đồ án cung cấp điện trong hệ thống điện

Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với xu hội nhập, trình công nghiệp hóa đại hóa đất nước diễn cách mạnh mẽ Trong trình phát triển đó, điện đóng vai trò quan trọng Do ngày điện sử dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực đời sống Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ kinh tế, đời sống xã hội ngày nâng cao, nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ tăng lên không ngừng Để đảm bảo nhu cầu to lớn đó, phải có hệ thống cung cấp điện an toàn tin cậy Với đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp”, sau thời gian làm đồ án, hướng dẫn thầy Huy, đến nay, em hoàn thành nội dung đồ án môn học Do thời gian có hạn nên tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo, giúp đỡ thầy cô để đồ án hoàn thiện Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau Em xin chân thành cảm ơn thầy Huy giúp em hoàn thành đồ án Hà Nội, tháng năm 2011 Sinh viên thực Đinh Thị Kiều Oanh SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp gồm phân xưởng với kiện cho bảng 2.1, lấy theo vần alphabê họ tên người thiết Sk kế.Công suất ngắn mạch điểm đấu điện ,MVA.Khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy L, m.Cấp điện áp truyền tải 110 kV.Thời gian sử dụng công k TM I & II ,% suất cực đại ,h.Phụ tải loại I II chiếm Giá thành tổn thất điện C∆ =1000đ/KMh;suất thiệt hại điện gth=7500đ/kWh;hao tổn điện áp cho phép mạng điện tính từ nguồn(điểm đấu điện) ∆Ucp = 5% Các tham số khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện Số liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp(nhà máy) Nhà alphabê máy số hiệu phương án Đ b K Sk MVA k 580 82 O SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page I & II ,% TM,h L,m Hướng tới nguồn 250,82 Tây nam 4180 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ******** Mục đích việc xác định phụ tải tính toán Phụ tải tính toán phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu phát nhiệt mức độ hủy hoại cách điện.Nói cách khác, phụ tải tính toán đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự 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 sử dụng để chọn lựa kiểm tra thiết bị HTĐ như: 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 lượng bù công suất phản kháng… Phụ tải tính toán phụ thuộc vào yếu tố như: công suất,số lượng máy,chế độ vận hành chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành công nhân Vì xác định phụ tải tính toán nhiệm vụ khó khăn quan trọng.Bởi phụ tải tính toán xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có dẫn đến cháy nổ nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị điện(đóng ngắt,máy biến áp…), tiết diện dây dẫn phải làm lớn so với yêu cầu làm gia tăng vốn đầu tư, gây lãng phí Các phương pháp xác định phụ tải tính toán Do tính chất quan trọng phụ tải tính toán nên có nhiều công trình nghiên cứu có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Song phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nên chưa thể có phương pháp tính toán cách toàn diện xác Những phương pháp đơn giản thuận tiên chó tính toán lại thiếu độ SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy xác,còn nâng cao độ xác,xét đến ảnh hưởng nhiều yếu tố khối lượng tính toán lại lớn,phức tạp,thậm chí không thực thực tế Tùy thuộc đặc điểm loại phụ tải áp dụng phương pháp sau: − − − − Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu Phương pháp tính theo công suất trung bình Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm Phương pháp tính theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Xác đinh phụ tải tính toán phân xưởng Trong phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán xác cần phải phân nhóm thiết bị.Việc phân nhóm thiết bị tuân theo nguyên tắc sau: − − − − Mỗi nhóm có n thiết bị (n kb , lấy nhd = n , với n số lượng Xác định hệ số nhu cầu nhóm theo biểu thức sau : SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 P k = max P Page Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy k = kΣ + nc sd − 1− kΣ sd n hd Cuối phụ tải tính toán nhóm : P = k ∑ P n hom nc ni − Hệ số công suất phụ tải nhóm là: cosϕ − ∑ P cosϕ ni i ∑P ni Công suất biểu kiến nhóm là: S − n hom = n hom = P n hom cosϕ n hom Công suất phản kháng : ( Q =S − cosϕ n hom n hom n hom ) Sau đó, tổng hợp phụ tải động lực toàn phân xưởng N P =k ∑ P dl nc n hom i i =1 SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 N cosϕ ∑ P n hom i n hom i i = cosϕ = dl N ∑ P n hom i i =1 Page Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy S dl = P dl cosϕ dl ( Q = S − cosϕ dl dl dl ) Trong đó: N số nhóm thiết bị toàn phân xưởng k = kΣ + nc sd 1− kΣ sd N N k Σ ∑ P n hom i sdi kΣ = i = sd N ∑ P n hom i i =1 Áp dụng tính cụ thể cho nhóm thiết bị  Nhóm STT Tên thiết bị Quạt gió số hiệu Máy biến áp hàn Máy biến áp hàn Cần cẩu 10T Máy khoan đứng Máy mài Quạt gió Máy khoan đứng Máy tiện ren 12 10 Máy tiện ren 13 11 Máy tiện ren 14 SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Ksdi 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 0,4 0,3 0,2 0,4 0,4 0,4 Page 10 cos Ф 0,67 Pni ,kW Pni.cosφ Pni Pni Pni.Ksdi 2,01 1,05 0,58 3,48 36 1,92 0,58 12 6,96 144 3,84 0,65 18 11,7 324 4,14 0,66 2,8 1,85 7,84 0,73 0,62 1,5 0,93 2,25 0,63 0,67 2,68 16 1,4 0,66 7,5 4,95 56,25 1,95 0,67 5,5 3,69 30,25 2,48 0,67 8,5 5,7 72,25 3,83 0,67 10 6,7 100 4,5 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy Ta có bảng tổng kết tính toán sau: TBA B1 B2 B3 B4 B5 B6 Qi, kVAr Qbi, kVAr 1344,20 712,45 861,84 58,18 1798,87 351,82 337,91 167,16 1428,73 247,02 390,72 166,39 Loại tụ DLED125K5T DLED125K5T DLED125K5T DLED125K5T DLED125K5T DLED125K5T Công suất 125 125 125 125 125 125 Sơ đồ lắp đặt tụ bù cosφ cho trạm B1 (các trạm lại lắp đặt tương tự) 5.4.3.Đánh giá hiệu bù SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page 62 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy Hiệu bù công suất phản kháng đánh giá sở so sánh lượng điện tiết kiệm việc lắp đặt thiết bị bù Thành phần tổn thất công suất tác dụng dòng điện phản kháng gây ra: - - Q ∆P =  ÷ R.10−3 , kW U  Trước bù: Sau bù:  Q −Q  ' b ∆P =  ÷ R.10−3 , kW  U ÷   δ P = ∆P − ∆P' Lượng công suất tiết kiệm bù là: Giá trị công suất tiết kiệm đơn vị công suất bù là: k dl = δP ( kW / kVAr ) Q b Áp dụng công thức ta có bảng tổng kết sau: TBA Qi Qbi ΔP ΔP’ δP kdl B1 1344,20 712,45 8,53 1,88 6,65 0,004945 B2 861,84 58,18 3,54 3,08 0,46 0,000536 B3 1798,87 351,82 6,99 4,52 2,47 0,001371 B4 337,91 167,16 2,60 0,66 1,94 0,005735 B5 1428,73 247,02 6,32 4,32 2.,00 0,001397 B6 390,72 166,39 2,65 0,87 1,78 0,004544 Như vậy, việc đặt bù ngang lại mang hiệu kinh tế cao, giúp giảm tổn thất mà góp phần tiết kiệm chi phí cho xí nghiệp CHƯƠNG VI SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page 63 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT ************ 6.1 Tính toán nối đất Như ta biết điện trở nối đất cho phép trạm biến áp có công suất lớn 100 (kVA) Rd = (Ω) Để tiết kiệm ta sử dụng hệ thống móng nhà xưởng hệ thống ống nước làm tiếp địa tự nhiên, với điện trở nối đất đo 27,6 (Ω) ; điện δ trở suất đất = 1,24.104 (Ωcm) đo điều kiện độ ẩm trung bình, hệ số hiệu chỉnh cọc tiếp địa với cọc đóng sâu cách mặt đất 0,5-0,8(m) k dc = 1,5 với nối cọc tiếp địa-thanh ngang dẹt chôn sâu 0,8 m knga = Đầu tiên ta xác định điện trở tiếp địa nhân tạo: R R 27, 6.4 R = tn d = = 4, 68(Ω) nt R − R 27, − tn d Với Rtn điện trở hệ thống nối đất tự nhiên Rnt điện trở hệ thống nối đất nhân tạo Ta chọn cọc tiếp địa thép tròn dài l = 2,5 (m), đường kính d = 5,6 (cm); đóng sâu cách mặt đất h=0,5 (m); điện trở tiếp xúc cọc có giá trị: k ρ  2.l 4.h + l  R = coc  ln + ln tb ÷ coc 2.π l  d 4.h − l ÷ tb   R = coc 1,5.1, 24.104 2.250 4.175 + 250 (ln + ln ) = 57, 612(Ω) 2.π 250 5, 4.175 − 250 * Chiều sâu trung bình cọc là: * Chọn số lượng cọc sơ bộ: SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 l 250 h = h + = 50 + = 175(cm) tb 2 n=R / R = 58, 019 / 4, 68 = 12,397 coc nt Page 64 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy Vậy ta chọn 13 cọc, số cọc đóng xung quanh trạm biến áp theo chu vi(giả sử trạm biến áp đặt hình chữ nhật 3*8(m): L=2.(3+8) = 22 (m) * Khoảng cách trung bình cọc tiếp địa là: La = l/n= 22/13 = 1,774 (m) Tra bảng 49pl[1] ứng với tỷ lệ l a/l = 1,774/2,5 = 0,71 số lượng cọc tiếp địa n=13 cọc ta có hệ số lợi dụng cọc tiếp địa η coc = 0,52;hệ số lợi dụng nối ngang ηnga = 0,32.Chọn ngang thép dẹt có kích thước b.c=50.6 (cm) nối cọc tiếp địa với nhau.Điện trở tiếp xúc nối ngang là: k nga R = nga π l ρ ln 1,5l 2.124 1,5.22 = ln = 15, 04(Ω) b.h 3,14.22 0,5.0,5 *Điện trở thực tế nối ngang có xét đến hệ số lợi dụng ηnga là: R’nga = Rnga/ ηnga = 15,04/0,32 = 47,003(Ω) * Điện trở cần thiết hệ thống tiếp địa nhân tạo có tính đến điện trở nối: R ' R 47, 003.4, 68 nga nt ' R = = = 5,195(Ω) nt ' 47, 003 − 4, 68 R −R nga nt * Số lượng cọc tiếp địa thức là: n = ct R coc = 58, 019 = 21, 477 0,52.5,195 η R ' dc nt Vậy ta chọn 22 cọc tiếp địa SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page 65 cọc Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy CHƯƠNG VII HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH *********** 7.1 Liệt kê thiết bị Trong phần hạch toán công trình ta xét đến thiết bụ mà liệt kê bảng sau: T T Thiết bị Quy cách Đơn vị Số lượng 5600 kVA Chiếc 2 TBA trung gian TBA B1 Đơn giá 106 đ 506,4 1250 Chiếc 178,6 TBA B2 1000 Chiếc TBA B3 1600 Chiếc 217,3 434,6 TBA B4 315 Chiếc 57,5 115 TBA B5 1250 Chiếc 178,6 357,2 TBA B6 400 Chiếc 66,2 132,4 Dây dẫn AC 35 mm2 m 250,82 85,45 21,43 Cáp cao áp XPLE-25 m 8190 153,2 1254,7 Cáp hạ áp 35 mm2 m 2890 725 2095,25 70 mm2 m 695 1096 761,72 95 mm2 m 330 1319 435,27 150 mm2 m 370 2007 742,59 185mm2 m 1045 2171 2268,7 ΠK Bộ 1,2 10,8 ABM25C A3144 8900 8,9 3500 14 10 11 12 Cầu chảy cao áp aptomat SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page 66 146,4 V 106 đ 1012,8 357,2 292,8 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy A3134 3200 6,4 13 Máy cắt 8DC11 Bộ 160 1440 14 Chống sét PBC-35T1 Bộ 2,5 2,5 15 Dao cách ly PBP(3) Bộ 2,6 2,6 0,9 7,2 4ME12 4MS32 0,7 6,3 OФ-10-750 0,05 0,45 PHI5,6 225x105x12,5x1 Cọc 22 100 2,2 kg 25 70 1,75 50.6 m 25 15 0,375 16 Máy biến dòng 17 Máy biến điện áp 18 Sứ cách diện 19 Cọc tiếp địa 20 Thanh góp hạ áp Thanh nối tiếp địa Tổng ΣV=11785,135.106 đ 7.2.Xác định tiêu kinh tế - Tổng giá thành công trình ΣV = 11785,135.106 (đ) - Tổng giá thành có tính đến chi phí lắp đặt: VΣ = klđ ΣV = 11785,135.106.1,1 =12963,649.106 (đ) - Giá thành đơn vị công suất đặt: gđ = V ∑ = 12963, 649 106 = 1,5.106 S 8701,39 d (đ/kVA) - Tổng chi phí quy đổi: ZΣ = p VΣ + ChtΣ =0,19 12963,649.106 + 1135,354.106 = 3598,44.106 (đ) - Tổng điện tiêu thụ là: ΣA= PM.TMAX =6230,93.4180 = 26045287,4 ( kWh) SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page 67 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy - Tổng chi phí đơn vị điện là: ∑ = 3598, 44.10 = 138,16 ∑ A 26045287, Z g= SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 (đ/kWh) Page 68 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy CÁC BẢN VẼ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG XÍ NGHIỆP VỚI SỰ BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ VÀ BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI Sơ đồ mặt xí nghiệp SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page 69 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy Sơ đồ mặt phân xưởng khí - sửa chữa N0-3 SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page 70 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy Sơ đồ mạng điện mặt nhà máy Phương án SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page 71 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy Phương án SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page 72 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy 3.Sơ đồ trạm biến áp SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page 73 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy Sơ đồ nguyên lý SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page 74 Đồ án cung cấp điện SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 GVHD:Nguyễn Phúc Huy Page 75 Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1 Page 76