Đề tài thiết kế cung cấp điện cho nhà máy

- Đây là nhà máy có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là trong nông nghiệp, nên nhà máy cần đảm bảo tin cậy cung cấp điện bằng cách được cấp điện bằng đường dây lõi kép

I.1.ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT NHÀ

MÁY CÔNG NGHIỆP

I.2.CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

1.Phụ tải điện của nhà máy ( hình 1 và bảng 1 )

2.Phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí ( hình 2 và bảng 2 )

3.Điện áp nguồn : tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn đến nhà máy

4.Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực : 250MVA

5.Đường dây cung cấp điện cho nhà máy : Dùng dây nhôm lõi thép ( AC ) đặt treo trên không

6.Khoảng cách từ nguồn tới nhà máy : 12 Km

7 Công suất của nguồn điện : vô cùng lớn

8.Nhà máy làm việc : 3 ca, Tmax= 5000 giờ

I.3.GIỚI THIỆU CHUNG

- Đây là một nhà máy liêm hợp dệt có quy mô lớn, gồm 9 phân xưởng với tổng công suất đạt gần 6000 KVA, nằm trên diện tích gần 30.000 m2

- Đây là nhà máy có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt

là trong nông nghiệp, nên nhà máy cần đảm bảo tin cậy cung cấp điện bằng cách được cấp điện bằng đường dây lõi kép từ trạm trung gian về các phân xưởng chính trong nhà máy, cũng cần đảm bảo cung liên tục cung cấp điện

- Mặt bằng nhà máy, mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí và các bảng phụ tải cho kèm theo

8 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 150

PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY LIÊN HỢP DỆT

Bảng 2

DANH SÁCH THIẾT BỊ PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

Số TT Tên máy Số lượng Loại Công suất Kw

BỘ PHẬN DỤNG CỤ

4 Máy tiện ren cấp chính xác cao 1 IΠ6Π 1,7

17 Máy mai` vạn năng 1 3A64 1,75

Số TT Tên máy S1 lượng Loại Công suất Kw

19 Máy mài mũi khoan 1 36652 1,5

20 Máy mài sắc mũi phay 1 3667 1

22 Máy mài mũi khoét 1 3659 2,9

23 Thiết bị để hoá bền kim loại 1 ΠΠ-58 0,8

25 Máy khoan bàn 1 HC125 0,65

27 Máy ép bay kiểu vít 1

BỘ PHẬN SỬA CHỮA

37 Máy khoan hướng vân 1 2A53 4,5

42 Máy khoan bào 1 HCI2A 0,65

43 Máy biến áp hàn 1 CT-24 24,6

CHƯƠNG II : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

CỦA XÍ NGHIỆP

II.1.PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA

CƠ KHÍ

Trước căn cứ vào số lượng công suất, vị trí các thiết bị điện, trên mặt

bằng phân xưởng, ta chia ra 5 nhóm phụ tải sau :

Pđm ( Kw )

Iđm (A)

1 máy Toàn bộ

1 Máy tiện ren 2 1 7,0 14,0 17,50x2

2 Máy tiện ren 2 2 7,0 14,0 17,50x2

3 Máy tiện ren 2 3 10,0 20,0 25x2

4 Máy tiện ren chính xác cao 1 4 1,7 1,7 4,25

P

Ta sử dụng công thức Iđm = I = ⎯

√3.v.cosϕ Tra bảng ta có cosϕ ; U(kv)

Phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí được xác định theo

phương pháp số thiêt bị dùng điện hiệu quả

- Xác định nhq

Tra bảng vdí Ksd = 0,16 và nhq = 7 tìm được Kmax =2,48

Tra bảng tìm được cosϕ = 0,6

Phụ tải tính toán của nhóm xác định theo công thức (1-1) : Ptt =Kcđ Ksd Pđm Vơí : Kcđ = Kmax : hệ số cực đại, tra bảng theo Ksd , và nhq

Kcđ = 2,48

Ksd : hệ số sử dụng, tra cẩm nang = 0,16

Pđm : công suất định mức của nhóm thiết bị

Pđm = 51,7 (Kw) Ptt =2,48 0,16 51,7 = 20,5 Kw

- Phụ tải phản khánh xác định theo công thức (1-6):

Ta làm tương tự như nhóm 1 vdí 4 nhóm còn lại, kết quả tìm được ghi trong bảng sau : ( bảng 4 )

- Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng

- Tra bảng chọn suất chiếu sáng chung cho phân xưởng :

