Đang tải... (xem toàn văn)
Điện năng ngày càng đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống chúng ta.Nó có những ưu điểm ảnh hưởng ảnh hưởng trực tiếp tới sinh hoạt và đời sống chúng,dạng nặng lượng có thể biến đổi một cách linh hoạt từ dạnh năng lượng này sang dang năng lương khác,dễ truyền tải đi xa,hiệu suất cao...)Ngày nay điện được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực,từ công nghiệp,dịnh vụ,...Cho đến phục vụ trong sinh hoạt hàng ngày của mỗi gia đình của chúng ta . Điện năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết trong các lĩnh vực. Khi xây dựng nhà máy mới ,môt khu công nghiệp mới,khu dân cư mới...thì việc đầu tiên tính đến một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất sinh hoạt.
ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Nhận xét giáo viên hướng dẫn Nhận xét giáo viên chấm GVHD:VŨ ANH TUẤN SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG NHỮNG NÉT TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG .7 CUNGCẤP ĐIỆN 1.2 Phân tích yêu cầu cung cấp điện 1.3 Phân nhóm phụ tải : .9 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN .12 2.1 Khái niệm chung: .12 2.2 Mục đích xác định phụ tải tính toán : 12 2.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán : 12 2.4 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng khí: 16 2.5 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng khí 23 2.6 Tính toán phụ tải toàn nhà máy 24 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 26 3.1 Lựa chọn sơ đồ nối dây 26 3.2 Chọn sơ đồ cấp điện cho phân xưởng 27 3.3 Tính chọn thiết bị cho mạng phân xưởng 29 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP 37 4.3 Chọn dung lượng số lượng máy biến áp cho trạm biến áp 39 4.4 Chọn thiết bị mạng điện nhà máy .45 CHƯƠNG TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN 53 5.1 Mục đích việc tính toán ngắn mạch: 54 5.2 Chọn điểm tính ngắn mạch: .54 5.3 Tính ngắn mạch 54 5.4 Kiểm tra thiết bị : 60 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CHO PHÂN XƯỞNG 70 6.1 Đặt vấn đề 70 6.2 Tính toán chiếu sáng 70 CHƯƠNG TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO XÍ NGHIỆP: 74 7.1 Đặt vấn đề 74 7.2 Chọn vị trí thiết bị bù 75 7.3 Xác định phân bố dung lượng bù 76 KẾT LUẬN 79 Lời nói đầu GVHD:VŨ ANH TUẤN SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Để xây dựng nhà máy,một khu công nghiệp hay khu dân cư mới, việc thiếu xây dựng hệ thống cung cấp điện để phục vujcho nhu cầu sinh hoạt sản xuất khu vực Các nhà máy.các xí nghiệp không ngừng xây dựng gắn liền vơi công trình hệ thống cung cấp điện thiết kế xây dựng Xuất phát từ yêu cầu thực tế trình học môn học cung cấp điện đả đưa lại cho chúng em lượng kiến thức thật rộng rãi hệ thống cung cấp điện,ngoài em thử sức đồ án cung cấp điện bước ngoặt quan trọng quảng thời gian học tập trường sau làm Trong trình làm đồ án cung cấp điện với đề tài:Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho mạng điện xý nghiệp có giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy cô giáo môn đặc biêt thầy giáo hướng dẫn em,thầy VŨ ANH TUẤN Tuy với giúp đỡ tận tình em nhiều yếu thiếu kinh nghiêm thực tế nên nhiều thiếu sót,mong thầy cô góp ý cho em lời nhận xét chân thành để thiết kế em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn ! Vinh,ngày: 5/ 3/ 2016 Sinh Viên : Hoàng Quốc Việt Chương NHỮNG NÉT TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 1.1 CUNGCẤP ĐIỆN Khái quát cung cấp điện : GVHD:VŨ ANH TUẤN SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Điện ngày đóng vai trò quan trọng đời sống chúng ta.Nó có ưu điểm ảnh hưởng ảnh hưởng trực tiếp tới sinh hoạt đời sống chúng,dạng nặng lượng biến đổi cách linh hoạt từ dạnh lượng sang dang lương khác,dễ truyền tải xa,hiệu suất cao )Ngày điện sử dụng rộng rãi lĩnh vực,từ công nghiệp,dịnh vụ, Cho đến phục vụ sinh hoạt hàng ngày gia đình Điện lượng thiếu hầu hết lĩnh vực Khi xây dựng nhà máy ,môt khu công nghiệp mới,khu dân cư việc tính đến hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất sinh hoạt Điện sản xuất từ nhiều nguồn khác sau biến đổi truyền đến hộ tiêu thụ với diện áp định mức công suất định mức phù hợp với thiết bị điện Do thiết kế cung cấp điện việc làm phức tạp.Một công trình cung cấp điện dù nhỏ yêu cầu kiến thức tổng hợp từ chuyên nghành ,hiểu biết môi trường đối tượng cung cấp điện Niếu công trình thiết kế dư thừa gây làm ứ đọng vốn đầu tư,công trình thiết kế sai gây hậu không lường trước được.công nghiệp nơi sản xuất lượng hàng hóa có giá trị lớn kinh tế quốc dân hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp ,phân xưởng khí quan trọng mang tính chất sống hoạt động xí nghiệp hay phân xưởng Trong công công nghiệp hoá-hiện đại hóa đất nước đất nước nghành công nhiệp nước ta ngày khởi sướng,nhà máy xí nghiệp không ngừng xây dựng.Xuất phát từ thực tế có đội ngũ thiết kế cung cấp điện cách có cách,phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật hành Có theo kịp với trình độ nước GVHD:VŨ ANH TUẤN SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN 1.2 Phân tích yêu cầu cung cấp điện Thiết kế hệ thống cung cấp điện tổng thể lựa chọn phần tử hệ thống cho phẩn tử đáp ứng yêu cầu kỹ thuật ,vận hành an toàn thực tế Một phương án cung cấp cấp điện xem hợp lí thõa mãn yêu cầu sau : - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy tính chất hộ tiêu thụ -Đảm bảo an toàn cho người thiết bị - Đảm bảo chất lượng điện mà chủ yếu độ lệch dao động điện phạm vi cho phép - Vốn đầu tư nhỏ,chi phí hàng thấp - Thuận tiện cho cho công tác vận hành, sữa thay v.v Những yêu cầu thường mâu thuẫn nhau, nên người thiết kế cần phải cân nhắc, kết hợp hài hòa tùy thuộc vào hoàn cảnh cụ thể Ngoài ra, thiết kế cung cấp điện cần ý đến điều kiện thuận lợi có nhu cầu phát triển phụ tải sau này,nhàm rút ngắn thời gian xây dựng v.v 1.3 Phân nhóm phụ tải : 1.3.1 Các phương pháp phân nhóm phụ tải : Khi bắt tay vào xác định PTTT công việc mà ta phải làm phân nhóm phụ tải.Thông thường người ta sử dụng hai phương pháp sau : - Phân nhóm theo dây chuyền sản xuất tính chất công việc : Phương pháp có ưu điểm bảo đảm tính linh hoạt cao vận hành bảo trì , sửa chữa.Chẳng hạn nhà máy sản xuất công suất thiết kế cho ngừng làm việc vài dây chuyền mà không làm ảnh hưởng tới hoạt động dây chuyền khác,hoặc bảo trì, sửa chữa cho ngừng hoạt động dây chuyền riêng lẻ, phương án có nhược điểm : Sơ đồ phức tạp, chi phí lắp đặt cao thiết bị nhóm lại không nằm gần tăng chi phí đầu tư dây dẫn, đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững quy trình công nghệ nhà máy GVHD:VŨ ANH TUẤN SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN -Phân nhóm theo vi trí mặt : Phương pháp có ưu điểm thiết kế thi công, chi phí lắp đặt thấp Nhưng có nhược điểm linh hoạt vận hành sữa chữa so với phương pháp thứ Do tùy theo điều kiện thực tế mà người thiết kế lựa chọn phương án cho hợp lý 1.3.2 Phân chia nhóm phụ tải cho phân xưởng khí toàn nhà máy khí: Ở đây, lựa chọn phương án phân nhóm theo phương án2, tức phân nhóm theo vị trí mặt Bảng 1.1: Phân nhóm thiết bị Phân xưởng khí stt Tên thiết bị Máy bào dường Máy mài đá Máy doa ngang Máy xọc Tổng nhóm Ký hiệu Số lượng Công suất cosϕ Ksd 22 1,1 10 7,5 80,6 0,8 0,7 0,7 0,7 0,2 0,1 0,2 0,2 2 22 10 0,7 0,8 0,7 0,15 0,2 0,2 Nhóm 84 0,81 0,3 Nhóm 1 Pdm(kW) Nhóm 2 Máy khoan cân Máy bào dường Máy doa ngang Cầu trục Tổng nhóm Máy bào dường 22 0,8 0,2 Máy mài đá 1,1 0,7 0,1 Máy doa ngang 10 0,7 0,2 Máy tiện T630 12 0,71 0,15 Máy tiện ren 11 7,5 0,75 0,15 74,6 Tổng nhóm GVHD:VŨ ANH TUẤN 16a 10 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Nhóm Máy khoan cân 1 0,7 0,15 Máy phay 7,5 0,65 0,15 Máy xọc 7,5 0,7 0,2 Máy tiện T630 12 0,71 0,15 Quạt thông gió 10 0,6 0,7 0,4 43,6 Tổng nhóm Nhóm Máy bào dường 22 0,8 0,2 Quạt thông gió 10 0,6 0,7 0,4 Máy bào ngang 12 4,5 0,68 0,2 Máy khoan đứng 13 6,5 0,7 0,15 Máy hàn pha 14 7,8 0,6 0,2 Máy hàn pha 15 14,2 0,65 0,2 60,1 Tổng nhóm Với cầu trục 16a Pqđ = Pđm TD% = 16 0,25 = kw Với máy hàn pha có: Pđm = Sđm cosϕ TD% =15.0,6 0,25 = 4,5(KW) Pqđ = Pđm = 4,5 = 7,8 (KW) Với máy hàn pha có: Pđm = Sđm cosϕ TD% =20.0,65 0,4 = 8,2 Pqđ = Pđm = GVHD:VŨ ANH TUẤN 8,2=14,2 (KW) 11 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Chương XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 2.1 Khái niệm chung: Khi thiết kế cung cấp điện cho nhà máy ,phân xưởng , xí nghiệp , hộ tiêu thụ công việc quan trọng mà ta phải làm tiến hành xác định phụ tải tính toán cho nhà máy hay phân xưởng - Phụ tải tính toán(PTTT) : Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng phụ tải giả thiết(không đổi) lâu dài phần tử hệ thống cung cấp điện tương đương với phụ tải thực tế(biến đổi) theo điều kiện tác dụng nhiệt Nói cách khác phụ tải tính toán làm dây dẫn nóng tới nhiệt độ với nhiệt độ lớn phụ tải tính toán gây Do , phương diện phát nóng ta chọn thiết bị điện theo điều kiện tính toán đảm bảo an toàn cho thiết bị trạng thái vận hành bình thường 2.2 Mục đích xác định phụ tải tính toán : Xác định phụ tải tính toán công đoạn quan trọng thiết kế cung cấp điện, nhằm làm sở lựa chọn dây dẫn thiết bị lưới điện cho phụ hợp với mạng điện 2.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán : 2.3.1 Một số khái niệm : - Hệ số sử dụng K sd : Là tỉ số phụ tải tính toán trung bình với công suất đặt (công định mức ) thiết bị khoảng thời gian khảo sát(giờ,ca ngày đêm, ) Ptb + Đối với thiết bị : K sd = P đm (2.1) n + Đối với nhóm thiết bị : K sd Ptb =P = đm ∑P i =1 n tbi ∑P i =1 (2.2) đmi ⇒ Hệ số sử dụng nói lên mức sử dụng, mức độ khai thác công suất thiết bị khoảng thời gian cho xem xét GVHD:VŨ ANH TUẤN 12 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN - Hệ số đồng thời K đt : Là tỉ số công suất tác dụng tính toán cực đại nơi khảo sát hệ thống cung cấp điện với tổng công suất tác dụng tính toán cực đại nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt(hoặc nhóm thiết bị) nối vào nút : K đt = Ptt (2.3) n ∑P tti i =1 Hệ số đồng thời phụ thuộc vào phần tử n: K đt =0.9 ÷ 0.95 số phần tử n=2 ÷ K đt =0.8 ÷ 0.85 số phần tử n=5 ÷ 10 - Hệ số cực đại K max : Ptt K max = P tb (2.4) (Hệ số cực đại thường tính với ca làm việc có phụ tải lớn.) Hệ số K max phụ thuộc vào thiết bị hiệu n hq (hoặc N hq ), vào hệ số sử dụng hàng loạt yếu tố khác đặc trưng cho chế độ làm việc thiết bị nhóm Trong thực tế tính toán thiết kế người ta chọn K max theo đường cong K max - =(K sd n hq ),hoặc tra bảng cẩm