Đề tài gồm có những nội dung sau: Chương 1: Giới thiệu về Tổng Công Ty CNTT Bạch Đằng. Chương 2: Thiết kế mạng cao áp cho Tổng Công Ty CNTT Bạch Đằng. Chương 3: Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. Chương 4: Tính toán bù công suất.
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án này, bên cạnh nỗ lực cố gắng thân em nhận đƣợc giúp đỡ quý báu giảng viên hƣớng dẫn Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý, thầy cô môn Điện Tự Động Công Nghiệp bạn đồng nghiệp Em xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ quý báu Tuy nhiên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến quý báu từ thầy cô bạn đồng nghiệp để đồ án đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, ngày 10 tháng 07 năm 2011 Sinh viên thực Trần Xuân Bách -1- LỜI MỞ ĐẦU Điện dạng lƣợng có nhiều ƣu điểm nhƣ: Dễ dàng chuyển thành dạng lƣợng khác (nhiệt, cơ, hóa…) dễ truyền tải phân phối Chính điện đƣợc sử dụng rộng rãi lĩnh vực hoạt động ngƣời Điện nguồn lƣợng ngành cơng nghiệp, điều kiện quan trọng để phát triển đô thị khu vực dân cƣ Ngày kinh tế nƣớc ta bƣớc phát triển, đời sống nhân dân bƣớc đƣợc nâng cao, với nhu cầu nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, sinh hoạt bƣớc phát triển không ngừng Đặc biệt với chủ trƣơng kinh tế nhà nƣớc, vốn nƣớc tăng lên làm cho nhà máy, xí nghiệp mọc lên nhiều Do địi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất sinh hoạt Để làm đƣợc điều nƣớc ta cần phải có đội ngũ ngƣời đơng đảo tài để thiết kế, đƣa ứng dụng công nghệ điện vào đời sống Sau năm học tập trƣờng, em đƣợc giao đề tài tốt nghiệp “ Thiết kế cung cấp điện cho phân xƣởng sửa chữa khí Tổng Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Bạch Đằng ” Thạc sỹ Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn Đề tài gồm có nội dung sau: Chƣơng 1: Giới thiệu Tổng Công Ty CNTT Bạch Đằng Chƣơng 2: Thiết kế mạng cao áp cho Tổng Công Ty CNTT Bạch Đằng Chƣơng 3: Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xƣởng sửa chữa khí Chƣơng 4: Tính tốn bù công suất phản kháng -2- Chƣơng GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY BẠCH ĐẰNG 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN * Tổng công ty Công Nghiệp Tàu Thủy Bạch Đằng đƣợc bắt đầu khởi cơng xây dựng từ ngày 01/04/1960 đến ngày 26/05/1961 thức đƣợc thành lập theo định số 557/QĐ trƣởng Bộ Giao Thông Vận Tải Bƣu Điện với tên gọi Nhà máy đóng tàu Hải Phịng Nhà máy đƣợc xây dựng khu vực xƣởng tàu số Hải Phịng cũ với tổng diện tích quy hoạch ban đầu 32 ha, lực sản xuất theo thiết kế dự kiến đóng đƣợc tàu đến 1.000 xà lan 800 tấn, sửa chữa đƣợc tàu tới công suất 600CV, sửa đƣợc tối thiểu 193 đầu phƣơng tiện/năm * Ngày 19/07/1964 Nhà máy làm lễ khánh thành xây dựng đợt làm lễ khởi cơng đóng tàu 1.000 đầu tiên, tàu đƣợc đặt tên 20 tháng Ngày 24 tháng năm 1964 Nhà máy đƣợc Bộ Giao Thông Vận Tải đổi tên thành Nhà Máy Đóng Tàu Bạch Đằng lấy ngày 20 tháng ngày truyền thống hàng năm * Ngày 31/1/1996 Thủ Tƣớng phủ ban hành định số 69/TTG thành lập Tổng Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Việt Nam, Nhà Máy Đóng Tàu Bạch Đằng thuộc Tổng Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy đƣợc xây dựng với mục tiêu trở thành trung tâm đóng tàu tỉnh phía Bắc đóng sửa chữa đƣợc loại tàu đến 20.000 * Ngày 04/05/2000 Nhà máy tổ chức đóng hạ thủy thành công tàu 6.500 mang tên Vĩnh Thuận lớn dƣới giám sát nghiêm ngặt đăng kiểm nƣớc ngồi Đây thành cơng có ý nghĩa quan trọng, bƣớc tiến đột phá Khoa Học Kỹ Thuật, khẳng định đƣợc trình -3- độ nhƣ tay nghề toàn thể Cán Bộ Cơng Nhân Viên Nhà máy Ngồi loạt tàu 6.500 tấn, nhà máy đóng thành cơng loại tàu nhƣ 15.000 tấn, tàu 610 TEU, tàu dầu 13.500 tấn, tàu 22.000 tấn, đặc biệt tàu 11.500 với cấp khơng hạn chế, vịng quanh giới an toàn Từ năm 1996 doanh thu Nhà máy đạt 65 tỷ đồng năm 2000 đạt 145 tỷ đồng, năm 2005 doanh thu 1.000 tỷ đồng * Ngày 16/08/2004 Nhà máy có định chuyển thành Cơng ty trách nhiệm hữu hạn thành viên Đóng tàu Bạch Đằng Nhiệm vụ đƣợc giao thành lập đóng sửa chữa phƣơng tiện vận tải thủy, sản xuất sửa chữa thiết bị cho ngành vận tải thủy ngành phụ trợ khác, nhằm đáp ứng đƣợc phát triển ngành giao thông vận tải đặc biệt giao thông vận tải thủy 1.2 CƠ CẤU TỔ CHỨC Đến Tổng cơng ty với 16 phân xƣởng sản xuất, 17 phịng - ban chức năng, 01 trƣờng Công nhân kỹ thuật, 04 trung tâm cụ thể: * Các phân xƣởng sản xuất Nhà máy Lắp Đặt Hệ Thống Ống Thiết Bị Động Lực Tàu Thủy Nhà máy Lắp Đặt Hệ Thống Điện Và Nghi Khí Hàng Hải Nhà máy Sửa Chữa Tàu Thủy Xí Nghiệp Vỏ Tàu Số Xí Nghiệp Vỏ Tàu Số Xí Nghiệp Vỏ Tàu Số Xí Nghiệp Vỏ Tàu Số Xí Nghiệp Cơ Giới Và Triền Đà Xí Nghiệp Thiết Bị Động Lực 10 Xí Nghiệp Tƣ Vấn Và Thiết Kế Xây Dựng 11 Xí Nghiệp Trang Trí Nội Thất Tàu Thủy Và Dân Dụng 12 Xí Nghiệp Lắp Ráp Và Sửa Chữa Máy Tàu Thủy -4- 13 Xí Nghiệp Vận Tải Biển Và Dịch Vụ Hàng Hải 14 Phân Xƣởng Trang Trí 15 Phân Xƣởng Trang Trí 16 Phân Xƣởng Ơxy * Các Phòng-Ban Chức Năng Văn Phòng Đảng Ủy Văn Phịng Cơng Đồn Văn Phịng Tổng Giám Đốc Văn Phịng Đồn Thanh Niên Phịng Tổ Chức Quản Lý Doanh Nghiệp Phòng Thiết Bị Động Lực Phòng Lao Động Tiền Lƣơng Phòng Quản Lý Dự Án Phịng An Tồn Lao Động 10 Phòng Kinh Tế Đối Ngoại 11 Phòng Kế Hoạch Kinh Doanh 12 Phòng Sản Xuất 13 Phòng Y Tế 14 Phịng Bảo Vệ Tự Vệ 15 Phịng Cơng Nghệ Thơng Tin 16 Phịng Tài Chính Kế Tốn 17 Ban Giám Định Và Quản Lý Chất Lƣợng Cơng Trình * Các Trung Tâm Trung Tâm Thiết Kế Kỹ Thuật Và Chuyển Giao Công Nghệ TT Tƣ Vấn Giám Sát Chất Lƣợng Sản Phẩm Đo Lƣờng Trung Tâm Cung Ứng Vật Tƣ, Thiết Bị Tàu Thủy Trung Tâm Dịch Vụ Đời Sống -5- Chƣơng THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TỔNG CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY BẠCH ĐẰNG 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hƣởng lớn đến tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện đƣợc coi hợp lý phải thoả mãn yêu cầu sau : * Đảm bảo tiêu kỹ thuật * Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện * Thuận tiện linh hoạt vận hành * An toàn cho ngƣời thiết bị * Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trƣởng phụ tải điện * Đảm bảo tiêu mặt kinh tế Trình tự tính tốn thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm bƣớc : * Vạch phƣơng án cung cấp điện * Lựa chọn vị trí, số lƣợng, dung lƣợng trạm biến áp lựa chọn chủng loại, tiết diện đƣờng dây cho phƣơng án * Tính tốn kinh tế - kỹ thuật để lựa chọn phƣơng án hợp lý * Thiết kế chi tiết cho phƣơng án đƣợc chọn 2.2 CÁC PHƢƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Trƣớc đƣa phƣơng án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đƣờng dây tải điện từ hệ thống nhà máy Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải : U = 4,34 × l 0,016 P (kV) (2.1) Trong : P : Cơng suất tính tốn nhà máy (kW) -6- l : Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian nhà máy (km) Nhƣ cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện nhà máy : U = 4,34 × 0,016 3829,61 = 34,24 (kV) Trạm biến áp trung gian ( BATG) có cấp điện áp 10 (kV) (kV) Từ kết tính tốn ta chọn cấp điện áp để cung cấp cho nhà máy 10 (kV) Căn vào vị trí, cơng suất yêu cầu cung cấp điện phân xƣởng đƣa phƣơng pháp cung cấp điện nhƣ sau 2.2.1 Phƣơng án trạm biến áp phân xƣởng (BAPX) Các trạm biến áp (TBA) đƣợc lựa chọn dựa nguyên tắc sau : Vị trí đặt TBA, phải thoả mãn yêu cầu gần tâm phụ tải thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, an toàn kinh tế Số lƣợng máy biến áp (MBA) đặt TBA đƣợc lựa chọn vào vào yêu cầu cung cấp điện phụ tải: điều kiện vận chuyển lắp đặt; chế độ làm việc phụ tải Trong trƣờng hợp TBA đặt MBA kinh tế thuận lợi cho việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp điện không cao Các TBA cung cấp cho hộ loại loại nên đặt 2MBA, hộ loại đặt MBA Dung lƣợng MBA đƣợc chọn theo điều kiện : Với trạm máy : Sđm≥ Stt (2.2) Với trạm hai máy : SđmB ≥ S tt (2.3) 1,4 Phƣơng án lắp đặt trạm biến áp phân xƣởng thực tế Tổng Công Ty CNTT Bạch Đằng Đặt 10 trạm biến áp phân xƣởng vào vị trí, cơng suất phân xƣởng, nhà máy Tổng Công Ty -7- * Trạm biến áp B1 cấp điện cho Khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế, vật tƣ * Trạm biến áp B2 cấp điện cho Phân xƣởng Vỏ * Trạm biến áp B3 cấp điện cho Nhà máy Mishubishi * Trạm biến áp B4 cấp điện cho Phân xƣởng Đúc * Trạm biến áp B5 cấp điện cho Phân xƣởng nhiệt luyện * Trạm biến áp B6 cấp điện cho Phân xƣởng Điện * Trạm biến áp B7 cấp điện cho Phân xƣởng Động lực * Trạm biến áp B8 cấp điện cho Phân xƣởng Trang trí * Trạm biến áp B9 cấp điện cho Khu vực cầu tàu * Trạm biến áp B10 cấp điện cho Phân xƣởng Sửa chữa khí Trong trạm biến áp B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10 cấp điện cho phân xƣởng chính, xếp loại 1, cần đặt máy biến áp Trạm B1 thuộc loại cần đặt máy Các trạm dùng loại trạm kề, có tƣờng trạm chung với tƣờng phân xƣởng, máy biến áp dùng máy ABB sản xuất Chọn dung lƣợng máy biến áp * Trạm biến áp B1 cấp điện cho Khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế vật tƣ Trạm đặt máy biến áp SđmB ≥ Stt1 = 360,06 (kVA) Chọn dùng máy biến áp 500-10/0,4 có Sđm = 500 (kVA) * Trạm biến áp B2 cấp điện cho Phân xƣởng Vỏ SđmB ≥ S tt 636 ,64 = = 455 (kVA) 1,4 1,4 Chọn dùng máy biến áp 500-10/0,4 có Sđm = 500 (kVA) Các trạm khác chọn tƣơng tự -8- Bảng 2.1 Kết chọn máy biến áp cho trạm biến áp phân xƣởng Số thứ tự KH mặt Tên phân xƣởng Số máy Stt (kVA) SđmB (kVA) Tên trạm 1 Khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế, vật tƣ 360,06 500 B1 2 Phân xƣởng vỏ 636,64 500 B2 3 Nhà máy Mishubishi 924,85 800 B3 4 Phân xƣởng đúc 670,29 500 B4 5 Phân xƣởng nhiệt luyện 230,86 250 B5 6 Phân xƣởng điện 492,93 500 B6 7 Phân xƣởng động lực 199,26 250 B7 8 Phân xƣởng trang trí 290,58 250 B8 9 TBA cấp nguồn cho khu vực cầu tàu 1312,5 800 B9 10 10 Phân xƣởng sửa chữa khí 213,21 250 B10 -9- 2.2.2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xƣởng Trong nhà máy thƣờng sử dụng kiểu TBA phân xƣởng : * Các trạm biến áp cung cấp điện cho phân xƣởng dùng loại liền kề có tƣờng trạm chung với tƣờng phân xƣởng nhờ tiết kiệm đƣợc vốn xây dựng ảnh hƣởng đến cơng trình khác Trạm lồng đƣợc sử dụng để cung cấp điện cho phần toàn phân xƣởng có chi phí đầu tƣ thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song mặt an toàn có cố trạm phân xƣởng khơng cao * Trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xƣởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ đƣa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ rút ngắn nhiều chiều dài mạng phân phơí cao áp xí nghiệp nhƣ mạng hạ áp phân xƣởng, giảm chi phí kim lọai làm dây dẫn giảm tổn thất Cũng nên dùng trạm độc lập, nhiên vốn đầu tƣ xây dựng trạm bị gia tăng Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể lựa chọn loại trạm biến áp nêu Để đảm bảo cho ngƣời nhƣ thiết bị, đảm bảo mỹ quan công nghiệp sử dụng loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần trục giao thông nhà máy, song cần tính đến khả phát triển mở rộng sản xuất Để lựa chon đƣợc vị trí TBA phân xƣởng cần xác định tâm phụ tải phân xƣởng nhóm phân xƣởng đƣợc cung cấp điện từ TBA * Xác định vị trí đặt biến áp B1 cung cấp điện cho Khu văn phòng, nhà khách, trạm y tế vật tƣ n S 01 x01 x01 = i n = 360 ,06 282 ,84 = 282,84 360 ,06 = 360 ,06 349 ,36 = 349,36 360 ,06 S 01 i n S 01 y 01 y01 = i n S 01 i - 10 - Bảng 3.9 Bảng lựa chọn cầu chì dây dẫn cho thiết bị phân xƣởng sửa chữa khí Phụ tải STT Tên nhóm tên thiết bị Pđm (kW) 10 11 12 13 Máy tiện Máy tiện Máy tiện Máy khoan cần Máy tiện Máy tiện Máy khoan cần Máy tiện Máy tiện đứng trụ Máy mài trục khuỷu Máy tiện Máy tiện Máy tiện đứng 10,0 7,0 5,0 6,0 0,65 1,75 5,0 4,0 4,0 2,5 2,5 1,5 3,0 14 15 16 17 18 19 Máy tiện Máy doa ngang Máy phay lăn Máy khoan đứng Máy doa ngang Máy mài phẳng 5,5 3,0 3,0 8,0 2,5 4,5 Dây dẫn Đƣờng Iđm Mã hiệu kính (A) ống thép Nhóm 25,32 IIPTO 3/4’’ 17,72 IIPTO 3/4’’ 12,66 IIPTO 3/4’’ 15,19 IIPTO 3/4’’ 1,64 IIPTO 3/4’’ 4,43 IIPTO 3/4’’ 12,66 IIPTO 3/4’’ 10,12 IIPTO 3/4’’ 10,12 IIPTO 3/4’’ 6,33 IIPTO 3/4’’ 6,33 IIPTO 3/4’’ 3,79 IIPTO 3/4’’ 7,59 IIPTO 3/4’’ Nhóm 13,92 IIPTO 3/4’’ 7,59 IIPTO 3/4’’ 7,59 IIPTO 3/4’’ 20,25 IIPTO 3/4’’ 6,33 IIPTO 3/4’’ 11,39 IIPTO 3/4’’ 73 Cầu chì Tiết diện (mm2) Mã hiệu I vo (A) I dc 10 10 10 10 6 6 6 6 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 200/100 200/100 200/100 200/100 100\60 100\60 100\60 100\60 100\60 100\60 100\60 100\60 100\60 6 10 6 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 100/60 100/60 100/60 200/100 100/60 100/60 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Máy phay ngang Máy phay đứng Máy phay Máy phay đứng