THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SX VÒNG BI

chơng I: giới thiệu chung nhà máy Nhà máy chế tạo Vòng Bi đợc xây dựng địa bàn với quy mô lớn bao gồm 10 phân xởng nhà máy làm việc Bảng 1.1 - Danh sách phân xởng nhà máy: Số tên phân xởng Mặt Phòng thí nghiệm Phân xởng Phân xởng Phân xởng Phân xởng Phân xởng Sửa chữa khí Lò ga Phân xởng Rèn Bộ phận Nén khí 10 Trạm bơm công suất đặt diện tích (kV) (m2) 120 3500 4000 3000 2500 8430 14600 13350 11250 8550 1875 2530 7870 1570 3030 400 1600 600 200 Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo Vòng Bi để cung cấp cho ngành kinh tế nớc xuất Đứng mặt tiêu thụ điện nhà máy hộ tiêu thụ lớn Do tầm quan trọng nhà máy nên ta xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại1, cần đợc đảm bảo cung cấp điện liên tục an toàn Theo dự kiến ngành điện, nhà máy đợc cung cấp từ Trạm biến áp Trung gian cách nhà máy 15 km, đờng dây không lộ kép, dung lợng ngắn mạch phía hạ áp trạm trung gian SN=250 MVA Nhà máy làm việc theo chế độ ca, thời gian sử dụng công suất cực đại TMAX= 5300h Trong nhà máy có phòng Thí nghiệm, phân xởng Sửa chữa khí Trạm bơm hộ loại III, phân xởng lại thuộc hộ loại I Mặt bố trí phân xởng nhà làm việc nhà máy đợc trình bày hình 1.1 Các nội dung tính toán, thiết kế bao gồm: Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx Xác định phụ tải tính toán phân xởng nhà máy Thiết kế mạng điện cao áp cảu nhà máy thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng Sửa chữa khí Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất nhà máy Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng Sửa chữa khí Thiết kế đờng dây không từ Hệ thống nhà máy Thiết kế trạm biến áp hợp Thiết kế tủ phân phối tủ tụ bù cho phân xởng SCCK Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx chơng ii: xác định phụ tải tính toán 2.1 Đặt vấn đề: Phụ tải tính toán phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tơng đơng với phụ tải thực tế (biến đổi) mặt hiệu phát nhiệt mức độ huỷ cách điện Nói cách khác, phụ tải tính toán đốt nóng thiết bị nên tới nhiệt độ tơng đơng nh phụ tải thực tế gây ra, chọn thiết bị theo phụ tải tính toán đảm an toàn cho thiết bị mặt phát nóng Phụ tải tính toán đợc sử dụng để lựa chọn kiểm tra thiết bị hệ thống cung cấp nh: máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, bảo vệ, Tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn công suất phản kháng, Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh: công suất, số lợng, chế độ làm việc thiết bị điện, trình độ phơng thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải tính toán xác định đợc nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện có khả dẫn đến cố, cháy nổ, Ngợc lại, thiết bị đợc lựa chọn d thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu t, gia tăng tổn thất, Cũng có nhiều công trình nghiên cứu phơng pháp xác định phụ tải tính toán, song cha có phơng pháp thật hoàn thiện Những phơng pháp cho kết đủ tin cậy lại phức tạp, khối lợng tính toán thông tin ban đầu đòi hỏi lớn ngợc lại Có thể đa số phơng pháp thờng đợc sử dụng nhiều để xác định phụ tải tính toán qui hoạch thiết kế hệ thống cung cấp điện: Phơng pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt hệ số nhu cầu Ptt = Knc.Pd Trong đó: Knc-hệ số nhu cầu, tra sổ tay kỹ thuật, Pd -công suất đặt thiết bị nhóm thiết bị, tính toán xem gần PdPdm, [kW] Phơng pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng đồ thị phụ tải công suất trung bình: Ptt = Khd.Ptb Trong đó: Khd- hệ số hình dáng đồ thị phụ tải, tra sổ tay kỹ thuật, Ptb- công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị, [kW] Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx P tb = p(t )dt t = A t Phơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình: Ptt = Ptb Trong đó: Ptb - Công suất đặt thiết bị nhóm thiết bị, (kW) - Độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình - Hệ số tán xạ Phơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình hệ số cực đại: Ptt = Kmax.Ptb = Kmax.Ksd.Pđm Trong đó: Ptb - Công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị, (kW) Kmax- hệ số cực đại, tra sổ tay kỹ thuật, Kmax= f (nhq, Ksd) Ksd - hệ số sử dụng, tra sổ tay kỹ thuật, nhq - số thiết bị dùng điện hiệu Phơng pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm: Ptt = a0M Tmax Trong đó: a0 - suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm, (kWh/dvsp) M - số sản phẩm sản xuất đợc năm, Tmax- thời gian sử dụng công suất lớn nhất, (h) Phơng pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện đơn vị điện tích: Ptt = p0.F Trong đó: p0- suất trang bị điện đơn vị điện tích, (W/m2) F - diện tích bố trí thiết bị, (m2) Phơng pháp tính trực tiếp tổng hợp phơng pháp trên, thờng đựoc sử dụng để tính toán cho phụ tải mang tính tổng hợp Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx Trong phơng pháp trên, phơng pháp 1, dựa kinh nghiệm thiết kế vận hành để xác định PTTT nên cho kết gần nhiên chúng đơn giản tiện lợi Các phơng pháp lại đợc xây dựng sở lý thuyết xác suất thống kết có xét đến nhiều yếu tố dó có két xác nhng khối lợng tính toán lớn phức tạp Tuỳ theo yêu cầu tính toán thông tin có đợc phụ tải, ngời thiết kế lựa chọn phơng pháp thích hợp để xác định PTTT Trong đồ án với phân xởng Sửa chữa khí ta biết vị trí, công suất đặt chế độ làm việc thiết bị phân xởng nên tính toán phụ tải động lực phân xởng sử dụng phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại Các phân xởng lại biết diện tích công suất đặt nên để xác định phụ tải động lực phân xởng ta áp dụng phơng pháp tính theo công suất đặt hệ số nhu cầu Phụ tải chiếu sáng phân xởng đợc xác định theo phơng pháp suất chiếu sáng đơn vị diện tích sản xuất 2.2.xác định phụ tải tính toán phân xởng sửa chữa khí: Phân xởng Sửa chữa khí phân xởng số sơ đồ mặt nhà máy Phân xởng có diện tích bố trí thiết bị 1875 m Trong phân xởng có 53 thiết bị, công suất thiết bị khác nhau, thiết bị có công suất lớn 10 kW ( máy tiện ren) song có thiết bị có công suất nhỏ (< 0.6 kW) Phần lớn thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, có máy biến áp hàn có chế độ ngắn hạn lặp lại Những đặc điểm cần đợc quan tâm phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính toán lựa chọn phơng án thiết kế cung cấp điện cho phân xởng 2.2.1 Giới thiệu phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình Ptbvà hệ số cực đại kmax (còn gọi phơng pháp số thiết bị dùng điện hiệu nhq): theo phơng pháp phụ tải tính toán đợc xác định theo biểu thức: n Ptt = kmax.ksd Pdmt 1=1 Trong đó: Pdmi- Công suất định mức thiết bị thứ i nhóm, n - Số thiết bị nhóm, ksd - Hệ số sử dụng, tra sổ tay kỹ thuật, kmax- Hệ số cực đại, tra sổ tay kỹ thuật theo quan hệ kmax=f (nhq,ksd), nhq - số thiết bị dùng điện hiệu Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx Số thiết bị dùng điện hiệu nhq số thiết bị có công suất, chế độ làm việc gây hiệu phát nhiệt (hoặc mức độ huỷ hoại cách điện) phụ tải thực tế (có công suất chế độ làm việc khác nhau) gây trình làm việc, nhq đợc xác định biểu thức tổng quát sau: n nhq = Pdmi i =1 2 n (P ) i =1 dmi (làm tròn số) Trong đó: Pdmi- công suất định mức thiết bị thứ i nhóm, n - số thiết bị nhóm Khi n lớn việc xác định nhq theo biểu thức phiền phức nên ta xác định nhq theo phơng pháp gần với sai số tính toán nằm khoảng < + 10% Pdm max a Trờng hợp m = Pdm 0,4, nhq= n có nghĩa nhq