Hướng dẫn làm đồ án cung cấp điện

Đây là bản hướng dẫn làm đồ án cung cấp điện của thầy trần tuấn lợi bên bách khoa hà nội.Hướng dẫn 1 cách chi tiết,rõ ràng.

Hớng dẫn đồ án môn học CCĐ. Ch ơng I Giới thiệu chung về xí nghiệp 1) Loại ngành nghề, qui mô và năng lực của xí nghiệp: 1.1 Loại ngành nghề: 1.2 Qui mô và năng lực của xí nghiệp: a) Giới thiệu về tổng mặt bằng (bao gồm diện tích, số lợng các phân xởng trực thuộc). b) Giới thiệu về tổng sản lợng dự kiến sản xuất ra trong một năm. c) Giới thiệu về tổng công suất dự kiến. 1.3 Dự kiến về tổng doanh thu hàng năm và mức độ phát triển tơng lai: a) Doanh thu về sản phẩm chính. b) Doanh thu về các sản phẩm phụ c) Mức dự kiến phát. 2) Giới thiệu các qui trình công nghệ của xí nghiệp: 2.1 Qui trình công nghệ chi tiết. a) Bản vẽ tóm tắt qui trình công nghệ. b) Chức năng của từng khối. c) Các lu ý cần thiết để đảm bảo cho quì trình vận hành tốt (nên chú ý đến các chỉ tiêu đòi hổi về nguồn năng lợng cung cấp). 2.2 Mức độ tin cậy CCĐ đòi hỏi từ qui trình công nghệ. - Để thực hiện đợc các phần trên cần nghiên cứu các qui trình công nghệ thực tế (nếu điều kiện là có thể). Trờng hợp thiếu các thông tin thực tế về các loại qui trình công nghệ kể trên có thể tham khảo các tài liệu chuyên môn về các qui trình đó hoặc đọc kỹ phần phân tích các đặc điểm của các hộ dùng điện công nghiệp của các giáo trình cung cấp điện xí nghiệp. - Cần đánh giá mức độ yêu cầu tin cậy cung cấp điện của các hộ phụ tải dựa trên qui trình công nghệ thực tế. 3) Giới thiệu về phụ tải điện của xí nghiệp: 3.1 Các đặc điểm của phụ tải điện trong xí nghiệp: a) Phụ tải động lực. b) Phụ tải chiếu sáng. c) Giải công suất. d) Giải tần số. e) Giải điện áp (điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị). f) Giải hệ số công suất. g) Chế độ làm việc của phụ tải. 3.2 Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp a) Các yêu cầu CCĐ đặc biệt của các nhóm thiết bị. b) Tỷ lệ phần trăm phụ tải loại I; II; III của xí nghiệp. c) Đánh giá tổng thể về yêu cầu CCĐ của toàn bộ xí nghiệp. (cụ thể là xí nghệp đ ợc đánh giá là hộ tiêu thụ loại nào?). Để thực hiện đợc các mục này cần tham khảo các tài liệu giới thiệu về các nhóm phụ tải điển hình trong xí nghiệp công nghiệp. 4) Phạm vi của đề tài: Phần này phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của từng loại đề tài (thết kế môn học, thiết kế tốt nghiệp, thiết kế sơ bộ để lập luận trứng kinh tế, thiết kế kỹ nội dung giáo học nên còn tuy thuộc vào yêu cầu riêng của ngời hớng dẫn cho phù hợp với từng đối tợng, từng khối lợng công việc và thời gian mà ngời thiết kế làm việc). ở phần này Bạn sẽ trình bầy sơ bộ các nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập. a) Thiết kế mạng điện phân xởng. b) Thiết kế mạng điện xí nghiệp. c) Tính toán bù công suất phản kháng cho mạng điện xí nghiệp. d) Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xởng. e) Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa cơ khí. Ch ơng II Xác định phụ tải tính toán của phân xởng và toàn xí nghiệp Nội dung chính của chơng này bao gồn việc tính toán tất cả các phụ tải tính toán của từng phụ tải, từng cụm phụ tải, của từng phân xởng và của toàn bộ xí nghiệp. Tuỳ theo đầu bài cho trớc (đối với các đề giáo học) hoặc các điều kiện cụ thể của thực tế cũng nh các yêu cầu khác nhau của từng loại thiết kế cũng nh các thông tin khác nhau về phụ taỉ mà ta có đợc hoặc có thể điều tra đợc mà ta sẽ tiến hành tính toán theo các phơng pháp phù hợp. Ví dụ với các thiết kế thi công lắp đặt đồi hỏi độ chính xác cao, nếu đã có các thông tin chi tiết về phụ tải ta nên chọn các phơng pháp tính toán chính xác, còn nếu là các thiết kế sơ bộ, thiết kế cần để lập luận chứng kinh tế kỹ thuật hoặc chỉ để qui hoạch phát triển nguồn thì có thể chọn các phơng pháp đơn giản hơn và kết quả kém chính xác hơn. Trong khuôn khổ của tài liệu này chỉ quan tâm đến các loại hình thiết kế giáo học, đề bài đợc biết trớc và vì vậy nội dung của chơng này có thể các nội dung chính nh sau: 1) Xác định phụ tải tính toán cho phân x ởng sửa chữa cơ khí: 1.