Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM Khoa Điện
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1.Mở đầu :
1.1 Giới thiệu chung về nhà máy : vị trí địa lý , kinh tế , Đăc điểm công
nghệ , đặc điểm và phân bố phụ tải : Phân loại phụ tải .
1.2 Nội dung tính toán thiết kế ; các tài liệu tham khảo....
2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy.
3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sũa chữa cơ khí.
4. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
4.1 Chọn số lượng , dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng
4.2 Chọn số lượng , dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian
(Trạm biến áp xí nghiệp ) hoặc trạm phân phối trung tâm .
4.3 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy .
5. Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy .
6. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí .
CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY
1. Điện áp : Tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn đến nhà
máy .
2. Công suất của nguồn điện :vô cùng lớn .
3. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực : 250MVA .
4. Đường dây cung cấp điện cho nhà máy dùng loại dây AC.
5. Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy :15 km .
6. Nhà máy làm việc 3 ca .
Ngày nhận đề :6 tháng 3 năm 2010 .
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
THẦY GIÁO : Nguyễn Ngọc Ấn
DVHD : Nguyễn Ngọc Ấn Trang - 1 -
Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM Khoa Điện
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
I, VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ
hiệu
Công suất
(kW)
Ghi chú
BỘ PHẬN DỤNG CỤ
1 Máy tiện ren 4 Ik625 10
2 Máy tiện ren 4 IK620 10
3 Máy doa tọa độ 1 2450 4.5
4 Máy doa ngang 1 2614 4.5
5 Máy phay vạn năng 2 6H82 7
6 Máy phay ngang 1 6H84 4.5
7 Máy phay chép hình 1 6HK 5.62
8 Máy phay đứng 2 6H12 7.0
9 Máy phay chép hình 1 642 1.7
10 Máy phay chép hình 1 6461 0.6
11 Máy phay chép hình 1 64616 3.0
12 Máy bào ngang 2 7M36 7.0
13 Máy bào giường 1 trụ 1 MC38 10
14 Máy xọc 2 7M36 7.0
DVHD : Nguyễn Ngọc Ấn Trang - 3 -
Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM Khoa Điện
15 Máy khoan hướng tâm 1 2A55 4.5
16 Máy khoan đứng 1 2A125 4.5
17 Máy mài tròn 1 36151 7.0
18 Máy mài tròn vạn năng 1 312M 2.8
19 Máy mài phẳng có trục đứng 1 373 10
20 Máy mài phẳng có trục nằm 1 371M 2.8
21 Máy ép thủy lực 1 0-53 4.5
22 Máy khoan để bàn 1 HC-12A 0.65
24 Máy mài sắc 2 - 2.8
thiết bị
số
lượng
Công suất
P
dm
(kW)
1máy Toàn bộ
I
dm
(A)
Nhóm 1
1 Máy tiện ren 1 2 7 14 2*17.72
2 Máy tiện ren 2 2 4.52 9 2*11.39