Máy bào sọc Máy bào sọc Máy bào thủy lực Máy khoan cần Máy bào ngang 4,5 0,5 0,5 2,0 3,5 3,0 2,5 4,5 9,0 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện cụt Máy khoan cần Máy khoan hƣớng tâm Máy tiện đứng Máy mài trục Máy khoan cần Máy bào ngang 10,0 4,5 4,0 3,0 3,0 4,5 4,5 3,5 2,5 6,0 2,0 41 42 43 44 Máy mài vạn Máy doa ngang Máy mài Máy phay đứng 9,0 9,0 2,5 3,5 11,39 IIPTO 1,26 IIPTO 1,26 IIPTO 5,06 IIPTO 8,86 IIPTO 7,59 IIPTO 6,33 IIPTO 11,39 IIPTO 22,79 IIPTO Nhóm 25,32 IIPTO 11,39 IIPTO 10,12 IIPTO 7,59 IIPTO 7,59 IIPTO 11,39 IIPTO 11,39 IIPTO 8,86 IIPTO 6,33 IIPTO 15,19 IIPTO 5,06 IIPTO Nhóm 22,79 IIPTO 22,79 IIPTO 6,33 IIPTO 8,86 IIPTO 74 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 6 6 6 10 10 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 200/100 200/100 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 10 6 6 6 6 6 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 200/100 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 10 10 6 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 200/100 200/100 100/60 100/60 45 46 47 48 49 50 51 52 54 Máy khoan đứng Máy mài phẳng Máy mài tròn Máy mài phẳng Máy tiện cụt Máy doa đứng Máy khoan ngang Máy khoan ngang Máy mài dao cắt gọt 2,0 2,0 2,0 3,5 3,5 5,5 2,5 3,0 4,0 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 Máy phay vạn Máy tiện ren Máy doa tọa độ Máy tiện ren Máy xọc Máy tiện ren Máy phay ngang Máy tiện ren cấp xác cao Máy mài mũi khoan Máy mài dao chuốt Máy mài mũi phay 8,0 10,0 4,5 4,5 6,0 6,5 2,0 3,5 3,5 3,5 2,0 5,06 IIPTO 5,06 IIPTO 5,06 IIPTO 8,86 IIPTO 8,86 IIPTO 13,92 IIPTO 6,33 IIPTO 7,59 IIPTO 10,12 IIPTO Nhóm 20,25 IIPTO 25,32 IIPTO 11,39 IIPTO 11,39 IIPTO 15,19 IIPTO 16,45 IIPTO 5,06 IIPTO 8,86 IIPTO 8,86 IIPTO 8,86 IIPTO 2,06 IIPTO 75 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 6 6 6 6 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 3/4’’ 10 10 6 6 6 6 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 IIPT-2 200/100 200/100 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 100/60 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 không Việc tạo công 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 cơng suất phản kháng góc lệch pha dòng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số cơng suất cosφ 76 mạng đƣợc nâng cao, P, Q góc φ có quan hệ sau : φ = arctg P Q (4.1) 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 không thật lớn thƣờng dùng tụ điện tĩnh để bù cơng 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 đâù 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: Qbù = Pttnm × (tgφ1 – tgφ2) × α (4.2) 77 Trong : Pttnm : Phụ tải tác dụng tính tốn nhà máy (kW) φ1 : Góc ứng với hệ số cơng suất trung bình trƣớc bù, cosφ1 = 0,78 φ2 : Góc ứng với hệ số công 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) 4.3.2 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 nguyên lý thay tính tốn nhƣ sau : Cơng thức tính dung lƣợng bù tối ƣu cho nhánh mạng hình tia : Qbi = Qi - (Q Qbù ) × Rtd (4.4) Ri Trong : Qbi : Cơng suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i (kVAr) Qi : Cơng suất tính tốn phản kháng ứng với phụ tải thứ i (kVAr) 10 Q= Qi : Phụ tải tính tốn phản kháng tổng nhà máy i Q = 3082,05 (kVar) Ri : Điện trở nhánh thứ i (Ω) Rtđ = R1 R2 1 R3 R10 : Điện trở tƣơng đƣơng mạng (Ω) (4.5) Tổng cơng ty có quy mô 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 78 bộ, thiếu số liệu mạng điện phân xƣởng, để nâng cao hệ số công 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 công ty công nghiệp tàu thủy Bạch Đằng cho hình vẽ Bảng 4.1 Số liệu tính tốn đƣờng cáp cao áp 10 (kV) Thứ tự 10 Đƣờng cáp Loại cáp Lộ kép PPTT-B1 Lộ kép PPTT-B2 Cáp Lộ kép PPTT-B3 Lộ kép PPTT-B4 Nhật, lõi đồng, Lộ kép PPTT-B5 cách điện Lộ kép PPTT-B6 XLPE,vỏ Lộ kép PPTT-B7 PVC có Lộ kép PPTT-B8 đai thép Lộ kép PPTT-B9 Lộ kép PPTT-B10 F (mm2) 16 16 16 16 16 16 16 16 25 16 L (m) 367 428 312 397 480 453 620 702 478 270 r0 (Ω/km) 1,47 1,47 1,47 1,47 1,47 1,47 1,47 1,47 0,927 1,47 RC (Ω) 0,26 0,31 0,22 0,29 0,35 0,33 0,45 0,51 0,22 0,19 Bảng 4.2 Số liệu tính tốn trạm biến áp phân xƣởng Tên trạm Stt (kVA) Sđmb (kVA) Số Máy RB (Ω) B1 304,70 + 191,83j 500 2,8 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 495,3 + 400j 626,29 + 680,53j 937,8 + 669,6j 201,6 + 112,5j 323,41 + 372j 143,10 + 138,66j 244,2 + 157,5j 1050 + 787,5j 179,01 + 115,81j 500 800 500 250 500 250 250 800 250 2 2 2 2 2,8 1,64 2,8 6,56 2,8 6,56 6.56 1,64 6,56 79 Bảng 4.3 Kết tính tốn điện trở nhánh RB (Ω) PPTT-B1 2,8 PPTT-B2 2,8 PPTT-B3 1,64 PPTT-B4 2,8 PPTT-B5 6,56 PPTT-B6 2,8 PPTT-B7 6,56 PPTT-B8 6,56 PPTT-B9 1,64 10 PPTT-B10 6,56 Điện trở tƣơng đƣơng toàn mạng cao áp Stt RC (Ω) 0,26 0,31 0,22 0,29 0,35 0,33 0,45 0,51 0,22 0,19 Tên nhánh Rtđ = 1 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 = R=RB+RC (Ω) 3,06 3,11 1,86 3,09 6,91 3,13 7,01 7,07 1,86 6,75 = 0,34 (Ω) 2,93 Căn vào số liệu bảng 4.2 xác định đƣợc công suất tính tốn cosφ tồn xí nghiệp S = 4505,43 + 3625,94j (kVA) Cosφ = 4505,43 4505,432 3625,942 = 0,78 Từ tính đƣợc tổng cơng suất phản kháng cần bù để nâng cosφ xí nghiệp từ 0,78 lên 0,95 Qbù = P × (tgφ1 - tgφ2) = 3829,61 × (0,80 – 0,33) = 1808,65 (kVAr) Áp dụng công thức ta xác định đƣợc dung lƣợng bù trạm biến áp phân xƣởng nhƣ sau : Qbù = 191,83 – (3625,94 – 1808,65) × Qbù = 400 – (3625,94 – 1808,65) × 0,34 = 201,38 (kVAr) 3,11 Qbù = 680,53 – (3625,94 – 1808,65) × 80 0,34 = -9,68 (kVAr) 3,06 0.34 = 349,71 (kVAr) 1,86 Qbù = 669,6 – (3625,94 – 1808,65) × 0,34 = 469,52 (kVAr) 3,09 Qbù = 112,5 – (3625,94 – 1808,65) × 0,34 = 23,01 (kVAr) 6,91 Qbù = 372 – (3625,94 – 1808,65) × 0.34 = 174,54 (kVar) 3,13 Qbù = 138,66 – (3625,94 – 1808,65) × 0,34 = 50,49 (kVAr) 7,01 Qbù = 157,5 – (3625,94 – 1808,65) × 0,34 = 70,07 (kVAr) 7,07 Qbù = 787,5 – (3625,94 – 1808,65) × 0,34 = 455,30 (kVAr) 1,86 Qbù 10 = 115,81 – (3625,94 – 1808,65) × 0,34 = 24,28 (kVAr) 6,75 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 Xô cũ có bán Việt Nam Bảng 4.4 Kết tính tốn đặt tủ bù cosφ trạm BAPX Qbù (kVAr) Tên trạm Theo tính tốn B1 -9,68 B2 201,38 B3 349,71 B4 469,52 B5 23,01 B6 174,54 B7 50,49 B8 70,07 B9 455,30 B10 24,28 Loại tủ bù Số pha Q (kVAr) Số lƣợng KC2-0.38-50-3Y3 KC2-0.38-50-3Y3 KC2-0.38-50-3Y3 KC2-0.38-50-3Y3 KC2-0.38-30-3Y3 KC2-0.38-50-3Y3 KC2-0.38-50-3Y3 KC2-0.38-50-3Y3 KC2-0.38-50-3Y3 KC2-0.38-30-3Y3 3 3 3 3 3 50 50 50 50 30 50 50 50 50 30 10 10 81 KẾT LUẬN Sau tháng làm đồ án tốt nghiệp cung cấp điện, với hƣớng dẫn tận tình giáo Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý đến em hoàn thành đồ án 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 Đồ án giải đƣợc vấn đề: - Xác định phụ tải tính tốn - Xác định dung lƣợng, số lƣợng máy biến áp - Chọn dây dẫn thiết bị bảo vệ - Tính tốn điện ngắn mạch - Bù cơng suất phản kháng - Thiết kế chiếu sáng - Thiết kế mạng điện cho phân xƣởng cụ thể Với kiến thức tài liệu thơng tin có hạn, nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy khoa Điện- Điện Tử bạn đồng nghiệp để đồ án đƣợc hoàn thiện 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm (2001), Thiết kế cấp điện, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Nguyễn Công Hiền (1974), Cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp, 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 Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khuê (2000), Cung Cấp Điện, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Nguyễn Trọng Thắng ( 2002), Giáo trình máy điện đặc biệt, Nhà xuất Đại Học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh GS.TSKH Thân Ngọc Hồn (2005), Máy Điện, Nhà xuất Xây Dựng PGS.TS Phạm Đức Nguyên (2006), Thiết kế chiếu sáng, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Phạm Văn Chới ( 2005),Khí Cụ Điện, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật 83 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chƣơng GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY BẠCH ĐẰNG 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 1.2 CƠ CẤU TỔ CHỨC Chƣơng THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TỔNG CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY BẠCH ĐẰNG 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 2.2 CÁC PHƢƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 2.2.1 Phƣơng án trạm biến áp phân xƣởng (BAPX) 2.2.2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xƣởng 10 2.2.3 Phƣơng án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xƣởng 11 2.2.3.1 Các phƣơng án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xƣởng 11 2.2.3.2 Xác định vị trí đặt trạm Phân Phối trung tâm 12 2.2.3.3 Phƣơng án dây mạng cao áp 13 2.2.4 Thiết kế chi tiết cho phƣơng án chọn 19 2.2.4.1 Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT 19 2.2.4.2 Sơ đồ trạm biến áp phân xƣởng 19 2.2.4.3 Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện chọn 20 Chƣơng 3.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 25 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG 25 3.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 28 3.2.1 Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn 29 3.2.1.1 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu 29 3.2.1.2 Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất 30 84 3.2.1.3 Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm 31 3.2.1.4 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax công suất trung bình Ptb 31 3.2.2 Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm thiết bị phân xƣởng sửa chữa khí 32 3.2.2.1 Phân nhóm phụ tải 32 3.2.2.2 Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm phụ tải 41 Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm 41 Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm 42 Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm 43 Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm 45 Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm 46 3.2.3 Tính tốn phụ tải chiếu sáng cho phân xƣởng sửa chữa khí 47 3.2.4 Xác định phu tải tính tốn tồn phân xƣởng sửa chữa khí 47 3.2.5 Xác định phụ tải tính tốn cho phân xƣởng cịn lại 48 3.2.5.1 Xác định phụ tải tính tốn cho khu văn phịng, nhà khách, trạm y tế vật tƣ 49 3.2.5.2 Xác định phụ tải tính tốn cho Phân xƣởng vỏ 50 3.2.5.3 Xác định phụ tải tính tốn cho Nhà máy Mishubishi 51 3.2.5.4 Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng đúc 51 3.2.5.5 Xác định phụ tải tính tốn cho Phân xƣởng nhiệt luyện 52 3.2.5.6 Xác định phụ tải tính tốn cho Phân xƣởng Điện 53 3.2.5.7 Xác định phụ tải tính toán cho Phân xƣởng Động lực 54 3.2.5.8 Xác định phụ tải tính tốn cho Phân xƣởng trang trí 55 3.2.5.9 Xác định phụ tải tính tốn cho trạm biến áp cấp nguồn cho khu vực cầu tàu 56 3.2.6 Xác định phụ tải tính tốn tồn Tổng cơng ty 58 85 3.2.7 Xác định tâm phụ tải điện vẽ biểu đồ phụ tải 58 3.2.7.1 Tâm phụ tải điện 58 3.2.7.2 Biểu đồ phụ tải điện 59 3.3 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 61 3.3.1 Lựa chọn thiết bị điện cho tủ phân phối 61 3.3.1.1 Chọn cáp từ trạm biến áp tủ phân phối xƣởng 61 3.3.1.2 Chọn áp tô mát đầu nguồn từ trạm biến áp tủ phân phối xƣởng 61 3.3.1.3 Chọn tủ phân phối xƣởng 62 3.3.1.4 Lựa chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 62 3.3.1.5 Lựa chọn tủ động lực 64 3.3.1.6 Lựa chọn cầu chì hạ áp 64 3.3.1.6.1 Lựa chọn cầu chì bảo vệ cho tủ động lực 66 3.3.1.7 Lựa chọn dây dẫn từ tủ động lực tới động 69 3.3.1.7.1 Lựa chọn dây dẫn cho tủ động lực 70 Chƣơng 4.TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COS 76 4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 76 4.2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ 77 4.3 XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƢỢNG BÙ 77 4.3.1 Xác định dung lƣợng bù 77 4.3.2 Phân bố dung lƣợng bù cho TBAPX 78 KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 86 87 ... tốt nghiệp “ Thiết kế cung cấp điện cho phân xƣởng sửa chữa khí Tổng Cơng Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Bạch Đằng ” Thạc sỹ Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn Đề tài gồm có nội dung sau: Chƣơng 1: Giới thiệu Tổng. .. thiệu Tổng Công Ty CNTT Bạch Đằng Chƣơng 2: Thiết kế mạng cao áp cho Tổng Công Ty CNTT Bạch Đằng Chƣơng 3: Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xƣởng sửa chữa khí Chƣơng 4: Tính tốn bù cơng suất... -2- Chƣơng GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY BẠCH ĐẰNG 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN * Tổng công ty Công Nghiệp Tàu Thủy Bạch Đằng đƣợc bắt đầu khởi công xây dựng từ ngày 01/04/1960