Thiết kế đồ án cung cấp điện

Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Nước ta giai đoạn phát triển nhanh chóng Do yêu cầu phát triển đất nước điện phát triển để theo kịp nhu cầu điện Để đưa điện tới phụ tải cần xây dựng hệ thống cung cấp điện cho phụ tải Lĩnh vực cung cấp điện lĩnh vực có nhiều việc phải làm Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng sản xuất, truyền tải điện nói chung thiết kế cung cấp điện nói riêng, trường ĐH SPKT Vinh đào tạo đội ngũ đông đảo kỹ sư kỹ thuật điện Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp, em phân công phần thiết kế cung cấp điện Được hướng dẫn, giảng dạy nhiệt tình thầy, cô giáo môn đặc biệt thầy Lương Thanh Bình cô giáo Nguyễn Minh Thư, em hoàn thành nhiệm vụ giao Mặc dù cố gắng kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên đồ án em nhiều sai sót, em mong bảo thầy, cô Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lương Thanh Bình, cô giáo Nguyễn Minh Thư thầy cô giáo khác khoa Điện Sinh viên Lê Quốc Hưng -1- Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC trang Lời nói đầu Mục lục Danh mục các từ viết tắt Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Phần 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 9 1.1.1 Phân xưởng điện 10 1.1.2 Phân xưởng khí 1,2 10 1.1.3 Phân xưởng đúc thép, đúc gang 10 1.1.4 Phân xưởng kiểm nghiệm 10 1.1.5 Phân xưởng lắp ráp 10 1.1.6 Phân xưởng rèn đập 11 1.1.7 Phân xưởng mộc mẫu 11 1.2 Một số yêu cầu thiết kế cung cấp điện 11 1.2.1 Độ tin cậy cung cấp điện 11 1.2.2 Chất lượng điện 11 1.2.3 An toàn điện 12 1.2.4 Kinh tế 12 Phần II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ2 2.1 Xác định phụ tải cho phân xưởng khí só 14 14 2.1.1 Phân nhóm phụ tải 14 2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 16 2.1.3 Tính toán phụ tải từng nhóm 20 2.1.4 Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng khí số2 22 2.1.5 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng khí 22 2.2 Tính toán phụ tải của toàn nhà máy Phần III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN -2- 23 25 Đồ án tốt nghiệp XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY A Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng khí 25 3.1 Đặt vấn đề 25 3.2 Chọn sơ đồ cấp điện cho phân xưởng khí 26 3.3 Chọn thiết bị bảo vệ cho từng máy 27 3.3.1 Chọn dây chảy bảo vệ cho từng nhóm máy 27 3.3.2 Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị 30 3.3.3 Chọn dây chảy bảo vệ cho từng nhóm máy 33 3.3.4 Chọn cáp dẫn cung cấp cho từng 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 bảo vệ cho các phân xưởng 35 B Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí 36 3.1 Đặt vấn đề 36 3.1.1 Về mặt kinh tế 37 3.1.2 Về kĩ thuật 37 3.2 Chọn phương án cấp điện cho nhà máy 37 3.2.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện 37 3.2.2 Chọn dung lượng và số lượng máy biến áp phân xưởng 38 3.2.3 So sánh cá phương án 40 3.3 Phụ tải của nhà máy kể cả tổn thất công suất 45 3.3.1 Xác định tổn thát các MBA 45 3.3.2 Vị trí đặt các tram biến áp phân xưởng 46 3.3.3 Chọn các Thiết bị mạng điện nhà máy 47 A Chon thiệt bị hạ áp 47 B Chon thiết bị cao áp 51 Phần IV: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN 4.1 Tính toán ngắn mạch 57 57 4.1.1 Đặt vấn đề 57 4.1.2 Mục đích của việc tính toán ngắn mạch 57 4.1.3 Chọn điểm tính ngắn mạch 57 -3- Đồ án tốt nghiệp A Tính ngắn mạch pha ở mạng điện cao áp 22(kV) 59 B Tính ngắn mạch pha ở mạng điện áp thấp 0,4(kV) 59 C Tính ngắn mạch pha 63 D Tính ngắn mạch 1pha 64 4.2 Kiểm tra thiết bị 66 4.2.1 Kiểm tra thiết bị điện cao áp 66 4.2.2 Kiểm tra thiết bị điện hạ áp 71 Phần V: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 77 5.1 Đặt vấn đề 77 5.2 Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung 77 5.2.1 Các hình thức chiếu sáng 77 5.2.2 Chọn hệ thống chiếu sáng 78 5.2.3 Chọn loại đèn chiếu sáng 78 5.2.4 Chọn độ rọi cho các bộ phận 79 5.3 Tính toán chiếu sáng 79 5.4 Thiết kế chiếu sáng 81 Phần VI: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY 84 6.1 Đặt vấn đề 84 6.2 Chọn vị trí đặt và thiết bị bù 85 6.3 Xác định và phân bố dung lượng bù 85 6.3.1 Xác định dung lượng bù 85 6.3.2 Phân bố dung lượng bù cho các tram biến áp phân xưởng 86 Phần VII: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP 89 7.1 Chọn các thiết bị sơ đồ 89 7.1.1 Chọn máy biến dòng cho các đồng hồ đo lường 89 7.1.2 Chọn các ampemét 90 7.1.3 Chọn Vônmét 90 7.1.4 Chọn oátmét và VARmét 90 -4- Đồ án tốt nghiệp 7.1.5 Chọn công tơ tác dụng và công tơ phản kháng 7.2 Kiểm tra máy biến dòng đo lường 90 91 7.2.1 Kểm tra phụ tải thứ cấp của máy biến dòng với cấp chính xác 91 7.2.2 Kiểm tra ổn đình động 92 Kết luận 93 Danh muc các từ viết tắt: MBA: Máy Biến áp BA: Biến áp TBA: Trạm biến áp HTCCĐ: Hệ thống cung cấp điện CCĐ: Cung cấp điện ST LCVTCTB 0,4-500kV: Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4- 500kV ATM: Aptomat NM: Nhà máy PX: Phân xưởng MCLL: Máy cắt liên lạc CC: Cầu chì CD: Cầu dao TPP: Tủ phân phối TĐL: Tủ động lực Danh mục các hình vẽ trang - Sơ đồ nối dây hình tia và sơ đồ nối dây phân nhánh 25 - Sơ đồ nguyên lý cho phân xưởng khí số 26 - Sơ đồ nguyên lý cho nhà máy khí 38 - Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch 58 - Sơ đồ tính tổn thất 75 - Sơ đồ tính toán chiếu sáng 80 -5- Đồ án tốt nghiệp BỘ LAO ĐỘNG.TB&XH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM - Sơ đồ nguyên lý chiếu sáng phân xưởng khí số 83 - Sơ đồ thay thế mạng cao áp để phân bố dung lượng bù 86 - Sơ đồ dây cung cấp điện cho phân xưởng khí số và nhà máy 94-96 Độc lập - Tự - Hạnh phúc TRƯỜNG ĐHSPKT VINH   NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Quốc Hưng Hệ đào tạo: ĐH liên thông quy Lớp : ĐH LT Điện K2B Ngành Khoa : Điện : Công nghệ kỹ thuật Điện I Tên đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng Cơ khí số nhà máy Cơ khí Bộ Quốc Phòng II.Các số liệu bản: -6- Đồ án tốt nghiệp - Mặt bố trí thiết bị phân xưởng nhà máy - Số liệu phụ tải phân xưởng nhà máy - Số liệu nguồn Uđm = 22(kV); SNM = 300(MVA) III Nội dung thuyết minh tính toán : Phân tích yêu cầu CCĐ cho hộ phụ tải Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng khí Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng toàn nhà máy Chọn kiểm tra thiết bị mạng điện Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng khí Tính toán tụ bù nâng cao hệ số công suất cosϕ toàn nhà máy lên 0,95 Thiết kế hệ thống đo lường cho Trạm biến áp IV Các vẽ thiết kế (Giấy A0) Sơ đồ mặt dây phân xưởng Sơ đồ mặt dây nhà máy Sơ đồ nguyên lý CCĐ nhà máy Sơ đồ mặt chiếu sáng phân xưởng Sơ đồ đo lường Trạm biến áp V Thời gian thực Ngày giao: Ngày tháng năm 2011 Ngày nộp: Ngày tháng năm 2011 Trưởng môn Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Minh Thư -7- Đồ án tốt nghiệp Nội dung Đồ án tốt nghiệp Hội đồng thi tốt nghiệp khoa thông qua Ngày tháng năm 2011 Chủ tịch Hội đồng (Ký ghi rõ họ tên) Sinh viên hoàn thành nộp Đồ án tốt nghiệp cho Hội đồng thi Ngày … tháng … năm 2011 Sinh viên Lê Quốc Hưng PHẦN 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 ngành khí ngành công nghiệp then chốt kinh tế quốc dân tạo sản phẩm cung cấp cho nhành công nghiệp khác nhiều lĩnh vực kinh tế sinh hoạt Đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, nhà máy khí chiếm số lượng lớn phân bố rộng khắp nước Nhà máy xem xét đến nhà máy khí Bộ quốc phòng sản xuất thiết bị cung cấp cho nhà máy công nghiệp Nhà máy có 15 hộ phụ tải, quy mô với 10 phân xưởng sản xuất nhà điều hành Bảng 1-1: Bảng phân bố công suất nhà máy khí -8- Đồ án tốt nghiệp Stt Tên phân xưởng 10 11 12 13 14 15 Cơ điện Cơ khí số Cơ khí số Rèn, dập Đúc thép Đúc gang Dụng cụ Mộc mẫu Lắp ráp Nhiệt luyện Kiểm nghiệm Trạm bơm Kho (Sản phẩm) Kho 2( Vật tư) Nhà hành Ptt (kW) 180 Ptt 150 160 190 250 175 80 90 185 85 25 70 50 80 Qtt (kWAr) 140 Qtt 120 130 150 205 100 60 65 145 60 19 40 25 55 Loại hộ 2 1 2 2 2 Do tầm quan trọng tiến trình CNH – HĐH đất nước đòi hỏi phải 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 (tùy theo vai trò quy trình công nghệ) Nhà máy cần đảm bảo cấp điện liên tục vần toàn Do nguồn điện cấp cho nhà máy lấy từ hệ thống điện 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 -9- Đồ án tốt nghiệp 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 nhiều 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 mẫu 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 vực 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 - 10 - Đồ án tốt nghiệp Chiều rộng: 35(m) Tổng diện tích là: 1500(m2) Nguồn điện áp sử dụng: U = 220(V) lấy từ tủ chiếu sáng TPP 5.2.4 Chọn độ rọi cho phận - Độ rọi độ quang thông mà mặt phẳng chiếu nhận từ nguồn sáng ký hiệu E - Tuỳ theo tính chất công việc, yêu cầu đảm bảo sức khoẻ cho người làm việc, khả cấp điện mà nhà nước có tiêu chuẩn độ rọi cho công việc khác nhau, ta phải vào tính chất công việc phận có phân xưởng sửa chữa khí để chọn độ rọi thích hợp - Phần lớn tính chất công việc phân xưởng sửa chữa khí cần độ xác vừa máy công cụ gia công chi tiết, lắp ráp phòng làm việc, thử nghiệm, phòng kiểm tra có yêu cầu độ rọi tương đối cao - Qua phân tích tính chất công việc phân xưởng ta tra bảng độ rọi cho phân xưởng sửa chữa khí sau: E = 30 (Lx) 5.3 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG - Ta có hệ số dự trữ : k = 1,3 - Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: - H = h – hc – hlv = 4,5 – 0,7 – 0,8 = 3(m) - Trong đó: + h – chiều cao phân xưởng (tính từ đến trần phân xưởng) h = 4,5(m) + hc - Khoảng cách từ trần đến đèn, hc=0,7 + hlv - Chiều cao từ phân xưởng đến mặt công tác, hlv=0,8 Hệ số phản xạ tường: Ptg= 30 Hệ số phản xạ trần: Ptr= 50 % % - Sơ đồ tính toán chiếu sáng - 78 - Đồ án tốt nghiệp Để tính toán chiếu sáng Phân xưởng SCCK ta áp dụng phương 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- điện tích cần chiếu sáng (m2) k- hệ số dự trữ k = 1,3 n- số bóng đèn có hệ thống chiếu sáng chung ksd- hệ số sử dụng Z- hệ số phụ thuộc vào loại đèn tỷ số L/H Chỉ số phòng: φ= a b 35.43 = = 6,43 H ( a + b ) 3.( 35 + 43) Trong : a, b chiều dài, chiều rộng phân xưởng Tra bảng ta tìm Ksd= 0,501 * Xác định số bóng đèn n: * Xác định khoảng cách bóng đèn L: Ta có: L = 1,8 (Tra bảng chiếu sáng phân xưởng dùng chao đèn vạn năng): H L = 1,8.H =1,8.3 =5,4 m Ta chọn L = m - 79 - Đồ án tốt nghiệp Vậy ta bố trí khoảng cách đèn m khoảng cách từ bờ tường đến bờ đèn 2,5m * Số đèn bố trí hàng chiều rộng là: n1 = 35 = bóng * Số đèn bố trí hàng chiều dài là: n2 = 43 = 8,6 bóng chọn bóng bố trí theo chiều dài phân xưởng * Số đèn khu vực chiếu sáng là: n = n1.n2 = 7.9 = 63 bóng Tra bảng lấy độ rọi E =30(Lx) Hệ số dự trữ k =1,5 Hệ số tính toán Z =1,2 Vậy quang thông bóng đèn xác định: F= E S k Z 30.1500.1,5.1,2 = = 2566,3 (lm) n k sd 63.0,501 Tra bảng (PL -8-TL1) chọn bóng đèn dây tóc vạn có công suất P đ = 200W điện áp U =220/230V có quang thông F = 3000(lm) Tổng số bóng đèn phân xưởng 63 bóng Tổng cống suất sử dụng để chiếu sáng PXCK số PCS = 63.Pđ = 63.200 = 12600 (W) = 12,6 (kW) 5.4 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG * Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung phân xưởng CK1 ta đặt tủ chiếu sáng phân xưởng gồm áptômát tổng loại pha cực áptômát nhánh pha cực, cấp cho dãy đèn dãy có bóng Chọn Áptômát tổng - Chọn áptômát tổng theo điều kiện Điện áp định mức : UđmA≥ Uđmm= 0,4(kV) Dòng điện định mức: IđmA ≥ I tt = Pcs = U đm cosφ 12,6 = 19,14( A ) 3.0,4.1 Chọn Aptomat loại C60L hãng Merlin Gerlin chế tạo có thông số sau: Iđm = 25A ; Icắt N = 20(kA) - 80 - Đồ án tốt nghiệp Uđm = 440V ; cực - Chọn cáp từ TPP phân xưởng đến tủ chiếu sáng: chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép khc.Icp ≥ Itt = 19,14(A) Trong đó: Itt – dòng điện tính toán hệ thống chiếu sáng chung Icp – Dòng điện cho phép tương ứng với loại dây, tiết diện khc – Hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = Kiểm tra điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ Áptômát I cp ≥ 1,25 I đmA 1,25.25 = = 20,83(A) 1,5 1,5 Chọn cáp loại 4G 2,5 cách điện PVC LENS có Icp = 31(A) - Chọn áptômát nhánh: Điện áp định mức: Uđm ≥ Uđmm = 0,22(kV) Dòng điện định mức: I đmA ≥ I tt = n Pđ 7.0,2 = = 5,36(A) U đm 0,22 Chọn Áptômát loại NC60a Merlin Gerlin chế tạo có thông số sau: IđmA= 10(A) Icắt N= 3(kA) Uđm= 440(V)loại cực - Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến bóng đèn Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép: Khc.Icp ≥ Itt Kiểm tra theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ áptômát I cp ≥ I kddt 1,25 I dmA 1,25.10 = = = 8,33(A) 1,5 1,5 1,5 Chọn cáp đồng lõi tiết diện 2x1,5mm2 có Icp = 26(A)cách điện PVC hãng LENS chế tạo - 81 - Đồ án tốt nghiệp SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ - 82 - Đồ án tốt nghiệp 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 vậy, để tránh phải truyền tải lượng Q lớn đường dây người ta đặt gần hộ tiêu thụ điện máy sinh Q (như 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 - 83 - Đồ án tốt nghiệp  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 - 84 - Đồ án tốt nghiệp 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 = 0,77→ tg ϕ1 = 0,83 φ2 - Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù Cosφ2 = 0,95 → tg ϕ2 = 0,33 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 = 1887,89 ( 0,83– 0,33).1= 944 (kVAr) 6.3.2 Phân bố dung lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng Từ TBA TPP mạng hình tia gồm nhánh có sơ đồ nguyên lí sơ đồ thay sau: TPPTT Rc1 Rc2 Rc3 Rc4 RB1 RB2 RB3 RB4 Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia: Qbùi = Qi - Q − Q bu Rtd Ri Trong đó: - 85 - Đồ án tốt nghiệp 10 Q- ∑Q i - Phụ tải tính toán phản kháng tổng nhà máy Q = 944(kVAr) Ri - Điện trở nhánh thứ i nhà máy: Ri = RB + RC (Ω) 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) : RC = Ro l (Ω) Căn vào số liệu máy biến áp cáp chương III ta có bảng 7-1: Bảng – 1: Kết tính toán điện trở nhánh R = RB + RC (Ω) ∆ PN Sdm RB (Ω) 6300 630 7,68.10-3 6300 630 7,68.10-3 0,268.10-3 7,948.10-3 6300 630 7,68.10-3 0,268.10-3 7,948.10-3 6300 630 7,68.10-3 0,268.10-3 7,948.10-3 RC (Ω) 0,268.10-3 7,948.10-3 Điện trở tương đương mạng:  R td = ∑  i −1  R i n −1     ⇒ R td =   −3  7,948.10   −1 R td = 1,987 10 −3 ( Ω ) Xác định công suất bù tối ưu cho nhánh: Qbi = Qi – (Q - Qb ).Rtd / Ri Qb1 = 419 – (1404,8 – 944 ) 1,987.10 −3 = 303,8 (kVAr) 7,948.10 - - 86 - Đồ án tốt nghiệp Qb2 = 315 1,987.10 −3 –(1404,8 – 944 ) 7,948.10 - = 199,8 (kVAr) Qb3 = 365,8 – (1404,8 – 944 ) 1,987.10 −3 = 250,6 (kVAr) 7,948.10 - Qb4 = 305 1,987.10 −3 = 189,8 (kVAr) 7,948.10 - – (1404,8 – 944 ) Bảng – : Kết phân bố dung lượng bù cho nhánh TC Loại tụ Qbù Số (kVAr) Tổng Qbù yêu cầu Qbù(kVAr) (kVAr) DLE-4D125K5T 125 375 360,42 DLE-4D100K5T 100 300 360,42 DLE-4D100K5T 100 300 360,42 DLE-4D125K5T 100 300 360,42 Hệ số công suất nhà máy sau bù: cosφ nm = Ρ ttNM Ρ ttNM = S ttNM Ρ 2ttNM + ( Q ttNM − Q b ) ⇒ cosφ NM = 1887,89 1887,89 + (1404,8 − 944) 2 = 0,97 Sau đặt tụ bù cho lưới hạ áp hệ số công suất nhà máy đảm bảo yêu cầu đề tài CHƯƠNG VII - 87 - Đồ án tốt nghiệp THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP Để theo dõi tình trạng làm việc thiết bị điện Kiểm tra chất lượng điện năng, kiểm tra phát loại trừ cố hệ thống CCĐ Việc đặt thiết bị đo lường có tác dụng định phương thức vận hành cho thiết bị, có kế hoạch sửa chữa, đại tu thiết bị Để trực tiếp kiểm tra chất lượng điện hộ phụ tải, để kiểm tra kệch pha dòng điẹn mạch ta đặt hệ thống đo lường phía hạ áp MBA - Hệ thống đo lường gồm: + đồng hồ Ampemét để đo dòng điện pha kiểm tra cân pha + đồng hồ Vôn mét khoá chuyển đổi để đo điện áp pha điện áp dây + đồng hồ oátmét để đo công suất tác dụng + đồng hồ VAR để đo công suất phản kháng + đồng hồ đo lượng tác dụng + đồng hồ đo lượng phản kháng đồng hồ đo lượng tác dụng dùng để kiểm tra mức độ tiêu thụ điện, công tơ tác dụng kết hợp với công tơ phản kháng để xác định tgϕtb tgϕtb = A( Q ) Cosϕtb A( P ) - Để xác định đồ thị phụ tải ta dùng đồng hồ oátmét Var, đồng hồ giá trị tức thời P(t) Q(t) Ngoài góp phần kiểm soát trình sản xuất ca ngày - Để kiểm tra chất lượng điện áp ta dùng đồng hồ Vônmét khoá chuyển đổi - Để kiểm tra mức độ đối xứng dòng pha ta dùng đồng hồ ampe trạm có công nhân trực 30 phút phải kiểm tra phụ tải trạm biến áp phụ tải phân xưởng lần ghi vào sổ theo dõi để từ xây dựng đồ thị phụ tải giúp cho việc quản lý, vận hành thiết bị cách tốt 7.1 CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRONG SƠ ĐỒ 7.1 Chọn máy biến dòng cho đồng hồ đo lường - Điều kiện chọn: UđmBI ≥ Uđmmạng = 0,4(kV) IđmBI ≥ Ilvmax = 1,4.630 3.0,4 = 1273,06(A) - 88 - Đồ án tốt nghiệp Tra bảng 5-33 TKCCĐ ta chọn biến dòng bảng 7-1: Bảng – 1: Thống số kỹ thuật máy biến dòng Kiểu Uđm (KV) Iđm (A) T∏0 - 10 10 1500 Công suất định mức (VA) 20 Phụ tải thứ cấp (Ω) Số cuộn dây thứ cấp 0,8 7.1.2 Chọn ampemét: Ampemét đo dòng thứ cấp MBA có dòng làm việc lớn là: I lvmax = 1273,06(A) Do có dòng lớn nên ta phải đo qua máy biến dòng Tra bảng 7-13 TKĐLĐCN ta chọn ampemét loại ∋-377 có số liệu kỹ thuật bảng 7-2 Bảng 7- 2: Thông số kỹ thuật đồng hồ đo Tên đồng hồ Kiểu Vôn mét điện từ Ampemet điện từ Oátmét sắt động VAR mét sắt động ∋-377 ∋-377 335 335/1 Cấp Giới hạn đo trực Giới hạn đo gián tiếp tiếp (V) xác 1,0 1,5 1,5 1,5 ÷ 600 (V) 450V ÷ 450 KV ÷ 80 (A) A ÷ 15 KA 1KW ÷800 MW 1KVAR÷ C/s cuộn nối tiếp (VA) C/s cuộn s.song (VA) 2,6 0,25 0,5 0,5 1,5 1,5 800MVAR 7.1.3 Chọn Vônmét Vônmét đo điện áp thứ cấp MBA có điện áp 400(V) Ta đo trực tiếp không cần qua MBA đo lường Tra sách TKĐLĐCN ta chọn vônmét loại ∋-377 có số liệu kỹ thuật bảng 8-2 7.1.4 Chọn oátmét VAR mét Cuộn dòng oát mét nối nối tiếp qua cuộn thứ cấp BI, cuộn áp nối trực tiếp vào điện áp 400 V Tra bảng 7-13 TKĐLĐCN ta chọn oátmét VAR mét có số liệu kỹ thuật bảng - 7.1.5 Chọn công tơ tác dụng công tơ phản kháng Công tơ tác dụng công tơ phản kháng chọn tương tự oátmét VAR mét Tra bảng 7-2 TKĐLĐCN ta chọn công tơ CA3 Và CP4Y có thông số bảng 7-3: Bảng 7-3: Thông số kỹ thuật công tơ tác dụng phản kháng Tên Kiểu Công tơ tác dụng Công tơ phản CA3 CP4Y Cấp Đo trực tiếp U (V) I (A) 1,0 5,1 220 - 380 1,0 5,1 220 - 380 - 89 - Đo gián tiếp I (A) U (V) (10-2000)/5 220 - 380 (20-2000)/5 220 - 380 Đồ án tốt nghiệp kháng 7.2 KIỂM TRA MÁY BIẾN DÒNG ĐO LƯỜNG 7.2 Kiểm tra phụ tải thứ cấp máy biến dòng với cấp xác - Điều kiện kiểm tra S2đm ≥ S2ttZ Z2đm ≥ Z2ttZ S2đm = 40 VA Z2đm = 16 Ω Z2tt = ∑ Rcd + Rdd + Rtx Trong đó: - rdd điện trở dây nối đến dụng cụ đo - rtx điện trở tiếp xúc lấy gần 0,1(Ω) - ∑ Rcd điện trở cuộn dây dụng cụ đo ∑ Rcd = Rcd(A) + Rcd(kW) + Rcd(VAR) + Rcd(kWh) + Rcd(kVARh) S2tt = 3S(A) + S(kW) + S(kVAR) + S(kWh) + S(kVARh) Trong đó: S(A) công suất tiêu thụ ampemét S(A) = 0,25 (VA) → 3S(A) = 0,75 (VA) S(kW) = S(kVAR) = S(kWh) = S(kVARh) = 0,5(VA) →∑ Rcd = 0,75 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 = 2,75(VA) Giả thiết ta lấy Sdd = 1,5(mm ) Rdd = ƒ Ta có: I dd Sdd Trong đó: ƒ = 0,018 điện trở suất vật liệu làm dây dẫn (đồng) ldd chiều dài dây dẫn nối từ BI đến đồng hồ đo Trong trường hợp dùng 3BI l = ltt = 30(m) Sdd = 1,5 (mm ) Rdd =0,018 30 1,5 = 0,36(Ω) (Rtx + Rdd).Iđm = (0,1 + 0,36).5 = 11,5 (VA) S2tt =2,75 + 11,5 = 14,25 (VA) Như vậy: S2đm = 40 (VA) > S2tt = 14,25 (VA) - 90 - Đồ án tốt nghiệp ∑ Rcd = Rcd(A) + Rcd(kW) + Rcd(VAR) + Rcd(kWh) + Rcd(kVARh) R(A) = S 0,25 = = 0,01 ( Ω ) l2 R(KW) = S 0,5 = = 0,02 ( Ω ) l2 52 ∑ Rcd = 3.0,01 + 4.0,02 = 0,01(Ω) Z2tt = 3.R(A) + R(kW) + R(VAR) + R(kWh) + R(kVARh) + Rtx + Rdd = 0,03 + 0,02 + 0,02 + 0,02 + 0,02 + 0,01 + 0,36 =0,57(Ω) Như vậy: Z2đm = 1,6(Ω) > Z2tt = 0,57(Ω) Để cho S2tt nhỏ S2đm ta phải tính toán cho S dây dẫn nhỏ Nếu ta lấy Z2tt = Z2đm = 1,6 Ω Rdd = Z2ttZ - (∑Rcd + Rtx) = 1,6 - 0,21= 1,39(Ω) Để cho Z2tt nhỏ Z2đm tiết diện nhỏ dây dẫn Smin = ƒ I dd 30 = 0,38(mm ) = 0,018 Sdd 1,39 7.2.2 Kiểm tra ổn định động Kđ ≥ i xk I đmBI = 61,64 2 = 13,25 Kết luận: Như Kđ = 250 > Kđtt = 21,79 Như máy biến dòng chọn thoả mãn điều kiện chọn kiển tra - 91 - Đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN Trên toàn nội dung tính toán sơ phương pháp để áp dụng tính toán hệ thống cung cấp điện xưởng khí số và 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 và 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 quả 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 10 tháng 04 năm 20111 Sinh Viên Lê Quốc Hưng - 92 - [...]... lại phương án có vốn đầu tư nhỏ thì chi phí vận hành hàng năm lại lớn Do đó để lựa chọn phương án cung cấp điện ta phải so sánh cả về kinh tế và kỹ thuật của các phương án sao cho vừa đảm bảo về yêu cầu kỹ thuật vừa đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế 3.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 3.2.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện Ở đây nhà máy là hộ phụ tải loại 1 do đó để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện ta... quanh giá trị 5% điện áp định mức Đối với phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp như các máy móc thiết bị điện tử, cơ khí có độ chính xác vv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5% 1.2.3 An toàn điện Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết bị Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong... cấp điện áp là 22(kV) Bên trong nhà máy thường dùng 2 loại sơ đồ chình là: sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh, ngoài ra còn có thể kết hợp cả 2 sơ đồ thành sơ đồ hỗn hợp Chọn sơ đồ đi dây: Sơ đồ hình tia, sơ đồ phân nhánh hay sơ đồ hỗn hợp mỗi loại sơ đồ đều có những ưu nhược điểm của nó và phạm vi sử dụng thuận lợi đối với từng nhà máy Căn cứ vào yêu cầu CCĐ của nhà máy ta chọn sơ đồ hình tia để cung. .. năm 10 năm hoặc có khi lâu hơn nữa Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các 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 nào Trong điều kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản... 15 Nhà hành chính 80 55 1 1912,86 1427,5 Stt Tên phân xưởng 1 Toàn nhà máy PHẦN III - 23 - Loại hộ Đồ án tốt nghiệp THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY A THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Mạng điện phân xưởng dùng để cung cấp và phân phối điện năng cho phân xưởng nó phải đảm bảo các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật như: Đơn giản, tiết kiệm về... công suất lớn thì được cấp bằng đường cáp hình tia còn các phụ tải có công suất bé và ở xa tủ động lực thì có thể góp thành nhóm và được cung cấp bằng đường cáp trục chính 3.2 CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ Qua phân tích ở trên đối với phân xưởng cơ khí ta dùng sơ đồ hỗn hợp để cung cấp điện cho phân xưởng: Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ : - 25 - Đồ án tốt nghiệp Điện năng nhận từ thanh... thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua tổng số vốn - 11 - Đồ án tốt nghiệp đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn đầu tư Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh giữa các phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp, phương án cung cấp điện tối ưu Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép các... phụ tải chiếu sáng cho vùng đất trống toàn nhà máy: Loại ATM Iđm (A) Uđm(V) Điều kiện chọn : IDCcs ≥ Iđm = Itt = 27,3(A) Theo bảng 2.32 trang 644 sách CCĐ chọn cầu chì loại ∏H2 – 100 có IDC = 30(A) B THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Mạng điện nhà máy là một phần quan trọng trong toàn bộ công việc cung cấp điện cho nhà máy Việc thiết kế một mạng điện là hợp lý... đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng c.Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị thành phần : Công thức tính toán: Ptt = M.W0 Tmax Trong đó : M: Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm Wo: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh) Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (giờ ) Phương pháp này được dùng để tính toán cho các thiết bị điện. .. xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố không đồng đều Nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện thấp thường dùng cho các hộ loại III - 24 - Đồ án tốt nghiệp - Sơ đồ nối dây hỗn hợp: Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tuỳ theo các yêu cầu riêng của từng phụ tải hoặc của cấc nhóm phụ tải Từ những ưu khuyết điểm trên ta dùng sơ đồ hỗn hợp của hai dạng sơ đồ trên để cấp điện cho phân xưởng, cụ thể là: - Tủ