Đồ án tốt nghiệp THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XƯỞNG SỬA CHỮA THIẾT BỊ ĐIỆN

Đồ án tốt nghiệp THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XƯỞNG SỬA CHỮA THIẾT BỊ ĐIỆN Đề tài:” Thiết kế cung cấp điện cho xưởng sửa chữa thiết bị điện “ Giáo viên hướng dẫn : KS.Nguyễn Đắc Tuân Sinh viên thực : Vũ Khắc Lý Lớp :CD7-K2 I Các số liệu kỹ thuật - thiết bị điện từ đến 15 cho bảng Số TT Thiết bị Hệ số ksd cos Bể ngâm dung dịch kiềm 0,35 Bể ngâm nước nóng 0,32 Bể ngâm tăng nhiệt 0,3 Tủ sấy 0,36 0,80 Máy quấn dây 0,57 0,80 Máy quấn dây 0,60 0,78 Máy khoan bàn 0,51 0,78 Máy khoan đứng 0,55 0,85 Bàn thử nghiệm 0,62 0,70 10 Máy mài 0,45 0,82 11 Máy hàn 0,53 0,76 12 Máy tiện 0,45 0,72 13 Máy mài tròn 0,4 0,76 14 Cần cẩu điện 0,32 0,82 15 Máy bơm nước 0,46 0,8 -công suất thiết bị (KW),kích thước phân xưởng :dài- rộng –cao (mét) - nguồn điện cách phân xương đoạn l(mét) - Độ rọi yêu cầu chiếu sáng phân xưởng Eyc (lux)cho bảng k.thước axb Công suất thiết bị (kw) H 22x20 4.5 50 10 11 12 13 14 15 54 35 3.6 4.5 1.2 2x1 0.85 4.5 2.8 3.5 4.5 2.8 - Hao tổn điện áp cho nguồn đến đầu vào thiết bị dùng điện - Hệ số công suất cần nâng cao 0,93 Ucp=2,5% 2.8 - Thời gian hoàn vốn Ttc =8 năm , hệ số khấu hao thiết bị Kkh =6%;thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax =3500h -công suất ngắn mạch điểm đấu điện Sk =2,65MVA, thời gian tồn dòng ngắn mạch tk =2,5s - Hệ số công suất số sử dụng bảng II Nội dung thuyết minh Tính tốn chiếu sáng cho phân xưởng tính tốn phụ tải : phụ tải chiếu sáng phụ tái thơng gió làm mát phụ tải động lực phụ tải tổng hợp 3.Thiết kế sơ đồ cấp điện 4.Lựa chọn kiểm tra thiết bị sơ đồ điện Chọn dây dẫn chọn mạng động lực mạng chiếu sáng Chọn thiết bị bảo vệ 5.chọn phương án cung cáp điện 6.tính chọn tụ bù nâng cao hệ số cos 7.dự toán III vẽ mặt phẳng phân xưởng với bố trí thiết bị sơ đồ mạng điện mặt phân xưởng sơ đồ nguyên lý mạng điện có rõ mã hieuj tham số thiết bị chọn LỜI NÓI ĐẦU Ngày sinh hoạt hàng ngày hoạt động kinh tế điện thứ thiếu Đặc biệt q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước điện nguồn lượng quan trọng Do xây dựng cơng trình xí nghiệp hay khu dân cư thi nghĩ đến viêc xây dựng hệ thống cung cấp điện phải đạt tiêu chuẩn tổn thất điện năng, chi phí lắp đặt, cơng suất,an tồn ,đảm bảo hệ thống cung cấp điện liên tục Việc thiết kế cung cấp điện cho nhà máy, phân xưởng, khu dân cư, nơi tiêu thụ điện đạt tiêu chuẩn khơng có lợi cho nhà máy, khu dân cư mà cịn có lợi cho ngân