Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các phân xưởng của nhà máy may hải dương

Luận văn, khóa luận tốt nghiệp, báo cáo là sản phẩm kiến thức, là công trình khoa học đầu tay của sinh viên, đúc kết những kiến thức của cả quá trình nghiên cứu và học tập một chuyên đề, chuyên ngành cụ thể. Tổng hợp các đồ án, khóa luận, tiểu luận, chuyên đề và luận văn tốt nghiệp đại học về các chuyên ngành: Kinh tế, Tài Chính Ngân Hàng, Công nghệ thông tin, Khoa học kỹ thuật, Khoa học xã hội, Y dược, Nông Lâm Ngữ... dành cho sinh viên tham khảo. Kho đề tài hay và mới lạ giúp sinh viên chuyên ngành định hướng và lựa chọn cho mình một đề tài phù hợp, thực hiện viết báo cáo luận văn và bảo vệ thành công đồ án của mình.

Luận văn Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các phân xưởng của nhà máy may Hải Dương

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước theo hướng công nghiệphoá, hiện đại hoá, ngành công nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng.Bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong nền kinh

“Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các phân xưởng của nhà máy may

Hải Dương”.

Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự tìm tòi và nỗ lực của bản thân,cùng sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện,đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn, em đã hoàn thành đồ ánthiết kế tốt nghiệp của mình Mặc dù đã rất cố gắng, xong do hạn chế về kiếnthức và kinh nghiệp thực tế, nên bản đồ án của em không tránh khỏi những thiếusót Em kính mong nhận được những ý kiến góp ý, chỉ bảo tận tình của các thầy

cô để bản đồ án của em được hoàn chỉnh hơn Em xin trân thành cảm ơn thầygiáo hướng dẫn và các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện đã giúp đỡ emhoàn thành bản thiết kế này

Hà Nội, ngày 7 tháng 6 năm 2014

Sinh viên

Trần Đức Trung

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY LIÊN HỢP DỆT

1 Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của nhà máy.

1.1 Loại ngành nghề.

Công nghiệp may nói chung và nhà máy may nói riêng là một ngành sản xuấtquan trọng trong nền kinh tế quốc dân của nước ta, có nhiệm vụ cung cấp hàngtiêu dùng cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu như vải sợi các loại, khăn mặt,khăn tay, khăn quàng, khăn dệt, quần áo dệt kim mặc trong và mặc ngoài, bíttất

Ngoài ra nhà máy may còn làm ra các sản phẩm để phục vụ các ngànhkhác như vải sợi mành để làm cốt lốp ô tô, lốp xe đạp, sợi làm lưới đánh cá, vảibọc, bông băng y tế, chỉ phẫu thuật , chỉ khâu, vải làm bao bì, vải bọc, vải lót

Trong nhà máy liên hợp dệt có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đadạng, phong phú và phức tạp như các hệ thống kéo sợi, dệt không thoi, dệt kimnhuộm in hoa Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và hiện đại dovậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy may phải đảm bảo chất lượng và độ tincậy cao

1.2 Quy mô, năng lực của nhà máy.

Nhà máy có tổng diện tích mặt bằng là 22100 m2 trong đó có hai bộ phận, bốnphân xưởng, một trạm bơm, một kho vật liệu trung tâm, một phòng thí nghiệm

và ban quản lý Các bộ phận và phân xưởng được xây dựng tương đối liền nhauvới tổng công suất dự kiến là 7MW

Bảng 1-1: Công suất đặt và diện tích các phân xưởng của nhà máy.

Dự kiến trong tương lai nhà máy sẽ mở rộng quy mô sản xuất, xây dựng,

mở rộng thêm một số phân xưởng và lắp đặt, thay thế các thiết bị, máy móc tiêntiến hơn để sản xuất ra nhiều sản phẩm đạt chất lương cao hơn đáp ứng nhu cầutrong và ngoài nước

Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo

sự gia tăng phụ tải trong tương lai Về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phươngthức cấp điện sao cho không gây ra quá tải sau vài năm sản xuất và cũng khônggây quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm nhà máy vẫn không khai thác hếtcông suất dự trữ dẫn đến lãng phí

2.Giới thiệu qui trình sản xuất của nhà máy.

2.1 Tóm tắt qui trình sản xuất.

Chuẩn bị nguyên liệu

2.2 Chức năng của các khối trong qui trình sản xuất.

* Khâu chuẩn bị nguyên liệu : Nguyên liệu chủ yếu để cung cấp cho bộ phậnkéo sợi gồm các chủng loại như bông, đay, gai, lanh, len, xơ hoá học Mỗi loạinguyên liệu này được dùng cho một hệ thống kéo sợi tương ứng có những đặcđiểm về thiết bị phù hợp với nguyên liệu sử dụng

* Bộ phận sợi : Nhiệm vụ của bộ phận sợi là kéo sợi để cấp cho bộ phận may

* Bộ phận dệt : Bộ phận này lấy sợi từ bộ phận sợi để đưa vào quá trình dệt Dệt

là quá trình đan sợi dọc và đan sợi ngang được mô tả theo trình tự như sau:

Sản phẩm

- Sợi ngang: Sợi được quấn ống -> quấn suốt -> làm ẩm

* Phân xưởng nhuộm : Có nhiệm vụ nhuộm mầu và in hoa văn theo chỉ tiêu vàđơn đặt hàng

* Phân xưởng là: Có nhiệm vụ làm phẳng khổ vải và cuộn thành súc

* Phòng thí nghiệm : Có nhiệm vụ kiểm tra nguyên liệu, phụ liệu, các tái chếphẩm, bán thành phẩm, thành phẩm để chỉ đạo sản xuất

* Phân xưởng sửa chữa cơ khí có nhiệm vụ kiểm tra sửa chữa các thiết bị trongnhà máy đáp ứng kịp thời cho sản xuất

* Trạm bơm : Có nhiệm vụ cung cấp đầy đủ nước theo yêu cầu sản xuất

2.3 Mức độ tin cậy cung cấp điện đòi hỏi từ qui trình công nghệ.

Để cho quá trình sản xuất của nhà máy đảm bảo tốt thì việc cung cấp điệncho nhà máy và cho các bộ phận quan trọng của nhà máy như bộ phậnsợi,dệt,nhuộm, phân xưởng là…phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậycao

Theo qui trình công nghệ sản xuất của nhà máy thì việc ngừng cung cấpđiện sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng sản phẩm, gây thiệt hại lớn về kinh

tế và làm rối loạn các qui trình công nghệ Do đó, nhà máy cần phải được cungcấp điện liên tục

3 Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy.

3.1 Các đặc điểm của phụ tải điện.

Phụ tải điện trong các nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại phụtải:

- Phụ tải động lực

- Phụ tải chiếu sáng

Hoàn thành

Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trựctiếp đến thiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm trong dải từ 1 đến hàngchục kW và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều có tần số công nghiệpf=50Hz.

Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn Phụ tảichiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều có tần

số f=50Hz Độ chênh lệch điện áp trong mạng chiếu sáng ∆Ucp% = 2,5%

3.2 Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy.

Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng

của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết bị cũngnhư cho các phân xưởng trong nhà máy Ở đây, căn cứ vào chức năng của cácphân xưởng và công suất đặt ta có thể sơ bộ phân loại được hộ phụ tải

Bảng 2-2: Phân loại hộ phụ tải cho các phân xưởng.

tải

Bộ phận dệt II

Phân xưởng sửa chữa cơ khí III

BBan Q.lý và phòng thí nghiệm III

Đánh giá tổng thể toàn nhà máy ta thấy tỉ lệ (%) của phụ tải loại I và IItheo công suất là khoảng 92% Phụ tải loai III chỉ chiếm một tỉ lệ khoảng 8%, do

đó nhà máy được đánh giá là hộ phụ tải loại I và vì vậy yêu cầu cung cấp điệnphải được đảm bảo liên tục

4 Phạm vi đề tài.

Đề tài thiết kế tốt nghiệp này có mục đích thiết kế hệ thống cung cấp điệncho nhà máy liên hợp dệt nhưng do thời gian có hạn nên việc tính toán chính xác

và tỉ mỉ cho toàn bộ công trình là một khối lượng lớn, đòi hỏi thời gian dài, do

đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan trọng của công trình

Dưới đây là những nội dung chính mà bản đồ án thiết kế sẽ đề cập:

• Tính toán, thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy

• Thiết kế mạng điện phân xưởng sửa chữa cơ khí

• Tính toán bù công suất phản kháng cho mạng điện nhà máy

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

• Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG

VÀ TOÀN NHÀ MÁY

Nội dung chính của chương này bao gồm việc tính toán tất cả các phụ tải tínhtoán của từng phụ tải ,từng cụm phụ tải ,của từng phân xưởng và của toàn bộ xínghiệp.

