Tài liệu cung cấp điện , chương 1 doc

Trong nhà máy có Ban quản lý, Phân x-ởng sửa chữa cơ khí và Kho vật liệu là hộ loại III, các phân x-ởng còn lại đều thuộc hộ loại I Các nội dung tính toán, thiết kế bao gồm : Xác định p

Mở đầu

giới thiệu chung về nhà máy

Nhà máy chế tạo máy kéo đ-ợc xây dựng trên địa bàn Huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội với quy mô khá lớn bao gồm 10 phân x-ởng và nhà làm việc

Bảng 1.1 - Danh sách các phân x-ởng và nhà làm việc trong nhà máy

6 Phân x-ởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 1200

điện liên tục và an toàn

Theo thiết kế , nhà máy sẽ đ-ợc cấp điện từ một Trạm biến áp trung gian cách nhà máy 10 km, bằng đ-ờng dây trên không lộ kép, dung l-ợng ngắn mạch phía hạ áp của Trạm biến áp trung gian là SN =250 MVA

Nhà máy làm việc theo chế độ 2 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại

Tmax= 4500 h Trong nhà máy có Ban quản lý, Phân x-ởng sửa chữa cơ khí và Kho vật liệu là hộ loại III, các phân x-ởng còn lại đều thuộc hộ loại I

Các nội dung tính toán, thiết kế bao gồm :

Xác định phụ tải tính toán của các phân x-ởng và nhà máy

Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân x-ởng Sửa chữa cơ khí

Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất của nhà máyThiết kế chiếu sáng cho phân x-ởng Sửa chữa cơ khí

Ch-ơng I

Xác định phụ tảI tính toán

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, t-ơng đ-ơng với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ t-ơng

tự nh- phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ

đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán đ-ợc sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong

hệ thống cung cấp điện nh- : máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo

vệ tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung l-ợng bù công suất phản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố nh- : công suất, số l-ợng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và ph-ơng thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nh-ng rất quan trọng Bởi vì nếu phụ tải tính toán xác định đ-ợc nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến sự cố cháy nổ, rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn thực tế nhiều thì các thiết bị điện đ-ợc chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, do đó gây lãng phí

Do tính chất quan trọng nh- vậy nên từ tr-ớc tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều ph-ơng pháp tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh- đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn ch-a có ph-ơng pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những ph-ơng pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao đ-ợc độ chính xác, kể đến ảnh h-ởng của nhiều yếu tố thì ph-ơng pháp tính lại phức tạp

Sau đây là một số ph-ơng pháp tính toán phụ tải th-ờng dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện:

- Ph-ơng pháp tính theo hệ số nhu cầu

- Ph-ơng pháp tính theo công suất trung bình

- Ph-ơng pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

- Ph-ơng pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất

Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai

đoạn thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn ph-ơng pháp tính toán phụ tải điện thích hợp

1.1 xác định phụ tảI tính toán của phân x-ởng sửa chữa cơ khí

Phân x-ởng sửa chữa cơ khí là phân x-ởng số 6 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy Phân x-ởng có diện tích bố trí 1200 m2 Trong phân x-ởng có 98 thiết

bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất lớn nhất là

30 kW( lò điện ), song cũng có những thiết bị có công suất rất nhỏ Phần lớncác thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, chỉ có máy biến áp hàn là có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại Những đặc điểm này cần đ-ợc quan tâm khi phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính toán và lựa chọn ph-ơng án thiết kế cung cấp điện cho phân x-ởng

1.1.1 Phân nhóm phụ tải của phân x-ởng Sửa chữa cơ khí

Trong một phân x-ởng th-ờng có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán đựoc chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm cần tuân theo các nguyên tắc sau:

- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài

đ-ờng dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm đ-ợc vốn đầu t- và tổn thất trên các

đ-ờng dây hạ áp trong phân x-ởng

- Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau

để việc xác định phụ tải tính toán đ-ợc chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn ph-ơng thức cung cấp điện cho nhóm

-Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân x-ởng và toàn nhà máy.Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực th-ờng (812) Tuy nhiên th-ờng rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên,

do vậy ng-ời thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn ph-ơng án thoả hiệp một cách tốt nhất có thể

Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân x-ởng có thể chia các thiết bị trong phân x-ởng Sửa chữa cơ khí thành 6 nhóm Kết quả phân nhóm phụ tải điện đ-ợc trình bày trong bảng 1.1

B¶ng 1.2 - B¶ng ph©n nhãm phô t¶i ®iÖn

1.1.2 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải

1 Tính toán cho nhóm 1: Số liệu phụ tải của nhóm 1 cho trong bảng 1.3 Bảng 1.3 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm I

P ĐM (kW)

TT Tên thiết bị L-ợng Số Ký hiệu trên mặt bằng 1 máy Toàn bộ I ĐM

(A) Nhóm I

14

* 2

1

1 1

n i ddi P

P P

P

Tra bảng PL1.5 [1] tìm n hq*= f(n* , P*)

ta đ-ợc n hq* =0.67

59 23



tt P

kVA

max) max

max max

* (

*

)

* (

74 59 38 0

* 3

32 39 3

dd sd tt dt dd

kd

dd sd tt dt kd

dn

tt tt

I k I k I

k

I k I k I

I

A U

lớn nhất trong nhóm

kkđ- hệ số khởi động , lấy kkđ = 5

kđt- hệ số đồng thời , lấy kđt =0.8

2 Tính toán cho nhóm 2: Số liệu phụ tải của nhóm 2 cho trong bảng 1.4

Bảng 1.4 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm II

P* = 0 86

9 111

2 96 9

111

18 2 25 18 7 28

1

1 1

n i ddi P

P P

05 31



tt P

kVA

max) max

max max

* (

*

)

* (

63 78 38 0

* 3

75 51 3

dd sd tt dt dd

kd

dd sd tt dt kd

dn

tt tt

I k I k I

k

I k I k I

I

A U

3 TÝnh to¸n cho nhãm 3: Sè liÖu phô t¶i cña nhãm 3 cho trong b¶ng 1.5

B¶ng 1.5 - Danh s¸ch thiÕt bÞ thuéc nhãm III

dd

0 3 8 2 8 2 6 5

1

1 1

n i ddi P

P P

78 7



tt P

kVA

max) max

max max

* (

*

)

* (

71 19 38 0

* 3

98 12 3

dd sd tt dt dd

kd

dd sd tt dt kd

dn

tt tt

I k I k I

k

I k I k I

I

A U

4 TÝnh to¸n cho nhãm 4: Sè liÖu phô t¶i cña nhãm 4 cho trong b¶ng 1.6

B¶ng 1.6 - Danh s¸ch thiÕt bÞ thuéc nhãm IV

3 57

10 30 25 30

95

2 2 2 2

64 86



tt P

kVA

max) max

max max

* (

*

)

* (

56 138 38 0

* 3

2 91 3

dd sd tt dt dd

kd

dd sd tt dt kd

dn

tt tt

I k I k I

k

I k I k I

I

A U

5 TÝnh to¸n cho nhãm 5: Sè liÖu phô t¶i cña nhãm 5 cho trong b¶ng 1.7

B¶ng 1.7 - Danh s¸ch thiÕt bÞ thuéc nhãm V

d dm

d dm qd

k S

k P P

* cos

*

* 3

=

*

* 3

= 2

47 12 + 10 + 7 + 2 15 + 7 + 20

77 28

= costt

P

kVA

max) max

max max

* - ( +

*

=

)

* - ( +

=

85 72

= 38 0

* 3

95 47

= 3

=

dd sd tt dt dd

kd

dd sd tt dt kd

dn

tt tt

I k I k I

k

I k I k I

I

A U

15

P

P

Bảng 1.8 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm VI

i pti

25 20



tt P

kVA

max) max

max max

* - (

*

)

* - (

28 51 38 0

* 3

75 33 3

dd sd tt dt dd

kd

dd sd tt dt kd

dn

tt tt

I k I k I

k

I k I k I

I

A U

1.1.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân x-ởng sửa chữa cơ khí

Phụ tải chiếu sáng của phân x-ởng sửa chữa cơ khí đ-ợc xác định theo ph-ơng pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích :

Pcs = p0*F Trong đó :

P0 - suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng [W/m2]

F - Diện tích đ-ợc chiếu sáng [m2]Trong phân x-ởng sửa chữa cơ khí ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng, tra bảng PL1.2[1] ta tìm đ-ợc p0 = 12 W/m2

Phụ tải chiếu sáng phân x-ởng :

Pcs = p0*F = 12*1200 = 14.4 kW

Qcs =Pcs*tg = 0 ( đèn sợi đốt nên cos =0 )

1.1.4 Xác định phụ tải tính toán của toàn phân x-ởng

* Phụ tải tác dụng của phân x-ởng :

kW P

Trong đó : kđt- hệ số đồng thời của toàn phân x-ởng, lấy kđt = 0.8

* Phụ tải phản kháng của phân x-ởng :

kVar Q

86 172 35

223

4 14 46 158 cos

34 339 38 0

* 3

35 223 3

35 223 43

141 ) 4 14 46 158 ( )

S

I

kVA Q

P P

S



Từ các kết quả trên ta có bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán cho phân x-ởng SCCK

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo 13

Bảng 1.9 - Bảng phụ tải điện của phân x-ởng sửa chữa cơ khí

Phụ tải tính toán

Tên nhóm

và thiết bị điện

Số l-ợn g

KH trên mặt bằng

Công suất đặt

P 0 (kW) (A) I đm

Hệ số

sử dụng

k sd

cos

tg

Số thiết

bị hiệu quả

n hq

Hệ

số cực

ThiÕt kÕ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn cho nhµ m¸y s¶n xuÊt m¸y kÐo 14

M¸y khoan h-íng t©m 1 17 1.7 4.3 0.15 0.6/1.33

M¸y mµi ph¼ng 2 18 2*9.0 2*22.79 0.15 0.6/1.33

Céng nhãm II 15 111.9 283.36 0.15 0.6/1.33 13 1.85 31.05 41.29 51.75 78.63 Nhãm III

M¸y mµi dao c¾t gät 1 21 2.8 7.09 0.15 0.6/1.33

M¸y phay v¹n n¨ng 1 47 2.8 7.09 0.15 0.6/1.33

ThiÕt kÕ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn cho nhµ m¸y s¶n xuÊt m¸y kÐo 15

M¸y bµo ngang 2 50 2*7.6 2*19.25 0.15 0.6/1.33

1.2 xác định phụ tải tính toán cho các phân x-ởng còn lại

Do các phân x-ởng này chỉ biết công suất đặt và diện tích của các phân x-ởng nên phụ tải tính toán đ-ợc xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

1.2.1 Xác định PTTT cho Ban quản lý và Phòng thiết kế

* 3

39 106 3

39 106 95

61 5

2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

0

* 3

31 1815 3

31 1815 4

1436

1110 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

* Công suất tính toán toàn phần của phân x-ởng :

A 2461.72 38

0

* 3

25 1620 3

25 1620 8

1276 5

.

2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

1.2.4 Xác định PTTT cho phân x-ởng Luyện kim màu.

0

* 3

61 1382 3

61 1382 810

5

1120 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

1.2.5 Xác định PTTT cho phân x-ởng Luyện đen

0

* 3

19 1911 3

19 1911 1125

1545 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

A 58 2792 38

0

* 3

1838 3

1838 2

1285

1314 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

1.2.7 Xác định PTTT cho phân x-ởng Nhiệt luyện

0

* 3

13 3113 3

13 3113 5

1837

2513 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

0

* 3

77 1506 3

77 1506 5

892

1214 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

1.2.9 Xác định PTTT cho Kho vật liệu.

A 87 144 38 0

* 3

35 95 3

35 95 5 31

90 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

Kết quả xác định PTTT của các phân x-ởng đ-ợc trình bày trong bảng 1.10

Bảng 1.10 - Phụ tải tính toán của các phân x-ởng

Bộ phận Nén khí 1700 0.7 0.8 12 1190 24 1214 892.5 1506.77 Kho vật liệu 60 0.7 0.8 10 42 48 90 31.5 95.35

1.2 xác định phụ tải tính toán của nhà máy

1 Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy

69 8130

ttnm

ttnm S P



1.2 xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải

Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm biến áp phân phối, tủ động lực

Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị min : P i l i min

Trong đó Pi, li là công suất tiêu thụ và khoảngcách từ thiết bị thứ i tới tâm

Để xác định tâm phụ tải điện ta dùng công thức :

n

i i i

S

x S x

n

i i i

S

y S y

n

i i i

S

z S z

1

1 0

Trong đó : x0, y0, z0- toạ độ tâm phụ tải

xi,yi,zi- toạ độ phụ tải thứ i

Si là công suất phụ tải thứ i Trong thực tế ng-ời ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0

Chọn tỉ lệ xích 3 kVA/mm2 , từ đó tìm đ-ợc bán kính của biểu đồ phụ tải :

tt

cs cs

P

P

360

(kW) (kW) P tt (kVA) S tt X(mm ) Y(mm) R csBan QL và P T kế 22.5 86.5 106.37 0.5 10 3.36 93.64 P/x cơ khí số 1 30 1110 1815.31 3 15.6 13.88 9.73 P/x cơ khí số 2 37.5 997.5 1620.25 3.8 4 13.11 13.53 P/x luyện kim màu 40.5 1120.5 1382.61 8.8 16.5 12.11 13

P/x luyện kim đen 45 1545 1911.19 8.2 4 14.24 10.49 P/x Sửa chữa cơ khí 14.4 172.86 223.35 13.6 16.2 4.87 30

P/x nhiệt luyện 63 2513 3113.13 18 13.5 18.17 9

Bé phËn NÐn khÝ 24 1214 1506.77 22 11.2 12.64 7.12