số thiết bị nhóm Chú ý nhóm có n1 thiết bị mà tổng công suất chúng không lớn 5% tổng công suất nhóm thì: nhq= n- n1 Trong đó: Pdmmax- công suất định mức thiết bị có công suất lớn nhóm Pdmmin- công suất định mức thiết bị có công suất nhỏ nhóm Pdm max b.Trờng hợp m = Pdm >3 ksdp > 0,2, nhq đợc xác định theo biểu thức: n nhq = 2. Pdmi I t qd = 6.16,6 0,4 = 62,99 mm2 Vậy chọn cáp 3*70+50 mm2 hợp lý Tính ngắn mạch N2 R2 = R1 + RA3 + RT3 + RTG2 + RC2 R2 = 7,84 + 2.1,3 + 2.0,75 + 0,2676 + 69 = 81,2 m X2 = X + X A3 + X TG2 + X C2 = 3,31 + 2.0,86 + 0,282 + 5,682 = 10,99 m Z1 = IN1 = R 2 + X 2 = 81,2 + 10,99 = 82,02 m U 3.Z = 250 3.82,02 = 1,76 kA ixk2 = 1,8.I N = 2.1,8.1,76 = 4,48 kA Kiểm tra MCCB: Loại NS100N có Icắt N = 25 kV Vậy MCCB chọn thoả mãn điều kiện ổn định động Kiểm tra cáp tiết diện 4G16 mm2: Tiết diện ổn định nhiệt cáp F > I t qd = 6.1,76 0,4 = 6,68 mm2 Vậy chọn cáp 4G16 hợp lý 4.3 Lựa chọn thiết bị tủ dộng lực dây dẫn đến thiết bị phân xởng: Các MCCB tổng tủ động lực có động lực có thông số tơng tự áptômát nhánh tơng ứng tủ phân phối, kết lựa chọn ghi bảng 4.3 Hình 4.4 - Sơ đồ tủ động lực AT Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 A 69 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx Bảng 4.3 - Kết lựa chọn MCCB tổng TĐL Tủ động lực ĐL1 ĐL2 ĐL3 ĐL4 ITT(A) loại IĐM (A) Uđm(V) Iđm(A) Icắt n(kA) 79,3 84,65 37,34 61,89 NS100N NS100N C60H NS100N 100 100 20 80 415 415 415 415 25 25 15 25 4 4 Các MCCB đến thiết bị nhóm thiết bị tủ động lực đợc chọn theo điều kiện nêu phần Ví dụ chọn MCCB cho đờng cáp từ TĐL1 đến máy tiện ren 4,5 kW máy tiện ren 3,2 kW, cos = 0,6: Uđm.A > Uđm.m = 0,38 kV Iđm.A > Itt = Ptt cos U dm.m = 4,5 + 3,2 3.0,6.0,38 = 19,5 A Chọn MCB loại NC45a hãng Merlin Gerin chế tạo có Iđm.A = 25 A; Icắt N = 4,5 kA; Uđm.A = 400 V; 4cực Các đờng cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: khc Icp > Itt Trong đó: Itt - dòng điện tính toán động Icp - dòng điện phát nóng cho phép tơng ứng với loại dây, tiết diện khc - hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = Và kiểm tra phối hợp với thiếtbị bảo vệ cáp, bảo vệ áptômát: Icp > I kddt 1,25.I dmA = A 1,5 1,5 Ví dụ: Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến máy tiện ren 4,5 kW máy tiện ren 3,2 kW cos = 0,6 Icp > Itt = 19,5 A I 1,25.I dmA 1,25.20 = = 16,67 A Icp > kddt = 1,5 1,5 1,5 Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 70 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx Kết hợp hai điều kiện ta chọn cáp đồng bốn lõi cách điện PVC hãng Lens chế tạo tiết diện 2,5 mm2 với Icp = 25 A Cáp đợc đặt ống thép có đờng kính 3/4" chôn dới phân xởng Các MCCB, MCB đờng cáp khác đợc chọn tơng tự, kết ghi bảng 4.4 Do công suất thiết bị phân xởng không lớn đợc bảo vệ áptômát nên không tính toán ngắn mạch phân xởng để kiểm tra thiết bị lựa chọn theo điều kiện ổn định động ổn định nhiệt Bảng 4.4 - Kết chọn MCB TĐL cáp đến thiết bị Tên máy Số Trên Phụ tải Ptt (kw) Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy doa toạ độ Máy doa ngang 1 1 2 2 10 10 10 10 10 10 10 10 4,5 4,5 Máy phay vạn Máy phay vạn Máy phay ngang Máy phay chép hình Máy phay đứng Máy phay đứng Máy phay chép hình Máy phay chép hình Máy phay chép hình Máy bào ngang Máy bào ngang Máy bào gờng1 trụ Máy xọc Máy xọc Máy khoan hớng tâm Máy khoan đứng 5 8 10 11 12 12 13 14 14 15 16 7,0 7,0 4,5 5,62 7,0 7,0 1,7 0,6 3,0 7,0 7,0 10,0 7,0 7,0 4,5 4,5 dây dẫn Itt (A) tiết diện Nhóm I 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 11,4 4G1,5 11,4 4G1,5 Nhóm II 17,73 4G2,5 17,73 4G2,5 11,4 4G1,5 14,2 4G1,5 17,73 4G2,5 17,73 4G2,5 4,3 4G1,5 1,52 4G1,5 7,6 4G1,5 17,73 4G2,5 17,73 4G2,5 25,32 4G2,5 17,73 4G2,5 17,73 4G2,5 11,4 4G1,5 11,4 4G1,5 Nhóm III Icp (A) MCB Dô thép Mã Hiệu Iđm (A) Ikddi/1,5 (A) 10 31 31 31 31 31 31 31 31 23 23 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a 30 30 30 30 30 30 30 30 16 16 25 25 25 25 25 25 25 25 13,33 13,33 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 31 23 23 23 23 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a 20 20 16 16 20 20 6 10 20 20 30 20 20 16 16 16,67 16,67 13,33 13,33 16,67 16,67 5,0 5,0 8,33 16,67 16,67 25 16,67 16,67 13,33 13,33 Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 71 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Máy mài tròn Máy mài tròn vạn M.mài phẳng trục đứng M.mài phẳng trục nằm Máy ép thuỷ lực Máy khoan để bàn Máy mài sắc Máy mài sắc Máy rũa Máy mài sắc dao cắt gọt Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy phay vạn Máy bào ngang Máy mài tròn vạn Máy mài phẳng Máy ca Máy mài phía Máy khoan bàn Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx 17 7,0 17,73 4G2,5 23 3/4" NC45a 25 20,83 18 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4" NC45a 10 8,33 19 10,0 25,32 4G2,5 31 3/4" NC45a 30 25 20 21 22 23 23 27 2,8 4,5 0,65 2,8 2,8 1,0 7,09 11,4 1,65 7,09 7,09 2,53 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 23 23 23 23 23 23 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a 10 16 10 10 8,33 13,33 5,0 8,33 8,33 28 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4" NC45a 10 8,33 1 2 3 4 7,0 7,0 4,5 4,5 3,2 3,2 10 10 2,8 7,0 4,5 5,8 Nhóm IV 17,73 4G2,5 17,73 4G2,5 11,4 4G1,5 11,4 4G1,5 8.1 4G1,5 8.1 4G1,5 25,32 4G2,5 25,32 4G2,5 7,09 4G1,5 17,73 4G2,5 11,4 4G1,5 14,7 4G1,5 23 23 23 23 23 23 31 31 23 23 23 23 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a 20 20 16 16 10 10 30 30 10 20 16 16 16,67 16,67 13,33 13,33 8,33 8,33 25 25 13,33 16,67 13,33 13,33 2,8 7,09 4G1,5 23 3/4" NC45a 10 8,33 10 11 12 13 4,0 2,8 2,8 0,65 10,13 7,09 7,0 1,65 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 23 23 23 23 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" NC45a NC45a NC45a NC45a 16 10 10 13,33 8,33 8,33 Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 72 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx Chơng V Tính toán bù công suất phản kháng để nâng ca0 hệ số công suất cho nhà máy 5.1 Đặt vấn đề: Vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa lớn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện đợc sản suất Hệ số công suất cos Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 73 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số công suất cos chủ trơng lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sản suất, phân phối sử dụng điện Phần lớn thiết bị tiêu dùng điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất đợc biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, công suất phản kháng Q công suất từ hoá máy điện xoay chiều, không sinh công Quá trình trao đổi công suất phản kháng máy phát hộ tiêu thụ dùng điện trình dao động Mỗi chu kỳ dòng điện, Q đổi chiều bốn lần, giá trị trung bình Q 1/2 chu kỳ dòng điện không Việc tạo công suất phản kháng không đòi hỏi tiêu tốn lợng động sơ cấp quay máy phát điện Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không thiết phải lấy từ nguồn Vì để tránh truyền tải lợng Q lớn đờng dây, ngời ta đặt gần hộ tiêu dùng điện máy sinh Q (tụ điện, máy bù đồng bộ, ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm nh đợc gọi bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng góc lệch pha dòng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số công suất cos mạng đợc nâng cao, P, Q góc có quan hệ sau: P =arctg Q Khi lợng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lợng Q truyền tải đờng dây giảm xuống, góc giảm, kết cos tăng lên Hệ số công suất cos đợc nâng cao lên đa đến hiệu sau: * Giảm đợc tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện * Giảm đợc tổn thất điện áp mạng điện * Tăng khả truyền tải đờng dây máy biến áp * Tăng khả phát máy phát điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos * Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt đợc lợng công suất phản kháng tiêu thụ nh: hợp lý hoá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thờng xuyên làm việc non tải động có Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 74 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx công suất hợp lý hơn, Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên có lợi đa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù * Nâng cao hệ số công suất cos biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu chúng 5.2 Chọn thiết bị bù: Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động đồng làm việc chế độ kích thích, ta lựa chọn tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện có u điểm tiêu hao công suất tác dụng, phần quay nh máy bù đồng độ nên lắp ráp, vận hành bảo quản dễ dàng Tụ điện đợc chế tạo thành đơn vị nhỏ, tuỳ theo phát triển phụ tải trình sản xuất mà ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao bỏ vốn đầu t lúc Tuy nhiên, tụ điện có số nhợc điểm định Trong thực tế với nhà máy xí nghiệp có công suất không thật lớn thờng dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suất Vị trí thiết bị bù ảnh hởng nhiều đến hiệu bù Các tụ điện bù đặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPP, tủ phân phối, tủ động lực đầu cực cácphụ tải lớn Để xác định xác vị trí dung lợng đặt thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho phơng án đặt bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể Song theo kinh nghiệm thực tế, trờng hợp công suất dung lợng bù công suất phản kháng nhà máy, thiết bị không thật lớn phân bố dung lợng bù cần thiết đặt hạ áp TBAPX để giảm nhẹ vốn đâù t thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành 5.3 Xác định phân bố dung lợng bù: 5.3.1 Xác định dung lợng bù: Dung lợng bù cần thiết cho nhà máy đợc xác định theo công thức sau: Qbù = Pttnm (tg1 - tg2) Trong đó: Pttnm - phụ tải tác dụng tính toán nhà máy (kW) - góc ứng với hệ số công suất trung bình trớc bù, cos1 = 0,7 Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 75 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx - góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù, cos2 = 0,95 - hệ số xét tới khả nâng cấp cos biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù, =0,9 ữ Với nhà máy thiết kế ta tìm đợc dung lợng bù cần thiết: Qbù = Pttmn (tg1 - tg2) = 5372,46(1,02- 0,33).1= 3706,997 kvar 5.3.2 Phân bố dung lợng bù cho TBAPX Từ trạm phân phối trung tâm máy biến áp phân xởng mạng hình tia gồm nhánh có sơ đồ nguyên lý thay tính toán nh sau: Hình 5.2: Sơ đồ thay mạng cao áp để phân bố dung lợng bù TPPTT RC1 RC2 RC3 RC4 RC5 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 RB6 Q1 Qb1 Q2 Qb2 Q3 Qb3 Q4 Qb4 Qb5 Q5 RC6 Q6 Qb6 Công thức tính dung lợng bù tối u cho nhánh mạng hình tia: Qbi = Qi - (Q Q bù ) R td Ri Trong đó: Qbi - công suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i [kVAr] Qi - công suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải thứ i [kVAr] Q= Q i =1 - phụ tải tính toán phản kháng tổng nhà máy Q = 6997,37 kVAr Ri - điện trở nhánh thứ i [] Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 76 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx 1 + + Rtđ = + Rn R1 R 21 - Điện trở tơng đơng mạng [] Thay số vào ta có: 1 + + Rtđ = + Rn R1 R 21 1 1 1 + + + + + = 0,0114 = 0,081 0,081 0,037 0,338 0,037 0,162 Xác định dung lợng bù tối u cho nhánh Qb1 =(72 +1596) - (6997,37 - 3706,997) Qb2 =1396,5 - (6997,37 - 3706,997) Qb3 = 1197 - (6997,37 - 3706,997) 0,0114 = 1204,91 kVAr 0,081 0,0114 = 933,41 kVAr 0,081 0,0114 = 208,2 kVAr 0,037 Qb4 = (105,168+180 + 99,2 ) -(6997,37 - 3706,997) Qb5 = 997,5 - (6997,37 - 3706,997) 0,0114 = 273,89 kVAr 0,338 0,0114 = -16,29 kVAr 0,037 Qb6 = (1064 + 270 ) - (6997,37 - 3706,997) 0,0114 = 1102,445 kVAr 0,037 Qb = (1204,91+933,41+208,2-16,29+273,89+1102,455 ) =3706,58 kVAr Kết phân bố dung lợng bù cho nhánh đợc ghi bảng5.4 Bảng 5.4 - kết phân bố dung lợng bù nhà máy Tuyến cáp TPPTT - B1 TPPTT - B2 TPPTT - B3 TPPTT - B4 R () 0,081 0,081 0,037 0,338 Qtt (kVAr) 1668 1396,5 1197 384,368 Qb (kVAr) 1204,91 933,41 208,2 273,89 Loại tụ KC2-0,38-50-3Y3 KC2-0,38-50-3Y3 KC2-0,38-28-3Y1 KC2-0,38-28-3Y1 Qtụ (kVAr) 50 50 28 28 Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 S.lợng 25 19 10 77 Đồ án tốt nghiệp vòng bi TPPTT - B6 0,162 1334 Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx 1102,455 KC2-0,38-50-3Y3 50 23 Riêng nhánh TPPTT - B5 ta không cần bù Hình 5.3 - Sơ đồ lắp ráp tụ bù cos cho trạm máy biến áp Tủ áptômát tổng Tủ phân phối cho PX Tủ bù cos Tủ áptômát phân đoạn Tủ bù cos Tủ phân phối cho PX Tủ áptômát tổng Chơng VI Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung phân xởng sửa chữa khí 6.1 Đặt vấn đề: Trong nhà máy, xí nghiệp công nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng việc đảm bảo chất lợng sản phẩm, nâng cao suất lao động, an toàn sản xuất sức khoẻ ngời lao động Nếu ánh sáng không đủ, ngời lao động phải làm việc trạng thái căng thẳng, Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 78 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx hại mắt ảnh hởng nhiều đến sức khoẻ, kết hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật suất lao động thấp, chí gây tai nạn làm việc Cũng hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: * Không bị loá mắt * Không bị loá phản xạ * Không tạo khoảng tối vật bị che khuất Phải có độ rọi đồng * Phải tạo đợc ánh sáng gần ánh sáng tự nhiên tốt 6.2 Lựa chọn số lợng công suất hệ thống đèn chiếu sáng chung: Hệ thống chiếu sáng chung phân xởng phân xởng Sửa chữa khí dùng bóng đèn sợi đốt sản suất Việt Nam Phân xởng Sửa chữa khí đợc chia thành dãy nhà: Dãy nhà số 1: Chiều dài (a1): 42 m Chiều rộng (b1): 25 m Dãy nhà số 1: Chiều dài (a2): 33 m Chiều rộng (b2): 25 m Tổng diện tích: 1875 m2 Nguồn điện sử dụng: U = 220V lấy từ tủ chiếu sáng TBA phân xởng B4 Độ rọi yêu cầu: E = 30 Lx Hệ số dự trữ: k = 1,3 Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: H = h - hc - hIv = 4,5 - 0,7 - 0,8 = m Trong đó: h - chiều cao phân xởng (tính từ đến trần phân xởng) h = 4,5 m hc - khoảng cách từ trần đến đèn, hc = 0,7 m hIv - chiều cao từ phân xởng đến mặt công tác, hc = 0,8 m Hệ số phản xạ trần: ptr = 30% * Để tính toán chiếu sáng cho phân xởng SCCK ta áp dụng phơng pháp hệ số sử dụng: Hình 6.1 - Sơ đồ tính toán chiếu sáng Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 79 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx hc = 0,7m H hlv Công thức tính toán: E.S Z k F = n.k sd Trong đó: F - quang thông đèn, (lumen), E - độ rọi yêu cầu, (lx) S - diện tích cần chiếu sáng, (m2) k - hệ số dự trữ n - số bóng đèn có hệ thống chiếu sáng chung, ksd - hệ số sử dụng, Z - hệ số phụ thuộc vào loại đèn tỉ số L/H, thờng lấy Z = 0,8 ữ 1,4, Tra bảng 10 - (trang 191, TL1) tìm đợc L/H = 1,8 L = 1,8 H = 1,8 = 5,4 m, chọn L = m Căn vào mặt phân xởng ta bố trí đèn nh sau: Dãy nhà số bố trí dãy đèn, dãy gồm bóng, khoảng cách đèn m, khoảng cách từ tờng phân xởng đến dãy đèn gần theo chiều dài phân xởng 2,5 m, theo chiều rộng phân xởng 1,5 m Tổng số bóng đèn cần dùng n1 = 45 bóng Dãy nhà số bố trí dãy đèn, dãy gồm bóng, khoảng cách đèn m, khoảng cách từ tờng phân xởng đến dãy đèn gần theo chiều dài phân xởng 2,5 m, theo chiều rộng phân xởng m Tổng số bóng đèn cần dùng n1 = 35 bóng Chỉ số bóng: Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 80 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx a.b = H.(a.b ) a.b = H.(a.b) a.b = H.(a.b) ai, bi - chiều rộng chiều dài nhà xởng thứ i Tra PL 6.7 (TL1) ta có: ksd1 = 0,47 ksd2 = 0,44 Quang thông đèn: F1 = E.S.Z.k n.k sd F2 = E.S.Z.k n.k sd Chọn đèn sợi đốt công suất Pđ = 200 W, có quang thông F = 2528 lm Tổng cộng công suất chiếu sáng toàn phân xởng: Pcs= n.Pđ = 80.200 = 16 kW 6.3 Thiết kế mạng điện hệ thống chiếu sáng chung: Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung phân xởng ta đặt tủ chiếu sáng phân xởng gồm áptômát loại pha bốn cực 16 áptômát nhánh pha hai cực, 16 áptômát cấp cho 16 dãy đèn dãy có bóng, Chọn MCB tổng: Chọn MCB theo điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm.A > Uđm.m = 0,38 kV Dòng điện định mức: Iđm.A > Itt = Pcs cos U dm.m = 16 3.1.0,38 = 24,309 A Chọn MCB loại C60L hãng Merlin Gerin chế tạo có thông số sau: Iđm.A = 25 A; Icắt N = 20 kA; Uđm.A = 415 V; 4cực Chọn cáp tủ phân phối phân xởng đến tủ chiếu sáng: Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: Điều kiện chọn cáp: khc Icp > Itt Trong đó: Itt - dòng điện tính toán nhóm phụ tải Icp - dòng điện phát nóng cho phép, tơng ứng với loại dây, tiết diện khc - hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 81 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx Kiểm tra theo điều kiện phối hợp thiết bị baỏ vệ cáp, bảo vệ áptômát: Icp > I kddt 1,25.25 = = 20,83 1,5 1,5 A Chọn cáp 4G 1,5mm2 cách điện PVC hãng Lens có Icp = 31A * Chọn MCB nhánh: Chọn MCB cho dãy gồm bóng: Điện áp định mức: Uđm.A > Uđm.m = 0,38 kV Dòng điện định mức: Iđm.A > Itt = Ptt 5.0,2 = = 4,55 A U dm.m 0,22 Chọn MCB loại NC45a hãng Merlin Gerin chế tạo có thông số sau: Iđm.A = A; Icắt N = 4,5 kA; Uđm.A = 415 V; 2cực Chọn cáp tủ phân phối phân xởng đến tủ chiếu sáng: Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: khc Icp > Itt Kiểm tra theo điều kiện phối hợp thiết bị baỏ vệ cáp, bảo vệ áptômát: Icp > I kddt 1,25.6 = =5 1,5 1,5 A Chọn loại cáp đồng lõi tiết diện x 1,5 mm có Icp = 26 A cách điện PVC hãng Lens chế tạo Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 82 [...]... các cấp điện áp ra là 22 kV và 6 kV Từ kết quả tính toán ta chọn cấp điện áp để cung cấp cho nhà máy là 22 kV Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xởng có thể đa ra các phơng pháp cung cấp điện: Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 25 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx 3.2.1 Phơng án về các trạm bi n áp phân xởng: Các trạm bi n áp... Phơng án cung cấp điện cho các trạm bi n áp phân xởng: Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 31 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx 1 Các phơng án cung cấp điện cho các trạm bi n áp phân xởng a phơng án sử dụng sơ đồ dẫn sâu Đa đờng dây trung áp 22kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm bi n áp phân xởng Nhờ đa trực tiếp điện áp cao vào các trạm bi n áp phân xởng... nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx xởng Các trạm bi n áp B1, B2, B3, B4, B5, hạ điện áp 6kV xuống 0,4kV để cung cấp điện cho các phân xởng 1 Chọn máy bi n áp phân xởng và xác định tổn thất điện năng A trong các TBA * Chọn máy bi n áp phân xởng: Trên cơ sở đã chọn đợc công suất các MBA ở phần trên (3.2.1) ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBA phân xởngdo ABB chế tạo: Bảng 3.2 - Kết... Vậy trạm bi n áp B1 đặt hai máy Sđm = 1250 kVA là hợp lý Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 28 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx * Trạm bi n áp B2: cấp điện cho phân xởng số 1 Trạm đặt hai máy bi n áp làm việc song song n khc SđmB > Stt = 1877,16 kVA SđmB > S tt = 938,58 kVA 2 Chọn máy bi n áp tiêu chuẩn Sdm = 1000 kVA Kiểm tra lại dung lợng máy bi n áp đã... bộ 7.0 14 Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 2*17,73 13 Đồ án tốt nghiệp vòng bi 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx Máy tiên ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy phay vạn năng Máy bào ngang Máy mài tròn vạn năng Máy mài phẳng Máy ca Máy mài 2 phía Máy khoan bàn Cộng nhóm IV: 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 17 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 -... Chọn máy bi n áp tiêu chuẩn Sdm = 800 kVA Kiểm tra lại dung lợng máy bi n áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1) khc kqt SdmB > Sttsc SdmB > 0,7.(708,125 148,84) 0,7 S tt = 279,67 kVA = 1,4 1,4 Vậy trạm bi n áp B4 đặt hai máy Sdm = 800 kVA là hợp lý Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 29 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx * Trạm bi n áp B5: cấp điện cho. .. chọn cấp điện áp hợp lý cho đờng dây tải điện từ hệ thống về nhà máy Bi u thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải: U = 4,34 l + 0,016.P (kV) Trong đó: P - công suất tính toán của nhà máy (kW) l - khoảng cách từ trạm bi n áp trung gian về nhà máy (km) Nh vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là: U = 4,34 15 + 0,016.5372,4 = 43,61 (kV) Trạm bi n áp trung gian có các cấp. .. thiết bị thuộc nhóm III TT Tên thiết bị Số Ký hiệu trên Lợng mặt bằng PĐM (kW) 1máy Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 IDM (A) Toàn bộ 12 Đồ án tốt nghiệp vòng bi 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx Máy mài tròn Máy mài tròn vạn năng M.mài phẳng trục đứng M.mài phẳng trục nằm Máy ép thuỷ lực máy khoan để bàn Máy mài sắc Máy rũa Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 1... phụ tải toàn nhà máy là:M(4.08; 3.23) Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 0 229,39 58,66 48,5 53,6 49,55 89,5 49,15 46,29 15 79,64 274,22.0,5 + 1877,16.2,3 + 2114,4.2,3 + 1597,22.4,3 + 1323,399.4,5 + 148,84.5,8 + 9762,5 + y0 = 0,5 2,3 2,3 4,3 4,5 5,8 6,7 6,8 6,6 9 CS 24 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx Chơng III Thiết kế Mạng Điện Cao áp Của Nhà Máy * 3.1 Đặt... thống điện - K4 - UB 98 27 Đồ án tốt nghiệp vòng bi SdmB > Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx S tt 1786,059 = 893,03 kVA = 2 2 Chọn máy bi n áp tiêu chuẩn Sdm = 1000 kVA Kiểm tra lại dung lợng máy bi n áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: (n-1) khc kqt SđmB > Sttsc SdmB > 0,7 S tt 0,7.(1786,059 462,66) = 661,699 kVA = 1,4 1,4 Vậy trạm bi n áp B4 đặt hai máy Sđm = 1000 kVA là hợp lý * Trạm bi n ... Phơng án cung cấp điện cho trạm bi n áp phân xởng: Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 31 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx Các phơng án cung cấp điện cho trạm... trạm bi n áp B4 đặt hai máy Sdm = 800 kVA hợp lý Đặng Văn Mạnh - Lớp hệ thống điện - K4 - UB 98 29 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx * Trạm bi n áp B5: cấp điện cho. .. thống điện - K4 - UB 98 28 Đồ án tốt nghiệp vòng bi Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sx * Trạm bi n áp B2: cấp điện cho phân xởng số Trạm đặt hai máy bi n áp làm việc song song n khc SđmB > Stt