Đồ án cung cấp điện 20172018

Ngày nay trong xu thế hội nhập quà trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang diễn ra một cách mạnh mẽ .Trong quá trình phát triển đó điện năng đóng vai trò rất quan trọng nó là một dạng năng lượng rất đặc biệt có rất nhiều ưu điểm như : dễ chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác như ( cơ năng, hóa năng, nhiệt năng …) dễ dàng chuyển đổi và phân phối … do đó ngày nay nó được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế đời sống xã hội ngày càng được nâng cao nhu cầu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp , dịch vụ …tăng nên không ngừng. Đề đảm bảo nhu cầu to lớn đó chúng ta phải có một hệ thống cung cấp điện an toàn và tin cậy

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay dưới sự vũ bão phát triển của khoa học kỹ thuật ,đặc biệt là cuộc cách mạng về công nghệ đã và đang làm thay đổi thế giới mạnh mẽ Nhu cầu của con người ngày càng tăng.Yêu cầu về nguồn năng lượng cung cấp cho sản xuất phục vụ đời sống càng cao hơn về hiệu suất và chi phí Điện năng một dạng năng lượng có thể truyền tải với hiệu suất cao và chi phí hợp lý ngày càng đóng vai trò quan trọng trong tất cả các nghành sản xuất công nghiệp

Ở nước ta trong thời kỳ công nghiệp hóa-hiện đại hóa nhu cầu tiêu thụ về điện ngày càng tăng cao.Vì thế việc thiết kế cung cấp điện cho một phụ tải công nghiệp là yêu cầu cấp thiết để đảm bảo chi phí vận hành thấp nhất, hiệu suất cao nhất, tổn thất thấp nhất đòi hỏi sinh viên nghành điện phải học tập kiến thức vững chắc để đáp ứng yêu cầu này

Đồ án môn học giúp sinh viên có được điều kiện vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng.Qua đó sinh viên có thể hiểu rõ hơn những kiến thức đã học ờ các môn lý thuyết ,tổng hợp kiến thức cũ một cách có hệ thống, phát hiện được những thiếu sót yếu kém của

mình để từ đó khắc phục ,củng cố lại Đồ án “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khi” là một trong những điều kiện để em có thể thấy được những

điều trên.Tuy có 1 tín chỉ nhưng đây là một môn học rất quan trọng, đòi hỏi sinh viên cần phải học tốt để sau khi ra trường trở thành người kỹ sư thì có thể làm việc được

Đồ án đối với em là một sự tập dượt quý báu trước khi bước vào thực

tế khó khăn, đồ án của em là thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng điện , với đặc thù của loại nhà máy này là có nhiều thiết bị và công đoạn yêu cầu được cung cấp điện liên tục với chất lượng đảm bảo

Để thiết kế hệ thống cung cấp điện an toàn và đảm bảo tin cậy đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức giảng dạy trên giảng đường , mỗi sinh viên ngành hệ thống điện điều được giao một bài tập thiết kế một mạng điện cho

một xí nghiệp nhà máy nhất định bản thân em được nhận đồ án thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng 3 cơ khí với số liệu phụ tải đã cho

Do trình độ còn hạn chế , kinh nghiệm chưa nhiều , tài liệu tham khảo không nhiều , nên trong quá trình thực hiện đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót , em rất mong được sự góp ý , nhắc nhở , nhận xét của Thầy để

em có thể kịp thời bổ sung vào kiến thức của mình

LỜI CẢM ƠN

Để đồ án môn học này hoàn thành ngoài sự nổ lực cố gắng của bản thân,

em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của cô ,bạn bè Em không biết nói gì hơn,

em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến:

- Trường ĐHSPKTTPHCM đã sắp xếp môn học này để em có thể nâng cao , củng cố kiến thức của mình

- Khoa điện trường ĐHSPKT đã tạo điều kiện tốt cho em trong quá trình thực hiện đồ án

- Thư viện trường đã cung cấp cho chúng em những tài liệu cần thiết , liên quan

- Đặc biệt là cô Vũ Thị Ngọc là người đã trực tiếp truyền đạt , chỉ bảo , cô

đã cung cấp tài liệu và những kiến thức mới , cũng cố kiến thức củ , giúp đỡ em tận tình trong suốt quá trình thực hiện đồ án

- Các bạn sinh viên đã nhiệt tình đóng góp những ý kiến quí báu để tôi có thêm cơ sở cho việc hoàn thành đồ án

Đồ án còn nhiều thiết xót và

Sinh viên thực hiện đồ án:

Võ Duy Luyện

Tài Liệu tham khảo

1 Giáo trình cung cấp điện – Quyền Huy Ánh

2 Hướng dẫn và thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC – Schneider Electric

3 Tiêu chuẩn Việt Nam thiết kế cơ, điện

4 Tài liệu tham khảo và catalogue thiết bị điện tại

Website http://vietstar.com.vn/vi/

5 Catalogue dây dẫn và thiết bị đóng ngắt Copper

6 Tài liệu và catalogue tại website

http://www.quyenhuyanh.com/

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Phụ Lục

LỜI MỞ ĐẦU 3

LỜI CẢM ƠN 5

Tài Liệu tham khảo 6

Phụ Lục 8

Chương I : Chiếu sáng 9

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI TRONG PHÂN XƯỞNG 19

CHƯƠNG III : CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY 34

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN LỰA CHỌN TRẠM BIẾN ÁP NGUỒN VÀ NGUỒN DỰ PHÒNG 42

CHƯƠNG V : CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ BẢO VỆ 48

Bản vẽ tổng thể phân xưởng 70

Chương I : Chiếu sáng



I Đặc điểm phân xưởng

 Phân xưởng với tổng diện tích mặt bằng là F=3040=1200(m2),cao 5m Trong đó,chiều dài phân xưởng là 40m, chiều rộng là 30m

 Phân xưởng có ba cửa ra vào,một cửa chính và hai cửa phụ,còn lại toàn

bộ mặt bằng là máy móc và thiết bị Nguồn điện cung cấp cho phân xưởng được lấy từ trạm biến áp 3 pha 22/0.4KV

 Phân xưởng được xây dựng ở nơi có nhiệt độ trung bình hằng năm khoảng 25÷300C Phân xưởng làm việc theo ca , mỗi ngày ba ca,trong phân xưởng gồm 30 thiết bị 3 pha

II CÁC YÊU CẦU CHUNG CỦA MÔI TRƯỜNG ÁNH SÁNG

 Bảo đảm độ rọi yêu cầu cho từng vị trí làm việc

 Phân bố độ chói trong không gian chiếu sáng

 Tránh gây chói loá cho người làm việc

 Tạo hướng ánh sáng thích hợp

 Màu sắc ánh sáng phù hợp với công việc và màu sắc các bề mặt tại nơi làm việc

 Giảm sự nhấp nháy ánh sáng của các loại bóng đèn

 Bảo đảm mức độ chiếu sáng tự nhiên cần thiết

 Duy trì các thông số ánh sáng trong suốt thời gian sử dụng

III THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

 Kích thước phân xưởng

 Hệ số phản xạ trần (mái tôn tráng men): ρtr = 50%

 Hệ số phản xạ tường (tường sơn màu trắng): ρt = 30%

 Hệ số phản xạ sàn (xám đâm): ρs = 10%

 Các đặc điểm khác

 Môi trường làm việc có bụi

 Thời gian làm việc ba ca

 Độ tuổi người lao động từ 25 đến 35 tuổi

 Tính chất công việc không phân biệt màu sắc, độ tương phản giữa vật và nền tương đối cao

 Tính toán thiết kế

- Chọn đèn:

Led Greenline System light 20000lm

 Chọn kiểu đèn kiểu chiếu sáng trực tiếp chóa phản xạ vuông

- Phân bố đèn

 Chiều cao phòng h : 5m

 Đèn cách trần h1 : 0.6m

b a h

b a I

- Chọn độ rọi yêu cầu

 Chọn độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn phân xưởng cơ khí

E yc = 500 (lux)

- Xác định số bộ đèn

LLF CU

S E N

bô

yc bô

.

Kiểm tra bằng phần mềm Dialux 4.13 theo bảng phân bố độ rọi phía

dưới đạt yêu cầu với :

+ Emax = 704 (lux)

+ Emin = 338 (lux)

- Phân bố đèn cho phân xưởng

Yêu cầu : Mặt phẳng làm việc phải nhận được lượng ánh sáng giống

nhau Dựa theo yêu cầu này ta thiết kế như sau :

 Lắp đặt đèn thành 6 hàng và 8 cột theo chiều rộng và chiều dài phân

xưởng

 Hàng cách hàng 5m , cột cách cột 5m

 Hàng trong cùng cách tường 2.5m , cột trong cùng cách tường 2.5m

Các thông số này như đã tính toán với phần mềm Dialux

Bản vẽ phân bố đèn trong phân xưởng

- Vạch phương án đi dây chiếu sáng:

 Việc yêu cầu chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất phải đảm bảo yêu

cầu về chiếu sáng công nghiệp

 Mạng chiếu sáng được cung cấp từ một đường dây riêng từ tủ chiếu

sáng và tủ chiếu sáng được cấp điện từ tủ phân phối chính MĐB

 Tủ chiếu sáng , các bản điện và công tắc được đặt gần cửa ra vào , tủ chiếu sáng được đặt gần tủ phân phối MĐB

 Cáp dẫn từ tủ phân phối chính tới tủ chiếu sáng được chôn dưới đất

 Dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến đèn được đặt trong ống nhựa bọc cách

điện

 Chọn dây dẫn cho mạng chiếu sáng:

- Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng :

 Công suất tính toán chiếu sáng của toàn bộ phân xưởng (tiêu chuẩn IEC trang B23 thì cos=1):

 5 mạch đi trên một hàng đơn trên trần K2=0.64

 Cách điện PVC nhiệt độ môi trường 35○C K3=0.93

Sụt áp trên đường dây

 Chọn dây dẫn copper 2x2.5mm 2 -25A-Cu-PVC

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI TRONG PHÂN

XƯỞNG



I Thông số thiết bị và mặt bằng phân xưởng

Bảng số lượng thiết bị phân xưởng

STT Kí hiệu

trên mặt bằng S.lượng

Công suất (KW) cos Ghi chú

II Phân nhóm phụ tải

Căn cứ vào việc bố trí của phân xưởng và yêu cầu làm việc thuận tiện nhất, để làm việc có hiệu quả nhất thông qua các chức năng hoạt động của các máy móc thiết bị

Ngoài các yêu cầu về kỹ thuật thì ta phải đạt yêu cầu về kinh tế, không nên đặt quá nhiều các nhóm làm việc đồng thời, quá nhiều các tủ động lực như thế sẽ không lợi về kinh tế

Tuy nhiên một yếu tố quan trọng cần phải quan tâm là việc phân nhóm phụ tải

Vì phân nhóm phụ tải sẽ quyết định tủ phân phối trong phân xưởng, số tuyến dây

đi ra của tủ phân phối

Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào các yếu tố sau :

 Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng chức năng

Phân nhóm theo khu vực: các thiết bị gần nhau thì chia thành một nhóm

Phân nhóm có chú ý đến phân đều công suất cho các nhóm: tổng công suất của các nhóm gần bằng nhau

Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tải của CB chuẩn

Số nhóm không nên quá nhiều: 2,3 hoặc 4 nhóm

Tên

nhóm

Kí hiệu trên mặt bằng S.Lượng Pđm(KW)

 Pđm (KW)

cos

Ghi chú

10 2 2,5 5 0,86 3 pha

Sơ đồ mặt bằng phân xưởng và bố trí máy

III Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng

 Hiện nay, có nhiều phương pháp tính phụ tải tính toán, thường những phương

pháp đơn giản, tính toán thuận tiện thì lại kém chính xác Ngược lại, độ chính xác

cao thì lại phức tạp Vì vậy, tùy theo công trình thiết kế và tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp cho thích hợp

 Ta có sơ đồ đi dây của phân xưởng như sau , từ đó dựa vào sơ đồ này để chọn

hệ sô Kđt cho mỗi nhóm

Giả thiết có một nhóm máy gồm nj thiết bị có công suất định mức và chế độ

làm việc khác nhau Ta gọi n hq làsố thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả của nhóm

máy, đó là một số quy đổi gồm có n hq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêu thụ thực bởi njthiết bị tiêu thụ trên Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả được xác định một cách tương đối chính xác theo các bước như sau:

 Bước 1: Xác định số thiết bị trong từng nhóm nj

 Bước 2: Xác định số thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pmaxj

 Bước 3: Xác định tổng số thiết bị n1j trong nhóm có: Pđmij ≥

i dmi

P

1

1 1

n

i dmij

n

i dmj

P P

1

1 1

1

 Bước 7: Tra bảng đồ thị tìm nhq*j = f(n*j , P*j) Suy ra nhqj = n*j nj

 Bước 8: Từ nhqj , Ksdj ta tra bảng tìm được Kmaxj

 Bước 9: Xác định phụ tải tính toán nhóm j:

Pttj = Kmaxj Ksdj 



nj

i dmij

(1.4)

S.lượng Pđm(KW) 

Pđm(KW)

cos Ghi chú

I Xác định tâm phụ tải của nhóm và phân xưởng

1 Xác định phụ tải tính toán toàn phân xưởng:

- Phụ tải tính toán phần động lực toàn phân xưởng được xác định theo công thức sau :

  (trang 29, sách “Cung cấp điện” của thầy Quyền Huy Ánh)

- Trong phân xưởng do có thêm một nhánh chiếu sáng nên n = 4

 Kđt = 0,8

 Ptổng =

1

n dt j

2 Xác định tâm phụ tải của nhóm và của phân xưởng:

Tâm phụ tải là một điểm nằm trong mặt bằng phụ tải mà nếu ta đặt tủ phân phối chính hay trạm biến áp tại đó thì các chi phí về kim loại màu, về tổn thất

công suất, về tổn thất điện năng và tổn thất điện áp xem như là rất nhỏ

Chọn hệ trục tọa độ Oxy: Lấy góc bên trái phía dưới làm gốc tọa độ, trục tung

oy trùng với cạnh rộng của mặt bằng phân xưởng, trục ox trùng với cạnh dài của mặt bằng phân xưởng

Dựa vào hệ trục toạ độ ta xác định được tâm phụ tải của từng nhóm máy và của toàn phân xưởng

Tọa độ tâm phụ tải nhóm j được xác định:

1

nj

ij ij i

ij i

x p X

ij i

y p Y

Pij là công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm j

Ta tiến hành đo được các tọa độ xij , yij trên mặt bằng phân xưởng

ij i

x p X

ij i

y p Y

ij i

 1

1

nj

ij ij i

ij i

y p Y

ij i

1

nhj ttj j

px

ttj j

y p Y

P ttj là công suất tính toán của nhóm thứ j

 Xpx = 67,5∗9,66+28,13∗89,1+44∗33,3

193,6 = 23,88 (m)

 Ypx= 67,5∗11,94+89,1∗21,06+44∗12,7

193,6 = 16,74 (m) Tọa độ tâm phụ tải phân xưởng là I (23,88m; 16,74m)

Sau khi tính toán tọa độ tâm phụ tải của các nhóm và toàn phân xưởng ta có

- Không gây cản trở lối đi

- Gần cửa ra vào, an toàn cho người

- Thông gió tốt

Tuy nhiên việc đặt tủ theo tâm phụ tải trên thực tế thì không thỏa được các yêu cầu trên nên ta có thể dời tủ đến vị trí khác thuận tiệân hơn như gần cửa ra vào

và cũng gần tâm phụ tải hơn

Vì vậy dựa vào các điều kiện trên ta chọn vị trí đặt tủ phân phối và tủ động lực như sau:

CHƯƠNG III : CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY

Một phương án đi dây được chọn sẽ được xem là hợp lý nếu thoã mãn những yêu cầu sau:

 Đảm bảo chất lượng điện năng

 Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

 An toàn trong vận hành

 Linh hoạt khi có sự cố và thuận tiện khi sửa chữa

 Đảm bảo tính kinh tế, ít phí tổn kim loại màu

 Sơ đồ nối dây đơn giản, rõ ràng

2 Phân tích các phương án đi dây:

Có nhiều phương án đi dây trong mạng điện, dưới đây là 2 phương án phổ biến:

a) Phương án đi dây hình tia:

MBA

Trong sơ đồ hình tia, các tủ phân phối phụ được cung cấp điện từ tủ phân phối chính bằng các tuyến dây riêng biệt Các phụ tải trong phân xưởng cung cấp điện

từ tủ phân phối phụ qua các tuyến dây riêng biệt Sơ đồ nối dây hình tia có một

số ưu điểm và nhược điểm sau:

 Ưu điểm:

- Độ tin cậy cung cấp điện cao

- Đơn giản trong vận hành, lắp đặt và bảo trì

- Sụt áp thấp

 Nhược điểm:

- Vốn đầu tư cao

- Sơ đồ trở nên phức tạp khi có nhiều phụ tải trong nhóm

- Khi sự cố xảy ra trên đường cấp điện từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối phụ thì một số lượng lớn phụ tải bị mất điện

- Phạm vi ứng dụng: mạng hình tia thường áp dụng cho phụ tải tập trung

(thường là các xí nghiệp, các phụ tải quan trọng :loại 1 hoặc loại 2)

b) Phương án đi dây phân nhánh:

Trong sơ đồ đi dây theo kiểu phân nhánh ta có thể cung cấp điện cho nhiều phụ tải hoăïc các tủ phân phối phụ

Sơ đồ phân nhánh có một số ưu nhược điểm sau:

 Ưu điểm:

 Giảm được số các tuyến đi ra từ nguồn trong trường hợp có nhiều phụ tải

 Giảm được chi phí xây dựng mạng điện

 Có thể phân phối clang seat đều trên các tuyến dây

 Nhược điểm:

 Phức tạp trong vận hành và sửa chữa

 Các thiết bị ở cuối đường dây sẽ có độ sụt áp lớn khi một trong các thiết bị điện trên cùng tuyến dây khởi động

 Độ tin cậy cung cấp điện thấp

Phạm vi ứng dụng : sơ đồ phân nhánh được sử dụng để cung cấp điện cho các

phụ tải công suất nhỏ, phân bố phân tán, các phụ tải loại 2 hoặc loại 3

c) Sơ đồ mạng hình tia phân nhánh :

Thông thường mạng hình tia kết hợp phân nhánh thường được phổ biến nhất ở các nước, trong đó kích cỡ dây dẫn giảm dần tại mọi điểm phân nhánh, dây dẫn thường được kéo trong ống hay các mương lắp ghép

 Ưu điểm: Chỉ một nhánh cô lập trong trường hợp có sự cố (bằng cầu chì hay

CB) việc xác định sự cố cũng đơn giản hoá bảo trì hay mở rộng hệ thống điện,

cho phép phần còn lại hoạt động bình thường, kích thước dây dẫn có thể chọn phù hợp với mức dòng giảm dần cho tới cuối mạch

 Nhược điểm: Sự cố xảy ra ở một trong các đường cáp từ tủ điện chính sẽ cắt

tất cả các mạch và tải phía sau

II Vạch phương án đi dây :

Khi vạch phương án đi dây cho một phân xưởng ta cần lưu ý các điểm sau:

 Từ tủ phân phối đến các tủ động lực thường dùng phương án đi hình tia

 Từ tủ động lực đến các thiết bị thường dùng sơ đồ hình tia cho các thiết bị công suất lớn và sơ đồ phân nhánh cho các thiết bị công suất nhỏ

 Các nhánh đi từ tủ phân phối không nên quá nhiều (n<10) và tải của các nhánh có công suất gần bằng nhau

 Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý dến dòng định mức của các CB chuẩn

 Đối với phụ tải loại 1 chỉ được sử dụng sơ đồ hình tia

Do đặc điểm của phân xưởng là phụ tải tập trung và phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại hai nên ta chọn phương án đi dây theo sơ đồ hình tia từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối phụ và từ tủ phân phối phụ DB đến các thiết bị như sau: