Đồ án cung cấp điện cho nhá máy

Với đề tài :” Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xay lúa gạo” có các phần khá chi tiết như sau:... LỜI CÁM ƠNKhoảng thời gian một tháng đã trôi qua tuy ngắn ngủi nhưng em đã học tập được

LỜI NÓI ĐẦU

3 Ngày nay với sự phát triển của nghành khoa học – công nghệ nói chung và nghành

kỉ thuật điện – điện tử nói riêng Điện năng là một nhu cầu không thể thiếu đối với conngười Ở bất kì quốc gia nào, năng lượng nói chung và năng lượng điện nói riêng luôn luôn được coi là nghành công nghiệp mang tính xương sống cho sự phát triển của nền kinh tế Bởi vậy khi xây dựng một nhà máy, một khu kinh tế, khu dân cư, trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho máy móc vànhu cầu sinh hoạt của con người

Để hiểu rõ hơn về thiết kế cung cấp điện như thế nào là đạt yêu cầu về sự kết hợp hài hòa về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao và đãm bảo độ liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho vận hành và sửa chữa Với đề tài :” Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xay lúa gạo” có các phần khá chi tiết như sau:

LỜI CÁM ƠN

Khoảng thời gian một tháng đã trôi qua tuy ngắn ngủi nhưng em đã học tập được rất nhiều điều qua việc làm đồ án, với sự giúp đỡ của nhiều người, điều đó giúp em cũng cố thêm về kiến thức lý thuyết cung cấp điện, nhất là dưới sự hướng dẫn tận tình chỉ bảo, động viên của Thầy Lương Thanh Tùng, xin cám ơn đến các Thầy cô bộ môn

bộ môn điện-điện lạnh đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để em có thể hoàn thành được

đồ án thành công

Em đã học tập tiếp thu nhiều điều từ Thầy cô trong khoa, đã truyền đạt những kiến thức của mình cho em, đó là những tài liệu quý báu sẽ giúp đỡ chúng em trong bước đường thành công sau này

Cuối cùng tuy kết quả học tập môn máy điện chưa cao, nhưng em dã dùng hết khả năng của mình để hoàn thành đồ án một cách hoàn chỉnh nhất, tuy thế nhưng vẫn còn nhiều thiếu sót mong Thầy, cô và các bạn bỏ qua

Xin chân thành cám ơn

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

LỜI CÁM ƠN 2

KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỬ VIẾT TẮT 7

DANH MỤC HÌNH ẢNH 8

DANH MỤC BẢNG 9

Chương 1: TỔNG QUAN 10

1.1 Lý do chọn đề tài 10

1.2 Mục tiêu đề tài 10

1.3 Đối tượng, phạm vi đề tài 10

1.4 Phương pháp thực hiện đề tài 10

1.5 Ý nghĩa chọn đề tài 10

1.6 Tóm tắt 10

Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12

2.1 Giới thiệu chung về nhà máy xay xát lúa Thành Công 12

2.1.1 Quy mô mặt bằng 12

2.1.2 Nguồn cung cấp điện cho nhà máy 12

2.1.3 Bảng phụ tải nhà máy 12

2.1.4 Xác định phụ tải tính 15

2.1.4.1 Dòng định mức của thiết bị 15

2.1.4.2 Hệ số sử dụng 15

2.1.4.3 Dòng mở máy 15

2.1.4.4 Phụ tải trung bình 15

2.1.4.5 Hệ số công suất 15

2.1.4.6 Số thiết bị hiệu quả 16

2.1.4.7 Phụ tải tính toán 16

2.1.4.8 Công suất biểu kiến tính toán 16

2.1.4.9 Tính dòng Itt 16

2.1.4.10 Dòng đỉnh nhọn 16

2.1.5 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện 17

2.2 Thiết kế chiếu sáng 18

2.2.1 Quang thông 18

2.2.2 Quang hiệu của một nguồn sáng 18

2.2.3 Cường độ ánh sáng 18

2.2.4 Độ rọi 18

2.2.5 Nhiệt độ màu 18

2.2.6 Chỉ số màu 18

2.2.7 Các loại nguồn chiếu sáng chính 18

2.2.8 Các loại chiếu sáng 19

2.2.9 Các yêu cầu cơ bản khi thiết kế chiếu sáng 19

2.2.10 Các phương pháp chiếu sáng 19

Chương 3 : Phân Nhóm Phụ Tải – Xác Định Tâm Phụ Tải – Xác Định Các Thông Số Của Phụ Tải 20

3.1 Phân nhóm thiết bị và xác định tâm phụ tải 20

3.2 Nguyên tắc và phương án đi dây 21

3.3 Xác định phụ tải tính toán 21

3.3.1 Vị trí đặt tủ động lực 21

3.3.2 Vị trí đặt tủ phân phối 25

3.4 Xác định phụ tải nhà máy 25

Chương 4 : Tính Toán Chiếu Sáng Phân Xưỡng Sản Xuất 31

4.1 Kích thước phân xưỡng 31

4.1.1 Chọn các hệ số cơ bản 31

4.1.2 Tính toán phương pháp chiếu sáng 32

Chương 5 : Trạm Biến Áp Và Nguồn Dự Phòng 35

5.1 Kích thước phân xưỡng 35

5.2 Vị trí đặt và số lượng 35

5.2.1 Vị trí 35

5.2.2 Lựa chọn máy biến áp 35

5.2.2.1 Tổng công suất máy biến áp 36

5.2.2.2 Dự phòng khả năng phát triển của nhà máy 36

5.3 Công suất máy phát dự phòng 36

5.3.1 Nhu cầu lắp đặt 36

5.3.2 Thông số máy phát dự phòng 37

Chương 6 : Lựa Chọn Dây Dẫn 38

6.1 Mục đích 38

6.1.1 Chọn dây dẫn theo điề kiện phát nóng 38

6.1.1.1 Đối với cáp không chôn dưới đất 39

6.1.1.2 Đối với cáp chôn dưới đất 39

6.1.2 Chọn dây dẫn theo điện áp cho phép 39

6.1.3 Chọn dây dẫn cho xưỡng xay xát 39

6.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn 39

Chương 7 : Tính toán ngắn mạch 44

7.1 Khái niệm 44

7.2 Tính toán ngắn mạch 44

7.2.1 Tính toán ngắn mạch ba pha 44

7.2.2 Tính toán ngắn mạch một pha 45

7.3 Kiểm tra ngắn mạch 45

7.4 Tính toán ngắn mạch tại tủ phân phối 45

Chương 8 : Tính toán chọn CB 46

8.1 Vai trò của thiết bị đóng cắt 46

8.2 Các yếu tố ảnh hưởng việc chọn CB 46

8.3 Các điều kiện chọn CB 46

8.4 Tính toán chọn CB 46

Chương 9 : Tính Toán Sụt Áp 51

9.1 Tổng quan về sụt áp và kiểm tra sụt áp 51

9.2 Trong điều kiện làm việc bình thường 51

9.3 Tính toán sụt áp cho nhà máy 53

Chương 10 : Bù công suất phản kháng 54

10.1 Khái niệm 54

10.1.1 Đặt vấn đề 54

10.1.2 Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số cos φ 54

10.1.3 Các biện pháp nâng cao hệ số cos φ 54

10.2 Tính toán phương pháp bù 55

10.2.1 Xác định dung lượng bù 55

10.2.2 Tính toán đặt thiết bị bù 56

Chương 11 : Thiết kế nối đất an toàn 57

11.1 Mục đích của việc nối đất an toàn 57

11.2 Đặc tính của sơ đồ nối đất 57

11.3 Chọn sơ đồ nối đất cho nhà máy 57

Chương 12 : Thiết kế chống sét 58

12.1 Khái niệm 58

12.1.1 Hiện tượng sét 58

12.1.2 Hậu quả của sét 58

12.2 Bảo vệ chống sét 58

12.2.1 Các nguyên tắc bảo vệ 58

12.2.2 Bảo vệ bằng kim thu sét 59

12.2.3 Tính toán thiết bị chống sét 60

Chương 13 : Kết Luận 61

13.1 Kết quả đạt được 61

13.2 Hạn chế và hướng phát triển của đề tài 61

Tài Liệu Tham Khảo 62

KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỬ VIẾT TẮT

HSPX : Hệ số phản xạ

MBA : Máy biến áp

AC : Dòng điện xoay chiều

CB : Circuit braeker

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện nhà máy xay xát 10

Hình 3.1: Xác định phụ tải tính toán của nhà máy 11

Hình 6.1: Bảng tính toán dữ liệu chọn dây dẫn 13

Hình 8.1: Bảng tổng hợp dữ liệu tính toán chọn CB 12

Hình 12.1: Sơ đồ lắp đặt chống sét dùng kim thu sét 13

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Tổng hợp các phụ tải nhà máy 10 Bảng 9.1: Tính toán sụp áp cho nhà máy 10

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Lý do chọn đề tài:

Ngày nay với sự phát triển của nghành khoa học – công nghệ nói chung và

nghành kỉ thuật điện – điện tử nói riêng Điện năng là một nhu cầu không thể thiếu đối với con người Ở bất kì quốc gia nào, năng lượng nói chung và năng lượng điện nói riêng luôn luôn được coi là nghành công nghiệp mang tính xương sống cho sự phát triểncủa nền kinh tế Đây là cơ hội và cũng là thách thức cho nghành điện trong việc phát triển điện năng, phục vụ con người

Sự phát triển đó đòi hỏi người làm chuyên môn cần phải nắm vững kiến thức cơ bản và hiểu biết sâu rộng về hệ thống điện

1.2 Mục tiêu đề tài:

Thiết kế cung cấp điện đãm bão sự kết hợp giữu bài toán kinh tế và chất lượng

1.3 Đối tượng, phạm vi đề tài:

Đối tượng: các công ty, nhà máy, khu công nghiệp, sinh viên, học sinh, những người có nhu cầu tìm hiểu thêm về kiến thức cung cấp điện

Phạm vi: tìm hiểu trong sách vở, thư viện, thầy, cô, bạn bè và internet

1.4 Phương pháp thực hiện đề tài:

Tìm kiếm tổng hợp tài liệu

Lắng nghe tiếp thu ý kiến

Nghiên cứu công trình có sẳn

Tiếp xúc và quan sát để thực hiện đề tài

1.5 Ý nghĩa chọn đề tài:

Trong quá trình hội nhập quốc tế, nước ta vẫn chưa bắt kịp với các nước phát triển,qua đề tài, chúng ta hiểu được về nguyên lý, cấu tạo, cách tính toán và thiết kế của cung

cấp điện, đó là những tài liệu được tổng hợp và tìm hiểu, giúp ít cho những người nghiên cứu, góp phần lớn trong sự nghiệp phát triển đất nước.

Đề tài là nguồn thông tin hữu ích giúp các bạn học sinh, sinh viên và những ai am hiểu điện tử có cơ hội tìm hiểu, phát huy tính sáng tạo, ham học hỏi của mình

1.6 Tóm tắt:

- Tìm hiểu và giới thiệu về nhà máy

- Tính toàn phụ tải nhà máy

- Tính toàn thiết kế chiếu sáng

- Tính toán bù và chọn máy biến thế

- Lựa chọn dây dẫn và các thiết bị điều khiển

- Kiểm tra sụt áp – tính toán ngắn mạch

- Thiết kế chống sét

Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Giới thiệu chung về nhà máy xay xát lúa Thành Công:

Nhà máy xay xát lùa Thành Công được hình thành năm 2003 thuộc địa bàn ấp 3,

xã Hưng Long, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

2.1.1 Quy mô mặt bằng:

Nhà máy nằm trên mặt bằng có tổng diện tích là 1776,62m2 , trong đó 1597,82 m2

là khu vực sản xuất, 144 m2 là Văn phòng làm việc và 36,8 m2 là Phòng Bảo vệ

Nhà máy làm việc với tính chất dây chuyền, làm việc theo chế độ 2 ca với 85 trangthiết bị dựa vào cách bố trí trên mặt bằng mà ta chia làm 8 nhóm, mỗi nhóm thích ứngvới một tủ động lực và có công suất đặt(KW)

2.1.2 Nguồn cung cấp điện cho nhà máy:

Nguồn cung cấp điện cho toàn nhà máy là đường dây trung thế 22KV được nốivới trạm biến áp riêng của nhà máy có cấp điện áp 22/0.4(KV)

2.1.3 Bảng phụ tải nhà máy:

TT Tên nhóm & t.bị Điện

Ký hiệu MB

Số lượng

P đm (kW)

U đm (kV)

Hệ số SD

45 Máy rung cám bụi M43 1 2,2 0.38 0.75 0.88

= 2.5 rotor dây quấn = 5-7 lần rotor lồng sóc

P đmi K pti (KW)

Qtb = ∑

i=1

n

P đmi K pti tg φ i (KVar)

2.1.4.8 Công suất biểu kiến tính toán S tt :

Ikdmax : Dòng mở máy lớn nhất của thiết bị trong nhóm

Iđmmax : Dòng định mức của thiết bị có dòng mở máy lớnnhất

2.1.5 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện:

Hình 2.1 : Sơ đồ nguyên lý cấp cung cấp điện nhà máy xay xát

2.2 Thiết kế chiếu sáng:

2.2.1 Quang thông:

Là thông lượng hữu ích phát ra bởi một nguồn sáng, kí hiệu: ∅, đơn vị là lm(lumen)

2.2.2 Quang hiệu của một nguồn sáng:

Gọi là hiệu suất phát sáng, kí hiệu: H, đơn vị là lm/W

H = ∅ P

2.2.3 Cường độ ánh sáng:

Là mật độ phân phối quang thông trong không gian, cho ta biết mức phát sáng củanguồn sáng về một hướng nào đó, kí hiệu: I, đơn vị là cd (cadenla)

Phản ánh màu trung thực của nguồn sáng khi nó chiếu lên một vật.

2.2.7 Các loại nguồn chiếu sáng chính:

- Đèn sợi nung.

- Đèn thông thường: đèn halogen, đèn hồng ngoại, đèn màu,…

- Đèn huỳnh quang, đèn thủy ngân cao áp, đèn natri áp suất thấp,…

2.2.8 Các loại chiếu sáng:

- Chiếu sáng sự cố

- Chiếu sáng làm việc

- Chiếu sáng nhà máy công nghiệp

- Chiếu sáng các đường phố và quảng trường

- Chiếu sáng nhà ở, nơi công cộng

2.2.9 Các yêu cầu cơ bản khi thiết kế chiếu sáng:

- Ánh sáng gần giống ánh sáng ban ngày

- Không gây chói lóa trực tiếp

- Đãm bão sự hoạt động an toàn

- Bão đãm vận hành thuận lợi và kinh tế

- Không có bóng tối và đội rọi đồng đều trên mặt phẳng chiếu sáng.

- Etc là độ rọi tiêu chuẩn trên mặt bàn làm việc (lux)

- nd ; ni là hiệu suất trực tiếp và gián tiếp của bộ đèn

- ud ; ui là hệ số có ích của bộ đèn theo cấp trực tiếp và gián tiếp

- S là diện tích bề mặt làm việc

- d là hệ số bù

Tìm độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

Etb = N boden ∗∅ cacbong/ boden ∗U

S∗d

Chương 3 : Phân Nhóm Phụ Tải – Xác Định Tâm Phụ Tải

Xác Định Các Thông Số Của Phụ Tải

3.1 Phân nhóm thiết bị và xác định tâm phụ tải :

Việc phân nhóm thiết bị được dựa theo dây chuyền công nghệ, vị trí phân bố thiết

bị trên mặt bằng và theo tổng công suất của nhóm thiết bị, mỗi nhóm thiết bị sẽ bố trí vào

1 tủ động lực Mục đích của việc tính tâm phụ tải điện là tìm vị trí đặt của tủ động lực và

tủ phân phối sao cho giảm tổn hao công suât, giảm sụt áp và chi phí dây dẫn nhỏ

Nếu coi phụ tải phân bố đều trên diện tích phân xưởng, thì tâm phụ tải phân xưởng có thểcoi như trùng với trọng tâm hình học của hình biểu thị phân xưởng đó trên mặt bằng Nếucăn cứ vào phân bố thực tế của các phụ tải trong phân xưởng thì tâm phụ tải sẽ không

trùng với trọng tâm hình học của phân xưởng Giả thiết các phụ tải điện phân xưởng Pi

thì tọa độ tâm phụ tải có thể xác định theo công thức:

- Pi là công suất tính toán của thiết bị (hoặc nhóm thiết bị) thứ i

- xi yi là tọa độ đặt theo trục x ; y của thiết bị (hoặc nhóm thiết bị) thứ i.

Việc xác định tâm phụ tải của toàn nhà máy cũng như nhóm các thiết bị cũng được xác định theo cách tương tự như trên Phương pháp này có nhược điểm là sai số lớn (tới 10%) nhưng có ưu điểm là đơn giản, dễ dàng

Tâm phụ tải có thể thay đổi tùy theo quy trình công nghệ sản xuất và điều kiện vận hành kinh tế

3.2 Nguyên tắc và phương án đi dây:

Sơ đồ nối dây của mạng động lực có hai dạng cơ bản là mạng hình tia và mạngphân nhánh, ngoài ra còn có dạng sơ đồ kết hợp cả hai dạng sơ đồ trên gọi là sơ đồ hỗnhợp

- Với các thiết bị có công suất lớn, phụ tải phân tán dùng sơ đồ hình tia Nhằmmục đích giảm sự ảnh hưởng của các thiết bị với nhau khi làm việc

- Với các thiết bị có công suất nhỏ và lắp đặt gần nhau dùng sơ đồ dạng phânnhánh (liên thông) nhằm mục đích giảm số lộ ra của tủ động lực và giảm chi phí dây dẫn

mà vẫn đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật

- Xét điều kiện thực tế của xí nghiệp và quy trình công nghệ sản xuất, ta chọnphương án đi dây hỗn hợp, các thiết bị có công suất nhỏ đặt gần nhau được nối liên thông(tổng công suất tính toán của nhánh liên thông khoảng trên - dưới 10 KW), các thiết bịcông suất lớn hơn được nối theo sơ đồ tia Dây dẫn từ tủ phân phôi tới tủ động lực và tủđộng lực tới các thiết bị được đi trong hầm (mương) cáp, đề xuất dùng dây cáp điện lực

hạ áp có cách điện bằng PVC Dây dẫn từ TBA tới tủ phân phối được chôn ngầm dướisàn

Số’

lượng

Pđm (kW

5 Bù đai đưa lúa khô M5 1 7,4 8,2 11,3

7;18,8;18 5,5 ịổ ,5\ 4,5

NHÓM 4

5,6;26,4;26

5,7;5,4;4,8;5,5;4

35 Ngăn gió lúa khô lên

46 Vis tải đưa bột- các cân

tự động

M44

47 Ngăn gió đưa bột 1 trộn

Chuơng 4 : Tính Toàn Thiết Kế Chiếu Sáng Phân Xưỡng Sản Xuất

4.1 Kích thước phân xưỡng:

Ta chọn khu vực cần tính toán chiếu sáng là khu vực xưỡng sản xuất và khu vực phòng làm việc

 Tường màu xanh nhạt: HSPX tường: ρ tr = 0.5

 Sàn bê tông lót gạch màu xanh đậm: HSPX sàn ρ s = 0.3

- Chọn độ rọi yêu cầu:

Chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam đối với xưỡng sản xuất yêu cầu độ rọitương đối cao, chọn E = 300 (lux)

- Chọn hệ chiếu sáng: chung đều

- Chọn khoãng nhiệt độ màu:

Tm = 30000 K – 42000 K

 Bế mặt làm việc của phân xưỡng: hlv = 0.8 (m)

4.1.2 Tính toán phương pháp chiếu sáng:

- Chiều cao đèn so với làm việc:

Htt = H – ( h +h’ ) = 6 - 2 - 0.8 = 3.2 (m)

- Chỉ số dịa điễm:

K = h a∗b

tt (a+b) = 3.2∗(70.7∗22.6)70.7∗22.6 = 5.35 , chọn K = 5

- Hệ số bù:

Đối với đèn quỳnh quang, sự suy giãm quang thông vào giai đoạn cuối tuổi thọtương đối nhỏ và bụi bám do gió thổi ít nên ta chọn:

Hệ số suy giãm quang thông:δ1 = 0.85

Hệ số suy giãm do bám bụi: δ2 = 0.85

- Kiểm tra sai số quang thông:

∆ ∅ = N boden ∗φ boden −φ tong

φ tong = 0.07 = 7% , nằm trong khoảng cho phép

- Độ rọi trung bình mặt bàn làm việc:

Etb = N boden ∗∅ cacbong/ boden ∗U

S∗d = 136∗6900∗0711597.32∗1.38 = 302.16 (lux)

- Phân bố các bộ đèn:

 Khoảng cách giữa các đèn theo chiều rộng của phân xưỡng (22.6m), taphân bố 17 bộ đèn theo chiều dọc của đèn

- Công suất phụ tải chiếu sáng:

Với đèn huỳnh quang ta chọn lọai Ballast điện từ có thông số: cos φ = 0.6

Pttcspx = Nboden * nbóng/bộ * (Pđèn + Pballast ), với Pballast = 20% Pđèn

Chuơng 5 : Trạm Biến Áp Và Nguồn Dự Phòng

5.1 Mục đích:

Do tính chất nhà má xay xát lúa đòi hỏi phải cung cấp điện liên tục cho các thiết

bị, không được phép mất điện lâu dài do đó chọn máy biến áp và nguồn dự phòng làmột việc rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện

5.2 Vị trí đặt trạm và số lượng:

5.2.1 Vị trí:

Máy biến áp là một thiết bị truyền tải điện năng từ điện áp này đến điện áp khác,điện năng sản xuất từ nhà máy điện phải qua nhiều lần tăng giãm áp mới đưa đếnngừoi sử dụng,

Chọn vị trí đặt TBA cần lưu ý:

 Đặt gần trung tâm phụ tải

 Phú hợp với quy hoạch đô thị trong tương lai

 Thuận lợi trong quá trình thi công, vận hành và sữa chữa

 Chi phí kinh tế thấp

 Phải đảm bảo an toàn cháy nổ

Dung lượng trạm và công suất định mức MBA được xác định theo các chỉ tiêu chỉthuật sau:

 An toàn đãm bảo cung cấp điện liên tục

 Tổn thất trên máy biến áp

 Chi phí vần hành hằng năm là bé nhất

5.2.2 Lựa chọn máy biến áp:

Do nhà máy sử dụng các thiết bị sử dụng ở cấp điện áp 380V và 220V nên tachọn MBA có đầu thứ cấp là 0.4KV

Đối với trạm MBA, vì xưỡng được cung cấp từ một đường dây đến thì ta chọnmột MBA ba pha có SđmMBA ≥ S∑px.

5.2.2.1 Tổng công suất máy biến áp: