thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

GVHD:PHẠM MẠNH HẢI ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta trình công nghiệp hóa,hiện đại hóa.Nhu cầu sử dụng điện để phục vụ cho lĩnh vực công nghiệp,nông nghiệp dịch vụ không ngừng tăng lên Điện động lực phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội v.v chi phối toàn kinh tế quốc dân.Do đòi hỏi ngày cao điện đất nước nên việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phù hợp với nhu cầu sử dụng quan trọng Ngành công nghiệp ngành kinh tế trọng điểm đất nước, Nhà nước Chính phủ ưu tiên phát triển có vai trò quan trọng kế hoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020.Do công nghiệp phần lớn phụ tải loại nên việc thiết kế cung cấp điện cho ngành phải tính toán kỹ lưỡng để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đạt hiệu kinh tế cao Một phương án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp hài hòa yêu cầu 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 hỏng hóc phải đảm bảo chất lượng điện nằm phạm vi cho phép.Hơn phải thuận lợi cho việc mở rộng phát triển tương lai Với đề tài:Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp,em cố gắng học hỏi, tìm hiểu để hoàn thành cách tốt nhất.Đây đồ án có tính thực tiễn cao, chắn giúp ích cho em nhiều công tác sau này.Song kiến thức hạn chế nên làm em tránh khỏi thiếu sót Do em kính mong nhận góp ý thầy cô với giúp đỡ bạn để em hoàn thiện đề tài mình.Trong trình thực đồ án, em nhận bảo GVHD:PHẠM MẠNH HẢI ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN tận tình thầycô khoa, đặc biệt thầy giáo PHẠM MẠNH HẢIngười trực tiếp giảng dạy môn “ Hệ thống cung cấp điện” hướng dẫn em thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội,ngày 19 tháng năm 2014 Sinh viên: TRẦN VĂN DƯỢC MỤC LỤC GVHD:PHẠM MẠNH HẢI ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài:13B “ Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp” Dữ kiện:Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp gồm phân xưởng với kiện cho bảng.Công suất ngắn mạch thời điểm đấu điện Sk MVA,khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy L,m.Cấp điện áp truyền tải 110kV.Thời gian sử dụng công suất cực đại TM,h.Phụ tải loại I loại II chiếm k I&II,%.Giá thành tổn thất điện cΔ=1500đ/kWh;suất thiệt hại điện gth=10000đ/kWh;hao tổn điện áp cho phép mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện) ΔU cp=5%.Các số liệu khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế điện Số liệu thiết kế cung cấp điện cho nghiệp(nhà máy) Sk MVA 310 kI&II,% 78 TM,h 4480 N0 theo L,m 350 Hướng tới nguồn Đông Số Tên phân xưởng phụ tải Công suất Hệ số lượng đặt,kW sơ đồ Bộ phận nghiền sơ cấp Bô phận nghiền thứ cấp Bộ phận xay nguyên liệu thô Bộ phận sây xỉ 1600 690 1250 1150 nhu Diện cầu,knc thiết bị điện 35 29 30 20 Cosφ tích 0,78 0,8 0,67 0,72 0,53 0,62 0,68 0,56 F,m2 3650 2800 4800 4500 GVHD:PHẠM MẠNH HẢI ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 10 11 12 13 14 15 Đầu lạnh phận lò Đầu nóng phận lò Kho liên hợp Bộ phận xay xi măng Máy nén cao áp Bộ phận ủ đóng bao Bộ phận ủ bọt nguyên liệu thô Phân xưởng Lò Kho vật liệu Bộ phận lựa chọn cất giữ vật 15 20 20 15 20 29 45 14 570 1150 920 1250 1600 690 1250 1150 570 126 0,65 0,55 0,44 0,47 0,66 0,5 0,47 0,45 0,42 0,5 0,76 0,78 0,8 0,67 0,72 0,65 0,55 0,78 0,64 0,53 7650 19800 59800 7500 2450 10150 6550 3150 4000 3150 16 17 18 liêu bột Nhà ăn Nhà điều hành Garage oto 10 35 35 23 80 80 60 25 0,54 0,43 0,43 0,46 0,62 0,68 0,55 0,76 4400 4400 11700 4500 Nhiệm vụ thiết kế: I,Tính toán phụ tải 1.1.Xác định phụ tải tính toán phân xưởng * Xác định phụ tải động lực phân xưởng * Xác định phụ tải chiếu sáng thông thoáng * Tổng hợp phụ tải phân xưởng 1.2.Xác định phụ tải phân xưởng khác 1.3.Tính toán bù hệ số công suất Tính toán bù hệ số công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên giá trị Cosϕ = 0, 1.4.Tổng hợp phụ tải toàn xí nghiệp xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải mặt xí nghiệp dạng hình tròn bán kính r II,Xác định sơ đồ nối dây mạng điện nhà máy GVHD:PHẠM MẠNH HẢI ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 2.1.Chọn cấp điện áp phân phối 2.2.Xác định vị trí đặt trạm biến áp(hoặc trạm phân phối trung tâm-TPPTT) 2.3.Chọn công suất số lượng máy biến áp trạm biến áp nhà máy trạm biến áp phân xưởng 2.4.Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp nhà máy(hoặc TPPTT) 2.5.Lựa chọn sơ đồ nối đất từ trạm biến áp nhà máy /TPPTT đến phân xưởng(so sánh phương án) 2.6.Đánh giá hiệu bù III,Tính toán điện 3.1.Xác định hao tổn điện áp đường dây máy biến áp 3.2.Xác định hao tổn công suất 3.3.Xác định tổn thất điện IV,Chọn kiểm tra thiết bị điện 4.1 Tính toán ngắn mạch điểm đặc trưng (chọn điểm ngắn mạnh phù hợp) - Chọn kiểm tra thiết bị,cáp điện lực,thanh sứ đỡ,máy cắt, dao cách ly, cầu dao, cầu chảy, aptoma,máy biến dòng thiết bị đo lường v.v Bản vẽ: 1.Sơ đồ mặt xí nghiệp với bố trí thiết bị biểu đồ phụ tải; 2.Sơ đồ mạng điện mặt xí nghệp gồm sơ đồ phương án so sánh 3.Sơ đồ nguyên lý mạng điện vớ đầy đủ mã hiệu thiết bị lựa lựa chọn 4.Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến áp, sơ đồ nối đất GVHD:PHẠM MẠNH HẢI ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Sơ đồ mặt nhà máy xi măng Tỉ lệ 1:1000 GVHD:PHẠM MẠNH HẢI ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Chương I:TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP Phụ tải điện số liệu quan trọng để tính toán ,thiết kế hệ thống cung cấp điện.Căn vào số liệu người ta tiến hành lựa chọn thiết bị điện,tính toán lượng tổn thất,lựa chọn phương án cung cấp điện tối ưu,thiết lập chế độ vận hành Xác định xác giá trị phụ tải cho phép lựa chọn thiết bị sơ đồ cung cấp điện, đảm bảo tính kinh tế - kỹ thuật hệ thống cung cấp điện Việc lựa chọn thiết bị, phần tử hệ thống cung cấp điện thực dựa kết tính toán phụ tải Sai số toán xác định phụ tải dẫn đến việc lựa chọn sơ đồ thiếu xác, dẫn đến giảm sút tiêu kinh tế-kỹ thuật hệ thống cung cấp điện Nếu kết tính toán lớn so với giá trị thực dẫn đến lãng phí vốn đầu tư, thiết bị lựa chọn không làm việc hết công suất, dẫn đến hiệu thấp; Nếu kết tính toán nhỏ giá trị thực, dẫn đến làm việc tải thiết bị, không sử dụng hết khả thiết bị công nghệ, làm giảm suất, làm tăng tổn thất điện giảm tuổi thọ thiết bị điện Như toán xác định phụ tải giai đoạn tối quan trọng trình thiết kế cung cấp điện Tuy nhiên, việc xác định xác giá trị phụ tải không thể, có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến chệ độ tiêu thụ điện, có nhân tố tác động ngẫu nhiên Một số phương pháp tính phụ tải thường dùng thiết kế hệ thống cungcấp điện: - 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 GVHD:PHẠM MẠNH HẢI ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN - Phương pháp tính theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Trên thực tế, tùy theo quy mô đặc điểm công trình, tùy theo giai đoạn thiết kế sơ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp 1.1 Phân xưởng máy nén cao áp 1.1.1 Xác định phụ tải động lực Phụ tải động lực phân xưởng xác định theo hệ số nhu cầu k nc công suất đặt Pđ(kW) P đl=knc.Pđ Qđl=Pđl.tgφ Phân xưởng máy nén cao áp có diện tích F=2450m Có công suất đặt: Pđ=1600 (kW) Theo kiện có phân xưởng máy nén cao áp:k nc=0,66 cosφ=0,72 suy tgφ=0,96 Công suất tính toán động lực:Pđl=Pđ.knc=1600*0,66=1056 (kW) Q đl=Pđl.tgφ=1056*0,96=1013,76 (kVAr) 1.1.2 Xác định phụ tải chiếu sáng Các phân xưởng máy chiếu sáng đèn sợi đốt,nếu chiếu sáng đèn tuýp gây cho công nhân tượng mỏi mệt,chóng mặt,hoa mắt,dẫn tới tai nạn lao động,gây thứ phẩm phế phẩm Còn với phân xưởng thiết kế, phòng thí nghiệm, kho nhiên liệu ,phòng hành ta dùng bóng tuýp Phụ tải chiếu sáng phân xưởng xác định theo suất chiếu sáng đơn vị diện tích P0 (W/m2) GVHD:PHẠM MẠNH HẢI ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Pcs=P0.F Qcs=Pcs.tgφ Bóng đèn sợi đốt có : Cosφ=1 ; tgφ=0→ Q cs=0 Bóng tuýp có : Cosφ=0,8 ; tgφ=0,75→Q cs≠0 Như ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1 Q cs=0 Chọn công suất chiếu sáng cho phân xưởng làP0=15 W/m2 Pcs=P0.F=15.2450=36,75 (kW) 1.1.3Tổng hơp phụ tải phân xưởng Phụ tải tính toán phân xưởng bao gồm phụ tải động lực chiếu sáng Ptt=Pđl+Pcs (kW) Qtt=Qđl+Qcs (kVAr) S= (kVA) Công suất tính toán tác dụng là: Ptt=Pđl+Pcs=1056+36,75= 1092,75 (kW) Công suất phản kháng tính toán là: Qtt=Qđl+Qcs=1013,76 (kVAr) Công suất toàn phần phân xưởng là: S = =1490,57 (kVA) 1.2Xác định phụ tải phân xưởng khác Tính toán tương tự cho phân xưởng lại phân xưởng 16,17 ta thay bóng đèn sợi đốt bóng đèn tuýp tính tương tự ta có bảng sau: n Tên phân the xưởng o Pđ(kW) knc Pdl,kW Qtt,kVAr Ptt,kW S,kVA GVHD:PHẠM MẠNH HẢI ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN sơ đồ Bộ phận nghiền sơ 1600 0,78 2084,39 1302,75 2458,019 690 0,8 552,00 751,70 594 958,0645 1250 0,67 837,50 980,67 909,5 1337,5 1150 0,72 828,00 1324,85 895,5 1599,107 570 0,65 370,50 414,97 485,25 638,4868 1150 0,55 632,50 745,72 929,5 1191,667 920 0,44 404,80 976,35 1301,8 1627,25 1250 0,47 587,50 775,60 700 1044,776 1600 0,66 1053,25 1092,75 1517,708 cấp Bô phận nghiền thứ 1248,0 cấp Bộ phận xay nguyên liệu thô Bộ phận sây xỉ Đầu lạnh phận lò Đầu nóng phận lò Kho liên hợp Bộ phận xay xi măng Máy nén cao áp Bộ phận ủ 1056,0 10 đóng 690 0,5 345,00 581,35 497,25 765 11 bao Bộ phận ủ 1250 0,47 587,50 1041,30 685,75 1246,818 bọt GVHD:PHẠM MẠNH HẢI 16 17 PX16 PX17 18 PX18 88,17 176,76 69,51 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 66,982 134,28 52,806 NS250N NS250N 3 690 690 250 250 8 NS250N 690 250 4.2 Kiểm tra chế độ mở máy động Ta kiểm tra chế độ khởi động động lớn phân xưởng lớn PX1 Độ lệch điện áp khởi động động xác định theo biểu thức ΔU kt = 100 Tổng trở động lúc mở máy Zđc = Xđc = = = 72,19 Ω ZBA + Zdd = = 12,39 Ω ZBA + Zdd + Zđc = = 84,37 Ω ΔUkt = 100 = = 14,68%