Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, là điều kiện để đánh giá sự phát triển của một quốc gia. Đất nước ta đang trong thời kỳ đổi mới, cả nước đang ra sức thực hiện nhiệm vụ công nghiệp hóa hiện đại hóa. Cuộc sống tiên tiến với nhiều máy móc thiết bị công nghệ hiện đại sẽ phát triển với tốc độ lớn. Chính vì vậy, khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn cho sự phát triển trong tương lai.

Trang 1

TRƯỜNG ĐHDL PHƯƠNG ĐÔNG THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

1 Tên đề thiết kế : Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

2 Sinh viên thiết kế :

3 Cán bộ hướng dẫn:

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1 Mở đầu

1.1 Giới thiệu chung về nhà máy : Vị trí địa lý, kinh tế ; Đặc điểm công nghê

; Đặc điểm và phân bố phụ tải : Phân loại phụ tải

1.2 Nội dung tính toán thiết kế : các tài liệu tham khảo

2 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng sửa chữa cơ khí

3 Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sữa chữa cơ khí

4 Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

4.1 Chọn số lượng, dụng lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng.4.2 Chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian ( trạmbiến áp xí nghiệp ) hoặc trạm phân phối trung tâm

4.3 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy

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

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

CÁC BẢN VẼ TRÊN KHỔ GIẤY A0

1 Các phương án thiết kế mạng cao áp của toàn nhà máy

2 Sơ đồ nguyên lý của nhà máy

3 Sơ đồ mạng hạ áp phân xưởng sửa chữa cơ khí

4 Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

5 Sơ đồ nguyên lí trạm biến áp

6 Sơ đồ lắp đặt trạm biến áp

CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY

1 Điện áp : tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn đếnnhà máy

2 Công suất của nguồn điện: vô cùng lớn

3 Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực : 250MVA

4 Đường dây cung cấp điện cho nhà máy dùng loại dây AC

5 Khoảng cách từ nguồn nhà máy : 15km

6 Nhà máy làm việc 3 ca

Ngày nhận đề: tháng năm

Cán bộ hướng dẫn

Trang 2

Sơ đồ toàn mặt bằng nhà máy sản xuất máy kéo Tỷ lệ : 1 : 5000Danh sách các phân xưởng và công suất đặt được cho trong bảng

Số trên

mặt bằng

( kW)1

Phân xưởng nhiệt luyện

Bộ phận nén khíKho vật liệuChiếu sáng phân xưởng

803600320018002500Theo tính toán21003500170060Xác định theo diện tích

8

9

107

6

Trang 3

Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí ( bản vẽ số 3 )

lượng

Nhãn hiệu

Công suất(kW)

Máy tiện rêvônve

Máy phay vạn năng

Máy phay ngang

Máy khoan vạn năng

Máy doa ngang

Máy khoan hướng

tâm

Máy mài phẳng

Máy mài tròn

Máy mài trong

Máy mài dao cắt gọt

I616Tn-IM2A-621615M-IA-18678M-6H826H-12-7A35W3A7417A13526134522CK-3713153M3A2436283A-64HC-12AK113 3M1634-

4,55,114,05,62,21,73,41,814,07,02,29,08,42,84,54,51,79,05,62,82,80,651,7 3,01,351,7-

( Bộ phận khuôn )

( Bộ phận mài )( Bộ phận mài )( Bộ phận khuôn )( Bộ phận khuôn )( Bộ phận mài )( Máy công cụ )

Bộ phận nhiệt

Trang 4

30,025,030,010,0 -

Bộ phận sửa chữa43

Máy tiện ren

Máy phay ngang

Máy phay vạn năng

Máy phay răng

IK6201A-6216166л80r6785D327417 -ЛB-412 -CTф243T-634Л-54 -

10,07,04,52,82,82,82,87,67,01,810,03,2 24(kVA)3,20,61,7 -

0,50,515,0

Bộ phận sửa chữa điện65

Trang 5

70

Tủ sấy

Khoan bàn

1 1

0,85 0,65 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

Hà nội, ngày tháng năm GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ( Ký và ghi rõ họ tên )

Trang 6

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT

………

Trang 7

………

Hà Nội, ngày tháng năm

GIÁO VIÊN DUYỆT ( Ký và ghi rõ họ tên )

LỜI MỞ ĐẦU

Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, là điều kiện để đánh giá sự phát triển của một quốc gia Đất nước ta đang

Trang 8

trong thời kỳ đổi mới, cả nước đang ra sức thực hiện nhiệm vụ công nghiệp hóa hiện đại hóa Cuộc sống tiên tiến với nhiều máy móc thiết bị công nghệ hiện đại sẽ phát triển với tốc độ lớn Chính vì vậy, khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn cho sự phát triển trong tương lai.

Ngày nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống xã hội được nâng cao nhu cầu dùng điện trong các lĩnh vực nói chung và trong ngành công nghiệp nói riêng tăng trưởng không ngừng Để đáp ứng nhu cầu của xã hội rất nhiều nhà máy, xí nghiệp được xây dựng, gắn liền với các công trình đó là các hệ thống cung cấp điện

Việc trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm cung cấp điện năng cho thiết bị của các khu vực kinh tế, các khu chế xuất, các nhà máy, xí nghiệp

là rất cần thiết Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, với những kiến thức được trang bị

ở nhà trường em được giao đề tài :

“ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo “

Trong thời gian qua với sự hướng dẫn và chỉ bảo của các thầy cô, đặc biệt là

sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy giáo ……… em đã hoàn thành được bản đồ án tốt nghiệp của mình Do thời gian làm đồ án và kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi những sai sót

Vì vậy em rất mong nhận được sự nhận xét, góp ý và chỉ bảo của các thầy cô

để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo

……… Cùng toàn thể các thầy cô đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành bản đồ

án này

Ngày tháng năm

Sinh viên

Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO

Trang 9

Qua nhiều năm phát triển hiện nay nông nghiệp vừa giữa vị trí quan trọng trong cơ cấu kinh tế nước ta Tuy nhiên chúng ta đang hướng tới một nền nông nghiệp tiên tiến, nền nông nghiệp được cơ khí hóa, máy móc thay thế sức người

Vì thế chúng ta cần có các nhà máy sản xuất nông cụ nhằm phục vụ cho nông nghiệp Với lý do đó em được giao nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

Nhà máy sản xuất máy kéo bao gồm 10 phân xưởng và nhà làm việc

Danh sách các phân xưởng và công suất đặt được cho trong bảng 1.1

Phân xưởng nhiệt luyện

Bộ phận nén khíKho vật liệuChiếu sáng phân xưởng

803600320018002500Theo tính toán21003500170060Xác định theo diện tích

Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo ra các loại máy kéo phục vụ cho nhu cầu của xãhội Về mặt tiêu thụ điện thì nhà máy thuộc hộ tiêu thụ lớn và quan trọng, do tầm quan trọng của nhà máy ta có thể xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại I, cần được đảmbảo cung cấp điện liên tục và an toàn

Trang 10

Chương II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

II.1 Vai trò và tầm quan trọng cảu việc xác định phụ tải tính toán đối với nhiệm

vụ thiết kế cấp điện

Khi thiết kế cấp điện cho công trình thì nhiệm vụ đầu tiên của người thiết kế

là phải xác định được phụ tải tính toán của công trình Tùy theo quy mô của công trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc phải kể tới khả năng phát triển của công trình trong tương lai Như vậy xác định phụ tải tính toán

là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn

Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công trình đưa vào vận hành Phụ tải đó được gọi là phụ tải tính toán Phụ tải tính toán làmột thông số quan trọng trong việc thiết kế cấp điện Đây là cơ sở để tính toán lựa chọn các thiết bị điện như: Máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng gắt, bảo vệ, để tính các tổn thất công suất, tổn thất điện áp, để lựa chọn các thiết bị bù, v v Xác định phụ tải tính toán phù hợp cho phép lựa chọn được các thiết bị phù hợp và đảmbảo cho các thiết bị đi vào hoạt động tốt khi công trình được đưa vào hoạt động thực tế

Phụ tải tính toán phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như : Công suất và số lượng các máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất cũng như trình

độ vận hành của công nhân Chính vì vậy, xác định phụ tải tính toán là nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng Bởi vì nếu xác định phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khi gây cháy nổ rất nguy hiểm Ngược lại, phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế thì sẽ gây lãng phí Vì vậy để đảm bảo yêu cầu và kĩ thuật cho phương án cung cấp điện thì việc xác định phụ tải tính toán phải được tính toán chính xác và phù hợp với thực tế

II.2 Các đại lượng và hế số tính toán thường gặp

dc

P

P 



Trang 11

 :Hiệu suất định mức của động cơ

Vì hiệu suất của động cơ tương tối cao nên cho phép bỏ qua hiệu suất để cho việc tính toán đơn giản Khi đó:

d

P = Pdm

Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn như cầu trục, máy hàn,… khi xác định phụ tải tính toán, ta phải quy về công suất định mức ở chế độ làm việc dàihạn

II.2.2 Phụ tải cực đại Pmax

Phụ tải cực đại được chia làm 2 nhóm:

 Phụ tải cực đại Pmax : Là phụ tải lớn nhất trong khoảng thời gian tương đối ngắn ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất trong ngày Phụ tải cực đại dùng để tính tổn thất công suất, để chọn thiết bị điện, chọn dây dẫn và dây cáp theo mật độ dòng kinh tế,…

 Phụ tải đỉnh nhọn: Là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian từ 1 - 2s Phụ tải đỉnh nhọn được dùng để kiểm tra dao động điện áp, điều kiện tự khởi động của động cơ, điều kiện làm việc của cầu chì, tính dòng điện khởi động của rowle bảo vệ… Phụ tải đỉnh nhọn thưởng xảy ra khi động cơ khởi động

II.2.3 Phụ tải cực đại P tb

Phụ tải trung bình là một đặc trưng tĩnh của phụ tải trong một khoảng thời gian nào đó Phụ tải trung bình được tính theo công thức :

t: Thời gian khảo sát , h

Phụ tải trung bình của nhóm thiết bị :

Trang 12

II.2.4 Phụ tải tính toán P tt

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi tương đương với phụ tảithực tế về mặt hiệu ứng nhiệt Chính vì vậy, phụ tải tính toán là một số liệu rất cơ bản để thiết kế cấp điện Nó đảm bảo an toàn về mặt phát nóng cho các thiết bị được chọn trong mọi trạng thái vận hành

II.2.5.Hệ số sử dụng K sd

Là tỉ số giữa phụ tải tác dụng trung bình và công suất định mức của thiết bị

Hệ số sử dụng cho biết mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị điện trong một chu kì làm việc và là số liệu để xác định phụ tải tính toán

 Đối với 1 thiết bị : sd tb

dm

P k

thucte pt

dm

P k

P



II.2.7 Hệ số cực đại k max

Là tỉ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong khoảng thời gian đang xét Hệ số này ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất

tt max

tb

P k

P



II.2.8.Hệ số như cầu k nc

Là tỉ số giữa phụ tải tính toán và công suất định mức , thường được tính cho phụ tải tác dụng:

tt max

tb

P k

P

 = kmax ksd

II.2.9 Hệ số thiết bị hiệu quả n hq

Số thiết bị hiệu quả nhq là số thiết bị giả thiết có dùng công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế ( gồm các thiết bị có chế độ làm việc và công suất khác nhau )

Trang 13

2 n

dmi

i 1

2 dmi

i 1

P n

P, pi: Tổng công suất ứng với n và ni

Tra đường cong : nhq=f n ,p   ta tính được:

Nhq = nhq n

II.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán và phạm vi ứng dụng của các phương pháp.

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán được chia thành 2 nhóm chính :

 Nhóm 1: Là nhóm các phương pháp dựa trên kinh nghiệm thiết kế và vận hành mà tổng kết lại rồi đưa ra các hệ số để tính toán Các phương pháp này thuận tiện trong việc tính toán nhưng lại chỉ cho kết quả gần đúng Nhóm bao gồm các phương pháp chính sau:

- Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu và công suất đặt

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

- Phương pháp tính theo suất thụ tải trên một đơn vị chiếu sáng

 Nhóm 2: Là nhóm các phương pháp dựa trên cơ sở lí thuyết xác suất thống

kê Đặc điểm của nhóm phương pháp này là có kể tới ảnh hưởng của nhiều yếu tố do đó quá trình tính toán phức tạp nhưng lại cho kết quả chính xác Nhóm bao gồm các phương pháp sau:

- Phương pháp tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải

- Phương pháp tính theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình

- Phương pháp tính theo công suất trung bình và hệ số cực đại

Trang 14

Việc lựa chọn các phương pháp tính tùy theo quy mô và đặc điểm của công trình, tùy theo giai đoạn thiết kế là sơ bộ hay thi công.

Một số phương pháp xác định phụ tải thường dùng

II.3.1.Xác định phụ tải theo hệ số nhu cầu và công suất đặt:

Công thức tính:

n

i 1 tt

Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thường cho trong sổ tay

Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện vì thế được sử dụng rộng rãi để tính toán các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như quạt gió, máy bơm nước, máy nén khí,… Tuy nhiên phương pháp này kém chính xác bởi hệ số nhu cầu được tra trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm

II.3.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích.

Công thức tính :

Ptt = Po FTrong đó :

P0 : Suất phụ tải trên 1 m2 diện tích sản suất , Kw/m2

F : Diện tích sản suất , m2

Giá trị P0 có thể tra trong sổ tay

Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy nó được dùng trong các giai đoạn thiết kế sơ bộ hoặc trong việc tính toán phụ tải các phân xưởng có mật độmáy móc sản xuất phân bố tương đối đồng đều như các phụ tải chiếu sáng ,…

Trang 15

II.3.3 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm.

Ptt = M.w0

T

Trong đó :

M: Số đơn vị sản phẩm được sản suất ra trong 1 năm:

W0: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đvsp

T: Thời gian làm việc trong năm của xí nghiệp, h

II.3.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình

Ptt = kmax ksd Pdm

Trong đó :

Pdm: Công suất định mức , kW

Ksd: Hệ số sử dụng được tra trong sổ tay

kmax: Hệ số cực đại của công suất tác dụng được xác định theo đường còng kmax = f ( nhq,ksd)

phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng thiết bị trong nhóm, sự khác nhau về công suất và chế độ làm việc của chúng Khi tính theo phương pháp này trong một số trường hợp có thể dùng công thức gần đúng

II.3.5 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng và công suất trung bình Công thức tính :

Ptt = khh PtbTrong đó:

Khh: Hệ số hình dáng, tra bảng

Ptb : Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, kW

1

0 tb

P(t).dt

A P

Trang 16

Trong đó :

Ptb : Công suất trung bình của nhóm thiết bị, kW

 : Độ lệch của đồ thị khỏi giá trị trung bình

: Hệ số tán xạ

II.4 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sủa chữa cơ khí

Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy, phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng số

6 Theo tính toán mặt bằng phân xưởng gần bằng 1100m2 và có 70 thiết bị với công suất rất khác nhau Các thiết bị chủ yếu làm việc ở chế độ dài hạn

Do phân xưởng sửa chữa cơ khí đã có đầy đủ các số liệu cần thiết như số lượng, công suất và vị trí đặt của các thiết bị nên để xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí ta sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại ( Hay còn gọi là phương pháp số thiết bịhiệu quả )

II.4.1 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình.

( Phương pháp này đã trình bày ở mục II.3.4 )

II.4.2 Trình từ xác định phụ tải tính toán.

II.4.2.1 Phân nhóm phụ tải.

Trong phân xưởng có nhiều loại thiết bị, có công suất và chế độ làm việc khácnhau Do vậy để xác định phụ tải được chính xác cần phải tiến hành phân nhóm thiết bị điện trong phân xưởng Việc phân nhóm các thiết bị điện phải tuân theo một số nguyên tắc sau:

 Các thiết bị trong cùng một nhóm nên đặt cạnh nhau để giảm chiều dài đường cáp hạ áp và giảm được tổn thất, vốn đầu tư trên các đường dây trongphân xưởng

 Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng nhóm nên giống nhau để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm

 Tổng công suất của các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng cho phân xưởng và toàn nhà máy Số thiết bị trong nhóm không nên quá nhiều

Dựa trên nguyên tắc phân nhóm phụ tải trên và căn cứ vào vị trí của các thiết

bị trong phân xưởng ta chia các thiết bị thành 7 nhóm Kết quả phân nhóm cho trong bảng 2.1

Trang 17

3 Máy phay ngang 1 46 2,8 2,8

Trang 19

II.4.2.2 Xác định phụ tải tính toán của nhóm thiết bị :

Trang 20

Phụ tải tính toán của nhóm 1 :

Ptt = kmax ksd

n dm

i 1

P



 = 1,94 0,2 59,8 = 23, 202 kWCông suất phản kháng tính toán:

Qtt = Ptt.tgφ = 23,202 1,33 = 30, 585 kV Ar

Công suất toàn phần tính toán :

tt tt

Trang 21

Tra bảng phụ lục 1.6 - Bảng tra trị số kmax theo Ksd và nh - ( TL 1 ) - Ta tìm được kmax = 2,1

Phụ tải tính toán của nhóm 2:

Ptt = kmax ksd

n dm

i 1

P



 = 2,1 0,2 36 = 15,12 kWCông suất phản kháng tính toán:

Qtt = Ptt.tgφ = 15,12 1,33 = 20,11 kV Ar

tt tt

Trang 22

Ptt = kmax ksd

n dm

i 1

P



 = 2,64 0,2 90,5 = 47,784 kWCông suất phản kháng tính toán:

Qtt = Ptt.tgφ = 47,784 1,33 = 63,553 kV Ar

tt tt

Trang 23

i 1

P



 = 0,9.45,25 = 40,725 kWCông suất phản kháng tính toán:

Qtt = Ptt.tgφ = 40,725 1,33 = 54,164 kV Ar

tt tt

Số liệu của nhóm cho trong bảng 2.6

Tra bảng phụ lục 1.1 hệ số sử dụng ksd và cosφ của các nhóm thiết bị điện - (TL1 ) - Ta tìm được ksd = 0,2 ; cosφ =0,6

Trang 24

i 1

P



Qtt = Ptt.tgφ = 29,816 1,33 = 39,655 kV Ar

tt tt

Số liệu của nhóm trong bảng 2.7

Tra bảng phụ lục 1.1 hệ số sử dụng ksd và cosφ của các nhóm thiết bị điện - (TL1 ) - Ta tìm được ksd = 0,2 ; cosφ =0,6

Trang 25

Tra bảng phụ lục 1.6 - Bảng tra trị số kmax theo Ksd và nh - ( TL 1 ) - Ta tìm được kmax = 1,99

Ptt = kmax ksd

n dm

i 1

P



Qtt = Ptt.tgφ = 24,477 1,33 = 32,554 kV Ar

tt tt

1 Máy khoan hướng

Trang 26

Tra bảng phụ lục 1.4 - Bảng tính nhq* và P* ( TL1 ) - -Ta tìm được nhq* =0,63

Số thiết bị sử dụng hiệu quả:

i 1

P



Qtt = Ptt.tgφ = 21,852 1,33 = 29,063 kV Ar

tt tt

II.4.2.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí được tính toán theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích :

Pcs= p0 FTrong đó :

P0: Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, W/m2

Trang 27

II.4.2.4 Xác định phụ tải chiếu sáng cho toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí.

Lấy kdt = 0,85 vì số phân xưởng của xí nghiệp lớn ( 10 phân xưởng )

kdt : Hệ số đồng thời, xét khả năng phụ tải của phân xưởng không đồng thời cực đại

Phụ tải phản kháng của phân xưởng:

II.5 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng còn lại:

Vì các phân xưởng chỉ biết công suất đặt, nên phụ tải tính toán được xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Nội dung phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu được trình bày trong mục II.3.1

II.5.1 Xác định phụ tải tính toán cho ban quản lý và phòng thiết kế.

Ta có ban quản lý và phòng thiết kế :

- Công suất đặt : Pd = 80kW

- Diện tích phân xưởng : F = 1525 m2

Tra bảng PL1.3 -(TL1) với phân xưởng cơ khí ta tìm được knc = 0,8 ;

cosφ=0,8

Đối với ban quản lý và phòng thiết kế ta dùng đèn huỳnh quang : P0 = 20W/

m2

Và cosφ = 0,8

Trang 28

Công suất tính toán động lực:

S I

3.U

170,498

II.5.2 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí số 1.

Ta có phân xưởng cơ khí số 1:

- Công suất đặt : Pd = 3600 kW

S I

3.U

3490,583

Trang 29

II.5.3 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí số 2

Ta có phân xưởng cơ khí số 2:

S I

3.U

3117,07

II.5.4.Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng luyện kim màu

Ta có phân xưởng luyện kim màu :

Tra bảng PL1.3 -(TL1) với phân xưởng cơ khí ta tìm được knc = 0,7 ; cosφ=0,9Đối với ban quản lý và phòng thiết kế ta dùng đèn huỳnh quang : P0 = 15 W/m2

Trang 30

II.5.5 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng luyện kim đen

Ta có phân xưởng luyện kim đen

Tra bảng PL1.3 -(TL1) với phân xưởng cơ khí ta tìm được knc = 0,6 ; cosφ=0,8Đối với ban quản lý và phòng thiết kế ta dùng đèn huỳnh quang : P0 = 15W/m2

Và cosφ = 1

Công suất tính toán động lực:

Pdl = knc.Pd = 0,5 2100 = 1050 kW

Qdl = Pdl tg φ = 1050 1,33 = 1396,5 kVAr

Trang 31

Công suất tính toán chiếu sáng:

II.5.7 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng nhiệt luyện

Ta có phân xưởng nhiệt luyện :

Trang 32

Tra bảng PL1.3 -(TL1) với phân xưởng cơ khí ta tìm được knc = 0,4 ; cosφ=0,6Đối với ban quản lý và phòng thiết kế ta dùng đèn huỳnh quang : P0 = 10 kW/m2

Trang 33

SttkVA

1 Ban quản lí và phòng thiết kế 80 94,5 70,875 118,125

2 Phân xưởng cơ khí số 1 3600 1470,37 1920 2418,35

3 Phân xưởng cơ khí số 2 3200 1328,75 1702,4 2159,57

4 Phân xưởng luyện kim màu 1800 1308 604,8 1441,05

5 Phân xưởng luyện kim đen 2500 1573,5 1125 1934,31

6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 172,529 229,463 297,296

8 Phân xưởng nhiệt luyện 3500 2506,25 1176 2768,61

II.6 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy:

Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy :

II.7 Xác định tâm phụ tải điện và vẽ bản đồ phụ tải

II.7.1 Tâm phụ tải :

Tâm phụ tải điện là điểm thỏa mãn điều kiện : Moomen phụ tải đạt giá trị cực tiểu

Trang 34

Pi : Công suất của phụ tải thứ i

Li: Khoảng cách từ phụ tải thứ I tới tâm phụ tải

Để xác định tâm phụ tải ta có thể sử dụng các công thức sau:

n

i i i

i i

S x X

i i

S y Y

i i

S z Z

X0 ; Y0 ; Z0 : Tọa độ tâm phụ tải điện

Xi ; yi ; xi ; Tọa độ của phụ tải thứ i tính theo hệ trục tọa độ XYZ

Si : Công suất của phụ tải thứ i

Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối và tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện

II.7.2 Bản đồ phụ tải :

Bản đồ phụ tải là một vòng tròn vẽ trên bề mặt có tâm trùng với tâm của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải the tỉ lệ xích nào đó tùy chọn Bản đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tải trong phạm vi nội dung thiết kế, từ đó có thể thiết lập được phương án cấp điện.Bản đồ phụ tải chia làm 2 phần

 Phần phụ tải động lực ( Phần gạch chéo )

 Phần phụ tải chiếu sáng ( Phần để trắng )

Để vẽ được bản đồ phụ tải cho phân xưởng ta coi như phụ tải các phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm có thể lấy trùng với tâm hình học của phân xưởng trên bề mặt bằng

Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải thứ I được xác định xa biểu thức :

i i

S R

m.





Với m: Tỉ lệ xích, lấy m = 3kVA/mm2

Góc của phụ tải chiếu sáng trong bản đồ xác định theo biểu thức :

Trang 35

cs cs

n

360.P P



1 Ban quản lí và phòng t/kế 30,5 94,5 118,125 3,54 116,19

2 Phân xưởng cơ khí số 1 30,375 1470,37 2518,347 16,02 7,43

3 Phân xưởng cơ khí số 2 48,75 1328,75 2159,57 15,14 13,2

4 Phân xưởng luyện kim màu 48 1308 1441,05 12,36 13,21

5 Phân xưởng luyện kim đen 73,5 1573,5 1934,31 14,32 16,8

6 Phân xưởng sữa chữa cơ khí 16,5 172,529 297,296 5,62 34,4

8 Phân xưởng nhiệt luyện 56,25 2506,25 2768,44 17,14 8,07

Trang 37

Chương III

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện có tác động rất lớn đến các chỉ tiêu thuộc

về kinh tế và kỹ thuật Trong đó có sơ đồ được coi là hợp lý là phải thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau :

 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

 Đảm bảo độ tin cậy cấp điện

 Thuận tiện và linh hoạt vận hành

 Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu biến đổi phụ tải theo thời gian

 An toàn cho người và thiết bị

 Đảm bảo các yêu cầu kinh tees

Trình tự tính toán và thiết kế mạng điện cao áp

 Vạch ra các phương án

 Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại, tiết kiệm các đường dây cho phương án

 Tính toán kinh tế kỹ thuật các phương án để lựa chọn phương án hợp lý

 Tiến hành thiết kế một cách chi tiết phương án đã chọn

III.1 Phương án cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng :

Trước khi chọn sơ đồ cấp điện hợp lý ta đi lựa chọn cấp điện áp hợp lý từ hệ thống đến nhà máy Công thức kinh nghiệm thường được dùng trong việc việc cấp điện áp truyền tải :

Trong đó L

P : Công suất tính toán của nhà máy , kW

L: Khoảng cách từ trạm trung gian về nhà máy l = 15 km

Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy :

Từ kết quả tính toán ta chọn cấp điện áp để cấp cho nhà máy là 35 kV

Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng có thể đưa ra các phương án cung cấp điện sau:

III.1.1 Phương án về các trạm biến áp phân xưởng

Các trạm biến áp phân xưởng được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau :

 Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn yêu cầu : gần tâm phụ tải, thuận tiện cho vận chuyển sửa chữa máy biến áp, an toàn kinh tế

 Số lượng máy biến áp đặt trong trạm biến áp được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp của phụ tải, điều kiện vận chuyển và lắp đặt, chế độ làm việc

Trang 38

của phụ tải Trong trường hợp trạm biến áp chỉ đặt một máy biến áp sẽ là kinh tế nhưng độ tin cậy cung cấp điện không cao Các trạm biến áp cung cấp điện cho hộ loại I và loại II thì nên đặt 2 máy biến áp, hộ loại III có thể chỉ đặt 1 máy biến áp.

 Dung lượng máy biến áp được chọn theo điều kiện

Kiểm tra theo điều kiện sự cố 1 máy biến áp :

( n -1 ) Khc.kqt.SdmB SttscTrong đó :

n: Số máy biến áp có trong trạm biến áp

khc : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, chọn loại máy biến áp chế tạo

ở Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh, khc = 1

kqt : Hệ số quá tải

kqt = 1,4 với trạm đặt ngoài trời

kqt = 1,3 với trạm đặt trong nhà

Sttsc : Công suất tính toán sự cố , kVA

Khi sự cố 1 máy biến áp có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của máy biến áp, lấy Sttsc = 0,7 Stt

A Phương án đặt 9 trạm biến áp phân xưởng:

Các trạm biến áp phân xưởng được chọn như sau:

Trạm biến áp B 1 : Cung cấp điện cho một số phụ tải của xưởng cơ khí số 1

Trạm biến áp B 2: Cung cấp điện cho số phụ tải còn lại của phân xưởng cơ khí số 1

Phân xưởng cơ khí số 1 có công suất tính toán toàn phân xưởng là Stt =

2481,34 Trạm biến áp B1 cung cấp điện cho số phụ tải có công suất = 0,5 Stt của phân xưởng cơ khí số 1 Trạm biến áp B2 cung cấp cho số phụ tải còn lại của phân xưởng Công suất tính toán của mỗi trạm

SB1 = SB2 = = 1209,17 kVA

Mỗi trạm ta đặt 2 máy làm việc song song

Dung lượng máy biến áp được chọn theo yêu cầu

dmB

S  = 604,58 kVA

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có Sdm = 630 kVA

Khi sự cố 1 máy biến áp, các máy biến áp còn lại được phép quá tại sự cố Công suất 3MBA còn lại tải được khi sự số 1MBA là :

Sqtsc = 1,3 3 630 = 2457 kVA

Sqtsc > Sttpx = 2418,34 kVA

Ta thấy rằng khi sự cố 1MBA các máy biến áp còn lại vẫn đảm bảo cung cấp điện cho tất cả các phụ tải của phân xưởng cơ khí số 1

Trang 39

Vậy trạm biến áp đặt 2 máy có Sdm = 630 kVA

Trạm biến áp B 3: Cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí số 2, ban quản lý và phòng thiết kế

Trạm đặt 2 máy làm việc song song

dmB

S  = 1138, 84 kVAChọn máy biến áp tiêu chuẩn 1250 kVA

Khi sự cố 1 máy biến áp, máy biến áp còn lại được phép quá tải sự cố Công suất MBA còn lại tải được khi sự cố 1MBA là :

Sqt = 1,3 1250 = 1625 kVA  Sttpx = 2277,69 kVA

Ta thấy rằng khi sự số 1MBA các máy biến áp còn lại công đảm bảo cung cấpđiện cho tất cả các phụ tải của phân xưởng Lúc này ta ưu tiên cắt phụ tải loại 3 nếu không thỏa mãn thì cắt tiếp 1 phần phụ tải loại 2 kém quan trọng hơn

Lượng công suất phải cắt khi sự cố 1MBA :

Scatsc = 2277,69 - 1625 = 625,69 kVA

Vậy trạm biến áp 2 máy có Sdm = 1250 kVA là hợp lí

Trạm biến áp B 4: Cung cấp điện cho phân xưởng luyện kim màu và phân xưởng sửa chữa cơ khí :

Trạm đặt 2 máy làm việc song song:

Dung lượng máy biến áp được chọn theo yêu cầu :

dmB

S  = 869,17 kVA

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn 1000 kVA

Khi sự cố 1 máy biến áp, máy biến áp còn lại được phép quá tải sự cố.Công suất MBA còn lại tải được khi sự cố 1MBA là :

Sqt = 1,3 1000 = 1300 kVA Sttpx = 1738,35 kVA

Ta thấy rằng khi sự cố 1MBA các máy biến áp còn lại không đảm bảo cung cấp điện cho tất cả các phu tải của phân xưởng Lúc này ta ưu tiên cắt phụ tải

3 nếu không thỏa mãn thì cắt tiếp 1 phần phụ tải loại 2 kém quan trọng hơn

Scatsc = 1738,35 - 1300 = 438,35 kVA

Vậy trạm biến áp 2 máy có Sdm = 1000 kVA

Trạm biến áp B 5 : Cung cấp điện cho phân xưởng luyện đen

Trang 40

SdmB  = 967,15 kVA

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn 1000 kAV

Sqt = 1,3 1000 = 1300 kVA Sttpx = 1934,31 kVA

Scatsc = 1934,31 - 1300 = 634,31 kVA

Trạm biến áp B 6 : Cung cấp điện cho phân xưởng rèn

SdmB  = 888,23 kVA

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn 1000 kAV

Sqt = 1,3 1000 = 1300 kVA Sttpx = 1776,46 kVA

Scatsc = 1776,46 - 1300 = 476,46 kVA

Trạm biến áp B 7: Cung cấp điện cho một số phụ tải của xưởng nhiệt luyện

Trạm biến áp B 8 : Cung cấp điện cho số phụ tải còn lại của phân xưởng nhiệtluyện

Phân xưởng nhiệt luyện có công suất tính toán toàn phân xưởng là

Stt = 2768,44 Trạm biến áp B7 cung cấp điện cho số phụ tải có công suất = 0,5.Stt của phân xưởng cơ khí số 1 Trạm biến áp B8 cung cấp cho số phụ tải còn lại của phân xưởng Công suất tính toán của mỗi trạm:

Sb7 = SB8 = = 1384,22 kVAMỗi trạm ta đặt 2 máy làm việc song song

Dung lượng máy biến áp được chọn theo yêu cầu :

dmB

S  = 692,11 kVA

Tiêu đề	Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo
Người hướng dẫn	Cán Bộ Hướng Dẫn
Trường học	Trường Đại Học Dân Lập Phương Đông
Chuyên ngành	Cơ - Điện - Điện Tử
Thể loại	Thiết kế tốt nghiệp

Định dạng
Số trang	156
Dung lượng	2,7 MB