Đồ án tốt nghiệp về nhà máy đồng hồ chính xác

- Căn cứ theo qui trình công nghệ sản xuất của nhà máy và đặc điểm của các thiết bị, máy móc trong các phân xưởng ta thấy tỷ lệ phần trăm phụ tải loại II lớn hơn phụ tải loại III, do đó

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY ĐỒNG HỒ CHÍNH XÁC

I Loại ngành nghề, qui mô và năng lực của nhà máy:

1.1: Loại ngành nghề

Ngành Cơ khí đóng vai trò rất quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá

và hiện đại hoá ở nước ta hiện nay Trong đó phải kể đến nhà máy Đồng hồ

chính xác nó có nhiệm vụ sản xuất ra các loại đồng hồ chính xác để phục vụ cho

công tác đo lường cần có độ chính xác cao, đặc biệt đối với điều kiện nước ta

hiện nay, Nhà máy Đồng hồ chính xác đã góp phần rất lớn cho sự nghiệp công

nghiệp hoá, hiện đại hoá

Trong nhà máy Đồng hồ chính xác có nhiều hệ thống máy móc khác nhau

rất đa dạng, phong phú và phức tạp, mỗi loại máy đảm nhiệm những chức năng

khác nhau trong dây truyền sản xuất nhưng chúng lại có liên quan chặt chẽ với

nhau tạo ra một dây truyền sản xuất khép kín Các hệ thống máy móc này có tính

công nghệ cao và hiện đại do đó việc cung cấp điện cho nhà máy Đồng hồ chính

xác phải đảm bảo chất lượng điện năng và đạt được độ tin cậy cao

1.2 Qui mô, năng lực của nhà máy:

a/Giới thiệu về tổng mặt bằng của nhà máy

trong đó bao gồm bộ phận hành chính và ban quản lý, phân xưởng cơ khí, phân

xưởng dập, phân xưởng lắp ráp số 1, phân xưởng lắp ráp số 2, phân xưởng sửa

chữa cơ khí, phòng thí nghiệm trung tâm, phân xưởng chế thử, bộ phận KCS,

kho thành phẩm, trạm bơm và khu nhà xe Các bộ phận và phân xưởng được xây

dựng tương đối liền nhau với tổng công suất dự kiến là 10 MW

-Công suất đặt và diện tích của các phân xưởng được thống kê trong bảng sau:

M2)

CÔNG SUẤT ĐẶT (KW )

4 Phân xưởng lắp ráp số 2 2475 1200

Tính toán chiếu sáng sơ bộ cho các phân xưởng, phương pháp tính này chỉ cần

xác định được công xuất ánh sáng trên một đơn vị

b/ Giới thiệu về tống sản lượng dự kiến SX ra trong một năm

Sản lượng của nhà máy sản xuất ra trong một năm , với giá thành dự tính cho

một sản phẩm = 150.000 đồng

Sản lượng của nhà máy sản xuất ra trong một năm là 500.000 sản phẩm.Với giá

thành cho một sản phẩm =150.000 đồng

c/ Tổng công suất điện dự kiến của nhà máy:10 MW

3-1 Dự kiến về tổng doanh thu hàng năm và mức độ phát triển tương lai

a/ Doanh thu về sản phẩm chính của nhà máy:

Bt =50.000 x 150.000 = 75 tỷ/năm

b/ Doanh thu về sản phẩm phụ của nhà máy:

Doanh thu về sản phẩm phụ của nhà máy theo dự kiến bằng

2/100 x 75 tỷ =1,5 tỷ/ năm

các thiết bị, máy móc tiên tiến cho phù hợp để sản xuất ra nhiều sản phẩm có chất lượng cao hơn phù hợp với sự phát triền của toàn xã hội,dự kiến mức độ phát triển là 5%/năm

Do đó sản phẩm chính tăng:

500.000 x 5% = 25000 cái

Doanh thu tăng 5% năm = 76,5 x 5% = 3,83 tỷ

II Giới thiệu các qui trình công nghệ của nhà máy

2.1 Qui trình công nghệ chi tiết

a/ Bản vẽ tóm tắt qui trình công nghệ :

b/ Chức năng của từng khối trong dây truyền công nghệ của nhà máy:

- Giai đoạn đầu tiên của quá trình công nghệ là giai đoạn tạo phôi, nguyên liệu chủ yếu của nhà máy là kim loại đen như gang thép, ngoài ra còn sử dụng một phần nhỏ kim loại màu như đồng, nhôm

- Kim loại được vào nấu chảy và đúc phôi, phôi được làm sạch bằng đất cát, bằng búa máy chạy bằng khí nén

Phôi sau khi được làm sạch, cắt bỏ các phần thừa, đầu ngót, ba via, được đưa sang cắt gọt kim loại hoặc rèn dập để tiếp tục quá trình tạo phôi Ở quá trình này

có rất nhiều các máy móc công cụ như: tiện, phay, bào gọt, mài, khoan, doa với các cỡ khác nhau Các loại máy móc này có thể làm việc riêng biệt hoặc làm việc trong dây truyền tự động Thông thường phân xưởng gia công cắt gọt là phân xưởng chủ yếu của nhà máy cơ khí chế tạo máy Ở đây các chi tiết máy được hoàn thiện và đưa sang quá trình lắp ráp

- Một số chi tiết máy chịu mài mòn như các loại bánh răng, trục máy, sau công đoạn gia công cắt gọt còn phải qua gia công nhiệt luyện như TÔI, RAM, Ủ Công đoạn này thường dùng các lò tôi, ram, lò cao tần

- Sau khi gia công nhiệt luyện các chi tiết máy được tiến hành gia công chính xác lần cuối Sau đó mang lắp ráp và tiến hành thí nghiệm chạy thử rồi qua

bộ phận KCS kiểm nghiệm chất lượng sản phẩm

- Phân xưởng sửa chữa cơ khí có nhiệm vụ sửa chữa thiết bị cho toàn nhà máy

- Ban quản lý và phòng thiết kế chỉ đạo chung cho toàn nhà máy

c /Mức độ tin cậy cần thiết để đảm bảo cho qui trình vận hành tốt

cấp điện cho toàn nhà máy và các bộ phận quan trọng như: Phân xưởng cơ khí gia công chi tiết, phân xưởng dập, phân xưởng sửa chữa cơ khí phải đảm bảo chất lượng và đạt độ tin cậy cao

- Theo qui trình công nghệ của nhà máy thì việc ngừng cung cấp điện của nhà máy sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và số lượng sản phẩm, gây thiệt hại về kinh

tế Vì vậy theo “Qui phạm trang bị điện” thì nhà máy Đồng hồ chính xác

được xếp vào hộ tiêu thụ loại II

3 Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy

3.1 Các đặc điểm của phụ tải điện

- Phụ tải điện trong nhà máy 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 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 công nghiệp 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 xoay chiều tần số f=50Hz

3.2 Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy

- Căn cứ theo qui trình công nghệ sản xuất của nhà máy và đặc điểm của các thiết bị, máy móc trong các phân xưởng ta thấy tỷ lệ phần trăm phụ tải loại II lớn hơn phụ tải loại III, do đó nhà máy được đánh giá là hộ phụ tải loại II và việc cung cấp điện yêu cầu phải được đảm bảo liên tục

4 Phạm vi đề tài

- Đây là loại 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 :

+ Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng

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

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƯỞNG

VÀ TOÀN NHÀ MÁY

I Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sữa chữa cơ khí

I.1-Phân loại và phân nhóm phụ tải điện trong phân xưởng sữa chữa cơ khí

- Các thiết bị điện 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 và giảm chiều dài dây dẫn hạ áp

+ Công suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênh lệch giữa các nhóm nhằm giảm chủng loại tủ động lực

+ Số lượng thiết bị trong nhóm không nên bố trí quá nhiều vì các tủ động lực được chế tạo thường không quá 8 lộ ra

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

ta chia ra làm 6 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau :

Bộ phận dụng cụ:

+ Nhóm 1 : 12; 12; 13; 13; 13; 17; 17; 10; 8; 20; 29

+ Nhóm 2 : 2; 2; 2; 3; 3; 4; 4; 5; 14

Số lượng

Công suất đặt (kW)

17 Máy doa ngang 16 1 4,5

40 Máy phay vạn năng 47 1 2,8

Tổng công suất phụ tải

động lực toàn phân xưởng

369,55

I.2 - Giới thiệu các phương pháp tính phụ tải tính toán:

a- Khái niệm về phụ tải tính toán :

Phụ tải tính toán là phụ tải không có thực, nó cần thiết cho việc chọn các

trang thiết bị CCĐ trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống CCĐ Trong thực

tế vận hành ở chế độ dài hạn người ta muốn rằng phụ tải thực tế không gây ra

những phát nóng các cho trang thiết bị CCĐ ( dây dẫn, máy biến áp, thiết bị

đóng cắt v.v ), ngoài ra ở các chế độ ngắn hạn thì nó không được gây tác động

cho các thiết bị bảo vệ ( ví dụ ở các chế độ khởi động của các phụ tải thì cầu chì

hoặc các thiết bị bảo vệ khác không được cắt) Như vậy phụ tải tính toán thực

chất là phụ tải giả thiết tương đương với phụ tải thực tế về một vài phương diện

nào đó Trong thực tế thiết kế người ta thường quan tâm đến hai yếu tố cơ bản do

phụ tải gây ra đó là phát nóng và tổn thất và vì vậy tồn tại hai loại phụ tải tính

toán cần phải được xác định: Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng và phụ

tải tính toán theo điều kiện tổn thất

- Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng: Là phụ tải giả thiết lâu dài,

không đổi tương đương với phụ tải thực tế, biến thiên về hiệu quả nhiệt lớn nhất

- Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất: (thường gọi là phụ tải đỉnh nhọn)

Là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong 1 thời gian ngắn từ 1 đến 2 giây,

chúng chưa gây ra phát nóng cho các trang thiết bị nhưng lại gây ra các tổn thất

và có thể làm nhẩy các bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì Trong thực tế phụ tải đỉnh

nhọn thường xuất hiện khi khởi động các động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị

Công thức tính : Ptt =Km Ptb =Km Ksd Pđm (2 –1)

Pđmi: Công suất định mức của phụ tải

Kmax: Hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình hoá T= 30 phút

Ksd :Hệ số sử dụng công suất của phụ tải

Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho một nhóm phụ tải, cho các tủ động lực trong toàn bộ phân xưởng Nó cho một kết quả khá chính xác nhưng đòi hỏi một lượng thông tin khá đầy đủ về các phụ tải như: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải, số lượng thiết bị trong nhóm (Ksdi, Pđmi, Cosϕ …)

2/ Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ

3) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dạng:

Theo phương pháp này:

tải

Phương pháp này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh cái tủ phân phối phân xưởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xưởng Phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó yêu cầu có đồ thị của nhóm phụ tải

4) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: theo

phương pháp này thì:

Trong đó:

Knc - Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải

Pđ - Công suất đặt của nhóm phụ tải

Phương pháp này cho kết quả không chính xác lắm, tuy vậy lại đơn giản và có thể nhanh chóng cho kết quả cho nên nó thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho các phân xưởng, cho toàn xí nghiệp khi không có nhiều các thông tin về

các phụ tải hoặc khi tính toán sơ bộ phục vụ cho việc qui hoạch v.v

5) Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất: theo phương pháp này thì:

p0 - Suất phụ tải tính toán cho một đơn vị diện tích sản xuất

Trong đó;

F - Diện tích sản suất có bố trí các thiết bị dùng điện

Phương pháp này thường chi được dùng để ước tính phụ tải điện vì nó cho kết quả không chính xác Tuy vậy nó vẫn có thể được dùng cho một số phụ tải đặc biệt mà chi tiêu tiêu thụ điện phụ thuộc vào diện tich hoặc có sự phân bố phụ tải khá đồng đều trên diện tích sản suất

Ptt = KM Ptb (2-8)

a0 - [kWh/1đv] suất chi phí điện cho một đơn vị sản phẩm

M - Tổng sản phẩm sản xuất ra trong khoảng thời gian khảo sát T (1 ca; 1 năm)

Ptb - Phụ tải trung bình của xí nghiệp

KM - Hệ số cực đại công suất tác dụng

Phương pháp này thường chỉ được sử dụng để ước tính, sơ bộ xác định phụ tải trong công tác qui hoạch hoặc dùng để qui hoạch nguồn cho xí nghiệp

7) Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị:

Theo phương pháp này thì 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 thường và được tính theo công thức sau:

Iđn = Ikđ (max) + (Itt - ksd Iđm (max)) (2-9)

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

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

I.3 Tính phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị của phân xưởng sửa chữa

cơ khí:

a/ Giới thiệu phương pháp sử dụng:

Với phân xưởng sửa chữa cơ khí theo các đề thiết kế giáo học thường cho các thông tin khá chi tiết về phụ tải và vì vậy để có kết quả chính xác nêu chọn phương pháp tinh toán là: “Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ cực đại” Dưới đây là nội dung cơ bản của phương pháp này:

Pđm - Công suất định mức của phụ tải (tổng công suất định mức của nhóm phụ tải)

Ksd - Hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải (hệ số sử dụng chung của nhóm phụ tải có thể được xác định từ hệ số sử dụng của từng thiêts bị đơn lẻ trong nhóm)

KM - Hệ số cực đại công suất tác dụng của nhóm thiết bị (hệ số này sẽ được xác định theo số thiết bị điện hiệu quả và hệ số sử dụng của nhóm máy)

Như vậy để xác định phụ tải tính toán theo phương pháp này chúng ta cần phải xác định được hai hệ số Ksd và KM

Hệ số sử dụng: theo định nghĩa là tỷ số giữa công suất trung bình và công suất định mức Trong khi thiết kế thông thường hệ số sử dụng của từng thiết bị được tra trong các bảng của sổ tay và vì vậy chúng ta có thể xác định được hệ số sử dụng chung của toàn nhóm theo công thức sau:

n i

sdi dmi dm

tb sd

p

k p P

P K

pđmi - công suất định mức của phụ tải thứ i trong nhóm thiết bị

ksdi - hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải thứ i trong nhóm

n - tổng số thiết bị trong nhóm

Ksd - hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm máy

Cùng một khái niệm tương tự chúng ta có thể cũng xác định được hệ số sử

dụng đối với công suất phản kháng Tuy nhiên ít có các tài liệu để tra được hệ số

sử công suất phản kháng, nên ở đây không đề cập đến công thức tính toán

Hệ số cực đại KM:là một thông số phụ thuộc chế độ làm việc của phụ tải và số thiết bị dùng điện có hiệu quả của nhóm máy, Trong thiết kế hệ số này được tra trong bảng theo Ksd và nhq của nhóm máy

Số thiết bị dùng điện hiệu quả: “là số thiết bị giả thiết có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra một phụ tải tính toán bằng phụ tải tính toán của nhóm

=

n i dmi

p

1

2

) (

Các trường hợp riêng để xác định nhanh nhq:

min max ≤

Trong đó: pdm max - công suất định mức của thiết bị lớn nhất trong nhóm

pdm min - công suất định mức của thiết bị nhỏ nhất trong nhóm

Ksd - hệ số sử dụng công suất trung bình của nhóm máy

Trường hợp 2: Khi trong nhóm có n1 thiết bị có tổng công suất định mức nhỏ hơn hoặc bằng 5% tổng công suất định mức của toàn nhóm

i dmi S S

1 1

% 5

1

thì Trường hợp 3: Khi m > 3 và Ksd ≥ 0,2

(2-13)

Chú ý: nếu khi tính ra nhq > n thì lấy

Trường hợp 4: Khi không có khả năng sử dụng các cách đơn giản để ϕtính nhanh nhq thì có thể sử dụng các đường cong hoặc bảng tra Thông thường các đường cong và bảng tra được xây dựng quan hệ giữa n*

hq (số thiết bị hiệu quả tương đối) với các đại lượng n* và P* Và khi đã tìm được n*

2

dm

n i dmi hq

n1 - số thiết bị có công suất lớn hơn một nửa công suất của thiết bị

có công suất lớn nhất trong nhóm máy

Pđm1 - tổng công suất định mức của n1 thiết bị

Pđm - tổng công suất định mức của n thiết bị (tức của toàn bộ nhóm)

b) Tính phụ tải tính toán cho nhóm i:

Tính cho nhóm 1: n =10

Tổng công suất: Pđm= 58,2 KW

Công suất của thiết bị có công suất lớn nhất: Pđm max = 9KW

Công suất của thiết bị có công suất nhỏ nhất: Pđm min = 1,7KW

2

dm

n i dmi hq

i pdmi= 1,84 0,2 58,2 = 21,418 kW

Q = P tgφ = 21,418 1,33 = 28,485 kVAR

c- Tính phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại (2-3-4-5-6)

Bằng phương pháp và cách tính giống như với nhóm I ta được các kết quả ghi trong bảng 2-3

tb

P

Cos P

tb

P

P K

1-4/ Tính phụ tải tính toán cho toàn bộ phân xưởng sửa chữa cơ khí

a/ Phụ tải tính toán động lực của toàn phân xưởng

Ta có :

Trong đó : Pttdl : là công suất tác dụng tính toán động lực của phân xưởng kđt:

Là hệ số đồng thời đạt giá trị max công suất tác dụng ( thông thường Kđt = 0,85 –1) ta chọn Kđt

Pttnhi : Là công suất tác dụng tính toán nhóm thứ i

P

1

.

Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích theo công thức sau :

Pcs =P0.F (1-15)

Pcspx =∑Pcsi i Trong đó :Pcs: Là công suất chiếu sáng (KW)

P0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m2)

F : Diện tích cần được chiếu sáng (m2)

Pcsi (KW) Công suất chiếu sáng của bộ phận thứ i trong phân xưởng

k :Số bộ phận giả thiết có yêu cầu mức độ chiếu sáng khác nhau trong phân xưởng

Tra bảng phụ lục 1-7 (Hệ thống cung cấp điện) với phân xưởng cơ khí có: Po (W/ m 2 ) =13-16 ta chọn Po =16

Diện tích phân xưởng cơ khí theo bảng 1-1: F =1321 m2

2-182-19

(2-16)

U

S I

dm

ttpx ttpx

3

2 2

ttpx ttpx

ttpx

n

nhi tt dt

ttpx

csi i nhi tt dt

Kđt ,Kdtr hệ số đồng thời công suất tác dụng và công suất phản kháng = 0,85

m :số nhóm thiết bị động lực trong phân xưởng

K số khu vực chiếu sáng khác nhau trong phân xưởng, thay các số liệu đã có vào công thức ta có:

Pttpx=0,85 151,626 + 21,136 =150,02 KW

Qttpx=0,85 (28,485 + 30,07 +29,34 + 75,88 +43,59 + 33,192) = 240,557 KVAR

Sttpx = 150,022+240,5572 = 283,48 KVA

48 , 283

02 ,

150 =

Ittpx= 430 , 7A

38 , 0 73 , 1

48 ,

Ittn là dòng điện tính toán của nhóm máy

Iđmmaxlà dòng điện định mức của thiết bị đang khởi động

kmm : là hệ số mở máy của động cơ (kmm=5÷7)

Tính toán cho nhóm máy 1 : Trong nhóm có máy Bào ngang có công suất lớn nhất là 9 kw - cosϕ = 0,6

Ta có I đmmax = 35,45A (kết quả bảng 2-3)

Lấy kmm = 6 => Ikđmmax = kmm Iđmmax =6 35,45 = 212,7A

Ta có I đmmax = 65,1A (kết quả bảng 2-3)

