Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí sử dụng phần mềm ecodial

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM ECODIAL SINH VIÊN : PHẠM BÁ TÙNG MSSV : 15091681 SINH VIÊN : PHẠM THANH TÒNG MSSV : 15093631 LỚP : DHDI11B GVHD : THS VÕ TẤN LỘC TP HCM_NĂM 2019 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài 1: Phạm Thanh Tòng 15093631 2: Phạm Bá Tùng 15091681 Tên đề tài Sử dụng phần mềm Ecodial tính cung cấp điện cho phân xưởng Nhiệm vụ (Nội dung số liệu ban đầu) I Giới thiệu phần mềm Giới thiệu phần mềm Tính phần mềm II Giới thiệu phụ tải điện Giới thiệu phụ tải điện Sơ đồ mặt phụ tải điện Thơng số thiết bị III Phân tích phụ tải điện Phân nhóm phụ tải Chọn vị trí đặt trạm hạ áp, tủ phân phối, động lực Chọn phương án cung cấp điện Sơ đồ nguyên lý mạng điện cho phụ tải IV Sử dụng phần mềm tính, chọn thiết bị cung cấp điện cho phân xưởng Thiết lập sơ đồ mạng điện Nhập thơng số phụ tải Tính phụ tải Kiểm tra phụ tải V Nâng cao hệ số công suất cho phụ tải Ý nghĩa nâng cao hệ số công suất cho phụ tải Phương pháp nâng cao hệ số công suất cho phụ tải Nâng cao hệ số công suất cho phụ tải VI Thiết kế chống sét bảo vệ cho toàn phân xưởng Các tiêu thiết kế chống sét Phương pháp thiết kế chống sét hiệu i Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng VII Kết dự kiến Sơ đồ mặt phụ tải điện Sơ đồ nguyên lý mạng điện phân xưởng Kết tính (cơng suất MBA, dây dẫn, CB, dung lượng bù) Kiểm tra tổn hao tổn thất đường dây, đặc tuyến bảo vệ CB Nâng cao hệ số công suất phụ tải Thiết kế chống sét bảo vệ phân xưởng Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng năm 2019 Sinh viên Trưởng môn ii Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN iii Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VÀ TÍNH NĂNG CỦA PHẦN MỀM Giới thiệu phần mềm Ecodial 4.8 Chức phần mềm Tiêu chuẩn thông số kĩ thuật Giao diện khởi động làm việc phần mềm Ecodial 4.8 Giao diện khởi động Ecodial 4.8 1.4.2 Giao diện làm việc Ecodial 4.8 Thư viện thiết lập sơ đồ đơn tuyến 1.1 Trình tự tính tốn Ecodial 4.8 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN 11 Tổng quan cung cấp điện 11 Mục tiêu thiết kế 11 Những yêu cầu cần thiết thiết kế hệ thống cung cấp điện 12 Một số vấn đề cần tìm hiểu trước thiết kế 12 Nguồn cung cấp điện 12 Phân chia mạch điện 13 Các bước thiết kế cung cấp điện 13 Lưới điện lưới cung cấp điện 13 Những yêu cầu phương án cung cấp điện 14 Độ tin cậy cung cấp điện 14 Chất lượng điện 14 Kinh tế 15 An toàn 15 Giới thiệu phân xưởng khí 15 Sơ đồ mặt số liệu ban đầu phân xưởng 16 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH PHỤ TẢI 18 Định nghĩa phụ tải 18 Chế độ làm việc phụ tải 18 Thông số thiết bị phân bố theo nhóm 19 Chọn vị trí lắp đặt trạm hạ áp tủ điện 21 Xác định tâm phụ tải 21 Sơ đồ đặt MBA Tủ 24 Phương án cung cấp điện 25 Các phương án 25 Phân tích lựa chọn sơ đồ cấp điện cho phân xưởng 27 Sơ đồ nguyên lý 28 Sơ đồ dây cho toàn phân xưởng 29 CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG PHẦN MỀM TÍNH CHỌN THIẾT BỊ 30 Phương pháp tính toán 30 Tính tốn phụ tải 31 Tính tốn phụ tải cho thiết bị 32 Tính tốn phụ tải cho nhóm 33 Tính tốn phụ tải cho nhóm 36 iv Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tịng Tính tốn cho với 𝒌𝒔= 0.7 37 Tính tốn chọn máy biến áp cho phân xưởng 38 Tổng quan trạm biến áp 38 Chọn máy biến áp cho phân xưởng khí 41 Chọn dây dẫn cho hệ thống điện 42 Tổng quan 42 Cách chọn dây 43 Tính tốn lựa chọn dây dẫn( Cáp) 44 Chọn dây từ MBA đến TPPC 44 Chọn dây dẫn từ TPPC đến tủ ĐL 46 Tính chọn dây dẫn từ TDL tới thiết bị 49 Tính tốn sụt áp 53 Khái quát 53 Sụt áp từ MBA xuống TPPC: 55 Sụt áp từ TPPC đến tủ ĐL 56 Sụt áp từ TĐL đến thiết bị 59 Tính tốn ngắn mạch 62 Ngắn mạch đầu cực MBA 63 Ngắn mạch TPPC TĐL 64 Ngắn mạch thiết bị TĐL1 64 Chọn CB bảo vệ cho hệ thống 65 Định ngĩa 65 Chọn CB TPPT 66 Chọn CB cho TĐL 67 Chọn CB cho thiết bị 68 Đặc tuyến CB 74 Nối tầng tác động theo mức dòng 74 Nối tầng tác động theo thời gian 74 So sánh đặc tuyến CB cấp phân xưởng 75 CHƯƠNG 5: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO PHỤ TẢI 78 Tổng quan bù công suất 78 Ý nghĩa Lợi ích nâng cao hệ số công suất cosφ 79 Phương pháp nâng cao hệ số công suất cho phụ tải 79 Xác định dung lượng bù cụ thể tính tốn 80 CHƯƠNG 6: CHỐNG SÉT CHO PHÂN XƯỞNG 82 Giới thiệu chống sét 82 Các tiêu thiết kế chống sét 83 Nối đất chống sét 83 Khái niệm 83 Tính tốn nối đất 84 Phương pháp thiết kế chống sét hiệu 85 CHƯƠNG 7: Kết luận 88 Nhiệm vụ hoàn thành hạn chế 88 Hoàn thành 88 Hạn chế 88 Mặt phụ tải toàn phân xưởng 89 v Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng Sơ đồ nguyên lý mạng điện phân xưởng 90 Chọn MBA 92 Kết dây dẫn CB 93 Tổn hao tổn thất điện áp 98 Nâng cao hệ số công suất phụ tải 99 Chống sét 100 BÀI HỌC RÚT RA 101 LỜI CẢM ƠN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 vi Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tịng DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Giao diện phần mềm Hình 1.2: Thẻ Projects _ Giao diện khởi động Ecodial 4.8 Hình 1.3: Thẻ Options _ Giao diện khởi động Ecodial 4.8 Hình 1.4:Thẻ About _ Giao diện khởi động Ecodial 4.8 Hình 1.5:Thẻ Project parameters _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 Hình 1.6:Electrical network _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 Hình 1.7:Device selection _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 Hình 1.8: Fuse _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 Hình 1.9: LV cable _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 Hình 1.10: BTS _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 Hình 1.11: Thẻ Design and sizing _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 Hình 1.12: Thẻ Report _ Giao diện làm việc Ecodial 4.8 Hình 1.13:Nhập thơng số cho phụ tải Hình 1.14:Nhập thơng số cho dây dẫn Hình 1.15:Chọn dây dẫn 10 Hình 2.1: Sơ đồ mặt phân xưởng 16 Hình 3.1: Vị trí tủ sau tính tốn 23 Hình 3.2: Sơ đồ đặt MBA Tủ 24 Hình 3.3: Sơ đồ mạng trục 25 Hình 3.4: Sơ đồ mạng hình tia 26 Hình 3.5: Sơ đồ mạch vòng 26 Hình 3.6: Sơ đồ mạng điện hình tia 27 Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý 28 Hình 3.8: Sơ đồ dây cho tồn phân xưởng 29 Hình 4.1: Sơ đồ mạng điện cho phân xưởng 31 Hình 4.2: Các kiểu trạm biến áp 40 Hình 4.3: Chọn dây dẫn chơn đất theo IEC 45 Hình 4.4: Tra K4 46 Hình 4.5: Tra tiết diện dây dẫn máng 47 vii Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tịng Hình 4.6: Sụt áp TPPC 55 Hình 4.7: Kết sụt áp TĐ1 56 Hình 4.8:Sụt áp từ TPPC đến TĐL2 57 Hình 4.9:Sụt áp từ TPPC đến TĐL3 57 Hình 4.10:Sụt áp từ TPPC đến TĐL4 57 Hình 4.11: Sụt áp từ TPPC đến TĐL5 58 Hình 4.12: Sụt áp từ TPPC đến TĐL6 58 Hình 4.13: Sụt áp từ TPPC đến TCS 58 Hình 4.14: Sụt áo thiết bị 1A 59 Hình 4.15: Sụt áp thiết bị 2A 60 Hình 4.16: Sụt áp thiết bị 3A 60 Hình 4.17: Sụt áp thiết bị 5A 60 Hình 4.18: Sụt áp thiết bị 6A 61 Hình 4.19: Sụt áp thiết bị 19A 61 Hình 4.20:Sụt áp thiết bị 1.28 61 Hình 4.21: Thơng số CB 66 Hình 4.22: Đặc tuyến CB tủ PPT 75 Hình 4.23: Dòng chỉnh định TPPT 75 Hình 4.24; Đặc tuyến CB TĐL1 76 Hình 4.25: So sánh dịng chỉnh định TPPC TĐL1 76 Hình 4.26: Đặc tuyến CB thiết bị 1A 77 Hình 4.27: So sánh dịng chỉnh định TDD1 thiết bị 1A 77 Hình 5.1: Mối quan hệ cơng suất 78 Hình 5.2: Thiết bị bù 81 Hình 6.1: Bảng tra hệ số nối đất 84 Hình 6.2: Thể hiên cột thu sét mặt 86 Hình 6.3: Phạm vi bảo vệ nhóm cột 86 Hình 7.1: Mặt phụ tải tồn phân xưởng 89 Hình 7.2:Kết sơ đồ nguyên lý 90 Hình 7.3: Kết sơ đồ nguyên lý 91 Hình 7.4: Máy biến áp 92 Hình 7.5: Kết chọn CB dây dẫn từ MBA xuống TĐL 93 viii Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tịng Hình 7.6: Kết nhóm 94 Hình 7.7: Kết nhóm 94 Hình 7.8: Kết nhóm 95 Hình 7.9; Kết nhóm 95 Hình 7.10: Kết nhóm 96 Hình 7.11:Kết nhóm 96 Hình 7.12:Kết nhóm 97 Hình 7.13: Kết sụt áp MBA đến TPPT 98 Hình 7.14: Kết sụt áp TPPT đến TĐL1 98 Hình 7.15: Kết sụt áp từ TĐL1 đến thiết bị 98 Hình 7.16: Thể cột thu sét mặt thu sét 100 ix Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tịng Mặt phụ tải tồn phân xưởng - Sơ đồ mặt bố trí cách dây, chọn vị trí MBA, TPPC tủ động lực Hình 7.1: Mặt phụ tải tồn phân xưởng 89 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng Sơ đồ nguyên lý mạng điện phân xưởng Sơ đồ nguyên lý từ MBA xuống TĐL - Sơ đồ ngun lý sau tính tốn: Hình 7.2:Kết sơ đồ nguyên lý  Chú thích:  MBA: Máy biến áp, 𝐶𝐵𝐵𝐴 máy biến áp  G: Máy phát dự phòng, CB máy phát  CB tổng 240A  Các CB tủ động lực 90 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng Sơ đồ nguyên lý tổng thể từ MBA xuống thiết bị - Sau tính tốn cho ta biết thơng số tất thiết bị hệ thống Hình 7.3: Kết sơ đồ nguyên lý 91 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng Chọn MBA - Ta chọn MBA có cơng suất 160KVA, hãng thiết bị điện - Chọn đặt MBA trạm kiểu cho phân xưởng khí Hình 7.4: Máy biến áp Bảng 7.1:Thơng số máy biến áp MÁY BIẾN ÁP 3PHA_160 KVA(MBA dầu) Thơng số kỹ thuật Tổn thất khơng Kích thước Trọng lượng máy (mm) máy 510 L 990 Dầu 236 W 870 Ruột 471 tải Po (w) Dịng điện khơng tải Io (%) Tổn hao ngắn máy 2350 H 1370 mạch (Pk) (w) Điện áp ngắn Tổng (kg) A 550 mạch UK (%) 92 939 Ecodial Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng Kết dây dẫn CB - Kết chọn CB dây dẫn thể qua phần mềm - Phần mềm xuất kết đầy đủ cụ thể Hình 7.5: Kết chọn CB dây dẫn từ MBA xuống TĐL  Chú thích: - 𝐼𝑐𝑢 dịng chịu đựng lớn CB - 𝐼𝑛 dòng định mức CB - 𝐼𝑟 dòng điện tải - 𝐼𝑧 dòng chịu đựng lớn dây dẫn 93 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tịng Tương tự ta có kết cho thiết bị Nhóm 1: Hình 7.6: Kết nhóm Nhóm 2: Hình 7.7: Kết nhóm 94 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tịng Nhóm 3: Hình 7.8: Kết nhóm Nhóm 4: Hình 7.9; Kết nhóm 95 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tịng Nhóm 5: Hình 7.10: Kết nhóm Nhóm 6: Hình 7.11:Kết nhóm 96 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tịng Nhóm 7: Hình 7.12:Kết nhóm 97 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tịng Tổn hao tổn thất điện áp - Tổn thất từ MBA đến TPPT: Hình 7.13: Kết sụt áp MBA đến TPPT - Tổn thất từ TPPT đến TĐL1: Hình 7.14: Kết sụt áp TPPT đến TĐL1 - Tổn thất từ TDL1 tới thiết bị: Hình 7.15: Kết sụt áp từ TĐL1 đến thiết bị  Tương tự ta có kết cho TĐL thiết bị cịn lại 98 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tịng Nâng cao hệ số cơng suất phụ tải  Ý nghĩa: - Giảm tổn thất công suất phần tử hệ thống cung cấp điện - Giảm tổn thất điện áp đường truyền tải - Tăng khả truyền tải điện đường dây máy biến áp  Theo quy định điện lực nhà nước đề hệ số công suất đạt chuẩn cosφ ≥ 0.9  Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy xác định dựa cơng thức sau: Q_bù = P_tt × (tgφ_1 - tgφ_2) Trong đó: P_tt tổng cơng suất tác dụng tính tốn phân xưởng cosφ_1 hệ số công suất trước bù : cosφ_1 = 0.75 => tgφ_1 = 0.87 cosφ_2 hệ số công suất sau bù : cosφ_2 = 0.9 => tgφ_2 = 0.48  Dung lượng cần bù là: Q_bù = 107.5 × (0.87 - 0.48) = 41.9 (kvar) Ta sử dụng tụ bù 50 kvar 400V hãng schneider mã VLVFF2P03506AA Bảng 7.2: Bảng thông số tụ bù Mã số Mô tả VLVFF2P03506AA 50 kvar Chọn số tụ bù cấp với 50 kvar Cơng suất tính tốn xưởng khí sau bù: Stt(sau bù) = √107.5² + (93.37 − 50)² = 116 (KVA) Hệ số công suất sau bù: Cosφsau bù = 𝑃𝑡𝑡 Stt(sau bù) = 107.5 116 = 0.926 99 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng Chống sét Phương pháp thiết kế chống sét hiệu Muốn chống sét có hiệu quả, cần tuân thủ bước sau:  Chống sét đánh trực tiếp hay sét đánh thẳng vào cơng trình  Chống sét lan truyền qua đường cáp nguồn cáp tín hiệu  Hệ thống tiếp đất có tổng trở thấp độ an tồn cao Kết tính tốn Thể kim thu sét mặt phân xưởng: Hình 7.16: Thể cột thu sét mặt thu sét  Ta bảo vệ phân xưởng hệ thống kim thu sét  Đối với phân xưởng chọn 18 kim thu sét theo tính tốn  Đối với trạm biến áp chọn kim thu sét 100 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng BÀI HỌC RÚT RA Qua việc làm đồ án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng khí em nhận việc tính tốn thiết kế cung cấp điện cần phải đầu tư kỹ lưỡng, phải đảm bảo tiêu chí an tồn cho người vận hành, công nhân…và thiết bị nhà máy phân xưởng, phải kết hợp đảm bảo tối ưu kỹ thuật lẫn kinh tế Chúng ta biết việc phân xưởng bị điện gây thiệt hại kinh tế nhiều thiết kế cung cấp cần đưa tình dự phịng đẻ phân xưởng điện cần có nguồn điện dự phịng cung cấp cho phân xưởng tiếp tục hoạt động tối thiểu việc tổn thất kinh tế Hiện thị trường có nhiều chủng loại thiết bị điện lựa chọn thiết bị điện cung cấp cho phân xưởng, nhà máy… cần phải xem xét kỹ lưỡng để lựa chọn chủng loại thiết bị thích hợp vừa đảm bảo tính kỹ thuật vừa tránh lãng phí.Cũng cần phải tránh mua thiết bị không rõ nguồn gốc, ưu tiên nhà sản xuất lâu năm có uy tính tránh tiền tật mang Kinh tế đất nước giới ngày phát triển nhanh chống khoa học cơng nghệ ngày phát triển, thiết kế cung cấp điện cần dự tính cho tương lai đưa phương án cho tương lai, để tương lai gần đưa sử dụng mà khơng cần phải bỏ chi phí để nâng cấp sữa chữa, gây giáng đoạn sản suất 101 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng LỜI CẢM ƠN Dưới hướng dẫn thầy Th.S Võ Tấn Lộc, em nhận đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng khí phần mềm Ecodial” Khóa luận thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế ( IEC ) Đây đề tài sử dụng năm gần nên thời gian thực khóa luận em gặp nhiều vấn đề khó khăn, hướng dẫn nhiệt tình cụ thể thầy em hồn thành tốt khóa luận Đây khóa luận có tính thực tiễn cao, chắn giúp ích cho em nhiều công việc sau Em xin chân thành cảm ơn nhận bảo tận tình thầy Th.S Võ Tấn Lộc thầy cô khoa Công Nghệ Điện Em xin chân thành cảm ơn 102 Khóa luận tốt nghiệp Phạm Bá Tùng Phanh Thanh Tòng TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách thiết kế cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC Nhà xuất khoa học kỹ thuật Thiết kế cung cấp điện Nguyễn Xuân Phú Đường link tham khảo https://sites.google.com/site/salethietbidien/home/catalogue-schneider https://vi.scribd.com/document/368128404/CATALOG-MBATHIBIDI-pdf 103 ... Tên đề tài Sử dụng phần mềm Ecodial tính cung cấp điện cho phân xưởng Nhiệm vụ (Nội dung số liệu ban đầu) I Giới thiệu phần mềm Giới thiệu phần mềm Tính phần mềm II Giới thiệu phụ tải điện Giới... loại 1, đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao Dưới hướng dẫn thầy Th.S VÕ TẤN LỘC, em nhận đề tài ? ?Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng khí phần mềm Ecodial? ?? Đồ án thiết kế theo tiêu chuẩn quốc... phương án cung cấp điện Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện chắn phải đáp ứng yêu cầu sau đây: Độ tin cậy cung cấp điện Đảm bảo tính cung cấp điện liên tục phụ thuộc vào hộ sử dụng điện  Hộ