LỜI NÓI ĐẦU Trong công xây dựng đất nước ngành công nghiệp điện giữ vai trò quan trọng, trở thành ngành thiếu kinh tế quốc dân Khi nhà máy xí nghiệp không ngừng xây dựng hệ thống cung cấp điện cần phải thiết kế xây dựng Từ yêu cầu thực tế đó, kiến thức học, em giao thực đề tài thiết kế tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu công nghiệp Bát Tràng Cùng với nỗ lực thân giúp đỡ tận tình thầy Nguyễn Đoàn Phong, em hoàn thành xong thiết kế theo yêu cầu Trong trình thiết kế cố gắng, hạn chế kiến thức nên em tránh khỏi khiếm khuyết, em mong bảo Thầy, Cô môn Em xin gửi đến thầy Nguyễn Đoàn Phong toàn thể thầy cô giáo môn Điện Dân Dụng Và Công Nghiệp lời cảm ơn chân thành nhất! Hải Phòng, ngày 07 tháng 12 năm 2013 Sinh viên thực Lê Việt Anh CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.ĐỐI TƢỢNG THIẾT KẾ 1.1.1 Số liệu phụ tải Phụ tải điện đại lượng đặc trưng cho khả sử dụng công suất nhóm thiết bị dùng điện Do tính chất hệ thống cung cấp điện gắn với phụ tải định liên quan đến lưới nên phải biết số liệu phụ tải Đề tài thiết kế cho: Phụ tải điện khu công nghiệp bao gồm 16 nhà máy khu giao dịch văn phòng đặc trưng công suất đặt thời gian sử dụng công suất cực đại Bảng1.1: Phụ tải khu công nghiệp Công suất Tên phân xưởng TT đặt(kW) Xí nghiệp chế tạo phụ tùng ô-tô xe máy Xí nghiệp chế tạo phụ tùng ô-tô xe máy T max 3500 4000 2500 4000 Nhà máy sản xuất lợp 4000 5000 Nhà máy sản xuất ống thép 4000 4000 Nhà máy chế tạo bơm nông nghiệp 3800 4000 Nhà máy chế tạo thiết bị điện 4100 5000 Xưởng lắp ráp sửa chữa khí 5000 6000 Nhà máy sản xuất đồ nhựa 2500 3500 Nhà máy giấy 4000 3700 10 Nhà máy giấy 3000 3700 11 Nhà máy giấy 2500 3500 12 Xí nghiệp sản xuất đồng hồ 2000 4500 13 Nhà máy sản xuất kết cấu thép 3500 37500 14 Xưởng chế biến gỗ 1500 3500 15 Xưởng chế biến gỗ 1200 3500 16 Nhà máy chế tạo máy công cụ 5000 5000 17 Khu giao dịch văn phòng 600 3000 Khu công nghiệp có sơ đồ mặt sau: Hình 1.1 : Sơ đồ mặt khu công nghiệp 1.1.2 Số liệu nguồn điện Nguồn điện nơi cung cấp điện đáp ứng nhu cầu sử dụng phụ tải điện Theo đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện khu công nghiệp với điều kiện nguồn cung cấp điện sau: Điện áp nguồn cấp cho chọn 110 kV 35 kV Đường dây liên kết với nguồn có chiều dài 11 km, đường dây không dây nhôm lõi thép Dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp khu vực: 450 MVA 1.2.ĐÁNH GIÁ CHUNG Khu công nghiệp cần thiết kế có mặt tương đối rộng bao gồm 16 nhà máy Các nhà máy phân bố tương đối đều, gần đường giao thông nên thuận tiện cho vận chuyển, lắp đặt Mặt khác nhà máy đặt cách xa khu dân cư nên đảm bảo vấn đề môi trường cho người Đặc điểm phụ tải điện nhà máy sau: Phụ tải điện nhà máy công nghiệp phân làm 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 6kV 0,38kV, công suất chúng nằm dải từ đến hàng chục kW cung cấp dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp f=50Hz Phụ tải chiếu sáng thường phụ tải pha, công suất không lớn Phụ tải chiếu sáng phẳng , thay đổi thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz CHƢƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY VÀ KHU CÔNG NGHIỆP 2.1 TỔNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 2.1.1 Khái niệm phụ tải tính toán Phụ tải tính toán 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 toán đốt nóng thiết bị lên tới nhệt độ nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây chọn thiết bị theo phụ tải tính toán đảm bảo cho thiết bị mặt phát nóng 2.1.2 Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán Tùy theo số liệu phụ tải nhiều hay mà ta có phương pháp xác định tương ứng : 2.1.2.1 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu Ptt  K nc P d Qtt  Ptt.tg P S  P  Q  tt tt tt tt cos Với: Knc -hệ số nhu cầu, tra sổ tay kĩ thuật theo số liệu thống kê xí nghiệp phân xưởng tương ứng Pd - công suất đặt thiết bị,có thể xem gần đúng:Pd  Pdm [kW] cos - hệ số công suất tính toán,tra sổ tay kĩ thuật từ rút tg  Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm đơn giản, thuận tiện Nhược điểm chủ yếu phương pháp xác Bởi hệ số nhu cầu Knc tra sổ tay số liệu cố định cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành số thiết bị nhóm máy.Phương pháp sử dụng chủ yếu giai đoạn thiết kế sơ cần phải đánh giá phụ tải chung hộ tiêu thụ 2.1.2.2 Phƣơng pháp xác định PTTT theo hệ số cực đại công suất trung bình n Ptt = Kmax.Ptb = Kmax.Ksd  Pđmi i=1 Trong : Ptb - công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị,[kW] Kmax - hệ số cực đại, tra sổ tay kĩ thuật theo quan hệ Kmax = f(nhq, Ksd) Ksd - hệ số sử dụng , tra sổ tay kĩ thuật , nhq - Số thiết bị sử dụng điện hiệu số thiết bị giả thiết có công suất chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải phụ tải tính toán nhóm phụ tải thực tế (gồm thiết bị có chế độ làm việc công suất khác nhau) Trình tự xác định nhq sau: Xác định n : số thiết bị có công suất lớn hay nửa công suất thiết bị có công suất lớn n1 Xác định P :công suất n thiết bị P1   Pđmi Xác định n*  n1 n ; Trong : n - tổng số thiết bị có nhóm P*  P1 P n P - tổng công suất nhóm : P   Pđmi Từ n* , P* tra bảng ta nhq* Xác định nhq theo công thức : nhq  n nhq* Bảng tra K max nhq = , nhq < phụ tải tính toán xác n định theo công thức : Ptt   kti Pdmi kti - hệ số tải.Nếu xác lấy trị số gần sau: kti = 0,9 Với thiết bị làm việc chế độ dài hạn kti = 0,75 Với thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại Cần ý nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại phải quy đổi chế độ dài hạn trước xác định n hq : Đối với động cơ: Pqd = Pdm× K d% Đối với máy biến áp hàn: Pqd  3.Sdm.cos Kd % Cũng cần phải quy đổi công suất pha thiết bị dùng điện pha Nếu thiết bị pha đấu vào điện áp pha : Pqd =3×Pđmfamax Thiết bị pha đấu vào điện áp dây : Pqd= ×Pđm Phương pháp cho kết tương đối xác xét tới loạt yếu tố quan trọng ảnh hưởng số lượng thiết bị nhóm, số thiết bị có công công suất lớn khác chế độ làm việc chúng.Phương pháp sử dụng có số liệu tương đối đầy đủ phụ tải 2.1.2.3 Phƣơng pháp xác định PTTT theo suất phụ tải đơn vị diện tích Ptt = p0.F Trong : p0 - suất trang bị điện đơn vị diện tích , [W/m2], F - diện tích bố trí thiết bị , [m2] Phương pháp dùng cho xí nghiệp, nhà máy có phụ tải phân bố tương đối Phương pháp đặc biệt thích hợp để xác định phụ tải tính toán chiếu sáng giai đoạn thiết kế sơ Ta sử dụng phương pháp “Phương pháp xác định PTTT theo hệ số cực đại công suất trung bình” để xác định phụ tải động lực phân xưởng dùng phương phương pháp “Phương pháp xác định PTTT theo suất phụ tải đơn vị diện tích” để xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng.Đối với phân xưởng khác nhà máy sản xuất kết cấu thépvà nhà máy khác khu công nghiệp có thông tin công suất đặt nên để xác định phụ tải tính toán ta sử dung phương pháp “Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu” 2.1.2.4 Xác định phụ tải tính toán nhóm thiết bị PXSCCK Với phân xưởng sửa chữa khí ta biết thông tin chi tiết phụ tải xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (Kmax ) công suất trung bình (Ptb) Nội dung phương pháp nêu phần trên.Sau phần tính toán cụ thể : Xác định phụ tải tính toán cho nhóm Tra bảng PLI-1 ta có: ksd= 0,2; Cos=0,6 => tg =1,33 Tổng số thiết bị nhóm 1: n = Tổng công suất nhóm 1: Pdm = 67 kW Công suất thiết bị có công suất lớn : Pđmmax = 14 kW Ta có n1 = thiết bị n1 P1 =  Pdmi =18+28=46 kW Tính P1: i=1 Xác định n* P*:: n* = n1 = =0,44 n ; P* = P1 46   0,69 Pđm 67 Từ giá trị n* = 0,44 ; P* = 0,69 tra bảng PL I.5 ta có nhq*=0,76 Tính số thiết bị sử dụng điện hiệu : nhq = n×nhq* =9×0,76 = 6,84 Từ ksd = 0,2 nhq = 6,84 tra bảng PL I.6 ta kmax = 2,13 Phụ tải tính toán nhóm 1: Ptt = kmax×ksd ×Pđm = 2,13×0,2×67 = 28,542 kW  Qtt = Ptt x tg = 28,542 x 1,33 = 37,96 kVAr Stt = 28,542 Ptt =  47,57 kVA 0,6 cos Với nhóm lại tính toán tương tự ta kết bảng 2.2 Bảng 2.1: Tổng hợp kết tính toán phụ tải động lực nhóm Pđm.nhóm Nhóm n K sd Ptt cos nhq K max (kW) (kW) Qtt Stt (kVA (kVA r) ) 67 0,2 0,6 6,84 2,13 28,54 37,96 47,57 67 13 0,2 0,6 8,71 1,93 25,86 34,39 43,1 70 13 0,2 0,6 9,36 1,92 26,88 35,75 44,8 63 0,2 0,6 2,25 56,7 75,41 94,5 0,9 66 10 0,2 0,6 4,1 2,62 34,58 45,99 57,63 53 0,2 0,6 6,64 2,16 22,9 30,46 38,17 48,6 11 0,2 0,6 6,82 2,12 20,61 27,41 34,35 Tổng 434,6 69 287,3 360,1 216,07 2.1.2.5 Xác định phụ tải tính toán PXSCCK Phụ tải tính toán động lực toàn phân xưởng P ttdl= k dt   Pttnhi  0,9 x216,07=194,46 kW i=1  0,9x287,37=258,63kVAr Q ttdl= k dt   Q ttnhi i=1 Phụ tải chiếu sáng cho toàn phân xưởng Phụ tải chiếu sáng tính theo công suất chiếu sáng đơn vị diện tích theo công thức sau : Pcs =p0 F Trong : Pcs: Là công suất chiếu sáng (kW) p0 : Suất phụ tải chiếu sáng đơn vị diện tích (W/m2) F : Diện tích cần chiếu sáng (m2) Theo PL1-2 TL [2] ta có p0 PXSCCK p0 =15 W/m2 ta dùng đèn sợi đốt có cos  cs =  tgcs = Diện tích PX SCCK : 1235 m2 => Pcspx = 15.1235 = 18,525 kW Qcspx = Pcspx x tgpx = 18,525 0=0 kVAr Phụ tải tính toán toàn phân xưởng sửa chữa khí 10