Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm 10 phân xưởng

Xác định tổn hao công suất, tổn hao điện năng trên đường dây trung áp và máy biến áp 30 3.3.. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng L Bảng 1.1... Xác định phụ tải tính toán của phân

Trang 1

MỤC LỤC

Trang

Lời nói đầu 3

Chương 1 Xác định phụ tải điện của xí nghiệp 4

1.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng L 5

1.2 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng Ư 7

1.3 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng U 9

1.4 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng V 11

1.5 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng Ă 13

1.6 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng N 14

1.7 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng B 16

1.8 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng I 18

1.9 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng O 20

1.10 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng H 22

1.11 Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp 23

1.12 Xây dựng biểu đồ phụ tải của xí nghiệp 24

Chương 2 Xác định phương án cung cấp điện cho toàn xí nghiệp 26

2.1 Xác định vị trí, dung lượng trạm biến áp 26

2.2 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện 2 phương án 27

2.3 Lựa chọn máy biến áp 27

2.4 Lựa chọn dây dẫn từ điểm đấu điện về trạm biến áp 28

Chương 3 Tính toán về điện, lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện trong hệ thống cung cấp điện 30

3.1 Xác định tổn hao điện áp trên đường dây trung áp 30

3.2 Xác định tổn hao công suất, tổn hao điện năng trên đường dây trung áp và máy biến áp 30

3.3 Lưạ chọn dây dẫn phía hạ áp 33

3.4 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp 43 3.5 Lựa chọn và kiểm tra thiết bị đóng cắt và bảo vệ 50

Trang 2

Chương 4 Tính toán nối đất chống sét và nâng cao hệ số công suất trong hệ

thống cung cấp điện 60

4.1 Tính toán nối đất 60

4.2 Tính toán chống sét 62

4.3 Nâng cao hệ số công suất 66

Kết luận 71

Tài liệu tham khảo 72

GHI CHÚ:

[1] Sách “Cung cấp điện”

[2] Sách “Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị và nhà cao tầng”

[3] Sách “Thiết kế cấp điện”

Trang 3

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay công nghiệp là ngành mũi nhọn của nước ta, và chiếm một vị trírất lớn trong cơ cấu kinh tế Theo thời gian sự phát triển của công nghiệp gắnkèm với nó đó là điện năng, nguồn năng lượng cung cấp cho tất cả các hoạt độngcủa nhà máy, xí nghiệp, Một lượng lớn nhân lực trong nghành điện đang hoạtđộng trong lĩnh vực thiết kế, giám sát, thi công và vận hành các hệ thống điệntrong các nhà máy, xí nghiệp

Phải có điện năng thì mới có các nhà máy sản xuất, do đó cung cấp điệnnăng là một phần hết sức quan trọng và cần thiết với thực tế, cho nhu cầu hiện tại

và cả tương lai

Từ tính cấp thiết đó là sinh viên học tập nghiên cứu trong ngành điện, việctrang bị những kiến thức ngành điện nói chung và môn cung cáp điện nói riêng làcần thiết Những kiến thức này có thể thực hiện công việc trong các ngành côngnghiệp và cả khu vực sinh hoạt của dân cư Một đồ án thiết kế càng tối ưu càngmang lại lợi ích thức tế khi sử dụng, lợi ích cho vốn đầu tư, sửa chữa và bảodưỡng

Trong phần dưới đây em xin trình bày một bản đồ án thiết kế cung cấpđiện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm 10 phân xưởng Trong quá trình thựchiện đồ án, do kiến thức chưa được hoàn thiện nên đồ án còn nhiều thiếu sót, emmong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn để đồ án này được hoànthiện hơn Em xin chân thành cảm ơn cô Vũ Thị Thu đã giúp em hoàn thành đồ

án này

Hải Phòng, ngày 6 tháng 10 năm 2015 sinh viên

Trang 4

Chương 1 Xác định phụ tải điện của xí nghiệp Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng

P P

n i i

P k P

n dmi i i

dmi i

P

tg P

Trang 5

+ p0 : là suất phụ tải trên một đơn vị diện tích (kw/m2)

Lấy : p0c/s = 0,012 (kw/m2)

cosϕc s/ = 0,8

Phụ tải phản kháng chiếu sáng :

Qttcs = Pttcs.tgϕ (1.10)Phụ tải biểu kiến tính toán chiếu sáng :

Sttcs = P2ttcs+Q2ttcs (1.11)

1.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng L

Bảng 1.1 Bảng số liệu phân xưởng L

0.6 5

0.6 2

0.4 6

0.5 6

0.6 8

0.8 7

0.8 3

0.7 8

0.8 1

0.6 8

0.6 4

0.7 9

0.8 4

0.7 7

Trang 7

1.1.3 Tổng hợp phụ tải tính toán của phân xưởng

• Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng

P S

ϕ = = =

1.2 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng Ư

Bảng 1.2 Bảng số liệu phân xưởng Ư

0.6 6

0.3 7

Trang 8

dmn dmn

Trang 9

Ta có cosϕ chiếu sáng là: cosϕcs = 0,8

ttcs

P

P S

ϕ = = =

1.3 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng U

Bảng 1.3 Bảng số liệu phân xưởng U

0.6 6

0.3 7

0.7 3

Trang 10

P* =

1 35 51

dmn dmn

Trang 11

P S

1.4 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng V

Bảng 1.4 Bảng số liệu phân xưởng V

0.6 6

dmn dmn

Trang 12

P

P = P + P = 27,65+3,7 = 31,35 (kw)

• Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng

Qtt = Qđl + Qcs = 26,54+2,78 = 29,32 (kVAR)

Trang 13

• Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

P S

1.5 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng Ă

Bảng 1.5 Bảng số liệu phân xưởng Ă

7

0.7 5

dmn dmn

Trang 14

P

P = P + P = 20,01+5,76 = 25,77 (kw)

• Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng

Qtt = Qđl + Qcs = 16,01+4,32 = 20,33 (kVAR)

Trang 15

• Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

P S

1.6 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng N

Bảng 1.6 Bảng số liệu phân xưởng N

0.6 8

Trang 16

=

34,1 52,9 = 0,64Tra bảng 3-2[tr30, 2]

Trang 17

Hệ số cosϕ của phân xưởng :

46,65

62,34

tt tt

P S

1.7 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng B

Bảng 1.7 Bảng số liệu phân xưởng B

7

8 7

Trang 18

P

P S

1.8 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng I

Bảng 1.8 Bảng số liệu phân xưởng I

Trang 19

9 7 5cos ϕ

0.82

0.8 3

0.7 6

dmn dmn

Với nhq = 6 , ksdTB = 0,55

→ kmax = 1,44

⇒ knc = kmax.ksdTB = 1,44.0,55 = 0,79

Pttđl = knc.∑P dmi = 0,79.44,1 = 34,84 (kw)

Trang 20

P

P S

1.9 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng O

Bảng 1.9 Bảng số liệu phân xưởng O

8

1 3

P(kW

Trang 21

6 6 8

1

0.6 8

dmn dmn

Trang 22

P S

1.10 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng H

Bảng 1.10 Bảng số liệu phân xưởng H

0.65 0.62 0.4

6 0.56 0.68

Trang 23

cos ϕ 0.6

0.8 3

0.7

0.8 1

0.6 8

Trang 24

P S

ϕ = = =

1.11 Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp

Bảng 1.11 Bảng tổng hợp phụ tải của toàn phân xưởng

Pcs (kW)

Qđl (kVAR)

Qcs (kVAR )

Trang 25

1.12 Xây dựng biểu đồ phụ tải của xí nghiệp

1.12.1 Xác định bán kính và góc phụ tải chiếu sáng của phân xưởng

Công thức tính bán kính phụ tải :

.

S R

mπ

=

(1.12)Trong đó : + S = Stt của từng phân xưởng

P P

α =

(1.13)Trong đó : + α : là góc chiếu sáng

+ Pcs : công suất chiếu sáng của từng phân xưởng

+ Ptt : công suất tính toán của từng phân xưởng

Bảng 1.12 Bảng tính bán kính của biểu đồ phụ tải và góc của phụ tải chiếu sáng

Trang 26

i i i

BA

i i

S X X

.

i i i BA

i i

S Y Y

Trang 27

+39,70.87+48,21.68+58,63.134+62,68.108

= 59161,67

46287,32

85 539,53

BA

Vị trí trạm biến áp của xí nghiệp có tọa độ: (85;109)

Nguồn điện được lấy từ đểm đấu điện của lưới điện 22kV có tọa độ được lấytrong tọa độ chữ cái đầu tiên của tên đệm của người thiết kế: V(457;57)

Lựa chọn số lượng máy biến áp trong trạm phụ thuộc vào một số yếu tố như:

- Phân xưởng có kích thước nhỏ

- Công suất của xí nghiệp tương đối nhỏ Stt = 539,53 < 1000 KVA

- Chọn phụ tải loại I chiếm 30% tổng công suất toàn mạng

Công suất phụ tải loại I là:

30%∑S tt = 0,3.539,53 = 161,86 (KVA)

Ta chọn các phân xưởng là phụ tải loại I là: L, V, B

Vì vậy ta chọn phương án một trạm biến áp gồm 2 máy biến áp

Ta chia 10 phân xưởng ra làm 2 nhóm phụ tải:

+ Nhóm 1: Dành cho biến áp 1 gồm các phân xưởng sau:

Trang 28

Mỗi phân xưởng có một đường dây riêng đi từ trạm biến áp của xí nghiệp.

Các phân xưởng loại 1 có thêm đường dây dự phòng, các phân xưởng loại 2 vàloại 3 không có đường dây dự phòng

2.2.2 Phương án 2

Các phân xưởng là hộ tiêu thụ loại 1 được đi 2 đường dây (chính + dựphòng), các phân xưởng ở gần nhau đi chung 1 đường dây

2.3 Lựa chọn máy biến áp

Số lượng máy biến áp: 2 máy biến áp

Lựa chọn công suất máy biến áp:

- Tổng công suất của phụ tải nhóm 1:

S1 = SpxL + SpxV + SpxU + SpxN + SpxH (2.1) = 76,87 + 42,92 + 60,61 + 62,34 + 62,68 = 305,42 (kVA)

- Tổng công suất loại I của nhóm 1:

S1* = SpxL + SpxV = 76,87 + 42,92 = 119,79 (KVA) (2.2)

- Tổng công suất phụ tải của nhóm 2:

S2 = SpxO + SpxB + SpxI + SpxƯ + SpxĂ (2.3)

= 58,63 + 39,70 + 48,21 + 54,75 + 32,82

= 234,11 ( kVA)

- Tổng công suất loại I của nhóm 2:

S2* = SpxB = 39,70 (kVA) (2.4) Chọn công suất máy biến áp để SđmBA ≥ Stt và khi sự cố xảy ra nó không chỉgánh được công suất của phụ tải nhóm đó mà còn gánh thêm cả được phụ tải loại

Điện áp địnhmức, kV

Tổn thất, W

UN, %củaUđm

I0, %của IđmCao áp Hạ áp

Trang 29

400-22/0,4 400 22 0,4 840 5750 4 6Kích thước (mm): Dài: 1620

Rộng: 1055

Cao: 1500

2.4 Lựa chọn dây dẫn từ điểm đấu điện về trạm biến áp

Tọa độ trạm biến áp TBA (85;109)

Tọa độ điểm đấu điện ĐĐĐ (457;57)

Tổn thất điện áp cho phép:

∆ U cp =5%Uđm = 0,05.22kV = 1,1kV = 1100V

Chiều dài dây từ điểm đấu điện V đến trạm biến áp:

l = |XV – XBA| + |YV – YBA| = |457 – 85| + |57 – 97| = 412 (m)

Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép:

Phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp là S = 539,53 (kVA)

Tiết diện dây dẫn chọn phải thỏa mãn điều kiện sau (điều kiện phát nóng):

Tra bảng 2-33 [tr644, 1] ta được giá trị của điện trở của dây đồng trần M-25 là =0,74(

Dây dẫn đặt trên ba đỉnh của tam giác đều có D =2000mm, nên Dtb =D =2000mm

→ tra bảng ta được giá trị điện kháng x0 = 0,421( / Ω km)

Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép, ta có:

410, 03.0, 74 349, 07.0, 421

Trang 30

Chương 3 Tính toán về điện, lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện trong hệ

thống cung cấp điện 3.1 Xác định tổn hao điện áp trên đường dây trung áp

Từ tính toán mục 2.4 ta chọn được giá trị của điện trở và điện kháng của

đường dây trung áp là r0 =0,74(Ω km) và x0 = 0,421( / Ω km)

Kiểm tra bằng phương pháp tổn thất điện áp cho phép:

P.r Q.x P.r Q.x 410,03.0, 74 349, 07.0, 421

3.2.1 Xác định tổn hao trên đường dây trung áp

a) Tổn hao công suất trên đường dây trung áp

Từ điểm đấu điện đến trạm biến áp

Trang 31

+ ∆Pdd: tổn thất công suất lớn nhất trên đường dây

+ τ: là thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất

4 2 max

3.2.2 Xác định tổn hao trong máy biến áp

b) Tổn hao công suất trong máy biến áp

Tổn hao công suất trong máy biến áp gồm 2 thành phần: tổn hao công suấtkhông tải (tổn thất trong lõi thép) và tổn thất có tải (tổn thất trong cuộn dây)

Trang 32

=

6.400100 = 24(kVAR)+∆QK: tổn thất công suất phản kháng ngắn mạch

∆QK =

K dm

U %.S100

=

4.400100

Trang 33

b) Tổn hao điện năng trong máy biến áp

Trong đó: + τ: Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất (h)

+ t: thời gian vận hành máy biến áp, t = 8760(h) + ∆P0: tổn thất công suất tác dụng không tải

3.3 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp

3.3.1 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp cho phương án 1

- Loại dây: dây đồng trần

- Vị trí lắp đặt: trên không

- Giá trị điện kháng đối với dây dẫn hạ thế trên không: x0 = 0,25 Ω/km

- Điện dẫn suất của đồng: γCU = 0,053 (km/Ω.mm2)

- Khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn: D = 400mm

a Phân xưởng L

Chiều dài dây dẫn từ trạm biến áp về phân xưởng L là:

Trang 34

lL = |XBA – XL| + |YBA – YL| = |85 – 25| + |109 – 210| = 161 (m)

29,16(mm )0,053.14,86.0,4

Chiều dài dây dẫn từ trạm biến áp về phân xưởng Ư là:

LƯ = |XBA – XƯ| + |YBA – YƯ| = |85 – 252| + |109 – 8| = 268 (m)

Trang 35

36,94(mm )0,053.13,8.0,4

Chiều dài dây dẫn từ trạm biến áp về phân xưởng U là:

LU = |XBA – XU| + |YBA – YU| = |85 – 63| + |109 – 73| = 58 (m)

6,72(mm )0,053.18,55.0,4

Trang 36

Chiều dài dây dẫn từ trạm biến áp về phân xưởng V là:

lV = |XBA – XV| + |YBA – YV| = |85 – 48| + |109 – 106| = 40 (m)

3,07(mm )0,053.19,27.0,4

Trang 37

Chiều dài dây dẫn từ trạm biến áp về phân xưởng Ă là:

lĂ = |XBA – XĂ| + |YBA – YĂ| = |85 – 110| + |109 – 75| = 59 (m)

3,73(mm )0,053.19,25.0,4

Chiều dài dây dẫn từ trạm biến áp về phân xưởng N là:

lN = |XBA – XN| + |YBA – YN| = |85 – 29| + |109 – 157| = 104 (m)

Trang 38

Có: ∆Ucp = 5%∆Uđm =

5.400

13,19(mm )0,053.17,31.0,4

Chiều dài dây dẫn từ trạm biến áp về phân xưởng B là:

lB = |XBA – XB| + |YBA – YB| = |85 – 167| + |109 – 87| = 104 (m)

8,05(mm )0,053.18,32.0,4

γ ∆

TBA

Trang 39

Chiều dài dây dẫn từ trạm biến áp về phân xưởng I là:

lI = |XBA – XI| + |YBA – YI| = |85 – 84| + |109 – 68| = 42 (m)

3,89(mm )0,053.19,21.0,4

Trang 40

Vậy M-6 là hợp lý.

i Phân xưởng O

Chiều dài dây dẫn từ trạm biến áp về phân xưởng O là:

lO = |XBA – XO| + |YBA – YO| = |85 – 138| + |109 – 134| = 78 (m)

8,8(mm )0,053.18,07.0,4

Chiều dài dây dẫn từ trạm biến áp về phân xưởng H là:

lH = |XBA – XH| + |YBA – YH| = |85 – 8| + |109 – 108| = 78 (m)

Trang 41

Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép:

Có: ∆Ucp = 5%∆Uđm =

5.400

10,52(mm )0,053.18,32.0,4

Bảng 3.1: Tổng hợp kết quả lựa chọn tiết diện dây phía hạ áp cho phương án 1

Tiết diện dây

Trang 42

- Loại dây: dây đồng trần

- Vị trí lắp đặt: trên không

- Giá trị điện kháng đối với dây dẫn hạ thế trên không: x0 = 0,25 Ω/km

- Điện dẫn suất của đồng: γCU = 0,053 (km/Ω.mm2)

- Khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn: D = 400mm

- Các phân xưởng L, V, B, O chọn tiết diện như phương án 1

a Phân xưởng U, H, N đi chung một đường dây

Dây dẫn cho các phân xưởng đi chung một đường được chọn như sau:

Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Tính tổn thất điện áp theo công suất chạy trên đường dây:

Có: ∆Ucp = 5%∆Udm =

5.400 20(V)

O

144,5+j115,74 98,91+j75,80 46,55+j41,35TBA

45,59+j39,94 52,36+j34,45 46,55+j41,35

Trang 43

b Phân xưởng I, Ă, Ư đi chung một đường dây

Dây dẫn cho các phân xưởng đi chung một đường được chọn như sau:

Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Tính tổn thất điện áp theo công suất chạy trên đường dây:

Có: ∆Ucp = 5%∆Udm =

5.400 20(V)

a

O

103,82+j87,39 66,10+j57,36 40,33+j37,03TBA

pxƯ

37,72+j30,03 25,77+j20,33 40,33+j37,03

Trang 44

3.4 Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp

3.4.1 Tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đương dây hạ áp phương án 1

Trang 49

3.4.2 Tổn hao điện áp, công suất trên đường dây hạ áp phương án 2

Tổn hao công suất trên đường dây cho các phân xưởng L, V, B, O tương tựnhư làm cho phương án 1

Tổn hao công suất trên đường dây cho các phân xưởng đi chung đường dây:

a Phân xưởng U, H, N đi chung một đường dây

45,59+j39,94 52,36+j34,45 46,55+j41,35

Định dạng
Số trang	73
Dung lượng	1 MB
File đính kèm	Đồ án CCĐ.rar (365 KB)