Đang tải... (xem toàn văn)
I. Trường: ĐHBK Hà Nội, Bộ môn HỆ THỐNG ĐIỆN II. Giáo viên hướng dẫn: TS BẠCH QUỐC KHÁNH III. Đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ CÔNG NGHIỆP ĐỊA PHƯƠNG VI. Các số liệu đầu vào: 1.Phụ tải điện của nhà máy 2.Phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí 3.Điện áp nguồn: Uđm = 35 kV 4.Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp trạm biến áp khu vực: 250MVA 5.Đường dây cung cấp điện cho nhà máy: Dùng dây AC treo trên không. 6.Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: l = 12 km 7.Công suất của nguồn điện: Vô cùng lớn 8. Nhà máy làm việc 3 ca, Tmax = 300.(10+11) = 6300 giờ
Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN I ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy khí công nghiệp địa phương II CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Phụ tải điện nhà máy Phụ tải phân xưởng sửa chữa khí Điện áp nguồn: Uđm = 35 kV Dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp khu vực: 250MVA Đường dây cung cấp điện cho nhà máy: Dùng dây AC treo không Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: l = 12 km Công suất nguồn điện: Vô lớn Nhà máy làm việc ca, Tmax = 300.(10+11) = 6300 By Giangdt Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Sơ đồ mặt nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Từ hệ thống điện đến Phụ tải điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Số mặt Tên phân xưởng Phân xưởng khí Phân xưởng dập Phân xưởng lắp ráp số Phân xưởng lắp ráp số Phân xuởng Sửa chữa khí Phịng thí nghiệm trung tâm Phịng thực nghiệm Trạm bơm Phịng thiết kế 10 Chiếu sáng phân xưởng By Giangdt Công suất đặt (kW) 1800 1500 1000 1200 Theo tính tốn 200 500 150 100 Xác định theo diện tích Loại hộ tiêu thụ I I I I III III I III III Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa khí TT Tên thiết bị 10 11 12 13 14 15 16 17 Bộ phận máy công cụ Máy cưa kiểu đai Bàn Khoan bàn Máy ép tay Máy mài thô Máy khoan đứng Máy bào ngang Máy xọc Máy mài tròn vạn Máy phay Máy phay vạn Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Mày tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Số lượng Nhãn hiệu Công suất (kW) 1 1 1 1 1 1 1 8531 MC-12A 3M364 2A125 736 7A420 3A130 5Đ32 BM82 1A62 IM620 163 1616 1Đ63A 163A 1.0 0.65 2.8 2.8 4.5 2.8 2.8 4.5 7.0 8.1 10.0 14.0 4.5 10.0 20.0 1 1 1 1 1 1 2118 KH-20 HC-121 APO-274 3M634 0.85 24.2 0.85 2.5 1.0 2.8 1 1 HB31 3M634 - 1.7 2.8 1.5 - Bộ phận lắp ráp 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Máy khoan đứng Cầu trục Bàn lắp ráp Bàn Máy khoan bàn Máy để cân tĩnh Bàn Máy ép tay Bể dầu có tăng nhiệt Máy cạo Bể ngâm nước nóng Bể ngâm natri-hidroxit Máy mài thô Bộ phận hàn 31 32 33 34 35 Máy nén cắt liên hợp Bàn để hàn Máy mài phá Quạt lò rèn Lò tròn By Giangdt Ghi Đồ án môn học 36 37 38 39 40 Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Máy ép tay Bàn Máy khoan đứng Bàn nắn Bàn đánh dấu 1 1 APO-274 2118 - 0.85 - Bộ phận sửa chữa điện 41 42 43 Bể ngâm dung dịch kiềm Bể ngâm nước nóng Bàn 1 - 3.0 3.0 - 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 Dao cắt vật liệu cách điện Máy ép tay Máy cuộn dây Máy cuộn dây Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt Tủ sấy Máy khoan bàn Máy cân tĩnh Máy mài thô Bàn thử thiết bị điện 1 1 1 1 1 APO-274 HC-12A - 1.2 1.0 3.0 3.0 0.65 2.5 7.0 1 1 1 1 1 1 BMC-101 HC-12A C-237 3M634 MTT-25M 3.0 5.0 10.0 3.5 1.5 0.65 1.7 2.8 25.0 1 Y-022 Y-001 BCA-BM 0.6 Bộ phận đúc đồng 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 Dao cắt có tay địn Bể khử dầu mỡ Lị điện để luyện khn Lị điện để nấu chảy babít Lị điện để mạ thiếc Đá lát để đổ babít Quạt lị đúc đồng Bàn Máy khoan bàn Bàn nắn Máy uống mỏng Máy mài phá Máy hàn điểm Buồng nạp điện 67 68 69 Tủ để nạp ácqui Giá đỡ thiết bị Chỉnh lưu sê-lê-nium By Giangdt (kVA) Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1 Loại ngành nghề, quy mô lực nhà máy 1.1.1 Loại ngành nghề 1.1.2 Quy mô, lực nhà máy 1.2 Giới thiệu phụ tải điện toàn nhà máy 1.3 Những yêu cầu thiết kế cung cấp điện nhà máy 1.3.1 Độ tin cậy cung cấp điện 1.3.2 Chất lượng điện áp 1.3.3 An toàn cung cấp điện 1.3.4 Kinh tế 1.4 Phạm vi đề tài CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 10 2.1 Đặt vấn đề 10 2.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 10 2.2.1 Xác định phụ tải tính tốn theo công suất đặt hệ số nhu cầu 10 2.2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số hình dáng đồ thị phụ tải cơng suất trung bình 10 2.2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình 11 2.2.4 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax cơng suất bình Ptb (cịn gọi phương pháp số thiết bị hiệu nhq) 11 2.2.5 Xác định phụ tải tính tốn theo suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm 11 2.2.6 Xác định phụ tải tính toán theo suất trang bị điện cho đơn vị sản phẩm 11 2.3 Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng sửa chữa khí 11 2.3.1 Giới thiệu phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình Ptb hệ số cực đại kmax (còn gọi phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả) 12 2.3.2 Trình tự xác định phụ tải tính tốn theo phương pháp Ptb kmax 13 Tên nhóm thiết bị 18 2.4 Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng cịn lại 20 2.4.1 Phân xưỏng tiện khí 20 2.4.2 Tương tự với phân xưởng cịn lại ta có bảng tổng kết 21 2.5 Phụ tải tính tốn nhà máy 23 2.6 Xác định tâm phụ tải biểu đồ phụ tải 23 2.6.1 Tâm phụ tải điện 23 2.6.2 Biểu đồ phụ tải điện 23 CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY 26 3.1 Đặt vấn đề 26 3.2 Vạch phương án cung cấp điện 26 By Giangdt Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương 3.2.1 Phương án trạm biến áp phân xưởng 26 3.2.2 Xác định vị trí trạm biến áp phân xưởng 29 3.2.3 Phương án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng 30 3.3Tính tốn kinh tế kỹ thuật, lựa chọn phương án hợp lý 33 3.3.1 Phương án 34 3.3.2 Phương án 38 3.3.3 Phương án 43 3.3.4 Phương án 47 3.3.5 Tổng hợp tiêu kinh tế kỹ thuật phương án 50 3.4 Thiết kế chi tiết cho phương án chọn 51 3.4.1 Chọn dây dẫn từ TBATG TPPTT 51 3.4.2 Tính tốn ngắn mạch lựa chọn thiết bị điện 52 3.4.3 Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện 54 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 64 4.1 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối 64 4.1.1 Lựa chọn aptômat cho tủ phân phối 64 4.1.2 Chọn cáp từ TBA B2 tủ phân phối phân xưởng 65 4.1.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 65 Bảng 4.2 - Kết chọn cáp từ TPP đến TĐL 66 4.2 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp phân xưởng sửa chữa khí để kiểm tra cáp aptômat 66 4.2.1 Các thông số sơ đồ thay 67 4.3 Lựa chọn thiết bị tủ động lực dây dẫn đến thiết bị phân xưởng 70 By Giangdt Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương LỜI NĨI ĐẦU Trong công xây dựng đất nước nghành cơng nghiệp điện ln giữ vai trị quan trọng, trở thành nghành thiếu kinh tế quốc dân thiết kế cung cấp điện việc phải làm Khi nhà máy xí nghiệp khơng ngừng xây đựng hệ thống cung cấp điện cần phải thiết kế xây dựng Từ yêu cầu thực tế đó, kiến thức học,em nhận tập lớn : Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Cùng với nỗ lực thân giúp đỡ tận tình thầy Bạch Quốc Khánh, em hoàn thành xong tập yêu cầu Trong q trình thiết kế khơng tránh khỏi sai sót cố gắng khơng thể tránh khiếm khuyết, mong thầy cô giáo góp ý thêm Em xin gửi đến thầy Bạch Quôc Khánh thầy cô giáo môn Hệ Thống Điện lời cảm ơn chân thành Hà Nội , ngày tháng năm 20 Sinh viên By Giangdt Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1 Loại ngành nghề, quy mô lực nhà máy 1.1.1 Loại ngành nghề Sản phẩm nhà máy sản phẩm yêu cầu độ xác gần tuyệt đối Nó mang ý nghĩa quan trọng tất người Tuy ngành công nghiệp mũi nhọn nước ta đáp ứng nhu cầu thiết yếu nhân dân, đồng thời góp phần khơng nhỏ kinh tế quốc dân Trong thời kỳ cơng nghiệp hố, đại hoá, dây truyền sản xuất ngành sản xuất đồng hồ trang bị chủ yếu máy móc đại tự động hoá cao Để đảm bảo cho chất lượng số lượng sản phẩm nhà máy, địi hỏi phải có nguồn cung cấp điện tin cậy cho chúng 1.1.2 Quy mô, lực nhà máy Nhà máy đề tài nghiên cứu có quy mơ lớn, gồm có phân xưởng với phụ tải điện sau: Số mặt Cơng suất đặt (kW) 1800 1500 1000 1200 Theo tính toán 200 500 150 100 Tên phân xưởng Phân xưởng khí Phân xưởng dập Phân xưởng lắp ráp số Phân xưởng lắp ráp số Phân xưởng sửa chữa khí Phịng thí nghiệm trung tâm Phịng thực nghiệm Trạm bơm Phịng thiết kế Diện tích (m2) 3375 3375 5456 5850 2250 3375 3940 1688 4387 Dự kiến tương lai nhà máy mở rộng thay thế, lắp đặt thêm thiết bị máy móc đại Do đó, việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo gia tăng phụ tải tương lai mặt kinh tế kỹ thuật, phải đề phương pháp cấp điện cho không gây tải sau vài năm sản xuất không để dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm nhà máy không khai thác hết công suất dự trữ dẫn đến lãng phí 1.2 Giới thiệu phụ tải điện toàn nhà máy Phụ tải điện toàn nhà máy phân làm hai loại phụ tải: Phụ tải động lực Phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực phụ tải chiếu sáng thường làm việc chế độ dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị 380/220 (V) tần số công nghiệp f=50(Hz) By Giangdt Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương 1.3 Những u cầu thiết kế cung cấp điện nhà máy 1.3.1 Độ tin cậy cung cấp điện Độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vào hộ tiêu thụ loại (loại 1, 2, hay 3) Trong điều kiện cho phép, người ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy cao tốt 1.3.2 Chất lượng điện áp Chất lượng điện đánh giá hai tiêu tần số điện áp Chỉ tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có hộ tiêu thụ lớn (hàng chục MW trở lên) phải quan tâm đến chế độ vận hành cho hợp lý để góp phần ổn định tần số hệ thống điện Nói chung, điện áp lưới trung áp hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức Đối với phụ tải có yêu cầu cao chất lượng điện áp nhà máy hố chất điện tử, khí xác… điện áp cho phép dao động khoảng 2,5% 1.3.3 An toàn cung cấp điện Hệ thống cung cấp điện phải vận hành an toàn người thiết bị Do đó, sơ đồ cung cấp điện phải hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh nhầm lẫn vận hành thiết bị điện phải chọn chủng loại công suất Công tác xây dựng, lắp đặt việc vận hành quản lý hệ thống cung cấp điện ảnh hưởng lớn đến độ an tồn cung cấp điện Do đó, người sử dụng phải tuyệt đối chấp hành quy định an toàn sử dụng điện 1.3.4 Kinh tế Khi đánh giá so sánh phương án cung cấp điện, tiêu kinh tế xét đến tiêu kỹ thuật nêu đảm bảo Chỉ tiêu kinh tế đánh giá thông qua tổng vốn đầu tư, chi phí vận hành thời gian thu hồi vốn đầu tư Việc đánh giá tiêu kinh tế phải thơng qua tính tốn so sánh tỷ mỉ phương án, từ đưa phương án thích hợp 1.4 Phạm vi đề tài Đây đề tài thiết kế môn học, thời gian có hạn, mà việc tính tốn xác tỷ mỉ cho cơng trình khối lượng lớn, địi hỏi phải có thời gian dài, đó, em tính tốn tập trung vào hạng mục cơng trình By Giangdt Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 2.1 Đặt vấn đề Phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi) mặt hiệu ứng nhiệt lớn Nói cách khác, phụ tải tính tốn làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây Phụ tải tính toán số liệu đầu vào quan trọng toán quy hoạch, thiết kế, vận hành hệ thống cung cấp điện Việc xác định sai phụ tải tính tốn làm cho kết tốn vơ nghĩa Ví dụ: Nếu phụ tải tính tốn xác định lớn so với thực tế hệ thống cung cấp điện thiết kế dư thừa cơng suất dẫn tới lãng phí ứ đọng vốn đầu tư, chí cịn làm gia tăng tổn thất hệ thống Ngược lại, phụ tải tính tốn xác định nhỏ so với thực tế hệ thống cung cấp điện không đáp ứng yêu cầu điện phụ tải dẫn tới cố hệ thống làm giảm tuổi thọ Chính có nhiều nghiên cứu nhằm lựa chọn phương pháp tính phụ tải tính tốn thích hợp chưa có phương pháp hồn thiện Những phương pháp đơn giản cho kết tin cậy Ngược lại, phương pháp cho kết xác thường địi hỏi nhiều thơng tin phụ tải, khối lượng tính tốn lớn, phức tạp khơng áp dụng đuợc thực tế Vì nhiệm vụ người thiết kế phải lựa chọn phương pháp xác định phụ tải thích hợp với điều kiện tính tốn có độ tin cậy kết cuối 2.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn Hiện có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính tốn Những phương pháp đơn giản, tính tốn thuận tiện kết khơng thật xác Ngược lại, độ xác nâng cao phương pháp tính phức tạp Vì vậy, tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích hợp Sau số phương pháp xác định phụ tải tính tốn thưịng dùng 2.2.1 Xác định phụ tải tính tốn theo công suất đặt hệ số nhu cầu Ptt = k nc P® Trong đó: knc: Hệ số nhu cầu thiết bị, tra sổ tay kỹ thuật Pđ : Cơng suất đặt thiết bị nhóm thiết bị, tính tốn xem gần Pđ = Pđm (kW) 2.2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số hình dáng đồ thị phụ tải cơng suất trung bình Ptt = khd.Ptb Trong đó: khd : Hệ số hình dáng phụ tải (tra sổ tay) Ptb : Cơng suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị: By Giangdt 10 Đồ án môn học + Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Dòng điện định mức: IđmA Ilvmax = k qtbt SdmBA 3.U dmm * Với TBA B3 có SđmB = 1000(kVA) 1,3.1000 = 1975,14(A) IđmA Ilvmax = 3.0,38 * Với TBA B1, B2, B4 có SđmB = 630(kVA) 1,3.630 = 1244,34(A) IđmA Ilvmax = 3.0,38 Bảng 3.27: Kết chọn áptômat tổng aptomat phân đoạn: Tên trạm Loại Số lượng Uđm(V) Iđm(A) IcắtN (A) Số cực B3 M20 390 2000 55 B1, B2, B4 M12 690 1250 40 - Áptômat nhánh chọn theo điều kiện: + Điện áp định mức: UđmA Uđmm = 0,38(kV) + Dòng điện định mức: S ttpx IđmA Itt = n 3.U dmm Trong đó: n: Số áptômat nhánh đưa điện phân xưởng + Kết lựa chọn Áptômat nhánh ghi bảng 3.28 Bảng 3.28: Kết lựa chọn áptômat nhánh loại cực Merlin Gerlin Tên phân xưởng Phân xưởng tiện khí Phân xưởng dập Phân xưởng lắp ráp số Phân xưởng lắp ráp số Phân xưởng sửa chữa khí Phịng TN trung tâm Phịng thực nghiệm Trạm bơm Phòng thiết kế Stt (kVA) 929,86 1107,34 495,16 548,28 140,86 Itt (A) 706,39 841,21 376,16 416,51 214,01 219,22 542,96 115,29 164,75 333,07 824,94 87,58 250,31 Loại C801N C1001N NS400N NS630N NS250N Số lượng 2 2 Uđm (V) 690 690 690 690 690 Iđm (A) 800 1000 400 630 250 IcắtN (kA) 25 25 10 10 NS400N C1001N C100E NS400N 1 690 690 500 690 400 1000 100 400 10 25 7,5 10 d Lựa chọn góp Thanh góp nơi nhận điện từ nguồn cung cấp đến phân phối điện cho phụ tải tiêu thụ Thanh góp phần tử thiết bị phân phối Thanh góp cịn gọi thanh dẫn By Giangdt 61 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Tùy theo dịng phải tải mà dẫn có cấu tạo khác Khi dịng nhỏ dùng cứng hình chữ nhật, dịng lớn dùng dẫn ghép từ hay dẫn chữ nhật đơn pha Nếu dòng điện lớn dùng dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt hiệu ứng gần đồng thời tăng khả làm mát cho chúng Các dẫn chọn theo điều kiện phát nóng cho phép Dịng điện cưỡng tính với TBA B2 có Stt = 1248,20(kVA) Stt 1248,20 k1.k2.Icp Icb = = = 1896,44 (A 3.U dmm 3.0,38 Trong đó: + k1=1: Với góp đặt đứng + k2=1: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt môi trường Icp Icb = (A) Chọn dẫn đồng tiết diện hình chữ nhật có kích thước 80x6 (mm*mm), pha ghép với Icp = 2110(A) e Kiểm tra cáp chọn Để đơn giản, ta cần kiểm tra với tuyến cáp có dịng ngắn mạch lớn nhất: IN1 = 2,38(kA) Kiểm tra tiết diện cáp chọn theo điều kiện ổn định nhiệt: F .I∞ t qd Trong đó: Hệ số nhiệt độ cáp lõi đồng I∞: Dòng ngắn mạch ổn định tqđ: Thời gian quy đổi, xác định tổng thời gian tác động bảo vệ đặt nhà máy cắt điện gẩn điểm cố với thời gian tác động toàn phần máy cắt điện tqđ = f( ’’, t) t: Thời gian tồn ngắn mạch, lấy t =0,5(s) I' ' ” = I Vì ngắn mạch xa nguồn nên IN = I”∞ = I∞ ” = Tra đồ thị trang 109 TL VI tìm tqđ = 0,4 Tiết diện ổn định nhiệt cáp: F .I∞ t qd = 6.2,38 0,4 = 9,03 (mm2) Vậy chọn cáp 50mm2 hợp lý By Giangdt 62 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Tõ TBATG ®Õn Tõ TBATG ®Õn 4ME16 4ME16 8DC11 8DC11 8DC11 TG 35kV TG 35kV 8DC11 8DC11 AZLP501P36 4MS36 4MS36 4ME16 4ME16 3DC 3DC 3DC 3GD1 605-5B 3GD1 605-5B 3GD1 605-5B B1 (2*630) B2 (2*630) M12 M12 Phân x-ởng tiện khÝ 3DC 3GD1 605-5B B4 (2*630) B3 (1*1000) M12 Ph©n x-ởng dập phân x-ởng sửa chữa khí Phân x-ởng lắp ráp Phòng thí nghiệm trung tâm số 1, số trạm bơm phòng thực nghiệm phòng thiÕt kÕ Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn nhà máy By Giangdt 63 M20 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương CHƯƠNG IV THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ Phân xưởng sửa chữa khí có diện tích 2250(m2), gồm 69 thiết bị chia thành nhóm Cơng suất tính tốn phân xưởng 140,86(kVA), có 29,25(kW) sử dụng cho hệ thống chiếu sáng Để cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp Điện từ TBA B2 đưa tủ phân phối phân xưởng Trong tủ phân phối đặt Áptômat tổng Áptômat nhánh cấp điện cho tủ động lực tủ chiếu sáng Từ tủ phân phối đến tủ động lực tủ chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lý vận hành Mỗi tủ động lực cấp điện cho nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, phụ tải có cơng suất lớn quan trọng nhận điện trực tiếp từ tủ, phụ tải có cơng suất bé quan trọng ghép thành nhóm nhỏ để nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thơng (xích) Để dễ dàng thao tác tăng thêm độ tin cậy cung cấp điện, đầu vào tủ đặt aptômat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ tải ngắn mạch cho thiết bị phân xưởng Tuy nhiên giá thành tủ đắt dùng cầu dao cầu chì, song xu hướng thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp đại 4.1 Lựa chọn thiết bị cho tủ phân phối 4.1.1 Lựa chọn aptômat cho tủ phân phối A tỉng A nh¸nh Hình 4.1: Sơ đồ tủ phân phối Các aptômat chọn theo điều kiện tương tự trình bày mục 3.4.3 phần 2.c chương III Nhận thấy nhóm có cơng suất tương đối Nhóm máy có dịng điện tính tốn dịng điện đỉnh nhọn lớn nhóm nên ta chọn áptômát nhánh tủ theo điều kiện yêu cầu nhóm 2.Kết lựa chọn aptômat Merin Gerin cho tủ phân phối ghi bảng 4.1 By Giangdt 64 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí công nghiệp địa phương Bảng 4.1: Kết lựa chọn aptômat Merin Gerin cho tủ phân phối Tuyến cáp Itt (A) Loại Iđm (A) Uđm (A) Icắt (kA) Số cực Aptômat tổng 208,33 NS250N 250 690 10 TPP – TĐL1 49,818 C60N 63 440 TPP – TĐL2 32,834 C60N 63 440 TPP – TĐL3 47,192 C60N 63 440 TPP – TĐL4 C60N 63 440 57,64 TPP – TĐL5 C60N 63 440 25,03 4.1.2 Chọn cáp từ TBA B2 tủ phân phối phân xưởng Phân xưởng sửa chữa khí hộ tiêu thụ loại có: Sttpx 140,86 Imax = = = 214(A) 3.U ® m 3.0,38 Vì có cáp rãnh nên điều kiện chọn cáp là: Icp Imax = 214 (A) Tra phụ lục V.12 TL2 chọn cáp đồng hạ áp ruột, cách điện PVC hãng LENS chế tạo loại 3*70+50 có Icp = 254 (A) đặt hào cáp Trong tủ hạ áp TBA B2, đầu đường dây đến tủ phân phối đặt aptơmat loại NS250N hãng Merin Gerin chế tạo có IđmA = 250 (A) Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ bảo vệ aptơmat: I 1,25.I ® mA 1,25.250 = = 208,33(A) Icp k ® ® t = 1,5 1,5 1,5 Vậy tiết diện cáp chọn hợp lý 4.1.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực Các đường cáp từ tủ phân phối (TPP) đến tủ động lực (TĐL) đặt rãnh cáp nằm dọc tường phía bên cạnh lối lại phân xưởng Cáp chọn theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ điều kiện ổn định nhiệt có ngắn mạch Do chiều dài cáp khơng lớn nên bỏ qua khơng cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép Điều kiện chọn cáp: khc.Icp Itt Trong đó: Itt: Dịng điện tính tốn nhóm phụ tải (A) Icp: Dịng điện phát nóng cho phép khc:Hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = Điều kiện kiểm tra cáp phối hợp với thiết bị bảo vệ bảo vệ aptômat: Icp By Giangdt I kddt 1, 25.I dmA 1,5 1,5 65 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực I (cho nhóm 2) Cáp bảo vệ áptơmát C60N có Idm = 63A (kết tính phần trên) IttNhom1= 49,818 A Theo điều kiện ta có : KDnhiet 1, 25. dm 1, 25.63 1 cp KDnhiet 52,5 cp 1 1 1,5 Vậy ta chọn cáp đồng lõi cách điện PVC hãng LENS chế tạo có mã hiệu 4G10 có Icp = 87 A Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng cho phép Cáp đặt hào cáp riêng tuyến nên khc = k1.k2.Icp = 87 A Ilvmax = IttNhom1 = 49,818 A Chọn cáp 4G10 cách điện PVC Các tuyến cáp khác chọn tương tự, kết ghi bảng sau : Nhận thấy tổng cơng suất phụ tải tính tốn nhóm đồng nên ta chọn loại cáp cho tất nhóm, nhhư thuận tiện cho việc mua bán thay thế, sửa chữa cần thiết Bảng 4.2 - Kết chọn cáp từ TPP đến TĐL IKDnhiet/1,5 [A] 52,5 Loại cáp [mm2] TPP - TĐL1 Itt [A] 49,818 4G10 Icp [A] 87 TPP - TĐL2 57,641 52,5 4G10 87 TPP - TĐL3 32,834 52,5 4G10 87 TPP - TĐL4 25,029 52,5 4G10 87 TPP - TĐL5 47,192 52,5 4G10 87 Tuyến Cáp 4.2 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp phân xưởng sửa chữa khí để kiểm tra cáp aptơmat Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp, ta xem MBA B2 nguồn (được nối với hệ thống vô lớn) nên điện áp cao áp trạm coi không đổi ngắn mạch: IN = I” = I Giả thiết làm cho dịng ngắn mạch tính tốn lớn thực tế nhiều khó giữ điện áp TBAPX không thay đổi xảy ngắn mạch sau MBA Tuy nhiên, với dòng ngắn mạch mà thiết bị chọn thoả mãn điều By Giangdt 66 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương kiện ổn định động ổn định nhiệt chúng hồn tồn làm việc tốt điều kiện thực tế Để giảm nhẹ khối lượng tính tốn, ta kiểm tra với tuyến cáp có khả xảy cố nặng nề Khi cần thiết kiểm tra thêm tuyến cáp cịn nghi vấn, việc tính tốn tiến hành tương tự Sơ đồ nguyên lý thay cho sơ đồ dây từ TBA B2 cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí, phân xưởng dập hình 4.2 Trong đó: + Phân xưởng SCCK nhận điện từ góp (TG1) trạm B2 + A1 nối MBA B2 TG1 + A2 đặt đầu cuối đường cáp C1 nối với góp TG1 TG2 + TG2 đặt tủ phân phối phân xưởng SCCK + A3 aptômat đặt đầu cuối đường cáp C2 nhận điện từ tủ phân phối cấp điện cho tủ động lực (TĐL4) Tủ động lực có dịng điện tính tốn lớn nên có khả xảy cố nặng nề Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý N1 HT ZB2 ZA1 ZTG1 ZA2 ZC1 ZA2 ZTG2 N2 ZA3 Hình 4.3: Sơ đồ thay 4.2.1 Các thông số sơ đồ thay Các thông số kỹ thuật cáp tra từ PL V.12 V.13 TL2 Các thông số aptômat tra từ PL3.5, 3.6, 3.54 TL3/ Điện trở điện kháng MBA B2: Sđm = 630 (kVA) Pn = 6,21 (kW) Un% = 5,5% Pn U dm 6,21.0,4 = 10 = 2,5 (m ) RB = 2 Sdm 630 XB = - U n %.U m ® = 5,5.0,4 10 = 13,97 (m ) 630 S® m Thanh góp TBA phân xưởng (TG1): Thanh dẫn đồng hình chữ nhật, có sơn kích thước (6010) mm2, By Giangdt 67 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Mỗi pha đặt Chiều dài : l = m Khoảng cách trung bình hình học D = 100 m Tra PL4.11 (TL1), tìm : 1 r0 0,031mΩ/m R TG1 r0 l 0,031.1 0,010 mΩ 3 1 x 0,102mΩ/m X TG1 x l 0,102.1 0,034 mΩ 3 Thanh góp tủ phân phối - TG2 : Thanh dẫn đồng hình chữ nhật, có sơn kích thước (253) mm2, Chiều dài : l = m Khoảng cách trung bình hình học D = 100 m Tra PL4.11 (TL1), tìm : r0 0,268mΩ/m R TG1 r0 l 0,268.1 0,268 mΩ x 0,179mΩ/m X TG1 x l 0,179.1 0,179 mΩ - Điện trở điện kháng aptômat: Điện trở điện kháng áptômát : Tra PL 3.12 PL 3.13 (TL1), tìm Áptơmát loại NS250N: RA2 = 0,36 m ; XA2 = 0,28 m ; RT2 = 0,6 m Áptômát loại C60N(A3), C60a( A4): RA3 = RA4 = 2,35 m XA3 = XA4 = 1,30 m RT3 = RT4 = 1,0 m Cáp tiết diện 370+35 mm2 - C1 : Chiều dài : l = 123 m Có : r0 0,268 mΩ/m R C1 r0 l 0,268.123 32,964 mΩ x 0,15 mΩ/m XC1 x l 0,15.123 18,45 mΩ Cáp tiết diện 4G10 mm2 - C2 : Chiều dài : l = 47 m (khoảng cách từ TPP đến TĐL xa nhất) Có : r0 1,83 mΩ/m R C2 r0 l 1,83.47 86,01 mΩ x 0,10 mΩ/m XC2 x l 0,10.47 4,7 mΩ Tính ngắn mạch N1 : R1 = RB + RTG1 + 2.RA2 + 2.RT2 + RC1 = =2,5+ 0,01 + 2.0,36+ 2.0,6 + 32,964 By Giangdt 68 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương = 36,317 m X1 = XB + XTG1 + 2.XA2 + XC1 = = 13,97 + 0,034 + 2.0,28+ 18,45 = 26,084 m 2 Z1 R1 X1 36,3172 26,0842 44,713 mΩ I N1 U 400 5,164 kA 3.Z1 3.44,713 i xkN1 2.1,3.I N 2.1,3.5,164 9,494 kA Kiểm tra áptơmát loại NS250N có IcătN = kA > 6,164 kA Vậy áptômát chọn thoả mãn điều kiện ổn định động Kiểm tra cáp tiết diện 370+35 mm2 : Tiết diện ổn định nhiệt cáp F I tqd 6.5,164 0,2 13,856 mm2 Vậy chọn cáp 370+35 mm2 hợp lý Tính ngắn mạch N2 : R2 = R1 + 2.RA3 + 2.RT3 + RC2 = = 36,317 + 2.2,35 + 2.1,0 + 86,01 = 129,027 m X2 = XB + XTG1 + 2.XA2 + 2.XA3 + XC1 + XC2 = = 26,084 + 2.1,30 + 4,7 = 33,384 m 2 Z2 R X2 129,0272 33,3842 133,276 mΩ I N2 U 400 1,733 kA 3.Z2 3.133,276 i xkN1 2.1,3.I N 2.1,3.1,733 3,186 kA Kiểm tra áptômát loại C60a có IcătN = kA Vậy áptơmát chọn thoả mãn điều kiện ổn định động Kiểm tra cáp tiết diện 4G10 mm2 : Tiết diện ổn định nhiệt cáp F I tqd 6.1,733 0,2 4,65 mm2 Vậy chọn cáp 4G10 mm2 hợp lý By Giangdt 69 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương 4.3 Lựa chọn thiết bị tủ động lực dây dẫn đến thiết bị phân xưởng Tất dây dẫn xưởng chọn cáp đồng hạ áp lõi cách điện PVC hãng LENS chế tạo đặt ống thép có đường kính 3/4’’ Chọn cáp cho nhóm phụ tải Cáp từ tủ ĐL1 đến Máy tiện ren (ký hiệu mặt :13) Có : Pdm = 10,00 kW Idm = 25,32 A Idn = 6.Idm Theo điều kiện kiểm tra ta có (theo CT 6.2 6.3): KDnhiet 1,25.I dmA 1,25.30 1 cp KDnhiet 25 A cp 1 1 1,5 KDdientu 1, 25.I dn 1, 25.5.25,32 cp KDdientu 35,17 A cp 2 2 4,5 Vậy chọn cáp loại 4G2,5 có Icp = 41 A Kiểm tra điều kiện phát nóng: k1.k2.Icp = 41 A Ilvmax = Idm = 25,32 A Chọn cáp 4G2,5 cách điện PVC Tính tốn hồn tồn tương tự ta chọn cáp dẫn tới thiết bị bảng Bảng 4.4: Kết lựa chọn aptômat tủ động lực cáp đến thiết bị Tên nhóm thiết bị TT Kí hiệu Pđm Iđm (kW) ( A) Nhóm Phụ tải Dây F Dẫn Icp Áptômát Idm IKDnh/1,5 IKDdt/4,5 (mm2) (A) Mã Hiệu (A) (A) 10 (A) 11 Máy cưa kiểu đai 1 2,53 4G1,5 31 C60a 15 12,50 3,52 Khoan bàn 0,65 1,65 4G1,5 31 C60a 15 12,50 2,29 By Giangdt 70 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Máy mài thô 2,8 7,09 4G1,5 31 C60a 15 12,50 9,85 Máy khoan đứng 2,8 7,09 4G1,5 31 C60a 15 12,50 9,85 Máy bào ngang Máy xọc 4,5 2,8 11,40 7,09 4G1,5 4G1,5 31 31 C60a C60a 20 15 16,67 12,50 15,83 9,85 Máy tiện ren 12 8,1 20,51 4G1,5 31 C60a 30 25,00 28,49 Máy tiện ren 13 10 25,32 4G2,5 41 C60a 35 29,17 35,17 Máy tiện ren TĐL1 Nhóm 14 14 35,45 46,65 118,13 4G4 4G10 53 C60a C60N 63 52,50 49,24 Cầu trục 19 12,1 30,64 4G4 53 C60a 63 52,50 42,56 Máy khoan bàn 22 0,85 2,15 4G1,5 31 C60a 15 12,50 2,99 Bể dầu có tăng nhiệt 26 2,5 6,33 4G1,5 31 C60a 15 12,50 8,79 Máy cạo 27 2,53 4G1,5 31 C60a 15 12,50 3,52 Máy mài thô 30 2,8 7,09 4G1,5 31 C60a 15 12,50 9,85 Máy nén cắt liên hợp 31 1,7 4,30 4G1,5 31 C60a 15 12,50 5,98 33 34 2,8 1,5 7,09 3,80 4G1,5 4G1,5 31 31 C60a C60a 15 15 12,50 12,50 9,85 5,28 38 0,85 26,1 2,15 66,09 4G1,5 4G10 31 C60a C60N 15 12,50 2,99 Máy mài phá Quạt lò rèn Máy khoan đứng TĐL2 Nhóm By Giangdt 71 Đồ án mơn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Bể khử dầu mỡ Lị điện để luyện khn Lị điện để nấu chảy babít Lò điện để mạ thiếc 58 3,5 8,86 4G1,5 31 C60a 15 12,50 12,31 Quạt lò đúc đồng 60 1,5 3,80 4G1,5 31 C60a 15 12,50 5,28 Máy khoan bàn 62 0,65 1,65 4G1,5 31 C60a 15 12,50 2,29 64 65 1,7 2,8 4,30 7,09 4G1,5 4G1,5 31 31 C60a C60a 15 15 12,50 12,50 5,98 9,85 66 12,5 31,65 4G4 53 C60a 63 52,50 43,96 40,65 102,94 4G10 Máy uống mỏng Máy mài phá Máy hàn điểm 55 7,60 4G1,5 31 C60a 15 12,50 10,55 56 12,66 4G1,5 31 C60a 30 25,00 17,58 57 10 25,32 4G2,5 41 C60a 35 29,17 35,17 TĐL3 C60N Nhóm Máy mài tròn vạn 2,8 7,09 4G1,5 31 C60a 15 12,50 9,85 Máy phay 10 4,5 11,40 4G1,5 31 C60a 20 16,67 15,83 Máy phay vạn Mày tiện ren 11 15 4,5 17,73 11,40 4G1,5 4G1,5 31 31 C60a C60a 30 20 25,00 16,67 24,62 15,83 Máy tiện ren 16 10 25,32 4G2,5 41 C60a 35 29,17 35,17 Máy tiện ren 17 20 48,11 4G6 67 C60a 63 52,5 66,82 By Giangdt 72 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Máy khoan đứng TĐL4 Nhóm Bể ngâm dung dịch kiềm 41 7,60 4G1,5 31 Bể ngâm nớc nóng 42 7,60 4G1,5 Máy cuộn dây 46 1,2 3,04 Máy cuộn dây 47 Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt 48 Tủ sấy 15 12,50 2,99 C60a 15 12,50 10,55 31 C60a 15 12,50 10,55 4G1,5 31 C60a 15 12,50 4,22 2,53 4G1,5 31 C60a 15 12,50 3,52 7,60 4G1,5 31 C60a 15 12,50 10,55 49 7,60 4G1,5 31 C60a 15 12,50 10,55 Máy khoan bàn 50 0,65 1,65 4G1,5 31 C60a 15 12,50 2,29 Máy mài thô 52 2,5 6,33 4G1,5 31 C60a 15 12,50 8,79 Bàn thử thiết bị điện 53 17,73 4G1,5 31 C60a 30 25,00 24,62 69 0,6 24,95 1,52 63,18 4G1,5 4G10 31 C60a C60N 15 12,50 2,11 10 Chỉnh lu sêlê-nium TĐL5 By Giangdt 18 0,85 2,15 4G1,5 31 49,65 123,19 4G2,5 73 C60a C60N Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương TG Tr¹m B2 pvc (3x70+50) NS 250N NS 250N TPP 0,4kv C60N C60N C60N C60N C60N C60N 4G10 Tđ chiÕu s¸ng 4G10 C60N C60N TĐL1 12 14 10 P đm 2,8 2,8 4,5 2,8 8,1 10 14 2,53 1,65 7,09 7,09 11,40 7,09 20,51 25,32 11,40 4,5 4G1,5 C60a 4G6 4G2,5 4G1,5 15 4,5 7,09 C60a C60a 17 16 10 18 20 0,85 48,11 2,15 35,45 Itt [A] 17,73 11,40 C60N 25,32 C60N TĐL4 19 P đm [kW Itt [A] 22 12,1 0,85 17,72 2,5 11,39 30 31 2,8 1,7 2,8 14,23 7,6 17,72 38 34 17,72 41 46 47 3 1,2 7,6 3,04 48 49 3 2,53 7,6 7,6 C60N TĐL5 55 P đm [kW Itt [A] 56 57 58 60 10 3,5 1,5 7,6 12,66 25,32 8,86 3,8 62 1,7 4,3 4G4 4G1,5 64 0,65 1,65 C60a C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 4G2,5 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 66 65 2,8 12,5 7,09 31,65 Hình 4.6: Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện phân xưởng sửa chữa khí By Giangdt 74 4G2,5 50 C60a C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 7,6 [kW Itt [A] 11,39 25,32 42 P ®m 0,85 1,5 C60a 4G1,5 C60a 4G4 4G1,5 4G2,5 33 C60a 4G1,5 C60a C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 27 26 17,72 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 4G4 C60a 0,65 1,65 52 C60a 4G1,5 T§L3 4G1,5 I tt [A] 0,65 C60a 11 2,8 [kW P ®m [kW C60a 4G1,5 4G4 13 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 4G10 4G10 C60a 4G2,5 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 C60a 4G1,5 4G1,5 C60a 4G10 T§L2 C60a 4G1,5 C60a 69 53 2,5 6,33 17,73 0,6 1,52 Phòng sinh hoạt Phòng sinh hoạt 10 11 12 Trạm bơm n-ớc ng-ng tụ 63 62 61 60 15 13 64 16 TDL1 65 14 TDL2 57 17 56 18 55 54 TDL5 Bé phËn m¸y công cụ 66 58 Bộ phận đúc đồng 59 21 19 20 22 23 24 Bộ phận lắp ráp 20 25 43 26 TDL4 53 52 51 45 41 43 44 Khu lắp ráp 46 50 47 42 48 Bộ phận sửa chữa điện 49 30 27 28 29 39 40 31 TDL3 37 68 32 36 36 Bộ phận hàn 38 Kho vật liệu phụ tùng 35 34 TCS 67 33 69 Buồng nạp điện 70 TPP 75 By Giangdt Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Đồ án mơn học Hình 4.7: Sơ đồ mặt phân xưởng sửa chữa khí .. .Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Sơ đồ mặt nhà máy khí cơng nghiệp địa phương Từ hệ thống điện đến Phụ tải điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương. .. Biểu đồ phụ tải nhà máy khí cơng nghiệp địa phương By Giangdt 25 X(mm) Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY... 37 Đồ án môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy khí cơng nghiệp địa phương 3.3.2 Phương án Phương án sử dụng TBATG nhận điện 35kV từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10kV sau cung cấp cho