THIẾT kế CUNG cấp điện CHO một xí NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

I.Tính toán phụ tải: 1.1.Xác định phụ tải tính toán của từng phân xưởng • Xác định phụ tải động lực của các phân xưởng • Xác định phụ tải chiếu sáng lấy = 12W/ • Tổng hợp phụ tải của mỗi

Danh sách phân công nhóm VII

Thái Duy Phương (Nhóm trưởng): Y, Ơ Nguyễn Minh Phúc: D Phạm Thị Tuyết Nga: T Đặng văn Phức: U

Nguyễn Mạnh Ninh: A, G Nguyễn Nhật Quang: K, N

Ư

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Điện năng là một dạng năng lượng có tầm quan trọng rấtlớn trong bất kỳ lĩnh vực nào trong nền kinh tế quốc dân và đờisống xã hội Việc cung cấp điện hợp lý và đạt hiệu quả là vôcùng cần thiết Nó đòi hỏi người kỹ sư tính toán và nghiên cứusao cho đạt hiệu quả cao, hợp lý, tin cậy, và đảm bảo chấtlượng cả về kinh tế và kỹ thuật đặc biệt là đối với các xí nghiệpcông nghiệp nói riêng và ngành công nghiệp cũng như cácngành kinh tế khác nói chung

Một phương án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp mộtcách hài hoà các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện,

độ an toàn cao, thẩm mỹ, Đồng thời phải đảm bảo tính liêntục cung cấp điện, tiện lợi cho vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc

và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vicho phép Hơn nữa phải thuận lợi cho việc mở rộng và pháttriển trong tương lai

Với đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”, em đã cố gắng học hỏi, tìm hiểu để hoàn thành

một cách tốt nhất Trong thời gian thực hiện đề tài, cùng với sự

cố gắng của bản thân đồng thời em đã nhận được sự giúp đỡhướng dẫn rất tận tình của các thầy cô trong khoa, đặc biệt làthầy giáo Vũ Duy Hưng người đã trực tiếp hướng dẫn em thựchiện đề tài này

Song do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em khôngthể tránh khỏi những thiếu xót Do vậy em kính mong nhậnđược sự góp ý bảo ban của các thầy cô cùng với sự giúp đỡ củacác bạn để em có thể hoàn thiện đề tài của mình và hoàn thànhtốt việc học tập trong nhà trường cũng như công việc sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 16 tháng 12 năm 2014 Sin

h viên thực hiện

Thái Duy Phương

bảng 2.1, lấy theo vần anphabe của Họ và tên người thiết

kế Nguồn điện được lấy từ điểm đấu điện của lưới 22kV cótọa độ và công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện ứng vớidòng có chữ cái đầu tiên của tên đệm Thời gian sử dụngcông suất cực đại là = 5100 h Phụ tải loại I và loại II chiếm75% Giá thành tổn thất điện năng = 1000đ/kWh; suất thiệthại do mất điện = 4500 đ/kWh; hao tổn điện áp cho phéptrong mạng hạ áp = 5% Các số liệu khác lấy trong phụ lục

và các sổ tay thiết kế điện

Bảng 2.1 Số liệu thiết kế cung cấp điện cho các phân xưởng:

0,55

0,56

0,62

0,41

0,660,7

0 0,81 0,76 0,73 0,65 0,77

8

P,kW

2,8 4,5 6,3 7,2 6 5,6 4,5 10 7,5 1

00,5

4

0,56

0,47

0,49

0,67

0,65

0,62

0,46

0,56

0,680,6

9

0,82

0,83

0,83

0,76

0,78

0,81

0,68

0,64

0,79

0

24 P, kW 10 4,5 3 5 4,5 6

0,3 0,6 0,7 0,6 0,5 0,6

0,83

0,83

0,76

0,78

0,81

0,68

6

120

P, kW 6 3,6 4,2 7 10 2,8 4,5 6,3 7,2

0,6

5 0,72 0,49 0,8 0,43 0,54 0,56 0,47 0,49cos Φ 0,8

2

0,67

0,68

0,75

0,74

0,69

0,82

0,83

0,83

3

73 P, kW 8,5 4,5 6,5 10 4 10 4,5 3

0,55

0,56

0,62

0,41

0,66

0,37

0,67

0,75cos Φ 0,8

1 0,76 0,73 0,65 0,77 0,8 0,73 0,75

2 48 P, kW 40,6 10 4,5 3 5 4,5 6 3,6 4,2 7

6 0,37 0,67 0,75 0,63 0,56 0,65 0,72 0,49 0,8cos Φ 0,7

9

0,84

0,77

0,69

0,7 0,8

1

0,76

0,73

7

0,49

0,67

0,65

0,62

0,46

0,56

0,68

0,87

0,83

0,38

0,45cos Φ 0,8

3 0,83 0,76 0,78 0,81 0,68 0,64 0,79 0,84 0,7

7

0,69

0,7

0,77

0,8 0,7

3

0,75

0,761

P, kW 10 7,5 10 2,8 5 7,5 6,3 8,5

0,46

0,56

0,68

0,87

0,83

0,38

0,45

0,55cos Φ 0,6

8 0,64 0,79 0,84 0,77 0,69 0,7 0,811

2 N 29 157 P, kW 5,6 4,5 100,6 7,5 10 2,8 5 7,5

5 0,62 0,46 0,56 0,68 0,87 0,83 0,38cos Φ 0,7

8

0,81

0,68

0,64

0,79

0,84

0,77

0,691

3

G 6 69 P, kW 10 2,8 4,5 6,3 7,2 6 5,6 4,5 10

0,4

3 0,54 0,56 0,47 0,49 0,67 0,65 0,62 0,46cos Φ 0,7

4

0,69

0,82

0,83

0,83

0,76

0,78

0,81

0,68

Nhiệm vụ thiết kế.

I.Tính toán phụ tải:

1.1.Xác định phụ tải tính toán của từng phân xưởng

• Xác định phụ tải động lực của các phân xưởng

• Xác định phụ tải chiếu sáng( lấy = 12W/)

• Tổng hợp phụ tải của mỗi phân xưởng1.2 Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp,xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp dưới dạng các hình tròn bán kính r

II.Xác định sơ đồ nối của mạng điện:

2.1.Xác định vị trí đặt của trạm biến áp2.2.Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp

2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp đến các phân xưởng (So sánh ít nhất 2 phương án )

2.4 Chọn công suất và số lượng máy biến áp

III Tính toán điện:

3.1 Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp

3.2 Xác định hao tổn công suất

3.3 Xác định tổn thất điện năng

IV.Chọn và kiểm tra thiết bị:

4.1 Tính toán ngắn mạch tại các điểm đặc

V.Tính toán bù hệ số công suất:

5.1 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng

hệ số công suất lên cosφ2=0,9

5.2 Đánh giá hiệu quả bù

VI Tính toán nối đất:

Bản vẽ:

1.Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng xí nghiệp( gồm cả các sơ đồ của các phương án so sánh)

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi,tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệthoặc mức độ huỷ hoại cách điện Nói cách khác, phụ tải tínhtoán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự nhưphụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tảitính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng.

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tracác thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp,dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ tính toán tổn thấtcông suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọndung lượng bù công suất phản kháng Phụ tải tính toánphụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độlàm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vậnhành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán

là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng Bởi vì nếuphụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì

sẽ giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến sự cốcháy nổ, rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn thực

tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so vớiyêu cầu, do đó gây lãng phí

Do tính chất quan trọng như vậy nên từ trước tới nay

đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháptính toán phụ tải điện Song vì phụ tải điện phụ thuộc vàonhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫnchưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi.Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toánthì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác,

kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lạiphức tạp

Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tảithường dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện:

- Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu

- Phương pháp tính theo công suất trung bình

- Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn

vị sản phẩm

- Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản

xuất

Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình,

tuỳ theo giai đoạn thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà

chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp

 Phụ tải của từng phân xưởng:

PX Tọa

độ Thông số Máy số

X Y 1 2 3 4 5

6

T 75 54 P,kW 6,3 8,5 4,5 6,5 10 4

ksd

0,45 0,55 0,56 0,62 0,41 0,66 0,7

Do số lương thiết bị n = 6 > 4 nên ta xác định số lượng hiệu

dụng theo các điều kiện:

Tỷ số giữa thiết bị lớn và thiết bị nhỏ nhất

k = = 2,5

Tỷ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT ứng với ksd= 0,52 là kb = 5

vậy số lượng

hiệu dụng đúng bằng số lượng thiết bị thực tế nhd = n= 6

Xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức:

Knc = ksd+ = 0,5 + = 0,7Công suất tính toán của phân xưởng

PT = knc = 0,7.39,8 = 27,86kWXác định hệ số công suất trung bình của phân xưởng

• Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng T:

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng xác định:

= = 30,09.0,85 = 25,58kVArVậy S = + j = 30,09 + j.25,58kVABán kính tỷ lệ của biểu đồ phụ tải:

2,8 4,5 6,3 7,2 6 5,6 4,5 10 7,5 1

00,5

4

0,56

0,47

0,49

0,67

0,65

0,62

0,46

0,56

0,680,6

9

0,82

0,83

0,83

0,76

0,78

0,81

0,68

0,64

0,79

• Phụ tải động lực:

Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của phân xưởng xác định theo biểu thức

vậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thực tế nhd=n=10

Xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức:

• Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng H:

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng xác định

ksd

0,37 0,67 0,75 0,63 0,56 0,65

• Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng A:

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng xác định = + = 24,42 + 26,94 kW

Hệ số công suất tổng hợp của toàn phân xưởng

cos = = 0,81 tg = 0,72

Công suất biểu kiến

S = = = 33,26 kVA

0,83

0,83

0,76

0,78

0,81

0,68

Tỉ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT ứng với = 0,5 là 5, tức là k<

kh vậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thiết bị thực

tế nhd = n =7

Hệ số nhu cầu:

knc = + = 0,54 + = 0,71

Công suất tính toán của phân xưởng:

• Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng I:

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng:

5 0,72 0,49 0,8 0,43 0,54 0,56 0,47 0,49

Do số lượng thiết bị n =9> 4 nên ta xác định số lượng hiệu

dụng theo các điều kiện :

Tỷ lệ giữa thiết bị lớn nhất và thiết bị nhỏ nhất

K=

Tỷ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT ứng với Ksd∑ là kb= 6,5 tức là

k <k b vậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thiết bị

Công suất chiếu sang của phân xưởng được xác định theo

công suất tiêu thụ P0=12 kW

Pcs=P0.a.b=12.20.34.10-3=8,16 kW

• Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng D:

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng xác định

0,56

0,62

0,41

0,66

0,37

0,67

0,750,8

1

0,76

0,73

0,65

0,77

0,8 0,7

3

0,75

• Phụ tải động lực:

Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của phân xưởng xác

định theo biểu thức : =

Tỷ lệ Này tra trong bảng 2.pl.BT ứng với 0,5 là tức là K<vậy

số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thiết bị thực tế

0,66 0,37 0,67 0,75 0,63 0,56 0,65 0,7

2

0,49

0,77 0,8 0,73 0,75 0,76 0,8 0,82 0,6

7

0,68

Do số lương thiết bị n = 10 > 4 nên ta xác định số lượng

hiệu dụng theo các điều kiện:

Tỷ số giữa thiết bị lớn và thiết bị nhỏ nhất

k = = 3,33

Tỷ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT ứng với ksd= 0,6 là kb

=6,5,tức là k< vậy số lượng

hiệu dụng đúng bằng số lượng thiết bị thực tế nhd = n= 10

Xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức:

Knc = ksd+ = 0,6 + = 0,72

Công suất tính toán của phân xưởng

9 0,84 0,77 0,69 0,70 0,81 0,76 0,7

3

Hệ số nhu cầu được xác định theo công thức:

6,3

7,

5,6

6,3Ksd 0,

47

0,49

0,67

0,65

0,62

0,46

0,56

0

68

0,87

0,83

0,38

0,45

ϕ cos

0,83

0,83

0,76

0,78

0,81

0,68

0,64

0,79

0,84

0,77

0,69

0,7

Do số lượng thiết bị n =12> 4 nên ta xác định số lượng hiệu

dụng theo các điều kiện :

Tỷ lệ giữa thiết bị lớn nhất và thiết bị nhỏ nhất

K=

Tỷ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT ứng với Ksd∑ là kb= 6,5 tức là

k <k b vậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thiết bịthực tế nhd = n= 12

Xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức

6 0,62 0,41 0,66 0,37 0,67 0,75 0,630,7

6

0,73

0,65

0,77

0,8 0,7

3

0,75

0,76

Do số thiết bị n = 8 > 4 nên ta xác định số lượng hiệu dụng

theo các điều kiện:

Tỷ lệ giữa thiết bị lớn nhất và thiết bị nhỏ nhất

K = = 3,33

Tỷ lệ này trong bảng 2.pl.BT ứng với = 0,53 la = 5 tức là K

< vậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số thiết bị thực tế = n

= 8.

Xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức

= + = 0,53 + = 0,69

Công suất tính toán của phân xưởng

• Xác định phủ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng Ư:

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng xác định

X

Y 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0,46 0,56 0,68 0,87 0,83 0,38 0,4

5

0,55

0,56

0,68 0,64 0,79 0,84 0,77 0,69 0,7

0

0,81

0,76

Do số lương thiết bị n = 10 > 4 nên ta xác định số lượng

hiệu dụng theo các điều kiện:

Tỷ số giữa thiết bị lớn và thiết bị nhỏ nhất

k = = 3,57

Tỷ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT ứng với ksd= 0,56 là kb =

5,tức là k< vậy số lượng

hiệu dụng đúng bằng số lượng thiết bị thực tế nhd = n= 10

Xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức:

Công suất chiếu sáng của phân xưởng được xách định theo

công suất tiêu thụ P0

Pcs = P0.a.b = 12.12.20.10-3 = 2,88 kW

• Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng Ơ:

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng xác định:

= PƠ + kiPcs = PƠ + [ Pcs

= 48,02 + ].2,88 = 49,65 kW

Hệ số công suất tổng hợp của toàn phân xưởng

0.62

0.46

0.56

0.68

0.87

0.83

0.38

cosφ

0.78

0.81

0.68

0.64

0.79

0.84

0.77

0.69

i sdi sd

i

Pk k

Tỉ lệ giữa thiết bị lớn nhất và thiết bị nhỏ nhất

5.6*0.78+4.5*0.81+10*0.68+7.5*0.64+10*0.79+2.8*0.84+5*0.77+7.5*0.69

5.6+4.5+10+7.5+10+2.8+5+7.5 0.74

i i i

P P

• Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng N:

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng xác định

P∑N = PN + ki.Pcs= 39,05 + [(

= 41,19(kW)

Hệ số công suất tổng hợp của toàn phân xưởng

CosφN = = 0,76

0,69

0,76

0,82

0,83

0,83

0,76

0,78

0,81

Do số lượng thiết bị n = 9 > 4 nên ta xác định số

lượng hiệu dụng theo các điều kiện:

Tỷ lệ giữa thiết bị lớn nhất và thiết bị nhỏ nhất

k = = = 3,57

Tỷ lệ này tra trong bảng 2.pl.BT ứng với = 0.52 là =

5, tức là k < vậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thiết bị thức tế = n = 9

Xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức

• Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng G:

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng xác định = + = 38,69 + 41,45 kW

Hệ số công suất tổng hợp của toàn phân xưởng

 Xác định phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp :

Bảng kết quả tính toán phụ tải của các phân xưởng:

0,76 2

0,76 34,95 3,7 41,19 54,2 1,85

0,79 32,33 4,7 41,45 52,47 1,83

∑ = 653,29 25

Hệ số sử dụng tổng hợp của xí nghiệp xác định theobiểu thức: