đồ án môn cung cấp điện cho một phân xưởng

Trong đồ án này có các nội dung như: “tính toán chiếu sang cho 1 phân xưởng, xác định phụ tải tính toán cho 1 nhà máy, lựa chọn các thiết bị, xác định các tham số chế độ của mạng điện,

ĐỀ TÀI VÀ NHỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải:

1 Sơ đồ địa lý : dựa vào sơ đồ phân bố giữa các phụ tải và nguồn ta xác định được

khoảng cách giữa chúng như hình vẽ:

120

m

260 m

2 nguồn điện (N) : Nguồn cung cấp định mức : Uđm =10 KV

3 Phụ tải :Số liệu tính toán của các phụ tải cho trong bảng

N

2 3

1

Tên phân xưởng Pd (KW) Cosφ Diện tích m3

-thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax=5000h

-Độ rọi yêu cầu phân xưởng 3 là 500Lux, Ksd =0,56,Knc= 0,98

4 Số liệu phân xưởng 3

1 Tính toán chiếu sáng cho một phân xưởng 3

2 Xác định phụ tải tính toán của nhà máy

3 Xác định sơ đồ nối dây của mạng điện

4 Lựa chọn thiết bị điện : Máy biến áp ,tiết diện dây dẫn ,thiết bị phân

phối ,thiết bị bảo vệ ,đo lường v v ,

5 Xác định các tham số chế độ của mạng điện :ΔU, ΔP, ΔA,UU, ΔU, ΔP, ΔA,UP, ΔU, ΔP, ΔA,UA,U2……….(bằng

tay và bằng phần mềm)

6 Tính toán nối đất cho trạm biến áp (với đất cát pha bằng tay và phần mềm)

7 Tính toán dung lượn bù để cải thiện hệ số công suất lên giá tri cosφ2=0,95

(bằng tay và phần mềm)

8 Dự toán công trình điện

Bản vẽ :

1 Sơ đồ mặt bằng của mạng điện nhà máy

2 Sơ đồ nguyên lý ,Sơ đồ chiếu sang của phân xưởng 3

3 Sơ đồ hai phương án –bảng chỉ tiêu kinh tế -kỹ thuật

4 Sơ đồ nguyên lý toàn mạng điện

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của Khoa học – Công nghệ thế giới là

sự phát triển lớn mạnh về nền kinh tế Ở Việt Nam từ một nước nông nghiệp thủ

công cũng đang xây dựng chuyển sang một nước công nghiệp hóa hiện đại hóa

Đời sống cũng như nhu cầu của người dân được nâng lên Hàng ngàn nhà máy

sản xuất, các xí nghiệp lớn nhỏ được mọc lên Các nhà máy sản xuất điện (thủy

điện, nhiệt điện, điện hạt nhân, năng lượng tự nhiên…) cũng được xây dựng và

phát triển mạnh Nhưng chúng không đáp ứng được một cách bền vững lâu dài

cho nhu cầu của nên kinh tế cũng như của mỗi người dân Vấn đề đặt ra chúng ta

cần và phải tính toán sử dụng, phân phối nguồn điện năng sản xuất được sao cho

tiết kiệm, an toàn và hợp lý nhất.

Qua chương trình học ở trường chúng em được biết dến, được tìm hiểu và được

nghiên cứu chuyên sâu về môn “Cung cấp điện” Với những nội dung cơ bản,

những yêu cầu về tính toán và cách xây dựng thiết kế mạng điện là tiền đề để

chúng em sau này ra làm việc giải quyết được nhiều vấn đề đặt ra của ngành điện,

của nền kinh tế Bằng sự nỗ lực học hỏi, sự say mê tim tòi cũng như sự giúp đỡ,

giảng dạy nhiệt tình của giáo viên đã giúp chúng em hiểu rõ, hiểu sâu về các nội

dung, yêu cầu của môn học này và chúng em cũng đã biết đến các phần mềm ứng

dụng phục vụ cho yêu cầu của môn học, yêu cầu của thực tế Để khẳng định chúng

em đã được thầy giáo cho tự tìm hiểu nghiên cứu thêm và làm đồ án kết thúc môn

học Trong đồ án này có các nội dung như: “tính toán chiếu sang cho 1 phân

xưởng, xác định phụ tải tính toán cho 1 nhà máy, lựa chọn các thiết bị, xác định

các tham số chế độ của mạng điện, tính toán dung lượng bù dể cải thiện và dự

toán công trình” Hay: “các bản vẽ sơ đồ mặt bằng của mạng điện nhà máy, sơ

đồ nguyên lý, sơ đồ chiếu sang của các phân xưởng, sơ đồ nguyên lý, bảng chỉ tiêu

kĩ thuật và sơ đồ nguyên lý của toàn mạng điện” Là những nội dung mà chúng em

đã được biết đến được nghiên cứu tìm tòi trong quá trình học cũng như trong

những bài giảng của thầy Đó là một vốn kiến thức giúp chúng em hoàn thành tốt

đồ án này cũng như sau này ra thực tế làm việc.

Đồ án này là một bài kiểm tra kiến thức giúp chúng em tổng hợp và ôn lại cũng

như tìm tòi thêm được nhiều kiến thức của môn học Sự hoàn thành nhanh chóng,

thành công của đồ án này là sự nỗ lực, hợp tác chặt chẽ của tất cả các sinh viên

trong nhóm và sự nhiệt huyết trong quá trình giảng dạy cũng như sự hướng dẫn

nhiệt tình của thầy giáo.

Xin trân trọng cảm ơn!

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG I :TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 3 7

1.1 Yêu cầu và mục đích 7

1.2.Trình tự thiết kế 8

1.2.1 Thiết kế sơ bộ 8

1.3 Thiết kế mạng điện của hệ thống chiếu sáng 11

CHƯƠNG 2 :XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÀN NHÀ MÁY 15

2.1 Khái quát chung 15

2.2Phụ tải phân xưởng 3 16

2.3.Tính toán cho nhà máy : 17

CHƯƠNG 3:SƠ ĐỒ ĐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN 18

3.1 Khái quát về các phương án đi dây trong mạng điện công nghiệp 18

3.2 Các phương án đi dây 18

CHƯƠNG 4 :LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 22

4.1 Khái quát chung 22

4.2 Lựa chọn dao cách ly 22

4.3 Lựa chọn cầu chì 23

4.4Chọn máy biến áp : 24

4.5 Chọn aptomat tổng 26

4.6 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính 27

4.7 Chọn thanh cái 27

4.8 Chọn dây dẫn từ trạm phân phối chính đến các phân xưởng 29

5.8 Lựa chọn aptomat cho các phân xưởng 31

CHƯƠNG 5 : KIỂM TRA CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 35

5.1- Kiểm tra điều kiện sụt áp ΔU, ΔP, ΔA,UU Ở điều kiện làm việc bình thường: 35

5.2 - Tổn thất công suất ΔU, ΔP, ΔA,UP: 35

5.3- Tổn thất điện năng: 36

CHƯƠNG 6 :TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT 37

6.1 Cơ sở lí thuyết 37

6.1.1 Tác dụng của việc nối đất và an toàn khi nối đất 37

6.2 Cách thực hiện nối đất 38

CHƯƠNG 7 :TÍNH BÙ CÔNG SUẤT 41

7.1 Các phương án bù công suất 41

7.2 Tính toán bù : 41

CHƯƠNG 8 :DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH ĐIỆN 43

CHƯƠNG I :TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 3

1.1 Yêu cầu và mục đích

Phân xưởng 3 có: diện tích 30x60 m2

Độ rọi yêu cầu là Eyêu cầu = 500 Lx

Ta giả sử một số thông số cần thiết sau:

Phân xưởng 3 có chiều cao trần là H= 7m

Hệ số phản xạ là: [ρ1ρ3ρ4] = [551]

Mục đích thiết kế chiếu sáng đưa ra được một phân bố ánh sáng hợp lý đảm

bảo các chi tiết kĩ thuật, đáp ứng được nhu cầu tiện nghi ánh sáng và thẫm mỹ

trong không gian thiết kế

Nội dung bài toán thiết kế chiếu sáng như sau:

- Thiết kế sơ bộ: qua nghiên cứu các không gian thường gặp, hội chiếu

sáng quốc tế đưa ra một không gian tiêu chuẩn hình hộp để bằng cách tính toán và

thực nghiệm đưa ra bảng tiêu chuẩn, bảng tra

Thiết kế sơ bộ đưa ra phương pháp chiếu sáng, cấp và số lượng bộ đèn Đưa ra

tổng quang thông cần cấp và chọn loại bóng đèn đáp ứng nhu cầu chất lượng cùng

với lưới bộ trí đèn Thường bố trí lưới hình chữ nhật với chiều cao đèn đã ấn định,

bước này thường thực hiện nhiều phương án để so sánh cân nhắc chọn phương án

tối ưu để tiếp tục tính toán Ở đấy yếu tố thẩm mỹ cũng được cân nhắc trong thiết

kế chiếu sáng

- Kiểm tra thiết kế: ở bước này cần phải thực hiện việc tính toán để tìm được

các độ rọi trên trần tường, mặt phẳng làm việc một cách chính xác hơn Sau đó

dung các kết quả tính toán được để kiểm tra theo các tiêu chuẩn đã đặt ra về yêu

cầu… tiện nghi ánh sáng

1.2.Trình tự thiết kế

1.2.1 Thiết kế sơ bộ

a,Xác định cấp chiếu sáng và bộ đèn

B1: Theo đề ra ta có

Hệ số phản xạ là: [ρ1ρ3ρ4] = [551] đặt đèn sát trần

Độ rọi yêu cầu là Eyêu cầu = 500 Lx

Dài a=60 m , rộng b=30 m , cao7 m

B2 :Theo TCVN 7114:2000 độ rọi yêu cầu là Eyêu cầu = 500 Lx đối với phân

xưởng lắp ráp máy có cấp quan sát ở mức B-C

B3: Chọn loại đèn.

Việc chọn loại đèn phụ thuộc vào các yếu tố

- Căn cứ đầu tiên phải phù hợp độ rọi yêu cầu với nhiệt độ màu của đèn theo biểu đồ Kioff

- Chỉ số hoàn màu phải đáp ứng được yêu cầu và chất lượng ánh sáng cho công việc diễn ra trong phòng

- Tính kinh tế : hiệu suất phát quang

- Thời gian khởi động, hiệu ứng nhấp nháy đặc biệt là cho những ứng dụng chiếu sáng dự phòng ở những nơi công cộng hoặc chiếu sáng cho những nơi

- Các bảng tra được lập ra trên cơ sở các bộ đèn bố trí theo tính chất tổ chức

lưới chữ nhật trên trần

- Giá trị m, n, q sẽ quyết đến việc bố trí đồng đều ánh sáng aa

+) Số bộ đèn tối thiểu cho một không gian Nmin

Với một không gian có chiều cao 5m, kích thước a = 60m, b = 30m thì sau

khi chọn h và cấp của bộ đèn có thể xác định được số điểm đặt đèn ít nhất trên

trần để đản bảo được độ đồng đều ánh sáng trên mặt phẳng làm việc

Chọn khoảng cách từ bộ đèn đến trần là h’=0,5 m

=> h =H- h’- 0,85 = 5,65 m

Ta có chỉ số treo đèn J và chỉ số phòng k;

k =h(a+b) a b = 3,54 J =h+h ' h ' = 0,08 chon J=0

Để đảm bảo đội rọi đồng đều trêm mặt phẳng làm việc đồi với đèn loại C

khoảng cách giữa các bộ đèn phải được đảm bảo:

- Vì kích thước hội trường là hình chữ nhật 60x30 mà có 128 bộ đèn Nên ta lấy

theo phương a là 16 bộ và theo phương b là 8 bộ

Gọi n là khoảng cách giữa 2 bộ đèn theo chiều rộng

q là khoảng cách từ bộ đèn cuối cùng đến mép tường theo chiều rộng

m là khoảng cách giữa 2 bộ đèn theo chiều dài

p là khoảng cách từ bộ đèn cuối cùng đến mép tường theo chiều dài

Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng của phân xưởng ta đặt một tủ chiếu

sáng cho phân xưởng gồm một aptomat tổng 3 pha 4 cực và 8 aptomat nhánh một

pha 2 cực, mỗi áp cấp cho một dãy 16 bộ bóng đèn

IđmA≥ Ilv max= Pcs

√3 U đ m = 32

√3 0,38 = 48,6 AChọn atomat 3 pha 4 cực C60N do hãng Merin Gernin sản xuất có các thông

số kỹ thuật sau :

IdmA=63 A ,Uđm= 440 V, Icắt N=6 kV

Cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép :

Khc.Icp ≥ IlvMax = 48,6 A

Trong đó:

Icp là dòng điện cho phép với từng loại dây

Khc Hệ số hiệu chỉnh lấy bằng 1Chọn cáp 4G2,5 cách điện PVC của LENS có Icp = 41 (A)

Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ khi bảo vệ bằng

Vậy chọn 8 aptômat loại C60L loại 1 pha 2 cực do hãng Merin Gerin sản

xuất với các thông số sau:

IđmA = 16 (A); Uđm = 440(A); IcắtN = 20 (kA)

CHƯƠNG 2 :XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÀN NHÀ MÁY

2.1 Khái quát chung

Phụ tải tính toán là phụ tải giải thiết lâu dài không đổi,tương đương với phụ

tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện Nói cách

khác ,phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị điện lên tới nhiệt độ tương tự như

phụ tải thực tế gây ra ,vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính 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 tra các thiết bị trong hệ thống

cung cấp điện như sau :máy biến áp ,dây dẫn ,các thiết bị đóng cắt ,bảo vệ

Tính toán tổn thất công suất ,tổn thất điện năng ,tổn thất điện áp,lựa chọn dung

lượng bù công suất phản kháng …Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố

như :công suất ,số lượng ,chế độ làm việc của các thiết bị điện ,trình độ và phương

thức vận hành hệ thống …vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm

vụ khó khăn nhưng rất quan trọng Bởi vì nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ

hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ các thiết bị điện ,có khi dẫn tới sự cố cháy

nổ ,rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực thế thì 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 pháp tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải tính phụ tải

điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ơ trên nên cho đến nay vẫu chưa

có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những phương pháp đơn giản

thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác ,còn nếu nâng cao được thì độ

chính xác ,kể đến ảnh hưởng cùa nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp

Sau đây là những phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ

thống cung cấp điện :

- Phương pháp theo hệ số yêu cầu

- Phương pháp tính theo công suất trung bình

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

phẩm

- Phương pháp theo công suất phụ tải trên từng đơn vị diện tích sản xuất

Trong thực tế thì tùy theo quy mô sản xuất và đặc điểm của công trình thì

theo giai đoạn thiết kế hay kỹ thuật thì công mà chọn phương pháp tính toán

CHƯƠNG 3:SƠ ĐỒ ĐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN

3.1 Khái quát về các phương án đi dây trong mạng điện công nghiệp

Thông thường các sơ đồ đi dây cung cấp điện gồm có sơ đồ hình tia dạng phân

nhánh và dạng kín

Đặc điểm của các sơ đồ là khác nhau

 Sơ đồ hình tia thì tổng chiều dài đường dây lớn ,các phụ tải vận hành độc lập

nhau ,nên khi xảy ra sự cố trên một đường dây nào đó thì chỉ phụ tải ở đó bị

mất điện còn các phụ tải còn lại vận hành bình thường sơ đồ hình tia dùng

nhiều dây nên thiết bị phân phối cũng nhiều

 Sơ đồ phân nhánh thì tổng chiều dài đường dây ngắn hơn hình tia ,tiết diện

đường dây trục chính thường lớn ,các phụ tải vận hành phụ thuộc vào nhau

vì khi xảy ra sự cố đoạn đường dây phía trước thì các phụ tải phía sau đều

mất điện

 Sơ đồ dạng kín có các đường dây nối liền với các phụ tải vận hành kín ,khi

xảy ra sự cố ở bất kì đoạn đường dây nào thì không phụ tải nào mất điến

nhưng tiết diện đoạn đương dây đầu nguồn thường lớn vì khi xảy ra sự cố

một đoạn đường dây gần nguồn thì các đoạn khác phải chịu toàn bộ phụ tải

3.2 Các phương án đi dây

Đây là hai phương án đi dây theo hình tia và phân nhánh

X1 X3

X5

X1 X3

X5

Nhận xét :

Dựa vào khoảng cách trong nhà máy ,các yêu cầu về cung cấp điện cho các phụ tải

trong nhà máy thì ta chọn phương án đi dây thứ 1

Vừa đảm bảo về yêu cầu kĩ thuật vửa đảm bảo tính kinh tế Vì các xưởng hoạt

động độc lập Mặt khác để tránh trường hợp quá tải trên đường dây

CHƯƠNG 4 :LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN

4.1 Khái quát chung

Trong điều kiện vận hành các khí cụ ,sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện

khác có thể ở một trong ba chế độ :

Chế độ làm việc lâu dài :các thiết bị sẽ làm việc tin cậy nếu chúng được

chọn theo đúng điện áp và dòng điện định mức

Chế độ quá tải :dòng điện qua các thiết bị điện cao hơn bình thường ,thiết bị

còn tin cậy nếu giá trị và thời gian điện áp hay dòng tăng cao còn nhỏ hơn giá trị

cho phép

Chế độ ngắn mạch : các thiết bị còn tin cậy nếu trong quá trình lựa chọn

thiết bị có xét đến điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt.Riêng đối với máy cắt

điện còn phải chọn thêm khả năng cắt của nó

4.2 Lựa chọn dao cách ly

Dao cách ly cao áp được lựa chọn theo các điều kiện định mức : dòng và áp cùng

điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt

t ôđ n

Chọn Uđm DCL≥ Uđm mạng = 10 kV → Uđm DCL = 15 kV

Iđm DCL≥ Ilv max ≈ S đ m

√3 10 = 1000

√3 10 = 57 A

→ Chọn Uđm DCL = 60 A

Dòng điện ổn định lực điện động : Imax ≥ Ixk = √2 Kxk Ilv = √2 1,8 IN

Giả sử chọn dây AC -120 nối từ máy cắt đến hệ thống điện ,khoảng cách là 10 km

Cầu chì là khí cụ để bảo vệ mạch điện khi ngắn mạch Thời gian cắt của cầu

chì phụ thuộc vào vật liệu làm dây chảy Cầu chì là thiết bị bảo vệ mạch đơn

giản ,rẻ tiền nhưng độ nhạy kém Nó chỉ tác động khi dòng điện lớn hơn định mức

nhiều lần

Các điều kiện chọn và kiểm tra cầu chì được tóm tắt ở bảng sau :

Chọn Uđm CC ≥ Uđm mạng = 10 KV → Uđm CC = 15 kV

Iđm CC ≥ Ilv max → Iđm CC = 1,5 Ilv = 57 2 =114 A

4.4Chọn máy biến áp :

a- Sơ lược về trạm biến áp:

Do chưa biết đồ thị phụ tải của nhà máy vì chế độ làm việc giờ sản xuất nên

việc lựa chọn máy biến áp phụ thuộc vào Stt=976,7 (KVA)

Do công suất nhà máy không lớn lắm và có thể sử dụng máy phát dự phòng

Cho nên việc lụa chọn nhiều máy biến áp sez tăng vốn đầu từ và cũng không cần

thiết lắm do đó ta sử dụng máy biến áp trong trạm biến áp

Vì không xác định được đồ thị phụ tải trong ngày một cách tương đối nên

lựa chọn công suất máy biến áp sao cho đảm bảo về tính kĩ thuật vừa có lợi kinh tế

(không nên chọn máy biến áp quá lớn khi vận hành sẽ gây non tải gây lãng phí)

Vậy ta chọn máy biến áp có S=1000kVA>Stt=976,7 kVA (để thuận lợi sau này nếu

có dung them thiết bị trong nhà máy thì cũng không cần phải thiết kế lại)

Trên cơ sở đã chọn được công suất MBA ở trên ta chọn MBA bap ha 2 dây

do Việt Nam chế tạo có thong số như sau:

định mức(KVA)

Tổn thất không tải

P0(W)

Tổn thất ngắn mạch

Pn(W)

Hiệu suất định mức

Hệ thống ATS: do nhu cầu đảm bảo không được mất điện trong thời gian dài do đó

ta sử dụng hệ thống ÁT kết hợp với nguồn dự phòng Hệ thống ÁT sẽ kiếm tín