Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Sinh viên thực hiện: :Dương Văn Hoàng Mã sinh viên: :1781420146 Giảng viên hướng dẫn: :T.S Đặng Việt Hùng Ngành: :Kỹ thuật điện Chuyên ngành: Lớp: :Điện công nghiệp dân dụng :D12ĐCN&DD Hà nội Trang LỜI NÓI ĐẦU Trong công xây dựng đổi đất nước , nghành cơng nghiệp điện lực ln giữ vai trị vô quan trọng Ngày điện trở thành dạng lượng thiếu hầu hết lĩnh vực Khi xây dựng khu công nghiệp , nhà máy , khu dân cư việc phải tính đến xây dựng hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất sinh hoạt cho khu vực Trong cơng cơng nghiệp hố đại hố , ngành cơng nghiệp nước ta ngày khởi sắc , nhà máy xí nghiệp không ngừng xây dựng Gắn liền với cơng trình hệ thống cung cấp điện thiết kế xây dựng Xuất phát từ yêu cầu thực tế , với kiến thức học môn Cung cấp điện , em nhận đề tài thiết kế đồ án môn học :“Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp” Đồ án môn học giúp em hiểu rõ thêm công việc thực tế kĩ sư hệ thống điện , cơng việc sau thân Em xin gửi lời cám ơn đến thầy Đặng Việt Hùng tận tình hướng dẫn em hồn thành đồ án mơn học.Đồ án em cịn vài thiếu sót ,kính mong đóng góp ý kiến thầy cô khoa để đồ án em hoàn thiện Sinh viên thực Dương Văn Hoàng Trang Mục Lục CHƯƠNG I TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN 1.1 Tính tốn chiếu sáng cho phân xưởng 1.2 Phụ tải thơng thống làm mát .11 1.3 Phụ tải động lực 11 Bảng 1.1: Phân nhóm thiết bị điện phân xưởng sửa chữa khí .13 2.1: Xác định dung lượng bù cần thiết 23 2.2:Lựa chọn vị trí đặt tụ bù 23 2.3Tính tốn phân phối dung lượng bù 23 CHƯƠNG III SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG 25 3.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 25 3.2 Chọn công suất số lượng máy biến áp 29 3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 33 3.3.1 Sơ chọn phương án 33 3.4 Tính tốn chọn phương án tối ưu 46 CHƯƠNG IV LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ CỦA SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 62 4.1 Chọn dây dẫn mạng động lực, dây dẫn mạng chiếu sáng 62 4.1.1 Chọn dây dẫn mạng động lực 62 4.1.2 Chọn dây dẫn cho mạng điện chiếu sáng 67 4.2 Tính tốn ngắn mạch .70 4.3 chọn thiết bị bảo vệ đo lường .74 4.3.1 chọn dao cách ly .74 4.3.2 chọn máy cắt phụ tải 75 4.3.3 cầu chì cao áp 75 4.3.4 Thanh góp hạ áp TBA .76 4.1.5 Chọn aptomat bảo vệ TBA .76 Tài liệu tham khảo .79 Trang ĐỒ ÁN “Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Sản Xuất Công Nghiệp” PHẦN A: Dữ kiện Thiết kế cung cấp điện Bài 3A “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp’’ Thiết kế mạng điện cung cấp cho phân xưởng với số liệu cho bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng Tỷ lệ phụ tải điện loại I 70% Hao tổn điện áp cho phép mạng điện hạ áp 3.5% Hệ số công suất cấn nâng lên cos = 0,9 Hệ số chiết khấu i=12% Công suất ngắn mạch điểm đấu điện S k , MVA; Thời gian tồn dòng ngắn mạch tk =2,5 Giá thành tổn thất điện c =1300đ/kWh; Điện áp lưới phân phối 22kV Thời gian sử dụng công suất cực đại TM =4500(h) Chiều cao phân xưởng h=5,5(m) Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=900(m) Các tham số khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện Trang Số hiệu sơ đồ Tên thịết bị Hệ số Cos Công suất đặt P, KW theo phương án 1;2;3;19;20;26;27 Máy tiện ngang bán 0.35 0.67 15+18+22+7,5+18+22+22 tự động 4;5;7;8;24 Máy tiện xoay 0.32 0.68 1.5+2.8+7.5+10+5.5 Máy tiện xoay 0.3 0.65 8.5 11 Máy khoan đứng 0.37 0.66 2.8 9;10;12 Máy khoan đứng 0.37 0.66 4.5+7.5+7.5 13 Máy khoan định tâm 0.3 0.58 2.8 14;15;16;17 Máy tiện bán tự động 0,41 0.63 2.8+2.8+5.5+7.5 18 Máy mài nhọn 0,45 0,67 2.2 21;22;23;28;29;30;31 Máy tiện ren 0,47 0.7 3+2.2+2.8+5+4.5+5+10 25;32;33 Máy doa 0.45 0.63 4.5+7.5+6 34 Máy hàn hồ quang 0.53 0.9 30 35 Máy biến áp 0.45 0.58 33 36 Máy tiện ren 0.4 0.6 15 37 Máy hàn xung 0.32 0.55 20 38;39 Máy chỉnh lưu hàn 0.46 0.62 25+30 Trang sơ đồ mặt phân xưởng khí- sửa chữa N Trang CHƯƠNG I TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN 1.1 Tính tốn chiếu sáng cho phân xưởng Thiết kế chiếu sáng yêu cầu công việc Vấn đề quan trọng thiết kế chiếu sáng đáp ứng yêu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng thị giác Ngoài hiệu chiếu sáng cịn phụ thuộc vào quang thơng, màu sắc ánh sáng, lựa chọn hợp lý bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế mỹ quan hoàn cảnh Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo u cầu sau: o Khơng bị lố mắt o Khơng lố phản xạ o Khơng có bóng tối o Phải có độ rọi đồng o Phải đảm bảo độ sáng đủ ổn định o Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục chiếu sáng kết hợp ( kết hợp cục chung) Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc xác, nơi mà thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng khơng tạo bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp Các phân xưởng thường dùng đèn huỳnh quang đèn huỳnh quang có tần số làm việc 50Hz gây ảo giác không quay cho động không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động Do người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho phân xưởng sửa chữa khí Việc bố trí đèn đơn giản, thường bố trí theo góc hình vng hình chữ nhật Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất cơng nghiệp có kích thước axbxh 24x36x5,5 m Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu sám,với độ rọi yêu cầu Eyc = 50 lux.( theo bảng 18.pl.BT) Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 50 lux nhiệt độ màu cần thiết  m  30000 K cho môi trường ánh sáng tiện nghi Mặt khác xưởng sữa chữa Trang có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn rạng đông với công suất 200W với quang thông F= 3000 lumen.( bảng 45.pl trang 488 gt ccđ thầy hòa) Chọn độ cao treo đèn : h’ = 0,5 m ; Chiều cao mặt làm việc : hlv = 0,8 m ; Chiều cao tính tốn : h = H – hlv = 5,5-0,8 =4,7m; Hình 1.1: sơ đồ tính tốn chiếu sáng Tỉ số treo đèn: j h' 0,5   0, 096   thỏa mãn yêu cầu ' h  h 4,  0,5 Ngồi chiếu sáng chung cịn trang bị thêm cho Căn vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách đèn Ld = m Ln = m  q=2; p=2; Sơ đồ chiếu sáng cho phân xưởng Trang 24m 4.1m 36m 1.6m 4,1m 1.75m Hình 1.2: sơ đồ bố trí bóng đèn phân xưởng Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ đồng ánh sang điểm Ld L q d hay Ln L  p n 4 4      thỏa mãn 3 Vậy số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo đồng chiếu sáng Nmin = 54; Hệ số không gian: 𝐾𝑘𝑔 = 𝑎.𝑏 ℎ(𝑎+𝑏) = 36.24 4,7(36+24) = 3,06 Căn đặc điểm nội thất chiếu sáng coi hệ số phản xạ trần: tường: sàn 70:50:30 (Tra bảng 47.pl trang 313 gt cung cấp điện sách thây khánh) ứng với hệ số phản xạ nêu hệ số không gian kkg =4,8 ta tìm hệ số lợi dụng kld = 0,598; Hệ số dự trữ lấy kdt=1,2; hệ số hiệu dụng đèn   0,58 Xác định quang thông tổng: F  E yc S K dt  Kld  50.24.36.1,  149463, 7297 (lumen) 0,58.0,598 Trang Số lượng đèn tối thiểu là: N F 149463,7297   49,82  N  54 Fd 3000 Như tổng số đèn cần lắp đặt 54 bố trí sau: Kiểm tra độ rọi thực tế: E Fd N  K ld 3000.54.0, 58.0, 598   54,193 > a.b. dt 36.24.1, Eyc=50lux Tổng công suất chiếu sáng chung (coi hệ số đồng thời kđt =1), Pcs chung = kđt N Pd = 54 200 = 10800 W Chiếu sáng cục : Pcb = 39.100 = 3900 W Vậy tổng công suất chiếu sáng là: Pcs = Pcs chung + Pcb = 10800 + 3900 = 14700 W = 14.7 kW Vì đèn dùng nên hệ số cos nhóm chiếu sáng Trang 10 Ở chương chọn sơ tiết diện dây dẫn từ TBA đến tủ phân phối từ tủ phân phối đến tủ động lực ( bảng 3.3) Bây tiến hành kiểm tra theo điều kiện dòng cho phép Theo phương thức mắc hào cáp, xác định hệ số hiệu chỉnh : k1 = 0,95, k2 = 1, k3 = 0,96 + Từ trạm biến áp tới tủ phân phối: dùng dây XLPE.185, có dịng điện cho phép điều kiện chuẩn là: Icp = 465 A Dòng điện hiệu chỉnh cho phép: Ilv = 234Uđm mạng=22 kV -Dòng điện định mức: Iđm>Ilv=8,08 A Ta chọn máy cắt khơng khí loại cố định 3cực 3WL1112-2CB32-1AA2 Siemens chế tạo (2) có thơng số cho bảng sau: Bảng Thông số MC Bảng 4.4: bảng thông số máy cắt phụ tải Số lượng Iđm(A) IN(kA) 1250 55 Đơn giá (USD/bộ) 2707.13 4.3.3 cầu chì cao áp Cầu chì chọn theo điều kiện sau: -điện áp định mức UdmCC ≥ Umạngđiện=22(kV) -dòng điện định mức IdmCC ≥ 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 = 𝑘𝑞𝑡𝑏𝑡 𝑆𝑡𝑡𝑝𝑥 1,4.160 √3𝑈đ𝑚 = √3.22 =5,88(A) Chọn cầu chì cao áp ∏K Nga chế tạo (3) ta có Bảng 4.5: bảng thơng số cầu chì dây dẫn nguồn-TBA Số lượng UđmCC(kV) IđmCC(A) Icắt Đơn giá (A) (103/bộ) Trang 75 24 30 12 1700 4.3.4 Thanh góp hạ áp TBA Thanh góp TBA chọn theo điều kiện dịng điện phát nóng cho phép Theo điều kiện phát nóng: k1.k2.Icp ≥ Icb= 308,04 √3 0,38 =468,02(A) Chọn góp đồng hình chữ nhật, có sơn kích thước (40 x 5) mm, pha đặt với Icp = 700 (A) ⇒ k1.k2.Icp = 1.700 = 700 (A)> 468.02(A) (thỏa mãn) Ta có bảng thơng số kỹ thuật Bảng 4.6: Bảng thơng số góp hạ ápcủa TBA Kích thước 𝐼𝑐𝑝 𝑟0 𝑥0 Đơn giá (mm) (A) (mΩ/m) (mΩ/m) (.103 đ/𝑘𝑔) 40x5 700 0.1 0.214 60 4.1.5 Chọn aptomat bảo vệ TBA Aptomat tổng aptomat phân đoạn chọn theo điều kiện sau: -điện áp định mức UdmAp ≥ Umạngđiện=0.38(kV) -dòng điện định mức IdmAp ≥ 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 = 𝑘𝑞𝑡𝑏𝑡 𝑆đ𝑚𝑀𝐵𝐴 1,4.160 √3𝑈đ𝑚 = √3.0.38 =340.33(A) Chọn aptomat SA603-H Nhật Bản chế tạo (5) ta có Bảng 4.7 bảng thơng số aptomat tổng aptomat phân đoạn dây dẫn TBA UđmAp(kV) IđmAp(A) 380 600 Icắt Số cực (103/bộ) (A) 85 Đơn giá 4020  kiểm tra thiết bị dây cáp chọn Trang 76 Kiểm tra dây cáp nguồn-TBA Cáp chọn kiểm tra điều kiện phát nóng cậy ta kiểm tra ổn định nhiệt dây cáp thỏa mãn khi: Fmin  BN Ct  IN tk Ct  Fng tba  35(mm ) Với 𝐼𝑁 : Gía trị dịng điện ngắn mạch bap chạy qua thiết bị (A) 𝑡𝑘 : thời gian tồn dòng ngắn mạch, thao đề 𝑡𝑘 =2,5(s) 𝐶𝑡 : hệ số đặc trưng dây cách điện, phụ thuộc vào vật liệu dẫn điện cho bẳng 7.2.1 (8) Với dây cáp đồng có 𝐶𝑡 =159 o Kiểm tra dây cáp từ TBA đến TPP theo biểu thức Fmin  BN Ct 103 2,5  IN  0.048  1.5(mm )  35(mm ) Ct 159 tk o Kiểm tra góp hạ áp trạm biến áp Kiểm tra ổn định nhiệt theo điều kiện: Fmin  BN Ct  IN tk Ct  Fthanhgóp  200(mm ) Trong đó: Ct: hệ số đặc trưng dây cách điện, phụ thuộc vào vật liệu dẫn điện(9).với dẫn đồng có Ct=171 Fmin  BN Ct  IN tk Ct  0.048 103 2,5  0.43(mm )  200(mm ) 171 o Kiểm tra dao cách ly PBP-24/8000 Dịng điện ngắn mạch xung kích cho phép : ixkDCL= 300 ( kA)≥ ixkN=3,49(kA) thỏa mãn Trang 77 o Kiểm tra cầu chì cao áp loại ∏𝐾 Dòng điện cắt định mức: IcắtCC= 12 ( kA)≥ iN=3,49 (kA) thỏa mãn Vậy thiết bị dây cáp chọn phía cao áp thỏa mãn điều kiện Trang 78 Tài liệu tham khảo [1] Trần Quang Khánh.Giáo trình hệ thống cung cấp điện Nxb Khoa học kỹ thuật 2014 [2] Trần Quang Khánh.Bài tập cung cấp điên Nxb Khoa học kỹ thuật [3] Ngô Hồng Quang.Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV Nxb Khoa học kỹ thuật [4] Bảng giá thiết bị đóng cắt Siemens 2013 [5] Bảng giá máy biến áp ABB 2013 (http://qstar.vn/bang-gia/39/224/may-bien-apabb) Trang 79 ... Trang ĐỒ ÁN ? ?Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Sản Xuất Công Nghiệp? ?? PHẦN A: Dữ kiện Thiết kế cung cấp điện Bài 3A ? ?Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp? ??’ Thiết kế mạng điện. .. trình hệ thống cung cấp điện thiết kế xây dựng Xuất phát từ yêu cầu thực tế , với kiến thức học môn Cung cấp điện , em nhận đề tài thiết kế đồ án môn học :? ?Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân. .. kế mạng điện cung cấp cho phân xưởng với số liệu cho bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng Tỷ lệ phụ tải điện loại I 70% Hao tổn điện áp cho phép mạng điện hạ áp 3.5% Hệ số công suất cấn