Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là bài tập lớn môn học Hệ thống cung cấp điện của Khoa kỹ thuật điều khiển và tự độn hoá thuộc trường Điện Điện tử, Đại học Bách Khoa Hà Nội (HUST) kỳ 2022.2 với đề tài: Thiết kế hệ thống lưới điện cho nhà máy sản xuất máy kéo. Bài tập lớn trên đẫ tính toán các giải pháp khả thi dựa trên các sơ đồ thiết bị cũng như các bảng dữ liệu thiết bị để chọn ra được giải pháp tối ưu nhât, kinh tế nhất vê mặt lý thuyết. Tuy nhiên để có thể áp dụng vào thực tế thì cần tính toán đến nhiều yếu tố can thiệp tới hệ thông lưới điện cũng như thiết bị của nhà máy hơn.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN Thiết kế cung cấp điện cho Nhà máy chế tạo máy kéo Giảng viên hướng dẫn: Bộ môn: Viện: Hệ thống cung cấp điện Điện – Điện tử CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ BÀI 1.1 LỚP: ĐK & TĐH, Mã lớp: , Học kỳ: 1.2 ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ Thiết kế cung cấp điện cho Nhà máy chế tạo máy kéo 1.3 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU (nhóm 13) Phụ tải điện nhà máy (xem Hình Bảng phía dưới) Phụ tải điện phân xưởng sửa chữa khí (PXSCCK) (Hình Bảng đề riêng) Điện áp nguồn: Uđm = 35kV 22kV (chọn theo kết tính tốn) HÀ NỘI, 07/2023 Dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp khu vực: 250 MVA Đường dây cung cấp điện cho nhà máy: dây nhôm lõi thép (AC) treo không Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: km Công suất nguồn điện: Vô lớn Nhà máy làm việc: ca, Tmax = 300*(10+6) =4800 1.4 NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TỐN Xác định phụ tải tính tốn PXSCCK toàn nhà máy Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy Thiết kế mạng điện hạ áp cho PXSCCK 1.5 CÁC HÌNH VẼ YÊU CẦU TRONG THUYẾT MINH Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy Các phương án thiết kế mạng điện cao áp nhà máy Sơ đồ nguyên lý mạng điện cao áp nhà máy Sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp (động lực) PXSSCK Mặt dây mạng hạ áp động lực PXSCCK Bảng 1.1 Phụ tải nhà máy chế tạo máy kéo TT Tên phân xưởng Khu nhà phòng ban quản lý xưởng thiết kế Phân xưởng (PX) đúc PX gia cơng khí PX lắp ráp PX luyện kim mầu PX luyện kim đen PX sửa chữa khí PX rèn dập PX nhiệt luyện Bộ phận nén khí Trạm bơm Kho vật liệu Chiếu sáng phân xưởng 10 11 12 13 Công (KW) suất đặt Loại hộ tiêu thụ 200 III 1500 3600 3200 1800+20*6=1920 2500 Theo tính tốn 2100 3500 1700 800+10*6=860 60 Theo diện tích I I I I I III I I III I III Hình 1.1 Sơ đồ mặt tồn nhà máy chế tạo máy kéo Bảng 1.2 Danh sách thiết bị PX SCCK TT Tên phân xưởng SL Nhãn máy Pđm (kW) Toàn máy Bộ phận Dụng cụ Máy tiện ren IK625 10 Máy tiện ren IK620 10 Máy doa tọa độ 2450 4,5 Máy doa ngang 2614 4,5 Máy phay vạn Máy phay ngang 6H82 6H84 Máy phay chép hình 6H Máy phay đứng 6H12 Máy phay chép hình 642 1 1 2 Máy phay chép hình 6461 0,6 Máy phay chép hình 64616 Máy bào ngang 7M36 Máy bào giường trụ Máy xọc MC38 10 Máy khoan hướng tâm Máy khoan đứng 2A55 4,5 2A125 4,5 Máy mài tròn 36151 Máy mài trịn vạn Máy mài phẳng có trục đứng Máy mài phẳng có trục nằm Máy ép thủy lực 312M 2,8 373 10 371M 2,8 O-53 4,5 7M430 4,5 5,62 2 TT Máy khoan bàn Máy mài sắc - 2,8 Máy ép tay kiểu vít - - Bàn thợ nguội 1 - - - Máy giũa Máy mài sắc dao cắt gọt Tên phân xưởng SL HC-12A 3A625 Nhãn máy 0,65 2,8 Pđm (kW) Tồn máy Bộ phận sửa chữa khí điện Máy tiện ren IA62 Máy tiện ren 1616 4,5 Máy tiện ren 3,2 Máy tiện ren IE6E M I63A Máy khoan đứng 2,8 Máy khoan đứng Máy phay vạn 2A12 2A15 6H81 Máy bào ngang 7A35 5,8 Máy mài tròn vạn Máy mài phẳng 3130 2,8 - Máy cưa 872A 2,8 Máy mài hai phía - 2,8 Máy khoan bàn 0,65 Máy ép tay HC12A P-4T 1 1 10 4,5 - Bàn thợ nguội - - Hình 1.2 Sơ đồ mặt phân xưởng sửa chữa khí CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PXSCCK VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1 Xác định phụ tải tính tốn PXSCCK 2.1.1 Khái niệm phụ tải tính tốn Phụ tải tính tốn số liệu dùng để thiết kế hệ thống cung cấp điện 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 vật dẫn lên tới nhiệt độ nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây Như chọn thiết bị điện theo phụ tải tính tốn đảm bảo an tồn mặt phát nóng cho thiết bị trạng thái vận hành 2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn Hiện có nhiều nghiên cứu phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn, phương pháp dùng chủ yếu là: 2.1.2.1 Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu : - phụ tải: Ptt = K nc Pđặt = K nc Pđm n n - Nhóm phụ tải: Ptt = K nc ∑ P đmi Ptt = ∑ K nci Pđmi i=1 i=1 Với K nc nhóm phụ tải đặc trưng, K nci phụ tải thứ i tra sổ tay - Nếu Ptt ≈ Ptb−đóng K nc ≈ K t → K nc ≈ K t = K sd = (1,1 ÷ 1,2) K sd Kđ Xác định K nc dựa vào K sd tra sổ tay n ∑ Pđmi cosφ i - Tra cosφ i (cosφ nhóm = i=1 n ) để tìm Q tt , Stt , I tt ∑ Pđmi i=1 Q tt = Ptt 𝑡𝑔𝜑 ; Stt = √ Ptt 2+ Q tt ; I tt = S tt √ U đm ; 2.1.2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình ( Ptb) hệ số hình dáng ( K hd ) - Giả thiết Ptt ≈ Pttbp → P tt ≈ Pttbp = K hd Ptb K hd : Hệ số hình dáng xác định từ ĐTPT Ptb = At : Cơng suất trung bình t 2.1.2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình ( Ptb) độ lệch phụ tải khỏi giá trị trung bình (σ T ) Ptt = PtbT + 𝛽.σ T PtbT : Công suất trung bình thời gian T σ T : Độ lêch phụ tải khỏi giá trị trung bình T σ T= m √ m ∑ ( Pi −PtbT )2 i=1 𝛽: Hệ số tán xạ tương ứng σ T - Xác suất Ptt vượt ( PtbT + 2,5 σ T ) 0,005: P(t) ≈ PtbT + 2,5 σ T - Với nhóm thiết bị công suất chế độ làm việc: Ptb−n hó m= PtbT −n hó m+ 2,5 σ T−n hó m= ( K sd + 2,5 σ T ) Pđm−nhóm √n 2.1.2.4 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình (Ptb) hệ số cực đại (Kmax) hay gọi Phương pháp số thiết bị hiệu phương pháp xếp biểu đồ Ca-ia lốp G.M Ptt = K max Ptb = K max K sd Pđm K sd : Hệ số sử dụng, tra sổ tay ứng với phụ tải hay nhóm phụ tải đặc trưng K max : Hệ số cực đại công suất tác dụng: K max = f( K sd ,nhq ) nhq : Số thiết bị hiệu nhóm thiết bị - Xác định nhq : nhq = ¿ ¿ ¿(chính xác với n ≤5) Nếu n≥5, dùng phương pháp đơn giản hóa để tính: P đmMax ≤ K sd ≥ 0,4 nhq = n P đmMin Trường hợp 2: Nếu m > K sd ≥ 0,2 Trường hợp 1: Nếu 𝑚 = n nhq = ∑ Pđmi ; n i=1 hq ≤ n ; PđmMax = Max { Pđmi, i = ´, n } PđmMax Trường hợp 3: ngồi ra, trình tự xác định nhq Bước 1: Tính n1 (số thiết bị có cơng suất lớn ≥ nửa cơng suất thiết bị có cơng suất lớn nhóm) n m n1 P1 P , P 1=¿ Bước 2: Tính 𝑛* = ; 𝑃* = ( P= ∑ đmi ∑ Pđmi ¿) n P i=1 i=1 n n Bước 3: Tìm hq * từ hq = 𝑓(𝑛*, 𝑃*) sổ tay tra 0,95 gần đúng: nhq * = P∗¿2 ¿¿ n∗¿+¿ ¿ ¿ ¿ Bước 4: Tính nhq = nhq * 𝑛 Chú ý: Nếu p* nhỏ n* nhỏ mà khơng có bảng tra nhq *thì cho phép lấy nhq * =1 2.1.2.5 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số đồng thời - Do tính chất ngẫu nhiên nhu cầu sử dụng điện nên thời điểm định, tất thiết bị dùng điện đóng điện - Vì xác định phụ tải tính tốn nút có nhiều phụ tải nối vào phải xét đến tính chất đồng thời đóng điện phụ tải thơng qua hệ số đơng thời: n Ptt−nhóm= K đt ∑ Ptti i=1 2.1.2.6 Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện PttT = M T w0 T M T : số đơn vị sản phẩm sản xuất thời gian T w 0: suất tiêu hao điện kWh/đơn vị sản phẩm tra sổ tay T: Thời gian khảo sát (1 ca, năm…) - Xét năm: PttT = M T w0 (T max: thời gian sử dụng Pmax (giờ)) T 2.1.2.7 Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích Ptt = p0.F p0: Suất phụ tải/1 đơn vị diện tích (kW/m 2) tra sổ tay F: Diện tích sản suất (m 2) 2.1.3 Phân nhóm phụ tải Trong PX thường có nhiều TB có CS chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định PTTT xác cần phải phân nhóm TB điện Việc phân nhóm TB điện cần phân theo nguyên tắc sau: Các TB nhóm gần nên để gần để giảm chiều dài đường dãy hạ áp nhờ tiết kiệm vốn đầu tư tổn thất đường dây hạ áp PX Chế độ làm việc TB nhóm giống để xác định PTTT xác thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm Tổng CS nhóm nên xấp xỉ để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng PX toàn NM Tuy nhiên thường khó thoả mãn lúc nguyên tắc trên, người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm hợp lí Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện nên vào vị trí, CS TB bố trí mặt PX chia TB xưởng sửa chữa khí thành nhóm phụ tải điện Ta có bảng phân chia nhóm sau: