Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy củ cải đường

Lời mở đầu Thiết kế hệ thống cung cấp điện nói chung công đoạn qua trọng cho trình xây dựng vận hành hà máy công nghiệp Nó ảnh hởng trực tiếp đến lợng vốn đầu t ban đầu s hoạt đông ổn địng nhà máy núc vận hàng snr xuất Để có phơng án tối u ngời thiết kế phải có kiến thức vững vàng kinh nghiệm với cẩn thận tỷ mỷ để đa đợc phơng án tốt nhằm sử dụng hệ thống cách hiệu Để tạo điều kiện cho sinh viên kho điện sớm làm quen đực với yêu cầu quy trình thiết ké cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp ban chủ nhiệm khoa Điện Trờng ĐHBKHN có tổ chức cho sinh viên làm đồ án môn học HTCCĐ Cùng với nghiêm túc trình làm đặc biệt đợc giúp đỡ nhiẹt tình Thầy giáo hớng dẫn Thầy Phan Đăng Khải em thiết kế đợc đề tài cung cấp điện cho nhà máy củ cải đờng Qau em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy ban chủ nhiện khoa đặc biệt Thầy Phan Đăng Khải hêts sức tạo điều kiện cho em đợc học hỏi để qua dó dúc rút đợc kinh nghiệm quý báu cho công việc Sau thuyết minh em đề tài mà em thiết kế : Chơng i Mở đầu giới thiệu chung nhà máy Nhà máy sản xuất củ cải đờng nhà máy đợc xây dựng theo trơng trình mở rộng quy mô xản xuất nông nghiệp tỉnh Thanh Hoá Đây nhà máy với quy mô lớn bao gồm phân xởng nhà làm việc Bảng 1.1 - Danh sách phân xởng nhà làm việc nhà máy Số mặt Tên phân xởng Công suất đặt (Kw) 350 Kho củ cải đờng Diện tích ( m2 ) 8550 Phân xởng thái nấu củ cải đờng Bộ phận cô đặc Phân xởng tinh chế Kho thành phẩm Phân xởng sửa chữa khí Trạm bơm Kho than Chiếu sáng phân xởng 700 550 750 150 Theo tính toán 600 350 Xác định theo diện tích 3820 3375 2500 4000 1300 1200 4875 Nhà máy làm nhiệm vụ sản xuất đờng từ nguyên liệu củ cải để giải công ăn việc làm cho bà khu vực tỉnh ,tận dụng diện tích đất bỏ hoang lớn nâu để cung cấp đờng cho thị trờng nớc góp phần làm giảm giá thành đờng thị trờng tiến tới xuất Đứng mặt tiêu thụ điện nhà máy thuộc hộ tiêu thụ điện lớn Do tầm quan trọng nhà máy nên ta xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại I, cần đợc đảm bảo cung cấp điện liên tục ổn định an toàn Theo thiết kế , nhà máy đợc cấp điện từ Trạm biến áp trung gian cách nhà máy 15 km, đờng dây không lộ kép, dung lợng ngắn mạch phía hạ áp Trạm biến áp trung gian SN =250 MVA Nhà máy làm việc theo chế độ ca thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax= 6000 h Trong nhà máy có Ban quản lý, Phân xởng sửa chữa khí Kho vật liệu hộ loại III, phân xởng lại thuộc hộ loại I Các nội dung tính toán, thiết kế bao gồm : 1.Xác định phụ tải tính toán phân xởng nhà máy 2.Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng Sửa chữa khí 3.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy 4.Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất nhà máy 5.Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng Sửa chữa khí Chơng I Xác định phụ tảI tính toán Phụ tải tính toán phụ tải đợc 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 yếu tố nh : công suất, số lợng, chế độ làm việc thiết bị điện, trình độ phơng thức vận hành hệ thống Vì xác định xác phụ tải tính toán nhiệm vụ khó khăn nhng quan trọng Bởi phụ tải tính toán xác định đợc nhỏ phụ tải thực tế giảm tuổi thọ thiết bị điện, có dẫn đến cố cháy nổ, nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn thực tế nhiều thiết bị điện đợc chọn d thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu t,gia tăng tổn thất so với yêu cầu cho phép gây lãng phí.Bởi cần trọng vào khâu xác định phụ tải tính toán Cũng nên từ trớc tới có nhiều công trình nghiên cứu đa nhiều phơng pháp tính toán phụ tải điện Song phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh trình bày nên cha có phơng pháp xác định cách hoàn toàn xác tiện lợi Những phơng pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán lại thiếu xác, nâng cao đợc độ xác, kể đến ảnh hởng nhiều yếu tố phơng pháp tính lại phức tạp Sau số phơng pháp tính toán phụ tải thờng đợc dùng nhiều phân tích thiết kế hệ thống cung cấp điện: -Phơng pháp tính theo hệ số nhu cầu -Phơng pháp tính theo công suất trung bình -Phơng pháp tính theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm -Phơng pháp tính theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Trong thực tế 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 toán xác định phụ tải điện thích hợp 1.1 xác định phụ tảI tính toán phân xởng sửa chữa khí Phân xởng sửa chữa khí phân xởng số sơ đồ mặt nhà máy Phân xởng có diện tích 1300 m2 Trong phân xởng đợc bố trí 43 thiết bị, công suất thiết bị khác nhau, thiết bị có công suất lớn 24.6 kW( Máy biến áp hàn ), song có thiết bị có công suất nhỏ (< Kw) Phần lớn thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, có máy biến áp hàn có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại Những đặc điểm cần đợc lu tâm phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính toán lựa chọn phơng án thiết kế cung cấp điện cho phân xởng 1.1.1 Phân nhóm phụ tải phân xởng Sửa chữa khí Trong phân xởng thờng có nhiều thiết bị có công suất chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán đựoc xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm cần tuân theo nguyên tắc sau: * Các thiết bị nhóm nên 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 nhóm nên giống để việc xác định phụ tải tính toán 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 tủ động lực thờng (8412) Tuy nhiên thờng khó thoả mãn lúc nguyên tắc trên, ngời thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể phụ tải để lựa chọn phơng án thoả hiệp phù hợp phơng án Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện nêu vào vị trí, công suất thiết bị bố trí mặt phân xởng chia thiết bị phân xởng Sửa chữa khí thành nhóm Kết phân nhóm phụ tải điện đợc trình bày bảng 1.1 Bảng 1.2 - Bảng phân nhóm phụ tải điện TT 1 7 Tên thiết bị Nhóm I Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren cấp xác cao Máy doa toạ độ Máy bào ngang Máy xọc Cộng nhóm I Nhóm II Máy phay vạn Máy phay ngang Máy phay đứng Máy mài Máy mài phẳng Máy mài tròn Máy khoan đứng Máy khoan đứng Cộng nhóm II Nhóm III Máy cắt mép Số Lợng Ký hiệu mặt PĐM(kW) ) máy Toàn Idm(A) 2 1 7 10 1,7 14 14 20 1.7 2*17,7 2*17,7 2*25,3 4,3 11 2.0 2,8 2.0 14 2.8 68,5 2*17,7 173,5 1 2 1 1 10 10 11 12 13 14 15 7,0 7,0 2,8 4,5 2,8 2.8 2,8 4.5 7,0 7,0 5,6 9,0 2.8 2.8 2,8 4.5 40,7 17,7 17,7 2*7 2*11,4 7 11.4 103,06 16 4,5 4,5 11,4 4 Máy mài vạn Máy mài dao cắt gọt Máy mài mũi khoan Máy mài sắc mũi phay Máy mài dao chuật Máy mài mũi khoét Thiết bị dễ hoá bền kim loại Máy giũa Máy khoan bàn Máy đế mài tròn Máy mài thô Cộng nhóm III Nhóm IV Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy bào ngang Máy biến áp hàn Cộng nhóm IV Nhóm V Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan hớng tâm Máy bào ngang Máy bào phá Máy khoan bào 10 11 12 6 Cộng nhóm V 1 1 17 18 19 20 1,75 0,65 1,5 1,0 1,75 0,65 1,5 1.0 4,4 1,65 3,8 2,5 1 21 22 23 0,65 2,9 0,8 0,65 2,9 0,8 1,65 7,3 2,0 1 13 24 25 26 28 2,2 0,65 1,2 2,8 2,2 1.3 1.2 2,8 21,25 5,5 1,65 54,4 1 1 32 33 34 35 39 43 7 10 14 10 24,6 7 30 14 10 24,6 80,78 17,7 17,7 3*25,3 35,5 25,3 15.99 204,5 1 1 31 36 37 38 40 42 4,5 4,5 4.5 2.8 4,5 0,65 13,5 9.0 4.5 2.8 4,5 0,65 3*11,4 2*11,4 11,4 7 1,65 34,95 88,5 ( IĐM đợc tính theo công thức : Iđm = Sđm/ U, Sđm = Pdm/cos tất nhóm lấy cos = 0.6 , riêng nhóm IV lấy điện cos = 0.95 ) Trong 98 thiết bị phân xởng có 68 thiết bị tiêu thụ 1.1.2 Xác định phụ tải tính toán nhóm phụ tải 1.3 Tính toán cho nhómsố 1: Số liệu phụ tải nhóm cho bảng Bảng 1.3 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm I TT 1 Tên thiết bị Nhóm I Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren cấp xác cao Máy doa toạ độ Máy bào ngang Số Lợng Ký hiệu mặt máy Toàn IĐM (A) 2 1 7,0 7,0 10.0 1,7 14.0 14,0 20.0 1.7 2*17,7 2*17,7 2*25,3 4.3 2.0 7,0 2.0 14 2*17,7 PĐM(kW) Máy xọc 11 Cộng nhóm I 2,8 2.8 68,5 173,5 Tra bảng PL1.1 [1] ta tìm đợc ksd = 0.15, cos = 0.6 Pdd max 10 = = 5,5 kW 2 Ta có : n1 = , n = 11 n1 = = 0.72 n 11 n* = n1 P P* = = P P ddi i =1 n P = 14 + 14 + 14 + 20 = 0.91 14 + 14 + 14 + 20 + 2,8 + 2,0 + 1,7 ddi i =1 Tra bảng PL1.4 [1] tìm nhq* = f(n* , P*) ta đợc nhq* =0.85 nhq = nhq* *n = 0.85*11 = 9,35 Tra bảng PL1.5 [1] tìm kmax = f( nhq , ksd) với nhq = 9,35 , ksd =0.15 ta đợc kmax = 2.2 Phụ tải tính toán nhóm I : n Ptt = kmax*ksd* Pddi = 2.2 *0.15*68,5 = 22,6 kW i =1 Qtt = Ptt*tg = 22,6*1.33 = 30,1 kVar Stt = I tt = Ptt 22,6 = = 37.7 kVA cos 0.6 S tt 3U = I dn = I kd max 37.7 = 57.3 A * 0.38 + k dt ( I tt k sd * I dd max ) = k kd * I dd max + k dt ( I tt k sd * I dd max) = 5*25,3 + 0.8(57,3 - 0.15*25,3) = 169,3 A Trong : Ikđ - dòng điện khởi động thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhóm kkđ - hệ số khởi động , lấy kkđ = kđt - hệ số đồng thời , lấy kđt =0.8 Tính toán cho nhóm 2: Số liệu phụ tải nhóm cho bảng 1.4 Bảng 1.4 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm II TT Tên thiết bị Nhóm II Máy phay vạn Số Lợng Ký hiệu mặt máy Toàn IĐM (A) 7,0 7,0 17,7 PĐM(kW) Máy phay ngang Máy phay đứng Máy mài Máy mài phẳng Máy mài tròn Máy khoan đứng Máy khoan đứng Cộng nhóm II 2 1 1 10 10 11 12 13 14 15 7,0 2.8 4.5 2.8 2.8 2.8 4.5 7.0 5,6 9,0 2,8 2.8 2.8 4.5 40,7 17,7 2*7 2*11,4 7,0 7,0 7,0 11.4 103,06 Tra bảng PL1.1 [1] ta tìm đợc ksd = 0.15, cos = 0.6 Pdd max = = 3,5 kW 2 Ta có : n1 = , n= 10 n* = n1 = = 0,5 n 10 n1 P P* = = P P i =1 n ddi P i =1 = 4,5 * + + + 4,5 27,5 = = 0.68 40,7 40,7 ddi Tra bảng PL1.4 [1] tìm nhq* = f(n* , P*) ta đợc nhq* = 0.82 nhq = nhq* *n = 0.82*10 = 8,2 Tra bảng PL1.5 [1] tìm kmax = f( nhq , ksd) với nhq = , ksd = 0.15 ta đợc kmax = 2,31 Phụ tải tính toán nhóm II : n Ptt = kmax*ksd* Pddi = ,31 * 0,15 * 40,7 = 14,1( kW) i =1 Qtt = Ptt*tg = 14,1 * 1.33 = 18,8 ( kVar) Stt = I tt = Ptt 14,1 = = 23,5 kVA cos 0,6 S tt 3U = I dn = I kd max 23,5 = 35,7( A) * 0.38 + k dt ( I tt k sd * I dd max ) = k kd * I dd max + k dt ( I tt k sd * I dd max) = 5*17.7 + 0.8(35,7 - 0.15*17,7) = 145 A Tính toán cho nhóm 3: Số liệu phụ tải nhóm cho bảng 1.5 Bảng 1.5 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm III TT Tên thiết bị Nhóm III Máy cắt mép PĐM(kW) Số Lợng Ký hiệu mặt máy Toàn 16 4,5 4,5 IĐM (A) 11,4 10 11 12 Máy mài vạn Máy mài dao cắt gọt Máy mài mũi khoan Máy mài sắc mũi phay Máy mài dao chuật Máy mài mũi khoét Thiết bị hoá bền kim loại Máy giuã Máy khoan bàn Máy để mài tròn Máy mài thô Cộng nhóm III 1 1 1 17 18 19 20 21 22 23 1,75 0,65 1,5 1,0 0,65 2,9 0,8 1,75 0,65 1,5 1,0 0,65 2,9 0,8 4,4 1,65 3,8 2.5 1,65 7,3 2,0 1 13 24 25 26 28 2,2 0,65 1,2 2,8 2,2 1,3 1.2 2,8 21,25 5,5 2*1,65 3,0 7.0 54,4 Tra bảng PL1.1 [1] ta tìm đợc ksd = 0.15, cos = 0.6 Ta có : Pdd max 4,5 = = 2,25 Kw 2 n1 = , n = 13 n* = n1 = = 0,23 n 13 n1 P P* = = P P i =1 n ddi P i =1 = 4,5 + 2,9 + 2,8 = 0,48 21,25 ddi Tra bảng PL1.4 [1] tìm nhq* = f(n* , P*) ta đợc nhq* = 0.78 nhq = nhq* *n = 0.78 * 13 = 10,1 Tra bảng PL1.5 [1] tìm kmax = f( nhq , ksd) với nhq =6 , ksd =0.15 ta đợc kmax = 2.1 Phụ tải tính toán nhóm III : n Ptt = kmax*ksd* Pddi = 2.1 *0.15 * 21,25 = 6,7 kW i =1 Qtt = Ptt*tg = 6.70 * 1.33 = 8.90 kVar Stt = I tt = Ptt 6.70 = = 11.17 kVA cos 0.6 S tt 3U = I dn = I kd max 11.17 = 16.97( A) * 0.38 + k dt ( I tt k sd * I dd max ) = k kd * I dd max + k dt ( I tt k sd * I dd max) = 5*7.3 + 0.8(16.97 - 0.15*7.3) = 50.06 A Tính toán cho nhóm 4: Số liệu phụ tải nhóm cho bảng 1.6 Bảng 1.6 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm IV TT Tên thiết bị Nhóm IV Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy bào ngang Máy biến áp hàn Cộng nhóm IV Số Lợng Ký hiệu mặt máy 1 1 32 33 34 35 39 43 7,0 7,0 10 14 10 24,6 PĐM(kW) Toàn IĐM (A) 7,0 7,0 30 14 10 24,6 80,78 17,7 17,7 3*25,3 35,5 25.5 62,3 204,5 Trong nhóm có máy biến áp hàn thiết bị pha sử dụng điện áp dây làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại nên cần quy đổi phụ tải pha tơng đơng, có chế độ làm việc dài hạn : Pqd = * Pdm * k d = * S dm * cos * k d : kđ - hệ số đóng điện phần trăm, lấy 0.25 Pqd = * 24,6 * 0.6 * 0.25 = 12.78 kW Tra bảng PL1.1 [1] ta tìm đợc ksd = 0.15, cos = 0.6 Pdd max 12,78 = = 6,39 Kw 2 Ta có : n1 = , n = n* = n1 = =1 n n1 P P* = = P P i =1 n ddi P i =1 = 80,78 =1 80,78 ddi Tra bảng PL1.4 [1] tìm nhq* = f(n* , P*) ta đợc nhq* = 0.95 nhq = nhq* *n = 0.95 * = 7,6 Tra bảng PL1.5 [1] tìm kmax = f( nhq , ksd) với nhq = 7,6 , ksd =0.15 ta đợc kmax = 2,3 Phụ tải tính toán nhóm IV : n Ptt = kmax*ksd* Pddi = 2.31 * 0.15 * 80,78= 28 kW i =1 Qtt = Ptt*tg = 28 * 1.33 = 37,3 kVar Stt = Ptt 28 = = 46,7 kVA cos 0.6 I tt = S tt 3U = I dn = I kd max 46,7 = 71( A) * 0.38 + k dt ( I tt k sd * I dd max ) = k kd * I dd max + k dt ( I tt k sd * I dd max) = 5*35,5 + 0.8(71 - 0.15*35,5) = 230.04 A Tính toán cho nhóm 5: Số liệu phụ tải nhóm cho bảng 1.7 Bảng 1.7 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm V PĐM(kW) TT Tên thiết bị Số Lợng Ký hiệu mặt máy Nhóm V Máý tiện ren Toàn 31 4,5 13,5 Máy khoan đứng 36 4,5 9.0 Máy khoan hớng tâm Máy bào ngang Máy mài phá Máy khoan bào Cộng nhóm V 1 1 37 38 40 42 4.5 2.8 4,5 0,65 4.5 2.8 4,5 0,65 34,95 Tra bảng PL1.1 [1] ta tìm đợc ksd = 0.15, cos = 0.6 Ta có : Pdd max 4,5 = = 2,25 kW 2 n1 = , n = n1 = = 0.88 n P 4,5 * + 4,5 * + 4,5 + 2,8 + 4,5 = 0.98 P* = = P 34,95 Tra bảng PL1.5 [1] tìm nhq* = f(n* , P*) n* = ta đợc nhq* = 0.92 nhq = nhq* *n = 0.92 * = 8,28 Tra bảng PL1.6 [1] tìm kmax = f( nhq , ksd) với nhq = , ksd =0.15 ta đợc kmax = 31 Phụ tải tính toán nhóm V : n Ptt = kmax*ksd* Pddi = 2,31 * 0.15 * 34,85 = 12,1 kW i =1 Qtt = Ptt*tg = 12,1 *1.33 = 16,11kVar Stt = Ptt 12,1 = = 20,17 kVA cos 0.6 10 IĐM (A) 3*11, 2*11, 11.4 7.0 11,4 1,65 88,5 Máy bào ngang Tên nhóm thiết bị 39 10 Kí hiêu mặt 25,32 Pđm (kW) Iđm ( A) 4G2.5 3/4 31 Dây dẫn đk Mã ống hiệu thép NC45A 100/32 Aptomat I cp Mã hiệu Ivõ/Idc Nhóm Máy khoan đứng 36 4,5 11,4 4G1,5 3/4 23 NC45A 100/25 Máy khoan đứng 36 4,5 11,4 4G1,5 3/4 23 NC45A 100/25 Máy khoan h/tâm 37 4,5 11,4 4G1,5 3/4 23 NC45A 100/20 Máy bào ngang 38 2,8 4G1,5 3/4 23 NC45A 100/20 Máy mài phá 40 4,5 11,4 4G2,5 3/4 31 NC45A 100/25 Máy khoan bào 42 0,65 1,65 4G2,5 3/4 31 NC45A 100/25 Máy tiện ren 31 4,5 11,4 4G2,5 3/4 31 NC45A 200/25 Máy tiện ren 31 4,5 11,4 4G1,5 3/4 23 NC45A 200/25 Máy tiện ren 31 4,5 11,4 4G1,5 3/4 23 NC45A 200/25 Chơng V tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ nhà máy V-1 Đặt vấn đề Đối với nhà máy xí nghiệp việc sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp có ý nghĩ lớn 59 Mạng điện xí nghiệp thờng dùng điện áp tơng đối thấp đờng dây lại dài phân tán đến phụ tải gây tổn thất điện lớn Vì việc thực biện pháp tiết kiệm điện xí nghiệp có ý nghĩa quan trọng Hệ số cos tiêu đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý hay không * Các biện pháp nâng cao hệ số cos Các biện pháp nâng cao hệ số cos chia thành nhóm a Nâng cao hệ số cos tự nhiên: Tìm biện pháp để hộ tiêu thụ giảm bớt lợng công suất phản kháng Q: - Thay đổi cải tiến quy trình công nghệ để chế độ làm việc hợp lý - Thay MBA làm việc non tải MBA có công suất nhỏ b Dùng biện pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số cos : Bằng cách đặt thiết bị bù gần hộ dùng điện để cung cấp công suất phản kháng để giảm đợc lợng công suất phản kháng truyền tải đờng dây nâng cao hệ số cos mạng điện Để đánh giá hiệu việc giảm tổn thất công suất tác dụng đa tiêu đơng lơng kinh tế công suất phản kháng k kt Đơng lợng kinh tế công suất phản kháng kkt lợng công suất tác dụng (kW) tiết kiệm đợc bù (kVAr) công suất phản kháng: Ptiết kiệm = kkt.Qbù Bù công suất phản kháng đa lại hiệu kinh tế nhng phải tốn mua sắm thiết bị bù chi phí vận hành chúng Vì định việc bù phải dựa sở tính toán so sánh kinh tế - kỹ thuật V-2.Xác định dung lợng bù toàn nhà máy Theo kết tính toán mục (II-3) ta có công suất: Ptt = 2238.24(kW) Qtt = 1978.02 (kAVr) Stt = 2741.1(kVA) Hệ số công suất xí nghiệp là: P 2238.24 tt cos = S = 2741.1 = 0,82 tt Bài toán đặt cần phải nâng cao hệ số cos lên cao (cỡ 0,95) 60 Tổng công suất phản kháng cần bù cho nhà máy để nâng cao hệ số công suất cos1=0,82 lên cos2 = 0,95 là: Qb = Ptt(tg1 - tg2). Trong đó: - Ptt : Công suất tính toán toàn nhà máy - tg1: Trị số ứng với hệ số cos1 trớc bù với cos1 = 0,82 -> tg1 = 0,69 - tg2: Trị số ứng với hệ số cos2 sau bù với cos2 = 0,95 -> tg2 = 0,37 - : hệ số xét tới khả nâng cao hệ số cos biện pháp không đặt thiết bị bù = - Qb tổng dung lợng cần bù Qb = 2238.24.(0,69 0,34) = 805.8(kVAr) V-3.Chọn vị trí đặt tụ bù Với nhà máy chế tạo vòng bi xí nghiệp cỡ lớn bao gồm nhiều phân xởng, trạm biến áp, tốt đặt tủ điện bù cos phân tán phân xởng cạnh tủ phân phối cục động cỡ lớn (máy bơm, nén khí ) Tuy nhiên, tính toán sơ bộ, tính bù cho xí nghiệp cách đặt tụ hạ áp trạm biến áp phân xởng V-4.Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay đặt thiết bị bù từ batg tới từ batg tới Sơ đồ nguyên lý: xple(3.16) m l = 100 10kv 61 0,4kv 0,4kv b1 0,4kv b1 0,4kv b1 0,4kv b1 b1 2.Sơ đồ thay V-5.Xác định dung lợng bù 1.Xác định điện trở sơ đồ thay + Điện trở cáp Bảng 5-1: Điện trở sơ đồ thay T T Đờng cáp Loại cáp Lộ kép PPTT- B1 Cáp nhật Lộ kép PPTT- B2 lỏi đồng Lộ kép PPTT- B3 cách điện Lộ kép PPTT- B4 XPLE, vỏ PVC F(mm2) l(m) 10 10 10 10 62 130 135 45 ro(/km) 2.33 2.33 2.33 R() 0,3 0,3 0,1 45 2.33 0,1 + Xác định điện trở MBA Điện trở MBA đợc xác định : PN U dm 10 RB = Sdm Trong đó: - PN Tổn thất công suất MBA ngắn mạch (Tra bảng PLII.4 MBA 40035/0,4) ta có PN = 4,4kW) - Uđm : Điện áp định mức MBA Uđm = 35(kV) - Sđm : Dung lợng định mức MBA Sđm = 400(kVA) RB = 4,4.22 10 = 13,3() 400 Do trạm đặt máy nên: RB1 = RB2 = RB3 = RB4 = RB5 = R B 13,3 = = 6,7() 2 Số liệu tính toán trạm BAPX: Bảng 5-2: Điện trở trạm BAPX Tên trạm B1 B2 B3 B4 SđmB(KVA) 400 630 500 320 Số máy 2 2 RB() 6,7 3,8 5,2 9,5 Bảng 5-3: Kết tính điện trở nhánh TT Tên nhánh PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 RB() 6,7 3,8 5,2 9,5 Rc() 0,3 0,3 0,1 0,1 R=RB + Rc 7,0 4,1 5,3 9,6 V-6 Xác định dung lợng bù cho phân nhánh Với tổng dung lợng bù xác định toán đặt với tổng dung lợng phải phân phối cho tổn thất công suất tác dụng, công suất phản kháng gây nhỏ để hiệu đợc lớn Nhà máy bù cho theo kiểu mạng hình tia :công suất phản kháng đợc phân nhánh + Xác định điện trở tơng đơng 63 Rtđ = + + + R1 R2 R3 R4 = 1 1 + + + 4,1 5,3 9,6 = 1,5() + Xác định dung lợng bù nhánh Ta có : Q = Q = 1978.24(kVAr) + Xác định dung lợng bù cho nhánh Q Qb Qb1 = Q1 Rtđ R1 = 420.5 (1978,24 805.8) 1,5 = 169,3(kVAr) Tơng tự ta xác định cho nhánh khác đợc kết bảng sau: Bảng 5-4: Kết tính dung lợng bù TT Tên đờng dây Lộ kép PPTT-B1 Lộ kép PPTT-B2 Lộ kép PPTT-B3 Lộ kép PPTT-B4 ro() 2.33 2.33 2.33 2.33 L(m) 130 135 45 45 R() 0.3 0.3 0.1 0.1 Rtđ() 0,046 Qi(KVAR) 420.5 681.1 561.2 315 Qbi 169,3 565.6 215 47 V-7.Chọn thiết bị bù Tụ điện: Là loại thiết bị tụ điện tĩnh, làm việc với dòng điện vợt trớc điện áp sinh công suất phản kháng Q cung cấp cho mạng Ưu điểm: Tổn thất công suất tác dụng bé, phần quay nên lắp ráp dễ dàng Nhợc điểm: Nhạy cảm với biến động điện áp đặt lên cực tụ điện Máy bù đồng bộ: Là động đồng làm việc chế độ không tải Do phụ tải nên máy bù đồng đợc chế tạo gọn nhẹ rẻ động đồng công suất Nhợc điểm: Có phần quay nên lắp ráp, bảo quản vận hành khó khăn Động không đồng rôto dây quấn đ ợc đồng hoá: Khi cho dòng điện chiều vào rôto động không đồng dây quấn, động làm việc nh động đồng với dòng điện vợt trớc điện áp Do có khả cung cấp công suất phản kháng cho mạng Nhợc điểm: Loại động có tổn thất công suất lớn Do tổng công suất bù nhà máy Qb = 1132.6(KVAR) Ta định chọn thiết bị bù tụ điện tĩnh, bù tất phía hạ áp loại thiết bị điện tĩnh làm việc với dòng điện vợt trớc điện áp sinh công suất phản kháng Q cung cấp cho mạng + Sơ đồ nối dây tụ điện hạ áp 64 Gồm thiết bị đóng cắt bảo vệ ,máy cắt, cầu dao, cầu chì trạm biến áp , phía 0,4KV dùng phân đoạn nên dung lợng bù đợc phân bố cho hai nửa chọn dùng loại tủ điện bù 0,38 kV Liên Xô (cũ) có bán Việt Nam Bảng 5-5: Kết phân bố dung lợng bù nhà máy Loại Uđm(kV) Qđm(kVAr) KC2- 0,38 -50-3Y3 KC2- 0,38 -50-3Y3 KC2- 0,38 -50-3Y3 KC2- 0,38 -50-3Y3 0.38 0.38 0.38 0.38 36 50 36 28 Số Lợng 10 12 Số pha 3 3 Vậy tổng dung lợng bù là: Qb = 305 + 565.6 + 215 + 47= 1132.6(kVAr) Qb = Qb - Qtt = 1132.6 - 1953,23 = 830.4 Thay vào công thức: Qb = Ptt(tg1 - tg2). tg2 = Ptt tg1 Qb 2238.24 830.4 = = 0,319 Ptt 2238.24 cos2 = 0,952 Thoả mãn yêu cầu Sơ đồ lăp đặt tụ bù trạm: tủ áptômát tổng tủ phân phối cho px tủ bù Q tủ áptômát phân đoạn tủ bù Q 65 tủ phân phối tủ áptômát cho px tổng Chơng VI thiết kế Hệ thống chiếu sáng VI-1.Thiết kế chiếu sáng 1.Đặt vấn đề: Trong thiết kế chiếu sáng vấn đề quan trọng phải quan tâm đáp ứng nhu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng thị giác Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: - Không bị loá mắt: - Không có bóng tối - Phải có độ rọi - Phải tạo đợc ánh sáng giống ánh sáng ban ngày 2.Trình tự thiết kế chiếu sáng Yêu cầu thiết kế chiếu sáng chung cho phân xởng khí, diện tích (theo sơ đồ) : F = a.b = 1300 m2 Xác định số lợng, công suất bóng đèn Vì xởng sản xuất, dự định dùng đèn sợi đốt Chọn độ rọi E = 30lx Việc lựa chọn: đèn sợi đốt, đèn phóng điện, đèn huỳnh quang theo tiêu chuẩn sau: - Hiệu suất ánh sáng đèn - Chỉ số màu IRC - Nhiệt độ màu(biểu đồ Kruithof) - Việc sử dụng tăng cờng hay gián đoạn địa điểm - Tuổi thọ đèn Do cần phải loại trừ liên tiếp, tạm thời bỏ qua công nguồn Thờng gặp kiểu chiếu sáng trực tiếp (hơn 90% ánh sáng chiếu xuống dới) bán trực tiếp (từ 60% đến 90% ánh sáng chiếu xuống dới) 2.Chọn chiều cao đèn Gọi h chiều cao đèn so với bề mặt hữu ích h khoảng cách từ đèn đến trần nhà ta xác định tỷ số treo J nh sau: h' J= h + h' Với : h 2.h J Thờng nên chọn h cực đại vì: - Các đèn thờng xa với thị trờng theo chiều ngang, làm giảm nguy loá - Các đèn có công suất lớn có hiệu ánh sáng tốt - Các đèn cách xa giảm đợc số đèn 3.Bố trí đèn 66 Sự đồng độ rọi bề mặt hữu ích phụ thuộc vào: Cách chùm tia sáng đèn giao cách khoảng n bề mặt hữu ích Độ đồng ánh sáng (độ rọi) mặt phẳng làm việc tiêu chất lợng quan trọng phụ thuộc: - Loại đèn - Khoảng cách đèn - Hệ số phản xạ tờng bên trần, đóng vai trò nh nguồn sáng thứ cấp 4.Quang thông tổng a.Hệ số sử dụng: Hệ số sử dụng kí hiệu ksd tỷ số quang thông nhận đợc bề mặt hữu ích tổng quang thông khỏi đèn Tỷ số phụ thuộc vào: - Cấp đèn, nghĩa phân bố quang thông bề mặt hữu ích tờng, trần - Các hệ số phản xạ đợc đo dụng cụ đo độ rọi đợc ớc lợng bảng màu chuẩn cho giá trị trung bình tờng trần - Kích thớc hình học địa điểm đặc trng tỷ số gọi số phòng: a.b = h (a + b) Trong đó: - a chiều rộng phòng cần chiếu sáng - b chiều dài phòng cần chiếu sáng - h chiều cao hữu ích Do hệ số ksd đợc xác nhờ bảng hệ số sử dụng VI - 2.Tính toán chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa khí: 1.Lựa chọn số lợng, công suất bóng đèn Phân xởng sửa chữa khí đợc chia thành hai dãy nhà : Dãy nhà số 1: Chiều dài (a1): 50m Chiều rộng(b1): 18m Dãy nhà số 2: Chiều dài (a2): 25m Chiều rộng(b2): 16m Tổng diện tích : 1300 m Nguần điện sử dụng ;U= 220 V lấy từ tủ chiếu sáng TBA phân xởng B3 Độ dọi yêu cầu :E = 30 lx Hệ số dự chữ: k = 1,3 a.Chọn nguồn sáng Phân xởng sửa chữa khí thuộc hộ tiêu thụ loại 3, có diện tích là: F = a.b = 1300 m2 nên chọn nguồn sáng bóng đèn dây tóc có 67 u điểm chế tạo đơn giản giá thành rẻ, dùng đèn vạn có chụp thuỷ tinh có tán sắt b.Bố trí đèn Chiếu sáng chung phải dùng nhiều đèn vấn đề đặt phải xác định vị trí hợp lý đèn khoảg cách đèn, trần nhà mặt công tác + Xác định độ cao treo đèn H = h hc hlv Cách bố trí đèn Hình 6.1 Sơ đồ tính toán chiếu xáng hc H h hlv 68 - H khoảng cách từ đèn đến bề mặt công tác chọn H =3m - Gọi hc khoảng cách từ đèn đến trần hc = 0,7m - hlv độ cao mặt công tác so với nhà hlv = 0,8m - h chiều cao trần nhà so với nhà h = H + hc + hlv = 4,5m c.Tính toán chọn đèn Ta sử dụng phơng pháp hệ số sử dụng phơng pháp dùng để tính toán chiếu sáng chung Ta có công thức sau: E.S.k.Z F= n.k sd Trong đó: - F quang thông tổng đèn (lm) - E Độ rọi, lx - S: Diện tích cần chiếu sáng, m2 - k hệ số trữ - n: Số bóng đèn - ksd hệ số sử dụng đèn, phụ thuộc vào loại đèn, kích thớc điều kiện phản xạ Khi tra tìm ksd phải xác định số phòng: a.b = H (a + b ) Trong đó: - a, b: chiều dài chiều, rộng phòng E - Z = tb Z phụ thuộc loại đènvà tỷ số L/H, thờng lấy: Z = 0,8 đến E 1,4 * Căn vào mặt phân xởng ta bố trí đàn nh sau: Dãy nhà số bố trí dãy đèn , dãy 10 bóng khjoảng cách bóng 5m , khoảng cách tù tờng phân xởng đến dãy đèn gần theo chiều dài phan xởng 2,5m theo chiều rộng phân xởng 1,5m Tổng số bóng đèn cần dùng n1= 50 bóng Dãy nhà số hai bố trí dãy đèn , dãy bóng khoảng cách bóng 5m , khoảng cách tù tờng phân xởng đến dãy đèn gần theo chiều dài phan xởng 2,5m theo chiều rộng phân xởng 0,5m Tổng số bóng đèn cần dùng n2= 20 bóng - Xác định số phòng 69 = a.b => H (a + b ) 50 * 18 = 3(50 + 18) = 4.41 = 3(25 + 16) = 3.2 25 * 16 - Lấy hệ số phản xạ tờng là: tg = 50% ; trần : tr = 30% Tra bảng phụ lục (PL6-7-TL1) tìm đợc hệ số sử dụng ksd1 = 0,47 k sd =0.45 + Xác định số bóng đèn n: - Xác định khoảng cách bóng đèn L: Ta có: L = 1,8 H Tra bảng với đèn sợi đốt, bóng vạn có L/H = 1,8 , xác định khoảng cách đèn: L = 1,8.H =1,8.3 =5,4(m) Nh ta chọn khoảnh cách bong đèn 5m nh hợp lý Quang thông đèn Tra bảng lấy độ rọi E = 30(lux) + Hệ số trữ K = 1,2 + Hệ số tính toán Z = 1,2 Vậy quang thông bóng đèn đợc xác định: F1 = E.S K Z 30.900.1,2.1,2 = = 2240,42(lm) n.K sd 40.0,47 F1 = E.S K Z 30.4001,2.1,2 = =2117,27(lm) n.K sd 20.0,45 Tra bảng (PL6-8-TL1) chọn bóng đèn dây tóc vạn có công suất P = 200(W) điện áp U = 220V có quang thông F = 2528(lm) Tổng công suất chiếu sáng toàn phân xởng: Pcs = 60(bóng).200(W) = 12(KW) Thiết kế mạng điện chiếu sáng chiếu sáng Đặt riêng tủ cạnh cửa vào lấy điện từ tủ PP phân xởng Tủ gồm áptômát pha cực đặt đầu vào 15 áptômát nhánh pha cực 10 Atomat cấp cho 10 dãy đèn dãy nhà số dãy đèn bóng ,5 ,Atomat lại cấp cho dãy đèn dãy nhà số 2, dãy có bóng Chọn áptômát tổng đặt tủ phân phối áptômát đặt tủ chiếu sáng: 70 Itt cs = Pcs 3.U dm cos = 12 3.0,4.1 = 18,2( A) Chọn áptômát kiểu C60H hãng Merlin Gerin chế tạocó thông số sau Bảng 2-1: Thông số áptômất tổng : Kiểu C60H Iđm(A) 20 415 Uđm(V) 380 Số cực IđMbv (ka) 15 b Chọn cáp từ tủ PP đến tủ chiếu sáng Dòng chiếu sáng tổng: Itt cs = Pcs 3.U dm = 1275 3.0,4 = 18,2( A) Chọn cáp 4G2,5 cách điện PVC hãng LENS chế tạo có Icp = 41 + Kiểm tra điều kiện phát nóng Khc.Icp Itt cs Với Khc = Khc.Icp = 41(A) > 18,2(A) Vậy cáp nh thoả mãn điều kiện phát nóng + Kiểm tra điều kiện kết hợp áptômát: 1,25.I dm 1,25.20 Khc.Icp 66(A) > 1,5 = 16,7(A) 1,5 Vậy cáp chọn thoả mãn điều kiện c Chọn áptômát nhánh Mỗi nhánh cung cấp cho bóng đèn có công suất: Pnh = 4.*2000 = 800(W) Ittnh = 800 = 3,63( A) 220 Chọn áptômát Nhật chế tạo có thông số: Bảng 2-2: Thông số áptômát nhánh Số lợng 15 Kiểu NC45A Số cực Uđm(V) 220 d Chọn dây từ Aptomat nhánh đến cụm đèn: 71 Iđm(A) Iđmcát(A) 4,5 Mỗi đờng dây cung cấp cho bóng đèn có công suất: Pđd = 800(W) = 0,8(KW) Với Ittnh = 3,41(A), chọn dây đồng lõi tiết diện 2x1,5 mm có I cp =26 A cách điện PVC hãng LENS chế tạo + Kiểm trra điều kiện phát nóng: Khc.Icp Itt 26(A) > 18,2(A) Dây dẫn thoã mãn điều kiện phát nóng + Do đờng dây đợc bảo vệ áptômát phải kết hợp điều kiện cắt: 1,25.I dm 1,25.6 Icp 26(A) > 1,5 = 5(A) 1,5 Vậy dây chọn thoả mãn điều kiện 72 73 [...]... Nhóm III Máy cắt mép Máy mài vạn năng Máy mài dao cắt ngọt Máy mài mũi khoan Máy mài sắc mũi phay Máy mài dao chuất Máy mài mũi khoét Thiét bị hoá bền kim loại Máy giũa Máy khoan bàn Máy để mài tròn Máy mài thô Cộng nhóm III Nhóm IV Máý tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy bào ngang Máy biến áp hàn Cộng nhóm IV Nhóm V Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan hớng tâm Máy bào ngang Máy mài... lý cho đờng dây tải điện từ hệ thống về nhà máy Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải là : 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] Ta có U = 4.34 15 + 0.016 * 7238.24 = 49.6 (kV) Trạm biến áp trung gian có các mức điện áp là 22kV và 6 kV Nh vậy ta chọn cấp điện áp cung cấp cho nhà máy. .. than(9) - Trạm B2: Cấp điện cho Phân xởng thái và nấu củ cải đờng(2) và Bộ phận cô đặc(3) - Trạm B3: Cấp điện cho Phân xởng Tinh chế(4) và Kho thành phẩm(5) và Phân xởng sửa chữa cơ khí(6) - Trạm B4: Cấp điện cho Phân xởng Trạm bơm - Trạm B5: Cấp điện cho Phân xởng sửa chữa cơ khí 1 Trạm biến áp B1: Cấp 1 Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Kho củ cải đờng và Kho than Trạm đợc đặt hai máy biến áp làm việc... Chơng II thiết kế mạng cao áp cho của nhà máy Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp điện có ảnh hởng rất lớn đến vấn đề kinh tế kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện đợc gọi là hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật sau : 1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật 2 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế 3 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện 4 Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành 5 An toàn cho ngời và thiết bị... trởng của phụ tải Trình tự tính toán và thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các bớc sau : 1.Vạch ra các phơng án cung cấp điện 2 Lựa chọn vị trí , số lợng , dung lợng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại , tiết diện đờng dây cho các phơng án 3 Tính toán thiết kế kỹ thuật để lựa chọn phơng án hợp lý 4 Thiết kế chi tiết các phơng án lựa chọn Trớc khi vạch ra các phơng án cụ thể cho việc cấp điện. .. tâm Điện năng từ hệ thống sẽ đợc cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng thông qua trạm phân phối trung tâm Nhờ việc quản lý vận hành thuận lợi mạng điện cao áp của nhà máy nên sẽ giảm chi phí vận hành , độ tin cậy cung cấp điện đợc gia tăng, song vốn đầu t cho mạng cũng tăng đáng kể 4 Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm Ta xác định tâm phụ tải điện của nhà máy. .. tính toán của nhà máy 1 Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy Pttnm = k dt Ptti = 0.88 * 2797.8 = 2462.1 kW Trong đó: kdt = 0.88 là hệ số số đồng thời 2 Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy Qttnm = k dt Qtti = 0.88 * 1978.02 = 1582.4 kVar 3 Phụ tải tính toán toàn phần của toàn nhà máy S ttnm = P 2 ttnm + Q 2 ttnm = 2462.2 2 + 1582.2 2 = 2741.2 KVA 4 Hệ số công suất của toàn nhà máy cos... (1) và Kho than(9) - Trạm B2: Cấp điện cho Phân xởng thái và nấu củ cải đờng(2) và Bộ phận cô đặc(3) - Trạm B3: Cấp điện cho Phân xởng Tinh chế(4) và Kho thành phẩm(5) - Trạm B4: Cấp điện cho Phân xởng Trạm bơm - Trạm B5: Cấp điện cho Phân xởng sửa chữa cơ khí 1 Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Kho củ cải đờng và Kho than Trạm đợc đặt hai máy biến áp làm việc song song n * k hc * S dmB S tt ta có: Stt... ttpx 122 Từ các kết quả trên ta có bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán cho phân xởng SCCK 11 12 Bảng 1.9 - Bảng phụ tải điện của phân xởng sửa chữa cơ khí Tên nhóm và thiết bị điện Số lợng KH trên mặt bằng Công suất đặt P0 (kW) Iđm (A) Hệ số sử dụng ksd cos tg Số thiết bị hiệu quả nhq Hệ số cực đại kmax Phụ tải tính toán Ptt,k W 1 Nhóm I Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren... việc của phụ tải Trong mọi trờng hợp trạm biến áp chỉ đặt một máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành song độ tin cậy cung cấp điện không cao Các trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại I và II nên dùng hai máy biến áp còn hộ loại III thì chỉ cần một máy biến áp 3 Dung lợng các máy biến áp đợc lựa chọn theo điều kiện: nk hc S dmB S tt và kiểm tra điều kiện sự cố một máy biến