Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH Công Nghiệp HCM  Độc lập - Tự - Hạnh phúc  ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Nhóm sinh viên số 1: Lớp: ĐHĐI7TH Hệ đào tạo: ĐH quy Nghành: Công nghệ kỹ thuật Điện I Tên đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho Xưởng Cơ khí III Nội dung thuyết minh tính toán : 1.Phân tích yêu cầu CCĐ cho hộ phụ tải 2.Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng khí 3.Thiết kế mạng điện cho phân xưởng 4.Chọn kiểm tra thiết bị mạng điện Thiết kế hệ thống đo lượng bảo vệ Trạm biến áp IV Các vẽ thiết kế (Giấy A3) 1.Sơ đồ mặt dây toàn phân xưởng 2.Sơ đồ bố trí đèn dây V Kế hoạch thực hiện: Ngày giao đề tài : Trưỡng Bộ Môn Ngày nộp đồ án : Giáo Viên Hướng Dẫn Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI DANH SÁCH NHÓM STT MSSV HỌ TÊN LỚP 11010363 Nguyễn Văn Bắc DHDI7TH 11014453 Ngô Việt Cường DHDI7TH 11010203 Lê Văn Vương DHDI7TH 11016173 Nguyễn Khắc Dũng DHDI7TH 11014013 Lê Đình Đại DHDI7TH Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Thanh Hóa, ngày tháng năm 2015 Giảng viên hướng dẫn Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện ) ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………… Ngày … tháng …năm 2015 Giảng viên phản biện Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, chúng em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến, động viên bảo nhiệt tình thầy cô giáo Khoa Công Nghệ - Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh CS Thanh Hóa Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giúp chúng em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ chúng em suốt trình làm đồ án trình học tập ! Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI LỜI NÓI ĐẦU Nước ta giai đoạn phát triển nhanh chóng Do yêu cầu phát triển đất nước điện phát triển để theo kịp nhu cầu điện Để đưa điện tới phụ tải cần xây dựng hệ thống cung cấp điện cho phụ tải Lĩnh vực cung cấp điện lĩnh vực có nhiều việc phải làm Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng sản xuất, truyền tải điện nói chung thiết kế cung cấp điện nói riêng, trường ĐH Công Nghiệp TP HCM đào tạo đội ngũ đông đảo kỹ sư kỹ thuật điện Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp, em phân công phần thiết kế cung cấp điện Được hướng dẫn, giảng dạy nhiệt tình thầy, cô giáo môn đặc biệt thầy Lê Ngọc Hội, em hoàn thành nhiệm vụ giao Mặc dù cố gắng kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên đồ án em nhiều sai sót, em mong bảo thầy, cô Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Ngọc Hội thầy cô giáo khác khoa Điện! Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN I- Tổng quan thiết kế cung cấp điện Trong trình thiết kế cung cấp điện, phương án coi hợp lý thoả mãn yêu cầu sau: Vốn đầu tư nhỏ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tuỳ theo tính chất phụ tải Chi phí vận hành hàng năm thấp Đảm bảo an toàn cho người thiết bị Thuận tiện cho vận hành sửa chữa Đảm bảo chất lượng điện tần số điện áp Ngoài thiết kế cung cấp điện phải ý đến yêu cầu phát triển phụ tải, giảm ngắn thời gian thi công tính mỹ quan công trình Các bước thiết kế cung cấp điện: Khảo sát đối tượng cung cấp điện Tính toán phụ tải tính toán cho phân xưởng Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng Thiết kế hệ thống chiếu sáng Thiết kế chống sét nối đất II- Tổng quan phân xưởng Đây phân xương khí, có dạng hình chữ nhật, có kích thước sau: Chiếu dài: 54m Chiều rộng: 18m Chiều cao: 7m Tổng diện tích: 972m2 Phân xưởng có cửa, có cửa cửa phụ Trong phân xưởng có nhà kho nhà kiểm tra sản phẩm Tất có 34 máy loại Ngoài phân xưởng có hệ thống chiếu sáng Sơ đồ mặt phân xưởng thông số phụ tải Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI Sơ đồ mặt bằng: Các thông số phụ tải: Stt Ký hiệu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 11 11 12 12 Số lượng 3 2 3 p dm (kw) 14 12 18 18 14 12 11 11 11 cos ϕ 0.9 0.9 0.9 1.0 0.9 1.0 0.9 0.9 0.9 0.9 0.8 0.9 k sd 0.8 0.8 0.7 0.8 0.9 0.7 0.8 0.8 0.7 0.9 0.8 0.9 Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG I- Phân nhóm phụ tải Căn vào sơ đồ mặt phân xưởng, việc phân bố máy phân xưởng yêu cầu làm việc thuận tiện mà ta phân nhóm phụ tải cho hợp lý, thẩm mỹ Vấn đề quan trọng phải ý đến kỹ thuật kinh tế Về kỹ thuật: Các thiết bị có chức chung nhóm Chú ý phân công suất Dòng tải nhóm gần với dòng tải CB số nhóm không nhiều Về mặt kinh tế: Tủ phân phối phải tâm phụ tải nhằm tiết kiệm dây Lắp đặt vận hành phải thuận tiện Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI Căn vào yếu tố ta chia thành nhóm phụ tải sau: Nhóm máy Ký hiệu số lượng p dm (kw) p dm (kw) 10 Tổng 12 11 10 0.8 0.8 0.7 28.0 36.0 36.0 100.0 0.9 0.9 1.0 0.8 0.7 0.8 36.0 7.0 18.0 61.0 0.9 0.9 0.9 0.9 0.8 0.8 18.0 7.0 9.0 34.0 36.0 54.0 11.0 101.0 0.9 0.9 0.9 0.7 0.9 0.9 12.0 18.0 11.0 41.0 22.0 33.0 14.0 7.0 22.0 98.0 0.9 0.8 1.0 0.9 0.9 0.9 0.8 0.7 0.8 0.9 11.0 11.0 14.0 7.0 11.0 54.0 3 Tổng 14.0 12.0 18.0 44.0 0.9 1.0 1.0 2 Tổng tổng 15.0 32.0 14.0 61.0 Tổng p dm (kw) máy 5.0 18.0 14.0 37.0 Tổng 1 10 Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI III CHỌN DÂY DẨN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ CHO HẸ THỐNG CHIẾU SÁNG Chọn dây CB bảo vệ Vì chọ dây ống PVC nên ta có: K =0.77 K =0.95 K =1 K= K1 + K + K =0.77+0.95+1=2.72 Xét tổ đèn P=40*3*5=600 W IB = P 600 = = 3.2( A) U f * cos ϕ 220 * 0.85 Chọn máy cắt MCB hãng Federal, loại FMB-B có thông số: Loại : FMB-B Dòng định mức:4 A Số cực: I cp = IB =3.2/2.72=1.2 A K Chọn dây điện bọc nhựa PVC có thông số: 37 Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI Số lõi: Dòng định mức: A Tiết diện: 0.5 mm Tương tự ta có tổ đèn lại Bảng chọn CB Stt P (W) I B ( A) Loại CB 600 600 600 600 360 240 3.2 3.2 3.2 3.2 1.9 1.3 FMB-B FMB-B FMB-B FMB-B FMB-B FMB-B Bảng chọn dây dẫn: stt K 2.27 2.27 2.27 2.27 2.27 2.27 I cp (A) 1.2 1.2 1.2 1.2 0.7 0.5 Dòng đm(A) 5 5 5 Dòng (A) 4 4 4 đm Số cực Số lõi 2 2 2 Tiết mm 2 2 2 diện 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 38 Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT I SÉT VÀ CÁC THÔNG SỐ CỦA SÉT SỰ HÌNH THÀNH SÉT Trong những điều kiện khí tượng nhất định nào đó sẽ có sự phân chia điện tích đám mây đông Khi đó dông bảo và sấm sét xảy Sét là một dạng tia lửa không khí với khoảng cách rất lớn Quá trình phóng điện sẽ có thể xảy khí quyển giữa các đám mây với và giữa đám mây với đất Có loại mây dông: • Dông nhiệt: hình thành từ các khí nóng luồng khí nóng ẩm bốc lên sự đốt nóng của ánh sáng mặt trời • Dông front: hình thành sự gặp của những luồng không khí ẩm với luồng không khí nắng lạnh Sau đạt đến độ cao nhất định vùng không khí này bị lạnh đi, nước bị ngưng tụ thành những giọt nước li ti, các tinh thể băng và tạo thành mây dông Các đám mây dông mang điện là kết quả sự phân tích của các tích điện trái dấu và tập trung chúng phần khác của đám mây Phần dưới đám mây tích điện âm và phần của mây tích điện dương.Cường độ điện trường giữa đám mây và đất tăng dần và nếu tại các điểm cường độ điện 39 Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI trường đạt trị số tới hạn ( 25 ÷ 30 ) KV/Cm thì không khí bị ion hóa và bắt đầu phóng điện Sét được hình thành qua các giai đoạn sau:  Giai đoạn phóng tiên đạo  Giai đoạn hình thành khu vực ion hóa  Giai đoạn phóng điện ngược Dưới là các giai đoạn phóng sét và biến thiên của dòng sét theo thời gian Giai đoạn phóng tiên đạo Tiên đạo đến gần mặt đất và hình thành vùng ion hóa mãnh liệt Giai đoạn phóng điện ngược hay giai đoạn phóng chủ yếu Phóng điện chủ yếu kết thúc Các thông số của sét Dòng điện sét có dạng là xung Trong khoảng vài ba micro giây dòng điện tăng nhanh đến giá trị cực đại và tạo thành phần đầu sóng, sau đó giảm chậm khoảng (20÷100)µs Dạng sóng của sét được đặc trưng bởi các thông số: • Biên đọ dòng sét là giá trị lớn nhất của sét Biên độ không vượt quá khoảng (200÷300)A • Thời gian đầu sóng là thời gian tăng nhanh đến giá trị cực đại (1÷100)µs với tia tiên đạo đầu tiên và (0.1÷1)µs với các tia sét sát lập • Tốc độ tăng dòng có thể đạy tới 70KA/µs với tia tiên đạo đầu tiên và 200KA/µs với các tia tiếp theo • Tốc độ tăng áp 20 KV/µs Cường độ hoạt động của sét tại một khu vực được biểu thị bằng: • Số ngày dông năm, số giờ dông trung bình năm • Mật độ của sét: số lần sét đánh trung bình một đơn vị diện tích mặt đất (1km2) năm  Các thông số của sét STT Xác xuất trường hợp có giá trị lớn các số liệu Đặc tính của sét dưới 99% 90% 75% 50% 25% 10% 1% Số xung sét một lần 1 12 đánh Thời gian giữa hai xung sét 10 25 35 55 90 150 400 Cường độ dòng cực đại xung 12 12 30 50 80 130 đầu Cường độ dòng cực đại xung 20 15 20 30 40 tiếp Xung đầu tiên 10 15 25 30 40 70 40 Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI Các tác hại sét gây a Khi sét đánh trực tiếp Do lượng sét lớn nên bị sét đánh trực tiếp thì rất nguy hiểm cho công trình và người và có thể ảnh hưởng đến độ bền khí, học của công trình, nó có thể phá hoại công trình và gây cháy nổ … b Ảnh hưởng sự lan truyền sóng điện từ gây bởi dông sét xảy phóng điện sét sẽ gây nên một sóng điệ từ tỏa xung quanh với tốc đọ rất lớn Trong không khí với tốc đọ bằng vận tốc ánh sáng Sóng điện từ truyền vào công trình theo các đường dây điện lực, thông tin… gây quá điện áp tác dụng công trình gây hư hỏng với các thiết bị đặc biệt: thiết bị điện tử, máy tính cũng mạng máy tính… II GIẢI PHÁP CHỐNG SÉT TOÀN DIỆN Để chống sét một cách toàn diện và hiệu quả Ngoài việc quan tâm đến công nghệ và thiết bị tiên tiến, còn phải xây dựng giải pháp chống sét toàn diện cho công trình bao gồm: Điểm thu sét ( kim thu sét phải chủ động phóng điện sớm ) Dẫn sét xuống đất an toàn bằng cáp chống sét Tản lượng sét vào đất qua hệ thống nối đát chống sét Đẳng thế hệ thống nối đất bằng thiết bị đẳng thế Chống sét lan truyền đường cấp nguồn Chống sét lan truyền đường tín hiệu và dữ liệu Thu sét bằng kim thu sét phóng điện sớm ESE(Early Streamer Emission) Kim thu sét phóng điện sớm được sử dụng rộng rải thế giới như: mỹ, pháp Đã cho kết quả tốt so với kim Franklin Đặc điểm chính của kim thu sét phóng điện sớm bao gồm: • Được chế tạo theo tiêu chuẩn ISO 9002 • Quả cầu bên ngoài là thiết bị tạo ion hóa, giải phóng ion và chủ động phóng điện sớm • Không cần cấp nguồn bên ngoài • Tạo vùng bảo vệ lớn với mức an toàn • Thường chỉ sử dụng một bầu thu sét cho toàn công trình • Dễ lắp đặt và bảo trì Nguyên lý xác định của vùng bảo vệ Bán kính bảo vệ của kim thu sét phóng điện sớm được xác định theo công thức sau: Rbv = h : chiều cao kim thu sét D : bán kính bán cầu phóng điện D=10* I : biên độ dòng sét 41 Đồ Án 2A- Nhóm GVHD: TS.LÊ NGỌC HỘI : độ lợi khoảng cách V : tỉ số tốc độ tia tiên đạo lên và tia tiên đạo xuống V = ( 1.1÷1.2) m/µs : độ lợi về thời gian và phụ thuộc vào kiểu kim thu sét III HỆ THỐNG TRUYỀN SÉT XUỐNG ĐẤT Hệ thống nối đất được mô tả hệ thống điện kết nối vào đất Đặc tính đầu tiên xác định hiệu quả hệ thống nối đất là tổng trở hệ thống nối đất Hệ thống nối đất phải đảm bảo các yêu cầu sau:  Tản nhanh và an toàn lượng sét đánh trự tiếp vào đất  Tản an toàn xung quá áp và xung đột biến sét đánh lan truyền vào đất  Bảo vệ an oàn cho người và thiết bị khỏi nguy hiểm điện áp bước  Duy trùy các chức vận hành của hệ thống điện Các yếu tố cần đối với hệ thống nối đất chống sét Một hệ thống nối đất chống sét tốt phải thỏa mãn các yêu cầu sau:  Giá trị tổng trở nối đất Rđ [...]... đồ tủ phân phối 8- Chọn cơng suất máy biến áp cho phân xưởng: 8.1 Đặt vấn đề: Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp điện Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp này sang cấp khác Các trạm biến áp, trạm phân phối, đường dây tải điện cùng với các nhà máy điện làm thành một hệ thống phát và truyền tải điện năng thống nhất Dung lượng của các máy biến áp, vị... kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện Vì vậy, việc lựa chọn các trạm biến áp bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện Dung lượng và các thơng số khác của trạm biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nó, vào cấp điện áp, vào phương thức vận hành của máy biến áp v.v 8.2 Vị trí máy biến áp: - An tồn và liên tục cung cấp điện - Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới;... ϕ tbdl = Sttdl Cơng suất phản kháng động lực tồn phân xưởng: Qtt1 = Stt21 − Ptt21 = 269.612 − 248.04 2 = 105.67( KVAR) 3- Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng: Chiếu sáng là một phần khơng thể thiếu trong thiết kế cung cấp điện Đây là phần quan trọng, khơng chỉ đơn thuần là cung cấp ánh sáng mà còn mang lại sự thoải mái cho người lao động khi lao động sản xuất Đây là xưởng cơ khí nên ta phải... như: cấp điện áp, nguồn cung cấp điện, sơ đồ đi dây, phương thức vận hành v.v đó là những vấn đề quan trọng bởi vì xác định đúng đắn và hợp lý những vấn đề đó thì sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận hành, khai thác và phát huy hiệu quả của hệ thống cung cấp điện, sai lầm phạm phải trong khi xác định sai phương án cung cấp điện sẽ gây hiệu quả xấu về sau, đơi lúc khá tầm trọng Để xác định phương án cung. .. các thiết bò thành các nhóm nhỏ, các nhóm này được cấp điện từ các tủ phân phối.Trong mỗi động lực được phân thành nhiều nhánh mỗi nhánh cung cấp cho một nhóm thiết bò đặt gần nhau Tương tự như tủ phân phối các tủ động lực cũng được lắp đặt ở các vò trí vừa đảm bảo kỹ thuật vừa đảm bảo tính mỹ quan chung cho toàn phân xưởng Các tủ động lực có số ngõ ra phụ thuộc vào số nhóm thiết bò mà tủ điện cấp. .. phương án cung cấp điện đúng ta phải phân tích chính xác, thu thập dữ liệu ban đầu, trong đó quan trọng nhất là những dữ liệu phụ tải điện, phải tiến hành so sánh tính tốn cẩn thận giữa các phương án đề ra Một mạng điện tốt thì việc cung cấp điện sẽ tốt, làm cho các chi phí giảm như: chi phí trả lương cho cơng nhân chờ khi mất điện, chi phí sửa chữa, chi phí đền bù hợp đồng…vv Mạng điện tốt thì các... dây cho mạng điện nó cũng quyết định đến khả năng xử lí khi có sự cố xảy ra và việc bảo quản cũng như việc vận hành, sửa chữa II- u cầu: Việc lựa chọn phương án đi dây trong mạng phân xưởng ảnh hưởng trực tiếp đến vận hành, khai thác và phát triển hiệu quả của hệ thống cung cấp điện Phương án cung cấp điện được coi là hợp lý nếu thỏa mãn các u cầu sau: - Đảm bảo chất lượng, tức đảm bảo tần số và điện. .. Nhược điểm: - Độ tin cậy cung cấp điện khơng cao - Vận hành, sửa chữa phức tạp 3- Mạng vòng: Ưu điểm: - Độ tin cậy cung cấp điện cao, - Mạng trải rộng, có khả năng phát triển trong tương lai cao Nhượng điểm: - Vốn đầu tư lớn - Vận hành và sủa chữa phức tạp 4- Chọn phương án đi dây: Do đặc điểm phân xưởng này làm việc ổn định do vây việc cung cấp điện liên tục cho nó là rất cần thiết Và để tiện trong... phạm vi cho phép - Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp với u cầu của phụ tải - Thuận tiện và an tồn trong vận hành, lắp ráp, sữa chữa - Đảm bảo tính kinh tế: ít tốn kim loại màu - Sở đồ nối dây đơn giản, rõ ràng Ngồi ra, chúng ta phải xét đến các yếu tố khơng kém phần quan trọng đó là: đặc điểm của q trình cơng nghệ, u cầu cấp điện cho phụ tải, khả năng cấp vốn đầu tư và thiết bị,... = 248.04 + 14.58 + 3.24 + 3.6 = 269.82 (KW) Cơng suất biểu kiến tồn phân xưởng: Qttpx = Qttdl + Qttcs = 105.67+9.1=114.77(KVAR) Cơng suất phản kháng tồn phân xưởng: S ttpx = S ttdl + S ttcs = 269.61+17.2+3.6+3.6=294.01(KVA) 6- Xác định tâm phụ tải Việc xác đònh tâm phụ tải nhằm chọn ra phương án, vò trí đặt tủ điện thích hợp nhằm cung cấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất nhỏ nhất, chi ... tải điện nói chung thiết kế cung cấp điện nói riêng, trường ĐH Cơng Nghiệp TP HCM đào tạo đội ngũ đơng đảo kỹ sư kỹ thuật điện Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp, em phân cơng phần thiết kế. .. Ngồi thiết kế cung cấp điện phải ý đến u cầu phát triển phụ tải, giảm ngắn thời gian thi cơng tính mỹ quan cơng trình Các bước thiết kế cung cấp điện: Khảo sát đối tượng cung cấp điện Tính tốn... Tính tốn phụ tải tính tốn cho phân xưởng Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng Thiết kế hệ thống chiếu sáng Thiết kế chống sét nối đất II- Tổng quan phân xưởng Đây phân xương khí, có dạng hình chữ nhật,