Đồ án thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí

Cần cung cấp một lượng điện tương đối lớnnguồn điện được lấy từ nguồn cao áp qua các trạm biến áp trung gian về nhà máy cung cấpđến các phân xưởng.. Đồng thời đồ án cũng xác định phụ tải

Trang 1

Lời nói đầu.

Trong quá trình phát triển của xã hội,con người luôn tìm mọi cách khai thác mọi tiềmlực của tự nhiên để phục vụ cho nhu cầu sống của mình.Ngày nay nền kinh tế nước ta đangphát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân được nâng cao một cách nhanh chóng Nhu cầu củangười dân về điện năng và trong sản xuất công nghiệp, dịch vụ ngày càng tăng không ngừng.Trước tình hình đó lực lượng đông đảo các cán bộ kỹ thuật viên trong và ngoài ngành điệnlực tham gia thiết kế, và lắp đặt các công trình cấp điện

Nhà máy cơ khí địa phương là một bộ phận quan trọng của nền công nghiệp củanước ta Nhà máy có 10 phân xưởng sản xuất Cần cung cấp một lượng điện tương đối lớnnguồn điện được lấy từ nguồn cao áp qua các trạm biến áp trung gian về nhà máy cung cấpđến các phân xưởng Đồ án giới thiệu chung về nhà máy, vị trí địa lý, đặc điểm công nghệ,phân bố phụ tải Đồng thời đồ án cũng xác định phụ tải tính toán, thiết kế mạng điện caoáp,tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị điện, hệ thống chiếu sáng cho phân xưởngcũng như toàn nhà máy.Thông qua thiết kế và tính toán cũng nêu ra cách lựa chọn số lượng,dung lượng vị trí đặt trạm biến áp, trạm phân phối điện năng trung tâm cho hệ thống cung cấpđiện toàn nhà máy

Thực hiện các nội dung trên, đồ án bám sát phần lý thuyết chuyên môn thông qua cáctài liệu chuyên ngành của Ts.Phan Đăng Khải, Ts.Ngô Hồng Quang, Ts.Trần Quang Khánh

Do kiến thức và thời gian có hạn, bản thiết kế không tránh khỏi sai sót, kính mong các thầygóp ý kiến để bản thiết kế được hoàn thiện hơn Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy

giáo Nguyễn Đức Minh đã đóng góp ý kiến cho bản thiết kê này.

Hà Nội ngày 28 tháng.6 năm 2010 Sinh viên thực hiện:

Trần Đức Liêm

Trang 2

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY Giới thiệu chung về nhà máy.

Danh sách các phân xưởng trong nhà máy

Nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ lưới điện cách nhà máy 3 Km, đường dây cấpđiện cho nhà máy dùng loại dây AC, dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp là

240 MVA, nhà máy làm việc 3 ca

Nhà máy là một bộ phận trong xí nghiệp công nghiệp cơ khí chế tạo máy Sau khi tiếpnhận phôi từ nhà máy chuyên dụng khác , phôi được đưa đến phân xưởng tiện cơ khí và phânxưởng dập để gia công thành các chi tiết máy hoàn chỉnh Vì đây là nhà máy cơ khí trung quy

mô nên các chi tiết máy đòi hỏi phải có sự chính xác tuyệt đối bởi đây là công đoạn cuối cùng

để tạo ra sản phẩm Ở quá trình này có rất nhiều máy công cụ như tiện, phay, bào, mài, doa,khoan với các cỡ công suất khác nhau Các loại máy công cụ này có thể làm việc riêng biệthoặc làm việc trong dây chuyền tự động

Các nội dung chủ yếu.

1 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy

Trang 3

2 Lựa chọn phương án và thiết kế mạng điện cho nhà máy.

3 Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị điện

Các bản vẽ:

1 Sơ đồ mặt bằng và đi dây cho các phân xưởng và cho nhà máy

2 Sơ đồ nguyên lí mạng điện cao áp toàn nhà máy

1.1 Các tài liệu tham khảo.

1 Hướng dẫn cung cấp điện - Ngô Hồng Quang.

2 Thiết kế cấp điện - Ngô Hồng Quang.

3 Hệ thống cung cấp điện - Trần Quang Khánh.

CHƯƠNG II:

PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Vì các phân xưởng chỉ biết công suất đặt, phụ tải tính toán được xác định theo công suất

đặt và hệ số nhu cầu

Các phân xưởng đều có knc=1, suất chiếu sáng 20W/m2

+ ) Với phân xưởng kết cấu kim loại

Công suất đặt 680 kW

Diện tích xưởng 3180 m2

Với phân xưởng kết cấu kim loại có cosφ=0,7

- Công suất tính toán động lực:

Pdl=knc.Pd=1.680=680 kW

- Công suất tính toán chiếu sáng

- Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng

Sử dụng phương pháp số gia với Pdl>Pcs

Ta có: Ptt=Pdl+Kcs.Pcs

Với

cs cs

- Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng

Qtt=Ptt.tgφ=724,33.1,02=738,96 (kVAr) (do cosφ=0,7)

- Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

tt tt

Trang 4

Với

cs cs

Với

cs cs

Trang 5

Với

cs cs

Với

cs cs

Trang 6

Với

cs cs

Với

cs cs

Với

cs cs

Trang 7

Qtt=Ptt.tgφ=395.0,882=348,36 (kVAr) (do cosφ=0,75)

Với

cs cs

Với

cs cs

Trang 9

+) Phụ tải tính toán tính toán toàn phần của nhà máy

Sttnm= 6042, 412 +6463,842 =8848, 27(kVA)

ttnm nm

Trang 10

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

+ Thuận 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

3.2.XÁC ĐỊNH ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI TỪ HỆ THỐNG ĐẾN XÍ NGHIỆP

Ta dựa vào công thức kinh nghiệm sau :

U 4, 34 l 0, 016P= +

Trong đó : U – là điện áp truyền tải tính bằng kV

Trang 11

P- là công suất truyền tải tính bằng kWXác định điện áp truyền tải từ hệ thống về xí nghiệp : thay các giá trị

PttXN = 6042,41 kW và l = 3km vào công thức trên ta có U = 43,33kV,Vậy ta chọn cấp điện áp

truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp Uđm = 35kV

Với qui mô nhà máy như số liệu ghi trong bảng phụ tải tính toán ở trên, cần đặt một trạm

phân phối trung tâm (PPTT) nhận điện từ trạm biến áp trung gian (BATG) về rồi phân phối

cho các trạm biến áp phân xưởng (BAPX)

Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy, vẽ một hệ tọa độ xoy, có vị trí trọng tâm các nhà xưởng là

(xi, yi) sẽ xác định được tọa độ tối ưu M(x, y) để đặt trạm PPTT như sau:

Dịch chuyển ra khoảng trống, vậy M(9,28 ; 3,38)

2 Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX

Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng, quyết định đặt 8 trạm biến áp phân

xưởng

Trong đó các trạm B1, B2, B3, B4, B6, B7, B8, B8 cấp điện cho các phân xưởng chính

xếp loại 1, cần đặt 2 máy biến áp Trạm B5 thuộc loại 2 chỉ cần đặt 1 máy Các trạm dùng

Trang 12

loại trạm kề, có 1 tường trạm chung với tường phân xưởng Các máy biến áp dùng máy doABB sản xuất tại Việt Nam, không phải hiệu chỉnh nhiệt độ

Chọn dung lượng các máy biến áp:

tt1 dmB

Trang 13

- Trạm B9:

tt8 dmB

Vậy ta có bảng kết quả chọn biến áp cho các trạm BAPX

3.3 PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG CAO ÁP

Vì nhà máy thuộc hộ loại 1, sẽ dùng đường dây trên không lộ kép dẫn điện từ trạm BATG

về trạm PPTT của nhà máy Để đảm bảo an toàn và mỹ quan, mạng cao áp trong nhà máydùng cáp ngầm Từ trạm PPTT tới các TBA B1, B2, B3, B5, B6, B7, B8 dùng cáp lộ kép, đếnTBA B4 dùng cáp lộ đơn

dây mạng cao áp

kt kt

Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 120 mm2, AC- 120, có Icp=380 A

+ Kiểm tra dây đã chọn theo điều kiện dòng sự cố: Isc=2.Ittnm=2.116,1=232,2 A

Trang 14

 Isc< Icp, thỏa mãn

+ Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp

Với dây AC- 120 có khoảng cách trung bình hình học D = 1,26m tra bảng được

a Ph ương án 1:

1

10

2 3

4

7

5

6 8

Trang 15

Với cáp đồng ,Tmax = 5000 Jkt =3,1 A/mm2

Trang 16

Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 35 mm2 => 2 XLPE (3x35)

Vì cáp được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra điều kiện theo ∆U và Icp

Trang 19

10

2 3

4

7

5

6 8

+ Chọn cáp từ trạm PPTT tới B1 Tuyến cáp này cấp điện cho cả B2, B3

Trang 20

Trang 21

Kết luận: Chọn phương án 1 là tối ưu.

3.4 Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT và các tram BAPX

a Sơ đồ trạm PPTT

Như đã phân tích ở trên, nhà máy cơ khí thuộc loại quan trọng, chọn dùng sơ đồ một hệ thốngthanh góp có phân đoạn cho trạm PPTT Tại mỗi tuyến dây vào, ra khỏi thanh góp và liên lạcgiữa hai phân đoạn thanh góp đều dùng máy cắt hợp bộ Để bảo vệ chống sét truyền từ đườngdây vào trạm đặt chống sét van trên mỗi phân đoạn thanh góp

Trang 22

Với điện áp trung áp 22kV ( hệ thống có trung tính nối đất trực tiếp) đặt trên mỗi phân đoạn 1MBA đo lường 2 cuộn dây Chọn dùng các tủ hợp bộ của hãng SIEMENS cách điện bằngSF6, không cần bảo trì.

Bảng thông số máy cắt đặt tại trạm PPTT

bảo trì

b Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng

Vì các trạm biến áp phân xưởng đặt rất gần trạm PPTT, phía cao áp chỉ cần đặt dao cách ly

- Đặt 1 tủ đầu vào 22kV có dao cách ly 3 vị trí, cách điện bằng SF6, không phải bảo trì,loại 8DH10

Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DH10

Các MBA chọn loại do ABB sản xuất tại VIỆT NAM

- Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn nhà máy:

Trang 23

- Sơ đồ ghép nối trạm biến áp trung tâm:

Trang 24

Các thông số kỹ thuật các BA do ABB sản xuất

Trang 25

Sơ đồ đấu nối TBA ( B1,B3,B4,B6,B7,B8,B9) , đặt 2 MBA

3.5 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị điện đã chọn.

a Tính toán ngắn mạch.

Trang 26

Cần kiểm tra điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt, thanh góp

và tính các điểm ngắn mạch N2 tại phía cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp và tủ cao áp cáctrạm

Trang 28

Với cỏp chỉ cần kiểm tra với tuyến cú dũng N lớn nhất.

Tiết diện ổn định nhiệt của dõy cỏp:

F = 35mm2 > 8,24.6 0, 5 = 34,9 mm2

Vậy chọn cỏp 35 mm2 là hợp lý

Khả năng chịu dũng N của dao cỏch ly và tủ cao ỏp đầu vào cỏc trạm BAPX cũng lớn hơn so với trị số dũng N

b Kiểm tra cỏc thiết bị điện

+) Kiểm tra dõy dẫn đó chọn.

Dây dẫn từ trạm BATG về trạm PPTT có tiết diện AC - 120

Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt của dây dẫn:

Fchọn ≥ Fmin =

C

) T (t I C

Trong đó:

tc = 0,5 (sec): Thời gian tồn tại ngắn mạch

Tkck = 0,05 (sec): Hằng số thời gian tắt dần củAthành phần không chu kỳ

BN: Xung lợng nhiệt của dòng ngắn mạch

C: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn

≈

Trang 29

Vậy tiết diện cáp thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt.

+) Kiểm tra máy cắt và thanh cái đã chọn cho trạm PPTT.

Máy cắt đợc chọn là 8DC11 của hãng SIEMENS có dòng điện cắt

IC = 25 kA, thanh cái ở trạm PPTT có dòng ổn định động Iôđ = 63 kA lớn hơn nhiều so vớidòng điện ngắn mạch IN = 8,29 kAvà dòng xung kích ixk = 21,1 kA tại điểm ngắn mạch trênthanh cái của trạm PPTT

Do vậy máy cắt 8DC11 và thanh cái đã chọn thoả mãn yêu cầu

+) Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp.

Trang 30

Vậy dao cách ly chọn thoả mãn điều kiện.

+) Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp.

Trên mỗi phân đoạn thanh góp trạm phân phối trung tâm đặt một máy biến điện áp BU loại

3 phA5 trụ 4MR24 củAhãng SIEMENS chế tạo

Thông số kỹ thuật củAmáy biến điện áp cho trong bảng:

Trang 31

Kết luận:

Đồ án: “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho máy cơ khí địa phương ” đã xây dựng được hệthống cung cấp điện một cách đầy đủ, đảm bảo an toàn, tin cậy cho quá trình vận hành nhàmáy

Phương án thiết kế và những thiết bị được lựa chọn phù hợp với các chỉ tiêu kinh tế - kĩthuật của nhà máy

Quá trình thực hiện đồ án đã giúp bản thân em hiểu rõ hơn những vấn đề lí thuyết trên lớp

và đặc biệt là những kiến thức thực tế về quá trình tính toán, lựa chọn thiết bị cho hệ thốngcung cấp điện Những kiến thức đó chắc chắn sẽ giúp cho em rất nhiều trong quá trình làmviệc thực tế sau này

Tài liệu tham khảo

Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm Thiết kế cấp điện, Nxb KH&KT Hà Nội 2008

Trần Quang Khánh, Hệ thống cung cấp điện, KH&KT Hà Nội 2005

Trần Quang Khánh Giáo trình cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC KH&KT Hà Nội

Ngô Hồng Quang Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 - 500 kV

Mục lục

Trang 32

Các bản vẽ:

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	846 KB