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải cho phân xởng: a) Phân loại phụ tải. b) phân nhóm phụ tải. 1.2 Giới thiệu các phơng pháp tính phụ tải tính toán: a) Khái niệm về phụ tải tính toán. b) Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán: 1.3 Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị a) Giới thiệu phơng pháp tính. b) Tính phụ tải tính toán cho nhóm I. c) Bảng kết quả tính cho tất cả các nhóm. 1.4 Tính phụ tải tính toán của toàn bộ phân xởng a) Phụ tải tính toán động lực của phân xởng. b) Phụ tải chiểu sáng của phân xởng. c) Phụ tải toàn bộ phân xởng. d) Phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị và phân xởng. 2) Xác định phụ tải tính toán cho các phân x ởng trong toàn xí nghiệp: 2.1 Giới thiệu phơng pháp hệ số nhu cầu: a) Lựa chọn phơng pháp tính. b) Giới thiệu phơng pháp hệ số nhu cầu. 2.2 Tính phụ tải động lực cho các phân xởng: a) Tính chi tiết cho một phân xởng. b) Bảng kết quả cho toàn bộ các phân xởng khác 2.3 Tính phụ tải chiếu sáng cho các phân xởng: a) Tính chi tiết cho một phân xởng. b) Bảng kết quả cho toàn bộ các phân xởng khác. 3) Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ xí nghiệp: 3.1 Phụ tải tính toán của xí nghiệp theo kết quả tính từ phụ tải 3.2 Phụ tải tính toán của xí nghiệp có kể đến sự phát triển tơng lai. 4) Biểu đồ phụ tải của các phân x ởng và xí nghiệp: 4.1 Biểu đồ phụ tải của các phân xởng: a) ý nghĩa của biểu đồ phụ tải trong thiết kế CCĐ b) Tính bán kính vòng tròn phụ tải cho các phân xởng. c) Vẽ biểu đồ phụ tải cho các phân xởng, 4.2 Xác định trọng tâm phụ tải của toàn xí nghiệp: a) ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế CCĐ. b) Tính toạ độ trọng tâm phụ tải của toàn xí nghiệp. Phần hớng dẫn chung 1) Xác định phụ tải tính toán cho phân x ởng sửa chữa cơ khí: 1.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải cho phân xởng: a) Phân loại phụ tải. b) phân nhóm phụ tải. 1.2 Giới thiệu các phơng pháp tính phụ tải tính toán: a) Khái niệm về phụ tải tính toán. b) Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán: 1.3 Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị a) Giới thiệu phơng pháp tính. b) Tính phụ tải tính toán cho nhóm I. c) Bảng kết quả tính cho tất cả các nhóm. 1.4 Tính phụ tải tính toán của toàn bộ phân xởng a) Phụ tải tính toán động lực của phân xởng. b) Phụ tải chiểu sáng của phân xởng. c) Phụ tải toàn bộ phân xởng. d) Phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị và phân xởng. 1.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải: Mục đích chính của phần này là thuận tiện cho việc tính toán và thiết kế sau này. a) Phân loại phụ tải: Trong phần này cần phân tích qui trình công nghệ có trong phân xởng hoặc dựa vào tên thiết bị, công suất và vai trò của nó trong dây chuyền công nghệ mà phân tích xem các thiết bị này có các yêu cầu khác thờng nào đó về cung cấp điện (CCĐ) không (ví dụ: có nhóm thiết bị có yêu cầu tần số f 50Hz, có nhóm thiết bị yêu cầu nguồn là 1 chiều, có nhóm thiết bị yêu cầu nguồn là một pha, có nhóm thiết bị yêu cầu điện áp CCĐ khác với phần lớn các thiết bị trong xởng .v.v . Trong các trờng hợp này khi thiết kế CCĐ chúng ta cần phải tính chọn các thiết bị đầu cho chúng nh bộ biến tần, bộ nguồn chỉnh lu, máy biến áp .v.v . và lúc đó công suất tính toán phải đợc lấy bằng công suất tiêu thụ của các thiết bị đầu vào có kể đến tổn hao công suất của chúng. Ngoài ra các nhóm thiết bị này còn có thể yêu cầu khác thờng về tính liên tục cung cấp điện ví dụ mặc dù công suất rất nhỏ nhng lại không đợc phép giãn đoạn CCĐ .v.v .). Nói tóm lại sau phần này ngời thiết kế phải vạch ra đợc những thiết bị hoặc nhóm thiết bị có yêu cầu CCĐ khác thờng; Đánh giá đợc chúng thuộc hộ tiêu thụ loại nào (hộ loại I; II hoặc III). Với phân xởng sửa chữa cơ khí nếu chỉ xét về chức năng chung trong dây truyền công nghệ của toàn bộ nhà máy thì thông thờng chỉ đợc xét vào hộ tiêu thụ loại III, tuy nhiên nêu có thêm các thiết bị hoặc các nhóm thiết bị đặc biệt có yêu cầu cao về tính liên tục CCĐ thì cũng có thể đợc xét vào hộ tiêu thụ loại II . b) phân nhóm phụ tải: Việc phân các thiết bị trong phân xởng thành từng nhóm riêng dẽ sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc tính toán thiết kế CCĐ sau này. Mỗi nhóm thiết bị thông thờng sẽ đợc CCĐ từ một tủ động lực riêng biệt và vì vậy nguyên tắc chung để phân nhóm thiết bị nh sau: + Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng (điều này sẽ thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất .). + Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc (điều này sẽ thuận tiện cho việc tính toán và CCĐ sau này ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc, tức có cùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung đợc k sd , k nc ; cos ; . và nếu chúng lại có cùng công suất nữa thì số thiết bị điện hiệu quả sẽ đúng bằng sô thiết bị thực tế và vì vậy việc xác định phụ tải cho các nhóm thiết bị này sẽ rất dễ dàng.) + Các thiết bị trong các nhóm nên đợc phân bổ để tổng công suất của các nhóm ít chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện đợc sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các trang thiết bị CCĐ. ví dụ trong phân xởng chỉ tồn tại một loại tủ động lực và nh vậy thì nó sẽ kéo theo là các đờng cáp CCĐ cho chúng cùng các trang thiết bị bảo vậy cũng sẽ đợc đồng loạt hoá, tạo điều kiện cho việc lắp đặt nhanh kể cả việc quản lý sửa chữa, thay thế và dự trữ sau này rất thuận lợi .). + Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ ra của một tủ động lực cũng bị không chế (thông thờng số lộ ra lớn nhất của các tủ động lực đợc chế tạo sẵn cũng không quá 8). Tất nhiên điều này cũng không có nghĩa là số thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị. Vì 1 lộ ra từ tủ động lực có thể chỉ đi đến 1 thiết bị, nh ng nó cũng có thể đợc kéo móc xích đến vài thiết bị,(nhất là khi các thiết bị đó có công suất nhỏ và không yêu cầu cao về độ tin cậy CCĐ ). Tuy nhiên khi số thiét bị của một nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hoá trong vận hành và làm giảm độ tin cậy CCĐ cho từng thiết bị. + Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn đợc nhóm lại theo các yêu cầu riêng của việc quản lý hành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng bộ phận trong phân xởng. Nh vậy việc phân các thiết bị trong phân xởng thành từng nhóm thông thờng đợc hài hoà các nguyên tắc trên hoặc đợc nghiêng hẳn về 1 nguyên tắc nào đó theo yêu cầu cụ thể của thực tế. Với các đồ án giáo học khi không có các ràng buộc cụ thể về quản lý, việc phân các nhóm thiết bị nên hài hoà các yểu tố về vị trí, độ chênh công suất giữa các nhóm nhằm đồng loạt hoá các thiết bị tạo điều kiện thuận tiện cho việc lắp đặt, thi công, vận hành và sửa chữa sau này. 1.2) Giới thiệu các ph ơng pháp tính phụ tải tính toán: a) Khái niệm về phụ tải tính toán: Phụ tải tính toán là phụ tải không có thực, nó cần thiết cho việc chọn các trang thiết bị CCĐ trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống CCĐ. Trong thực tế vận hành ở chế độ dài hạn ngời ta muốn rằng phụ tải thực tế không gây ra những phát nóng các trang thiết bị CCĐ (dây dẫn, máy biến áp, thiết bị đóng cắt v.v .), ngoài ra ở các chế độ ngắn hạn thì nó không đợc gây tác động cho các thiết bị bảo vệ (ví dụ ở các chế độ khởi động của các phụ tải thì cầu chì hoặc các thiết bị bảo vệ khác không đợc cắt). Nh vậy phụ tải tính toán thực chất là phụ tải giả thiết tơng đơng với phụ tải thực tế về một vài phơng diện nào đó. Trong thực tế thiết kế ngời ta thờng quan tâm đến hai yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra đó là phát nóng và tổn thất và vì vậy tồn tại hai loại phụ tải tính toán cần phải đợc xác định: Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng và Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất. Dới đây là các định nghĩa về 2 loại phụ tải này 1) Định nghĩa phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng: là phụ tải giả thiết lâu dài, không đổi t ơng đơng với phụ tải thực tế biên thiên về hiệu quả nhiệt lớn nhất . 2) Định nghĩa phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất: (thờng gọi là phụ tải đỉnh nhọn). là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong 1 thời gian ngắn từ một đến hai giây chúng ch a gây ra phát nóng cho các trang thiết bị nhng lại gây ra các tổn thất và có thể là nhẩy các bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì . Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thờng xuất hiện khi khởi động các động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị cơ điện khác. b) Các ph ơng pháp xác định phụ tải và phạn vi sử dụng: 1) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại: Theo phơng pháp này P tt = K M . P tb = K M . K sd . P đm (1 - 1) Trong đó: P tb - công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất. P đm - công suất định mức của phụ tải. K sd - hệ số sử dụng công suất của phụ tải. K M - hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình hoá T=30 phút. Phơng pháp này thờng đợc dùng để tính phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị, cho các tủ động lực trong toàn bộ phân xởng. Nó cho một kết quả khá chính xác nhng lại đòi hỏi một lợng thông tin khá đầy đủ về các phụ tải nh: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải số lợng thiết bị trong nhóm (k sdi ; p đmi ; cos i ; .). 2) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phơng: Theo phơng pháp này P tt = P tb . tb (1-2) Trong đó: P tb - Phụ tải trung bình của đồ thị nhóm phụ tải. - Bộ số thể hiện mức tán xạ. tb - Độ lệch của đồ thị nhóm phụ tải. Phơng pháp này thờng đợc dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị của phân xởng hoặc của toàn bộ xí nghiệp. Tuy nhiên phơng pháp này ít đợc dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợp với các hệ thống đang vận hành. 3) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dạng: Theo phơng pháp này: P tt = K hd . P tb (1-3) Q tt = K hdq . Q tb hoặc Q tt = P tt . tg (1-4) Trong đó: P tb ; Q tb - Phụ tải tác dụng và phản kháng trung bình trong ca mang tải lớn nhất. K hd ; K hdq - Hệ số hình dạng (tác dụng và phản kháng) của đồ thị phụ tải. Phơng pháp này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh cái tủ phân phổi phân xởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xởng. Phơng pháp này ít đợc dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó yêu cầu có đồ thị của nhóm phụ tải. 4) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: theo phơng pháp này thì P tt = K nc . P đ (1-5) Trong đó: K nc - Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải. P đ - Công suất đặt của nhóm phụ tải. Phơng pháp này cho kết quả không chính xác lắm, tuy vậy lại đơn giản và có thể nhanh chóng cho kết quả cho nên nó th - ờng đợc dùng để tính phụ tải tính toán cho các phân xởng, cho toàn xí nghiệp khi không có nhiều các thông tin về các phụ tải hoặc khi tính toán sơ bộ phục vụ cho việc qui hoặc .v.v . 5) Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất: theo phơng pháp này thì: P tt = p 0 . F (1-6) Trong đó; p 0 - Suất phụ tải tính toán cho một đơn vị diện tích sản xuất. F - Diện tích sản suất có bố trí các thiết bị dùng điện. Phơng pháp này thờng chi đợc dùng để ớc tính phụ tải điện vì nó cho kết quả không chính xác. Tuy vậy nó vẫn có thể đợc dùng cho một số phụ tải đặc biệt mà chi tiêu tiêu thụ điện phụ thuộc vào diện tich hoặc có sự phân bố phụ tải khá đồng đều trên diện tích sản suất. 6) Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm và tổng sản l ợng: theo phơng pháp này T aM P tb 0 . = (1-7) P tt = K M . P tb (1-8) Trong đó: a 0 - [kWh/1đv] suất chi phí điện cho một đơn vị sản phẩm. M - Tổng sản phẩm sản xuất ra trong khoảng thời gian khảo sát T (1 ca; 1 năm) P tb - Phụ tải trung bình của xí nghiệp. K M - Hệ số cực đại công suất tác dụng. Phơng pháp này thờng chỉ đợc sử dụng để ớc tính, sơ bộ xác định phụ tải trong công tác qui hoạch hoặc dùng để qui hoạch nguồn cho xí nghiệp. 7) Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị: Theo phơng pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thờng và đợc tính theo công thức sau: I đn = I kđ (max) + (I tt - k sd . I đm (max) ) (1-9) Trong đó: I kđ (max) - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy. I tt - dòng điện tính toán của nhóm máy. I đm (max) - dòng định mức của thiết bị đang khởi động. k sd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động. 1.3 Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị của phân x ởng sửa chữa cơ khí: a) Giới thiệu ph ơng pháp sử dụng: Với phân xởng sửa chữa cơ khí theo các đề thiết kế giáo học thờng cho các thông tin khá chi tiết về phụ tải và vì vậy để có kết quả chính xác nêu chọn phơng pháp tinh toán là: Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ cực đại . D ới đây là nội dung cơ bản của phơng pháp này: P tt = K M . P tb = K M . K sd . P đm (1-10) Trong đó: P tb - Công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất. P đm - Công suất định mức của phụ tải. (tổng công suất định mức của nhóm phụ tải). K sd - Hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải (hệ số sử dụng chung của nhóm phụ tải có thể đợc xác định từ hệ số sử dụng của từng thiêts bị đơn lẻ trong nhóm). K M - Hệ số cực đại công suất tác dụng của nhóm thiết bị (hệ số này sẽ đợc xác định theo số thiết bị điện hiệu quả và hệ số sử dụng của nhóm máy). Nh vậy để xác định phụ tải tính toán theo phơng pháp này chúng ta cần phải xác định đợc hai hệ số K sd và K M . Hệ số sử dụng: theo định nghĩa là tỷ số giữa công suất trung bình và công suất định mức. Trong khi thiết kế thông thờng hệ số sử dụng của từng thiết bị đợc tra trong các bảng của sổ tay và vì vậy chúng ta có thể xác định đợc hệ số sử dụng chung của toàn nhóm theo công thức sau: = = == n i dmi n i sdidmi dm tb sd p kp P P K 1 1 . (1-11) Trong đó: p đmi - công suất định mức của phụ tải thứ i trong nhóm thiết bị k sdi - hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tỉa thứ i trong nhóm. n - tổng số thiết bị trong nhóm. K sd - hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm máy. Cùng một khái niệm tơng tự chung ta có thể cũng xác định đợc hệ số sử dụng đối với công suất phản kháng. Tuy nhiên ít có các tài liệu để tra đợc hệ số sử công suất phản kháng, nên ở đây không đề cập đến công thức tính toán. Hệ số cực đại K M : là một thông số phụ thuộc chế độ làm việc của phụ tải và số thiết bị dùng điện có hiệu quả của nhóm máy, Trong thiết kế hệ số này đợc tra trong bảng theo K sd và n hq của nhóm máy. Số thiết bị dùng điện hiệu quả: là số thiết bị giả thiết có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra một phụ tải tính toán bằng phụ tải tính toán của nhóm thiết bị điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau . Số thiết bị điện hiệu quả có thể xác định đợc theo công thức sau: = = = n i dmi n i dmi hq p p n 1 2 2 1 )( )( (1-12) Các tr ờng hợp riêng để xác định nhanh n hq : Tr ờng hợp 1: Khi 3 min max = dm dm p p m và 4,0 sd K Thì Trong đó: p dm max - công suất định mức của thiết bị lớn nhất trong nhóm. p dm min - công suất định mức của thiết bị nhỏ nhất trong nhóm. K sd - hệ số sử dụng công suất trung bình của nhóm máy. Tr ờng hợp 2: Khi trong nhóm có n 1 thiết bị có tổng công suất định mức nhỏ hơn hoặc bằng 5% tổng công suất định mức của toàn nhóm. == n i dmi n i dmi SS 11 %5 1 thì Tr ờng hợp 3: Khi m > 3 và K sd 0,2 (1-13) Chú ý: nếu khi tính ra n hq > n thì lấy Tr ờng hợp 4: Khi không có khả năng sử dụng các cách đơn giản để tính nhanh n hq thì có thể sử dụng các đờng cong hoặc bảng tra. Thông thờng các đờng cong và bảng tra đợc xây dựng quan hệ giữa n * hq (số thiết bị hiệu quả tơng đối) với các đại lợng n * và P * . Và khi đã tìm đợc n * hq thì số thiết bị điện hiệu quả của nhóm máy sẽ đợc tính; n hq = n n hq = n - n 1 n hq = n max 1 .2 dm n i dmi hq P P n = = Trong đó: n n n 1 * = và dm dm P P P 1 * = n 1 - số thiết bị có công suất lớn hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm máy. P đm1 - tổng công suất định mức của n 1 thiết bị. P đm - tổng công suất định mức của n thiết bị (tức của toàn bộ nhóm). b) Tính phụ tải tính toán cho nhóm I: Chỉ trình bầy ví dụ tính tờng minh cho 1 nhóm thiết bị, từ khâu chọn các hệ số k sc ; cos ; n hq ; k M . Cho đến kết quả P tt ; Q tt ; S tt ; I tt c) kết quả tính toán của các nhóm khác: Bảng kế quả tính toán phải thể hiện đợc đầy đủ các khâu trung gian trong tính toàn (Xem bảng 3.1 trong phần phụ lục). 1.3 Tính phụ tải tính toán của toàn bộ phân x ởng: a) Phụ tải động lực toàn bộ phân x ởng: Đợc tính theo công thức sau: P ttpx = = k i ittndt PK 1 hom (1-14) Trong đó: K dt - là hệ số đồng thời đạt giá trị cực đại công suất tác dụng (thông thờng K dt = 0,85 ữ 1). P tt nhomi - công suất tính toán của nhóm thứ i k - tổng số nhóm thiết bị trong phân xởng. b) Phụ tải chiếu sáng của phân x ởng: Thông thờng phụ tải chiếu sáng trong phân xởng đợc CCĐ chung từ nguồn của lới động lực, chi trừ một số tr- ờng hợp do yêu cầu cao của mạng chiếu sáng hoặc khi trong phân xởng có những động cơ có công suất khá lớn có thể làm giao động điện áp của nguồn (ở những trờng hợp này nguồn của mạng chiếu sáng sẽ đợc CCĐ riêng từ trạm biến áp khác). Cho dù là đợc CCĐ tù nguồn nào đi nữa thì phụ tải chiếu sáng cũng có thể sơ bộ đợc xác định theo công thức sau: P cs = p 0 . F (1-15) P cspx = = k i csi P 1 (1-16) Trong đó: p 0 - [kW/m 2 ] suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản suất (tra bảng theo các yêu cầu công việc khác nhau của từng bộ phận). F - [m 2 ] diện tích sản suất cần đợc chiếu sáng. P csi - [kW] công suất chiếu sáng của bộ phận thứ i trong phân xởng. k - số bộ phận giả thiết có yêu cầu mức độ chiếu sáng khác nhau trong phân xởng. c) phụ tải tính toán toàn bộ phân x ởng; Đợc xác định theo biểu thức sau: (giả thiết mạng chiếu sáng lấy chung nguồn từ mạng động lực). n hq = n . n * hq P ttpx = K đt = m i ittn P 1 hom + = k i csi P 1 (1-17) Q ttpx = K dtr = m i ittn Q 1 hom (1-18) S ttpx = 22 ttpxttpx QP + (1-19) Cos px = ttpx ttpx S P (1-20) I ttpx = dm ttpx U S .3 (1-21) Trong đó: K đt ; K đtr - hệ số đòng thời công suất tác dụng và công suất phản kháng. m - số nhóm thiết bị động lực trong phân xởng. k - số khu vực chiếu sáng khác nhau trong phân xởng. d) Phụ tải đỉnh nhọn trong phân x ởng: Nhóm thiết bị động lực: xác định theo công thức sau: I đn = I kđ (max) + (I tt nhóm - k sd . I đm (max) ) (1-22) = k mm . I đm (max) + (I tt nhóm - k sd . I đm (max) ) Với nhóm có vài ba thiết bị: I đn = k mm . I đm (max) + k sd = 1 1 n i dmi I (1-23) Toàn bộ phân x ởng: xác định theo công thức I đnpx = I kđ (max) + (I tt px - k sd . I đm (max) ) (1-24) = k mm . I đm (max) + (I tt px - k sd . I đm (max) ) Với từng thiết bị đơn lẻ: đợc lấy bằng dòng mở máy của chúng. I đn = I mm = k kđ . I đm (1-25) 2) Xác định phụ tải tính toán cho các phân x ởng trong toàn xí nghiệp: 2.1 Giới thiệu phơng pháp hệ số nhu cầu: a) Lựa chọn phơng pháp tính. b) Giới thiệu phơng pháp hệ số nhu cầu. 2.2 Tính phụ tải động lực cho các phân xởng: a) Tính chi tiết cho một phân xởng. b) Bảng kết quả cho toàn bộ các phân xởng khác 2.3 Tính phụ tải chiếu sáng cho các phân xởng: a) Tính chi tiết cho một phân xởng. b) Bảng kết quả cho toàn bộ các phân xởng khác. Phần chỉ dẫn chung: 2.1 Giới thiệu ph ơng pháp hệ số nhu cầu a) lựa chọn ph ơng pháp tính: Tuy theo yêu cầu về mức độ chính xác của kết quả mà ta có thể chọn một trong các phơng pháp tính đã nêu ở mục1.2 - b) để tính phụ tải tính toán cho các phân xởng. Điều này phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của thực tế cũng nh các giai đoạn và mục đích cụ thể của việc thiết kế. Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào nguồn thông tin có đ ợc về phụ tải. Trong các đồ án giáo học, thông thờng đề bài chỉ cho các thông tin đơn giản về phụ tải của các phân xởng nh: Tổng công suất đặt của chúng, tổng diện tích mặt bằng, tên các phân xởng. Sự phân bố phụ tải trên mặt bằng cùng tên cụ thể của các thiết bị trong xởng không đợc biết. Và vì vậy chỉ có thể xác định đợc phụ tải tính toán của chúng theo các phơng pháp tính gần đúng. Tốt hơn cả nên chọn phơng pháp tính là : Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. b) Giới thiệu ph ơng pháp hệ số nhu cầu: Theo phơng pháp này thì phụ tải tính toán của nhóm hộ tiêu thụ đợc xác định bằng biểu thức sau: P tt = K nc . P đ (1-27) Q tt = P tt tg (1-27) S tt = 22 tttt QP + = cos tt P (1-28) I tt = dm tt U S .3 (1-29) Trong đó: P đ - Tổng công suất đặt của nhóm hộ phụ tải. K nc - Hệ số nhu cầu của nhóm hệ phụ tải (có thể tra đợc trong các tài liệu tra cứu, tơng ứng với các nhóm thiết bị điển hình và giá trị của nó còn phụ thuộc vào hệ số sử dụng nữa). tg - Tơng ứng với Cos đặc trng riêng của các hộ phụ tải thông số này cũng có thể tra đợc trong các tài liệu chuyên môn. 2.2 Tính phụ tải động lực cho các phân x ởng: a) Tính phụ tải động lực cho một phân x ởng: Căn cứ vào công thức trong mục 2.1 -b). Chúng ta phải trình bầy tờng minh việc tính phụ tải tính toán của một phân xởng cụ thể theo các số liệu của đề bài đã cho (hoặc đợc biết trớc). Công việc này chủ yếu là tra đợc các hệ số K nc ; cos theo tên các phân xởng đã biết. Cần nhớ rằng khi tra không phải lúc nào ta cũng tìm đợc ngay hệ số nhu cầu đối với toàn bộ các loại phân xởng có trong đề bài, và ở trờng hợp đó (trờng hợp không tìm thấy tên phân xởng trong các bảng tra) chúng ta phải chọn K nc của các loại hình công việc tơng tự hoặc có thể lấy K nc tổng kết chung cho các loại ngành công nghiệp. Trong phần thuyết minh của đồ án chỉ cần trình bầy tờng minh ví dụ tính toán cụ thể của một phân xởng, phần tính toán tơng tự cho các phân xởng khác chỉ cần tổng kết lại trong các bảng kết quả. Nhng cũng chính vì vậy phần này lại đòi hỏi ngời làm phải trình bầy thật rõ ràng các bớc tính, từ công thức tính đến các hệ số tra đợc cần phải đ ợc nên rõ quan điển chọn, địa chỉ của các tài liệu tra đ ợc v.v . b) Bảng kết quả tính cho toàn bộ các phân x ởng khác: Tơng tự nh các tính của ví dụ trên ta lập bảng kết quả tính cho toàn bộ các phân x ởng khác. Việc lập bảng kết quả tính toán là để dễ theo dõi và làm sáng sủa cho việc trình bầy, điều này không hoàn toàn đồng nghĩa với việc không phải tính cho tất cả các phân xởng khác mà trái lại nó giúp cho ngời kiểm tra nhanh chóng phát hiện ra những điều vô lý. Cho nên việc lập các bảng kết quả tính tơng tự phải đợc trình bầy rất sáng sủa, lô-gíc thể hiện đợc trận tự và quá trình tính toán bao gồm cả việc chọn các thông số tra cứu và các quan điểm đi kèm. Nếu kết quả tính có những b ớc khác đặc biệt với ví dụ ở phần trên thì nên có những ghi chú đi kèm ngoài bảng. 2.3) Tính phụ tải chiếu sáng cho các phân x ởng Phần này có thể sử dụng phơng pháp tính tơng tự nh trong mục 1.3 -b) a) Tính cụ thể cho một phân x ởng b) Bảng kết quả tính cho toàn bộ các phân x ởng Không cần trình bầy cách tính mà chỉ cần nếu thực hiện tơng tự nh mục 2) ta đợc bảng kết quả nh sau: tt Phân xởng P d [kW] k nc cos P tt [kW] Q tt [kVar] p 0 [W/m 2 ] F [m 2 ] P cs [kW] S tt [kVA] 3) Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ xí nghiệp: 3.1 Phụ tải tính toán của xí nghiệp theo kết quả tính từ phụ tải 3.2 Phụ tải tính toán của xí nghiệp có kể đến sự phát triển tơng lai. + Phụ tải hiện tại: += cspxittpxidtXNtt PPkP . = ttpxidtXNtt QkQ . 22 XNttXNttXNtt QPS += Trong đó: P ttpxi - Phụ tải tính toán động lực của phân xởng thứ i trong xí nghiệp. Q ttpxi - Phụ tải tính toán phản kháng phân xởng thứ i trong xí nghiệp. P cspxi - Phụ tải chiếu sáng phân xởng thứ i trong xí nghiệp. K dt - Hệ số đồng thời đạt giá trị cực đại của phụ tải ( 0,85 1). + Phu tải t ơng lai của xí nghiệp: ).1()( tStS XNtt += Trong đó: S(t) - Phụ tải dự tính của xí nghiệp đến năm thứ t. S tt-XN - Phụ tải tính toán hiện tại của xí nghiệp. - Hệ số phát triển phụ tải của xí nghiệp (tra theo loại hình xí nghiệp). = 0,0595 0,0685 với chế tạo máy. 4) Biểu đồ phụ tải của các phân x ởng và xí nghiệp: 4.1 Biểu đồ phụ tải của các phân xởng: a) ý nghĩa của biểu đồ phụ tải trong thiết kế CCĐ b) Tính bán kính vòng tròn phụ tải cho các phân xởng. c) Vẽ biểu đồ phụ tải cho các phân xởng, 4.2 Xác định trọng tâm phụ tải của toàn xí nghiệp: a) ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế CCĐ. b) Tính toạ độ trọng tâm phụ tải của toàn xí nghiệp. + Biểu đồ phụtải của các phân x ởng: Đợc thể hiện bằng các vòng tròn phụ tải, có tâm đặt tại trọng tâm của các phân xởng, có diện tích bằng diện tính bằng phụ tải tính toán của các phân xởng. Nó thể hiện độ lớn của phụ tải, đồng thời còn cho biết cơ cấu phụ tải của các phân xởng. Vì vậy nó đợc biểu diễn bởi 2 đại lợng. + Xác định bản kính vòng tròn phụ tải: R PX i = m S ttpxi . Trong đó: R PX i - [cm hoặc mm] bán kính vòng tròn phụ tải của phân xởng i. S tt px i - [kVA] phụ tải tính toán của phân xởng i. m - [kVA/cm; mm] hệ số tỷ lệ tuỳ chọn. + Góc chiếu sáng: Góc thể hiện tỷ lệ phụ tải chiếu sáng trong tổng thể phụ tải của toàn phân xởng. Nó đợc xác định theo công thức sau: csi = ttpxi cspxi P P.360 Trong đó: csi - Góc của phụ tải chiếu sáng phân xởng i. P cspsi - Phụ tải chiếu sáng của phân xởng i.