Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 LỜI NÓI ĐẦU Trong lịch sử phát triển xã hội ,con người luôn tìm mọi cách để khai thác và sử dụng các nguồn tài nguyên phomg phú của tự nhiên nhằm tạo ra nhiều của cải , vật chất giúp thoả mãn nhu cầu của mình. Cùng với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, vấn đề sử dụng các nguồn năng lượng luôn được con người quan tâm. Việc phát hiện và ứng dụng năng lượng điện đã làm thay đổi về chất một cách cơ bản quá trình tạo ra của cải cho xã hội. Hệ thống cung cấp điện là yếu tố cốt lõi, đặc biệt quan trọng để đảm bảo quá trìng sản suất của các doanh nghiệp . Thiết kế hệ thống cung cấp điện là một nội dung rất quan trọng khi xây dựng cơ sở sản xuất , đặc biệt là nhà máy sản xuất cơ khí. Đồ án Thiết kế trình bày hệ thống cung cấp điện của “Nhà máy đường”. Đồ án giới thiệu chung về nhà máy, vị trí địa lýù, đặc điểm công nghệ, phân bố phụ tải… Đồng thời, đồ án cũng xác định phụ tải tính toán , thiết kế mạng điện cao áp, hạ áp và hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng cũng như toàn nhà máy. Thông qua thiết kế và tính toán, đồ án cũng nêu cách chọn số lượng , dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp, trạm phân phối điện năng trung tâm, cũng như tính chọn bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện toàn nhà máy… Các sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện của nhà máy và phân xưởng “ Sửa chữa cơ khí ” được trình bày trên khổ giấy A 0 . Để thực hiện các nội dung trên, đồ án xử lý các số liệu tính toán thiết kế và lựa chọn các chỉ tiêu, đặc tính kỹ thuật các hạng mục trên các quan điểm hợp lý, an toàn, tin cậy vầ kinh tế. Đồ án bám sát phần lý thuyết chuyên moan thông qua các tài liệu chuyên nghành của thày Ts. Phan Đăng Khải , Ts. Ngô Hồng Quang ( Bộ môn Hệ thống điện ) . Trong quá trình thực hiện đồ án này, thày giáo Ts. Phan Đăng Khải đã giành nhiều thời gian hướng dẫn và hiệu chỉnh nội dung cho phù hợp với thực tiễn sản suất hiện nay. Em xin chân thành cảm ơn thầy cô đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Do thời gian và năng lực có hạn chế không thể tránh khỏi sai sót, 1 1 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 mong thầy giúp đỡ, và tạo điều kiện cho em hoàn thiện kiến thức để phục vụ công tác sau khi ra trường. 2 2 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY Nhà máy sản xuất đường là một nhà máy có quy mô khá lớn . Nhà máy gồm nhiều phân xưởng khác nhau có nhiệm vụ sản xuất đường phục vụ cho nhu cầu tiêu thụ trong nước cũng như xuất khẩu. Nhà máy gồm các phân xưởng sau: Tên phân xưởng Công suất đặt ( kW) 1 Kho củ cải đường 360 2 Phân xưởng thái và nấu củ cải đường 700 3 Bộ phận cô đặc 550 4 Phân xưởng tinh chế 750 5 Kho thành phẩm 150 6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 7 Trạm bơm 600 8 Nhà máy nhiệt điện ( tự dùng 12% ) Theo tính toán 9 Kho than 350 Nhà máy là một trong những hộ tiêu thụ có công suất lớn . Do tầm quan trọng của nhà máy nên ta có thể xếp nhà máy vào loại hộ tiêu thụ loại I , can được cung cấp điện an toàn và liên tục. Nguồn điện cấp cho nhà máy lấy từ trạm biến áp trung gian cách nhà máy 15 Km. Điện được đưa về bằng đường dây lộ kép kéo trên không, dung lượng ngắn mạch phía hạ áp của máy biến áp trung gian là 250 MVA. Nhà máy làm việc 3 ca, có thời gian sử dụng công suất cực đại là T maõ = 6000h. Trong nhà máy có Kho củ cải đường, Kho thành phẩm, Kho than, Phân xưởng thái và nấu củ cải đường là hộ tiêu thụ loại III, còn lại là hộ tiêu thụ loại II. Mặt bằng các phân xưởng của nhà máy được phân bố như sau: 3 3 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Các nội dung tính toán vàthiết kế trong phần này gồm có: 1. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và nhà máy. 2. Thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy. 3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. 4. Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao công suất phản kháng của nhà máy. 5. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. 4 4 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 2.1. Đặt vấn đề : Phụ tải điện là một thành phần rất quan trọng của mạch điện . Nó đặc trưng cho sự tổn hao và tiêu thụ điện của các thiết bị điện. Mỗi loại phụ tải lại có những đặc trưng khác nhau về mức độ tiêu thụ điện. Do vậy việc xác định phụ tải điện có một vai trò rất quan trọng trong viẹc nghiên cứu cũng như thiết kế các mạch điện . Phụ tải tính toán là số liệu ban đầu để giải quyết các vấn đề tổng hợp về kinh tế , kỹ thuật khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiịen đại. Nói cách khác, phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài và không đổi, tương đương với phụ tải thực tế ( biến đổi ) vè mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện. Phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị giống như phụ tải thực tế gây ra. Chính vì vậy, xác định phụ tải tính toán là giai đoạn đầu tiên của quá trình thiết kế hệ thống cung cấp điện, việc lựa chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo cho thiết bị về mặt phát nóng. Phụ tải tính toán được sử dung để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như : máy biến áp dây dẫn, các thiết bị đóng cắt bảo vệ … tính toán tổn thất công suất, điện năng, điện áp, lựa chọn bù công suất phản kháng. Hiện nay có nhiều phương pháp khoa học để xác định phụ tải tính toán. Các phương pháp này ngày càng được hoàn thiện về phương diện lý thuyết trên cơ sở quan sát các phụ tải điện tại các xí nhgiệp đang vận hành. Thông thường, những phương pháp đơn giản, thuận tiện lại cho kết quả không thật chính xác, còn muốn chính xác cao thì việc tính toán rất phức tạp. Do đó, tuỳ theo giai đoạn thiết kế, thi công và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán cho phù hợp. Có thể đưa ra đây một số phương pháp thường dùng để xác định phụ tải tính toán khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện : 2.1.1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT ) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: Ta có công thức sau: 5 5 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 P tt = k nc .P d Trong đó : k nc : hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật P d : công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán ta coi gần đúng P d = P dm {kW] 2.1.2. Phương pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT ) theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình: Ta có công thức: P tt = k hd .P tb Trong đó : k hd : hệ số hình dáng của đồ thị tra trong sổ tay kỹ thuật P tb : công suất trung bình của thiết bị hay nhóm thiết bị,{kW} 2.1.3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT ) theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình: Ta có công thức: P tt = P tb ± α .β Trong đó : α : độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình β : hệ số tán xạ của α 2.1.4. Phương pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT ) theo công suất trung bình và hệ số cực đại: Ta có công thức: P tt = P tb . K max = P tb . K max .K sd Trong đó : K max : hệ số cực đại tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ K max = f( n hq , K sd ) K sd : hệ số kỹ thuật tra trong sổ tay kỹ thuật n hq : số thiết bị dùng điện hiệu quả 6 6 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 2.1.5. Phương pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT ) theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị: Ta có công thức: P tt = max 0 . T Ma Trong đó : a 0 : suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm M : số sản phẩm sản xuất được trong môït năm T max : thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h) 2.1.6. Phương pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT ) theo suất trang bị điện trên đơn vị diện tích: Ta có công thức: P tt = p 0 .F Trong đó : p 0 : suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích F : diện tích bố trí thiết bị 2.1.7. Phương pháp trực tiếp: Trong các phương pháp trên, ba phương pháp 1, 5, 6 dựa trên kinh nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần đúng tuy nhiên chúng khá đơn giản và thuận tiện. Các phương pháp còn lại được xây dựng trên cơ sở xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố, do vậy có kết quả chính xác hơn nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp. Tuỳ theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có được về phụ tải mà người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định PTTT. Trong đồ án này với phân xưởng sửa chữa cơ khí ,ta đã biết sự phân bố và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán ta có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Các phân xưởng còn lại do chỉ biết diện tích và công suất đặt nên ta sẽ tính PTTT của chúng theo phương pháp tính công suất đặt và hệ số nhu cầu. Còn phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất. 7 7 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 2.2. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí: Phân xưởng sửa chữa cơ khí có ký hiệu 6 trên sơ đồ mặt bằng của nhà máy. Phân xưởng có tổng cộng 51 thiết bị tiêu thụ điện và nằm trên diện tích 1137,5 m 2 . Công suất của các thiết bị khá khác nhau ,thiết bị có công suất lớn nhất là 24,6 kW, còn thiết bị có công suất nhỏ nhất là 0,65 kW. Các thiết bị ở đây có thể coi đều làm việc ở chế độ dài hạn. 2.2.1.Trình bày phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại: Theo phương pháp này phụ tải tính toán được xác định theo biểu thức P tt = P tb . K max = K max .K sd ∑ n dm P 1 Trong đó : P dm : công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm n : số thiết bị trong nhóm K sd : hệ số sử dụng tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ K max = f( n hq , K sd ) n hq : số thiết bị sử dụng điện hiệu quả Số thiết bị dùng điện hiệu quả n hq là số thiết bị có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra cùng một hiệu quả phát nhiệt ( hoặc mức độ huỷ hoại cách điện ) đúng bằng các phụ tải thực tế ( có cùng công suất nhưng chế độ làm việc có thể khác nhau) gây ra cùng trong một quá trình làm việc . n hq có thể được xác định bằng biểu thức sau: ∑ ∑ = n dmi n dmi hq P P n 1 2 2 1 )( )( Trong đó : 8 8 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 dm P : công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm n : số thiết bị trong nhóm Khi n lớn thì việc xác định n hq theo công thức trên là rất khó khăn nên ta có thể tính toán nó theo phương pháp gần đúng với sai số nhỏ vào khoảng ± 10% a) Trường hợp 3 min max ≤= dm dm P P m và 4,0 ≥ dm K thì n hq = n Chú ý : Nếu trong nhóm có 1 n thiết bị mà tổng công suất của chúng không lớn hơn 5% tổng công suất của cả nhóm thì n hq = n - n 1 Trong đó: P maxdm : công suất định mức của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm P mindm : công suất định mức của thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm b) Trường hợp min max dm dm P P m = > 3 và dm K ≥ 0,2 thì n hq = n sẽ được xác định theo biểu thức: max 1 .2 dm n dm hq P P n ∑ = < n c) Khi không áp dụng được các trường hợp trên , việc xác định n hq phải được tiến hành theo trình tự sau: n n n 1 * = và P P P 1 * = Trong đó: 1 n : số thiết bị có công suất lớn hơn 21 công suất max của nhóm . n : số thiết bị có trong nhóm 1 P và P là công suất tổng của 1 n và n thiết bị 9 9 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Sau khi tính toán được * n và * P tra theo sổ tay kỹ thuật ta tìm được * hq n = f( * n , * P ) và từ đó tính được hq n theo công thức : hq n = * hq n . n Khi xác định PTTT theo phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả hq n , trong một sổ trường hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần đúng sau: + Nếu n ≤ 3 và hq n < 4 PTTT được tính theo công thức : ∑ = n dmitt PP 1 + Nếu n > 3 và hq n > 4 thì PTTT được tính theo công thức : ∑ = n dmititt PKP 1 . Trong đó : K ti : là hệ số phụ tải của thiết bị thứ i. Nếu không có số liệu chính xác có thể lấy hệ số phụ tải gần đúng như sau: K ti = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn K ti = 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại + Nếu n > 300 và 5,0≥ sd k thì phụ tải tính toán được xác định theo công thức sau: ∑ = n dmisdtt PkP 1 .05,1 + Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng ( các máy bơm, quạt nén khí …) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình : ∑ == n dmisdtbtt PkPP 1 + Nếu trong mạng có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết bị cho 3 pha của mạng, trước khi xác định hq n phải quy đổi công suất của các thiết bị một pha về phụ tải 3 pha tương ứng: - Nếu thiết bị đầu vào điện áp pha : max .3 phaqd PP = - Nếu thiết bị đầu vào điện áp dây : max .3 phaqd PP = 10 10 [...]... máy móc thiết bị hoảng hóc của nhà máy Ta thấy rằng phụ tải của nhà máy là phụ tải loại II Điện áp của nhà máy có hai cấp sau: + Cấp điện áp 110V- 220V ,1 pha, cung cấp điện cho các phụ tải chiếu sáng + Cấp điện áp 127V/ 220V , 220V/ 380V , 3 pha , cung cấp điện cho các thiết bị, máy móc trong phân xưởng Trong phân xưởng chủ yếu là phụ tải loại II , do đó yêu cầu cung cấp điện cũng tương đối cao, tuy... Nhóm 2 Máy tiện ren Máy tiện ren cấp chính xác cao Máy doa toạ độ Máy bào ngang Máy xọc Máy phay vạn năng Máy phay ngang Máy phay đứng Máy mài trong Máy mài phẳng Cộng nhóm 2 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 Nhóm 3 Máy mài tròn Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy cắt mép Máy mài vạn năng Máy mài dao cắt gọt Máy mài mũi khoan Máy mài sắc mũi phay Máy mài dao chuốt Máy mài mũi khoét Thiết bị... 0918.775.368 Máy ép tay kiểu vít Máy mài thô Bàn đánh dấu Bàn thợ nguội Cộng nhóm 3 1 1 1 10 16 27 28 29 30 3 1 1 3 1 2 1 1 1 1 8 1 1 17 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 2,8 7,1 0,85 0,45 31,35 79,4 0,45 11 2,1 9,875 12 1,95 37,3 Nhóm 4 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan hướng tâm Máy bào ngang Máy bào ngang Máy mài phá Bàn Máy khoan bào Máy biến... quả cấp điện Để chọn phương án cấp điện an toàn phải tuân theo các điều kiện sau: + Đảm bảo chất lượng điện năng ( U , f ) + Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện về tính liên tục cấp điện, phù hợp với yêu cầu của phụ tải + Thuận lợi cho việc lắp đặt vận hành và sửa chữa cũng như phát triển phụ tải + An toàn cho người vận hành và máy móc + Có chỉ tiêu kinh tế , kỹ thuật hợp lý I MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN... 0918.775.368 - Khi cung cấp điện bằng phương án này thì nó đảm bảo được độ tin cậy và đáp ứng được các nguyên tắc về phân nhóm phụ tải 1/ Sơ đồ đi dây của mạng phân xưởng - Để cấp điện cho các thiết bị điện trong phân xưởng ta đặt một tủ phân phối cho toàn bộ phân xưởng Tủ phân phối này cung cấp điện cho 04 tủ động lực và một tủ chiếu sáng - Tủ phân phối đặt 01 Aptomat tổng và 05 Aptomat nhánh cấp điện cho 04... có tâm trùng với tâm của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo một tỷ lệ xích nào đó Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung ra được sự phân bố phụ tải trong khu vực cần thiết kế, để từ đó có thể vạch ra những phương án thiết kế sao cho hợp lý và kinh tế nhất Biểu đồ phụ tải được chia làm hai phần : + Phần gạch chéo mô tả phụ tải chiếu sáng của phân xưởng + Phần... tải toàn nhà máy : 29 29 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHÂN XƯỞNG : Trong nhà máy đường thì phân xưởng sửa chữa cơ khí có một vai trò khá quan trọng, vì đây là nơi duy tu, sửa chữa các máy móc thiết bị... 1 2 Tổng Máy tiện ren Máy tiện ren 2 2 4 IA616 IA62 7,0 7,0 28 17,7 17,7 70,8 Nhóm 2: Kí hiệu Tên trên sơ đồ 3 Máy tiện ren 4 Máy tiện ren cấp chính xác cao 5 Máy doa toạ độ 6 Máy bào ngang 7 Máy xọc 8 Máy phay vạn năng 9 Máy phay ngang 10 Máy phay đứng 11 Máy mài trong 12 Máy mài phẳng Tổng Số lượng Kí hiệu 2 1 IK62 Iп6п Công suất Dòng đặt (kW) định (A) 10,0 25,3 1,7 4,3 1 2 1 1 2A450 7K36 7A420 6H82... 0918.775.368 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Tổng gọt Máy mài mũi khoan Máy mài sắc mũi phay Máy mài dao chute Máy mài mũi khoét Thiết bị hoá bền kim loại Máy giũa Máy khoan bàn Máy để mài tròn Máy ép tay kiểu vít Máy mài thô Bàn đánh dấu Bàn thợ nguội 1 36652 1,5 3,8 1 3667 1,0 2,53 1 360 0,65 1,65 1 3659 2,9 7,34 1 пп-58 0,8 2 HC125... toàn nhà máy: Phụ tải tính toán tác dụng toàn nhà máy : P ttnm = k dt ∑ Pttpxi = 0,8.( 384,8 + 643,6 + 517 + 671,25 + 117,5 + 220 + 379,5 + 338 ) = 2617,32 ( kW ) Với k dt = 0,8 là hệ số đồng thời Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy : Q ttnm = k dt ∑ Qttpxi = 0,8.( 223,13 + 446,25 + 387,75 + 478,13 + 95,63 + 293,3 + 223,13 + 480 ) = 2627,32( kVAr ) Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy: 2