P0 = 10 w/m2 Pcs = P0 S =10 ( 90 16 ) = 14,5 kw

Với S : diện tích phân xưởng = ( 96 16 )m2

- phụ tải tính toán toàn phân xưởng :

Mặc dù vậy, máy hàn vẫn làm việc theo chế độ ngắn hạn, lặp lại với

hệ số đóng điện Kđ = 25%, cần quy đổi về dài hạn

Pqđ = 41,8 Kđ = 41,8 25% = 20,9 kw

II.2 PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG KHÁC

Với các phân xưởng này, phụ tải tính toán được xác định theo công suất đạt và hệ số nhu cầu

Phân xưởng bộ phận kéo sợi : công suất đạt là 1500 kw, diện tích 5500

m2

Tra bảng phụ lục cần thiết ta được Kmc = 0,4

cosϕ = 0,6

P0 = 10w/m2 Ptt = Pđ Knc = 1500 0,4 = 600 kw

Pcc = P0 S = 10 5500 = 55 kw

Từ cosϕ = 0,6 sinϕ = 0,8 tgϕ = ⎯

0,6 Qtt = ( Ptt + Pcs ) tgϕ

0,8 = ( 600 + 55 ) ⎯ = 873,33 kVAr

0,6

BẢNG PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

Tên nhóm và thiết bị lượnSố

g

Ký hiệu trên mặt bằng

Công suất đặt

P đm (kw) I

đm

(A) T/bị

m /P

Hệ số

sử dụng

n hq

Hệ số cực đại

Máy tiện ren 2 2 7 14 17,5 x 2 “ “

Máy tiện ren cấp chính

Máy phay vạn năng 1 8 7 7 17,5 “ “

Máy phay ngang 1 9 7 7 17,5 0,16 0,6/1,33

Máy phay đứng 2 10 2,8 5,6 7,2 “ “

Máy mài trong 1 11 4,5 4,5 11,25 “ “

Máy mài phẳng 1 12 2,8 2,8 7 “ “

Máy mài tròn 1 13 2,8 2,8 7 “ “

Cộng theo nhóm 2 10 46,5 119,25 2,5 0,16 0,6/1,33 7,4 9,8 8 2,31 17,18 22,8 28,5 43,8 Nhóm 3

Máy khoan đứng 1 14 2,8 2,8 7 0,16 0,6/1,33

Máy khoan đứng 1 15 4,5 4,5 11,25 “ “

Máy cắt mép 1 16 4,5 4,5 11,25 “ “

Máy mài vạn năng 1 17 1,75 1,75 4,4 “ “

Máy mài dao cắt gọt 1 18 0,65 0,65 1,65 “ “

Máy mài mũi khoan 1 19 1,5 1,5 3,75 “ “

Máy mài sắc mũi phay 1 20 1 1 2,53 “ “

Máy mài dao chuốt 1 21 0,65 0,65 1,65 “ “

Máy mài mũi khoét 1 22 2,9 2,9 7,25 “ “

T.bị đề hoá bền kim loại 1 23 0,8 0,8 2,0 “ “

Máy giũa 1 24 2,2 2,2 5,5 “ “

Máy khoan bàn 1 25 0,65 1,3 1,65x2 “ “

Máy mài tròn 1 26 1,2 1,2 3 “ “

Máy mài thô 1 28 2,8 2,8 7 “ “

Cộng theo nhóm 3 15 28,53 71,53 6,9 0,16 0,6/1,33 4,56 6,06 8 2,31 10,55 14 17,5 20,9 Nhóm 4

Máy tiện ren 3 31 4,5 13,5 12,25x3 0,16 0,6/1,33

Máy tiện ren 1 32 7 7 17,5 “ “

Máy tiện ren 1 33 7 7 17,5 “ “

Máy tiện ren 3 34 10 30 25x3 “ “

Máy tiện ren 1 35 14 14 35 “ “

Cộng theo nhóm 4 9 71,5 178 8,1 0,16 0,6/1,33 11,44 15,16 7 2,48 25,3 32,5 39,6 53,7 Nhóm 5

Máy khoan đứng 2 36 4,5 9 11,25x2 0,16 0,6/1,33

Máy bào ngang 1 38 2,8 2,8 7 “ “

Máy bào ngang 1 39 10 10 25 “ “

Máy mài phá 1 40 4,5 4,5 11,25 0,16 0,6/1,33

Biến áp hàn 1 43 4,8 41,8 95,8 “ “

Cộng theo nhóm 5 6 68,1 154,3 8,7 0,16 0,6/1,33 11 14,6 4 3,11 27,5 34,1 40,2 54,6 Tổng cộng 48 266,35 652,03 0,16 0,6/1,33 42,7 97,23 123,8 168 Với Pm = Ptt + Pcs 20,5 7 I = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ 17

∑Pđm 1,73 x 0,38 x 0,6 P = ⎯⎯

n Ptt 20,5 Qtt 27,3 P = ⎯⎯ = ⎯⎯ 10 Q = ⎯⎯ = ⎯⎯ 11

Kmax 2,48 Kmax 2,48

g suất đặt (kw)

K nc cosϕ

Suất chiếu sáng

8 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 1400 150 0,8 0,8 10 40 30 70 52,5 87,5

9 Kho vật liệu trung tâm 3000 50 0,8 0,8 10 40 30 70 52,5 87,5

II.3.BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY

Chọn tỉ lệ xích m = 3 kVA/mm2, ta được bán kính biểu đồ phụ tải bộ

phận kéo sợi

Stt R1 = ⎯⎯ = 10,8 mm

∏ 3 Làm tương tự cho các phân xưởng khác, kết quả ghi trong bảng sau :

8 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 155,25 4,0

9 Kho vật liệu trung tâm 87,5 3,0

Từ bảng 6, ta vẽ được biểu đồ phụ tải toàn nhà máy (hình 3)

8 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 12 3 4,5

9 Kho vật liệu trung tâm 154 6,5 6

Chương III – THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO TOÀN

NHÀ MÁY

Với quy mô của nhà máy như số liệu ghi trong bảng tính toán phụ tải, dự

định trong hệ thống cung cấp điện nhà máy sẽ đặt một trạm phân phối trung

tâm và một số trạm biến áp phân xưởng

Vị trí trạm PPTT xác định được M(5,3;8) nằm vào trong bộ phận dệt, sẽ được

chuyển đến vị trí thuận lợi sau M’(6,5;7) như hình vẽ (hình 3)

- Trạm biến áp 2

Cung cấp điện cho bộ phận dệt, Stt = 1972,1 kVA, trạm đặt 2máy

2SBđm ≥ 435,4 kVA Chọn MBA dung lượng 560 kVA

560 kVA > 435,4 kVA

- Trạm biến áp 4

Cung cấp điện cho phân xưởng lò, kho vật liệu trung tâm, ban quản lý và

phòng thí nghiệm với tổng công suất

Stt = 195,8 + 87,5 + 155,25 = 438,55 kVA

Chọn 1 máy 560 kVA

- Trạm biến áp 5

Cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, phân xưởng mộc, trạm

bơm với tổng công suất :

Stt5 = 186,7 + 133,75 + 149,6 = 470,05 kVA

Chọn 1 máy 560 kVA

Kết quả tính toán chọn máy biến áp cho các trạm ghi trong bảng (bảng 8)

III.2.VỊ TRÍ, SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG CÁC TRẠM BAPX

Căn cứ vào phụ tải tính toán của phân xưởng, ta qyết định đặt trạm biến áp riêng tại các phân xưởng 1,2,3,4,5 Kho vật liệu trung tâm và ban quản lý và phòng thí nghiệm lấy điện hạ thế chung với trạm 4 Trạm 5 cung cấp điện hạ thế cho phân xưởng mộc và trạm bơm Các trạm biến thế sẽ xây dựng loại trạm kề Vị trí cụ thể từng trạm cho trên hình vẽ (hình 4)

Các phân xưởng chính của nhà máy là bộ phận kéo sợi sẽ đặt trạm biến áp 2 máy Bộ phận dệt sẽ đặt trạm biến áp 4 máy Còn lại đặt mỗi trạm

Công suất trạm (kVA)

Số máy

Dung lượng (kVA)

Tên trạm

9 Kho vật liệu trung tâm 87,5

5 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 186,7

470,05 1 1x560 B5

7 Trạm bơm 149,6

III.3.CÁC PHƯƠNG ÁN MẠNG CAO ÁP LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Căn cứ vào độ tin cậy cung cấp điện, dự định đi đường dây trên không

lộ kép từ trạm BA trung gian tới trạm PPTT Các trạm B1, B2 được nối với PPTT bằng đường cáp lộ kép, các trạm B3, B4, B5 được cấp điện từ PPTT bằng đường lộ đơn

Từ vị trí trạm biến áp và PPTT trên mặt bằng có thể có 2 phương án mạng cao cấp

Sau đây lần lượt tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cho từng phương án mạng điện

→ chọn dây dẫn loại AC, tiết diện 130 mm2

Chọn tiết diện cáp từ trạm PPTT tới biến áp B1

Stt1 1091,7

Imax = ⎯⎯⎯ = ⎯⎯⎯ = 31,5 A 2.√3.v 2.√3.10

Với dây cáp cao su lõi đồng, Imax = 5000h, tra bảng điện Jkt = 2,7

Imax1 31,5

Ftt = ⎯⎯⎯ = ⎯⎯⎯ = 11,6 mm2 2,7 2,7

→ chọn cáp cao su lõi đồng tiết diện 16 mm2

Tương tự cho các đường cáp cho 4 trạm BA còn lại đều dùng cáp cao su lõi đồng tiết diện 16 mm2

- phương án 2

Tiết diện đường dây cung cấp cho trạm PPTT, tiết diện cáp từ PPTT tới biến

áp B5, B4, B3 giống như phương án 1 Tiết diện cáp từ PPTT tới B2 như sau:

Stt2 + Stt1 1972,1 + 1091,7

→ chọn cáp lõi đồng tiết diện 33 mm2

Tương tự chọn cáp đoạn B2 – B1 là cáp tiết diện 16 mm2 Kết quả chọn cáp 2 phương án ghi trong bảng 9

Để so sánh kinh tế 2 phương án không cần xét đến đường dây cung cấp, các trạm PPTT và BAPX, các đường dây hạ cáp

Chi phí tính toán của mỗi phương án xác định theo công thức:

Bảng 10

Bảng tính tổn thất điện năng Đường

Với Tmax = 5000h và cosϕ =0,6 tra cẩm nang δ = 4150 h Thay các trị số đã

biết vào công thức chi phí tính toán

Z1 = (0,1+ 0,2) 25680000 +250.4150.7,44 =15423000

Z2 = (0,1 + 0,2 ) 23280000 + 250 4150 22,44 =30265500

Sau đây là bảng so sánh một số chi tiêu kinh tế cơ bản hai phương án

III.4.LỰA CHỌN SƠ ĐỒ TRẠM PPTT VÀ CÁC TRẠM BAPX

- Trạm PPTT : chọn sơ đồ hệ thống loại một thanh góp có phân đoạn.Trên sơ đồ dùng 3 máy cắt, hai máy cắt đầu vào và máy cắt liên lạc Các lộ ra dùng máy cắt phụ tải Trên mỗi phân đoạn thanh cái đặt 1 máy biến điện áp và chống xét van PBC Máy biến dòng điện được đặt trên tất cả các lộ vào và ra của trạm, sơ đồ nguyên lý trạm PPTT cho trên hình vẽ

Hình 5

Để trạm gọn nhẹ ,mỹ quan và an toàn chọn mua các tủ hợp bộ chế tạo sẵn có của Liên Xô;loại KC0-2YM.Toàn trạm PPTT gồm 13 tủ:hai tủ đàu v

vào1,13;một tủ máy cắt phân đoạn 7;2 tủ BV5 9;Hai tủ chống sét van6,8và

tủ đàu ra 2,3,4,10,11,12.Sơ đồ lắp ghép các tủ biểu diễn trên hình vẽ(hình 6)

Trạm BAPX

Với các trạm biến áp B1,B2,B3,B4,B5, dù ding 1 hay nhièu máy đều như nhau ,vì công suất của máy biến áp nhỏ (560KVA) lại đặt gần trạm

PPTT nên phía cao áp dùng sơ đồ đơn giản nhất với cầu dao cầu chì ,phíahạ

áp dung áp tô mát ,riêng trạm hai máy có đặt thêm áp tô mát phân đoạn

.Đểđơn giản và rẻ tiền ,chọn dung cầu chì và cầu dao Liên Xô hoặc nôị cho phía cao áp,Phía hạ áp chọn dung các tủ phân phối chế tạo sẵn của Liên Xô

hoặc Điện thông Sơ đồ nguyên lý trạm BAPX (hình7)

Sơ đồ trạ m B2

Sơ đồ trạ m B1 Sơ đồ trạ m B3 , B4 , B5

BA - 1200KVA

Trờn cơ sở sơ đồ nối dõy trạm PPTT và cỏc trạm BAPX với phương ỏn mang đIện tối ưu đó lựa chọn ,vẽ được sơ đồ nối dõy chớnh (sơ đồ nguyờn lý ) toàn mạng cao ỏp xớ nghiệp liờn hợp dệt (hỡnh 8)