Lấy kmm = 6 => Ikđmmax = kmm Iđmmax =6 65,1 = 390,6A

Xác định theo công thức : Iđnpx =( Ikđmax + Ittpx-Ksd Ikđmax)

Ta có : Iđmmax= 65,1 A(Kết quả bảng 2-3)

Ikđmax= 390,6A (tính toán trên)

của chúng theo các phương pháp tính gần đúng Trong phần này ta chọn phương pháp tính là: (xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu)

b/Giới thiệu phương pháp hệ số nhu cầu

Theo phương pháp này thì phụ tải tính toán của nhóm hộ tiêu thụ được xác định bằng biểu thức sau:

Công thức tính toán : Ptt=knc PΣđmi (2-24)

Qtt=Ptt tgϕ (2-25)

dm

ttpx ttpx

U

S I

3

=

Trong đó: PΣđm là tổng suất đặt của phân xưởng

knc là hệ số nhu cầu của phân xưởng

tgϕ tương ứng với cosϕ đặc trưng riêng của các hộ phụ tải, thông số này có thể tra trong các tài liệu chuyên môn

2-2 Tính toán phụ tải động lực và chiếu sáng cho các phân xưởng

a- Tính toán chi tiết phụ tải cho phân xưởng rèn:

- Phụ tải động lực của phân xưởng rèn

Theo phụ lục 1-3 (hệ thống cung cấp điện)ta có:

P Q P

(2-27)

P0 là suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích

F là diện tích cần được chiếu sáng

- Theo bảng 1-1 chương 1 ta có : FCK = 2250 m2

Ö Pcspx=16 2250 = 36000 W = 36 KW

b- Tính chi tiết cho các phân xưởng còn lại:

-Bằng cách tính tương tự như phân xưởng rèn ta tính được phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác còn lại trong nhà máy Kết quả tính toán được ghi trong bảng 2-4

cos

ϕ

Po w/

m 2

F (m 2 )

S tt Kva

3 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy:

3.1 Phụ tải tính toán của nhà máy theo kết quả tính từ phụ tải

Công thức tính toán:

2 2

tt tt ttnm

ttpxi dt

ttnm

cspxi ttpxi

dt ttnm

Q P S

Q k Q

P P

K P

746 , 3224 cos

) ( 5 , 4619 72

, 3307 746

, 3224

var) ( 71 , 3307 42

, 3891 85 , 0

) ( 746 , 3224 786

, 336 6 , 397 85 , 0

2 2

=

=

⇒

= +

=

=

=

= +

=

nm TTnm TTnm TTnm

Kva K

Trong đó : S (t) là phụ tải tính toán của nhà máy sau t năm dự kiến;KVA

Sttnm Công suất tính toán hiện tại; KVA

αlà hệ số tăng trưởng hàng năm lớn nhất (α1= 0,0595 – 0,0685) trong trường hợp này ta lấy α1 = 0,068 (Hệ số tăng trưởng tra theo bảng 4-7 sách tra cứu CCĐ trg 262)

Thay số vào công thức tính toán ta được

(2-28) (2-29) (2-30)

4619,5

3 0,38

S(10) = 4619,5 (1 + 0,068 10) = 7760,76 KVA

4 Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và nhà máy:

a- ý nghĩa của biểu đồ phụ tải trong thiết kế cung cấp điện:

Biểu đồ phụ tải là một cách biểu diễn về độ lớn của phụ tải trên mặt bằng nhà máy, nó cho biết sự phân bố của phụ tải trên mặt bằng Điều này cho phép người thiết kế chọn được vị trí đặt các trạm biến áp, trạm phân phối Khi biết rõ sự phân bố của phụ tải trên mặt bằng còn giúp cho người thiết kế chọn được kiểu sơ đồ CCĐ thích hợp nhằm giảm được tổn thất và đạt được các chỉ tiêu kinh tế cao Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo tỷ lệ lựa chọn

b- Tính bán kính vòng tròn phụ tải cho các phân xưởng :

Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải được đặt tại trọng tâm của phụ tải phân xưỏng , tính gần đúng ta có thể coi như phụ tải của phân xưởng được phân bố đồng đều theo diện tích phân xưởng Vì vậy trọng tâm của phụ tải phân xưởng được xem như tâm hình học của phân xưởng

- Vòng tròn phụ tải được chia làm 2 phần : Phần phụ tải động lực là phần hình quạt được gạch chéo, phần còn lại không gạch chéo là phần phụ tải chiếu sáng

- Bán kính vòng tròn phụ tải có thể được xác định theo công thức:

m

S

R TTPXi pxi= Π (mm) ( 2-34 ) Trong đó :

+ Rpxi : Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i , mm +STTPX: Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i , Kva

+ m : Hệ số tỉ lệ lựa chọn Kva/mm2

- Góc của phụ tải chiếu sáng trên biểu đồ :

p

TT

cs cs

360

=

α (1-35) Trong đó: αcs : góc của phụ tải chiếu sáng phân xưởng

Pcs Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng

Ptt Phụ tải tính toán của phân xưởng

Kết quả tính toán cho các phân xưởng được ghi trong bảng 2-5

• Vòng tròn phụ tải :

Phụ tải chiếu sáng

Phụ tải động lực

48,53 Công suất tính toán của phân xưởng ; KVA

4-2 Xác định trọng tâm phụ tải của toàn nhà máy:

a- ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế cung cấp điện:

Trọng tâm phụ tải csủa nhà máy là một số liệu quan trọng cho người thiết kế tìm được vị trí đặt các trạm bến áp , trạm phân phối nhằm giảm tối đa tổn thất năng lượng, ngoài ra trọng tâm phụ tải còn có thể giúp cho nhà máy trong việc qui hoạch và phát triển sản xuất trong tương lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điện hợp lý tránh lãng phí và đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật mong muốn

b- Tính toạ độ trọng tâm phụ tải của nhà máy:

Tâm qui ước của phụ tải nhà máy được xác định bởi một điểm M có toạ

độ được xác định : M0(x0,y0) theo hệ trục toạ độ xoy

m

i ttpxi

s

y s y

s

x

s x

1

1 0 1

1

.

Trong đó : Sttpxi là phụ tải tính toán của phân xưởng i

xi,yi là toạ độ của phân xưởng i theo hệ trục đã chọn ở mục 4-1

m là số phân xưởng có phụ tải điện trong nhà máy

Lấy kết quả công suất tính toán của các phân xưởng trong bảng 2-5 và các xi, yi trên biểu đồ phụ tải thay vào công thức trên ta có được:

3 , 7 9

, 5609

7 , 2 53 , 48 1 , 5 26 , 254 7 , 8 59 , 93 7 , 2 47 , 131 6 , 5 43 , 546 1 , 4 57

,

188

9 , 5609

9 , 5 8 , 246 9 , 5 75 , 857 3 , 9 4 , 662 8 1 , 1329 9 1260

0

= +

+ +

+ +

+

+ +

+ +

, 5609

6 , 3 53 , 48 8 , 5 26 , 254 1 , 6 59 , 93 2 , 1 47 , 131 9 , 1 43 , 546

8 , 0 8 , 246 9 , 3 75 , 857 3 4 , 662 7 , 1 1 , 1329 8

+ +

+ +

+

+ +

+ +

1

=

∑m sttpxi

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY ĐỒNG HỒ CHÍNH XÁC

1 LỰA CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI TỪ TRẠM KHU VỰC VỀ NHÀ MÁY

1.1 Các công thức kinh nghiệm:

Một trong những công việc lúc thiết kế hệ thống cung cấp điện là lựa chọn đúng được điện áp của đường dây truyền tải điện từ trạm khu vực về nhà máy, vấn đề này cũng rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến tính kỹ thuật và tính kinh

tế của hệ thống cung cấp điện

Trong tính toán điện áp truyền tải thông thông thường người ta thường sử dụng một số công thức kinh nghiệm để tìm điện áp tải điện như sau:

P l

17 l P

Trong đó :

+U : Điện áp truyền tải tính bằng kV

+ l : Khoảng cách truyền tải (Km)

+P : Công suất tryền tải tính bằng 1000 kW

1.2 Xác định điện áp truyền tải điện về nhà máy

Kinh nghiệm vận hành cho thấy phụ tải điện của nhà máy, xí nghiệp sẽ tăng lên không ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng và thay thế hoặc lắp đặt thêm các thiết bị sử dụng điện Vì vậy khi chọn điện áp tải điện ta cũng phải tính đến sự phát triển trong tương lai của nhà máy.Nhưng vì không có thông tin chính xác về sự phát triển của phụ tải điện của nhà máy cho nên ta xét

sơ bộ theo hệ số tăng trưởng hàng năm lớn nhất trong 10 năm tới theo công thức ở mục 3-1 chương II và đã có được S(t) là công suất của năm dự kiến là:

Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống về nhà máy là điện áp Uđm=35

KV

2 Vạch các phương án cung cấp điện cho nhà máy

2-1 Phân loại và đánh giá các hộ tiêu thụ điện trong nhà máy

a/ Nguyên tắc chung: Các hộ dùng điện trong nhà máy cần phải được phân

loại theo mức độ tin cậy cung cấp điện, điều này có một ý nghĩa quan trọng cho việc chọn sơ đồ và phương án CCĐ nhằm đạt được chất lượng điện năng cung cấp theo yêu cầu của các phụ tải việc phân loại thông thường đánh giá từ các phụ tải, nhóm phụ tải, phân xưởng và toàn bộ nhà máy được căn cứ vào tính chất công việc, vai trò của chúng trong dây truyền công nghệ chính của nhà máy, vào mức độ thiệt hại kinh tế khi chúng không được cung cấp điện, loại mức độ nguy hiểm có đe doạ đến tai nạn lao động khi ngừng cung cấp điện Sau đây ta sẽ tiến hành phân loại phụ tải của nhà máy đồng hồ chính xác theo nguyên tắc trên bắt đầu từ dây truyền công nghệ

b/ Phân loại các hộ dùng điện trong nhà máy:

- Trong nhà máy đồng hồ chính xác có :

Các bộ phận nhiệt luyện gia công cắt gọt, dập, đúc, lắp ráp là những khâu quan trọng trong dây truyền sản xuất của nhà máy Nếu như bị ngừng cấp điện thì sẽ dẫn đến thiệt hại về kinh tế do ngừng trệ sản xuất, hư hỏng sản phẩm, lãng phí lao động…do đó các bộ phận và phân xưởng này được xếp vào hộ phụ tải loại

II

Các bộ phận còn lại như phân xưởng cơ khí, bộ phận hành chính, ban quản lý, phòng thí nghiệm là khâu phụ trong dây truyền sản xuất vì vậy cho phép tạm ngừng cấp điện trong thời gian sửa chữa thay thế các phần tử bị sự cố nhưng không quá một ngày đêm và các phân xưởng này được xếp vào hộ phụ tải loại III

- Kết luận chung : qua việc phân tích đánh giá trên ta thấy trong nhà máy có trên 50% số hộ tiêu thụ là hộ tiêu thụ loại II còn lại xếp vào hộ loại III Như vậy nhà máy sản xuất máy kéo được xếp vào hộ phụ tải loại II

2-2 Giới thiệu các kiểu sơ đồ cung cấp điện phù hợp với điện áp truyền tải

đã chọn ở trên

a/ Kiểu sơ đồ có trạm biến áp trung tâm phân phối:

Trong hình vẽ 3-1 sơ đồ a dùng cho xí nghiệp loại vừa và nhỏ ở gần hệ thống, trong xí nghiệp chỉ có một trạm phân phối trung tâm cung cấp điện áp(6-22KV) đến các trạm biến áp phân xưởng, trường hợp ít quan trọng có thể chỉ được cung cấp bằng đường dây một lộ

Sơ đồ b là sơ đồ dẫn sâu dùng cho xí nghiệp không có trạm phân phối trung tâm.(áp dụng cho mục b)

Với loại sơ đồ này thì điện lấy từ hệ thống vào trạm biến áp trung tâm đặt ở trọng tâm ( hoặc gần trọng tâm) của nhà máy và được biến đổi xuống cấp điện áp nhỏ hơn là 10kv hoặc 6kv để tiếp tục đưa đến các trạm biến áp phân xưởng

- Loại sơ đồ này thường được áp dụng trong các trường hợp nhà máy có các phân xưởng đặt tương đối gần nhau và công suất không lớn

+ Ưu điểm của sơ đồ:

Có độ tin cậy cấp điện khá cao

Chi phí cho các thiết bị không lớn lắm

Vận hành dễ dàng

HV 3.1

Số lượng của thiết bị sẽ nhiều do lắp đặt trạm biến áp trung tâm

Sơ đồ nối dây phức tạp hơn

b/ Kiểu sơ đồ không có trạm phân phối trung tâm:

Với loại sơ đồ này thì điện được lấy từ hệ thống về đến tận trạm biến áp phân xưởng sau đó sẽ hạ cấp xuống 0,4 kV để dùng trong các phân xưởng

- Loại sơ đồ này áp dụng cho các nhà máy có các phân xưởng có công suất tương đối lớn và được bố trí trên diện tích khá rộng

Giảm được tổn thất ΔP, ΔA, ΔU

Nâng cao năng lực truyền tải của lưới

Độ tin cậy cung cấp điện không cao muốn năng độ tin cậy cung cấp điện thì phải tốn kém nhiều kinh phí

Tốn nhiều diện tích xây dựng và chi phí cho thiết bị lớn

2-3 Sơ bộ phân tích và chọn kiểu sơ đồ phù hợp

- Vì nhà máy đồng hồ chính xác là hộ phụ tải loại II và có khoảng cách giữa các phân xưởng trong nhà máy tương đối ở gần nhau, công suất của các phân xưởng không lớn, cấp điện áp yêu cầu cũng không có gì đặc biệt mà chỉ là cấp điện áp 0,4 kV, cho nên theo ưu điểm và phạm vi sử dụng của các loại sơ đồ đã nêu ở mục( 2-1 ) ta dùng kiểu sơ đồ có trạm nguồn là trạm biến áp trung tâm có cấp điện áp 35/10 kV để cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng là hợp lý

a/ Chọn vị trí trạm biến áp trung tâm của nhà máy và các trạm biến áp của các phân xưởng :

- Căn cứ vào địa hình và việc bố trí các công trình khác cụ thể trong nhà máy

để ta tiến hành chọn vị trí của các trạm biến áp sao cho thuận tiện trong việc thi công, lắp đặt, vận hành an toàn và các yếu tố khác về kinh tế khi đặt trạm biến

áp, nói chung vị trí của các trạm biến áp phải thoả mãn được các yêu cầu, nguyên tắc sau đây:

+ Tính an toàn và liên tục cung cấp điện cho phụ tải

+ Gần trung tâm của phụ tải và thuận tiện cho nguồn cấp đi tới

+ Thao tác, vận hành và quản lý dễ dàng

+ Thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên

+ Phòng chống cháy, nổ, bụi bặm và hoá chất ăn mòn

+ Tiết kiệm được vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ

* Vị trí của trạm biến áp trung tâm:

+ Theo các yêu cầu, nguyên tắc trên ta chọn vị trí trạm biến áp trung tâm nhà máy có toạ độ Mo(7,3 ; 2,3,)

* Vị trí của trạm biến áp phân xưởng :

+ Để tránh việc làm cản trở tới quá trình sản xuất bên trong các phân xưởng; việc phòng cháy, nổ dễ dàng, thuận lợi ; tiết kiệm về xây dựng, ít ảnh hưởng tới các công trình khác và việc làm mát tự nhiên được tốt hơn ta chọn vị trí trạm biến áp ở ngoài và liền kề các phân xưởng

3/ Các phương án về số lượng, dung lượng các trạm biến áp

3-1 Các chỉ dẫn chung :

- Số lượng trạm biến áp trong nhà máy tuỳ thuộc vào mức độ tập trung hay phân tán của phụ tải trong nhà máy, phụ thuộc vào tính chất quan trọng của phụ tải về mặt liên tục cấp điện, số lượng trạm có liên quan chặt chẽ tới phương án cung cấp điện trong nhà máy

- Dung lượng của trạm biến áp và số máy biến áp trong trạm biến áp : Trong thực tế có nhiều phương án để xác định dung lượng và số lượng máy biến áp trong trạm biến áp song người ta vẫn phải dựa vào những nguyên tắc chính sau

để quyết định dung lượng và số máy trong trạm:

+ Dung lượng của máy biến áp trong một nhà máy nên dùng ít chủng loại để giảm số lượng và dung lượng máy biến áp dự phòng

+ Sơ đồ nối dây của trạm nên đơn giản, đồng nhất và có chú ý tới sự phát triển của phụ tải sau này

+ Trạm biến áp cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại I hay loại II nên dùng 2 máy biến áp, các hộ loại 3 có thể chỉ cần dùng một máy biến áp là được

- Thông thường công suất định mức của máy biến áp được chế tạo ứng với nhiệt độ môi trường nhất định do nước sản xuất ghi trên lý lịch máy, vì thế khi

sử dụng máy biến áp sản xuất ở nước ngoài có nhiệt độ môi trường khác với Việt Nam thì ta phải tiến hành hiệu chỉnh công suất định mức của MBA

+ Công thức hiệu chỉnh ( 5-3) trang 67 sách " giáo trình cung cấp điện I "

chỉnh;KVA

Sđm là công suất định mức của MBA ghi trên nhãn máy;KVA

θmax là nhiệt độ cực đại của môi trường đặt máy ; oC

θtb là nhiệt độ trung bình của môi trường đặt máy ; oC

+ Theo khí hậu miền bắc Việt Nam lấy θtb = 240C ; θmax= 420C và như vậy thay vào công thức trên ta có được công suất định mức sau khi hiệu chỉnh đối với máy của Liên Xô sản xuất là:

S dmB S dmB 0 , 75S dm

100

5 24 1 100

35 42 1

Trong đó : SđmB là công suất định mức của máy biến áp ; KVA

Stt là công suất tính toán của phụ tải ; KVA

Ssc là công suất mà trạm cần truyền tải đến phụ tải khi có sự cố 1 máy

kqtsc là hệ số quá tải sự cố ( lấy kqtsc=1,4)

a/ Chọn MBA cho trạm Biến áp trung tâm của nhà máy

100

35

1 max

dmB dmB S

(3-5)

(3-6)

- Nhà máy được xếp vào hộ loại II với phụ tải tính toán của nhà máy có kể đến

sự phát triển trong 10 năm tới là Sttnm (10) = 7760,76 KVA Vì vậy trạm biến

áp trung tâm được đặt 2 máy biến áp và chọn theo công thức (3-8):

2SđmBAtt ≥ 7760,76 => SđmBAtt=7760,76/ 2 = 3880,38 KVA

+ Xét trường hợp sự cố một máy biến áp, máy còn lại có khả năng chạy quá tải trong thời gian 1-2 ngày để sửa chữa, đồng thời cắt bớt các phụ tải không quan trọng Trong trường hợp này công suất máy biến áp được xác định theo công thức kinh ngiệm sau:

b/ Chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng:

- Các máy biến áp của trạm biến áp phân xưởng cũng được chọn giống như MBA của trạm BATT theo các công thức (3-7) và (3-8) máy biến áp chọn loại máy do các hãng ở trong nước sản xuất và không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ ( Hệ số hiệu chỉnh =1)

3-2 Vạch phương án cung cấp điện cho nhà máy và các phân xưởng

a/ Các phương án :

y

Phương án I