Đồ án cung cấp điện spkt

Đồ án môn học giúp sinh viên có được điều kiện vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng.Qua đó sinh viên có thể hiểu rõ hơn những kiến thức đã học ờ các môn lý thuyết ,tổng hợp kiến thức cũ một cách có hệ thống, phát hiện được những thiếu sót yếu kém của mình để từ đó khắc phục ,củng cố lại .Đồ án “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khi” là một trong những điều kiện để em có thể thấy được những điều trên.Tuy có 1 tín chỉ nhưng đây là một môn học rất quan trọng, đòi hỏi sinh viên cần phải học tốt để sau khi ra trường trở thành người kỹ sư thì có thể làm việc được .

ĐỒ ÁN MÔN HỌC :

BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

CUNG CẤP ĐIỆN

GVHD: Vũ Thị Ngọc

SVTH: Võ Duy

LuyệnMSSV: 14142187

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC

Ngày nay dưới sự vũ bão phát triển của khoa học kỹ thuật ,đặc biệt là cuộc cách mạng về công nghệ đã và đang làm thay đổi thế giới mạnh mẽ Nhu cầu của con người ngày càng tăng.Yêu cầu về nguồn năng lượng cung cấp cho sản xuất phục vụ đời sống càng cao hơn về hiệu suất và chi phí Điện năng một dạng năng lượng có thể truyền tải với hiệu suất cao và chi phí hợp lý ngày càng đóng vai trò quan trọng trong tất cả các nghành sản xuất công nghiệp

Ở nước ta trong thời kỳ công nghiệp hóa-hiện đại hóa nhu cầu tiêu thụ về điện ngày càng tăng cao.Vì thế việc thiết kế cung cấp điện cho một phụ tải côngnghiệp là yêu cầu cấp thiết để đảm bảo chi phí vận hành thấp nhất, hiệu suất caonhất, tổn thất thấp nhất đòi hỏi sinh viên nghành điện phải học tập kiến thức vững chắc để đáp ứng yêu cầu này

Đồ án môn học giúp sinh viên có được điều kiện vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng.Qua đó sinh viên có thể hiểu rõ hơn những kiến thức đã học ờ các môn lý thuyết ,tổng hợp kiến thức cũ một cách có hệ thống, phát hiện được những thiếu sót yếu kém của

mình để từ đó khắc phục ,củng cố lại Đồ án “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khi” là một trong những điều kiện để em có thể thấy được những

điều trên.Tuy có 1 tín chỉ nhưng đây là một môn học rất quan trọng, đòi hỏi sinhviên cần phải học tốt để sau khi ra trường trở thành người kỹ sư thì có thể làm việc được

Đồ án đối với em là một sự tập dượt quý báu trước khi bước vào thực

tế khó khăn, đồ án của em là thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng điện , với đặc thù của loại nhà máy này là có nhiều thiết bị và công đoạn yêu cầu được cung cấp điện liên tục với chất lượng đảm bảo

Để thiết kế hệ thống cung cấp điện an toàn và đảm bảo tin cậy đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức giảng dạy trên giảng đường , mỗi sinh viên ngành hệ thống điện điều được giao một bài tập thiết kế một mạng điện cho

một xí nghiệp nhà máy nhất định bản thân em được nhận đồ án thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng 3 cơ khí với số liệu phụ tải đã cho

Do trình độ còn hạn chế , kinh nghiệm chưa nhiều , tài liệu tham khảo không nhiều , nên trong quá trình thực hiện đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót , em rất mong được sự góp ý , nhắc nhở , nhận xét của Thầy để

em có thể kịp thời bổ sung vào kiến thức của mình

Để đồ án môn học này hoàn thành ngoài sự nổ lực cố gắng của bản thân,

em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của cô ,bạn bè Em không biết nói gì hơn,

em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến:

- Trường ĐHSPKTTPHCM đã sắp xếp môn học này để em có thể nâng cao , củng cố kiến thức của mình

- Khoa điện trường ĐHSPKT đã tạo điều kiện tốt cho em trong quá trình thực hiện đồ án

- Thư viện trường đã cung cấp cho chúng em những tài liệu cần thiết , liên quan

- Đặc biệt là cô Vũ Thị Ngọc là người đã trực tiếp truyền đạt , chỉ bảo , cô

đã cung cấp tài liệu và những kiến thức mới , cũng cố kiến thức củ , giúp đỡ em tận tình trong suốt quá trình thực hiện đồ án

- Các bạn sinh viên đã nhiệt tình đóng góp những ý kiến quí báu để tôi có thêm cơ sở cho việc hoàn thành đồ án

Sinh viên thực hiện đồ án:

Võ Duy Luyện

Tài Liệu tham khảo

1 Giáo trình cung cấp điện – Quyền Huy Ánh.

2 Hướng dẫn và thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn

IEC – Schneider Electric.

3 Tiêu chuẩn Việt Nam thiết kế cơ, điện.

4 Tài liệu tham khảo và catalogue thiết bị điện tại

Website http://vietstar.com.vn/vi/

5 Catalogue dây dẫn và thiết bị đóng ngắt Copper.

6 Tài liệu và catalogue tại website

http://www.quyenhuyanh.com/

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Phụ Lục

Chương I : Chiếu sáng



I Đặc điểm phân xưởng

• Phân xưởng với tổng diện tích mặt bằng là F=30 40=1200(m2),cao 5m.Trong đó,chiều dài phân xưởng là 40m, chiều rộng là 30m

• Phân xưởng có ba cửa ra vào,một cửa chính và hai cửa phụ,còn lại toàn

bộ mặt bằng là máy móc và thiết bị Nguồn điện cung cấp cho phânxưởng được lấy từ trạm biến áp 3 pha 22/0.4KV

• Phân xưởng được xây dựng ở nơi có nhiệt độ trung bình hằng nămkhoảng 25÷300C Phân xưởng làm việc theo ca , mỗi ngày ba ca,trongphân xưởng gồm 30 thiết bị 3 pha

II CÁC YÊU CẦU CHUNG CỦA MÔI TRƯỜNG ÁNH SÁNG

• Bảo đảm độ rọi yêu cầu cho từng vị trí làm việc

• Phân bố độ chói trong không gian chiếu sáng

• Tránh gây chói loá cho người làm việc

• Tạo hướng ánh sáng thích hợp

• Màu sắc ánh sáng phù hợp với công việc và màu sắc các bề mặt tại nơi làm việc

• Giảm sự nhấp nháy ánh sáng của các loại bóng đèn

• Bảo đảm mức độ chiếu sáng tự nhiên cần thiết

• Duy trì các thông số ánh sáng trong suốt thời gian sử dụng

III THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

 Kích thước phân xưởng

 Hệ số phản xạ tường (tường sơn màu trắng): ρt = 30%

 Hệ số phản xạ sàn (xám đâm): ρs = 10%

 Các đặc điểm khác

 Môi trường làm việc có bụi

 Thời gian làm việc ba ca

 Độ tuổi người lao động từ 25 đến 35 tuổi

 Tính chất công việc không phân biệt màu sắc, độ tương phản giữa vật

và nền tương đối cao

 Tính toán thiết kế

- Chọn đèn:

Led Greenline System light 20000lm

 Chọn kiểu đèn kiểu chiếu sáng trực tiếp chóa phản xạ vuông

- Chọn độ rọi yêu cầu

 Chọn độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn phân xưởng cơ khí

+ Emax = 704 (lux)

+ Emin = 338 (lux)

- Phân bố đèn cho phân xưởng

Yêu cầu : Mặt phẳng làm việc phải nhận được lượng ánh sáng giống

nhau Dựa theo yêu cầu này ta thiết kế như sau :

 Lắp đặt đèn thành 6 hàng và 8 cột theo chiều rộng và chiều dài phân

xưởng

 Hàng cách hàng 5m , cột cách cột 5m

 Hàng trong cùng cách tường 2.5m , cột trong cùng cách tường 2.5m

Các thông số này như đã tính toán với phần mềm Dialux

Bản vẽ phân bố đèn trong phân xưởng

- Vạch phương án đi dây chiếu sáng:

 Việc yêu cầu chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất phải đảm bảo yêucầu về chiếu sáng công nghiệp

 Mạng chiếu sáng được cung cấp từ một đường dây riêng từ tủ chiếusáng và tủ chiếu sáng được cấp điện từ tủ phân phối chính MĐB

 Tủ chiếu sáng , các bản điện và công tắc được đặt gần cửa ra vào , tủ

chiếu sáng được đặt gần tủ phân phối MĐB

 Chọn dây dẫn cho mạng chiếu sáng:

- Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng :

 Công suất tính toán chiếu sáng của toàn bộ phân xưởng (tiêu

chuẩn IEC trang B23 thì =1):

 Dòng điện tính toán chiếu sáng

In = = = 8,31 (A)

 Chọn dây dẫn 4 lõi ,cách điện bằng PVC , đi trên mương cáp ,

to=35oC

 5 mạch đi trên một hàng đơn trên trần K2=0.64

 Cách điện PVC nhiệt độ môi trường 35○C K3=0.93

- Itt = = = 17.9 (A)

- Icp=17.9V

 Chọn cáp LV-Cu Copper4X1.5mm 2 PVC-19A

Chọn CB In= 16A

Sụt áp trên đường dây

 Chọn dây dẫn copper 2x1.5mm2 –19A-Cu- PVC

 Kiểm tra sụt áp: 9.984V => =4.34% > 3% (không đạt yêu cầu)

 Chọn dây dẫn copper 2x2.5mm 2 -25A-Cu-PVC

o Kiểm tra sụt áp: 5.99V => =2.6% < 3% (đạt yêu cầu)

 Vậy chọn dây dẫn copper 2x2.5mm 2 - 25A-Cu-PVC.

Chọn CB: In=6A

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI TRONG PHÂN

XƯỞNG



I Thông số thiết bị và mặt bằng phân xưởng

Bảng số lượng thiết bị phân xưởng

ST

T

Kí hiệutrên mặt bằng

S.lượng

II Phân nhóm phụ tải

Căn cứ vào việc bố trí của phân xưởng và yêu cầu làm việc thuận tiện nhất, đểlàm việc có hiệu quả nhất thông qua các chức năng hoạt động của các máy mócthiết bị

Ngoài các yêu cầu về kỹ thuật thì ta phải đạt yêu cầu về kinh tế, không nên đặtquá nhiều các nhóm làm việc đồng thời, quá nhiều các tủ động lực như thế sẽkhông lợi về kinh tế

Tuy nhiên một yếu tố quan trọng cần phải quan tâm là việc phân nhóm phụ tải

Vì phân nhóm phụ tải sẽ quyết định tủ phân phối trong phân xưởng, số tuyếndây đi ra của tủ phân phối

Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào các yếu tố sau :

• Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng chức năng

• Phân nhóm theo khu vực: các thiết bị gần nhau thì chia thành một nhóm.

• Phân nhóm có chú ý đến phân đều công suất cho các nhóm: tổng công suấtcủa các nhóm gần bằng nhau

• Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tải của CB chuẩn

• Số nhóm không nên quá nhiều: 2,3 hoặc 4 nhóm

III Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng

 Hiện nay, có nhiều phương pháp tính phụ tải tính toán, thường những

phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện thì lại kém chính xác Ngược lại, độchính xác cao thì lại phức tạp Vì vậy, tùy theo công trình thiết kế và tùy theoyêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp cho thích hợp

 Ta có sơ đồ đi dây của phân xưởng như sau , từ đó dựa vào sơ đồ này để chọn

hệ sô Kđt cho mỗi nhóm

Giả thiết có một nhóm máy gồm nj thiết bị có công suất định mức và chế

độ làm việc khác nhau Ta gọi n hq làsố thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả của

nhóm máy, đó là một số quy đổi gồm có n hq thiết bị có công suất định mức vàchế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêu thụ thực

bởi nj thiết bị tiêu thụ trên Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả được xác địnhmột cách tương đối chính xác theo các bước như sau:

 Bước 1: Xác định số thiết bị trong từng nhóm nj

 Bước 2: Xác định số thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pmaxj

 Bước 3: Xác định tổng số thiết bị n1j trong nhóm có: Pđmij ≥ Pmaxj

 Bước 4: Tính tổng công suất thiết bị có trong nhóm:

 Bước 5: Xác định tổng công suất P1j của n1j thiết bị trong nhóm:

 Bước 6: Lập tỉ số : n*j = ; P*j =

 Bước 7: Tra bảng đồ thị tìm nhq*j = f(n*j , P*j) Suy ra nhqj = n*j nj

 Bước 8: Từ nhqj , Ksdj ta tra bảng tìm được Kmaxj

 Bước 9: Xác định phụ tải tính toán nhóm j:

1 Phụ tải tính toán của nhóm A:

Tên

nhóm

Kí hiệutrênmặtbằng

Công suất tiêu:

Hệ số công suất trung bình:

 Qtt3 = = 20,4 (KVAr)

Dòng điện :

 Itt3 = = = 54,4(A)

- Phụ tải tính toán phần động lực toàn phân xưởng được xác định theo côngthức sau :

 (trang 29, sách “Cung cấp điện” của thầy Quyền HuyÁnh)

- Trong phân xưởng do có thêm một nhánh chiếu sáng nên n = 4

2 Xác định tâm phụ tải của nhóm và của phân xưởng:

Tâm phụ tải là một điểm nằm trong mặt bằng phụ tải mà nếu ta đặt tủphân phối chính hay trạm biến áp tại đó thì các chi phí về kim loại màu, về tổnthất công suất, về tổn thất điện năng và tổn thất điện áp xem như là rất nhỏ.Chọn hệ trục tọa độ Oxy: Lấy góc bên trái phía dưới làm gốc tọa độ, trục tung

oy trùng với cạnh rộng của mặt bằng phân xưởng, trục ox trùng với cạnh dài củamặt bằng phân xưởng

Dựa vào hệ trục toạ độ ta xác định được tâm phụ tải của từng nhóm máy và củatoàn phân xưởng

Tọa độ tâm phụ tải nhóm j được xác định:

;

Với xij , yij lần lượt là hoành độ và tung độ của thiết bị thứ i trong nhóm j

Pij là công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm j

Ta tiến hành đo được các tọa độ xij , yij trên mặt bằng phân xưởng

Trong đó xnhj ; ynhj lần lượt là tọa độ của nhóm thứ j

Pttj là công suất tính toán của nhóm thứ j

 Xpx = = 23,88 (m)

 Ypx= = 16,74 (m)

Tọa độ tâm phụ tải phân xưởng là I (23,88m; 16,74m)

- Không gây cản trở lối đi

- Gần cửa ra vào, an toàn cho người

- Thông gió tốt

Tuy nhiên việc đặt tủ theo tâm phụ tải trên thực tế thì không thỏa được các yêu cầu trên nên ta có thể dời tủ đến vị trí khác thuận tiệân hơn như gần cửa ra vào

và cũng gần tâm phụ tải hơn

Vì vậy dựa vào các điều kiện trên ta chọn vị trí đặt tủ phân phối và tủ động lựcnhư sau:

CHƯƠNG III : CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY

• Đảm bảo chất lượng điện năng

• Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

• An toàn trong vận hành

• Linh hoạt khi có sự cố và thuận tiện khi sửa chữa

• Đảm bảo tính kinh tế, ít phí tổn kim loại màu

• Sơ đồ nối dây đơn giản, rõ ràng

2 Phân tích các phương án đi dây:

Có nhiều phương án đi dây trong mạng điện, dưới đây là 2 phương án phổ biến:

a) Phương án đi dây hình tia:

Trong sơ đồ hình tia, các tủ phân phối phụ được cung cấp điện từ tủ phân phốichính bằng các tuyến dây riêng biệt Các phụ tải trong phân xưởng cung cấpđiện từ tủ phân phối phụ qua các tuyến dây riêng biệt Sơ đồ nối dây hình tia cómột số ưu điểm và nhược điểm sau:

 Ưu điểm:

- Độ tin cậy cung cấp điện cao

- Đơn giản trong vận hành, lắp đặt và bảo trì

- Sụt áp thấp

 Nhược điểm:

- Vốn đầu tư cao

- Sơ đồ trở nên phức tạp khi có nhiều phụ tải trong nhóm

- Khi sự cố xảy ra trên đường cấp điện từ tủ phân phối chính đến các tủphân phối phụ thì một số lượng lớn phụ tải bị mất điện

- Phạm vi ứng dụng: mạng hình tia thường áp dụng cho phụ tải tập trung

(thường là các xí nghiệp, các phụ tải quan trọng :loại 1 hoặc loại 2)

b) Phương án đi dây phân nhánh:

Trong sơ đồ đi dây theo kiểu phân nhánh ta có thể cung cấp điện cho nhiều phụtải hoăïc các tủ phân phối phụ.

Sơ đồ phân nhánh có một số ưu nhược điểm sau:

 Ưu điểm:

• Giảm được số các tuyến đi ra từ nguồn trong trường hợp có nhiều phụ tải

• Giảm được chi phí xây dựng mạng điện

• Có thể phân phối clang seat đều trên các tuyến dây

 Nhược điểm:

• Phức tạp trong vận hành và sửa chữa

• Các thiết bị ở cuối đường dây sẽ có độ sụt áp lớn khi một trong các thiết bịđiện trên cùng tuyến dây khởi động

• Độ tin cậy cung cấp điện thấp

Phạm vi ứng dụng : sơ đồ phân nhánh được sử dụng để cung cấp điện cho các

phụ tải công suất nhỏ, phân bố phân tán, các phụ tải loại 2 hoặc loại 3

c) Sơ đồ mạng hình tia phân nhánh :

Thông thường mạng hình tia kết hợp phân nhánh thường được phổ biến nhất ở các nước, trong đó kích cỡ dây dẫn giảm dần tại mọi điểm phân nhánh, dây dẫn thường được kéo trong ống hay các mương lắp ghép.

Ưu điểm: Chỉ một nhánh cô lập trong trường hợp có sự cố (bằng cầu chì

hay CB) việc xác định sự cố cũng đơn giản hoá bảo trì hay mở rộng hệ thốngđiện, cho phép phần còn lại hoạt động bình thường, kích thước dây dẫn có thểchọn phù hợp với mức dòng giảm dần cho tới cuối mạch

 Nhược điểm: Sự cố xảy ra ở một trong các đường cáp từ tủ điện chính sẽ

cắt tất cả các mạch và tải phía sau

II Vạch phương án đi dây :

Khi vạch phương án đi dây cho một phân xưởng ta cần lưu ý các điểm sau:

• Từ tủ phân phối đến các tủ động lực thường dùng phương án đi hình tia

• Từ tủ động lực đến các thiết bị thường dùng sơ đồ hình tia cho các thiết bịcông suất lớn và sơ đồ phân nhánh cho các thiết bị công suất nhỏ

• Các nhánh đi từ tủ phân phối không nên quá nhiều (n<10) và tải của cácnhánh có công suất gần bằng nhau

• Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý dến dòng định mức của các CBchuẩn

• Đối với phụ tải loại 1 chỉ được sử dụng sơ đồ hình tia

Do đặc điểm của phân xưởng là phụ tải tập trung và phân xưởng thuộc hộ tiêuthụ loại hai nên ta chọn phương án đi dây theo sơ đồ hình tia từ tủ phân phốichính đến các tủ phân phối phụ và từ tủ phân phối phụ DB đến các thiết bị nhưsau:

Có nhiều phương án lựa chọn hệ thống dây và phương pháp lấp đặt dây cho phân xưởng Theo tiêu chuẩn IEC 364-5-52(1993) qui định về việc lựa chọn và lắp đặt hệ thống dây dẫn dựa trên các nguyên tắc liên quan đến cáp và dây dẫn cách đấu nối ngầm ,giá đỡ hay cáp treo.v.v

Để lựa chọn phương thức đi dây và tiến hành đi dây ta dựa vào tiêu chuẩn IEC ở bảng 5.3 và 5.4 (sách giáo trình cung cấp điện _TS Quyền Huy Ánh ) kết hợp với tính chất phụ tải , đặc điểm phân xưởng , điều kiện làm việc và tiện cho việc sửa chữa cũng như di chuyển sau này Vì vậy ta chọn phương án lắp đặt dây như sau :

+ Dây dẫn từ trạm biến áp DT(Distribution Transformer) đến tủ phân phối chính MDB ta chọn cáp CXV/WA ruột đồng cách điện XLPE,vỏ PVC,có giáp bảo vệ,chôn trong đất Copper sản xuất Trong đó gồm 3 dây pha và một dây trung tính có tiết diện bằng ½ dây pha

+ Từ tủ MDB đến các tủ phân phối phụ DB và tủ chiếu sáng DBCS :tiến hành chọn cáp điện lực CVV với 3 dây pha A,B,C cùng loại và 1 dây trung tính N có tiết diện bằng 1/2 dây pha.Với phương thức đi dây cáp trên máng cáp ,hàng đơn nằm ngang,4 mạch trong 1 hàng

+ Từ các tủ phân phối phụ DB đến các thiết bị, máy móc : đi dây cáp bọc PVC

đa lõi ,ruột đồng, đi ngầm