Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng. Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp 3.5% . Hệ số công suất cấn nâng lên là cos = 0,9. Hệ số chiết khấu i=12%; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện , MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch =2,5. Giá thành tổn thất điện năng =1500đkWh; suất thiệt hại do mất điện =8000đkWh. Đơn giá tụ bù là 110. đkVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ =0,0025 kWkVAr. Giá điện trung bình g=1250 đkWh. Điện áp lưới phân phối là 22kV. Thời gian sử dụng công suất cực đại =4500 (h). Chiều cao phân xưởng h=4,7(m). Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=150(m). Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện. Số hiệu trên sơ đồ Tên thịết bị Hệ số k_sd cosφ Công suất đặt P, KW theo các phương án 1;2;3;4 Lò điện kiểu tầng 0,35 0,91 18+25+18+25 5;6 Lò điện kiểu buồng 0,32 0,92 40+55 7;12;15 Thùng tôi 0,3 0,95 1,1+ 2,2+ 2,8 8;9 Lò điện kiểu tầng 0,26 0,86 30+20 10 Bể khử mỡ 0,47 1 1,5 11;13;14 Bồn đun nước nóng 0,3 0,98 15+ 22+ 30 16;17 Thiết bị cao tần 0,41 0,83 32+22 18;19 Máy quạt 0,45 0,67 11+ 5,5 20;21;22 Máy mài tròn vạn năng 0,47 0,6 2,8+ 5,5+ 4,5 23;24 Máy tiện 0,35 0,63 2,2+ 4,5 25;26;27 Máy tiện ren 0,53 0,69 7,5+12+12 28;29 Máy phay đứng 0,45 0,68 4,5+12 30;31 Máy khoan đứng 0,4 0,6 5,5+7,5 32 Cầu cẩu 0,22 0,65 7,5 33 Máy mài 0,36 0,872 2,8 Hình 1.2. sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí sửa chữa N 2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS. PHẠM MẠNH HẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN : CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp Giáo viên hướng dẫn : PHẠM MẠNH HẢI Sinh viên : TRỊNH THỊ QUYÊN Lớp : D7-ĐCN2 Hà nội , năm 2014 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS. PHẠM MẠNH HẢI LỜI NÓI ĐẦU Đất nước đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, lại vừa gia nhập WTO nên kinh tế đang tăng trưởng nhanh chóng. Trong đó, để phục vụ sản xuất, thể thao, sinh hoạt thì cung cấp điện là một lĩnh vực không thể thiếu, mặt khác cung cấp điện còn là yếu tố thẩm mĩ làm tăng vẻ đẹp cho các công trình góp phần làm đẹp đô thị. Việc nâng cao chất lượng cung cấp điện không chỉ nhằm mục đích thõa mãn nhu cầu ngày càng tăng trong cuộc sống mà hơn nữa còn chính là một trong những sách lược toàn cầu trong việc tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Nhiệm vụ thiết kế đô thị đi đôi với bảo vệ môi trường bền vững là một đòi hỏi cấp thiết .Giải quyết vấn đề cung cấp điện trong công trình kiến trúc trong thành phố trước hết liên quan đến những người làm việc và nghỉ ngơi trong công trình, cũng như chất lượng các sản phẩm do họ tạo ra. Sự tiện nghi ánh sáng tạo ra cảm giác thư thái lúc nghỉ, gây hưng phấn khi làm việc, nâng cao an toàn lao động, giảm bệnh cho mắt, nâng cao chất lượng sản phẩm.Giải quyết hợp lí chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo tăng hiệu quả kinh tế.Chiếu sáng hôm nay không chỉ tập trung cho chiếu sáng trong công trình phục vụ cho việc học tập, sinh hoạt thêm thuận lợi và văn minh hơn mà còn chú ý việc chiếu sáng ngoài công trình làm cho cảnh quan đô thị thêm sinh động, rạng rỡ hơn.Chiếu sáng cảnh quan tôn thêm vẻ đẹp cho công trình kiến trúc tượng đài, danh lam thắng cảnh. Chiếu quảng cáo với thẩm mĩ cao để tăng sự nhận biết về sản phẩm. Chiếu sáng nhân tạo đã góp phần đẩy mạnh sản xuất, kéo dài thêm thời gian hoạt động của con người, thúc đẩy các hoạt động giáo dục, văn hóa nghệ thuật,giữ gìn an toàn trật tự, văn minh xã hội. Để có một công trình cung cấp điện đạt yêu cầu về chất lượng và tính nghệ thuật như mong muốn thì việc tính toán hệ thống chiếu sáng đóng vai trò quan trọng. Qua một thời gian làm, ngoài sự nỗ lực của bản thân còn có sự chỉ bảo, hướng dẫn tận tình của thầy Phạm Mạnh Hải , chúng em đã hoàn thành đồ án. Tuy nhiên do vốn hiểu biết còn có hạn và chưa có kinh nghiệm nên đồ án của chúng em còn nhiều sai sót và hạn chế, kính mong các thầy cô giáo chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn và cho em nhưng kinh nghiệm quý báu đẻ phục vụ công tác sau này. Em xin chân thành cảm ơn. Hà Nội, tháng 11 năm 2014 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS. PHẠM MẠNH HẢI A . Đề tài : PHẦN A: ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện Bài 5A “Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp” Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng. Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp 3.5% . Hệ số công suất cấn nâng lên là cosϕ = 0,9. Hệ số chiết khấu i=12%; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện k S , MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch k t =2,5. Giá thành tổn thất điện năng c ∆ =1500đ/kWh; suất thiệt hại do mất điện th g =8000đ/kWh. Đơn giá tụ bù là 110. 3 10 đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ b P∆ =0,0025 kW/kVAr. Giá điện trung bình g=1250 đ/kWh. Điện áp lưới phân phối là 22kV. Thời gian sử dụng công suất cực đại M T =4500 (h). Chiều cao phân xưởng h=4,7(m). Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=150(m). Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện. ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS. PHẠM MẠNH HẢI Số hiệu trên sơ đồ Tên thịết bị Hệ số cos Công suất đặt P, KW theo các phương án 1;2;3;4 Lò điện kiểu tầng 0,35 0,91 18+25+18+25 5;6 Lò điện kiểu buồng 0,32 0,92 40+55 7;12;15 Thùng tôi 0,3 0,95 1,1+ 2,2+ 2,8 8;9 Lò điện kiểu tầng 0,26 0,86 30+20 10 Bể khử mỡ 0,47 1 1,5 11;13;14 Bồn đun nước nóng 0,3 0,98 15+ 22+ 30 16;17 Thiết bị cao tần 0,41 0,83 32+22 18;19 Máy quạt 0,45 0,67 11+ 5,5 20;21;22 Máy mài tròn vạn năng 0,47 0,6 2,8+ 5,5+ 4,5 23;24 Máy tiện 0,35 0,63 2,2+ 4,5 25;26;27 Máy tiện ren 0,53 0,69 7,5+12+12 28;29 Máy phay đứng 0,45 0,68 4,5+12 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS. PHẠM MẠNH HẢI 30;31 Máy khoan đứng 0,4 0,6 5,5+7,5 32 Cầu cẩu 0,22 0,65 7,5 33 Máy mài 0,36 0,872 2,8 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS. PHẠM MẠNH HẢI A B C D E 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 11 13 8 9 18 19 12 14 5 6 7 10 16 15 17 Nhà kho Vãn ph?ng 20 21 23 24 30 31 33 32 29 28 27 25 26 22 24 m 6 m 6 m 36 m Hình 1.2. sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí- sửa chữa N 0 2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS. PHẠM MẠNH HẢI B. Nội dung thuyết minh gồm những phần chính sau : I. Thuyết minh 1. Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng 2. Tính toán phụ tải điện 2.1. Phụ tải chiếu sáng 2.2. Phụ tải thông thoáng và làm mát 2.3. Phụ tải động lực 2.4. Phụ tải tổng hợp 3. Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng 3.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 3.2. Chọn công suất và số lượng máy biến áp 3.3. Lựa chọn sơ đồ nối dây tối ưu 4. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện 4.1. Chọn dây dẫn của mạng động lực, dây dẫn của mạng chiếu sáng 4.2. Tính toán ngắn mạch 4.3. Chọn thiết bị bảo vệ và đo lường 5. Tính toán chế độ mạng điện 5.1. Xác định tổn hao điện áp trên đường dây và trong máy biến áp 5.2. Xác định hao tổn công suất 5.3. Xác định tổn thất điện năng 6. Tính chọn bù nâng cao hệ số công suất 6.1. Xác định dung lượng bù cần thiết 6.2. Lựa chọn vị trí đặt tụ bù 6.3. Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng 6.4. Phân tích kinh tế , tài chính bù công suất phản kháng 7. Tính toán nối đất và chống sét 7.1. Tính toán nối đất 7.2. Tính chọn thiết bị chống sét 8. Dự toán công trình 8.1. Danh mục các thiết bị 8.2. Xác định các tham số kinh tế II. Bản vẽ 1. Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng phân xưởng với sự bố trí của các tủ phân phối , các thiết bị 2. Sơ đồ nguyên lí của mạng điện có chỉ rõ các mã hiệu và các tham số của thiết bị được chọn 3. Sơ đồ trạm biến áp gồm : sơ đồ nguyên lí , sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp 4. Sơ đồ chiếu sáng và sơ đồ nối đất 5. Bảng số liệu tính toán mạng điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS. PHẠM MẠNH HẢI CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG Thiết kế chiếu sáng là yêu cầu cơ bản trong mọi công việc. Vấn đề quan trọng nhất trong thiết kế chiếu sáng là đáp ứng các yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài ra hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý cùng sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan hoàn cảnh. Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: o Không bị loá mắt. o Không loá do phản xạ. o Không có bóng tối. o Phải có độ rọi đồng đều. o Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định. o Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày. Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng kết hợp ( kết hợp giữa cục bộ và chung ). Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp. Các phân xưởng thường ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số làm việc là 50Hz gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây ra tai nạn lao động. Do đó người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho các phân xưởng sửa chữa cơ khí. Việc bố trí đèn khá đơn giản, thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật. 1. Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng. Bài toán thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng: Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí – sửa chữa có kích thước a xb xh là 36.24.4,7 m. Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn màu sám, với độ rọi yêu cầu là E yc = 50 lux.( theo bảng 18.pl.BT) Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 60 lux nhiệt độ màu cần thiết là K m 0 3000= θ sẽ cho môi trường ánh sáng tiện nghi. Mặt khác vì là xưởng ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS. PHẠM MẠNH HẢI sữa chữa có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn rạng đông với công suất là 200w với quang thông là F= 3000 lumen. ( bảng 45.pl trang 488 gt ) . Chọn độ cao treo đèn là : h’ = 0,5 m ; Chiều cao mặt bằng làm việc là : : h lv = 0,8 m ; Chiều cao tính toán là : h = H – h lv = 4,2 – 0,8 =3,4 m; Tỉ số treo đèn là : 3 1 17,0 5,04,3 5,0 ' ' <= + = + = hh h j thỏa mãn yêu cầu Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách giữa các đèn được xác định là : L/h =1,5 tức là: L = 1,5 . h = 1,5 . 3,4= 5,1 m. Căn cứ vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là L d = 4 m và L n = 4 m q=2; p=2; ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS. PHẠM MẠNH HẢI A B C D E 1 2 3 4 5 67 6000 24000 Hình 1.3. sơ đồ chiếu sáng cho phân xưởng 3 2 d d L L q≤ ≤ và 3 2 n n L L p≤ ≤ hay 2 4 2 3 4 ≤< và 2 4 2 3 4 ≤< thỏa mãn Vậy số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo đồng đều chiếu sáng là N min = 54; Hệ số không gian: . 36.24 4,8 ( ) 3.(36 24) kg a b K h a b = = = + + [...]... W = 5,34 kW ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI II.3 Phụ tải động lực a Phân nhóm các phụ tải động lực : Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau: + Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để... trên đường dây hạ áp trong phân xưởng + Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm + Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá... trên, vì vậy khi thiết kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhất trong các phương án có thể Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 5 nhóm Kết quả phân nhóm phụ tải được trình bày ở bảng 1.1 Bảng 1.1: Phân nhóm thiết bị điện của phân xưởng sửa chữa... Tên thiết bị Số hiệu trên sơ đồ Nhóm 1 Hệ số cosφ Công suất P(KW) ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI 1 Lò điện kiểu tầng 1 0,35 0,91 18 2 Lò điện kiểu tầng 2 0,35 0,91 25 3 Lò điện kiểu tầng 3 0,35 0,91 18 4 Lò điện kiểu tầng 4 0,35 0,91 25 5 Lò điện kiểu buồng 5 0,32 0,92 40 6 Lò điện kiểu buông 6 0,32 0,92 55 7 Thùng tôi 7 0,3 0,95 1,1 8 Lò điện kiểu tầng 8 0,26 0,86 30 9 Lò điện. .. 227,3 - Hệ số công suất tổng hợp: Cosϕ ∑ = ∑ P∑ cos ϕϕ ∑ P∑ i = 15,1.1 + 217,71.0,844 15,1 + 217,71 = 0,854 - Công suất biểu kiến của phụ tải phân xưởng: S ∑ = P ∑ Cosϕ = ∑ 217,71 0,854 = 255 kW - Công suất phản kháng của phụ tải phân xưởng: Q ∑ = (S ∑ 2 − P 2 ∑ ) = (255 2 − 217,712 ) = 132,8(kVAr ) CHƯƠNG III : SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG 3.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng Vị trí đặt... về độ tin cậy o Phương án 1 và 2: khi một trong hai máy gặp sự cố, máy còn lại sẽ gánh toàn bộ phụ tải loại I của toàn phân xưởng o Phương án 3: khi có sự cố phải ngừng cung cấp điện cho toàn phân xưởng Vì vậy cần tính toán thiệt hại do ngừng cung cấp điện khi có sự cố xảy ra trong các máy biến áp, từ đó chọn ra phương án tối ưu nhất Hàm chi phí tính toán quy đổi cho từng phương án: Z = p.V + C + Yth... HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI - Tổng công suất phụ tải nhóm thứ i: Pn1 = K ncni ∑ Pi - Hệ số công suất của phụ tải nhóm thứ i: Cosϕ ni = ∑ P cos ϕ ∑P i i i • Nhóm 1 Bảng 2.2 Bảng phụ tải nhóm 1 STT Tên thiết bị Số hiệu trên sơ đồ Hệ số cosφ Ksd Công P ksd suất P(KW) P.cosφ 2 P Nhóm 1 1 Lò điện kiểu tầng 1 0.35 0.91 18 6,3 16,38 324 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI 2 Lò điện. .. nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi một điểm M có toạ độ được xác định : M(Xnh,Ynh) theo hệ trục toạ độ xOy n n ∑ S i xi ∑S y i 1 n Xnh= ∑S 1 i 1 n i ; Ynh = ∑S 1 i ; Trong đó: Xnh; Ynh : toạ độ của tâm các nhóm phụ tải điện của phân xưởng ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS PHẠM MẠNH HẢI xi ; yi : toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục toạ độ xOy đã chọn Si : công suất của phụ... tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện: • Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu • Phương pháp tính theo hệ số kM và công suất trung bình • Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một. .. của phụ tải thứ i Ta có bảng công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng trên hệ tọa độ xOy Bảng 2.1: Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải STT Tên thiết bị Số hiệu Cosφ P(KW) S(KVA) X Y Nhóm 1 1 Lò điện kiểu tầng 1 0.91 20 21.978022 3.6 32.6 2 Lò điện kiểu tầng 2 0.91 33 36.2637363 6 32.6 3 Lò điện kiểu tầng 3 0.91 20 21.978022 8.1 32.6 4 Lò điện kiểu tầng 4 0.91 33 36.2637363 . bị được chọn 3. Sơ đồ trạm biến áp gồm : sơ đồ nguyên lí , sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp 4. Sơ đồ chiếu sáng và sơ đồ nối đất 5. Bảng số liệu tính toán mạng điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP. và ổn định. o Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày. Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng kết hợp ( kết hợp giữa cục bộ và chung ). Do. 50 lux.( theo bảng 18.pl.BT) Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 60 lux nhiệt độ màu cần thiết là K m 0 3000= θ sẽ cho môi trường ánh sáng tiện nghi. Mặt khác vì là xưởng ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG