ĐỒ án CUNG cấp điện cho nhà máy cơ khí

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 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 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 SVTH: Võ Văn Toàn ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 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 thầy giáo VŨ ANH TUẤN , 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 Em xin chân thành cảm ơn ! Vinh , ngày tháng năm 2017 SV: VÕ VĂN TOÀN SVTH: Võ Văn Toàn ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN MỤC LỤC 3.3 CẤU TRÚC MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY 20 3.3.2 CHỌN VỊ TRÍ, DUNG LƯỢNG,SỐ LƯỢNG BIẾN ÁP 20 UĐMMC≥ UĐMLĐ 52 IĐMMC≥ ILVMAX 52 CHƯƠNG V : THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 67 CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG BÙ VÀ PHÂN PHỐI DUNG LƯỢNG BÙ CHO MẠNG XÍ NGHIỆP VỚI COSϕ =0,95 71 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 71 KẾT LUẬN 76 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1 Đặc điểm nhà máy Trong công nghiệp ngày ngành khí ngành công nghiệp then chốt kinh tế quốc dân để tạo sản phẩm cho phép ngành khác hoạt động phát triển Đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế, nhà máy khí chiếm số lượng phân bố rộng rãi khắp đất nước Vì việc xây dựng hệ thống cung cấp điện hợp lí giúp nhà máy hoạt động tốt đem lại nhiều lợi ích cho đất nước 1.2.Đặc điểm phân xưởng 1.2.1 - 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 SVTH: Võ Văn Toàn ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 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 1.2.2 - Phân xưởng khí 1, 2: 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 1.2.3- Phân rèn dập: Phân xưởng trang bị máy móc lò xo giúp cho việc rèn dập tọa phôi chi tiết khuân mẫu ,đảm bảo độ cứng độ bền học, xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.2.4 - 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 1.2.5 - Phân xưởng mộc mẫu: Phân xưởng trang bị máy móc thiết bị để làm ản phẩm phục vụ cho việc sản xuất dụng cị khác Phân xưởng ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.2.6- Kho thành phẩm Có nhiệm vụ bảo quản cất giữ sản phẩm nhà máy trình chưa tiêu thụ sản phẩm Yêu cầu cung cấp điện cho nhà kho chủ yếu cung cấp điện chiếu sáng sấy bảo quản sản phẩm nên xếp vào hộ tiêu thụ loại Hiện thiết kế người ta thường dùng phương pháp kinh tế-kỹ thuật phương án.Cụ thể sau: người thiết kế vạch tất phương án có, tiến hành so sánh phương án phương tiện kỹ thuật để loại trừ phương án không thoả mãn yêu cầu kỹ thuật kế ta tiến hành tính toán kinh tế -kỹ thuật so sánh Nếu gặp trường hợp phương án có chi phí tính toán xấp xỉ (hoặc sai khác lượng nằm giới hạn cho phép sai số phương pháp tính) xem phương pháp giống kinh tế Lúc đó, để chọn phương án hợp lý ta cần xem thêm số tiêu kinh tế kỹ thuật khác như: vốn đầu tư, tổn thất điện năng, khối lượng kim loại màu, khả thuận tiện vận hành, sữa chữa phát triển mạng điện v.v SVTH: Võ Văn Toàn ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN II MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤPĐIỆN Việc thiết kế cung cấp điện với mục tiêu đảm bảo cho hộ tiêu thụ có đủ lượng điện yêu cầu với chất lượng điện tốt Các yêu cầu hệ thống cung cấp điện thiết kế bao gồm: độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện, an toàn cung cấp điện, kinh tế Tùy theo quy mô công trình lớn hay nhỏ mà bước thiết kế phân cụ thể gộp số bước với Mỗi giai đoạn vị trí thiết kế lại có phương pháp riêng phù hợp Mục tiêu thiết kế cung cấp điện đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ điện năngvới chất lượng nằm phạm vi cho phép Một phương án cung cấp điện nhà máy phân xưởng xem hợp lý thoả mãn yêu cầu sau: +) Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tuỳ theo tính chất hộ tiêu thụ +) Chi phí vận hành hàng năm thấp +) Đảm bảo an toàn cho người thiết bị +) Thuận tiện cho vận hành, sửa chữa v.v +) Vốn đầu tư nhỏ, ý đến tiết kiệm ngoại tệ,vật tư quý +) Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu đảm bảo độ lệch độ dao động điện áp bé nằm phạm vi giá trị cho phép so với định mức Trong trình thiết kế cung cấp điện có ý đến yếu tố phát triển, mở rộng tương lai gần 2-3 năm 5-10 năm nhà máy Ngoài ra, thiết kế cung cấp điện phải ý đến yêu cầu khác như: có điều kiện thuận lợi có yêu cầu cần phát triển phụ tải sau này, rút ngắn thời gian xây dựng v.v Hiện thiết kế người ta thường dùng phương pháp kinh tế-kỹ thuật phương án.Cụ thể sau: người thiết kế vạch tất phương án có, tiến hành so sánh phương án phương tiện kỹ thuật để loại trừ phương án không thoả mãn yêu cầu kỹ thuật kế ta tiến hành tính toán kinh tế -kỹ thuật so sánh Nếu gặp trường hợp phương án có chi phí tính toán xấp xỉ (hoặc sai khác lượng nằm giới hạn cho phép sai số phương pháp tính) xem phương pháp giống kinh tế Lúc đó, để chọn phương án hợp lý ta cần xem thêm số tiêu kinh tế kỹ thuật khác như: vốn đầu tư, tổn thất điện năng, khối lượng kim loại màu, khả thuận tiện vận hành, sữa chữa phát triển mạng điện v.v SVTH: Võ Văn Toàn ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SVTH: Võ Văn Toàn ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1: Khái niệm phụ tải tính toán ý nghĩa phụ tải tính toán Phụ tải tính toán số liệu dùng để thiết cung cấp điện Phụ tải tính toán Ptt phụ tải giả thiết lâu dài không đổi,tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi) mặt hiệu ứng nhiệt lớn Nói cách khác phụ tải tính toán làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây Như chọn thiết bị theo điện theo phụ tải tính toán đảm bảo an toàn (về mặt phát nóng) cho thiết bị trạng thái vận hành Quan hệ phụ tải tính phụ tải khác nêu bất đẳng thức sau: Ptb ≤ Ptt ≤ Pmax Phụ tải tính toán sử dụng để lựa chọn kiểm tra thiết bị hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp , thiết bị đóng cắt bảo vệ dây dẫn Dùng để tính toán tổn thất công suất , tổn thất điện năng, tổn thất điện áp,tính toán lựa chọn lượng bù công công suất phản kháng , phụ tải tính toán phụ thuộc nhiều vào yếu tố : Công suất , số lượng chế độ làm việc, phương thức trình độ vận hành công nhân Nếu phụ tải tính toán xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị, có dẫn đến chảy nỗ nguy hiểm.Ngược lại phụ tải tính toán lớn phụ tải thực tế gây lãng phí lựa chọn thiết bị Tuy nhiên việc xác định phụ tải điện việc khó 2.2 Các phương pháp tính phụ tải tính toán Hiện nay, có nhiều phương pháp để tính phụ tải điện Những phương pháp đơn giản , tính toán thân thiện, thường kết không xác.Ngược lại, độ xác cao phương pháp tính toán phức tạp Vì tùy theo giai đoạn thiết kế, tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán cho hợp lý Sau số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng 2.2.