Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp 5

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp A.Dữ kiện phân xưởng : Tỷ lệ phụ tải điện loại I 60% Hao tổn điện áp cho phép mạng điện hạ áp ∆Ucp = 5% Hệ số công suất cần nâng lên cos ϕ = 0,90 Hệ số chiết khấu: i = 12% Thời gian sử dụng công suất cực đại: TM = 4000h Công suất ngắn mạch điểm đấu điện: Sk = 150 MVA Thời gian tồn dòng ngắn mạch tk = 2,5s Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm phân xưởng: L = 200 m Chiều cao nhà xưởng H = 4,2 m Giá thành tổn thất điện C∆ = 1500đ/kWh Suất thiệt hại điện gth = 10000đ/kWh Đơn giá tụ bù 140.103 đ/kVAr Chi phí vận hành tụ 2% vốn đầu tư Suất tổn thất tụ ∆P = 0,0025 kW/kVAr Giá điện trung bình g = 1400đ/kWh Điện áp lưới phân phối 22 kV SV: Lê Ngọc Trung Page ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Phân xưởng sản xuất công nghiệp Phụ tải phân xưởng sản xuất công nghiệp Số hiệu sơ đồ 10 11 12 13 14 15 16 17,18 19 20 SV: Lê Ngọc Trung Tên thiết bị Hệ số ksd cos ϕ Công suất đặt P(kW) Bể ngâm dung dịch kiềm Bể ngâm nước nóng Bể ngâm tăng nhiệt Tủ sấy Máy quấn dây Máy quấn dây Máy khoan bàn Máy khoan đứng Bàn thử nghiệm Máy mài Máy hàn Máy tiện Máy mài tròn Cần cẩu điện Máy bơm nước Máy hàn xung Bàn lắp ráp thử nghiệm Máy ép nguội Quạt gió 0,35 12 0,32 0,3 0,36 0,57 0,6 0,51 0,55 0,62 0,45 0,53 0,45 0,4 0,32 0,46 0,32 0,53 1 0,80 0,8 0,78 0,78 0,85 0,7 0,82 0,76 0,72 0,8 0,82 0,55 0,69 13 12 18 1,2 2,2 2,8 8,5 8,2 5,5 2,8 4,5 22 15+17 0,47 0,45 0,70 0,83 22 7,5 Page ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta cơng cơng nhiệp hố , đại hoá Nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp , nông nghiệp , dịch vụ sinh hoạt tăng trưởng không ngừng cùngvới trình phát triển kinh tế Do đòi hỏi nhiều cơng trình cung cấp điện Đặc biệt cần cơng trình có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liên tục, phục vụ tốt cho phát triển nghành kinh tế quốc dân Trong có lĩnh vực cơng nghiệp ngành kinh tế trọng điểm đất nước , Nhà nước Chính phủ ưu tiên phát triển có vai trò quan trọng kế hoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020 Thiết kế cung cấp điện cho nghành cơng việc khó khăn , đòi hỏi cẩn thận cao Phụ tải ngành phần lớn phụ tải hộ loại 1, đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao Một phương án cung cấp điện hợp lý phương án kết hợp hài hòa tiêu kinh tế, kĩ thuật , đảm bảo đơn giản sửa chữa vận hành thuận tiện , đảm bảo chất lượng điện Hơn cần áp dụng thiết bị thiết kế đại có khả mở rộng tương lai Dưới hướng dẫn thầy Phạm Anh Tuân, em nhận đề tài Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp Đồ án bao gồm số phần chọn máy vị trí đặt trạm biến áp , chọn dây phần tử bảo vệ , hạch tốn cơng trình Việc làm đồ án SV: Lê Ngọc Trung Page ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC giúp chúng em điều kiện áp dụng kiến thức học tích lũy thêm nhiều kinh nghiệm Đây đồ án