Đồ án nhóm 2 môn cung cấp điện

Trường Đại học KT-KTCN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Khoa: Điện – Điện tử Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ---o0o--- ĐỒ ÁN 1 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP Thiết kế

Trang 1

Trường Đại học KT-KTCN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Khoa: Điện – Điện tử Độc lập – Tự do – Hạnh phúc -o0o -

ĐỒ ÁN 1

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân

xưởng với các dữ kiện cho trong bảng 2.1.btl, lấy theo vần anphabe của Họ và tên người thiết kế Nguồn điện được lấy từ điểm đấu điện của lưới 22kV có tọa độ và công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện ứng với dòng có chữ cái đầu tiên của tên đệm Thời gian sử dụng công suất cực đại là = 5100 h Phụ tải loại I và loại II chiếm 75% Giá thành tổn thất điện năng = 1000đ/kWh; suất thiệt hại do mất điện

= 4500 đ/kWh; hao tổn điện áp cho phép trong mạng hạ áp = 5% Các số liệu kháclấy trong phụ lục và các sổ tay thiết kế điện

Lời nói đầu

Trang 2

Điện năng là một dạng năng lượng có tầm quan trọng rất lớn trong bất kỳ lĩnh vực nào trong nền kinh tế quốc dân và đời sống xã hội Việc cung cấp điện hợp lý và đạt hiệu quả là vô cùng cần thiết Nó đòi hỏi người kỹ sư tính toán và nghiên cứu sao cho đạt hiệu quả cao, hợp lý, tin cậy, và đảm bảo chất lượng cả về kinh tế và kỹ thuật đặc biệt là đối với các xí nghiệp công nghiệp nói riêng và ngànhcông nghiệp cũng như các ngành kinh tế khác nói chung.

Một phương án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, thẩm mỹ, Đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép Hơnnữa phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai

Với đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”, chúng

em đã cố gắng học hỏi, tìm hiểu để hoàn thành một cách tốt nhất Trong thời gian thực hiện đề tài, cùng với sự cố gắng của bản thân đồng thời chúng em đã nhận được sự giúp đỡ hướng dẫn rất tận tình của các thầy cô trong khoa, đặc biệt là thầy giáo Vũ Duy Hưng người đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này

Song do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của chúng em không thể tránh khỏi những thiếu xót Do vậy chúng em kính mong nhận được sự góp ý bảo ban của các thầy cô cùng với sự giúp đỡ của các bạn để chúng em có thể hoàn thiện đề tài của mình và hoàn thành tốt việc học tập trong nhà trường cũng như công việc sau này

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Trang 5

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Họ và tên: CAO THÀNH CÔNG Giải mã : CAO THĂNI DÔƠG

Bảng 2.2.btl: Số liệu thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

Trang 6

Tỷ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT – (phụ lục A) ứng với ksdƩ = 0,6 là kb = 6,5, tức là

k < kbvậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thiết bị thực tế nhd = n = 8

Xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức

1.1.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng C

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng xác định

PƩC = PC + kiPcs = 31,098 + [()0,04 – 0,41 ] 3,84= 33,32 kW

Hệ số công suất tổng hợp của toàn phân xưởng

CosC = = 0,78 => tgC = 0,80

Trang 7

Công suất biểu kiến

SC = = = 42,72 kVA

Xác định công suất phản kháng

QC = PC.tgC = 33,32 0,80 = 26,66 kVArVậy SC = 33,32 + j26,66 KvA

Bán kính tỷ lệ của biểu đồ phụ tải

Do số lượng thiết bị n = 6 nên ta xác định số lượng hiệu dụng theo các điều kiện :

Tỉ lệ giữa thiết bị lớn nhất và thiết bị nhỏ nhất :

k = = 3,33

Tỉ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT –( phụ lục A ) ứng với

Vậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thiết bị thực tế = n = 6

Xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức :

Công suất tính toán của phân xưởng :

Xác định hệ số công suất trung bình của phân xưởng :

= 0,78

1.2.2 Phụ tải chiếu sáng

Công suất chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo suất tiêu thụ công suất (với P0 = 12W/m2:suất tiêu hao công suất trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng)

1.2.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng A

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng được xác định :

Trang 8

Hệ số công suất tổng hợp của toàn phân xưởng :

Công suất biểu kiến :

SA = = = 33,26 kVACông suất phản kháng :

= = 26,94.0,72= 19,397 kVArVậy SA = 26,94+ j19,397 kVA

Bán kính tỉ lệ của biều đồ phụ tải :

1.3.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng O.

Trang 10

1.4.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng T:

P∑T = PT + ki Pcs= 28,66 + [( -0,41].3,84 = 30,89 kW

Hệ số công suất tổng hợp tòan xưởng T

CosϕT = = 0,76

 TanϕT = 0,86Công suất biểu kiến

k = = 3,57

Tỉ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT – phụ lục A ứng với

=

Trang 11

Công suất chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo suất tiêu thụ công suất (với P0 = 12W/m2:suất tiêu hao công suất trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng)

1.5.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng H

0,78 Công suất biểu kiến :

SH = = = 61,64 kVACông suất phản kháng :

= = 48,08.0,80= 38,46 kVAr Vậy SH =48,08+ j38,46 kVA

k = = 2

Tỉ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT – phụ lục A ứng với

Trang 12

=

Công suất chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo suất tiêu thụ công suất

(với P0 = 12W/m2:suất tiêu hao công suất trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng)

1.6.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng Ă

Công suất biểu kiến :

SĂ = = = 26,3 kVACông suất phản kháng :

= = 21,83.0,67= 14,63 kVArVậy SĂ =21,83 + j14,63 kVA

Do số lượng thiết bị n = 8>4 nên ta xác định số lượng hiệu dụng theo các điều kiện:

Tỉ lệ giữa thiết bị lớn nhất và thiết bị nhỏ nhất

Trang 13

Xác định hệ số công suất trung bình của phân xưởng

1.7.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng N

P∑N = PN + ki.Pcs= 39,05 + [(= 41,19(kW)

CosφN = = 0,76

→ tagφN = 0,86Công suất biểu kiến

Do số lượng thiết bị n =7> 4 nên ta xác định số lượng hiệu dụng theo các điều kiện

Tỉ lệ giữa thiết bị lớn nhất và thiết bị nhỏ nhất:

Trang 14

Hệ số nhu cầu được xác định theo công thức:

.Công suất chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo công suất P0:

Pcs= P0.a.b = 12.12.20.10-3 = 2,88 (kW)

1.8.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng I

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng:

Do số lượng thiết bị n = 9>4 nên ta xác định số lượng hiệu dụng theo các điều kiện:

Tỉ lệ giữa thiết bị lớn nhất và thiết bị nhỏ nhất

k = = =3.57

Trang 15

Tỉ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT – phụ lục Atương ứng với ksd∑ = 0,6 là kb = 6,5,tức là k<kb Vậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thực tế nhd = n = 9

Xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức:

Công suất chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo suất tiêu thụ công suất P0

Pcs = P0.a.b = 12.20.34.10-3 = 8,16 (kW)

1.9.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng D

P∑D = PD + ki.Pcs= 36,64+ [( = 41,62(kW)

CosφD = = 0,81

→ tagφD = 0,72Công suất biểu kiến

Trang 16

Do số lượng ban đầu của thiết bị là 11 > 4 nên ta xác định số lượng hiệu dụng theo các điều kiện:

Tỷ lệ giữa thiết bị lớn nhất và nhỏ nhất :

k = = =3,57

Tỷ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT – phụ lục A ứng với ksd∑ = 0,6 là kb= 6,5,tức là k<kb

vậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thực tế nhd = n = 11

Xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức:

1.10.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng Ô

Trang 17

1,11.Phụ tải của phân xưởng Ơ

1.11.1 Phụ tải động lực

Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của phân xưởng xác định theo biểu thức:

Do lượngthiết bị n=10 > 4 nên ta xác định số lượng hiệu dụng theo các điều kiện:

Tỷ lệ giữa thiết bị lớn nhất và thiết bị nhỏ nhất

Tỷ lệ này tra trong bảng 2pl BT – phụ lục A ứng với

là tức là k <

Vậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thiết bị thực tế

Công suất tính toán của phân xưởng

1.11.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng Ơ

Tổng công suất tác dụng của phân xương xác định

Trang 18

1,12.Phụ tải của phân xưởng G

1.12.1 Phụ tải động lực

Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của phân xưởng xác định theo biểu thức:

Do lượng thiết bị n=9 > 4 nên ta xác định số lượng hiệu dụng theo các điều kiện:

Tỷ lệ giữa thiết bị lớn nhất và thiết bị nhỏ nhất

Tỷ lệ này tra trong bảng 2 pl BT – phụ lục A ứng với

là tức là k <

Vậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thiết bị thực tế

Công suất tính toán của phân xưởng

1.12.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng G

Tổng công suất tác dụng của phân xương xác định

Trang 19

1.13 Xác định phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp

Bảng 2.3.btl: Kết quả tính toán phụ tải của các phân xưởng

Trang 20

Biểu đồ phụ tải của toàn xí nghiệp (hình 2.1.btl)

Trang 21

Vậy tọa độ của trạm biến áp là 0(76,09 ; 98,71)

2.2.Chọn dây dẫn nguồn đến trạm biến áp

Chọn tọa độ nguồn điện áp cho xí nghiệp: X ng = 457 (m)

Dòng điện chạy trên dây dẫn được xác định

I= = = 10,63 ATiết diện dây dẫn cần thiết:

F = = = 8,86 mm2

Trang 22

Đối với đường dây cao áp tiết diện tối thiểu không nhỏ hơn 35 mm2 do đó ta chọn dây dẫn AC-35 nối từ nguồn vào trạm biến áp.

2.3 Sơ đồ nối dây từ trạm biến áp đến các phân xưởng

2.3.1 Sơ bộ vạch các tuyến dây

Để đảm bảo độ an toàn và mỹ quan trong xí nghiệp các tuyến dây sẽ được xây dựng bằng đường cáp.Có thể so sánh ba phương án nối dây như sau:

Phương án 1 (hình 2.2.btl): Từ trạm biến áp kéo dây trực tiếp đến cá phân

xưởng theo đường thẳng, các tủ phân phối sẽ được đặt ngay tại đầu các nhà xưởng

để cung cấp điện cho các thiết bị trong xưởng Phương án này có tổng chiều dài hình học nhỏ nhât, nhưng không thuận tiện cho việc thi công, vận hành và phát triển nên không có tính khả thi, vì vậy ta loại bỏ ngay phương án này

Ơ TBA

C Ô

I

Ă

T

A

Trang 23

Ơ TBA

C Ô

I

Ă

T

Trang 24

2 C

Ô

1

Trang 25

Hình 2.4.btl Sơ đồ nối điện phương án 3

Phương án 2(hình 2.3 btl) Cũng kéo dây trực tiếp từ trạm biến áp đến các

phân xưởng nhưng theo đường bẻ góc, các đường cáp sẽ được xây dựng dọc theo các mép đường và nhà xưởng, như vậy sẽ thuận tiện cho việc xây dựng, vận hành

và phát triển mạng điện, tuy nhiên chiều dài của các tuyến dây sẽ tăng hơn so với phương án 1

Phương án 3( hình 2.3 btl) : Từ trạm biến áp ta xây dựng các đường trục

chính, các phân xưởng ở gần các đường trục sẽ được cung cấp điệnt ừ đường trục này qua các tủ phân phối trung gian Tuy nhiên do các khoảng cách không lớn và việc đặt các tủ phân phối trung gian cũng đòi hỏi chi phí nhất định, nên trong phương án này ta chỉ cần đặt 2 tủ phân phối tại điểm 1 và điểm 2 Tủ phân phối 1

cung cấp cho 5 phân xưởng H,N,D,Ô,G , còn tủ 2 cung cấp cho 2 phân

xưởng :A,Ơ , các phân xưởng còn lại được lấy điện trực tiếp từ trạm biến áp nhưng

tuyến đi dây vẫn bẻ góc dọc theo đường trục

Phương án này sẽ giảm được số lượng tuyến dây và tổng chiều dài dây dẫn, nhưng tiết diện dây dẫn của các đường trục chính sẽ lớn hơn Như vậy chúng ta chỉtính toán so sánh 2 phương án 2 và 3

2.3.2.Sơ bộ xác định tiết diện dây dẫn

Khi lựa chọn phương án có thể chọn tiết diện dây dẫn theo phương pháp đơngiản nhất theo dòng điện đốt nóng cho phép, nhưng sau khi xác định được phương

án tối ưu thì tiết diện dây dẫn phải được kiểm tra lại theo hao tổn điện áp cho phép,

vì đối với mạng điện hạ áp chất lượng điện phải được đặt lên hàng đầu Ta tiến

G

T

A

Trang 26

hành chọn tiết diện dây dẫn theo phương pháp hao tổn điện áp cho phép, lấy giá trị

hao tổn điện áp cho phép là ∆U cp = 5% (đối với cấp điện áp380V, ∆U cp = 19V)

Dự định sẽ đặt cáp trong các rãnh, xây dựng ngầm dưới đất, do vậy ta có thể sơ bộ

chọn giá trị điện trở kháng x 0 = 0,07 Ω/km.

*/Phương án 2:

Sơ đồ nối dây của mạng điện được thể hiện trên hình 2.3.btl Chiều dài đường dây từ trạm biến áp đến các phân xưởng theo đường bẻ góc được xác định theo biểu thức

Thành phần tác dụng của hao tổn điện áp

∆URC = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,04 = 18,96 V

Tiết diện dây dẫn xác định theo biểu thức

Điện dẫn suất của nhôm γAl =32( /m Ωmm2)

Loại dây đã chọn không đảm bảo yêu cầu đặt ra

Tachọn lại cáp loại ABPG có tiết diện chuẩn là Fch = 6 mm2 có r0 = 5,55 Ω/km và

Trang 27

∆URA = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,71 = 18,29 V

Ta chọn lại cáp loại ABPG có tiết diện chuẩn là Fch = 35 mm2 có r0 = 0,95 Ω/km và

∆URO = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,57 = 18,43 V

Trang 28

∆URT = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,22 = 18,78 V

Trang 29

Thành phần phản kháng của hao tổn điện áp xác định theo biểu thức

∆ UX-H = = = 0,55 V

∆URH = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,55 = 18,45 V

∆URĂ = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,16 = 18,84 V

Trang 30

Chiều dài đường dây từ trạm biến áp đến các phân xưởng theo đường bẻ góc được xác định theo biểu thức

L0-N = + = += 105,38m

∆ UX-N = = = 0,68 V

∆URN = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,68 = 18,32 V

∆URI = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,18 = 18,82 V

FI = = = 5,63 mm2

Ta chọn cáp loại ABPG có tiết diện chuẩn là Fch = 6 mm2 có r0 = 5,55 Ω/km và x0

= 0,09 Ω/km (bảng 20.pl - phụ lục B)

Hao tổn điện áp thực tế

Trang 31

∆UI = l = 38,62.10-3 = 19,06 V < 19V

∆URD = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,34 = 18,66 V

Trang 32

∆ UX-Ô = = = 0,52 V

∆URÔ = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,52 = 18,48 V

∆URƠ = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 1,24 = 17,76 V

Trang 33

L0-G = + = += 99,8m

∆ UX-G = = = 0,59 V

∆URG = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,59 = 18,41 V

Loại dây đã chọn đảm bảo yêu cầu đặt ra

Bảng 2.4.btl Kết quả tính tiết diện dây dẫn theo phương án 2 (Đường đi bẻ góc)

Trang 34

*/Phương án 3:

Chiều dài các đoạn dây được xác định theo sơ đồ hình 2.4.btl như đã nói ở

phần trên.Dòng công suất chạy trên đoạn 01 được xác định bằng tổng công suất

của 5 phân xưởng H,N,D,Ô,G:

Chiều dài đường đây từ trạm biến áp 0 đến tủ phân phối 1:

Trang 35

Hao tổn điện áp tác dụng thực tế của đoạn 01:

∆U1D = l = 25,29.10-3 = 9,38 V < 19V

H N

D Ô G

Trang 36

+/Tiết diện dây dẫn đoạn 1Ô

F1Ô = = = 9,75 mm2

Ta chọn Fch = 10 mm2 có r0 = 3,33 Ω/km và x0 = 0,08 Ω/km (bảng 20.pl - phụ lục B)

Trang 37

Hao tổn điện áp tác dụng thực tế của đoạn 01:

∆URC = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,04 = 18,96 V

Trang 38

∆URO = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,57 = 18,43 V

Trang 39

∆URT = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,22 = 18,78 V

∆URĂ = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,16 = 18,84 V

Trang 40

∆URI = ∆Ucp - ∆UXN = 19 - 0,18 = 18,82 V

x0 = 0,08 Ω/km (bảng 20.pl - phụ lục B)

∆UI = l = 38,62.10-3 = 11,5 V < 19V

Bảng 2.5.btl.Kết quả tính tiết diện dây dẫn theo phương án 3(theo đường trục)

n Q,kVAr P∑,kW l0i ,m ∆U X ,V ∆U R ,V F,mm 2 F ch, mm 2 r 0 ,Ω/k

Định dạng
Số trang	97
Dung lượng	431,87 KB