Đồ án thiết kế cung cấp điện

Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ thuật và kinh tế, phải đề ra phương pháp cấp điện sao cho không gây quá tả

Trang 1

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện

Trang 2

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện

Lời giới thiệu

ông nghiệp Điện lực giữ vai trò rất quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước, yêu cầu về sử dụng điện & thiết bị điện ngày càng tăng Việc trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người cung cấp điện năng cho các thiết bị của khu vực kinh tế, các khu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết

Hệ thống cung cấp điện là hệ thống gồm các khâu sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng Ngày nay điện năng đã trở thành dạng năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực Khi xây dựng một nhà máy, một khu vực kinh tế, một thành phố Trước hết chúng ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để đảm bảo đủ điện năng cho máy móc, các nhà máy và nhu cầu sinh hoạt của con người Sự phát triển của sản xuất và nhu cầu sử dụng năng lượng điện đã dẫn đến việc hình thành các hệ thống điện ngày càng lớn với điện áp chuyển tải ngày càng cao làm nảy sinh nhiều vấn đề khó khăn, phức tạp Những người làm chuyên môn cần nắm vững kiến thức cơ bản và hiểu biết sâu rộng về hệ thống điện thì mới có thể đáp ứng được yêu cầu hiện nay Bản đồ án này đối với em là một sự tập dượt qúy báu khi bước vào thực tế đầy khó khăn Đồ án gồm 2 phần:

C

Trang 3

Phần 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất vòng bi gồm có 5 chương:

Chương 1: Thiết kế mạng hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Chương 2; 3: Thiết kế mạng cao áp cho nhà máy

Chương 4: Tính bù công suất phản kháng cho nhà máy

Chương 5: Thiết kế nối đất cho nhà máy

Phần 2 : Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Chương 1: Khái niệm về ánh sáng

Chương 2 : Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Đến nay bản đồ đã được hoàn thành, mặc dù bản thân em đã rất cố gắng nhưng chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo thêm của các thầy, cô

Em xin chân thành cảm ơn thầy: Trần Tấn Lợi đã hướng dẫn

en hoàn thành đồ án này Xin cảm ơn quí thầy, qúi cô và các bạn đã giúp em trong suốt quá trình học tập và làm đồ án này

Trang 4

Phần I

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CHẾ TẠO VÒNG BI

Chương I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÍ NGHIỆP

1 LOẠI NGÀNH NGHỀ, QUY MÔ VÀ NĂNG LỰC CỦA XÍ NGHIỆP

1.1 Loại ngành nghề:

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng được nâng cao nhanh chóng Trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước thì các loại hình doanh nghiệp Nhà nước nói chung và nhà máy chế tạo vòng bi nói riêng là những mục tiêu hàng đầu trong việc sản xuất

ra sản phẩm và phát triển nền kinh tế quốc dân

- Nhà máy chế tạo vòng bi mà em thiết kế là nhà máy có nhiệm vụ sản xuất chế tạo các loại vòng bi phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Ngoài những mặt hàng trên nhà máy còn có dây chuyền sản xuất bi gang, phục vụ cho các máy nghiền than của các nhà máy Xi măng và các nhà máy Nhiệt điện

Trang 5

Để thực hiện tốt nhiệm vụ sản xuất chiến lược của mình, không những chỉ đòi hỏi về tính chất công nghệ mà còn yêu cầu đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao trong lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy

1.2 Quy mô, năng lực của xí nghiệp:

- Xí nghiệp có tổng diện tích là 34.975m2 nhà xưởng, bao gồm 10 phân xưởng, được xây dựng tập trung tương đối gần nhau, với tổng công suất dự kiến phát triển sau 10 năm sau là 15MVA

- Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế, lắp đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ thuật và kinh tế, phải đề ra phương pháp cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không để quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn không khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí

2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA XÍ NGHIỆP:

PX SỐ 1

PX SỐ 2

PX SỐ 3

PX SỐ 4

PX RÈN

px SCCK

BỘ PHẬN THÍ NGHIỆM

TRẠM BƠM

BPHC & QL

BP.NÉN ÉP

SẢN PHẨM

Trang 6

* BPHC & QL - Bộ phận hành chính và quản lý

* PXCSCK - Phân xưởng sửa chữa cơ khí

* PX SÔ 1 - Phân xưởng số 1

* PX REN - Phân xưởng rèn

- Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp, thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, gây thiệt hại lớn về kinh tế, do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại I

- Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp

3 GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TOÀN XÍ NGHIỆP

3.1 Các đặc điểm của phụ tải điện

- Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp có thể phân ra làm hai loại phụ tải:

+ Phụ tải động lực

+ Phụ tải chiếu sáng

- Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị với độ lệch điện áp cho phép ΔUCf = ± 5% Uđm Công suất của chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục kw, và được cấp bởi tần

số f=50Hz

- Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện tần số f = 50Hz Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng ΔUCf = ±2,5%

Trang 7

3.2 Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp

- Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết bị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp, đánh giá tổng thể toàn nhà máy chế tạo vòng bi ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tải loại I là 82% Phụ tải loại I lớn gấp 4 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại I, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục

4 PHẠM VI ĐỀ TÀI.

- Đây là một đề tài thiết kế tốt nghiệp, nhưng do thời gian có hạn nên việc tính toán chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lượng lớn, đòi hỏi thời gian dài, do đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan trọng của công trình

- Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập đến:

+ Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí và toàn nhà máy

+ Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

+ Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

+ Tính toán nâng cao hệ số cho toàn nhà máy

+ Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Trang 8

PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT VÒNG BI

Ký hiệu trên

mặt bằng

(KW)

6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán

10 Trạm bơm 300

11 Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo diện tích

Trang 9

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung

cấp điện

DANH SÁCH THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ

KHÍ

mặt bằng

định mức

BỘ PHẬN RÈN

BỘ PHẬN NHIỆT LUYỆN

19 Lò điện để hoá cứng kim loại 17 1 W-90 90,0

Trang 10

cấp điện

33 Cẩu trục cánh có pa lăng điện 1 - -

BỘ PHẬN MỘC

4,5

3,2

1,3

Trang 11

1,7

BỘ PHẬN QUẠT GIÓ

Chương II:

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY I- XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SCCK

1/ Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Phụ tải tính toán là số liệu cơ bản, dùng để thiết kế cung cấp điện, phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết không đổi tương đương với phụ tải thực tế về mặt phát nóng của thiết bị Có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán khác nhau, tùy theo từng trường hợp cụ thể mà áp dụng phương pháp phù hợp

Ví dụ: Như khi xác định phụ tải tính toán của nhóm thiết bị, yêu cầu chính xác, thì phải sử dụng phương pháp số thiết bị hiệu quả

Phương pháp xác định phụ tải tính toán được xem là quan trọng, trong việc thiết kế cung cấp điện Người ta thường quan tâm đến các thông số cơ bản khi thiết kế, có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán & ngày càng được hoàn thiện về mặt lý thuyết

Khi tiến hành thì phải sử dụng đến một số đại lượng, ví dụ như: Pđm,

Pđ, Ptb & các hệ số tính toán

Sau đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng:

• Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Trang 12

• Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất

• Phương pháp tính theo hệ số yêu cầu

• Phương pháp tính theo công suất trung bình

1.1/ Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt P đ , & hệ số nhu cầu Knc

1 P K

P K

n i nc di n i nc d nc

=

⋅

≈

⋅

=

⋅

=

Knc: Thường được cho trong các số tay về cung cấp điện

Pđ: Công suất đặt của phân xưởng

Qtt = Ptt tgϕ (1.2)

( 1 1 3 )

cos

2 2

ϕ

P Q

P

TT TT

tt = + =

Qtt: Công suất phản kháng

Stt: Công suất toàn phần tính toán

Trong phương pháp này, nếu các hệ số công suất cosϕ của các động cơ khác nhau thì ta phải tính toán cosϕtb

2 1

2

cos cos

P P

P

P P

P

n

n tb

n

+ + +

ϕ

P

i n i

i i

n i

∑

=

1

1 cos ϕ

Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản & được sử dụng rộng rãi Nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác Vì phương pháp này tính theo hệ số nhu cầu tức là do tổng kết kinh nghiệm & đồng thời hệ số

Knc không phụ thuộc vào số lượng nhưng thực chất:

Knc = Kmax Ksd lại phụ thuộc vào số lượng thiết bị & chế độ vận hành

Trang 13

1.2/ Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích

Ptt = Po F (KW) (1.2)

Po: Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích (KW/m2)

F: Diện tích sản xuất (m2)

Phương pháp này cũng chỉ cho kết quả gần đúng & chỉ có thể áp dụng cho các phân xưởng truyền thống & có mật độ thiết bị tương đối đồng đều

1.3/ Xác định phụ tải tính toán theo phương pháp suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm

) 3 1 ( ) (

max

M

T W

Ptt=

M: Là số sản phẩm được sản xuất ra trong một năm

W0: Suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm (Kwh/sản phẩm)

Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)

1.4/ Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại & công suất trung bình (Phương pháp số thiết bị hiệu quả)

Ptt = Kmax Ksd Pđm (KW) (1.4.1)

= Kmax Ptb = Kmax Ksd ( )

1

KW

n

i Pdmi

∑

=

Ksd: hệ số sử dụng của thiết bị, tra trong sổ tay

Kmax : Hệ số cự đại, có thể tra trên đồ thị hoặc bảng Kmax = t(Ksd, nhq)

Pđm: Tổng công suất định mức của các thiết bị trong nhóm (KW)

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, & thường được dùng để xác định phụ tải tính toán của nhóm thiết bị

+ Nếu n≤ 3 và nhq < 4 thì tính như sau:

Ptt = ΣPđmi ( KW ) (1.4.2)

Trang 14

cấp điện

Với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lập lại thì có thể tính như

sau:

Ptt = ( ) ( 1 4 3 )

875 ,

Pdm ε

+ Nếu n>3 & nhq <4 thì phụ tải tính toán được xác định theo công thức

sau:

Ptt = ( ) ( 1 4 4 )

1

KW

P

K dmi n

i Pti

∑

=

Kpti: Hệ số phụ tải của thiết bị thứ i

+ Nếu nhq > 300 & Ksd< 0,5 thì lấy ứng với nhq = 300;

còn nếu nhq > 300 & Ksd ≥ 0,5 thì Ptt = 1,05 Ksd Pđm (1.4.5)

+ Đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (các máy bơm, quạt

nén khí ) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình

Ptt = Ptb = Ksd Pđm (KW) (1.4.6)

+ Nếu có thiết bị 1 pha thì cố gắng phân phối đều phụ tải cho các pha

& phải tính quy đổi về 3 pha

2/ Tính toán cụ thể cho từng phân xưởng của nhà máy sản xuất

vòng bi

Bảng chỉ dẫn các thông số của các phân xưởng của nhà máy sản xuất

vòng bi

Căn cứ vào đầu đề thiết kế ta có bảng sau:

Ký hiệu trên

mặt bằng

Tên phân xưởng Công suất đặt KW

6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán

Trang 15

cấp điện

10 Trạm bơm 300

11 Chiếu sáng phân xưởng XĐ theo diện tích

2.1/ Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

a Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ khí

- Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn

- 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 trồng chéo dây dẫn

+ Công suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênh

lệch giữa các nhóm

+ Số lượng thiết bị trong nhóm nên có một giới hạn

Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng

xưởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau :

+ Nhóm 1: 1;1 ;2; 2; ;3; 4; 11; 6; 5; 12; 23;

+ Nhóm 2 : 3; 8; 34; 9; 13; 17;17;

+ Nhóm 3 : 20; 21; 33; 26; 24; 25;18;

+ Nhóm 4: 19; 22; 28; 31; 44;

+ Nhóm 5 : 37; 40; 41; 42; 46; 47; 48; 49; 50;

Bảng 2-1: Bảng công suất đặt tổng của các nhóm

Nhóm phụ tải 1 2 3 4 5

Công suất tổng (kw) 119,85 120,9 118 115,1 114,7

Số lượng thiết bị 11 7 7 5 9

b Xác định phụ tải động lực tính toán của phân xưởng

Trang 16

cấp điện

* Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

- Theo công suất trung bình và hệ số cực đại

- Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung

bình

- Theo công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải

- Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Vì đã có thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biết

được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, nên ta xác định phụ

tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

* Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1

Bảng 2-2: Bảng số liệu nhóm 1

TT Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu Công suất (kw)

Công thức tính phụ tải tính toán:

Ptt =Kmax Ptb = Kmax Σ Ksdi Pđmi. ( 2-1)

Trong đó:

+ Ptb : công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất (kw)

+ P : công suất định mức của phụ tải (kw)

Trang 17

+ Ksd : hệ số sử dụng công suất của nhóm thiết bị

(Bảng phụ lục 1 trang 321 HT CCĐ)

+ Kmax: hệ số cực đại công suất tác dụng, tra đồ thị hoặc tra bảng theo hai đại lượng Ksd và nhq

+ nhq : số thiết bị dùng điện hiệu quả

Vì hệ số sử dụng Ksd và hệ số cosϕ của nhóm1khác nhau nên

ta phải tính:

-Hệ số sử dụng công suất tác dụng trung bình:

Ks d t b =

∑

n dm

dhi

n sdi

P

P K

1

(2-3)

85 , 119

1 , 0 3 , 0 85 , 4 7 , 0 ).

7 5 , 2 8 , 2 ( 2 , 0 ).

2 , 3 20 6 5 , 4 56

20

= 0,26

Hệ số công suất trung bình được xác định theo công thức:

∑

= n

dmi

n dmi tb

p

Cos

1

cos ϕ

ϕ (2-4)

85 , 119

5 , 0 656 , 2 8 , 0 3 , 12 6 , 0 7 ,

=0,64

Từ cosϕ =0,64→tgϕ =1,2

*Trình tự xác định nhq như sau :

- Xác định n1 : số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng 1/2 công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm

Với nhóm 1, ta có n1 = 2

- Xác định P tổng công suất định mức của n thiết bị trên

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	624,38 KB