GVHD: Trần Quang Khánh LỜI NÓI ĐẦU Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu được trong bất kì một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước. như chúng ta đã xác định và thống kê rằng 70% điện năng được sản xuất ra dung trong các xi nghiệp, nhà máy công nghiệp. Vấn đề dặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra được điên năng thì làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải điện được hiệu quả, tin cậy. Vì vậy cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế quốc dân. Nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách lien tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế quốc gia phát triển lien tục và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới. Nếu ta nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là ngành tiêu thụ năng lượng nhiều nhất. Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện năng hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp tới việc khai thác một cách hiệu quả công suất của nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả lượng điện năng được sản xuất ra. Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hòa các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa là phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai. Với đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp Đã phần nào giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau này. Trong thời gian làm bài, với sự cố gắng của bản thân, cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy: Ninh Văn Nam em đã hoàn thành đồ án môn học của mình. Song do thời gian làm bài không nhiều, kiến thức còn hạn chế, nên bài làm của em không tránh khỏi thiếu sót. Do vậy em kính mong được sự góp ý, chi bảo của các thầy cô để em có được những kinh nghiệm chuẩn bị cho công việc sau nay. Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Quâng Khánh cùng các thày cô giáo trong bộ môn. SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 1 GVHD: Trần Quang Khánh ĐỒ ÁN : CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài: Thiết kế cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp Giáo viên hướng dẫn : Trần Quang Khánh Sinh viên thực hiện : Trương Văn Minh Thái Lớp : ĐH Điện 1 K4 Hà Nội 12/2012 SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 2 GVHD: Trần Quang Khánh MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 2 CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 1.1 Giới thiệu chung 4 1.2 Các tiêu chuẩn về chiếu sáng 1.3 Các số liệu để thiết kế chiếu sáng 7 1.4 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí 9 CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 14 2.1. Các đại lượng cơ bản và hệ số tính toán 15 2.2. Tính toán phụ tải chiếu sáng 19 2.3. Tính toán phụ tải làm mát 20 2.4, Tính toán phụ tải động lực 2.5. Tính toán bù công suất 31 CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 33 3.1. Xác định tâm phụ tải 33 3.2. Lựa chọn sơ đồ tối ưu 37 3.3. Kết Luận 50 CHƯƠNG 4 : LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 51 4.1. Chọn tiết diện dây dẫn mạng động lực và mạng chiếu sáng 51 4.2. Tính toán ngắn mạch 55 4.3. Chọn thiết bị bảo vệ và đo lường 61 CHƯƠNG 5 : TÍNH CHẾ ĐỘNG MẠNG ĐIỆN 68 5.1. Hao tổn điện áp lớn nhất trong mạng điện 68 SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 3 GVHD: Trần Quang Khánh 5.2. Xác định hao tổn công suất 68 5.3. Xác định hao tổn điện năng 70 CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 73 6.1. Tính toán nối đất 74 6.2. Tính toán chống sét 76 CHƯƠNG 7 : NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 78 7.1. hệ số công suất và ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất 78 7.2. Các giải pháp bù cosφ tự nhiên 80 7.4. Phân phối tối ưu công suất bù trên lưới điện xí nghiệp 82 7.5. Xác định dung lượng bù 83 7.6. Đánh giá hiệu quả bù 86 CHƯƠNG 8 : HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH 88 KẾT LUẬN …………………………………………………… 90 SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 4 GVHD: Trần Quang Khánh THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Chương I. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG. 1.1. Giới thiệu chung. Điện chiếu sáng là một trong những công trình nghệ thuật kiến trúc dân dụng và công nghiệp vừa là tiện nghi cần thiết vừa có tính chất trang trí mĩ thuật lại vừa có tác dụng nâng cao hiệu quả sử dụng công trình. 1.2. Các tiêu chuẩn về chiếu sáng 1.2.1. Quang thông Năng lượg do một nguồn phát ra qua một diện tích trong một đơn vị thời gian gọi là thông lượng của quang năng. Ánh sáng của nguồn phát ra gồm nhiều sóng điện từ có độ dài sóng khác nhau. Do năng lượng của nguồn quang năng được biểu thị bằng biểu thức : ∫ = 1 2 21 . λ λ λλλλ deE Trong đó - e λ : Hàm phân bố năng lượng - E λ1λ2 : Thông lượng của quang năng từ λ 1 đến λ 2 - λ : Bước sóng Thông lượng toàn phần ∫ ∞ = n deE 0 211 λλλλ 1.2.2. Độ rõ Tuy nguồn quang thông có công suất lớn, nhưng có các bước sóng khác nhau. Sẽ gây cho mắt ta có những cảm giác khác nhau. Do đó ta cần đưa thêm khái niệm về độ rõ, kí hiệu :V o SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 5 GVHD: Trần Quang Khánh F = ∫ n i dev 0 λλ Đơn vị : lm (lu men) 1.2.3. Cường độ sáng Nếu nguồn sáng S bức xạ theo mọi phương, trong các góc đặt dω nó truyền đi qua một quang thông dF thì đại lượng ω d dF gọi là cường độ sáng của nguồn sáng trong phương đó : I = ω d dF Nếu dF tính bằng lu men thì góc đặt tính bằng Stê-ra-dian thì cường độ ánh sáng là nến. Kí hiệu : Cd Đơn vị nến không lớn lắm, một bóng đèn 75 W có thể có cường độ ánh sáng 90 Cd theo hướng sáng nhất. 1.2.4. Độ rưng và độ rọi Một nguồn sáng có kích thước giới hạn, trên đó lấy một diện tích :ds, quang thông bức xạ theo mọi phương của góc đặt 2л là dF thì độ trưng của nguồn sáng được định nghĩa : R = dS dF Vậy độ trưng là quang thông bức xạ trên một diện tích ds Độ rọi kí hiệu E là phần quang thông tới trên một đơn vị diện tích dS : E = dS dF Vậy độ rọi của nguồn sáng tỉ lệ thuận với cường độ nguồn sáng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ nguồn tới tâm diện tích được chiếu sáng, ngoài ra còn phụ thuộc vào hướng của nguồn. SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 6 GVHD: Trần Quang Khánh Tóm lại, người ta định nghĩa mật độ quang thông rơi trên một bề mặt gọi là độ rọi, đơn vị là lx : E = S F Trong đó F : Quang thông của nguồn sáng – lumen (lm) S : Diện tích chiếu sáng - m 2 R, E : Phốt hoặc lux (lx), Với 1 phốt = 10000 lx 1.2.5. Tiêu chuẩn về độ rọi Căn cứ vào tính chất công việc, yêu cầu đảm bảo sức khoẻ của công nhân, khả năng cung cấp điện của nguồn mà sẽ có tiêu chuẩn về độ rọi khác nhau 1.3.Thiết kế chiếu sáng cần các số liệu sau: - Mặt bằng và mặt cắt phân xưởng để xác định vị trí theo đèn - Những đặc điểm của quá trình công nghệ các tiêu chuẩn về độ rọi cảu các khu vực làm việc - Số liệu về nguồn điện và nguồn vật tư 1.3.1. Bố trí đèn Trong thực tế việc bố trí đèn còn phụ thuộc vào xà ngang của xưởng, đường di chuyển trong xưởng Gọi khoảng cách từ trần đến mặt công tác là h 1 , khoảng cách từ bóng đèn đến trần là h 2 , độ cao của nhà xưởng là h, ta sẽ có độ treo cao đèn là : H = h – h 1 – h 2 Xác định khoảng cách giữa 2 đèn kế nhau (L) theo tỉ số hợp lý L/H tra theo bảng 1.1 sau : SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 7 GVHD: Trần Quang Khánh Bảng 1.1 tỉ số L/H hợp lý cho các đối tượng chiếu sáng Loại đèn và nơi sử dụng L/H bố trí nhiều dãy L/H bố trí 1 dãy Chiều rộng giới hạn của phân xưởng khi bố trí 1 dãy Tốt nhất Max cho phép Tốt nhất Max cho phép Chiếu sáng nhà xưởng dùng chao mờ hoặc sắt tráng men 2,3 3,2 1,9 2,5 1,3 H Chiếu sáng nhà xưởng dùng chao vạn năng 1,8 2,5 1,8 2,0 1,2 H Chiếu sáng cơ quan văn