có tính thực tiễn cao , chắn giúp ích cho em nhiều cơng tác sau Trong q trình thực đồ án , em nhận bảo tận tình thầy Phạm Anh Tuân thầy cô khoa Hệ Thống Điện Do trình độ hạn chế nên việc thực đồ án nhiều thiếu xót Em mong nhận thêm nhiều dẫn thầy cô để em hoàn thiện cho đồ án Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội tháng năm 2013 Sinh viên thực Lê Ngoc Trung CHƯƠNG I THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 1.1 Tính 1.1.1 toán lựa chọn đèn Yêu cầu chung Thiết kế chiếu sang phải đẩm bảo yêu cầu sau • • • • • • Khơng bị lóa mắt Khơng lóa 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 SV: Lê Ngọc Trung Page ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Các phân xưởng sản xuất dùng đèn huỳnh quang đèn huỳnh quang tần số f = 50Hz gây ảo giác không quay động không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động Do ta dùng đèn sợi đốt Halogen cho phân xưởng Bố trí đèn : thường bố trí theo góc hình vng hình chữ nhật 1.1.2 Tính tốn chiếu sáng Thiết kế cho phân xưởng sản xuất cơng nghiệp có kích thước HxDxW 36x24x42,coi trần màu trắng,tường màu vàng,sàn nhà màu xám,với độ rọi yêu cầu Eyc = 100lux Căn vào độ cao trần xưởng H = 4,2 mét ,độ cao mặt công tác h2 = 0,8 mét độ cao treo đèn cách trần h1 0,7 mét ta có : Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác : h = H – h1 – h2 = 4,2 – 0,7 – 0,8 = 2,7m Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách đèn xác định theo tỷ lệ SV: Lê Ngọc Trung Page L h = 1,8 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Tức là: L = 1,8 x h = 1,8 x 2,7 = 4,86 m khoảng cách tối đa bóng đèn Với kích thước phân xưởng 24 x 36 x4,2 ,ta chọn khoảng cách đèn hàng L n = 4m(đèn gần tường q ~2m),khoảng cách hang đèn L d = 4m(đèn gần tường p ~ 2m).Như tổng cộng có hàng đèn,mỗi hàng có bóng Kiểm tra mức độ đồng ánh sáng : Ln L ≤q≤ n Ld L ≤ p≤ d tức 4 ≤2≤ thỏa mãn tức 4 ≤2≤ thảo mãn Như lựa chọn hợp lí Tổng số đèn phân xưởng : x = 54 đèn SV: Lê Ngọc Trung Page ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Chỉ số phòng : K= a.b 24.36 = = 5,333 h(a + b) 2,7( 24 + 36) Lấy độ phản xạ trần đèn là : σ tran = 50% σ tuong = 30% kết hợp với số phòng ta tra bảng áp dụng phương pháp nội suy hệ số sử dụng ksd = 0,58 (đèn sợi đốt chiều sâu_bảng 47.plBT) Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 hệ số tính tốn Z = 1,1,diện tích S,ta xác định quang thông yêu cầu đèn : Fyc = Thay số : Fyc = k E yc S Z n.k sd 1,3.100.24.36.1,1 = 54.0,58 3944,8 (lumen) Chọn loại bóng đèn sợi đốt Halogen cơng suất P = 300 W, quang thông F =6400 > Fyc Tổng công suất đèn Pcs = 54x300 = 16200 W = 16,2 kW Kiểm tra độ rọi thực tế E= N Fd η k H D.k dt Trong Fd :quang thông đèn SV: Lê Ngọc Trung Page ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC N : số lượng đèn η : hiệu suất đèn k : hệ số lợi dụng quang thông đèn HxDxW H,D chiều dài chiều sâu phân xưởng Kdt : hệ số dự trữ,thường lấy 1,2 -1,3 Thay số ta có E= 54.0,58.0,6.6400 36.24.1.2 =116 lux > Eyc =100 lux Ngồi chiều sáng chung trang bị thêm cho thiết bị bóng đèn cơng suất 100W để chiếu sáng cục ,cho phòng thay đồ phòng vệ sinh,1 phòng văn phòng xưởng phòng bóng đèn huỳnh quang 40W.như cần 25 bóng cần cho chiếu sang cục CHƯƠNG II TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN Tính tốn phụ tải điện công việc bắt buộc cơng trình cung cấp điện Việc cung cấp số liệu phục vụ cho việc thiết kế lưới điện sau người kĩ sư Phụ tải tính tốn có giá trị SV: Lê Ngọc Trung Page ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu ứng nhiệt , việc chọn dây dẫn hay thiết bị bảo vệ cho đảm bảo Có nhiều phương pháp tính tốn phụ tải điện phương pháp hệ số nhu cầu , hệ số tham gia 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 đựoc cơng suất q trình cơng nghệ thiết bị nên sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tổng hợp nhóm phụ tải động lực Nội dung phưong pháp sau : - Thực phân nhóm thiết bị có xưởng, nhóm cung cấp điện từ tủ động lực riêng , lấy điện từ tủ phân phối chung Các thiết bị nhóm nên chọn có vị trí gần mặt phân xưởng, có chế độ làm việc cơng suất tương tự nhau.Xác định hệ số sử dụng tổng hợp nhóm thiết bị theo biểu thức sau: k Σ sd = ΣPi k sdi ΣPi ( 2.1 ) - Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng nhóm nhd : ( ΣP ) i Σ P i nhd = ( 2.2 ) - Hệ số nhu cầu nhóm xác định theo biểu thức sau : Σ knc = k sd + − k sdΣ n hd ( 2.3 ) - Phụ tải tính tốn nhóm : Ptt = knc ΣPi ( 2.4 ) Hệ số công suất phụ tải nhóm : SV: Lê Ngọc Trung Page ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Cosϕtb = ∑ P ×Cosϕ ∑P i (2.5) i Đi vào tính tốn cụ thể 2.1 Phụ tải tính tốn nhóm chiếu sáng Từ kết thiết kế chiếu sáng ta tính phụ tải chiếu sáng tính tốn toàn phân xưởng Pcs = kđt N Pđ = 1.54.300 = 16200 W =16,2 (kW) Trong đó: kđt : hệ số đồng thời nhóm phụ tải chiếu sáng N : số bóng đèn cần thiết Pđ : cơng suất đèn lựa chọn Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cosϕ nhóm chiếu sáng Do đó, ta có cơng suất tồn phần nhóm chiếu sáng là: Scs = Pcs 16, = = 16, (kVA) cos ϕ Qcs = kVAr Chiếu sáng cục Pcb = 20.100 + 5.40 = 2200 W Vậy tổng công suất chiếu sáng Pcs = Pcs chung + Pcb =2200 +16200 =18,4 (kW) 2.2 Phụ tải tính tốn nhóm thơng thống làm mát Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là: ( Q = K V m / h K – bội số tuần hồn (lần/h) V – thể tích phân xưởng (m3) V SV: Lê Ngọc Trung = a.b.H Page 10 ) ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CHƯƠNG VI TÍNH TỐN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 7.1 Tính tốn nối đất : Nối đất biện pháp an toàn hệ thống cung cấp điện Đối với trạm biến áp phân phối, hệ thống nối đất có điện trở nối đất Rnd ≤ 4Ω Để nối đất cho trạm biến áp, 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 0,8m Các cọc chôn cách 5m nối với thép nối có bề rộng 4cm tạo thành mạch vòng nối đất Các nối chôn sâu 0,8m - Xác định điện trở nối đất cọc : R1c = 0,00298.ρ.k mua Ω Trong đó: ρ: điện trở suất đất, Ω.cm, chọn loại đất vườn có ρ=0,4.104Ω.cm kmuac : hệ số mùa cọc chôn sâu 0,8m, lấy kmuac =2 R1c = 0,00298.ρ.kmua = 0, 00298.0, 4.104.2 = 23,84(Ω) - Xác định sơ số cọc: Số cọc xác định theo công thức sau: n= R1c 23,84 = = 9,93 ηc.Rd 0,6.4 Chọn n = 10 cọc Trong đó: Rtc: Điện trở nối đất cọc, Ω SV: Lê Ngọc Trung Page 60 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Rd: Điện trở nối đất thiết bị nối đất theo quy định,Ω ηc: Hệ số sử dụng cọc, tra bảng ηc = 0,6 Xác định điện trở nối: Điện trở nối xác định theo công thức: - 0,366.ρ k  2.l  0,366 ×0, ×104 ×2 ì4 Rt = lg ữ = ×lg  ÷ = 291,3(Ω) l  b.t   ×0,8  Trong đó: ρ: Điện trở suất đất độ chôn sâu nằm ngang, Ω.cm l: Chiều dài mạch vòng tạo nối, cm b: Bề rộng nối, cm Lấy b = 4cm t: Chiều sâu chôn nối, t = 0,8m Tra bảng tìm ηt = 0,45 Điện trở thực tế nối đất: Rt' = Rt 291,3 = = 647,3(Ω) ηt 0, 45 Điện trở toàn số cọc : Rt' 4.647,3 Rc = ' = = 4, 025(Ω) Rt - 647,3 - Số cọc thực tế phải đóng : n= R1c 23,84 = = 9,87 ηc.Rc 0,6.4,025 Chọn n= 10 cọc Cọc Thanh nối 0,7m Page 61 2,5m TBA SV: Lê Ngọc Trung 0,8m ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Hình vẽ: Sơ đồ mặt mặt cắt hệ thống nối đất 7.2 Tính tốn chống sét : Chống sét van chọn để bảo vệ chống sét đánh lan truyền Điều kiện chọn cho Un thiết bị chống sét điện áp định mức phía cao máy biến áp Như vây ta chọn chống sét van loại PBC-22T1 ( bảng 35.pl ) [ ] Nga sản xuất có Un = 22kV , điện áp cho phép 25kV , điện áp phóng xung 80 kV , điện áp phóng f = 50hz 4960,5 kV SV: Lê Ngọc Trung Page 62 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CHƯƠNG VII DỰ TỐN CƠNG TRÌNH 8.1 Danh mục thiết bị mạng điện Trong hạch tốn cơng trình ta xét đến thiết bị có nêu bảng Bảng 8.1: Danh mục thiết bị cung cấp cho phân xưởng STT Tên thiết bị Quy cách Đơn Số Đơn giá; V;106 vị lượng đ 106đ/đơn vị Bóng đèn PAR38 300W 54 0,1 5,4 Dây cáp hạ áp PVC-Cu-4x4 km 0,015 119 1,8 Dây cáp hạ PVC-Cu- km 0,300 24,6 7,4 SV: Lê Ngọc Trung Page 63 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC áp 2x2,5 Quạt làm mát DLHCV40PG4SF Cái 20 4,0 80 Máy biến áp 160kVA 59 118 Dây cáp hạ áp XLPE-95 Km 0,0736 893 65,7 Dây cáp hạ áp XLPE-25 Km 0,036 377 13,6 Dây cáp hạ áp XLPE-25 Km 0,012 377 4,5 Dây cáp hạ áp XLPE-35 Km 0,054 460 24,8 10 Dây cáp hạ áp XLPE-25 Km 0,024 377 9,1 11 Dây cáp hạ áp XLPE-16 Km 0,03 312 9,4 12 Dây cáp hạ áp XLPE-10 Km 0,160 271 43,4 13 Áp tô mát SA403-H 4,5 4,5 14 Áp tô mát EA103G 16 3,5 56 15 Áp tô mát EA-52G 25 3,0 75 16 Áp tô mát ABE-53a 3,2 3,5 17 Thanh F=30x4mm than 0,6 0,6 SV: Lê Ngọc Trung Page 64 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC h 18 Sứ đỡ Oφ-22-375 Chi ếc 10 0,5 0,5 19 Máy biến dòng TKM-0,5 Chi ếc 2,0 2,0 20 Cọc nối đất L 60x60x6mm 10 1,0 1,0 21 Chống sét van PBC-22T1 1,0 1,0 22 ampe kế 0-200A 0,3 0,3 23 vôn kế 0-500V 0,2 0,3 24 Công tơ pha Công tơ pha 1,5 1,5 25 Vỏ tủ điện Vỏ tủ điện 0,6 4,2 26 Tụ bù KM1-10,515Y Bộ 2 Tổn g 543 8.2 Hạch tốn cơng trình Tổng giá thành lắp đặt thiết bị cơng trình : ∑V = 543.10 (VND) Tổng giá thành có tính cho cơng suất lắp đặt : VΣ = klđ ∑V = 1,1.543.106 = 597,3.106 (VND) Giá thành đợn vị công suất lắp đặt: SV: Lê Ngọc Trung Page 65 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC VΣ 597,3.106 gđ0 = KVA = = 3,726.106 ( / Sttpx 160, 29 ) Chi phí vận hành năm Cht = 24705,895.1000 =24,7 (triệuđồng) Tổng chi phí quy đổi Z∑ = p × V∑ + Cht = 0,177.597,3+24,7=130,4221.106(đ/năm) Tổng điện tiêu thụ : ∑A = Pttpx× TM = 144,246× 4000 =576984 (kWh) Tổng chi phí đơn vị điện : G = = ×106 =226,0411(đ/kWh) SV: Lê Ngọc Trung Page 66 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CHƯƠNG VIII CÁC BẢN VẼ 1.1 Sơ đồ trạm biến áp: nguyên lý, bố trí, mặt cắt 1.2 Sơ đồ nguyên lý mạng điện toàn phân xưởng 1.3 Sơ đồ dây mạng điện mặt phân xưởng 1.4 Sơ đồ chiếu sáng, sơ đồ nối đất SV: Lê Ngọc Trung Page 67 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SV: Lê Ngọc Trung ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Page 68 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SV: Lê Ngọc Trung ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Page 69 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SV: Lê Ngọc Trung ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Page 70 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SV: Lê Ngọc Trung ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Page 71 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SV: Lê Ngọc Trung ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Page 72 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SV: Lê Ngọc Trung ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Page 73 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Tài liệu tham khảo: “Cung cấp điện tập” “bài tập cung cấp điện” ,tác giả: TS.Trần Quang Khánh Nhà xuất KHKT – 2007 Bảo hộ lao động kỹ thuật an toàn điện,tác giả: TS Trần Quang Khánh – Nhà xuất KHKT – 2006 Ngắn mạch đứt dây ,tác giả: PGS TS Phan Văn Hòa Nhà xuất KHKT – 2008 Lưới điện tập 1,2 ; tác giả: Trần Bách – Nhà xuất KHKT -2005 Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện, tác giả Ngô Hồng Quang NXB KHKT Hà Nội 2005 SV: Lê Ngọc Trung Page 74 ...ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Phân xưởng sản xuất công nghiệp Phụ tải phân xưởng sản xuất công nghiệp Số hiệu sơ đồ 10 11 12 13 14 15 16 17,18 19 20 SV: Lê Ngọc Trung Tên thiết bị Hệ... 0 ,55 0,69 13 12 18 1,2 2,2 2,8 8 ,5 8,2 5, 5 2,8 4 ,5 22 15+ 17 0,47 0, 45 0,70 0,83 22 7 ,5 Page ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta công cơng nhiệp hố , đại hố Nhu cầu điện. .. điện Hơn cần áp dụng thiết bị thiết kế đại có khả mở rộng tương lai Dưới hướng dẫn thầy Phạm Anh Tuân, em nhận đề tài Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp Đồ án bao gồm