loại 1 và việc cung cấp

điện yêu cầu phải đợc đảm bảo liên tục

IV Phạm vi đề tài

- Đây là loại đề tài thiết kế tốt nghiệp nhng do thời gian có hạn nên việc tínhtoán chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lợng lớn đòi hỏi thời giandài ,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 xởng

+ 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 xởng

+ Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sữa chữa cơ khí

Trang 5

chơng II xác định phụ tải tính toán các phân xởng

và toàn nhà máy.

I Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sữa chữa cơ khí.

I.1- Phân loại và phân nhóm phụ tải điện trong phân xởng sữa chữa cơ khí

- Các thiết bị điện đều làm việc ở chế độ dài hạn

- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau :

+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc

+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau tránh trồng chéo và giảm chiều dàidây dẫn hạ áp

+ Công suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênh lệch giữacác nhóm nhằm giảm chủng loại tủ động lực

+ Số lợng thiết bị trong nhóm nên có một giới hạn

- Căn cứ vào vị trí , công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng xởng

ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) nh sau :

+ Nhóm 1 : 1; 3;5;6;7;8;12;13;14+ Nhóm 2 : 9;10;11;15;16;17;18+ Nhóm 3: 19; 22;26;27;30;31;33;34;38+ Nhóm 4: 41;42;46;47;48;49;50;52;53;69+ Nhóm 5 : 55;56;57;58;60;62;64;65;66

- Bảng công suất đặt tổng của các nhóm:

Bảng 2-1

Công suất tổng (kW) 46,65 49,65 26,1 24,95 40,65

Trang 6

Bảng 2-2: Bảng phân nhóm thiết bị điện của phân xởng sửa chữa cơ khí

trên mặt bằng Số lợng

Công suất

đặt (kW)

Trang 7

28 Máy cuộn dây 46 1 1,2

Trong phân xởng sửa chữa cơ khí có hai thiết bị là Máy hàn điểm và Cẩu trục

là làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, ta phải quy đổi về chế độ dài hạn

Pqđ = Pđm Kd

Kđ% : hệ số đóng điện phần trăm.Lấy Kđ = 25% Từ đó ta có:

PMấyhànđiểm = 25 0,25= 12,5 (kW)

PCâutrục = 24,2 0,25= 12,1 (kW)

Trang 8

I.2 - Giới thiệu các phơng pháp tính phụ tải tính toán:

a- Khái niệm về phụ tải tính toán

Phụ tải tính toán là phụ tải không có thực, nó cần thiết cho việc chọn cáctrang thiết bị CCĐ trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống CCĐ Trong thực tếvận hành ở chế độ dài hạn ngời ta muốn rằng phụ tải thực tế không gây ra nhữngphát nóng các trang thiết bị CCĐ ( dây dẫn, máy biến áp, thiết bị đóng cắt v.v ),ngoài ra ở các chế độ ngắn hạn thì nó không đợc gây tác động cho các thiết bị bảo

vệ ( ví dụ ở các chế độ khởi động của các phụ tải thì cầu chì hoặc các thiết bị bảo

vệ khác không đợc cắt) Nh vậy phụ tải tính toán thực chất là phụ tải giả thiết tơng

đơng với phụ tải thực tế về một vài phơng diện nào đó Trong thực tế thiết kế ngời

ta thờng quan tâm đến hai yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra đó là phát nóng và vì vậytồn tại hai loại phụ tải tính toán cần phải đợc xác định: Phụ tải tính toán theo điềukiện phát nóng và phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất

- Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng: Là phụ tải giả thiết lâu dài, không

đổi tơng đơng với phụ tải thực tế, biến thiên về hiệu quả nhiệt lớn nhất

b- Các ph ơng pháp xác định phụ tải tính toán

1 Ph ơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

- Pđi , Pđmi: Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i (kW)

- Ptt , Qtt , Stt : Công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhómthiết bị (kW, kVAR, kVA)

Trang 9

Phơng pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có u điểm là đơn giản,thuận tiện Nhợc điểm chủ yếu của phơng pháp này là kém chính xác Bởi vì hệ sốnhu cầu Knc tra đợc trong sổ tay là một số liệu cố định cho trớc, không phụ thuộc

vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy.:

2 Ph ơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên 1 đơn vị diện tíchsản xuất:

Công thức tính: Ptt= Po F (2-5)

Trong đó : Po : Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (W/m2)

F : Diện tích sản xuất (m2)

Giá trị Po tra đợc trong các sổ tay

Phơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đềutrên diện tích sản xuất, nên nó thờng đợc dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết

Ptb Công suất trung bình của phụ tải trong các mạng tải lớn nhất

Pđm Công suất định mức của phụ tải

ksd Hệ số sử dụng công suất của phụ tải

kmax Hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình hoá

T =30 phút

Phơng pháp này thờng đợc dùng để tính toán phụ tải tính toán cho một nhómthiết bị ,cho các tủ động lực cho toàn bộ phân xởng Nó cho một kết quả khá chínhxácnhng lại đòi hỏi một lợng thông tin khá đầy đủ về các loại phụ tải nh : chế độlàm việccủa từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải , số lợng thiết bị trongnhóm

Trang 10

4 Ph ơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch khỏitrung bình:

tb : Độ lệch của đồ thị nhóm phụ tải

Phơng pháp này thờng đợc dùng để tính toán phụ tải cho các thiết bị củaphân xởng hoặc của toàn bộ nhà máy Tuy nhiên phơng pháp này ít đợc dùng trongtính toán thiết kế mớivì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợpvới hệ thống đang vận hành

5 Ph ơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hìnhdáng:

Công thức tính :

Ptt = khd Ptb (2- 8)

Qtt = khdq Qtb hoặc Qtt =Ptt tg  (2- 9)Trong đó :

khd ,khdq : Hệ sô hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay

Ptb ,Qtb: phụ tải tác dụng và phản kháng trung bình

Phơng này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh cái từ phân phốiphân xởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biên áp phân xởng Phơng pháp này ít đợcdùng trong tính toán thiết kế mới vì nó yêu cầu có đồ thị của nhóm phụ tải

6 Ph ơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn

vị sản phẩm và tổng sản l ợng :

Công thức tính:

T

a M

tb

.

 (2-10)Trong đó :

ao -Suất chi phí điện cho một đơn vị sản phẩm (kWh/1đv)

M – Tổng sản phẩm sản xuất ra trong khoảng thời gian khảo sát (1 ca,1năm)

Ptb - Phụ tải trung bình của nhà máy

kmax - Hệ số cực đại công suất tác dụng

T – Thời gian khảo sát

Phơng pháp này thờng chỉ đợc sử dụng để ớc tính , sơ bộ xác định phụ tải trongcông tác quy hoạch hoặc dùng để quy hoạch nguồn cho xí nghiệp

7 Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị :

(2-7)

tb tb

P     

Trang 11

Theo phơng pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khithiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm đanglàm việc bình thờng và đợc tính theo công thức sau:

Iđn= Ikđ(max) + (Itt - ksd.Idm(max)) (2-12)

Trong đó:

Ikd(max)- Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhấttrong nhóm máy

Itt - Dòng điện tính toán của nhóm máy

Idm(max) - Dòng định mức của thiết bị đang khởi động

ksd - Hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

I.3 - Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị của phân xởng sửa chữa cơ khí :

a- Giới thiệu phơng pháp sử dụng :

Với phân xởng sửa chữa cơ khí đề thiết kế đã cho các thông tin khá chi tiết về

phụ tải vì vậy để có kết quả chính xác ta chọn phơng pháp tính toán là :Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ cực đại Dới đây là nội dung cơ

bản của phơng pháp :

Ptt = kmax ksd (2-13)

Trong đó :

n: Số thiết bị điện trong nhóm

Pđmi : Công suất thiết bị thứ i trong nhóm

kmax : Hệ số cực đại Đợc tra trong sổ tay theo quan hệ :

kmax= f(khq ; ksd)

Trong đó:

nhq : Số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùngcông suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toáncủa nhómphụ tải thực tế ( gồm các thiết bị có chế độ làm việc và công suất khác nhau)

n

i dmi hq

P

P n

1 2

1

Trang 12

Pđm max : Công suất định mức của thiết bị lớn nhất trong nhóm

Pđm min : Công suất định mức của thiết bị nhỏ nhất trong nhóm

ksd : Hệ số sử dụng công suất trung bình của nhóm máy

Trong đó :

Pđmi – Công suất định mức của phụ tải thứ i trong nhóm máy

ksdi – Hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải thứ i trong nhóm

n i

sdi dmi

dm

tb sd

k

1 1

max 1 2

dm

n

i dmi hq

1

% 5

n n n

S S

hq

n i dmi n

Trang 13

Nếu khi tính ra nhq  n thì lấy nhq =n

*Tr ờng hợp 4 :

Khi m 3 và ksd 0,2 thì số nhq đợc xác định theo trình tự sau ;

+ Tính n1 – số thiết bị có công suất  0,5 Pđmmax

+ Tính P1 – Tổng công suất của n1 thiết bị kể trên

Kd % – Hệ số đóng điện tơng đối phần trăm

Cũng cần đổi công suất về 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha

+ Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha :

Pqđ = 3Pđmphamax+ Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây :

Pqđ = 3 PđmChú ý : Khi số hộ tiêu thụ hiệu quả nhq 4 thì có thể dùng phơng pháp đơngiản sau để xác định phụ tải tính toán :

1 Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn lấy bằngcông suất danh định của các thiết bị đó tức là :

n – số hộ thực tế tiêu thụ trong nhóm

2 Khi số hộ tiêu thụ (số thiết bị ) trong nhóm  3 nhng số thiết bị tiêu thụhiệu quả  4 thì có thể xác định phụ tải tính toán theo công thức :

dm

p

p p n

1

k

(2-19)

(2-20)(2-18)(2.17)

Trang 14

(2-21)

kti - Hệ số phụ tải Nếu không biết chính xác lấy nh sau :

kt = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

kt =0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

b- Tính phụ tải tính toán cho nhóm 1 :

stt Tên thiết bị Kí hiệu trên

mặt bằng Số lợng

Công suất đặt (kW)

Công suất của thiết bị có công suất lớn nhất : Pđmmax = 14kW

- Tra bảng PLI-1 thiết kế cấp điện ta có :

ksd= 0,16Cos = 0,6 => tg = 1,33

Trang 15

Trong đó: P1: tổng công suất định mức của n1 thiết bị

Pđmi: công suất định mức của n1 thiết bị

*Từ ksd = 0,16 và nhq = 6 tra bảng [ PL.1.5 Cung cấp điện ] ta đợc kmax = 2,64

- Tính phụ tải tính toán của nhóm I:

9 ax

1 ttI ttI

Q =P tg =19,705.1,33=26,21(kVAr)

19,705 +26,21 =32,789(kVA)32,789

c- Tính phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại (2-3-4-5):

Bằng phơng pháp và cách tính giống nh với nhóm I ta đợc các kết quả ghitrong bảng 2-3

+ Ngoài các công thức giống nh trên còn sử dụng công thức sau để tính Cos tb:

P P

1

1 tb

Cos

* Cos



Trang 17

Tên nhóm và thiết bị lợng Số hiệu Kí

Công suất

n hq

Hệ số cực đại

Trang 18

BÓ ng©m níc nãng 1 42 3 7,60

Trang 19

I-4 - Tính phụ tải tính toán cho toàn bộ phân xởng sửa chữa cơ khí

a/ Phụ tải tính toán động lực của toàn phân xởng

P

1

*

Trong đó : Pttdl : là công suất tác dụng tính toán động lực của phân xởng

kđt : Là hệ số đồng thời đạt giá trị max công suất tác dụng

Pttnhi : Là công suất tác dụng tính toán nhóm thứ i

b/ Tính phụ tải chiếu sáng cho toàn bộ phân xởng:

Phụ tải chiếu sáng đợc tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tíchtheo công thức sau :

Pcs =P0 F (2-23) Trong đó :Pcs: Là công suất chiếu sáng (kW)

P0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m2)

Trang 20

c/ Phụ tải tính toán của toàn bộ phân xởng sữa chữa cơ khí:

d/ Tính toán phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị và phân xởng

Phụ tải đỉnh nhọn của thiết bị xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất

mở máy, còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thờng và đợc tínhtheo công thức :

Itt là dòng điện tính toán của nhóm máy

Iđm(max) là dòng điện định mức của thiết bị đang khởi động

kmm : là hệ số mở máy của động cơ (kmm=57)

ksd – hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động (ksd=0,16)

+.Tính toán cho nhóm máy 1 :

Trong nhóm này thì có máy tiện ren với công suất lớn nhất là 14 kw - cos =

(2-24)(2-25)(2-26)

90,95

131,54131,54

199,85 0,38 3

ttpx dt tt nhi csi

i n

dt ttpx tt nhi

Trang 21

Đối với các phân xởng còn lại của nhà máy ta chỉ biết đợc công suất đặt tổng

và diện tích của toàn phân xởng, vì vậy để đơn giản, sơ bộ ta dùng phơng pháptính toán theo hệ số nhu cầu Nội dung chủ yếu của phơng pháp này đã đợc trìnhbày ở mục 1-2 chơng này

II-2 Tính phụ tải động lực và chiếu sáng cho các phân xởng.

a- Tính chi tiết cho toàn phân x ởng đúc kim loại đen

Công thức tính toán : Ptt=knc Pđmi

Qtt=Ptt tg

Trong đó:

Pđm : là tổng công suất đặt của phân xởng

knc : là hệ số nhu cầu của phân xởng

tg :Tơng ứng với cos của phân xởng

+ Theo phụ lục 1-3 thiết kế cấp điện ta có :

Trang 22

b- Bảng kết quả tính phụ tải động lực cho toàn bộ các phân x ởng

PX,Lắp ráp khung máy bay 400 0,4 0,6 1,33 160 212,8 266,7PX,Lắp ráp máy bay 600 0,4 0,6 1,33 240 319,2 400

II-3 Tính phụ tải chiếu sáng cho các phân xởng

a Tính phụ tải chiếu sáng cho phân x ởng đúc kim loại đen

Công thức tính toán:

Pcspx = p0 F

Trong đó :

Pcspx - Công suất chiếu sáng của phân xởng ( kW)

p0 - Công suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích ( W/m)

po(w/m2) Pcspx

(kW)

PX.Gia công các chi tiết của động

Trang 23

III Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy:

Phụ tải tính toán của nhà máy theo kết quả tính từ phụ tải

ttnm tt tt

ttnm ttnm

dm ttnm ttnm

S U P S

9369,56( ) 3.0,38

4428,11

6166,85

TTnm TTnm TTnm

ttnm

nm

kW kVAr

kVA

P Q S

IV Bản đồ phụ tải của các phân xởng và nhà máy:

IV 1 Biểu đồ phụ tải của các phân xởng

a- ý nghĩa của biểu đồ phụ tải trong thiết kế cung cấp điện:

Biểu đồ phụ tải là một cách biểu diễn về độ lớn của phụ tải trên mặt bằngnhà máy, nó cho biết sự phân bố của phụ tải trên mặt bằng( tức mật độ phụ tải các

vị trí khác nhau trên mặt bằng) Điều này cho phép ngời thiết kế chọn đợc vị trí đặtcác trạm BA, trạm phân phối Khi biết rõ sự phân bố của phụ tải trên mặt bằng còngiúp cho ngời thiết kế chọn đợc kiểu sơ đồ CCĐ thích hợp nhằm giảm đợc tổn thất

và đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế tối u

Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phânxởng theo một tỷ lệ lựa chọn

b- Tính bán kính vòng tròn phụ tải cho các phân xởng :

(2-30)(2-31)(2-32)(2-33)(2-34)

Trang 24

Mỗi phân xởng có một biểu đồ phụ tải Tâm đờng tròn biểu đồ phụ tải đợc

đặt tại trọng tâm của phụ tải phân xỏng , tính gần đúng ta có thể coi nh phụ tải củaphân xởng đợc phân bố đồng đều theo diện tích phân xởng Vì vậy trọng tâm củaphụ tải phân xởng đợc xem nh tâm hình học của phân xởng

- Vòng tròn phụ tải đợc chia làm 2 phần : Phần phụ tải động lực là phần hình quạt

đợc gạch chéo, phần còn lại không gạch chéo là phần phụ tải chiếu sáng

- Bán kính vòng tròn phụ tải có thể đợc xác định theo :

m

S

R TTPXi pxi  

- Góc của phụ tải chiếu sáng trên bản đồ chiếu sáng :

360. csi

csi

TTi

S S

  (3-37)

Trong đó: csi : góc của phụ tải chiếu sáng phân xởng i

Pcsi Phụ tải chiếu sang của phân xởng i

Ptti Phụ tải tính toán của phân xởng i (Ptti =Pdli + Pcsi)

Kết quả tính toán cho các phân xởng đợc ghi trong bảng 2-6

Trang 26

c/Vẽ biểu đồ phụ tải cho các phân x ởng

: Công suất tính toán của phân xởng ; kVA

IV-2 Xác định trọng tâm phụ tải của toàn nhà máy:

ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế cung cấp điện:

Trọng tâm phụ tải của nhà máy là một số liệu quan trọng cho ngời thiết kếtìm đợc vị trí đặt các trạm bến áp , trạm phân phối nhằm giảm tối đa tổn thất nănglợng, ngoài ra trọng tâm phụ tải còn có thể giúp cho nhà máy trong việc qui hoạch

và phát triển sản xuất trong tơng lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điện hợp lý tránhlãng phí và đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật mong muốn

b- Tính toạ độ trọng tâm phụ tải của nhà máy : Tâm qui ớc của phụ tải nhà máy

đợc xác định bởi một điểm M có toạ độ đợc xác định : M0(x0,y0) theo hệ trục toạ độx0y

Công thức :

1

2159,86

Trang 27

m

i ttpxi

s

y s y

s

x

s x

1

1 0 1

1

.

Trong đó : Sttpxi là: phụ tải tính toán của phân xởng i

xi,yi là: toạ độ của phân xởng i theo hệ trục đã chọn

m là : số phân xởng có phụ tải điện trong nhà máy

Lấy kết quả công suất tính toán của các phân xởng trong bảng 2-4 và các xi, yitrên biểu đồ phụ tải thay vào công thức trên ta có đợc:

0

231135,36

327222,98

0

245581,32

347222,98

Ta có tâm phụ tải của xí nghiệp : M 0 ( Xo,Yo ) = M 0 ( 32; 34 ).

(2-38)

Trang 28

Chơng iii thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy

Với qui mô và tầm quan trọng của nhà máy thì toàn nhà máy thuộc hộ tiêu thụloại I : đòi hỏi độ tin cậy cấp điện cao nhất, trong suốt quá trình thiết kế cấp điện sẽchú ý tới đặc điểm này để có sự lựa chọn các phơng án một cách thích hợp

Một phơng án cung cấp điện đợc coi là hợp lý nếu thoả mãn những yêu cầucơ bản sau :

 Đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật

 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

 Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành

 An toàn cho ngời và thiết bị

 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế

 Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trởng của phụ tải điện

3.1 lựa chọn cấp điện áp

Việc lựa chọn hệ thống điện áp có một ý nghĩa rất lớn đòi hỏi tiến hành cẩn thậndựa trên cơ sở so sánh kinh tế kỹ thuật nhiều phơng án khác nhau, cụ thể là so sánhchi phí tính toán các phơng án : về vốn đầu t ban đầu, chi phí bù tổn thất khi vậnhành, kết hợp với các cấp điện áp nằm trong dãy điện áp tiêu chuẩn của hệ thống

3.1.1 Điện áp để truyền tải điện năng ( từ hệ thống ) đến xí nghiệp.

Sử dụng công thức tính toán kinh nghiệm Stila:

3.1.2 Điện áp cung cấp trực tiếp cho các thiết bị

Theo định mức, các thiết bị điện của nhà máy chủ yếu dùng cấp điện áp 380V vàthiết bị chiếu sáng sử dụng điện áp cấp 220V

3.2 các phơng án cung cấp điện cho nhà máy.

đợc cung cấp điện, loại mức độ nguy hiểm có đe doạ đến tai nạn lao động khingừng cung cấp điện

Trang 29

3.2.2.Giới thiệu kiểu sơ đồ cung cấp điện phù hợp với điện áp truyền tải đã chọn ở trên.

3.2.2.1 Kiểu sơ đồ có trạm biến áp trung tâm:

Với loại sơ đồ này thì điện lấy từ hệ thống (điện áp 35 kV) vào trạm biến áptrung tâm đặt ở trọng tâm (hoặc gần trọng tâm) của nhà máy và đợc biến đổi xuốngcấp điện áp nhỏ hơn là 10 kV hoặc 6 kV để tiếp tục đa đến các trạm biến áp phânxởng

Ưu điểm của sơ đồ:

 Có độ tin cậy cấp điện khá cao

 Chi phí cho các thiết bị không lớn (giảm vốn đầu t cho mạng điệncao áp trong nhà máy cũng nh các trạm biến áp phân xởng)

 Vận hành thuận lợi

Nh

ợc điểm của sơ đồ :

 Số lợng của thiết bị sẽ nhiều do lắp đặt trạm biến áp trung tâm

 Đầu t xây dựng trạm biến áp trung tâm

 Gia tăng tổn thất trong mạng cao áp của Nhà Máy

Loại sơ đồ này thờng đợc áp dụng trong các trờng hợp nhà máy có các phân ởng đặt tơng đối gần nhau và ở xa hệ thống

3.2.2.2 Kiểu sơ đồ không có trạm phân phối trung tâm.

Với loại sơ đồ này thì điện đợc lấy từ hệ thống về đến tận trạm biến áp phân ởng sau đó sẽ hạ cấp xuống 0,4 kV để dùng trong các phân xởng

Ưu điểm của sơ đồ :

 Giảm đợc tổn thất P, A, U

 Nâng cao năng lực truyền tải của lới

Loại sơ đồ này áp dụng cho các nhà máy có các phân xởng có công suất lớn và

đợc bố trí tơng đối tập trung nên ở đây ta không xét đến phơng án này

3.2.2.3 Kiểu sơ đồ sử dụng trạm phân phối trung tâm.

Với loại sơ đồ này thì điện đợc lấy từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến ápphân xởng thông qua TPPTT Tại trạm biến áp phân xởng điện áp đợc hạ cấp xuống0,4 kV để dùng cho các thiết bị trong phân xởng

Ưu điểm của sơ đồ :

 Giảm đợc tổn thất P, A, U

 Việc quản lý, vận hành mạng điện cao áp của nhà máy đợc thuậnlợi

 Độ tin cậy cung cấp điện đợc đảm bảo

Nh ợc điểm của sơ đồ:

Trang 30

 Đầu t cho mạng cao áp khá lớn

 Các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độvận hành phải cao

Loại sơ đồ này thơng áp dụng cho các nhà máy có các phân xởng công suất lớn

và khi điện áp nguồn không cao

3.3 Sơ bộ phân tích và chọn kiểu sơ đồ phù hợp

Vì nhà máy chế tạo máy bay là hộ phụ tải loại I và có khoảng cách giữa các phânxởng trong nhà máy tơng đối ở gần nhau, công suất của các phân xởng cũng khônglớn, cấp điện áp yêu cầu là 0,4 kV, cho nên theo u điểm và phạm vi sử dụng củacác loại sơ đồ đã nêu ở mục 2 trên ta dùng 2 kiểu sơ đồ sau để làm cơ sở vạch cácphơng án so sánh về kinh tế kĩ thuật

- Dùng trạm nguồn là trạm biến áp trung tâm có cấp điện áp 35/10 kV để cấp điệncho các trạm biến áp phân xởng 10/0,4 kV

- Dùng trạm phân phối trung tâm cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng 35/0,4kV

3.3.1 Chọn vị trí trạm trung tâm và các trạm biến áp phân xởng

Căn cứ vào địa hình và việc bố trí các công trình khác cụ thể trong nhà máy, vị trí

và hớng gió của xí nghiệp trong mặt bằng tổng thể của khu vực để ta tiến hànhchọn vị trí của các trạm biến áp sao cho thuận tiện trong việc thi công, lắp đặt, vậnhành an toàn và các yếu tố khác về kinh tế khi đặt trạm biến áp, nói chung vị trí củacác trạm biến áp phải thoả mãn đợc các yêu cầu, nguyên tắc sau đây:

- Vị trí trạm cần phải gần tâm phụ tải (nhằm giảm tổn thất điện năng, điện áp,

giảm chi phí dây dẫn,…).)

- Vị trí trạm cần phải đợc đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận

hành cũng nh thay thế và tu sửa sau này (phải đủ không gian để có thể dẽdàng thay máy biến áp, gần các đờng vận chuyển )

- Vị trí trạm phải không ảnh hởng đến giao thông và vận chuyển vật t chính

của xí nghiệp

- Vị trí trạm còn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt),

có khả năng phòng cháy, phòng nổ tốt đồng thời phải tránh đợc các bị hoáchất hoặc các khí ăn mòn của chính xí nghiện này có thể gây ra

Vị trí của trạm trung tâm :

Theo các yêu cầu, nguyên tắc trên ta chọn vị trí trạm biến áp trung tâm nhà máy

ở gần phân xởng số 6 (phân xởng sửa chữa cơ khí) theo toạ độ M(32 ; 38)

Vị trí của trạm biến áp phân x ởng :

Trong nhà máy thờng sử dụng các kiểu TBA phân xởng :

 Các trạm biến áp cung cấp cho một phân xởng có thể dùng loại liền kề cómột tờng của trạm chung với tờng của phân xởng nhờ vậy tiết kiệm đợc vốnxây dựng và ít ảnh hởng đến công trình khác

 Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xởng nên đặt gần tâm phụ tải

và đợc xây dựng bên ngoài còn gọi là trạm độc lập

 Trạm xây dựng bên trong phân xởng đợc dùng khi phân xởng rộng và có phụtải lớn Khi sử dụng trạm này cần đảm bảo các điều kiện về an toàn

Trang 31

3.3.2 Vạch các phơng án nối dây chi tiết

Nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I, nên đờng dây từ nguồn cung cấp về trạm biến

áp trung gian (TBATT) hay trạm phân phối trung tâm (TPPTT) của nhà máy sẽdùng dây trên không lộ kép

Do tính chất quan trọng của phân xởng nên ở mạng cao áp nhà máy ta đi dây, lộkép Sơ đồ nối dây có u điểm rõ ràng đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện Để đảmbảo mỹ quan và an toàn, các đờng cao áp trong nhà máy đợc đặt trong rãnh cáp xâydọc theo các tuyến giao thông nội bộ

Cắn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xởng có thể

đ-a rđ-a các phơng án cung cấp điện sđ-au:

Trang 34

3.4.Xác định dung lợng, số lợng các máy biến áp phân xởng

Các trạm biến áp đợc lựa chọn dựa trên nguyên tắc sau:

+ Vị trí đặt trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm phải thoả mãncác yêu cầu: gần tâm phụ tải; thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành sữachữa, an toàn và kinh tế

+ Số lợng MBA đặt trong các trạm biến áp đợc lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cungcấp điện của phụ tải, điều kiện vận chuyển và lắp đặt, chế độ làm việc của phụ tải.+ Trong mọi trờng hợp TBA chỉ đặt 1 MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vậnhành, nhng độ tin cậy không cao Các TBA cung cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt

2 MBA, hộ loại III có thể chỉ đặt 1 MBA

+ Để tránh việc làm cản trở tới quá trình sản xuất bên trong các phân xởng; việcphòng cháy, nổ dễ dàng, thuận lợi, tiết kiệm về xây dựng, ít ảnh hởng tới các côngtrình khác và việc làm mát tự nhiên đợc tốt hơn ta chọn vị trí trạm biến áp ở ngoài

qt

S S



 Trong đó:

n : là số máy biến áp có trong trạm biến áp

khc : là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trờng, ta chọn loại máybiến áp chế tạo ở Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ khc=1

kqt : là hệ số quá tải sự cố

Với máy biến áp đặt trong nhà: kqt=1,3

Với máy biến áp đặt ngoài trời: kqt=1,4

nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gianquá tải trong một ngày đêm không vợt quá 6h và trớc khi quá tải MBA vận hànhvới hệ số tải < 0,93

Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điềukiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt vận hành, sữa chữa, thay thế

3.4.1.Lựa chọn máy biến áp phân phối cho các phơng án.

3.4.1.1.Phơng án A:

Trang 35

Phơng án sử dụng 6 trạm biến để cung cấp điện cho 10 phân xởng, các trạm biến áp

đợc đặt gần tâm phụ tải mà nó cấp điện, nhng vẫn phải đảm bảo về mặt cảnh quan của toàn nhà máy đồng thời không ảnh hởng tới quỹ đất quy đã quy hoặc của toàn nhà máy

Trang 36

Bảng 3.1- Thông số tính toán của các trạm biến áp

[kVAr]

Stt[kVAr]

B 1 PX đúc kim loại đen-(1) 2159,86 2159,86

B 2 PX đúc kim loại màu-(2) 1477,73 1477,73

PX lắp ráp khung máy bay-(9) 302,22

B 6 PX dập khuôn và vỏ máy bay-(6) 850,37 850,37

 Trạm biến áp B1 cung cấp điện cho phân xởng đúc kim loại đen (1).

Phân xởng đúc kim loại đen thuộc hộ tiêu thụ loại I, vì vậy trạm biến áp phân ởng B1 cần đặt 2 máy biến áp

x Dung lợng : 2.SdmBA  Stt = 2159,86 kVA

 Chọn 2 máy biến áp loại 1800 kVA của Nhà máy chế tạo thiết bị điện ĐôngAnh sản xuất tại Việt Nam ( không cần hiệu chỉnh nhiệt độ )

- Kiểm tra lại dung lợng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố :

tt dmBA

S 2159,86

1,3 1,3

Vậy trạm biến áp B1 đặt 2MBA 1800 kVA là hợp lý

 Trạm biến áp B2 cung cấp điện cho phân xởng đúc kim loại mầu (2)

Trạm biến áp phân xởng B2 cần đặt 2 máy biến áp làm việc song song

- Dung lợng : 2.SdmBA  Stt = 1477,73 kVA

 Chọn 2 máy biến áp loại 1250 kVA

dmBA Stt 1477,73

1,3 1,3

 Trạm biến áp B3 cung cấp điện phân xởng gia công thân động cơ (3) và phân xởng lắp ráp thử nghiệm động cơ (5).

Vì 2 phân xởng này có cùng hệ số công suất nên ta có: Stt=S3+S5=818,2kVA

Trang 37

dmBA Stt 818,2

1,3 1,3

Vậy trạm biến áp B3 đặt 2MBA750 kVA là hợp lý

 Trạm biến áp B4 cung cấp điện cho phân xởng gia công các chi tiết của

động cơ(4); PX SCCK(8) và phân xởng lắp ráp máy bay (10).

Các phân xởng không có cùng hệ số công suất ta tính toán Stt nh sau:

dmBA Stt 959,27

1,3 1,3

 Trạm biến áp B5 cung cấp điện cho phân xởng bọc thân máy bay máy bay (7) và phân xởng lắp ráp khung máy bay(9).

dmBA Stt 953,55

1,3 1,3

 Trạm biến áp B6 cung cấp điện cho phân xởng dập khuôn vỏ máy bay(6)

Trang 39

Bảng 3.2- Thông số của các trạm biến áp

[kVAr]

Stt[kVAr]

B 1 PX đúc kim loại đen-(1) 2159,86 2159,86

 Trạm biến áp B1 cung cấp điện cho phân xởng đúc kim loại đen (1).

Phân xởng đúc kim loại đen thuộc hộ tiêu thụ loại I, vì vậy trạm biến áp phân ởng B1 cần đặt 2 máy biến áp

x Dung lợng : 2.SdmBA  Stt = 2159,86 kVA

 Chọn 2 máy biến áp loại 1800 kVA của Nhà máy chế tạo thiết bị điện ĐôngAnh sản xuất tại Việt Nam ( không cần hiệu chỉnh nhiệt độ )

tt dmBA

S 2159,86

1,3 1,3

 Trạm biến áp B2 cung cấp điện phân xởng gia công thân động cơ (3) và phân xởng lắp ráp thử nghiệm động cơ (5).

Vì 2 phân xởng này có cùng hệ số công suất nên ta có: Stt=S3+S5=818,2kVA

dmBA Stt 818,2

1,3 1,3

 Trạm biến áp B3 cung cấp điện cho phân xởng đúc kim loại mầu(2) và phân xởng gia công các chi tiết của động cơ(4).

Trang 40

dmBA Stt 1819,90

1,3 1,3

 Trạm biến áp B4 cung cấp điện cho phân xởng dập khuôn vỏ máy bay (6); phân xởng SCCK(8) và phân xởng lắp ráp máy bay (10).

dmBA Stt 1464,63

1,3 1,3

 Trạm biến áp B5 cung cấp điện cho phân xởng bọc thân máy bay máy bay (7) và phân xởng lắp ráp khung máy bay(9).

dmBA Stt 953,55

1,3 1,3

3.4.2.Xác định vị trí đặt máy biến áp phân xởng cho các phơng án.

Xác định vị trí đặt trạm biến áp áp B1 (Phơng án A)

052471

3052471

xS

n

1 i

n

1 i i

, mm

052471

60052471

yS

n

1 i

n

1 i i

, mmCăn cứ vào vị trí nhà xởng ta đặt trạm biến áp B1 tại vị trí M1(3 ; 67)

Định dạng
Số trang	112
Dung lượng	3,11 MB

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy bay

Chọn độ rọi cho các bộ phậ n: