Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp

A.Dữ kiện :Tỷ lệ phụ tải điện loại III là 85%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ∆Ucp = 3,5%. Hệ số công suất cần nâng lên là cos = 0,90.Hệ số chiết khấu: i= 12%Thời gian sử dụng công suất cực đại: TM = 5010hCông suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: Sk = 7,79 MVAThời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk = 2,5sKhoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm của phân xưởng: L = 110 mChiều cao nhà xưởng H = 4,12 mGiá thành tổn thất điện năng C∆ = 1000đkWh.Suất thiệt hại do mất điện gth = 7500đkWh.Đơn giá tụ bù là : 200.103đkVAr.Chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư.Suất tổn thất trong tụ ∆Pb = 0,0025 kWkVAr.Giá điện trung bình g = 1000đkWh.Điện áp lưới phân phối là 22kV.

Đồ án môn học Cung Cấp Điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP Sinh viên : Đỗ Thị Cơ Lớp : Đ3H1 GVHD : Thầy Nguyễn Phúc Huy Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng khí A Dữ kiện : Tỷ lệ phụ tải điện loại I&II 85% Hao tổn điện áp cho phép mạng điện hạ áp ∆Ucp = 3,5% Hệ số công suất cần nâng lên cos ϕ = 0,90 Hệ số chiết khấu: i= 12% Thời gian sử dụng công suất cực đại: TM = 5010h Công suất ngắn mạch điểm đấu điện: Sk = 7,79 MVA Thời gian tồn dòng ngắn mạch tk = 2,5s Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm phân xưởng: L = 110 m Chiều cao nhà xưởng H = 4,12 m Giá thành tổn thất điện C∆ = 1000đ/kWh Suất thiệt hại điện gth = 7500đ/kWh Đơn giá tụ bù : 200.103đ/kVAr Chi phí vận hành tụ 2% vốn đầu tư Suất tổn thất tụ ∆Pb = 0,0025 kW/kVAr Giá điện trung bình g = 1000đ/kWh Điện áp lưới phân phối 22kV SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page Đồ án môn học Cung Cấp Điện Phụ tải phân xưởng khí - sửa chữa: Số hiệu sơ đồ Tên thiết bị 1; Máy mài nhẵn tròn 2; Hệ số cos ϕ Công suất đặt P (kW) 0,35 0,67 3; 12 Máy nhẵn phẳng 0,32 0,68 1,5; 4,5 3; 4; Máy tiện bu lông 0,3 0,65 0,8; 2,2; 4,5 6; Máy phay 0,26 0,56 1,5; 2,8 10; 11; 19; 20; 29; 30 Máy khoan 0,27 0,66 0,8; 1,2; 0,8; 0,8; 1,2; 1,5 12; 13; 14; 15; 16; 24; 25 Máy tiện bu lông 0,30 0,58 1,5; 2,8; 3; 3; 5,5; 10; 10 17 Máy ép 0,41 0,63 13 18; 21 Cần cẩu 0,25 0,67 4,5; 13 22; 23 Máy ép nguội 0,47 0,70 30; 45 26; 39 Máy mài 0,45 0,63 2,8; 4,5 27; 31 Lò gió 0,53 0,9 4; 5,5 28; 34 Máy ép quay 0,45 0,58 22; 30 32; 33 Máy xọc, (đục) 0,4 0,6 4; 5,5 35; 36; 37; 38 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 2,2; 2,8; 4,5; 5,5 40; 43 Máy hàn 0,46 0,82 30; 28 41; 42; 45 Máy quạt 0,65 0,78 4,5; 5,5; 7,5 SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Ksd Page 24 Đồ án môn học Cung Cấp Điện 25 26 44 Máy cắt tôn 0,27 0,57 2,8 31 Sơ đồ mặt phân xưởng: 14 16 15 13 12 23 32 33 39 40 44 41 42 43 SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 27 45 Page 3 38 21 3376 Đồ án môn học Cung Cấp Điện LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta công công nhiệp hoá , đại hoá Nhu cầu điện trongcác lĩnh vực công nghiệp , nông nghiệp , dịch vụ sinh hoạt tăng trưởng không ngừng cùngvới trình phát triển kinh tế Do đòi hỏi nhiều công trình cung cấp điện Đặc biệt cần công trình có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liên tục, phục vụ tốt cho phát triển nghành kinh tế quốc dân Trong có lĩnh vực công nghiệp ngành kinh tế trọng điểm đất nước , Nhà nước Chính phủ ưu tiên phát triển có vai trò quan trọng kế hoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020 Thiết kế cung cấp điện cho nghành công việc khó khăn , đòi hỏi cẩn thận cao Phụ tải ngành phần lớn phụ tải hộ loại , đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao Một phương án cung cấp điện hợp lý phương án kết hợp hài hòa tiêu kinh tế , kĩ thuật , đảm bảo đơn giản sửa chữa vận hành thuận tiện , đảm bảo chất lượng điện Hơn cần áp dụng thiết bị thiết kế đại có khả mở rộng tương lai Dưới hướng dẫn thầy Nguyễn Phúc Huy, em nhận đề tài Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí Đồ án bao gồm số phần chọn máy vị trí đặt trạm biến áp , chọn dây phần tử bảo vệ , hạch toán công trình Việc làm đồ án giúp chúng em điều kiện áp dụng kiến thức học tích lũy thêm nhiều kinh nghiệm Đây đồ án có tính thực tiễn cao , chắn giúp ích cho em nhiều công tác sau Trong trình thực đồ án , em nhận bảo tận tình thầy Nguyễn Phúc Huy thầy cô khoa Hệ Thống Điện Do trình độ hạn chế nên việc thực đồ án nhiều thiếu xót Em mong nhận thêm nhiều dẫn thầy cô để hoàn thiện cho đồ án Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page Đồ án môn học Cung Cấp Điện Đỗ Thị Cơ Hà Nội tháng năm 2011 CHƯƠNG : TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 1.1 Tính toán lựa chọn đèn Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng phải quan tâm đáp ứng yêu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng thị giác Ngoài độ rọi, hiệu chiếu sáng phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng,sự lựa chọn hơp lý bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế mỹ quan hoàn cảnh Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: Không lóa phản xạ Không có bóng tối Phải có độ rọi đồng Phải đảm bảo độ sáng đủ ổn định Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày Chọn loại bóng đèn chiếu sáng , gồm loại: bóng đèn sợi đốt bóng đèn huỳnh quang Các phân xưởng thường dùng đèn huỳnh quang đèn huỳnh quang có tần số 50Hz thường gây ảo giác không quay cho động không đồng bộ, gây nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động Do người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho phân xưởng sửa chữa khí Việc bố trí đèn đơn giản, thường bố trí theo góc hình vuông hình chữ nhật Sở kích thước phân xưởng sau : - Phân xưởng có kích thước axbxH = 36x24x4,12m Độ rọi yêu cầu cho phân xưởng sửa chữa khí từ 50 ÷ 100 lux, độ rọi chọn : Eyc = 100 lux Chọn độ cao treo đèn h1 = 0,5 m - Chiều cao mặt làm việc h2 = 0,8 m Do khoảng cách từ đèn đến mặt công tác h = H - h1- h2 = 4,12 -0,7- 0,8 = 2,62 m SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page Đồ án môn học Cung Cấp Điện 34 Hình 1.1 : Bố trí đèn theo mặt đứng Với H : chiều cao nhà xưởng , tính m , cho đầu Tra bảng với bóng đèn sợi đốt vạn L/h=1,5÷1,8 Suy : L=1,8.h = 1,8.2,62 =4,716 m Căn vào kích thước nhà xưởng ta chọn khoảng cách đèn là: Ld = 4,5 m, (đèn gần tường p~2,25m) Ln = m (đèn gần tường q~2m) Trong : Ld :là khoảng cách đèn theo chiều dài phân xưởng ,m Ln : khoảng cách đèn theo chiều rộng phân xưởng ,m Như tổng cộng có hàng đèn, hàng có bóng Kiểm tra mức độ đồng ánh sáng: 6000mm Ln L 4 ≤q≤ n ⇔ ≤2= 3 Ld L 4,5 4,5 ≤ p≤ d ⇔ ≤ 2,25 = 3 Như việc bố trí đèn hợp lý Số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo độ chiếu sáng đồng : Nmin = 48 bóng Sơ đồ bố trí chiếu sáng hình vẽ minh họa : 2m Ln=4m Ld=4,5m SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 36000mm 2,25m Đồ án môn học Cung Cấp Điện Hình vẽ 1.2 : Sơ đồ minh họa chiếu sáng đơn giản Xác định số phòng : ϕ= a ⋅b 24 ⋅ 36 = ≈ 5,496 h ⋅ ( a + b ) 2,62 ⋅ ( 24 + 36) σ Coi hệ số phản xa trần tường là : σ tran =50 % tuong =30 % kết hợp với số phòng ta tra bảng hệ số sử dụng là: K sd = 0,59 (đèn sợi đốt chiếu sâu_bảng 47.plBT) Lấy hệ số dự trữ k=1,3 hệ số tính toán Z=1,1 xác định quang thông đèn sau: Fyc = k E yc S Z n.k sd = 1,3 ⋅ 100 ⋅ 24 ⋅ 36 ⋅ 1,1 = 4362,7 48 ⋅ 0,59 (lumen) Dựa vào Fyc ta chọn loại đèn sợi đốt Halogen có Pđ = 300 W, F = 6300 lm (tra bảng PL VIII.2 –Ngô Hồng Quang) Ngoài ta trang bị thêm cho phòng thay đồ phòng vệ sinh, phòng có bóng 60W Tổng công suất đèn Pcs = 48.300 + 4.60 = 146400 W = 14,64 kW 1.2 Chọn cáp cho hệ thống chiếu sáng • I lv max = Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng Pcs ⋅ U đm Cosϕ = 14,64 ⋅ 0,38 ⋅ = 22,243 ( A) (với đèn sợi đốt cos ϕ =1) Tmax = 5010h ( tra bảng 9pl – SBT) suy jkt = 2,7mm2 Vậy tiết diện dây cần tìm : I lv max 22,243 = = 8,238 mm 2,7 F = j kt Vậy ta chọn dây dẫn đồng có F =10mm2 (các thông số r0 = 1,83(Ω/km), x0 =0,073(Ω/km).(tra bảng pl V.12- Ngô Hồng Quang ) • Chọn dây dẫn từ áp tô mát nhánh tới nhóm đèn Tiến hành phân nhóm đèn theo diện tích Bóng đèn chia thành nhóm, nhóm có bóng, công suất bóng 300W - Nhóm 1: Tổng công suất nhóm : P = 8.300 =2400 W =2,4 kW I lv max = 2,4 = 10,9 A 0,22 SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page Đồ án môn học Cung Cấp Điện F= I lv max 10,9 = = 4,037 mm j kt 2,7 Suy ra: Vậy ta chon dây dẫn đồng có có F = mm2 (các thông số r0 = 4,61(Ω/km), x0 =0,09 (Ω/km).( tra bảng pl V.12- Ngô Hồng Quang ) Các nhóm khác có số lệu nhóm nên kết giống nhóm Từ kết tính toán ta bảng số liệu thông số dây dẫn mạch chiếu sáng sau: r0 Vị trí F, Icp (Ω/km)ở mm 200C Cáp tổng cs 10 87 1,83 Dây nhánh 53 4,61 • Chọn áp tô mát - Chọn áp tô mát tổng Ilvmax = 22,243 A, ta chọn áp tô mát tổng Iđm= 40 A, cực, LG chế tạo - Chọn áp tô mát nhánh + Nhánh cung cấp điện cho bóng: I lv max = 2,4 = 10,9 A 0,22 , ta chọn áp tô mát Iđm = 20 A, cực, LG chế tạo + Các nhánh khác dùng áp tô mát Iđm = 20 A loại Bảng 1.2: Thông số Át-tô-mát lựa chọn Vị trí Áp tô mát tổng Loại Kiểu Udm(V) Số cực Idm(A) 50AF ABE 53a 600 40 Áp tô mát nhánh 50AF ABE 53a 600 20 • Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với áp tô mát Điều kiện kiểm tra: I cp ≥ - 1,25.I đmA 1,5.k1 k k Mạch chiếu sáng tổng dùng dây10 mm2, bảo vệ áp tô mát kiểu 50AF: SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page Đồ án môn học Cung Cấp Điện I cp = 87 A ≥ - 1,25.I đmA 1,25.40 = = 35,08 A 1,5.k1 k k 1,5.0,95.1.1 Các mạch nhánh dùng dây 4mm2 , bảo vệ áp tô mát kiểu 50AF: I cp = 53 A ≥ 1,25.I đmA 1,25.20 = = 25 A 1,5.k1 k k 1,5.0,95.0,7.1 Thỏa mãn điều kiện + Không cần kiểm tra độ sụt áp của đường dây đường dây ngắn, dây chọn vượt cấp CHƯƠNG : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN Tính toán phụ tải điện công việc bắt buộc công trình cung cấp điện Việc cung cấp số liệu phục vụ cho việc thiết kế lưới điện sau người kĩ sư Phụ tải tính toán có giá trị tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu ứng nhiệt , việc chọn dây dẫn hay thiết bị bảo vệ cho đảm bảo Có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện phương pháp hệ số nhu cầu , hệ số tham gia cực đại Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí , có thông tin xác mặt bố trí thiết bị , biết đựoc công suất trình công nghệ thiết bị nên sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tổng hợp nhóm phụ tải động lực Nội dung phưong pháp sau : - Thực phân nhóm thiết bị có xưởng, nhóm cung cấp điện từ tủ động lực riêng , lấy điện từ tủ phân phối chung Các thiết bị nhóm nên chọn có vị trí gần mặt phân xưởng, có chế độ làm việc công suất tương tự Xác định hệ số sử dụng tổng hợp nhóm thiết bị theo biểu thức sau : ΣPi k sdi k = ΣPi ( 2.1 ) Σ sd - Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng nhóm nhd : SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page Đồ án môn học Cung Cấp Điện ( ΣP ) i nhd = ΣPi ( 2.2 ) - Hệ số nhu cầu nhóm xác định theo biểu thức sau : Σ knc = k s d + - Phụ tải tính toán nhóm : − k sΣd n hd ( 2.3 ) Ptt = knc ΣPi ( 2.4 ) Hệ số công suất phụ tải nhóm : ∑ Pi ⋅ Cosϕ Cosϕ tb = ∑ Pi (2.5) Đi vào tính toán cụ thể 2.1 Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng Từ kết thiết kế chiếu sáng ta tính phụ tải chiếu sáng tính toán toàn phân xưởng Pcs = kđt N Pđ = 1.(48.300 +4.60) = 14640 W =14,64 kW Trong đó: kđt : hệ số đồng thời nhóm phụ tải chiếu sáng N : số bóng đèn cần thiết Pđ : công suất đèn lựa chọn Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cosϕ nhóm chiếu sáng Do đó, ta có công suất toàn phần nhóm chiếu sáng là: Pcs 14,64 = = 14,64 kVA Scs = cos ϕ Qcs = kVAr 1.3 Phụ tải tính toán nhóm thông thoáng làm mát Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là: ( Q = n.V m / h ) n – tỉ số đổi không khí (1/h)_ với phân xưởng khí lấy n = (1/h) V – thể tích phân xưởng (m3) V = a.b.H SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 10 Đồ án môn học Cung Cấp Điện 1-37 1-32 1-21 ∑ 12 13 12 0,709 0,68 0,789 0,027 0,019 0,058 0,325 92,322 66,399 196,985 1111,53 0,0923 0,066 0,197 0,803 0,87 0,863 0,234 0,22 0,35 Đoạn dây 2-27 2-17 2-8 2-1 2-19 2-20 2-9 2-2 2-10 2-22 2-11 2-3 2-18 ∑ L,m 20 17 12 11 12 10 13 ∆U,V 1,03 1,122 0,728 0,703 0,205 0,171 0,41 0,096 0,102 0,829 0,23 0,085 0,352 ∆P, kW 0,013 0,092 0,049 0,012 0,001 0,001 0,010 0,001 0,0005 0,122 0,002 0,0004 0,009 0,313 ∆A,kWh 45,402 315,62 167,85 41,809 3,342 2,785 35,233 2,767 1,671 418,72 5,64 1,436 31,108 1073,4 C.106đ 0,045 0,316 0,168 0,042 0,0033 0,0028 0,035 0,0028 0,0017 0,419 0,0056 0,0014 0,0311 V.106đ 1,338 1,222 0,863 0,722 0,788 0,657 0,468 0,197 0,394 1,096 0,591 0,328 0,401 Z.106đ 0,282 0,532 0,3211 0,17 0,143 0,119 0,119 0,376 0,714 0,613 0,11 0,595 0,102 Đoạn dây 3-38 3-39 3-33 3-40 3-41 3-44 3-42 3-43 3-45 3-31 ∑ L,m 13 12 13 13 12 11 17 ∆U,V 0,652 0,705 0,649 0,248 0,117 0,419 0,926 0,695 0,739 0,19 ∆P, kW 0,030 0,021 0,025 0,027 0,002 0,009 0,022 0,072 0,023 0,003 0,235 ∆A,kWh 102,59 70,366 86,2 93,887 7,651 32,022 74,288 245,36 80,245 11,133 803,73 C.106đ 0,103 0,07 0,086 0,094 0,008 0,032 0,074 0,245 0,08 0,011 V.106đ 0,891 0,803 0,891 0,337 0,134 0,46 0,87 1,012 0,754 1,137 Z.106đ 0,26 0,212 0,244 0,154 0,031 0,113 0,228 0,424 0,241 0,212 L,m 13 ∆U,V 0,61 ∆P, kW 0,008 ∆A,kWh 28,232 C.106đ 0,028 V.106đ 0,854 Z.106đ 0,179 Đoạn dây 4-4 SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 55 Đồ án môn học Cung Cấp Điện 4-12 4-23 4-13 4-5 4-24 4-25 4-14 4-15 4-6 4-7 4-16 4-26 13 24 9 13 13 6 16 ∑ 0,417 1,234 0,539 0,528 0,665 0,665 0,236 0,236 0,096 0,294 0,45 0,956 0,005 0,357 0,012 0,014 0,049 0,049 0,005 0,005 0,001 0,007 0,019 0,018 0,549 16,484 869,635 39,764 49,577 168,501 168,501 18,449 18,449 4,081 22,986 63,864 59,916 1528,43 0,016 0,870 0,04 0,05 0,169 0,169 0,018 0,018 0,004 0,023 0,064 0,06 0,854 2,522 0,591 0,602 0,934 0,934 0,401 0,401 0,197 0,535 0,617 0,105 0,168 1,316 0,144 0,156 0,334 0,334 0,089 0,089 0,039 0,118 0,173 0,246 Từ bảng tổng kết ta thấy : Tổng tổn thất điện áp lớn : ∆U max = ∆U N −0 + ∆U max + ∆U max = 10,46 + 1,472 + 1,234 = 13,166 V < 3,5%U đm = 13,3 V (thỏa mãn điều kiện cho) Tổng tổn thất công suất ( bao gồm tổn thất MBA): ∆P∑ = ( 3,45 + 0,53) + 3,314 + 0,32 + 0,313 + 0,235 + 0,549 = 8,731 kW Tổng tổn thất điện ( bao gồm tổn thất MBA): ∆A∑ = 24746,056 + 31339,249 + 1111,53 + 1073,4 + 803,73 + 1528,439 = 60602,404 kWh SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 56 Đồ án môn học Cung Cấp Điện CHƯƠNG : TÍNH TOÁN CHỌN TỤ BÙ – NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT Việc đặt bù có lợi mặt giảm tổn thất điện áp , điện , cho đối tượng dung điện đặt phân tán tụ bù cho động Tuy nhiên đặt phân tán lợi vốn đầu tư , quản lý vận hành Cho nên việc bố trí đặt tụ bù đâu toán cần xem xét kĩ Ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất Mức độ tiêu thụ công suất phản kháng đánh giá hệ số công suất, xác định tỷ số công suất tác dụng (P) công suất biểu kiến (S): cosϕ=P/S P P cos ϕ = = S 3UI Để thuận tiện cho việc phân tích tính toán, người ta thường dùng khái niệm hệ số công suất phản kháng (tgϕ) thay cho hệ số công suất (cosϕ), tỷ lệ công suất phản kháng công suất tác dụng: tgϕ = Q/P Tuy nhiên hệ số tgϕ áp dụng bước tính trung gian, kết cuối lại trả hệ số cosϕ tương ứng Khi cosϕ thiết bị điện lớn, tức mức độ tiêu thụ công suất phản kháng bé, làm cho mức độ yêu cầu Q từ lưới ít, góp phần cải thiện chế độ làm việc lưới Hệ số cosϕ hộ tiêu thụ lại phụ thuộc vào chế độ làm việc phụ tải điện SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 57 Đồ án môn học Cung Cấp Điện Khi hệ số cosϕ thấp dẫn đến tăng công suất phản kháng, truyền tải công suất phản kháng mạng điện làm giảm sút tiêu kinh tế – kỹ thuật mạng điện Biện pháp nâng cao hệ số công suất ● Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hoá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động có công suất hợp lý hơn, Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù ● Nâng cao hệ số công suất cosϕ 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, nhờ giảm lượng công suất phản kháng phải truyền tải đường dây theo yêu cầu chúng 6.1 Xác định dung lượng bù cần thiết : Yêu cầu hệ số công suất cần nâng lên cosφ2 = 0,9 Nên tg φ2 = − 0,9 = 0,484 0,9 − 0,705 = 1,01 0,705 Có : cos φ1 = 0,705 Nên tg φ1 = Do dung lượng bù cần thiết Qb = P (tg φ1 - tg φ2 ) = 228,194.( 1,01 – 0,484 ) = 120,03 kVAr 6.2 Xác định vị trí đặt tụ bù Trước tiên ta ưu tiên đặt tụ bù cho tủ đông lực xa tủ phân phối tải có công suất lớn Ta chọn vị trí bù TĐL1 TĐL4 Việc đăt tụ bù gặp nhiều khó khăn công suất phân xưởng không lớn, chi phí cho bảo dưỡng sửa chữa tốn Nhưng mang lại hiệu kinh tế cao Còn việc bù tập trung đơn giản tốn hiệu kinh tế không cao việc đặt tụ bù phân tán Có cosφ1 = 0,595 tgφ1 = 1,35 Cos’φ1 = 0,9 → tg’φ1 = 0,484 Vậy dung lượng bù vị trí TĐL1 : Qb1 = P1 (tg φ1 - tg’φ1 ) = 56,272.( 1,35– 0,484 ) = 48,731 kVAr Có cosφ4 = 0,643 tgφ4 = 1,191 Cos’φ4 = 0,9 → tg’φ4 = 0,484 Vậy dung lượng bù vị trí TĐL1 : Qb4 = P4 (tg φ4 - tg’φ4 ) = 66,031.( 1,191– 0,484 ) = 46,684 kVAr SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 58 Đồ án môn học Cung Cấp Điện Do dung lượng cần phải bù 120,03 kVAr nên số kVAr lại sau đặt tụ bù TĐL1 TĐL4 là: Qb – Qb1 – Qb4 =120,03 – 48,731 – 46,684 = 24,615 kVAr Ta đặt thêm tụ bù vào TĐL2 để bù nốt số kVAr lại : S = P + j( Q − Q ) = 52,446 + j ( 55,474 − 24,615) = ( 52,474 + 2 b2 Ta có : Hệ số công suất sau bù : Cosϕ 2′ = 52,474 52,4742 + 30,859 j 30,859 ) kVA = 0,862 Vậy ta đặt tụ bù vị trí 6.3 Đánh giá hiệu bù công suất phản kháng Tổng hợp lại phụ tải toàn phân xưởng sau đặt bù : Tổng hợp lại phụ tải động lực : Nhóm ksd∑ knc∑ Ptt.đl;kW Cosφ tbđl Sttđl;kVA Qttđl;kVAR 0.394 0.693 56.272 0,9 62.536 27.281 0.404 0.682 52.446 0.862 60.851 30.859 0.48 0.709 70.404 0.775 90.844 57.41 0.383 0.698 66.031 0,9 73.361 31.964 Tổng hợp nhóm phụ tải động lực sau : - Hệ số sử dụng tổng hợp : k sd ∑ = ∑P đlj ⋅ k sd ∑ j ∑P = 102,443 = 0,418 245,153 đlj - Hệ số nhu cầu : k nc ∑ = k sd ∑ + - − k sd ∑ N = 0,418 + Tổng công suất phụ tải động lực : SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 59 − 0,418 = 0,709 Đồ án môn học Cung Cấp Điện Ptt.đl = k nc ∑ ⋅ ∑ Pđlj = 0,709 ⋅ 245,153 = 173,813 ( kW ) - Hệ số công suất phụ tải động lực : Cosϕ tbđb = ∑P đlj ⋅ cos ϕ tbj ∑P = 209,844 = 0,856 245,153 đlj - Công suất toàn phần : S ttđt = - Pttđt 173,813 = = 203,053 Cosϕ tbđb 0,856 (kVA) Công suất phản kháng : 2 Qttđt = S ttđt − Pttđt = 203,053 − 173,813 = 104,974( kVAR) • Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng Công suất tác dụng toàn phân xưởng: Pttpx = k đt ( Ptt.đl + Pcs + Plm ) = ⋅ (173,813 + 14,64 + 1,709) = 190,162( kW ) Với kdt=1 Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng: cos ϕ = ∑ Pi cos ϕ i Ptt.đl cos ϕ tb.đl + Pcs cos ϕ tbcs + Ptlm cos ϕ tblm = ∑ Pi Ptt.đl + Pcs + Plm = 173,813 ⋅ 0,856 + 14,64 ⋅ + 1,709 ⋅ 0,8 = 0,867 190,162 Xét thêm tổn thất mạng điện (10%) khả phát triển phụ tải 10 năm (10%), ta có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởng là: PttpxΣ = 1,2.Pttpx = 1,2 ⋅ 190,162 = 228,194( kW ) S ttpx = PttpxΣ cos ϕ tbpx = 228,194 = 263,2 ( kVA) 0,867 2 Qttpx = S ttpx − Pttpx = 263,2 − 228,194 = 131,155 ( kVAR) SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 60 Đồ án môn học Cung Cấp Điện Ta thấy giá trị công suất toàn phân xưởng giảm đáng kể so với lúc chưa đặt tụ bù Như tiết diện dây chọn ban đầu đảm bảo điều kiện phát nóng Sau đặt bù, tổn thất điện đoạn dây từ nguồn tới THT , từ THT tới tủ động lực máy biến áp giảm Các tổn thất tính sau : - Tổn thất điện đường dây từ nguồn tới THT: S tt2 px ∆AN-0 = U đm rN − L N − τ [kWh] 263,2 ⋅ 0,099 ⋅ 110 ⋅ 10 −3 ⋅ 3421,875 ⋅ 10 −3 = 17877 ,081 ( kWh ) AN-0 = 0,38 - Tổn thất MBA : 2 ∆P  S ttpx  3,45  263,2   τ + 2.∆P01 t = ∆AB1 = N    ⋅ 3421,875 + ⋅ 0,53 ⋅ 8760 = 19508,286 ( kWh )  S đmB1   200  - Tổn thất đường dây từ THT đến tủ động lực : S tt2.đl1 ro1 L0−1 τ U đm + Tới tủ ĐL1 : ∆A0-1 = [kWh] 62,536 ⋅ 0,37 ⋅ 36 ⋅ 10 −3 ⋅ 3421,875 ⋅ 10 −3 = 1234,37 ( kWh ) A0-1 = 0,38 + Tới TĐL2 : S tt2.đl ro L0−2 τ ∆A0-2 = U đm [kWh] 60,851 ⋅ 0,37 ⋅ 12 ⋅ 10 −3 ⋅ 3421,875 ⋅ 10 −3 = 389 ,597 ( kWh ) , 38 A0-2 = + Tới TĐL3 : ∆A1-3 = [kWh] 90,844 ⋅ 0,37 ⋅ 18 ⋅ 10 −3 ⋅ 3421,875 ⋅ 10 −3 = 1302,458 ( kWh ) , 38 A1-3 = S tt2.đl ro L0−4 τ U + Tới TĐL4 : ∆A0-4 = đm [kWh] 73,3612 ⋅ 0,194 ⋅ 24 ⋅ 10 −3 ⋅ 3421,875 ⋅ 10 −3 = 593,8 ( kWh ) A0-4 = 0,38 Tổn thất điện đường dây từ nguồn tới THT từ THT tới tủ ĐL : SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 61 Đồ án môn học Cung Cấp Điện ∆Ad = 17877 ,081 + 1234,37 + 389 ,597 + 1302,458 + 593,8 = 21397,306 kWh Như tổng tổn thất điện sau bù : ∆A∑ = 19508,286 + 21397,306 + 1111,53 + 1073,4 + 803,73 + 1528,439 = 45422,691 kWh Lượng điện tiết kiệm sau bù : δ A = ∆Atb - ∆Asb = 60602,404 – 45422,691 = 15179,713 kWh Số tiền tiết kiệm năm : δ C = δ A.c∆ = 15179,713.1000 = 15,18.106 đ/năm Vốn đầu tư ban đầu cho tụ bù : Vbù = vobù.Qbù = 200.120,03.103 = 24.106 đ Chi phí qui đổi : Zbù = p.Vbù = 0,192.24.106 = 4,608.106 đ p : hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn khấu hao thiết bị , lấy máy biến áp 0,192 Tổng số tiền tiết kiệm đặt tụ bù hàng năm : TK = δ C - Zbù = ( 15,18 – 4,608 ).106 = 10,572.106 đ/năm Như việc đặt bù mang lại hiệu kinh tế cao Không giúp giảm tổn thất mà góp phần tiết kiệm chi phí cho phân xưởng CHƯƠNG : TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 7.1 Tính toán nối đất : Nối đất biện pháp an toàn hệ thống cung cấp điện Đối với trạm biến áp phân phối, hệ thống nối đất có điện trở nối đất Rnd ≤ 4Ω Để nối đất cho trạm biến áp, ta sử dụng điện cực nối đất chôn trực tiếp đất, dây nối đất dùng để nối liền phận nối đất với điện cực nối đất Cụ thể ta dự định nối đất với hệ thống nối đất bao gồm cọc nối đất làm thép góc L 60 x 60 x 6mm, dài 2,5m chôn sâu 0,8m Các cọc chôn cách 5m nối với thép nối có bề rộng 4cm tạo thành mạch vòng nối đất Các nối chôn sâu 0,8m - Xác định điện trở nối đất cọc: R1c = 0,00298.ρ.k mua Ω Trong đó: ρ: điện trở suất đất, Ω.cm, chọn loại đất vườn có ρ=0,4.104 Ω.cm kmuac : hệ số mùa cọc chôn sâu 0,8m, lấy kmuac =2 R1c = 0,00298.ρ.k mua = 0,00298.0, 4.104.2 = 23,84Ω - Xác định sơ số cọc: SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 62 Đồ án môn học Cung Cấp Điện Số cọc xác định theo công thức sau: n= R1c 23,84 = = 9,93 ηc R d 0,6.4 Chọn n = 10 cọc Trong đó: Rtc: Điện trở nối đất cọc, Ω Rd: Điện trở nối đất thiết bị nối đất theo quy định,Ω ηc: Hệ số sử dụng cọc, tra bảng ηc = 0,6 - Xác định điện trở nối: Điện trở nối xác định theo công thức: 0,366.ρ k  2.l  0,366 ⋅ 0,4 ⋅ 10 ⋅  ⋅  Rt = l lg  =  b.t  ⋅ lg  = 291,3 Ω  ⋅ 0,8  Trong đó: ρ: Điện trở suất đất độ chôn sâu nằm ngang, Ω.cm l: Chiều dài mạch vòng tạo nối, cm b: Bề rộng nối, cm Lấy b = 4cm t: Chiều sâu chôn nối, t = 0,8m Tra bảng tìm ηt = 0,45 Điện trở thực tế nối đất: R 291,3 R't = t = = 647,3Ω ηt 0, 45 Điện trở toàn số cọc : 4R' 4.647,3 Rc = ' t = = 4,025Ω R t - 647,3 - Số cọc thực tế phải đóng : n= R1c 23,84 = = 9,87 ηc R c 0,6.4,025 Chọn n= 10 cọc Cọc Thanh nối 0,7m 2,5m TBA SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 0,8m Page 63 Đồ án môn học Cung Cấp Điện Hình vẽ: Sơ đồ mặt mặt cắt hệ thống nối đất 7.2 Tính toán chống sét : Chống sét van chọn để bảo vệ chống sét đánh lan truyền Điều kiện chọn cho Un thiết bị chống sét điện áp định mức phía cao máy biến áp Như vây ta chọn chống sét van loại PBC-22T1 ( bảng 35.pl ) [ ] Nga sản xuất có U n = 22kV , điện áp cho phép 25kV , điện áp phóng xung 80 kV , điện áp phóng f = 50hz 49-60,5 kV CHƯƠNG : DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH 8.1 Danh mục thiết bị : Trong mục cần liệt tất thiết bị chọn phần gồm có trạm BA, THT, TĐL, TCS, TLM, áptômat, cọc tiếp địa, dây dẫn, trình bày bảng : Bảng 8.1 Bảng liệt kê thiết bị hạch toán giá thành STT Thiết bị Máy biến áp Quy cách ABB 200kVA V, 106 đ Đơn vị Số lượng Đơn giá, máy 54.103 108 103đ 22/0,4kV Đèn sợi đốt PAR38 300W 48 10 0,48 Quạt hút DLHCV35-PG4S F 10 500 SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 64 Đồ án môn học Cung Cấp Điện Dây cáp hạ áp XLPE 185mm2 m 164 2174 356,54 Dây cáp hạ áp XPLE 95mm2 m 60 233,6 14,016 10 Dây cáp hạ áp XLPE 50mm2 m 36 153,6 5,529 11 Dây cáp hạ áp XLPE 35mm2 m 12 124,8 1,498 12 Dây cáp hạ áp XLPE 25mm2 m 28 99,2 2,778 14 Dây cáp hạ áp XLPE 10mm2 m 67 69,76 0,837 15 Dây cáp hạ áp XLPE 6mm2 m 46 61,12 2,812 16 Dây cáp hạ áp XLPE 4mm2 m 101 45,72 4,618 17 Dây cáp hạ áp XLPE 2,5mm2 m 154,5 30,88 4,771 19 Áp tô mát NS 600E 3500 3,5 20 Áp tô mát EA103G 3500 14 21 Áp tô mát A3144 50 3200 160 22 Áp tô mát NC 125H 3500 14 23 Áp tô mát 50AF 3500 25 Thanh F=30x4mm 60 0,18 26 Sứ đỡ Oφ-22-375 Chiếc 10 50 0,5 27 Máy biến dòng TKM-0,5 Chiếc 1000 28 Cọc nối đất L 60x60x6mm 10 100 29 Chống sét van PBC-22T1 1000 ampe kế 0-200A 250 0,25 vôn kế 0-500V 200 0,2 1500 1,5 30 31 32 Công tơ pha SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 65 Đồ án môn học Cung Cấp Điện 33 Vỏ tủ điện 600 4,2 34 Tụ bù KKY-0,38-III Bộ 3500 560 35 Tụ bù KM2-0,38-28-3Y1 Bộ 3500 133 36 Tụ bù KM2-0,38-28-3Y1 Bộ 3500 175 Tổn g 1583,20 8.2 Xác định tham số kinh tế : Tổng giá thành công trình có tính đến công lắp đặt : V∑ = k ∑V = 1,1.1583,209.106 = 1741,53.106 đ lđ Trong : klđ : hệ số lắp đặt , lấy 1,1 Giá thành đơn vị công suất lắp đặt : = ∑ V 1741,53 ⋅ 10 = = 8,71 ⋅ 10 Sđ 200 đ gđ Trong Sd công suất đặt phân xưởng , lấy 200 kVA Tổng chi phí quy đổi: Z ∑ = p ⋅ V∑ + ∆A ⋅ c ∆ = 0,177 ⋅ 1741,53 ⋅ 10 + 45422,6991 ⋅ 1000 = 353,67 ⋅ 10 đ - Tổng điện tiêu thụ: A∑ = P∑ ⋅ Tmax = 228,194 ⋅ 5010 = 1143251,94 kWh - Tổng chi phí đơn vị điện : g= Z ∑ 353,67 ⋅ 10 = = 309,354 A∑ 1143251,94 (đ/kWh) 8.3 Các vẽ (đặt cuối đồ án) : Sơ đồ nguyên lý sơ đồ dây mạng chiếu sáng phân xưởng Sơ đồ trạm biến áp : nguyên lý, bố trí, mặt cắt Sơ đồ dây mạng điện mặt phân xưởng KẾT LUẬN Đồ án cung cấp điện cho phân xưởng hoàn thành song số phần tính toán chưa kĩ lưỡng thiếu nhiều kiến thức kinh nghiệm thực tế Phần hạch toán công trình chưa tính đến chi phí nhân công thực tế , việc thiết kế trạm biến áp nhiều SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 66 Đồ án môn học Cung Cấp Điện khó khăn Đồ án có tính thực tế cao , bước tập luyện cho sinh viên , tạo tiền đề cho việc thực đồ án Chúng em mong thầy cô tạo điều kiện mong bảo nhiều thời gian tới để chuẩn bị đầy đủ hành trang cho công việc sau Chúng em xin chân thành cảm ơn TÀI LIỆU THAM KHẢO [ ] TS.Trần Quang Khánh , Giáo trình cung cấp điện NXB KHKT – 2009 [ ] TS Trần Quang Khánh , Bài tập cung cấp điện NXB KHKT – 2006 [ ] TS Trần Quang Khánh , Bảo hộ lao động kỹ thuật an toàn điện NXB KHKT – 2006 [ ] Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm , Thíêt kế cấp điện , NXB KHKT – 2003 SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 67 Đồ án môn học Cung Cấp Điện SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 68 Đồ án môn học Cung Cấp Điện SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 69 [...]... MBA có công suât mỗi máy là 200 KVA để cấp điện cho phân xưởng 3.2 Lựa chọn phương án cấp điện trong phân xưởng 3.2.1 Sơ bộ chọn phương án Mỗi một nhóm thiết bị động lực được cấp điện từ một tủ động lực, đặt gần tâm phụ tải của nhóm thiết bị (gần nhất có thể) Các tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ cấp cho mạch thông thoáng làm mát được lấy điện từ tủ hạ thế tổng (THT) đặt ở góc tường trong phân xưởng, ... và làm căn cứ thiết kế tủ động lực cấp điện cho phân xưởng, ta chia các thiết bị ra từng nhóm nhỏ, đảm bảo: - Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau; - Nếu có thể, trong cùng một nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ làm việc; - Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau Căn cứ vào các thiết bị và diện tích mặt bằng phân xưởng ,ta chia các thiêt bị động lực ra thành 4 nhóm và tính toán cho từng nhóm...Đồ án môn học Cung Cấp Điện với a (m), b (m), chiều rộng – dài phân xưởng (đo theo đề bài) H (m)– chiều cao của phân xưởng; ( Q = 6 ⋅ 24 ⋅ 36 ⋅ 4,12 = 21,358 ⋅ 10 3 m 3 / h Suy ra : ) Chọn quạt hút công nghiệp có q = 2200 / h, với số lượng là 10 quạt Bảng 2 1 : Thông số kỹ thuật của quạt hút công nghiệp Thiết bị Công suất.W Lượng gió (m3/h) Số lượng ksd cosϕ Quạt... ttđt − Pttđt = 255,984 2 − 173,813 2 = 187 ,928( kVAR ) 1.5 Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 17 Đồ án môn học Cung Cấp Điện Công suất tác dụng toàn phân xưởng: Pttpx = k đt ( Ptt.đl + Pcs + Plm ) = 1 ⋅ (173,813 + 14,64 + 1,709) = 190,162( kW ) Với kdt=1 Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng: cos ϕ = ∑ Pi cos ϕ i Ptt.đl cos ϕ tb.đl + Pcs cos ϕ tbcs + Ptlm cos ϕ tblm... tư cho đoạn dây: V0-1 = (a + b.F0-1).L0-1 = (63,58 + 0,83.95).106.36.10-3 = 5,127.106 [đ] SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 27 Đồ án môn học Cung Cấp Điện Chi phí quy đổi: Z0-1 = p.V0-1 + C0-1 = 0,177.5,127.106 + 1,48.106 = 2,388.106 [đ] • Cho nhánh cấp điện cho tủ động lực 2 (THT →TĐL2) Sttđl2 = 76,341 (kVA) Chọn LD-2 = 12 m Chọn dây dẫn đến phân xưởng là cáp đồng 3 pha được lắp đặt trong rãnh ngầm Dòng điện. .. mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải trong 10 năm (10%), ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởng là: PttpxΣ = 1,2.Pttpx = 1,2 ⋅ 190,162 = 228,194( kW ) S ttpx = PttpxΣ cos ϕ tbpx = 228,194 = 323,679( kVA) 0,705 2 2 Qttpx = S ttpx − Pttpx = 323,679 2 − 228,194 2 = 229,555( kVAR ) SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 18 Đồ án môn học Cung Cấp Điện CHƯƠNG 3 : XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG... Máy phát điện và coi MPĐ như một phần tử của trạm biến áp) Giá thành tổn thất điện năng : c ∆ = 1000( đ / kWh ) Thiệt hại do mất điện khi sự cố: Yth2 = 0,25.S ttpx cos ϕ t f g th = 0,25 ⋅ 323,679 ⋅ 0,705 ⋅ 24 ⋅ 7500 = 10,269 ⋅ 10 6 đ Trong đó : Cosφ =0,705 là hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng tf = 24h là thời gian mất điện sự cố gth=7500 đ/kWh là suất thiệt hại do mất điện đầu bài cho Vậy... loại I&II nên ta chọn các phương án cấp điện, có thể như sau: SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 19 Đồ án môn học Cung Cấp Điện 1) Phương án 1: trạm có hai máy biến áp làm việc song song Hệ số điền kín của phụ tải: k đk = Ptb T 5010 = max = = 0,5719 Pmax 8760 8760 ≤ 0,75 thì khi sự cố 1 máy, máy còn lại cho phép quá tải 40% liên tục 6 giờ trong một ngày, 5 ngày trong một tuần Công suất MBA được lựa chọn thỏa... tổng (THT) đặt ở góc tường trong phân xưởng, gần tâm phụ tải của toàn phân xưởng Từ đây ta vạch ra các phương án: Phương án 1: Mỗi tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát được cấp điện bằng một mạch riêng Phương án 2: Tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát được cấp điện từ các các mạch riêng Các tủ động lực, tủ ở xa được cấp điện thông qua tủ ở gần 3.2.2 Tính toán lựa chọn phương án tối ưu... năng điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp - Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất Căn cứ vào sơ đồ bố trí các thiết bị trong phân xưởng thấy rằng các phụ tải được bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng nên không thể bố trí máy biến áp trong nhà Vì vậy nên đặt máy phía ngoài nhà xưởng, khoảng cách từ trạm tới phân xưởng là 110 m 3.1.2 Phương án trạm biến áp Do phụ tải ... Thiết kế cung cấp điện cho nghành công việc khó khăn , đòi hỏi cẩn thận cao Phụ tải ngành phần lớn phụ tải hộ loại , đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao Một phương án cung cấp điện hợp lý... ngắn, dây chọn vượt cấp CHƯƠNG : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN Tính toán phụ tải điện công việc bắt buộc công trình cung cấp điện Việc cung cấp số liệu phục vụ cho việc thiết kế lưới điện sau người kĩ... lượng chọn, kiểm tra Vị trí đặt nhà hay trời Điện áp định mức, kV Dòng điện định mức sơ cấp, A Dòng điện phía thứ cấp, A Cấp xác Phụ tải phía thứ cấp, VA Điều kiện U đmCT ≥ U đmMĐ I đm.CT ≥ I