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu: Ptt =Knc.Pđ Qtt = Ptt.tg φ Stt= SVTH: Võ Văn Toàn ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Trong : Knc hệ số nhu cầu tra sổ tay kỹ thuật Pđ công suất đặt thiết bị nhóm thiết bị tính toán lấy gần đúng: Pđ =Pđm (kW) tg φ - Ứng với cosφ thiết bị nhóm không giống phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức: P1 cosφ +P2 cosφ + …+ Pn cosφ cos φ = P 1+P 2+…+Pn Phương pháp tính phụ tải theo công suất đặt hệ số nhu cầu có ưu điểm đơn giản, tính toán đơn giản Nhưng có nhược điểm độ xác không cao Knc tra 2.2.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Công thức tính: Ptt =p0F Trong đó: p0 – suất phụ tải m2 diện tích sản suất [kW/m2] F – diện tích sản xuất m2 Phương pháp cho kêt gần đúng, thường dùng giai đoạn thiết kế sơ bộ, phương pháp dùng để tính toán phụ tải tính toán phân xưởng có mật độ máy móc phân bố tương đối , phân xưởng gia công khí … 2.2.3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm Công thức tính: Ptt = M.W0 Tmax Trong đó: Mca - Số đơn vị sản phẩm sản xuất ca Wo - Suất tiêu hao điện cho dơn vị sản phẩm (KWh/ đơn vị sản phẩm) Tmax - Thời gian ca phụ tải lớn (h) 2.2.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ sô cực đại công suất trung bình ( gọi phương pháp số thiết bị hiệu quả) Khi cần nâng cao độ xác phụ tải tính toán số liệu cần thiết để áp dụng phương pháp tương đối đơn giản nêu ta dùng phương pháp SVTH: Võ Văn Toàn ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Công thức sau: n = ∑ P tt k sd k max Pdmi i =1 n P tt = k nc ∑ P dmi i =1 Trong đó: Pđm công suất định mức [KW] Kmax,hệ số cực đại tra sổ tay tính toán theo mối qua hệ : kmax = f(Ksd ,nhq) Trong đó: nhq số thiết bị hiệu ksd; hệ số sử dụng tra sổ tay kỹ thuật Phương pháp cho kết tương đói xác xác định số thiết bị hiệu xét tới yếu tố quan trọng ảnh hưởng số lượng thiết bi làm việc nhóm, số thiết bịcó công suất lớn khác chế độ làm việc chúng Khi xác định phụ tải phương pháp này, số trường hợp dùng công thức gần sau Trường hợp n ≤ nhq < phụ tải tính toán tính theo công thức sau n = P tt ∑ Pdm i =1 n n Q ∑ ∑ Qtt= Pdm tag ϕ dm = i =1 i =1 Trong n số thiết bị thực tế nhóm tagϕ dmi : công suất định mức thiết bị thứ i Trường hợp n>3 nhq ixkN1 Imax = IxkCD = 21 (KA) > IxkN1 Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt t gtN I ô.đn ≥ I ∞ t ô.đn Iô.đn ≥ 1,65 1,93 = 0,72kA 10 Ta có Iô.đnMC(10s) = 3,4 (kA) >0,72(kA)  Vậy dao cách ly thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra c Kiểm tra cao áp 22 KV Theo điều kiện ổn định lực điện động σ≤σ cp với σtt = M/w Tính σtt: Lực tính toán Ftt tác dụng dòng ngắn mạch gây F = 1,76.i xkN1.l.10-2/a (kg) Trong : l: Là khoảng cách pha lấy l = 100 (cm) a: Là khoảng cách pha lấy a = 30 (cm) F(3) = 1,76 4,2 2.100.10-2/30 = 1,03 (kg) Xác định mô men uốn, mô men chống uốn : M = F(3)tt l/10 = 1,03.100/10 = 10,3 (kgcm) W = h2.b/6 = 0,3.(2,5)2 /6 = 0,3125 (cm2) (3) SVTH: Võ Văn Toàn 63 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN σtt = 10,3 / 0,3125 = 32,96 (kg/cm2) σtt = 32,96 (kg/cm2) Sô.đn = 13,75 (mm2)  Vậy thoả mãn điều kiện d Kiểm tra máy cắt liên lạc máy cắt đầu vào máy biến áp: - Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động: imaxMC=17,3≥ i(3)xkN1 ImaxMC=10≥ I(3)xkN1  Kết luận: Máy cắt thoả mãn điều kiện chọn - Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt: I ô.đnMC ≥ I ∞N t gtN tô.đn Trong : tôđn : thời gian ứng với dòng điện ổn định nhiệt định mức ứng với 10(s) I ô.đn ≥ I ∞ I ôđn ≥ 1, 65 t gtN t ô.đn 1,93 = 0, 72 kA 10 Ta có: Iô.đnMCcp = 3,4 (KA) > 0,72 (KA) Máy cắt thoả mãn điều kiện chọn 4.2.2 Kiểm tra thiết bị điện hạ áp: a Xác định thời gian giả thiết điểm ngắn mạch N2 Khi ngắn mạch N2 : tgtN2 = tgtCkN2 + tgttdN2 tN2 = tbv + tMC = tATM1 + ∆t + tMC = 0,63 + 0,4 + 0,1 = 1,13 (s) tN2> 1(s) bỏ qua tgttdN2→ tgtN2 = tN2 = 1,13 (s) b Kiểm tra áptômát bảo vệ đầu máy biến áp áptômát liên lạc: Áptômát đầu máy biến áp: SVTH: Võ Văn Toàn 64 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN - Iđm = 1600 (A) Icắt = 75 (KA) Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động: ixkCP≥ ixktt ( IxkCP≥ Ixktt) - Kiểm tra độ nhạy: Knhạy = I(3)N / IđmATM≥ 1,3 Với ATM1 có: Iđm = 1600 (A) ixktt = ixkN2 = 19,2 (kA) IxkCP = 75 (kA) > Ixktt Knhạy = 40,7.103 / 3200 = 25,44> 1,3  Kết luận: áptômát chọn thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra c Kiểm tra hạ áp máy biến áp : Theo điều kiện ổn định lực điện động σ≤σ cp với σtt = M/w Tính σtt: Lực tính toán Ftt tác dụng dòng ngắn mạch gây F = 1,76.i2xkN2.l.10-2/a (kg) Trong : l: Là khoảng cách sứ pha (cm) lấy l = 80 (cm) a: Là khoảng cách pha lấy a = 30 (cm) F(3) = 1,76 19,22.80.10-2/30 = 17,3 (kg) Xác định mô men uốn, mô men chống uốn : M = F(3)tt l/10 = 17,3.80/10 =138,4 (kgcm) W = h2.b/6 = 0,8.(8)2 /6 = 8,5 (cm2) σtt = 138,4 / 8,5 = 16,28 (kg/cm2) (3) σtt = 16,28 (kg/cm2) Sô.đn = 259,6 (mm2)  Vậy thoả mãn điều kiện SVTH: Võ Văn Toàn 65 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN d Kiểm tra áptômát bảo vệ cho phân xưởng khí Có : Iđm = 600 (A) Icắt = 10 (KA) Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động: ixkCP≥ ixktt ( IxkCP≥ Ixktt) - Kiểm tra độ nhạy: Knhạy = I(3)N / IđmATM≥ 1,3 ixktt = ixkN3 = 13,3 (kA) Ixktt = IxkN = 53,07 (KA) IxkCP = 10 (kA) > Ixktt Knhạy = 35,15.103 / 600 = 52,52> 1,3  Kết luận: áptômát chọn thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra SVTH: Võ Văn Toàn 66 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG V : THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 5.1 Yêu cầu kỹ thuật chiếu sáng Trong nhà máy, xí nghiệp công nghiệp hệ thống chiếu dáng có vai trò quan trọng việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao suất lao động, bảo đảm an toàn lao động sức khoẻ người lao động Vậy hệ thông chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: * Không bị loá mắt * Không bị loá phản xạ * Không tạo khoảng tối vật bị che khuất * Phải có độ rọi đồng * Phải tạo ánh sáng gần ánh sáng tự nhiên tốt 5.2 Tính toán công suất chiếu sáng cho phân xưởng Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng khí ta áp dụng phương pháp hệ số sử dụng Hệ thống chiếu sáng chung phân xưởng khí dùng bóng đèn sợi đốt sản xuất Việt Nam Phân xưởng gia công khí có chiều dài chiều rộng sau: Dãy nhà : Chiều dài a = 60 m Chiều rộng b = 54 m Diện tích = 3240 ( m ) Độ treo cao đèn: H = h - hc – hlv Trong h= 4,5 m chiều cao phân xưởng tính từ đến trần phân xưởng hc = khoảng cách từ trần đến đèn, hc = 0,7 m hlv – Chiều cao phân xưởng đến mặt công tác: h = 0,8 m hc lv H=4,5-0,7-0,8= (m) h H Hình 5.1 phân xưởng gia công khí hl v Tra bảng 7.4 sách tập cung cấp điện Trần Quang Khánh Ta có tỷ số L/H=1,8 vào diện tích xưởng ta chọn khoảng cách bóng phân xưởng L= m SVTH: Võ Văn Toàn 67 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Số đèn bố trí hàng chiều rộng là: n1 = = bóng Số đèn bố trí hàng chiều dài là: n2 = bóng chọn 19 bóng bố trí theo chiều dài phân xưởng * Số đèn khu vực chiếu sáng là: n = n1.n2 = 9.10 = 90 bóng Hệ số phản xạ tường: ρtuong = 50 % Hệ số phản xạ trần: ρtran = 30 % Chỉ số phòng: Trong : a, b chiều dài, chiều rộng phân xưởng Tra bảng 47.pl sách tập CCĐ Trần Quang Khánh trang 489: Ta có ksd = 0,501 Công thức tính toán quang thông đèn : F= ESZk lumen n.ksd Trong đó: F-Quang thông đèn lumen E- Độ rọi yêu cầu lx, tra bảng 18.pl sách tập CCĐ Trần Quang Khánh trang 458 ta Eyc =20 (lx) S-Diện tích chiếu sáng, m2 k=1,3 hệ số dự trữ, tra bảng 7.5 giáo trình CCĐ Ngô Hồng Quang-173 Z =1,1 hệ số tính toán n- số bóng đèn có hệ thống chiếu sáng ksd- hệ số sử dụng đèn sợi đốt Z- hệ số phụ thuộc loại đèn tỉ số L/H, thường lấy Z=0,8 ÷ 1,4 Tra bảng 45pl sách tập CCĐ Trần Quang Khánh trang 488 Chọn bóng sợi đốt công suất 100W có F = 2055 Vậy tổng công suất chiếu sáng cho phân xưởng khí : P = 100.264 = 26400(W) =26,4 (kW) SVTH: Võ Văn Toàn 68 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 5.3 Thiết kế mạng điện chiếu sáng Đặt tử chiếu sáng cạnh cửa vào ra, lấy điện từ tủ phân phối phân xưởng Tủ chiếu sáng gồm aptomat tổng pha cực aptomat nhánh pha cực Chọn Áptômát tổng: - Chọn áptômát tổng theo điều kiện: Điện áp định mức : UđmA≥ Uđmm= 0,38kV Dòng điện định mức: ) Tra bảng 3.5 sổ tay lựa chọn kiểm tra thiết bị Ngô Hồng Quang Chọn Aptomat loại NS160N hãng Merlin Gerlin chế tạo có thông số sau: Iđm = 160A ; Icắt N = kA Uđm = 690V ; cực Chọn cáp từ TPP phân xưởng đến tủ chiếu sáng: Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép khc.Icp ≥ Itt = 120,3 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 1,25.160 = = 133,3 1,5 1,5 A Tra bảng pl4.29 trang 380 sách sổ tay lựa chọn kiểm tra thiết bị Ngô Hồng Quang Chọn cáp loại cáp cách điện PVC LENS có thông số sau: S=4G 25 Icp =144.A R0 = 0,727 Ω / km Chọn aptomat nhánh Aptomat bảo vệ cho dãy đèn 19 bóng: UđmA ≥ Uđmm = 22 kV Dòng điện định mức : IdmA ≥ Itt = (A) Tra bảng 3.1 sổ tay tra cứu thiết bị lựa chọn thiết bị Ngô Hồng Quang Chọn aptomat loại C60a hãng Merlin Grin chế tạo có thông số sau: Loại: C60a Idm = 63 A Udm = 440 V IN = A SVTH: Võ Văn Toàn 69 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến bóng đèn Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: khc.Icp ≥ Itt = 54,5 (A) (khc = 1) Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ, bảo vệ MCCB: Icp ≥ (A) Tra bảng 4.24 sổ tay lựa chọn thiết bị kiểm tra thiết bị Ngô Hồng Quang Vậy chọn loại cáp đồng hạ áp lõi 3G4 cách điện PVC hãng LENS chế tạo có Icp= 53(A) SVTH: Võ Văn Toàn 70 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG BÙ VÀ PHÂN PH ỐI DUNG LƯỢNG BÙ CHO MẠNG XÍ NGHIỆP VỚI Cosϕ =0,95 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 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 … SVTH: Võ Văn Toàn 71 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN - 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 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 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 = 0,93 → tag ϕ1 = 0,4 φ2 - Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù Cosφ2 = 0,95 → tag ϕ2 = 0,33 α - Hệ số xét tới khả nâng cao cosφ biện pháp không đòi hỏi thiết bị bù α = 0,9 ÷ SVTH: Võ Văn Toàn 72 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Với nhà máy thiết kế ta tìm dung lượng bù: Qbù∑ = Pttnm.( tgφ1 – tgφ2 ) α = 2237,4 ( 0,4– 0,33).1 = 156,6 (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 = 918,2 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 ) Căn vào số liệu máy biến áp cáp chương III ta có bảng kết sau: Bảng – 1: Kết tính toán điện trở nhánh Đường cáp từ TPPMBA đến phân xưởng L (km) r0(Ω/km) Ri=RCi (Ω) NHÀ ĐỂ XE 0,264 0,52 0.137 NHÀ BẢO VỆ 0,144 0,193 0.013 PHÂN XƯỞNG LẮP RÁP 0,258 PHÂN XƯƠNG NGUỘI 0,154 NHÀ LÀM VIỆC VĂN PHÒNG 0,08 KHO THÀNH PHẨM 0,242 PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA 0,258 PHÂN XƯỞNG NHIỆT LUYỆN 0,150 SVTH: Võ Văn Toàn 0.187 0,727 0,193 0,029 0,058 0,727 0,153 0,037 0,187 0,727 0,1 0,727 73 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PHÂN XƯỞNG NGUỘI 0,078 1,15 0,89 PHÂN XƯỞNG ĐÚC 0,282 0,153 0,043 PHÂN XƯỞNG GIA CÔNG CƠ KHÍ 0,2 PHÂN XƯỞNG GIA CÔNG CƠ KHÍ 0,158 0,23 1,15 0,114 0,727 Điện trở tương đương mạng −1  1   = 0,0054 Rtd =  + + + R10   R1 R2 (Ω) Xác định công suất bù tối ưu cho nhánh: Qbi = Qi − ( Qttnm − Qb ) Rtd Ri Qb1 = 188,3 − (918,2 − 156,6) 0,0054 = 142,8kVA r 0,0903 Tính toán tương tự với nhánh lại ta có kết quả: Bảng 6.2: Các dung lượng bù phân xưởng PHÂN XƯỞNG Qb KHO THÀNH PHẨM 142,8 PHÂN XƯỞNG NHIỆT LUYỆN 42,3 49,2 PHÂN XƯỞNG NGUỘI 66,1 PHÂN XƯỞNG ĐÚC 155,7 PHÂN XƯỞNG GIA CÔNG CƠ KHÍ 11,6 PHÂN XƯỞNG GIA CÔNG CƠ KHÍ 57,8 PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA Căn vào dung lượng bù cần đặt phân xưởng tra bảng 6- Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện trang 342 ta chon tụ điện bù DAE YEONG sản xuất có thông số kỹ thuật sau Bảng 6.3 Các thông số kỹ thuật tụ điện bù P.Xưởng Loại tụ Qbù (kVAr) Số Tổng Qbù (kVAr) Qbù yêu cầu (kVAr) KHO THÀNH PHẨM DLE –3H150K6T 150 150 142,8 SVTH: Võ Văn Toàn 74 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA DLE – 3H50K6T 50 50 42,3 PHÂN XƯỞNG NHIỆT LUYỆN DLE – 3H50K6T 50 50 49,2 PHÂN XƯỞNG NGUỘI DLE – 3H50K6T 50 100 66,1 PHÂN XƯỞNG ĐÚC DLE –3H100K6T 100 200 155,7 PHÂN XƯỞNG GIA CÔNG CƠ KHÍ DLE – 3H50K6T 50 50 49,2 PHÂN XƯỞNG GIA CÔNG CƠ KHÍ DLE –3H100K6T 100 100 57,8 700 (kVAr) 6.3.3 Kiểm tra cos ϕ bù nhà máy sau lắp đặt bù: - Tổng công suất tụ bù Qb = 700(kVAr) - Lượng công suất phản kháng truyền lưới cao áp nhà máy: Q = Qttnm − Qb = 918,2 − 700 = 218,2 (kVAr ) - Hệ số công suất phản kháng nhà máy sau bù: tgϕ = Q 218,2 = = 0,0975 Pttnm 2237,4 Từ tg ϕ ta tính cos ϕ = 0,99 Sau đặt tụ bù cho lưới hạ áp hệ số công suất nhà máy đảm bảo yêu cầu đề tài SVTH: Võ Văn Toàn 75 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 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 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 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 13 tháng năm 2017 Sinh Viên Võ Văn Toàn SVTH: Võ Văn Toàn 76 ... sánh tính kỹ thuật phương án cấp điện cho nhà máy, ta chọn phương án I làm phương án cấp điện cho nhà máy 3.3.4 Sơ đồ cung cấp điện nội nhà máy 22kV SVTH: Võ Văn Toàn 22kV 28 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN... nhánh cho máy thứ thực hộp nối dây máy thứ nhất,không trích ngang đường cáp II THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 3.3 CẤU TRÚC MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY 3.3.1.Sơ đồ cung cấp điện phần bên nhà. .. =0,644 17 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG III : THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CUNG CẤP CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TOÀN XÍ NGHIỆP I– THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 3.1 – ĐẶT VẤN ĐỀ : Mạng điện