Đồ án cung cấp điện Lời nói đầu Trong thời đại nay,nền kinh tế đất nước phát triển với tốc độ tăng trưởng cao theo hướng công nghiệp hóa,hiện đại hóa hòa nhập với giới.Khắp đất nước,các khu công nghiệp,khu nghỉ dưỡng,khu chung cư mọc lên với tốc độ chóng mặt.Bên cạnh đó,đời sống người dân ngày cao đôi với nhu cầu sử dụng điện nhiều hơn.Tất điều làm cho lượng điện tiêu thụ ngày lớn nhiệm vụ cung cấp đủ điện phục vụ cho phát triển đất nước ngày trở nên nặng nề Và hết,nhiệm vụ phát triển công nghiệp Đảng nhà nước đặt lên hàng đầu với liên tục nhà máy xí nghiệp qui mơ lớn cực lớn mọc lên.Điều làm cho việc vấn đề cung cấp điện,mà đặc biệt cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp trở nên cần thiết hết.Với kiến thức học tập em giao đồ án với đề tài:”Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp” Sau thời gian làm đồ án, với nỗ lực thân, đồng thời với hướng dẫn thầy giáo Nguyễn Phúc Huy tài liệu tham khảo môn cung cấp điện TS Trần Quang Khánh biên soạn, đến em hồn thành đồ án Song với kiến thức hạn chế, Page Đồ án cung cấp điện với đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện tương đối khó phức tạp, đòi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm chun mơn cao nên q trình thiết kế em khơng tránh khỏi sai sót Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Phúc Huy giúp em hoàn thành tốt đồ án A.Dữ kiện Thiết kế mạng điện cung cấp cho xí nghiệp cơng nghiệp gồm phân xưởng với số liệu cho bảng 2.1, lấy theo vần alphabê theo chữ họ tên người thiết kế Công suất ngắn mạch điểm đấu điện S ,MVA,khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà k máy L,m.Cấp điện áp truyền tải 110kV Thời gian sử dụng công suất cực đại T ,h.Tỷ lệ phụ tải điện loại I II chiếm k M %.Giá I&II thành tổn thất điện c =1000 đ/kWh; suất thiệt hại điện ∆ g =7500đ/KWh.Hao tổn điện áp cho phép mạng điện tính từ th nguồn ∆U =3,5%.Các tham số khác lấy phụ lục sổ tay thiết cp kế cung cấp điện Bảng 2.1 Dữ liệu lấy theo tên Alphabe Nhà Phân xưởng Tên đệm Số Phương Sk(MVA) máy hiệu án D Đ 410 N B kI&II% TM, h 78 Tên L,m Hướng tới nguồn 230,62 Tây 5320 Page Đồ án cung cấp điện Phụ tải nhà máy sửa chữa thiết bị(nhà máy số 5) N0 Tên phân xưởng phụ tải Số Tổng Hệ theo lượng công nhu sơ đồ thiết bị suất số Hệ số công cầu, k suất, nc mặt điện đặt, kW cosφ 149 500 0,36 0,65 phẳng Phân xưởng thiết bị cắt Xem liệu phân xưởng Phân xưởng dụng cụ 190 370 0,35 0,67 Phân xưởng sửa chữa điện 447 150 0,33 0,78 Phân xưởng làm khuôn 250 100 0,34 0,70 Phân xưởng sửa chữa 81 800 0,38 0,62 khí Nhà hành chính, sinh hoạt 315 50 0,34 0,84 Khối nhà kho 100 35 0,37 0,77 Phân xưởng thiết bị không 56 30 0,39 0,61 tiêu chuẩn 10 Nhà ăn 23 260 0,45 0,86 11 Phân xưởng gia công 18 162 0,45 0,78 Page Đồ án cung cấp điện Sơ đồ mặt nhà máy 5: 10 11 Tỷ lệ 1: 5000 - Số hiệu 2, phương án B Phân xưởng khí – sửa chữa Page Đồ án cung cấp điện Phụ tải phân xưởng khí – sửa chữa: Số hiệu Công suất đặt P, Tên thiết bị Hệ sô k sơ đồ cosφ kW sd 1; 2; 3; Lò điện kiểu tầng 0,35 0,91 18+ 25+ 18+ 25 5; Lò điện kiểu buồng 0,32 0,92 40+ 55 7; 12; 15 Thùng 0,3 0,95 1,1+ 2,2+ 2,8 8; Lò điện kiểu tầng 0,26 0,86 30+ 20 10 Bể khử mỡ 0,47 1,5 11; 13; 14 Bồn đun nước nóng 0,3 0,98 15+ 22+ 30 16; 17 Thiết bị cao tần 0,41 0,83 32+ 22 18; 19 Máy quạt 0,45 0,67 11+ 