Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, xu hội nhập, q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước diễn cách mạnh mẽ.Trong q trình phát triển đó, điện đóng vai trò quan trọng Nó dạng lượng đặc biệt, có nhiều ưu điểm như: dễ chuyển hóa thành dạng lượng khác( năng, hóa năng, nhiệt ), dễ dàng truyền tải phân phối Do ngày điện sử dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực đời sống Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ kinh tế, đời sống xã hội ngày nâng cao, nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ tăng lên không ngừng Để đảm bảo nhu cầu to lớn đó, phải có hệ thống cung cấp điện an toàn tin cậy Do đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện yêu cầu bắt buộc với sinh viên ngành Hệ thống điện Quá trình thực đồ án giúp có hiểu biết tổng quan hệ thống điện thiết bị thiết kế hệ thống điện Với đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp”, sau thời gian làm đồ án, hướng dẫn thầy Phạm Anh Tuân, đến nay, em hoàn thành nội dung đồ án mơn học Do thời gian có hạn nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo, giúp đỡ thầy cô để đồ án hoàn thiện Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chun mơn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau 1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 1.1 Các yêu cầu chung Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo u cầu sau: - Khơng bị lố mắt - Khơng lố phản xạ - Khơng có bóng tối - Phải có độ rọi đồng - Phải đảm bảo độ sáng đủ ổn định - Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày Chọn loại bóng đèn chiếu sáng gồm loại: bóng đèn sợi đốt bóng đèn huỳnh quang Các phân xưởng thường dùng đèn huỳnh quang đèn huỳnh quang có tần số 50Hz thường gây ảo giác không quay cho động nguy hiểm cho người vận hành Do người ta thường sử dụng đèn sợi đốt Bố trí đèn: thường bố trí theo góc hình vng hình chữ nhật 1.2 Tính tốn chiếu sáng Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất cơng nghiệp có kích thước HxDxW 36x24x4,2m, Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu xám,với độ rọi yêu cầu Eyc = 50(lux) Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 50(lux) nhiệt độ màu cần thiết θ m = 3000o K cho môi trường ánh sáng tiện nghi Mặt khác xưởng sản xuất có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn sợi đốt với công suất 200(W) với quang thông F= 3000 (lm).( bảng 45.pl.BT) Chọn độ cao treo đèn là: h’ = 0,5 (m); Chiều cao mặt làm việc là:h” =hlv = 0,9 (m); Chiều cao tính tốn : h = H – h” = 4,2– 0,9 = 3,5(m); 3 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN h h' H h'' Hình 1.1 Sơ đồ tính tốn chiếu sáng Tỉ số treo đèn: j= h' 0,5 = == 0,125 < h + h ' 3, + 0,5 => thỏa mãn yêu cầu Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách đèn xác định L/h =1,5 (bảng 12.4[TK2]) tức là: L = 1,5 h = 1,5.3,5= 5,25 (m) Hệ số không gian: kg k = 24.36 = 4,1143 3,5.(24 + 36) Căn đặc điểm nội thất chiếu sáng coi hệ số phản xạ trần:tường là:50:30 (bảng 2.12) Tra bảng 47.pl.[TK2] phụ lục ứng với hệ số phản xạ nêu hệ số không gian k kg =4,1143 ta tìm hệ số lợi dụng k ld = 0,59; Hệ số dự trữ η = 0,58 lấy kdt=1,2; hệ số hiệu dụng đèn Xác định quang thông tổng: F∑ = E yc S k dt η k ld Trong đó: 4 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN yc E : độ rọi yêu cầu S: diện tích phân xưởng k dt η : hệ số dự trữ (thường lấy 1,2-1,3) : hiệu suất đèn ld k : hệ số lợi dụng quang thông đèn Thay số ta có: F∑ = E yc S kdt η kld = 50.24.36.1, = 151490,3565 0,58.0,59 (lm ) Số lượng đèn tối thiểu là: N= F∑ Fd Trong dó: ∑ F : quang thơng tổng d F : quang thơng đèn Thay số có: N= F∑ 151490,3565 = = 50, 4968 Fd 3000 Căn vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách đèn L d = 4,1 (m) Ln = 4,1 (m), từ tính q=1,6 ; p=1,75 ; 5 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 24m 4.1m 36m 1.6m 1.75m 4,1m Hình 1.2 Sơ đồ bố trí bóng đèn phân xưởng Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ đồng ánh sáng điểm Ld L L L ≤ q ≤ d n ≤ p ≤ n 3 hay 4,1 4,1 < 1,6 ≤ 4,1 4,1 < 1,75 ≤ => thỏa mãn ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Như bố trí đèn hợp lý Vậy tổng số đèn cần lắp đặt 54 bóng Ta bố trí dãy đèn dãy gồm bóng, khoảng cách đèn 4,1m theo chiều rộng 4,1m theo chiều dài phân xưởng Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần 1,75m theo chiều rộng 1,6 m theo chiều dài Kiểm tra độ rọi thực tế: Fd N η k ld H D.k dt E= Trong đó: d F :quang thông đèn N :số lượng đèn η :hiệu suất đèn ld k :hệ số lợi dụng quang thông đèn HxDxW H,D:chiều dài chiều sâu phân xưởng k dt :hệ số dự trữ,thường lấy 1,2-1,3 Thay số ta có E= Fd N η.kld 3000.54.0,58.0,59 = = 53, 4688 H D.kdt 36.24.1, (lux) > Eyc=50 (lux) Ngồi chiếu sáng chung trang bị thêm cho thiết bị đèn công suất 100(W) để chiếu sáng cục bộ, cho phòng thay đồ phòng vệ sinh phòng bóng huỳnh quang 40(W) Như cần tất 36 bóng dùng cho chiếu sáng cục 7 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN Phương pháp tính Có nhiều phương pháp tính tốn phụ tải điện phương pháp hệ cố nhu cầu, hệ số đồng thời hệ số tham gia vào cực đại Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí, có thơng tin xác mặt bố trí thiết bị, biết cơng suất q trình cơng nghệ thiết bị nên ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tổng hợp nhóm phụ tải động lực Nội dung phương pháp sau: Xác định hệ số sử dụng tổng hợp nhóm thiết bị theo biểu thức sau: k sdΣ = ΣPi k sdi ΣPi Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng nhóm n hd (là số qui đổi gồm có nhd thiết bị giả định có cơng suất định mức chế độ làm việc tiêu thụ công suất công suất tiêu thụ nhóm thiết bị thực tế) Các nhóm = thiết bị nên ta xác định tỷ số k Pmax Pmin , sau so sánh k với kb hệ số ứng với k sdΣ nhóm Nếu k > kb, lấy nhd = n, số lượng thiết bị thực tế nhóm Ngược lại tính nhd theo cơng thức sau : ( ΣP ) i nhd = ΣPi2 Hệ số nhu cầu nhóm xác định theo biểu thức sau : 8 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN knc = k sdΣ − k sdΣ n hd + Cuối phụ tải tính tốn nhóm : Ptt = knc ΣPi 2.1 Phụ tải chiếu sáng Tổng công suất chiếu sáng chung (coi hệ số đồng thời kđt =1) Pcs chung = kđt N Pd = 1.54.200 = 10800 (W) Chiếu sáng cục : Pcb = 32.100+4.40 = 3360 (W) Vậy tổng công suất chiếu sáng là: Pcs = Pcs chung + Pcb = 10800 + 3360 = 14.160 W = 14,16 (kW) Vì đèn dùng sợi đốt nên hệ số cos nhóm chiếu sáng 2.2 Phụ tải thơng thống làm mát Lưu lượng gió cấp vào phân xưởng là: L=K.V Trong đó: L: lưu lượng khơng khí cấp vào phân xưởng (m3/h) K: bội số tuần hoàn (lần/giờ) V: thể tích gian máy (m3) Bội số tuần hồn K xác định dựa vào bảng sau: Phòng Bội số tuần hồn Phòng kỹ thuật sản xuất 20-30 Phòng máy phát điện 20-30 Trạm biến 20-30 9 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Phòng bơm 20-30 Kho chứa bình thường 1-2 Toilet cơng cộng 11-20 Từ bảng số liệu ta chọn K = 20 (lần/giờ) Thể tích gian máy: V = 24 36 4,2 = 3628,8 (m3) Từ tính lưu lượng gió cấp vào phân xưởng là: L = K V = 20 3628,8 = 72576 (m3/h) Chọn quạt DLHCV40-PG4SF có lưu lượng gió 4500 (m3/h) Căn vao diện tích phân xưởng: Chọn số lượng quạt: Nq = 20 quạt Bảng thông số quạt hút Thiết bị Công suất(W) Lượng gió(m3/h) Số lượng ksd Quạt hút 300 4500 20 0,7 cos ϕ 0,8 Xác định hệ số nhu cầu: k nc = k sd + − k sd nq = 0,7 + − 0,7 20 = 0,77 Nq: số quạt sử dụng (Nq = 20 quạt) Công suất tính tốn nhóm phụ tải thơng thống nc ∑P dmqi P=k =0,77.300.20=4,62 ( kW) Pđmq : công suất định mức quạt hút (W) Ngoài phân xưởng cần trang bị thêm quạt trần quạt có công suất 120(w) ϕ để làm mát với cos =0,8 Tổng cơng suất thơng thống làm mát là:Plm = 4,62 +8.0,12 = 5,6(kW) Slm = Plm 5, = =7 cos φlm 0,8 (kVA) 2.3 Phụ tải động lực 10 10 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CDL7216S C 466 4,194 CDL7225S C 466 4,194 CDL7232S C 466 1,398 CDL7263S C 466 2,796 Tổn g 14,912 Vốn đầu tư cho thiết bị lại: Bảng 7.4: hoạch tốn giá thành thiết bị lại Quy cách Số Đơn vị lượng Đơn giá.103 V 106 đ đ Máy cắt BMД-35 38000 76 Dao cách ly DS24-630 4500 18 Chống sét van LA24 Cái 5200 10,4 Máy biến dòng BI TKM-0,5 Bộ 1000 Thanh 25x3 Cái 60 0,24 Vỏ tủ điện Cái 1000 Ampe kế 0-200 Cái 400 0,8 Vôn kế 0-500 Cái 310 0,62 Công tơ pha Cái 600 1,2 10 Đèn 100W 32 20 0,64 11 Đèn 200W Cái 54 50 2,7 12 Quạt hút 300W Cái 20 400 13 Máy biến áp 100 kVA Cái 118580 237,1 ST T Tên thiết bị 65 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ST T Tên thiết bị Quy cách Số Đơn vị lượng Đơn giá.103 V 106 đ đ 14 Tủ phân phối Cái 5000 25 15 Tiếp địa chống sét Cái 56 20 1,12 16 Quạt trần Cái 400 3,2 120W 389,0 ∑ 7.2 Các loại chi phí 7.2.1 Chi phí đầu tư Tổng giá thành cơng trình là: ∑V = 88,1+15,02+14,912+ 389,08 = 507,112 (triệu đồng) Tổng giá thành có tính đến cơng lắp đặt: V∑ = klđ.∑V = 1,1.507,112 = 557,823 (triệu đồng) Giá thành đơn vị công suất đặt g d = VΣ S d = 557,823 354 106= 1,78.106 (đ/kVA) Chi phí vận hành năm Cvh = kvh.V∑ = 0,02.557,823 = 11,156.106 (đ) Trong đó: kvh = k0&M: tỷ lệ vận hành sửa chữa nhỏ ( tra bảng 5b.pl.BT) Tổng chi phí quy đổi Z∑ = p.V∑ + C 66 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN =(0,209 557,823+ 11,156).106= 127,74.106 (đ/năm) Tổng điện tiêu thụ ∑A = P∑.TM = 137,61 4500 = 619245 ( kWh) Tổng chi phí đơn vị điện g= Z Σ A = 127, 74 106 619245 = 206,29 (đ/kWh) 7.2.2 Chi phí vận hành hàng năm Các chi phí vận hành hàng năm mạng điện xác định sau Y = avhd.Vd + avht.Vt + ∆A.C Trong đó: Vd vốn đầu tư xây dựng đường dây Vt vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp avhd hệ số vận hành đường dây (avhd = 0,04); avht hệ số vận hành trạm biến áp (avht = 0,64); Căn Quyết định số 269/QĐ-TTg ngày 23 tháng 02 năm 2011 Thủ tướng Chính phủ giá bán điện năm 2011 Giá bán lẻ điện cho ngành sản xuất sau: Bảng 7.5 Giá bán điện cho nghành sản xuất STT Đối tượng áp dụng giá Cấp điện áp từ 110 kV trở lên 67 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 Giá bán (đồng/kWh) điện ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN STT Đối tượng áp dụng giá Giá bán (đồng/kWh) a) Giờ bình thường 1,043 b) Giờ thấp điểm 646 c) Giờ cao điểm 1,862 điện Căn vào đình ta lấy giá điện trung bình C = 1.500 (đ/kWh) Như vậy: Y = 0,04.88,1.106 +0,064.237,16.106 + 19,75.103.1500 =48,33.106 (đ) 7.3 Các loại giá thành quy năm 7.3.1 Chi phí vận hành dây tính năm quy năm (i=14%) Chi phí vận hành đường dây tính năm quy năm tính theo công thức 1− V = 0, 04.V vh d ( + 0,14 ) 0,14 = 0, 04.88,1.106.4, 639 = 16,35.106 (đ) 7.3 Chi phí vận hành máy biến áp năm quy năm 1− vht V = 0, 064.Vt ( + 0,14 ) = 0, 064.237,16.106.4, 639 = 70, 412.10 0,14 (đ) 7.3.3 Chi phí tổn thất điện năm quy năm Y00 = Σ ∆A.1500.(1 + 0, 08) k ( + 0,14 ) k (với k = ÷ 8) Theo kết tính tồn ta có Y0 ( ) = Σ∆A.c = 19, 75.103.1500 = 29, 63.106 68 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 (đ) ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ( + 0, 08 ) Y0 ( − ) = Σ∆A.c ( + 0,14 ) = 28, 06.106 (đ) ( + 0, 08) Y0 ( − ) = Σ∆A.c ( + 0,14 ) = 26,59.106 ( + 0, 08) Y0 ( − ) = Σ∆A.c ( + 0,14 ) = 25,19.106 ( + 0, 08) Y0 ( − ) = Σ∆A.c ( + 0,14 ) = 23,86.106 ( + 0, 08 ) Y0 ( − ) = Σ∆A.c ( + 0,14 ) = 22, 61.106 ( + 0, 08) Y0 ( − ) = Σ∆A.c ( + 0,14 ) = 21, 42.106 ( + 0, 08) Y0 ( − ) = Σ∆A.c ( + 0,14 ) = 20, 29.106 ( + 0, 08) Y0 ( − ) = Σ∆A.c ( + 0,14 ) = 19, 22.106 (đ) (đ) (đ) (đ) (đ) (đ) Vậy Y00 = 216,87 (đ) .106 (đ) 7.3.4 Tổng chi phí năm quy năm Vvh0 Vvht Z = V d + Vt + + Y00 + =619,2.106 (đ) 7.3.5 Giá thành truyền tải Tổng điện truyền tải năm A=8 P∑.TM =8.137,61.4500=4,954.106 (kWh) 69 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Giá thành truyền tải điện tính theo cơng thức Z 619, 2.106 c= = = 125 A 4,954.106 (đ/kWh) Bảng 7.6 Bảng tổng kết cơng trình Tên Đơn vị Số lượng Vốn đầu tư 106đ 548,836 Tổn thất điện kWh 19.751,278 Chi phí vận hành hàng 106đ năm 48 Chi phí tính tốn hàng 106đ năm 619,2 Điện tiêu thụ kWh năm 619.245 Giá thành truyền tải điện đ/kWh xây xong 125 Phần II 70 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN TRONG PHÂN XƯỞNG Điện năng lượng chủ yếu xí nghiệp cơng nghiệp Các xí nghiệp tiêu thụ khoảng 70% tổng số điện sản xuất ra, vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp có ý nghĩa to lớn Điện bị tổn thất lớn trình truyền tải đặc biệt tập trung chủ yếu mạng điện xí nghiệp mạng điện xí nghiệp thường dùng điện áp thấp, đường dây lại dài phân tán tới phụ tải Chính mà việc thực biện pháp tiết kiệm điện xí nghiệp cơng nghiệp có ý nghĩa quan trọng khơng có lợi cho thân xí nghiệp mà có lợi chung cho kinh tế đất nước Để cho việc thực tiết kiệm điện phân xưởng có hiệu lâu dài ổn định ta cần tiến hành có hai phương pháp:giải pháp kỹ thuật giải pháp hành Giải pháp kỹ thuật ϕ 1.1 Sử dụng biện pháp bù để nâng cao cos : 1.1.1 Các thiết bị bù * Tụ điện: Là thiết bị tĩnh, làm việc với dòng điện vượt trước điện áp nên sinh cơng suất phản kháng Q cung cấp cho mạng điện * Máy bù đồng Máy bù đồng loại động đồng làm việc không tải * Động không đồng Rơto dây quấn đồng hố Khi cho dòng điện chiều vào Rơto động không đồng dây quấn, động làm việc động đồng với dòng điện vượt trước điện áp Do đó, động có khả sinh công suất phản kháng cung cấp cho mạng Loại máy bù coi hiệu nên sử dụng trừ khơng có tụ máy bù đồng Ngoài thiết bị dùng động đồng làm việc chế độ kích từ máy phát điện làm việc chế độ bù 71 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 1.1.2 Tính tốn bù công suất phản kháng (dùng tụ bù) *Xác định vị trí đặt bù: Đối với phân xưởng sửa chữa khí cơng suất phân xưởng khơng q lớn , công suất động nhỏ nên không đặt bù tủ động lực phân tán tốn (chi phí cho tủ bù, cho tụ) Hơn nữa, việc xác định dung lượng bù tối ưu cho tủ động lực khó khăn Ngồi tủ động lực phụ tải thơng thống làm mát tiêu thụ công suất phản kháng Như để đơn giản đặt bù tập trung cạnh tủ phân phối *Xác định dung lượng bù cần thiết: Yêu cầu hệ số công suất cần nâng lên cosφ2 = 0,9 Nên tg φ2 = 0,484 Có : cos φ1 = 0,705 Nên tg φ1 = 1,01 Do dung lượng bù cần thiết : ∑ Qb = P (tg φ1 - tg φ2 ) = 137,61.( 1,01 – 0,484 ) = 72,38 (kVAr) Theo dung lượng bù cần thiết tính trên, tra bảng 40.pl[TK2] chọn tụ điện pha loại KM2-0,38-25.Y có công suất định mức Qbn = 25(kVAr) * Đánh giá hiệu bù công suất phản kháng : Công suất biểu kiến sau bù là: ∑ ∑ ∑ S = P + Q =137,61 + j.66,61 (kVA) Giá trị module ∑ S = (137,61 + 66,612 ) = 152,88 (kVA) Sau đặt bù, tổn thất điện đoạn dây từ nguồn tới biến áp, từ biến áp tới tủ phân phối máy biến áp giảm Các tổn thất tính phần Tổn thất điện đoạn dây từ nguồn tới biến áp, từ biến áp tới tủ phân phối máy biến áp trước bù là: Trên đoạn Nguồn – TBA : 72 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ∆A = S2 195,19 r L τ = 0,524.155.10 −3.2886,21.10 −3 = 18,452 2 U ca 22 (kWh) Trên đoạn TBA – TPP : ∆A = S2 195,19 r L τ = 0,21.4.10 −3.2886,21.10 −3 = 639,669 2 U 0,38 (kWh) Trong máy biến áp : ∆Ρ ∆Α = n.∆Ρ01 t + k n = 2.0,32.8760 +  S   Sn   τ  2,05 195,19 ( ) 2886,21 = 16.877,516 100 (kWh) Vậy hao tổn điện sau bù : ∆Asb = ∆ANg-BA + ∆ABA-PP + ∆ABA =11,32 + 392,41 + 12520,778 = 12924,508 (kWh) Tổn thất điện trước bù : ∆Atb = ∆ANg-BA + ∆ABA-PP + ∆ABA =18,452 + 639,669 + 16877,516 = 17535,637 (kWh) Lượng điện tiết kiệm sau bù : δ A = ∆Atb - ∆Asb = 17535,637– 12924,508 = 4611,129 (kWh) Số tiền tiết kiệm năm : δ C= δ A.c∆ = 4611,129.1500 = 6,917.106 đ Vốn đầu tư ban đầu cho tụ bù : Vbù = vobù.3 25 =150.10 3.25=8,25.10 (đ) Chi phí vận hành tụ: Vvht = 0,02 Vbù = 0,02 8,25 106 = 0,17 106(đ) 73 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Chi phí quy đổi: Zbù = p (Vbù + Vvht) = 0,209 (8,25 + 0,17).106 = 1,76.106(đ) p: hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn khấu hao thiết bị, lấy MBA 0,209 Tổng số tiền tiết kiệm đặt tụ bù hàng năm là: TK = δC – Zbù = 6,917.106 – 1,76.106 = 5,157.106(đ) Như việc bù công suất phản kháng mang lại hiệu kinh tế cao Không giúp giảm tổn thất mà góp phần tiết kiệm chi phí cho phân xưởng 1.2 Sử dụng biến tần Các phụ tải động lực chủ yếu động chiếm điện lớn nhà máy, bên cạnh việc hoạt động động phụ thuộc vào dây chuyền sản xuất tải mà động thay đổi Thông thường động máy bơm, quạt gió v.v Như q trình làm việc có lượng điện tiêu thụ vơ ích vơ hình chung làm chi phí điện cao lên Do giải pháp lắp biến tần điều khiển hoạt động động theo tải thực Bộ biến tần làm việc theo ngun lí sau: Hình 8.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động biến tần + Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1pha hay pha chỉnh lưu lọc thành nguồn chiều phẳng Công đoạn thực chỉnh lưu cầu diode tụ điện Nhờ vậy, hệ số công suất cosφ hệ biến tần có giá trị khơng phụ thuộc vào tải có giá trị 0,96 + Sau điện áp chiều biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều pha đối xứng Công đoạn thực thông qua hệ IGBT 74 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) Nhờ tiến công nghệ vi xử lý công nghệ bán dẫn lực nay, tần số chuyển mạch xung lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động giảm tổn thất lõi sắt động Hệ thống điện áp xoay chiều pha đầu thay đổi giá trị biên độ tần số vô cấp tuỳ theo điều khiển Biến tần dùng thiết bị sau phân xưởng -Quạt gió -Máy ép quay - Cần cẩu Đặc điểm chung thiết bị -Tải ln thay đổi -Cơng suất lớn Lợi ích việc sử dụng biến tần cho thiết bị -Hiệu suất làm việc máy cao -An toàn tiện lợi việc bảo dưỡng giảm bớt số nhân công phục vụ vận hàng máy -Tiết kiệm điện cách tối đa -Quá trình khởi động dừng động êm dịu nên giúp cho tuổi thọ động dài Ví dụ: Đối với quạt gió khơng sử dụng biến tần người ta phải dùng chắn động gồm cánh hình cánh quạt có trục quay theo bán kính Có động nhỏ điều khiển tốc độ quay chắn này, để tạo khe hở rộng hay hẹp tùy theo yêu cầu cho gió thổi qua Việc điều khiển lưu lượng gió kiểu có đem lại hiệu điều chỉnh lưu lượng gió khơng kinh tế động làm việc gần không thay đổi, lượng điện tiêu thụ không giảm mà lượng tổn hao thiết bị khống chế chắn lớn mặt khác chắn bị mòn nhanh làm ảnh hưởng tới động làm ta phải thêm chi phí bảo dưỡng biến tần khác ta việc thay tần số quạt để điều chỉnh tốc độ quay quạt lượng điện tiêu thụ ma trình khởi động động nhẹ giúp tuổi thị động dài 75 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 1.3 Giảm mức tiêu thụ công suất phản kháng Việc bù công suất phản kháng làm phân xưởng, nhiên với việc sử dụng thiết bị bù nhiều làm tổn hao thiết bị bù Do việc bù cần phải vận hành động (chủ yếu động không đồng bộ) cho tốn cơng suất phản kháng, điều có ý nghĩa lớn tiết kiệm điện nhà máy Các động không đồng nhà máy tiêu thụ lượng đáng kể công suất phản kháng Lượng công suất phản kháng mà động tiêu thụ phụ thuộc hệ số mang tải, biểu thị bởi: Q = Qo*(1- k2mt)+Qđm* k2mt ; Trong đó: Qo - cơng suất phản kháng lúc động làm việc không tải; Qđm - công suất phản kháng lúc động làm việc với tải định mức; Kmt - hệ số mang tải thiết bị điện Thông thường thành phần công suất phản kháng khơng tải chiếm tới (60÷70)% tổng cơng suất phản kháng mà thiết bị tiêu thụ Như thấy hệ số mang tải có giá trị nhỏ lượng tiêu thụ cơng suất phản kháng tăng Việc truyền tải lượng công suất phản kháng qua mạng điện, gây tổn thất lớn, tỷ lệ với bình phương trị số chúng Ngồi việc truyền tải cơng suất phản kháng làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng điện áp Từ phân tích thấy áp dụng số giải pháp để giảm công suất phản kháng sau: + Hạn chế thời gian làm việc không tải động Có nhiều cách làm bố trí dây chuyền sản xuất hợp lý, ca làm việc khép kín thời gian trống nhất, q trình sản xuất dây cu loa, vị trí máy bị di chuyển,… nguyên nhân làm cho máy khơng đạt cơng suất làm lãng phí lượng điện + Giảm điện áp đặt vào cuộn dây non tải Khi khơng có khả thay động không đồng non tải, dùng biện pháp giảm điện áp đặt cực động Việc giảm điện áp cực động không đồng xuống trị số nhỏ cho phép Umin dẫn đến giảm tiêu thụ công suất phản kháng (do giảm dòng từ hố) Khi tổn thất công suất tác dụng giảm xuống, kết làm tăng hiệu suất động Biện pháp khắc phục động có tải thường xuyên thay đổi biến 76 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN tần, với động có tải cố định thường áp dụng thay đổi tổ đấu dây stato phân đoạn cuộn dây stato 1.4 Khởi động mềm dừng mềm - Khởi động mềm Phương pháp khởi động mềm áp dụng hạn chế điện áp đầu cực động cơ, tăng dần điện áp theo chương trình thích hợp để điện áp tăng tuyến tính từ giá trị xác định đến điện áp định mức Đó q trình khởi động mềm (ramp) tồn q trình khởi động điều khiển đóng mở thyristor vi sử lý 16 bit với cổng vào tương ứng, tần số giữ không đổi theo tần số điện áp lưới Ứng dụng khởi động mềm + Máy ép, máy bào, máy khoan, máy tiện,… vào phân xưởng: Đặc điểm chung động áp dụng khởi động mềm: + Dòng khởi động lớn (gây sụt áp khởi động); + Làm việc tải khơng thường xun (có thời khơng tải non tải nhiều); + Có qn tính lớn Hiệu sử dụng khởi động mềm: + Tránh sụt áp lưới điện; + Tiết kiệm điện động chạy non tải, không tải cách điều chỉnh điện áp đặt vào động cơ, việc giảm điện áp làm giảm dòng điện, dẫn đến giảm bớt tổn hao đồng tổn hao sắt đọng + Chức bảo vệ động bảo vệ tải, bảo vệ pha… - Dừng mềm Khi cắt trực tiếp nguồn điện động có mơmen qn tính nhỏ cần cẩu để đảm bảo không nguy hiểm cho người, thiết bị sản phẩm Nhờ chức dừng mềm mà điện áp động giảm từ từ khoảng từ đến 20 giây tuỳ thuộc vào yêu cầu Điện áp ban đầu cho dừng mềm Ustop = 0,9Un điện áp cuối trình vào khoảng 0,85 điện áp ban đầu Thời gian ramp điện áp tới 1000 giây điện áp đầu cuối trình dừng mềm đặt theo chương trình 77 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Như vậy, thực chất dừng mềm cố ý kéo dài trình dừng cách giảm từ từ điện áp nguồn cung cấp vào động Nếu q trình dừng mà có lệnh khởi động, trình dừng bị huỷ bỏ động khởi động trở lại 1.5 Giải pháp tiết kiệm điện chiếu sáng - Khi đưa vào sử dụng thấy độ sáng bóng đèn khơng trước cần lau chùi, thay Nên thắp sáng cần, vấn đề lắp thêm cơng tắc bật nơi làm việc (nếu có thể) -Sử dụng thiết bị tự động để bật tắt thiết bị theo thời gian ca-kip ngày - Thay tất bóng đèn sợi đốt bóng đèn tiết kiệm điện Giải pháp hành Thực tế chứng minh yếu tố công nghệ giúp giảm tổn thất phần định Ngồi lượng tổn thất lượng phụ thuộc nhiều vào ý thức trách nhiệm nhân viên, người vận hành Có thể áp dụng số giải pháp sau vào quản lý việc sử dụng điện nhà phân xưởng: -Tính tốn chuyển sử dụng điện lúc cao điểm sang lúc thấp điểm làm giảm chi phí mua điện cho phân xưởng sách giá điện mà không làm thay đổi tổng điện tiêu thụ hệ thống điện 78 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN -Thường xuyên tổ chức tập huấn tuyên truyền thực tiết kiệm điện, nâng cao nhận thức cho người lao động Quy định thời gian đóng ngắt cho thiết bị quạt điện, đèn chiếu sáng hết ca, ăn trưa -Thực giao khoán định mức sử dụng điện cho phân xưởng, công việc làm sau nhà máy vào hoạt động ổn định có bảng theo dõi lượng công suất tiêu thụ ứng với mội phân xưởng thời gian cố định Trong biện pháp này, phân xưởng có ca làm việc khác nhau, cần phải thường xuyên kiểm tra, giám sát, tuyên truyền cho thành viên ca làm việc Giao nhiệm vụ cho tổ trưởng, ca trưởng làm nhiệm vụ Mục đích làm cho người tham gia sản xuất ca có ý thức tiết kiệm điện ý thức phải thường trực cá nhân - Có chế độ thưởng, phạt cho phân xưởng, đơn vị có thành tích tiết kiệm điện đạt, vượt tiêu phân xưởng chưa đạt tiêu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Bài tập cung cấp điện Tác giả TS Trần Quang Khánh, nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [2] Giáo trình Cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC Tác giả TS Trần Quang Khánh, nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [3] Sổ tay tra cứu thiết bị điện 0,4 – 500 kV Tác giả Ngô Hồng Quang, nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [4] Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện Tác giả PGS TS Phạm Văn Hòa, nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [5] Thiết kế cấp điện Tác giả Ngô Hồng Quang, nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [6] Giáo trình Bảo hộ lao động kỹ thuật an toàn điện Tác giả TS Trần Quang Khánh, nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 79 NGUYỄN THÀNH TRUNG – Đ5H1 ... Để cấp điện cho động máy công cụ, xưởng dự định đặt tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp cấp điện cho tủ động lực đặt rải rác cạnh tường phân xưởng, tủ động lực cấp điện cho nhóm phụ tải phân. .. cơng suất thiết bị bố trí mặt phân xưởng chia thiết bị phân xưởng sửa chữa khí thành nhóm phụ tải sau 11 11 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Hình 2.1 Sơ đồ phân nhóm phụ tải 12 12 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN * Nhóm... toán phụ tải điện phương pháp hệ cố nhu cầu, hệ số đồng thời hệ số tham gia vào cực đại Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí, có thơng tin xác mặt bố trí thiết bị, biết