Đang tải... (xem toàn văn)
đồ án cung cấp điện cho một xí nghiệp
Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 Lời Mở Đầu Như chúng ta đã biết, cho đến nay thì nền kinh tế nước ta đã đạt được rất nhiều thành tựu to lớn về phát triển kinh tế xã hội tạo tiền đề cơ bản để bước vào thời kỳ mới, thời kì công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước mà ở đó ngành điện luôn đóng vai trò chủ đạo. Cũng chính vì vai trò vô cùng quan trọng của ngành điện mà những người kỹ sư hệ thống điện phải có được những vốn kiến thức vững chắc về ngành để tạo nên những hệ thống chất lượng, thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế cũng như kỹ thuật khi đưa vào vận hành thực tế. Các chỉ tiêu đặt ra khi tiến hành khảo sát thiết kế cung cấp điện là: - Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật - Độ tin cậy cung cấp điện cao - Vốn đầu tư nhỏ nhất. Các yêu cầu trên luôn mang tính chất đối lập nhau, vì vậy câu hỏi luôn trong môn học “ Hệ thống cung cấp điện”. Sau gần 3 năm học tập tại trường “ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC” em đã phần nào nắm bắt được những kiến thức cơ bản của ngành điện và công việc của những người kỹ sư hệ thống điện trong tương lai bằng rất nhiều môn học thiết thực mang tính ứng dụng cao. Với vốn kiến thức nhỏ bé của mình cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo bộ môn, cho đến nay em đã thực hiện nghiên cứu tính toán thiết kế hoàn chỉnh một hệ thống cung cấp điện mang tính chất thực tế cao và từ đó hoàn thành xong bản đồ án môn học “ Hệ thống cung cấp điện”. Do kiến thức nắm bắt về ngành và kiến thức thực tế có hạn nên bản đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để em có được một bản đồ án hoàn chỉnh có thể đưa vào thực tế và làm tài liệu phục vụ hữu ích cho công việc của em sau này. Em Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: Trần Tuấn Anh Lớp: Đ7LTH1 ___________________________Trang 1_____________________________ Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 BÀI 2B: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP Sinh viên : Trần Tuấn Anh Lớp : D7LTH1 Thời gian thực hiện …………………………………………………… A.Dữ kiện Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân xưởng với các dữ liệu cho trong bảng. Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện S k (MVA). Khoảng cách đấu điện đến nhà máy là L(m). cấp điện áp truyền tải 110KV. Thời gian sử dụng công suất cực đại là T M (h). Phụ tải loại I và loại II chiếm K I&II %. Giá thành tổn thất điện năng là c ∆ = 1500đ/kwh. Suất thiệt hại do mất điện g th = 1000đ/kwh. Tổn hao điện áp cho phép tính từ nguồn (điểm đấu điện) là ∆U cp = 5%. Các số liệu khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế điện. Bảng số liệu thiết kế cung cấp điện cho Xí ngiệp S k (MVA) K I & II (%) T M (h) L(m) Hướng nguồn 310 80 4280 278 Đông Theo sơ đồ mặt bằng (n) Tên phân xưởng và phụ tải Số lượng thiết bị điện Tổng công suất đặt kW Hệ số nhu cầu k nc Hệ số công suất, cos ϕ 1 Bộ phận điện 80 600 0,41 0,65 2 Phân xưởng Rơngen 80 700 0,43 0,55 3 Phân xưởng đúc 40 180 0,43 0,76 4 Phân xưởng oxyt nhôm 30 370 0,44 0,64 5 Khí nén 30 50 0.54 0,53 6 Máy bơm 12 300 0.52 0.62 7 Phân xưởng đúc 60 200 0.43 0.68 8 Phân xưởng cơ khí, rèn 40 550 0.44 0.56 9 Xem dữ liệu phân xưởng 40 550 0.43 0.56 10 Lò hơi 20 300 0.43 0.78 11 Kho nhiên liệu 3 10 0.57 0.80 12 Kho vật liệu Vôi clorua(bột tẩy trắng) 5 20 0.62 0.67 13 Xưởng năng lượng 30 350 0.43 0.72 14 Nhà điều hành, nhà ăn 30 150 0.44 0.87 ___________________________Trang 2_____________________________ Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 15 Gara ôtô 15 25 0.50 0.82 Sơ đồ mặt bằng nhà máy kim loại màu B. Nhiệm vụ thiết kế chính. I. Tính toán phụ tải 1.1.Xác định phụ tải tính toán phân xưởng * Xác định phụ tải động lực của các phân xưởng * Xác định phụ tải chiếu sáng và thông thoáng * Tổng hợp phụ tải của mỗi phân xưởng. 1.2 Xác định phụ tải của các phân xưởng khác . 1.3 Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp dưới dạng các hình tròn bán kính r II. Xác đinh sơ đồ nối dây của mạng điện nhà máy II.1. Chọn cấp điện áp phân phối ___________________________Trang 3_____________________________ 1 2 3 4 7 5 6 8 9 13 10 11 12 15 14 O Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 II.2. Xác định vị trí đặt trạm biến áp (hoặc trạm biến áp phân phối trung tâm –TPPTT) II.3. chọn công suất và số lượng máy biến áp của trạm biến áp nhà máy và các trạm biến áp phân xưởng. II.4. Chọn dây dẫn từ ngồn đến trạm biến áp nhà máy (hoặc TPPTT) II.5. Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy (hoặcTPPTT) đến các phân xưởng (so sánh ít nhất 2 phương án). III. Tính toán điện 3.1 Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp 3.2 Xác định hao tổn công suất 3.3 Xác định tổn thất điện năng IV. Chọn và kiểm tra thiết bị điện IV.1. Tính toán ngắn mạch tại các điểm đặc trưng (chọn điểm ngắn mạch phù hợp) - chọn và kiểm tra thiết bị : Cáp điện lực, thanh cái và sứ đỡ, máy cắt,dao cách ly, cầu dao, cầu chảy , áptômát , máy biến dòng và các thiết bị đo lường v.v. 4.2. Kiểm tra chế độ mở máy của các đông cơ V. Tính toán bù hệ số công suất V.1. Tính toán bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên giá trị cosφ 2 = 0,9 V.2. Đánh giá hiệu quả bù VI. Tính toán nối đất chống sét VII. Hạch toán công trình 7.1 Liệt kê thiết bị - Xác định các chỉ tiêu kinh tế : Tổng vốn đầu tư của công trình ,vốn đầu tư trên một đơn vị thi công suất đặt ,tổng chi phí trên một đơn vị điện năng vv… C. Yêu cầu về bản vẽ ___________________________Trang 4_____________________________ Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 1. Sơ đồ mặt bằng xí nghiệp với sự bố trí các thiết bị và biểu đồ phụ tải. 2. Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng xí nghiệp (gồm cả sơ đồ của các phương án so sánh). 3. Sơ đồ nguyên lý mạng điện( với đầy đủ mã hiệu của các thiết bị lựa chọn 4. Sơ đồ trạm biến áp gồm : sơ đồ nguyên lý,sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp ,sơ đồ nối đất. 5. Bảng số liệu và các kết quả tính toán. ___________________________Trang 5_____________________________ Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 CHƯƠNG I – TÍNH TOÁN PHỤ TẢI Nhà máy, xí nghiệp sản xuất ra một hoặc nhiều loại sản phẩm trong quá trình hoạt động. Những sản phẩm này luôn luôn đòi hỏi tính cạnh tranh cao đặc biệt là về giá thành. Trong giá thành sản phẩm, chi phí tiêu thụ điện năng và thời gian thu hồi vốn đầu tư đóng góp một phần đáng kể vào giá thành sản phẩm. Chính vì lý do đó việc tính tón thiêt kế cấp điện cho nhà máy xí nghiệp phải đặc biệt chú ý đến vốn đầu tư công trình và vấn đề tiết kiệm năng lượng tránh lãng phí với các thiết bị không cần thiết. Quan trọng hơn cả là việc xác định tâm của phụ tải chính xác để có được phương án đi dây tối ưu. Ngoài ra chúng ta còn phải tính đến khả năng phát triển của phụ tải nhà máy xí nghiệp trong tương lai. Để làm được tất cả những nhiệm vụ đó thì bước đàu tiên cần làm là xác định phụ tải tính toán cho toàn nhà máy. Để xác định được phụ tải tính toán của toàn nhà máy trước hết ta cần xác định phụ tải tính toán ở từng phân xưởng và khu vực. 1.1 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng. Công thức xác định phụ tải động lực theo hệ số nhu cầu và công suất đặt được thể hiện như sau: P dl = K nc ×P đ (KW) Q dl = P dl x tanφ (KVar) Công thức xác định phụ tải chiếu sáng, lấy P 0 = 0.015(kW/m 2 ) P cs = P 0 x D (KW) Vì dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng nên: Q cs = 0 (Kvar) Phụ tải tính toán cho phân xưởng: P tt = P dl + P cs (KW) Q tt = Q dl + Q cs (KVar) S tt = (KVA) I tt = (A) Trong đó: P tt : Công suất tác dụng tính toán cho phân xưởng (Kw) Q tt : Công suất phản kháng tính toán cho phân xưởng(Kvar) ___________________________Trang 6_____________________________ Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 K nc : Hệ số nhu cầu; P đ : Công suất đặt (KW) D: Diện tích phân xưởng (m 2 ); D = a×b (m 2 ) I tt : Dòng điện tính toán trên đường dây truyyền tải. (A) Hình vẽ kích thước chi tiết các phân xưởng trong nhà máy trên thực tế Tỷ Lệ : 1:5000- Đơn vị :cm ___________________________Trang 7_____________________________ Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 Thực hiện tính toán cho từng phân xưởng, bộ phận như sau: • Bộ phận điện: P dl = 0.41x600 = 246(KW) Q dl = P dl x tanφ = 246 x 1.17 = 287.60 (Kvar) Tính toán phụ tải chiếu sáng: P cs = 0.015 × 3× 50 ×7.2 ×50 = 810 (KW); Q cs = 0 (Kvar) Phụ tải điện tổng hợp cho bộ phận điện là: P tt = P dl + P cs = 246 + 810 = 1056 (KW) ; Q tt = Q dl + Q cs = 287,60(Kvar); S tt = = 1094.46 (KVA); ___________________________Trang 8_____________________________ Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 Tính toán hoàn toàn tương tự với các phân xưởng và phụ tải khác ta được bảng kết quả phụ tải tính toán như sau: Bảng 1. Phụ tải tính toán cho các phân xưởng n Tên phân xưởng và phụ tải Số thiết bị P đ K W k nc cosφ tanφ a (m) b(m) D(m 2 ) P dl (KW) Q dl (Kvar) Pcs (KW) Qcs (Kvar) P tt (KW) Q tt (Kvar) S tt (KVA) 1 Bộ phận điện 80 600 0.41 0.65 1.169 360 150 54000 246 287.60 810 0.00 1056.00 287.61 1094.46 2 Phân xưởng Rơngen 80 700 0,43 0,55 1.52 100 150 15000 301 457.063 225 0.00 526.00 457.06 696.84 3 Phân xưởng đúc 40 180 0.43 0.76 0.86 65 150 9750 77.4 66.564 146.25 0.00 223.65 66.19 233.24 4 Phân xưởng oxyt nhôm 30 370 0.44 0.64 1.2 40 150 6000 162.8 195.36 90 0.00 252.80 195.46 319.55 5 Khí nén 30 50 0.54 0.53 1.6 50 50 2500 27 43.2 37.5 0.00 64.50 43.20 77.63 6 Máy bơm 12 300 0.52 0.62 1.26 50 50 2500 156 196.56 37.5 0.00 193.50 197.42 276.43 7 Phân xưởng đúc 60 200 0.43 0.68 1.08 200 90 18000 86 92.88 270 0.00 356.00 92.73 367.88 8 Phân xưởng cơ khí, rèn 40 550 0.44 0.56 1.48 50 40 2000 242 358.16 30 0.00 272.00 358.03 449.63 9 Xem dữ liệu phân xưởng 40 550 0.43 0.56 1.48 50 40 2000 236.5 350.02 30 0.00 266.50 349.89 439.82 10 Lò hơi 20 300 0.43 0.78 0.8 110 60 6600 129 103.2 99 0.00 228.00 103.49 250.39 11 Kho nhiên liệu 3 10 0.57 0.80 0.75 50 50 2500 5.7 4.28 37.5 0.00 43.20 4.28 43.41 12 Kho vật liệu Vôi clorua 5 20 0.62 0.67 1.11 50 50 2500 12.40 13.74 37.5 0.00 49.90 13.74 51.76 13 Xưởng năng lượng 30 350 0.43 0.72 0.96 50 90 4500 150.5 145.06 67.5 0.00 218.00 145.06 261.85 14 Nhà điều hành, nhà ăn 30 150 0.44 0.87 0.57 150 50 7500 66.00 37.40 112.5 0.00 178.50 37.40 182.38 15 Gara ôtô 15 25 0.50 0.82 0.70 100 50 5000 12.50 8.73 75 0.00 87.50 8.73 87.93 Tổng 1910.8 4016.05 2360.27 4833.21 ___________________________Trang 9_____________________________ Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 1.2 Tổng hợp phụ tải của toàn nhà máy, xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trên mặt bằng nhà máy dưới dạng hình tròn bán kính r 1.2.1 Tổng hợp phụ tải của toàn nhà máy. P ttnm =K đt . Với: K đt =0,9 là hệ số đồng thời của toàn nhà máy. Vậy từ bảng trên ta có: P ttnm =0.9×(4016.05)=3614.445 (Kw) Phụ tải phản kháng tổng hợp toàn nhà máy Q ttnm =K đt . ∑ 9 1 Qtti =0.9×(2360.27)=2124.43 (KVar) Phụ tải toàn nhà máy với hệ số đồng thời k đt = 0.9: S ttnm = = 4192.543(KVA) 1.2.2 Hệ số công suất của toàn nhà máy Cos Sttnm P ttnm = ϕ = = 543.4192 445.3614 = 0.86 1.2.3 Xác định tâm phụ tải của toàn nhà máy: 1. Ý nghĩa của tâm phụ tải trong thiết kế cung cấp điện Trong thiết kế hệ thống cung cấp điện thì việc tính toán tìm tâm phụ tải đóng một vai trò rất qua trọng, đây chính là căn cứ để ta có thể xác định vị trí đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối tủ động lực nhằm tiết kiệm chi phí và giảm tổn thất trên lưới điện. Tâm phụ tải còn có thể giúp công tác quy hoạch và phát triển nhà máy trong tương lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điện hợp lý tranh lãng phí và đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật nhưn mong muốn. Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu. Trang 10 [...]... điện cho phụ tải 2,3 Trạm biến áp B3: Cung cấp điện cho phụ tải 4, 8, 9 Trạm biến áp B4: Cung cấp điện cho phụ tải 7 Trạm biến áp B5: Cung cấp điện cho phụ tải 5, 6 Trạm biến áp B6: Cung cấp điện cho phụ tải 13, 14, 15 Trạm biến áp B7: Cung cấp điện cho phụ tải 10, 11, 12 • Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng ta sẽ đặt trạm tại vị trí gần trạm phân phối trung tâm và tiếp xúc với... phối trung tâm Các xí nghiệp công nghiệp là những hộ tiêu thụ điện tập trung, công suất lớn Điện năng cấp cho xí nghiệp được lấy từ trạm biến áp trung gian bằng các đường dây trung áp Cấp điện áp trong phạm vi đồ án được xác định là cấp 35KV Trong một xí nghiệp cần đặt nhiều trạm biến áp phân xưởng, mỗi phân xưởng lớn một trạm, phân xưởng nhỏ đặt gần nhau chung một trạm Để cấp điện cho các trạm biến... = 0.278km Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là: U = 4.34 x= 33.083(KV) Trang 15 Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 Từ kết quả tính toán ta kết luận sẽ chọn cấp điện áp của nguồn là 35kV Với cấp điện áp này ta sẽ sử dụng trực tiếp điện áp 35 KV từ hệ thống 2.2Xác định phương án cấp điện cho các trạm biến áp... Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 • Sơ độ nhà máy kim loại màu khi gắn hệ tọa độ xOy: • Biểu đồ phụ tải trên mặt phẳng nhà máy Trang 14 Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 Biểu đồ phụ tải nhà máy kim loại màu Tỷ lệ :1:5000- đơn vị : cm CHƯƠNG II – THIẾT KẾ SƠ BỘ, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 2.1Chọn cấp điện áp phân phối Cấp điện. .. án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 song song Riêng với phụ tải loại 3 cho phép mất điện khi sự cố, vì vậy khi xảy ra sự cố một trạm biến áp phân xưởng có thể cắt giảm 22% phụ tải loại 3 nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư cho máy biến áp Chi tiết như sau: Trạm biến áp B1: Cung cấp điện cho phụ tải 1 Trạm biến áp B2: Cung cấp điện cho phụ tải 2,3 Trạm biến áp B3: Cung cấp điện cho phụ tải 4,... +1500×274955.325=779,857,987 (triệu đồng) Sơ đồ đi dây trung phương án 2: sơ đồ liên thông Trang 29 Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 Sơ đồ đi dây phương án 2:sơ đồ liên thông Tỷ lệ : 1:5000 – đơn vị :cm Tương tự như quy trình tính toán ở PA1 Ta sẽ thực hiện tính toán phân bố công suất sơ bộ trên các lộ dây dựa vào sơ đồ thực tế và tính toán tiết diện dây... Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 Từ bảng trên ta tìm được tổng vốn đầu tư đường dây cáp hạ áp cho toàn bộ xí nghiệp: Kd hạ áp = = 1.305 (Tỷ đồng) 3) Xét các lộ dây từ trạm phân phối trung tâm đến các trạm biến áp phân xưởng ta sẽ chọn cáp trung thế treo có màn chắn kim loại, 3 lõi, cấp điện áp 18/30(36KV) có ruột dẫn bằng đồng, cách điện XLPE , có bán dẫn cách điện, màn chắn... phương án chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện Jkt Áp dụng tiết diện tối thiểu trên các lộ đường dây trung áp 35KV là 35mm2 Sau đây sẽ là phần tính toán chi tiết cho các phương án: Sơ đồ đi dây phương án 1: Sơ đồ hình tia Trang 25 Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 Sơ đồ đi dây phương án 1 Tỷ lệ :1:5000- đơn vị :cm Theo toạ độ các trạm điện. .. Đồ án cung cấp điện 15 Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 Gara ôtô 87.93 4833.2 1 Tổng 400 25 35172 2198.25 1886335 1105803 Xác định tâm phụ tải điện M(X0 ,Y0 ) cho toàn nhà máy theo công thức sau: X0 = = = 390.286(m) Y0 = = = 228.793(m) Vậy tâm phụ tải điện của toàn xí nghiệp là: M(390.313; 228.793) 1.2.4 Xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp dưới dạng đường tròn bán kính r Biểu đồ. .. tế kỹ thuật ở đây là phương án 2 Phương án sử dụng sơ đồ liên thông Có vốn đầu tư và các vấn đề kỹ thuật được tối ưu nhất Kết luận sẽ tính toán thiết kế chi tiết cho phương án 2 Trang 34 Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 CHƯƠNG III – TÍNH TOÁN ĐIỆN Trong việc khảo sát thiết kế hệ thống cung cấp điện thì việc kiểm soát toàn bộ các thông . nền kinh tế nước ta đã đạt được rất nhiều thành tựu to lớn về phát triển kinh tế xã hội tạo tiền đề cơ bản để bước vào thời kỳ mới, thời kì công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước mà ở đó ngành điện. Đ7LTH1 ___________________________Trang 1_____________________________ Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1 BÀI 2B: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP Sinh viên : Trần Tuấn Anh Lớp : D7LTH1 . tón thiêt kế cấp điện cho nhà máy xí nghiệp phải đặc biệt chú ý đến vốn đầu tư công trình và vấn đề tiết kiệm năng lượng tránh lãng phí với các thiết bị không cần thiết. Quan trọng hơn cả là việc