Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Môn Cung Cấp Điện Khoa Điện ĐỒ ÁN : CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài: Thiết kế cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp Giáo viên hướng dẫn : PHẠM TRUNG HIẾU Sinh viên thực hiện : Lê Văn Toàn Lớp : ĐIỆN 4 – K13 Hà Nội: 6/10/2013 Đồ án môn học Lê Văn Toàn ĐIỆN 4. K13 1 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Môn Cung Cấp Điện Khoa Điện CUNG CẤP ĐIỆN Lời nói đầu Việt Nam đang trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hoán đất nước. Chính vì vậy công nghiệp đóng vai trò rất quan trong. Trong đó điện đóng vai trò cực kì quan trọng trong các nhà máy và xí nghiệp. Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế khác ngành công nghiệp năng lượng, đặc biệt là điện đóng vai trò tiên phong. Đi đâu trên đất nước hình chữ S này cũng thấy các nhà máy điện, các trạm biến áp, đường dây…phân phối điện năng hiệu quả và hợp lý nhất. Để xây dựng một đất nước giàu mạnh, an ninh, phát triển… thì ngành cung cấp điện phải đi trước một bước. Bởi vì trước khi một nhà máy hay xí nghiệp mọc lên đòi hỏi phải có một cơ sở hạ tầng nhất định, trong đó một nguồn điện dảm bảo chất lượng ( rẻ, điện ổn định, cung cấp liên tục…) điện là yếu tố quan trong nhất. Vì vậy việc tính toán, thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xí nghiệp là việc làm rất quan trọng trước khi xây dựng nhà máy, xí nghiệp. Trong quá trình thực hiện tuy đã tham khảo nhiều bài làm của anh, chị khóa trước, tài liệu tham khảo nhưng do đây là lần đầu tiên làm đồ án nên không thể tránh được sai sót. Mong được sự góp ý của các thầy cô giáo, đặc biệt là thầy PHẠM TRUNG HIẾU. Đồ án môn học Lê Văn Toàn ĐIỆN 4. K13 2 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Môn Cung Cấp Điện Khoa Điện MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 2 CHƯƠNG 1 :TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 9 . Phụ tải của các phân xưởng . Xác định phụ tải toàn xí nghiệp CHƯƠNG2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 11 . Vị trí đặt trạm biến áp . Chọn dây dẫn rừ nguồn đến trạm biến áp . Sơ đồ nối dây từ trạm biến áp đến các phân xưởng . Chọn công suất và số lượng máy biến áp CHƯƠNG 3 : CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 45 . Hao tổn điện áp lớn nhất trong mạng điện . Hao tổn công suất . Tổn thất điện năng . Lựa chọn thiết bị điện CHƯƠNG 4 : NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 49 . hệ số công suất và ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất . Các giải pháp bù cosφ tự nhiên . Phân phối tối ưu công suất bù trên lưới điện xí nghiệp . Xác định dung lượng bù . Đánh giá hiệu quả bù CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT 54 . Cơ sở lí thuyết . Tính toán nối đất . Trình tự tính toán nối đất CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO MỘT PHÂN XƯỞNG Đồ án môn học Lê Văn Toàn ĐIỆN 4. K13 3 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Môn Cung Cấp Điện Khoa Điện . Giới thiệu chung………………………………………. 55 . Đặc điểm chung……………………………………… . Thiết kế chiếu sáng……………………………………. . Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng K……………… . Chiếu sáng sự cố………………………………………. CHƯƠNG 7 : HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH 57 KẾT LUẬN …………………………………………………… BÀI TẬP: 1. Tên đề thiết kế: -Thiết kế cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp - Mô hình thực tế 2. Giảng viên hướng dẫn : PHẠM TRUNG HIẾU 3. Họ và tên sinh viên : Lê Văn Toàn Lớp : ĐIỆN 4 – K13 Nhiệm vụ thiết kế 1. Xác định phụ tải tính toán của nhà máy 2. Xác định sơ đồ nối dây của mạng điện 3. Lựa chọn thiết bị điện: Máy biến áp , tiết diện dây dẫn , thiết bị phân phối, thiết bị bảo vệ, đo lường… 4. Xác định các tham số chế độ của mạng điện: ∆ U, ∆ P, ∆ A,U 2 … 5. Tính toán nối đất cho trạm biến áp theo chữ cái cuối cùng của tên đệm (với đất cát pha) 6. Tính toán dung lượng bù để cải thiện hệ số công suất lên giá trị cos ϕ 2 7. Tính toán chiếu sáng cho một phân xưởng 8. Dự toán công trình điện. Bản vẽ : 1. Sơ đồ mặt bằng của mạng điện nhà máy 2. Sơ đồ chiếu sáng phân xưởng Đồ án môn học Lê Văn Toàn ĐIỆN 4. K13 4 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Môn Cung Cấp Điện Khoa Điện 3. Sơ đồ hai phương án- bảng chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật. 4. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp. Yêu cầu chung: Thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy gồm các phân xưởng với công suất và toạ độ cho trong bảng, lấy theo alphabê của Họ tên người thiết kế + Nguồn điện áp 110KV, thời gian sử dụng công suất cực đại 2500h Giải mã: Các số liệu được lấy theo vần alphabê của họ tên người thiết kế; Tổng số chữ cái của họ , tên đệm và tên là tổng số phân xưởng ứng với số liệu từ cột 2 đến cột 5 ; (trường hợp có chữ cái trùng thì lấy theo dòng tiếp theo). Ví dụ học sinh PHẠM TUẤN ANH sẽ phải thiết kế cho nhà máy có 11 phân xưởng: P+H+A+M+T+U+Â+N+O+Ơ+Ô. Số liệu về nguồn điện lấy theo chữ cái đầu tiên của tên họ Số liệu về thiết kế chiếu sáng lấy theo chữ cái cuối cùng của tên. Số liệu của cos ϕ 2 lấy theo chữ cái đầu tiên của tên đệm . Bảng 1.1 Số liệu thiết kế cung cấp điện cho nhà máy Al p ha bê Toạ độ X,Y(m); công suất P, hệ số cos ϕ , hệ số sử dụng và số thiết bị của các phân xưởng Toạ độ , công suất cắt và độ lệch điện áp của nguồn điện Kích thước và độ rọi yêu cầu của phân xưởng hệ số công suất X,m Y, m P, kW cos ϕ K sd N X, m Y, m S cắt, MVA V % aXb,m E ye, Lux cos ϕ 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Đồ án môn học Lê Văn Toàn ĐIỆN 4. K13 5 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Môn Cung Cấp Điện Khoa Điện A 200 24 143.2 0.78 0.6 3 327 210 165 5 12x20 45 0.9 Ă 110 75 62.59 0.67 0.6 3 368 137 210 2.5 12x20 45 0.9 Â 148 28 62.17 0.78 0.6 4 437 69 160 3 12x20 45 0.9 B 167 87 68.6 0.69 0.6 3 26 427 200 4 15x23 50 0.91 C 58 94 84.3 0.82 0.6 4 480 56 240 4 16x20 40 0.89 D 136 120 77.82 0.8 0.6 5 510 43 165 6 10x34 45 0.92 Đ 24 176 31.15 0.79 0.6 3 316 58 210 5 14x22 50 0.9 E 10 53 64.49 0.76 0.6 4 23 421 200 5 16x28 40 0.92 Ê 180 84 62.59 0.67 0.6 2 368 137 210 2.5 12x20 45 0.9 G 6 69 56.21 0.80 0.6 3 59 287 150 4 14x28 50 0.91 H 8 108 65.18 0.82 0.6 4 541 318 240 4 13x26 45 0.89 I 84 68 62.17 0.78 0.6 4 437 69 160 3 12x20 45 0.9 K 210 59 82.33 0.75 0.6 3 349 179 180 2.5 15x23 50 0.91 L 25 210 46.78 0.68 0.6 2 512 68 210 5 16x20 40 0.89 M 27 127 59.43 0.65 0.6 3 17 457 250 4 10x34 45 0.92 N 29 157 70.15 0.74 0.6 4 24 501 165 6 14x22 50 0.9 O 138 134 85.44 0.77 0.6 3 78 417 150 5 16x28 45 0.92 Ơ 210 117 62.59 0.67 0.6 2 368 137 210 2.5 12x20 45 0.9 Ô 18 88 62.17 0.78 0.6 4 437 69 160 3 12x20 45 0.9 P 225 78 32.67 0.66 0.6 3 127 68 200 4 14x28 50 0.91 Q 113 93 37.54 0.85 0.6 2 435 93 160 3 13x26 40 0.89 R 210 17 62.59 0.67 0.6 3 368 137 210 2.5 12x20 45 0.9 S 89 26 75.57 0.78 0.6 2 18 618 240 4 15x23 50 0.91 T 75 54 81.87 0.83 0.6 3 35 479 250 5 16x20 40 0.89 U 63 73 63.05 0.82 0.6 3 473 321 160 6 10x34 50 0.92 Ư 212 48 66.74 0.79 0.6 2 65 431 250 5 14x28 50 0.91 V 48 106 57.06 0.78 0.6 3 57 457 180 5 14x22 45 0.9 X 186 39 57.79 0.77 0.6 4 89 421 200 4 16x28 45 0.92 Y 112 48 66.74 0.79 0.6 2 65 431 250 5 14x28 50 0.91 Nguồn điện áp 110KV, thời gian sử dụng công suất cực đại 2500h Sinh viên:LÊ VĂN TOÀN = LÊVĂNTOAƠ sẽ thiết kế cho xí nghiệp có 9 phân xưởng với các số liệu như sau: Đồ án môn học Lê Văn Toàn ĐIỆN 4. K13 6 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Môn Cung Cấp Điện Khoa Điện Bảng 2.2. Số liệu thiết kế cung cấp điện cho các phân xưởng STT Vần Toạ độ Tham số Số máy X Y 1 2 3 4 1 L 25 210 P (kW) 46.78 59.43 K sd 0.6 0.6 Cos φ 0.68 0.65 2 Ê 180 84 P (kW) 62.59 56.21 K sd 0.6 0.6 Cos φ 0.67 0.80 3 V 48 106 P (kW) 57.06 57.79 66.74 K sd 0.6 0.6 0.6 Cos φ 0.78 0.77 0.79 4 Ă 110 75 P (kW) 62.59 62.17 68.6 K sd 0.6 0.6 0.6 Cos φ 0.67 0.78 0.69 5 N 29 157 P (kW) 70.15 85.44 62.59 62.17 K sd 0.6 0.6 0.6 0.6 Cos φ 0.74 0.77 0.67 0.78 6 T 75 54 P (kW) 81.87 63.05 66.74 K sd 0.6 0.6 0.6 Cos φ 0.83 0.82 0.79 7 O 138 134 P (kW) 85.44 62.59 62.17 K sd 0.6 0.6 0.6 Cos φ 0.77 0.67 0.78 8 A 200 24 P (kW) 143.2 62.59 62.17 K sd 0.6 0.6 0.6 Cos φ 0.78 0.67 0.78 9 Ơ 210 117 P (kW) 62.59 62.17 K sd 0.6 0.6 Cos φ 0.67 0.78 Đồ án môn học Lê Văn Toàn ĐIỆN 4. K13 7 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Môn Cung Cấp Điện Khoa Điện CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI Mục đích xác định phụ tải tính toán: xác định phụ tải tính toán là một công đoạn rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện, nhằm làm cơ sở cho việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị của lưới điện. 1.Xác định phụ tải tính toán của nhà máy Tính đại diện cho phân xưởng L Phân xưởng L 1.1.1. Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị: K sdΣ Xác định theo công thức sau. K sdΣ = ∑ ∑ P K p i sdi i . ( ) 46,78.0,6 59,43.0,6 0.6 46,78 59,43 + = = + Do số lượng thiết bị n=2 nên xác định hệ số nhu cầu theo biểu thức sau ( ) n K KK hd sd sdnc ∑ ∑ − += 1 ( ) 1 0,6 0,6 0,88 2 − = + = Công suất động lực của phân xưởng là: P dl P dl = K nc . ∑ = n i i P 1 = 0,88. (46,78+59,43) = 93,465 (kw) Đồ án môn học Lê Văn Toàn ĐIỆN 4. K13 8 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Môn Cung Cấp Điện Khoa Điện Hệ số Cos ϕ tb = ∑ ∑ P Cos P i i i . ϕ = 46,78.0,68 59,43.0,65 0.663 46,78 59,43 + = + 1.1.2. Phụ tải chiếu sáng: Cho P o = 15 Công suất chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo công suất tiêu thụ :P o P cs = P o .a.b = 15.16.20 = 4800(W) = 4,8 (kW) 1.1.3.Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng L: Hệ số công suất của toàn phân xưởng L: Cosφ x = csx csxx PP PCosP + ⋅+⋅ ∑ 1 ϕ => Cos ϕ L = 93,465.0,663 4,8.1 93,465 4,8 + + = 0,68 Công suất tính toán toàn phân xưởng: P tt =P dl + P cs = 93,465 + 4,8=98,265 (kW) Công suất biểu kiến: S x = x x Cos P ϕ ∑ => S L = P cos L L φ ∑ = 98,265 144,5 0.68 = (KVA) Công suất phản kháng: Q Q L = P S x x 2 2 ∑ − = 2 2 144,5 98,265 105,94− = (kVAr) Tính tương tự với các phân xưởng ÊVĂNTOAƠ : Ta có bảng sau: PX i P∑ (kW) Cos tb ϕ P dl (kW) P cs (k W) P tt (Kw) Cos i ϕ Q tt (kVAr) S tt (kVA) R α X Y L 106,21 0,663 93,465 4,8 98,265 0,68 105,94 144,5 Đồ án môn học Lê Văn Toàn ĐIỆN 4. K13 9 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Môn Cung Cấp Điện Khoa Điện Ê 118,8 0,73 104,5 3,6 108,1 0.74 98,25 146,08 V 181,6 0,78 150,73 4,62 155,35 0,79 120,57 196,65 Ă 193,36 0,712 160,5 3,6 164,1 0,72 158,17 227,92 N 280,35 0,742 224,28 4,62 228,9 0,75 201,87 305,2 T 211,66 0,814 175,7 4,8 180,5 0,82 125,99 220,12 O 210,2 0,743 174,5 6,72 181,22 0,75 159,83 241,63 A 267,96 0,754 222,41 3,6 226,01 0,76 193,27 297,38 Ơ 124,76 0,725 103,55 3,6 107,15 0,73 100,32 146,78 Tổng 1694,8 1409,6 35 39,9 6 1449,5 95 1264,21 1926,2 6 - Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy: P ttnm = K đt . ∑ = n i tti P 1 = 0,8.1449,595=1159,676 kW - Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy : Q ttnm = K đt . ∑ = n i tti Q 1 = 0,8.1264,21= 1011,368 kVAr - Vậy phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy: S ttnm =K đt . ∑ = n i tt S 1 =0,8.1926,26=1541,008 kVA CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 2. Sơ đồ nối dây: 2.1 Vị trí đặt trạm biến áp: Tọa độ của trạm biến áp đặt theo công thức sau: + X = ∑ ∑ i ii S .xS = 213421,84 1926,26 =110,8 Đồ án môn học Lê Văn Toàn ĐIỆN 4. K13 10 . Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Môn Cung Cấp Điện Khoa Điện ĐỒ ÁN : CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài: Thiết kế cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp Giáo viên. 6/10/2013 Đồ án môn học Lê Văn Toàn ĐIỆN 4. K13 1 Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Môn Cung Cấp Điện Khoa Điện CUNG CẤP ĐIỆN Lời nói đầu Việt Nam đang trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hoán. một nguồn điện dảm bảo chất lượng ( rẻ, điện ổn định, cung cấp liên tục…) điện là yếu tố quan trong nhất. Vì vậy việc tính toán, thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xí nghiệp là việc làm rất quan