Thiết kế mạng điện cho phân xưởng pdf

Chất lượng sản phẩm được quyết định bởi thiết bị đo đếm , trong đó sự tồn tại và phát triển phụ thuộc vào chất lượng sản phẩm.Vì vậy việc xây dựng nhà máy đồng hồ đo chính xác là thiết y

Thiết kế mạng điện cho phân

xưởng

LỜI MỞ ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, công nghiệp điện lực đóng một vai trò đặc biệt quan trọng Điện năng luôn đi trước mọi lĩnh vực vì có điện máy móc mới hoạt động, con người mới sinh hoạt được Phạm vi sử dụng điện rất rộng rãi, từ nông thôn đến thành thị, từ nông nghiệp đến công nghiệp; ảnh hưởng đến mọi ngành trong nền kinh tế quốc dân Vì vậy đồ án cung cấp điện là một yêu cầu thiết yếu cho sinh viên ngành điện, giúp cho sinh viên có tư duy độc lập với công việc

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do hạn chế về kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tiễn đồ án của em còn nhiều khiếm khuyết Em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý chân thành của các thầy, các cô Qua đây em xin chân thành cám ơn thầy giáo Ngô Hồng Quang đã giúp em hoàn thành đồ

án này!

Xin chân thành cám ơn!

Phan Thanh Hữu

PHẦN MỞ ẦN MỞ ĐẦU Giới thiệu về nhà máy đồng hồ đo chính xác

Vai trò kinh tế

Nhà máy đồng hồ đo chính xác được xây dựng với nhiệm vụ sản xuất các loạiđồng hồ đo phục vụ cho việc đo đếm , kiểm định chất lượng các loại hàng hóa trong nước và xuất khẩu;đó là yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm Trong bất kì ngành nào , lĩnh vực nào cũng cần có các thiết bị đo đếm Chất lượng sản phẩm được quyết định bởi thiết bị đo đếm , trong đó sự tồn tại và phát triển phụ thuộc vào chất lượng sản phẩm.Vì vậy việc xây dựng nhà máy đồng hồ

đo chính xác là thiết yếu và tiên phong cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.Từ yêu cầu thực tế,nhà máy được xây dựng với qui mô gồm 10 phân xưởng và bộ phận khác nhau

Đặc điểm về phân bố phụ tải

Nhà máy là đơn vị tiêu thụ có công suất lớn , được xây dưng trên diện tích 150000m Nguồn điện cấp cho nhà máy đườc lấy từ trạm biến áp trung gian 110/10(KV) cách nhà máy 2,5 km Thời gian sử dụng công suất cực đại là

Do tầm quan trọng của phụ tải ta xếp nhà máy vào đơn vị cần được cấp điện liên tục và an toàn Trong nhà máy có Phòng thiết kế , Phòng thí nghiệm trung tâm và Phòng thực nghiệm được xếp vào đơn vị loại 3 , khi cần thiết có thể cắt điện được

Nội dung của đồ án bao gồm 5 phần:

+ Xác định phụ tải tính toán

+ Thiết kế mạng cao áp nhà máy

+ Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng sửa chữa cơ khí

+ Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

+ Thiết kế tính toán bù công suất

Phụ tải của nhà máy đồng hồ đo chính xác

Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công suất đặt

5 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán

6 Phòng thí nghiệm trung tâm 160

8 Trạm bơm 620

10 Chiếu sáng các phân xưởng Xác định theo diện tích

CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Phụ tải tính toán (PTTT) là đại lượng đặc trưng cho khả năng sử dụngcông suất của một hay nhiều nhómthiết bị dùng điện.Đó là công suất giả địnhkhông đổi trong suốt quá trình làm việc, nó gaay ra hhậu quả phát nhiệthoặc phá hủy cách điệnđúng bằng công suất thực tếđã gây ra cho thiết bị trong quá trình làm việc.Vì vậy trong thực tế thiết kế cung cấp điệnnhiệm vụ đầu tiên lấc định PTTT của hệ thống cần cung cấp điện Tùy theo qui mô mà phụ tải điện phải được xác định theo thực tế hoặc phải tính đến khả năng phát triển của hệ thống trong nhiều năm sau đó

