Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp trường đâị học điện lực.
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay nền kinh tế nước ta đang trên đà tăng trưởng mạnh mẽ theo đường lối công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước , vì vậy nhu cầu sử dụng điện trong lĩnh vực công nghiệp ngày một tăng cao . Hàng loạt khu chế xuất , khu công nghiệp cũng như các nhà máy , xí nghiệp công nghiệp được hình thành và đi vào hoạt động . Từ thực tế đó , việc thiết kế cung cấp điện là một việc vô cùng quan trọng và là một trong những việc đầu tiên cần phải làm . Việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện là không đơn giản vì nó đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức tổng hợp về nhiều chuyên nghành khác nhau như cung cấp điện , thiết bị điện , an toàn điện ,…Ngoài ra còn phải có sự hiểu biết nhất định về những lĩnh vực liên quan như xã hội , môi trường , về các đối tượng sử dụng điện và mục đích kinh doanh của họ… Vì vậy đồ án môn học Cung cấp điện là bước khởi đầu giúp cho sinh viên ngành Hệ thống điện hiểu được một cách tổng quát những công việc phải làm trong việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện và về chuyên ngành Cung cấp điện. Nội dung của đồ án là Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp . Đồ án bao gồm các phần chính sau : 1. Tính toán phụ tải điện . 2. Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng . 3. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện . 4. Tính toán chế độ mạng điện . 5. Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất . Do kiến thức còn nhiều hạn chế nên bản đồ án của em còn nhiều sai sót . Em rất mong sẽ nhận được nhiều lời góp ý cũng như sửa chữa của các thầy cô . Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Phạm Mạnh Hải đã giúp đỡ em thoàn thành bản đồ án môn học này . Hà Nội , ngày 5 tháng 4 năm 2013 Sinh viên Nguyễn Đức Hưng SVTH: Nguyễn Đức Hưng Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải PHẦN A: ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện Bài 57A “Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp” Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng. Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp . Hệ số công suất cấn nâng lên là cosϕ = 0,9. Hệ số chiết khấu i=12%; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện k S , MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch k t =2,5. Giá thành tổn thất điện năng c ∆ =1500đ/kWh; suất thiệt hại do mất điện th g =8000đ/kWh. Đơn giá tụ bù là 110. 3 10 đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ b P ∆ =0,0025 kW/kVAr. Giá điện trung bình g=1250 đ/kWh. Điện áp lưới phân phối là 22kV. Thời gian sử dụng công suất cực đại M T =4500(h). Chiều cao phân xưởng h=4,7(m). Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=150(m). Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện. Số hiệu trên sơ đồ Tên thịết bị Hệ số cos Công suất đặt P, KW theo các phương án 1;2;3;4 Lò điện kiểu tầng 0,35 0,91 20+25+18+25 5;6 Lò điện kiểu buồng 0,32 0,92 40+40 7;12;15 Thùng tôi 0,3 0,95 1,5+ 2,2+ 3 8;9 Lò điện kiểu tầng 0,26 0,86 30+ 18,5 10 Bể khử mỡ 0,47 1 2,2 11;13;14 Bồn đun nước nóng 0,3 0,98 15+ 22+ 30 16;17 Thiết bị cao tần 0,41 0,83 30+30 18;19 Máy quạt 0,45 0,67 7,5+ 4,5 20;21;22 Máy mài tròn vạn năng 0,47 0,6 2,8+ 7,5+ 5,5 23;24 Máy tiện 0,35 0,63 2,8+ 4 25;26;27 Máy tiện ren 0,53 0,69 5,5+12+15 SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 2 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 28;29 Máy phay đứng 0,45 0,68 4,5+15 30;31 Máy khoan đứng 0,4 0,6 4,5+7,5 32 Cầu cẩu 0,22 0,65 7,5 33 Máy mài 0,36 0,872 3 SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 3 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải A B C D E 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 11 13 8 9 18 19 12 14 5 6 7 10 16 15 17 Nhà kho Vãn ph?ng 20 21 23 24 30 31 33 32 29 28 27 25 26 22 24 m 6 m 6 m 36 m SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 4 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải PHẦN B: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện. Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng. Từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện. Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi. Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp. Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện: • Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu • Phương pháp tính theo hệ số M k và công suất trung bình • Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm • Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp 1. Phụ tải chiếu sáng: Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 5 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 0 0 . . . cs P P S P a b= = • Trong đó: P 0 là suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng, 0 P = 15 W/m 2 S là diện tích được chiếu sáng, m 2 a là chiều dài của phân xưởng, m b là chiều rộng của phân xưởng, m - Vậy phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa là: 3 15.36.24 12,96 10 cs P = = (kW) Do ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng có cosϕ =1 nên tgϕ = 0 . 0 cs cs Q P tg ϕ = = (kVar) 2. Phụ tải động lực: 2.1. Phân nhóm các phụ tải động lực: Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau: + Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp. Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng. + Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm. + Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy. Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường là 8 ÷ 12 Tuy nhiên thường rất khó khăn để thỏa mãn cả 3 điều kiện trên, vì vậy khi thiết kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhất trong các phương án có thể. SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 6 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 5 nhóm. Kết quả phân nhóm phụ tải được trình bày ở bảng 1.1 Bảng 1.1: Phân nhóm thiết bị điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí STT Tên thiết bị Số hiệu trên sơ đồ Hệ số cosφ Công suất P(KW) Nhóm 1 1 Lò điện kiểu tầng 1 0,35 0,91 20 2 Lò điện kiểu tầng 2 0,35 0,91 25 3 Lò điện kiểu tầng 3 0,35 0,91 18 4 Lò điện kiểu tầng 4 0,35 0,91 25 5 Lò điện kiểu buồng 5 0,32 0,92 40 6 Lò điện kiểu buông 6 0,32 0,92 40 7 Thùng tôi 7 0,3 0,95 1,5 8 Lò điện kiểu tầng 8 0,26 0,86 30 9 Lò điện kiểu tầng 9 0,26 0,86 18,5 10 Bể khử mỡ 10 0,47 1 2,2 Nhóm 2 1 Bồn đun nước nóng 11 0,3 0,98 15 2 Thùng tôi 12 0,3 0,95 2,2 3 Bồn đun nước nóng 13 0,3 0,98 22 4 Bồn đun nước nóng 14 0,3 0,98 30 5 Thùng tôi 15 0,3 0,95 3 6 Thiết bị cao tần 16 0,41 0,83 30 7 Thiết bị cao tần 17 0,41 0,83 30 8 Máy quạt 18 0,45 0,67 7,5 9 Máy quạt 19 0,45 0,67 4,5 Tổng 144,2 Nhóm 3 1 Máy mài tròn vạn năng 20 0,47 0,6 2,8 2 Máy mài tròn vạn năng 21 0,47 0,6 7,5 3 Máy mài tròn vạn năng 22 0,47 0,6 5,5 4 Máy tiện 23 0,35 0,63 2,8 5 Máy tiện 24 0,35 0,63 4 SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 7 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 6 Máy tiện ren 25 0,53 0,69 5,5 7 Máy tiện ren 26 0,53 0,69 12 8 Máy khoan đứng 30 0,4 0,6 4,5 Tổng 44,6 Nhóm 4 1 Máy tiện ren 27 0,53 0,69 15 2 Máy phay đứng 28 0,45 0,68 4,5 3 Máy phay đứng 29 0,45 0,68 15 4 Máy khoan đứng 31 0,4 0,6 7,5 5 Cần cẩu 32 0,22 0,65 7,5 6 Máy mài 32 0,36 0,872 3 Tổng 52,5 2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực: 2.2.1. Tính toán cho Nhóm1: (Số liệu phụ tải cho trong bảng 2.1) a) Xác định hệ số sử dụng tổng hợp sd k Σ Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của phụ tải nhóm I theo công thức: . i sdi sd i P k k P Σ = ∑ ∑ Trong đó : k sdi là hệ số sử dụng của thiết bị P i là công suất đặt của thiết bị - Vậy hệ số sử dụng tổng hợp của Nhóm 1 là: k = = =0,32 SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 8 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải b) Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 1: - Số thiết bị hiệu quả của nhóm 1 được xác định theo số thiết bị tương đối * n và công suất tương đối * P trong nhóm: + Gọi axm P là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm1 1 1 * 1 1 * 1 n j j n i i n n n P P P P P = = = = = ∑ ∑ Trong đó: n là số thiết bị trong nhóm 1 n là số thiết bị có ax 1 . 2 m P P ≥ P và 1 P là tổng công suất ứng với n và 1 n thiết bị + Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm 1 là : P= 40 KW => P = . 40 = 20 KW Vậy = 6 ; = 20 + 25 + 25+ 40 +40 + 30= 180KW = = = 0,6 = = = 0,817 SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 9 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Từ = 0,6 và = 0,817 tra bảng phụ lục 4 ta tìm được = 0,81 = n . = 10. 0,81 = 8,1 Tra trị số theo và trong bảng phụ lục 5 Ta có = 1,72 Vậy phụ tải tính toán của nhóm 1 là : = . . = 1,72. 0,32. 220,2= 121,19 KW Hệ số công suất trung bình của nhóm 1 là : = = 0,9 2.2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại: - Tính toán tương tự Nhóm 1 Ta có kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 1.2 và 1.3 Bảng 1.2: Kết quả tính toán số thiết bị hiệu quả của các phương án NHÓM P max (kW) 0,5.P max (kW) n 1 P 1 (kW) n P (kW) n* P* n* hq n hq 1 40 20 6 180 1 0 220,2 0,6 0,81 7 0,81 8,1 SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 10 [...]... các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết Hộ tiêu thụ loại III chỉ cần đặt 1 MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ) 3.1.2 Chọn công suất MBA Chọn sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cung cấp đủ điện năng cho phụ tải và có dự trữ một lượng công suất đề phòng khi sự cố, đảm bảo độ an toàn cung cấp điện, tuổi thọ máy, tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật Được tiến hành dựa trên công. .. lựa chọn phương án nối điện tối ưu 1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng Mạng điện phân xưởng thường có các dạng sơ đồ chính sau: Sơ đồ hình tia : SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 27 Đơn giá (.103/bộ) 4020 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Mạng cáp các thiết bị được dùng điện được cung cấp trực tiếp từ các tủ động lực (TĐL) hoăc từ các tủ phân phối (TPP) bằng các đường cáp độc lập Kiểu sơ đồ... đồ phân nhánh dạng cáp Các TĐL được CCĐ từ TPP bằng các đường cáp chính các đường cáp này cùng một lúc CCĐ cho nhiều tủ động lực, còn các thiết bị cũng nhận điện từ các TĐL như bằng các đường cáp cùng một lúc cấp tới một vài thiết bị Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp, chủng loại cáp cũng ít Nó thích hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố không đồng đều Nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện. .. điều kiện ổn định nhiệt và ổn định lực điện động của thiết bị Với các thiết bị đóng cắt còn chọn theo khả năng cắt : dòng điện cắt giới hạn, công suất cắt giới hạn … a) Chọn tủ phân phối: Tủ phân phối của phân xưởng: Đặt 1 Aptomat tổng phía từ trạm biến áp về và 5 Aptomatnhánh cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng Sơ đồ tủ phân phối: Hình 3.7: Sơ đồ tủ phân phối Từ TBA đến TPP Aptomat tổng... 1.5.: Kết quả tính toán phụ tải điện Loại phụ tải Động lực Chiếu sáng Ptt (kW) 253,953 12,96 cosφ 0,834 1 Phụ tải tính toán tác dụng toàn phân xưởng : = + = 253,953 + 12,96 = 266,912 Hệ số công suất của toàn phân xưởng là : = = = 0,842 = 0,64 + Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng là: => Qtt.px = Ptt.px tgφpx = 266,912 0,64 = 170,82 (kVar) SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 15 Đồ án cung cấp điện. ..Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 2 30 15 5 44,7 9 3 4 12 15 6 7,5 2 4 19,5 45 8 6 SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 11 51,66 44,6 52,5 5/9 0,86 0,43 0,69 6,21 0,25 0,66 7 0,857 0,78 0,81 6,24 4,86 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Bảng 1.3: Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải STT Tên thiết bị Số Cosφ hiệu Công P suất P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lò điện kiểu tầng Lò điện kiểu... 15 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải + Công suất tính toán của toàn phân xưởng là : => = = = 316,89 (KVA) CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG I CHỌN TRẠM BIẾN ÁP (TBA) 1 Xác định vị trí đặt TBA phân xưởng: Để lựa chọn được vị trí tối ưu cho TBA cần thỏa mãn các điều kiện sau: Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành cũng như thay thế và... thường dùng cho các hộ loại III Hình 3.3: Sơ đồ phân nhánh dạng cáp TPP TÐL TÐL TÐL TÐL TÐL Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây (đường dây trục chính nằm trong nhà) Từ các TPP cấp điện đến các đường dây trục chính Từ các đường trục chính được nối bằng cáp riêng đến SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 28 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị Loại sơ đồ này thuận tiện cho việc... sơ đồ bố trí thiết bị trong phân xưởng ta chọn dạng sơ đồ hỗn hợp làm phương án nối điện trong phân xưởng 2 Chọn TPP, TĐL SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 30 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 2.1 Chọn vị trí tủ phân phối và tủ động lực : Vị trí của các tủ phân phối và tủ động lực phân xưởng đều được chọn để thoả mãn một số yếu tố kinh tế - kỹ thuật cũng như an toàn và thuận tiên trong vận hành, tuy... phân xưởng SVTH: Nguyễn Đức Hưng Page 16 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải - Tâm qui ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi một điểm M có toạ độ được xác định : M(Xnh,Ynh) theo hệ trục toạ độ xOy n Xnh= ∑ S i xi 1 n ∑S n ∑S y i ; i 1 Ynh = 1 n ∑S i ; i 1 Trong đó: Xnh; Ynh : toạ độ của tâm các nhóm phụ tải điện của phân xưởng xi ; yi : toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một . án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải PHẦN A: ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện Bài 57A Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp Thiết. những công việc phải làm trong việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện và về chuyên ngành Cung cấp điện. Nội dung của đồ án là Thiết kế cung cấp điện cho một