sách nhà nước Thiết kế cấp điện cho xưởng sửa chữa thiết bị điện khơng ngồi mục đích Trong q trình làm đồ án em giúp đỡ ,chỉ bảo tận tình thầy NGUYỄN ĐẮC TUÂN em hồn thành đồ án Tuy nhiên q trình làm em khơng tránh khỏi thiếu sót em mong thơng cảm góp ý khiến thầy cô khoa Em xin chân thành cảm ơn ! Phần Tính tốn chiếu sáng Những vấn đề chung Trong xí nghiệp nào, ngồi chiếu sáng tự nhiên phải dùng chiếu sáng nhân tạo, phổ biến dùng đèn để chiếu sáng nhân tạo Thiết kế chiếu sáng công nghiệp phải đáp ứng yêu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng thị giác Ngồi ra, cịn quan tâm tới màu sắc ánh sáng, lựa chọn chao chụp đèn, bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế, kỹ thuật cịn phải đảm bảo mỹ quan Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo u cầu sau: Khơng lóa mắt: với cường độ ánh sáng mạnh làm cho mắt có cảm giác lóa, thần kinh bị căng thẳng, thị giác xác Khơng lóa phản xạ: số vật cơng tác có tia phản xạ mạnh trực tiếp bố trí đèn cần ý tránh Khơng có bóng tối: nơi sản xuất phân xưởng khơng lên có bóng tối, mà phải sáng đồng để quan sát toàn phân xưởng Muốn khử bóng tối cục thường sử dụng bóng mờ treo cao đèn Độ rọi yêu cầu đồng đều: nhằm mục đích quan sát từ vị trí sang vị trí khác mắt người khơng phải điều tiết nhiều gây mỏi mắt Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày: để thị giác đánh giá xác Phương án bố trí đèn Đối với phân xưởng sửa chữa khí ta bố trí đèn cho chiếu sáng chung Chiếu sáng chung phải dùng nhiều đèn Vấn đề đặt phải xác định vị trí hợp lí đèn khoảng cách đèn với trần nhà mặt công tác Đối với chiếu sáng chung người ta hay sử dụng cách bố trí đèn Theo hình chữ nhật Theo hình thoi Các phương pháp tính tốn chiếu sáng sử dụng tính chiếu sáng công nghiệp + Phương pháp hệ số sử dụng + Phương pháp điểm + Phương pháp tính gần + Phương pháp tính gần đèn ống + Phương pháp tính tốn với đèn ống Thiết kế chiếu sáng Có hai cách tính tốn: a Tính toán sơ Ở bước thiết kế sơ bộ, với đối tượng chiếu sáng khơng u cầu xác cao dùng phương pháp tính tốn gần theo bước sau : - Lấy suất chiếu sáng Po, W/m2 cho phù hợp yêu cầu khách hang - Xác định công suất tổng cần cấp cho chiếu sáng khu vực có diện tích S,m2 Pcs= Po.s ( kw) -Xác định số lượng đèn: chọn công suất bóng đèn Pb, từ dễ dàng xác định số lượng bóng đèn: Tổng EA 53-G A  -25-3M Máy khoan bàn 380 30 21,04 380 1,6 1,3 0,65 T 10 Máy mài A  -25-3 380 6,4 5,2 2,8 13 Máy mài tròn A  -25-3 380 6,4 5,6 2,8 14 Cần cẩu điện EA 53-G 380 15 12,9 15 Máy bơm A  -25-3 380 6,4 5,32 2,8 nước Chọn tiết diện dây dẫn từ tủ động lực đến thiết bị Chọn cáp từ tủ động lực đến thiết bị bể ngâm dung dịch kiềm Chọn x0 = 0,38 (  km ) , ∆ucp% = 2,5% Thiết bị có cos  = → tg  = 1 1  1  cos  →Qi = Pđm.tg  = → ∆ux =0 Hao tổn điện áp cho phép quy đổi ucp %.u ucp = 100 103  2, 5.0, 38 103  9, 100 (v) Hao tổn điện áp tác dụng: ∆uR = ucp- ∆ux = 9,5 (v) Suất điện trở tác dụng: r0 = u R u 9,5.380   300,83   pi li 3.4 ( km ) chọn dây cu nên ta có  cu = 54 ( m mm2 ) 103 103   0,062  r 54 300 , 83 cu →F = (mm2) Ta chọn cáp lõi đồng cách điện PVC loại nửa mềm đặt cố định cadivi chế tạo có tiết diện 1mm2 có r0 = 18,1(  km ), x0 = 0,1 (  km ) Kiểm tra lại tổn thất điện áp thực tế r0 p.l x0 Q.l 18,1.3.0,004    0,57 u u , 38 ∆utt = (v) Tính tốn tương tự với thiết bị cịn lại ta có bảng kết sau: Nhó Tên P(kw Q(Kva m tb ) F Fc L(m) r0 X0 ∆u cos  r) 0,062 18,1 0,1 0,57 0,21 10 18,1 0,1 1,91 0,082 18,1 0,1 0,76 2,25 0,22 14 18,1 0,1 2,01 0,8 1,2 0,9 0,043 18,1 0,1 0,402 0,8 0,8 0,07 14 18,1 0,1 0,68 0,78 0,85 0,53 0,026 18,1 0,1 0,244 0,85 7,14 0,11 18,1 0,1 1,01 0,7 11 2,57 0,15 10 18,1 0,1 1,43 0,76 12 4,5 4,34 0,09 18,1 0,1 0,87 0,72 0,65 0,52 0,03 18,1 0,1 0,29 0,78 10 2,8 1,95 0,05 18,1 0,1 0,54 0,82 13 2,8 2,39 0,06 18,1 0,1 0,55 0,76 14 4,89 0,25 18,1 0,1 2,35 0,82 15 2,8 2,1 0,22 15 18,1 0,1 2,1 0,8 III tính ngắn mạch kiểm tra thiết bị Ngắn mạch cố gây nguy hiểm hệ thống điện Khi xảy ngắn mạch tổng trở hệ thống giảm xuống làm cho dòng điện hệ thống tăng cao gấp vài trục lần bình thường ,có thể gây nguy hiểm cho người thiết bị Thời gian ngắn mạch lớn, điểm ngắn mạch gần nguồn cung cấp tác hại dòng ngắn mạch gây lớn làm cháy nổ thiết bị gây nguy hiểm cho người vận hành, ngắn mạch làm cho điện áp giảm thấp ảnh hưởng đến q trình làm việc máy móc địi hỏi độ xác cao, ngắn mạch gần nguồn điện áp hệ thống giảm xuống nghiêm trọng gây rối loạn hệ thống điện Do việc tính ngắn mạch nhằm kiểm tra thiết bị chọn xem cịn hoạt động tốt khơng xảy ngắn mạch Ta tiến hành tính ngắn mạch ba pha tủ phân phối, tủ động lực động cách xa nguồn vào sơ đồ dây ta thấy máy quấn dây chiều dài cách nguồn 96m , có cơng suất kw nhóm Theo đề ta có sk =2,65 u cb2 0.38   54,5.10 3   54,5(m) s , 65 Nên ta có xht = k Cáp từ nguồn tới tủ phân phối có chiều dài 56m , có tiết diện là16mm2 có r0 = 1,25( x0 =0,07(   km ) → Rn-p =r0.ln-p =1,25.56 = 70 m  km ) →Xn-p =x0.ln-p = 0,07.56 =3,92 m  Cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực có chiều dài 26m, tiết diện 2,5mm2 có: r0 = 8(  x0 =0,09( km ) → Rp-đl2 =r0.lp-đl2 =8.26= 208 m   km ) →Xp-đl2 =x0.lp-đl2 =0,09.26 = 2,34 m  Cáp từ tủ động lực đến máy quấn dây có chiều dài 14m, tiết diện 1mm2 có: r0 = 18,1( x0 =0,1(   km ) → Rdl2-tb =r0.lđl2-tb =18,1.14= 253,4 m  km ) →Xđl2-tb =x0.lđl2-tb =0,1.14 = 1,4 m  Tổng trở là: Zk1 = Rn2 p  ( X ht  X n p )  70  (54,5  3,92)  91,18 m Zk2 ( Rn p  R p đl )  ( X ht  X n p  X p đl )  (70  208)  (54,5  3,92  2,34)  284,56 = m Zk3 = ( Rn p  R p đl  Rddl2tb )  ( X ht  X p đl  X ddl2tb  X n p )  535,02 m Tính ngắn mạch pha N1 Dòng ngắn mạch pha N1 u Ik1 = 3.Z k1  380 3.91,18  2,41 (A) X k 54,5  3,92  0,83 70 Tỷ số Rk = Tỷ số Xk Rk < tra bảng 6.pl.bt sách tập cung cấp điện tác giả Trần Quang Khánh ta tra hệ số xung kích Kxk =1,03 → Dịng ngắn mạch xung kích ixk1 = 2.k xk I k1  2.1,03.2,41  3,51 (kA) Dịng điện hiệu dụng dịng xung kích: Ixk1 =Ik1  2.( K xk  1)  2,412 (kA) Kiểm tra áptơmát tủ phân phối Dịng cắt áptômát tủ phân phối là: In =14(kA) >2,414(kA)=Ixk Vậy áptômát tủ phân phối chọn thỏa mãn yêu cầu Tính ngắn mạch pha N2 Dịng ngắn mạch pha N2 u Ik2 = 3.Z k  380 3.284,56  0,77 (A) X k 54,5  3,92  2,34  0,22 70  208 Tỷ số Rk = Tỷ số Xk Rk < tra bảng 6.pl.bt sách tập cung cấp điện tác giả Trần Quang Khánh ta tra hệ số xung kích Kxk =1,03 → Dịng ngắn mạch xung kích ixk2 = 2.k xk I k  2.1,03.0,77  1,12 (kA) Dòng điện hiệu dụng dòng xung kích: Ixk2 =Ik2  2.( K xk  1)  0,771 (kA) Kiểm tra aptomat tủ động lực Dịng cắt áptơmát tủ động lực là: In =5(kA) >0,771(kA)=Ixk Vậy áptômát tủ động lực chọn thỏa mãn yêu cầu Tính ngắn mạch pha N3 Dòng ngắn mạch pha N3 u Ik3 = 3.Z k  380 3.535,02  0,41 (A) X k 54,5  3,92  2,34  1,4  0,12 Tỷ số Rk = 70  208  253,4 Tỷ số Xk Rk < tra bảng 6.pl.bt sách tập cung cấp điện tác giả Trần Quang Khánh ta tra hệ số xung kích Kxk =1,03 → Dịng ngắn mạch xung kích ixk3 = 2.k xk I k  2.1,03.0,41  0,597 (kA) Dịng điện hiệu dụng dịng xung kích: Ixk3 =Ik3  2.( K xk  1)  0,411 Kiểm tra aptomat máy (kA) Dòng cắt áptômát tủ động lực là: In =5(kA) >0,411(kA)=Ixk Vậy aptomat thiết bị thỏa mãn yêu cầu Kiểm tra ổn định nhiệt cáp chọn 10 Cáp từ nguồn tới tủ phân phối Thời gian tồn dòng ngắn mạch tk =2,5 I k1 Tk → Fmin = ct  2,41 2,5 10  23,9 159 mm2 >16mm2 Với cáp đồng ct =159 (tra bảng 8.pl.bt sách bt cung cấp điện trần quang khánh) Vậy với Fmin tính cáp chọn không đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt ta cần chọn loại cáp có tiết diện lớn cáp có cách điện XPLE có tiết diện 25mm2 Cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực Thời gian tồn dòng ngắn mạch tk =2,5 I k Tk → Fmin = ct  0,77 2,5 10  7,66 159 mm2 >2,5mm2 Với cáp đồng ct =159 (tra bảng 8.pl.bt sách bt cung cấp điện trần quang khánh) Vậy với Fmin tính cáp chọn không đảm bảo điều kiện ổn định nhiệt ta cần chọn loại cáp có tiết diện lớn cáp có cách điện XPLE có tiết diện 10mm2 Tương tự ta phải chọn tiết diện tủ động lực lại lên 10mm2 Còn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng tiết diện tăng lên là2,5mm2 IV chọn tủ phân phối Ta chọn dẹt đồng có tiết diện là: I tt 73,58   35,04 2,1 Ftc = j kt mm2 Mật độ dòng điện kinh tế ứng với TM = 3500h đồng jkt = 2,1 A/mm2 (sách giảng cung cấp điện thầy Nguyễn Đắc Tuân.) → Ta chọn có tiết diện 60x6 = 36 mm2 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt cái: Thời gian tồn dòng ngắn mạch tk =2,5 I k1 Tk → Fmin = ct  2,41 2,5 10  23,9 159 mm2 < 36mm2 Với đồng ct =159 (tra bảng 8.pl.bt sách bt cung cấp điện trần quang khánh) Vậy với chọn đạt yêu cầu V Tính chọn tụ bù nâng cao cơng suất cos  Phân xưởng yêu cầu hệ số công suất cần nâng cao cos  = 0,93 → tg  = 1 1    0,395 cos  0,932 Hệ số công suất trước lúc nâng cao cos  = 0,854 → tg 1 = 1 1    0,61 cos  0,854 Vậy cơng suất cần bù xí nghiệp để nâng hệ số cơng suất xí nghiệp từ cos  lên cos  là: Qb =Q1 –Q2 =P.tg 1 - P.tg  = P.( tg 1 - tg  ) = 41,367.(0,61 – 0,395) =8,89 (kvar) Tra bảng PL34 sổ tay kỹ thuật điện trang 211 ta Chọn loại tụ bù DLE-3H10K6T cú cụng sut Q = 10 (kvar) Nguồn Sơ đồ nguyên lý mạng điện phân xuơng EA 103-G Cáp XPLE.25 Tủ phân phối TĐL1 EA 103-G EA 53-G EA 53-G EA 53-G EA 53-G C¸p XPLE.10 C¸p XPLE.10 C¸p XPLE.10 Cáp XPLE.2,5 EA 53-G EA 53-G TĐL2 EA 53-G TĐL3 EA 53-G 11 12 10 13 14 15 Cvv 4.1 A II-25-3 Cvv 4.1 Cvv 4.1 EA 53-G A II-25-3 Cvv 4.1 Cvv 4.1 A II-25-3 A II-25-3M EA 53-G Cvv 4.1 A II-25-3 Cvv 4.1 Cvv 4.1 Cvv 4.1 EA 53-G A II-25-3M A II-25-3M Cvv 4.1 Cvv 4.1 Cvv 4.1 A II-25-3M A II-25-3 A II-25-3 Cvv 4.1 Cvv 4.1 Cvv 4.1 A II-25-3 A II-25-3 Tđ chiÕu s¸ng làm mát Bể ngâm dung dịch kiềm(1) Bể ngâm núoc nóng(2) Máy bơm nuóc(15) Tủ sấy(4) wc wc Tđl1 Máy quấn dây(5) Cần cẩu điện(14) Máy mài tròn(13) Phòng thay đồ Bể ngâm tăng nhiệt(3) Máy quấn dây(6) Bàn thu nghiệm(9) Tủ phân phối Máy khoan đúng(8) Máy hàn (11) Máy tiện(12) đl2 Sơ đồ bố trí thiết bị mặt phân xuơng đl3 Máy mài(10) Cs lm Phòng thay đồ Máy khoan bàn(7) 15 wc wc 14 13 Phòng thay đồ Phòng thay đồ 11 10 12 Sơ đồ đI dây mặt phân xuơng Nhõn xét giáo viên