phòng 1,6 1,8 1,5 1,8 1,0 H 1.3.2. Phương pháp tính toán chiếu sáng. Phương pháp hệ số sử dụng dùng để xác định quang thông của các bóng đèn trong chiếu sáng chung đồng đều theo yêu cầu độ rọi cho trước trên mặt phẳng nằm ngang, Phương pháp này có thể chiếu sáng chung, không chú ý đến hệ số phản xạ của tường, trần và vật cảnh. Hay dùng chiếu sáng cho phân xưởng có diện tích lớn hơn 10m 2 , không dùng để chiếu sáng cục bộ hoặc chiếu sáng ngoài trời, trên cơ sở đó ta chọn công suất của đèn, số lượng đèn cần thiết để chiếu sáng. Dùng biểu thức : F = sd n.k SkZE Trong đó : SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 8 GVHD: Trần Quang Khánh - F : quang thông - E : độ rọi - S : diện tích cần chiếu sáng - K : hệ số dự trữ - n : số bóng đèn được xác định chính xác sau khi bố trí đèn trên mặt bằng - k sd : hệ số sử dụng của đèn, nó phụ thuộc vào loại đèn, kích thước và điều kiện phản xạ của phòng - Z = min E E tb , hệ số tính toán, phụ thuộc vào loại đèn và tỉ số L/H, thường lấy Z = 0,8 ÷ 1,4 Khi tra bảng để tìm hệ số sử dụng ta phải xác định chỉ số phòng (có kích thước a × b) φ = )( baH ba + × Trong đó a, b chiều rộng, chiều dài của phòng (m) Khi chọn công suất đèn tiêu chuẩn, người ta có thể cho phép quang thông chênh lệch từ 12 – 20 % 1.4. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí sửa chữa Phân xưởng K có : - Diện tích là S = 24 × 36 = 864 m 2 - Độ rọi yêu cầu của phân xưởng là E yc = 50 lx 1.4.1. Xác định số lượng, công suất bóng Vì phân xưởng cơ khí sửa chữa có các loại máy quay nên dự định dùng bóng đèn sợi đốt, cosφ=1 để đảm bảo chiếu sáng. Chọn bóng đèn vạn năng có độ rọi yêu cầu chung là E = 50 lx Phân xưởng cơ khí sửa chữa có độ cao trần là H = 3,86m, mặt phẳng làm việc cách sàn h 2 = 0,86m, độ cao treo đèn cách trần h 1 = 0m. Vậy : H = 3,86 – 0 – 0,86 = 3 m SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 9 GVHD: Trần Quang Khánh Tra bảng đèn sợi đốt, bóng vạn năng có L/H = 1,8, xác định được khoảng cách giữa các đèn là : L = 1,8.H = 1,8.3 = 5,4 Căn cứ vào bề rộng phòng 24 (m), chọn L = 5 m Đèn được bố trí làm 5 dãy theo chiều rộng , mỗi đèn cách nhau 5m, theo chiều dài có 7 dãy cách nhau 5,2 m, khoảng cách từ đèn đến tường theo chiều rộng là L a = 2 m, khoảng cách từ đèn đến tường theo chiều dài là L b = 2,5 m, tổng cộng có 35 bóng. Sơ đồ bố trí bóng đèn trong nhà xưởng Kiểm tra lắp đặt đèn: 3 5 < 2,5 ≤ 2 5 và 3 5 <2 < 2 5 (thỏa mãn) Xác định chỉ số phòng φ = 8,4 )3624.(3 3624 )( ≈ + × = + × baH ba Tra bảng với φ = 4,8 ta có : SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 10 [...]... Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu Để cung cấp điện có thể có nhiều phương án đi dây , có thể dùng sơ đồ hình tia có độ tin cậy cung cấp điện cao , có thể dùng sơ đồ đường trục , hoặc hỗn hợp Với phân xưởng nên áp dụng sơ đồ tia vì các thiết bị điện khá tập trung Các phương án được nêu chi tiết dưới đây Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ , trong xưởng dự định đặt 1 tủ phân phối nhận điện từ trạm... A Ngoài chiếu sáng chung còn trang bị cho mỗi máy 1 đèn 100w để chiếu sáng cục bộ,cho 2 phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh mỗi bóng 100 W SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 12 GVHD: Trần Quang Khánh Sơ đồ cung cấp điện cho mạng điện chiếu sáng SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 13 GVHD: Trần Quang Khánh Chương II TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN Phụ tải điện là công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q yêu cầu tại... của lưới khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình tức là tính toán lượng công suất yêu cầu của phụ tải để cung cấp đủ với công suất điện mà phụ tải yêu cầu Do đó, việc đầu tiên khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình là xác định phụ tải điện của công trình đó, tức là phải dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn Ở đây, trong giới hạn về thiết kế và khả năng ta chỉ xét bài toán xác định phụ tải... mạng điện chiếu sáng Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ phân phối phân xưởng về Tủ gồm 1 aptomat 3 pha loại A3144 và 5 aptomat nhánh 1 pha loại A3144 , mỗi aptomat cấp điện cho 7 bóng 1.4.3.1 Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng Ics= P 7 = = 10,63 A 3.U dm cos ϕ 3.0,38.1 Chọn cáp đồng 4 lõi, CVV 4 × 1,có Icp = 20 A Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng tới bóng đèn là dây đồng... và cấp điện cho 4 tủ động lực đặt rải rác cạnh tường phân xưởng , mỗi tủ động lực cấp điện cho các nhóm phụ tải đã phân nhóm ở trên Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng tiến hành xem xét 2 phương án sau : Phương án 1: Đặt tủ phân phối tại điểm gần với trạm biến áp và phân phối cho 4 tủ động lưc còn lại Phương án 2: Đặt tủ phân phối tại trung tâm nhà xưởng và cung cấp cho 4 tủ động lưc còn lai 3.2.1 Tính toán... Dòng điệnt tính toán của toàn phân xưởng là: Ittpx = S ttpx 3 U = 331,9 3.0,38 = 504,2 A 2.5: Tính toán bù công suất phản kháng Việc đặt bù có lợi về mặt giảm tổn thất điện áp, điện năng , cho đối tượng dung điện là đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ Tuy nhiên nếu đặt phân tán quá sẽ không có lợi về vốn đầu tư , về quản lý vận hành Cho nên việc bố trí đặt tụ bù ở đâu là 1 bài toán cần xem xét... 2x160kVA Phương án II : chọn 1 máy biến áp có công suất 320kVA Phương án III : chọn 1 máy biến áp có công suất 400kVA Các tham số biến áp như sau : SBA kVA 2x160 320 400 ∆P0 kW 0,5 0,85 1,05 ∆Pk kW 2,45 3,9 4,6 Vốn đầu tư, 106 VNĐ 160 205 242 Xét về kỹ thuật, các phương án ngang nhau về độ tin cậy cung cấp điện Đối với phương án I, khi có sự cố ở một trong 2 máy biến áp thì máy còn lại sẽ ghánh toàn bộ... của xí nghiệp, đối với phương án II và III sẽ phải dừng cấp điện cho toàn bộ xí nghiệp Đế đảm bảo sự tương đồng về kỹ thuật của các phương án cần phải xét đến thành phần thiệt hại do mất điện khi có sự cố xảy ra trong các máy biến áp Trước hết ta kiểm tra khả năng quá tải của máy biến áp khi một trong hai máy bị sự cố SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 34 GVHD: Trần Quang Khánh Phụ tải trong thời gian sự... Quang Khánh 2.2 Tính toán phụ tải chiếu sáng Tổng công suất chiếu sáng chung(coi hệ số đồng thời là 1 P cs.ch=kđt/storage2/vhost/convert.store123doc.com/data_temp/document/xjg1399557594-82146613995575943128/xjg1399557594.doc.N.Pđ=1.35.200=7000 W Chiếu sáng cục bộ: Pch=(33+4).100=3700 W Vậy tổng công suất chiếu sáng là 7000+3700=10700 W=10,7 kW Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cos ϕ của nhóm chiếu sáng bằng... Thái 2 + 66,9 =280,9 kva Page 32 GVHD: Trần Quang Khánh Chương III XÁC ĐINH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG 3.1 Tính toán và xác định tâm phụ tải: Lựa chọn hệ trục XOY trên bản vẽ mặt bằng bố trí thiết bị,xác định tâm phụ tải theo công tức sau : X= Y=  Để thuận tiện cho việc điều khiển chiếu sáng ta chọn tủ điện chiếu sáng có tọa độ (X,Y)=(8;6,25) ở gần cửa Về mặt lý thuyết chũng ta có thể tinh như . nay. Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Quâng Khánh cùng các thày cô giáo trong bộ môn. SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 1 GVHD: Trần Quang Khánh ĐỒ ÁN : CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài: Thiết kế cấp điện cho một. kế cung cấp điện cho một công trình tức là tính toán lượng công suất yêu cầu của phụ tải để cung cấp đủ với công suất điện mà phụ tải yêu cầu. Do đó, việc đầu tiên khi thiết kế cung cấp điện. cung cấp điện cho mạng điện chiếu sáng. SVTH:Trương Văn Minh Thái Page 13 GVHD: Trần Quang Khánh Chương II. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN. Phụ tải điện là công suất tác dụng P và công suất phản kháng