thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm 15 phân xưởng

Theo thời gian sự phát triển của công nghiệp gắnkèm với nó đó là điện năng, nguồn năng lượng cung cấp cho tất cả các hoạtđộng của nhà máy, xí nghiệp, Một lượng lớn nhân lực trong nghành

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay công nghiệp là nghành mũi nhọn của nước ta, và chiếm một vịtrí rất lớn trong cơ cấu kinh tế Theo thời gian sự phát triển của công nghiệp gắnkèm với nó đó là điện năng, nguồn năng lượng cung cấp cho tất cả các hoạtđộng của nhà máy, xí nghiệp, Một lượng lớn nhân lực trong nghành điện đanghoạt động trong lĩnh vực thiết kế, giám sát, thi công và vận hành các hệ thốngđiện trong các nhà máy, xí nghiệp

Phải có điện năng thì mới có các nhà máy sản xuất, do đó cung cấp điệnnăng là một phần hết sức quan trọng và cần thiết với thực tế, cho nhu cầu hiệntại và cả tương lai

Từ tính cấp thiết đó là sinh viên học tập nghiên cứu trong ngành điện, việctrang bị những kiến thức ngành điện nói chung và môn cung cáp điện nói riêng

là cần thiết Những kiến thức này có thể thực hiện công việc trong các ngànhcông nghiệp và cả khu vực sinh hoạt của dân cư Một đồ án thiết kế càng tối ưucàng mang lại lợi ích thức tế khi sử dụng, lợi ích cho vốn đầu tư, sửa chữa vàbảo dưỡng

Trong phần dưới đây em xin trình bày một bản đồ án thiết kế cung cấpđiện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm 15 phân xưởng Trong quá trình thựchiện đồ án, do kiến thức chưa được hoàn thiện nên đồ án còn nhiều sai sót, emmong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn để bẩn đồ án này hoànthiện hơn

Hải Phòng ,10 tháng 3 năm 2012

Sinh viên : Nguyễn Việt Thắng

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TỪNG PHÂN XƯỞNG 3

1.1.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG N 3

1.2.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG G 4

1.3.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG U 5

1.4.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG Y 6

1.5.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG Ê 7

1.6.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG O 8

1.7.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG V 9

1.8.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG I 10

1.9.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG H 11

1.10.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG T 12

1.11.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG Ư 13

1.12.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG K 14

1.13.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG Ă 15

1.14.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG Ơ 17

1.15.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG L 18

1.17.BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI 21

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN 23

2.1.XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT CỦA TRẠM BIẾN ÁP 23

2.2.CÁC PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY TỪ TRẠM BIẾN ÁP ĐẾN CÁC PHÂN XƯỞNG 23

2.3.CHỌN CÔNG SUẤT VÀ SỐ LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP 25

2.4.XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN DÂY DẪN 26

2.5.XÁC ĐỊNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRÊN CÁC ĐƯỜNG DÂY 39

2.6.XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 43

2.7.KẾT LUẬN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 43

3.1.TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TẠI CÁC ĐIỂM ĐẶC TRƯNG 44

3.2.LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ PHẦN TỬ MANG ĐIỆN 45

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG .48

4.1.TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT LÀM VIỆC 48

4.3.TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT 49

4.3.XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ 51

4.4.GIẢI BÀI TOÁN BÙ 51

KẾT LUẬN 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

Trang 3

CHƯƠNG 1 : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TỪNG PHÂNXƯỞNG

1.1.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG N

Bảng 1.1: Bảng thông số phân xưởng N

p(kW/m) là suất phụ tải chiếu sáng tính trên một đơn vị sảnsuất chọn p = 0.012(kW/m)

k là hệ số nhu cầu của chiếu sáng, chọn k = 0.8 cho toàn bộcác phân xưởng

Diện tích xưởng N là: F = a*b = 14*22 = 308 m

⇒ P = p*F*k = 0.012*308*0.8 = 2.96

Ta có cosϕ chiếu sáng là: cosϕ = 0.95

⇒ Q = 3.696*tgϕ = 2.96*0.33 = 0.9768 (kVAr)

Trang 4

1.2.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG G

Bảng 1.2: Bảng thông số phân xưởng G

Số máy của phân xưởng G là 9 máy

Trong đó số máy có P ≥ = 5 là n = 6 máy (10, 6.3, 7.2, 6, 5.6, 10)

Trang 5

1.2.3.Tổng hợp phụ tải của toàn bộ phân xưởng G

P = P+P = 41.13+3.76 = 44.89 (kW)

cosϕ = = = 0.78

⇒ S = = = 57.55 (kVA)

⇒ Q = = =36.01 (kVAr)

1.3.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG U

Bảng 1.3: Bảng thông số phân xưởng U

Số máy của phân xưởng U là 8 máy

Trong đó số máy có công suất P ≥ = 5 là : n = 4 máy (8.5, 6.5, 10, 10)

Trang 6

1.3.3.Tổng hợp phụ tải của toàn bộ phân xưởng U

P = P+P = 41.13+3.76 = 44.89 (kW)

cosϕ = = = 0.78

⇒ S = = = 57.55 (kVA)

⇒ Q = = =36.01 (kVAr)

1.4.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG Y

Bảng 1.4: Bảng thông số phân xưởng Y

Số máy của phân xưởng Y là 10 máy

Trong đó số máy có công suất P ≥ = 5 là n = 3 máy (10, 5, 7)

Trang 7

1.4.3.Tổng hợp phụ tải của toàn bộ phân xưởng Y

P = P + P = 40.44+3.76 = 44.2 (kW)

cosϕ = = = 0.776

⇒ S = = = 56.96 (kVA)

⇒ Q = = = 35.93 (kVAr)

1.5.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG Ê

Bảng 1.5: Bảng thông số phân xưởng Ê

1.5.1.Phụ tải động lực

P = P = 7+10+2.8+4.5+6.3 = 30.6 (kW)

Pk = 7*0.8+10*0.43+2.8*0.54+4.5*0.56+6.3*0.47 = 16.893 (kW)

k = = = 0.55

Số máy của phân xưởng Ê là 5 máy

Trong đó số máy có công suất P ≥ = 5 là n = 3 máy (7, 10, 6.3)

Trang 8

⇒ Q = = = 23.54(kVAr)

1.6.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG O

Bảng 1.6: Bảng thông số phân xưởng O

P = P = 4.5+10+7.5+10+2.8+5+7.5 = 47.3 (kW)

Pk = 4.5*0.62+10*0.46+7.5*0.56+10*0.68+2.8*0.87+ +5*0.83+7.5*0.38 = 27.83 (kW)

k = = = 0.59

Số máy của phân xưởng O là 7 máy

Trong đó số máy có công suất P ≥ = 5 là n = 5 máy (10, 7.5, 10, 5, 7.5)

Trang 9

⇒ Q = = = 36.66 (kVAr)

1.7.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG V

Bảng 1.7: Bảng thông số phân xưởng V

Trang 10

1.7.3.Tổng hợp phụ tải cho phân xưởng V.

• Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng

tt

P Cos

S

ϕ = =

1.8.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG I

Bảng 1.8: Bảng thông số phân xưởng I

P = P = 4.5+6.3+7.2+6+5.6+4.5+10 = 44.1(kW)

Pk = 4.5*0.56+6.3*0.47+7.2*0.49+6*0.67+5.6*0.65+4.5*0.62+ +10*0.46 = 24.06 (kW)

k = = = 0.55

Số máy của phân xưởng I là 7 máy

Trong đó số máy có công suất P ≥ = 5 là n = 5 máy

Trang 11

1.9.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG H

Bảng 1.9: Bảng thông số phân xưởng H

Số máy của phân xưởng H là 10 máy

Trang 12

Từ k và n dùng bảng tra trị số k theo k và n tr.32 tài liệu Cung Cấp Điện tađược hệ số k = 1.355

1.10.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG T

Bảng 1.10: Bảng thông số phân xưởng T

P = P = 6.3+8.5+4.5+6.5+10+4 = 39.8(kW)

Pk = 6.3*0.45+8.5*0.55+4.5*0.56+6.5*0.62+10*0.41+4*0.66 = 20.8 (kW)

k = = = 0.52

Số máy của phân xưởng T là 6 máy

Trong đó số máy có công suất P ≥ = 5 là n = 4 máy (6.3, 8.5, 6.5, 10)

Trang 13

Pcosϕ=6.3*0.7+8.5*0.81+4.5*0.76+6.5*0.73+10*0.65+4*0.77=29.04(kW) cosϕ = = = 0.73

1.11.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG Ư

Bảng 1.11: Bảng thông số phân xưởng Ư

1

=+++++++

=

=∑=

=

i i đmi

•

405.2563.0

*575.0

*367.0

*5.437.0

*

10

66.0

*441.0

*1062.0

*5.656.0

*5.4

8

1

=+

++

+

++

405.25

i i sdtb

P

k P

Số máy của phân xưởng U là 8 máy

Số máy có P ≥ = 5 là n=4 máy (6.5,10,10,5)

5 31 5 10 10 5 6 3

4 n

n

Trang 14

66 0 47.5

31.5 P

* 54 0

* 45 1

*575

0

*373.0

*5.48

*465.0

*1073.0

*5.676.0

*5.4cos

8

1

=+

++

+

++

08.35

i

i i

76.3

=

ϕ

cs cs

P

1.11.3.Tổng hợp phụ tải của toàn bộ phân xưởng Ư

P = P + P = 37.19+3.76 = 40.95 (kW)

• Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng

05.3524.181

33 + =

=+

95.40

1.12.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG K

Bảng 1.12: Bảng thông số phân xưởng K

Trang 15

Số máy của phân xưởng K là 12 máy

1.13.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG Ă

Bảng 1.13: Bảng thông số phân xưởng Ă

Trang 16

0.645

i sdi i sdtb

i i

Pk k

i i

Pc c

n P P

Trang 17

1.13.3.Tổng hợp phụ tải cho phân xưởng Ă.

S

P Cosϕ

1.14.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG Ơ

Bảng 1.14: Bảng thông số phân xưởng Ơ

Số máy của phân xưởng Ơ à 5 máy

Trang 18

Pcosϕ = 10*0.68+7.5*0.64+10*0.79+2.8*0.84+5*0.77+7.5*0.69+6.3*0.7+ +8.5*0.81+4.5*0.76+6.5*0.73 = 50.337 (kW)

1.15.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG L

Bảng 1.15: Bảng thông số phân xưởng L

• 8 7.2 6 5.6 4.5 10 7.5 10 2.8 5 7.5 6.3 72.4

1

=++++++++++

=

=∑=

=

i i đmi

•

524.4245.0

*3.638.0

*5.783.0

*587.0

*8.268

*5.746.0

*1062.0

*5.465.0

*6.567.0

*649.0

*2.7

8

1

=+

++

524.42

i i sdtb

P

k P

Số máy của phân xưởng L là 11 máy

Số máy có P ≥ = 5 là n=9 máy (7 2 , 6 , 5 6 , 10 , 7 5 , 10 , 5 , 7 5 , 6 3)

65.1 3 6 5 7 5 10 5 7 10 6 5 6 2 7 3

Trang 19

82 0 11

9 n

n

846 0 72.4

65.1 P

* = 1 = =

P P

* 587 0

* 16 1

*3.669.0

*5.777.0

*584.0

*8.279

*5.768.0

*1081.0

*5.478.0

*6.576.0

*638.0

*2.7cos

5

1

=+

++

596.50

i

i i

, 50 3

,

49 2 2 2

2

= +

072,3

=

ϕ

cs cs

P

1.15.3.Tổng hợp phụ tải của toàn bộ phân xưởng L

P = P + P = 49.3+3.072 = 52.372 (kW)

• Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng

47.5101.146

50 + =

=+

Trang 20

372.52

S

P Cosϕ

1.16.TỔNG HỢP TOÀN BỘ PHỤ TẢI ĐIỆN CHO TOÀN BỘ XÍ NGHIỆP

Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau

Chọn loại phụ tải cho tưng phân xưởng

Chọn các phân xưởng U, I, T, K, O, G, H, Y,V,Ư,Ă là các phân xưởng thuộcphụ tải loại 1 và loại 2

Trong đó phân xưởng U, I, T, K, L,V,Ư,Ă là phụ tải loại 1

Trang 21

Các phân xưởng O, G, H, Y là thuộc phụ tải loại 2.

Các phân xưởng còn lại là thuộc phụ tải loại 3

1.17.BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI

Tính toán bán kính của đường tròn phụ tải:

Công thức áp dụng:

R=

Trong đó: R (mm): Bán kính của đường tròn phụ tải

S(kVA): Công suất toàn phần của phân xưởng.m(kVA/mm): Tỷ lệ xích

Bảng 1.17: Bảng tỷ lệ phụ tải động lực và ánh sáng

Trang 22

Hình 1.1: Biểu đồ phụ tải điện

Trang 23

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN

2.1.XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT CỦA TRẠM BIẾN ÁP

Trạm biến áp có vị trí như sau TBA(x,y), trong đó x, y được tính như sau:

15

1 15

1

tti i i

tti i

P X x

1

tti i i

tti i

P y y

Trang 24

Hình 2.1 Sơ đồ đi dây phương án 1

P.x U P.x I P.x Y P.x K P.x A P.x O

thanh cái 0.4kv thanh cái 0.4kv

P.x N P.x H P.x G P.x O P.x Ê P.x V

AP25 AP25 AP26

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý phương án 1

Phương án 2 : các phân xưởng là hộ tiêu thụ loại 1 được đi 2 đường dây (chính +

dự phòng ), các phân xưởng ở gần nhau đi chung 1 đường dây

Trang 25

Hình 2.3 Sơ đồ đi dây phương án 2

P.x U P.x I P.x K P.x A P.x O P.x O P.x Ê P.x V

AP17

P.x T

AP28

AP9 AP8

AP29

P.x G P.x Y P.x H P.x N

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý phương án 2

2.3.CHỌN CÔNG SUẤT VÀ SỐ LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP

Theo sơ đồ nguyên lý cung cấp điện, toàn xí nghiệp sử dụng 2 MBA làm việcsong song với yêu cầu khi có sự cố xảy ra với một máy thì máy còn lại phảicung cấp đủ công suất cho nhánh không bị sự cố và toàn bộ phụ tải loại một củanhánh bị sự cố

Tổng công suất mà MBA1 cần cung cấp khi MBA2 gặp sự cố:

Trang 26

Bảng 2.5: Thông số máy biến áp

2.4.XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN DÂY DẪN

2.4.1.Xác định tiết diện dây dẫn từ điểm đấu điện đến máy biến áp.

Tọa độ điểm đấu điện ĐĐĐ(33,479)

Tọa độ trạm biến áp TBA(81,86)

Chiều dài day dẫn từ điểm đấu điện tới trạm biến áp:

l = (81-33)+(479-86) = 441(m)

Tiết diện dây dẫn được chọn phải thỏa mãn điều kiện sau:

k.I ≥ I

Trong đó: I :Dòng điện làm việc cực đại

I :Dòng điện cho phép ứng với dây dẫn đã chọnk=0.85: Bảng PL2.57(Trang 655 sách CCĐ)

Ta thấy : ∆U℅ < 5℅ nên dây dẫn thỏa mãn

2.4.2.Xác định tiết diện dây dẫn từ máy biến áp tới các phân xưởng.

A.Tính toán cho phương án 1:

Phương án đi dây :

Loại dây : dây nhôm lõi thép.

Vị trí lắp đặt : trên không.

Giá trị điện kháng trên 1km đường dây : x = 0.25 (Ω/km)

Trang 27

Điện dẫn suất của nhôm γAl =32( /m Ωmm2)

⇒ Chọn loại dây AC-35

-Tính lại tổn thất điện áp theo loại dây đã chọn:

Tra bảng 2-35(tr 645,[2]) được điện trở và điện kháng ứng với loại dây đã chọn :

41.13+j36.01

Trang 28

Tiết diện dây dến phân xưởng G là:

F = = = 16.42

Tra bảng 2-55 (tr 654,[2])

Trang 29

Tổn thất điện áp do công suất phản kháng:

26.93+j23.54

Trang 30

32.08+j31

Trang 31

Trang 32

55.45+j54.62

Trang 33

Trang 34

34.68+j42.1

Trang 35

r = 1.38 Ω/km, x = 0.25 Ω/km

∆U = *0.075 = 17.74(V)

∆U% = *100 = 4.43%

⇒ Loại dây dã chọn đảm bảo yêu cầu đặt ra

B.Tính toán cho phương án 2:

Phương án đi dây :

Loại dây : dây nhôm lõi thép.

Vị trí lắp đặt : trên không.

Giá trị điện kháng trên 1km đường dây : x = 0.25 (Ω/km)

Điện dẫn suất của nhôm γAl =32( /m Ωmm2)

Trang 36

Các đường dây từ biến áp tới các phân xưởng L, U, I, T, K, Ô được tính toán vàchọn tiết diện như phương án 1.

r = 0.46 Ω/km, x = 0.382 Ω/km

∆U =

= = 20.23(V)

∆U% = *100 = 5.06

⇒ Dây dẫn đã chọn không thỏa mãn Vậy ta chọn loại dây AC-95

49.74+j43.8943.53+j39.55

Trang 37

r = 0.65 Ω/km, x = 0.392 Ω/km

∆U=

= = 20.13(V)

∆U% = *100 = 5.03%

⇒ Dây dẫn đã chọn không thỏa mãn Vậy ta chọn loại dây AC-70

r = 0.46 Ω/km, x = 0.382 Ω/km

∆U =

= = 16.12(V)

∆U% = *100 = 4.03%

⇒Loại dây dã chọn đảm bảo yêu cầu đặt ra

c.Phân xưởng Ê và Ư

92 mO

41.13+j36.01

101 mO

26.93+j23.54

26.97+j25.03

26.97+j25.0353.9+j48.57

40.44+j35.93

Tiêu đề	Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm 15 phân xưởng
Tác giả	Nguyễn Việt Thắng
Trường học	Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam
Chuyên ngành	Kỹ thuật điện
Thể loại	đồ án thiết kế
Năm xuất bản	2012
Thành phố	Hải Phòng

Định dạng
Số trang	56
Dung lượng	1,68 MB