ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
"Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp"
Giáo viên hướng dẫn: T.S PHẠM MẠNH HẢI
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Chung - D7DCN2
Đại Học Điện Lực, Tp. HN
Tháng 1 năm 2015
SVTH: Nguyễn Ngọc Chung-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Đồ án Cung Cấp Điện 2
Mục lục
1
SVTH: Nguyễn Ngọc Chung-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Đồ án Cung Cấp Điện 2
Lời nói đầu
Công nghiệp đóng một vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện
đại hóa đất nước. Điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong
các ngành kinh tế quốc dân.
Nhu cầu điện ngày càng tăng. Vì vậy, việc nâng cao chất lượng điện, an toàn trong
việc sử dụng và trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ
cho nhu cầu thiết yếu củaconngườitrongsinhhoạt và sản xuất, cung cấp điện năng
cho cá khu vực kinh tế trọng điểm, các khu chế xuất, các xí nghiệp nhà máy là rất
cần thiết. Do đó, việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện cho một ngành nghề cụ
thể cần đem lại hiệu quả thực tiễn cao, đáp ứng nhu cầu hiện tại và tương lai. Trong
số đó “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp” là
một đề tài có tính thiết thực cao. Nếu giải quyết được vấn đề này sẽ góp phần không
nhỏ trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước.
Đồ án môn học “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ
khí” giúp cho các sinh viên nghành hệ thống điện làm quen với các hệ thống cung
cấp điện. Công việc làm đồ án giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức đã học để
nghiên cứu thực hiện một nhiệm vụ tương đối toàn diện về lĩnh vực sản xuất, truyền
tải và phân phối điện năng.
Với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy TS.Phạm Mạnh Hải cùng các thầy cô trong trường
= 0,0025 kW/kVAr.Giá
điện trung bình g = 1400 đ/kWh. Điện áp phân phối lưới 22kV.
Thời gian sử dụng công suất cực đại T
max
= 4000h. Chiều cao phân xưởng h = 4,2m.
Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L = 200m.
Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện.
5
SVTH: Nguyễn Ngọc Chung-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Bảng 1: Số liệu các thiết bị trong xưởng sản xuất.
Số hiệu Tên thiết bị Hệ số k
sd
cos ϕ Công suất đặt P(kW)
trên sơ đồ theo các phương án
1; 2; 3; 19; Máy tiện ngang 0,35 0,67 12; 17; 22; 18;
20; 26; 27 bán tự động 18; 18,5; 18,5
4; 5; 7; 8; 24 Máy tiện xoay 0.32 0,68 1,5; 3; 7,5; 12; 10
6 Máy tiện xoay 0,3 0,65 8,5
11 Máy khoan đứng 0,26 0,56 3
9; 10; 12 Máy khoan đứng 0,37 0,66 5,5; 8,5; 6,3
13 Máy khoan định tâm 0,3 0,58 3
14; 15; 16; 17 Máy tiện bán tự động 0,41 0,63 2,8; 4; 5,5; 7,5
18 Máy mài nhọn 0,45 0,67 3
21; 22; 23 Máy tiện rèn 0,47 0,7 2,8; 2,8; 2,8;
28; 29; 30; 31 Máy tiện rèn 0,47 0,7 5,5; 4,5; 8,5; 10
25; 32; 33 Máy doa 0,45 0,63 4; 5,5; 7,5
34 Máy hàn hồ quang 0,53 0,9 40
35 Máy biến áp hàn ε =0,4 0,45 0,58 35
36 Máy tiện rèn 0,4 0,6 18
37 Máy hàn xung 0,32 0,55 20
các thiết bị
• Sơ đồ nguyên lí của mạng điện có chỉ rõ các mã hiệu và các tham số của thiết
bị được chọn
Đồ án Cung Cấp Điện 8
SVTH: Nguyễn Ngọc Chung-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
• Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng, mặt cắt trạm biến áp
• Sơ đồ nối điện
• Bảng số liệu tính toán mạng điện
Đồ án Cung Cấp Điện 9
SVTH: Nguyễn Ngọc Chung-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Đồ án Cung Cấp Điện 10
Chương 1
Tính toán phụ tải điện
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực
tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện.
Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc
của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định
chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng
Từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính
toán phụ tải điện. Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày
ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện
lợi. Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính
xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì
phương pháp tính lại phức tạp.
Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết
kế hệ thống cung cấp điện:
• Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu và công suất đặt
• Phương pháp tính theo hệ số k
M
và công suất trung bình
).
- b là chiều rộng của phân xưởng (m
2
).
Nên phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa là:
P
cs
=
15.24.36
10
3
= 12,96 (kW)
Ở trong trường hợp này ta dùng đèn sợi đốt để thắp sáng nên cos ϕ = 1 và tanϕ = 0
Q
cs
= 0 (kVAr)
1.2 Tính toán phụ tải động lực
1.2.1 Phân chia nhóm thiết bị
Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác
nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị
điện. Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau:
• Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài
đường dây hạ áp. Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên
đường dây hạ áp trong phân xưởng.
• Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định
phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương
thức cung cấp điện cho nhóm.
• Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ
động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy. Số đầu ra của tủ
động lực không nên quá nhiều để dễ dàng thao tác và sửa chữa.
1 Máy tiện ngang bán tự động 3 0,35 0,67 22
2 Máy tiện xoay 4 0,32 0,68 1,5
3 Máy khoan đứng 9 0,37 0,66 5,5
4 Máy khoan đứng 10 0,37 0,66 8,5
5 Máy khoan đứng 11 0,26 0,56 3
6 Máy tiện bán tự động 16 0,41 0,63 5,5
7 Máy tiện bán tự động 17 0,41 0,63 7,5
8 Máy mài nhọn 18 0,45 0,67 3
9; 10; 11 Máy tiện ren 21; 22; 23 0,47 0,70 2,8; 2,8; 2,8
Tổng 64,9
NHÓM 4
1 Máy tiện ren 28 0,47 0,70 5,5
2 Máy tiện ren 29 0,47 0,70 4,5
3 Máy tiện ren 30 0,47 0,70 8,5
4 Máy tiện ren 36 0,4 0,60 18
5 Máy hàn xung 37 0,32 0,55 20
6 Máy chỉnh lưu hàn 38 0,46 0,62 30
Tổng 86,5
NHÓM 5
1 Máy doa 5 0,32 0,68 3
2 Máy doa 12 0,37 0,66 6,3
3 Máy tiện xoay 24 0,32 0,68 10
4 Máy doa 25 0,45 0,63 4
5 Máy tiện ren 31 0,47 0,70 10
6 Máy doa 32 0,45 0,63 5,5
7 Máy doa 33 0,45 0,63 7,5
8 Máy chỉnh lưu hàn 39 0,46 0,62 20
Tổng 66,3
Đồ án Cung Cấp Điện 13
SVTH: Nguyễn Ngọc Chung-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
(0,35.18,5.2)+(40.0,53)+(22,13.0,45)
99,13
= 0,445
b, Xác định số phụ tải hiệu quả n
hq
n
hq
là số thiết bị hiệu quả của nhóm là số thiết bị sử dụng quy ước có công suất bằng
nhau mà tổng công suất bằng với công suất tính toán.n
hq
được xác định theo số thiết
bị tương đối n
∗
và công suất tương đối p
∗
trong nhóm.
• Gọi P
nmax
là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm.
Ta có :
n
∗
=
n
1
n
p
hq
=
0,95
p
∗2
n
∗
+
(1−p
∗
)
2
1−n
∗
1
Giáo trình Cung cấp điện - Trần Quang Khánh trang 37
Đồ án Cung Cấp Điện 14
SVTH: Nguyễn Ngọc Chung-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Từ đó ta có:
n
hq
= n
∗
hq
.n
Nhìn từ bảng số liệu của nhóm 1 ở bảng 1.1 ta thấy:
- P
nmax
= 40 (kW)
- P = 99,13 (kW)
1−0,5
= 0,893
Số thiết bị hiếu quả:
n
hq
= 0,893.4 = 3,571
c, Tính hệ số cực đại k
M
2
k
M
= 1+1,3
1−k
sd
n
hq
.k
sd
+2
Thay số vào ta có
k
M
= 1+1,3
1−0,445
3,571.0,445+2
= 1,51
2
Giáo trình Cung cấp điện - Trần Quang Khánh trang 37
Đồ án Cung Cấp Điện 15
SVTH: Nguyễn Ngọc Chung-D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
1.2.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại
Tương tự như nhóm 1 ta có :
Bảng 1.2: Bảng số thiết bị hiệu quả của nhóm
NHÓM P
max
1
2
.P
nmax
n
1
P
1
n P
n
∗
p
∗
n
∗
hq
n
hq
(kW) (kW) (kW) (kW)
1 40 20 2 62,13 4 99,13 0,50 0,627 0,893 3,571
NHÓM 2
1 Máy tiện ngang bán tự động 1 0,35 0,67 12 4,2 8,04
2 Máy tiện ngang bán tự động 2 0,35 0,67 17 5,95 11,39
3 Máy tiện xoay 6 0,3 0,65 8,5 2,55 5,525
4 Máy tiện xoay 7 0,32 0,68 7,5 2,4 5,1
5 Máy tiện xoay 8 0,32 0,68 12 3,84 8,16
6 Máy khoan định tâm 13 0,3 0,58 3 0,9 1,74 0,343 7,844 1,486 49,533 0,664
7 Máy tiện bán tự động 14 0,41 0,63 2,8 1,15 1,764
8 Máy tiện bán tự động 15 0,41 0,63 4,5 1,85 2,835
9 Máy tiện ngang bán tự động 19 0,35 0,67 12 4,20 8,04
10 Máy tiện ngang bán tự động 20 0,35 0,67 18 6,30 12,06
Tổng 97,3 33,33 64,65
NHÓM 3
1 Máy tiện ngang bán tự động 3 0,35 0,67 22 7,7 14,74
2 Máy tiện xoay 4 0,32 0,68 1,5 0,48 1,02
3 Máy khoan đứng 9 0,37 0,66 5,5 2,035 3,63
4 Máy khoan đứng 10 0,37 0,66 8,5 3,145 5,61
5 Máy khoan đứng 11 0,26 0,56 3 0,78 1,68
6 Máy tiện bán tự động 16 0,41 0,63 5,5 2,255 3,465 0,382 5,812 1,497 37,708 0,659
7 Máy tiện bán tự động 17 0,41 0,63 7,5 3,075 4,725
8 Máy mài nhọn 18 0,45 0,67 3 1,35 2,01
9 Máy tiện ren 21 0,47 0,7 2,8 1,316 1,96
10 Máy tiện ren 22 0,47 0,7 2,8 1,316 1,96
11 Máy tiện ren 23 0,47 0,7 2,8 1,316 1,96
Tổng 64,9 24,768 42,76
NHÓM 4
1 Máy tiện ren 28 0,47 0,7 5,5 2,585 3,85
2 Máy tiện ren 29 0,47 0,7 4,5 2,115 3,15
3 Máy tiện ren 30 0,47 0,7 8,5 3,995 5,95
4 Máy tiện ren 36 0,4 0,6 18 7,2 10,8 0,417 4,294 1,509 54,467 0,617
ttdlpx
= k
dt
.
n
i=1
P
tti
Trong đó:
- P
ttdlpx
: Phụ tải động lực tính toán toàn phân xưởng (kW)
- k
dt
: Hệ số đồng thời đạt giá trị max công suất tác dụng lấy k
dt
= 0,9
3
- P
tti
: Công suất tác dụng tính toán nhóm thứ i (kW)
- n : Số nhóm
• Với n = 5, thay các số liệu ở bảng 1.4 vào công thức trên ta có
Phụ tải tính toán động lực toàn phân xưởng là :
P
ttđlpx
= 0,9.248,566 = 223,709(kW)
• Hệ số công suất trung bình của các nhóm phụ tải động lực là:
cos
+ P
ttđlpx
= 12,6 + 223,709 = 236,309 (kW)
• Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng:
Q
ttpx
=
P
tti
.tanϕ
i
= P
ttđl
.tanϕ
đl
+ P
cs
.tanϕ
cs
= 236,309.0,672 + 12,96.0 = 158,80
(kVAr)
• Công suất tính toán toàn phân xưởng là:
S
ttpx
=
P
2
ttpx
Tâm qui ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi một điểm M
có toạ độ được xác định : M(X
nh
, Y
nh
) theo hệ trục toạ độ xOy. Gốc tọa độ O(0,0) lấy
tại điểm thấp nhất của phân xưởng phía tay trái.
Với
X
nh
=
n
i=1
S
i
.x
i
n
i=1
S
i
Y
nh
=
n
i=1
S
1 Máy tiện ngang bán tự động 26 0,67 18,5 27,61 10,018 33,853 276,616 934,747
2 Máy tiện ngang bán tự động 27 0,67 18,5 27,61 10,018 28,907 276,616 798,178
3 Máy hàn hồ quang 34 0,9 40 44,44 6,17 34,459 274,222 1531,511
4 Máy biến áp 35 0,58 22,13 38,16 6,347 32,264 242,171 1231,038
5 Lò điện kiểu buồng 5 0,92 40,00 43,478 10,551 28,871 458,739 1255,261
Tổng 99,13 137,82 1069,626 4495,475
NHÓM 2
1 Máy tiện ngang bán tự động 1 0,67 12 17,91 21,32 33,85 381,904 606,322
2 Máy tiện ngang bán tự động 2 0,67 17 25,37 21,32 29,26 541,031 742,418
3 Máy tiện xoay 6 0,65 8,5 13,08 18,85 34,21 246,500 447,322
4 Máy tiện xoay 7 0,68 7,5 11,03 18,85 31,20 207,904 344,151
5 Máy tiện xoay 8 0,68 12 17,65 18,67 27,32 329,541 482,065
6 Máy khoan định tâm 13 0,58 3 5,17 16,45 33,32 85,081 172,360
7 Máy tiện bán tự động 14 0,63 2,8 4,44 16,38 29,18 72,787 129,689
8 Máy tiện bán tự động 15 0,63 4,5 7,14 16,38 27,07 116,979 193,336
9 Máy tiện ngang bán tự động 19 0,67 12 17,91 13,20 33,85 236,364 606,322
10 Máy tiện ngang bán tự động 20 0,67 18 26,87 13,20 28,91 354,546 776,606
Tổng 97,30 146,57 2572,638 4500,591
NHÓM 3
1 Máy tiện ngang bán tự động 3 0,67 22 32,84 21,323 24,331 700,158 798,928
2 Máy tiện xoay 4 0,68 1,5 2,21 21,323 18,119 47,036 39,968
3 Máy khoan đứng 9 0,66 5,5 8,33 18,214 24,7 151,783 205,833
4 Máy khoan đứng 10 0,66 8,5 12,88 18,214 23,169 234,574 298,389
5 Máy khoan đứng 11 0,56 3 5,36 18,225 18,714 97,634 100,254
6 Máy tiện bán tự động 16 0,63 5,5 8,73 16,506 24,67 144,100 215,373
7 Máy tiện bán tự động 17 0,63 7,5 11,90 16,506 22,029 196,500 262,250
8 Máy mài nhọn 18 0,67 3 4,48 16,364 19,964 73,272 89,391
9 Máy tiện ren 21 0,7 2,8 4,00 13,432 24,881 53,728 99,524
10 Máy tiện ren 22 0,7 2,8 4,00 13,628 21,065 54,512 84,260
11 Máy tiện ren 23 0,7 2,8 4,00 13,825 17,248 55,300 68,992
.x
i
n
i=1
S
i
=
1069,626
137,82
= 7,8 (m)
Y
nh1
n
i=1
S
i
.y
i
n
i=1
S
i
=
4495,475
137,82
= 32,7 (m)
Tương tự tính toán cho các nhóm khác ta được kết quả tọa độ tâm của các nhóm
Tổng 626,48 7259,97 15556,12
Đồ án Cung Cấp Điện 23
Copyright: Tài liệu đại học ©