Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 1 và toàn bộ nhà máy cơ khí QP3

KHOA ĐIỆN BỘ MÔN LÝ THUYẾT -0&0 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Sinh viên thiết kế: TRƯƠNG HỮU QUÝ lớp: ĐH Điện.K7B Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN VĂN HÀ I ĐỀ.TÀI: Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng Cơ khí toàn nhà máy Cơ khí QP3 II CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT: - Mặt bố trí thiết bị phân xưởng xí nghiệp theo vẽ - Số liệu phụ tải cho theo bảng - Số liệu nguồn Uđm = 35 kV; SNM = 900 MVA III NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN: Phân tích yêu cầu CCĐ cho Hộ phụ tải Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng Cơ khí Xác định phụ tải tính toán toàn Nhà máy Thiết kế mạng điện cho Phân xưởng toàn Nhà máy Chọn kiểm tra thiết bị mạng điện Tính toán tụ bù để nâng cao hệ số công suất toàn nhà máy lên 0,93 IV CÁC BẢN VẼ THIẾT KẾ (GIẤY A3): Sơ đồ mặt dây Phân xưởng Sơ đồ mặt dây Nhà máy Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn Nhà máy Sơ đồ nguyên lý CCĐ phân xưởng V KẾ HOẠCH THỰC HIỆN: Ngày giao đề tài: Ngày nộp đồ án: Trưởng Bộ môn Giáo viên hướng dẫn:NGUYỄN VĂN HÀ BẢNG SỐ LIỆU PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ stt Tên thiết bị ký hiệu Công suất(kW,kVA) Cosϕ Ksd 10 11 12 13 14 15 Máy tiện Máy tiện Máy tiện Máy bào Máy bào Máy phay Máy mài tròn Máy phay Máy chuốt Máy sọc Máy doa Máy cắt thép Máy bào Máy tiện Máy BA hàn 380/65 V Máy phay Máy doa Máy tiện Máy doa Cầu trục 10 11 12 13 14 15 10 4,5 11 7,5 4,5 10 13 4,5 4,5 15 kVA (ε đm = 40%) 15 17 12 12 15 kVA (ε đm = 35%) 0,65 0,8 0.6 0,8 0,7 0,8 0,65 0,75 0,65 0.6 0.6 0,65 0,8 0.6 0,65 0,18 0,17 0,19 0,16 0.15 0,16 0,19 0.2 0,18 0,16 0.2 0,17 0,16 0,2 0,15 0.6 0,65 0,8 0.6 0,6 0,17 0,16 0,15 0,2 0,16 16 17 18 19 20 16 17 18 19 20 BẢNG SỐ LIỆU PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƯỞNG TRONG NHÀ MÁY stt Tên phân xưởng Ptt (kW) Qtt (kVAr) Loại hộ 10 11 12 Cơ điện Cơ khí Cơ khí Rèn, dập Đúc thép Đúc gang Dụng cụ Mộc mẫu Kiểm nghiệm Kho 1(Sản phẩm) Kho 2(vật tư) Nhà hành 120 Ptt 180 165 200 180 160 90 70 50 50 70 110 Qtt 130 125 180 150 120 70 50 35 25 75 1 1 1 2 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG NHÀ MÁY CƠ KHÍ (tỷ lệ 1/1000 ) 35kV 15m MỘC MẪU ĐÚC GANG CƠ KHÍ CƠ KHÍ ĐÚC THÉP CƠ ĐIỆN RÈN,DẬP DỤNG CỤ KHO VẬT TƯ KIỂM NGHIỆM NHÀ HÀNH CHÍNH KHO SẢN PHẨM GA RA BẢO VỆ PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ Diện tích phân xưởng khí tính theo sơ đồ mặt nhà máy 17 18 19 16 11 phòng kỹ thuật 14 kho vật tư 15 12 10 13 CẦU TRỤC ε% = Pđm = kw LỜI MỞ ĐẦU Trong nghiệp công nghiệp hóa-hiện đại hóa công nghiệp điện vị trí quan điện nguồn lượng sử dụng rộng rải kinh tế quốc dân Cùng với phát triển mạnh mẽ kinh tế nhu cầu điện sử dụng tất nghành công nghiệp,nông nghiệp,dịch vụ tăng lên không ngừng.Do điện nguồn lượng vô hạn nên công trình điện sử dụng điện cách hiệu quả(cả độ tin cậy cấp điện kinh tế)thì ta phải thiết kế cung cấp điện cho công trình Thiết kế hệ thống cung cấp điện việc làm khó.Một công trình điện dù nhỏ yêu cầu kiến thức tổngđịnh xã hội,môi trường,về đối tượng cung cấp điện,về tiếp thị.Công trình thiết kế dư thừa gây lãng phí đất đai,nguyên vật liệu,làm ứ đọng vốn đầu tư.Công trình thiết kế sai gây hậu nghiêm trọng(gây cố điện-thiệt hại cho sản suất,gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng tài sản) Trong chương trình đào tạo dành cho sinh viên khoa Điện môn học hệ thống cung cấp điện môn học quan trọng.Việc làm đồ án môn học giúp sinh viên hiểu rõ môn học,hơn bước tập dượt ban đầu công việc sinh viên sau Đề tài thiết kế môn học em là.Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng khí toàn nhà máy Cơ khí QP3.Trong trình thực đồ án em bảo tận tình thầy giáo NGUYỄN VĂN HÀ Mặc dù cố gắng để làm đồ án tốt chắn có nhiều thiếu sót.Em mong bảo tận tình thầy cô Em xin chân thành cảm ơn CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1.1 - VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ 1.2 - MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1VÀ TOÀN NHÀ MÁY QP3 2.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 2.1.1 Phân nhóm phụ tải1.3 Tính toán phụ tải nhóm 17 2.1.4 Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng khí .20 .9 2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 12 2.1.5 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng khí .20 2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY .21 CHƯƠNG III LỰA CHỌN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY A LỰA CHỌN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO P.X CƠ KHÍ 23 3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 23 3.2 - CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ .24 3.3 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG 25 3.3.1 Chọn dây chảy bảo vệ cho máy 26 3.3.2 Chọn dây dẫn cung cấp cho thiết bị 28 3.3.3 Chọn dây chảy bảo vệ cho nhóm máy 32 3.3.4 Chọn cáp dẫn cung cấp cho nhóm máy 33 3.3.5 Chọn tủ phân phối 34 3.3.6 Chọn tủ động lực .34 3.3.7 Chọn aptomat bảo vệ cho phân xưởng 35 B LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ 35 3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ .35 3.2 - CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY .36 3.2.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện .36 3.2.2 Chọn dung lượng số lượng máy biến áp nhà máy 36 3.2.3 So sánh phương án cấp điện cho Nhà máy .38 3.3 - PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY KỂ CẢ TỔN THẤT CÔNG SUẤT 42 3.3.1 Xác định tổn thất máy biến áp 42 3.3.2 Vị trí trạm biến áp nhà máy .43 3.3.3 Chọn thiết bị điện mạng điện nhà máy 44 A CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP .44 B CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP 50 CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .84 6.2 XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ 85 6.3.1.Xác định dung lượng bù 86 6.3.2 Phân bố dung lượng bù cho hạ áp .86 6.3.3 Kiểm tra cos ϕ bù nhà máy sau lắp đặt bù 86 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ Trong công nghiệp ngày nghành khí nghành công nghiệp then chốt kinh tế quốc dân tạo sản phẩm cho nghành công nghiệp khác nhiều lĩnh vực kinh tế sinh hoạt.Đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế,các nhà máy chiếm số lượng lớn phân bố rộng khắp nước Nhà máy xem xét đến nhà máy khí chuyên sản xuât thiết bị cung cấp cho nhà máy công nghiệp.Nhà máy có 14 hộ phụ tải,quy mô 14 phân xưởng sản xuât nhà điều hành Bảng 1-1:Bảng số liệu tính toán phân xưởng nhà máy Stt Tên phân xưởng Ptt Qtt Loại hộ (kW) (kVar) Cơ điện 120 110 2 Cơ khí Ptt Qtt Cơ khí 180 130 Rèn,dập 165 125 Đúc thép 200 180 Đúc gang 180 150 Dụng cụ 160 120 Mộc mẫu 90 70 Lắp ráp 110 90 10 Nhiệt luyện 170 160 11 Kiểm nghiệm 70 50 12 Kho1(Sản phẩm) 50 35 13 Kho2(vật tư) 50 25 14 Nhà hành 70 75 Do tầm quan trọng tiến trình CNH-HĐH đất nước đòi hỏi có nhiều thiết bị,máy móc.Vì nhà máy có tầm quan trọng lớn.Là nhà máy sản xuất thiết bị công nghiệp phụ tải nhà máy làm việc theo dây chuyền,có tính chất tự động hóa cao.Phụ tải nhà máy chủ yếu phụ tải loại loại Nhà máy cần đảm bảo cung cấp điện liên tục.Do nguồn điện cấp cho nhà máy lấy từ hệ thống quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian 1.1.1 Phân xưởng điện Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị máy móc điện nhà máy Phân xưởng trang bị nhiều máy móc vạn có độ xác cao nhằm đáp ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp nhà máy Mất điện gây lãng phí lao động, ta xếp phân xưởng vào hộ tiêu thụ loại 1.1.2 Phân xưởng khí 1, Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật Quá trình thực máy cắt gọt kim loại đại với dây chuyền tự động cao Nếu điện không ổn định, điện làm hỏng chi tiết gia công gây lãng phí lao động Phân xưởng ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.3 Phân xưởng đúc thép, đúc gang Đây hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao Nếu ngừng cấp điện sản phẩm nấu lò trở thành phế phẩm gây ảnh hưởng lớn mặt kinh tế Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.4 Phân xưởng kiểm nghiệm Có nhiệm vụ khiểm tra chất lượng sản phẩm tiêu kỹ thuật sản phẩm phân xưởng sử dụng nhiêu thiết bị đo đếm có cao xác cao, mức độ ổn định quan trọng Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.5 Phân xưởng lắp ráp Phân xưởng thực khâu cuối việc chế tạo thiết bị, đồng hóa chi tiết máy Máy móc có đảm bảo xác mặt kỹ thuật, hoàn chỉnh an toàn mặt vận hành hay không phụ thuộc vào mức độ liên tục cung cấp điện Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.6 Phân xưởng rèn, dập Phân xưởng trang bị máy móc lò rèn để chế tạo phôi chi tiết khác đảm bảo độ bền cứng xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.7 Phân xưởng mộc mẩu Có nhiệm vụ tạo loại khuôn mẫu, chi tiết chủ yếu phục vụ cho sản xuất Do chức nên phân xưởng xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.2 MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Điện dạng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành dạng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, năng…), dễ truyền tải phân phối Chính điện dùng rộng rãi lĩnh hoạt động người Điện nói chung không tích trữ được, trừ vài trường hợp cá biệt công suất như pin, ắc quy, sản xuất tiêu thụ điện phải luôn đảm bảo cân Quá trình sản xuất điện trình điện từ Đặc điểm trình xẩy nhanh Vì đễ đảm bảo trình sản xuất cung cấp điện an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ tự động hóa vv… Điện nguồn lượng ngành công nghiệp, điều kiện quan trọng để phát triển khu đô thị, khu dân cư….Vì lý lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện phải trước bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện giai đoạn trước mắt mà dự kiến cho phát triển tương lai năm 10 năm có lâu Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo yêu cầu sau: 1.2.1 Độ tin cậy cung cấp điện: Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại Trong điều kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy cao tốt Theo quy trình trang bị điện quy trình sản xuất nhà máy khí việc ngừng cung cấp điện ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại kinh tế ta xếp nhà máy khí vào hộ phụ tải loại 1.2.2 Chất lượng điện Chất lượng điện đánh giá hai tiêu chuẩn tần số điến áp Chỉ tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có hộ tiêu thụ lớn phải quan tâm đến chế độ vận hành cho hợp lý đễ góp phần ổn định tần số hệ thống lưới điện Vì người thiết kế cung cấp điện thường phải quan tâm đến chất lượng điện áp cho khách hàng Nói chung điện áp lưới trung áp hạ áp cho  Vậy thoả mãn điều kiện  Kiểm tra theo điều kiện dao động cộng hưởng: Do tác động dòng ngắn mạch bị rung mạnh có dòng ngắn mạch chạy qua tần số dao động riêng tính công thức: fdđrTC1 = 3,62.105.b/l2 (Hz) Trong : b: Là bề rộng tiết diện theo phương dao động tính cm l: Khoảng cách hai sứ liên tiếp l = 100 (cm) → fdđrTC1 = 3,62.105.0,3/(100)2 = 10,86 (Hz) Để đảm bảo an toàn fdđrTC1 ≠ n.(f ± 10%f) = fch → fdđrTC1 ≠ n.