Nhận Xét ( Giáo viên hướng dẫn) LỜI NÓI ĐẦU Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước. Như chúng ta đã xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điện năng sản xuất ra dùng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp. Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra được điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải một cách hiệu quả, tin cậy.Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh quốc dân Nhìn về phương diện quốc gia, thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế của quốc gia phát triển liên tục và kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới. Khi nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là ngành tiêu thụ nhiều nhất.Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện năng hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác một cách hiệu quả công suất của các nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả lượng điện năng được sản xuất ra. Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu về kinh tế,độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa là phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai. Thực hiện các nội dung trên, đồ án bám sát phần lý thuyết chuyên môn thông qua các tài liệu chuyên nghành của TS.Phan Đăng Khải, TS.Ngô Hồng Quang, TS.Vũ Văn Tẩm. Do kiến thức và thời gian có hạn bản thân thiết kế không tránh khỏi những chỗ còn thiếu và yếu cũng có những sai sót kính mong các thầy cô góp ý kiến để bản thiết kế hoàn thiện hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy cô và đặc biệt là cô giáo Nguyễn Thúy May đã góp ý kiến cho bản thiết kế này. Thái Bình, tháng 04 năm 2014 Nhóm SV thực hiện Nhóm 3 MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Trong phân xưởng có các thiết bị chuyên dung( thông số kỹ thuật cho trong bảng) được bố trí đều ở khắp các bộ phận : 1.Bộ phận máy công cụ, gia công các chi tiết máy phục vu cho các phân xưởng khác. 2.Bộ phận mài 3.Bộ phận khuôn : đúc các chi tiết 4.Bộ phận rèn 5.Phòng kỹ thuật (ở giữa bộ phận mài và nhiệt luyện) 6.Phòng thí nghiệm chiếu sáng bằng đèn tuýp. 7.Kho thành phẩm, kho phụ tùng vật liệu Kích thước phân xưởng 500m 2 Các thiết bị đều làm việc ở điện áp 380/220V, Tên gọi và số lượng các thiết bị được liệt kê ở bảng. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ : 1. Tính phụ tải tính toán của phân xưởng 2. Vẽ sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị,phòng và bộ phận lam việc 3. Lựa chọn dây dẫn cho phân xưởng 4. Lựa chọn thiêt bị cho phân xưởng 5. Bản vẽ mặt bằng và sơ đồ đi dây sơ đồ nguyên lý Lưu ý: • Hệ số công suất , hệ số đồng thời mỗi loại phụ tải , sinh viên tự chọn theo yêu cầu của mình định thiết kế. • Tính toán lựa chọn thiết bị theo hai phương án. • Trong mỗi phương án đều chia nhóm : mỗi nhóm đều có tủ động lực. Tủ phân phối sẽ đặt gần tâm phụ tải tính toán của phân xưởng. Toàn bộ cáp đi trong phân xưởng đều đi ngầm Bảng khai báo thiết bị TT TÊN THIẾT BỊ SỐ LƯỢNG CÔNG SUẤT (KW) 1 Máy Toàn Bộ 1 Máy tiện ren 2 9 18 2 Máy tiện tự động 3 5,1 15,3 3 Máy tiện tự động 2 14 28 4 Máy tiện tự động 3 5,6 16,8 5 Máy tiện tự động 1 12 12 6 Máy tiện tự động 1 1,7 1,7 7 Máy phay vạn năng 2 3,4 6,8 8 Máy phay ngang 1 3,7 3,7 9 Máy phay đứng 3 7 21 10 Máy phay đứng 2 14 28 11 Máy mài 4 2,2 8,8 12 Máy bào ngang 2 9 18 13 Máy xọc 2 8,4 16,8 14 Máy xọc 3 2,8 8,4 15 Máy doa ngang 1 4,5 4,5 16 Máy khoan hướng tâm 2 1,7 3,4 17 Máy mài phẳng 2 9 18 18 Máy mài tròn 2 5,6 11,2 19 Máy mài tinh 3 2,8 8,4 20 Máy mài dao cắt gọt 1 2,8 2,8 21 Máy mài sắc vạn năng 2 2 4 22 Máy khoan bàn 1 1,5 1,5 23 Máy mài phá 1 3 3 24 Cưa tay 1 3,7 3,7 25 Cưu máy 3 1,7 5,1 26 Lò điện kiểu buồng 4 30 120 27 Lò điện đứng 2 25 50 28 Lò điện kiểu bể 3 30 90 29 Bể điện phân 1 30 30 30 Máy tiện ren 3 7 21 31 Máy tiện ren 2 9 18 32 Máy tiện ren 1 10 10 33 Máy phay ngang 3 3,5 10,5 34 Máy phay vạn năng 1 2,8 2,8 35 Máy phay vạn năng 2 2,8 5,6 36 Máy xọc 3 2,8 8,4 37 Máy bào ngang 2 7 14 38 Máy bào tròn 1 7 7 39 Máy khoan đứng 3 1,8 5,4 40 Quạt 1 2,25 2,25 41 Biến áp hàn 1 8,4 8,4 43 Khoan điện 2 1,6 3,2 44 Máy cắt 2 17 34 45 Bàn nguội 2 0,5 1 46 Máy cuốn dây 2 0,5 1 47 Bàn thí nghiệm 1 15 15 48 Bể tẩm có đốt nóng 2 4 8 49 Tủ xấy 2 0,85 1,7 50 Khoan bàn 4 0,65 2,6 Chương 1 TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Phụ tải là số liệu ban đầu, để giải quyết những vấn đề tổng hợp về kinh tế, kỹ thuật phức tạp xuất hiện khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại. Xác định phụ tải là giai đoạn đầu tiên của công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện nhằm mục đích lựa chọn kiểm tra các phần tử mang điện và biến áp theo phương pháp phát nóng và các chỉ tiêu kinh tế. 2. Các phương pháp tính toán phụ tải tính toán Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết không đổi tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát điện hoặc mức độ hủy hoại cách điện. Nói cách khác phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy lựa chọn các thiết bị phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn thiết bị về măt phát nóng Phụ tải tính toán được sử dụng và để kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: MBA,dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ … tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điên áp; lựa chọn dung lượng thực tế gây ra, vì vậy lựa chọn các thiết bị phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn thiết bị về măt phát nóng Phụ tải tính toán được sử dụng và để kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: MBA,dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ … tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điên áp; lựa chọn dung lượng hơn phụ tải thực tế thì gây ra dư thừa công suất, làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất… cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào hoàn thiện. Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu về phụ tải quá lớn. Ngược lại những phương pháp tính đơn giản lại có kết quả có độ chính xác thấp. Sau đây là một số phương pháp thường dùng để xác định phụ tải tính toán khi quy hoạch thiết kế hệ thống cung cấp điện: +Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: P tt = k nc . P đ Trong đó: K nc : là hệ số nhu cầu tra bảng kỹ thuật P d : là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị trong tính toán có thể tính gần đúng P d ≈ P dđ kw + Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải P tt = K hd . P tb Trong đó : K hd : là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay kỹ thuật khi biết đồ thị phụ tải. P tb là công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kw) +Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình : P tt = P tb + β.σ Trong đó : σ là độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình β là hệ số tán xạ của σ + Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại P tt = K max . P tb = K max . K sd . P dđ Trong đó: P dđ là công suất danh định của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kw) K max là hệ số cực đại tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ K max = f (n hq ; k sd ) N hq là số thiết bị dùng điện hiệu quả K sd là hệ số sử dụng tra trong sổ tay kỹ thuật + Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm : P tt = a 0 .M/T max Trong đó: a 0 là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm kwh/đvsp M là số sản phẩm sản suất trong một năm T max là thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h) + Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích P tt = p 0 . F Trong đó : p 0 là suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích (W/m2) F: là diện tích bố trí thiết bị (m2) + Phương pháp trực tiếp: Là phương pháp điều tra phụ tải trực tiếp để xđ PTTT áp dụng cho hai trường hợp: - Phụ tải rất đa dạng không thể áp dụng phương pháp nào để xđ PTTT - Phụ tải rất giống nhau và lặp đi lặp lại ở khu vực khác nhau như phụ tải ở khu trung cư + Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị: Theo phương pháp nàp thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau: I đnm = Ikđ max + ( I tt – K sd .I đm max ) Trong đó: I đmax là dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy I tt là dòng điện tính toán của nhóm máy I đm max là dòng định mức của thiết bị đang khởi động K sd là hệ số sử dụng của thiết bị danh khởi động Trong các phương pháp trên, ba phương pháp 4, 5, 6 dựa trên kinh nghiêm thiết kế và vận hành để xđ PTTT nên chỉ cho kết quả gần đúng tuy nhiên chung khá đơn giản và tiện lợi. Các phương pháp còn lại được xây dựng trên cơ sở lý thuyết sắc xuất thống kê có xét đến nhiều yếu tố do đó kết quả chính xác hơn, nhưng lượng tính toán nhiều hơn và phức tạp. 1.2 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí: Với phân xưởng sửa chữa cơ khí để có kết quả chính xác nên chọn phương pháp tính toán là: “ tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ cực đại” 1.3. Phương pháp tính phụ tải tính toán theo c/s trung bình và hệ số cực đại Vì đã có thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị biết được công suất và quá trình công nghệ của từng thiêt bị nên ta xđ PTTT theo c/s trung bình và hệ số cực đại phụ tải tính toán được xác định như sau: P tt = K max . P tb = K max . K sdi . P đmi Trong đó: P đmi là công suất định mức của thiết bị nhóm thứ i K sd là hệ số sử dụng tra trong sổ tay kỹ thuật K max là hệ số cực đại tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ K max = f(n hq , k sd ) N hq là số thiết bị dùng điện hiệu quả Số thiết bị dùng điện hiệu quả n hq ( số thiết bị quy đổi) là số thiết bị có cùng công suất cùng chế độ làm việc gây ra hiệu quả phát nhiệt ( hoặc mức độ phá hủy cách điện) đối với dây dẫn đúng bằng số thiết bị thực tế có cùng công suất và chế độ làm việc khác nhau gây ra trong quá trình làm việc, nhq được xđ bởi biểu thức thực tế sau n hq = ∑ ∑ = = n i n i Pdmi Pdmi 1 1 2)( 2 trong đó P dmi là c/s định mức của hiết bị thứ i trong nhóm n là số thiết bị trong nhóm việc xđ n hq theo biểu thứ lượng trên khá phức tạp nên có thể xđ n hq theo các phương pháp gần đúng sau n = P đmmax / P đmmin Trường hợp n ≤3 và k sd ≥0.4 n hq = n Trong đó : P đmmax : công suất của thiết bị có công suất định mức lớn nhất trong nhóm n hq : công suất của thiết bị nhỏ nhất trong nhóm Chú ý: khi xđ n hq có hể bỏ qua các thiết bị có tổng công suất nhỏ hơn 5% tổng công suất của nhóm thiết bị. Trường hợp n > 3 và k sd ≥ 0.2 n hq = max 2 1 Pdm dmi n i ∑ = ≤ n Khi không áp dụng được các phương pháp trên, việc xác định n hq phải được xác định theo trình tự: Trước hết tính: n* = n n1 P* = P P1 Trong đó: P 1 : tổng công suất của n1 thiết bị P là tổng công suất của n thiết bị Sau khi tính được n* và P* tra bảng sổ tay kĩ thuật ta tìm được: n* hq = f(n*, P*) từ đó xđ n hq theo công thức: n hq = n* hq .n 1.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 1 Phân nhóm phụ tải điện Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau: + Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng + Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc + Các thiết bị trong nhóm nên được phân bổ dể tổng công suất của các nhóm ít chênh lệch nhất + Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ ra của một tủ động lực cũng bị khống chế. Tuy nhiên khi số thiết bị của một nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hóa trong vận hành và làm giảm độ tin cậy CCĐ cho từng thiết bị Căn cứ vào số phụ tải dã cho trong các nhóm trên sơ đồ ta lậo được bảng phụ tải phân xưởng sau: Quy đổi : + Quạt gió sử dụng điện áp 220V ( U pha ) P qđ = 3P đm = 0,75 .3 = 2,25 (kw) + Máy Biến áp : Chọn hệ số Cosθ đm = 0,35 (Tra bảng B1.1 Giáo trình TKCCĐ-Vũ Văn Tẩm-Ngô Hồng Quang-Trang số 269) P đ = S đm .Cosθ đm = 24.0,35=8,4 KW + Bóng đèn sử dụng điện áp 220V ( U pha ) Bảng thống kê danh sách các phụ tải xưởng cơ khí [...]... Tra bảng Phụ lục 2-4 (Tr.263 – CUNG CẤP ĐIỆN –NGUYỄN XUÂN PHÚ, NXBKHKT) với phân xưởng cơ khí lấy P0 = 15 (W/m2) Áp dụng CT: Pcs = P0×F = 500 * 15 = 7500 (w) = 7,5(KW)  Thiết kế: Trong phân xưởng cơ khí để đảm bảo cho việc cung cấp đủ ánh sáng và sự chính xác khi làm việc thì ta dùng đèn sợi đốt có công suất P đ =60(w) , cosφ= 1 làm làm hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng Số bóng cần dùng là : n= Pttcs... liệu của toàn phân xưởng như sau : Pttpx Qttpx Sttpx Ittpx (Kw) 367,61 (Kvar) 488,52 (Kva) 492,73 (A) 748,62 cos ϕ 0,76 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG 2.1 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng: Mặt bằng phân xưởng cơ khí lấy số đo theo kích thước bản vẽ với tỷ lệ (1:1) thì ta có kích thước các chiều lần lượt là 20x25(m) Các máy móc thiết bị được chia làm 2 dãy theo chiều dài phân xưởng tương ứng... toàn phân xưởng Từ tâm phụ tải của các nhóm thiết bị ta tính được tâm phụ tải của toàn phân xưởng như sau: Áp dụng công thức như trên: 7 X px = ∑( X i =1 i × Pđmi ) 7 ∑P 7 = 12,41(m) Y px = ∑ (Y × P ) i i =1 đmi 7 ∑P đmi đmi 1 1 Y (12,41 - 10,19) X = 10,19(m) 2.5 Lựa chọn các phương án cấp điện Sơ đồ cung cấp điện cho các thiết bị trong phân xưởng phụ thuộc công suất các thiết bị, số lượng và sự phân. .. bằng phân xưởng Sơ đồ cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Đảm bảo độ tin cậy Thuận tiện cho việc lắp ráp và vận hành có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối ưu cho phép dùng các phương pháp lắp đặt công nghiệp Các sơ đồ sử dụng cho mạng điện trong phân xưởng: Sơ đồ nối dây mạng hình tia: B 1 2 2 2 2 Mạng này có đặc điểm: - Ưu điểm: độ tin câỵ cung cấp điện cao, thuận lợi cho quá trình thi công vận hành sửa chữa. .. vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo một tỉ lệ lựa chọn Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải trùng với tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng có thể coi phụ tải của phân xưởng đồng đều theo diện tích phân xưởng Biểu đồ phụ tải cho phép hình dung được rõ ràng sự phân bố phụ tải trong xí nghiệp Góc chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định... chiếu sáng như sau : - Phương pháp hệ số sử dụng - Phương pháp đơn vị công suất - Phương pháp điểm Ở phần tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, nay người ta chỉ còn sử dụng phương pháp hệ số sử dụng * Ý nghĩa của phương pháp hệ số sử dụng : Phương pháp hệ số sử dụng dùng để xác định quang thông của các bóng đèn trong chiếu sáng chung đồng đều theo yêu cầu độ rọi cho trước trên mặt phẳng nằm ngang,... tâm phụ tải cho nhóm thiết bị (để định vị trí đặt tủ động lực), của một phân xưởng, vài phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy (để xác định vị trí đặt tủ phân phối) Nhưng để đơn giản công việc tính toán thì ta chỉ cần xác định tâm phụ tải cho các vị trí đặt tủ phân phối Còn vị trí đặt tủ động lực thì chỉ cần xác định một cách tương đối bằng ước lượng sao cho vị trí đặt tủ nằm cân đối trong nhóm thiết bị... Nhược điểm: vốn đầu tư lớn Trạm trên gồm có: - B: trạm biến áp phân xưởng - 1: thanh cái trạm biến áp phân xưởng - 2: thanh cái tủ phân phối động lực - 3: phụ tải dùng điện b.Sơ đồ nối dây mạng phân nhánh: B 1 2 2 2 3 Mạng này có đặc điểm: - Ưu điểm : giá thành thấp, lắp ráp nhanh, tiết kiệm được tủ phân phối - Nhươc điểm: độ tin cậy cung cấp điện thấp, phức tạp khi bảo vệ ... ánh sáng của tường và trần Trên cơ sở đó ta chọn công suất của đèn, số lượng đèn cần thiết để cho chiếu sáng E Kết luận: Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng của nhà máy nói chung và phân xưởng nói riêng và tỷ lệ trên sơ đồ ta xác định phụ tải chiếu sáng theo phương pháp chiếu sáng sơ bộ Tức là dung phương pháp xác định phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất của phân xưởng Pcs = P0×F (Kw) Trong đó:... Vậy chiếu sáng cho 4 bộ phận có các nhóm máy làm việc là Bộ Phận Mài, Nhiệt Luyện, Bộ Phận Rèn, Bộ Phận Máy Công Cụ, còn lại số bóng là : n= Pcst − 64 7500 − 560 = = 116(bóng ) 100 60 Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng cơ khí: Sử dụng công thức sau: 2 STTPX  2   2  = kđt  ∑ Pttnhi + Pcs  +  ∑ Qttnhi   1   1  2 Trong đó: Kđt: là hệ số đồng thời của thiết bị trong phân xưởng xét tới sự . kiến cho bản thiết kế này. Thái Bình, tháng 04 năm 2014 Nhóm SV thực hiện Nhóm 3 MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Trong phân xưởng. phức tạp xuất hiện khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại. Xác định phụ tải là giai đoạn đầu tiên của công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện nhằm mục đích lựa chọn. yếu tố do đó kết quả chính xác hơn, nhưng lượng tính toán nhiều hơn và phức tạp. 1.2 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí: Với phân xưởng sửa chữa cơ khí để có kết quả chính