nang tra cứu Số thiết bị hiệu n hq : Giả thiết cho nhóm n thiết bị có công suất làm việc khác ta định nghĩa n hq quy đổi gồm có n thiết bị có công suất định mức với chế độ làm việc tạo nên phụ tải tính toán với phụ tải tiêu thụ chất mà thiết bị tiêu thụ n n hq = (∑ Pđm ) i =1 n ∑ (P i =1 - đm ) (2.5) Hệ số nhu cầu K nc : Là tỉ số công suất tính toán(trong điều kiện thiết kế cho công suất tiêu thụ(trong điều kiện vận hành) với công suất đặt(công suất định mức) nhóm hộ tiêu thụ GVHD:VŨ ANH TUẤN 13 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN P P P tt tt tb K nc = P = P = P = K max K sd đm tb đm (2.6) Hiện có nhiều phương pháp để tính PTTT, dựa sở khoa học để tính toán phụ tải điện hoàn thiện phương diện lý thuyết sở quan sát phụ tải công nghiệp vận hành Thông thường phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện lại cho kết không thật xác,còn muốn xác cao phải tính toán phức tạp Do tùy theo giai đoạn thiết kế thi công yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán cho phù hợp Nguyên tắc chung để tính PTTT hệ thống tính từ thiết bị điện ngược trở nguồn, tức tính từ bậc thấp đến bậc cao hệ thống cung cấp điện , ta cần tính toán điểm nút hệ thống * Mục đích việc tính toán phụ tải điểm nút nhằm : - Chọn tiết diện dây dẫn lưới cung cấp phân phối điện áp từ 1000V trở lên - Chọn số lượng công suất biến áp - Chọn tiết diện dẫn thiết bị phân phối - Chọn thiết bị chuyển mạch bảo vệ 2.3.2 Các phương pháp tính toán PTTT thường dùng : - Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm : Đối với hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải không đổi thay đổi ít, phụ tải tính toán lấy giá trị trung bình phụ tải lớn Hệ số đóng điện hộ phụ tải lấy 1, hệ số phụ tải thay đổi Đối với hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế không thay đổi phụ tải tính toán phụ tải trung bình tính theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm cho trước tổng sản phẩm sản xuất đơn vị thời gian p tt = Pca = Mca.Wo Tca (2.7) Trong : M ca - Số lượng sản xuất ca GVHD:VŨ ANH TUẤN 14 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN tôđn : thời gian ứng với dòng điện ổn định nhiệt định mức ứng với 10(s) I ô.đn ≥ I ∞ t gtN t ô.đn I ô.đn ≥ 4,95 1,93 = 2,17 kA 10 Ta có: Iô.đnMC(10s) = 12 (kA) > 2,17 (kA) Iô.đnMCcp = 7,1 (KA) > 2,1 (KA) Kết luận: Máy cắt thoả mãn điều kiện chọn Khả cắt dòng ngắn mạch : SCMC≥ SN Trong : SN: Là công suất cắt ngắn mạch S N = 3.I N 1.U cb = 3.4,95.37 = 317,23 MVA → SCMC(chọn) = 400 (MVA) > 317,23 (MVA) e - Kiểm tra sứ đỡ cao áp (TC1): Sứ đỡ kiểm tra theo lực cho phép tác dụng lên đầu sứ : FCP≥ Ftt.Khc ( Khc = H’/H) Trong : Khc: Là hệ số hiệu chỉnh Với đặt nằm ngang lấy Khc≈ FCP = 0,6.Fph (Fph : Lực phá hỏng) = 0,6.1250 = 750 (kg) Ftt = 1,76.i2xkN1.10-2/a = 1,76.12,62 100 10-2/30 = 8,45 (kg) FCP = 750 (kg) > Ftt = 8,45 (kg) Kết luận sứ thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra 5.4.2 - Kiểm tra thiết bị điện hạ áp: 1/ Xác định thời gian giả thiết điểm ngắn mạch N2 Khi ngắn mạch N2 : tgtN2 = tgtCkN2 + tgttdN2 tN2 = tbv + tMC = tATM1 + ∆t + tMC = 0,63 + 0,4 + 0,1 = 1,13 (s) GVHD:VŨ ANH TUẤN 65 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN tN2> 1(s) bỏ qua tgttdN2→ tgtN2 = tN2 = 1,13 (s) 2/ Kiểm tra áptômát bảo vệ đầu máy biến áp áptômát liên lạc: a/ áptômát đầu máy biến áp: Có ký hiệu CM2500N có : Iđm = 2500 (A) = 2(kA); Icắt = 50 (KA) Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động: ixkCP≥ ixktt ( IxkCP≥ Ixktt) