tài - Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 1 doc

Cộng hoà x hội chủ nghĩa Việt Namã hội chủ nghĩa Việt Nam KHOA Điện điện tử Độc lập-Tự do-Hạnh phúc Môn cung cấp điện ----THIếT Kế đồ áN MôN HọC CUNG CấP điện Sinh viên thiết kế: Nguyễn

Cộng hoà x hội chủ nghĩa Việt Namã hội chủ nghĩa Việt Nam

KHOA Điện điện tử Độc lập-Tự do-Hạnh phúc

Môn cung cấp điện

 THIếT Kế đồ áN MôN HọC

CUNG CấP điện

Sinh viên thiết kế: Nguyễn Văn Tự- Vũ Quang Phố

Lớp:Điện 1A-NĐ

Giáo viên hớng dẫn:

I.Đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xởng cơ khí 1

II.Các số liệu kỹ thuật:

 Mặt bằng bố trí thiết bị của phân xởng và xí nghiệp theo bản vẽ

Số liệu phụ tải cho theo bảng 1a và bảng 2a

Số liệu nguồn U đm=35 KV, SN=400 MVA

III.Nội dung thuyết minh và tính toán:

1.Phân biệt phụ tải điện,phân tích yêu cầu CCĐ cho hộ phụ tải

2.Xác định phụ tải tính toán cho một phân xởng(Cơ khí)

3.Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xởng và toàn nhà máy

4.Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện

5.Thiết kế hệ thống đo lờng và bảo vệ Trạm biến áp

IV.Các bản vẽ thiết kế(Giấy A0 ):

1.Sơ đồ mặt bằng và đi dây phân xởng

2.Sơ đồ mặt bằng và đi dây nhà máy

3.Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn nhà máy

4.Sơ đồ bảo vệ và đo lờng Trạm biến áp

lời nói đầu

Ngày nay với sự phát triển của KH-KT Ngành Điện xí hoá xí nghiệppcũng phát triển mạnh mẽ cả về chiều rộng lẫn chiều sâu,nó ngày càng đợchoàn thiện vàhiện đại hoá.Đồng thời nó cũng xâm nhập vào tất cả cácnghành kinh tế quốc dânnh:Luyện kim,cơ khí ,hoá chất ,khai thác mỏ ,giaothông vận tải

Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu dùng điện càng cao Do vậy mộtnhiệm vụ quan trọnh hàng đầu luôn đặt ra trớc mắt cho nghành điện khí hoá

xí nghiệp là tính liên tục cung cấp điện và chất lơựng điện năng

Là một sinh viên nghành điện khí hoá xí nghiệp sau khi đợc trau dồi kiếnthức trong nhà trờng em đợc giao đề tài “ Thiết kế hệ thống cung cấp điệncho phân xởng cơ khí số 3 và toàn bộ nhà máy cơ khí số 3 “

Sau thời gian làm đồ án đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn và

sự chỉ bảo của các thâỳ cô giáo trong bộ môn CCĐ cùng với sự giúp đỡ củacác bạn bè đồng nghiệp đến nay bản đồ án của em đẵ hoàn thành với đầy đủnội dung yêu cầu

Với khẳ năng có hạn về kiến thức và tài liệu tham khảo ,đồ án của em chắc

sẽ không tránh khỏi những thiếu sót vì vậy em rất mong đợc sự giúp đỡ vàchỉ bảo của các thây cô giáo để bản đồ an của em đợc hoàn thiện hơn

Em xin trân thành cảm ơn

Sinh viên thiết kế

Nguyễn Văn Tự - Vũ Quang Phố

-là một việc râts quan trọng.

Phụ tải điện là một số liệu dùng làm căn cứ chọn các thiết bị điện trong

hệ thóng cung cấp điện.Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế thì cácthiết bị chọn ra sẽ quá lơn so với yêu cầu dẫn tới lãng phí

Do tính chất quan trọng nh vậy nên đẵ có nhiều nghiên cú và đa ra nhiềuphơng pháp xác định phụ tải tính toán xong cha có phơng pháp nào hoànthiện.Nếu thuận tiện cho việc tính toán thì thiếu chính xác ,ngợc lại nếu nângcao đợc độ chính xác kể đến nhiều yếu tố ảnh hởng thì phơng pháp tính lạiqúa phức tạp

Sau đây là một số phơng pháp hay dùng để xác định phụ tải điện:

.Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo cônh suất đặt và hệ số yêu cầu

.Xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

.Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sảnphẩm

.Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại Kmax và công suất trungbình(Theo số thiết bị dùng điện có hiệu quả)

Trong đồ án này ta dùng phơng pháp 4 vì phơng pháp này cho ta kết quảtơng đối chính xác vì nó xét tới ảnh hởng của số thiết bị trong nhóm thiết bị

có công suất lớn nhất cũng nh sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng

1-2 XáC ĐịNH PHụ TảI TíNH TOáN CHO PHÂN XƯởNG CƠ KHí

Phụ tải của phân xởng gồm 2 loại:Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng

A-Xác định phụ tải động lực:

I-Chia nhóm các thiết bị:

Để có số liệu cho việc tính toán thiết kế sau này tôi chia ra các thiết bịtrong phân xởng ra làm từng nhóm.Việc chia nhóm đợc căn cứ theo cácnguyên tắc sau:

-Các thiết bị gần nhau đa vào một nhóm

-Một nhóm tốt nhất có số thiết bị n  9

-Đi dây thuận lợi, không đợc chồng chéo, góc lợn của ống phải  120 0

ngoài ra có thể kết hợp các công suất của các nhóm gần bằng nhau

Căn cứ vào mặt bằng phân xởng và sự bố trí xắp xếp của các máy tôi chiacác thiết bị trong phân xởng cơ khí ra làm 10 nhóm theo bảng sau

Trong đó:

Iđm= Pdm

Udm

Bảng danh sách các phụ tải tính toán của phân xởng

Nhóm STT Tên thiết bị Loại SL Ký hiệu cos  I dm K sd

II.Xác định phụ tải của các nhóm:

1.Xác định phụ tải của nhóm 1:

-Tổng công suất của n1 thiết bị:

P1 = 78,6(Kw)

Giảng viên HD:Phạm Ngọc Khánh

82

6 , 78

nhq = n*

hq .n =0,63.8 = 5,04-Hệ số sử dụng trung bình của nhóm I là

dmi

sdi dmi

P

K P

= 0,2

- Hệ số cực đại của nhóm I là:

Kmax =f(Ksdtb.nhq) =f(0,2 ; 5,04)= 2,42 (Tra hình 1-2 ,T40TKCCĐ hay hình 2-8 T21 CCĐT1)

=86,5

2.Xác định phụ tải của nhóm2 :

-Tổng công suất của n1 thiết bị:

P1 = 14,2Kw)

2 , 14

9 , 15

nhq = n*

hq .n =0,77.9= 6,93-Hệ số sử dụng trung bình của nhóm 2 là

dmi

sdi dmi

P

K P

= 0,2

- Hệ số cực đại của nhóm I là:

Kmax =f(Ksdtb.nhq) =f(0,2 ; 6,93)= 2,1 (Tra hình 1-2 ,T40TKCCĐ hay hình 2-8 T21 CCĐT1)

Gi¶ng viªn HD:Ph¹m Ngäc Kh¸nh-VËy c«ng suÊt tÝnh to¸n cña nhãm 2 lµ:

Ptt=Kmax.Ksdtb.P®m =2,1.0,2.15,9 =6,678 (kw)

Stt= 60,678,7

tb Cos

-Tæng c«ng suÊt cña n1 thiÕt bÞ:

P1 = 14,6Kw)

4 , 19

6 , 14

nhq = n*

hq .n =0,7.9= 6,3-HÖ sè sö dông trung b×nh cña nhãm 3 lµ

sdi dmi

P

K P

= 0,2

- Hệ số cực đại của nhóm I là:

Kmax =f(Ksdtb.nhq) =f(0,2 ; 6,3)= 2,24 (Tra hình 1-2 ,T40TKCCĐ hay hình 2-8 T21 CCĐT1)

Giảng viên HD:Phạm Ngọc Khánh-Tổng công suất của n1 thiết bị:

P1 = 14Kw)

5 , 33

nhq = n*

hq .n =0,47.10=4,7-Hệ số sử dụng trung bình của nhóm 4 là

dmi

sdi dmi

P

K P

= 0,2

- Hệ số cực đại của nhóm I là:

Kmax =f(Ksdtb.nhq) =f(0,2 ; 4,7)= 2,42 (Tra hình 1-2 ,T40TKCCĐ hay hình 2-8 T21 CCĐT1)



=35,19

sdi dmi

P

K P

-C«ng suÊt tÝnh to¸n:

Ptt = 

1 8

) (

dmi sdi dmi P K P

= 0,2-Tæng c«ng suÊt cña n thiÕt bÞ:

-C«ng suÊt tÝnh to¸n:

Ptt = 

1 8

. ni

nc P

K = 0,6.25,7=15,42 (KW)

Giảng viên HD:Phạm Ngọc Khánh

Stt = 150,,427

tb Cos

-Tổng công suất của n1 thiết bị:

P1 = 8,4Kw)

4 , 11

4 , 8

nhq = n*

hq .n =0,76.6=4,56-Hệ số sử dụng trung bình của nhóm 7 là

dmi

sdi dmi

P

K P

= 0,2

- Hệ số cực đại của nhóm 7 là:

Kmax =f(Ksdtb.nhq) =f(0,2 ; 4,56)= 2,42 (Tra h×nh 1-2 ,T40TKCC§ hay h×nh 2-8 T21 CC§T1)

52 , 5



tb Cos

-Tæng c«ng suÊt cña n1 thiÕt bÞ:

P1 = 13,5Kw)

Giảng viên HD:Phạm Ngọc Khánh

6 , 20

5 , 13

nhq = n*

hq .n =0,6.10=6-Hệ số sử dụng trung bình của nhóm 8 là

dmi

sdi dmi

P

K P

= 0,2

- Hệ số cực đại của nhóm I là:

Kmax =f(Ksdtb.nhq) =f(0,2 ; 6)= 2,24 (Tra hình 1-2 ,T40TKCCĐ hay hình 2-8 T21 CCĐT1)



=20,97 (A)

9.Xác định phụ tải của nhóm 9:

- Số thiết bị của nhóm 9 là n=7

- Số thiết bị của nhóm 9 có công suất lớn hơn hoặc bằng1/2 thiết bị cócông suất lớn nhất trong nhóm là n1=4

-Tổng công suất của n1 thiết bị:

P1 = 48Kw)

2 , 54

nhq = n*

hq .n =0,63.7=4,41-Hệ số sử dụng trung bình của nhóm 9 là

dmi

sdi dmi

P

K P

= 0,2

- Hệ số cực đại của nhóm I là:

Kmax =f(Ksdtb.nhq) =f(0,2 ; 4,41)= 2,64 (Tra hình 1-2 ,T40TKCCĐ hay hình 2-8 T21 CCĐT1)

Gi¶ng viªn HD:Ph¹m Ngäc Kh¸nh

Ptt=Kmax.Ksdtb.P®m =2,64.0,2.54,2 =28,62 (kw)

Stt= 280,,762

tb Cos

-Tæng c«ng suÊt cña n1 thiÕt bÞ:

P1 = 49Kw)

8 , 51

nhq = n*

hq .n =0,57.8=4,56-HÖ sè sö dông trung b×nh cña nhãm 10 lµ

sdi dmi

P

K P

= 0,2

- Hệ số cực đại của nhóm 10 là:

Kmax =f(Ksdtb.nhq) =f(0,2 ; 4,56)= 2,42 (Tra hình 1-2 ,T40TKCCĐ hay hình 2-8 T21 CCĐT1)



=54,4 (A)

Bảng phụ tải tính toán

stt Tên nhóm Ptt (kw) qtt(kva) stt (kvar) Itt (a)

B: xác định phụ tải chiếu sáng phân xởng

Trong phân xởng cơ khí ngoài việc dùng ánh sáng tự nhiên ta còndùng ánh sáng nhân tạo để đảm bảo ánh sáng đi lại, vận chuyển cũng nh làmviệc trong phân xởng đợc tốt, yêu cầu ánh sáng cho phân xởng cơ khí không

có gì đặc biệt nên dùng sợi đốt để chiếu sáng

Phơng pháp này xác định theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích,phơng pháp này đơn giản và phù hợp với thực tế chỉ cần biết diện tích sửdụng (m2) và suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích P0 (W/ m2) Do vậyphơng pháp này đa vào tính chiếu sáng cho phân xởng cơ khí

P0 = 15w/m2 là suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tíchtra bảng PL1.7 CCĐ

a= 50 m : chiều dài của phân xởngb=20m : chiều rộng của phân xởng Phụ tải chiếu sáng là: Pcs = 15*20*50 = 15 (Kw)

Dòng điện chiếu sáng của phân xởng là: I cs =

2-Phụ tải tính toán toàn phân xởng:

Phụ tải tính toán toàn phân xởng đợc xác định theo công thức:

Mạng điện phân xởng dùng để cấp và phân phối điện năng cho phân ởng Nó phải đảm bảo các yêu cầu về kinh tế ,kỹ thuật nh: Đơn giản ,tiếtkiệm về vốn đầu t ,thuận lợi khi vận hành và sửa chữa ,đảm bảo chất lợng

x-điện năng giảm đến mức nhỏ nhất các loại tổn thất

Sơ đồ nối dây của mạng điện có 2 dạng cơ bản là sơ đồ hình tia và sơ

đồ phân nhánh Sơ đồ hình tia có u điểm là việc nối dây đơn giản ,độ tin cậycao ,đẽ dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hoá ,dễ vận hành vàbảo quản nhng có nhợc điểm là vốn đầu t lớn Còn sơ đồ phân nhánh thì ngợclại với sơ đồ hình tia

Ngoài ra trong thực tế ngời ta còn kết hợp cả 2 sơ đồ thành sơ đồ hỗn hợp

2-2 chọn sơ đồ cung cấp điện cho phân xởng cơ khí 2.2.1 Giới thiệu chung về phõn xưởng.

Trong nhà mỏy cơ khớ cụng nghiệp địa phương thỡ phõn xưởng sửa chữa cơ khớ đúng một vai trũ quan trọng vỡ đay là nơi duy tu, sửa chữa cỏc loại mỏy múc thiết bị hỏng húc của nhà mỏy.

Phụ tải nhà mỏy là phụ tải loại 2 nờn điện ỏp nhà mỏy cú 2 cấp sau:

+Cấp điện ỏp 110V-220V, 1 pha cung cấp điện cho cỏc phụ tải chiếu sỏng.

+ Cấp điện ỏp 127V/220V, 220V/380V, 3 pha cung cấp điện cho thiết bị mỏy múc trong phõn xư ởng.

Trong phõn x ưởng chủ yếu là phụ tải loại 2 nờn yờu cầu cung cấp điện tương đối cao, tuy nhiờn vẫn cho phỏp mất điện trong khi sửa chữa hoặc đúng nguồn dự trữ.

Trỡnh tự thiết kế

a Vạch phương ỏn di dõy

b Lựa chọn phương ỏn di dõy

c Lựa chọn cỏc thiết bị điện

d Tớnh toỏn ngắn mạch cho hạ ỏp

2.2.2.Lựa chọn phương ỏn cấp điện

Gi¶ng viªn HD:Ph¹m Ngäc Kh¸nh Lựa chọn phương án cấp điện là vấn đề rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến vânj hành khai thác và phát huy hiệu quả cấp điện Để chọn phương án cấp điện an toàn phải tuân theo các điều kiện sau;

+ Đảm bảo chất lượng điện năng + Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện về tính liên tục phù hợp với yêu cầu của phụ tải.

+ Thận lợi cho việc lắp ráp vận hành và sửa chữa cũng như phát triển phụ tải.

+ An toàn cho người vận hành và máy móc + Có chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật hợp lý.

2.2.2.1.Lựa chọn các phương án cấp điện:

1.Phương án 1

Sơ đồ nối dây mạng hình tia

Hình vẽ: Sơ đồ nối dây mạng hình tia.

- B: trạm biến áp phân xưởng

- 1: Thanh cái trạm biến áp phân xưởng

- 2: Thanh cái tủ phân phối động lực

2 Phương án 2: Sơ đồ nối dây mạng phân nhánh

Hình vẽ: Sơ đồ nối dây mạng phân nhánh.

- B: trạm biến áp phân xưởng

- 1: Thanh cái trạm biến áp phân xưởng

- 2: Thanh cái tủ phân phối động lực

- 3: Phụ tải dùng điện.

B

1

22

Gi¶ng viªn HD:Ph¹m Ngäc Kh¸nh

3.Phương án 3: Sơ đồ nói dây hỗn hợp

-Hình vẽ: Sơ đồ nối dây mạng hình tia và phân nhánh.

Mạng này có ưu diểm của cả 2 phương án trên.

-Độ tin cậy cung cấp điện cao, thuận lợi cho quá trình thi công vận hành sửa chữa

-Giá thành thấp,lắp ráp nhanh, tiết kiệm được tủ phân phối.

Trạm trên gồm có:

- B: trạm biến áp phân xưởng

- 1: Thanh cái trạm biến áp phân xưởng

- 2: Thanh cái tủ phân phối động lực

- 3: Phụ tải dùng điện.

B

212

2

2

11

1

3

Từ các phương án trên ta thấy chỉ có phương án 3 là khả thi nhất Nó kết hợp được cả chỉ tiêu kĩ thuật và kinh tế.

2.2.2.2 Sơ đồ đi dây cho mạng phân xưởng

-Để cấp điện cho toàn bộ phân xưởng ta đặt một tủ phân phối cho toàn bộ phân xưởng Tủ phân phối này cung cấp cho 10 tủ động lực và 1

tủ chếu sáng.

-Tủ phân phối đặt 1 Aptomat tổng và 11 Aptomat nhánh cung cấp cho 10 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng.

-Tủ động lực được cấp điện bằng cáp hình tia và đặt 1 dao cách ly

và aptomat Các nhánh đèu được đặt càu chì bảo vệ Mỗi động cơ của máy công cụ đều được bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt và bảo vệ ngắn mạch bằg bằng aptomat.

-Các cáp từ tủ phân phối đén tủ động lực và từ tủ động lực đến các thiết bị đều được di ngầm trong đất và đặt trong ống thép bảo vệ.

Giảng viên HD:Phạm Ngọc Khánh

2-3 CHọN THếT Bị BảO Vệ CHO PHÂN XƯởNg

1-Chọn áptômát bảo vệ cho từng động cơ:

Aptômat có thể dùng để khởi động trực tiếp các động cơ điện có công

suất vừa và nhỏ,nó là thiết bị dùng ở mạng điện áp thấp.Nó có thể làm đợc cả

2 nhiệm vụ là đóng cắt và bảo vệ.Tuy vậy nó dùng để bảo vệ là chính còn

việc đóng cắt phải hạn chế,nó có chức năng bảo vệ quá tải và bảo vệ ngắn

mạch do đó có thể dùng aptômat để bảo vệ cho các maý

Điều kiện chọn: UATMUmạng

IđmATM  IttĐC

Ic  Ixk

Căn cứ vào giá trị của các máy ta có thể tính đợc dòng Iđm và tra bảng

ta chọn đợc các loại ATM nh trong bảng

Ap dụng công thức:

Ilvmax = Kmm Idm.

Trong đó: Kmm là hệ số mở máy Đối với động cơ KĐB rôto lồng sóc Kmm

=57

 = 2,5

**

TíNH CHO MáY c a 1 **

Ilvmax máyca1 =5.23,,548 =6,96 (A)

Tính tơng tự cho các thiêt bị khác ta lập đợc bảng sau:

Chọn Aptômat bảo vệ cho từng động cơ

đm (kw) Ilvmax(A) Loại ATM Iđm ATM

Gi¶ng viªn HD:Ph¹m Ngäc Kh¸nh

35 M¸y phay v¹n n¨ng 4,5 9,78 19,56 MEL161 16

2-Chän ¸pt«m¸t b¶o vÖ cho tõng nhãm m¸y:

C¨n cø vµo sè liÖu tÝnh to¸n cña tõng nhãm m¸y vµ c¨n cø vµo ®iÒukiÖn chän ¸pt«m¸t

§Ó chän ¸pt«m¸t b¶o vÖ cho tõng nhãm m¸y ta chän theo ®iÒu kiÖn

Giảng viên HD:Phạm Ngọc Khánh

Dây dẫn và cáp đợc chọn theo dòng điện lâu dài cho phép, điều đó

đảm bảo cho nhiệt độ của dây dẫn không đạt đến trị số cách điện của dây

K = 3 đối với động cơ rôto lồng sóc

K= 1,5 đối với tất cả các mạng điện chiếu sáng

K = 0,8 đối với tất cả các mạng điện chiếu sáng của các thiết bị sinh hoạt

 là hệ số hiệu chỉnh tra bảng 6-2 CCĐ T2

Ngoài ra các hệ số K1 ,K2 là hệ số kể tới số dây dẫn đặt trong một hào và chế

độ làm việc của thiết bị cũng ảnh hởng đến Icp

-Với chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại: K2 = 9875



-Với chế độ làm việc dái hạn K2 = 1

Vậy điều kiện chọn là:

Icp  .Kmm Idm K K1. .2.K. Ilv.K Kmax1. 2

Và dây dẫn chôn ở dới đất ở nhiệt độ =20o C và nhiệt độ tiêu chuẩn của dâydẫn là 50o C tra bảng 6-2 CCĐ T2 ta có  =0,93

**

TíNH CHO MáY c a 1 **

Pđm = 1,6KWCos = 0,7

Ksd = 0,2

-Điều kiện chọn:

5 , 2

48 , 3 5







Idm Kmm

(A)Trong đó Kmm là hệ số mở máy Kmm = 5 7 đối với động cơ KĐB rôto lòng sóc

 là hệ số quá nhiệt =2,5 đối với động cơ KĐB rôto lòng sóc

Tra bảng ta chọn đợc dây dẫn cung cấp cho từng thiết bị có các thông số nhsau:

Chọn dây dẫn cung cấp cho từng thiết bị

Dây dẫn có cách điện cao su hay Policlovinin lõi đồng

lvmax(A) S (mm 2) Đặt T ống

Gi¶ng viªn HD:Ph¹m Ngäc Kh¸nh

4-Chän c¸p dÉn cung cÊp cho c¸c nhãm m¸y:

§iÒu kiÖn chän:

U®m c¸p  U®m m¹ng