Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy

Nhà máy đường là nhà máy sản xuất, chế biến nông sản như mía hay củ cải đường. Nó có vai trò quan trọng trong quá trình tiến hành công nghiệp hoá nông thôn, góp phần nâng cao đời sống nông thôn. Nhà máy nằm gần vùng nguyên liệu và phải tiện đường giao thông. Quy mô nhà máy phụ thuộc vào điều kiện từng vùng và phụ thuộc rất nhiều vào vùng nguyên liệu. Đối với nhà máy yêu cầu thiết kế cung cấp điện có quy mô tương đối, công suất đặt lên tới hơn 4000kW bao gồm 8 phân xưởng, có tổng diện tích xấp xỉ 164000 m2.

Đồ án cung cấp điện XNCN_____________________ Xuân Anh Quân 1.Tên đề thiết kế: Thiết kế HTCCĐ cho nhà máy (mặt bằng nhà máy số 4, mặt bằng phân xởng sửa chữa cơ khí số 4) 2.Sinh viên thiết kế Xuân Anh Quân Lớp: TĐH1-K44 3.Cán bộ hớng dẫn : Thầy Phan Đăng Khải Yêu cầu: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất đờng với các số liệu cho dới bảng sau: Stt Tên phân xởng Công suất đặt, kw 1 Kho củ cải đờng 350 2 Phân xởng thái và nấu củ cải đờng 700 3 Bộ phận cô đặc 550 4 Phân xởng tinh chế 750 5 Kho thành phẩm 150 6 Phân xởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 7 Trạm bơm 600 8 Kho than 350 Số liệu về mặt bằng phân nhà máy và xởng sửa chữa cơ khí theo đề ra. Nhiệm vụ thiết kế 1 Đồ án cung cấp điện XNCN_____________________ Xuân Anh Quân 1.Mở đầu 1.1.Giới thiệu chung về nhà máy: Vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm công nghệ, đặc điểm vầ phân bố phụ tải. 1.2.Nội dung tính toán thiết kế, các tài liệu tham khảo . 2. Xác định phụ tải của toàn phân xởng và nhà máy 3.Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa có khí 4. Thiết kế mạng điện hạ áp cho nhà máy 4.1.Chọn số lợng, dung lợng, vị trí đặt các trạm biến áp phân xởng 4.2.Chọn số lợng, dung lợng, vị trí đặt các trạm biến áp trung gian (trạm biến áp xí nghiệp, nhà máy) hoặc trạm phân phối trung tâm. 4.3.Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy. 5.Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCC điện của nhà máy. 6.Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa cơ khí, chiếu sáng phân xởng (Xác định theo diện tích). Các bản vẽ trên khổ A 0 1.Sơ đồ nguyên lý mạng điện phân xởng sửa chữa cơ khí 2.Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện toàn nhà máy Số liệu về nguồn điện và nhà máy 1.Điện áp: Tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn đến nhà máy 2.Công suất của nguồn điện: Vô cùng lớn 2 Đồ án cung cấp điện XNCN_____________________ Xuân Anh Quân 3.Đờng dây cung cấp điện cho nhà máy dùng loại dây AC 4.Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: 15km 5.Nhà máy làm việc 3 ca Chơng I. Mở đầu 3 Đồ án cung cấp điện XNCN_____________________ Xuân Anh Quân Đ1. Tổng quan Nhà máy đờng là nhà máy sản xuất, chế biến nông sản nh mía hay củ cải đờng. Nó có vai trò quan trọng trong quá trình tiến hành công nghiệp hoá nông thôn, góp phần nâng cao đời sống nông thôn. Nhà máy nằm gần vùng nguyên liệu và phải tiện đờng giao thông. Quy mô nhà máy phụ thuộc vào điều kiện từng vùng và phụ thuộc rất nhiều vào vùng nguyên liệu. Đối với nhà máy yêu cầu thiết kế cung cấp điện có quy mô tơng đối, công suất đặt lên tới hơn 4000kW bao gồm 8 phân xởng, có tổng diện tích xấp xỉ 164000 m 2 . Số liệu các phân xởng Số tt Tên phân xởng Công suất đặt(kW) 1 Kho củ cải đờng 350 2 Phân xởng thái và nấu củ cải đờng 700 3 Bộ phận cô đặc 550 4 Phân xởng tinh chế 750 5 Kho thành phẩm 150 6 Phân xởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 7 Trạm bơm 600 8 Kho than 350 9 Chiếu sáng phân xởng Xác định theo tính toán Nhà máy đờng có tầm quan trọng trong nền kinh tế ở khu vực nông thôn, sự hoạt động của nó bảo đảm việc làm cho rất nhiều lao động trong nhà máy cũng nh vùng nguyên liệu. Chất lợng điện áp ảnh hởng rất nhiều đến năng suất và doanh thu của nhà máy. Do đó yêu cầu nhà máy đặt ra là phải đảm bảo cấp điện liên tục nhng trong những trờng hợp đặc biệt vẫn có thể cắt điện. Vì vậy nhà máy đợc liệt vào hộ tiêu thụ loại II. Ngoài ra một số phòng ban gián tiếp thì đợc cấp điện theo hộ loại III. Nguồn điện cấp cho nhà máy đợc lấy từ lới điện cách nhà máy 15 Km, đ- ờng dây trên không lộ kép để truyền tải điện. Phụ tải điện của nhà máy tơng đối tập trung, nguồn điện phục vụ các phân xởng chủ yếu là 0,4 KV. Ngoài ra 4 Đồ án cung cấp điện XNCN_____________________ Xuân Anh Quân một số phân xởng có thêm cấp điện áp cao hơn. Nhà máy làm việc 3 ca nên thời gian sử dụng công suất cực đại là T max = 5200 h. Mặt bằng bố trí nhà máy Đ2. các nội dung chủ yếu 1. Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng và tàon nhà máy 2. thiết kế mạng hạ áp cho phân xởng sửa chữa cơ khí 3. thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy: - Chọn số lợng, dung lợng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xởng - Chọn số lợng, dung lợng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian (trạm biến áp xí nghiệp) hoặc trạm phân phối trung tâm - Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy 4. Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của nhà máy 5. Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa vơ khí và toàn nhà máy 5 Hướng nguồn đến Hình H_1 Đồ án cung cấp điện XNCN_____________________ Xuân Anh Quân Đ3. các tài liệu tham khảo 1. Giáo trình cung cấp điện XNCN 2. Hớng dẫn thiết kế hệ thống cung cấp điện XNCN 3. Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang 4. Hệ thống cung cấp điện của XNCN, đô thị và nhà cao tầng Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch 6 Đồ án cung cấp điện XNCN_____________________ Xuân Anh Quân Chơng II. Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng và toàn nhà máy Đ1. đặt vấn đề Phụ tải là thông số ban đầu để đánh giá và giải quyết những vấn đề về kinh tế phức tạp khi thiết kế cung cấp điện. Nó là cơ sở để thiết kế lắp đặt lựa chọn các máy biến áp và các thiết bị khác. Nh vậy xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên của công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện. Mục đích là để lựa chọn các thiết bị điện theo những phơng pháp phát nóng và các chỉ tiêu kính tế. Để có đợc phơng án tối u về kinh tế và kỹ thuật trong việc thiết kế hệ thống cung cấp điện, ngời ta phải tính toán thật chính xác phụ tải điện. Nhìn chung thì phụ tải đặt là khác so với phụ tải tính toán và ngời ta sẽ căn cứ vào phụ tải tính toán để thiết kế cung cấp điện. Có nhiều phơng pháp tính phụ tải tính toán, mỗi phơng pháp là một công trình nghiên cứu khoa học và nó đã đợc kiểm nghiệm qua thực tế. Đ2. các phơng pháp xác định phụ tải tính toán 1. Xác định phụ tải tính toán theo P đm và k nc P tt = k nc .P đm k nc tra trong sổ tay kĩ thuật, nếu không tra đợc có thể lấy k nc k sd . Thông thờng k nc = (1,1 ữ 1,2)k sd . 2. Xác định phụ tải tính toán theo k sd và P TB P tt = k sd P TB k sd đợc tra trong sổ tay kĩ thuật 3. Xác định phụ tải tính toán theo P TB và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình P tt = P TB là độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung bình là hệ số tán xạ 4. Xác định phụ tải tính toán theo suất trang bị điện cho một đơn vị diện tích P tt = p o .F P o là suất trang bị điện cho một đơn vị diện tích và đợc tra trong sổ tay kĩ thuật 7 Đồ án cung cấp điện XNCN_____________________ Xuân Anh Quân F là diện tích nơi đặt thiết bị 5. Xác định phụ tải tính theo suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm và tổng sản phẩm sản xuất ra trong một thời gian khảo sát. P tt = t Ma 0 a 0 là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm M là tổng sản phẩm sản xuất ra trong thời gian khảo sát t 6. Xác định phụ tải tính toán theo k max và P TB Với P TB = k sd .P đm k max là hệ số cực đại tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ k max = f( hq n , sd k ) Với hq n là số thiết bị điện dùng hiệu quả có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra hiệu quả phát nhiệt đúng bằng số thiết bị thực tế gây ra trong quá trình làm việc. - Công thức tổng quát tính n hq : = = = n i dmi n i dmi hq p p n 1 2 2 1 ][ - Số thiết bị lớn ta dùng công thức gần đúng để tính toán đơn giản hơn min max dm dm p p m = * Nếu m [ 8 và k sd 0,4 thì lấy hq n = n. Nếu trong đó có n 1 thiết bị sao cho = = 1 1 1 %5 n i n i dmidmi pp thì lấy hq n = n n 1 * Nếu m > 3 và k sd 0,2 thì max 1 2 dm n i i dm hq p p n = = Khi không áp dụng đợc hai trờng hợp trên thì tính hq n nh sau * Tính n và = n i dmi p 1 gọi là P * Tính n 1 và = 1 1 n i dmi p gọi là P 8 Đồ án cung cấp điện XNCN_____________________ Xuân Anh Quân Trong đó n 1 là số thiết bị có công suất khong nhỏ hơn 2 1 công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm * Tính n n n 1 * = ; P P P 1 * = * Từ * n và * P tra sổ tay tìm đợc );( *** Pnfn hq = * nnn hqhq . * = Từ những phơng pháp xác định phụ tải tính toán trên ta chọn phơng pháp xác định phụ tải tính toán cho các phân xởng. a. Phân xởng sửa chữa cơ khí: do đã biết khá nhiều thông tin về phụ tải nên có thể xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại P tt = k max P TB b. Các phân xởng còn lại: do mới biết công suất đặt nên phụ tải tính toán đợc xác định theo phơng pháp sử dụng công suất đặt và hệ số nhu cầu P tt = k nc P dm c. Các phụ tải chiếu sáng: do biết diện tích nơi đặt thiết bị và suất trang bị điện cho một đơn vị diện tích nên dùng phơng pháp: P cs = k nc F Đ3. xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sửa chữa cơ khí 1. Giới thiệu chung Phân xởng sửa chữa cơ khí đợc đặt trên mặt bằng nhà máy với diện tích phân xởng là (65320 = 1300m 2 ) bao gồm 39 thiết bị đợc bố trí đều trên mặt bằng phân xởng. 2. Trình tự xác định phụ tải tính toán của phân x ởng sửa chữa cơ khí - Phân nhóm phụ tải điện - Xác định phụ tải tính toán theo từng nhóm - Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xởng - Xác định phụ tải toàn xởng - Xác định I tt và I đm 3. Thực hiện phân nhóm phụ tải điện Mục đích: - Xác định phụ tải tính toán đợc chính xác hơn 9 Đồ án cung cấp điện XNCN_____________________ Xuân Anh Quân - Tạo điều kiện cho việc thiết kế cung cấp điện sau này Các cơ sở phân nhóm phụ tải điện - Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau - Các thiết bị trong nhóm nên có chế độ làm việc giống nhau để khi xác định phụ tải tính toán có sai số bé. - Tổng công suất nên tơng đơng nhau - Số lợng các thiết bị trong các nhóm nên tơng đơng nhau để tiện cho việc thiết kế sau này. Dựa vào các tiêu chí và nguyên tắc ta tiến hành phân nhóm phụ tải điện từ danh mục thiết bị mặt bằng thành nhóm phụ tải điện Nhóm I Số tt Tên thiết bị Số l- ợng Công suất đặt Kí hiệu I đm (A) 1 Búa hơi để rèn 2 10 1 25,3 2 Lò rèn 1 4,5 3 11,4 3 Quạt lò 1 2,8 5 7,1 4 Quạt thông gió 1 2,5 6 6,33 5 Dầm treo có palăng điện 1 4,85 11 12,3 6 Máy mài sắc 1 3,2 12 8,1 7 Thiết bị tôi bánh răng 1 18 25 45,6 Cộng tổng 8 55,85 Nhóm II Số tt Tên thiết bị Số l- ợng Công suất đặt Kí hiệu I đm (A) 1 Búa hơi để rèn 2 28 2 71 2 Lò rèn 1 4,5 3 11,4 3 Lò rèn 1 6,0 4 15,2 4 Máy ép ma sát 1 10 8 25,3 5 Quạt ly tâm 1 7,0 13 17,7 6 Máy biến áp 2 2,2 17 5,57 7 Cộng tổng 8 87,9 Nhóm III Stt Tên thiết bị Số lợng P đặt Ký hiệu I đm (A) 1 Bể dầu 1 4 24 10,1 2 Bể dầu có tăng nhiệt 1 3 26 7,6 3 Máy đo độ cứng đầu côn 1 0.6 28 1,52 10