ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DỀ TÀI: THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG MỤC LỤC Lời nói đầu Trang CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY…………… …………….2 CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN………………… ………….5 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY…… … 35 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ…………………………………………………………….…….84 CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY……………………………………… 96 CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG XHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ………………………………………………… 102 CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY 35 KV TỪ TRẠM BIẾN ÁP TRUNG GIAN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY………………………………… 109 CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG B 3 ………… 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại ngày nay, thời đại của những ứng dụng khoa học và công nghệ thì ngành điện phải là ngành đi trước một bước. Cùng với sự phát triển của nó, đời sống của nhân dân được nâng cao. Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Một lực lượng đông đảo cán bộ trong và ngoài ngành điện đang ngày đêm tham gia thiết kế lắp đặt các công trình cấp điện . Xuất phát từ thực tế đó cùng với những kiến thức đã được học tai bộ môn HTĐ - Trường đại học Bách Khoa Hà Nội em được nhận đề tài : Thiết kế Hệ thống cấp điện cho Nhà máy Đường . Trong thời gian làm đồ án bằng sự nỗ lực của bản thân, cùng với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn HTĐ, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn em đã hoàn thành xong bản đồ án tốt nghiệp của mình. Trong quá trình thiết kế, do kiến thức còn có hạn nên không thể tránh khỏi những khiếm khuyết. Em mong nhận được sự nhận xét góp ý từ phía quý thầy cô để bản đồ án được hoàn thiện hơn . Em xin gửi đến thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy cô giáo trong khoa lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn chân thành nhất ! Hà Nội, ngày tháng năm 2007 Sinh viên thực hiện Vũ Thị Minh Thư CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY I .VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ Nhà máy Đường được xây dựng trên địa bàn tỉnh Khánh Hoà.Với quy mô gồm 8 phân xưởng từ những củ cải tươi nguyên chất, trải qua các công đoạn đã được tinh chế thành đường. Trước đây đường sản xuất ra chỉ phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước, nhưng ngày nay nó còn được xuất khẩu và đã trở thành một ngành quan trọng trong nền kinh tế quốc dân . Trong Nhà máy sản xuất có nhiều loại máy móc khác nhau rất đa dạng, phong phú và phức tạp. Các hệ thống máy móc này có tính năng công nghệ cao và hiện đại do vậy mà việc cung cấp điện cho Nhà máy phải đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao . II. CÔNG SUẤT ĐẶT VÀ VỊ TRÍ CÁC PHÂN XƯỞNG CỦA NHÀ MÁY Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5200h, các thiết bị làm việc với công suất gần định mức. Các kho chứa và phân xưởng SCCK loai III còn lại các phân xưởng khác là loại I. Theo dự kiến Nhà máy được cấp điện từ trạm biến áp khu vực cách nhà máy 10 km bằng đường dây trên không lộ kép. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực là SN = 250 MVA. STT Tên phân xưởng Diện tích (m ) Công suất đặt (kW) 1 kho củ cải đường 12001350 2 phân xưởng thái và nấu củ cải 5688 700 3 bộ phận cô đặc 4740 550 4 phân xưởng tinh chế 3162 750 5 kho thành phẩm 5660 150 6 phân xưởng SCCK1514 theo tính toán 7 trạm bơm 1599 600 8 kho than 6490 350 9 phụ tải điện cho thị trấn 5000 Bảng 1.1 – Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong Nhà máy. III . ĐẶC ĐIỂM PHỤ TẢI VÀ CÔNG NGHỆ Để cho quả trình sản xuất của Nhà máy đảm bảo tốt thì việc cung cấp điện cho Nhà máy và các bộ phận quan trọng trong Nhà máy như các phân xưởng tinh chế, bộ phận cô đặc, thái và nấu củ cải đường phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cao . Theo quy trình công nghệ sản xuất của Nhà máy thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng, số lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế. Vì vậy theo “quy phạm trang bị điện “ thì Nhà máy được xếp vào phụ tải loại I . Phụ tải điện trong Nhà máy công nghiệp có thể phân ra thành hai loại phụ tải : + Phụ tải động lực . + phụ tải chiếu sáng . 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 khoảng hàng chục kW và được cấp bởi dòng xoay chiều có tần số công nghiệp f = 50 hz. Ta phân loại phụ tải như sau : số thứ tự tên phân xưởng phân loại hộ phụ tải 1 kho củ cải đường III 2 phân xưởng thái và nấu củ cải I 3 bộ phận cô đặc I 4 phân xưởng tinh chế I 5 kho thành phẩm III 6 phân xưởng SCCKIII 7 trạm bơm III 8 kho than III 9 phụ tải điện cho thị trấn III Bảng 2.2 : phân loại hộ phụ tải . IV. NỘI DUNG THIẾT KẾ 1 . Giới thiệu chung về Nhà máy . 2 . Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng và Nhà máy . 3 . Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng SCCK. 4 . Thiết kế mạng cao áp cho toàn Nhà máy . 5 . Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của nhà máy . 6 . Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng SCCK . 7 . Thiết kế đường dây 35 kV từ trạm biến áp trung gian cung cấp điện cho Nhà máy . 8 . Thiết kế trạm biến áp . CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN I. ĐẶT VẤN ĐỀ . Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết thường biến đổi theo thời gian, nó cần thiết cho việc chọn các trang thiết bị cung cấp điện cho mọi trạng thái vận hành của hệ thống cung cấp điện. Phụ tải tính toán thực chất là phụ tải giả thiết tương đương với phụ tải thực tế về một vài phương diện nào đó. Trong thực tế thiết kế người ta thường quan tâm đến hai yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra. Đó là phát nóng và tổn thất. Vì vậy, tồn tại hai loại phụ tải tính toán cần xác định: Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng và phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất . Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng: Là phụ tải giả thiết lâu dài, không đổi, tương đương với phụ tải thực tế, biến thiên về hiệu quả nhiệt lớn nhất . Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất (thường gọi là phụ tải đỉnh nhọn): Là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong một thời gian ngắn từ 1 đến 2 giây, chúng chưa gây ra phát nóng cho các thiết bị nhưng lại gây ra tổn thất và có thể làm nhẩy các bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì. Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thường xuất hiện khi khởi động các động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị cơ điện khác . 1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu (knc). • Công thức tính : Ptt = knc . Pđ Qtt =Ptt . tg • Trong đó : knc: hệ số nhu cầu (tra sổ tay kỹ thuật) Cos : hệ số công suất tính toán (tra sổ tay kỹ thuật) Ptt, Qtt: công suất tác dụng và công suất phản kháng tính toáncủa nhóm thiết bị (kW, kVAR) • Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn giản thuận tiện. Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là kém chính xác. Bởi vì hệ số nhu cầu knc tra được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy . Trong tính toán có thể lấy gần đúng Pđ ¬= Pđm. 2. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình . • Công thức tính : Ptt = khd . Ptb • ¬Trong đó : khd: hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải (tra sổ tay kỹ thuật) . Ptb: Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW). • Phương pháp này có thể áp dụng tính phụ tải tính toán ở thanh cái từ 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 t ải. 3. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình . • Công thức tính : Ptt = Ptb • Trong đó : Ptb: công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW) . : độ lệch của đồ thị khỏi giá trị trung bình . : hệ số tán xạ của . • Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các thiết bị của phân xưởng hoặc của toàn bộ Nhà máy. Tuy nhiên, phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành . 4. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại . • Công thức tính : Ptt = kmax . ksd . P đm • Trong đó : Pđm : công suất của thiết bị hay nhóm thiết bị (kW) . Ptb : công suất trung bình của thiết bị hay nhóm thiết bị (kW) . kmax : hệ số cực đại (tra trong sổ tay kỹ thuật ) . kmax = f (nhq , ksd ) nhq: số thiết bị dùng điện hiệu quả. ksd: hệ số sử dụng (tra sổ tay kỹ thuật ). • Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị, các tủ động lực của toàn bộ phân xưởng. Nó cho một kết quả khá chính xác nhưng lại đòi hỏi một lượng thông tin khá đầy đủ về các loại phụ tải như: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải, số lượng thiết bị trong nhóm . 5. Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm . • công thức tính : Ptt = • trong đó : : suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/ ddvsp). M : hệ số sản phẩm sản xuất trong một năm . Tmax: thời gian sử dụng công suất lớn nhất . • Phương pháp này chỉ được dùng để ước tính sơ bộ xác định phụ tải trong công tác quy hoạch hoặc dùng để quy hoạch nguồn cho xí nghiệp. 6. Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích . • Công thức tính : Ptt = Po . F • Trong đó : Po - suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích (W/m ) F - diện tích bố trí thiết bị (m ) • Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đều trên diện tích sản xuất, nên nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ. Thiết kế chiếu sáng . II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SCCK. Phân xưởng SCCK là phân xưởng số 6 trên sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy . Phân xưởng có diện tích là 1514 m .Trong phân xưởng có 43 thiết bị và công suất của các thiết bị rất khác nhau . Thiết bị có công suất lớn nhất là 10 kW , Và thiết bị có công suất nhỏ nhất là 0,6 kW . Toàn bộ các máy đều làm ở chế độ dài hạn . 1 . Giới thiệu phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình Ptb và hệ số cực đại kmax (còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq). • Công thức tính: Ptt = kmax . ksd . • Trong đó : Pđmi : công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm. n : số thiết bị thứ i trong nhóm. ksd : hệ số sử dụng ( tra sổ tay kỹ thuật ). nhq : số thiết bị dùng điện hiệu quả . nhq số thiết bị dùng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhó phụ tải thực tế ( gồm các thiết bị có chế độ làm việc và công suất khác nhau ) nhq được xác định theo công thứ sau. nhq = [...]... thể cần lựa chọn cấp điện áp phù hợp cho đường dây truyền tải từ hệ thống về nhà máy Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải: kV Trong đó: P- công suất tính toán của nhà máy l- khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (km) Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy là: kV Từ kết quả tính toán trên ta chọn cấp điện áp 35 kV từ hệ thống cho nhà máy Căn cứ vào... tính toán thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các bước: 1 Vạch các phương án cung cấp điện 2 Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn các chủng loại, tiết diện các đường day cho phương án, 3 Tính toán kinh tế kỹ thuật để lựa chọn các phương án hợp lý 4 Thiết kế chi tiết cho các phương án lựa chọn II VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Trước khi vạch các phương án cụ thể... 0,7.Stt Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, thay thế, vận hành sửa chữa và kiểm tra định kỳ 1 Phương án I: Đặt 5 trạm biến áp phân xưởng - Tạm B1: cấp điện cho kho củ cải đường và kho than - Trạm B2: cấp điện cho trạm bơm và phân xưởng SCCK - Trạm B3: cấp điện cho phân xưởng thái và nấu củ cải đường - Trạm B4: cấp điện cho bộ... - Công suất tính toán tác dụng: - Công suất tính toán phản kháng: - Công suất tính toán toàn phần của kho thành phẩm : - Dòng điện tính toán: Kết quả xác định PTTT của các phân xưởng được trình bày ở trong bảng 2.9 Bảng 2.9- phụ tải tính toán của các phân xưởng III.3Xác định phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy: - Phụ tải tính toán tác dụng của nhà máy: Trong đó: kđt: hệ số đồng thời lấy bằng 0,8... 2228,34 kW - Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy: - Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy: - Hệ số công suất của toàn nhà máy: IV- XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ VẼ BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI IV1- Tâm phụ tải điện Tâm quy ước phụ tải nhà máy được xác định bởi một điểm M có toạ độ được xác định : M0(x0,y0) theo hệ trục toạ độ xoy Công thức: ; Trong đó : Sttpx – là phụ tải tính toán của phân xưởng i xi ,... có phụ tải điện trong nhà máy IV2- Biểu đồ phụ tải điện: Biểuđồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỷ lệ xích nào đó tuỳ chọn Biểu đồ phụ tải cho phép ta thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết, từ đó có cơ sở để lập các phương án cung cấp điện Biểu đồ phụ tải được... tính toán tác dụng: - Công suất tính toán phản kháng: - Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng tinh chế: - Dòng điện tính toán: 5.Kho thành phẩm: Công suất đặt : 150 kW Diện tích : 5660 m Tra bảng PLI3 (tài liệu 1) : ta được , cos Tra bảng PLI2 (tài liệu 1) : ta tìm được suất chiếu sáng Po= 10 W/m Sử dụng đèn huỳnh quang nên cos - Công suất tính toán động lực là: - Công suất tính toán chiếu sáng:... suất tính toán tác dụng: - Công suất tính toán phản kháng: - Công suất tính toán toàn phần của kho thành phẩm : - Dòng điện tính toán: 6.Trạm bơm: Công suất đặt : 600 kW Diện tích : 1599 m Tra bảng PLI3 (tài liệu 1) : ta được , cos Tra bảng PLI2 (tài liệu 1) : ta tìm được suất chiếu sáng Po= 10 W/m Sử dụng đèn huỳnh quang nên cos - Công suất tính toán động lực là: - Công suất tính toán chiếu sáng: - Công... suất tính toán tác dụng: - Công suất tính toán phản kháng: - Công suất tính toán toàn phần của kho thành phẩm : - Dòng điện tính toán: 7.Kho than: Công suất đặt : 350 kW Diện tích : 6490 m Tra bảng PLI3 (tài liệu 1) : ta được , cos Tra bảng PLI2 (tài liệu 1) : ta tìm được suất chiếu sáng Po= 10 W/m Sử dụng đèn huỳnh quang nên cos - Công suất tính toán động lực là: - Công suất tính toán chiếu sáng: - Công... cấp điện cho bộ phận cô đặc và kho thành phẩm - Trạm B5: cấp điện cho phân xưởng tinh chế Chọn dung lượng các máy biến áp: * Trạm biến áp B1: Cấp điện cho phụ tải 0,4 kV cho kho củ cải đường và kho than Trạm đặt một máy làm việc: Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm= 1000 kVA * Trạm biến áp B2: Cấp điện cho trạm bơm và phân xưởng SCCK Trạm đặt 1 máy làm việc: . ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DỀ TÀI: THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG MỤC LỤC Lời nói đầu Trang CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY…………… …………….2 CHƯƠNG. cấp điện của nhà máy . 6 . Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng SCCK . 7 . Thiết kế đường dây 35 kV từ trạm biến áp trung gian cung cấp điện cho Nhà máy