nhà máy đồng hồ đo chính xác

Ngày nay điện năng là một thứ thiết yếu nó đã tham gia vào mọi lĩnh vực củacuộc sống từ công nghiệp đến sinh hoạt ,.Bởi vì điện năng có nhiều u điểm nh: dễ dàngchuyển thành các dạng năng lợng khác (nhiệt cơ hoá...) dễ dàng truyền tải và phânphối .Chính vì vậy điện năng đợc ứng dụng rất rộng rãi .Điện năng là nguồn năng lợng chính của các ngành công nghiệp ,là điều kiệnquan trọng để phát triển các đô thị và khu dân c . Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triểnkinh tế xã hội ,kế hoạch phát triển điện năng phải đi trớc một bớc , nhằm thoả mãn nhucầu điện năng không những trong giai đoạn trớc mắt mà còn dự kiến cho sự phát triểntrong tơng lai. Điều này đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn ,tin cậy để sảnxuất và sinh hoạt .

Lời nói đầu

Ngày nay điện năng là một thứ thiết yếu nó đã tham gia vào mọi lĩnh vực của cuộc sống từ công nghiệp đến sinh hoạt ,.Bởi vì điện năng có nhiều u điểm nh: dễ dàng chuyển thành các dạng năng lợng khác (nhiệt cơ hoá ) dễ dàng truyền tải và phân phối Chính vì vậy điện năng đợc ứng dụng rất rộng rãi

Điện năng là nguồn năng lợng chính của các ngành công nghiệp ,là điều kiện quan trọng để phát triển các đô thị và khu dân c Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội ,kế hoạch phát triển điện năng phải đi trớc một bớc , nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trớc mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tơng lai Điều này đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn ,tin cậy để sản xuất và sinh hoạt

Đặc biệt hiện nay theo thống kê sơ bộ điện năng tiêu thụ bởi các xí nghiệp chiếm

tỷ lệ hơn 70% điện năng sản suất ra (nhìn chung tỷ số này phụ thuộc vào mức độ công nghiệp hoá của từng vùng

Điều đó chứng tỏ việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy ,xí nghiệp là một bộ phận của hệ thống điện khu vực và quốc gia ,nằm trong hệ thống năng lợng chung phát triển theo qui luật của nền kinh tế quốc dân Ngày nay do công nghiệp ngày cần phát triển nên hệ thống cung cấp điện xí nghiệp ,nhà máy càng phức tạp bao gồm các lới điện cao áp (35-500kV)lới điện phân phối (6-22kV) và lới điện hạ áp trong phân xởng (220-380-600V)

Để thiết kế đợc thì đòi hỏi ngời kỹ s phải có tay nghề cao và kinh nghiệm thực

tế ,tầm hiểu biết sâu rộng vì thiết kế là một việc làm khó.Đồ án môn học chính là một bài kiểm tra khảo sát trình độ sinh viên

Đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Phan Đăng Khải , em đã hoàn thành bản thiết kế này Do kiến thức còn có hạn và còn thiếu kinh nghiệm thực tế nên bản thiết kế không tránh khỏi những sai sót, rất mong đợc sự góp ý của thầy

và các bạn sinh viên một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy Khải và các bạn sinh viên.

Hà nội, ngày 1tháng 4 năm 2006.

Sinh viên thực hiện

Phùng Văn Thái

Chơng I giới thiệu chung về nhà máy

I, Vai trò và qui mô nhà máy.

1, Vai trò của nhà máy.

Nhà máy đồng hồ đo chính xác là một trong nhà máy rất quan trọng trong công nghiệp nói chung và nền kinh tế nói riêng Hiện nay với việc nhập khẩu thiết bị nh hiên nay thì việc xây dựng nhà máy đồng hồ đo chính xác là điều có ý nghĩa quan trọng, không những hạn chế đợc sự phụ thuộc phơng tiện vận chuyển

1

vào việc nhập khẩu nớc ngoài mà còn góp phần vào việc công nghiệp hoá hiện

đại hoá Các dụng cụ đo lờng ngày càng có vai trò trong các ngành công

nghiệp.Vì vậy việc thiết kế mạng điện cho nhà máy có ý nghĩa vô cùng quan trọng

Nhà máy số 9

Nhà máy có nhiệm vụ sản xuất đồng hồ đo chính xác nhằm phục vụ cho các nghành nông nghiệp, giao thông vận tải, xây dựng,công nghiệp vv Do đó nhà máy co vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế đất nớc, lại là hộ tiêu thụ điện lớn

do đó nhà máy đợc xếp vào hộ tiêu thụ loại một, cần dảm bảo cung cấp điện an toàn liên tục Phụ tải xí nghiệp có thể phân thành hai loại:

 Phụ tải động lực

 Phụ tải chiếu sáng

Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp thờng làm việc ở chế độ dài hạn, điện

áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị là lới 380/220(V) ở tầm số công nghiệp 50Hz

II, Nội dung tính toán, thiết kế.

1 Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng và nhà máy

2 Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy

3 Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng cơ khí

4 Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCD của nhà máy

5 Thiết kế chiếu sáng cho xởng sửa chữa cơ khí

Chơng II xác định phụ tải tính toán của các phân xởng và toàn

nhà máy

I, Các ph ơng pháp xác định phụ tải tính toán.

Tuỳ theo quy mô công trình mà phụ tải điện phải đợc xác định theo phụ tảithực tế hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển của công trình trong tơng lai 5

3

năm, 10 năm hoặc lâu hơn nữa Nh vậy việc xác định phụ tải tính toán là phảigiải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn.

Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngay sau khicông trình đi vào vận hành Phụ tải đó đợc gọi là phụ tải tính toán

Dựa vào đó ngời thiết kế sẽ lựa chọn các thiết bị: Máy biến áp, các thiết bị

đóng cắt, bảo vệ để tính các tổn thất công suất, điện áp, chọn các thiết bị bù vv.Việc xác định chính xác phụ tải tính toán thờng rất khó bởi nó phụ thuộc vàonhiều yếu tố: Công suất, số lợng thiết bị nhng nó rất quan trọng bởi vì nếu phụtải tính toán đợc nhỏ hơn phụ tải thực tế sẽ làm giảm tuổi thọ các thiết bị, có khidẫn đến cháy nổ Ngợc lại thì các thiết bị đợc chọn sẽ quá lớn gây lãng phí Cónhiều phơng pháp tính toán nhng không có phơng pháp nào là hoàn toàn chínhxác Dới đây là các phơng pháp tính toán chủ yếu thờng dùng

1 Xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

P tt = knc.Pđ

knc - Là hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật

Pđ - Là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, coi Pđ = Pđm

2 Xác định PTTT theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trungbình

Ptt = khd.Ptb

khd - Là hệ số hình dáng của đồ thị, tra sổ tay kỹ thuật

Ptb - Là công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị

Ptb=

t

dt t P

t



0 ) (

=

t A

3 Phơng pháp xác định PTTT theo CS trung bình và hệ số cực đại:

Ptt =kmax.Ptb = kmax.ksd.Pđi

Với:Ptb: CS trung bình của TB hoặc nhóm TB [KW]

kmax: hệ số cự đại tra trong sổ tay kỹ thuật

kmax = F( nhq, ksd)

ksd: Hệ số sử dụng tra trong sổ tay kỹ thuật

nhq: Số TB dùng điện hiệu quả.

Với: Ptb: CS trung bình của TB hoặc nhóm TB [KW]

 : Độ lệch của đồ thị phụ tải

6 Phơng pháp xác định PTTT theo suất điện năng cho một đơn vị sảnphẩm:

II, Xác định phụ tải tính toán của phân x ởng sửa chữa cơ khí.

PX SCCK là PX thứ 5 trong sơ đồ mặt bằng NM PX có diện tích bố trí thiết

bị là (cha tính) m2.Trong PX có 77 thiết bị, với CS rất khác nhau, thiết bị có CSlớn nhất là 10,0(KW) (Máy tiện ren) song cũng có những thiết bị có CS rất nhỏ

nh (Máy khoan bàn) có 0.65 kW Các TB có chế độ làm việc dài hạn, có thiết bịlàm việc chế độ ngắn hạn lặp lại và có thiết bị là phụ tải 1pha có thiết bị là phụtải 3 pha Những điểm này cần đợc quan tâm khi phân nhóm phụ tải, xác địnhPTTT là lựa chọn phơng án thiết kế cung cấp điện cho phân xởng

Theo phơng pháp nàyPTTT đợc xác định theo biểu thức:

Ptt = kmax.Ptb = kmax.ksd.Pđi

Với: Pđmi: CS định mức của TB bị thứ i trong nhóm

n: Số TB trong nhóm

5

ksd: Hệ số sử dụng, trong sổ tay kỹ

kmax: Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ

kmax=f(nhq, Ksd)

nhq: Số thiết bị dùng hiệu quả

Số TB dùng hiệu quả nhq là số TB có CS, thời gian, chế độ làm việc nhnhau,trong thời gian làm việc của mình nó tiêu tốn hoặc sản sinh một lợng nănglơng quy ra nhiệt đúng bằng lợng năng lợng quy ra nhiệt của n TB có CS, thờigian, chế độ làm việc khác nhau tiêu tốn hoặc sản sinh ra trong thời gian làm việcthực, trình tự xác định nhq nh sau:

- Xác định n1 – số TB có CS lớn hơn hay bằng một nửa CS của TB có

kt = 0,9 với tb làm việc ở chế độ dài hạn;

kt = 0,75 với tb làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

Pđm : CS định mức của TB thứ i trong nhóm

n : Số TB trong nhómKhi n lớn thì việc xác định nhq theo biều thức trên khá phiền phức nên có thểxác định nhq theo các phơng pháp gần đúng với sai số tính toán nằm trong khoảng

<10%

a Trờng hợp m= Pđmmax / Pđmmin ≤3; Ksdp≥4

Thì số TB dùng điện hiệu quả : nhq=n

chú ý nếu trong nhóm có n1 TB mà tổng CS của chúng không lớnhơn 5% tổng CS cả nhóm thì : nhq = n- n1

Với:

P : CS định mức của TB có CS lớn nhất trong năm

Pđmmin: CS định mức của TB có CS nhỏ nhất trong nhóm.

P P *Nếu n>3 và nhq< 4 PTTT đợc tính theo công thức:

n

tt ti dmi 1

P K P

Trong đó: Kti Hệ số phụ tải của thiết bị thứ i Nếu không có số liệuchính xác, hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng nh sau:

Kti=0,9 đối với các TB làm việc ở chế độ dài hạn

Kti=0,75 đối với các TB làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

Danh sách thiết bị của phân xơng sửa chữa cơ khí(Bản vẽ số 1)

TT Tên thiết bị Số lợng Nhãn hiệu

Công suất

Ghi chúMột máy Tổng

Bộ phận dụng cụ

5 Máy phay vạn năng 2 6H82 7,0 14.0

7

7 Máy phay chép hình 1 6HIIKII 5,62 5.62

9 Máy phay chép hình 1 642 1,7 1.7

10 Máy phay chép hình 1 6461 0,6 0.6

11 Máy phay chép hình 1 64616 3,0 3.0

13 Máy bào giờng một trụ 1 MC38 10,0 10.1

15 Máy khoan hớng tâm 1 2A55 4,5 4.5

18 Máy mài tròn vnạ năng 1 312M 2,8 2.8

19 Máy mài phẳng só trục đứng 1 373 10,0 10.0

20 Máy mài phẳng só trục nằm 1 371M 2,8 2.8

21 Máy ép thuỷ lực 1 IIO-53 4,5 4.5

22 Máy khoan để bàn 1 HC-12A 0,65 0.65

13 Máy khona bàn 3 HC-12A 0,65 1.95

-Vì các phụ tải đều cho công suất định mức và chế độ làm việc nên ta sẽ xác

định phụ tải tính toán theo kmax và công suất trung bình

1 Phân nhóm phụ tải:

Trong một PX thờng có nhiều TB có CS và chế độ làm việc khác nhau,muốn xác định PTTT đợc chính xác cần phải phân nhóm TB điện Việc

*Các TB trong một nhóm gần nhau nên để gần nhau để giảmchiều dài đờng dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm đợc vốn đầu t và tổn thấttrên đờng dây hạ áp trong PX.

*Chế độ làm việc của các TB trong cùng một nhóm giống nhau

để xác định PTTT đợc chính xác hơn và thuận lợi hơn cho việc lựa chọn

ph-ơng thức cung cấp điện cho nhóm

*Tổng CS các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ độnglực cần dùng trong PX và toàn NM Số TB trong cùng một nhóm cũngkhông nên qúa nhiều bởi số đầu ra của các tủ động thờng < ( 8 -12)

Tuy nhiên thì thờng rất khó thoả mãn cùng lúc cả 3 nguyên tắc trên, dovậy ngời thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm hợp lí nhất Dựa theonguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nên ở trên và căn cứ vào vị trí, CS củacác TB bố trí trên mặt bằng PX có thể chia các TB trong xởng sửa chữa cơkhí thành 5 nhóm phụ tải điện

Nhóm 1

3 Máy mài phẳng có trục nằm 1 371M 2.8 2.8 7.35

4 Máy phay chép hình 1 6461 0.6 0.6 1.58

8 Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 HC-12A 2.8 2.8 7.35

9 Máy khoan để bàn 1 HC-12A 0.65 0.65 1.71

Nhóm 2

3 Máy bào giờng một trụ 1 MC38 10.0 10.0 26.24

4 Máy phay chép hình 1 6HIIKII 5.62 5.62 14.75

5 Máy phay chép hình 1 64616 3.0 3.0 7.87

6 Máy phay ngang 1 6H84II 4.5 4.5 11.81

7 Máy phay vạn năng 2 6H82 7.0 14.0 18.37

8 Máy khoan hớng tâm 1 2A55 4.5 4.5 11.81

4 Máy mài vạn năng 1 312M 2.8 2.8 7.35

5 Máy mài phẳng có trục đứng 1 373 10.0 10.0 26.24

7 Máy khoan để bàn 1 HC-12A 0.65 0.65 1.71

10 Máy tiện ren 4 IK620 10.0 40.0 26.24

Nhóm 4

3 Máy mài hai phía 1 2A125 2.8 2.8 7.35

PI

3 U cos Với Uđm=380(V)

2, Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm

a, Nhóm 1:

tt Tên thiết bị Số lợng Kí hiệu

Công suất(kW)

Iđm(A)Một máy Tổng

Nhóm 1

3 Máy mài phẳng có trục nằm 1 371M 2.8 2.8 7.35

4 Máy phay chép hình 1 6461 0.6 0.6 1.58

8 Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 HC-12A 2.8 2.8 7.35

9 Máy khoan để bàn 1 HC-12A 0.65 0.65 1.71

 Công suất của thiết bị lớn nhất trong nhóm là: Pmax=10.0(kW)

 Công suất thiết bị nhỏ nhất trong nhóm là: Pmin=0,6(kW)

Vậy: m=Pmax/Pmin=10/0,6=16,67 nên phụ tải tính toán sẽ đợc xác định theophơng pháp sau:

Số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 1/2Pmax=10/2=5(kW) là: n1=5

4 Máy phay chép hình 1 6HIIKII 5.62 5.62 14.75

5 Máy phay chép hình 1 64616 3.0 3.0 7.87

6 Máy phay ngang 1 6H84II 4.5 4.5 11.81

7 Máy phay vạn năng 2 6H82 7.0 14.0 18.37

8 Máy khoan hớng tâm 1 2A55 4.5 4.5 11.81

 Công suất của thiết bị lớn nhất trong nhóm là: Pmax=10kW

 Công suất thiết bị nhỏ nhất trong nhóm là: Pmin=3,0W

Vậy: m=Pmax/Pmin=10/3=3,33 nên phụ tải tính toán sẽ đợc xác định theo

5 Máy mài phẳng có trục đứng 1 373 10.0 10.0 26.24

7 Máy khoan để bàn 1 HC-12A 0.65 0.65 1.71

 Công suất của thiết bị lớn nhất trong nhóm là: Pmax=10(kW)

 Công suất thiết bị nhỏ nhất trong nhóm là: Pmin=0,65(kW)

Vậy: m=Pmax/Pmin=10/0,65=15,38 nên phụ tải tính toán sẽ đợc xác định theophơng pháp sau:

Số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 1/2Pmax=10/2=5(kW) là: n1=7

Nhóm 4

13

 Công suất của thiết bị lớn nhất trong nhóm là: Pmax=10(kW).

 Công suất thiết bị nhỏ nhất trong nhóm là: Pmin=2,8(kW)

Vậy: m=Pmax/Pmin=10/2,8=3,57 nên phụ tải tính toán sẽ đợc xác định theo

Nhóm 5

3 Máy mài hai phía 1 2A125 2.8 2.8 7.35

5 Bàn thợ nguôị 8 HC-12A 0.65 5.2 1.71

Chọn hệ số sử dụng ksd=0,15( Tra trong bảng PL1.1-TL1) và hệ số công suất

là 0,6

Từ bảng ta có:

 Tổng số nhóm thiết bị: n=12

 Công suất của thiết bị lớn nhất trong nhóm là: Pmax=4,5(kW)

 Công suất thiết bị nhỏ nhất trong nhóm là: Pmin=0,65(kW)

Vậy: m=Pmax/Pmin=4,5/0,65=6,92 nên phụ tải tính toán sẽ đợc xác định theophơng pháp sau:

Số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 1/2Pmax=4,5/2=2,25(kW) là: n1=3

3, Xác định dòng điện đỉnh nhọn của các nhóm phụ tải

Phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi

động lớn nhất mở máy, còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình th ờng và đợc tính theo công thức sau:

-Iđn = Ikđ(max) + (Itt - ksd Iđm(max)) (2-8)

Trong đó:

Ikđ(max) - Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhómmáy

Itt - Dòng điện tính toán của nhóm máy

Iđm(max) - Dòng định mức của thiết bị đang khởi động

ksd - Hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

- Iđn.nh1 = 26,24 5 + (54,18 - 0,15 26,24) = 181,44(A)

- Iđn.nh2 =26,24 6 + (50,59 - 0,15 26,24) = 204,09(A)

15

- Iđn.nh3 = 26,24 7 + (77,54 - 0,15 26,24) = 257,28(A)

- Iđn.nh4 = 26,24 4 + (49,23 - 0,15 26,24) = 150,25 (A)

- Iđn.nh5 = 11,81 3 + (12,12 - 0,15 11,81) =45,78 (A)

4, Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xởng SCCK

Phụ tải chiếu sáng của phân xởng sửa chữa cơ khí đợc xác định theo suất chiếusáng trên một đơn vị diện tích:

2.3, Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xởng

a, Phụ tải tác dụng tính toán toàn xởng là:

III, Xác định phụ tải tính toán của các phân x ởng còn lại.

3.1, Cách xác định phụ tải tính toán của các phân xởng

tt

2 tt

Trong đó :

+ Pđ : Công suất đặt của phân xởng (kw)

+ knc : Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị đặc trng (tra sổ tay kỹ thuật)

+ tg : Tơng ứng với cos đặc trng của nhóm hộ tiêu thụ

 Phụ tải chiếu sáng : tính theo công thức 2.2.4 ở trên

3.2, Tính toán phụ tải tính toán cho các phân xởng

3.2.1 Phân xởng tiện cơ khí

- Công suất đặt của phân xởng tiện cơ khí: Pđ = 1800 (kW)

- Diện tích của phân xởng tiện cơ khí: F =22000 (m2)

- Dự kiến chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang có Cos = 0,8 cs  tgcs

=0,75

- Tra bảng phụ lục với phân xởng tiện cơ khí ta có:

+ Hệ số nhu cầu knc = 0,6 + Suất chiếu sáng p0 = 15 (W/m2) + Cos = 0,7  tg = 1.02

 2  2  2  2

tt tt tt

S P Q 1827,54 1856,66 =2605,20 (kVA) 3.2.2, Phân xởng dập

- Công suất đặt của phân xởng: Pđ = 1500 (kW)

- Diện tích xởng: F = 22000 (m2)

- Dự kiến chiếu sáng bằng đèn sợi đốt có Cos = 1 cs  tgcs= 0

- Tra bảng phụ lục với phân xởng dập ta có:

+ Hệ số nhu cầu knc = 0.6 + Suất chiếu sáng p0 = 15 (W/m2) + Cos = 0.7  tg = 1.02

- Dự kiến chiếu sáng bằng đèn sợi đốt có Coscs = 1  tgcs= 0

- Tra bảng phụ lục với phân xởng lắp ráp số 1 ta có:

+ Hệ số nhu cầu knc = 0.35 + Suất chiếu sáng p0 = 16 (W/m2) + Cos = 0.5  tg = 1.73

- Công suất đặt của phân xởng: Pđ = 1000 (kW)

- Diện tích xởng: F = 38400 (m2)

- Dự kiến chiếu sáng bằng đèn sợi đốt có Coscs = 1  tgcs= 0

- Tra bảng phụ lục với phân xởng lắp ráp số 2 ta có:

+ Hệ số nhu cầu knc = 0.35 + Suất chiếu sáng p0 = 16 (W/m2) + Cos = 0.5  tg = 1.73

- Dự kiến chiếu sáng bằng đèn sợi đốt có Coscs = 1  tgcs= 0

- Tra bảng phụ lục với phòng thí nghiện trung tâm ta có:

+ Hệ số nhu cầu knc = 0,7 + Suất chiếu sáng p0 = 20 (W/m2) + Cos = 0,8  tg = 0,75

- Dự kiến chiếu sáng bằng đèn sợi đốt có Coscs = 1  tgcs= 0

- Tra bảng phụ lục với phòng thực nghiệm ta có:

+ Hệ số nhu cầu knc = 0,7 + Suất chiếu sáng P0 = 20 (W/m2) + Cos = 0,7  tg = 1,02

- Dự kiến chiếu sáng bằng đèn sợi đốt có Coscs = 1  tgcs= 0

- Tra bảng phụ lục với trạm bơm ta có:

+ Hệ số nhu cầu knc = 0,3 + Suất chiếu sáng p0 = 10 (W/m2) + Cos = 0,5  tg = 1,73

- C«ng suÊt tÝnh to¸n t¸c dông toµn ph©n xëng:

Pcs(kW)

Qcs(kVAr)

Ptt(kW)

Qtt(kVAr)

Stt(kVA)

ttnm ttnm

S P Cos 

ttnm ttnm

S

P Cos  = 0,78

V Biểu đồ phụ tải.

- Việc xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp có mục đích làphân phối hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy, chọn vị trí đặt trạmphân phối trung tâm và các trạm biến áp sao cho đạt chỉ tiêu kỹ thuật cao nhất

- Biểu đồ phụ tải mỗi phân xởng là một vòng tròn có diện tích tơng ứng vớiphụ tải tính toán của phân xởng đó theo một tỷ lệ đã chọn Nếu coi phụ tải mỗiphân xởng là một hình tròn theo diện tích phân xởng thì tâm vòng tròn phụ tảitrùng với tâm hình học của phân xởng đó

- Mỗi vòng tròn phụ tải đợc chia thành hai phần tơng ứng với phụ tải tácdụng động lực (phần để trắng) và phụ tải tác dụng chiếu sáng (phần đánh dấu)

S: Phụ tải tính toán toàn phân xởng ( kVA )

R: Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xởng (mm)

m: Tỷ lệ xích (kVA/mm2)

- Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải:

tt

cs cs

P

P

* 360





* Xác định biểu đồ phụ tải: Chọn tỷ lệ xích m = 3 (kVA/mm2)

- Kết quả tính toán bán kính R và góc cs của biểu đồ phụ tải nh sau:

Bảng 3: Kết quả tính toán bán kính R và góc cs

tt Tên phân xởng

Pcs(kW)

Ptt(kW)

Stt(kVA) R(mm)

cs (độ)

- Trên mặt bằng nhà máy chọn một hệ toạ độ xoy, có vị trí toạ độ trọng tâmcủa các phân xởng là: ( xi; yi ) ta xác định đợc các tọa độ tâm phụ tải tối u làM(x; y) để đặt trạm phân phối trung tâm:

y Sy

1 Phân xởng tiện cơ khí 5 50 2605.20 13026 130.26

2 Phân xởng dập 5 40 1963.11 9680.55 8524.43

Phân xởng lắp ráp số

27

x Sx

y Sy

I Giới thiệu chung.

1 Phân bố phụ tải của phân xởng

Phân xởng sửa chữa cơ khí có diện tích 10800(m2)gồm 77 thiết bị chia làm 5nhóm phụ tải Công suất tính toán của phân xởng là 268.55kVA trong đó có 162kW sử dụng cho hệ thống chiếu sáng

2.Trình tự thiết kế

 Lựa chọn phơng án cấp điện

 Lựa chọn thiết bị cho điện

 Tính toán ngắn mạch cho hạ áp

II Lựa chọn ph ơng án cấp điện.

Sơ đồ cung cấp điện cho các thiết bị phân xởng phụ thuộc vào công suất thiết

bị, số lợng của chúng, sự phân bố của chúng trong mặt bằng phân xởng và nhiều thiết bị khác

Sơ cần phải thảo mãn các điều kiện sau:

 Đảm bảo độ tin cậy tuỳ theo hộ tiêu thụ

 Thuận tiện cho vận hành

 Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật tối u: chi phí vốn đầu t, phí tổn kim loại màu, chi phí vận hành tổn thất điện năng

 Cho phép dùng các phơng án lắp đặt công nghiệp hoá và nhanh

Trong mạng điện phân xởng ngời ta thờng dùng mạng hình tia và mạng đờng dây chính

Tuỳ theo từng nhóm phụ tải mà ta lựa chọn phơng án cấp điện hợp lý

Để cấp điện cho phân xởng ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp Điện năng từ trạm biến

áp đợc đa về trạm phân phối của phân xởng thông qua cáp ngầm Trong tủ phân phân phối của phân xởng ta đặt 1 aptomat tổng và 6 aptomat nhánh, 5 cái cấp cho

5 tủ động lực, 1 cái cấp cho tủ chiếu sáng Từ tủ phân phối ta cấp điện cho tủ

động lực và tủ chiếu sáng theo mạng hình tia Mỗi tủ động lực cấp điện cho nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp các phụ tải quan trọng và công suất lớn sẽ nhận

điện từ trực tiếp từ thanh cái của tủ động lực, các phụ tải bé và ít quan trọng ta cho vào một nhóm nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông Để dễ dàng thao tác và tăng thêm độ tin cậy của cung cấp điện ta đặt các aptomat tổng của tủ làm nhiệm

vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xởng Còn các nhánh ra ta đặt các cầu chì

29

III Lựa chọn các thiét bị cho tủ phân phối.

3.1 Lựa chọn cáp từ trạm biến áp cung cấp cho phân xởng SCCK về tủ phân phối của phân xởng

Cáp từ trạm biến áp cấp cho phân xởng sửa chữa cơ khí về tủ phân phối của phân xởng tải điện áp 400V từ trạm biến áp phân xởng đến máy làm việc Cáp phải chịu đợc dòng điện là:

 

ttpx cp

dm

I

3 U 3 0,38=125,92(A).

Do đó ta chọn cáp là cáp lõi đồng cách điện PVC do LENS chế tạo loại

3x35+25 có ICP=158A đặt trong đờng dẫn cáp

3.2 Chọn tủ phân phối cho xởng SCCK

Tủ phân phối phải có 8 đầu ra tới các tủ động lực và chiếu sáng Tủ phân phối phải có Uđm0,4KV, chịu đợc dòng Icp125,92(A) Đầu ra và đầu vào dòng điệntrong khoảng 100A Do đó ta chọn tủ  P 9322 do Nga chế tạo

3.3 Lựa chọn MCCB cho các tủ phân phối

Trong tủ hạ áp của trạm biến áp cấp cho phân xởng SCCK, ở đầu đờng dây

đến trạm tủ phân phối phải chọn APTOMAT đầu nguồn MCCB loại NS250N có

2

2

1 1

1

3

Các MCCB đợc chọn theo các điều kiện cho phép về giá trị định mức về dòng và

Điều kiện chọn cáp: khe.IcpItt;

trong đó:

 Itt: là dòng điện tính toán của nhóm phụ tải

 Icp: dòng điện phát nóng cho phép tơng ứng với từng loại dây từngtiết diện

 khe: hệ số hiệu chỉnh ở đây ta lấy khe=1

Điều kiện kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ cáp, khi bảo vệ bằng aptomat:

IcpIkdkt

1,5 =

dmA1,25 I1,5



; +Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 1

IcpItt=54,18(A) ;

Icp1,25.IdmA

1,5 =

1,25.631,5 =52,5A.

Kết hợp hai điều kiện trên ta chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo, là loại 4 G 6

Các tuyến cáp khác chọn tơng tự ta thu đợc bảng tổng kết nh sau:

Tuyến cáp I tt (A) I kđđt /1,5 F CAP (mm 2 ) I CP (A)

Chọn cầu chì của các nhóm theo phơng pháp tơng tự.

Tất cả dây dẫn trong xởng chọn loại dây bọc do Liên Xô sản xuất PTO đờng

kết hợp với Idc=30A ta có: 0,95.25 > 30/3=10A

+ Dây từ ĐL1 đến máy khoan bàn 0,65KW

chọn dây 25 mm2 dễ thấy dây này hoàn toàn thoả mãn

+ Dây từ ĐL1 đến máy khoan đứng 4,5KW

chọn dây dẫn 2,5 mm2 có Icp=25 A

0,95.25 > 11,40A

kết hợp với Idc=30A ta có: 0,95.25 > 30/3=10A

Các dây dẫn khác đều có công suất <4,5KW và < 1 KW do đó ta đều chọn

dây 2,5mm2

Các nhóm khác tính tơng tự ta có bảng tổng kết nh sau:

Tt Tên phụ tải

Công suất I Mã hiệu Tiết diện

đờng kính

Mã hiệu IV/Idc..Aống thép

Nhóm 1

1 Máy tiện ren 10.0 26.24 PTO 4 3/4'' H 2 100/40

2 Máy doa ngang 4.5 11.81 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

3 Máy mài phẳng có trục nằm 2.8 7.35 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

4 Máy phay chép hình 0.6 1.58 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

5 Máy mài tròn 7.0 18.37 PTO 4 3/4'' H 2 100/40

6 Máy mài sắc 2.8 7.35 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

7 Máy giũa 1.0 2.62 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

8 Máy mài sắc các dao cắt gọt 2.8 7.35 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

9 Máy khoan để bàn 0.65 1.71 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

Nhóm 2

1 Máy khoan đứng 4.5 11.81 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

2 Máy xọc 7.0 18.37 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

3 Máy bào giờng một trụ 10.0 26.24 PTO 4 3/4'' H 2 100/40

4 Máy phay chép hình 5.62 14.75 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

5 Máy phay chép hình 3.0 7.87 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

6 Máy phay ngang 4.5 11.81 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

7 Máy phay vạn năng 7.0 18.37 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

33

8 Máy khoan hớng tâm 4.5 11.81 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

9 Máy bào ngang 7.0 18.37 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

Nhóm 3

1 Máy phay đứng 7.0 18.37 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

2 Máy phay chép hình 1.7 4.46 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

3 Máy ép thuỷ lực 4.5 11.81 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

4 Máy mài vạn năng 2.8 7.35 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

5 Máy mài phẳng có trục đứng 10.0 26.24 PTO 4 3/4'' H 2 100/40

6 Máy tiện ren 3.2 8.39 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

7 Máy khoan để bàn 0.65 1.71 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

8 Máy mài hai phía 2.8 7.35 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

9 Máy ca 2.8 7.35 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

Nhóm 4

1 Máy tiện ren 7.0 18.37 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

2 Máy tiện ren 10.0 26.24 PTO 4 3/4'' H 2 100/40

3 Máy tiện ren 4.5 11.81 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

4 Máy tiện ren 3.2 8.39 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

5 Máy khoan đứng 2.8 7.35 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

6 Máy khoan đứng 7.0 18.37 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

7 Máy khoan vạn năng 4.5 11.81 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

8 Máy bào ngang 5.8 14.69 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

9 Máy mài tròn vạn năng 2.8 7.35 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

10 Máy mài phẳng 4.0 10.13 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

Nhóm 5

1 Máy tiện ren 4.5 11.81 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

2 Máy khoan đứng 2.8 7.35 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

3 Máy mài hai phía 2.8 7.35 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

4 Máy khoan bàn 0.65 1.71 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

5 Bàn thợ nguôị 0.65 1.71 PTO 2.5 3/4'' H 2 100/30

Chơng IV thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy

I Yêu cầu đối với cung cấp điện:

- Mục tiêu cơ bản của nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộtiêu thụ có đủ lợng điện năng yêu cầu với chất lợng điện tốt

- Yêu cầu đối với cung cấp điện và nguồn điện cung cấp rất đa dạng Nó phụthuộc vào giá trị của nhà máy và công suất yêu cầu Khi thiết kế các sơ đồ cungcấp điện phải lu ý các yếu tố đặc trng cho nhà máy riêng biệt điều kiện khí hậu,

địa hình, các thiết bị đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao, các đặc điểm của quátrình sản suất và quá trình công nghệ Để từ đó xác định mức độ đảm bảo antoàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp điện hợp lý

- Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện chủ yếu căn cứ vào độ tin cậy tính kinh

tế và an toàn Độ tin cậy của sơ đồ cấp điện phụ thuộc vào loại hộ tiêu thụ để xác

định số lợng nguồn cung cấp cho sơ đồ

- Sơ đồ cung cấp điện phải có tính an toàn cho ngời và thiết bị trong mọi quátrình vận hành Ngoài ra, khi lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cũng phải lu ý đến cácyếu tố kỹ thuật khác nh: đơn giản thuận tiện cho vận hành, có tính linh hoạt trong

sự cố và biện pháp tự động hóa

35

- Khi đánh giá so sánh các phơng án cung cấp điện, chỉ tiêu kinh tế chỉ đợcxét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật đợc đảm bảo.

II Lựa chọn điện áp truyền tải:

1.Lựa chọn điện áp truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp

Ta dựa vào biểu thức kinh nghiệm:

U=4,34 l 0,016 P  (kV)

Trong đó:

P:Công suất tính toán của nhà máy(kW)

L :khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy(km)

- Nếu dùng sơ đồ trạm biến áp trung tâm 35/10kv cấp điện cho các biến ápphân xởng 10/0,4kv thì chi phí cho các thiết bị thấp và với loại hình phân xởng

đặt gần nhau thì tổn thất không lớn (Hình c)

Theo phân tích trên ta dùng sơ đồ trạm nguồn là trạm biến áp trung tâm35/10kv cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng (BAPX)

III Phân loại và đánh giá các hộ tiêu thụ điện trong nhà máy:

- Nguyên tắc chung để đánh giá hộ tiêu thụ điện trong nhà máy ta dựa vàotầm quan trọng của phân xởng Tức là khi ngừng cung cấp điện hay ngừng hoạt

động của phân xởng thì mức độ ảnh hởng của nó tới hoạt động của toàn nhà máy

là cao hay thấp, từ đó ta có thể xác định đợc loại phụ tải và sơ đồ cung cấp điệnhợp lý cho phân xởng trong toàn nhà máy

- Khi đã xác định đợc hộ tiêu thụ trong nhà máy ta sẽ căn cứ vào đó để đánhgiá cho toàn nhà máy với nhà máy ta có số hộ tiêu thụ loại 1 là: Phân xởng tiệncơ khí ; Phân xởng dập; Phân xởng lắp ráp số 1; Phân xởng lắp ráp số 2; và các

hộ tiêu thụ loại 3 là: Phòng thực nghiệm, Trạm bơm, PX sửa chữa cơ khí, Phòngthí nghiện trung tâm, Phòng thiết kế

IV Chọn vị trí đặt trạm biến áp trung tâm của nhà máy:

- Trạm trạm biến áp trung tâm lấy điện từ lới có điện áp 35 kV cung cấp chotrạm biến áp phân xởng Vị trí xây dựng trạm đợc chọn theo nguyên tắc sau:

- Trạm phải gần tâm phụ tải

- Trạm phải không ảnh hởng đến giao thông và mỹ quan nhà máy

- Trạm phải gần tâm phụ tải điện sẽ làm việc thiết kế mạng hạ áp đơn giản

và đạt chỉ tiêu cao hơn do công suất phân bố đều

Do vậy ta đặt trạm biến áp trung tâm tại vị trí tâm phụ tải của nhà máy vị trínày có toạ độ là: x=29,27; y=34,37

- Đối với trạm biến áp phân xởng ta không thể đặt ở tâm phụ tải phân xởng

đợc do ảnh hởng tới diện tích nhà xởng và an toàn của công nhân Phơng pháp tốtnhất là đặt trạm biến áp phân xởng ngay cạnh phân xởng đó vừa an toàn vừa tiệnlợi khi thay thế thiết bị

V Xác định dung l ợng và số l ợng cho các máy biến áp trong các trạm.

1 Xác định số lợng cho các máy biến áp:

- Chọn số lợng máy biến áp chính là chọn trạm biến áp phân xởng có ýnghĩa quan trọng đối với việc xây dựng sơ đồ cung cấp điện hợp lý

- Khi thiết kế để quyết định chọn đúng số lợng máy biến áp cần phải xét

đến độ tin cậy của cấp điện

- Dựa vào tính năng và mức độ quan trọng của từng phân xởng trong nhàmáy ta có thể phân ra hai loại phụ tải nh sau:

* Phân xởng loại 1 gồm:

+ Phân xởng tiện cơ khí, ký hiệu trên mặt bằng: 1

37

+ Phân xởng dập, ký hiệu trên mặt bằng: 2

+ Phân xởng lắp ráp số 1, ký hiệu trên mặt bằng: 3

+ Phân xởng lắp ráp số 2, ký hiệu trên mặt bằng: 4

* Phân xởng loại 3 gồm:

+ PX sửa chữa cơ khí, ký hiệu trên mặt bằng5

+ Phòng thí nghiện trung tâm, ký hiệu trên mặt bằng: 6

+ Phòng thực nghiệm, ký hiệu trên mặt bằng:7

+ Trạm bơm , ký hiệu trên mặt bằng : 8

+ Phòng thiết kế , ký hiệu trên mặt bằng : 9

* Số lợng máy biến áp đợc cho nh sau:

+ Phân xởng phụ tải loại 1 cần đặt 2 MBA cho trạm BAPX đó

+ Phân xởng phụ tải loại 3 cần đặt 1 MBA cho trạm BAPX đó

- Căn cứ vào vị trí, công suất tính toán và yêu cầu độ tin cậy CCĐ của phânxởng, ta quyết định đặt 7 trạm biến áp ( BAPX ) nh sau:

+Trạm B1 cấp điện cho phân xởng tiện cơ khí

+Trạm B2 cấp điện cho phân xởng dập

+Trạm B3 cấp điện cho PX sửa chữa cơ khí

+Trạm B4 cấp điện cho phân xởng lắp ráp số 1

+Trạm B5 cấp điện cho phòng thí nghiện trung tâm

+Trạm B6 cấp điện cho phòng thiết kế

+ Trạm B7 cấp điện cho phân xởng lắp ráp số 2+phòng thực nghiệm+ trạm bơm

- Trong đó tất cả các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7 cấp điện chocác phân xởng chính xếp loại 1 do đó cần đặt hai máy biến áp Các trạm dùngloại trạm kề, có một tờng chung với tờng phân phân xởng Các máy biến áp dùng

do ABB sản xuất tại Việt Nam, không phải hiệu chỉnh nhiệt độ

2 Chọn dung lợng máy biến áp:

- Chọn công suất máy biến áp đảm bảo mức độ an toàn cung cấp điện Máybiến áp đợc chế tạo với các tiêu chuẩn nhất định, việc lựa công suất máy biến ápkhông những đảm bảo độ an toàn cung cấp điện, đảm bảo tuổi thọ máy mà còn

ảnh hởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện

* Điều kiện chọn công suất máy biến áp:

k.SđmB SttTrong đó:

+ k là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ( tra sổ tay)

+ Stt là công suất tính toán của phụ tải do trạm biến áp đó đảm nhận TBA có n MBA

k.n.SđmB Stt Kiểm tra điều kiện sự cố một MBA ( trong trạm có nhiều hơn 1 MBA) ta có : (n-1).k.kqt.Sđm Sttsc

Trong đó:

- Sttsc:Công suất tính toán sự cố Khi có sự cố một máy biến áp có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lợng của các MBA nhờ vậy có thể giảm nhẹ đợc vốn đầu t và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thờng Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại 3 nên Sttsc=0,7Stt

- kqt là hệ số quá tải sự cố, lấy kqt= 1,4 nếu thoả mãn điều kiện:

+ MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm mỗi ngày đêm khôngquá 6 giờ

+ Trớc khi quá tải thì hệ số tải của MBA kt 0.93

+ Nếu vi phạm các nguyên tắc trên thì chọn kqt bằng cách tra bảng

- n là số máy biến áp đặt trong trạm

* Chọn dung lợng các máy biến áp trong các trạm.

SC dmB

S S

- Chọn MBA do Liên Xô chế tạo loại TDH có Sđm = 10 MVA khi đa vềlắp đặt trong nớc thì công suất định mức của MBA phải đợc hiệu chỉnh theonhiệt độ

- Công thức hiệu chỉnh công suất theo nhiệt độ [ giáo trình: CCĐXN ]

39

100

+ S’đm : công suất định mức sau khi hiệu chỉnh (kVA)

+ Sđm : công suất định mức ghi trên nhãn máy (kVA)

Theo khí hậu miền Bắc lấy tb= 240C, max=420C, nh vậy công suất địnhmức sau khi hiệu chỉnh S’đm=0,75SđmS’đm=0,75.10000= 7500(KVA)

Bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp trung tâm:

Loại kVASđm Điện áp (kv) Tổn thất UN%

- Chọn dung lợng cho trạm biến áp B1

SđmB  Stt/2 = 2605.20/2=1302,6(kVA)+ Theo điều kiện sự cố: Sđm  0,7.Stt/1,4=1302,6

+ Chọnmột máy biến áp 1600 – 10/0.4 có Sđm = 1600(kVA)

Vì trạm B5 cấp điện cho kho vật liệu là hộ tiêu thụ loại III nên khi sự

cố ta cắt phụ tải này và trong phụ tải loại 1 có 30% phụ tải loại III

Sđm  0,7.1378,06/1,4=134,275 (kVA)