Đồ án Tốt nghiệp
Nhà máy đồng hồ
chính xác

Đồ án Tốt nghiệp Trang

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 đ
ó 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:
Đồ án Tốt nghiệp Trang 6
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
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

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 d
ự kiến bằng
2/100 x 75 tỷ =1,5 tỷ/ năm
Tổng doanh thu của nhà máy:
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 kiế
n 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 dụ
ng 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

- Phụ tải độ
ng 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 đi
ện xoay chiều tần số
f=50Hz.
3.2 . Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy.
Đồ án Tốt nghiệp Trang 9
- 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 lo
ại 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 :
+ Thiết kế mạng điện phân xưởng.
+ Thiết kế mạng điệ
n 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 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
3 Máy khoan hướng tâm 17 1 1,7
4 Máy phay đứng 10 1 7,0
5 Máy phay ngang 8 1 1,8

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

Đồ án Tốt nghiệp Trang 12

Nhóm 5

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
chất là phụ tải giả thiết tương đương với phụ tải thực t
ế về một vài phương diện
nào đó. Trong thực tế thiết kế người ta thường quan tâm đến hai yếu tố cơ bản do
Đồ án Tốt nghiệp Trang 13
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.

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
tt
= P
tb
± β . σ
tb
(2-2)

Trong đó :
P

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.

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:

P
tt
= K

- 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 b
ố 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
.
=
(2-7)
P
tt
= K
M
. P
tb
(2-8)

Trong đó:
a


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.
Đồ án Tốt nghiệp Trang 16
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
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:

P
tt
= 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:
∑
∑
=
=
==
n
i
dmi
n
i
sdidmi
dm
tb
sd
p
kp
P
P
K

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
hq
p
p
n
1
2
2
1
)(
)(
(2-12)

Các trường hợp riêng để xác định nhanh n
hq
:


nhỏ hơn hoặc bằng 5% tổng công suất định mức của toàn nhóm. ∑∑
==
≤
n
i
dmi
n
i
dmi
SS
11
%5
1
thì

Trường hợp 3: Khi m > 3 và K
sd
≥ 0,2 n
hq
=
n

n
hq


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
*
. Và khi đã tìm được n
*
hq
thì số thiết bị
điện hiệu quả của nhóm máy sẽ được tính;

Trong đó:

n
n
n
1
*
= và
dm
dm
P

= 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
Theo trường hợp 3: m = 5,3 > 3 và K
sd
≥ 0,2. Nên ta áp dụng công thức( 2-13) để
tính số thiết bị làm việc hiệu quả: n
hq
= n

n
hq
= n . n
*
hq

Đồ án Tốt nghiệp Trang 19

max
1

P
tt
= K
max
.K
sd
.
∑
=
10
1i
dmi
p
= 1,84 . 0,2 . 58,2 = 21,418 kW
Q
tt
= P
tt
. tgφ = 21,418 . 1,33 = 28,485 kVAR
S
tt
=
tttt
QP
22
+
=
485,28418,21
22
+

P
CosP
Cos
1
1
.
ϕ
ϕ

∑
∑
=
n
dmi
n
dmisdi
tb
P
PK
Ksd
1
1
.
( Bảng kết qủa tính toán B 2-3 ở trang sau)
Đồ án Tốt nghiệp Trang 20
Đồ án Tốt nghiệp
Trang
115


Đồ án Tốt nghiệp
Trang
117

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 : P
ttdl
: là công suất tác dụng tính toán động lực của phân xưởng k
đt

n
i
idtttdl
PKP
1
.
Đồ án Tốt nghiệp
Trang
118

P
cspx
= iPcsi
∑

Trong đó :P
cs
: Là công suất chiếu sáng (KW)
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

nhitt
dt
ttpx
n
csi
k
i
nhitt
dt
ttpx
QPS
Q
k
Q
pp
k
P
+=
=
+=
∑
∑∑
=

Trong đó :
K
đt
,K
dtr
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:
P
ttpx
=0,85 . 151,626 + 21,136 =150,02 KW
Q
ttpx
=0,85 .(28,485 + 30,07 +29,34 + 75,88 +43,59 + 33,192) = 240,557
KVAR
S
ttpx
= 150,02
2
+240,557
2
= 283,48 KVA
cosϕ =
53,0
48,283
02,150
=
I
ttpx
= A7,430
38,0.73,1
48,283

là dòng điện tính toán của nhóm máy
I
đmmax
là dòng điện định mức của thiết bị đang khởi động
k
mm
: là hệ số mở máy của động cơ (k
mm
=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
= 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


ở

trên ta được :
I
đn2
= 212,7 + (57,16 – 0,2 .35,45) = 262,77 A
- Tính toán cho nhóm 3:

+ Bằng cách tính như cho nhóm 1 ta được:
I
đn3
= 261,38 A
- Tính toán cho nhóm 4 : trong nhóm có Lò điện kiểu bể có công suất lớn
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

121

I
đn7
= 151,92 + (64,48 – 0,2 .25,32) = 211,236 A
-Tính toán cho toàn phân xưởng : trong phân xưởng máy lớn nhất có công
suất là 30kw và cosϕ = 0,7
Xác định theo công thức : I
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
dm
ttpx
ttpx
U
S
I
.3
=

ϕ
cos
22
tt
tttttt
P
QPS =+=
(2-26)
(2-27)