bài tập dài cung cấp điện

dai hoc bach khoa ha noi

BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1.1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY Phụ tải tính toán P tt là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất, nghĩa là phụ tải tính toán cũng gây nên phát nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế phát gây ra. P tb ≤ P tt ≤ P max 1.2.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán: 1. Theo công suất đặt (định mức) và hệ số nhu cầu. P tt = K nctd .P đ = K nctd .P đm (1.1) Trong đó: + P đ , P đm : công suất đặt, công suất định mức của thiết bị (nhóm thiết bị). + K nctd : hệ số nhu cầu về phụ tải tác dụng (tra sổ tay kỹ thuật). 2. Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải tính toán khỏi giá trị trung bình. P tt = P tb + β.σ (1.2) Trong đó: + P tb : công suất trung bình của thiết bị hay nhóm thiết bị. + β: mức tán xạ của độ lệch xác định theo hàm phân bố chuẩn. + σ: độ lệch khỏi giá trị trung bình. 3.Theo công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải. P tt = K hd .P tb (1.3) Trong đó: + K hd : hệ số hình dáng. + P tb : công suất trung bình của thiết bị hay nhóm thiết bị. 4. Theo công suất trung bình và hệ số cực đại. P tt = k max .P tb = k max .k sd .P đm (1.4) Trong đó: + P tb : công suất trung bình của thiết bị hay nhóm thiết bị. + P đm : công suất định mức của phụ tải. + k max : hệ số cực đại tra trong sổ tay kỹ thuật. 5. Theo suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm. P tt = 0 max M.W T (1.5) Trong đó: 1 BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN + M: số đơn vị sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm. + W 0 : suất tiêu hao điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm. + T max : thời gian sử dụng công suất lớn nhất. Ký Tên thiết bị Số P đm (kW) hiệu lượng 1 máy Toàn bộ Nhóm 1 1 Máy tiện ren 1 5 5 6 Máy tiện rêvôve 1 2 2 7 Máy phay vạn năng 2 3 6 8 Máy phay ngang 1 2 2 9 Máy phay đứng 2 14 28 10 Máy phay đứng 1 7 7 13 Máy xọc 1 8 8 16 Máy doa ngang 1 5 5 17 Máy khoa hướng tâm 1 2 2 18 Máy mài phẳng 2 9 18 19 Máy mài tròn 1 6 6 20 Máy mài trong 1 3 3 29 cưa máy 1 2 2 Cộng nhóm 1 17 97 Nhóm 2 2 Máy tiện tự động 3 5 15 3 Máy tiện tự động 2 14 28 4 Máy tiện tự động 2 6 12 5 Máy tiện tự động 1 2 2 12 Máy bào ngang 2 9 18 13 Máy xọc 3 8 32 14 Máy xọc 1 3 3 Cộng nhóm 2 9 99 Nhóm 3 43 Máy tiện ren 2 10 20 2 BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN 44 Máy tiện ren 1 7 7 45 Máy tiện ren 1 5 5 46 máy phay ngang 1 3 3 47 Máy phay vạn năng 1 3 3 48 máy phay răng 1 3 3 49 Máy xọc 1 3 3 50 máy bào ngang 2 8 16 51 Máy mài tròn 1 7 7 52 máy khoan đứng 1 2 2 57 máy biến áp hàn 1 36 36 58 Máy mài phá 1 3 3 59 khoan điện 1 1 1 60 Máy cắt 1 2 2 Cộng nhóm 3 15 99 Nhóm 4 11 Máy mài 1 2 2 15 Máy khoan vạn năng 1 1 1 23 Máy khoan bàn 2 1 2 24 Máy ép kiểu trục khuỷu 1 2 2 27 Máy mài phá 1 3 3 28 Cưa tay 1 1 1 53 Búa khí nén 1 10 10 54 Quạt 2 2 4 65 Bàn nguội 3 1 3 66 Máy cuốn dây 1 1 1 67 Bàn thí nghiệm 1 15 15 68 Bể tắm có đốt nóng 1 4 4 69 Tủ xấy 1 2 2 70 khoan bàn 1 1 1 Cộng nhóm 4 18 55 Nhóm 5 3 BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN 21 Máy mài dao cắt gọt 1 3 3 22 Máy mài sắc vạn năng 1 1 1 31 Lò điện kiểu buồng 1 30 30 32 Lò điện kiểu đứng 1 25 25 33 Lò điện kiểu bể 1 30 30 34 Bể điện phân 1 10 10 Cộng nhóm 5 6 99 6. Theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. P tt = P 0 .F (1.6) Trong đó: + P 0 : suất phụ tải tính toán trên 1 m 2 diện tích sản xuất. + F: diện tích bố trí thiết bị. Các phương pháp 1, 5, 6 là các phương pháp tính gần đúng dựa theo các kết quả nghiên cứu thực nghiệm, khá đơn giản và tiện lợi. Các phương pháp 2, 3, 4 là các phương pháp xác định phụ tải tính toán dựa trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê, cho kết quả chính xác hơn nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp. Khi tính toán thiết kế, tùy theo điều kiện cụ thể mà lựa chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán cho phù hợp. Với nhà máy liên hợp dệt ta đang thiết kế, phân xưởng sửa chữa cơ khí đã biết vị trí, công suất đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị nên ta xác định P tt theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Các phân xưởng còn lại chỉ biết diện tích mặt bằng và công suất đặt nên ta tính P tt theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Phụ tải chiếu sáng xác định theo phương pháp sử dụng suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích. 1.2.2. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 1.2.2.1. Chia nhóm phụ tải: Ta nhận thấy trong nhóm thiết bị có máy biến áp hàn (57) là thiết bị dùng điện 1 pha làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Trước khi tính toán ta phải qui đổi thiết bị này về 3 pha làm việc ở chế độ dài hạn theo công thức: P qđ = 3.P đm . đ k % (1.7) k đ %: hệ số đóng điện phần trăm, lấy k đ % = 25% P qđ = 3.24. 0,25 = 36 kW Căn cứ vào vị trí, công suất, chế độ làm việc tương tự nhau ta có thể chia ra làm 5 nhóm thiết bị như bảng 1.2. Tra [PL I.1 – TL1] với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta có: k sd = 0,16; 4 BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN cosφ = 0,6 → tgφ = 1,33 1.2.2.2. Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị Như đã nói ở trên ta sẽ dùng phương pháp xác định P tt theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Đầu tiên cần xác định công suất tính toán của từng động cơ và của từng nhóm động cơ trong phân xưởng. + Với 1 động cơ: P tt = P đm (1.8) + Với nhóm động cơ n ≤ 3: P tt = n đmi i 1 P = ∑ (1.9) + Với nhóm động cơ n ≥ 4: P tt = k max .k sd . n đmi i 1 P = ∑ (1.10) Trong đó: + k sd : hệ số sử dụng của nhóm thiết bị (tra sổ tay kỹ thuật). + k max : hệ số cực đại, tra bảng theo k sd và n hq . + n hq : số thiết bị dùng điện hiệu quả. Số thiết bị dùng điện hiệu quả n hq là số thiết bị điện có cùng công suất và cùng chế độ làm việc tương đương với nhóm thiết bị thực (gồm n thiết bị điện có chế độ làm việc và công suất định mức khác nhau) về mặt phát nóng và mức độ phá hủy cách điện đối với dây dẫn. n hq = 2 n đmi i 1 n 2 đmi i 1 P P = =    ÷   ∑ ∑ = 2 đm n 2 đmi i 1 P P = ∑ (1.11) 5 BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN Khi số thiết bị nhiều việc tính toán gặp khó khăn ta có thể dùng một số phương pháp đơn giản sau để tính n hq với sai số cho phép khoảng ± 10%: - Khi k sd ≥ 0,4 và m = đmmax đmmin P P ≤ 3: n hq = n. (P đmmax và P đmmin – công suất tác dụng định mức lớn nhất và bé nhất của các thiết bị tham gia trong nhóm). - Khi m > 3 và k sd > 0,2: n hq = n đmi i 1 đmmax 2 P P = ∑ (1.12) nếu giá trị n hq tìm được lớn hơn số thiết bị thực tế thì lấy n hq = n. - Khi m ≤ 3 và k sd < 0,4 hoặc k sd < 0,2: n hq = n.n hq* (1.13) Trong đó: + n: tổng số thiết bị trong nhóm. + n hq* tra bảng theo n * và p * n * = 1 n n (1.14) ; p * = 1 P P (1.15) + n 1 : số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất. + P 1 : tổng công suất của n 1 thiết bị trên. Khi xác định giá trị n hq có thể loại trừ một số thiết bị trong nhóm nếu tổng công suất định mức của chúng nhỏ hơn 5% công suất tổng của toàn nhóm (các thiết bị đã loại ra không tính vào giá trị của n). Ở đây k sd = 0,16 < 0,2 nên ta xác định n hq theo công thức (1.13). Bảng tra k max chỉ bắt đầu từ n hq = 4, khi n hq < 4 phụ tải tính toán được xác định theo công thức: P tt = n đmi i 1 P = ∑ k ti (1.16) Với k ti : hệ số tải. Nếu không biết có thể lấy gần đúng: k t = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ lâu dài. k t = 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. 6 BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN 1.Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 1 Nhóm 1 1 Máy tiện ren 1 5 5 6 Máy tiện rêvôve 1 2 2 7 Máy phay vạn năng 2 3 6 8 Máy phay ngang 1 2 2 9 Máy phay đứng 2 14 28 10 Máy phay đứng 1 7 7 13 Máy xọc 1 8 8 16 Máy doa ngang 1 5 5 17 Máy khoa hướng tâm 1 2 2 18 Máy mài phẳng 2 9 18 19 Máy mài tròn 1 6 6 20 Máy mài trong 1 3 3 29 cưa máy 1 2 2 Cộng nhóm 1 17 97 Công suất đặt của hai máy 8 và 17 bằng : 4 < 97.0,05 = 4.85 kW nên khi tính tóan n hq ta bỏ máy này. Vậy với nhóm 1, ta có n = 15 và n 1 = 6 P 1 = 9.2+14.2+7+8= 61 kW P = 97 – 4 = 93 kW 7 BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN n * = 1 n n = 6 15 = 0,4 ; p * = 1 P P = 61 93 = 0,656 Với n * = 0,4 và p * = 0,656 tra [PL I.4 – TL1] tìm được n hq* = 0,75 n hq = n.n hq* = 15*0,75 =11 Với n hq = 11 và k sd = 0,16 tra [PL I.5 – TL1] tìm được k max = 2 P tt = k max .k sd . n đmi i 1 P = ∑ = 2.0,16.93 = 29,76 kW Q tt = P tt .tgφ = 29,76.1,33 = 39,58 kVAr S tt = tt P cosφ = 29,76 0,6 = 49,6 Kva 2.Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 2 Nhóm 2 2 Máy tiện tự động 3 5 15 3 Máy tiện tự động 2 14 28 4 Máy tiện tự động 2 6 12 5 Máy tiện tự động 1 2 2 12 Máy bào ngang 2 9 18 13 Máy xọc 3 8 32 14 Máy xọc 1 3 3 Cộng nhóm 2 14 99 I Công suất đặt của máy 5 bằng: 2 < 99.0,05 = 4,95 kW nên khi tính toán n hq ta loại máy 5. Vậy với nhóm 2, ta có n = 13 và n 1 = 7 P 1 = 14.2+9*2+8*3 = 70 kW P = 99– 2= 97 kW n * = 1 n n = 7 13 = 0,538; p * = 1 P P = 70 97 = 0,72 Với n * = 0,538 và p * = 0,72 tra [PL I.4 – TL1] tìm được n hq* = 0,85 n hq = n.n hq* = 13.0,85 = 11,05 ≈ 11 Với n hq = 11 và k sd = 0,16 tra [PL I.5 – TL1] tìm được k max = 2 8 BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN P tt = k max .k sd . n đmi i 1 P = ∑ = 2.0,16.99 = 31,68 kW Q tt = P tt .tgφ = 31,68.1,33 =42,13 kVAr S tt = tt P cosφ = 31,68 0.6 = 52,8 kVA 3.Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 3 Nhóm 3 43 Máy tiện ren 2 10 20 44 Máy tiện ren 1 7 7 45 Máy tiện ren 1 5 5 46 máy phay ngang 1 3 3 47 Máy phay vạn năng 1 3 3 48 máy phay răng 1 3 3 49 Máy xọc 1 3 3 50 máy bào ngang 2 8 16 51 Máy mài tròn 1 7 7 52 máy khoan đứng 1 2 2 57 máy biến áp hàn 1 36 36 58 Máy mài phá 1 3 3 59 khoan điện 1 1 1 60 Máy cắt 1 2 2 Cộng nhóm 3 15 111 Công suất đặt của 3 máy 52,59 va 60 bằng: 5 < 111.0,05 = 5,55 kW nên khi tính toán n hq ta loại 3 máy này. Vậy với nhóm 3, ta có n = 12 và n 1 = 1 P 1 = 36 kW P = 111 - 5 = 96 kW 9 BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN n * = 1 n n = 1 12 = 0,083 ; p * = 1 P P = 36 96 = 0,375 Với n * = 0,083 và p * = 0,375 tra [PL I.4 – TL1] tìm được n hq* = 0,48 n hq = n.n hq* = 12.0,48 =6 Với n hq = 6 và k sd = 0,16 tra [PL I.6 – TL1] tìm được k max = 2,62 P tt = k max .k sd . n đmi i 1 P = ∑ = 2,62.0,16.96 = 40,24 kW Q tt = P tt .tgφ = 40,24.1,33 = 53,5 kVAr S tt = tt P cosφ = 40,24 0,6 = 67 kVA 4.Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 4 Nhóm 4 11 Máy mài 1 2 2 15 Máy khoan vạn năng 1 1 1 23 Máy khoan bàn 2 1 2 24 Máy ép kiểu trục khuỷu 1 2 2 27 Máy mài phá 1 3 3 28 Cưa tay 1 1 1 53 Búa khí nén 1 10 10 54 Quạt 2 2 4 65 Bàn nguội 3 1 3 66 Máy cuốn dây 1 1 1 67 Bàn thí nghiệm 1 15 15 68 Bể tắm có đốt nóng 1 4 4 69 Tủ xấy 1 2 2 70 khoan bàn 1 1 1 Cộng nhóm 4 18 55 10 . Lò điện kiểu buồng 1 30 30 32 Lò điện kiểu đứng 1 25 25 33 Lò điện kiểu bể 1 30 30 34 Bể điện phân 1 10 10 Cộng nhóm 5 6 99 11 BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN. BÀI TẬP DÀI CUNG CẤP ĐIỆN 21 Máy mài dao cắt gọt 1 3 3 22 Máy mài sắc vạn năng 1 1 1 31 Lò điện kiểu buồng 1 30 30 32 Lò điện kiểu đứng 1 25 25 33 Lò điện