Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước. Như chúng ta đã xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điện năng sản xuất ra dùng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp. Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra được điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải một cách hiệu quả, tin cậy.Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh quốc dân
TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH BỘ LAO ĐỘNG_TB & XH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Độc lập - Tự - Hạnh phúc -LỜI NÓI ĐẦU Điện dạng lượng phổ biến có tầm quan trọng thiếu lĩnh vực kinh tế quốc dân đất nước Như xác định thống kê khoảng 70% điện sản xuất dùng xí nghiệp, nhà máy công nghiệp Vấn đề đặt cho sản xuất điện làm để cung cấp điện cho phụ tải cách hiệu quả, tin cậy.Vì cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa to lớn kinh quốc dân Nhìn phương diện quốc gia, việc đảm bảo cung cấp điện cách liên tục tin cậy cho ngành công nghiệp tức đảm bảo cho kinh tế quốc gia phát triển liên tục kịp với phát triển khoa học công nghệ giới Khi nhìn phương diện sản xuất tiêu thụ điện công nghiệp ngành tiêu thụ nhiều nhất.Vì cung cấp điện sử dụng điện hợp lý lĩnh vực có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác cách hiệu công suất nhà máy phát điện sử dụng hiệu lượng điện sản xuất Một phương án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp cách hài hoà yêu cầu kinh tế,độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc 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 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH Đặc biệt kinh tế nước ta hiên chuyển dần từ kinh tế mà nông nghiệp chiếm tỉ lệ lớn sang kinh tế công nghiệp nơi máy móc dần thay sức lao động người Để thực sách công nghiệp hóa, đại hóa nghành nghề tách rời khỏi việc nâng cấp thiết kế hệ thống cung cấp điện để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng không ngừng điện Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, với kiến thức học môn cung cấp điện em nhận đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng khí nhà máy khí Là sinh viên ngành điện, thông qua việc thiết kế đồ án giúp em bước đầu có kinh nghiệm thiết kế hệ thống cung cấp điện thực tế Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với cố gắng thân, đồng thời với giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo, người trước có giàu kinh nghiệm Qua em xin cảm ơn cô giáo Nguyễn Minh Thư, người tận tình hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án này.Song thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức hạn chế nên đồ án em tránh khỏi thiếu sót Do em kính mong nhận góp ý, bảo thầy cô giáo để em bảo vệ đồ án đạt kết tốt SV: Trần Danh Quốc SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH CHƯƠNG 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 1.2 - MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1KTA VÀ TOÀN NHÀ MÁY 1N4 2.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 2.1.1 Phân nhóm phụ tải 2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 12 2.1.3 Tính toán phụ tải nhóm 17 2.1.4 Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng khí 20 2.1.5 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng khí .20 2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY .21 CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY A THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO P.X CƠ KHÍ 23 3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 23 3.2 - CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 24 3.3 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG 25 3.3.1 Chọn dây chảy bảo vệ cho máy 26 3.3.2 Chọn dây dẫn cung cấp cho thiết bị 28 3.3.3 Chọn dây chảy bảo vệ cho nhóm máy 32 3.3.4 Chọn cáp dẫn cung cấp cho nhóm máy 33 3.3.5 Chọn tủ phân phối 34 3.3.6 Chọn tủ động lực .34 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH 3.3.7 Chọn aptomat bảo vệ cho phân xưởng 35 B THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ 35 3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 35 3.2 - CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY .36 3.2.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện .36 3.2.2 Chọn dung lượng số lượng máy biến áp nhà máy 36 3.2.3 So sánh phương án cấp điện cho Nhà máy .38 3.3 - PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY KỂ CẢ TỔN THẤT CÔNG SUẤT .42 3.3.1 Xác định tổn thất máy biến áp 42 3.3.2 Vị trí trạm biến áp nhà máy .43 3.3.3 Chọn thiết bị điện mạng điện nhà máy 44 A CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP .44 B CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP 50 CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN 4.1 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 56 4.2 KIỂM TRA THIẾT BỊ 66 CHƯƠNG V THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .84 6.2 XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ 85 6.3.1.Xác định dung lượng bù 86 6.3.2 Phân bố dung lượng bù cho hạ áp .86 6.3.3 Kiểm tra cos ϕ bù nhà máy sau lắp đặt bù 86 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH CHƯƠNG 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 Phân xưởng khí khâu quan trọng nhà máy khí công nghiêp, mắt xích quan trọng để tạo nên sản phẩm công nghiệp hoàn chỉnh Loại phân xưởng chuyên môn hóa loại sản phẩm phát huy mặt mạnh mình, đóng góp vào việc thúc đẩy phát triển nghành công nghiệp nói chung nước nhà Trong thời kì công nghiệp hóa, đại hóa sản xuất công nghiệp trọng hết, đầu tư trang bị máy móc đại có khả tự động hóa cao để không bị lạc hậu so với nước khu vực giới Vì phân xưởng khí đòi hỏi phải có nguồn điện cung cấp tin cậy Phân xưởng khí 1KTA nhà máy khí 1N4 đồ án có quy mô lớn với 14 phân xưởng có phụ tải điện sau: Bảng -1: Bảng số liệu phụ tải tinh toán phân xưởng nhà máy stt 10 11 12 13 Tên phân xưởng Cơ điện Cơ khí Cơ khí Rèn, dập Đúc thép Đúc gang Dụng cụ Mộc mẫu Nhiệt luyện Kiểm nghiệm Kho 1(Sản phẩm) Kho 2(vật tư) Nhà hành Ptt (kW) 120 Ptt 180 165 200 180 160 90 170 70 50 50 70 Qtt (kVAr) 110 Qtt 130 125 180 150 120 70 160 50 35 25 75 Loại hộ 1 1 1 2 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH 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 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 nhiêu 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 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH 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 mẩu 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… Điện nguồn lượng ngành công nghiệp, điều kiện quan trọng để phát triển khu đô thị, khu dân cư….Vì lý lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện phải trước bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện giai đoạn trước mắt mà dự kiến cho phát triển tương lai năm 10 năm có lâu Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo 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 Trong điều kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy cao tốt SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH Theo quy trình trang bị điện quy trình sản xuất nhà máy khí việc ngừng cung cấp điện ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại kinh tế ta xếp nhà máy khí vào hộ phụ tải loại 1.2.2 Chất lượng điện Chất lượng điện đánh giá hai tiêu chuẩn tần số điến áp Chỉ tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có hộ tiêu thụ lớn phải quan tâm đến chế độ vận hành cho hợp lý đễ góp phần ổn định tần số hệ thống lưới điện Vì người thiết kế cung cấp điện thường phải quan tâm đến chất lượng điện áp cho khách hàng Nói chung điện áp lưới trung áp hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức Đối với phụ tải có yêu cầu cao chất lượng điện áp máy móc thiết bị điện tử, khí có độ xác vv… điện áp cho phép dao động khoảng 2,5% 1.2.3 An toàn điện Hệ thống cung cấp điện phải vận hành an toàn người thiết bị Muốn đạt yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn vận hành, thiết bị phải chọn loại công suất Công tác xây dựng lắp đặt phải tiến hành đúng, xác cẩn thận Cuối việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai trò quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành quy định an toàn sử dụng điện 1.2.4 Kinh tế Khi đánh giá so sánh phương án cung cấp điện tiêu kinh tế xét đến tiêu kỹ thuật đảm bảo tiêu kinh tế đánh giá qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng thời gian thu hồi vốn đầu tư Việc đánh giá tiêu kinh tế phải thông qua tính toán so sánh phương án từ lựa chọn phương pháp, phương án cung cấp điện tối ưu SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH Tuy nhiên trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép yêu cầu vào để tiết kiệm thời gian chi phí trình thiết kế Bảng 1- : Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa khí TT 10 11 12 13 14 Tên thiết bị Máy tiện Máy tiện Máy tiện Máy bào Máy bào Máy phay Máy mài tròn Máy phay Máy chuốt Máy sọc Máy doa Máy cắt thép Máy bào Máy tiện 15 Máy BA hàn 380/65V 16 17 18 19 Máy phay Máy doa Máy tiện Máy doa 20 Cầu trục Ký hiệu Công suất (kW) cosϕ 10 0,65 0,8 0,6 4,5 0,8 0,7 0,8 11 0,65 7,5 0,75 4,5 0,65 10 0,6 11 10 0,6 12 13 0,65 13 4,5 0,8 14 4,5 0,6 15 kVA 15 0,65 ( ε = 40%) 16 15 0,6 17 17 0,65 18 12 0,8 19 12 0,6 15 kVA 20 0,6 ( ε = 35%) Ksd 0,18 0,17 0,19 0,16 0,15 0,16 0,19 0,2 0,18 0,16 0,2 0,17 0,16 0,2 0,15 0,17 0,16 0,15 0,2 0,16 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 2.1.1: Phân nhóm phụ tải - 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 điện Việc phân nhóm phải tuân theo nguyên tắc sau: Các thiết bị điện nhóm nên gần để giảm chiều dài đường dây hạ áp Nhờ tiết kiệm vốn đầu tư tổn thất đường dây hạ áp phân xưởng Chế độ làm việc thiết bị điện nhóm nên giống để xác định phụ tải tính toán xác thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm Tổng công suất nhóm nên xấp xỉ để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng phân xưởng toàn nhà máy Số thiết bị nhóm không nên nhiều số đầu tủ động lực thường ≤(8÷12) Tuy nhiên thường khó thoả mãn tất nguyên tắc Do người thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu phù hợp phương án Dựa vào nguyên tắc phân nhóm điện vào vị trí, công suất thiết bị bố trí mặt phân xưởng Trong đồ án với phân xưởng khí ta biết vị trí, công suất đặt chế độ làm việc thiết bị phân xưởng nên tính toán phụ tải động lực phân xưởng sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán tính theo công suất trung bình hệ số cực đại 10 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH b/ Chiếu sáng cục : hình thức chiếu sáng nơi cần quan sát xác tỷ mỷ phân biệt rõ chi tiết, với hình thức đèn chiếu sáng phải đặt gần vào nơi cần quan sát Chiếu sáng cục dùng để chiếu sáng chi tiết gia công máy công cụ, phận kiểm tra, lắp máy c/ Chiếu sáng hỗn hợp : Là hình thức chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung chiếu sáng cục Chiếu sáng chung hỗn hợp dùng nơi có công việc thuộc cấp I, II,II dùng cần phân biệt màu sắc , độ lồi lõm, hướng xắp xếp chi tiết 5.2.2 Chọn hệ thống chiếu sáng : Qua phân tích hình thức chiếu sáng mục ta thấy phân xưởng sửa chữa khí có đặc điểm thích hợp với hình thức chiếu sáng hỗn hợp ta chọn hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa khí hệ thống chiếu sáng hỗn hợp 5.2.3 Chọn loại đèn chiếu sáng: Hiện ta thường dùng phổ biến loại bóng đèn như: Đèn dây tóc đèn huỳnh quang a/ Đèn dây tóc: đèn dây tóc làm việc dựa sở xạ nhiệt Khi dòng điện qua sợi dây tóc làm dây tóc phát nóng phát quang - Ưu điểm đèn dây tóc chế tạo đơn giản, rẻ tiền đễ lắp đặt vận hành - Nhược điểm đèn dây tóc quang thông nhạy cảm với điện áp Nếu điện áp bị dao động thường xuyên tuổi thọ bóng đèn giảm b/ Đèn huỳnh quang: loại đèn ứng dụng tượng phóng điện chất khí áp suất thấp - Ưu điểm đèn huỳnh quang : Hiệu suất quang lớn, điện áp thay đổi phạm vi cho phép quang thông giảm (1%), tuổi thọ cao 84 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH - Nhược điểm đèn huỳnh quang : Chế tạo phức tạp, giá thành cao, cosϕ thấp làm tăng tổn hao công suất tác dụng làm giảm hiệu suất phát quang đèn, quang thông đèn phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, phạm vi phát quang phụ thuộc nhiệt độ, đóng điện đèn sáng quang thông thay đổi nên hay làm cho mắt mỏi mệt khó chịu c/ Chọn đèn chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa khí : - Qua phân tích ưu nhược điểm hai loại bóng đèn ta thấy phân xưởng sửa chữa khí ta dùng loại đèn sợi đốt thích hợp - Phân xưởng SCCK gồm: Chiều dài : 40 m Chiều rộng : 35 m Tổng diện tích : 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 85 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH 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 = m - Trong đó: + h – chiều cao phân xưởng (tính từ đến trần phân xưởng) h = 4,5m + 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 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) 86 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH 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 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 Lux 87 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH Hệ số dự trữ k =1,5 Hệ số tính toán Z =1,2 Vậy quang thông bóng đèn xác định: E.S k Z F = F = n.k = sd 30.1500.1,5.1,2 = 2566,3 (lm) 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 là: 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= 0,38kV Dòng điện định mức: I đmA ≥ I tt = Pcs 12,6 = = 19,14 3.U đm cos ϕ 3.0,38.1 ( A) Chọn Aptomat loại C60L hãng Merlin Gerlin chế tạo có thông số sau: Iđm = 25A ; Icắt N = 20kA 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 88 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH 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 1,5 1,5 A Chọn cáp loại 4G 2,5 cách điện PVC LENS có Icp = 31A - Chọn áptômát nhánh: Điện áp định mức: Uđm ≥ Uđmm = 0,35kV Dòng điện định mức: I đmA ≥ I tt = n.Pđ 7.0,2 = =4 U đm 0,35 A Chọn Áptômát loại NC60a Merlin Gerlin chế tạo có thông số sau: IđmA= 10A Icắt N= 3kA Uđm= 440V 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 2x1,5mm có Icp = 26A cách điện PVC hãng LENS chế tạo 89 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ KTA 90 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH 91 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH 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 , để tránh phải truyền tải lượng Q lớn đường dây người ta đặt gần hộ tiêu thụ điện máy sinh Q ( 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 92 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH 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 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 93 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH 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: 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 = 0,812 → tag ϕ1 = 0,719 φ2 - Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù Cosφ2 = 0,93 → tag ϕ2 = 0,395 α - Hệ số xét tới khả nâng cao cosφ biện pháp không đòi hỏi thiết bị bù 94 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH α = 0,9 ÷ Với nhà máy thiết kế ta tìm dung lượng bù: Qbù∑ = Pttnm.( tgφ1 – tgφ2 ) α = 1742 ( 0.719 – 0,395).1 = 564 (kVAr) 6.3.2 Phân bố dung lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng: Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia: Qbùi = Qi - Q − Q bu Rtd Ri Trong đó: n QttNM = ∑Q i =1 i - Phụ tải tính toán phản kháng tổng nhà máy Q = 1415 kVAr Ri - Điện trở nhánh thứ i nhà máy ( Ω ) Ri = RBi + RCi 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 ) : RCi= Ro l ( Ω ) n Căn vào số liệu máy biến áp cáp chương III ta có bảng kết sau: Bảng – 1: Kết tính toán điện trở nhánh 95 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH Đường cáp TPPTBA- Cơ điện TPPTBA- Cơ khí1 TPPTBA- Cơ khí2 TPPTBA- Rèn dập TPPTBA- Đúc thép TPPTBA- Đúc gang TPPTBA- Dụng cụ TPPTBA- Mộc mẫu TPPTBA- Láp ráp TPPTBA- Nhiệt luyện TPPTBA- Kiểm nghiệm TPPTBA- Kho L (km) 0,266 0,072 0,065 0,126 0,099 0,089 0,162 0,051 0,213 0,092 0,188 TPPTBA- Kho TPPTBA- Nhà HC 0,177 0,253 r0(Ω/km) 0,153 0,268 0,268 0,153 0,153 0,153 0,153 0,387 0,387 0,153 0,387 0,251 0,387 0,387 0,387 Ri=RCi (Ω) 0,0406 0,0192 0,0174 0,0192 0,0151 0,0136 0,0192 0,0197 0,0824 0,014 0,0727 0,0971 0,0684 0,0979 Điện trở tương đương mạng −1 1 = 1,478.10 −3 (Ω) Rtd = + + + R15 R1 R2 Xác định công suất bù tối ưu cho nhánh: Qbi = Qi − ( Qttnm − Qb ) Rtd Ri Qb1 = 110 − (1415 − 564) 0,001478 = 79 kVAr 0,0406 Tính toán tương tự với nhánh lại ta có kết quả: Qb2 = 29,5 kVar, Qb3 = 57,7 kVar,Qb4 = 59,5 kVar, Qb5 = 96,7 kVar, Qb6 = 57,5 kVar, Qb7 = 54,5 kVar, Qb8 = 6,2 kVar, Qb9 = 74,7 kVar, Qb10 = 70 kVar, Qb11 = 32,7 kVar, Qb12 = 22 kVar, Qb13 = 6,6 kVar, Qb14 = 62,2 kVar, Căn vào dung lượng bù cần đặt phân xưởng tra bảng PL 6.2 HTCCĐ ta chọn tụ điện bù DAE YEONG sản xuất có thông số kỹ thuật sau Bảng 7.2 Các thông số kỹ thuật tụ điện bù P.Xưởng Loại tụ Qbù (kVAr) Số Tổng Qbù (kVAr) Qbù yêu cầu (kVAr) 96 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH Cơ điện Cơ khí1 Cơ khí2 Rèn dập Đúc thép Đúc gang Dụng cụ Mộc mẫu Láp ráp Nhiệt luyện Kiểm nghiệm Kho Kho Nhà HC GVHD: LÊ KẾ CHINH DLE – 3H40K6T DLE – 3H15K6T DLE – 3H20K6T DLE – 3H20K6T DLE – 3H50K6T DLE – 3H45K6T DLE – 3H20K6T DLE – 3H10K6T DLE – 3H40K6T DLE – 3H40K6T DLE – 3H20K6T DLE – 3H25K6T DLE – 3H10K6T DLE – 3H35K6T 40 15 20 20 50 20 20 10 40 40 20 25 10 35 2 3 3 2 1 80 30 60 60 100 60 60 10 80 80 40 25 10 70 79 29,5 57,7 59,5 96,7 57,5 54,5 6,2 74,7 70 32,7 22 6,6 62,2 6.3.3 Kiểm tra cos ϕ bù nhà máy sau lắp đặt bù: - Tổng công suất tụ bù Qb = 1010 (kVAr) - Lượng công suất phản kháng truyền lưới cao áp nhà máy: Q = Qttnm − Qb = 1415 − 765 = 650(kVAr ) - Hệ số công suất phản kháng nhà máy sau bù: tgϕ = Q 650 = = 0,373 Pttnm 1742 Từ tg ϕ ta tính cos ϕ = 0,93 Sau đặt tụ bù cho lưới hạ áp hệ số công suất nhà máy đảm bảo yêu cầu đề tài KẾT LUẬN Trên toàn nội dung tính toán sơ phương pháp để áp dụng tính toán hệ thống cung cấp điện xưởng khí Nhà máy 97 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 TRƯƠNG ĐHSPKT VINH GVHD: LÊ KẾ CHINH 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 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 qủa 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 tháng năm 2014 Sinh Viên TRẦN DANH QUỐC 98 SV:TRẦN DANH QUỐC LỚP CĐ TĐH_K37 ... XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TỒN NHÀ MÁY 2.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 2.1.1: Phân nhóm phụ tải - Trong phân xưởng thường có nhiều thiết bị có cơng suất chế độ làm việc... đồ án có quy mơ lớn với 14 phân xưởng có phụ tải điện sau: Bảng -1: Bảng số liệu phụ tải tinh tốn phân xưởng nhà máy stt 10 11 12 13 Tên phân xưởng Cơ điện Cơ khí Cơ khí Rèn, dập Đúc thép Đúc... VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ U CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRỊ KINH TẾ Phân xưởng khí khâu quan trọng nhà máy khí cơng nghiêp, mắt xích quan trọng để tạo nên sản phẩm cơng