Bản thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

Khi loài người khám phá ra nguồn năng lượng điện, loài người đ• nhanh chóng vận dụng nó vào công nghiệp sản xuất cũng như phục vụ cuôc sống sinh hoạt hàng ngày. Nền công nghiệp của loài người ngày càng hiện đại và phát triển với một tốc độ rất nhanh. Điện năng dần trở thành một nguồn năng lượng không thể thay thế. Nước ta, do chiến tranh kéo dài cho nên việc sử dụng nguồn năng lượng điện còn rất hạn chế. Tuy nhiên mấy năm trở lại đây, do yêu cầu phát triển của x• hội, nước ta đ• có những bươc tiến rất lớn trong ngành năng lượng điện. Điện năng dần trở thành ngành trọng điểm của đất nước trên con đường phát triển và hiện đại hoá, công nghiệp hoá đất nước. Trong sự phát triển chung của ngành công nghiệp, thì nhà máy cơ khí đóng một vai trò quan trọng, có nhiệm vụ cung cấp các máy công cụ phục vụ các ngành công nghiệp khác. Nhà máy cơ khí có 9 phân xưởng sản xuất với công suất đặt lên đến 10000 KVA. Tổng diện tích mặt bằng là 16038 m2. Hơn nữa do nhà máy cơ khí có vai trò quan trọng trong nền công nghiệp của nươc ta nên khi cấp điện thì nhà máy này thuộc loại 1. Nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ đường cao áp 110 KV qua trạm biến áp trung gian về nhà máy, đường điện cao áp cách nhà máy 15 Km. Bản thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo bao gồm: - Tính toàn phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí - Thiết kế chi tiết mạng cao áp - Thiết kế mang hạ áp của - Thiết kế chiếu sáng - Thiết kế lắp đặt tụ điện bù để nâng cao cos? Do kiến thức và thời gian có hạn, bản thiết kế không tránh khỏi sự sai sót, kính mong thầy giáo và các bạn bỏ qua và góp ý để bản thiết kế được hoàn chỉnh hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phan Đăng Khải đ• hướng dẫn em hoàn thành đồ án.

Lời nói đầu Khi loài ngời khám phá ra nguồn năng lợng điện, loài ngời đã nhanh chóng vận dụng nó vào công nghiệp sản xuất cũng nh phục vụ cuôc sống sinh hoạt hàng ngày. Nền công nghiệp của loài ngời ngày càng hiện đại và phát triển với một tốc độ rất nhanh. Điện năng dần trở thành một nguồn năng lợng không thể thay thế. Nớc ta, do chiến tranh kéo dài cho nên việc sử dụng nguồn năng lợng điện còn rất hạn chế. Tuy nhiên mấy năm trở lại đây, do yêu cầu phát triển của xã hội, nớc ta đã có những bơc tiến rất lớn trong ngành năng lợng điện. Điện năng dần trở thành ngành trọng điểm của đất nớc trên con đờng phát triển và hiện đại hoá, công nghiệp hoá đất nớc. Trong sự phát triển chung của ngành công nghiệp, thì nhà máy cơ khí đóng một vai trò quan trọng, có nhiệm vụ cung cấp các máy công cụ phục vụ các ngành công nghiệp khác. Nhà máy cơ khí có 9 phân xởng sản xuất với công suất đặt lên đến 10000 KVA. Tổng diện tích mặt bằng là 16038 m 2 . Hơn nữa do nhà máy cơ khí có vai trò quan trọng trong nền công nghiệp của nơc ta nên khi cấp điện thì nhà máy này thuộc loại 1. Nguồn điện cấp cho nhà máy đợc lấy từ đờng cao áp 110 KV qua trạm biến áp trung gian về nhà máy, đờng điện cao áp cách nhà máy 15 Km. Bản thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo bao gồm: - Tính toàn phụ tải điện của phân xởng sửa chữa cơ khí - Thiết kế chi tiết mạng cao áp - Thiết kế mang hạ áp của - Thiết kế chiếu sáng - Thiết kế lắp đặt tụ điện bù để nâng cao cos Do kiến thức và thời gian có hạn, bản thiết kế không tránh khỏi sự sai sót, kính mong thầy giáo và các bạn bỏ qua và góp ý để bản thiết kế đợc hoàn chỉnh hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phan Đăng Khải đã h- ớng dẫn em hoàn thành đồ án. 1 Chơng I Giới thiệu chung nhà máy Nhà máy cơ khí đợc xây dựng trong nội thành hà nội, với qui mô khá lớn bao gồm 9 phân xởng và nhà làm việc. Bảng 1-1: Danh sách các phân xởng và nhà làm việc trong nhà máy. Số trên mặt bằng Tên phân xởng Công suất đặt Diện tích (m 2 ) 1 Phân xởng kết cấu kim loại 2500 2600 2 Phân xởng lắp ráp cơ khí 2200 3500 3 Phân xởng đúc 1800 3000 4 Phân xởng nén khí 800 1425 5 Phân xởng rèn 1600 3000 6 Trạm bơm 450 525 7 Phân xởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 563 8 Phân xởng gia công gỗ 400 900 9 Ban quản lí nhà máy 120 525 10 Chiếu sáng phân xởng Theo diện tích Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo ra các máy công cụ để phục vụ các ngành công nghiệp khác, nên đứng về mặt tiêu thụ điện năng, nhà máy là 1 trong những hộ tiêu thụ lớn. Do tầm quan trọng của nhà máy, ta có thể xếp nhà máy vao hộ tiêu thụ loại 1, cần đợc cấp điện liên tục và đảm bảo an toàn về mặt sự cố. Theo yêu cầu thiết kế thì nhà máy đợc cấp điện tử trạm biến áp trung gian cách nhà máy 15km, và dùng đờng dây trên không lộ kép, có dung lơng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm trung gian Giám là S N = 250 MVA. Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại T max = 5000h. Trong nhà máy thì chỉ có phân xởng sửa chữa cơ khí và ban quản lí là thuộc hộ tiêu thụ loại III, còn lại là hộ loại I. 2 Chơng II Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sửa chữa cơ khí 2.1. Xác định phụ tải tính toán của phân xởng sửa chữa cơ khí: Phân xởng sửa chữa cơ khí là phân xởng số 7 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy. Phân xởng có diện tích là 563m 2 . Trong phân xởng có 70 thiết bị, phần lớn các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, chỉ có máy hàn là có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại. Những đặc điểm này ta cần phải lu ý khi phân nhóm phụ tải điện 2.1.1 Công thức tính toán: Vì đã biết đợc khá nhiều thông tin về phụ tải, có thể xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Theo phơng pháp này phụ tải tính toán đợc xác định theo công thức sau: Trong đó: P đmi : Công suất định mức của thiết bị th i n : Số thiết bị trong nhóm K sd : Hệ số sử dụng K max : Hệ số cực đại n hq : Số thiết bị dùng hiệu quả Số thiết bị dùng hiệu quả n hq là số thiết bị có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra một hiệu quả phát nhiệt ( hoạc mức độ huỷ hoại cách điện ) n : Số thiết bị trong nhóm Khi n lớn thì việc xác định n hq theo biểu thức trên khá phiền phức nên có thể xác định n hq theo các phơng pháp gần đúng với sai số tính toán nằm trong khoảng 10% a. Trờng hợp : m = P đmmax / P đmmin 3, K sd 4 thì n hq = n = = n i dmisdTT PKKP 1 max ( ) = = = n i dmi n i dmi hq P P n 1 2 2 1 3 Nếu trong nhóm có n 1 thiết bị mà tổng công suất của chúng khoong lớn hơn 5% tông công suất của cả nhóm thì: n hq = n - n 1 b. Trờng hợp: m = P đmmax / P đmmin > 3, K sd 2 c. Trờng hợp: Không áp dụng đợc các trờng hợp trên, tính n hq theo trình tự sau: - Tính , Sau khi tính đợc n * tra sổ tay kĩ thuật tìm đợc n hq* = f( n * ,p * ), từ đó tính n hq theo công thức: n hq = n hq* .n 2.1.2 Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phơng pháp P tb và K max : 1. Phân nhóm phụ tải điện: Phân nhóm phụ tải điện dựa trên 3 nguyên tắc sau đây: - Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đờng dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm đợc vốn đầu tử và tổn thất trên các đờng dây hạ áp trong phân xởng - Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc xác định PTTT đợc chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phơng thức cung cấp điện cho nhóm. - Tông công suất các nhóm phải xấp xi nhau để giảm chủng loại tủ động lực. Tuy nhiên thờng thì rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tác trên, và căn cử vào vị trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xởng có thể chia các thiết bị trong phân xởng sửa chữa cơ khí ra làm 6 nhóm. Kết quả phân nhóm phụ tải: n P P n dd n i dmi hq = = max 1 .2 n n n 1 * = P P P 1 * = 4 Bảng 2-1: Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện Tên nhóm thiết bị Số lợng Ký hiệu Công suất đặt P 0 I đm (A) 1 2 3 4 5 Nhóm 1 Máy tiện ren 1 1 4.5 11.4 Máy tiện tự động 3 2 3x5.1 3x12.75 Máy tiện tự động 2 3 2x14 2x35 Máy tiện tự động 2 4 2x5.6 2x14 Máy tiện tự động 1 5 2.2 5.5 Máy tiện rêvon 1 6 1.7 4.25 Máy phay đa năng 1 7 3.4 8.5 Máy phay đứng 2 9 2x14 2x35 Máy mài phẳng 1 18 9 22.5 Máy mài tròn 1 19 5.6 14 Ca tay 1 28 1.35 3.38 Cộng theo nhóm 1 16 85.05 275.78 Nhóm 2 Máy phay ngang 1 8 1.8 4.5 Máy phay đứng 1 10 7 17.5 Máy bào 2 12 18 2x22.5 Máy xọc 3 13 25.2 3x21 Máy xọc 1 14 2.8 7 Máy khoan vạn năng 1 15 4.5 11.25 Máy doa ngang 1 16 4.5 11.4 Máy khoan 1 17 1.7 4.25 Máy mài trong 1 20 2.8 7 Ca máy 1 29 1.7 4.25 Cộng theo nhóm 2 13 73.9 184.9 Nhóm3 Máy phay vạn năng 1 7 3.4 8.5 Máy mài 1 11 2.2 5.5 5 M¸y khoan v¹n n¨ng 1 15 4.5 11.4 M¸y mµi dao c¾t gät 1 21 2.8 7 M¸y khoan bµn 1 23 0.65 1.63 M¸y Ðp 1 24 1.7 4.25 M¸y mµi ph¸ 1 27 3 7.5 Ca tay 1 28 1.35 3.38 Céng theo nhãm 3 8 19.6 49.16 Nhãm 4 Lß ®iÖn 2 31 60 150 Lß ®iÖn 1 32 25 62.5 Lß ®iÖn 1 33 30 75 §iÖn ph©n 1 34 10 25 Céng theo nhãm 4 5 125 321.5 Nhãm 5 Bµn nguéi 3 65 1.5 3x1.25 M¸y cuèn d©y 1 66 0.5 1.25 Bµn thÝ nghiÖm 1 67 15 37.5 BÓ tÈm ®èt 1 68 4 10 Tñ xÊy 1 69 0.85 2.13 M¸y khoan bµn 1 70 0.65 1.63 Céng theo nhãm 5 8 22.5 56.26 Nhãm 6 M¸y tiÖn ren 2 43 20 2x25 M¸y tiÖn ren 1 44 7 17.5 M¸y tiÖn ren 1 45 4.5 11.25 M¸y phay ngang 1 46 2.8 7 M¸y phay v¹n n¨ng 1 47 2.8 7 M¸y phay r¨ng 1 48 2.8 7 M¸y xäc 1 49 2.8 7 Bµo ngang 2 50 15.2 2x19 M¸y mµi trßn 1 51 7 17.5 Bóa khÝ nÐn 1 53 10 25 6 Quạt 1 54 3.2 8 Biến áp hàn 1 57 24 60 Máy mài phá 1 58 3.2 8 Khoan điện 1 59 0.6 1.5 Cộng theo nhóm 6 16 105.9 264.75 2. Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải: a) Tính toán nhóm 1: Bảng 2-2: Danh sách các thiết bị nhóm 1 Tên nhóm thiết bị Số lợng Ký hiệu Công suất đặt P 0 I đm (A) 1 2 3 4 5 Nhóm 1 Máy tiện ren 1 1 4.5 11.4 Máy tiện tự động 3 2 3x5.1 3x12.75 Máy tiện tự động 2 3 2x14 2x35 Máy tiện tự động 2 4 2x5.6 2x14 Máy tiện tự động 1 5 2.2 5.5 Máy tiện rêvon 1 6 1.7 4.25 Máy phay đa năng 1 7 3.4 8.5 Máy phay đứng 2 9 2x14 2x35 Máy mài phẳng 1 18 9 22.5 Máy mài tròn 1 19 5.6 14 Ca tay 1 28 1.35 3.38 Cộng theo nhóm 1 16 85.05 275.78 n 1 3 n = 16; n 1 = 3 ; n* = = = 0,19 n 16 U = 0,38 KV; Cos = 0,6 P 1 2. 14+9 P * = = = 0,44 P 85,05 7 Tra bảng PL1.5 ta có: n hq * = 0,69 n hq = 0,69. 16 = 11,04 Tra bảng PL 1.6 với K sd = 0,15 và n hq = 11,04 ta đợc K max = 2 Phụ tải tính toán nhóm 1 P tt = K max . K sd . P = 2.0,15. 85.05= 25,52(KW) Q tt = P tt . tg = 25,52 . 1,33 = 33,9 (KVAr) b) Tính toán nhóm 2: Bảng 2-3: Danh sách các thiết bị nhóm 2 Tên nhóm thiết bị Số lợng Ký hiệu Công suất đặt P 0 I đm (A) Máy phay ngang 1 8 1.8 4.5 Máy phay đứng 1 10 7 17.5 Máy bào 2 12 18 2x22.5 Máy xọc 3 13 33.6 4x21 Máy xọc 1 14 2.8 7 Máy doa ngang 1 16 4.5 11.4 Máy khoan 1 17 1.7 4.25 Máy mài trong 1 20 2.8 7 Ca máy 1 29 1.7 4.25 Cộng theo nhóm 2 13 73.9 184.9 n 1 8 )(5,42 6,0 52,25 cos KVA P S TT TT === 6,64 3.38,0 5,42 3. === U S I TT TT 48,22235,59.8,0175 1 max =+=+= = n i nidtkddn IKII 8 n = 13; n 1 = 8 ; n* = = = 0,62 n 13 Tra b¶ng ta cã: n hq * = 0,75 ⇒ n hq = 0,75. 13 = 9,75 Tra b¶ng víi K sd = 0,15 vµ n hq = 9,75 ta ®îc K max = 2,1 Phô t¶i tÝnh to¸n nhãm 2 P tt = 2,1.0,15. 73,9 = 23,48(KW) Q tt = P tt . tgϕ = 23,48 . 1,33 = 30,96 (KVAr) P 1 P * = = 0,85 P )(8,38 6,0 25,23 cos KVA P S TT TT === ϕ 95,58 3. == U S I TT TT 96,156 1 max =+= ∑ = n i nidtkddn IKII 9 c) Tính toán nhóm 3: Bảng 2-4: Danh sách các thiết bị nhóm 3 Tên nhóm thiết bị Số lợng Ký hiệu Công suất đặt P 0 I đm (A) Máy phay vạn năng 1 7 3.4 8.5 Máy mài 1 11 2.2 5.5 Máy khoan vạn năng 1 15 4.5 11.4 Máy mài dao cắt gọt 1 21 2.8 7 Máy khoan bàn 1 23 0.65 1.63 Máy ép 1 24 1.7 4.25 Máy mài phá 1 27 3 7.5 Ca tay 1 28 1.35 3.38 Cộng theo nhóm 3 8 19.6 49.16 n 1 4 n = 8; n 1 = 4 ; n* = = = 0,5 n 8 Tra bảng ta có: n hq * = 0,82 n hq = 0,82. 8 = 6,56 Tra bảng với K sd = 0,15 và n hq = 6,56 ta đợc K max = 2,56 Phụ tải tính toán nhóm 3 P tt = 7,53(KW) Q tt = P tt . tg = 10,01 (KVAr) P 1 P * = = 0,7 P 10 . cách nhà máy 15 Km. Bản thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo bao gồm: - Tính toàn phụ tải điện của phân xởng sửa chữa cơ khí - Thiết kế chi. nên khi cấp điện thì nhà máy này thuộc loại 1. Nguồn điện cấp cho nhà máy đợc lấy từ đờng cao áp 110 KV qua trạm biến áp trung gian về nhà máy, đờng điện