đề tài THIẾT kế hệ THỐNG CUNG cấp điện CHO PHÂN XƯỞNG cơ KHÍ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ………… o0o………… BÁO CÁO ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ GVHD: PGS.TS Võ Viết Cường SVTH: Nguyễn Quang Minh MSSV: 15142072 Hồ Xuân Vũ MSSV: 15142125 TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2018 LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghiệp ln khách hàng tiêu thụ điện lớn Trong tình hình kinh tế thị trường nay, xí nghiệp lớn nhỏ, tổ hợp sản xuất phải hoạch toán kinh doanh cạnh tranh liệt chất lượng giá sản phẩm Điện thực đóng góp phần quan trọng vào lỗ lãi xí nghiệp Nếu tháng xảy điện 1, ngày xí nghiệp khơng có lãi, điện lâu xí nghiệp thua lỗ Chất lượng điện xấu (chủ yếu điện áp thấp) ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Chất lượng điện áp thực quan trọng với xí nghiệp may, xí nghiệp hố chất, xí nghiệp lắp đặt chế tạo khí, điện tử xác Vì thế, đảm bảo độ tin cậy cấp điện áp nâng cao chất lượng điện mối quan tâm hàng đầu đề án thiết kế cấp điện cho khu xí nghiệp Nhằm hệ thống hoá vận dụng kiến thức học tập năm trường để giải vấn đề thực tế, nhóm em chọn thực đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng khí Nhờ giúp đỡ, hướng dẫn tận tình thầy Võ Viết Cường, nhóm em hoàn thành tốt đồ án Do kiến thức thời gian có hạn, đồ án khơng tránh khỏi sai sót, kính mong thầy góp ý kiến để đồ án hồn thiện Nhóm em xin chân thành cảm ơn! NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG 1.1 Địa điểm phân xưởng: 1.2 Đặc điểm phân xưởng: 1.3 Sơ đồ bố trí máy mặt phân xưởng 1.4 Bảng thông số phụ tải .2 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 2.1 Các yêu cầu chiếu sáng công nghiệp 2.2 Trình tự thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng: CHƯƠNG : TÍNH TỐN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG .10 3.1 Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng 10 3.2 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng : 10 CHƯƠNG : THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG VÀ MÁY PHÁT DỰ PHÒNG 24 4.1 Chọn số lượng công suất trạm biến áp 24 4.2 Sơ đồ trạm biến áp .27 4.3 Chọn thiết bị trung áp 22 kv 27 4.4 Hệ thống chuyển đổi nguồn ATS : .37 CHƯƠNG : SƠ ĐỒ ĐI DÂY TOÀN PHÂN XƯỞNG .40 5.1 Vạch phương án dây 40 5.2 Phương án dây 42 CHƯƠNG : CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT BẢO VỆ TRONG TOÀN HỆ THỐNG 44 6.1 Chọn dây dẫn cáp 44 6.2 Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng : .45 6.3 Tính kiểm tra điều kiện sụt áp cho phép : 58 6.4 Tính tốn ngắn mạch chọn CB : 60 CHƯƠNG : THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT VÀ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT 70 7.1 Mục đích, ý nghĩa việc nối đất an tồn cho phân xưởng .70 7.2 Tính toán hệ thống nối đất cho phân xưởng 70 7.3 Thiết kế hệ thống chống sét cho phân xưởng 71 CHƯƠNG 8: TỔNG MỨC ĐẦU TƯ TOÀN HỆ THỐNG 75 8.1 Thiết bị điện: .75 8.2 Dây dẫn 76 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG 1.1 Địa điểm phân xưởng: - Phân xưởng khí nằm đường Nguyễn An Ninh- Dĩ An- Bình Dương 1.2 Đặc điểm phân xưởng: - Phân xưởng với tổng diện tích mặt F=20  50=1000(m2), cao 6m Trong đó,chiều dài phân xưởng 50m, chiều rộng 20m - Phân xưởng có ba cửa vào,một cửa hai cửa phụ,cịn lại tồn mặt máy móc thiết bị Nguồn điện cung cấp cho phân xưởng lấy từ trạm biến áp pha 22/0.4KV - Phân xưởng xây dựng nơi có nhiệt độ trung bình năm khoảng 25÷300C Sản phẩm phân xưởng sản phẩm khí, sắt thép cơng trình, phân xưởng gồm 34 thiết bị pha 1.3Sơ đồ bố trí máy mặt phân xưởng 1.4 Bảng thông số phụ tải STT Ký hiệu Số lượng Pđm (kW) Cosφ Ghi 1 15 0.86 pha 2 18.5 0.80 pha 3 11 0.80 pha 4 10 0.80 pha 5 22 0.85 pha 6 15 0.83 pha 7 14 0.83 pha 8 5.5 0.83 pha 9 12 0.86 pha 10 10 0.86 pha CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 2.1 Các yêu cầu chiếu sáng công nghiệp 2.1.1 Phù hợp với môi trường làm việc: Đây vấn đề quan trọng thiết kế chiếu sáng Khi thiết kế chiếu sáng phải tính đến phần tử tác động đến hiệu chiếu sáng như: chiều cao trần nhà, độ bóng bề mặt phịng, cửa sổ, ánh sáng mặt trời cấu trúc hình học khu vực cần chiếu sáng Ngoài cần quan tâm đến điều kiện bên bụi bẩn, nước, trùng,… 2.1.2 Tính tiện nghi cao Hệ thống chiếu sáng có ảnh hưởng trực tiếp đến tâm lý người lao động Nếu chiếu sáng đạt mức tiện nghi cao có tác dụng: a Tăng suất người lao động b Giảm phế phẩm c Giảm tần số xuất tai nạn lao động Để đạt điều này, hệ thống chiếu sáng cần đảm bảo:  Độ rọi toàn mặt phẳng làm việc cần đạt giá trị tối thiểu theo yêu cầu  Màu sắc ánh sáng phù hợp tính chất cơng việc  Khơng gây chói 2.1.3 Tính mềm dẻo hệ thống chiếu sáng: Khi thiết kế cần tính tốn dự trữ cho nhu cầu phát triển tương lai 2.1.4 Tính an tồn cao  Giảm cố gây hư hỏng cho người thiết bị  Đặt thiết bị bảo vệ chống dòng rò, chống xảy chạm chập, cháy nổ  Phải có hệ thống chiếu sáng cố, chiếu sáng khẩn cáp xảy hỏa hoạn 2.1.5 Yêu cầu chi phí tiết kiệm điện Đây vấn đề cần quan tâm chi phí thiết kế ban đầu sử dụng lâu dài Nên ứng dụng công nghệ tiên tiến, sử dụng loại bóng đèn tiết kiệm lượng, hệ thống điều khiển tự động, … 2.2 Trình tự thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng:  Các hệ số phản xạ ( Theo bảng 10.5 trang 197 giáo trình cung cấp điện PGS.TS Quyền Huy Ánh) Các hệ số phản xạ Tường Trần Sàn Thương nghiệp 80% 50% 20% Công nghiệp nhẹ 50% 30% 10% Cơng nghiệp nặng 0% 30% 10% Từ suy hệ số cho phân xưởng : - Hệ số phản xạ trần (mái tôn tráng men): ρtr = 50% - Hệ số phản xạ tường (tường sơn màu trắng): ρt = 30% - Hệ số phản xạ sàn (xám đâm): ρs = 10%  Các đặc điểm khác - Mơi trường làm việc có bụi - Thời gian làm việc ba ca - Độ tuổi người lao động 25-35 - Tính chất cơng việc khơng phân biệt màu sắc, độ tương phản vật tương đối cao 2.2.1 Tính tốn thiết kế  Chọn đèn Chọn đèn theo hướng dẫn sau: • Nếu khu vực cần chiếu sáng có trần thấp: (khoảng cách từ đáy đèn đến sàn nhỏ 6,6m) nên chọn đèn có kiểu sáng rộng có kiểu chóa giảm chói Đèn HID có phân bố ánh sáng rộng giúp cải thiện độ rọi theo hướng dọc cho phép tăng khoảng cách đèn đạt đến lần khoảng cách treo đèn Hơn treo cao đến 8,25m cần cải thiện độ rọi theo phương dọc Đèn huỳnh quang lựa chọn tốt cho chiếu sáng trần thấp độ đồng chúng ánh sáng tập trung • Nếu khu vực có trần cao: (khoảng cách từ đáy đèn đến sàn vượt 6,6m) nên chọn đèn có kiểu ánh sáng tập trung bán tập XN2= Xup + XT + XCB+ XC2=0.692+22.05+0.15 +0.4= 23.292 (mΩ) RN2= Rup+ RT + RCB +RC2= 0.141+4.41 +0+0.61= 5.161 (mΩ) Tổng trở ngắn mạch N2: ZN2=√ X 2N + R2N = 23.86(mΩ) Dòng ngắn mạch N2 xác định: IN2= U 20 √3 × Z N = 420 = 10.46 (kA) √ × 23.86 Dịng làm việc tính toán tủ MDB: IMDB= S tt 261.5 = =378.04 ( A) √ × 0.4 √ 3× 0.4 Kết hợp điều kiện chọn MCCB mã hiệu EZC400N3400N hãng Schneider , đạt tiêu chuẩn IEC60947-2 với thơng số sau: Mã hiệu EZC630N4400N Số Dịng Khả cắt Điện áp Điện áp cực định dòng ngắn vận hành cách điện mức mạch (Icu) định mức định mức (A) (kA) Ue (V ) Ui (V) 400 36 690 415 4P Ngắn mạch N3: Điểm N3 điểm ngắn mạch sau CB phân phối đến tủ DB3 tủ MDB Điện kháng điện trở góp: XTG=0.15 (mΩ) RTG=0 Điện trở điện kháng CB phân phối đến tủ DB1: XCB = 0,15 (mΩ ) RCB = (mΩ) (H1-49-IEC) Điện trở điện kháng ngắn mạch N2 xác định: XN3= XN2 + XTG+ XCB=23.292 +0.15 +0.15 = 23.592 (mΩ) RN3= RN2 + RTG +RCB=5.161 +0+0 =5.161 (mΩ) Tổng trở ngắn mạch N3: 61 ZN3=√ X 2N + R2N 3=24.15 ¿) Dòng ngắn mạch N3 xác định: IN3= U 20 √3 × Z N = 420 = 10,04(kA) √3 × 24.15 Dịng làm việc tính tốn tủ DB3: IDB1= 86.5 =124.85( A) √ × 0.4 Kết hợp điều kiện chọn MCCB mã hiệu EZC250F3200 hãng Schneider , đạt tiêu chuẩn IEC60947-2 với thơng số sau: Mã hiệu Số Dịng Khả cắt Điện áp Điện áp cực định dòng ngắn vận hành cách điện mức mạch (Icu) định mức định mức (A) 160 (kA) 18 Ue (V ) 415 Ui (V) 690 3P EZC250F3160 Ngắn mạch N4: Điểm N4 điểm ngắn mạch sau CB tổng tủ DB3 Điện trở điện kháng dây từ tủ MDB đến tủ phân phối phụ DB3: Với cáp (1 lõi) điện lực CV: đồng nhiều sợi xoắn, đơn lõi, cách điện PVC, 95mm ta có: Ta có: ρcu =22,5 (Ω mm2 /km) xo = 0,08 (Ω/km )  Điện trở đường dây : L S RC4¿ ρcu =22,5 0,041 =9.7(m Ω) 95  Điện kháng đường dây : XC4 = xo.L = 0,08 0,041= 3.28 (mΩ ) Điện trở điện kháng CB tổng tủ DB1: RCB = (mΩ ) 62 XCB = 0,15 (mΩ) (H1-49-IEC) Điện trở điện kháng ngắn mạch N4 xác định: XN4=XN3+XC4+XCB= 23.592 + 3.28+0.15= 24.022 (mΩ) RN4= RN3 +RC4+RCB= 5.161 +9.7 +0 = 14.861 (mΩ) Tổng trở ngắn mạch N4: ZN4=√ X 2N + R 2N 4= 28.247 (mΩ) Dòng ngắn mạch N4 xác định: IN2= U 20 √3 × Z N = 420 = 8.58 (kA) √ X 28.247 Dịng làm việc tính tốn tủ DB3: IDB3= SttDB 86.5 = =124.8 (A ) √ × 0.4 √ 3× 0.4 Kết hợp điều kiện chọn MCCB mã hiệu EZC100B3060 hãng Schneider , đạt tiêu chuẩn IEC60947-2 với thông số sau: Mã hiệu Số cực Dòng định mức (A) Khả cắt dòng ngắn mạch (Icu) (kA) 3P 160 18 Điện áp vận hành định mức Ue (V ) Điện áp cách điện định mức Ui (V) 415 690 EZC250F316  Từ cách tính tốn ta chọn CB cho nhánh lại sau: 63 o Chọn CB cho tủ phân phối phụ DB1: Mã hiệu Nhánh Số cực Dòng định mức (A) Khả cắt dòng ngắn mạch (Icu (kA) ) Điện áp Kích thước vận hành DxHxW định mức (mm) Ue (V ) 3P 50 10 415 60×130×7 3P 125 10 415 60×130×7 3P 75 10 415 60×130×7 3P 20 10 415 60×130×7 EZC100F3050 Nhánh EZC250F3125 Nhánh EZC100F3075 Nhánh EZC100F3020 64 o Chọn CB cho tủ phân phối phụ DB2: Mã hiệu Tổng Dòng Số định cực mức (A) Khả cắt dòng ngắn mạch (Icu (kA) ) Điện áp vận hành định mức Ue (V ) Kích thước DxHxW (mm) 3P 160 18 415 60×165×10 3P 60 10 415 60×130×75 3P 50 10 415 60×130×75 3P 50 10 415 60×130×75 3P 40 10 415 60×130×75 EZ C250F3160 Nhánh EZC 100F3060 Nhánh EZC100F3050 Nhánh EZC100F3050 Nhánh EZC100F3040 65 Nhánh 3P 20 10 415 60×130×75 EZC 100F3020 o Chọn CB cho tủ phân phối phụ DB3: Mã hiệu Tổng Số cực Dòng định mức (A) Khả cắt dòng ngắn mạch (Icu (kA) ) Điện áp vận hành định mức Ue (V ) Kích thước DxHxW (mm) 3P 160 18 415 60×165×10 3P 75 10 415 60×130×75 3P 60 10 415 60×130×75 3P 40 10 415 60×130×75 EZC 250F3160 Nhánh EZC100F3075 Nhánh EZC100F3060 Nhánh EZC100F3040 66 Nhánh 4P 15 10 415 60×130×75 EZC100N4015  Chọn CB cho tủ chiếu sáng LDB: Mã hiệu Số cực Dòng định mức (A) Khả cắt dòng ngắn mạch (Icu (kA) ) Điện áp vận hành định mức Ue (V ) Điện áp Kích thước cách điện D xHxW định mức (mm) Ui (V) 4P 20 15 415 690 60×130×7 4P 15 15 415 690 60×130×7 Tổng EZC100F302 Nhánh 1,2,3 EZC100N4015 67 CHƯƠNG : THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT VÀ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT 7.1 Mục đích, ý nghĩa việc nối đất an toàn cho phân xưởng Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ phân phối truyền tải điện đến hộ dùng điện Do đặc điểm phân xưởng khí máy móc thiết bị phân bố đơn vị diện tích rộng, thường xun có người làm việc với thiết bị Nếu cách điện bị hư hỏng, người vận hành khơng tn theo quy tắc an tồn gây nguy hiểm hay sét đánh trực tiếp thiết bị, làm hư hỏng thiết bị mà cịn gây nguy hiểm cho người cơng nhân vận hành Do đó, hệ thống cung cấp điện phải thiết có biện pháp an tồn Một biện pháp an tồn nối đất cho cho thiết bị điện đặt thiết bị nối đất chống sét Thiết bị nối đất bao gồm điện cực dây nối đất  Các điện cực đứng chôn trực tiếp vào đất Điện cực ngang chôn ngầm độ sâu định  Dây nối đất dùng để nối liền phận nối với điện cực  Trong hệ thống cung cấp điện có loại nối đất chính: - Nối đất an toàn : Trang bị nối đất nối với vỏ thiết bị điện - Nối đất làm việc : Trang bị nối đất nối với dây trung tính máy biến áp, trung tính máy phát - Nối đất chống sét : Trang bị nối đất nối với phận chống sét kim lơi Khi có trang bị nối đất dịng ngắn mạch xuất cách điện vỏ thiết bị hỏng qua thiết bị theo dây dẫn chạy tản xuống đất 7.2 Tính tốn hệ thống nối đất cho phân xưởng Do lưới điện phân xưởng có U