Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng thiết kế đồ án môn học cung cấp điện I,Đầu đề thiết kế: Xác định phụ tải tính toán phân xởng nhà máy liên hợp dệt thiết kế mạng cao áp nhà máy,mạng hạ áp,chiếu sáng cho xởng sửa chữa khí,tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ nhà máy II,Các số liệu ban đầu : Sơ đồ công suất đặt phân xởng nhà máy liên hợp dệt Danh sách sơ đồ bố trí thiết bị phân xởng sửa chữa khí Điện áp chọn theo công suất nhà máy khoảng cách từ nguồn đến nhà máy Công suất nguồn vô lớn Dung lợng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp khu vực 250MVA Đờng dây cung cấp cho nhà máy dùng loại dây AC Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy 15 km Nhà máy làm việc ca III,Các vẻ (Khổ giấy A0): 1.Sơ đồ nguyên lý mạng diện phân xởng sửa chữa khí 2.Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện toàn nhà máy IV,Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: Ngày tháng năm 2003 V,Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế: Ngày 15 tháng năm 2004 CáN Bộ HƯớng dẫn Thầy giáo: Đặng Quốc Thống Danh sách thiết bị phân xởng sửa chữa khí ]Bản vẽ số Số TT Tên thiết bị 1 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Cao Thanh Tùng Số lợng Nhãn hiệu 2 IA616 IA62 IK62 Công suấtt ( KW ) máy 7,0 7,0 10,0 Toàn 14,0 14,0 20,0 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng Máy tiện ren cấp xác cao Máy doa toạ độ Máy bào ngang Máy xọc Máy phay vạn Máy phay ngang 10 Máy phay đứng 11 Máy mài 12 Máy mài phẳng 13 Máy mài tròn 14 Máy khoan đứng 15 Máy khoan đứng 16 Máy cắt mép 17 Máy mài vạn 18 Máy mài dao cắt gọt 19 Máy mài mũi khoan 20 Máy mài sắc mũi phay 21 May mài dao chuốt 22 Máy mài mũi khoét 23 Thiết bị để hoá bền kim loại 24 Máy giũa 25 Máy khoan bàn 26 Máy đế mài tròn 27 Máy ép tay kiểu vít 28 Máy mài thô 29 Bàn đánh dấu 30 Bàn thợ nguội Bộ phận sửa chữa 31 Máy tiện ren 32 Máy tiện ren 33 Máy tiện ren 34 Máy tiện ren 35 Máy tiện ren 36 Máy khoan đứng 37 Máy khoan hớng tâm 38 Máy bào ngang 39 Máy bào ngang 40 Máy mài phá 41 Bàn 42 Máy khoan bào Cao Thanh Tùng 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 I6 2A450 7M36 7A420 8H82 6H82 6H11 3A240 311MI 3130 2A125 2135 866A 3A64 3818 36652 3667 360 3659 -58 HC125 3M634 - 1,7 2,0 7,0 2,8 7,0 7,0 2,8 4,5 2,8 2,8 2,8 4,5 4,5 1,75 0,65 1,5 1,0 2,8 2,9 0,8 2,2 0,65 1,2 1,7 2,0 14,0 2,8 7,0 7,0 5,6 4,5 2,8 2,8 2,8 4,5 4,5 1,75 0,65 1,5 1,0 2,8 2,9 0,8 2,2 1,3 1,2 2,8 2,8 1 1 1 1616 1A62 1624M 163A 163 2A135 2A53 7A35 7A36 3M634 HCI2A 4,5 7,0 7,0 10 14,0 4,5 4,5 2,8 10,0 4,5 13,5 7,0 7,0 30 14,0 9,0 4,5 2,8 10,0 4,5 0,65 0,65 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng mục lục Lời nói đầu Chơng I: Giới thiệu chung nhà máy Trang Chơng II: Xác định phụ tải tính toán Chơng III: Thiết kế mạng cao áp cho nhà máy Chơng IV: Thiết kế mạng hạ áp cho xởng sửa chữa khí Chơng V : Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cho nhà máy Lời nói đầu Cao Thanh Tùng Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng Ngày ngành đIện thực chỗ dựa cho ngành công nghiệp hoạt đông phát triển nhà máy phân xởng muốn xây dựng phảI có phơng án cấp đIện tối u để tiết kiệm vốn đầu t cách tối u Đề tàI đồ án thiết kế cung cấp đIện cho nhà máy công nghiệp địa phơng phảI nói đề tàI gần thực tế mà kĩ s tơng lai phảI làm ,nó xác thực Trong trình làm hoàn thiện đồ án, Thầy Đặng Quốc Thống bảo nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành đề tàI lần đầu làm đồ án chắn không khỏi thiếu sót mong thầy bảo thêm để em có kinh nghiệm Em chân thành cảm ơn thầy Sinh viên Cao Thanh Tùng cHƯƠNG I GiớI THIệU CHUNG Về NHà MáY 1.1 Vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm công nghệ, đặc điểm vàphân loại phụ tải Nhà máy liên khí công nghiệp địa phơng có quy mô vừa phải bao gồm phân xởng nhà làm việc Bảng 1.1:Danh sách phân xởng nhà làm việc nhà máy Số Tên phân xởng Công suất đặt Diện tích mặt máy Phân xởng khí 1200 5513 Phân xởng lắp ráp 800 4353 Phân xởng sửa chữa khí Theo tính toán 1875 Phân xởng rèn 600 2439 Phân xởng đúc 400 1875 Bộ phận nén ép 450 1797 Cao Thanh Tùng Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng 10 Phân xởng kết cấu kim loại Văn phòng phòng thiết kế Trạm bơm Chiếu sáng phân xởng 230 80 130 Xác định theo diện tích 3750 3393 1429 Nhiệm vụ nhà máy chế tạo, sửa chữa loại máy công cụ, phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thủ công nghiệp địa phơng Tuy nhiên đứng mức độ tiêu thụ điện tầm quan trọng phơng diện tổng thể nhà máy đợc xếp vào hộ tiêu thụ loại II, bị điện bị tổn thất kinh tế Mặc dù hộ tiêu thụ loại II nhng để giảm tổn thất kinh tế cách tối đa, nhà máy cần đợc cung cấp nguồn điện ổn định tin cậy Theo dự kiến nghành Điện, nhà máy đợc cấp điện từ trạm biến áp trung gian cách nhà máy 15 Km đờng dây không sử dụng loại dây AC Dung lợng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp khu vực 250 MVA Do chế độ làm việc ca, nên thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax =7000 Đồ thị phụ tải tơng đối phẳng Mặt bố trí phân xởng nhà làm việc nhà máy đợc trình bày Hình 1.1 1.2 Nội dung tính toán thiết kế Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng toàn nhà máy Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa khí Thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy Chọn số lợng, dung lợng vị trí đặt trạm biến áp phân xởng Chọn số lợng, dung lợng vị trí đặt trạm biến áp trung gian trạm phân phối trung tâm Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện nhà máy Thiết kế tính toán cho phân xởng sửa chữa khí 1.3 Các tài liệu tham khảo [1] Cung cấp điện cho Xí nghiệp Công nghiệp nhà cao tầng - Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch NXB KHKT - 2001 [2] Kỹ thuật chiếu sáng Patrick Vandeplanque NXB Khoa học kỹ thuật, 1998 Bản dịch Lê Văn Doanh, Đặng Văn Đào [3] Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm 1998 Cao Thanh Tùng Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng Chơng II Xác định phụ tải tính toán 2.1 Đặt vấn đề : Phụ tải tính toán phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tơng đơng với phụ tải thực tế mặt hiệu phát nhiệt mức độ huỷ hoại cách điện Nói cách khác, phụ tải tính toán đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tơng tự nh phụ tải thực tế gây ra, chọn thiết bị theo phụ tải tính toán đảm bảo an toàn cho thiết bị mặt phát nóng Phụ tải tính toán đợc sử dụng để lựa chọn kiểm tra thiết bị hệ thống cung cấp điện nh: Máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, bảo vệ, tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lợng bù công suất phản kháng, Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh: công suất, số lợng, chế độ làm việc thiết bị điện, trình độ phơng thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải tính toán xác định đợc nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có khả dẫn đến cố cháy nổ, Ngợc lại, thiết bị đợc lựa chọn d thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu t, gia tăng tổn thất, Cũng vậy, có nhiều công trình nghiên cứu phơng pháp xác định phụ tải tính toán, song cha có phơng pháp thật hoàn thiện Những phơng pháp cho kết đủ tin cậy lại phức tạp, khối lợng tính toán thông tin ban đầu đòi hỏi lớn ngợclại Có thể đa số phơng pháp thờng đợc sử dụng nhiều để tính toán quy hoạch thiết kế hệ thống cung cấp điện Phơng pháp xác định PTTT theo công suất đặt hệ số nhu cầu Ptt = Knc.Pđ Trong đó: Knc hệ số nhu cầu, tra sổ tay kỹ thuật Pđ - công suất đặt thiết bị nhóm thiết bị, tính toán xem gần P đ Pđm [KW] Phơng pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng đồ thị phụ tải công suất trung bình Ptt = Khd.Ptb Trong đó: Khd hệ số hình dáng đồ thị phụ tải, tra sổ tay kỹ thuật Ptb công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị, [KW] t P (t )dt Ptb =0 t Cao Thanh Tùng A = t Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng Phơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình Ptt = Ptb . Trong đó: Ptt công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị - độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình - hệ số tán xạ Phơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình hệ số cực đại Ptt = Pmax.Ptb = Kmax.Ksd.Ptb Trong đó: Ptb công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị Kmax hệ số cực đại, tra sổ tay kỹ thuật theo quan hệ: Kmax = f(nhq, Ksd) Ksd hệ số sử dụng, tra sổ tay kỹ thuật nhq số thiết bị dùng điện hiệu Phơng pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm a0M Tmax Trong đó: a0 suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm, [KWh/đvsp] M số sản phẩm sản xuất đợc năm Tmax thời gian sử dụng công suất lớn nhất, [h] Ptt = Phơng pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện đơn vị diện tích Ptt = p0.F Trong đó: p0 suất trang bị điện đơn vị diện tích, [W/m2] F diện tích bố trí thiết bị, [m2] Phơng pháp tính trực tiếp Trong phơng pháp trên, ba phơng pháp 1,5 dựa kinh nghiệm thiết kế vận hành để xác định PTTT nên cho kết gần đúng, nhiên chúng đơn giản tiện lợi Các phơng pháp lại đợc xây dựng sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố có kết xác nhng khối lợng tính toán lớn phức tạp Tuỳ theo quy mô đặc điểm công trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế sơ hay kỹ thuật thi công mà chọn phơng pháp tính phụ tải điện thích hợp Trong đồ án này, có phân xởng sửa chữa khí ta biết công suất chế độ làm việc thiết bị, nên tính toán phụ tải động lực phân xởng sử dụng phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại Các phân xởng lại biết diện tích công suất đặt nên để xác định phụ tải động lực phân xởng ta áp dụng phơng pháp tính theo công suất đặt hệ số nhu cầu Phụ tải tính toán phân xởng đợc tính theo phơng pháp chiếu sáng đơn vị diện tích sản xuất 2.2 Xác định phụ tải tính toán phân xởng sửa chữa khí : Phân xởng sửa chữa khí phân xởng số sơ đồ mặt nhà máy Diện tích phân xởng 25 x 75 = 1875 m2, phân xởng đặt 42 loại thiết bị điện có công suất khác Thiết bị có công suất lớn 14 KW , song có thiết bị có công suất nhỏ (0,65 KW) Phần lớn thiết bị có chế độ làm việc dài hạn Những đặc điểm cần đợc quan tâm phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính toán lựa chọn phơng án thiết kế cung cấp điện cho phân xởng Cao Thanh Tùng Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng 2.2.1.Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình Ptb hệ số cực đại kmax (còn gọi phơng pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả) Theo phơng pháp này, phụ tải tính toán đợc xác định theo biểu thức: n Ptt = k max k sd Pdmi i =1 Trong đó: Pđmi Công suất định mức thiết bị thứ i nhóm n số thiết bị nhóm ksd Hệ số sử dụng, tra sổ tay kỹ thuật kmax Hệ số cực đại, tra sổ tay kỹ thuật theo quan hệ kmax = f(nhq,ksd) nhq Số thiết bị dùng điện hiệu Số thiết bị dùng điện hiệu nhq số thiết bị có công suất, chế độ làm việc gây hiệu phát nhiệt (hoặc mức độ huỷ hoại cách điện) phụ tải thực tế (có công suất chế độ làm việc khác nhau) gây trình làm việc, n hq đợc xác định biểu thức tổng quát sau: n n hq = Pdmi i =1 n (P i =1 dm ) (làm tròn số) Trong đó: Pđmi Công suất định mức thiết bị thứ i nhóm n Số thiết bị nhóm Khi n lớn việc xác định nhq theo biểu thức phiền phức nên xác định nhq theo phơng pháp gần với sai số tính toán nằm khoảng 10% P Trờng hợp m = dm max ksdp 0,4 nhq = n Pdm Chú ý nhóm có n1 thiết bị mà tổng công suất chúng không lớn 5% tổng công suất nhóm thì: nhq = n n1 Trong đó: Pđmmax công suất định mức thiết bị có công suất lớn nhóm Pđmmin công suất định mức thiết bị có công suất nhỏ nhóm P Trờng hợp m = dm max > ksdp 0,2 nhq đợc xác định theo biểu thức: Pdm n n hq = Pdmi n Pdm max Khi không áp dụng đợc trờng hợp trên, việc xác định nhq phải đợc xác định theo trình tự: n P - Trớc hết tính: n* = P* = n P Trong đó: n số thiết bị nhóm n1 số thiết bị có công suất không nhỏ nửa công suất thiết bị có công suất lớn P P1 tổng công suất n n1 thiết bị Sau tính đợc n* P* tra theo sổ tay kỹ thuật ta tìm đợc nhq* = f(n*,P*) từ tính nhq theo công thức: nhq = nhq*.n Khi xác định phụ tải tính toán theo phơng pháp số thiết bị dùng điện hiệu nhq, số trờng hợp cụ thể dùng công thức gần sau: Nếu n nhq < 4, phụ tải tính toán đợc tính theo công thức: Cao Thanh Tùng Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng n Ptt = Pdmi i =1 Nếu n > nhq < 4, phụ tải tính toán đợc tính theo công thức: n Ptt = k ti Pdmi i =1 Trong đó: kti hệ số phụ tải thiết bị thứ i Nếu số liệu xác, hệ số phụ tải lấy gần nh sau: kti = 0,9 thiết bị làm việc chế độ dài hạn kti = 0,75 thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại Nếu n > 300 ksd 0,5 phụ tải tính toán đợc tính theo công thức: n Ptt = 1,05.k sd Pdmi i =1 Đối với thiết bị có phụ tải phẳng (các máy bơm, quạt, nén khí ) phụ tải tính toán lấy phụ tải trung bình: n Ptt = Ptb = k sd Pdmi i =1 Nếu mạng có thiết bị pha cần phải phân phối thiết bị cho ba pha mạng, trớc xác định nhq phải quy đổi công suất phụ tải pha phụ tải ba pha tơng đơng: Nếu thiết bị pha đấu vào điện áp pha: Pqđ = 3.Ppha max Nếu thiết bị pha đấu vào điện áp dây: Pqd = 3.Ppha max Nếu nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại phải quy đổi chế độ dài hạn trớc xác định nhq theo công thức: Pqd = dm Pdm Trong đó: dm hệ số đóng điện tơng đối phần trăm, cho lý lịch máy 2.2.2 Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phơng pháp Ptb kmax Phân nhóm phụ tải: Trong phân xởng thờng có nhiều thiết bị có công suất chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán đợc xác đợc xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm thiết bị điện nên cần đợc tuân theo nguyên tắc sau: * Các thiết bị nhóm nên để gần để giảm chiều dài đờng dây hạ áp nhờ tiết kiệm đợc vốn đầu t tổn thất đờng dây hạ áp phân xởng * Chế độ làm việc thiết bị môt nhóm nên giống để việc xác định PTTT đợc xác thuận lợi cho việc lựa chọn phơng thức cung cấp điện cho nhóm * Tổng công suất nhóm nên xấp xỉ để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng phân xởng toàn nhà máy Số thiết bị nhóm không nên nhiều số đầu vào tủ động lực thờng nằm khoảng từ ữ 12 đờng Tuy nhiên thờng khó thoả mãn lúc ba nguyên tắc trên, đó, ngời thiết kế cần bố trí lựa chọn cách phân nhóm cho hợp lý Hơn ngày tủ động lực thờng đợc chế tạo theo đơn đặt hàng, số đờng vào nh công suất tủ bị hạn chế Chính vậy, thiết kế này, cần thoả mãn nguyên tắc một, có nghĩa thiết bị nhóm nên để gần để giảm tối đa tổn thất đờng dây Dựa theo nguyên tắc này, phân xởng sửa chữa khí, ta tiến hành phân nhóm thiết bị nh trình bày bảng 2.1 Cao Thanh Tùng Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng Bảng 2.1:Tổng hợp kết phân nhóm phụ tải STT Công suất(KW) 1 5 1 10 11 12 13 3 Kí hiệu Số lợng mặt PĐM máy Toàn IĐM Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren xác cao Máy doa toạ độ Máy tiện ren cộng nhóm I Máy bào ngang Máy xọc Máy phay vạn Máy phay ngang Máy phay đứng Máy mài Máy mài phẳng Máy màI tròn Máy khoan đứng cộng nhóm II 2 1 1 1 1 11 7 1,7 2,0 10 10 11 12 13 15 2,8 7 2,8 4,5 2,8 2,8 4,5 14 14 1,7 2,0 20 51,7 14 2,8 7 5,6 4,5 2,8 2,8 4,5 51 2*17,73 2*17,73 4,30 5,06 2*25,32 130,92 2*17,73 7,09 17,73 17,73 2*7,09 11,40 7,09 7,09 11,40 111,44 Máy khoan đứng Máy cắt mép Máy mài vạn Máy mài dao cắt gọt Máy mài mũi khoan Máy mài sắc mũi phay Máy mài dao chuốt Máy mài mũi khoét Thiết bị để hoá bền kim loại Máy giũa Máy khoan bào Máy đế mài tròn Máy màI thô Cộng nhóm III Máy tiện ren Máy bào ngang Máy tiện ren Tổng cộng nhóm IV Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy bào ngang Máy khoan đứng Máy khoan hớng tâm Máy mài phá Máy khoan bào 1 1 1 1 1 1 14 1 1 1 14 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 28 2,8 4,5 1,75 0.65 1,5 1,0 0,65 2,9 0,8 2,2 0,65 1,2 2,8 35 39 34 14 10 10 31 32 33 38 36 37 40 42 4,5 7,0 7,0 2.8 4,5 4.5 4,5 0,65 2,8 4,5 1,75 0,65 1,5 1,0 0,65 2,9 0,8 2,2 1,3 1,2 2,8 24,05 14 10 30 54 13,5 7,0 7,0 2.8 4.5 4,5 0,65 7,09 11,40 4,43 1.65 3,80 2,53 1,65 7,34 2,02 5,57 3,29 3,04 7,09 30,01 35,45 25,32 3*25,52 136,73 3*11,4 17,73 17,73 7.09 2*11,40 11.40 11,4 1,65 Cao Thanh Tùng 10 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng Phân xởng kết cấu kim loại 239.91 Văn phòng phòng thiết kế 130.82 Trạm bơm 125.48 350,4 212,3 194 NS400H NS250N NS250N 2 690 690 690 400 250 250 70 8 Lựa chọn góp Các góp đợc lựa chọn theo điều kiện phát nóng cho phép k hc I cp S tt 652 = = 1003( A) 3.U dm 3.0,38 Chọn loại dẫn đồng có kích thớc 60 x (mm), pha ghép ba với Icp = 2240 A Kiểm tra cáp chọn Để đơn giản, cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn IN1 = 1558 (kA) Kiểm tra cáp chọn theo điều kiện ổn định nhiệt: F .I t qd Trong đó: - hệ số nhiệt độ, cáp lõi đồng = I - dòng điện ngắn mạch ổn định tqđ - thời gian quy đổi đợc xác định nh tổng thời gian tác động toàn phần máy cắt điện, tqđ = f(, t) : t thời gian tồn ngắn mạch (thời gian cắt ngắn mạch), lấy t=0,5s I' ' ' ' = ; ngắn mạch xa nguồn (IN = I = I) nên = I Tra đồ thị ta tìm đợc tqđ = 0,4 Tiết diện ổn định nhiệt cáp: F I t qd = 6.1,558 0,4 = 5,91 (mm2) Vậy cáp 25 mm2 chọn cho tuyến hợp lý Kết luận Các thiết bị lựa chọn cho mạng điện cao áp nhà máy thoả mãn điều kiện kỹ thuật cần thiết Chơng IV Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa khí Cao Thanh Tùng 50 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng Phân xởng sửa chữa khí có diện tích 1875 m2, gồm có 59 thiết bị đợc chia làm nhóm Công suất tính toán phân xởng 129.83 KVA, có 22,5 KW sử dụng cho hệ thống chiếu sáng Để cấp điện cho phân xởng sửa chữa khí (SCCK) ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp Điện từ trạm biến áp đợc đa tủ phân phối phân xởng Trong tủ phân phối đặt aptomat tổng aptomat nhánh cấp điện cho tủ động lực tủ chiếu sáng Từ tủ phân phối đến tủ động lực chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lý vận hành Mỗi tủ động lực cấp điện cho nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, phụ tải có công suất lớn quan trọng nhận điện trực tiếp từ tủ, phụ tải có công suất bé quan trọng đợc ghép thành nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông (xích) Để dễ dàng thao tác tăng thêm độ tin cậy cung cấp điện, đầu vào đầu tủ đặt aptomat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ tải ngắn mạch cho thiết bị phân xởng Tuy giá thành tủ đắt dùng cầu dao cầu chì, song xu hớng thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp đại 4.1 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối AT A Hình 4.1 Sơ đồ tủ phân phối 4.1.1 Chọn cáp từ trạm biến áp B1 tủ phân phối phân xởng Theo kết tính chơng III, ta có: Cáp từ TBA B1 tủ phân phối phân xởng cáp đồng hạ áp, ruột, cách điện PVC hãng Lens chế tạo có Icp = 246 A, đặt hào cáp Trong tủ hạ áp TBA B1, đầu đờng dây đặt MCCB loại NS400N hãng Merlin Gerin chế tạo, Iđm.A = 400A Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với MCCB: I cp I kddt 1,25 I dm A 1,25.250 = = = 208( A) 1,5 1,5 1,5 Vậy tiết diện cáp chọn hợp lý 4.1.2 Lựa chọn MCCB cho tủ phân phối Các MCCB đợc chọn theo điều kiện tơng tự nh trình bày chơng III, kết đợcghi bảng 4.1 Bảng 4.1 Kết lựa chọn MCCB Merlin Gerin cho tủ phân phối tuyến cáp TPP-ĐL1 TPP-ĐL2 TPP-ĐL3 Cao Thanh Tùng itt (a) 44,2 46 19,2 loại C60H C60H C60H iđm (a) 63 63 63 51 Uđm (v) 440 440 440 icắt n (ka) 10 10 10 số cực 4 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng TPP-ĐL4 TPP-ĐL5 TPP-ĐL6 MCCB tổng 47,3 48,2 80,8 200,38 C60H C60H NC100H NS400H 63 63 100 400 440 440 440 690 10 10 70 4 4 4.1.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực Các đờng cáp từ tủ phân phối (TPP) đến tủ động lực (TĐL) đợc rãnh cáp nằm dọc tờng phía bên cạnh lối lại phân xởng Cáp đợc chọn theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp thiết bị bảo vệ điều kiện ổn định nhiệt có ngắn mạch Do chiều dài cáp không lớn nên bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất cho phép Điều kiện chọn cáp: khc.Icp Itt Trong đó: Itt dòng điện tính toán nhóm phụ tải Icp dòng điện phát nóng cho phép, tơng ứng với loại dây, tiết diện khc hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = Điều kiện kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ cáp, bảo vệ áptômát: I 1,25.I dm A I cp kd dt = 1,5 1,5 Chọn cáp từ tủ phân phối tới TĐL1: Icp Itt = 44,2 (A) I 1,25.I dm A 1,25.63 I cp kd dt = = = 52,5 (A) 1,5 1,5 1,5 Kết hợp hai điều kiện chọn cáp đồng bốn lõi cách điện PVC hãng Lens chế tạo, tiết diện 10 mm2 với Icp = 75 A Các tuyến cáp khác chọn tơng tự, kết ghi bảng 4.2 Bảng 4.2 Kết chọn cáp từ TPP đến TĐL tuyến cáp TPP-ĐL1 TPP-ĐL2 TPP-ĐL3 TPP-ĐL4 TPP-ĐL5 TPP-ĐL6 Cao Thanh Tùng itt (a) 44,2 46 19,2 47,3 48,2 80,8 ikđ.đt/1,5 52,5 52,5 52,5 52,5 52,5 83,3 52 F (mm2) 4g10 4g10 4g10 4g10 4g10 4g16 icp (a) 75 75 75 75 75 100 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng 4.2 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp phân xởng SCCK để kiểm tra cáp áptômát Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp ta xem biến áp B1 nguồn (đợc nối với hệ thống có CS vô lớn) Vì điện áp trạm đợc coi không thay đổi ngắn mạch, ta có: IN = I = I Giả thiết làm cho dòng ngắn mạch tính toán đợc lớn thực tế nhiều khó giữ đợc điện áp cao áp TBAPP không thay đổi xảy ngắn mạch sau MBA Song với dòng ngắn mạch tính toán mà thiết bị lựa chọn thoả mãn điều kiện ổn định động ổn định nhiệt chúng hoàn toàn làm việc tốt điều kiện thực tế Để giảm nhẹ khối lợng tính toán, ta kiểm tra với tuyến cáp có khả xảy cố nặng nề Khi cần thiết kiểm tra thêm tuyến cáp nghi vấn, việc tính toán đợc tiến hành tơng tự Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý N1 C1 TG1 B4 A1 C2 TG2 A2 N2 A3 TG3 A3 A2 Hình 4.2 Sơ đồ thay N1 HT ZB3 ZA1 ZTG1 ZA2 ZC1 ZA2 ZTG2 N2 ZA3 ZC2 ZA3 ZTG3 4.2.1 Các thông số sơ đồ thay Điện trở điện kháng MBA: Sđm = 400 kVA PN = 5,75 KW UN% = 4,5 % PN U dm 5,75.10 3.(0,4) RB = = = 2,3m S dm 630 2 U N %.U dm 4,5.(0,4) XB = = = 1,69.10 2 100.S dm 100.630 Thanh góp TBA phân xởng: TG1 Kích thớc 60 x6 pha ghép ba chiều dài 1m Khoảng cách trung bình hình học D = 200 tra bảng PL 4.11 (TL 1) tìm đợc Cao Thanh Tùng 53 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng r0 = 0,056 m / m 1 RTG1 = r0 l = 0,056.1 = 0,0187 m 3 x0 = 0,163 m / m 1 X TG1 = x0 l = 0,163.1 = 0,0534 m 3 Thanh góp tủ phân phối TG2: Chọn theo điều kiện: khc.Icp Ittpx = 200,38 A (lấy khc = 1) Chọn loại đồng, có kích thớc 30 x (mm2) với Icp = 405 A Chiều dài: l = 1,2 m Khoảng cách trung bình hình học: D = 300 mm Tra PL V.6 (TL [4]) tìm đợc: r0 = 0,223 m/m RTG2 = r0.l = 0,223.1,2 = 0,2676 m x0 = 0,235 m/m XTG2 = x0.l = 0,235.1,2 = 0,282 m Điện trở điện kháng MCCB: Tra bảng PL V.14 PL V.15 (TL [4]) ta tìm đợc: MCCB loại CM1600N: RA1 = 0,072 m ; XA1 = 0,064 m MCCB loại NS400H: RA2 = 0,15 m ; XA2 = 0,1 m ; RT2 = 0,4 m MCCB loại NC100H: RA3 = 1,3 m ; XA3 = 0,86 m ; RT3 = 0,75 m MCCB loại CM 10001N RA2 = 0,15 m XA2 = 0,1 m MCCB loại CM 250N RA3 = 0,74 m XA3 = 0,55 m RT2 = 0,4 m RT3 = 0,65 m Cáp tiết diện 3x70+50 mm2 C1: Chiều dài l = 90 m Tra PL V.12 (TL[4]), tìm đợc: r0 = 0,268 m/m RC1 = 40m x0 = 0,157 m/m XC1 = 0,071.100 = 14,13 m Cáp tiết diện 16 mm (4G16) C2: Chiều dài l = 80 m Tra PL V.13 (TL[4]), tìm đợc: r0 = 1,15 m/m RC2 = 1,15.80 = 92 m x0 = 0,109 m/m XC2 = 0,109.80 = 8,72 m 4.2.2 Tính toán ngắn mạch kiểm tra thiết bị chọn Tính ngắn mạch N1 R1 = RB + RA1 + RTG1 + 2.RA2 + 2.RT2 + RC1 R1 = 3,3 + 0,072 + 0,01 + 2.0,15 + 2.0,4 + 7,5 = 11,982 m X1 = XB + XA1 + XTG1 + 2.XA2 + XC1 X1 = 1,61.10-5 + 0,064 + 0,068 + 2.0,1 + 7,1 = 7,432 m Z = R + X = 11,982 + 7,432 = 14,099 m U 400 = = 16,38 (kA) 3.Z 3.14,099 i xk1 = 1,8.I N1 = 41,69 (kA) Kiểm tra MCCB: Loại CM1600 có Icắt N = 50 (kA) Loại NS400H có Icắt N = 70 (kA) I N1 = Cao Thanh Tùng 54 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng Vậy MCCB chọn thoả mãn điềukiện ổn định động Kiểm tra cáp tiết diện 3*240 + 95 (mm2): Tiết diện ổn định nhiệt cáp F .I t qd = 6.16,38 0,4 = 62,15 (mm2) Vậy cáp chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt Tính toán ngắn mạch N2 R2 = R1 + 2.RA3 + 2.RT3 + RTG2 + RC2 R1 = 11,892 + 2.1,3 + 2.0,75 + 0,2676 + 92 = 108,26 m X2 = X1 + 2.XA3 + XTG2 + XC2 X2 = 7,432 + 2.0,86 + 0,282 + 8,72 = 18,154 m Z = R + X = 108,26 + 18,154 = 109,77 m U 400 = = 2,1 (kA) 3.Z 3.109,77 i xk1 = 1,8.I N1 = 5,35 (kA) Kiểm tra MCCB: Loại NC100H có Icắt N = (kA) Vậy MCCB chọn thoả mãn điềukiện ổn định động Kiểm tra cáp tiết diện 4G16 (mm2): Tiết diện ổn định nhiệt cáp F .I t qd = 6.2,1 0,4 = 7,96 (mm2) Vậy cáp chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt I N1 = 4.3 Lựa chọn thiết bị tủ động lực dây dẫn đến thiết bị phân xởng 1) Các MCCB tổng tủ động lực có thông số tơng tự áptômát nhánh tơng ứng AT A Hình 4.4 Sơ đồ tủ phân phối tủ phân phối, kết lựa chọn ghi bảng 4.3 Bảng 4.3 Kết lựa chọn MCCB tổng tủ động lực Tủ động lực Itt (A) Loại Iđm (A) Uđm (V) ĐL1 44,2 C60H 63 440 ĐL2 46 C60H 63 440 Cao Thanh Tùng 55 Icắt N (kA) 10 10 Số cực 4 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng ĐL3 19,2 C60H 63 440 10 ĐL4 47,3 C60H 63 440 10 ĐL5 48,2 C60H 63 440 10 ĐL6 80,8 NC100H 100 440 2) Các MCCB đến thiết bị nhóm thiết bị tủ động lực đợc chọn theo điều kiện nêu phần Ví dụ, chọn MCCB cho đờng cáp từ TĐL1 đến máy tiện ren KW, Cos = 0,6 Uđm.A Uđm.m = 0,38 kV Ptt = = 17,7 A Iđm.A I tt = 3.Cos.U dm.m 3.0,6.0,38 Chọn MCB loại NC45A hãng Merlin Gerin chế tạo có Iđm.A = 25 A; Icắt N = 4,5 kA; Uđm.A = 400V; cực 1) Các đờng cáp chọn theo điều kiện phát nóng cho phép: khc.Icp Itt Trong đó: Itt dòng điện tính toán động Icp dòng điện phát nóng cho phép tơng ứng với loại dây, tiết diện khc hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ cáp, bảo vệ áptômát: I 1,25.I dm A I cp kd dt = 1,5 1,5 Ví dụ: Chọn cáp từ TĐL1 đến máy tiện ren KW, Cos = 0,6 Icp Itt = 17,7 A I 1,25.I dm A 1,25.25 I cp kd dt = = = 20,83 (A) 1,5 1,5 1,5 Kết hợp hai điều kiện ta chọn cáp đồng lõi cách điện PVC hãng Lens chế tạo tiết diện 2,5 mm2 với Icp = 31 A Cáp đợc đặt ống thép có đờng kính 3/4 chôn dới phân xởng Các MCCB, MCB đờng cáp khác đợc chọn tơng tự, kết ghi bảng 4.4 Do công suất thiết bị phân xởng không lớn đợc bảo vệ áptômát nên không tính toán ngắn mạch phân xởng để kiểm tra thiết bị lựa chọn theo điều kiện ổn định động ổn định nhiệt tên máy số b.vẽ nhóm I Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren độ xác cao Máy doa toạ độ Máy tiện ren Nhóm II Máy bào ngang Cao Thanh Tùng phụ tải dây dẫn ptt i (a) tiết icp (kw) tt diện (a) mcb /1, dô.thép mã hiệu iđm (a) i5kddt (a) 10.00 10 1.7 17.7 4G2,5 25.3 4G4 4.3 4G1,5 41 53 31 3/4'' 3/4'' 3/4'' NC45a C60a NC45a 40 60 33.33 50.00 4.17 7 17.7 4G2,5 17,7 4G2,5 41 41 3/4'' 3/4'' NC45a NC45a 40 40 33.33 33.33 41 3/4'' NC45a 40 33.33 17.7 56 4G2,5 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng Máy màI tròn Máy xọc Máy phay vạn Máy phay ngang Máy phay đứng Máy mài Máy mài phẳng Máy khoan đứng 13 10 11 12 15 2,8 2.8 7.0 7.0 2.8 4.5 2.5 4.5 7.09 7.09 17.7 17.7 7.09 11.4 6.33 11.4 4G1,5 4G1,5 4G2,5 4G2,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 31 31 41 41 31 31 31 31 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a 20 20 40 40 20 32 15 32 16.67 16.67 33.33 33.33 16.67 26.67 12.50 26.67 Nhóm III Máy màI thô Máy khoan đứng Máy cắt mép Máy mài vạn Máy mài dao cắt gọt Máy mài mũi khoan Máy mài sắc mũi phay Máy mài dao chuốt Máy mài mũi khoét TB để hoá bền kim loại Máy giũa Máy khoan bàn Máy để mài tròn 28 14 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 2.8 2.80 4.50 1.75 0.65 1.50 1.00 0.65 2.90 0.80 2.20 0.65 1.20 7.09 7.09 11.40 4.43 1.65 3.80 2.53 1.65 7.34 2.03 5.57 1.65 3.04 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a 20 20 32 15 10 10 10 10 20 10 15 10 10 16.67 16.67 26.67 12.50 8.33 8.33 8.33 8.33 16.67 8.33 12.50 8.33 8.33 Nhóm IV Máy tiên ren Máy tiên ren Máy bào ngang 34 35 39 10 14 10 25.32 4G1,5 31 35.45 4G1,5 31 25.32 4G1,5 31 3/4'' 3/4'' 3/4'' NC45a NC45a NC45a 32 32 32 26.67 26.67 26.67 31 32 33 36 38 37 42 40 4,5 7.0 7.0 4.5 2.8 4,5 0.65 4.5 11,4 17.7 17.7 11.4 7.09 11,4 1.65 11.4 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' 3/4'' NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a NC45a 40 40 40 40 20 40 40 32 33.33 33.33 33.33 33.33 16.67 33.33 33.33 26.67 Nhóm V Máy tiện ren Máy tiên ren Máy tiên ren Máy khoan đứng Máy bào ngang Máy khoan hớng tâm Máy khoan bào Máy mài phá 4G2,5 4G2,5 4G2,5 4G2,5 4G1,5 4G2,5 4G2,5 4G2,5 41 41 41 41 31 41 41 41 Kết luận: Mạng điện hạ áp thiết kế thoả mãn yêu cầu cung cấp điện, thiết bị lựa chọn mạng đáp ứng đầy đủ yêu cầu mặt kỹ thuật có tính khả thi Cao Thanh Tùng 57 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng chơng V Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cho nhà máy 5.1 Đặt vần đề: Vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa lơn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện đợc sản xuất Hệ số công suất cos tiêu để dánh giá xí nghiệp có dùng điện hợp lý tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số cos chủ trơng lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sản xuất, phân phối sử dụng điện Phần lơn thiết bị tiêu dùng điẹn tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất đợc biến thành hoác nhiệt thiết bị dùng điện xoay chiều, không sinh coong Quá trình trao đổi công suất phản kháng máy phát hộ tiêu dùng điện trình dao động Mỗi chu kỳ dòng điện không Việc tạo công suất phản kháng không đòi hỏi tiêu tốn lợng động sơ cấp quay máy phát điện Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không thiết lấy tử nguồn Vì để tránh truyền tải lợng Q lớn đờng dây, ngời ta đặt gần hộ tiêu dùng điện máy sinh Q ( tụ điện, máy bù đồng ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm nh đợc 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 cos mạng đợc nâng cao, P, Q góc có quan hệ sau: Khi lợng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lợng Q truyền tải đờng dây giảm xuống, góc giảm, kết cos tăng lên Hệ số công suất cos đợc nâng cao lên đa đến hiệu sau: - Giảm đợc tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện - Giảm tổn thất điện áp mạng điện = arctg P Q - Tăng khả truyền tải đờng dây máy biến áp - Tăng khả phát máy phát điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos - Nâng cao hế số công suất cos tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt đợc lợng công suất phản kháng tiêu thụ nh: hợp lý hoá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thờng xuyện làm việc non tải động có công suất hợp lý hơn,Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên có lợi đa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù - Nâng cao hệ số công suất cos 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 đợc lợng CSPK phải truyền tải đờng dây theo Cao Thanh Tùng 58 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng yêu cầu 5.2 Chọn 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 ta lựa chọn tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện có u điểm tiêu hao công suất tác dụng, phần quay nh máy bù đồng nên lắp ráp, vận hành bảo quản dễ dàng Tụ điện đợc chế tạo thành đơn vị nhỏ, tuỳ theo phát triển phu tải trình sản xuất mà ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao bỏ vốn đầu t lúc Tuy nhiên, tụ điện có số nhợc điểm định Trong thực tế với nhà máy, xí nghiệp có công suất không thật lớn thờng dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích cao hệ số công suất Vị trí đặt thiết bị bù ảnh hởng nhiều đến hiệu bù Các tụ điện bù dặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPP, tủ phân phối, tủ động lực tải đầu cực phu tải lớn.Để xác định xác vị trí dung lợng đặt thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho phơng án đặt bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể Song theo kinh nghiệm thực tế, trờng hợp công suất dung lợng bù công suất phản kháng nhà máy, thiết bị không thật lớn phân bố dung lợng bù cần thiết đặt hạ áp TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu t thuận lợi cho công tác quản lý , vận hành 5.3 Xác định phân bố dung lợng bù: 5.3.1 Xác định dung lợng bù: Dung lợng bù cần thiết cho nhà máy đợc xác định theo công thức sau: Qbù = PTTNM (tg1- tg2). Trong đó: :Hệ số xét tới khả nâng cao cos biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù =0,9ữ1 PTTNM Công suất tính toán nhà máy Góc ứng với hệ số công suất trung bình trớc bù, cos1 =0,74 Góc ứng với hệ số công suất trung bình sau bù, cos2 =0,95 Với nhà máy thiết kế ta tìm đợc dung lợng bù cần thiết: Qbù = 1669,14.( 1,0202- 0,3287) = 1226,67 kVar 5.3.2 Phân bố dung lợng bù cho trạm biến áp phân xởng: Từ trạm PPTT máy biến áp phân xởng mạng hình tia gồm nhánh có sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay tính toán nh sau: TPPTT RC1 Hình 5-1: Sơ đồ thay mạng cao áp để phân bố dung lợng bù RB1 Cao Thanh Tùng 59 Lớp TĐH2 K45 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Qb1 Qb2 Qb3 Qb4 Qb5 Qb6 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng Công thức tính dung lợng bù tối u cho nhánh mạng hính tia: Qbi = Qi - Q Qbu Rtd Ri Trong đó: Qbi Công suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i [kVar] Qi Công suất tính toán phản kháng tổng nhà máy ứng với phụ tải thứ i [kVar] Q = Qi phụ tải tính toán phản kháng tổng nhà máy Q = 2055,53 kVar Ri - điện trở nhánh thứ i [] 1 Rtd = + + + Rn R1 R2 Thay số vào ta có: 1 1 Rtd = + + + Rn R1 R2 : điện trở tơng đơng mạng, [] 1 1 Rtd = + + = 0,015 , 015 053 044 044 ,9 (2055,53 1126) = 729,69kVAr Qb1 = 996 0,053 0,015 Qb = 611,0 ( 2055,53 1126) = 294,65kVAr 0,053 0,015 Qb = 447,24 ( 2055,53 1126) = 130,96kVAr 0,053 Bảng 5-4: kết phân bố dung lợng bù nhà máy TT Tuyến cáp PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 R 0,053 0,044 0,043 QTT kVar 996,9 611,02 447,24 Qbù kVar 729,69 294,65 130,709 Loại tụ KC2-0,38-50-3Y1 KC1-0,38-50-3Y3 KC1-0,38-28-3Y3 Qtụ kVar 50 50 28 Số lợng 16 6 Hình 5.2: Sơ đồ lắp ráp tụ bù cos cho trạm biến áp Cao Thanh Tùng 60 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng Tủ áptômát tổng Tủ phân phối cho px Tủ bù cos Tủ áptômát phân đoạn Tủ bù cos Tủ phân phối cho px Tủ aptômát tổng Hình 5.3:Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho nhà máy chơng VI thiết kế hệ thống chiếu sáng chung phân xởng khí 6.1 Đặt vấn đề: Trong phân xởng, xí nghiệp công nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng việc đảm bảo chất lợng sản phẩm, nâng cao suấ lao động, an toàn lao động sản xuất sức khoẻ ngời lao động Nếu ánh sáng không đủ, ngời lao động phải làm việc trạng thái căng thẳng, hai mắt ảnh hởng nhiều đến sức khoẻ, kết hàng loạt sản phẩm không đạt tiểu chuẩn kỹ thuật suất lao động thấp, chí gây tai nạn làm việc Cũng hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: - Không bị loá mắt - Không bị loá phản xạ - Không tạo khoảng tối vất bị che khuất - Phải có độ rọi đồng - Phải tạo đợc ánh sáng gần ánh sáng tự nhiên tốt 6.2 Lựa chọn số lợng công suất hệ thống đèn chiếu sáng chung: Hệ thống chiếu sáng chung phân xởng Sửa chữa khí dùng bóng đèn sợi đốt sản xuất Việt Nam Tổng diện tích xởng 25*75=1875m2 Nguồn điện sử dụng: U = 220V lấy từ tủ chiếu sáng TBA phân xởng B1 Độ rọi yêu cầu: E = 30 lx Hệ số dự trữ: k = 1,2 Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: H = h - hc hlv = 4,5 0,7 0,8 = 3m Trong đó: Cao Thanh Tùng 61 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng 4,5m h -chiều cao phân xởng(tính từ đến trần nhà phân xởng ), h = hc - Khoảng cách từ trần nhà đến đèn hc = 0,7m hlv -Chiều cao từ phân xởng đến mặt công tác, hlv = 0,8m Hệ số phản xạ tờng: tg = 30% Hệ số phản xạ trần: tr = 50% Hình 6-1 : Sơ đồ tính toán chiếu sáng hC H hlv Để tính toán chiếu sáng cho phân xởng SCCK áp dụng phơng pháp hệ số sử dụng Công thức tính toán: F= E.S Z k n.k sd Trong đó: F Quang thông đèn ( lumen ) E - Độ rọi yêu cầu ( lx ) S Diện tích cần chiếu sáng ( m2 ) k Hế số dự trữ n Số bóng đèn có hệ thống chiếu sáng chung ksd Hệ số sử dụng Z Hế số phụ thuộc vào loại đèn hệ thống tỉ số L/H, thờng lấy Z = 0,8 1,4 Chọn Z=1,2 Tra bảng 10-7 trang 191, TL1 tìm đợc L/H = 1,8 Cao Thanh Tùng 62 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng L = 1,8.H = 1,8.3 = 5,4m, chọn L = 5m Căn vào mặt phân xởng ta bố trí đèn nh sau: Dãy nhà bố trí 15 dãy đèn, dãy gồm bóng, khoảng cách bóng 5m, khoảng cách từ tờng phân xởng đến dãy đèn gần theo chiều dài phân xởng 2,5m, theo chiều rộng phân xởng 2,5m Tổng số bóng đèn cần dùng n= 75 bóng Chỉ số phòng: a.b H (aa+ bb) 75.25 = = = 6,25 H (a + b) 3(75 + 25) = ai, bi chiểu rộng dài nhà xởng Tra PL6.7(TL1) với đèn sợi đốt vạn tờng = 30%,trần = 50% ta có: ksd = 0,48 Quang thông đèn: F= ESZk 30.1875.1,2.1,2 = = 2250(lm) nksd 75.0,48 Chọn đèn sợi đốt công suất Pđ = 200W, có quang thông F = 2528 lm Tổng cộng công suất chiếu sáng toàn phân xởng: Pcs = n.Pđ = 75.200 = 15 kW 6.3 Thiết kế mạng điện hệ thống chiếu sáng chung: Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung phân xởng ta đặt tủ chiếu sáng đặt phân xởng , tủ cấp điện cho 15 nhánh đèn Một tủ chiếu sáng gồm áptômát tổng loại ba pha cực 10 áptômát nhánh pha cực Chọn MCCB tổng: Điện áp định mức: UđmAUdmm = 0,38kV P 15 CS Dòng điện định mức: Iđm.A ITT ITT = 3.U cos = 3.0,38.1 = 22,8( A) dmm D Chọn MCCB loại C60L hãng Merlin Gerin chế tạo có thông số sau: Iđm = 25 A; Icắt N = 10kA; Uđm = 440V; cực Chọn cáp từ tủ phân phối xởng đến tủ chiếu sáng: Chọn cáp theo điều kiện phát nóng: IcpItt=22,8 A(Hệ số hiệu chỉnh khc=1) Kiểm tra điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ: Icp - 1,25 I =20,83(A) 1,5 đmA Chọn cáp loại 4G1,5 cách điện PVC Lens có Icp = 23 A Chọn MCCB nhánh: Chọn MCCB cho dãy gồm bóng: Điện áp định mức: UđmAUđmm= 0,22kV Dòng điện định mức: I dmA I tt = n.Pd 5.0,2 = = 4,55( A) U dmm 0,22 Chọn MCCB loại NC45a hãng Merlin Gerin có thông số Iđm = 6A; Icắt = 4,5kA; Uđm = 400 V; loại cực Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến bóng đèn: Chọn theo điều kiện: IcpITT = 4,55(A) Cao Thanh Tùng 63 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phơng Kiểm tra : Icp 1,25.6/1,5 = A Chọn loại cáp đồng lõi tiết diện 2x1,5mm2 có Icp = 26A cách điện PVC hãng Lens chế tạo Cao Thanh Tùng 64 Lớp TĐH2 K45 [...]... K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phơng Trong đó: avh hệ số vận hành, avh = 0,1 atc hệ số tiêu chuẩn, atc = 0,2 K vốn đầu t cho trạm biến áp và đờng dây Imax dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị R - điện trở của thiết bị - thời gian tổn thất công suất lớn nhất c giá tiền tổn thất 1 KWh tổn thất điện năng, c = 1000đ/KWh 3.3.1 Phơng án 1: nguồn điện từ hệ thống. .. vào công thức ta có: n x0 = zo=0 Si xi 1 n S i =1 n 282122,3 = = 56,92 4956,14 y0 = S y i Cao Thanh Tùng i n S i =1 21 i 1 = 285134.9 = 57,53 5946.14 i Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phơng Chơng III Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy 3.1 Đặt vấn đề Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp điện ảnh hởng rất nhiều đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống. .. thất điện năng trong các TBA và đờng dây: AI = AB + AD = 537591.692 KWh Cao Thanh Tùng 34 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phơng Chi phí tính toán: ZI = (avh + atc).KI + c.AI = 869.822492*10 6 đ 3.3.2 Phơng án II nguồn điện từ hệ thống đến Phơng án II sử dụng trạm biến áp trung gian nhận điện từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 6 KV sau đó cung cấp cho các... Thanh Tùng 26 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phơng Phơng án II B6 B1 B2 B3 B4 48,5 17 113 51 104 20 95 125 49 71 3.2.3 Phơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng 1.Các phơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng a Phơng án sử dụng sơ đồ dẫn sâu : Phơng án này đa đờng dây trung áp 22 KV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp... toán cho nhóm III Số liệu phụ tải nhóm III cho trong bảng 2.4 bảng 2.4 danh sách các thiết bị thuộc nhóm III tt 1 2 Tên thiết bị Máy khoan đứng Máy cắt mép Cao Thanh Tùng hiệu trên Pđm(kw) số lợng ký Iđm(A) mặt bằng 1máy toàn bộ 1 1 12 14 16 2.80 4.50 2.80 4.50 7.09 11.40 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phơng 3 Máy mài vạn năng 4 Máy mài dao cắt gọt 5 Máy. . .Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phơng Tổng cộng nhóm V 11 48,95 124 2 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải a Tính toán cho nhóm thiết bị I : Số liệu phụ tải của nhóm thiết bị 1 đợc cho trong bảng 2.2 Bảng 2.2 Các thiết bị thuộc Nhóm I số l- ký hiệu trên Pđm(kw) Iđm(A) ợng mặt bằng 1máy toàn bộ Tt Tên thiết bị 1 2 3 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện... chọn cấp điện áp truyền tải: U = 4,34 l + 0,016.P [KV] Trong đó: P công suất tính toán của nhà máy [KW] l khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [Km] Nh vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là: U = 4,34 15 + 0,016.2006,73 = 29,79 [KV] Căn cứ vào kết quả tính toán ta chọn cấp điện áp để cung cấp cho nhà máy là 35 kV Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện. .. Trong đó: Ikđmax dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhất trong nhóm; kđt hệ số đồng thời, ở đây lấy hệ số đồng thời kđt = 0,8 b Tính toán cho nhóm II Số liệu phụ tải của nhóm II cho trong bảng 2.3 Bảng 2.3 Danh sách các thiết bị thuộc nhóm II Cao Thanh Tùng 11 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phơng tt Tên thiết bị hiệu trên số... cố Sttsc lúc này chính là Cao Thanh Tùng 23 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phơng công suất tính toán của cả hai phân xởng sau khi đã cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xởng, phân xởng sửa chữa cơ khí và văn phòng và phòng thiết kế là phụ tải loại 3 nên sự cố có thể ngừng cung cấp điện Do không biết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7... = 71,0 (A) i =1 d.Tính toán cho nhóm IV Số liệu phụ tải nhóm IV cho trong bảng 2.5 bảng 2.5 danh sách các thiết bị thuộc nhóm IV hiệu trên Pđm(kw) tt Tên thiết bị số lợng ký Iđm(A) mặt bằng 1máy toàn bộ 1 2 Máy tiên ren Máy bào ngang Cao Thanh Tùng 1 1 13 35 39 14 10 14 10 35,45 25,32 Lớp TĐH2 K45 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phơng 3 Máy tiên ren Cộng nhóm IV 3