5,5 Máy mài tròn vạn 0,47 0,6 2,8+ 5,5+ 4,5 Máy tiện 0,35 0,63 2,2+ 4,5 Máy tiện ren 0,53 0,69 7,5+ 12+ 12 28; 29 Máy phay đứng 0,45 0,68 4,5+ 12 30; 31 Máy khoan đứng 0,4 0,6 5,5+ 7,5 32 Cần cẩu 0,22 0,65 7,5 33 Máy mài 0,36 0,872 2,8 20; 21; 22 23; 24 25; 26; 27 Sơ đồ mặt phân xưởng khí – sửa chữa Page Đồ án cung cấp điện A 6000 B C 24000 D E 6000 20 23 36000 21 11 12 13 14 10 16 15 22 24 25 26 30 31 33 27 28 17 18 32 19 Van phòng ) Nhà kho 29 B.Thiết kế CHƯƠNG TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN Page Đồ án cung cấp điện *Mục đích việc xác định phụ tải tính tốn Phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết lâu dài khơng đổi, tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu phát nhiệt mức độ hủy hoại cách điện.Nói cách khác, phụ tải tính tốn đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự phụ tải thực tế gây ra, chọn thiết bị theo phụ tải tính tốn đảm bảo an tồn cho thiết bị mặt phát nóng Phụ tải tính tốn sử dụng để chọn lựa kiểm tra thiết bị HTĐ như: máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, bảo vệ… tính tốn tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng… Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào yếu tố như: công suất,số lượng máy,chế độ vận hành chúng, quy trình cơng nghệ sản xuất, trình độ vận hành cơng nhân Vì xác định phụ tải tính tốn nhiệm vụ khó khăn quan trọng.Bởi phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có dẫn đến cháy nổ nguy hiểm Nếu phụ tải tính tốn lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị điện(đóng ngắt,máy biến áp…), tiết diện dây dẫn phải làm lớn so với yêu cầu làm gia tăng vốn đầu tư, gây lãng phí Page Đồ án cung cấp điện +)Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn Do tính chất quan trọng phụ tải tính tốn nên có nhiều cơng trình nghiên cứu có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện.Song phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nên chưa thể có phương pháp vượt trội mặt.Những phương pháp đơn giản thuận tiên cho tính tốn lại thiếu độ xác,còn nâng cao độ xác,xét đến ảnh hưởng nhiều yếu tố khối lượng tính tốn lại lớn,phức tạp,thậm chí khơng thực thực tế Tùy thuộc đặc điểm loại phụ tải áp dụng phương pháp sau: - Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu - Phương pháp tính theo cơng suất trung bình - Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm - Phương pháp tính theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Ở ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu 1.1 Phụ tải tính tốn chiếu sáng phân xưởng Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng đáp ứng yêu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng chiếu sáng thị giác Ngoài độ rọi, hiệu chiếu sáng phụ thuộc vào quang thông, màu Page Đồ án cung cấp điện sắc ánh sáng, lựa chọn hợp lý chao chóp đèn, bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kỹ thuật kinh tế, mỹ thuật.Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: - Không bị lóa - Khơng có bóng tối - Phải có độ rọi đồng 1.1Phụ tải tính tốn chiếu sáng phân xưởng(phân xưởng sửa chữa khí số 2) Trong thiết kế chiếu sáng,vấn đề quan trọng phải quan tâm đáp ứng yêu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng thị giác.Ngồi độ rọi, hiệu chiếu sáng phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, lựa chọn hợp lý bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế mỹ quan hồn cảnh.Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: -Khơng bị lố mắt 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 Page Đồ án cung cấp điện Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục chiếu sáng kết hợp.Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc xác, nơi mà thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng khơng tạo bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp Chọn loại bóng đèn chiếu sáng:gồm loại:bóng đèn sợi đốt bóng đèn huỳnh quang.Các phân xưởng sản xuất thường dùng đèn huỳnh quang đèn huỳnh quang có tần số 50Hz thường gây ảo giác không quay cho động không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây nạn lao động.Do người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho phân xưởng sửa chữa khí Việc bố trí đèn đơn giản,thường bố trí theo góc hình vng hình chữ nhật Tính theo suất phụ tải chiếu sáng phân xưởng P = p A (kW) cs Trong đó: p = 15 W/m : suất chiếu sáng A : diện tích phân xưởng (m ) Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cơng suất nhóm chiếu sáng,cos ϕ = Có diện tích phân xưởng là: Page 10 Đồ án cung cấp điện 3DC 12 400 30 50 -Cầu chì cao áp Bảng chọn cầu chì cao áp Thông số kỹ thuật Trạm Loại CC I U , kV dm I ,A dm , I catNmin kA , kA catN 3GD1 203-3B 12 16 62 63 3GD1 203-3B 12 16 62 63 3GD1 203-3B 12 16 62 63 3GD1 203-3B 12 16 62 63 3GD1 203-3B 12 16 62 63 3GD1 203-3B 12 16 62 63 - Chọn cái: để dễ dàng việc tính tốn, kiểm tra ta chọn loại cái.Chọn dẫn đồng, hình chữ nhật, có sơn kích thước: F = 25x3 = 75 mm , pha đặt với I = 340 A cp Chọn sứ đỡ O -10-750 có U = 10 kV;lực phá hủy F ∅ n = 750 kG ph - Chọn aptomat Bảng chọn aptomat Page 63 Đồ án cung cấp điện Thông số kỹ thuật Trạm Loại CC C801N 690 800 25 NS400N 690 400 10 NS400N 690 400 10 NS400N 690 400 10 CM1600N 690 1600 50 NS400N 690 400 10 U ,V dm I ,A dm I , kA cat CHƯƠNG TÍNH TỐN CHỌN TỤ BÙ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 5.1 Xác định dung lượng bù cần thiết Tiến hành bù để nâng hệ số công suất Q =P b (tgφ - tgφ ) ttxn Page 64 Đồ án cung cấp điện Có cosφ = 0,842 => tgφ = 0,642 1 cosφ = 0,95 => tgφ = 0,329 2 => Q = 1722,712.(0,6415 – 0,3287) = 538,864 kVAr b 5.2 Tính tốn lựa chọn loại tụ bù Lựa chọn thiết bụ bù tụ điện tĩnh KM1-0,38 Nga sản xuất Nó có ưu điểm giá đầu tư đơn vị công suất bù không phụ thuộc vào dung lượng tụ bù nên thuận tiện cho việc chia nhỏ thành nhóm đặt gần phụ tải Mặt khác tụ điện tĩnh tiêu thụ cơng suất tác dụng từ 0,003 ÷ 0,005 kW vận hành đơn giản, cố Sơ đồ thay thế: Page 65 Đồ án cung cấp điện TPPTT RC1 RC2 RC3 RC4 RC5 RC6 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 RB6 Q1 Qb1 Q2 Qb2 Q3 Qb3 Q4 Qb4 Q5 Qb5 Q6 Qb6 Dung lượng bù cung cấp cho nhánh: Q − Qb Q bi = Qι − NM R td R i Có điện trở nhánh i: R =R i +R Ci Bi −1 R td = ∑ ÷ i =1 R i Page 66 Đồ án cung cấp điện Ta có bảng số liệu giá trị điện trở nhánh TT R , Ω Rc , Ω Ri, Ω 1/Ri Bi i 3,0273 0,109 3,1363 0,31885 6,3272 0,0167 6,3439 0,15763 6,3272 0,0865 6,4137 0,15592 3,027 0,2576 3,2846 0,30445 1,499 0,151 1,650 0,60606 6,3272 0,3594 6,6866 0,14955 Rtd= 1,69246 => Điện trở tương đương: R = 1/ 1,692 = 0,591 Ω td Với phụ tải trạm biến áp Q = tgφ P 1 = 0,642.362,25 = 232,565 kVAr tt1 dung lượng bù Q − Qb Q b1 = Q1 − NM R td R1 1103,740 − 538,864 = 232,565 − 0,591 = 126,11 kVAr 3,136 Ta có bảng cơng suất phản kháng phụ tải trạm biến áp dung lượng bù cho chúng: Page 67 Đồ án cung cấp điện TT Ri, Ω Qi, kVAr Q , kVAr bi 3,1363 232,5650 126,110 6,3439 150,8760 98,2519 6,4137 110,2550 58,2037 3,2846 198,1580 96,5195 1,6500 495,0910 292,7627 6,6866 86,2050 36,2780 Sơ đồ ghép nối tụ bù trạm biến áp: t đ a t ỉng t đ ph©n phèi cho cá c px t ủ bù t ủ a phân đoạ n t ủ bù t ủ phân phối c ho c¸ c px Page 68 tđ a tỉ ng Đồ án cung cấp điện CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN NỐI ĐẤT TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG Nối đất biện pháp an tồn hệ thống cung cấp điện Nó có tác dụng tản dòng điện ln giữ mức điện thấp vật liệu nối đất, đảm bảo làm việc bình thường thiết bị Nối đất đảm bảo an tồn cho người vận hành sửa chữa tiếp xúc với phận mang điện, vỏ máy, tủ hạ thế,…tất trạm biến áp hệ thống cung cấp điện phải có hệ thống nối đất với điện trở nối đất R ≤ 4Ω nd Để nối đất cho trạm biến áp phân xưởng, ta sử dụng điện cực nối đất chôn trực tiếp đất, dây nối đất dùng để nối liền phận nối đất với điện cực nối đất Cụ thể ta dự định nối đất với hệ thống nối đất bao gồm cọc nối đất làm thép góc L 60 x 60 x 6mm, dài 2,5m chôn sâu 0,7m Các cọc chôn cách 5m nối với thép nối có bề rộng 4cm tạo thành mạch vòng nối đất Các nối chơn sâu 0,8m Kích thước trạm 6x9 m Điện trở nối đất cọc( giả sử tính tốn cho đất vườn): R = 0,00298.ρ.k 1c mua = 0,00298.0,4.10 = 23,84Ω Xác định sơ số cọc: n= R lc 23,84 = = 9,9 ηc R d 0,6.4 Page 69 Đồ án cung cấp điện Lấy tròn 10 cọc, hệ số sử dụng cọc η = 0,6 Mạch c vòng nối đất trơn bên tường trạm có chu vi (10 + 5).2 = 30 m Thép dẹt 40, có bề rộng nối b= cm, chơn độ sâu t = 80 cm Điện trở nối: 0,366.ρ.k 2l2 Rt = lg ÷ l bt 0,366.0,4.1043 2.30002 = lg = 6,954Ω 3000 4.80 Tra bảng tìm η = 0,45 t Điện trở thực tế nối đất: R 't = R t 6,9542 = = 15, 4538Ω ηt 0, 45 Điện trở toàn số cọc: 4.R 't 4.15, 4538 Rc = ' = = 5,3969Ω R t − 15, 4538 − Số cọc cần phải đóng là: n= R1c 23,84 = = 7,36 ηc R c 0,6.5,3969 => cần phải đóng cọc Kiểm tra lại điện trở hệ thống nối đất: R ht = = R1c R t R 1c ηt n − R t ηc 23,84.6,9542 = 2,34Ω < R yc = 4Ω 23,84.0, 45.7 − 6,9542.0, =>thỏa mãn Page 70 Đồ án cung cấp điện Tóm lại, thiết kế hệ thống nối đất cho trạm sau: dùng cọc thép góc L 60.60.6 dài 2,5 m chơn thành mạch vòng 30 m nối với thép dẹt có bề rơng 4cm đặt cách 5m Sơ đồ mặt cắt mặt hệ thống nối đất ^' Thanh noi Coc 0,7 m 2,5 m 0,8 m Page 71 Đồ án cung cấp điện CHƯƠNG DỰ TỐN CƠNG TRÌNH 7.1 Danh mục thiết bị Bảng : Danh mục thiết bị Đơn TT Thiết bị Qui cách Đơn giá, V, Số lượng vị TPP trung tâm 1800 kVA 10 đ 10 đ 810 810 Page 72 Đồ án cung cấp điện (2MBA) Trạm phân xưởng (2MBA) 180 kVA 133,25 399,75 320 kVA 158,25 316,5 560 kVA 192,95 192,95 Máy cắt TPPTT 8DH10 160 160 Dao cách ly 3DC 1,5 Cầu chì cao áp 1,4 8,4 3GD1 203-3B Đồng làm Cu 25x3 kG 25 0,07 1,21 Sứ Thanh trì 12 0,05 0,6 C801N 8,9 8,9 NS400N 2,4 9,6 CM1600N 5,2 5,2 10 11 Aptomat 12 13 BI 4MA72 0,9 5,4 14 BU 4MR14 0,7 4,2 15 Tụ bù tĩnh KM1-0,38 kVAr 538,8643 1,6 862,1829 16 Cọc tiếp địa L 60.60.6 cọc 0,1 0,7 17 Thanh nối tiếp địa m 30 0,015 0,45 18 Dây thép nối M 40.4 m 30 0,02 0,6 19 Dây AC 70 mm km 0,230 189,84 43,663 20 Dây cáp ngầm 35 mm km 2033,5 124,8 253,780 ∑ 3096,8277 7.2 Xác định tham số kinh tế Tổng giá thành cơng trình: ∑V = 3096,8277.10 đ Page 73 Đồ án cung cấp điện Tổng giá thành công trình có tính đến cơng lắp đặt: 1,1.∑V = 1,1 3096,8277.10 = 3406,512 10 đ Giá thành đơn vị công suất đặt: VΣ 3406,512 106 g0 = = = 1,665.106 Sttpx 2045,944 Chi phí cho tổn thất điện năng: C = A.c = 311596,164.1000 = 311,596.10 đ ∆ Tổng chi phí quy đổi kể chi phí xây dựng: Z = p 1,1.V + C ∑ ∑ =0,1625.1,1.3406,512.10 +311,596.10 =865,154.10 đ Tổng điện tiêu thụ: ∑A = P T = 1722,685.5320 = 9164684,2 kWh ttpx M Tổng chi phí đơn vị điện năng: ZΣ 865,154.106 gđ=/ kWh = = 94, 401 ΣA 9164684, Kết luận đồ án Page 74 Đồ án cung cấp điện Đồ án số 2:”Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp” đồ án tương đối mẻ mang tính ứng dụng thực tiễn cao.Nhưng hồn thành em nhận thấy số vấn đề cần rút kinh nghiệm sau: -Các kích thước phân xưởng,trạm biến áp,xí nghiệp đồ án em lấy tương đối theo vẽ chưa hồn tồn xác -Với chương 1:phân nhóm phụ tải động lực phân xưởng sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tính tốn -Với chương 2:Xác định sơ đồ cấp điện cho phân xưởng +chọn biến áp,vi trí đặt,phương án dây cụ thể từ điểm đấu điện đến phân xưởng thông qua so sánh phương án đặt Cần cân nhắc kĩ việc định sơ đồ cấp điện cho xí nghiệp: +có thể chọn lại sơ đồ phân bố trạm biến áp sau: Ta lựa chọn số trạm biến áp sau: +Trạm biến áp 1: cấp điện cho phân xưởng 1; +Trạm biến áp 2:cấp điện cho phân xưởng 2; +Trạm biến áp 3: cấp điện cho phân xưởng 3,5,11; +Trạm biến áp 4:cấp điện cho phân xưởng 4,7; Page 75 Đồ án cung cấp điện +Trạm biến áp 5:cấp điện cho phân xưởng 6,9; +Trạm biến áp 6:cấp điện cho phân xưởng 10,8; Nếu chọn chọn MBA loại 560kVA mà cần chọn loại 320kVASẽ tiết kiệm 192,95158,25=34,7 triệu đồng.Đồng thời làm giảm tiết diện dây cần chọn xuống 16mm chọn lại hết lên dây 35mm chương để ổn định nhiệt -Với chương 4:Chọn tiết diện dây dẫn mạng theo phương pháp mật độ dòng điện kinh tế,tính tốn ngắn mạch tiến hành kiểm tra theo chế độ phát nóng điều kiện ổn định nhiệt Sau chọn thiết bị bảo vệ như:máy cắt,dao cách ly, cầu chảy, cái,sứ cách điện,các thiết bị đo lường,aptomat, -Với chương 5:Chọn tụ bù để bù cơng suất phản kháng,tính tốn dung lượng bù tối ưu cho nhánh -Với chương 6,7 Tính tốn nối đất dự tốn chi phí cơng trình Page 76 Đồ án cung cấp điện Các tài liệu tham khảo 1.Giáo trình Cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC-TS Trần Quang Khánh 2.Giáo trình Bài tập Cung cấp điện -TS Trần Quang Khánh Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm Page 77 ... 1: cấp điện cho phân xưởng 1; +Trạm biến áp 2 :cấp điện cho phân xưởng 2,; +Trạm biến áp 3: cấp điện cho phân xưởng 5,11; +Trạm biến áp 4 :cấp điện cho phân xưởng 3,7; +Trạm biến áp 5 :cấp điện cho. .. A.Dữ kiện Thiết kế mạng điện cung cấp cho xí nghiệp cơng nghiệp gồm phân xưởng với số liệu cho bảng 2.1, lấy theo vần alphabê theo chữ họ tên người thiết kế Công suất ngắn mạch điểm đấu điện S ,MVA,khoảng... tải điện nhà máy Page 28 Đồ án cung cấp điện 2.3 Chọn công suất số lượng máy biến áp 2.3.1 Trạm phân phối trung tâm Vì xí nghiệp có tỉ lệ phụ tải loại I&II cao(78%)nên để cấp điện cho xí nghiệp,