tính toán thiết kế.xây dựng phương án cung cấp tối ưu
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội 1 Các dữ liệu tính đợc từ thông tin ban đầu Số trên mặt bằng Tên phân xởng Công suất đặt (KW) Diện tích (m 2 ) 1 Ban quản lý và phòng thiết kế 80 475 2 Phân xởng cơ khí số 1 3500 612,5 3 Phân xởng cơ khí số 2 3200 531,25 4 Phân xởng luyện kim màu 1800 525 5 Phân xởng luyện kim đen 2500 900 6 Phân xởng sửa chữa cơ khí 750 2100 7 Phân xởng rèn 2100 650 8 Phân xởng nhiệt luyện 3500 731,25 9 Bộ phận nén khí 1700 250 10 Kho vật liệu 60 625 11 Phụ tải chiếu sáng các phân xởng Theo diện tích 1 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Phần I Xác định phụ tải tính toán của từng phân xởng và của toàn nhà máy I) Xác định phụ tải của từng phân xởng Trong đầu bài đã cho Pđ vàdiện tích nên ta sử dụng phơng pháp xác định công suất phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Lúc đó phụ tải của mỗi phân xởng đợc xác định theo công thức Pđl=Knc.Pđ Qđl=Ptt.tg Trong công thức trên Knc : Hệ số nhu cầu đợc tra trong sổ tay kỹ thuật Cos : Hệ số công suất tính toán tra từ sổ tay kỹ thuật sau đó ta có tg Pđl và Qđl chỉ là phụ tải động lực. Còn phụ tải chiếu sáng của các phân xởng đợc xác định theo công suất chiếu sáng trên một đơ vị diện tích theo công thức Pcs=p o .S p o : Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích S : Diện tích cần đợc chiếu sáng (Chú ý ở đây diện tích phân xởng đợc tính bằng m2) Qcs=Pcs.tg Cos = 1 nếu sử dụng đèn sợi đốt (Ta chọn phơng án này) Cos = 0,6 -> 0,8 nếu là đèn huỳnh quang Công suât tính toán của phân xởng là Ptt=Pđl+Pcs Qtt=Qđl+Qcs Từ đó ta có 22 QttPttStt += Khi đã biết đợc pụ tải tính toán của từng phân xởng ta có thể có phụ tải của toàn xí nghiệp bằng cách lấy tổng phụ tải của từng phân xởng có kể đến hệ số đồng thời Qttxn Pttxn QttxnKdtQttxn PttxnKdtPttxn n i i n i i = = = = = cos . 1 1 Kđt : Hệ số đồng thời (xét khả năng phụ tải không đồng thời cực đại) Kđt=0,9->0,95 khi số phân xởng n=2->4 Kđt=0,8->0,85 khi số phân xởng n=5->10 1) Ban quản lý và phòng thiết kế Công suất đặt : 80(kW) Diện tích : 475m 2 2 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Tra sổ tay kỹ thuật ta có Knc=0,7-> 0,8 lấy bằng 0,8 (vì nhà máy công nghiệp thờng có nhu cầu sản suất t- ơng đối lớn) Cos = 0,85 p o =15(kW/m 2 ) *) Công suất tính toán động lực Pđl = Knc.Pđ = 0,8.80 = 64 (kW) Qđl = Pđl . tg = 64.0,62 = 39,68 (kVAr) *) Công suất tính toán chiếu sáng Pcs = p o .S =15.475 = 7,1 (kW) Qcs = Pcs.tg cs =7,1.0,62 =4,4(kVAr) *) Công suất tính toán tác dụng của phân xởng Ptt = Pđl + Pcs = 64+7,1 =71,1(kW) *) Công suất tính toán phản kháng Qtt = Qđl + Qcs = 39,68 + 4,4 = 44(kVAr) *) Công suất tính toán toàn phần của phân xởng )(6,83441,71 2222 kVAQttPttStt =+=+= 2) Phân xởng cơ khí số 1 Pđ = 3500(kW) S = 612,5 m 2 Tra sổ tay kỹ thuật ta có Knc = 0,3 cos = 0,6 p o =14(kW/m 2 ) *) Công suất tác dụng tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,3.3500 = 1050(kW) *) Công suất phản kháng tính toán động lực Qđl = Pđl . tg = 1050 . 1,3 = 1400 (kVAr) *) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng Pcs = p o . S = 612,5 . 14 = 8,575(kW) *) Công suất phản kháng tác dụng Qcs = 0 *) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xởng Ptt = Pđl + Pcs = 1050 + 8,575 = 1058,575(kW) *) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xởng Qtt = Qđl + Qcs = 1400 + 0 = 1400(kVAr) *) Công suất tính toán toàn phần của phân xởng )(16,17551400575,1058 2222 kVAQttPttStt =+=+= 3) Phân xởng cơ khí số 2 Pđ = 3200(kW) S = 531,25 Ta sổ tay 3 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Knc = 0,3 cos = 0,6 p o =14(kW/m 2 ) *) Công suất tác dụng tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,3.3200 = 960(kW) *) Công suất phản kháng tính toán động lực Qđl = Pđl . tg = 960 . 1,3 = 1280 (kVAr) *) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng Pcs = p o . S = 14. 531,25 = 7,438(kW) *) Công suất phản kháng tác dụng Qcs = 0 *) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xởng Ptt = Pđl + Pcs = 960 + 7,438 = 967,438(kW) *) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xởng Qtt = Qđl + Qcs = 1280 + 0 = 1280(kVAr) *) Công suất tính toán toàn phần của phân xởng )(5,16041280438,967 2222 kVAQttPttStt =+=+= 4) Phân xởng luyện kim màu Pđ = 1800(kW) S = 528 m 2 Tra sổ tay kỹ thuật ta có Knc = 0,6 cos = 0,8 p o =15(kW/m 2 ) *) Công suất tác dụng tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,6. 1800 = 1080(kW) *) Công suất phản kháng tính toán động lực Qđl = Pđl . tg = 1080 . 0,75 = 810 (kVAr) *) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng Pcs = p o . S = 528 . 15 = 7,92(kW) *) Công suất phản kháng tác dụng Qcs = 0 *) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xởng Ptt = Pđl + Pcs = 1080 + 7,92 = 1087,92(kW) *) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xởng Qtt = Qđl + Qcs = 810 + 0 = 810(kVAr) *) Công suất tính toán toàn phần của phân xởng )(3,135681092,1087 2222 kVAQttPttStt =+=+= 5) Phân xởng luyện kim đen Pđ = 2500(kW) S = 900 m 2 Tra sổ tay kỹ thuật ta có 4 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Knc = 0,6 cos = 0,8 p o =15(kW/m 2 ) *) Công suất tác dụng tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,6.2500 = 1500(kW) *) Công suất phản kháng tính toán động lực Qđl = Pđl . tg = 1500 . 0,75 = 1125 (kVAr) *) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng Pcs = p o . S = 15.900 = 13,5 (kW) *) Công suất phản kháng tác dụng Qcs = 0 *) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xởng Ptt = Pđl + Pcs = 1500 + 13,5 = 1513,5(kW) *) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xởng Qtt = Qđl + Qcs = 1125+0 = 1125(kVAr) *) Công suất tính toán toàn phần của phân xởng )(82,188511255,1513 2222 kVAQttPttStt =+=+= 6) Phân xởng sửa chữa cơ khí Pđ = 750(kW) S = 318,75 m 2 Tra sổ tay kỹ thuật ta có Knc = 0,3 cos = 0,6 p o =16(kW/m 2 ) *) Công suất tác dụng tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,3.750 = 225(kW) *) Công suất phản kháng tính toán động lực Qđl = Pđl . tg = 225 . 1,3 = 300 (kVAr) *) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng Pcs = p o . S = 16. 318,75 = 6,05(kW) *) Công suất phản kháng tác dụng Qcs = 0 *) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xởng Ptt = Pđl + Pcs = 225+ 6,05 = 231,05 (kW) *) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xởng Qtt = Qđl + Qcs = 300 + 0 = 300(kVAr) *) Công suất tính toán toàn phần của phân xởng )(7,37830095,231 2222 kVAQttPttStt =+=+= 7) Phân xởng rèn Pđ = 2100(kW) S = 650 m 2 Tra sổ tay kỹ thuật ta có 5 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Knc = 0,5 cos = 0,6 p o =15(kW/m 2 ) *) Công suất tác dụng tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,5.2100 = 1050(kW) *) Công suất phản kháng tính toán động lực Qđl = Pđl . tg = 1050 . 1,3 = 1400 (kVAr) *) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng Pcs = p o . S = 15.650 = 9,75(kW) *) Công suất phản kháng tác dụng Qcs = 0 *) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xởng Ptt = Pđl + Pcs = 1050 + 9,75 = 1059,75(kW) *) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xởng Qtt = Qđl + Qcs = 1400 + 0 = 1400(kVAr) *) Công suất tính toán toàn phần của phân xởng )(9,1755140075,1059 2222 kVAQttPttStt =+=+= 8) Phân xởng nhiệt luyện Pđ = 3500(kW) S = 731,25 m 2 Tra sổ tay kỹ thuật ta có Knc = 0,6 cos = 0,8 p o =15(kW/m 2 ) *) Công suất tác dụng tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,6.3500 = 2100(kW) *) Công suất phản kháng tính toán động lực Qđl = Pđl . tg = 2100 . 0,75 = 1575 (kVAr) *) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng Pcs = p o . S = 15.731,25 = 10,97(kW) *) Công suất phản kháng tác dụng Qcs = 0 *) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xởng Ptt = Pđl + Pcs = 2100 + 10,97 = 2110,97(kW) *) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xởng Qtt = Qđl + Qcs = 1575 + 0 = 1575(kVAr) *) Công suất tính toán toàn phần của phân xởng )(8,2633157597,2110 2222 kVAQttPttStt =+=+= 9) Bộ phận nén khí Pđ = 1700(kW) S = 250 m 2 Tra sổ tay kỹ thuật ta có 6 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Knc = 0,6 cos = 0,8 p o =10(kW/m 2 ) *) Công suất tác dụng tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0.6,1700 = 1020(kW) *) Công suất phản kháng tính toán động lực Qđl = Pđl . tg = 1020 . 0,75= 756 (kVAr) *) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng Pcs = p o . S = 10.250 = 2,5(kW) *) Công suất phản kháng tác dụng Qcs = 0 *) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xởng Ptt = Pđl + Pcs = 1020 +2,5= 1022,5(kW) *) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xởng Qtt = Qđl + Qcs = 756 + 0 = 756(kVAr) *) Công suất tính toán toàn phần của phân xởng )(12707565,1022 2222 kVAQttPttStt =+=+= 10) Kho vật liệu Pđ = 60(kW) S = 625 m 2 Tra sổ tay kỹ thuật ta có Knc = 0,7 cos = 0,8 p o =10(kW/m 2 ) *) Công suất tác dụng tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,7.60 = 42(kW) *) Công suất phản kháng tính toán động lực Qđl = Pđl . tg = 42.0,75= 31,5 (kVAr) *) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng Pcs = p o . S = 10.625=6,25(kW) *) Công suất phản kháng tác dụng Qcs = 0 *) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xởng Ptt = Pđl + Pcs = 42+6,25= 48,25(kW) *) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xởng Qtt = Qđl + Qcs = 31,5 + 0 = 31,5(kVAr) *) Công suất tính toán toàn phần của phân xởng )(6,575,3125,48 2222 kVAQttPttStt =+=+= II) Xác định phụ tải tính toán nhà máy *) Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy 7 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội = = n i PttiKdtPttnm 1 . Trong đó Kđt = 0,8 (hệ số đồng thời) Pttnn = 0,8. 