( 50 ± 0,1.50) Với n số tự nhiên (n= 1,2 ) n =1 → fdđrTC1 = 10,86 (Hz) ≠ 55 (Hz) n = → fdđrTC1 = 10,86 (Hz) ≠ 110 (Hz) Tương tự cho giá trị n khác  Kết luận: Thanh thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra d - Kiểm tra máy cắt liên lạc máy cắt đầu vào máy biến áp: Các máy cắt kiểm tra theo điều kiện :  Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động: imaxMC ≥ i(3)xkN1 → 17,3 (kA) > 3,13 (kA) ImaxMC ≥ I(3)xkN1 → 10 (kA) > 1,85 (kA)  Kết luận: Máy cắt thoả mãn điều kiện chọn  Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt: I ô.đnMC ≥ I ∞N t gtN t ô.đn Trong : tôđn : thời gian ứng với dòng điện ổn định nhiệt định mức ứng với 10(s) I ô.đn ≥ I ∞ I ô.đn ≥ 1,23 Ta có: t gtN t ô.đn 1,93 = 0,54 kA 10 Iô.đnMC(10s) = 7,1 (kA) > 0,54 (kA) Iô.đnMCcp = 7,1 (KA) > 0,54 (KA)  Kết luận: Máy cắt thoả mãn điều kiện chọn  Khả cắt dòng ngắn mạch : SCMC ≥ S Trong : SN: Là công suất cắt ngắn mạch S N = 3.I N U cb = 3.1,23.37 = 78,82 MVA → SCMC(chọn) = 900 (MVA) > 78,82 (MVA) e - Kiểm tra sứ đỡ cao áp (TC1): Sứ đỡ kiểm tra theo lực cho phép tác dụng lên đầu sứ : FCP ≥ Ftt.Khc ( Khc = H’/H) Trong : Khc: Là hệ số hiệu chỉnh Với đặt nằm ngang lấy Khc ≈ FCP = 0,6.Fph (Fph : Lực phá hỏng) = 0,6.1250 = 750 (kg) Ftt = 1,76.i2xkN1.10-2/a = 1,76.12,62 100 10-2/30 = 8,45 (kg) FCP = 750 (kg) > Ftt = 8,45 (kg)  Kết luận sứ thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra 4.2.2 - Kiểm tra thiết bị điện hạ áp: 1/ Xác định thời gian giả thiết điểm ngắn mạch N2 Khi ngắn mạch N2 : tgtN2 = tgtCkN2 + tgttdN2 tN2 = tbv + tMC = tATM1 + ∆t + tMC = 0,63 + 0,4 + 0,1 = 1,13 (s) tN2 > 1(s) bỏ qua tgttdN2 → tgtN2 = tN2 = 1,13 (s) 2/ Kiểm tra áptômát bảo vệ đầu máy biến áp áptômát liên lạc: a/ áptômát đầu máy biến áp: Có ký hiệu CM - 2500N có : Iđm = 2500 (A) = 2,5 (kA); Icắt = 50 (KA)  Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động: ixkCP ≥ ixktt ( IxkCP ≥ Ixktt)  Kiểm tra độ nhạy: Knhạy = I(1)N2 / IđmATM ≥ 1,3 Với ATM1 có: Iđm = 2500 (A) ixktt = ixkN2 = 52,02 (kA) Ixktt = IxkN2 = 27,6 (KA) IxkCP = 50 (kA) > Ixktt Knhạy = 14,56/ 2,5 = 5,9 > 1,3  Kết luận: áptômát chọn thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra b/ Tương tự cho áptômát bảo vệ cho phân xưởng khí I áptômát liên lạc : Ta có bảng sau: Loại ATM CM -2500N NS-250N CM-1250 Iđm (A) 2500 250 1250 IxkCP IxkttN2 IxkttN3 I(1)N2 I(1)N3 (KA) (KA) (KA) (KA) (KA) 50 50 27,6 27,6 14,56 14,56  Vậy áptômát chọn thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra 3/ Kiểm tra hạ áp máy biến áp : a/ Theo điều kiện ổn định lực điện động σ ≤ σcp với σtt = M/w Tính σtt: 4,6 Knh 1,3 1,3 1,3 Lực tính toán Ftt tác dụng dòng ngắn mạch gây F(3) = 1,76.i2xkN2.l.10-2/a (kg) Trong : l: Là khoảng cách sứ pha (cm) lấy l = 80 (cm) a: Là khoảng cách pha lấy a = 30 (cm) F(3) = 1,76.52,022.80.10-2/30 = 127 (kg) Xác định mô men uốn, mô men chống uốn : M = F(3)tt l/10 = 127.80/10 = 1016 (kgcm) W = h2.b/6 = 0,8.(8)2 /6 = 8,5 (cm2) σtt = 1016 / 8,5 = 119,5 (kg/cm2) σtt = 119,5 (kg/cm2) < σCP = 1400 (kg cm2) ( đồng có kích thước 80x8 mm2 )  Vậy thoả mãn điều kiện b/ Kiểm tra ổn định nhiệt STC1 ≥ Sôđn Với Sô.đn = α.I∞ t gt (mm2) Trong đó: I∞ : dòng điện ngắn mạch ổn định lấy I(3)N2 α : hệ số hiệu chỉnh đồng α = Tgt = tgtN2 = 1,13 (s) S ôđđ = 6.22,24 1,13 = 141,8 mm STC2 = 640 mm2 > Sô.đn = 141,8 (mm2)  Vậy thoả mãn điều kiện c/ Kiểm tra theo điều kiện dao động cộng hưởng: Do tác động dòng ngắn mạch bị rung mạnh có dòng ngắn mạch chạy qua tần số dao động riêng tính công thức: fdđrTC1 = 3,62.105.b/l2 (Hz) Trong b: Là bề rộng tiết diện theo phương dao động tính cm.lấy 0,8 l: Khoảng cách hai sứ liên tiếp l = 80 (cm) → fdđrTC2 = 3,62.105.0,8/(80)2 = 45,25 (Hz) Để đảm bảo an toàn fdđrTC1 ≠ n.(f ± 10%f) = fch → fdđrTC1 ≠ n.( 50 ± 0,1.50) Với n số tự nhiên (n= 1,2 ) n =1 → fdđrTC2 = 45,25 (Hz) ≠ 55 (Hz) n = → fdđrTC2 = 45,25 (Hz) ≠ 110 (Hz) Tương tự cho giá trị n khác  Kết luận: Thanh thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra 4/ Kiểm tra sứ đỡ cao áp (TC2): Sứ đỡ kiểm tra theo lực cho phép tác dụng lên đầu sứ : FCP ≥ Ftt.Khc ( Khc = H’/H) Trong : Khc: Là hệ số hiệu chỉnh Với đặt nằm ngang lấy Khc ≈ FCP = 0,6.Fph (Fph : Lực phá hỏng) = 0,6.750 = 450 (kg) Ftt = 1,76.i2xkN2.10-2/a = 1,76.52,022.80.10-2/30 = 127 (kg) FCP = 450 (kg) > Ftt = 127 (kg)  Kết luận: Sứ thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra - Kiểm tra cáp (hạ áp) từ hạ áp đến tủ phân phối phân xưởng khí I: Do cáp chế tạo chắn nên không cần kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động mà kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt Tiết diện ổn định nhiệt : Scp ≥ Sôđn ; Sôđn = α.I∞N3 t gtN (mm2) Trong :α : Là hệ số tính toán với cáp đồng α = tgtN3 = tgtck3 + tgttdN3 tgttdN3 = 0,05.(β’’)2 = 0,05.(I”N3/I∞N3)2 = 0,05.1 = 0,05 (s) tgtckN3 = tATM2 = 0,38(s) → tgtN3 =0,38 + 0,05 = 0,43 (s) → Sôđn = 7.5,47 0,43 = 25,1 (mm2) → Sôđncp = 70 (mm2) > 25,1 (mm2)  Vậy cáp1 thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra Kiểm tra cáp từ tủ phân phối phân xưởng khí I tới tủ động lực nhóm I Cáp có kí hiệu (cáp2) Scp ≥ Sôđn ; Sôđn = α.I∞N4 t gtN (mm2) Lấy tgtN4 = 0,1(s) → Sôđn = 7.0,68 0,1 = 1,5 (mm2) → Sôđncp = (mm2) > 1,5 (mm2)  Vậy cáp thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra Kiểm tra tổn thất điện áp Để biết việc tính toán, thiết kế có đảm bảo yêu cầu chất lượng điện hay không, ta tiến hành kiểm tra tổn thất điện áp Điểm tính chọn tổn thất điện áp đường dây từ nguồn đến phụ tải xa nhất, có công suất lớn Sơ đồ tính tổn thất sau: P1 = PttpxckI = 87 (KW) ; Q1 = QttpxckI = 100 (KVAR) P2 = PttnhII = 24 (KW) ; Q2 = QttnhII = 24,5 (KVAR) P3 = Ptt máy doa = 17 (kW) ; Q3 = Qtt máy doa = P3.tgϕ = 17.tg(arccos0,65) = 20 (KVAR) Xác định tổn thất điện áp (bỏ qua tổn thất công suất ) ∆U % mang = Trong : 100.10 −3 i [ P Ri + Qi X i ] ∑ i 1000.U đm Pi ,Qi : công suất chạy đoạn đường dây i (kW, kVAr) Ri,Xi: điện trở, điện kháng đoạn đường dây i (Ω) Uđm: điện áp định mức mạng (KV) ∆U % mang = → 10 −4 [127.43,5 + 32,85.299,7 + 17.72 + 95.9 + 38,4.8,1 + 20.0,81] = 4,43% 0,4 ∆U%mạng = 4,43% < [ ∆U ] = 5% Vậy mạng điện sau thiết kế đảm bảo chất lượng điện CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: Vấn đề sử dụng hợp lí tiết kiệm điện cho xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa to lớn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 50% tổng số điện sản xuất Hệ số công suất cosφ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số công suât cosφ chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sản xuất, phân phối sử dụng điện Phần lớn thiết bị tiêu thụ điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, công suất phản kháng Q công suất từ hoá máy điện xoay chiều, không sinh công Quá trình trao đổi công suất phản kháng máy phát hộ tiêu dùng điện trình dao động Mỗi chu kỳ dòng điện Q đổi chiều lần, giá trị trung bình Q ½ chu kỳ dòng điện Việc tạo công suất phản kháng không đòi hỏi phải tốn nhiều lượng Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ điện không thiết phải nguồn Vì , để tránh phải truyền tải lượng Q lớn đường dây người ta đặt gần hộ tiêu thụ điện máy sinh Q ( tụ điện , máy bù đồng bộ…) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm gọi bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng góc lệch pha dòng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số công suất cosφ mạng nâng cao, P, Q góc φ có quan hệ: ϕ = arctg P Q Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền đường dây giảm xuống, góc φ giảm, kết cosφ tăng lên Hệ số công suất cosφ nâng cao lên đưa lại hiệu sau:  Giảm tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện  Giảm tổn thất điện áp mạng điện  Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp  Tăng khả phát máy điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ:  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 lí hoá qui trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động có công suất hợp lí …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 thụ điện để cung công suất phản kháng theo yêu cầu chúng, nhờ giảm lượng lớn công suất phản kháng phải truyền tải đường dây 6.2 - CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT VÀ THIẾT BỊ BÙ: Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động đồng làm việc chế độ kích thích…Ở đây, ta lựa chọn tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện có ưu điểm tiêu hao công suất tác dụng, phần quay máy bù đồng nên việc lắp ráp bảo quản tiện lợi dễ dàng Tụ điện chế tạo thành đơn vị nhỏ nên tuỳ theo phát triển phụ tải trình sản xuất mà ta ghép dần đầu tụ vào mạng điện khiến hiệu suất sử dụng cao mà bỏ nhiều vốn đầu tư lúc Tuy nhiên tụ có số nhược điểm định Trong thực tế với nhà máy, xí nghiệp có công suất không thất lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suất Vị trí đặt thiết bị bù ảnh hưởng nhiều đến hiệu bù Các tụ điện bù đặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPX, tủ phân phối, tủ động lực đầu cực phụ tải lớn Để xác định xác vị trí dung lượng thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kĩ thuật cho phương án đặt tụ bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể Song theo kinh nghiệm thực tế, trường hợp công suất dung lượng bù công suất phản kháng nhà máy thiết bị không thật lớn phân bố dung lượng bù cần thiết đặt TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư thuận lợi cho công tác quản lí vận hành 6.3 - XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ: 6.3.1 Xác định dung lượng bù: Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy xác định theo công thức sau: Trong đó: Pttnm - Phụ tải tác dụng tính toán nhà máy( kW) φ1 - Góc ứng với công suất trung bình trước bù ta có cosφ1 = 0,812 → tag ϕ1 = 0,719 φ2 - Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù Cosφ2 = 0,93 → tag ϕ2 = 0,395 α - Hệ số xét tới khả nâng cao cosφ biện pháp không đòi hỏi thiết bị bù α = 0,9 ÷ Với nhà máy thiết kế ta tìm dung lượng bù: Qbù∑=Pttnm.(tgφ1–tgφ2).α=1422.(0.719–0,395).1 = 460,73 (kVAr) 6.3.2 Phân bố dung lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng: Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia: Qbùi = Qi - Q − Q bu Rtd Ri Trong đó: n QttNM = ∑Q i =1 i - Phụ tải tính toán phản kháng tổng nhà máy Q = 1172 kVAr Ri - Điện trở nhánh thứ i nhà máy ( Ω ) Ri = RBi + RCi RB - Điện trở máy biến áp: RB = ΔPN U dmBA n.S dmBA 2 103 ( Ω ) ∆PN - Tổn hao ngắn mạch máy biến áp ( kW) UdmBA,SdmBA – Điện áp công suất định mức máy biến áp ( kV, kVA ) RC - Điện trở đường cáp ( Ω ) : RCi= Ro l ( Ω ) n Căn vào số liệu máy biến áp cáp chương III ta có bảng kết sau: Bảng – 1: Kết tính toán điện trở nhánh Đường cáp TPPTBA- Cơ điện TPPTBA- Cơ khí1 TPPTBA- Cơ khí2 TPPTBA- Rèn dập TPPTBA- Đúc thép TPPTBA- Đúc gang TPPTBA- Dụng cụ TPPTBA- Mộc mẫu TPPTBA- Kiểm nghiệm TPPTBA- Kho TPPTBA- Kho TPPTBA- Nhà HC L (km) 0,016 0,011 0,014 0,016 0,013 0,011 0,019 0,009 0,021 0,025 0,019 0,024 r0(Ω/km) 0,153 0,268 0,124 0,153 0,099 0,153 0,387 Ri=RCi (Ω) 0,0024 0,003 0,0017 0,0024 0,0013 0,011 0,003 0,0035 0,524 0,727 1,15 0,387 0,011 0,018 0,02 0,0093 Điện trở tương đương mạng −1  1   = 3.10 −4 (Ω) Rtd =  + + + R15   R1 R2 Xác định công suất bù tối ưu cho nhánh: Qbi = Qi − ( Qttnm − Qb ) Rtd Ri Qb1 = 110 − (1172 − 460,73) 0,0003 = 21,09( kVAr) 0,0024 Tính toán tương tự với nhánh lại ta có kết quả: Qb2 = 29,5 kVar, Qb3 = 57,7 kVar,Qb4 = 59,5 kVar, Qb5 = 96,7 kVar, Qb6 = 57,5 kVar, Qb7 = 54,5 kVar, Qb8 = 6,2 kVar,, Qb9 = 32,7 kVar, Qb10 = 22 kVar, Qb11= 6,6 kVar, Qb12 = 62,2 kVar, Căn vào dung lượng bù cần đặt phân xưởng tra bảng 6.8 trang 342 sổ tay lựa chọn tra cứu điện từ 0,4-500 kV ta chọn tụ điện bù Cosφ điện áp 380 đến 400 V DAE YEONG sản xuất có thông số kỹ thuật sau Bảng 7.2 Các thông số kỹ thuật tụ điện bù P.Xưởng Loại tụ Cơ điện Cơ khí1 Cơ khí2 Rèn dập Đúc thép Đúc gang Dụng cụ Mộc mẫu Kiểm nghiệm Kho Kho Nhà HC DLE – 3H15K6S DLE – 3H15K6S DLE – 3H20K6S DLE – 3H20K6S DLE – 3H50K6S DLE – 3H45K6S DLE – 3H20K6S DLE – 3H10K6S DLE – 3H20K6S DLE – 3H25K6S DLE – 3H10K6S DLE – 3H35K6S Qbù (kVAr) 15 15 20 20 50 20 20 10 20 25 10 35 Số 2 3 3 1 Tổng Qbù (kVAr) 30 30 60 60 100 60 60 10 40 25 10 70 Qbù yêu cầu (kVAr) 21,09 29,5 57,7 59,5 96,7 57,5 54,5 6,2 32,7 22 6,6 62,2 6.3.3 Kiểm tra cos ϕ bù nhà máy sau lắp đặt bù: - Tổng công suất tụ bù Qb = 605 (kVAr) - Lượng công suất phản kháng truyền lưới cao áp nhà máy: Q = Qttnm − Qb = 1172 − 605 = 567(kVAr ) - Hệ số công suất phản kháng nhà máy sau bù: tgϕ = Q 576 = = 0,39 Pttnm 1422 Từ tg ϕ ta tính cos ϕ = 0,93 Sau đặt tụ bù cho lưới hạ áp hệ số công suất nhà máy đảm bảo yêu cầu đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Ngô Hồng Quang.Sổ tay tra lựa chọn cứu thiết bị điện từ 0,4-500 Kv.NXB khoa học kĩ thuật,2002 2- Nguyễn Xuân Phú,Cung cấp điện,NXB khoa học kĩ thuật,1998 KẾT LUẬN Trên toàn nội dung tính toán sơ phương pháp để áp dụng tính toán hệ thống cung cấp điện xưởng khí Nhà máy khí Kết phần tính toán sơ làm sở tính toán thiết kế chi tiết việc cung cấp điện cho toàn nhà máy Trong thiết kế, việc thống kê phụ tải của phân xưởng khí số Nhà máy khí có phụ tải thiếu chưa đưa vào tính toán, có phụ tải tính toán tương lai Nếu đem kết so với mặt hệ thống cung cấp điện phân xưởng nhiều sai khác Do để có kết qủa tính toán xác thiết kế chi tiết cần phải vào tình hình thực tế thời điểm thiết kế Vì trình độ, khả việc nghiên cứu tài liệu tham khảo nhiều hạn chế Phạm vi đề tài thiết kế rộng bao gồm toàn hệ thống cung cấp điện có phụ tải phức tạp nên tính toán thiết kế không tránh khỏi thiếu sót Để đề tài đầy đủ, hoàn thiện hơn, xác áp dụng vào thực tế em mong đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn Em xin chân thành cảm ơn ! Vinh, ngày 15 tháng 11 năm 2015 Sinh Viên :Trương Hữu Qúy [...]... 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 2 Máy bào 8,9 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 3 Máy bào 18 ,3 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 4 Máy phay 10 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 5 Máy phay 16 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 6 Máy doa 42 2,25 6,2 7,6 4, 61 4 53 Máy chuốt 11 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 8 Máy sọc 18 ,7 13 ,6 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 9 Máy cắt thép 31, 5 1, 8 5,7 7,0 7, 41 2,5 41 10 Máy bào 9 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 11 Máy tiện 12 ,6 1, 4 5,3 6,6 12 ,1. .. 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 12 Máy BA hàn 26 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 13 Cầu trục 24 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 Máy tiện 11 ,5 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 15 Máy tiện 19 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 16 Máy mài tròn 27,3 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 17 Máy doa 26,3 1, 4 5,3 6,6 12 ,1 1,5 31 18 Máy phay 40 1, 8 5,7 7,0 7, 41 2,5 41 19 Máy doa 31, 5 1, 8 5,7 7,0 7, 41 2,5 41 20 Máy tiện 47,8 2,25 6,2 7,6 4, 61 4 53 7 14 II III 3.3.3... Loại hộ Cơ điện Cơ khí 1 Cơ khí 2 Rèn,dập Đúc thép Đúc gang Dụng cụ Mộc mẫu Kiểm nghiệm Kho1(sản phẩm) Kho2(vật tư) Nhà hành chính (kW) 12 0 87 18 0 16 5 200 18 0 16 0 90 70 50 50 70 (kVAr) 11 0 10 0 13 0 12 5 18 0 15 0 12 0 70 50 35 25 75 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 2 1 tt tt CHƯƠNG III LỰA CHỌN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY A – LỰA CHỌN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 3 .1 – ĐẶT VẤN... 1 2 3 4 5 6 9 12 13 14 10 15 Số lượng Công suất Pđm(kW) 1 4,5 1 13 1 4,5 1 4,5 1 5 1 10,73 0,65 0,65 0,8 0,6 0,6 0,65 0 ,18 0 ,17 0 ,16 0,2 0 ,16 0 ,15 1 n=7 0,6 0 ,16 Máy chuốt Máy cắt thép Máy bào Máy tiện Máy sọc Máy BA hàn 380/65V 7 Cầu trục Tổng nhóm 2 Nhóm 3 1 2 3 4 5 6 7 Máy tiện Máy tiện Máy mài tròn Máy doa Máy phay Máy tiện Máy doa Tổng nhóm 3 20 2 3 7 11 16 18 19 1 1 1 1 1 1 1 n=7 10 4,5 8 5 17 ... của nhà máy : Kpt = 1, 05 - 1, 15 ∑PttNM = 12 0+87 +18 0 +16 5+200 +18 0 +16 0+90+70+50+50+70 = 14 22(kW) ∑QttNM = 11 0+92 +13 0 +12 5 +18 0 +15 0 +12 0+70+50+35+25+75 = 11 72 ( kVAr ) S ttNM = K đt K pt (∑ P ttNM + PttcsNM ) + (∑ Q 2 ttNM +Q ttcsNM ) 2 = 0,85 .1, 15 (14 22 + 3,54) 2 + (11 72 + 4,2) 2 = 18 64,9 (kVA) Bảng 2: Số liệu phụ tải tính toán của các phân xưởng trong nhà máy Stt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tên phân xưởng. .. các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng ta chia ra làm 3 nhóm thiết bị phụ tải như sau: Bảng 2 -1 :Phân nhóm các thiết bị trong Phân xưởng cơ khí 1 Nhóm 1 T Tên thiết bị T Ký hiệu Số lượng Công suất Pđm(kW) Cosϕ Ksd 1 2 3 4 5 6 0,65 0,8 0,7 0,8 0,65 0,75 0 ,18 0 ,16 0 ,15 0 ,16 0 ,17 0,2 Máy tiện Máy bào Máy bào Máy phay Máy doa Máy phay Tổng nhóm 1 Nhóm 2 1 Tên thiết bị 1 4 5 6 17 8 1 1 1 1 1 1 n=6... S tt 3.U dm Tính toán cho nhóm 2 tt Tên thiết bị Kí hiệu Số lượng 1 2 3 4 5 6 Máy chuốt Máy sọc Máy cắt thép Máy bào Máy tiện Máy BA hàn 9 10 12 13 14 15 7 380/65V Cầu trục 20 Tổng nhóm 2 Công suất (kW) cos ϕ k sd I dm (A) 1 1 1 1 1 1 4,5 5 13 4,5 4,5 10 ,73 0,65 0,6 0,65 0,8 0,6 0,65 0 ,18 0 ,16 0 ,17 0 ,16 0,2 0 ,15 10 ,5 12 ,6 30 8,5 11 ,4 25 1 n=7 5,3 47,53 0,6 0,64 0 ,16 0 ,16 13 ,4 Dòng điện định mức được... =1 PttPX = SttPX cosϕTB = 11 2.0,65 = 73,8(kW) 2 2 QttPX = S ttPX − PttPX = 11 2 2 − 73,8 2 = 84 (kVAr)  I ttPX = Dòng điện tính toán của toàn phân xưởng: S ttPX 3.U đm = 11 2 3.0,38 = 17 0 (A) 2.2 - TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA TOÀN NHÀ MÁY Diện tích toàn nhà máy: F = 230 .17 0=3 910 0(m2) Diện tích đường đi bãi trống: F' = 3 910 0 – ( 612 +544+ 612 + 510 + 714 +442 +15 30 +13 84 +11 52+476+ 612 +544) = 29968(m2) Phụ tải chiếu sáng... Nhóm 3 TT Tên thiết bị Iđm (A) (A) 1 Máy tiện 11 ∏H2 - 10 0 30 2 Máy tiện 18 ∏H2 - 10 0 40 3 Máy mài tròn 26 ∏H2 - 10 0 60 4 Máy doa 25 ∏H2 - 10 0 60 5 Máy phay 38 ∏H2 - 10 0 80 6 Máy doa 30 ∏H2 - 10 0 80 7 Máy tiện 45,5 ∏H2 - 10 0 10 0 3.3.2 - Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị: Dây dẫn cung cấp trong mạng điện áp thấp của phân xưởng chọn theo điều kiện phát nóng ( dòng điện làm việc lâu dài cho phép) Vì... Máy tiện 23 ∏H2 - 10 0 50 2 Máy bào 8,5 H∏H 20 3 Máy bào 17 ,4 ∏H2 - 10 0 40 4 Máy phay 9,5 H∏H 20 5 Máy phay 15 ,2 ∏H2 - 10 0 40 6 Máy doa 40 ∏H2 - 10 0 10 0 Nhóm 2 TT Tên thiết bị Iđm Loại cầu chì (A) Idc (A) 1 Máy chuốt 10 ,5 ∏H2 - 10 0 30 2 Máy sọc 13 ∏H2 - 10 0 30 3 Máy cắt thép 30 ∏H2 - 10 0 80 4 Máy bào 8,5 H∏H 20 5 Máy tiện 12 ∏H2 - 10 0 30 6 Máy BA hàn 25 ∏H2 - 10 0 80 7 Cầu trục 23 ∏H2 - 10 0 40 Loại cầu