Đồ án thiết kế cấp điện nhà máy chế biến sữa nutifood

BIA KHOA LUAN VOONGSAYLONG cdr TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA NUTIFOOD THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA NUTIFOOD VOÒNG SAY LỒNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018 V O Ò N G S A Y L Ồ N G T H IẾ T K Ế C U N G C Ấ P Đ IỆ N C H O N H À M Á Y C H Ế B IẾ N S Ữ A N U T IF O O D K H O A C Ô N G N G H Ệ Đ IỆ N Đồ án thiết kế cấp điện nhà máy chế biến sữa nutifood SVTH VOÒNG SAY.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA NUTIFOOD

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA NUTIFOOD

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài

VOÒNG SAY LỒNG

2 Tên đề tài

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SỮA NUTIFOOD

3 Nội dung

- Tính toán phụ tải các khu của nhà máy

- Chọn máy biến áp cho nhà máy

- Lựa chọn dây phía hạ áp

- Lựa chọn các thiết bị bảo vệ

- Tính toán nối đất và chống sét bảo vệ máy biến áp

- Nối đất và bảo vệ chống sét máy biến áp nhà máy

- Nâng cao hệ số công suất phản kháng

- Thiết kế chiếu sáng một số khu của nhà máy

Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng năm 2018

Sinh viên

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Tp.HCM, ngày tháng 6 năm 2018

Kí tên

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Tp.HCM, ngày tháng 6 năm 2018

Kí tên

Mục lục

Chương 1 MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu chung về nhà máy 1

1.1.1 Đặc điểm công nghệ, vị trí địa lí, kinh tế, đặc điểm phân bố phụ tải. 1

1.1.2 Phân loại phụ tải. 2

1.2 Nội dung tính toán thiết kế 2

Chương 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ CỦA TOÀN NHÀ MÁY 2.1 Các phương pháp tính toán phụ tải 3

2.1.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt. 3

2.1.2 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại k max và công suất trung bình P tb. 4

2.1.3 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị điện tích sản xuất. 5

2.1.4 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm. 5

2.2 Tính toán phụ tải cho từng phân xưởng 6

2.2.1 Tính toán công suất tính toán cho nhà bảo vệ và các nhà nghỉ nhà để xe và các hàng lang. 6

2.2.2 Tính toán công suất tính toán cho nhà văn phòng. 7

2.2.3 Tính toán công suất tính toán cho phòng kĩ thuật và phòng thí nghiệm. 8

2.2.4 Tính công suất cho khu sản xuất. 9

2.2.5 Tính công suất cho khu đóng gói bao bì. 10

2.2.6 Tính toán công suất cho khu tiền xử lý nước, hệ thống chữa cháy, máy nén. 12

2.2.7 Tính toán công suất tính toán cho khu lò hơi và hệ thống chiller. 14

2.2.8 Tính toán công suất tính toán cho khu xử lý nước thải. 15

2.2.9 Tính toán công suất tính toán cho kho thành phẩm. 16

2.2.10 Tính toán công suất tính toán cho kho nguyên liệu khô. 17

2.2.11 Tính tổng công suất toàn nhà máy và hệ số công suất cosφ. 18

2.2.12 Biểu đồ phụ tải các phân xưởng trong nhà máy. 20

Chương 3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ CUNG CẤP ĐIỆN 3.1 Xác định vị trí trạm biến áp của xí nghiệp 24

3.2 Lựa chọn máy biến áp 25

3.3 Sơ đồ nối dây từ trạm biến áp đến các phân xưởng 27

Chương 4 Tính toán phần điện 4.1 Xác định tổn hao công suất, tổn hao điện năng trong máy biến áp 30

4.2 Lựa chọn dây phía hạ áp 31

4.2.1 Lựa chọn dây phía hạ áp của phương án 1. 31

4.2.2 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp của phương áp 2. 44

4.3 Lựa chọn các thiết bị cắt và bảo vệ 49

4.3.1 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp. 49

4.3.2 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị hạ áp. 50

4.4.3 Lựa chọn các thiết bị khác. 65

Chương 5 Tính toán nối đất – chống sét và nâng cao hệ số cosφ 5.1 Tính toán nối đất trung tính 66

5.2 Tính toán chống sét 68

5.2.1 Tính toán chống sét trực tiếp 68

5.2.2 Lựa chọn thiết bị chống sét quá điện áp 69

5.3 Nâng cao hệ số công suất cosφ 71

Chương 6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA NHÀ MÁY 6.1 Thiết kế chiếu sáng các khu nhà nghỉ nam và nữ 75

6.1.1 Xác định số lượng, công suất bóng đèn 75

6.1.2 Thiết kế mạng điện chiếu sáng. 77

6.2 Thiết kế chiếu sáng cho khu văn phòng 79

6.2.1 Xác định số lượng, công suất bóng đèn. 79

6.2.2 Thiết kế mạng điện chiếu sáng. 81

6.3 Thiết kế chiếu sáng cho phòng kĩ thuật , phòng thí nghiệm 82

6.3.1 Xác định số lượng, công suất bóng đèn 82

6.3.2 Thiết kế mạng điện chiếu sáng 84

6.4 Thiết kế chiếu sáng khu sản xuất 85

6.4.1 Xác định số lượng, công suất bóng đèn. 85

6.4.2 Thiết kế mạng điện chiếu sáng 87

6.5 Thiết kế chiếu sáng cho khu đóng gói 89

6.5.1 Xác định số lượng, công suất bóng đèn. 89

6.5.2 Thiết kế mạng điện chiếu sáng. 91

6.6 Thiết kế chiếu sáng cho Kho thành phẩm 94

6.6.1 Xác định số lượng, công suất bóng đèn. 94

6.6.2 Thiết kế mạng điện chiếu sáng. 95

6.7 Thiết kế chiếu sáng cho kho nguyên liệu khô 97

6.7.1 Xác định số lượng, công suất bóng đèn. 97

6.7.2 Thiết kế mạng điện chiếu sáng. 98

Chương 7 KẾT LUẬN 100

Tài liệu tham khảo 102

LỜI CẢM ƠN 103

Danh mục các bảng

Bảng 1.1: Công suất và diện tích các khu 1

Bảng 2.1: Danh sách thiết bị khu sản xuất 9

Bảng 2.2: Danh sách thiết bị khu đóng gói bao bì 10

Bảng 2.3: Danh sách các thiết bị khu tiền xử lý nước, hệ thống chữa cháy, máy nén 12

Bảng 2.4: Phụ tải tính toán của các phân xưởng 19

Bảng 2.5: Bán kính và góc chiếu sáng từng phụ tải 23

Bảng 3.1: Tọa độ từng phụ tải 25

Bảng 4.1 : Chọn dây và tổn thất điện áp phương án 1 43

Bảng 4.2: Aptomat đến các khu 51

Bảng 4.3 : Aptomat từng thiết bị của khu sản xuất 54

Bảng 4.4 : Aptomat các thiết bị khu đóng gói 57

Bảng 4.5 : Aptomat các thiết bị khu tiền xử lý nước, hệ thống chữa cháy, máy nén 60

Bảng 4.6: Chọn aptomat cho từng khu 64

Danh mục các hình

Hình 2.1: Biểu đồ phụ tải điện 23

Hình 3.1: Biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp 25

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lí phương án cấp điện 1 28

Hình 3.3: Sơ đồ nối điện phương án 1 28

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lí phương án 2 29

Hình 3.5: Sơ đồ đi dây phương án cấp điện 2 29

Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lí tủ động lực sản xuất 56

Hình 4.2: Sơ đồ đơn tuyến động lực khu sản xuất 56

Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lí tủ động lực 5 58

Hình 4.4: Sơ đồ đơn tuyến động lực 5 59

Hình 4.5: Sơ đồ nguyên lí tủ động lực 6 61

Hình 5.1: Sơ đồ nối đất trung tính 68

Hình 5.2: Sơ đồ nối đất chống sét 70

Hình 5.3: Sơ đồ nối tụ bù 74

Hình 5.4: Sơ đồ tụ bù trong tủ điện phân phối 74

Hình 6.1: Bố trí đèn khu nhà nghỉ 78

Hình 6.2: Sơ đồ nguyên lí tủ chiếu sáng nhà nghỉ 79

Hình 6.3: Bố trí đèn nhà văn phòng 80

Hình 6.4: Sơ đồ nguyên lí tủ chiếu sáng nhà văn phòng 82

Hình 6.5: Bố trí đèn phòng kĩ thuật 84

Hình 6.6: Sơ đồ nguyên lí tủ chiếu sáng phòng kĩ thuật, thí nghiệm 85

Hình 6.7: Sơ đồ bố trí đèn khu sản xuất 87

Hình 6.8: Sơ đồ nguyên lí tủ chiếu sáng khu sản xuất 88

Hình 6.9: Bố trí đèn khu đóng gói 92

Hình 6.10: Sơ đồ nguyên lí tủ chiếu sáng khu đóng gói 93

Hình 6.11: Bố trí đèn kho thành phẩm 95

Hình 6.12: Sơ đồ nguyên lí tủ chiếu sáng kho thành phẩm 96

Hình 6.13: Bố trí đèn kho nguyên liệu khô 98

Hình 6.14: Sơ đồ nguyên lí tủ chiếu sáng kho nguyên liệu thô 100

Chương 1 MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu chung về nhà máy

1.1.1 Đặc điểm công nghệ, vị trí địa lí, kinh tế, đặc điểm phân bố phụ tải

Tổng quan về nhà máy :

Trong nhà máy sữa có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa đạng, phong phú và phức tạp Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và thiện đại Hệ thống máy móc trong nhà máy làm việc 3 ca liên tục Do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao

Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai; về mặt kĩ thuật và kinh tế phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá dư thừa dung lượng công suất dự trữ

Các phân xưởng trong nhà máy được xây dựng tương đối gần nhau và được thống kê trong bảng sau:

Bảng 1.1: Công suất và diện tích các khu

1 Nhà bảo vệ và các nhà nghỉ nhà để xe và các hàng

6 Khu tiền xử lý nước, hệ thống chữa cháy, máy nén Tính toán 1044

Theo quy trình trang bị điện và công nghệ của nhà máy ta thấy khi ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của nhà máy gây thiệt hại về kinh tế

cho công ty do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại II, cần được bảo đảm cung cấp điện liên tục và an toàn

1.1.2 Phân loại phụ tải

Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại phụ tải:

+ Phụ tải động lực

+ Phụ tải chiếu sáng

Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp

đến thiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm trong dải từ 1 đến hàng chục kw và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz

Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn Phụ tải

chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f =

50 Hz

1.2 Nội dung tính toán thiết kế

Các nội dung trong tính toán thiết kế :

- Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy

- Thiết kế mạng điện cho toàn nhà máy:

+ Chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

+ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy

+ Lựa chọn sơ đồ nối điện

- Lựa chọn các thiết bị

- Tính toán nối đất va chống sét bảo vệ máy biến áp

- Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của nhà máy

- Tính toán chiếu sáng cho một số khu của nhà máy

Chương 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC

PHÂN XƯỞNG VÀ CỦA TOÀN NHÀ MÁY

2.1 Các phương pháp tính toán phụ tải

2.1.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt

Phương pháp này thường được sử dụng khi thiết kế nhà xưởng lúc mới chỉ biết

duy nhất một số liệu cụ thể là công suất đặt của từng phân xưởng

2.1.1.1 Phụ tải động lực

Ptt = Knc × Pđ

Qtt = Ptt × tgφ Trong đó:

Knc: Hệ số nhu cầu, tra sổ tay kĩ thuật

Cosφ: Hệ số công suất tính toán, tra sổ tay, từ đó rút ra tgφ

Pđ: công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán có thể coi gần đúng Pđ ~ Pđm (kw)

2.1.1.2 Phụ tải chiếu sáng

Pcs = P0 × S

Qcs = Pcs × tgφ Trong đó:

Pcs: suất chiếu sáng trên đơn vị diện tích (w/m), trong thiết kế sơ bộ

có thể lấy theo số liệu tham khảo

S: diện tích cần được chiếu sáng (m 2)

2.1.1.3 Phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng

Kmax:Hệ số cực đại, tra đồ thị hoặc theo hai đại lượng ksd và số thiết

bị dùng điện có hiệu quả nhq

* Trình tự tính số thiết bị dùng điện có hiệu quả nhq

- Xác định n1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm

- Xác định P1 là công suất của n1 thiết bị điện trên

- Xác định n1

n1* = n1/n và P1* = P1/P Trong đó:

n: tổng số thiết bị trong nhóm

P: Tổng công suất của nhóm (kw) P = ∑ Pđmi

Từ n1 và P1 tra bảngA4 (trang 11 hướng dẫn đồ án môn học thiết kế cung

P0: Suất phụ tải trên 1 m2 diện tích sản xuất (kw/m 2) Giá trị P0 có thể tra được trong sổ tay

F: Diện tích sản xuất (m 2) tức là diện tích đặt máy sản xuất

2.1.4 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Phụ tải tính toán được xác định bằng công thức:

2.2 Tính toán phụ tải cho từng phân xưởng

2.2.1 Tính toán công suất tính toán cho nhà bảo vệ và các nhà nghỉ nhà để xe

Knc = 0.75: Hệ số nhu cầu của phân xưởng 1

Cosφ = 0.8 Hệ sô công suất cosφ tra theo bảng A.3 (tài liệu hướng

dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện trang 9)

Dùng LED TUBE T8 với cosφ = 0.9

P0 = 10 (w/m) ( trang bảng 2-5, trang623, CUNG CẤP ĐIỆN,

Itt1 = Stt1

√3×Uđm =

195.79

√3×0.38 = 297 (A)

2.2.2 Tính toán công suất tính toán cho nhà văn phòng

2.2.2.1 Công suất động lực cho nhà văn phòng

Pđl2 = knc × Pđ2

Qđl2 = tgφ × Pđl2

Trong đó:

Knc = 0.75: Hệ số nhu cầu của phân xưởng 2

Cosφ = 0.8 Hệ số công suất cosφ tra theo bảng A.3 (tài liệu hướng

dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện trang 9)

2.2.2.2 Công suất chiếu sáng cho nhà văn phòng

Dùng bộ đèn led âm trần M15 cosφ = 0.9

P0 = 15 (w/m) ( trang bảng 2-5, trang623, CUNG CẤP ĐIỆN,

2.2.3 Tính toán công suất tính toán cho phòng kĩ thuật và phòng thí nghiệm

2.2.3.1 Công suất động lực cho phòng kĩ thuật và phòng thí nghiệm

Pđl3 = knc × Pđ3

Qđl3 = tgφ × Pđl3

Trong đó:

Knc = 0.75: Hệ số nhu cầu của phân xưởng 3

Cosφ = 0.75 Hệ sô công suất cosφ tra theo bảng A.3 (tài liệu hướng

dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện trang 9)

2.2.3.2 Công suất chiếu sáng cho phòng kĩ thuật và phòng thí nghiệm

Dùng đèn led âm trần M1 cosφ = 0.9

P0 = 20 (w/m) ( trang bảng 2-5, trang623, CUNG CẤP ĐIỆN,

2.2.4 Tính công suất cho khu sản xuất

2.2.4.1 Công suất động lực cho khu sản xuất

Bảng 2.1: Danh sách thiết bị khu sản xuất

- Thiết bị có công suất lớn nhất: ALEX với công suất 45 (kw)

 Số thiết bị có công suất P ≥ 22.5: n1 = 4

- Công suất của các thiết bị đó: P1 = 152 (kw)

∑ni=1Pđmi = 0.79

- Dựa vào bảng A.2 tài liệu hướng dẫn đồ án môn cung cấp điện theo mối quan hệ ksd và nhq ta có:

2.2.4.2 Công suất chiếu sáng khu sản xuất

Dùng đèn LEB high bay  cosφ = 0.9

P0 = 15 (w/m) (trang bảng 2-5, trang623, CUNG CẤP ĐIỆN, Nguyễn

2.2.5 Tính công suất cho khu đóng gói bao bì

2.2.5.1 Công suất động lực cho khu đóng gói bao bì

Bảng 2.2: Danh sách thiết bị khu đóng gói bao bì

- Số thiết bị trong nhóm 16

- Thiết bị có công suất lớn nhất: Dây truyền đóng gói với công suất 30 (kw)

 Số thiết bị có công suất Pđm ≥ 15: là n1 = 4

- Công suất của các thiết bị đó: P1 = 120 (kw)

- Dựa vào bảng A.4 (trang 11 tài liệu hướng dẫn đồ án môn học thiết kế cung

cấp điện) theo mối quan hệ n1 và P1 ta có:

- Dựa vào đường cong hình 3.7 (tài liệu cung cấp điện của Nguyễn Xuân Phú)

thì với mối quan hệ giữa n* và P* ta có:

2.2.5.2 Công suất chiếu sáng cho khu đóng gói bao bì

P0 = 15 (w/m) ( trang bảng 2-5, trang 623, CUNG CẤP ĐIỆN,

- Thiết bị có công suất lớn nhất: FIRE FIGHTING với công suất 45 kw

 Số thiết bị có công suất Pđm ≥ 22.5 là: n1 = 4

- Công suất của các thiết bị đó: P1 = 153 (kw)

- Dựa vào đường cong hình 3.7 tài liệu cunng cấp điện của Nguyễn Xuân Phú

thì với mối quan hệ giữa n* và P* ta có:

Dùng đèn LEB high bay  cosφ = 0.9

P0 = 15 (w/m) ( trang bảng 2-5, trang623, CUNG CẤP ĐIỆN,

2.2.7 Tính toán công suất tính toán cho khu lò hơi và hệ thống chiller

2.2.7.1 Công suất động lực cho khu lò hơi và hệ thống chiller

Qđl7 = tgφ × Pđl7

Trong đó:

Knc = 0.75: Hệ số nhu cầu của phân xưởng 7

Cosφ = 0.75 Hệ sô công suất cosφ tra theo bảng A.3 (tài liệu hướng

dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện trang 9)

2.2.7.2 Công suất chiếu sáng cho khu lò hơi và hệ thống chiller

Dùng đèn LEB high bay với cosφ = 0.9

P0 = 10 (w/m) ( trang bảng 2-5, trang623, CUNG CẤP ĐIỆN,

Nguyễn Xuân Phú)

Pcs7 = P0 × Spx7 = 10 × 710.5 = 7105 W = 7.105 (kw)

Qcs7 = tgφ × Pcs7=0.48 × 7.105 = 3.41 (kvar)

Scs7 = √𝑃𝑐𝑠72+ 𝑄𝑐𝑠72 = √7.1052+ 3.412 = 7.88 (kva)

2.2.7.3 Tổng công suất tính toán cho khu lò hơi và hệ thống chiller

2.2.8 Tính toán công suất tính toán cho khu xử lý nước thải

2.2.8.1 Công suất động lực cho khu xử lý nước thải

Pđl8 = knc × Pđ8

Qđl8 = tgφ × Pđl8

Trong đó:

Knc = 0.65: Hệ số nhu cầu của phân xưởng 8

Cosφ = 0.8 Hệ số công suất cosφ tra theo bảng A.3 (tài liệu hướng

dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện trang 9)

2.2.9 Tính toán công suất tính toán cho kho thành phẩm

2.2.9.1 Công suất động lực cho kho thành phẩm

Pdl9 = knc × Pđ9

Qđl9 = tgφ × Pđl9

Trong đó:

Knc = 0.7: Hệ số nhu cầu của phân xưởng 9

Cosφ = 0.8 Hệ sô công suất cosφ tra theo bảng A.3 (tài liệu hướng

dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện trang 9)

2.2.9.2 Công suất chiếu sáng cho kho thành phẩm

P0 = 10 (w/m) ( trang bảng 2-5, trang623, CUNG CẤP ĐIỆN,

2.2.10 Tính toán công suất tính toán cho kho nguyên liệu khô

2.2.10.1 Công suất động lực cho kho nguyên liệu khô

Pdl10 = knc × Pđ

Qđl10 = tgφ × Pđl10

Trong đó:

Knc = 0.7: Hệ số nhu cầu của phân xưởng 10

Cosφ = 0.8 Hệ sô công suất cosφ tra theo bảng A.3 (tài liệu hướng

dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện trang 9)

2.2.10.2 Công suất chiếu sáng cho kho nguyên liệu khô

P0 =10 (w/m) ( trang bảng 2-5, trang623, CUNG CẤP ĐIỆN,

2.2.11 Tính tổng công suất toàn nhà máy và hệ số công suất cosφ

Bảng 2.4: Phụ tải tính toán của các phân xưởng

P i

KW

Q i KVAr

2.2.12 Biểu đồ phụ tải các phân xưởng trong nhà máy

Việc xác định biểu đồ phụ tải trên mặt bằng nhà máy có mục đích là để phân phối hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy, chọn các vị trí đặt máy biến áp sao cho đạt chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất

Biểu đồ phụ tải của mỗi phân xưởng là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính của phân xưởng đó theo một tỷ lệ lựa chọn Nếu coi phụ tải mỗi phân xưởng là đồng đều theo diện tích phân xưởng thì tâm vòng tròn phụ tải trùng với tâm của phân xưởng đó

Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra hai thành phần:

+ Phụ tải động lực

+ Phụ tải chiếu sáng

2.2.12.1 Bán kính vòng tròn phụ tải

R=√Sttpxiπ.m

Trong đó

Rpxi : bán kính vòng tròn phụ tải phân xưởng i, mm

Sttpxi: Công suất tính toán toàn phân xưởng i, kva

2.2.12.3 Tính toán cho các phân xưởng

- Tính toán nhà bảo vệ và các nhà nghỉ nhà để xe và các hàng lang

- Tính toán Khu lò hơi và hệ thống chiller

 Sau khi tính toán ta lập được bảng sau:

Bảng 2.5: Bán kính và góc chiếu sáng từng phụ tải

(kVAr)

R (cm) α csi , 0

6 Khu tiền xử lý nước, hệ thống chữa cháy, máy nén 15.66 180.95 4.4 31.15

7 Khu lò hơi và hệ thống chiller 7.105 588.04 7.9 4.3

Hình 2.1: Biểu đồ phụ tải điện

ụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực

Chương 3

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ CUNG CẤP ĐIỆN

3.1 Xác định vị trí trạm biến áp của xí nghiệp

 Xác định vị trí trạm phân phối trung tâm:

Tâm phụ tải điện là điểm quy ước bất kỳ sao cho :

Si: là phụ tải tính toán của phân xưởng i

xi , yi , zi : là toạ độ của phân xưởng i theo hệ trục toạ độ tuỳ chọn n: là số phân xưởng có phụ tải điện trong xí nghiệp

Thực tế ta bỏ qua toạ độ z Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối,tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện

∑ni=1Si =

115536.6021644.98 = 70 m

n i=1

∑ni=1Si =

116947.5641644.98 = 71 m.

 Để phù hợp với xưởng ta chọn điểm O (60 ; 110 )

3.2 Lựa chọn máy biến áp

- Phân xưởng có kích thước nhỏ

- Công suất của toàn nhà máy tương đối nhỏ ( < 2000 kva )

Hình 3.1: Biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp

ất hàng

?p hàng

ờ

- Phụ tải loại II chiếm 52% tổng công suất toàn mạng

Vì vậy ta chọn phương án một trạm biến áp gồm hai máy biến áp

Ta chia 10 khu thành hai nhóm phụ tải

Nhóm 1: Dành cho máy biến áp một gồm các khu sau

Tên khu Khu tiền xử lý nước, hệ

thống chữa cháy, máy nén

Khu lò hơi và

hệ thống chiller

Khu xử lý nước thải

Kho nguyên liệu khô

Nhóm 2 : Dành cho máy biến áp hai gồm các khu sau

Tên

khu

Nhà bảo vệ và các nhà nghỉ nhà để xe và các hàng lang

Nhà văn phòng

Phòng kĩ thuật và phòng thí nghiệm

Khu sản xuất

Khu đóng gói

Kho thành phẩm

 Tổng công suất phụ tải nhóm 1:

S1 = Spx6 + Spx7 + Spx8 + Spx10

= 180.95 + 588.04 + 34.93 + 29.86 = 834.14 (kva)

+ Tổng công suất phụ tải loại II của nhóm 1

S1II = 588.04 (kva)

+ Chiếm 70% tổng công suất phụ tải nhóm 1

 Tổng công suất phụ tải nhóm 2:

+ Chiếm 65% tổng công suất phụ tải nhóm 2

Chọn công suất của máy biến áp để SđmMBA ≥ Stt

1.4 (theo tiêu chuẩn việt nam) và khi có sự cố xảy ra nó không những chịu được công suất của phụ tải nhóm đó mà còn chịu thêm phụ tải loại II của nhóm gặp sự cố

3.3 Sơ đồ nối dây từ trạm biến áp đến các phân xưởng

Lựa chọn phương án cấp điện là vấn đề rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến vận hành khai thác và phát huy hiệu quả cấp điện

Để chọn phương án cấp điện an toàn phải tuân theo các điều kiện sau:

+ Đảm bảo chất lượng điện năng

+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện về tính liên tục phù hợp với yêu cầu của phụ tải

+ Thuận lợi cho việc lắp ráp vận hành và sửa chữa cũng như phát triển phụ tải + An toàn cho người vận hành và máy móc

Để đảm bảo độ an toàn và mỹ quan trong xí nghiệp các tuyến dây sẽ được xây dựng bằng đường cáp Có thể so sánh 2 phương pháp nối dây như sau:

Phương án 1: Sơ đồ hình tia Kéo dây trực tiếp từ trạm biến áp đến các phân

xưởng, theo đường bẻ góc, các đường cáp sẽ được xây dựng dọc theo các mép đường

và nhà xưởng, như vậy sẽ thuận tiện cho việc xây dựng, vận hành và phát triển mạng điện Các khu loại II có thêm đường dây dự phòng, các phân xưởng loại III không có

đường dây dự phòng

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lí phương án cấp điện 1

Hình 3.3: Sơ đồ nối điện phương án 1

Khu 10 Khu 8

AT7 AT6

CCTR2

BA2-1000KVA 22/0,4 KV

Khu 5

AT15 AT14

Phương án 2: Sơ đồ phân nhánh: các khu loại II được đi hai đường dây ( chính +

dự phòng), các phân xưởng loại III ở gần nhau đi chung một đường dây

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lí phương án 2

Khu 10 Khu 8

AT7 AT6

CCTR2

BA2-1000KVA 22/0,4 KV

Khu 5

AT15 AT14

Khu 9

AT16

AT23 AT24AT25 AT26AT27 AT28 AT29

Chương 4 Tính toán phần điện

4.1 Xác định tổn hao công suất, tổn hao điện năng trong máy biến áp

Trạm biến áp sử dụng hai máy biến áp có dung lượng như nhau, mỗi máy cấp điện cho một nhóm phân xưởng Khi một máy biến áp gặp sự cố thì máy biến áp còn lại sẽ đảm bảo nguồn điện cho toàn phân xưởng loại II Do số lượng phụ tải và công suất phụ tải của hai nhóm phân xưởng mà hai máy biến áp cấp điện là khác nhau nên tổn hao trong hai máy là khác nhau

- Tổn hao do công suất tác dụng trong máy biến áp:

∆PBA = ∆P0 + ∆Pk ×(Spt

Sdm)2 Trong đó :

∆PBA: tổn thất công suất tác dụng trong máy biến áp

∆P0 : tổn thất công suất tác dụng không tải

∆Pk : tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch

Sđm : dung lượng định mức máy biến áp

+ Đối với máy biến áp 1 : Spt = 834.14 (kva)

- Tổn điện năng trong máy biến áp

+ Đối với máy biến áp 1: Spt = 834.14 (kva)

∆AT1 = ∆P0 × t + ∆Pk × (𝑆𝑝𝑡

𝑆𝑑𝑚)2× τ

= 0.98 × 8760 + 8.55 × (834.14

1000 )2 × 5000 = 38329.8 (kwh)

+ Đối với máy biến áp 2: Spt = 804.03 (kva)

∆AT2 = ∆P0 × t + ∆Pk × (Spt

Sdm)2× τ

= 0.98 × 8760 + 8.55 × (811.2

1000)2 × 5000 = 36221 ( kwh )

4.2 Lựa chọn dây phía hạ áp

4.2.1 Lựa chọn dây phía hạ áp của phương án 1

Chọn loại dây dẫn là dây đồng; Vị trí lắp đặt: Đường dây trên máng cáp

K1 = 0.96 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ 350 ( cách điện XLPE)

K2 = 0.87 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng cáp đi chung 1

rãnh ( 3 mạch 3 pha trên 1 khay)

Ta chọn loại cáp có tiết diện F = 120 mm 2 có Icp = 395 (A)

r0 = 0.158 Ω/km và x0 = 0.078 Ω/km

(Tra bảng 4.2/trang 222 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện – Ngô Hồng Quang)

 Xác định tổn hao điện áp và tổn hao công suất

- Hao tổn điện áp thực tế

ΔU = P × r0 + Q ×x0

= 167.06 × 0.158 + 97.44 ×0.078

-3 = 12.6 (V) < 19 (V)

Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện đặt ra

- Tổn hao công suất tác dụng:

- Tổn hao công suất phản kháng:

- Tổn thất điện năng trên dây dẫn

K1 = 0.96 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ 350 ( cách điện XLPE)

K2 = 0.98 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng cáp đi chung 1

rãnh ( 1 mạch 3 pha trên 1 khay)

 Ta chọn loại cáp có tiết diện F = 16 mm 2 có dòng điện cho phép là 100 (A)

r0 = 1.157 Ω/km và x0 = 0.101 Ω/km

(Tra bảng 4.2/trang 222 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện – Ngô Hồng Quang)