đồ án cung cấp điện cho một phân xưởng công nghiệp

Số lượng và công Suất thang máy kW Số lượng và công suất máy bơm,kW 2x40+4x 5,6+ 4x1,2 Nội dung đồ án: Chương I : tính toán nhu cầu phụ tải; Chương II: Chọn vị trí trạm biến áp; Chương

Trang 1

I-phần mở đầu

Trong sự nghiệp Công Nghiệp Hóa và Hiện Đại Hóa đất nước, cung cấp điện đóng vai trò chủ đạo trong nền kinh tế quốc dân Việc thiết kế cung cấp điện cho khu chung cư cao tầng một cách hợp lý là một vấn đề cấp thiết Chúng

ta phải thiết kế sao cho đảm bảo được an toàn cho khu vực, không những thế phải đảm bảo được mỹ quan môi trường Đề tài thiết kế lần này là:cung cấp điện:

cho một chung cư thuộc khu vực nội thành của một thành phố lớn.Chung cư có

N tầng.Mỗi tầng có nh căn hộ,công suất trung bình tiêu thụ mỗi hộ có diện tích

70 m2 là p0,kW/hộ.Chiều cao trung bình của mỗi tầng là H=3,8 m

Chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài bằng ba lần chiều cao của toà nhà,suất công suất chiếu sáng là:p0cs2=0,03 kW/m.Khoảng cách từ đầu nguồn đấu điện đến tường của toà nhà là L(mét)

-Toàn bộ chung cư có ntm thang máy ,công suất mỗi thang máy với hệ số tiếp diện là   0 , 6;cos  0 , 65

-Hệ thống máy bơm bao gồm: Sinh hoạt;Thoát nước;Cứu hoả;Bể bơi

Thời gian mất điện trung bình trong năm là tf=24h;Suất thiệt hại do mất điện là:

gth=2500đ;Chu kỳ thiết kế là 7 năm ;Thời gian sử dụng công suất cực đại là

TM=3950h/năm;Hệ số chiết khấu i =0,1;Giá thành tổn thất điện năng : c∆=1000đ/kWh;Giá mua điện gm =520đ/kWh;Giá bán điện gb =820đ/kWh

Các số liệu khác được lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kế cung cấp điện

Số lượng và công Suất thang máy kW

Số lượng và công suất máy bơm,kW

2x40+4x 5,6+

4x1,2

Nội dung đồ án:

Chương I : tính toán nhu cầu phụ tải;

Chương II: Chọn vị trí trạm biến áp;

Chương III: Chọn số lượng và công suất máy biến áp và chọn tiết diện dây dẫn;Chương IV: Chọn thiết bị điện

Chương V: Tính toán chế độ mạng điện

Chương VI: Thiết kế mạng điện của một căn hộ

Trang 2

Chương VII: Tính toán nối đất.

Chương VIII: Hoạch toán công trình

Chương IX: Phân tích kinh tế tài chính

Trong đồ án thiết kế này có tham khảo một số giáo trình sau:

1 Giáo trình “hệ thống cung cấp điện” của TS.Trần Quang Khánh;

2 Giáo trình “Bài tập hệ thống cung cấp điện” của TS.Trần Quang Khánh;Trong quá trình làm đồ án em được sự chỉ bảo nhiệ tình của thầy cô trong

bộ môn đặc biệt là TS Trần Quang Khánh đã trực tiếp hươngd dẫn em trên lớp Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô trong khoa và thầy Trần Quang Khánh đã hương dẫn em cho em hoàn thành đồ án này Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên bản đồ an của em không tránh khỏi những thiếu sót,

em rất mong thầy cô trong bộ môn gốp ý để bản đồ án được hoàn thiện hơn

Trang 3

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI

1,Phụ tải sinh hoạt

Tổng số căn hộ Nhộ=N.nh=22.(3 + 3 + 2)=176 hộ;

Theo bảng 10.pl (Giáo trình Hệ Thống cung cấp điện - TS Trần Quang Khánh)

ứng với nội thành thành phố lớn ,suất tiêu thụ trung bình của hộ gia đình sử dụng bếp gas là P0 =1,83 kW/hộ;

Xác định phụ tải sinh hoạt của toà nhà chung cư :

Psh= kcc.kdt.P0.



N i

hi

i k n

Tính phụ tải riêng cho mỗi tầng

-Công suất tính toán của mỗi tầng

Ptang = kcc.kdt.P0.



N i

hi

i k n

1

. = 1,05 0,49.1,83 (3.1+3.1,3+2.1,5) = 9,32 kW

kđt = 0,49(bảng 1.pl);

Hệ số công suất cosφsh = 0,96 (tgφ = 0,29) (bảng 9.pl);

Qtang = Ptang.tgφsh =9,32.0,29 = 2,7 kVAr

2,Phụ tải động lực

 Phụ tải thang máy:

Trước hết cần quy giá trị công suất của các thang máy về chế độ làm việc dài hạn

Thang máy có công suất nhỏ:

Ptm1=Pn.tm1  =7,5 0 , 6=5,81 kW

Thang máy có công suất lớn:

Ptm2=Pn.tm2  =20 0 , 6=15,5 kW

  k  =0,85.( 3.5,81+3.15,5)=54,341 kW

Trang 4

Hệ số knc.tm xác định theo bảng 2.pl (phụ lục): ứng với 6 thang máy nhà 22 tầng

là knc.tm= 0,85

biết cos=0,65

 Phụ tải tính toán của trạm bơm:

+Phụ tải trạm bơm được coi là thuộc nhóm phụ tải vệ sinh kỹ thuật

+Phụ tải trạm bơm có 18 máy bơm chia làm 4 nhóm :

Ta lần lượt tính phụ tải cho 4 nhóm này như sau

Nhóm 1: cấp nước sinh hoạt

Pbơm1 = knc1.n i P i = 0,7.(2.40 +4.5,6 +4.1,2) = 75,04 kW

(Hệ số nhu cầu của 10 máy lấy bằng 0,7 bảng 3.pl )

Nhóm 2 : thoát nước

Pbơm2 = knc2 n i P i = 0,85.4.4,8 = 16,32 kW

(Hệ số nhu cầu của 4 máy còn lại lấy bằng 0,85 bảng 3.pl )

Tương tự cho hai nhóm còn lại kết quả ghi trong bảng sau:

Trang 5

04 , 0

Hệ số công suất của nhóm phụ tải động lực

P

cos P

144,28 54,341

8 , 0 144,28 65

, 0 54,341

P

cos P

=

85 , 0 10

524 , 7 181,78 134,343

1 10 524 , 7 76 , 0 181,78.

Ptt

85 , 0

94 , 279

Để tăng độ tin cậy của mạng điện sơ đồ được bố trí hai đường dây hỗ trợ

dự phòng cho nhau dượ tính toán để mỗi đường dây có thể mang tải an toàn khi

Trang 6

có sự cố ở một trong hai đường dây mà không làm giảm chất lượng điện trênđầu vào của các hộ tiêu thụ; các mạng điện sinh hoạt, chiếu sáng và thang máyđược xây dựng độc lập với nhau.Mạch chiếu sáng trang bị hệ thống tự độngđóng ngắt theo chương trình xác định.

1,Ví trí đặt trạm biến áp :

Trạm biến áp có thể có nhiều vị trí đặt khác nhau : ngoài trời , trong nhà dướitầng hầm của tòa nhà , hoặc đặt riêng trong 1 phòng Ở đây ta thấy phương ánđặt trong nhà là hợp lý hơn cả

Trang 7

mặt bằng mặt cắt đứng A - A

Trang 8

2,Lựa chọn phương án

Có thể thực hiện theo hai phương án :

Phương án 1- Mỗi tầng một tuyến dây đi độc lập

Phương án 2- Chọn một tuyến dây dọc chung cho tất cả các tầng

A.chọn máy biến áp (số lượng và công suất)

Phụ tải của chung cư cao tầng được coi là loại II,suất thiệt hại do mất điện

SBA ,kVA ∆P0,kW ∆Pk ,kW Vốn đầu tư, 106

-Phương án 1:

Trước hết ta cần kiểm tra khả năng làm việc quá tải của máy biến áp

Hệ số điền kín đồ thị có thể xác định theo biểu thức

Kdk =

M

tb P

sự cố

Ta xác định phụ tải tính toán của toàn chung cư qua các năm theo biểu thức:

Si = (Pdli + ∆Psh&cs)/cosφ = (Pdli.t + ∆Psh&cs)/ cosφ

Phụ tải của các năm xác định theo biểu thức

Trang 9

St =[ Pdli (1+αt) + ∆Pt) + ∆Psh&cs] /cosφ

Năm thứ nhất : S1 = [190,808 (1+0,05.1) + 138,903]/0,85= 399,12kVA

Để đảm bảo máy biến áp không quá tải 40% so với giá trị định mức khi có sự cố

1 trong hai máy biến áp cần phải cắt bớt 1 lượng công suất là:

Sth1 = St1 -1,4.SBA = 399,12 -1,4.180 = 147,12kVA

Thiệt hại do mất điện đ ựợc tính theo công thức : Y = Sth.cosφ.tf.gth

Nhưng đối với phương án dùng 2 mba coi như không có thiệt hại

S

)2 = 2.0,5.8760+

2

95 ,



C β t

10 6

Trang 10

Như vậy ta có bảng so sánh các phương án như sau :

Từ kết quả tính toán ở bảng ta thấy phương án 1 có PVC nhỏ nhất ,nên đó chính

là phương án tối ưu cần xác định Tóm lại ta chọn trạm biến áp gồm 2 máy loại TM.180/22

Chương III

Trang 11

Chọn tiết diện dây dẫn

1,chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối

Tủ phân phối tổng đặt tại ở tầng 1 của toà nhà khoảng cách từ nguồn đấu

điện đến tường của toà nhà là L,m Ta thiết kế chiều dài dây dẫn từ trạm biến ápđến tủ phân phối là l1 = 15 m,

Chọn dây dẫn từ máy biến áp đến tủ phân phối là cáp đồng 3 pha đặt trong hào cáp

Dòng điện chạy trong dây dẫn là :

38 , 0 3

34 , 329 U

38 , 500

38 , 0

06 , 0 49 , 173 11 , 0 94 , 279 L

U

x Q r

%



2)Chọn dây dẫn từ nguồn đấu điện vào trạm biến áp

Tiết diện dây dẫn cao áp được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế.Căn cứ vào

số liệu ban đầu ứng với dây nhôm theo bảng 8.pl.BT ta tìm được jkt = 1,2A/mm2 Dòng điện chạy trên dây dẫn được xác định

Đối với đường dây cao áp tiết diện tối thiểu không nhỏ hơn 35 mm2 do đó

ta chọn dây AC-35 nối từ nguồn đấu điện vào trạm biến áp

3)Chọn dây dẫn đến các tầng

Việc xây dựng mạng điện phân phối trong tòa nhà thường được thực hiện với các đường trục đứng Đầu tiên cần lựa chọn số lượng và vị trí lắp đặtcủa các đường trục đứng Nên chọn phương án với hai trục đứng (hình 5.8 a,b,).Các đường trục đứng tiện nhất là bố trí dọc theo lồng thang máy, nơi cạnh đó cóthể dễ dàng bố trí các tủ phân phối tầng

Trang 12

Dây dẫn của mạng điện trong nhà được sử dụng là dây cáp Dây dẫn được chọn sao cho mạng điện có thể làm việc bình thường mà không gây ra sự quá

Hình 5.8 Sơ đồ các đường dây lên tầng:

a) Sơ đồ hai trục đứng trục thứ nhất cung cấp điện cho số ít căn hộ ở các

tầng trên, trục thứ hai cung cấp cho số lớn căn hộ ở các tầng dưới; b) Sơ đồ

hai trục đứng, mỗi trục cung cấp cho một nửa số căn hộ ở mỗi tầng.

Trang 13

nhiệt, muốn vậy giá trị dòng điện cực đại có thể xuất hiện trong mạch không được vượt quá giá trị dòng điện cho phép đối với từng loại dây dẫn.

IM  ICP;

Có thể thực hiện theo hai phương án:

-Phương án 1: Sơ đồ hai trục đứng trục thứ nhất cung cấp điện cho số ít căn hộ ởcác tầng trên, trục thứ hai cung cấp cho số lớn căn hộ ở các tầng dưới;

-Phương án 2: Sơ đồ hai trục đứng, mỗi trục cung cấp cho một nửa số căn hộ ở mỗi tầng

a)Phương án 1:

Giả sử :đường trục 1 cung cap điện cho 8 tàng ở phía trên,

đường trục 2 cung câp điện cho 14 tàng ở phía dưới,

Ta có công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường trục 1 là công suất tác dung và công suất phản kháng mà 8 hộ trên cùng đã dùng cho sinh hoạt

48,85 cos

88 , 50 U

3 , 77

- Tiến hành kiểm tra theo điêù kiện dòng điện cho phép :

Ta sẽ cho cáp đi ngầm trong tường Như vậy :

Theo phương thức lắp đặt cáp tra trong bảng 15pl – 17pl [ tl I ] , ta xác định được các hệ số hiệu chỉnh : k1 = 1 , k2 = 1 , k3 = 0,96

Dòng điện cho phép ở điều kiện chuẩn là : Icpn = 137A Dòng điện hiệu chỉnh cho phép :

Icp = k1 k2 k3 Icpn = 1.1.0,96.137 =131,52 A > 77,3 A = IM là dòng làm việc nên thoả mãn

Xác định hao tổn điện áp thực tế trên đường dây phụ tải phân bố đều

x Q r

.

P

1 n

0 0

1

Trang 14

= 5 , 12

2

0304 , 0 0532 , 0 38

, 0

06 , 0 16 , 14 57 , 0 58 , 48

380

12 , 5

n

2 2

10 99 , 1 2360 10 ).

2

4 , 30 2 , 53 (

57 , 0 38

, 0

16 , 14 58

b : hệ số kinh tế thay đổi ( đ/mm2.km )

Tra bảng ( 32.pl ) [ tl 2 ] , có a = 156,14 , b = 8,19 Do đó vốn đầu tư cho đoạn dây là :

Chi phí qui đổi :

Hệ số khấu hao của đường dây kkh = 3,6% ( bảng 31.pl ) [ tl 2 ]

Th : tuổi thọ của đường dây , lấy bằng 25 năm

Nên hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao thiết bị là :

p = atc + kkh = 0,11 + 0,036 = 0,146

Ta có công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường trục 2 là công suất tác dung và công suất phản kháng mà 14 hộ phía dưới dùng cho sinh hoạt

P2= 1422Psh=1422 134,34=85,48 (kW);

Trang 15

Hệ số công suất cosφsh = 0,96 (tgφ = 0,29) (bảng 9.pl);

Q2=P.tgφ=85,48.0,29=24,79 (kVAr)

96 , 0

85,48 cos

04 , 89 U

28 , 135

Icp = k1 k2 k3 Icpn = 1.1.0,96.167 =160 A > 135,28 A = IM là dòng làm việc nên thoả mãn

2

0532 , 0 38

, 0

06 , 0 79 , 24 4 , 0 48 , 85 2

l U

x Q r

2 0 2

n

2 2

2

2 10 2360 1 , 37 10

2

2 , 53 4 , 0 38

, 0

79 , 24 48 , 85 2

l r U

Trang 16

nên tính các thông số trên 2 trục dây lên các tầng ta chỉ cần tinh cho một trục rồi suy ra trục còn lại

Ta có công suất tác dụng và công suất phản kháng trên một trục đường dây chính là công suất tác dụng và công suất phản kháng mà các hộ đã dùng cho sinh hoạt

67,17 cos

9 , 69 U

2 , 106

Trang 17

Icp = k1 k2 k3 Icpn = 1.1.0,96.137 =131,52 A > 106,2 A = IM là dòng làm việc nên thoả mãn

Chiều dài dây lên các tầng là:

ΣLL2=3,8.22=83,6 (m)

Vì dây chịu phụ tải phân phối đều

2

0836 , 0 38

, 0

06 , 0 48 , 19 57 , 0 17 , 67 2

l U

x Q r

P

n

0 0

2 0 2

n

2 2

2

2 10 2360 1 , 9 10

2

6 , 83 57 , 0 38

, 0

48 , 19 17 , 67 2

L r U

Q P

b : hệ số kinh tế thay đổi ( đ/mm2.km )

p = a + k = 0,11 + 0,036 = 0,146

Trang 18

Vậy tổn thất và chi phí trên cả hai đường trục lên tâng là

Từ bảng trên ta nhận thấy phương án 1 có tổn thất điện năng nhỏ hơn , nhưng

do chi phí đường dây nhiều hơn nên chi phí tính toán hàng năm lớn hơn phương

án 2 rất nhiều Do vậy phương án 2 tối ưu hơn phương án 1

Vậy phương án 2 là phương án được chọn

3 Chọn dây dẫn cho mạch điện thang máy :

Chiều dài đến thang máy xa nhất là 83,6m,

Công suất thang máy lớn nhất như tính ở phần 1:

Ptm=15,5 kW biết cos=0,65

Công suất phản kháng là: Q = Ptgφ=15,5.1,17=18,12 (kVAr)

23 , 85

65 , 0

5 , 15 cos

85 , 23 U

24 , 36

Ta sẽ cho cáp treo trên trần , tường , được lắp trên khay Như vậy :

Theo phương thức lắp đặt cáp tra trong bảng 15pl – 17pl [ tl I ] , ta xác định được các hệ số hiệu chỉnh : k1 = 0,95 , k2 = 1 , k3 = 0,96

Icp = k1 k2 k3 Icpn = 0,95.1.0,96.85 =77,52 A >36,24 A = IM là dòng làm việc chạy trên dây Nên tiết diện dây này thoả mãn

Xác định hao tổn điện áp thực tế

38 , 0

07 , 0 12 , 18 25 , 1 5 , 15 L U

x Q r P

U

n

0 0

Trang 19

100 1 , 187 %

380

51 , 4

%



Vậy dây dẫn chọn cho thang máy là loại dây cáp XLPE.16

4,Chọn dây dẫn cho đường dây đến trạm bơm

Chiều dài từ tủ phân phối tổng đến trạm bơm là 65 m

Công suất trạm bơm : Pbơm = 144,28 kW

Hệ số công suất: Cosφ = 0,8 (bảng 13.pl)

Công suất phản kháng là: Q= Ptgφ=144,28.0,75=108,21 (kVAr)

8 , 0

28 , 144 cos

35 , 180 U

Ta sẽ cho cáp treo dọc theo tường Như vậy :

Theo phương thức lắp đặt cáp tra trong bảng 15pl – 17pl [ tl I ] , ta xác định được các hệ số hiệu chỉnh : k1 = 0,95 , k2 = 1 , k3 = 0,96

Icp = k1 k2 k3 Icpn = 0,95.1.0,96.258 =235 A <274 A = IM là dòng làm việc chạy trên dây Nên tiết diện dây này không thoả mãn

Xác định hao tổn điện áp thực tế

38 , 0

06 , 0 21 , 108 13 , 0 28 , 144 L U

x Q r P U

n

0 0

%



Trang 20

Vậy dây dẫn chọn cho trạm bơm là loại dây cáp XLPE.150

5,chọn tiết diện dây dẫn cho mạng điện chiếu sáng

Theo đề bài thì chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài bằng ba lần chiều cao của tòa nhà nên ta có Lcs.ng=3.3,8.22=250,8 m

Suất công suất chiếu sáng p0cs2=0,03kW/m

Do khoảng cách từ nguồn đấu điện tới tường của tòa nhà là L=110 ,m

Ta thiết kế mạng điện chiếu sáng ngoài trời được bố trí như hình 3.4 chiều dài đoạn OA là 10 m, đoạn AB có l2 =150 m và đoạn AC có l3 = 100 m hao tổn điện

áp cho phép là ∆Ucp =2,5%.Các đoạn dây trên đường trục từ nguồn O đến điểm

A được xây dựng với 4 dây dẫn,các nhánh rẽ AC , AB thuộc loại 2 pha có dây trung tính

Công suất tính toán chạy trên các đoạn dây

Tra bảng 4.pl.BT ta tìm được hệ số C =83 và bảng 5.pl.BT cho αt) + ∆P =1,39

Xác định mômen quy đổi

Mqđ = MOA + αt) + ∆P(MAB + MAC) =75+1,39(337,5+150)=752,625 kWm Tiết diện dây dẫn trên đoạn dây đầu

FOA =

) A 0 ( cp

qd U C

M

5 , 1 83

752,625

 mm2

αt) + ∆P : Hệ số qui đổi , phụ thuộc cấu trúc mạng điện , cho trong bảng 5.pl [ tl 2]

C : Hệ số phụ thuộc cấu trúc mạng điện , cho trong bảng 4.pl [ tl2]

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	1,3 MB