Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng cơ khí 1KTA và toàn bộ nhà máy cơ khí QP1

Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, xí nghiệp, hộ tiêu thụ thì một trong những công việc rất quan trọng mà ta phải làm đó là tiến hành xác định phụ tải tính toán cho nhà máy.. -

LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :

LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN :

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CUNG CẤP ĐIỆN

Sinh viên thiết kế : Nguyễn Xuân Hiếu Lớp: Đại Học Khóa 7 Điện A

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Hà

I ĐỀ.TÀI: Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng Cơ khí 1KTA và toàn bộ nhà máy

Cơ khí QP1.

II CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT:

- Mặt bằng bố trí thiết bị của phân xưởng và xí nghiệp theo bản vẽ

- Số liệu phụ tải cho theo bảng

III NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:

1 Phân tích yêu cầu CCĐ cho Hộ phụ tải

2 Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng Cơ khí

3 Xác định phụ tải tính toán của toàn Nhà máy

4 Thiết kế mạng điện cho Phân xưởng và toàn Nhà máy

5 Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện

6.Tính toán tụ bù để nâng cao hệ số công suất toàn nhà máy lên 0,93

1 Sơ đồ mặt bằng và đi dây Phân xưởng

2 Sơ đồ mặt bằng và đi dây Nhà máy

3 Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn Nhà máy

4 Sơ đồ nguyên lý CCĐ phân xưởng

BẢNG 1

SỐ LIỆU PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG NHÀ MÁY CƠ KHÍ (tỷ lệ 1/1000 )

KHO SẢN PHẨM

51

118

9

14

13

1512

10

phòng kỹ thuật

kho vật tư

PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

Diện tích phân xưởng cơ khí được tính theo sơ đồ mặt bằng nhà máy

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất Trong tình hình kinh tế thịtrường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải hoạch toán kinhdoanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm Điện năng thực

sự đóng góp một phần quan trọng vào lỗ lãi của xí nghiệp Nếu 1 tháng xảy ra mất điện 1,

2 ngày xí nghiệp không có lãi, nếu mất điện lâu hơn xí nghiệp sẽ thua lỗ Chất lượng điệnxấu(chủ yếu là điện áp thấp ) ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Chất lượng điện

áp thực sự quan trọng với xí nghiệp may, xí nghiệp hoá chất, xí nghiệp lắp đặt chế tạo cơkhí, điện tử chính xác Vì thế, đảm bảo độ tin cậy cấp điện áp và nâng cao chất lượngđiện năng là mối quan tâm hàng đầu của đề án thiết kế cấp điện cho khu xí nghiệp

Nhằm hệ thống hoá và vân dụng những kiến thức đã được học tập trong nhữngnăm ở trường để giải quyết những vấn đề thực tế, em đã được giao thực hiện đề tài thiết

kế môn học với nội dung: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho cho phân xưởng cơ khí vàtoàn bộ nhà máy cơ khí

Để hoàn thành tốt đồ án này, em đã được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trongmôn cung cấp điện, đặc biệt là cô : Nguyễn Văn Hà

Do kiến thức và thời gian có hạn, bản đồ án không tránh khỏi sai sót, kính mongcác thầy ,cô góp ý kiến để bản đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

SINH VIÊN:

Nguyễn Xuân Hiếu

PHẦN I GIỚI THIỆU VÀ PHÂN TÍCH YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI

Điện năng được sản xuất ra từ nhà máy điện và truyền tải trên mạng Điện năng luôn lànguồn năng lượng chủ yếu không gì thay thế được trong mọi hoạt động sản xuất của nhà máy xínghiệp công nghiệp Từ hoạt động của máy móc thiết bị động lực, hệ thống chiếu sáng trong nhàmáy đến hoạt động của các hệ thống sinh hoạt thiết bị thí nghiệm thiết bị văn phòng…phục vụcho công tác quản lý điều chỉnh và điều hành sản xuất Vì vậy bất cứ một nhà máy xí nghiệpnào cũng đòi hỏi phải được ứng dụng một thiết kế hệ thống cung cấp điện đúng nhất, hợp lýnhất Có vậy mới đáp ứng được nhu cầu sử dụng điện và hiệu qủa sử dụng điện của các hộ tiêuthụ điện trong nhà máy xí nghiệp đó

Một hệ thống cung cấp điện cho một nhà máy, xí nghiệp công nghiệp bao gồm các khâuchính sau:

- Trạm biến áp (có thể cả đường dây trên không đến trạm biến áp)

- Mạng điện sau trạm biến áp đến các phân xưởng

- Mạng điện trong các phân xưởng

Nếu là một nhà máy có quy mô lớn gồm nhiều trạm biến áp hay phải thành lập trạm biến

áp trung gian thì phải thiết kế sơ đồ nối dây hay hệ thống phân phối cao áp cho các trạm biến áp

Một hệ thống cung cấp điện hợp lý nhất hay còn gọi là phương án tối ưu, nó được lựachọn qua bài toán so sánh theo hai chỉ tiêu chính là kỷ thuật và tính kinh tế của một vài phương

án đưa ra có tính thuyết phục cao Muốn vậy phải tìm hiểu kỹ các đặc điểm của quy trình sảnxuất, đánh giá phân loại hộ phụ tải cho từng nhà máy, từng nhóm máy, từng phân xưởng…vànhà máy Tức là công việc đầu tiên khi thiết kế ta phải phân tích qúa trình công nghệ của nhàmáy

I QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY

Do tầm quan trọng của tiến trình CNH – HĐH đất nước đòi hỏi phải có nhiều thiết bị,máy móc Vì thế nhà máy có tầm quan trọng rất lớn Là một nhà máy sản xuất các thiết bị côngnghiệp vì vậy phụ tải của nhà máy đều làm việc theo dây chuyền, có tính chất tự động hóa cao.Phụ tải của nhà máy chủ yếu là phụ tải loại 1 và 2 (tùy theo vai trò quy trình công nghệ) Nhàmáy cần đảm bảo được cấp điện liên tục Do đó nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ hệthống điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian

II MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành các dạng nănglượng khác (nhiệt năng, quang năng, cơ năng…), dễ truyền tải và phân phối Chính vì vậy điệnnăng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người Điện năng nói chung

không tích trữ được, trừ một vài trường hợp cá biệt và công suất như như pin, ắc quy, vì vậy giữasản xuất và tiêu thụ điện năng phải luôn luôn đảm bảo cân bằng.

Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ Đặc điểm của quá trình này xẩy rarất nhanh Vì vậy đễ đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấp điện an toàn, tin cậy, đảm bảo chấtlượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng bộ như điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tựđộng hóa vv…

Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng

để phát triển các khu đô thị, khu dân cư….Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội,

kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng khôngnhững trong giai đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai 5 năm 10 nămhoặc có khi lâu hơn nữa Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

1.2.1 Độ tin cậy cung cấp điện:

Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào Trong điều kiện cho phép ta

cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt

Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí thì việc ngừng cung cấpđiện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế do đó ta xếp nhà máy cơ khívào hộ phụ tải loại 2

1.2.2 Chất lượng điện:

Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điện áp Chỉ tiêu tần số do cơquan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn mới phải quan tâm đến chế

độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp phần ổn định tần số của hệ thống lưới điện

Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chất lượng điện áp chokhách hàng Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện

áp định mức Đối với phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp như các máy móc thiết bị điện

tử, cơ khí có độ chính xác vv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%

1.2.3 An toàn điện:

Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết bị Muốn đạtđược yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránhnhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phải được chọn đúng loại đúng công suất Công tác xâydựng lắp đặt phải được tiến hành đúng, chính xác cẩn thận Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệthống điện có vai trò hết sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành những quy định

về an toàn sử dụng điện

1.2.4 Kinh tế:

Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn đầu tư Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh giữa các phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp, phương án cung cấp điện tối ưu

PHẦN II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

I KHÁI NIỆM CHUNG

Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, xí nghiệp, hộ tiêu thụ thì một trong những công việc rất quan trọng mà ta phải làm đó là tiến hành xác định phụ tải tính toán cho nhà máy

- Phụ tải tính toán: Phụ tải tính toán (PTTT) theo điều kiện phát nóng (được gọi tắt là phụtải tính toán) là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng làm dây dẫn phát nóng tới nhiệt độ bằng với nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra Do vậy, về phương diện phát nóng nếu ta chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán có thể đảm bảo an toàn cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành bình thường

II MỤC ĐÍCH XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Xác định phụ tải tính toán là một công đoạn rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện, nhằm làm cơ sở cho việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị của lưới điện Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công suất và số lượng các máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành của công nhân Vì vậy, xác định chính xác phụ tải tính toán làmột nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng bởi vì nếu phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có thể dẫn đến cháy nổ rất nguy hiểm Ngược lại, nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, do đó gây lãng phí đầu tư và kéo dài thời gian thu hồi vốn

Do tính chất quan trọng như vậy nên đã có rất nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trìnhbày nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác Những phương pháp đơn giản và thuận tiện trong tính toán thì độ chính xác không cao Còn nếu nâng cao độ chính xác, xét đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính phức tạp Các phương pháp xác định phụ tải tính toán được chia làm 2 nhóm chính:

- Nhóm thứ nhất: là nhóm dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết và đưa

ra các hệ số tính toán Đặc điểm của phương pháp này là thuận tiện nhưng độ chính xác không cao, thường chỉ cho các kết quả gần đúng

- Nhóm thứ hai: là nhóm các phương pháp dựa trên cơ sở lý thuyết xác suất và thống kê Đặc điểm của phương pháp này là có kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố nên kết quả có độ chínhxác cao hơn song việc tính toán lại phức tạp hơn

Do vậy, tuỳ theo giai đoạn thiết kế là sơ bộ hay kỹ thuật thi công và quy mô, đặc điểm của công trình, yêu cầu về độ chính xác và thông tin về phụ tải mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp

III PHÂN NHÓM PHỤ TẢI

2.3.1: Các phương pháp phân nhóm phụ tải.

Khi bắt tay vào xác định PTTT thì công việc đầu tiên mà ta phải làm đó là phân nhóm phụ tải.Thông thường thì người ta sử dụng một trong hai phương pháp sau:

- Phân nhóm theo dây chuyền sản xuất và tính chất công việc:Phương pháp này có ưu điểm là đảm bảo tính linh hoạt cao trong vận hành cũng như bảo trì, sửa chữa Chẳng hạn như khi nhà máy sản xuất dưới công suất thiết kế thì có thể cho ngừng làm việc một vài dây chuyền

mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động của các dây chuyền khác, hoặc khi bảo trì, sửa chữa thì

có thể cho ngừng hoạt động của từng dây chuyền riêng lẻ,… Nhưng phương án này có nhược điểm sơ đồ phức tạp, là chi phí lắp đặt khá cao do có thể các thiết bị trong cùng một nhóm lại không nằm gần nhau cho nên dẫn đến tăng chi phí đầu tư về dây dẫn, ngoài ra thì đòi hỏi người thiết kế cần nắm vững quy trình công nghệ của nhà máy

-Phân nhóm theo vị trí trên mặt bằng:Phương pháp này có ưu điểm là dễ thiết kế, thi công, chi phí lắp đặt thấp Nhưng cũng có nhược điểm là kém tính linh hoạt khi vận hành sửa chữa so với phương pháp thứ nhất.

Do vây mà tuỳ vào điều kiện thực tế mà người thiết kế lựa chon phương án nào cho hợp lý

2.3.2: Phân chia nhóm phụ tải cho các phân xưởng cơ khí 2 và của toàn bộ nhà máy cơ khí số 4.

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

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

+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau tránh chồng chéo và giảm chiều dài

Ta có thể xác định tâm phụ tải cho nhóm thiết bị (để định vị trí đặt tủ động lực), của một phân xưởng, vài phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy (để xác định vị trí đặt tủ phân phối Nhưng để đơn giản công việc tính toán thì ta chỉ cần xác định tâm phụ tải cho các vị trí đặt tủ phân phối Còn vị trí đặt tủ động lực thì chỉ cần xác định một cách tương đối bằng ước lượng saocho vị trí đặt tủ nằm cân đối trong nhóm thiết bị và ưu tiên gần các động cơ có công suất lớn

2.4.2: Công thức tính.

- Tâm phụ tải được xác định theo công thức:

n

i i 1 n 0

i 1

S x x

i 1

S y y

i 1

S z z

x0; y0; z0 là toạ độ tâm phụ tải điện

xi; yi; zi là toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một trục toạ độ XYZ tuỳ chọn

Si là công suất của phụ tải thứ i

Trong thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt cáctrạm biến áp, trạm phân phối, tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảmtổn thất trên lưới điện

A: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

I MỘT SỐ KHÁI NIỆM

-Hệ số sử dụng K sd: Là tỉ số của phụ tải tính toán trung bình với công suất đặt hay côngsuất định mức của thiết bị trong một khoảng thời gian khảo sát (giờ, ca, hoặc ngày đêm,…) + Đối với một thiết bị:

i 1

P P

i 1

P P



(2.4)

Hệ số đồng thời phụ thuộc vào số các phần tử n đi vào nhóm:

(Hệ số cực đại thường được tính với ca làm việc có phụ tải lớn nhất)

Hệ số Kmax phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả nhq (hoặc Nhq), vào hệ số sử dụng và hàng loạt các yếu tố khác đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm Trong thực

tế khi tính toán thiết kế người ta chọn Kmax theo đường cong

Kmax= f(Ksd,nhq), hoặc tra trong các bảng cẩm nang tra cứu

- Số thiết bị hiệu quả n hq: Giả thiết có một nhóm gồm n thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau Khi đó ta định nghĩa nhq là một số quy đổi gồm có nhq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng với phụ tải tiêu thụ thực do n thiết bị tiêu thụ trên

i 1 n

2 dm

Knc =

tt dm

P

P =

tt X

Thông thường những phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện lại cho kết quả không thật chính xác, còn muốn chính xác cao thì phải tính toán lại phức tạp Do vậy tùy theo giai đoạn thiết kế thi công và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán cho thích hợp

Nguyên tắc chung để tính PTTT của hệ thống là tính từ thiết bị điện ngược trở về nguồn,tức là được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện, và ta chỉ cần tính toántại các điểm nút của hệ thống điện

 Mục đích của việc tính toán phụ tải điện tại các nút nhằm:

- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp từ dưới 1000V trở lên

- Chọn số lượng và công suất máy biến áp

- Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối

- Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ

II CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PTTT THƯỜNG DÙNG

A.2.1: Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng theo đơn vị sản phẩm.

Đối với hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế không thay đổi, PTTT bằng phụ tải trungbình và được xác định theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẫm khi cho trướctổng sản phẫm sản xuất trong một đơn vị thời gian:

ca

M - Số lượng sản phẫm sản xuất trong một ca.

Tca -Thời gian của ca phụ tải lớn nhất

w0 - Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẫm

Khi biết w0 và tổng sản phẫm sản xuất trong cả một năm, PTTT được tính theo công thứcsau:

o tt

lv max lv max

A W M P

Với:

Tlvmax[giờ]: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất trong năm

A.2.2: Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải tính trên một đơn vị sản xuất.

Nếu phụ tải tính toán xác định cho hộ tiêu thụ có diện tích F, suất phụ tải trên một đơn vị

là P0 thì:

Với:

P0 : Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (kW/m2) trong thiết kế sơ bộ

có thể lấy theo số liệu trong các bảng tham khảo

F : Diện tích bố trí nhóm, hộ tiêu thụ (m2)

Phương pháp này dùng để tính phụ tải của các phân xưởng có mật độ máy móc phân bố tương đối đều

A.2.3: Xác định phụ tải theo công suất đặt (P đ ) và hệ số nhu cầu (K nc ).

Phụ tải tính toán được xác định bởi công thức:

+ knc : hệ số nhu cầu, tra sổ tay kỹ thuật theo các số liệu thống kê của các

xí nghiệp, phân xưởng tương ứng

+ Pd : là công suất đặt của các thiết bị (kW)

+ Pdm: là công suất định mức của thiết bị (kW)

+ P ,Q ,S :tt u u là công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến

tính toán của thiết bị (kW), (kVAr), (kVA)

+ Cos: hệ số công suất tính toán tra sổ tay kỹ thuật từ đó tính được tg Nếu hệ số coscủa các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì ta phải tính hệ số cos trung bình của nhómtheo công thức sau:

i 1

Cosφ PP

Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là kém chính xác vì Knc được tra trong các sổ tay thường thì không hoàn toàn đúng với thực tế mà nó chỉ có ý nghĩa dùng để tham khảo

A.2.4: Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại K max và công suất trung bình P tb (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả hay phương pháp sắp xếp biểu đồ).

n : Số thiết bị điện trong nhóm

Pdmi : Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm

Kmax : Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ

Kmax = f (nhq, Ksd )

nhq : số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế.(Gồm có các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau)

Công thức để tính nhq như sau :

 

2 n

dmi i=1

dmi i=1

Pdmi : công suất định mức của thiết bị thứ i

N : số thiết bị có trong nhóm

Tuy nhiên biểu thức trên không thuận lợi khi số thiết bị là lớn

Do đó : với n  4 thì cho phép dùng các phương pháp tính toán gần đúng để xác định nhq với sai

Pdmmax và Pdmmin là công suất định mức của thiết bị có công suất lớn nhất và nhỏnhất trong nhóm

Chú ý:

Nếu trong nhóm n thiết bị có n1 thiết bị mà tổng công suất của n1 thiết bị này không lớnhơn 5% tổng công suất danh định của cả nhóm, tức là:

i 1 hq

Khi đó, việc xác định nhq phải tiến hành theo các bước sau:

- Tính n và n2, trong đó n là số thiết bị của cả nhóm, n2 là số thiết bị có công suất  mộtnửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm thiết bị đó

-Tính: P =

n dmi 1

- Tính số thiết bị hiệu quả theo công thức (2.6)

- Tính hệ số sử dụng của nhóm thiết bị theo công thức (2.3)

- Xét các trường hợp:

+ Nếu nhq< 4 và n<4 : Ptt = i

n dm

 Nếu có phụ tải chiếu sáng đi vào tủ thì phải cộng thêm các giá trị Pcs và Qcs ,vào Ptt và Qtt trongcác công thức trên.

A.2.5: Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số hình dáng.

Khd: hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay

T dt 0 tb

PA



(2.22)Trong đó:

Ptb: công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát

A: điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T

A.2.6 : Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phương.

Công thức tính:

Ptt = Ptb ± β.δ

Trong đó : β: hệ số tán xạ

δ: độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.

Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị của phânxưởng hoặc của toàn bộ nhà máy Tuy nhiên phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết

kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành

A.2.7: Xác định phụ tải đỉnh nhọn (PTĐN).

Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện trong thời gian ngắn (Trong khoảng mộtvài giây) Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn (Iđn) Dòng điện

này thường được dùng để kiểm tra sụt áp khi mở máy, tính toán chọn các thiết bị bảo vệ.… Đối

với một thiết bị thì dòng đỉnh nhọn là dòng mở máy Còn đối với nhóm thiết bị thì dòng đỉnhnhọn xuất hiện khi máy có dòng điện mở máy lớn nhất trong nhóm khởi động, còn các máy kháclàm việc bình thường Do đó dòng đỉnh nhọn được tính theo công thức sau:

Iđn = Ikđ = Kmm Iđm (Đối với một thiết bị)

Iđn = Ikđmax+ Itt –Ksd.Iđmmax (Đối với một nhóm thiết bị) (2.23)Trong đó:

- Kmm là hệ số mở máy :

+ Với động cơ KĐB, rotor lồng sóc Kmm = 57

+ Động cơ DC hoặc KĐB rotor dây quấn Kmm = 2.5

+ Đối với MBA và lò hồ quang thì Kmm 3

- Ikđmax và Ksd là dòng khởi động và hệ số sử dụng của thiết bị có dòng khởi động lớn nhấttrong nhóm

- Itt là dòng điện tính toán của nhóm :

Itt =

tt dm

 Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờvậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phânxưởng

 Chế độ của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc xác định phụ tảitính toán được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điệncho nhóm

 Tổng công suất của nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trongphân xưởng và cho toàn nhà máy.Số thiết bị trong một nhóm không nên quá nhiều bởi sốđầu ra của các tủ động lực thường là 812 đầu

Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân xưởng cơ khí số 1

II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC NHÓM PHỤ TẢI:

2.1 Tính toán cho nhómI: (Số liệu phụ tải đã cho trong bảng II.1)

Bảng II.2: Danh sách thiết bị và thông số tính toán của Nhóm I:

( Iđm được tính theo công thức : Iđm = Sđm/( √ 3 U) với Sđm = Pđm/cos )

Thiết bị có công suất định mức lớn nhất là: Pđmmax = 17 (kW)

Thiết bị có công suất định mức nhỏ nhất là: Pđmmin = 4,5 (kW)

i 1

Cosφ PP

10.0,65 4,5.0,8 8.0, 7 5.0,8 7,5.0,75 17.0,65cos

 =1,02

i 1

k P P

1n

 số thiết bị sử dụng hiệu quả :

nhq = nhq* n = 0,79 6 = 4,74Tra bảng PL I.6 [sách Thiết Kế CCĐ] ta có được với nhq = 4,74 và ksd = 0,168 thì

kmax= 2,73Vậy các thông số tính toán của Nhóm I :

+ Phụ tải tính toán :

Ptt = kmax.ksd i

n dm

i 1

P



 = 2,73 0,168 52 = 23,85 (kW)+ Phụ tải tính toán phản kháng :

Qtt = Ptt tg = 23,85 1,02 = 24,33 (kVAr)+ Phụ tải tính toán toàn phần :

Stt = Ptt2Q2tt

= 23,852  24,332 = 34,07 (kVA)

+ Dòng điện tính toán :

tt tt

dm

S I

U 3

0,35 3 = 56,2 (A)+ Dòng điện đỉnh nhọn :

Idn = Imm.max + Itt – ksd.max Iđm.max

Tính toán cho nhóm II: (Số liệu phụ tải đã cho trong bảngII.1)

Bảng II.3: Danh sách thiết bị và thông số tính toán của Nhóm II:

Trên Mặt Bằng

6 Máy BA hàn

Xác định hệ số sử dụng và hệ số công suất trung bình của nhóm II:

Trong Nhóm II của phân xưởng có 1 thiết bị làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại với hệ số tiếp

điện eđm Nên trước hết ta cần quy đổi các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại này về chế

P

U cos  3

=

10,68 0,35.0,65 3  = 27,1 (A)

Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như Cầu Trục, khi tính phụ tải điện của chúng thì ta phải quy đổi về công suất định mức ở chế độ làm việc dài hạn, tức là quy đổi về chế

độ làm việc có hệ số đóng điện tương đối với ε đm% =100 :

+ Đối với động cơ (cầu trục ): P’

đm=Pđm. √ εdm

→ P’

đm CT = 15 0,35 = 8,87 KW

Số thiết bị của nhóm I: n = 7

Thiết bị có công suất định mức lớn nhất là: Pđmmax = 13 (kW)

Thiết bị có công suất định mức nhỏ nhất là: Pđmmin = 4,5 (kW)

i 1

Cosφ PP

0,65.4,5 0, 6.5 0,65.13 0,8.4,5 0,6.4,5 0, 65.10,68 0, 6.8,87cos

i 1

k P P

Ta có : vì m = 2,89 < 3 và ksd = 0,166< 0,2 Do vậy nên ta phải tính Ptt theo n* và P* Trong đó

Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 50% công suất của thiết bị có công suất lớn nhất là : n1 = 3

 số thiết bị sử dụng hiệu quả : nhq = nhq* n = 0,846 7 = 5,92

Tra bảng PL I.6 [ sách Thiết Kế CĐ] ta có được với nhq = 5,92 và ksd = 0,166 thì

i 1

P



 = 2,62 0,166 51,05 = 22,2 (kW)+ Phụ tải tính toán phản kháng :

Qtt = Ptt tg = 22,2 1,18 = 26,2 (kVAr)+ Phụ tải tính toán toàn phần :

Stt = Ptt2Q2tt = 22,22  26,22 = 34,34 (kVA)

+ Dòng điện tính toán :

tt tt

dm

S I

U 3

0,35 3 = 56,65(A)+ Dòng điện đỉnh nhọn :

Iđn = Imm.max + Itt – ksd.max Iđm.maxVới:

Imm.Max = Kmm Iđm.max = 5 32,99 = 164,95 (A) là dòng mở máy lớn nhất của thiết bị có trong nhóm với Kmm = 5 và Iđm.max = 32,99 (A)

ksd.max = 0,2 là hệ số sử dụng lớn nhất của thiết bị có trong nhóm

 Iđn = 164,95 + 56,65 – 0,2.32,99 = 215 (A)

2.3

Tính toán cho nhóm III: (Số liệu phụ tải đã cho trong bảngII.1)

Bảng II.4: Danh sách thiết bị và thông số tính toán của Nhóm III:

* Số thiết bị của Nhóm III : n = 7

Thiết bị có công suất định mức lớn nhất là Pđmmax = 15 (kW)

Thiết bị có công suất định mức nhỏ nhất là Pđmmin = 6 (kW)

dmi 1

Cosφ PCosφ

i 1

K P P

Với n* = 0,71 và P* = 0,82 tra bảng PL I.5 [sách Thiết Kế CCĐ] ta có được nhq* = 0,892

 số thiết bị sử dụng hiệu quả :

nhq = nhq* n = 0,892 7 = 6,244Tra bảng PL I.6 [sách Thiết Kế CCĐ] ta có được với nhq = 6,244 và ksd = 0,152 thì

i 1

P



 = 2,25 0,152 73 = 24,97 (kW)+ Phụ tải tính toán phản kháng:

Qtt = Ptt tg = 24,97 1,14 = 28,47 (kVAr)+ Phụ tải tính toán toàn phần:

Stt = Ptt2Q2tt = 24,972  28,472 = 37,87 (kVA)

+ Dòng điện tính toán :

tt tt

dm

S I

U 3

0,35 3 = 62,47 (A)+ Dòng điện đỉnh nhọn :

Iđn = Imm.max + Itt – ksd.max Iđm.maxVới:

Imm.Max = Kmm Iđm.max = 5 41,24 = 206,2 (A) là dòng mở máy lớn nhất của thiết bị có trong nhóm với Kmm = 5 và Iđm.max = 41,24 (A)

ksd.max = 0,2 là hệ số sử dụng lớn nhất của thiết bị có trong nhóm

 Iđn = 206,2 + 62,47 – 0,2.41,24 = 260,422 (A)

2.2.5.Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí 1 :

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

Trong đó:

P0_Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích chiếu sáng (W/m2)

Ta có kích thước của phân xưởng cơ khí 1 như sau:

a = 3,3 1000 10-2 = 33 (m)

b = 1,6.1000 10-2 = 16 (m)

 diện tích đươc chiếu sáng:

F = a.b = 33.16 = 528 (m2)Trong phân xưởng hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt, tra bảng PL I.2 [sách Thiết KếCCĐ] tìm được P0 = 14 W/m2.ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt nên cosφcs = 1  tgcs= 0

* Công suất tính toán chiếu sáng:

Pcs = P0.F = 14 528 10-3 = 7,392 (kW)

Qcs = Pcs.tg = 0 (đèn sợi đốt có cos=1)

* Phụ tải tính toán của phân xưởng kể cả chiếu sáng được tính theo công thức sau:

i 1

Cosφ PP

Stt(kVA)

Itt(A)

Iđn(A)

PHẦN II I

I: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƯỞNG TRONG NHÀ MÁY (Diện tích :

Fpx = [Chiều dài(m)].[Chiều rộng(m)]= Diện tích(m2))

Bảng III.1: SỐ LIỆU PTTT VÀ DIỆN TÍCH CÁC PHÂN XƯỞNG TRONG

NHÀ MÁY

STT Tên Phân Xưởng Ptt

(kW) (kVAr)Qtt Knc Diện Tích F( m2) Cos Loại hộ

2 Xác định PTTT cho phân xưởng cơ khí số 2

3 Xác định PTTT cho phân xưởng Rèn, Dập :

* Công suất tính toán động lực :

4 Xác định PTTT cho phân xưởng Đúc Thép

5 Xác định PTTT cho phân xưởng Đúc Gang

6 Xác định PTTT cho phân xưởng Dụng Cu

7 Xác định PTTT cho phân xưởng Mộc Mẫu

2 2 ttpx ttpx ttpx

8 Xác định PTTT cho phân xưởng Kiểm Nghiệm.

* Dòng điện tính toán của phân xưởng :

10 Xác định PTTT cho Kho 2( vật tư)