đồ án cung cấp điện cho nhà xưởng

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 2 1.1. Giới thiệu chung 2 1.2. Giới thiệu đặc điểm phụ tải điện của nhà máy: 2 Chương 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞN VÀ TOÀN NHÀ MÁY 3 1.1. ác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí 3 2.Xác định phụ tải tính toán 3 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY 25 3.1 Chọn cấp điện áp nguồn cấp cho mạng cao áp của nhà máy. 25 3.2. Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX. 26 3.2.1 Xác định vị trí đặt máy biến áp. 26 3.2.2 Chọn phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng từ nguồn điện nhà máy. 27 3.2.3 Xác định số lượng máy biến áp cho trạm phân xưởng. 28 3.2.3. Chọn dung lượng các máy biến áp 29 3.3.1 Chọn tiết diện dây dẫn. 34 3.3 Thiết kế chi tiết cho phương án thiết kế. 42 Chương 4 THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SCCK 53 4.1. Tổng quan chung về cấp điện cho phân xưởng SCCK 53 4.2. Lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện cho pxscc: 53 4.2.1. Chọn cáp từ TBA về tủ phân phối của phân xưởng scck 53 4.2.2. Chọn Aptomat đầu nguồn 54 4.2.3. Chọn cáp từ tủ phân phối tới các tủ động lực 54 4.2.5. Lựa chọn thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xưởng. 55 Chương 5 TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 59 CHO LƯỚI ĐIỆN NHÀ MÁY 59 5.1. Tổng quan 59 5.1.1. Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong nhà máy 59 5.1.2. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos 60 5.1.3. Chọn thiết bị bù 60 5.2. Xác định dung lượng bù 61 5.2.1.Tính hệ số của toàn nhà máy 61 5.2.3. Chọn vị trí đặt và thiết bị bù 62 5.2.4. Tính toán phân phối dung lượng bù 63 Chương 6 THIẾT KẾ MẠNG CHIẾU SÁNG 69 CHO MẠNG PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 69 6.1. Tổng quan 69 6.2. Lựa chọn số lượng, công suất của hệ thống đèn chiếu sáng 70 6.3. Thiết kế mạng điện chiếu sáng 71 6.3.1. Chọn cáp từ tử phân phôi (PP) tới tủ chiếu sáng (CS) 71 6.3.2. Chọn Aptomat tổng 72 6.3.3. Chọn các Aptomat nhánh 72 6.3.4. Chọn dây dẫn từ Aptomat nhánh đến cụm 9 bóng đèn 72 1)Mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí: 2)Danh sánh thiết bị: STT Tên thiết bị Số lượng Nhãn hiệu Công suất(KW) Ghi chú Bộ phận dụng cụ 1. Máy tiện ren 4 IK625 10 2. Máy tiện ren 4 IK620 10 3. Máy doa tọa độ 1 2450 4,5 4. Máy doa ngang 1 2614 4.5 5. Máy phay vạn năng 2 6H82 7 6. Máy phay ngang 1 6H84 4,5 7. Máy phay chép hình 1 6HK 5.62 8. Máy phay đứng 2 6H12 7.0 9. Máy phay chép hình 1 642 4.7 10. Máy phay chép hình 1 6461 3.6 11. Máy phay chép hình 1 64616 3.0 12. Máy báo ngang 2 7M36 7.0 13. Máy bào giường 1 trụ 1 MC38 10 14. Máy xóc 2 7M36 7.0 15. Máy khoan hướng tâm 1 2A55 4.5 16. Máy khoan đứng 1 2A125 4.5 17. Máy mài tròn 1 36151 7.0 18. Máy tròn vạn năng 1 312M 2.8 19. Máy mài phẳng có trục đứng 1 373 10 20. Máy mài phẳng có trục nằm 1 371M 2.8 21. Máy ép thủy lực 1 0-53 4.5 22. Máy khoan để bàn 1 HC-12A 2.65 23. Máy mài sắc 2 - 2.8 24. Máy ép tay kiểu vít 1 - - 25. Bàn thợ nguội 10 - - 26. Máy giũa 1 - 2.0 27. Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 3A65 2.8 BỘ PHẬN SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ ĐIỆN 1. Máy tiện rèn 3 IA62 7.0 2. Máy tiện rèn 2 I616 4.5 3. Máy tiện rèn 3 IE61M 5.2 4. Máy tiện rèn 2 163A 10 5. Máy khoan đứng 2 2A125 5.8 6. Máy khoan đứng 1 2A150 7 7. Máy khoan vạn năng 1 6H81 4.5 8. Máy bào ngang 1 7A35 5.8 9. Máy mài tròn vạn năng 2 3130 2.8 10. Máy mài phẳng 1 - 4.0 11. Máy cưa 2 872A 4.8 12. Máy mài hai phía 2 - 4.8 13. Máy khoan bàn 7 HC-12A 5.62 14. Máy ép tay 2 P-4T - 15. Bàn thợn nguội 3 - - I.Danh sánh và công suất của các phân xưởng nhà máy như sau: Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công suất đặt (KW) Diện tích 1 Phân xưởng cơ khí 1800 2100 2 Phân xưởng dập 2600 1200 3 Phân xưởng lắp ráp số1 2760 1100 4 Phân xưởng lắp ráp số 2 3500 1400 5 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 2195 Theo tính toán 6 Phòng thí nghiệm 1200 160 7 Phân xưởng chế thử 1750 800 8 Trạm bơm 1120 120 9 Bộ phận quản lý và hành chính 900 80 10 Bộ phận khu chế suất và kho thành phẩm 2500 420 11 Khu nhà xe 1800 Theo diện tích II.Sơ đồ mặt bằng của nhà máy: THIẾT KẾ MÔN HỌC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Tên đề thiết kế: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy (ghi theo bản vẽ kèm theo) NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1. Giới thiệu chung về nhà máy 2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy 3. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy. 3.1. Đặt vấn đề. 3.2. Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX. 3.3. Phương án đi dây mạng cao áp. 3.4. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn. 4. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. 5. Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao cho nhà máy. 6. Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. CÁC BẢN VẼ TRÊN KHỔ GIẤY A0 1. Biểu đồ phụ tải của nhà máy và các phương án thiết kế. 2. Sơ đồ mạng điện cao áp toàn nhà máy. 3. Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện phân xưởng sửa chữa cơ khí. 4. Sơ đồ mặt bằng đi dây phân xưởng sửa chữa cơ khí 5. Sơ đồ mặt bằng đi dây chiếu sáng phân xưởng sửa chữa cơ khí và hệ thống nối đất LỜI NÓI ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa nước nhà hiện nay thì ngành Công nghiệp Điện năng đã thực sự trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn, và vai trò của nó đối với các ngành công nghiệp khác ngày càng được khẳng định. Có thể nói, phát triển công nghiệp, đẩy mạnh công cuộc đổi mới đất nước đã gắn liền với sự phát triển của ngành công nghiệp Điện năng. Khi xây dựng một nhà máy mới, một khu công nghiệp mới hay một khu dân cư mới…thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó. Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa, ngành công nghiệp nước ta đang ngày một khởi sắc, các nhà máy, xí nghiệp không ngừng được xây dựng. Gắn liền với các công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế và xây dựng. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, cùng với những kiến thức được học tại Trường đại học Đại Học Hải Phòng, em đã nhận được đề tài thiết kế môn học: Thiết kế Hệ Thống Cung Cấp Điện cho Nhà máy cơ khí công nghiệp. Đây là một đề tài thiết kế rất bổ ích, vì thực tế những nhà máy Công nghiệp ở nước ta vẫn còn đang trong giai đoạn phát triển, tìm tòi, hoàn thiện và đi lên. Trong thời gian làm bài tập dài vừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân, cùng với sự giúp đỡ tận tình của cô giáo hướng dẫn BÙI VĂN ĐIỆP, em đã hoàn thành xong bài tập môn học của mình. Một lần nữa, em xin gửi đến thầyBÙI VĂN ĐIỆP, cùng các thầy cô giáo trong KHOA ĐIỆN –CƠ lòng biết ơn sâu sắc nhất! Hải phòng ngày 26 tháng 8 năm 2020 Sinh viên CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1. Giới thiệu chung Trong nhà máy cơ khí có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng, phong phú và phức tạp. Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và hiện đại. Do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai; về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá dư thừa dung lượng công suất dự trữ. Theo quy trình trang bị điện và công nghệ của nhà máy ta thấy khi ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của nhà máy gây thiệt hại về nền kinh tế quốc dân do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại II, cần được bảo đảm cung cấp điện liên tục và an toàn. 1.2. Giới thiệu đặc điểm phụ tải điện của nhà máy: Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại phụ tải: + Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm trong dải từ 1 đến hàng chục kW và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz. + Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn. Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz. * Các nội dung tính toán thiết kế bao gồm: 1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí 2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy 3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng (theo bản vẽ) 4. Thiết kế bù công suất phản kháng 5. Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng Chương 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞN VÀ TOÀN NHÀ MÁY 1.1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí Trong quá trình thiết kế đã cho ta biết các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí thiết bị máy móc ,công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị trong phân xưởng. Do đó ta có thể chia phụ tải thành các nhóm và xác định phụ tải cho từng nhóm sau đó ta xác định phụ tải tổng của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí. - Nguyên tắc chia nhóm + Số lượng: 8 – 16 thiết bị + Các thiết bị cùng chế độ làm việc để việc xác định phụ tải tính toán được chính xác và thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm. + Các thiết bị đặt gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng. → Dựa vào những nguyên tắc trên và căn cứ vào sơ đồ phân bố thiết bị trên mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta chia các thiết bị trong phân xưởng thành 6 nhóm như sau: 2.Xác định phụ tải tính toán Xác định phụ tải tính toán nhóm 1: Nhóm 1 Tên thiết bị Số lượng Nhãn hiệu Pđm( kW ) Iđm(A) 1 máy Toàn bộ Máy tiện ren 4 IK625 10 40 Máy doa tọa độ 1 2450 4.5 4.5 Máy doa ngang 1 2614 4.5 4.5 Máy phay vạn năng 2 6H82 7.0 14 Máy bào ngang 2 7M36 7.0 14 Máy tiện ren 3 IA62 7.0 21 Máy phay chép hình 1 6461 3.6 3.6 Máy bào ngang 1 7A35 5.8 5.8 Máy mài tròn vạn năng 2 3130 2.8 5.6 Máy mài phẳng 1 - 4.0 4.0 Máy cưa 2 872A 4.8 9.6 Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 3A65 2.8 2.8 Máy phay chép hình 1 64616 3.0 3.0 Cộng nhóm 22 132.4 Với =0,38kV, =0,6 Tổng số thiết bị có trong nhóm là: - Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là: - Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là: Tra phụ lục 1.1/tr253 . Với phân xưởng sữa chữa cơ khí. Ta chọn: Theo bảng nhóm 1 ta có :Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1 nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất. Xác định và . Từ và tra bảng PL 1.5/tr255 ta được : Xác định : Tra bảng PL1.6/tr256 : với - Công suất tác dụng nhóm 1: -Công suất phản kháng của nhóm xác định theo -Công suất toàn phần của nhóm 1: -Dòng điện tính toán của nhóm 1: Xác định phụ tải tính toán nhóm 2: Nhóm 2 Tên thiết bị Số lượng Nhãn hiệu Pđm( kW ) Iđm(A) 1 máy Toàn bộ Máy tiện ren 4 IK625 10 40 Máy phay đứng 2 6H12 7 14 Máy bào giường 1 trụ 1 MC38 10 10 Máy phay ngang 1 6H84 4.5 4.5 Máy phay chép hình 1 6HK 5.62 5.62 Máy giũa 1 - 2.0 2.0 Máy khoan đứng 1 2A150 7 7 Máy khoan bàn 7 HC-12A 5.65 39.55 Máy khoan vạn năng 1 6H81 4.5 4.5 Cộng nhóm 2 19 127.17 Tổng số thiết bị có trong nhóm là: - Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là: - Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là: Tra phụ lục 1.1/tr253 . Với phân xưởng sữa chữa cơ khí Ta chọn: Theo bảng nhóm 2 ta có :Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1 nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất. Xác định và . Từ và tra bảng PL 1.5/tr255 ta được : Xác định : Tra bảng PL1.6/tr256 : với - Công suất tác dụng nhóm 2: -Công suất phản kháng của nhóm xác định theo -Công suất toàn phần của nhóm 2: -Dòng điện tính toán của nhóm 2: Xác định phụ tải nhóm 3: Nhóm 3 Tên thiết bị Số lượng Nhãn hiệu Pđm( kW ) Iđm(A) 1 máy Toàn bộ Máy phay chép hình 1 642 4.7 4.7 Máy xóc 2 7M36 7.0 14 Máy khoan hướng tâm 1 2A55 4.5 4.5 Máy khoan đứng 1 2A125 4.5 4.5 Máy mài mòn 1 36151 7.0 7.0 Máy mài mòn vạn năng 1 312M 2.8 2.8 Máy mài phẳng có trục đứng 1 373 10 10 Máy mài phẳng có trục nằm 1 371M 2.8 2.8 Máy ép thủy lực 1 0-53 4.5 4.5 Máy khoan bàn 1 HC-12A 2.65 2.65 Máy mài sắc 2 - 2.8 5.6 Máy tiện ren 3 IE6IM 5.2 15.6 Máy mài hai phía 2 - 4.8 9.6 Máy tiện ren 2 I616 4.5 9 Máy tiện ren 2 I63A 10 20 Máy khoan đứng 2 2A125 5.8 11.6 Cộng nhóm 3 24 128.85 Tổng số thiết bị có trong nhóm là: - Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là: - Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là: Tra phụ lục 1.1/tr253 . Với phân xưởng sữa chữa cơ khí Ta chọn: Theo bảng nhóm 3 ta có :Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1 nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất. Xác định và . Từ và tra bảng PL 1.5/tr255 ta được : Xác định : Tra bảng PL1.6/tr256 : với - Công suất tác dụng nhóm 3: -Công suất phản kháng của nhóm xác định theo

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 2

1.1 Giới thiệu chung 2

1.2 Giới thiệu đặc điểm phụ tải điện của nhà máy: 2

Chương 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞN VÀ TOÀN NHÀ MÁY 3

1.1 ác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí 3

2.Xác định phụ tải tính toán 3

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY 25

3.1 Chọn cấp điện áp nguồn cấp cho mạng cao áp của nhà máy 25

3.2 Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX 26

3.2.1 Xác định vị trí đặt máy biến áp 26

3.2.2 Chọn phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng từ nguồn điện nhà máy .27

3.2.3 Xác định số lượng máy biến áp cho trạm phân xưởng 28

3.2.3 Chọn dung lượng các máy biến áp 29

3.3.1 Chọn tiết diện dây dẫn 34

3.3 Thiết kế chi tiết cho phương án thiết kế 42

Chương 4 THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SCCK 53

4.1 Tổng quan chung về cấp điện cho phân xưởng SCCK 53

4.2 Lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện cho pxscc: 53

4.2.1 Chọn cáp từ TBA về tủ phân phối của phân xưởng scck 53

4.2.2 Chọn Aptomat đầu nguồn 54

4.2.3 Chọn cáp từ tủ phân phối tới các tủ động lực 54

4.2.5 Lựa chọn thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xưởng 55

Chương 5 TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 59

CHO LƯỚI ĐIỆN NHÀ MÁY 59

5.1 Tổng quan 59

5.1.1 Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong nhà máy 59

5.1.2 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos 60

5.1.3 Chọn thiết bị bù 60

5.2 Xác định dung lượng bù 61

5.2.1.Tính hệ số Cos của toàn nhà máy 61

5.2.3 Chọn vị trí đặt và thiết bị bù 62

5.2.4 Tính toán phân phối dung lượng bù 63

Chương 6 THIẾT KẾ MẠNG CHIẾU SÁNG 69

CHO MẠNG PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 69

6.1 Tổng quan 69

6.2 Lựa chọn số lượng, công suất của hệ thống đèn chiếu sáng 70

6.3 Thiết kế mạng điện chiếu sáng 71

6.3.1 Chọn cáp từ tử phân phôi (PP) tới tủ chiếu sáng (CS) 71

6.3.2 Chọn Aptomat tổng 72

6.3.3 Chọn các Aptomat nhánh 72

6.3.4 Chọn dây dẫn từ Aptomat nhánh đến cụm 9 bóng đèn 72

1)Mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí:

Ghi chú

Bộ phận dụng cụ

22 Máy khoan để bàn 1 HC-12A 2.65  

BỘ PHẬN SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ ĐIỆN

I.Danh sánh và công suất của các phân xưởng nhà máy như sau:

Số trên mặt

bằng Tên phân xưởng

Công suất đặt(KW)

Diệntích

1 Giới thiệu chung về nhà máy

2 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy

3 Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

3.1 Đặt vấn đề

3.2 Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX

3.3 Phương án đi dây mạng cao áp

3.4 Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn

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

5 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao cho nhà máy

6 Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

CÁC BẢN VẼ TRÊN KHỔ GIẤY A 0

1 Biểu đồ phụ tải của nhà máy và các phương án thiết kế

2 Sơ đồ mạng điện cao áp toàn nhà máy

3 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện phân xưởng sửa chữa cơ khí

4 Sơ đồ mặt bằng đi dây phân xưởng sửa chữa cơ khí

5 Sơ đồ mặt bằng đi dây chiếu sáng phân xưởng sửa chữa cơ khí và hệthống nối đất

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa nước nhà hiện nay thìngành Công nghiệp Điện năng đã thực sự trở thành một ngành công nghiệp mũinhọn, và vai trò của nó đối với các ngành công nghiệp khác ngày càng đượckhẳng định Có thể nói, phát triển công nghiệp, đẩy mạnh công cuộc đổi mới đấtnước đã gắn liền với sự phát triển của ngành công nghiệp Điện năng

Khi xây dựng một nhà máy mới, một khu công nghiệp mới hay một khudân cư mới…thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấpđiện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó

Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa, ngành công nghiệp nước

ta đang ngày một khởi sắc, các nhà máy, xí nghiệp không ngừng được xây dựng.Gắn liền với các công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế và xâydựng Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, cùng với những kiến thức được học tạiTrường đại học Đại Học Hải Phòng, em đã nhận được đề tài thiết kế môn học:

Thiết kế Hệ Thống Cung Cấp Điện cho Nhà máy cơ khí công nghiệp Đây là

một đề tài thiết kế rất bổ ích, vì thực tế những nhà máy Công nghiệp ở nước tavẫn còn đang trong giai đoạn phát triển, tìm tòi, hoàn thiện và đi lên

Trong thời gian làm bài tập dài vừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của bản

thân, cùng với sự giúp đỡ tận tình của cô giáo hướng dẫn BÙI VĂN ĐIỆP, em

đã hoàn thành xong bài tập môn học của mình

Một lần nữa, em xin gửi đến thầyBÙI VĂN ĐIỆP, cùng các thầy cô giáo trong KHOA ĐIỆN –CƠ lòng biết ơn sâu sắc nhất!

Hải phòng ngày 26 tháng 8 năm 2020

Sinh viên

CHƯƠNG 1.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

1.1 Giới thiệu chung

Trong nhà máy cơ khí có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng,phong phú và phức tạp Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao vàhiện đại Do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượng

và độ tin cậy cao

Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự gia tăngphụ tải trong tương lai; về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phương án cấp điệnsao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá dư thừadung lượng công suất dự trữ

Theo quy trình trang bị điện và công nghệ của nhà máy ta thấy khi ngừngcung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của nhà máy gây thiệt hại

về nền kinh tế quốc dân do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại II, cần được bảođảm cung cấp điện liên tục và an toàn

1.2 Giới thiệu đặc điểm phụ tải điện của nhà máy:

Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại phụ tải:+ Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầutrực tiếp đến thiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm trong dải từ 1 đếnhàng chục kW và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz

+ Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn Phụ tảichiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f

= 50 Hz

* Các nội dung tính toán thiết kế bao gồm :

1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí

2 Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

3 Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng (theo bản vẽ)

4 Thiết kế bù công suất phản kháng

Chương 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞN VÀ TOÀN

NHÀ MÁY 1.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Trong quá trình thiết kế đã cho ta biết các thông tin chính xác về mặt bằng

bố trí thiết bị máy móc ,công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị trongphân xưởng Do đó ta có thể chia phụ tải thành các nhóm và xác định phụ tải chotừng nhóm sau đó ta xác định phụ tải tổng của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí

→ Dựa vào những nguyên tắc trên và căn cứ vào sơ đồ phân bố thiết bị trênmặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta chia các thiết bị trong phân xưởng thành

Máy doa ngang 1 2614 4.5 4.5  

Máy phay vạn năng 2 6H82 7.0 14  

- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:

- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:

Tra phụ lục 1.1/tr253 Với phân xưởng sữa chữa cơ khí

-Công suất phản kháng của nhóm xác định theo

-Công suất toàn phần của nhóm 1:

-Dòng điện tính toán của nhóm 1:

Pđm( kW )

Iđm(A) 1

máy

Toàn bộ

Máy khoan bàn 7 HC-12A 5.65 39.55

Máy khoan vạn

Tổng số thiết bị có trong nhóm là:

- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:

- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:

Tra phụ lục 1.1/tr253 Với phân xưởng sữa chữa cơ khí

- Công suất tác dụng nhóm 2:

-Công suất phản kháng của nhóm xác định theo

-Công suất toàn phần của nhóm 2:

-Dòng điện tính toán của nhóm 2:

Máy khoan hướng tâm 1 2A55 4.5  4.5  

Máy mài mòn vạn

Tổng số thiết bị có trong nhóm là:

- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:

- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:

Tra phụ lục 1.1/tr253 Với phân xưởng sữa chữa cơ khí

Ta chọn:

Theo bảng nhóm 3 ta có :Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1 nửa côngsuất của thiết bị có công suất lớn nhất

-Công suất phản kháng của nhóm xác định theo

-Công suất toàn phần của nhóm 3:

-Dòng điện tính toán của nhóm 3:

Bảng tổng hợp kết quả tính toán phụ tải động lực các nhóm.

(kW)

Qtt (KVAr)

Stt (kVA) Itt (A)

C.Xác định phụ tải tính toán của toàn PXSCCK

I-Xác định phụ tải động lực của toàn PXSCCK

Ta chọn :

Phụ tải tác dụng của toàn phân xưởng:

(kW)Phụ tải phản kháng của toàn phân xưởng:

(kAVr)

Tra bảng pl1.2/tr253 , ta có suất phụ tải chiếu sáng cho PXSCCK:

-Có diện tính của phân xưởng sửa chữa cơ khí:

-Công suất chiếu sáng thành phần tác dụng:

Sơ bộ chọn loại thiết bị chiếu sáng : Đèn sợi đốt ( , đèn huỳnh

Tra và của phụ tải động lực phân xưởng

-Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng

-Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng

1.Phân xưởng cơ khí*

*)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:

*)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:

*)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:

)

*)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:

*)Công tính toán chiếu sáng:

*)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:

*)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:

*)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:

8.Bộ phận quản lý & hành chính

Công suất đặt :80(kW)

Diện tính:900

*)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:

9.Bộ phận khu chế suất & kho thành phẩm

*)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:

*)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:

STT Tên phân

xưởng Pd, kW knc cos

P 0,k W/m 2 Pdl, kW Pcs, kW Ptt, kW

Q tt , kVAr

S tt , kVA

12 Tổng cộng 3974 3773,1 5514,7

III.Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy – Biểu đồ phụ tải

- Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy:

-Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy:

-Phụ tải tính toán toàn phần của toàn nhà máy:

-Hệ số công suất của toàn nhà máy:

-Để xác định biểu đồ phụ tải, chọn tỉ lệ xích m=3 kVA/

Bảng bán kính R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải phân xưởng

STT Tên phân xưởng Pcs,(Kw) Ppx,(Kw) Spx,(kVA) R,mm

1 Phân xưởng cơ khí 23,4 443,4 616,5 8,08 18,99

*Cuối cùng ta vẽ được biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp.

CHƯƠNG 3.

THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY 3.1 Chọn cấp điện áp nguồn cấp cho mạng cao áp của nhà máy.

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế

và kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp được coi là hợp lí phải thỏa mãnnhưng yêu cầu sau:

 Đảm bảo chỉ tiêu về mặt kinh tế

 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

 An toàn đối với người và thiết bị

 Thuận lợi và dễ dàng trong thao tác vận hành và linh hoạt trong xử lí

sự cố

 Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải điện

 Đảm bảo chỉ tiêu về kinh tế

Cấp điện áp vận hành của nguồn điện của mạng cao áp của nhà máy chính làcấp điện áp của lưới điện tại nơi liên kết giữa hệ thống cung cấp điện của nhà máyvới hệ thống điện Điểm liên kết này thường tại các trạm biến áp trung gian(TBATT) của hệ thống điện

Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy gồm những bướcsau:

1 Vạch các phương án cung cấp điện

2 Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọnchủng loại, tiết diện các đường dây cho các phương án

3 Tính toán kinh tế kĩ thuật để lựa chọn phương án hợp lý

4 Thiết kế chi tiết phương án được chọn

Những yêu cầu khi cấp điện:

 Độ tin cậy điện phải đảm bảo tính liên tục

 An toàn cung cấp điện.

 Kinh tế

Điện áp nguồn đề bài cho là U=22KV

3.2 Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX.

Theo tính toán ở chương trước thì cấp điện áp truyền tải từ trạm biến áp

trung tâm của khu công nghiệp về nhà máy là 22 KV.

3.2.1 Xác định vị trí đặt máy biến áp.

Vị trí của trạm biến áp phân xưởng có thể ở độc lập bên ngoài, liền kề vớiphân xưởng hoặc đặt bên trong phân xưởng và phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bảnsau đây:

* An toàn và liên tục cung cấp điện

* Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới

* Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng

* Phòng nổ, cháy, bụi bặm, khí ăn mòn

* Tiết kiệm đầu tư và chi phí vận hành nhỏ

Khi xác định số lượng trạm của xưởng, số lượng và công suất máy biến áptrong một trạm chúng ta cần chú ý tới mức độ tập trung hay phân tán của phụ tảitrong đó và tính chất quan trọng của phụ tải về phương diện cung cấp điện Dunglượng của máy biến áp trong một xưởng nên đồng nhất, ít chủng loại để giảm sốlượng và dung lượng máy biến áp dự phòng Sơ đồ nối dây của trạm nên đơn giản,chú ý tới sự phát triển của phụ tải sau này

Tất cả các yêu cầu trên phải nghiên cứu xem xét nghiêm túc, nhưng tùythuộc vào yêu cầu công nghệ, khả năng đầu tư cơ bản và điều kiện đất đai để chọnthứ tự ưu tiên cho thỏa đáng Chú ý rằng các máy và trạm biến áp có công suất lớnnên đặt gần trung tâm phụ tải Máy biến áp có tỷ số biến đổi nhỏ nên đặt gần

3.2.2 Chọn phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng

từ nguồn điện nhà máy.

Trong đó: = 4383,89(KVA)

 Xo, Yo: tọa độ của trọng tâm phụ tải nhà máy

 Xi,Yi : tọa độ của phân xưởng thứ i có công suất Spx.i

Phân xưởng Stt Tọa độ Xi Tọa độ Yi

Suy ra tâm phụ tải nhà máy.

Xo= 6,56

Yo =5,95

Có thể có 2 phương án kế cấu trạm trung tâm như sau:

 Tại tâm phụ tải của nhà máy đặt một trạm biến áp trung tâm (TBATT)

hạ điện áp nguồn xuống một điện áp trung gian(hạ từ 35kV-22kV xuống 10kVhoặc 6kV) rồi cấp cho các phân xưởng(TBAPX)

 Tại tâm phụ tải của nhà máy đặt một trạm phân phối trung tâm(PPTT) không máy biến áp, chỉ gồm các thiết bị đóng cắt phân phối tới TBAPX

3.2.3 Xác định số lượng máy biến áp cho trạm phân xưởng.

Xác định số lượng máy biến áp theo quy định: Các trạm BAPX cấp điện chophân xưởng loại 1 cần đặt 2 MBA

a/ Trạm biến áp trung tâm( nếu dùng).

Vì trạm biến áp trung tâm nên được coi là hộ tiêu thụ loại I →chọn 2 MBA

b/ Các trạm biến áp phân xưởng.

Nguyên tắc chọn phương án trạm biến áp phân xưởng:

- Chọn ít chủng loại công suất máy biến áp, không nên chọn công suất máybiến áp phân phối (MBAPP) trên 1000KVA vì loại máy này không được sản xuấtphổ biến

- Các phụ tải công suất lớn (trên 2000KVA) có thể được cấp điện từ 2TBAPX

- Các phụ tải công suất nhỏ gần nhau có thể được cấp chung qua 1 TBAPX

Vị trí TBAPX trong trường hợp này nên đặt tại phân xưởng có xông suất lớn vàyêu cầu cung cấp điện cao nhất

- Số máy biến áp trong một TBAPX được chọn theo yêu cầu cung cấp điệncủa phụ tải (phân xưởng) quan trọng nhất được cấp từ TBAPX đó Phụ tải loại I và

II đặt 2 máy, phụ tải loại III đặt 1 máy

Vì vậy: Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng quyết định đặt 9trạm biến áp phân xưởng:

- Trạm B1 cấp điện cho phân xưởng (10), (9), (8)

- Trạm B2 cấp điện cho phân xưởng (1), (6)

- Trạm B3 cấp điện cho phân xưởng (2)

- Trạm B4 cấp điện cho phân xưởng (3),(5),(11)

- Trạm B5 cấp điện cho phân xưởng (4), (7)

+ Trong đó các trạm B1, B2, B3, B4,B5, đều cấp điện cho các phân xưởngchính được xếp vào phụ tải hộ tiêu thụ loại 1 nên cần đặt ít nhất 2 MBA

+ Để đảm bảo tính mỹ quan của nhà máy và tiết kiệm vốn đầu tư nên ta đặtcác trạm có tường chung với tường của phân xưởng

+ Để thuận tiện cho việc lắp đặt,chọn thiết bị và sửa chữa ta chọn máy biến

áp do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo

3.2.3 Chọn dung lượng các máy biến áp

Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện:

n.khc.SdmB ≥ Stt

Và kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố:

( n- 1) khc.kqt.SdmB ≥ Sttsc

Trong đó:

n - số máy biến áp có trong trạm biến áp

khc - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy biến áp chếtạo tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1 kqt - hệ số quá tải sự

Thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượtt quá 6h, trước khi quá tải MBAvận hành với hệ số tải ≤ 0,93.

Sttsc: Công suất tính toán sự cố.Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ một sốphụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy, có thểgiảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bìnhthường.Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên S tt =0,7.Stt

Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA để dễ dàng trong những lúcthay thế, và để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửachữa, thay thế

a/ Trạm biến áp trung tâm( nếu dùng).

Vì trạm biến áp trung tâm nên được coi là hộ tiêu thụ loại I →chọn 2 MBA:

Do đó chọn 2MBA 3200 kVA

b/ Trạm biến áp phân xưởng

Xét trường hợp sự cố một máy biến áp, máy còn lại có khả năng chạy quá tảitrong thời gian 1-2 ngày để sửa chữa, đồng thời cắt bớt các phụ tải không quantrọng Trong trường hợp này công suất máy biến áp được xác định theo công thứcsau:

Trong đó: Kqt là hệ số quá tải ( lấy =1,4)

-Trạm B1:

cấp điện cho PX 10 và PX 9 và PX 8

Stt1= 651,7(kVA)

Chọn 2 máy biến áp cùng loại có dung lượng

Chọn 2 máy biến áp có

Từ đó ta có bảng sau :

Tên TBA S đm

(kVA )

I 0 (%)

Số máy

Đơn giá

10 6 đ

Thành tiền(10 6 đ)

Tổng số vốn đầu tư cho trạm biến áp : K B 1.024.000.000 VND

 Tổn hao điện năng máy biến áp

+ Trường hợp trạm biến áp có nhiều máy vận hành song song, có tham sốgiống nhau và không biết trước đồ thị phu

Trong đó:

 n=2: Số máy biến áp ghép song song

 t: Thời gian MBA vận hành, với MBA vận hành suốt năm: t=8760(h)

 : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất

Tra PL 1.4 với nhà máy công nghiệp địa phương có Tmax= 5500(h) nên:

=(0,124 + 10-4.Tmax )2.8760

= (0,124 + 10-4.5500)2.8760 = 3979,4 (h)