THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ ĐỊA PHƯƠNG VÀ KẾT CẤU LẮP ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP VÀ TỦ HẠ ÁP

Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ ĐỊA PHƯƠNG VÀ KẾT CẤU LẮP ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP VÀ TỦ HẠ ÁP Phần I THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ ĐỊA PHƯƠNG Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÍ NGHIỆP 1. LOẠI NGÀNH NGHỀ, QUY MÔ VÀ NĂNG LỰC CỦA XÍ NGHIỆP 1.1. Loại ngành nghề: Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng được nâng cao nhanh chóng. Trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước thì các loại hình doanh nghiệp Nhà nước nói chung và nhà máy cơ khí địa phương nói riêng là những mục tiêu hàng đầu trong việc sản xuất ra sản phẩm và phát triển nền kinh tế quốc dân. - Nhà máy cơ khí mà em thiết kế là nhà máy cơ khí địa phương. Nhiệm vụ sản xuất chủ yếu của nhà máy là chế tạo, lắp đặt những kết cấu kim loại, gia công, sửa chữa lắp ráp cơ khí phục vụ cho sự nghiệp cơ khí hoá sản xuất nông nghiệp địa phương, các mặt hàng thiết yếu dùng trong xây dựng, sinh hoạt. Ngoài những mặt hàng trên nhà máy còn có dây chuyền sản xuất bi gang, phục vụ cho các máy nghiền than của các nhà máy Xi măng và các nhà máy Nhiệt điện. Để thực hiện tốt nhiệm vụ sản xuất chiến lược của mình, không những chỉ đòi hỏi về tính chất công nghệ mà còn yêu cầu đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao trong lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy. 1.2. Quy mô, năng lực của xí nghiệp: Phạm Chân Phương HTĐ - K35 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện - Xí nghiệp có tổng diện tích là 22525m 2 nhà xưởng, bao gồm 10 phân xưởng, được xây dựng tập trung tương đối gần nhau, với tổng công suất dự kiến phát triển sau 10 năm sau là 12MVA. - Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế, lắp đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo 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 để quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn không khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí. 2 . QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA XÍ NGHIỆP: * BPHC & QL - Bộ phận hành chính và quản lý. * PXCSCK - Phân xưởng sửa chữa cơ khí. * PXLRCK - Phân xưởng lắp ráp cơ khí. * PXR - Phân xưởng rèn. * PXĐ - Phân xưởng Đúc. Phạm Chân Phương HTĐ - K35 2 PX SC CƠ KHÍ PXKC KIM LOẠI PX LRÁP CƠ KHÍ PX RÈN PX. ĐÚC PC GC GỖ BỘ PHẬN THÍ NGHIỆM TRẠM BƠM BPHC & QL NÉN KHÍ SẢN PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện * PXGCG - Phân xưởng gia công gỗ. * PXKCKL - Phân xưởng kết cấu kim loại. - Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp, thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, gây thiệt hại về kinh tế, do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại II. - Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp. 3 . GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TOÀN XÍ NGHIỆP. 3.1. Các đặc điểm của phụ tải điện. - Phụ tải điện trong xí nghiệp 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 với độ lệch điện áp cho phép ∆U Cf = ± 5% U đm . Công suất của chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục kw, và được cấp bởi tần số 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 tần số f = 50Hz. Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng ∆U Cf = ±2,5%. 3.2 . Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp. - Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết bị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp, đánh giá tổng thể toàn xí nghiệp cơ khí ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tải loại II là 67%. Phụ tải loại II lớn Phạm Chân Phương HTĐ - K35 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện gấp 2 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại II, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục. 4. PHẠM VI ĐỀ TÀI. - Đây là một 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 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 đến: + Thiết kế mạng điện phân xưởng. + Thiết kế mạng điện xí nghiệp. + Tính toán công suất bù cho xí nghiệp. + Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng. + Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. Phạm Chân Phương HTĐ - K35 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện Chương II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TỒN XÍ NGHIỆP. 1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ. 1.1. Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ khí - Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn. - Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo ngun 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 dây dẫn + Cơng suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi q chênh lệch giữa các nhóm + Số lượng thiết bị trong nhóm nên có một giới hạn Căn cứ vào vị trí, cơng suất của các máy cơng cụ bố trí trên mặt bằng xưởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau : + Nhóm 1: 1; 1; 2; 3; 3; 5; 6; 11; 12; + Nhóm 2 : 2; 4; 8; 9; 13; 17; 17; + Nhóm 3 : 18 22; 31; 37; 41; 44; + Nhóm 4: 19; 20; 21; 24; 26; 28; 33; + Nhóm 5 : 23; 25; 40; 42; 46; 47; 48; 49; 50; Bảng 2-1: Bảng cơng suất đặt tổng của các nhóm. Nhóm phụ tải 1 2 3 4 5 Cơng suất tổng (kw) 70,35 70,4 162,25 164,9 139,2 1.2 . Xác định phụ tải động lực tính tốn của phân xưởng. a. Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn Phạm Chân Phương HTĐ - K35 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện - Theo công suất trung bình và hệ số cực đại. - Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung bình. - Theo công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải - Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Vì đã có thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biết được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, nên ta xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại . b. Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1 Bảng 2-2: Bảng số liệu nhóm 1. TT Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu Công suất (kw) 1 Búa hơi để rèn 2 1 10,0 2 Búa hơi để rèn 1 2 28,0 3 Lò rèn 2 3 4,5 4 Quạt lò 1 5 2,8 5 Quạt thông gió 1 6 2,5 6 Dầm treo có Palăng điện 1 11 4,85 7 Máy mài sắc 1 12 3,2 Công thức tính phụ tải tính toán: P tt =K max . P tb = K max . Σ K sdi . P đmi. ( 2-1) Trong đó: + P tb : công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất (kw) + P đm : công suất định mức của phụ tải (kw) + K sd : hệ số sử dụng công suất của nhóm thiết bị. (Bảng phụ lục 1 trang 253 TKCĐ). Phạm Chân Phương HTĐ - K35 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện + K max : hệ số cực đại công suất tác dụng, tra đồ thị hoặc tra bảng theo hai đại lượng K sd và n hq . + n hq : số thiết bị dùng điện hiệu quả - Ta thấy với nhóm máy công cụ có K sd =0,16; từ cosϕ=0,6 → tgϕ = 1,33. • Trình tự xác định n hq như sau : - Xác định n 1 : số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng 1/2 công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm. Với nhóm 1, ta có n 1 = 1 - Xác định P 1 tổng công suất định mức của n 1 thiết bị trên. Ta có ∑ = n 1 1 dm1 PP + P đm : công suất định mức của n 1 thiết bị. P 1 = 28kw - Xác định n* và p* : Σ == P P P* ; n n *n 11 Trong đó: 398,0 70,35 28 p*; 11,0 9 1 *n ==== - Từ các giá trị n* = 0,11 và p* = 0,4 tra bảng (PL: 1.5: TKCĐ] được n hq *= 0,47, vậy ta có n hq = n . n hq * = 9 . 0,47 = 4,23 ↔ n hq = 4 • Từ K sd = 0,16 và n hq = 4 tra bảng [PL: 1.6 TKCĐ] được K max = 3,11 vào công thức (2-1) tính được: P tt = 3,11 . 0,16 (10 + 10 + 28 + 4,5 + 4,5 + 2,8 + 2,5 + 4,85 + 3,2) = 35 (kw) Q tt = P tt . tgϕ = 35 . 1,33 = 46,55 (KVAR) Phạm Chân Phương HTĐ - K35 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện )KVA(24,5855,4635QPS 222 tt 2 tttt =+=+= )A(486,88 380.3 10.24,58 U.3 S I 3 tt tt === • Tương tự tính toán cho các nhóm khác, kết quả ghi được trong bảng B2-3. • Một số công thức được dùng để tính toán: - Công thức quy đổi chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại về chế độ làm việc dài hạn của thiết bị: 2)-(2 %K.PP ddmqd = + K d %: Hệ số đóng điện phần trăm. - Công thức tính hệ số sử dụng công suất tác dụng trung bình: ∑ ∑ = n 1 i n 1 i i tb p p k K dm dm . sd sd . (2-3) - Hệ số công suất trung bình: ∑ ∑ = n dmi n dmi tb p p 1 1 cos. cos ϕ ϕ (2-4) - Công thức quy đổi phụ tải 1 pha sang phụ tải 3 pha khi đấu vào điện áp dây. P đm.tđ = 3 P đm.ph.max (2-5) + P đm.ph.max :phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất (kw) Bảng kết quả tính toán B2-3 ở trang sau: Phạm Chân Phương HTĐ - K35 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện Phạm Chân Phương HTĐ - K35 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện 1.3. Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng: Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích. Công thức tính : P cs =P 0 . F (2-6) Trong đó : + P 0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m 2 ) + F : Diện tích cần được chiếu sáng (m 2 ) - Diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng F = 48 x 25 =1200 (m 2 ) - Suất phụ tải chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí P o =15 (W/m 2 ) Thay vào công thức (2-6) được : P cs =15 . 1200 = 18 (Kw). 1.4 . Phụ tải tính toán toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí: Công thức: ∑ ∑ += n 1 cs nhi.tt dtpx.tt P p kP ( 2-7) ∑ = n 1 nhi.ttdtPX.tt QKQ Trong đó : + K đt : hệ số đồng thời, lấy K đt = 0,85. + n : số nhóm thiết bị. + P cs : phụ tải chiếu sáng (kw) + P tt.nhi , Q tt.nhi : công suất tác dụng, phản kháng tính toán của nhóm thứ i. Thay các giá trị tính toán được ở trên vào công thức ( 2-7) được: Phạm Chân Phương HTĐ - K35 10 [...]... + Trạm B4 (2 MBA) : Cấp điện cho PXN khí + BPHC & BQL + Trạm B5 (2 MBA): Cấp điện cho trạm bơm và bộ phận thử nghiệm + Trạm B6 (1 MBA): Cấp điện cho phân xưởng rèn Phạm Chân Phương HTĐ - K35 21 Cung Cấp Điện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Trạm B7 (1 MBA): Cấp điện cho phân xưởng SCCK+ PX Gia công gỗ 5.2 Chọn dung lượng máy biến áp: - Chọn công suất máy biến áp đảm bảo độ an toàn cung cấp điện (A.T.C.C.Đ) Máy biến. .. gian và mỹ quan cho xí nghiệp mạng cao áp được dùng cáp ngầm Từ trạm BATT đến các trạm biến áp phân xưởng B1; B2; B3 ; B4 ; B5; dùng cáp lộ kép, đến trạm B6; B7 dùng cáp lộ đơn Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp phân xưởng và trạm biến áp trung tâm trên mặt bằng, đề ra 3 phương án đi dây mạng cao áp • Phương án 1: Các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trực tiếp từ trạm BATT • Phương án 2 và phương. .. - CC MBA 10/0,4KV Tủ Aptomat tổng Tủ Aptomat nhánh Hình 3.4 Sơ đồ nối trạm biến áp phân xưởng đặt 1 MBA Tủ cao áp Máy biến Tủ áp aptômát 10/0,4K tổng V Tủ aptômát nhánh Tủ A phân đoạn Tủ áptômát Tủ aptômát tổng Máy biến áp 10/0,4K V Tủ cao áp Hình 3.5 Sơ đồ đấu nối các trạm phân xưởng đặt 2 MBA Phạm Chân Phương HTĐ - K35 32 Cung Cấp Điện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn xí nghiệp 35KV... điện cho các trạm biến áp phân xưởng (BAPX) 4.2 Chọn vị trí xây dựng trạm : Trạm biến áp trung tâm • - Trạm biến áp trung tâm nhận điện từ trạm biến áp trung gian (BATG) hay đường dây của hệ thống có điện áp 35kv biến đổi xuống điện áp 10kv cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng - Vị trí xây dựng trạm được chọn theo nguyên tắc chung sau: + Gần tâm phụ tải điện M0 (4,8; 3,8) + Thuận lợi cho giao thông... thông đi lại và mỹ quan Trạm biến áp đặt vào tâm phụ tải điện, như vậy độ dài mạng phân phối cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện đảm bảo hơn Vậy ta chọn xây dựng trạm biến áp trung tâm gần phân xưởng số 2 (ký hiệu số 5 trên mặt bằng ) • Trạm biến áp phân xưởng : - Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xí nghiệp 10kv xuống điện áp phân... M0(4,8; 3,8) Chương III THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP Phạm Chân Phương HTĐ - K35 16 Cung Cấp Điện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO XÍ NGHIỆP 1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN : - Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa dạng Nó phụ thuộc vào giá trị của xí nghiệp và công suất yêu cầu của nó, khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các yếu tố đặc biệt đặc trưng cho từng xí nghiệp... phương án 3; các trạm biến áp xa trạm BATT của nhà máy, lấy liên thông qua các trạm ở gần trạm BATT Các phương án đi dây của mạng điện xí nghiệp như sau: (Vẽ các sơ đồ đi dây của 3 phương án) Trong đó: - Trạm biến áp trung tâm (BATT) - Trạm biến áp phân xưởng (BAPX) - Các cao áp - Các hạ áp 7 TÍNH TOÁN SO SÁNH CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN Đường dây cấp điện từ hệ thống về trạm BATT của... Số lượng trạm biến áp được chọn như sau: - Phân xưởng là phụ tải loại 2, cần đặt 2 MBA cho trạm BAPX đó - Phân xưởng là phụ tải loại 3 cần đặt 1 MBA cho trạm BAPX đó - Căn cứ vào vị trí, công suất tính toán và yêu cầu độ tin cậy CCĐ của phân xưởng, quyêt định đặt 7 trạm (BAPX) như sau: + Trạm B1 (2MBA) : Cấp cho PXKCKL + Trạm B2 (2 MBA): Cấp điện cho PXLRC khí + Trạm B3 (2 MBA): Cấp điện cho phân xưởng... + Trạm hai máy biến áp thường có lợi về kinh tế hơn so với các trạm ba máy và lớn hơn Khi thiết kế để quyết định chọn đúng số lượng máy biến áp cần phải xét đến độ tin cậy cung cấp điện - Dựa vào tính năng và mức độ quan trọng của từng phân xưởng trong xí nghiệp có thể phân ra hai loại phụ tải sau : Phạm Chân Phương HTĐ - K35 20 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP • Cung Cấp Điện Phụ tải loại 2 gồm : - Phân xưởng kết. .. một sơ đồ cung cấp điện hợp lý - Kinh nghiệm tính toán và vận hành cho thấy là trong một trạm biến áp chỉ cần đặt một máy biến áp là tốt nhất, khi cần thiết có thể đặt hai máy, không nên đặt quá hai máy + Trạm một máy biến áp có ưu điểm là tiết kiệm đất đai, vận hành đơn giản trong hầu hết các trường hợp có chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhất nhưng có nhược điểm mức đảm bảo an toàn cung cấp điện không . N T T NGHI P Cung C p i n THI T K CUNG C P I N CHO NH M Y C KH Đ A PH NG V K T C U L P Đ T TR M BI N P V T H P Ph n I THI T K CUNG C P. nh m thi t bị. Ph t i đ nh nh n c a nh m thi t bị sẽ xu t hi n khi thi t bị c d ng kh i đ ng l n nh t m m y, c n c c thi t bị kh c trong nh m đang l m