3 Máy tiện ren 3 2 3.2 6.4 2*8.1
4 Máy tiện đứng 4 1 10 10 25.32
5 Máy khoan vạn năng 7 1 4.5 4.5 11.39
6 Máy bào ngang 8 1 5.8 5.8 14.68
7 Máy bào tròn vạn năng 9 2 2.8 5.6 2*7.09
8 Máy mài phẳng 10 1 4.0 4.0 10.13
9 Máy mài hai phía 12 1 2.8 2.8 7.08
Tổng nhóm 1 13 62.1 157.2
Nhóm 2
1 Máy tiện ren 1 1 7 7 17.72
2 Máy tiện ren 4 1 10 10 25.31
3 Máy khoan đứng 5 2 2.8 5.6 2*7.09
4 Máy khoan đứng 6 1 7 7 17.72
5 Máy cưa 11 2 2.8 5.6 2*7.09
6 Máy mài hai phía 12 1 2.8 2.8 7.09
7 Máy khoan bàn 13 6 0.65 3.9 6*1.64
7 Máy bào giường một trụ 13 1 10 10 25.32
8 Máy mài trên 17 1 7 7 17.72
9 Máy mài sắc 24 1 2.8 2.8 7.09
Tổng nhóm 5 10 54.52
1.2 Tính toán phi tải từng nhóm
A.Nhóm 1
TT Tên thiết bị Kí hiệu
trên
bảng
số
lượng
Công
suất
P
dm
(kW)
I
dm
(A)
1 máy Toàn bộ
1 Máy tiện ren 1 2 7 14 2*17.72
2 Máy tiện ren 2 2 4.5 9 2*11.39
3 Máy tiện ren 3 2 3.2 6.4 2*8.1
3 Máy mài đứng 4 1 10 10 25.32
5 Máy khoan van năng 7 1 4.5 4.5 11.39
6 Máy bào ngang 8 1 5.8 5.8 14.68
7 Máy bào tròn 9 2 2.8 5.6 2*7.09
8 Máy mài phẳng 10 1 4 4 10.13
9 Máy mài hai phía 12 1 2.8 2.8 7.08
Tổng nhóm 1 13 62.1 157.2
tt
=P
tt
*tg
γ
=20.87*1.33=27.75(kW)
S
tt
=
62.1
34.78
os 0.6
Ptt
c
γ
= =
(kVA)
1 34.78
52.85( )
3 0.38* 3
Stt
Itt A
U
= = =
I
dn
=I
kdmax
+I
tt
P⇒ = =
Tra bảng PL1.5:n*
hq
=0.61
⇒
n
hq
=0.61*13=7.91
≈
8
Tra bảng PL1.6: K
max
=2.31
( )
2.31*0.16*41.9 15.48
* 15.48*1.33 20.60( Ar)
Ptt 15.48
Stt= 25.8( )
cos 0.6
25.8
39.20
* 3 0.38* 3
Ptt
Qtt Ptt tg kV
kVA
Stt
Itt A
U
γ
Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM Khoa Điện
Tra bảng PL1.5 : n
hq
*=0.75 →n
hq
=0.75*13=10
Tra bảng PL1.6 :K
max
=2.1
D.Nhóm 4
Nhóm 4
1 Doa toạ độ 3 1 4.5 4.5
2 Máy phay đứng 8 2 7 14
3 Máy phay chép hình 9 1 0.6 0.6
4 Máy khoan bàn 13(sc) 1 0.65 0.65
5 Máy xọc 14 2 7 14
6 Máy khoan đứng 16 1 4.5 4.5
7 Máy mài vạn năng 18 1 2.8 2.8
8 Máy mài phẳng 19 1 10 10
9 Máy ép thuỷ lực 21 1 4.5 4.5
tổng nhóm 4 11 55.55
Ta có n=11 n
1
=5 → n*=5/11=0.45
P=55.55 P
1
=38 →P*=38/55.55=0.68
Tra bảng PL1.5 n
hq
*=0.81 →n
= = =
= = =
E.Nhóm 5
Nhóm 5
1 Máy phay vạn năng 5 2 7 14
2 Máy phay ngang 6 1 4.5 4.5
3 Máy phay chép hình 7 1 5.62 5.62
DVHD : Nguyễn Ngọc Ấn Trang - 10 -
( )
( )
( )
( )
ax*Ksd*P=2.1*0.16*93.9=31.55 kW
Qtt=Ptt*tg 31.55*1.33 41.96
Ptt 31.55
Stt= 52.58
cos 0.6
52.58
80
* 3 0.38* 3
Ptt Km
kVAr
kVA
Stt
Itt A
U
γ
γ
=
= =
* 20.15*1.33 26.8 Ar
20.15
33.58
os 0.6
33.58
51
* 3 0.38* 3
Ptt Km
Qtt Ptt tg kV
Ptt
Stt kVA
c
Stt
Itt A
U
γ
γ
=
= = =
= = =
= = =
I
dn
=I
kdmax
+ I
tt
– K
sd
* I
*tg
γ
=91.55*1.33=121.76(kVAr)
B.Phụ tải toàn phần của phân xưởng
S
tp
= 161.8(kVA)
( )
161.8
245.85
3 * 3 *0.38
91.55 15
cos 0.66
161.8
Stt
Itt A
U
Ptttp
Stttp
γ
= = =
+
⇒ = = =
2.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CÁC PHÂN XƯỞNG CÒN LẠI
Ta có diện tích các phân xuởng
2.1: PHÂN XƯỞNG LUYỆN GANG
Với phân xưởng luyện gang ta có K
nc
= 0.6 ; cos
γ
3kV
*tg
γ
=1920*0.75=1440(kVAr)
Công suất toàn phần S
3kV
=
( )
2 2 2 2
1920 1440 2400P Q kVA+ = + =
Dòng điện I
3kV
=
( )
2400
462
3 * 3 *3
S
A
U
= =
B.Phụ tải 0.4 kV
Ta có
P
0.4kV
=K
nc
*P
0.4d
=0.6*5000=3000(kW)
U
= =
D.Phụ tải toàn phân xưởng
P
ttpx
=P
0.4kV
+P
3kV
+P
cs
= 3000+1920+44.625=4964.625(kW)
Q
ttpx
= Q
3kV
+ Q
0.4kV
=1440+2250=3690(kVAr)
S
ttpx
=
( )
2 2 2 2
4964.625 3690 6168Pttpx Qttpx kVA+ = + =
2.2 PHÂN XƯỞNG LÒ MACTIN
Với phân xưởng lò Mactin ta có K
nc
=0.6 cos
γ
tt
=
( ) ( ) ( )
2 2
2 2
2100 42 1575 2659Pdl Pcs Qdl kVA+ + = + + =
I
tt
=
( )
2659
4040
3 * 3 *0.38
Stt
A
U
= =
2.3 PHÂN XƯỞNG CÁN PHÔI TẤM
Với phân xưởng cán phôi tấm có K
nc
=0.6; cos
γ
=0.8; tg
γ
=0.75; P
o
=15
P
dl
=K
Stt
A
U
= =
2.4 PHÂN XƯỞNG CÁN NÓNG
Với phân xưởng cán nóng có K
nc
=0.6 ; cos
γ
=0.8 ; tg
γ
=0.75 ;P
o
=15W
A. Phụ tải 3kV(2500kW)
Ta có
P
3kV
= K
nc
* P
d
=0.6*2500=1500(kW)
Q
3kV
= P
3kV
* tg
γ
=1500*0.75=1125(kVAr)
nc
* P
d
=0.6*5000=3000(kW)
Q
0.4kV
= P
0.4kV
*tg
γ
=3000*075=2250(kVAr)
Công suất chiếu sáng
P
cs
=P
o
*F=15*4425=66375W=66.375(W)
S
0.4kV
=
( ) ( ) ( )
2 2
2 2
0.4 0.4 3000 66.375 2250 3803P kv Pcs Q kv kVA+ + = + + =
I
0.4kV
=
0.4 3803
5778( )
3 * 3 *0.38
=0.6 ; cos
γ
=0.8 ; tg
γ
=0.75 ;P
o
=15
P
tt
=K
nc
*P
d
=0.6*4500=2700(kW)
Q
tt
=P
tt
*tg
γ
=2700*0.75=2025(kVAr)
P
cs
=P
o
*F=15*1125=16875(W)=16.875(kW0
( ) ( )
( )
2 2
2 2
tt
*tg
γ
=1500*0.75=1125(kVAr)
P
cs
=P
o
*F=12*3750=45000(W)=45(kW0
DVHD : Nguyễn Ngọc Ấn Trang - 15 -
Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM Khoa Điện
( ) ( )
( )
2 2
2 2
1500 45 1125 1911( )
1911
2904
3 * 3 *0.38
Stt Ptt Pcs Qtt kVA
Stt
Itt A
U
= + + = + + =
= = =
2.8:TRẠM BƠM :PHỤ TẢI 3KV(2100KW); PHỤ TẢI 0.4KV(1100KW)
Với trạm bơm có K
nc
=0.6; cos
γ
1575
275.6
3 * 3 *3
Stt
A= =
U
B.Phụ tải 0.4kV
P
0.4kV
=K
nc
*P
d
=0.6*1100=660(kW)
Q
0.4kV
=P
0.4kV
*tg
γ
=660*0.75=495(kVAr)
Phụ tải chiếu sáng
P
cs
=P
o
*F=12*600=7200(W)=7.2(kW)
S
0.4kV
=
3kV
=945+495=1440(kVAr)
S
tttp
=
( )
2 2 2 2
1927.2 1440 2406Ptttp Qtttp kVA+ = + =
2.9 BAN QUẢN LÝ VÀ PHÒNG THÍ NGHIỆM
Với ban quản lý và phòng thí nghiệm ta lấy K
nc
=0.8;
os =0.85 ; tg =0.62c
γ γ
;P
o
=20W
T a có:
P
tt
=K
nc
*P
d
=0.8*320=256(kW)
Qtt =P
tt
*tg
γ
=256*0.62=158.72(kVAr)
nc
P
o
(W)
cos
γ
CS
động
lực P
dl
CS
chiếu
sáng P
cs
Q
tttp
P
tttp
S
tttp
1 Px luyện gang 8200 0.6 15 0.8 44.625 3690 4964.625 6186
2 Px lò mactin 3500 0.6 1 0.8 2100 42 1575 2142 2659
3 Px cán phôi tấm 2000 0.6 15 0.8 1200 15.75 900 1215.75 1513
4 Px cán nóng 7500 0.6 15 0.8 66.375 4250 4566.375 6238
5 Px cán nguội 4500 0.6 15 0.8 2700 16.875 2025 2716.875 3388
6 Px tôn 2500 0.6 12 0.8 1500 45 1125 1545 1911
7 Px sc cơ khí 0.6 15 0.8 91.56 15 121.8 108.56 161.8
8 trạm bơm 3200 0.6 12 0.8 7.2 1440 1927.2 2406
9 Ban quản lý và
thi nghiệm
=12228.384 kVAr
Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy
S
ttnm
=
( )
2 2 2 2
15585.1088 12228.384 19809.82Pttnm Qttnm kVA+ = + =
≈20 MV
Hệ số công suất của nhà máy
cos
γ
nm=
15588.1088
0.79
19809.82
Pttnm
Sttnm
= =
4 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI VÀ BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI
4.1 BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI
Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ I được xác dịnh theo công thức:
R=
*
Si
m ∏
Lấy m=30kVA/mm
2
Góc chiếu sáng của từng phân xưởng được xác định theo công thức
*360Pcs
α
của các phân xưởng
TT Tên phân xưởng Pcs
(kW)
Ptt (kW) Stt
(kVA)
Tâm phụ
tải
X
(mm)
Y
(mm)
R
α
1 Px luyện gang 44.625 4964.625 6186 78 38 8.1 3.23
2 Px lò mactin 42 2142 2659 74 21 5.31 7.06
3 Px máy cán phôi tấm 15.75 1215.75 1513 47 28 4.00 4.66
4 Px cán nóng 66.375 4566.375 6238 38 50 8.14 5.23
5 Px cán nguội 16.875 2716.875 3388 8 32 5.99 2.23
6 Px tôn 45 1545 1911 10 55 4.5 10.68
7 Px sửa chữa cơ khí 15 108.56 161.8 45 61 1.31 49.7
8 trạm bơm 7.2 1927.2 2406 83 52 5.05 1.3
9 Ban quản lý và phòng
thí nghiệm
39 295 335 10 8 1.89 47.6
DVHD : Nguyễn Ngọc Ấn Trang - 19 -
Gãc phô t¶i
chiÕu s¸ng
Gãc phô t¶i
®éng lùc
∑
∑
∑
∑
vậy tâm phụ tải của nhà máy là (50.16 ; 40.1)
Ta bỏ qua không tính tới tọa độ Z của phụ tải vi nhà máy đặt trên mặt đất
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY
1. CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP CẤP CHO NHÀ MÁY
Ta có công thức kinh nghiệm
4.34* 0.016*
4.34* 15 0.016*15585.1088 70.56
U L Pttnm
U kV
= +
= + =
Do nhà máy ở gần trạm trung áp nên ta lấy điện từ trạm trung áp 35 kV
2. CÁC PHƯƠNG ÁN CHỌN CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG
Các máy biến áp được chọn dựa theo các nguyên tắc sau:
DVHD : Nguyễn Ngọc Ấn Trang - 21 -
Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM Khoa Điện
1.Vị trí đặt trạm biến áp phải gần tâm phụ tải ,thuận lợi cho việc vận chuyển
,lặp đặt ,vận hành ,sửa chữa máy biến áp
2. Số lượng các máy biến áp được lựa chọn dựa theo yêu cầu cung cấp điện
của phụ tải.Nếu phụ tải loại I và loạiII thì cần đặt ít nhất 2 MBA ,với phụ tải loại III
thì chỉ cần đặt 1 MBA. Trong mọi trường hợp thì đặt 1 MBA là đơn giản nhất ,thuận
lơij cho việc vận hành xong độ ti cậy thấp
3 Dung lượng các máy biến áp được chon theo điều kiện:
nK
hc
tt
2.1 PHƯƠNG ÁN 1 : ĐẶT 7 TRẠM BIẾN ÁP,TRONG ĐÓ:
*Trạm biến áp B1:Cấp điện cho phụ tải 0.4kV của phân xưởng luyện gang , và
trạm bơm trạm bố trí 2 MBA làm việc song song
n*K
hc
*S
dmB
≥S
ttpx
→S
dmB
≥
( )
4830
2415
2 2
Sttpx
kVA= =
Ta chọn MBA có dung lượng 2500 kVA
Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA
(n-1)*K
hc
*S
dmB
≥S
ttsc
→S
dmB
≥
= =
Ta chọn MBA có dung lượng 2500 kVA
Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA
(n-1)*K
hc
*S
dmB
≥S
ttsc
→S
dmB
≥
( )
( )
0.7* 2659 1513
0.7*
2086
1.4 1.4
Sttsc
kVA
+
= =
Do khi xảy ra sự cố ta cắt bớt các phụ tải loại III không quan trọng nên S
ttsc
=0.7S
tt
Vậy dung lượng MBA đã chọn là hợp lý
*Trạm biến áp B3 :Cấp điện cho phụ tải 0.4kV cho phân xưởng cán nóng,trạm
bố trí 2MBA làm việc song song
n*K
kVA= =
Do khi xảy ra sự cố ta có thể cắt bớt các phụ tải loại III không quan trọng chiếm 30%
phụ tải của phân xưởng
Vậy dung lượng của MBA đã chọn là hợp lý
*Trạm biến áp B4 :Cấp điện cho phân xưởng cán nguội ,ban quản lý và phòng
thí nghiệm ,trạm bố trí 2MBA làm việc song song
n*K
hc
*S
dmB
≥S
tt
→S
dmB
≥
( )
( )
3388 335
1861.5
2 2
Stt
kVA
+
= =
Ta chọn dung lượng của MBA là 2000 kVA
Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA
(n-1)*K
hc
*S
dmB
≥
( )
( )
1911 161.8 831
1451.9
2 2
Stt
kVA
+ +
= =
Ta chọn dung lượng của MBA là 2000 kVA
Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA
(n-1)*K
hc
*S
dmB
≥S
ttsc
→S
dmB
≥
( )
( )
0.7* 1911 161.8 831
0.7*
1451.9
1.4 1.4
Stt
kVA
+ +
dmB
≥
( )
0.7* 0.7*2500
1250
1.4 1.4
Sttpx
kVA s= =
Do khi xảy ra sự cố ta có thể cắt bớt các phụ tải loại III không quan trọng chiếm 30%
phụ tải của phân xưởng
Vậy dung lượng của MBA đã chọn là hợp lý
*Trạm biến áp B7 :Cấp điện cho phụ tải 3 kV cho phân xưởng luyện gang và
trạm bơm,trạm bố trí 2MBA làm việc song song
DVHD : Nguyễn Ngọc Ấn Trang - 24 -
Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM Khoa Điện
n*K
hc
*S
dmB
≥S
ttpx
→S
dmB
≥
( )
( )
2400 1575
1987.5
2 2
Stt
n*K
hc
*S
dmB
≥S
ttpx
→S
dmB
≥
( )
( )
4830 831
2830.5
2 2
Stt
kVA
+
= =
Ta chọn MBA có dung lượng 3000 kVA
Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA
(n-1)*K
hc
*S
dmB
≥S
ttsc
→S
dmB
≥
( )
+
= =
Ta chọn MBA có dung lượng 2500 kVA
Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA
(n-1)*K
hc
*S
dmB
≥S
ttsc
→S
dmB
≥
( )
( )
0.7* 2659 1513
0.7*
2086
1.4 1.4
Sttsc
kVA
+
= =
DVHD : Nguyễn Ngọc Ấn Trang - 25 -
Copyright: Tài liệu đại học ©