Đồ án

thiết kế - Nhà máy đồng hồ chính xác

a/Giới thiệu về tổng mặt bằng của nhà máy.
Nhà máy Đồng hồ chính xác có tổng diện tích mặt bằng là 156750 m
2

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 th
ống kê trong bảng sau:
TT TÊN PHÂN XƯỞNG DIỆN TÍCH (
M
2
)
CÔNG SUẤT ĐẶT
(KW )
1 Phân xưởng cơ khí 2250 1800
2 Phân xưởng dập 2025 1500

Phạm Cao Bính - Khoa Tại chức Hệ thống điện - Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội
3 Phân xưởng lắp ráp số 1 2675 900
4 Phân xưởng lắp ráp số 2 2475 1200
5 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 1321 Theo tính toán
6 Phòng thí nghiệm trung tâm 1000 160
7 Phân xưởng chế thử 1625 500
8 Trạm bơm 1575 120
9 Bộ phận hành chính và Ban quản lý 2637 50
10 Bộ phận KCS và kho thành phẩm 2812 470

2/100 x 75 tỷ =1,5 tỷ/ năm
Tổng doanh thu của nhà máy:

Phạm Cao Bính - Khoa Tại chức Hệ thống điện - Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội
75 tỷ + 1,5 tỷ= 76,5 tỷ đồng/năm
c/ Mức dự kiến phát triển
Dự kiến trong tương lai nhà máy Đồng hồ chính xác sẽ mở rộng và thay thế
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 đượ
c 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 x
ưởng gia công cắt gọt là phân

- 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 nghiệ
p
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 tră
m 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 :

Phạm Cao Bính - Khoa Tại chức Hệ thống điện - Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội
+ Thiết kế mạng điện phân xưởng.
+ Thiết kế mạng điện nhà máy.
+ Tính toán bù công suất phản kháng cho mạng điện nhà máy.
+ Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng.
+ Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sữa chữa cơ khí.
+ Nhóm 6: 43; 43; 44; 46; 47; 49; 50; 52; 53; 54
- Bảng công suất đặt tổng của các nhóm:
B 1-1
Nhóm phụ
tải
1

2 3 4 5 6
Công suất
tổng (kW)
58,2 59,5 58,05 70 65,8 52,5
Bảng 2-2: Bảng phân nhóm thiết bị điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí
T
T
Tên nhóm và tên thiết bị
Ký hiệu
trên mặt
bằng
Số
lượng
Công
suất đặt
(kW)
Ghi chú

Nhóm 11 Máy bào ngang 12 2 9
2 Máy xọc 13 3 8,4

17 Máy doa ngang 16 1 4,5
18 Máy mài phẳng 18 1 9
19 Cưa tay 28 1 1,35
20
MÁY MÀI
TRÒN
19 1 5,6

CỘNG THEO
NHÓM 3

9 58,05 Nhóm 421 Máy phay vạn năng 7 1 3,4
22 Máy khoan vạn năng 15 1 4,5
23 Máy mài dao cắt gọt 21 1 2,8
24 Máy mài sắc vạn năng 22 1 0,65
25 Máy khoan bàn 23 1 0,65
26 Máy mài phá 27 1 3
27 Lò điện kiểu đứng 32 1 25,5
28 Lò điện kiểu bể 33 1 30

Cộng theo nhóm 4

8 70


39 Máy phay vạn năng 46 1 2,8
40 Máy phay vạn năng 47 1 2,8
41 Máy xọc 49 1 2,8
42 Máy bào ngang 50 1 7,6
43 Máy khoan đứng 52 1 1,8
44 Máy nén khí 53 1 10
45 Quạt 54 1 3,2

Cộng theo nhóm 6

10 58 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 bi
ến 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

.K
sd
. P
đm
(2 –1)
Trong đó :
P
đmi
: Công suất định mức của phụ tải
K
max
: Hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian
trung bình hoá T= 30 phút.
K
sd
: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 t
ải, số lượng thiết bị trong
nhóm (K
sdi
, P
đmi
, Cosϕ …)
2/ Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ
lệch trung bình bình phương .
Theo phương pháp này:
P

(2-3)Phạm Cao Bính - Khoa Tại chức Hệ thống điện - Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội
Q
tt
= K
hdq
. Q
tb
hoặc Q
tt
= P
tt
. tgϕ (2-4)

Trong đó:
P
tb
; Q
tb
- Phụ tải tác dụng và phản kháng trung bình trong ca mang
tải lớn nhất.
K
hd
; K
hdq
- Hệ số hình dạng (tác dụng và phản kháng) của đồ thị phụ
tải.

suấ
t: theo phương pháp này thì:

P
tt
= p
0
. F (2-6)

p
0
- 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. Phạm Cao Bính - Khoa Tại chức Hệ thống điện - Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội
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.

6) Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị
sản phẩm và tổng sản lượng: theo phương pháp này
T
aM
P
tb
0

đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau:

I
đn
= I
kđ (max)
+ (I
tt
- k
sd
. I
đm (max)
) (2-9)

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)
- dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
k
sd
- 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

- Công suất định mức của phụ tải. (tổng công suất định mức của nhóm
phụ tải).
K
sd
- 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).
K
M
- 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 K
sd
và K
M
.
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:
∑
∑
=
=
==


Phạm Cao Bính - Khoa Tại chức Hệ thống điện - Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội
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 K
M
: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 K
sd
và n
hq
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
thiết bị điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau”. Số thiết bị điện
hiệu quả có thể xác định được theo công thức sau:
∑
∑
=
=
=
n
i
dmi
n
i
dmi

sd
K Thì

Trong đó: p
dm max
- công suất định mức của thiết bị lớn nhất trong nhóm.
p
dm min
- công suất định mức của thiết bị nhỏ nhất trong nhóm.
K
sd
- hệ số sử dụng công suất trung bình của nhóm máy.

Trường hợp 2:
Khi trong nhóm có n
1
thiết bị có tổng công suất định mức
nhỏ hơn hoặc bằng 5% tổng công suất định mức của toàn nhóm. ∑∑
==
≤
n
i
dmi
n

dmi
hq
P
P
n
∑
=
=Phạm Cao Bính - Khoa Tại chức Hệ thống điện - Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội
Chú ý: nếu khi tính ra n
hq
> n thì lấy

Trường hợp 4: Khi không có khả năng sử dụng các cách đơn giản để
ϕtính nhanh n
hq
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

P
đm1
- tổng công suất định mức của n
1
thiết bị.
P
đm
- 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: P
đm
= 58,2 KW.
Công suất của thiết bị có công suất lớn nhất: P
đm max
= 9KW
Công suất của thiết bị có công suất nhỏ nhất: P
đm min
= 1,7KW
Tra bảng P L 1-1 ta có: K
sd
= 0,2
cosϕ = 0,5 – 0,6 lấy cosϕ =0,6 => tgϕ =1,33
+ Tính m: m = P
đm max
/ P
đm min
= 9/1,7 = 5,3 > 3

hq
= n . n
*
hqPhạm Cao Bính - Khoa Tại chức Hệ thống điện - Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội
Lấy: n
hq
= 10

Từ K
sd
= 0,2 và n
hq
= 10 tra phụ lục 1-5 của tài liệu Hệ thống cung cấp điện
của Nguyễn Công Hiền ta được:
K
max
= 1,84

+ Tính phụ tải tính toán của nhóm 1:
P
tt
= K
max
.K
sd
.

tt
.3
=
38,0.3
64,35
= 54,154 A 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.
Chú ý:
Nhóm nào có hệ số Cos không giống nhau và Ksd không giống nhau ta phải tính
Cos trung bình Ksd trung bình.
Theo công thức:
∑
∑
=
n
dmi
n
i
dmi
tb
P
CosP
Cos
1
1
.

Trang
114
Phạm Cao Bính - Khoa Tại chức Hệ thống điện - Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án Tốt nghiệp Tháng 9/2002
Trang
116
Phạm Cao Bính - Khoa Tại chức Hệ thống điện - Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội
a/ Phụ tải tính toán động lực của toàn phân xưởng
Ta có :
Trong đó : P
ttdl
: là công suất tác dụng tính toán động lực của phân xưởng k
đt
:
Là hệ số đồng thời đạt giá trị max công suất tác dụng ( thông thường K
đt
= 0,85
–1) ta chọn K
đt
P
ttnhi
: Là công suất tác dụng tính toán nhóm thứ i
m : Là số nhóm.
- Lấy k
đt
= 0,85 và thay P
tt
của nhóm vào công thức ta được
P
ttđlpx
=0,85 .(20,48 + 20,32 +21,14 +20,61+ 14,65 +16,86) = 114,08 KW
b/ Tính phụ tải chiếu sáng cho toàn bộ phân xưởng:
(2-14)
∑
=
=
n

P
0
: Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m
2
)
F : Diện tích cần được chiếu sáng (m
2
)
P
csi
(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: P
o
(W/
m
2
) =13-16 ta chọn P
o
=16
Diện tích phân xưởng cơ khí theo bảng 1-1: F =1321 m
2

Pcs =16.1321 =21136 W =21,136 KW
c / Phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng sữa chữa cơ khí:

119
Phạm Cao Bính - Khoa Tại chức Hệ thống điện - Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội

22
1
.
11
.
ttpxttpxttpx
n
nhitt
dt
ttpx
n
csi
k
i
nhitt
dt
ttpx
QPS
Q
k
Q
pp
k

2
= 283,48 KVA
cosϕ =
53,0
48,283
02,150
=

I
ttpx
=
A7,430
38,0.73,1
48,283
=

d/ Tính toán phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị và phân xưởng
Công thức tính:
I
đn
=I
kđmax
+(I
t tn
-k
sd
. I
đmmax
) = k
mn
Phạm Cao Bính - Khoa Tại chức Hệ thống điện - Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội

Ta có I
đmmax
= 22,79 A (kết quả bảng 2-3)
Lấy k
mm
= 6 => I
kđmmax
= k
mm
. I
đmmax
=6 .22,79 = 136,74A
I
tt
=54,17A (Kết quả bảng 2-3)
Thay số vào công thức tính I
đn
ở

trên ta được :
I
đn1
= 136,74 + (54,15 – 0,2 . 22,79) = 186,332 A
- Tính toán cho nhóm máy 2 : trong nhóm có máy tiện tự động có công suất
lớn nhất là 14 kw - cosϕ = 0,6.

nhất là 30 kw - cosϕ = 0,7
Ta có I
đmmax
= 65,1A (kết quả bảng 2-3)
Lấy k
mm
= 6 => I
kđmmax
= k
mm
. I
đmmax
=6 .65,1 = 390,6A
I
tt
= 137,236A (Kết quả bảng 2-3)
I
đn4
= 396,6 + (137,236 – 0,5 .65,1) = 479,086 A
-Tính toán cho nhóm 5 : trong nhóm có Lò điện kiểu buồng có công suất
lớn nhất là 30 kw; cosϕ = 0,7
Ta có I
đmmax
= 65,1A (kết quả bảng 2-3)
I
kđmax
= 6 . 65,1 = 390,6 A
Đồ án Tốt nghiệp Tháng 9/2002
Trang
121

đnpx
=( I
kđmax
+ I
ttpx
-K
sd .
I
kđmax
)
Ta có : I
đmmax
= 65,1 A(Kết quả bảng 2-3)
I
kđmax
= 390,6A (tính toán trên)
I
ttpx
= 455,516 A
I
đnpx
= 390,6 +(455,516 – 0,2 .65,1 ) = 833,1 A
II. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác trong toàn nhà
máy
2-1 Giới thiệu phương pháp hệ số nhu cầu.
a/Lựa chọn phương pháp tính:
Trong đồ án giáo học thông thường đề bài chỉ cho các thông tin đơn giản về
phụ tải của các phân xưởng như: Tổng công suất đặt của chúng, tổng diện
tích mặt bằng và tên các phân xưởng.Sự phân bố phụ tải trên mặt bằng và
tên thiết bị là không biết vì vậy ch