Thiết kế mạng điện cho phân xưởng 1 LỜI MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, công nghiệp điện lực đóng một vai trò đặc biệt quan trọng. Điện năng luôn đi trước mọi lĩnh vực vì có điện máy móc mới hoạt động, con người mới sinh hoạt được. Phạm vi sử dụng điện rất rộng rãi, từ nông thôn đến thành thị, từ nông nghiệp đến công nghiệp; ảnh h ưởng đến mọi ngành trong nền kinh tế quốc dân. Vì vậy đồ án cung cấp điện là một yêu cầu thiết yếu cho sinh viên ngành điện, giúp cho sinh viên có tư duy độc lập với công việc. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do hạn chế về kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tiễn đồ án của em còn nhiều khiếm khuyết. Em rất mong nhận được sự chỉ bả o và góp ý chân thành của các thầy, các cô. Qua đây em xin chân thành cám ơn thầy giáo Ngô Hồng Quang đã giúp em hoàn thành đồ án này! Xin chân thành cám ơn! Phan Thanh Hữu 2 PHẦN MỞ ẦN MỞ ĐẦU Giới thiệu về nhà máy đồng hồ đo chính xác Vai trò kinh tế Nhà máy đồng hồ đo chính xác được xây dựng với nhiệm vụ sản xuất các loạiđồng hồ đo phục vụ cho việc đo đếm , kiểm định chất lượng các loại hàng hóa trong nước và xuất khẩu;đó là yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm. Trong bất kì ngành nào , lĩnh vực nào cũng cần có các thiết bị đo đếm. Chất lượng sản phẩm được quyết định bởi thiết bị đo đếm , trong đó sự tồn tại và phát triển phụ thuộc vào chất lượng sản phẩm.Vì vậy việc xây dựng nhà máy đồng hồ đo chính xác là thiết yếu và tiên phong cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.Từ yêu cầu thực tế,nhà máy được xây dựng với qui mô gồm 10 phân xưởng và bộ phận khác nhau. Đặ c điểm về phân bố phụ tải Nhà máy là đơn vị tiêu thụ có công suất lớn , được xây dưng trên diện tích 150000m .Nguồn điện cấp cho nhà máy đườc lấy từ trạm biến áp trung gian 110/10(KV) cách nhà máy 2,5 km. Thời gian sử dụng công suất cực đại là . Do tầm quan trọng của phụ tải ta xếp nhà máy vào đơn vị cần được cấp điện liên tục và an toàn . Trong nhà máy có Phòng thiết kế , Phòng thí nghiệm trung tâm và Phòng thực nghiệ m được xếp vào đơn vị loại 3 , khi cần thiết có thể cắt điện được Nội dung của đồ án bao gồm 5 phần: + Xác định phụ tải tính toán + Thiết kế mạng cao áp nhà máy + Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng sửa chữa cơ khí + Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí + Thiết kế tính toán bù công suất Phụ tải của nhà máy đồng hồ đo chính xác Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công suất đặt 1 Phân xưởng tiện cơ khí 2500 2 Phân xưởng dập 1500 3 Phân xưởng lắp ráp số 1 900 4 Phân xưởng lắp ráp số 2 1500 5 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 6 Phòng thí nghiệm trung tâm 160 7 Phòng thực nghiệm 500 8 Trạm bơm 620 9 Phòng thiết kế 100 3 10 Chiếu sáng các phân xưởng Xác định theo diện tích CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN Phụ tải tính toán (PTTT) là đại lượng đặc trưng cho khả năng sử dụngcông suất của một hay nhiều nhómthiết bị dùng điện.Đó là công suất giả địnhkhông đổi trong suốt quá trình làm việc, nó gaay ra hhậu quả phát nhiệthoặc phá hủy cách điệnđúng bằng công suất thực tếđã gây ra cho thiết bị trong quá trình làm việc.Vì vậy trong thực tế thiế t kế cung cấp điệnnhiệm vụ đầu tiên lấc định PTTT của hệ thống cần cung cấp điện. Tùy theo qui mô mà phụ tải điện phải được xác định theo thực tế hoặc phải tính đến khả năng phát triển của hệ thống trong nhiều năm sau đó. Phụ tải tính toán sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ th ống như:MBA, dây dẫn , các thiết bị đóng cắt. v.v ,tính toán tổn thất công suất điện năng , lựa chọn bù …Phụ tải tính toánphụ thuộc vào các yếu tốnhư : công suất , số lượng máy, chế độ vận hành… 1.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán Phương pháp xác địnhPTTT theo hệ số k nc và P đặt. Phương pháp này được sử dụng khi đã có thiết kế nhà xưởng của nhà máy nhưng chưa thiết kế chi tiết. a, Tính cho phụ tải động lực: • P tt = K nc . P đ Trong đó: K nc : Hệ số nhu cầu tra từ sổ tay theo số liệu của các XN.PX P đ : Công suất đặt của các phân xưởng • Q tt = P tt . tgφ Trong đó: tgφ: Hệ số công suất TT ra sổ tay, từ cosφ Q tt : Công suất phản kháng tính toán. b, Tính cho phụ tải chiếu sáng: Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (m 2 ). • P cs = P 0 . S Trong đó: P 0 : Suất chiếu sáng trên đơn vị S. (w/m 2 ) S : Diện tích cần chiếu sáng Lưu ý: 4 • Cần phải cân nhắc xem sử dụng loại bóng đèn nào cho phù hợp. • Khi cosφ = 1 ta có tgφ = 0 • Q cs = P cs . tgφ c, Tính PTTT toàn phần của mỗi xưởng S tp = 2 cstt 2 cstt )QQ()PP( +++ d, Phụ tải tính toán toàn nhà máy PTTT bằng tổng phụ tải của các phân xưởng có kể đến hệ số sử dụng đồng thời P ttxn = K đt ∑ n 1 ttpxi P = K đt )PP( CSi n 1 tti + ∑ Q ttxn = K đt ∑ n 1 ttPxi Q = K đt )QQ( CSi n 1 TTi + ∑ Q ttxn = 22 tpxntpxn QP + cosφ xn = P ttxn /S tpxn Hệ số k đt được xác định theo từng trường hợp sau : k đt = 0,9 đến 0,95 khi số lượng PX là 2→ 4 k đt = 0,8 đến 0,85 khi số lượng PX là 5→10 1.2 Xác định PTTT theo công suất trung bình Sau khi nhà máy đã có thiết kế chi tết cho từng PX, có thông tin chính xác về mặt bằng bố trí thiết bị, biết được công suất và quá trình công nghệ của từng máy. Tiến hành thiết kế mạng hạ áp của PX, số liệu đầu tiên cần xác định là Ptt cùa từng thiết bị và từng nhóm thiết bị trong PX 1.2.1 Với một động cơ Ptt = Pđm Vớ i nhóm động cơ có n ≤ 3 Ptt = ∑ n P 1 đm i Với nhóm động cơ có n ≥ 4 Ptt = k max k sd ∑ P đm i Trong đó : k sd là hệ số sử dụng của nhóm (tra sổ tay) k max là hệ số cực đại tra bảng từ hai thông số k sd và n hq (số thiết bị dùng điện hiệu quả) Trình tự xác định n hq 5 -Xác định n 1 : Số động cơ có công suất ≥ 1/2 công suất của động cơ có công suất max trong nhóm . - Xác định P 1 : Tổng công suất của các động cơ có công suất ≥ 1/2 công suất của động cơ có công suất max trong nhóm. P 1 = ∑ 1 1 n P đm i -Xác định n * và P * n * = n 1 /n P * = P 1 / P ∑ Trong đó P ∑ : Tổng công suất nhóm n: Tổng số thiết bị trong nhóm Từ n * và P * tra bảng PL3 được n * hq Xác định n hq theo công thức: n hq = n . n * hq Chú ý: + Khi tra bảng k max chỉ bắt đầu từ n hq = 4. Khi n hq < 4, P TT được tính như sau: P TT = đmi n ti Pk . 1 ∑ Trong đó: k ti : Hệ số tải (ở chế độ dài hạn = 0.9, ở chế độ ngắn hạn = 0.75) Nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi tính n hq . P qđổi = P đm % đ k Trong đó k đ % là hệ số đóng điện phần trăm Ngoài việc quy đổi chế độ cũng cần quy đổi công suất một pha về 3 pha. Đối với điện áp pha: P qđ = 3 P đm ; điện áp dây: P qđ = đm P.3 • Phụ tải phản kháng của động lực và chiếu sáng: Q TT = P TT .tgφ. Q cs = P cs .tgφ. 1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho phân sưởng SCCK: a, Theo phương pháp P Tb và k max a1, Phân nhóm phụ tải: Các yêu cầu khi phân nhóm: 6 Trong mỗi phân xưởng có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau. Muốn xác định PTTT được chính xác ta cần phải phân nhóm các thiết bị điện. - Việc thiết bị cùng nhóm cần phải ở gần nhau để giảm chiều dài dây dẫn (giảm đầu tư và tổn thất). - Chế độ làm việc của các thiết bị cùng nhóm nên giống nhau để thuận lợi cho phương th ức cấp diện. - Tổng công suát của các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tải động lực. - Số lượng thiết bị trong nhóm không quá nhiều vì đầu ra của tải động lực là: 8 đến 12. Căn cứ vào các yêu cầu trên và vị trí trên mặt bằnh ta phân làm 6 nhóm như sau: a2, Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm: • Nhóm I: Số liệu theo bảng sau: Bảng 1.1 Phụ tải tính toán cho nhóm 1 Vị trí trên s ơ đồ Tên thiết bị Số lượng P đ (kw) Một máy Toàn bộ 2 Búa rèn 2 28 56 3 Lò 1 4,5 4,5 4 Lò rèn 1 6 6 7 MBA 2 2,2 4,4 8 Máy ép ma sát 1 10 10 9 Lò điện 1 15 15 13 Quạt li tâm 1 7 7 Tổng 9 102,9 Nhóm I : có 9 thiết bị nên dùng công thức: P TT = k max . k sd . ∑ n đmi P 1 k sd và cosφ tra phụ lục I.1( thiết kế cấp điện ) ta có: k sd =0,3 ; cosφ=0,6 => tgφ= 1,33 n 1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng1/2 công suất của thiết bị có công suất max. Với nhóm này theo số liệu ở bảng ta có : n 1 = 3 P 1 là tổng công suất của n 1 thiết bị trên P 1 =28+28+15= 71( kW) Tính n * và P * : n * = n 1 /n 7 P * = P 1 /P ∑ Trong nhóm có máy biến áp hàn làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại cần qui đổi chế độ làm việc và công suất về 3 pha. Qui đổi về dài hạn: Hệ số đóng điện là25% P qđ = P đm %25 = 4,4 25,0 = 2,2 (kW) Qui đổi công suất về 3 pha : ( cosφ = 0,35 ) P qđ = 3 P đm = 3 x 2,2 = 3,8 ( kW ) Công suất tổng sau qui đổi được tính: P ∑ = 102,9 – 4,4 + 3,8 = 102,3 ( kW ) Ta có: n = 9; n1 = 3; n * = n 1 /n = 3/9 = 0,33 P * = P 1 /P ∑ = 71/102,3 = 0,69 Từ P * và n * tra bảng PL I.5 ( TKCĐ ) ta được: n * hq = 0,62 n hq = n . n * hq = 9 x 0,62 = 5,58 Từ k sd và n hq tra PL I.6 ( TKCĐ ) ta có : k max = 1,88. P TT = 1,88 x 0,3 x 102,3 = 58 ( kW ) Q TT = P TT x tgφ = 58 x 1,33 = 77 ( kVAr ) S TT = Q P TT TT 2 2 + = 7758 22 + = 96,4 ( kVA ) I TT = S TT / U 3 = 96,4 / 0,38 3 = 146,5 ( A ) • Nhóm II : Số liệu theo bảng sau: Bảng 1.2 Phụ tải tính toán cho nhóm 2 Vị trí trên sơ đồ Tên thiết bị Số lượng P đ (kw) Một máy Toàn bộ 1 Búa hơi để rèn 2 10 20 3 Lò rèn 1 4,5 4,5 5 Quạt lò 1 2,8 2,8 6 Quạt gió 1 2,5 2,5 11 Dầm treo có palăng điện 1 4,85 4,85 12 Máy mài sắc 1 3,2 3,2 20 Lò điện 1 30 30 23 Lò điện 1 20 20 8 Tổng 9 87,85 có 9 thiết bị Tra phụ lục I (TKCĐ) được: k sd = 0.6; cosφ = 0.7 => tg φ = 1 n 1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng1/2 công suất của thiết bị có công suất max. Với nhóm này theo số liệu ở bảng ta có : n 1 = 3 P 1 là tổng công suất của n 1 thiết bị trên P 1 = 20 + 30 + 20 = 70 (kW) Tính n * và P * : n * = n 1 /n = 3/9 = 0.33 P * = P 1 /P ∑ = 70/87.85 = 0.8 Từ P * và n * tra bảng PL I.5 ( TKCĐ ) ta được: n * hq = 0.5 n hq = n . n * hq = 0.5 x n = 9 x 0.5 = 4.5 Từ k sd và n hq tra PL I.6 ( TKCĐ ) ta có : k max = 1.41 P TT = k max . k sd . ∑ n đmi P 1 = 1.41 x 0.6 x 87.85 = 74 (kW ) Q TT = P TT x tgφ = 74 x 1 = 74 (kVAr) Tính S TT và I TT S TT = Q P TT TT 2 2 + = 7474 22 + = 104.7 (kVA) I TT = S TT / U 3 = 104.7 / 0,38 3 = 159 (A) • Nhóm III : Bảng 1.3 Phụ tải tính toán cho nhóm 3 Vị trí trên sơ đồ Tên thiết bị Số lượng P đ (kw) Một máy Toàn bộ 28 Máy đo độ cứng đầu côn 1 0,6 0,6 31 Máy mài sắc 1 0,25 0,25 40 Búa hơi để rèn 1 25 25 41 Máy bào gỗ 1 4,5 4,5 42 Lò điện 1 3,2 3,2 44 Dầm treo có palăng điện 1 4,5 4,5 9 46 Lò điện 1 7 7 47 Máy mài sắc17 7 48 Lò rèn 1 9 9 49 Quạt gió 1 12 12 50 Quạt lò 1 18 18 Tổng 11 91,05 có 11 thiết bị Tra phụ lục I (TKCĐ) được: k sd = 0.6; cosφ = 0.7 => tg φ = 1 n 1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 1/2 công suất của thiết bị có công suất max. Với nhóm này theo số liệu ở bảng ta có : n 1 = 2 P 1 là tổng công suất của n 1 thiết bị trên P 1 = 25 + 18 = 43 (kW) Tính n * và P * : n * = n 1 /n = 2/11 = 0.18 P * = P 1 /P ∑ = 43/91.05 = 0.47 Từ P * và n * tra bảng PL I.5 ( TKCĐ ) ta được: n * hq = 0.09 n hq = n . n * hq = 0.09 x n = 0.09 x 11 = 0.99 Vì n hq < 4 nên P TT được tính như sau: P TT = k ti ∑ n đmi P 1 Trong đó k ti là hệ số tải: - Với chế độ tải dài hạn k ti = 0.9 - Với chế độ tải ngắn hạn k ti = 0.75 - Các thiết bị trong nhóm đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta chọn k ti = 0.9. P TT = k ti . ∑ n đmi P 1 = 0.9 x 91.05 = 82 (kW) Q TT = P TT x tgφ = 82 x 1 = 82 (kVAr) Tính S TT và I TT S TT = Q P TT TT 2 2 + = 8282 22 + = 116 (kVA) I TT = S TT / U 3 = 116 / 0,38 3 = 177 (A) • Nhóm IV : [...]... MBA, quyết định đặt TTBA phân xưởng như sau: - Trạm BA1: Phân xưởng cơ khí và phân xưởng dập (STT1 và 2) - Trạm BA2: Phân xưởng lắp ráp số 1 (STT3) - Trạm BA3: Phân xưởng lắp ráp số 2 (STT4) - Trạm BA4: Phân xưởng SCCK (STT5) Phòng thí nghiệm trung tâm (STT6) Phòng thiết kế (STT9) - Trạm BA5: Phòng thực nghiệm (STT7) Trạm bơm (STT8) Các trạm BA4 và BA5 thuộc diện hộ được cấp điện loại III nên đặt một... cấu % loại III cho thể cắt điện cần thiết khi sự cố thì 1 máy tính đủ cho loại I 2.3 Xác định loại trạm điện trung tâm 2.3.1 Số lượng trạm biến áp phân sưởng Căn cứ vào vị trí trên mặt bằng, công suất tiêu thụ và quy mô sản xuất của nhà máy quyết định việc lựa chọn vị trí đặt trạm phân phối điện trung tâm (PPTT) để cấp điện cho các trạm biến áp tại các phân xưởng Toàn nhà máy có 9 phân xưởng và phòng... Nhóm VI có 4 thiết bị 11 Bảng 1.6 Phụ tải tính toán cho nhóm 6 Vị trí trên Tên thiết bị Số lượng sơ đồ Lò băng chạy 18 1 điện 21 Lò điện để rèn 1 22 Lò điện 1 Thiết bị để tôi 25 1 bánh răng Tổng Pđ (kw) Một máy Toàn bộ 30 30 36 20 36 20 18 18 4 104 Tra PL I.1 (Thiết kế cấp điện) được: ksd = 0.8; cosφ = 0.9 => tg φ = 0.48 n1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 1/2 công suất của thiết bị có... tác bảo vệ và xử lý sự cố Các hộ loại III được cấp điện liên thông từ TBA phân xưởng chính Căn cứ vào vị trí của các TBa phân xưởng và trạm PPTT trên mặt bằng đề ra 2 phương án cấp điện như sau: - Phương án 1: Các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trực tiếp từ trạm PPTT - Phương án 2: Các trạm biến áp xa trạm PPTT được lấy điện liên thông qua các trạm BAPX ở gần TPPTT Đường dây cung cấp từ trạm...Bảng 1.4 Phụ tải tính toán cho nhóm 4 Vị trí trên sơ đồ 33 34 37 Tên thiết bị Số lượng Cẩu trục cánh có palăng điện Thiết bị cao tần Thiết bị đo bi Pđ (kw) 1 1 1 Tổng Một máy Toàn bộ 1,3 80 23 3 1,3 80 23 104,3 có 3 thiết bị Vì số thiết bị của nhóm là 3 nên ta dùng công thức: PTT = n ∑P đmi = 80 + 23 + 1.3 = 104.3 (kW) 1 Vì công suất chủ yếu là thiết bị cao tần nên cosφ chọn là 0.7 =>... Thực nghiệm 38 388 486 7.2 35.3 8 Trạm bơm 17.5 451.5 565 7.7 14 9 Phòng thiết kế 30 100 125 3.7 108 1 4 3 2 8 7 6 5 9 20 CHƯƠNG II THIẾT KẾT MẠNG CAO ÁP 2.1 Xác định tâm phụ tải Tâm phụ tải của nhà máy là điểm tốt nhất để đặt trạm biến áp trân phân phối trung tâm, các tủ phân phối động lực nhằm giảm chi phí đầu tư và tổn thất điện năng Để xác định toạ độ tâm phụ tải ta dùng công thức: n 1 n n 1 Y=... MBA trạm B4 Trạm B4 cấp điện cho PXSCCK Phòng TNTT và Phòng Thiết Kế, do vậy thuộc hộ loại III Stt = 866 (kVA) Chọn dùng 1 MBA 1000 (kVA) do công ty TBĐ Đông Anh chế tạo 2.4.5 Chọn công suất MBA trạm B5 Trạm B5 cấp điện cho Phòng thực nghiệm và trạm bơm, do vậy thuộc hộ loại III Stt = 1051 (kVA) Chọn dùng 1 MBA loại 1250 (kVA) do công ty TBĐ Đông Anh chế tạo 23 STT Tên Phân Xưởng 1 PX Tiện cơ khí 2... Ý nghĩa: Hệ thống điện bao gồm các thiết bị điện được nối với nhau theo một nguyên tắc chặt chẽ tạo nên một cơ cấu đồng bộ hoàn chỉnh Mỗi thiết bị điện cần được lựa chọn đứng để thực hiện tốt chức năng trong sơ đồ cấp điện góp phần làm cho hệ thống cung cấp vận hành được đảm vảo các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế và an toàn 21 2.2.2 Các căn cứ để lựa chọn máy biến áp Trong sơ đồ cấp điện máy biến áp (MBA)... lường ta sử dụng cầu chì cho 2 máy ở trên 2 phân đoạn thanh góp Căn cứ vào phương án đã lựa chọn di dây mạng cao áp nên phía mạch ra trên tanh góp phân đoạn lắp đặt 4 máy cắt hợp bộ Chọn dùng các tải hợp bộ của hãng SIEMENS có hệ thống thanh đặt sẵn Bảng 2.6 Thông số máy cắt đặt tại trạm PPTT (Thông số tải hợp bộ) Tài liệu: Thiết kế cáp điện PLIII.2 (trang 262) Loại tủ Cách điện Iđm Iđm nhánh In (T.Cái)... mỗi trạm đặt thêm một áp tô mát phân đoạn giữa chia thành cái phân đoạn) Sơ đồ trạm biến áp hai máy Trên mỗi sơ đồ A tổng và ALL đặt trong một tủ riêng: - AT làm nhiệm vụ quá tải cho BA và bảo vệ ngắn mạch cho tanh cái hạ áp - thanh có hạ áp có nhiệm vụ nhân điện từ BA và phân phối cho các tuyến hạ áp qua các Aptomat nhánh - Aptomat nhanh dùng để thao tác đóng, cắt điện bảo vệ ngắn mạch Thông số kỹ . định phụ tải tính toán + Thiết kế mạng cao áp nhà máy + Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng sửa chữa cơ khí + Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí + Thiết kế tính toán bù công suất. Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công suất đặt 1 Phân xưởng tiện cơ khí 2500 2 Phân xưởng dập 1500 3 Phân xưởng lắp ráp số 1 900 4 Phân xưởng lắp ráp số 2 1500 5 Phân xưởng sửa chữa cơ khí. Thiết kế mạng điện cho phân xưởng 1 LỜI MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, công nghiệp điện lực đóng một vai trò đặc biệt quan trọng. Điện năng