Đồ án Tốt Nghiệp
Cung cấp điện cho nhà máy
cơ khí địa phương
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
1
Phần I
Thiết kế cung cấp điện
cho nhà máy cơ khí địa Phương
Chương I
Giới thiệu chung về xí nghiệp
1. Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của xí nghiệp
- Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế,
lắp đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì
việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về
mặt kỹ thuật và kinh tế, phải đề ra phương pháp cấp điện sao cho không
gây quá t
ải sau vài năm sản xuất và cũng không để quá dư thừa dung lượng
mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn không khai thác hết dung lượng công suất
dự trữ dẫn đến lãng phí.
2 . Quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp:
* BPHC & QL - Bộ phận hành chính và quản lý.
* PXCSCK - Phân xưởng sửa chữa cơ khí.
* PXLRCK - Phân xưởng lắp ráp cơ khí.
* PXR - Phân xưởng rèn.
* PXĐ - Phân xưởng Đúc.
* PXGCG - Phân xưởng gia công gỗ.
* PXKCKL - Phân xưởng kết cấu kim loại.
PX SC CƠ KHÍ
PXKC KIM LOẠI
PX LRÁP CƠ KHÍ
PX RÈN
PX. ĐÚC
trực tiếp đến thiết bị với độ lệch điện áp cho phép
ΔU
Cf
= ± 5% U
đm
. Công
suất của chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục kw, và được cấp bởi
tần số 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 tần số
f = 50Hz. Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng ΔU
Cf
= ±2,5%.
3.2 . Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp.
- Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan
trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết
bị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp, đánh giá tổng thể toàn xí
nghiệp cơ khí ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tả
i loại II là 67%. Phụ tải loại II lớn
gấp 2 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại
II, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
4
4. Phạm vi đề tài.
- Đây là một đề tài thiết kế tốt nghiệp, nhưng do thời gian có hạn nên
1.1. Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ
khí
- Các thiết bị 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 dây dẫn
+ Công suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênh
lệch giữa các nhóm
+ Số lượng thiết bị trong nhóm nên có một giới h
ạn
Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng
xưởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau :
+ Nhóm 1: 1; 1; 2; 3; 3; 5; 6; 11; 12;
+ Nhóm 2 : 2; 4; 8; 9; 13; 17; 17;
+ Nhóm 3 : 18 22; 31; 37; 41; 44;
+ Nhóm 4: 19; 20; 21; 24; 26; 28; 33;
+ Nhóm 5 : 23; 25; 40; 42; 46; 47; 48; 49; 50;
Bảng 2-1: Bảng công suất đặt tổng của các nhóm.
Nhóm phụ tải 1 2 3 4 5
Công suất tổng (kw) 70,35 70,4 162,25 164,9 139,2
1.2 . Xác định phụ tải động lực tính toán của phân xưởng.
a. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
6
- Theo công suất trung bình và hệ số cực đại.
- Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung
( 2-1)
Trong đó:
+ P
tb
: công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất
(kw)
+ P
đm
: công suất định mức của phụ tải (kw)
+ K
sd
: hệ số sử dụng công suất của nhóm thiết bị.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
7
(Bảng phụ lục 1 trang 253 TKCĐ).
+ K
max
: hệ số cực đại công suất tác dụng, tra đồ thị hoặc tra bảng theo
hai đại lượng K
sd
và n
hq
.
+ n
hq
: số thiết bị dùng điện hiệu quả
đm
: công suất định mức của n
1
thiết bị.
P
1
= 28kw
- Xác định n* và p* :
Σ
==
P
P
P* ;
n
n
*n
11
Trong đó:
398,0
70,35
28
p*; 11,0
9
1
*n ====
- Từ các giá trị n* = 0,11 và p* = 0,4 tra bảng (PL: 1.5: TKCĐ] được
n
hq
. tgϕ = 35 . 1,33 = 46,55 (KVAR)
)KVA(24,5855,4635QPS
222
tt
2
tttt
=+=+=
)A(486,88
380.3
10.24,58
U.3
S
I
3
tt
tt
===
•
Tương tự tính toán cho các nhóm khác, kết quả ghi được trong
bảng B2-3.
•
Một số công thức được dùng để tính toán:
- Công thức quy đổi chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại về chế độ làm
việc dài hạn của thiết bị:
2)-(2 %K.PP
ddmqd
=
dmi
n
dmi
tb
p
p
1
1
cos.
cos
ϕ
ϕ
(2-4)
- Công thức quy đổi phụ tải 1 pha sang phụ tải 3 pha khi đấu vào điện áp
dây.
P
đm.tđ
=
3
P
đm.ph.max
(2-5)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
9
+ P
đm.ph.max
- Suất phụ tải chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
P
o
=15 (W/m
2
)
Thay vào công thức (2-6) được :
P
cs
=15 . 1200 = 18 (Kw).
1.4 . Phụ tải tính toán toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí:
Công thức:
∑∑
+=
n
1
cs
nhi.tt
dtpx.tt
P
p
kP
( 2-7)
∑
=
n
1
nhi.ttdtPX.tt
QKQ
=
)KVA(06,4275,3320,268
22
=+
1.5. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị.
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:
I
đn
= I
kđ(max)
+ (I
tt
- K
sd
. I
đm(max)
) (2-8)
Trong đó:
I
kđ(max)
- Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong
nhóm máy.
I
tt
- Dòng điện tính toán của nhóm máy.
I
đm(max)
đ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
12
Q
đl
= Q
tt
= P
tt
. tgϕ
ϕ
=+=
cos
p
Q
p
S
tt
2
tt
2
tt
tt
(2-9)
Trong đó :
Q
tt
= P
tt
. tgϕ = (P
đl
+ P
cs
) . tgϕ = 1391,25 . 0,484 = 673,37 (KVAR)
+ Công thức tính toán chiếu sáng:
P
cs
= P
0
. F = 15 . 1750 = 26,25 (kw)
+ Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 1365 + 26,25 = 1391,25 (kw)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
13
83,1545
P
cs
kw
P
đl
kw
P
tt
kw
Q
tt
KVAR
S
tt
KVA
PX. Kết cấu kim loại 1950 0,7 0,9 0,484 1750 15 26,25 1365 1391,25 673,365 1545,83
PX. Lắp ráp cơ khí 1800 0,4 0,6 1,33 3600 15 54 720 774 1029,42 1290
PX. Đúc 1200 0,7 0,8 0,75 2925 15 43,88 840 883,875 662,91 1104,84
PX. Nén khí 800 0,7 0,8 0,75 2250 15 33,75 560 593,75 445,31 742,19
PX. Rèn 1200 0,6 0,6 1,33 1250 15 18,75 720 738,75 982,53 1231,25
Trạm bơm 640 0,7 0,75 0,88 1125 15 16,875 448 464,88 409,1 619,83
PX. CSCK 830 0,3 0,6 1,33 1200 15 18 250,0 268,0 332,41 446,7
PX. Gia công gỗ 450 0,5 0,6 1,33 3375 14 47,25 225 272,25 362,1 453,75
Bộ phận HC và Qlý 80 0,8 0,9 0,484 3800 15 57 64 121 58,56 134,44
Bộ phận thử nghiệm 370 0,8 0,8 0,75 1250 20 25 296 321 240,75 401,25
Tổng
9320 22525 340,8 5488 5829 5196 7970
=+=
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
14
- Hệ số công suất của toàn xí nghiệp:
75,0
95,6246
2,4663
S
P
Cos
ttXN
ttXN
x
===ϕ
2.3. Tính sự tăng trưởng của phụ tải trong 10 năm sau:
- Công thức xét đến sự gia tăng của phụ tải trong tương lai:
S
(t)
= S
tt
(1 + α
1
t); trong 262 sách tra cứu CCĐXNCN.
Trong đó:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
15
- Biểu đồ phụ tải cho phép hình dung được rõ ràng sự phân bố phụ tải
trong xí nghiệp.
- Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt tương
ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng.
3.1. Xác định bán kính vòng tròn phụ tải:
m.
S
R
ttPXi
i
Π
=
( 2-10 )
Trong đó :
+ S
ttPXi
: Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i, (KVA)
+ R
i
: Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i, mm
+ m : tỉ lệ xích KVA/mm
2
•
KVA
m
KVA/mm
2
R,
mm
α
0
cs
1 PX. Kết cấu kim loại 26,25 1391,25 1545,83 3 12,81 6,79
2 PX. Lắp ráp cơ khí 54 774 1290 3 11,7 5,12
3 Phân xưởng đúc 43,88 883,88 1104,84 3 10,83 17,87
4 Phân xưởng nén khí 33,75 593,75 742,19 3 8,88 20,46
5 Phân xưởng rèn 18,75 738,75 1231,25 3 11,43 9,13
6 Trạm bơm 16,875 464,88 619,83 3 8,11 13,07
7 PX sửa chữa cơ khí 18 268 446,7 3 6,89 24,18
8 Phân xưởng gia công gỗ 47,25 272,25 453,75 3 6,94 62,48
9 Bộ phận hành chính & BQL 57 121 134,44 3 3,78 169,59
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
16
10 Bộ phận thử nghiệm 25 321 401,25 3 6,53 28,04
3.2 . Biểu đồ xác định tâm phụ tải.
Trên sơ đồ mặt bằng xí nghiệp vẽ một hệ toạ độ xoy, có vị trí toạ độ
trọng tâm của các phân xưởng là ( x
i
1
i
i
0
n
1
i
n
1
ii
0
s
y
s
y
s
xs
x
;
.
44,8043
9,5.25,4013,4.19,7423,8.84,11043,1.12905,3.83,1545
x
0
++++
=8,4
α
cs
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
17
Chương III
thiết kế mạng đIện cao áp
cho xí nghiệp
1. Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện :
- Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa
dạng. Nó phụ thuộc vào giá trị của xí nghiệp và công suất yêu cầu của nó,
khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các yếu tố đặc biệt đặc
trưng cho từng xí nghiệp công nghiệp riêng biệt, điều kiện khí hậu, địa
hình, các thiết bị
đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện (ĐTCCCĐ) cao,
các đặc điểm của quá trình sản xuất và quá trình công nghệ ... Để từ đó xác
định mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp
điện hợp lý.
- Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện chủ yếu căn cứ
độ tin cậy, tính
kinh tế và tính an toàn. Độ tin cậy của sơ đồ cấp điện phụ thuộc vào loại hộ
tiêu thụ mà nó cung cấp, căn cứ vào loại hộ tiêu thụ để quyết định số lượng
nguồn cung cấp của sơ đồ .
- Sơ đồ cung cấp điện (SĐCCĐ) phải có tính an toàn đảm bảo an toàn
tuyệt đối cho người và thiết bị trong mọ
3. Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp:
3.1. Công thức kinh nghiệm:
Trong tính toán điện áp truyền tải thông thường người ta sử dụng một
số công thức kinh nghiệm sau:
P16l34,4U +=
(a)
4
l.P16U =
(b) (3-1)
P
16
l
.17U +=
(c)
Trong đó:
+ U : Điện áp truyền tải tính bằng (kv)
+ l : Khoảng cách truyền tải tính bằng (km)
+ P : Công suất truyền tải tính bằng (1000 kw)
3.2. Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống về xí nghiệp.
Thay các giá trị P
ttXN(10)
= 9136,16 kw và l = 5km vào công thức (3-1a)
trên ta tính được U = 53,36 kv. Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ
thống đến xí nghiệp là U
đm
=35 kv.
4. Các phương pháp cung cấp điện cho xí nghiệp :
4.1. Các phương án về trạm nguồn:
- Giới thiệu những sơ đồ đặc trưng cung cấp điện cho xí nghiệp chỉ từ
hệ thống (Hình 19 - 14a, b, c, d - Tra cứu CCĐXNCN).
phối cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ
cung cấp điện đảm bảo hơn.
Vậy ta chọn xây dựng trạm biến áp trung tâm gần phân xưởng số 2
(ký hiệu số 5 trên mặt bằng )
•
Trạm biến áp phân xưởng :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
20
- Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xí
nghiệp 10kv xuống điện áp phân xưởng 0,4kv cung cấp cho các phụ tải
động lực và chiếu sáng của phân xưởng.
- Vị trí các trạm phân xưởng cũng đặt ở gần tâm phụ tải phân xưởng,
không ảnh hưởng tới quá trình sản xuất, thuận tiện cho việc vận hành và
sửa chữa .
+ Trạm đặt trong phân xưởng: giả
m được tổn thất, chi phí xây dựng,
tăng tuổi thọ thiết bị, nhưng khó khăn trong vấn đề chống cháy nổ .
+ Trạm đặt ngoài phân xưởng: tổn thất cao, chi phí xây dựng lớn, dễ
dàng chống cháy nổ.
+ Trạm đặt kề phân xưởng: tổn thất và chi phí xây dựng không cao,
vấn đề phòng cháy nổ cũng dễ dàng
Vậy trạm biến áp được chọn xây dựng kề phân xưởng.
5. Xác định số lượng, dung lượng cho các máy biến áp:
5.1. Xác định số lượng máy biến áp:
- Chọn số lượng máy biến áp cho các trạm chính cũng như trạm biến
áp phân xưởng có ý nghĩa quan trọng đối với việc xây dựng một sơ đồ cung
- Phân xưởng (SCCK), ký hiệu trê mặt bằng số 7
- Phân xưởng (GCG), ký hiệu trên mặt bằng số 8.
- Bộ phận HC & Ban Quản lý, ký hiệu trên mặt bằng số 9.
- Bộ phận thử ngiệm, ký hệu trên mặt bằng số 10.
•
Số lượng trạm biến áp được chọn như sau:
- Phân xưởng là phụ tải loại 2, cần đặt 2 MBA cho trạm BAPX đó.
- Phân xưởng là phụ tải loại 3 cần đặt 1 MBA cho trạm BAPX đó.
- Căn cứ vào vị trí, công suất tính toán và yêu cầu độ tin cậy CCĐ của
phân xưởng, quyêt định đặt 7 trạm (BAPX) như sau:
+ Trạm B
1
(2MBA) : Cấp cho PXKCKL
+ Trạm B
2
(2 MBA): Cấp điện cho PXLRC khí.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
22
+ Trạm B
3
(2 MBA): Cấp điện cho phân xưởng đúc.
+ Trạm B
4
(2 MBA) : Cấp điện cho PXN khí + BPHC & BQL
+ Trạm B
5
TTdmB
2
≥
≥
(3-3)
Trong đó:
+ S
đmB
: Công suất định mức của MBA (KVA)
+ S
tt
: Công suất tính toán của phụ tải ( KVA)
+ S
sc
: Công suất phụ tải mà trạm cần chuyển tải khi sự cố (KVA)
+ K
qtsc
: Hệ số quá tải sự cố ; K
qtsc
= 1,4.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
23
Trạm biến áp trung tâm:
)KVA(8701
4,1
55,12181
−
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
−=
θθ
100
35
1.
100
5
1
Maxtb
dm
'
dm
SS
(3-4)
Trong đó:
+ S’
đm
: công suất định mức sau khi hiệu chỉnh (kVA)
+ S
ΔPo ΔPn
C-H
TDH 7500 35 10 14,5 65 8,0
•
Trạm biến áp phân xưởng :
- Nên chọn cùng một cỡ máy hoặc chọn không qúa 2-3 cỡ máy.
- Trạm biến áp phân xưởng B
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện
Phạm Chân Phương HTĐ - K35
24
)KVA(164,1104
4,1
83,1545
4,1
)KVA(915,772
2
83,1545
2
S
S
S
S
sc
dmB
tt
Tên trạm
1 PX. Kết cấu kim loại 1545,83 2 1000 B
1
2 PX. lắp ráp cơ khí 1290 2 1000 B
2
3 Phân xưởng đúc 1104,84 2 1000 B
3
4 PX. nén khí 742,19
2 800 B
4
5 Bộ phận hành chính và BQL 134,44
6 Trạm bơm 619,83
2 800 B
5
7 Bộ phận thử nghiệm 401,25
8 PX. rèn 1231,25 1 1000 B
6
9 PX sửa chữa cơ khí 446,7
1 800 B
7
10 PX. gia công gỗ 453,75
6. Các phương án đi dây mạng cao áp của xí nghiệp:
Copyright: Tài liệu đại học ©