Thiết kế cung cấp điện cho Công ty Đóng tàu Phà Rừng

Đề tài gồm các chương sau: Chương 1: Giới thiệu về Công ty Đóng tàu Phà Rừng. Chương 2: Thiết kế mạng cao áp. Chương 3: Thiết kế mạng hạ áp. Chương 4: Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất.

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TY ĐĨNG TÀU PHÀ RỪNG 1.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CƠNG TY ĐĨNG TÀU PHÀ RỪNG 1.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CƠNG TY ĐĨNG TÀU PHÀ RỪNG 1.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO CƠNG TY 1.3.1:Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm 1.3.2:Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu knc 1.3.3:Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất 1.3.4:Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax cơng suất trung bình Ptb 1.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN (PTTT) CHO CƠNG TY ĐĨNG 11 TÀU PHÀ RỪNG 11 1.4.1 Tính tốn phụ tải chiếu sáng 11 1.4.2 Tính tốn phụ tải cho khu hành 12 1.4.3 Tính tốn phụ tải động lực cho khu vực sản xuất 13 1.4.4 Tổng hợp phụ tải tính tốn cơng ty đóng tàu Phà Rừng 15 1.4.5:Xác định tâm phụ tải điện biểu đồ phụ tải 16 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP 22 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 22 2.2 PHƢƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CAO ÁP 22 2.2.1 Yêu cầu sơ đồ cung cấp điện 22 2.2.2 Phƣơng án cung cấp điện cho công ty 23 2.3 LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG ĐIỆN CAO ÁP 29 2.3.1 Hai phƣơng án dây mạng cao áp 29 2.3.2 Tính tốn kinh tế - kỹ thuật cho phƣơng án: 30 2.3.3 Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT, trạm BATG trạm BAPX 35 2.4 TÍNH CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ CAO ÁP 37 2.4.1:Tính chọn kiểm tra máy cắt 37 2.4.2 Tính chọn kiểm tra dao cách ly 39 2.4.3 Tính chọn kiểm tra dẫn 39 2.4.4 Tính chọn kiểm tra sứ cao áp 35 kV 41 2.4.5 Chọn kiểm tra chống sét van 42 2.4.6 Tính chọn kiểm tra cầu chì 43 2.4.7 Tính chọn kiểm tra biến dòng biến áp đo lƣờng 43 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP 46 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 46 3.2 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG MÁY VÀ KHU HẠ LIỆU 47 3.2.1 Các hình thức dây phạm vi sử dụng sơ đồ 47 3.2.2 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối 48 3.2.2.1 Chọn aptomat từ tủ phân phối tới tủ động lực 48 3.2.2.2.Chọn cáp 49 3.2.3.Lựa chọn thiết bị điện tủ động lực dây dẫn đến thiết bị phân xƣởng 50 3.2.3.1.Lựa chọn tủ động lực 50 3.2.3.2.Lựa chọn aptomat cáp từ tủ động lực đến thiết bị 51 CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COS 54 4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 54 4.2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ 55 4.3.XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƢỢNG BÙ 55 4.3.1 Xác định dung lƣợng bù 55 3.2 Phân bố dung lƣợng bù cho TBAPX 56 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 LỜI MỞ ĐẦU Ngày kinh tế nƣớc ta phát triển mạnh mẽ, đời sống ngƣời dân đƣợc nâng cao Nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực: công nghiệp, nông nghiệp thƣơng mại dịch vụ nhƣ sinh hoạt tăng trƣởng không ngừng Trong cơng nghiệp ln lĩnh vực tiêu thụ điện lớn Chất lƣợng điện áp ổn định yêu cầu quan trọng Với trình phát triển mạnh mẽ kinh tế sau mở cửa, hội nhập vào kinh tế toàn cầu, ngành cơng nghiệp đóng tàu khơng nằm ngồi nhu cầu Chất lƣợng điện áp ảnh hƣởng tới chất lƣợng tàu, sản phẩm… Vì đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện nâng cao chất lƣợng điện mối quan tâm hàng đầu thiết kế cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp nói chung nhà máy đóng tàu nói riêng Với sinh viên theo học chuyên ngành điện công nghiệp, phải nắm vững ứng dụng đƣợc kiến thức học vận hành, sửa chữa thiết bị điện có cố, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, phân xƣởng có yêu cầu Xuất phát từ nhu cầu thực tế, sau hồn thành chƣơng trình học tập trƣờng, em đƣợc giao đề tài: “ Thiết kế cung cấp điện cho Cơng ty Đóng tàu Phà Rừng” Th.S Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn Đề tài em gồm chƣơng sau: Chƣơng 1: Giới thiệu Công ty Đóng tàu Phà Rừng Chƣơng 2: Thiết kế mạng cao áp Chƣơng 3: Thiết kế mạng hạ áp Chƣơng 4: Tính tốn bù cơng suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cos CHƢƠNG GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TY ĐĨNG TÀU PHÀ RỪNG 1.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CƠNG TY ĐĨNG TÀU PHÀ RỪNG Cơng ty đóng tàu Phà Rừng trƣớc công ty sửa chữa tàu biển Phà Rừng, cơng trình hợp tác phủ Việt Nam Cộng hòa Phần Lan đƣợc đƣa vào hoạt động từ ngày 25 tháng năm 1984 Ban đầu công ty đƣợc xây dựng để sửa chữa loại tàu biển có trọng tải đến 15000 Trải qua 20 năm hoạt động, công ty sửa chữa đƣợc hàng trăm lƣợt tàu nƣớc nhƣ: Liên Bang Nga, Đức, Hy Lạp, Hàn Quốc… đạt chất lƣợng cao Cơng ty đóng tàu Phà Rừng sở hàng đầu Việt Nam có thƣơng hiệu uy tín lĩnh vực sửa chữa tàu biển Những năm gần đây, công ty phát triển công nghiệp đóng tàu biển bàn giao cho chủ tàu hàng chục tàu có trọng tải từ 6500 đến 12500 Đặc biệt loại tàu xuất yêu cầu công nghệ cao nhƣ tàu chở dầu hóa chất 6500 cho Hàn Quốc, tàu chở hàng vỏ kép 34000 cho Vƣơng Quốc Anh Thực chiến lƣợc phát triển kinh tế biển Đảng Nhà nƣớc, chủ trƣơng phát triển ngành công nghiệp tàu thủy Việt Nam, Công ty trở thành Tổng Cơng ty Đóng tàu Phà Rừng, bao gồm cơng ty mẹ, năm công ty trách nhiệm hữu hạn thành viên, năm cơng ty cổ phần vốn góp chi phối công ty, trƣờng dạy nghề Cùng với hệ thống sở vật chất đƣợc đầu tƣ có hệ thống đội ngũ nhân lực đông đảo gần 3000 cán cơng nhân viên có 390 kỹ sƣ, cử nhân đặc biệt lực lƣợng hàng nghìn công nhân tiếp tục đƣợc đào tạo cơng nghệ đóng tàu biển Phần Lan, Nhật Bản, Hàn Quốc, Na Uy, Tất trở thành động lực cho phát triển Công ty Đóng tàu Phà Rừng tƣơng lai 1.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CƠNG TY ĐĨNG TÀU PHÀ RỪNG Khi xác định phụ tải tính tốn ta tiến hành phân loại phụ tải theo hộ tiêu thụ, để có cách nhìn đắn phụ tải có ƣu tiên cần thiết lựa chọn hợp lý sơ đồ cung cấp điện Tùy theo tầm quan trọng kinh tế xã hội, hộ tiêu thụ đƣợc cung cấp điện với mức độ tin cậy khác phân thành loại: Hộ loại 1: Là hộ mà có cố dừng cung cấp điện gây nên hậu nguy hiểm đến tính mạng ngƣời, gây thiệt hại lớn kinh tế, hƣ hỏng thiết kế, gây rối loạn q trình cơng nghiệp có ảnh hƣởng khơng tốt phƣơng diện trị Đối với hộ loại phải cung cấp với độ tin cậy cao, thƣờng dùng hai nguồn điện đến, có nguồn dự phòng nhằm hạn chế mức thấp việc điện Thời gian điện thƣờng đƣợc coi thời gian đóng nguồn dự trữ Hộ loại 2: Là hộ tiêu thụ ngƣng cung cấp điện gây thiệt hại kinh tế, hƣ hỏng sản phẩm , sản xuất bị đình trệ, gây rối loạn trình công nghệ Để cung cấp điện cho hộ loại ta sử dụng phƣơng pháp có khơng có nguồn dự phòng, hộ loại cho phép ngƣng cung cấp điện thời gian đóng nguồn dự trữ tay Hộ loại 3: Là hộ tiêu thụ cho phép cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cho phép điện thời gian sửa chữa, thay có cố Ngồi hộ tiêu thụ điện xí nghiệp cịn đƣợc phân chia theo chế độ làm việc: + Loại hộ tiêu thụ điện có chế độ làm việc dài hạn, phụ tải thay đổi không thay đổi Các thiết bị làm việc lâu dài mà nhiệt độ khơng vƣợt giá trị cho phép + Loại hộ tiêu thụ có chế độ phụ tải ngắn hạn, thời gian làm việc không đủ dài để nhiệt độ thiết bị đạt đến giá trị cho phép + Loại hộ tiêu thụ có chế độ ngắn hạn – lặp lại, thiết bị làm việc ngắn hạn xen kẽ với thời gian nghỉ ngắn hạn + Cơng ty đóng tàu Phà Rừng đƣợc xếp vào hộ tiêu thụ loại Bảng 1.1: Danh sách phụ tải công ty công suất đặt STT Tên máy Số lƣợng Pđ (kW) Trạm khí nén Máy nén khí 150 Cẩu 200T 273 Bơm nƣớc 100 Phân xƣởng máy + khu hạ liệu Cẩu gắn tƣờng KONE 0,7 Cẩu bán cổng SCANMET 1,5 Máy tiện băng dài 41,35 Máy tiện đứng 1541 41 Máy tiện ngang 41,35 Máy tiện vạn 16 Máy tiện ren USSR 18 Máy khoan AMO 80 1,1 Máy khoan cần RFH75 15 10 Máy bào CMZL 625 5,7 11 Máy bào 4,5 12 Máy doa 47,5 13 Máy doa 28 14 Máy mài đá KT1 10 1,5 15 Cẩu trục dầm 40T 41,5 16 Máy cắt tôn H3222 28 17 Máy lốc tôn IB 3222 25 18 Máy cƣa gỗ Luna 824 2,5 19 Cổng trục dầm công sơn 41,5 20 Máy phun nƣớc áp lực cao 55 21 Máy phun sơn 75 Phân xưởng vỏ + Cẩu gắn tƣờng KONE 1,5 Cẩu giàn ETECO 11 Cẩu bán cổng ETECO Máy ép thủy lực 60 Máy ép 500T 70 Bán cổng trục 32 Gấp mép tôn mỏng 1,5 Máy cắt tôn H3222 28 Máy hàn que 10 19 10 Máy cắt sắt 1,8 11 Máy hàn thông dụng KEMPI 453 12 Cẩu trục dầm 40T 41,5 Các bãi hàn Máy hàn thông dụng KEMPI 303 25 Máy hàn thông dụng KEMPI 453 17 Máy hàn dòng chiều KEMPI 653 19 Máy hàn chuyên dùng 12 Máy hàn que 15 19 Cẩu CQ 523 83 Cẩu trục dầm 40T 41,5 Máy mài đá 10 1,5 Bơm nƣớc 100 10 Cẩu tháp BETOX 60 Phân xưởng ống + âu Máy hàn thông dụng KEMPI 303 Máy hàn thông dụng KEMPI 453 Máy hàn dòng chiều KEMPI 653 19 Máy hàn que 19 Máy mài đá 1,5 Cẩu dàn Sanmet 11 Cầu dàn 5T 15 Cầu cổng 15 Máy mài đá 10 1,5 10 Máy cắt tôn H3222 38 11 Cẩu CQ 523 83,5 12 Bơm nƣớc 55 13 Cẩu tháp BETOX 60 14 Cẩu CQ 523 83,5 15 Bơm âu 273 16 Động ụ 4200T 70 17 Máy tôn 70 Phân xưởng vỏ Cầu trục dầm đôi 40 T 41,5 Cẩu bán cổng Bán cổng trục dầm Máy cắt điều khiển số CNC 80 Máy hàn que 19 6 Máy hàn KEMPI 455 20 Máy uốn ống thủy lực 20 Cẩu 50T 160 KONE 170 10 Máy tôn 70 11 Cổn trục 200 T 250 Khu nhà hành Phịng bảo vệ 2 Phòng tiếp khách Nhà WC Phòng làm việc 20 Phòng họp 1.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO CƠNG TY 1.3.1:Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm = (1-1) Trong đó: M : Số đơn vị sản phẩm đƣợc sản xuất năm W0 : Suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm ( kWh/đvsp) Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn Phƣơng pháp đƣợc sử dụng cho tính tốn thiết bị điện có đồ thị phụ tải biến đổi nhƣ: quạt gió, bơm nƣớc, máy nén khí… Khi tải tính tốn gần phụ tải trung bình kết tƣơng đối xác 1.3.2:Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu knc Thông tin mà ta biết đƣợc diện tích nhà xƣởng F (m2) công suất đặt Pđ (kW) phân xƣởng phịng ban cơng ty Phụ tải tính tốn phân xƣởng đƣợc xác định theo công suất đặt P đ hệ số nhu cầu knc , tra tài liệu Hệ thống cung cấp điện [ trang 33] theo công thức sau: (1-2) ( - 3) (1-4) ( - 5) Từ ta xác định đƣợc phụ tải tính tốn phân xƣởng (px) nhƣ sau: ( - 6) ( - 7) ( - 8) Nếu hệ số cơng suất tính hệ số cơng suất thiết bị nhóm khác ta trung bình , tra tài liệu Cung cấp điện [ trang 39] : ( - 9) Trong đó: Knc : Hệ số nhu cầu , Pđ : Công suất đặt (kW) n: Số động P0 : Suất phụ tải chiếu sáng ( W/m2) Pđl, Qđl : Các phụ tải động lực phân xƣởng Pcs, Qcs : Các phụ tải chiếu sáng phân xƣởng Vậy phụ tải tính tốn cơng ty là: (1-10) Sau điện áp đƣợc biến đổi xuống 0,4 (kV) đƣợc đƣa tới tủ phân phối trung tâm nằm phân xƣởng Tủ có nhiệm vụ phân phối điện tới tủ động lực ( ĐL) + Tủ động lực có nhiệm vụ cung cấp điện đến thiết bị nhóm Tủ động lực thƣờng đặt trung tâm nhóm máy để tiết kiệm đƣờng dây đến phụ tải cạnh tƣờng phân xƣởng để tiết kiệm diện tích + Để dễ dàng vận hành bảo vệ thiết bị nhƣ thuận tiện cho việc bảo quản sửa chữa cần phải đặt tủ phân phối aptomat cho đầu vào aptomat đầu đầu cung cấp cho tủ động lực đầu cung cấp cho tủ chiếu sáng Ở tủ động lực đầu vào lắp đặt aptomat tổng đầu đặt aptomat nhánh Việc sử dụng aptomat hạ áp giúp cho đóng cắt hạ áp, có chức quan trọng bảo vệ tải ngắn mạch Nó có ƣu điểm hẳn cầu chì khả làm việc chắn, tin cậy, an tồn Đóng cắt đồng thời pha khả tự động hóa cao Nên giá có đắt nhƣng ngày ngƣời ta thƣờng hay sử dụng thiết bị thay cho cầu chì 3.2.2 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối 3.2.2.1 Chọn aptomat từ tủ phân phối tới tủ động lực Aptomat đƣợc chọn theo điều kiện sau, tài liệu Thiết kế cấp điện [trang 53]: Chọn aptomat cho tủ phân phối: Chọn aptomat cho tủ ĐL1 48 3.2.2.2.Chọn cáp Các đƣờng cáp hạ áp đƣợc rãnh cáp nằm dọc tƣờng phía bên cạnh lối lại phân xƣởng Cáp đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ điều kiện ổn định nhiệt có ngắn mạch Do chiều dài cáp khơng lớn nên bỏ qua khơng cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép Theo điều kiện phát nóng: (1) Trong đó: : Hệ số hiệu chỉnh, lấy =1 Cáp đƣợc bảo vệ aptomat (2) Trong đó: + : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trƣờng đặt cáp số đƣờng cáp đặt song song Cáp tuyến riêng hầm cáp, + + =1 : Dòng khởi động phận cách mạch điện = 1,5: Đối với khởi động nhiệt = 1,5: Đối với khởi động điện từ Dòng đƣợc chọn theo dịng khởi động nhiệt Để an tồn thƣờng lấy = 1,5 Khi cơng thức (2) trở thành: a) Chọn cáp từ trạm biến áp đến tủ phân phối số Chọn cáp từ trạm biến áp B11 tủ phân phối số 1: Chọn cáp hãng LENS có ký hiệu 3G300 mm2 với pha chọn dây 49 Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với aptomat: Vậy tiết diện cáp chọn có = 2180 (A) > 1666,67(A) hợp lý b) Chọn cáp từ TPP-ĐL1: Ta chọn theo điều kiện (1) (2) + Điều kiện phát nóng : + Điều kiện đƣợc bảo vệ aptomat: + Kết hợp điều kiện ta chọn cáp đồng có chế tạo = 343 (A) LENS PVC( 3x120 + 1x70) Tra Sổ tay tra cứu lựa chọn thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV [trang 249] Chọn tƣơng tự tuyến khác kết ghi bảng sau: Bảng 3.1: Bảng lựa chọn aptomat dây dẫn cho tủ phân phối Phụ tải Tuyến cáp B11-TPP1 TPP1-ĐL1 TPP1-ĐL2 TPP1-ĐL3 TPP1-ĐL4 TPP1-ĐL5 TPP1-ĐL6 TPP1-ĐLCS PTT (kW) Itt (A) 154,4 168,5 191,5 240 239 236 143,4 291,9 446 389 488 492 495 295,7 Aptomat Iđm Loại (A) EA403-G EA603-G EA603-G EA603-G EA603-G EA603-G EA403-G 350 500 500 500 500 500 350 Uđm (V) Dây dẫn Tiết Icp diện (A) 600 600 600 600 600 600 600 120 185 185 185 185 185 120 343 434 434 434 434 434 343 3.2.3.Lựa chọn thiết bị điện tủ động lực dây dẫn đến thiết bị phân xƣởng 3.2.3.1.Lựa chọn tủ động lực Các tủ động lực chọn loại tủ SIEMENS chế tạo có đầu ra: 50 Bảng 3.2: Thơng số kỹ thuật tủ Loại tủ Thiết bị Nơi đặt Tủ động lực Aptomat Cấp cho động Kích thƣớc Dài Rộng Sâu 2200 1000 600 3.2.3.2.Lựa chọn aptomat cáp từ tủ động lực đến thiết bị Chọn aptomat cho tủ động lực 1: Chọn aptomat cho đƣờng cáp từ TĐL1 đến máy tiện ren có P = 1,8 (kW), = 0,6 Ta có chọn theo điều kiện : Chọn aptomat loại kiểu EA33-G có Uđm=380(V), Iđm = 15 (A), có cực Chọn cáp từ tủ ĐL1 đến máy tiện ren 3,6 kW, = 0,6 Kết hợp điều kiện ta chọn cáp đồng lõi cách điện PVC hãng LENS chế tạo, tra tài liệu Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV [trang 249], tiết diện 1,5 (mm2) với Icp = 23(A) 4G 1,5 Bảng 3.3: Bảng lựa chọn aptomat dây dẫn Tên gọi Tủ phân phối Tủ ĐL1 Máy cắt sắt Máy cắt sắt Máy hàn Máy hàn Máy hàn que Phụ tải P Itt (kW) (A) 1,8 1,8 8 19 8,14 4,07 16,8 16,8 55,8 Aptomat IđmA Loại (A) EA33-G EA33-G EA33-G EA33-G EA103-G 51 15 15 30 30 60 Dây dẫn Tiết diện Icp (A) 1,5 1,5 4 3x16+1x10 23 23 31 31 100 Tên gọi Máy hàn que Máy hàn que Máy hàn que Tủ ĐL2 Máy hàn que Máy hàn que Máy hàn que Cẩu giàn ETECO Cẩu giàn ETECO Cẩu giàn ETECO Cẩu giàn ETECO Cẩu trục giầm 40T Tủ ĐL3 Cẩu trục giầm 40T Cẩu gắn tƣờng Cẩu trục giầm 40T Máy ép thủy lực Máy ép thủy lực Cẩu trục giầm 40T Cẩu trục giầm 40T Cẩu trục giầm 40T Tủ ĐL Cẩu gắn tƣờng Bán cổng trục Bán cổng trục Máy ép thủy lực Máy ép thủy lực Máy ép thủy lực Máy ép thủy lực Máy ép 500T Phụ tải P Itt (kW) (A) 19 55,8 19 55,8 19 55,8 Dây dẫn Aptomat IđmA Loại (A) EA103-G 60 EA103-G 60 EA103-G 60 3x16+1x10 3x16+1x10 3x16+1x10 Icp (A) 100 100 100 Tiết diện 19 19 19 11 11 11 11 55,8 55,8 55,8 33,35 33,35 33,35 33,35 EA103-G EA103-G EA103-G EA103-G EA103-G EA103-G EA103-G 60 60 60 60 60 60 60 3x16+1x10 3x16+1x10 3x16+1x10 3x16+1x10 3x16+1x10 3x16+1x10 3x16+1x10 100 100 100 75 75 75 75 41,5 112,06 EA203-G 125 3x50+1x35 192 41,5 112,06 EA203-G 125 3x50+1x35 192 1,5 4,4 EA33-G 15 1,5 23 41,5 112,06 EA203-G 125 3x50+1x35 192 60 60 135,75 135,75 EA203-G EA203-G 150 150 3x50+1x35 3x50+1x35 192 192 41,5 112,06 EA203-G 125 3x50+1x35 192 41,5 112,06 EA203-G 125 3x50+1x35 192 41,5 112,06 EA203-G 125 3x50+1x35 192 1,5 32 32 60 60 60 60 70 4,4 94,12 94,12 135,75 135,75 135,75 135,75 158,34 EA33-G EA203-G EA203-G EA203-G EA203-G EA203-G EA203-G EA203-G 15 125 125 150 150 150 150 175 15 3x50+1x25 3x50+1x25 3x50+1x35 3x50+1x35 3x50+1x35 3x50+1x35 3x50+1x35 23 158 158 192 192 192 192 192 52 Tên gọi Tủ ĐL Máy cắt tôn H3222 Máy cắt tôn H3222 Máy cắt tôn H3222 Máy cắt tôn H3222 Máy hàn que Máy hàn que Máy hàn que Máy phun nƣớc Tủ ĐL Máy phun nƣớc Máy phun sơn Máy phun sơn Phụ tải P Itt (kW) (A) Aptomat IđmA Loại (A) Dây dẫn Tiết diện Icp (A) 28 63,35 EA203-G 125 3x35+1x25 158 28 63,35 EA203-G 125 3x35+1x25 158 28 63,35 EA203-G 125 3x35+1x25 158 28 63,35 EA203-G 125 3x35+1x25 158 19 19 19 55 55,8 55 55 93 EA103-G EA103-G EA103-G EA103-G 60 60 60 100 3x16+1x10 3x16+1x10 3x16+1x10 3x35+1x25 100 100 100 158 55 75 75 93 135 135 EA103-G EA203-G EA203-G 100 150 150 3x35+1x16 3x50+1x35 3x50+1x35 185 192 192 53 CHƢƠNG TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COS 4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp cơng nghiệp có ý nghĩa lớn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện đƣợc sản suất Hệ số công suất cos φ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số công suất cosφ chủ trƣơng lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sản suất, phân phối sử dụng điện Phần lớn thiết bị tiêu dùng điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất đƣợc biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, cịn cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hố máy điện xoay chiều, khơng sinh cơng Q trình trao đổi cơng suất phản kháng máy phát hộ tiêu thụ dùng điện trình dao động Mỗi chu kỳ dòng điện, Q đổi chiều bốn lần, giá trị trung bình Q 1/2 chu kỳ dịng điện khơng Việc tạo cơng suất phản kháng khơng địi hỏi tiêu tốn lƣợng động sơ cấp quay máy phát điện Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không thiết phải lấy từ nguồn Vì để tránh truyền tải lƣợng Q lớn đƣờng dây, ngƣời ta đặt gần hộ tiêu dùng điện máy sinh Q (tụ điện, máy bù đồng bộ, ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm nhƣ đƣợc gọi bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng góc lệch pha 54 dịng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số công suất cosφ mạng đƣợc nâng cao, P, Q góc φ có quan hệ sau : φ = arctg P (4.1) Q 4.2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động đồng làm việc chế độ kích thích, ta lựa chọn tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện có ƣu điểm tiêu hao cơng suất tác dụng, khơng có phần quay nhƣ máy bù đồng độ nên lắp ráp, vận hành bảo quản dễ dàng Tụ điện đƣợc chế tạo thành đơn vị nhỏ, tuỳ theo phát triển phụ tải trình sản xuất mà ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao bỏ vốn đầu tƣ lúc Tuy nhiên, tụ điện có số nhƣợc điểm định Trong thực tế với nhà máy xí nghiệp có cơng suất khơng thật lớn thƣờng dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số cơng suất Vị trí thiết bị bù ảnh hƣởng nhiều đến hiệu bù Các tụ điện bù đặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPP, tủ phân phối, tủ động lực đầu cực phụ tải lớn Để xác định xác vị trí dung lƣợng đặt thiết bị bù cần phải tính tốn so sánh kinh tế kỹ thuật cho phƣơng án đặt bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể Song theo kinh nghiệm thực tế, trƣờng hợp công suất dung lƣợng bù công suất phản kháng nhà máy, thiết bị khơng thật lớn phân bố dung lƣợng bù cần thiết đặt hạ áp TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tƣ thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành 4.3.XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƢỢNG BÙ 4.3.1 Xác định dung lƣợng bù Dung lƣợng bù cần thiết cho nhà máy đƣợc xác định theo công thức sau: 55 Qbù = Pttnm × (tgφ1 – tgφ2) × α (4.2) Trong : Pttnm : Phụ tải tác dụng tính tốn nhà máy (kW) φ1 : Góc ứng với hệ số cơng suất trung bình trƣớc bù, cosφ1 = 0,76 φ2 : Góc ứng với hệ số cơng suất bắt buộc sau bù, cosφ2 = 0,95 α : Hệ số xét tới khả nâng cấp cosφ biện pháp khơng địi hỏi đặt thiết bị bù, α = 0,9 ÷ Với nhà máy thiết kế ta tìm đƣợc dung lƣợng bù cần thiết : Qbù = Pttnm × (tgφ1 – tgφ2) × α (4.3) 3.2 Phân bố dung lƣợng bù cho TBAPX Từ trạm phân phối trung tâm máy biến áp phân xƣởng mạng hình tia gồm nhánh có sơ đồ ngun lý thay tính tốn nhƣ sau : Sơ đồ nguyên lý đặt thiết bị bù: 10KV 35KV 0,4KV Pi+JQi C¸p Qb PPTT BAPXi Qbi Sơ đồ thay thế: 10KV RCi RBi 0,4KV Qb (Qi - Qbi) Công thức tính dung lƣợng bù tối ƣu cho nhánh mạng hình tia : Qbi = Qi - (Q Qbù ) × Rtd (4.4) Ri Trong : Qbi : Công suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i (kVAr) Qi : Cơng suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải thứ i (kVAr) 56 Qi : Phụ tải tính tốn phản kháng tổng nhà máy Q= i Q = 3082,05 (kVar) Ri : Điện trở nhánh thứ i (Ω) Rtđ = R1 R2 1 R3 Ri : Điện trở tƣơng đƣơng mạng (Ω) (4.5) Tổng cơng ty có quy mơ lớn bao gồm nhiều phân xƣởng, nhiều trạm biến áp Phƣơng pháp tốt đặt tủ điện bù cos φ phân tán phân xƣởng (cạnh tủ phân phối phân xƣởng ) cực động cỡ lớn (máy khuấy, máy bơm, máy nén khí…) Tuy nhiên, bƣớc tính tốn sơ bộ, thiếu số liệu mạng điện phân xƣởng, để nâng cao hệ số cơng suất tồn xí nghiệp coi nhƣ tủ bù đƣợc đặt tập trung hạ áp trạm biến áp phân xƣởng Yêu cầu thiết kế lắp đặt tụ bù đặt trạm BAPX để nâng cos φ lên 0,95 cho Tổng cơng ty đóng tàu Phà Rừng cho hình vẽ Bảng 4.1 Số liệu tính tốn đường cáp cao áp 10 (kV) Thứ tự Đƣờng cáp Lộ kép PPTTBA11 Lộ kép PPTTBA12 Lộ kép PPTTBA13 Lộ kép PPTTBA14 Lộ kép PPTTBA15 Lộ kép PPTTBA16 Loại cáp Cáp Nhật, lõi đồng, cách điện XLPE,vỏ PVC có đai thép 57 F (mm2) L (m) r0 (Ω/km) RC (Ω) 3x35 180 0,668 0,605 3x35 220 0,668 0,605 3x35 120 0,668 0,605 3x35 200 0,668 0,605 3x35 75 0,668 0,605 3x35 20 0,668 0,605 Bảng 4.2 Số liệu tính tốn trạm biến áp phân xưởng Stt Sđmb RB Tên trạm Số Máy (kVA) (kVA) (Ω) B1 1015,34+ j893,50 1600 0,120 B2 792,00+ j638,10 1600 0,147 B3 1045,88+ j920,37 1600 0,080 B4 1167,11+ j1027,06 1600 0,134 B5 939,58+ j826,83 1600 0,050 B6 875+ j892,67 1600 0,013 Bảng 4.3 Kết tính tốn điện trở nhánh RB RC R=RB+RC (Ω) (Ω) (Ω) PPTT-B1 0,120 0,605 0,725 PPTT-B2 0,147 0,605 0,752 PPTT-B3 0,080 0,605 0,685 PPTT-B4 0,134 0,605 0,739 PPTT-B5 0,050 0,605 0,655 PPTT-B6 0,013 0,605 0,618 Stt Tên nhánh Điện trở tƣơng đƣơng toàn mạng cao áp Rtđ = 1 R1 R2 R3 R4 R5 R6 = = 0,115 (Ω) 8,67 Căn vào số liệu bảng 4.2 xác định đƣợc cơng suất tính tốn cosφ tồn xí nghiệp S = 5834,91 + j 5198,33 (kVA) Cosφ = 5834,91 5834,912 5198,332 = 0,75 58 Từ tính đƣợc tổng cơng suất phản kháng cần bù để nâng cosφ xí nghiệp từ 0,75 lên 0,95 Qbù = P × (tgφ1 - tgφ2) = 5834,91 × (0,88 – 0,33) = 3209,2 (kVAr) Áp dụng công thức ta xác định đƣợc dung lƣợng bù trạm biến áp phân xƣởng nhƣ sau : Qbù = 893,50 – (5198,33 –3209,2) × 0,115 = 577,95 (kVAr) 0,725 Qbù = 638,10 – (5198,33 –3209,2) × 0,115 = 333,9 (kVAr) 0,752 Qbù =920,37–(5198,33 –3209,2) × 0,115 = 470,3 (kVAr) 0,685 Qbù =1027,06–(5198,33 –3209,2) × Qbù =826,83–(5198,33 –3209,2) × 0,115 = 609,8 (kVAr) 0,739 0,115 = 477,6 (kVAr) 0,655 Qbù =892,67 –(5198,33 –3209,2) × 0,115 = 522,5 (kVAr) 0,618 Tại trạm biến áp, phía 0,4 dùng phân đoạn nên dung lƣợng bù đƣợc phân cho nửa Chọn dùng tủ điện bù 0,38 (kV) Liên Xơ cũ có bán Việt Nam Bảng 4.4 Kết tính tốn đặt tủ bù cosφ trạm BAPX Qbù Tên trạm (kVA) Theo tính Loại tủ bù Số pha Q (kVAr) Số lƣợng toán B1 577,95 KC2-0.38-50-3Y3 50 12 B2 333,9 KC2-0.38-50-3Y3 50 B3 470,3 KC2-0.38-50-3Y3 50 10 B4 609,8 KC2-0.38-50-3Y3 50 12 B5 477,6 KC2-0.38-30-3Y3 30 10 59 B6 522,5 KC2-0.38-50-3Y3 ©Tđ aptomat tổng Tủ phân phối cho phân x-ởng 50 10 Tđ bï cos Hình 4.1: Sơ đồ ngun lý lắp đặt tụ bù trạm đặt máy biến áp: PPTT RC1 RB1 Qb1 RC2 RB2 Q1 Qb2 RC3 RC4 RB3 Q2 Qb3 Qb RC5 RB4 Q3 Qb4 RC6 RB5 Q4 Qb5 RB6 Q5 Qb6 Q6 Hình 4.2: Sơ đồ thay mạng cao áp xí nghiệp dùng để tính tốn cơng suất bù hạ áp trạm biến áp PX 60 KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu, đề tài: “ Thiết kế cung cấp điện cho Cơng ty Đóng tàu Phà Rừng” Th.S Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn đƣợc hoàn thành Qua đồ án giúp em nắm vững kiến thức đƣợc học để giải vấn đề công tác thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện Trong đề tài em tính tốn, tìm hiểu nghiên cứu vấn đề: - Xác định phụ tải tính tốn cho tồn Cơng ty - Đề xuất phƣơng án cung cấp điện cho Công ty - Tính bù cơng suất phản kháng cho cơng ty - Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xƣởng máy khu hạ liệu Tuy nhiên, đề tài nghiên cứu thêm vấn đề sau: - Thiết kế chiếu sáng cho Công ty Phần chƣa thực đề tài gợi ý cho nghiên cứu cho quan tâm tới lĩnh vực thiết kế cấp điện cho nhà máy khu cơng nghiệp Tuy nhiên cịn hạn chế kiến thức, kinh nghiệm thực tế, nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý báu từ thầy cô bạn để đồ án em đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Đinh Văn Tiến 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Văn Chới ( 2005),Khí Cụ Điện, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Nguyễn Cơng Hiền (1974), Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạch Hoạch (2001), Hệ thống cung cấp xí nghiệp cơng nghiệp, thị nhà cao tầng, NXB Khoa học – kĩ thuật, Hà Nội GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn (2005), Máy Điện, Nhà xuất Xây Dựng PGS.TS Phạm Đức Nguyên (2006), Thiết kế chiếu sáng, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khuê (2000), Cung Cấp Điện, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Nguyễn Xuân Phú - Tơ Đằng (1996), Khí cụ điện-Kết cấu sử dụng sửa chữa, Nhà xuất Khoa học Nguyễn Hồng Quang (2002), Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 (kV), Nhà xuất Khoa học – kĩ thuật Nguyễn Hồng Quang – Vũ Văn Tâm (2005), Thiết kế cấp điện, Nhà xuất khoa học – kĩ thuật 62 ... đề tài: “ Thiết kế cung cấp điện cho Cơng ty Đóng tàu Phà Rừng? ?? Th.S Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn Đề tài em gồm chƣơng sau: Chƣơng 1: Giới thiệu Cơng ty Đóng tàu Phà Rừng Chƣơng 2: Thiết kế mạng cao... trực tiếp nhận điện từ hệ thống để cung cấp điện cho cơng ty, việc lựa chọn sơ đồ dây trạm có ảnh hƣởng lớn trực tiếp đến vấn đề an toàn cung cấp điện cho cơng ty Cơng ty đóng tàu Phà Rừng đƣợc xếp... cầu cung cấp điện phụ tải, khả cấp vốn thiết bị, trình độ kỹ thuật chung cơng nhân 2.2 PHƢƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CAO ÁP 2.2.1 Yêu cầu sơ đồ cung cấp điện Yêu cầu sơ đồ cung cấp điện nguồn cung cấp đa