Phụ tải tính toán sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống như:MBA, dây dẫn , các thiết bị đóng cắt v.v ,tính toán tổn thất công suất điện năng , lựa chọn bù …Phụ tải tính toánphụ thuộc vào các yếu tốnhư : công suất , số lượng máy, chế độ vận hành…

1.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Knc: Hệ số nhu cầu tra từ sổ tay theo số liệu của các XN.PX

Pđ : Công suất đặt của các phân xưởng

• Qtt = Ptt tgφ

Trong đó:

tgφ: Hệ số công suất TT ra sổ tay, từ cosφ

Qtt : Công suất phản kháng tính toán

b, Tính cho phụ tải chiếu sáng:

Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (m2)

• Cần phải cân nhắc xem sử dụng loại bóng đèn nào cho phù hợp

tt P ) ( Q Q ) P

d, Phụ tải tính toán toàn nhà máy

PTTT bằng tổng phụ tải của các phân xưởng có kể đến hệ số sử dụng đồng thời

Pttxn = Kđt ∑n

1 ttpxi

P = Kđt ( P PCSi)

n 1 tti +

∑

Qttxn = Kđt ∑n

1 ttPxi

n 1 TTi +

∑

tpxn tpxn Q

1.2 Xác định PTTT theo công suất trung bình

Sau khi nhà máy đã có thiết kế chi tết cho từng PX, có thông tin chính xác về mặt bằng bố trí thiết bị, biết được công suất và quá trình công nghệ của từng máy

Tiến hành thiết kế mạng hạ áp của PX, số liệu đầu tiên cần xác định là Ptt cùa từng thiết bị và từng nhóm thiết bị trong PX

Trong đó : ksd là hệ số sử dụng của nhóm (tra sổ tay)

kmax là hệ số cực đại tra bảng từ hai thông số ksd và nhq(số thiết bị dùng điện hiệu quả)

Trình tự xác định nhq

-Xác định n1: Số động cơ có công suất ≥ 1/2 công suất của động cơ có công suất max trong nhóm

- Xác định P1: Tổng công suất của các động cơ có công suất ≥ 1/2 công suất của động cơ có công suất max trong nhóm

Chú ý: + Khi tra bảng kmax chỉ bắt đầu từ nhq = 4

Khi nhq < 4, PTT được tính như sau:

PTT = n k tiPđmi

1

∑ Trong đó: kti: Hệ số tải (ở chế độ dài hạn = 0.9, ở chế độ ngắn hạn = 0.75) Nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi tính nhq

Pqđổi = Pđm kđ%

Trong đó kđ % là hệ số đóng điện phần trăm

Ngoài việc quy đổi chế độ cũng cần quy đổi công suất một pha về 3 pha

Đối với điện áp pha: Pqđ = 3 Pđm; điện áp dây: Pqđ = 3 Pđm

• Phụ tải phản kháng của động lực và chiếu sáng:

QTT = PTT.tgφ

Qcs = Pcs.tgφ

1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho phân sưởng SCCK:

a, Theo phương pháp P Tb và k max

a1, Phân nhóm phụ tải:

Các yêu cầu khi phân nhóm:

Trong mỗi phân xưởng có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau Muốn xác định PTTT được chính xác ta cần phải phân nhóm các thiết bị điện

- Việc thiết bị cùng nhóm cần phải ở gần nhau để giảm chiều dài dây dẫn (giảm đầu tư và tổn thất)

- Chế độ làm việc của các thiết bị cùng nhóm nên giống nhau để thuận lợi cho phương thức cấp diện

- Tổng công suát của các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tải động lực

- Số lượng thiết bị trong nhóm không quá nhiều vì đầu ra của tải động lực là: 8 đến 12

Căn cứ vào các yêu cầu trên và vị trí trên mặt bằnh ta phân làm 6 nhóm như sau:

a2, Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm:

• Nhóm I: Số liệu theo bảng sau:

Bảng 1.1 Phụ tải tính toán cho nhóm 1

Vị trí trên sơ

đồ Tên thiết bị Số lượng

P đ (kw) Một máy Toàn bộ

n1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng1/2 công suất của thiết bị

có công suất max Với nhóm này theo số liệu ở bảng ta có :

+ = 582+772 = 96,4 ( kVA )

ITT = STT / U 3 = 96,4 / 0,38 3 = 146,5 ( A )

• Nhóm II : Số liệu theo bảng sau:

Bảng 1.2 Phụ tải tính toán cho nhóm 2

Tổng 9 87,85

có 9 thiết bị

Tra phụ lục I (TKCĐ) được:

ksd = 0.6; cosφ = 0.7 => tg φ = 1

n1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng1/2 công suất của thiết bị

có công suất max Với nhóm này theo số liệu ở bảng ta có :

n1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 1/2 công suất của thiết bị

có công suất max Với nhóm này theo số liệu ở bảng ta có :

+ = 822+822 = 116 (kVA)

ITT = STT / U 3 = 116 / 0,38 3 = 177 (A)

• Nhóm IV :

Bảng 1.4 Phụ tải tính toán cho nhóm 4

Vị trí trên

sơ đồ

Tên thiết bị Số lượng

P đ (kw) Một máy Toàn bộ

P đ (kw) Một máy Toàn bộ

ITT = STT / U 3 = 107.35 / 0,38 3 = 268 (A)

• Nhóm VI

có 4 thiết bị

Bảng 1.6 Phụ tải tính toán cho nhóm 6

Vị trí trên

sơ đồ Tên thiết bị Số lượng

P đ (kw) Một máy Toàn bộ

n1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 1/2 công suất của thiết bị

có công suất max Với nhóm này theo số liệu ở bảng ta có :

1.3 Tính phụ tải chiếu sáng cho PXSCCK

Phụ tải chiếu sáng được tính dựa vào suất chiếu sáng và diện tích được chiếu sáng

Căn cứ theo tính chất công việc ta chọn dùng loại bóng sợi đốt

Tra PLI.2 được P0 = 15 (W/m2), cosφ = 1 nên tgφ = 0

Diện tích phân xưởng căn cứ trên bảng vẽ có kích thước 255 x 75 mm với tỷ lệ

1.5 Tính chiếu sáng đất trống đường đi

Chiếu sáng đất trống đường đi chỉ làm việc khi trời tối nên:

knc = 0.5

bóng đèn là loại sợi đốt và thuỷ ngân nên hệ số cosφ = 0.8

Tổng diện tích chiếu sáng bằng tổng diện tích toàn nhà máy trừ đi tổng diện tích

các phân xưởng:

Scs = Snm - ∑Spx = 150000 – 21975 = 128025 m2

1.6 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng còn lại

Do chỉ biết công suất đặt và diện tích của nhà xưởng nên ta dùng phương pháp tính PTTT theo công suất đặt và hệ số Kmc

Pcs = Po S trong đó S: diện tích cần chiếu sáng

Tra PLI.2 tìm Po (công suất chiếu sáng W/m2)

- Tính Stp của từng phân xưởng:

) (

) ( Pđl+ Pcs + Qđl+ Qcs

Tính dòng điện toàn phần mỗi PX:

) ( Pđl+ Pcs + Qđl+ Qcs = 2 2

) 5 22 5 52 ( ) 30 70

- Tính dòng điện toàn phần:

Itp = Stp/ 0.8 3 = 125/0.8 3 = 190 (A)

) ( Pđl+ Pcs + Qđl+ Qcs = 2 2

479 ) 8 48 360 ( + + = 630 (kVA)

) ( Pđl+ Pcs + Qđl+ Qcs = 2 2

789 ) 47 600 ( + + = 1027 (kVA)

- Tính dòng điện toàn phần:

) ( Pđl+ Pcs + Qđl+ Qcs = 900 + 2 900 2 = 1273 (kVA)

) ( Pđl+ Pcs + Qđl+ Qcs = 2 2

1313 )

34 1750 ( + + = 2215 (kVA)

) ( Pđl+ Pcs + Qđl+ Qcs = 2 2

) 34 84 ( ) 45 112 ( + + + = 194 (kVA)

Stp = ( Pđl+ Pcs) 2 + ( Qđl+ Qcs) 2 = 2 2

) 29 263 ( ) 38 350 ( + + + = 486 (kVA)

- Tính PTTT (Stp) công suất biểu kiến toàn phần:

) (

) ( Pđl+ Pcs + Qđl+ Qcs = 2 2

) 13 326 ( ) 5 17 343

- Tính dòng điện toàn phần:

Itp = Stp/ 0.8 3 = 565/0.8 3 = 858 (A)

1.7 Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy

Bảng PTTT cho toàn nhà máy:

S (kVA)

I (A)

I.6 Xác định biểu đồ phụ tỉa

- Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng có tâm trùng với tâm

mặt bằng của phụ tỉa và diện tích tỉ lệ với công suất tải

- Biểu đồ giúp người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tỉa trên mặt

bằng thiết kế, để làm cơ sở vạch ra các phương án cung cấp diện

- Biểu đồ phụ tải được chia làm hia phần:

Bảng thông số biểu đồ phụ tải:

CHƯƠNG II THIẾT KẾT MẠNG CAO ÁP 2.1 Xác định tâm phụ tải

Tâm phụ tải của nhà máy là điểm tốt nhất để đặt trạm biến áp trân phân phối trung tâm, các tủ phân phối động lực nhằm giảm chi phí đầu tư và tổn thất điện năng

Để xác định toạ độ tâm phụ tải ta dùng công thức:

Mỗi thiết bị điện cần được lựa chọn đứng để thực hiện tốt chức năng trong

sơ đồ cấp điện góp phần làm cho hệ thống cung cấp vận hành được đảm vảo các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế và an toàn

2.2.2 Các căn cứ để lựa chọn máy biến áp

Trong sơ đồ cấp điện máy biến áp (MBA) có nhiệm vụ biến đổi điện áp và truyền tải công suất MBA được chế tạo rất đa dạng, nhiều kiểu cách, kích cỡ Ta cần căn cứ vào đối tượng cấp để lựa chọn hợp lý

Lựa chọn MBA gồm lựa chọn số lượng, công suất và các tính năng khác

- Số lượng MBA đặt trong một trạm phụ thuộc độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tỉa của trạm đó Với phụ tải quan trọng không được phép mất điện phải đặt hai biến áp, với (các trạm) hộ tiêu thụ loại III thường chỉ đặt 1 MBA

- Khi lựa chọn MBA đối với loại nhập ngoại chưa nhiệt đới hoá cần tính đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ (Khc) kể đến sự chênh lệch nhiệt độ môi ttường chế tạo và môi trường sử dụng máy

Khc = 1 – (θ1 - θ2)/100

Trong đó:

θ1: nhiệt dộ ở môi trường sử dụng (oC)

θ2: nhiệt độ ở môi trường chế tạo (oC)

- Trường hợp khi thống kê được trong loại I-II cơ cấu % loại III cho thể cắt điện cần thiết khi sự cố thì 1 máy tính đủ cho loại I

2.3 Xác định loại trạm điện trung tâm

2.3.1 Số lượng trạm biến áp phân sưởng

Căn cứ vào vị trí trên mặt bằng, công suất tiêu thụ và quy mô sản xuất của nhà máy quyết định việc lựa chọn vị trí đặt trạm phân phối điện trung tâm (PPTT) để cấp điện cho các trạm biến áp tại các phân xưởng

Toàn nhà máy có 9 phân xưởng và phòng ban Căn cứ vào công suất, vị trí

và công suất định sẵn của MBA, quyết định đặt TTBA phân xưởng như sau:

- Trạm BA1: Phân xưởng cơ khí và phân xưởng dập (STT1 và 2)

- Trạm BA2: Phân xưởng lắp ráp số 1 (STT3)

- Trạm BA3: Phân xưởng lắp ráp số 2 (STT4)

- Trạm BA4: Phân xưởng SCCK (STT5)

Phòng thí nghiệm trung tâm (STT6) Phòng thiết kế (STT9)

2.4 Xác định công suất cho MBA các trạm

Trong trường hợp phụ tải có tỉ lệ % phụ tải loại III thì áp dụng công thức (giảm đầu tư)

SđmB ≥ %động lực x Stt/1.4

2.4.1 Chọn công suất MBA trạm B1:

Trạm B1 cấp điện cho PX tiện cơ khí và PX dập (STT 1 và 2) Trạm đặt 2 MBA nên:

SđmB ≥ Stt/1.4 = (2215 + 1273)/1.4 = 2491 (kVA)

Chọn dùng 2 MBA 2500 (kVA) do công ty TBĐ Đông Anh chế tạo

2.4.2 Chọn công suất MBA trạm B2

Trạm B2 cấp điện cho PX lắp ráp số 1 (STT 3)

SđmB ≥ Stt/1.4 = 630/1.4 = 450 (kVA)

Chọn dùng 2 MBA 500 (kVA) do công ty TBĐ Đông Anh chế tạo

2.4.3 Chọn công suất MBA trạm B3

Trạm B3 cấp điện cho PX lắp ráp số 2 (STT 5)

SđmB ≥ Stt/1.4 = 1027/1.4 = 734 (kVA)

Chọn dùng 2 MBA 750 (kVA) do công ty TBĐ Đông Anh chế tạo

2.4.4 Chọn công suất MBA trạm B4

Trạm B4 cấp điện cho PXSCCK Phòng TNTT và Phòng Thiết Kế, do vậy thuộc hộ loại III

Stt = 866 (kVA)

Chọn dùng 1 MBA 1000 (kVA) do công ty TBĐ Đông Anh chế tạo

2.4.5 Chọn công suất MBA trạm B5

Trạm B5 cấp điện cho Phòng thực nghiệm và trạm bơm, do vậy thuộc hộ loại III

Stt = 1051 (kVA)

Chọn dùng 1 MBA loại 1250 (kVA) do công ty TBĐ Đông Anh chế tạo

STT Tên Phân Xưởng Tên trạm Stt∑(kVA) SđBA (kVA) Số lượng MBA

2.5 Phương án đi dây mạng cao áp

Nhà máy thuộc hộ loại I Đường dây từ TBATG về TPPTT nhà máy dùng

lộ kép trên không

Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên mạng cao áp trong nhà

máy dùng lộ kép đi ngầm theo các tuyến giao thông để đảm bảo mĩ quan và an

toàn, dễ thực hiện công tác bảo vệ và xử lý sự cố Các hộ loại III được cấp điện

liên thông từ TBA phân xưởng chính

Căn cứ vào vị trí của các TBa phân xưởng và trạm PPTT trên mặt bằng đề

ra 2 phương án cấp điện như sau:

- Phương án 1: Các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trực tiếp từ

trạm PPTT

- Phương án 2: Các trạm biến áp xa trạm PPTT được lấy điện liên thông

qua các trạm BAPX ở gần TPPTT

Đường dây cung cấp từ trạm BATG về trạm PPTT của nàh máy dài 2.5

km sử dụng đường dây trên không dây nhôm loã thép lộ kép

Nhà máy là hộ tiêu thụ điện 3 pha Tra PLI.4 (TKCĐ) có Tmax > 5000

h/năm (Thời gian sử dụng công suất lớn nhất) Với giá trị của Tmax tra ở Bảng

2.10 (Trị số mật độ dòng điện kinh tế – Thiết kế cấp điện) được Jkt = 1

Inm = STTnm/2 x 3 x Uđm = 5793/2 x 3 x35 = 168 (A)

Tiết diện dây cao áp:

Fkt = Inm/Jkt = 168/1 = 168 (mm2)

Tra bảng chọn dây ta chọn ta chọn loại đường dây không AC – 185

Tra phụ lục VI.1 với loại dây AC-185 ta có Icp = 515 (A)

- Kiểm tra dây chọn theo điều kiện dòng sự cố khi đứt một dây còn một

dây chuyển tải toàn bộ công suất

Isc = 2 x Inm = 2 x 168 = 336 (A)

Isc = 336 < Icp = 515 (A)

- Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp và phát nóng:

ΔU = (Pnm x R + Qnm x X)/Uđm ≤ ΔUcp

Thoả mãn yêu cầu

2.5.1 So sánh kinh tế, kỹ thuật 2 phương án

Do hai phương án cấp điện có chung đường cấp điện từ TBATG đến TPPTT nhà máy nên không tính so sánh phần này chỉ tính toán so sánh hai mạng cấp điện từ TPPTT đến các trạm BAPX Các đường dây liên thông từ TBAPX chính đến các hộ loại III hai phương án giống nhau nên khi tính toán để so sánh không kể đến

Sơ đồ mạng cao áp phương án 1

Sơ đồ mạng cao áp phương án 2

a/ Tính toán kinh tế phương án 1: