Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa ph- ơng. I. Số liệu ban đầu: 1. Mặt bằng nhà máy. 2. Mặt bằng phân xởng. 3. Nguồn điện: trạm BATG 110/22 kV cách nhà máy 3.7km. II. Nội dung thiết kế: 1. Xác định phụ tải tính toán. 2. Thiết kế mạng cao áp nhà máy. 3. Thiết kế mạng hạ áp phân xởng. 4. Bù công suất phản kháng nâng cao cos. Đồ án MÔN HọC cung cấp điện Lời nói đầu - Điện năng là nguồn năng lợng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển đô thị và các khu vực dân c. Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trớc một bớc, nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trớc mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tơng lai. - Ngày nay, nền kinh tế nớc ta đang từng bớc phát triển, đời sống nhân dân đang ngày càng đợc nâng cao. Cùng với sự phát triển đó thì nhu cầu về điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt cũng tăng trởng không ngừng. Đặc biệt với chủ trơng kinh tế mở của nhà nớc, vốn đầu t nớc ngoài tăng lên làm các nhà máy, xí nghiệp mới mọc lên càng nhiều. Do đó đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất và sinh hoạt. - Nhà máy cơ khí địa phơng là một bộ phận quan trọng của nền công nghiệp nớc ta. Nhà máy có 10 phân xởng sản xuất, cần cung cấp một lợng điện tơng đối lớn, nguồn điện này đợc lấy từ nguồn cao áp qua các biến áp trung gian về nhà máy cung cấp điện cho các phân xởng. - Đồ án giới thiệu chung về nhà máy, vị trí địa lý, đặc điểm công nghệ, phân bố phụ tải Đồng thời đồ án cũng xác định phụ tải tính toán, thiết kế hệ thống cao áp hạ áp cho phân xởng cũng nh toàn nhà máy. Trang 2 Đồ án MÔN HọC cung cấp điện Ch ơng 1 Giới thiệu NGàNH NGHề Và QUI MÔ SảN XUấT CủA nhà máy 1.1. Quy mô, năng lực của nhà máy: - Nhà máy cần thiết kế cung cấp điện trong đề tài thiết kế có quy mô khá lớn. Nhà máy có các phụ tải điện sau: - Dự kiến trong tơng lai nhà máy sẽ đợc mở rộng và thay thế, lắp đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp thì việc thiết kế cấp điện phải Trang 3 Số trên mặt bằng Tên phân xởng (phân xởng) Diện tích ( m 2 ) Công suất đặt (kW) 1 Phân xởng kết cấu kim loại 200 1950 2 Phân xởng lắp ráp cơ khí 600 1800 3 Phân xởng đúc 400 1200 4 Phân xởng nén khí 300 800 5 Phân xởng rèn 200 1200 6 Trạm bơm 150 640 7 Phân xởng sửa chữa cơ khí 200 Xác định theo tính toán 8 Phân xởng gia công gỗ 500 450 9 Bộ phận hành chính và ban quản lý 400 80(Cha kể chiếu sáng) 10 Bộ phận thử nghiệm 200 370 11 Phụ tải chiếu sáng các phân xởng Xác định theo diện tích Đồ án MÔN HọC cung cấp điện đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tơng lai về mặt kĩ thuật và kinh tế, phải đề ra phơng án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và không để quá d thừa dung lợng mà sau vài năm nhà máy vẫn không khai thác hết dung l- ợng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí. 1.2. Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy: 1.2.1 . Các đặc điểm của phụ tải điện Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể chia ra làm hai loại phụ tải - Phụ tải động lực - Phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng thờng làm việc ở chế độ dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/ 220 V ở tần số công nghiệp f=50 Hz. 1.2.2. Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy - Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phơng thức cấp điện cho từng thiết bị cũng nh trong các phân xởng trong nhà máy, đánh giá tổng thể toàn nhà máy ta thấy tỉ lệ (%) của phụ tải loại I lớn hơn tỉ lệ (%) của phụ tải loại II và III, do đó nhà máy đợc đánh giá là hộ phụ tải loại I, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải đợc đảm bảo liên tục. 1.3 Tài liệu tham khảo: 1) THIếT Kế CấP đIệN (nxb khoa học và kỹ thuật 2002) Tác giả: ngô hồng quang, vũ văn tẩm 2) Sổ tay lựa chọn & tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV (nxb khoa học và kỹ thuật 2002) Tác giả: ngô hồng quang 3) CUNG CấP ĐIệN CHO CáC Xí NGHIệP CÔNG NGHIệP Trang 4 Đồ án MÔN HọC cung cấp điện Ch ơng 2 Xác định phụ tải tính toán các phân xởng và toàn nhà máy 2.1. Giới thiệu các ph ơng pháp xác định phụ tải tính toán cho khu vực công nghiệp: 2.1.1. Khái niệm về phụ tải tính toán ( phụ tải điện ) Phụ tải tính toán ( hay còn gọi là phụ tải điện ) là phụ tải không có thực, nó cần thiết cho việc chọn các trang thiết bị cung cấp điện (CCĐ) trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống CCĐ. Phụ tải tính toán không phải là tổng công suất đặt của các thiết bị điện, việc sử dụng điện là không có qui luật.Trong thực tế vận hành ở chế độ dài hạn ngời ta muốn rằng phụ tải thực tế không gây ra những phát nóng các trang thiết bị CCĐ ( dây dẫn, máy biến áp, thiết bị đóng cắt ). Ngoài ra ở chế độ ngắn hạn thì nó không đ ợc gây tác động cho các thiết bị bảo vệ ( ví dụ ở các chế độ khởi động của các phụ tải thì cầu chì hoặc các thiết bị bảo vệ khác không đợc cắt ). Nh vậy phụ tải tính toán thực chất là phụ tải giả thiết tơng đơng với phụ tải thực tế về một vài phơng diện nào đó. Trong thực tế thiết kế ngời ta thờng quan tâm đến hai yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra đó là phát nóng và tổn thất, vì vậy tồn tại hai loại phụ tải tính toán cần phải đợc xác định đó là phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng và phụ tải tính toán theođiều kiện tổn thất. - Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi tơng đơng với phụ tải thực tế biến thiên về hiệu quả nhiệt lớn nhất. - Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất thờng đợc gọi là phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong một thời gian ngắn từ Trang 5 Đồ án MÔN HọC cung cấp điện 1 đến 2 giây chúng cha gây ra phát nóng cho các trang thiết bị nhng lại gây ra các tổn thất và có thể là nhảy các bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì. Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thờng xuất hiện khi khởi động các động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị cơ điện khác. Để xác định đúng phụ tải tính toán là rất khó, nhng ta có thể dùng các ph- ơng pháp gần đúng trong tính toán. Có nhiều phơng pháp nh vậy, ngời kỹ s cần phải căn cứ vào thông tin thu nhận đợc trong từng giai đoạn thiết kế để chọn ph- ơng pháp thích hợp, càng có nhiều thông tin ta càng chọn đợc phơng pháp chính xác hơn. 2.1.2. Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán và phạm vi sử dụng a) Trong giai đoạn dự án khả thi: Thông tin mà ta biết đợc là diện tích D ( ha ) của khu chế xuất và ngành công nghiệp ( nặng hay nhẹ ) của khu chế xuất đó. Chú ý: 1 ha= 100m* 100m. Mục đích là dự báo phụ tải để chuẩn bị nguồn ( nh nhà máy điện, đờng dây không, trạm biến áp ). Từ các thông tin trên ta xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. S tt = s 0 .D ( 2-1 ) Trong đó: s 0 ( kVA/ ha ) suất phụ tải trên một đơn vị diện tích. D ( ha ) diện tích sản xuất có bố trí các thiết bị dùng điện. Để xác định s 0 ta dựa vào kinh nghiệm: - Đối với các ngành công nghiệp nhẹ ( dệt, may, giầy dép, bánh kẹo, ) ta lấy s 0 = ( 100 ữ 200 ) kVA/ ha. - Đối với các ngành công nghiệp nặng ( cơ khí, hoá chất, dầu khí, luyện kim, xi măng, ) ta lấy s 0 = ( 300 ữ 400 ) kVA/ ha. Trang 6 Đồ án MÔN HọC cung cấp điện Nếu khu chế xuất đó là một xí nghiệp và biết đợc sản lợng thì ta xác định phụ tải tính toán cho khu chế xuất theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm và tổng sản lợng. max 0 . T Ma P tt = ( 2-2 ) tgPQ tttt . = ( 2-3 ) Trong đó: a 0 ( kWh/ 1sp ) - điện năng cần thiết để sản xuất 1 sản phẩm ( sp ) ( tra sổ tay ). M ( sp/ năm) sản lợng. cos - hệ số công suất hữu công của toàn bộ khu chế xuất ( tra sổ tay cùng với T max ). T max ( h ) thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( tra sổ tay trang 254, phụ lục I.4 sách thiết kế cấp điện ). Chú thích: T max là thời gian nếu hệ thống cung cấp điện chỉ truyền tải công suất lớn nhất thì sẽ truyền tải đợc một lợng điện năng đúng bằng lợng điện năng truyền tải trong thực tế một năm. Ta có thể xác định T max theo bảng sau: Các xí nghiệp Nhỏ hơn 3000 h Trong khoảng 3000 ữ 5000 h Lớn hơn 5000 h Xí nghiệp 1 ca X - - Xí nghiệp 2 ca - X - Xí nghiệp 3 ca - - X Trong đó: X là ô ta chọn. - là ô ta không chọn. Từ đó ta có: cos 22 tt tttttt P QPS =+= ( 2-4 ) b) Trong giai đoạn xây dựng nhà xởng: Thông tin mà ta biết đợc là diện tích nhà xởng D ( m 2 ) và công suất đặt P đ ( kW ) của các phân xởng và phòng ban của nhà máy. Mục đích là: Trang 7 Đồ án MÔN HọC cung cấp điện - Xác định phụ tải tính toán cho các phân xởng. - Chọn biến áp cho phân xởng. - Chọn dây dẫn về phân xởng. - Chọn các thiết bị đóng cắt cho phân xởng. Phụ tải tính toán của một phân xởng đợc xác định theo công suất đặt P đ và hệ số nhu cầu k nc ( tra sổ tay trang 254, phụ lục I.3 sách thiết kế cấp điện ) theo các công thức sau: P tt = P đl = k nc .P đ ( 2-5 ) P cs = P 0 .D ( 2-6 ) Q tt = Q đl = P tt . tg ( 2-7 ) Từ đó ta xác định đợc phụ tải tính toán của phân xởng ( px ) nh sau: P ttpx = P đl + P cs ( 2-8 ) Q ttpx = Q đl + Q cs ( 2-9 ) Vì phân xởng dùng đèn sợi đốt nên đối với phụ tải chiếu sáng thì = 0 ( cos= 1 ), ta có Q cs = P cs .tg = 0. Chú ý nếu dùng đèn tuýp hoặc quạt thì ta có cos= 0.8, nếu dùng 2 quạt ( cos= 0.8 ) và 1 đèn sợi đốt ( cos=1 ) thì ta lấy chung cos= 0.9 Trong các công thức trên: k nc hệ số nhu cầu ( tra sổ tay trang 254, phụ lục I.3 sách thiết kế cấp điện ). P đ - công suất đặt. P 0 ( W/m 2 ) suất phụ tải chiếu sáng ( trang 253, phụ lục I.2 sách thiết kế cấp điện ). P đl , Q đl các phụ tải động lực của phân xởng. Trang 8 Đồ án MÔN HọC cung cấp điện P cs , Q cs các phụ tải chiếu sáng của phân xởng. Từ đó ta có: 22 ttpxttpxttpx QPS += Vậy phụ tải tính toán của cả xí nghiệp là: = = m i ttpxidtttXN PkP 1 . ( 2-10 ) = = m i ttpxidtttXN QkQ 1 . ( 2-11 ) Từ đó ta có: 22 ttXNttXNttXN QPS += ( 2-12 ) ttXN ttXN ttXN S P = cos ( 2-13 ) Trong đó: k đt hệ số đồng thời ( thờng có giá trị từ 0.85 ữ 1 ). m số phân xởng và phòng ban. c) Trong giai đoạn thiết kế chi tiết ( thiết kế nội thất ): Thông tin mà ta biết đợc là khá chi tiết, ta bắt đầu thực hiện việc phân nhóm các thiết bị máy móc ( từ 8 ữ 12 máy/ 1 nhóm ). Sau đó ta xác định phụ tải tính toán của một nhóm n máy theo công suất trung bình P tb và hệ số cực đại k max theo các công thức sau: = == n i dmisdtbtt PkkPkP 1 maxmax ( 2-14 ) tgPQ tttt . = ( 2-15 ) dm tt tt U S I .3 = Trong đó: Trang 9 Đồ án MÔN HọC cung cấp điện n số máy trong một nhóm. P tb công suất trung bình của nhóm phụ tải trong ca máy tải lớn nhất ( = = n i dmisdtb PkP 1 . ). P đm ( kW ) công suất định mức của máy, nhà chế tạo cho. U đm - điện áp dây định mức của lới (U đm = 380 V ). k sd hệ số sử dụng công suất hữu công của nhóm thiết bị ( tra sổ tay trang 253, phụ lục I.1 sách thiết kế cấp điện ). k max hệ số cực đại công suất hữu công của nhóm thiết bị ( hệ số này đợc xác định theo hệ số sử dụng k sd và số thiết bị dùng điện hiệu quả n hq , tra sổ tay trang 256, phụ lục I.6 sách thiết kế cấp điện ). n hq - số thiết bị dùng điện hiệu quả: là số thiết bị có công suất bằng nhau, có cùng chế độ làm việc gây ra một phụ tải tính toán đúng bằng phụ tải tính toán do nhóm thiết bị điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau gây ra. **) Các bớc xác định n hq : - Bớc 1: xác định n I là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất. - Bớc 2: xác định = = I n i dmiI PP 1 ( 2-16 ) - Bớc 3: xác định n n n I =* ( 2-17 ) P P P I =* ( 2-18 ) Trong đó: Trang 10 [...]... với điện áp truyền tải đã chọn : Do điều kiện thiết kế đã cho trạm biến áp trung gian 110/22 kV, ta chỉ cần đa cáp truyền tải 22 kV vào trạm PPTT đặt ở tâm phụ tải của nhà máy Sau đó từ cáp truyền tải 22 kV này, điện năng sẽ đợc dẫn tới từng trạm biến áp phân xởng Tuỳ theo sự phân loại ở trên mỗi trạm biến áp chứa một hoặc hai MBA.Tại đây điện áp đợc hạ xuống còn 0,4 kV và đợc dẫn tới từng phân xởng... 800 500 800 630 400 trạm 451 1 500 B8 1 2 3 4 5 6 7 Phân xởng kết cấu kim loại Phân xởng lắp ráp cơ khí Phân xởng đúc Phân xởng nén khí Phân xởng rèn Trạm bơm Phân xởng sửa chữa cơ khí + 8 Phân xởng gia công gỗ Bộ phận hành chính và ban 9 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 quản lý + Bộ phận thử nghiệm Phụ tải chiếu sáng các phân xởng d) Phơng án đi dây mạng cao áp Vì nhà máy thuộc hộ loại II, sẽ dùng đờng dây trên... vậy, chỉ khi cần thiết ( phụ tải loại I hoặc II ) ngời ta mới đặt 2 MBA và chỉ hai máy thôi Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xởng, quyết định đặt 8 trạm biến áp phân xởng: 1) Trạm B1 cấp điện cho phân xởng kết cấu kim loại 2) Trạm B2 cấp điện cho phân xởng lắp ráp cơ khí 3) Trạm B3 cấp điện cho phân xởng đúc 4) Trạm B4 cấp điện cho phân xởng nén khí 5) Trạm B5 cấp điện cho phân xởng rèn 6)... máy cơ khí địa phơng ta có số hộ tiêu thụ loại hai là 7 hộ với các phân xởng : Phân xởng kết cấu kim loại, phân xởng lắp rắp cơ khí, phân xởng đúc, phân xởng nén khí, phân xởng rèn, phân xởng gia công gỗ, trạm bơm Còn phân xởng sửa chữa cơ khí, bộ phận hành chính và ban quản lý, bộ phận thử nghiệm có thể xếp loại hộ tiêu thụ loại 3 Tổng kết lại ta có số % hộ tiêu thụ loại 2 khoảng 80% nên đánh giá toàn... phụ tải tính toán cho phân xởng sửa chữa cơ khí 2.2.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải cho phân xởng Nhận xét: Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào các nguyên tắc sau: - Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc - Các thiết bị trong nhóm nên đợc đặt gần nhau, tránh chồng chéo khi đi dây và sẽ giảm đợc tổn thất - Tổng công suất các thiết bị trong nhóm... chúng ta là thiết kế : + Xây dựng trạm phân phối trung tâm nhận điện từ trạm BA trung gian quốc gia + Xây dựng trạm biến áp phân xởng nhận điện từ trạm PPTT về cấp điện cho các máy trong phân xởng b) Vị trí đặt trạm PPTT của xí nghiệp: Theo tính toán ở mục trên thì vị trí của trạm phân phối trung tâm ( PPTT ) tại toạ độ: M ( 5;3.4 ) c) Xác định vị trí, số lợng, dung lợng các trạm biến áp phân xởng Chọn... ta có bảng kết quả sau: Số trên Tên phân xởng Pđl Pcs Pttpx Qttpx Sttpx Ittpx mặt (phân xởng) ( kW ) ( kW ) ( kW ) ( kVAr ) ( kVA ) (A) Phân xởng kết cấu kim loại Phân xởng lắp ráp cơ khí Phân xởng đúc Phân xởng nén khí Phân xởng rèn Trạm bơm Phân xởng sửa chữa cơ khí Phân xởng gia công gỗ Bộ phận hành chính và ban 975 720 840 560 720 512 179 225 64 3 9 6 3 3 2 3 7 8 978 729 846 563 723 514 182 232 72... tải của các phân xởng a) ý nghĩa của biểu đồ phụ tải trong thiết kế cấp điện Biểu đồ phụ tải là một cách biểu diễn về độ lớn của phụ tải trên mặt bằng nhà máy, nó cho biết sự phân bố của phụ tải trên mặt bằng Điều này cho phép ngời thiết kế chọn đợc vị trí đặt các trạm biến áp phân phối một cách thích hợp nhằm giảm đợc tổn thất và đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế cao Biểu đồ phụ tải của một phân xởng là... kép dẫn điện từ trạm BATG về trạm PPTT của nhà máy Để đảm bảo mỹ quan và an toàn, mạng cao áp trong nhà máy dùng cáp ngầm Từ trạm PPTT đến các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7 dùng cáp lộ kép, đến trạm B8 dùng cáp lộ đơn Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp và trạm PPTT trên mặt bằng, đề ra 2 phơng án đi dây mạng cao áp -Trang 32 Đồ án MÔN HọC cung cấp... của phân xởng i Pttpxi ( kW ) phụ tải tính toán của phân xởng i -Trang 26 Đồ án MÔN HọC cung cấp điện -Ta chọn tỉ lệ xích m = 3 kVA/mm2, sau khi tính toán ta đợc bảng kết quả: Số trên Tên phân xởng Pcspx Pttpx Sttpx R cspx mặt (phân xởng) ( kW ) ( kW ) ( kVA ) ( mm ) ( độ ) Phân xởng kết cấu kim loại Phân . BATG 110/22 kV cách nhà máy 3.7km. II. Nội dung thiết kế: 1. Xác định phụ tải tính toán. 2. Thiết kế mạng cao áp nhà máy. 3. Thiết kế mạng hạ áp phân xởng. 4. Bù công suất phản kháng nâng cao. thì việc thiết kế cấp điện phải Trang 3 Số trên mặt bằng Tên phân xởng (phân xởng) Diện tích ( m 2 ) Công suất đặt (kW) 1 Phân xởng kết cấu kim loại 200 1950 2 Phân xởng lắp ráp cơ khí. nhà máy, vị trí địa lý, đặc điểm công nghệ, phân bố phụ tải Đồng thời đồ án cũng xác định phụ tải tính toán, thiết kế hệ thống cao áp hạ áp cho phân xởng cũng nh toàn nhà máy. Trang 2 Đồ