9173,578 = 7338,8(kW) *) Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy = = n i QttiKdtQttnm 1 . Qttnm = 0,8. 8730,5 = 6984,4(kVAr) *) Phụ tải tính toán nhà máy )(13,101314,69848,17338 22 kVASttnm =+= *) Hệ số công suất của toàn nhà máy 72,0 13,10131 8,7338 cos === Sttnm Pttnm III)Vẽ biểu đồ và xác định tâm phụ tải 1) Biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng có tâm trùng với tâm phụt ải điện. Có diện tích ứng với công suất của phụ tải theo một tỉ lệ xích tuỳ chọn. Biểu đồ đợc chia làm hai phần Phụ tải động lực (quạt đợc gạch chéo) Phụ tải chiếu sáng (phần quạt để trắng) Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải cho các phân xởng đợc xác định theo công thức = m Si Ri Ri : Bán kính biểu đồ phụ tải thứ i m : tỉ lệ xích tuỳ chọn Si : phụ tải tính toán thứ i Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ đợc xác định theo công thức Ptt Pcs cs .360 = Để xác định biểu đồ phụ tải ta chọn tỉ lệ xích 2,5kVA/mm 2 Từ số liệu tính toán phần trớc và công thức ở trên ta có bảng số liệu sau về R và cs Thứ tự Tên phânxởng Pcs(kW) Ptt(kW) Stt(kVA) Ri(mm) cs (độ) 1 Ban quản lý và thiết kế 7,125 71,125 83,6 3 36 2 Phân xởng cơ khí 1 8,575 1058,575 1755,26 14 2,9 3 Phân xởng cơ khí số 2 7,438 967,438 1604,5 13 2,8 4 Phân xởng luyện kim màu 7,92 1087,92 1356,3 12 2,6 8 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội 5 Phân xởng luyện kim đen 13,5 1513,5 1885,82 14 3,2 6 P/x sửa chũa cơ khí 6,05 231,05 378,7 6,3 9,4 7 Phân xởng rèn 9,75 1059,75 1755,9 14 3,3 8 Phân xởng nhiệt luyện 10,97 2110,97 2633,9 16,7 1,9 9 Bộ phận nén khí 2,5 1025 1270 12 0,9 10 Kho vật liệu 6,25 48,25 57,6 2,5 47 2) Xác định tâm phụ tải Với quy mô nhà máy mà ta đang thiết kế ta cân xác định tâm phụ tải. Tâm phụ tải là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu = n i LiPi 1 . -> min trên đồ thi phụ tải Trong đó Pi và Li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm Điểm tâm phụ tải chính là nơi đặt các tram biến áp hoặc trạm phân phối trung tâm Để xác định đợc tâm phụ tải ta sử dụng phơng pháp sau trên mặt bằng nhà máy ta xác định một hệ trục toạ độ xoy. Từ đó xác định đợc tâm của các phân xởng là (xi,yi) =>sẽ xác định đợc toạ độ của tâm phụ tải = = = = = = = = = n i n i i n i n i i n i n i i Si Siz z Si Siy y Si Six x 1 1 . 1 1 . 1 1 . Trong thực tế z rất ít đợc quan tâm vì ta chỉ quam tâm đến phơng diện mặt bằng là chủ yếu Theo số liệu ban đầu ta có 9 Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi 8,4 6,5712709,26339,17558,37882,18853,13565,16049,17556,83 6,57.1,11270.7,99,2633.2,89,1755.1,67,378.2,682,1885.7,334,1356.5,35,1604.8,016,1755.8,06,83.5,0 4,3 7,37882,18853,13565,160416,17556,83 6,57.4,81270.8,39,2633.8,49,1755.7,07.378.2,682,1885.13,1356.7,55,1604.2,116,1755.7,56,83.5,3 1 1 . 1 1 . = +++++++++ +++++++++ = = = +++++ +++++++++ = = ∑ ∑ ∑ ∑ = = = = n i n i i n i n i i Si Siy x Si Six y 10 . áp B6 cấp điện cho phân xởng số 8 (Phân xởng nhiệt luyện) Trạm biến áp B7 cấp điện cho phân xởng số 9(Bộ phận nén khí) Tất cả các trạm đều cấp điện cho hộ. xởng sửa chũa cơ khí) Trạm biến áp B4 cấp điện cho phân xởng số 5 (Phân xởng luyện kim đen) Trạm biến áp B5 cấp điện cho phân xởng số 7(Phân xởng rèn) và