Mục đích:Lấy số liệu phục vụ cho chương 3 :Thiết kế mạng điện cao áp cho nhàmáy liên hợp dệt

1 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

1.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải điện trong phân xưởng sửa chữa cơ khí.

Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau:

- Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc

- Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau để tránh chồng chéo và giảm chiều dài dây dẫn hạ áp

- Công suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênh lệch giữa các nhóm nhằm giảm chủng loại tủ động lực

- Số lượng thiết bị trong nhóm nên có một giới hạn

Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằngphân xưởng ta chia làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải) như sau, theo kí hiệu trên mặtbằng:

1.2.Khái niệm về phụ tải tính toán.

a Khái niệm về phụ tải tính toán

Phụ tải tính toán là phụ tải không có thực, nó cần thiết cho việc chọn cáctrang thiết bị CCĐ trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống CCĐ Trong thực

tế vận hành ở chế độ dài hạn người ta muốn rằng phụ tải thực tế không gây ranhững phát nóng quá mức các trang thiết bị CCĐ (dây dẫn, máy biến áp, thiết bịđóng cắt v.v ), ngoài ra ở các chế độ ngắn hạn thì nó không được gây tác độngcho các thiết bị bảo vệ (ví dụ ở các chế độ khởi động của các phụ tải thì cầu chìhoặc các thiết bị bảo vệ khác không được cắt) Như vậy phụ tải tính toán thựcchất là phụ tải giả thiết tương đương với phụ tải thực tế về một vài phương diệnnào đó Trong thực tế thiết kế người ta thường quan tâm đến hai yếu tố cơ bản

do phụ tải gây ra đó là phát nóng và tổn thất và vì vậy tồn tại hai loại phụ tải tính toán cần phải được xác định: Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng và

Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất.

Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng: Là phụ tải giả thiết lâu dài,

không đổi tương đương với phụ tải thực tế, biến thiên về hiệu quả phát nhiệt lớnnhất

Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất: (thường gọi là phụ tải đỉnh

nhọn):Là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong 1 thời gian ngắn từ 1 đến 2giây, chúng chưa gây ra phát nóng cho các trang thiết bị nhưng lại gây ra các tổnthất và có thể là nhẩy các bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì Trong thực tế phụ tảiđỉnh nhọn thường xuất hiện khi khởi động các động cơ hoặc khi đóng cắt cácthiết bị cơ điện khác

b Các phương pháp xác định phụ tải tính toán.

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

2 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trungbình bình phương

3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hìnhdạng.

4 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

5 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tíchsản xuất

6 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vịsản phẩm và tổng sản lượng

7 Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

1.3 Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị của phân xưởng sửa chữa

cơ khí.

Với phân xưởng sửa chữa cơ khí đề thiết kế đã cho các thông tin khá chi tiết về phụ tải vì vậy để có kết quả chính xác ta chọn phương pháp tính toán là:

Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình P tb và hệ số cực đại k max

a Tính phụ tải tính toán cho nhóm 1.

trênmặtbằng

Sốlượng

Côngsuấtđặt(KW)

Hệ sốsửdụng

Cosϕ

13 Lò điện để nấu chảy babit 57 1 10,0 0,7 0,9

(Tra bảng PLI.1 tr253 sách thiết kế cấp điện /NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN

i

dmi i

tb

m

sd

P K P

P

P

φ φ

1

1 1

2

1

3 1

tt

tt tt

b Tính phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại (2-3- 4-5).

+ Quy đổi công suất các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại (máy hàn điểm ở nhóm 2 và cầu trục ở nhóm 5) sang chế độ dài hạn:

P qd =P dm K d (Lấy K d% 25% 0, 25 = = )

+Máy hàn điểm: P qd = 25 0, 25=12,5kw

+Cầu trục : P qd = 24, 2 0, 25=12,1kw

Bảng 2.2: Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các nhóm trong phân xưởng sửa chữa cơ khí

Tên nhóm và thiết bị

Số lượ ng

Kí hiệ u

Công suất đặt P dm

(Kw)

Hệ số sử dụng Ksd

Cosϕ /

Tgϕ

Số TB hiệu quả

hq n

Hệ số cực đại Kmax

Idm ( A)

Phụ tải tính toán

Ptt (Kw)

Qtt (Kvar )

Stt (Kva)

Itt (A)

Nhóm 1

Nhóm 4

1.4 Tính phụ tải tính toán cho toàn bộ phân xưởng sửa chữa cơ khí.

a Phụ tải tính toán động lực của toàn phân xưởng.

Ta có :

=

= ∑ntt®l ®t ttnhi

i 1

Trong đó :

Pttdl : Là công suất tác dụng tính toán động lực của phân xưởng

kđt : Là hệ số đồng thời đạt giá trị cực đại công suất tác dụng

Pttnhi : Là công suất tác dụng tính toán nhóm thứ i, kW

n : Là số nhóm

- Lấy kđt = 0,85 và thay Ptt của nhóm vào công thức ta được

Pttđlpx=0,85.( 28,90+19,07+18,67+44+14,35)=106,24kW

b Tính phụ tải chiếu sáng cho toàn bộ phân xưởng.

Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vịdiện tích theo công thức sau:

Pcs =P0 F

Trong đó:

Pcs : Là công suất chiếu sáng (kW)

p0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m2)

F : Diện tích cần được chiếu sáng (m2)

- Trong phân xưởng sửa chữa cơ khí, hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợiđốt, tra sách hệ thống cung cấp điện ta tìm được po =15W/m2, cosϕ=1, tgϕ=0,

Qcs=0

- Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng:

P =P F = 15 × 1950 = 29,25 kW

c Phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng sữa chữa cơ khí.

i

P

1 1

S

3

Trong đó:

kđt : Hệ số đồng thời của toàn phân xưởng (kđt = 0,85)

m : Số nhóm thiết bị động lực trong phân xưởng

Ittpx = 187,52

3.0,38 = 284,91A

d Tính toán phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị và phân xưởng.

Phụ tải đỉnh nhọn của thiết bị xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớnnhất mở máy, còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thường vàđược tính theo công thức:

- Công thức tính:

Iđn= Ikđmax + (Ittnhóm- ksd.Iđm(max)) = kmn.Iđmmax+ (Itt - ksd.Iđm(max)) Trong đó:

Ikđmax - Dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện khởi

động lớn nhất trong nhóm máy, A

Itt - Dòng điện tính toán của nhóm máy, A

Idm(max) - Dòng định mức của thiết bị đang khởi động, A

ksd - Hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

kmm - Hệ số mở máy của động cơ (kmm=5÷7)

- Tính toán cho nhóm máy 1:

Trong nhóm,bàn thử thiết bị điện có dòng khởi động lớn nhất:

P=7kw ; Cosϕ=0,6 ; ksd =0,16

dm P

- Tính toán cho nhóm máy khác:

Cách tính tương tự như nhóm 1 Ta được kết quả cụ thể như sau:

- Nhóm 2 : Iđn2 =89,63 (A)

- Nhóm 3 : I = 195,97 (A)

- Nhóm 4 : Iđn4 = 407,04 (A)

- Nhóm 5 : Iđn5 = 214,42 (A)

* Tính toán cho toàn phân xưởng:

Trong phân xưởng SCCK, máy có dòng khởi động lớn nhất là máy tiệnren có công suất 20 kW và cosϕ=0,6 ;ksd =0,16

phương pháp tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

2.2 Tính phụ tải tính toán cho các phân xưởng.

Công thức tính toán phụ tải động lực:

Pđl=knc Pđ

Qđl = Pđl tgϕ

Trong đó:

Pđl : công suất tính toán động lực, kW

Pđ : là tổng công suất đặt của phân xưởng , kW

knc : là hệ số nhu cầu của phân xưởng

tgϕ : tương ứng với cosϕ của riêng của từng phân xưởng

Công thức tính toán phụ tải chiếu sáng (ở đây ta dùng đèn sợ đốt):

Pcspx = p0 F

Trong đó :

Pcspx - Công suất chiếu sáng của phân xưởng, kW

p0 - Công suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích,W/m2

F - Diện tích cần được chiếu sáng, m

Công thức tính phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng:

a Tính chi tiết cho phân xưởng sợi.

Tra bảng PLI.3 tr 254 sách ‘ Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang-VũVăn Tẩm’với phân xưởng sợi ta tìm được:

b Bảng kết quả tính cho toàn bộ các phân xưởng khác.

Tính tương tự như phân xưởng sợi ta có bảng kết quả như sau:

Tên phân xưởng

d P

(KW)

F ( 2

dl P

(KW)

dl Q

(KvAr )

Pcs (KW )

Pttpx (Kvar)

Qttpx (Kvar )

Sttpx (KVA )

Ittpx (A)

3152,19

1

2284,50

5 PX Sửa chữa cơ khí Theo

tínhtoán

4

2960,96

331,88

4086,62

2960,965053,27

3 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy.

3.1 Phụ tải tính toán của toàn nhà máy theo kết quả tính từ phụ tải.

S

3

cosϕnm = Pttnm/Sttnm

Trong đó:

Pttpxi – Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng thứ i trong nhà máy

Qttpxi – Phụ tải tính toán phản kháng của phân xưởng thứ i trong nhà máy

Pcspxi – Phụ tải chiếu sáng thứ i trong nhà máy

kđt – Hệ số đồng thời đạt giá trị cực đại của phụ tải (0,85 - 1)

Công thức tính toán : Theo công thức 2.53b trang 63(Cơ sở lý thuyết tínhtoán và thiết kế hệ thống cung cấp điện – Phan Đăng Khải) ta có :

SNM(t) = Stt(1+αt) (2-1)

0 < t < T

Trong đó :

SNM (t) : Công suất của năm dự kiến (kVA)

Stt : Công suất tính toán hiện tại (kVA)

t : Thời gian dự kiến theo năm (10 năm)

[0,T] : Khoảng thời gian để đánh giá sự phát triển của phụ tải

α: Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải cực đại (α=0,0595 – 0,0685)

(Theo Sách Tra Cứu Về Cung Cấp Điện Xí Nghiệp Công Nghiệp – Mạng Lưới

Điện Công Nghiệp Tập 1 trang 262) Trong trường hợp này lấy α=0,06,thay số

vào công thức tính toán ta được:

Snm(10) = 4329,99.( 1 + 0,06.10 ) = 6927,98kVA

4 Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và nhà máy.

4.1 Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng.

a Ý nghĩa của biểu đồ phụ tải trong thiết kế cung cấp điện.

Biểu đồ phụ tải là một cách biểu diễn về độ lớn của phụ tải trên mặt bằngnhà máy, nó cho biết sự phân bố của phụ tải trên mặt bằng (tức mật độ phụ tảicác vị trí khác nhau trên mặt bằng) Điều này cho phép người thiết kế chọn được

vị trí đặt các trạm BA, trạm phân phối Khi biết rõ sự phân bố của phụ tải trên

mặt bằng còn giúp cho người thiết kế chọn được kiểu sơ đồ CCĐ thích hợpnhằm giảm được tổn thất và đạt được các chỉ tiêu kinh tế tối ưu.

Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán củaphân xưởng theo một tỷ lệ lựa chọn

b Tính bán kính vòng tròn phụ tải cho các phân xưởng.

Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải Tâm đường tròn biểu đồ phụ tảiđược đặt tại trọng tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng ta có thể coi nhưphụ tải của phân xưởng được phân bố đồng đều theo diện tích phân xưởng Vìvậy trọng tâm của phụ tải phân xưởng được xem như tâm hình học của phânxưởng

- Vòng tròn phụ tải được chia làm 2 phần: Phần phụ tải động lực là phầnhình quạt được gạch chéo, phần còn lại không gạch chéo là phần phụ tải chiếusáng

- Bán kính vòng tròn phụ tải có thể được xác định theo công thức:

Rpxi =

m

S ttpxi

.πTrong đó:

Rpxi : Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i đơn vị là(mm)

Sttpxi: Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i; (kVA)

m : Hệ số tỉ lệ lựa chọn (kVA/mm2) Chọn m=11 kVA/mm2

.

Để thể hiện cơ cấu phụ tải trong vòng tròn phụ tải, người ta thường chiavòng tròn phụ tải theo tỉ lệ giữa công suất chiếu sáng và động lực Vì vậy ta cóthể tính góc của phần công suất chiếu sáng theo công thức sau:

Góc của phụ tải chiếu sáng trên biểu đồ:

αcsi =

ttpxi

cspxi P

P

360

αcsi : Góc của phụ tải chiếu sáng phân xưởng i

Pcspxi : Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng i

Pttpxi : Phụ tải tính toán của phân xưởng i

: Tên phân xưởng

: Công suất tính toán của phân xưởng; kVA

4.2 Xác định trọng tâm phụ tải của toàn nhà máy.

a Ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế cung cấp điện.

Trọng tâm phụ tải của nhà máy là một số liệu quan trọng cho người thiết

kế tìm được vị trí đặt các trạm bến áp, trạm phân phối nhằm giảm tối đa tổn thấtnăng lượng, ngoài ra trọng tâm phụ tải còn có thể giúp cho nhà máy trong việcqui hoạch và phát triển sản xuất trong tương lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điệnhợp lý tránh lãng phí và đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật mong muốn

Tâm qui ước của phụ tải nhà máy được xác định bởi một điểm M có toạ

độ được xác định: M0(x0,y0) theo hệ trục toạ độ xoy (Vì chiều cao của nhà máykhông lớn nên bỏ qua thành phần cao độ z)

05 , 2471

1

Trong đó :

Sttpxi : Phụ tải tính toán của phân xưởng i

xi,yi : Tọa độ của phân xưởng i theo hệ trục xoy đã chọn

m : Số phân xưởng có phụ tải điện trong nhà máy

Ta có bảng kết quả tính toán các phân xưởng:

TT Tên phân xưởng Pcs

[kW]

Ptt[kVA]

Stt[kVA]

Tâm phụ tải R

[mm]

o cs

8 Ban Q.lý và phòng thí

9 kho vật liệu T.Tâm 20 48 60,75 20,81 25,06 1,39 150

Vị trí tâm phụ tải điện của nhà máy (tính theo công thức 2-2):

9

1 9

1 9

1 9

1

247092,725

48,90 49

5053, 27

306635,056

5 187,52

6 126,63

7 234,60

8 192,60

9 60,75

CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau:

1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

2 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

3 Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành

4 An toàn cho người và thiết bị

5 Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện

6 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế

Các bước tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm :

1 Lựa chọn cấp điện áp truyền tải từ trạm khu vực về nhà máy.

1.1 Các công thức kinh nghiệm.

Trong tính toán điện áp truyền tải thông thường người ta thường sử dụngmột số công thức kinh nghiệm sau:

Trong đó :

- U : Điện áp truyền tải, kV

- L : Khoảng cách truyền tải, km

- P : Công suất tryền tải tính bằng, kW

1.2 Xác định điện áp truyền tải điện về nhà máy.

Kinh nghiệm vận hành cho thấy phụ tải điện của nhà máy, xí nghiệp sẽtăng lên không ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng và thay thế hoặc lắpđặt thêm các thiết bị sử dụng điện Vì vậy khi chọn điện áp tải điện ta cũng phảitính đến sự phát triển trong tương lai của nhà máy Nhưng vì không có thông tinchính xác về sự phát triển của phụ tải điện của nhà máy cho nên ta xét sơ bộ theo

hệ số tăng trưởng hàng năm lớn nhất trong 10 năm tới theo công thức (2-1)chương II và đã có được S(t) là công suất của năm dự kiến là:

các phụ tải Việc phân loại thông thường đánh giá từ các phụ tải, nhóm phụ tải,phân xưởng và toàn bộ nhà máy được căn cứ vào tính chất công việc, vai trò củachúng trong dây truyền công nghệ chính của nhà máy, vào mức độ thiệt hại kinh

tế khi chúng không được cung cấp điện, loại mức độ nguy hiểm có đe doạ đếntai nạn lao động khi ngừng cung cấp điện Sau đây ta sẽ tiến hành phân loại phụtải của nhà máy sản xuất máy bay theo nguyên tắc trên bắt đầu từ dây truyềncông nghệ

2.2 Phân loại các hộ dùng điện trong nhà máy.

- Trong nhà máy liên hợp dệt có:

Bộ phận sợi, Bộ phận dệt,Phân xưởng nhuộm, Phân xưởng là,Trạm bơm

là những phân xưởng chủ yếu trong quy trình công nghệ của nhà máy Nếu bịngừng cấp điện thì sẽ dẫn đến tình trạng hư hỏng, ngừng trệ sản xuất và lãng phínhân công vì vậy các phân xưởng này được xếp vào hộ phụ tải loại I và II

Phân xưởng sửa chữa cơ khí, Phân xưởng mộc, Ban quản lý và phòng thínghiệm ,Kho vật liệu trung tâm là những phân xưởng quan trọng trong dâytruyền sản xuất nhưng được phép ngừng cung cấp điện trong thời gian sửa chữathay thế các phần từ bị sự cố nhưng không quá một ngày đêm và các phân xưởngnày được xếp vào hộ phụ tải loại III

Kết luận chung : Qua việc phân tích đánh giá trên ta thấy trong nhà liên

hợp dệt có 9 phân xưởng thì các phân xưởng loại I và II chiếm tới 93% về côngsuất còn lại xếp vào hộ loại III Vậy nhà máy được xếp vào hộ phụ tải loại I

2.3 Giới thiệu kiểu sơ đồ cung cấp điện phù hợp với điện áp truyền tải đã chọn ở trên.

a Kiểu sơ đồ có Trạm biến áp trung tâm.

Với loại sơ đồ này thì điện lấy từ hệ thống vào trạm biến áp trung tâm đặt

ở trọng tâm (hoặc gần trọng tâm) của nhà máy và được biến đổi xuống cấp điện

áp nhỏ hơn là 10kV hoặc 6kV để tiếp tục đưa đến các trạm biến áp phân xưởng.

- Loại sơ đồ này thường được áp dụng trong các trường hợp nhà máy cócác phân xưởng đặt tương đối gần nhau (phụ tải tập trung) và công suất khônglớn hoặc ở xa hệ thống.

HTÐ 35-220kV

HTÐ 35-220kV

6-20kV

Ưu điểm của sơ đồ:

Có độ tin cậy cấp điện khá cao

Chi phí cho các thiết bị không lớn lắm

Vận hành dễ dàng

Nhược điểm của sơ đồ:

Số lượng các thiết bị sẽ nhiều do lắp đặt trạm biến áp trung tâm

Sơ đồ nối dây phức tạp hơn

b Kiểu sơ đồ không có trạm Biến áp trung tâm.

Với loại sơ đồ này thì điện được lấy từ hệ thống về đến tận trạm biến ápphân xưởng sau đó sẽ hạ cấp xuống 0,4 kV để dùng trong các phân xưởng

Sơ đồ a) là loại sơ đồ chỉ đặt trạm phân phối trung tâm Kiểu sơ đồ này

phù hợp với các xí nghiệp có phụ tải tập trung, công suất nhỏ hoặc ở gần hệthống Sơ đồ này có ưu điểm là đơn giản, ít phần tử nên độ tin cậy cung cấp điệnkhá cao Tuy nhiên nếu điện áp truyền tải về hệ thống là lớn thì chỉ dùng trạmphân phối trung tâm có thể làm gia tăng vốn đầu tư ở các thiết bị phân phối (máycắt…), các đường dây và trạm biến áp phân xưởng

Sơ đồ b) là sơ đồ dẫn sâu đưa điện áp cao trực tiếp từ hệ thống điện đến

tận nơi đặt các trạm biến áp phân xưởng (sơ đồ không sử dụng trạm biến áptrung tâm hoặc trạm phân phối trung tâm) Sơ đồ này thường dùng cho các xínghiệp có phụ tải phân tán, công suất đặt của các phân xưởng khá lớn Ưu điểmcủa loại sơ đồ này là giảm tổn thất, sử dụng ít thiết bị nên sẽ giảm được vốn đầu

tư Tuy nhiên nếu số lượng phân xưởng khá lớn có thể làm cho sơ đồ kém tincậy Mặt khác nếu sử dụng điện áp cao cho các trạm biến áp phân xưởng cũng sẽlàm gia tăng vốn đầu tư cho các thiết bị trong trạm (các thiết bị cao áp của trạmcùng máy biến áp)

2.4 Sơ bộ phân tích và chọn kiểu sơ đồ phù hợp

- Vì nhà máy liên hợp dệt là hộ phụ tải loại II và có khoảng cách giữa cácphân xưởng trong nhà máy tương đối ở gần nhau, các phụ tải tập trung, công

suất của các phân xưởng cũng không lớn, cấp điện áp yêu cầu cũng không có gìđặc biệt mà chỉ là cấp điện áp 0,4 KV, cho nên theo ưu điểm và phạm vi sử dụngcủa các loại sơ đồ đã nêu ở mục 2.3 trên ta dùng kiểu sơ đồ có trạm nguồn làtrạm biến áp trung tâm có cấp điện áp 35/10kV để cấp điện cho các trạm biến ápphân xưởng.

Chọn vị trí trạm biến áp trung tâm của nhà máy và các trạm biến áp của các phân xưởng :

- Căn cứ vào địa hình và việc bố trí các công trình khác cụ thể trong nhàmáy để ta tiến hành chọn vị trí của các trạm biến áp sao cho thuận tiện cho việcthi công, lắp đặt, vận hành an toàn và các yếu tố khác về kinh tế khi đặt trạmbiến áp, nói chung vị trí của các trạm biến áp phải thoả mãn được các yêu cầu,nguyên tắc sau đây:

• Tính an toàn và liên tục cung cấp điện cho phụ tải

• Gần trung tâm của phụ tải và thuận tiện cho nguồn cấp đi tới

• Thao tác, vận hành và quản lý dễ dàng

• Thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên

• Phòng chống cháy, nổ, bụi bặm và hoá chất ăn mòn

• Tiết kiệm được vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ

* Vị trí của trạm biến áp trung tâm hoặc trạm phân phối trung tâm:

Theo các yêu cầu, nguyên tắc trên ta chọn vị trí đặt trạm biến áp trung tâmcủa nhà máy theo toạ độ M0(49,61), được tính ở chương II

* Vị trí của trạm biến áp phân xưởng:

Để tránh việc làm cản trở tới quá trình sản xuất bên trong các phân xưởng,việc phòng cháy, nổ dễ dàng, thuận lợi, tiết kiệm về xây dựng, ít ảnh hưởng tớicác công trình khác và việc làm mát tự nhiên được tốt hơn ta chọn vị trí trạm

* Số lượng và dung lượng các máy biến áp:

- Số lượng trạm biến áp trong nhà máy: Tuỳ thuộc vào mức độ tập trunghay phân tán của phụ tải trong nhà máy, phụ thuộc vào tính chất quan trọng củaphụ tải về mặt liên tục cấp điện, số lượng trạm có liên quan chặt chẽ tới phương

án cung cấp điện trong nhà máy

- Dung lượng của trạm biến áp và số máy biến áp trong trạm biến áp.Trong thực tế có nhiều phương án để xác định dung lượng và số lượng máy biến

áp trong trạm biến áp song người ta vẫn phải dựa vào những nguyên tắc chínhsau để quyết định dung lượng và số máy trong trạm:

 Dung lượng của máy biến áp trong một nhà máy nên dùng ít chủng loại

để giảm số lượng và dung lượng máy biến áp dự phòng

 Sơ đồ nối dây của trạm nên đơn giản, đồng nhất và có chú ý tới sự pháttriển của phụ tải sau này

 Trạm biến áp cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại I hay loại II nêndùng 2 máy biến áp, các hộ loại 3 có thể chỉ cần dùng 1 máy biến áp là được

Theo các phân tích trên ta có các phương án cấp điện cho nhà máy như sau: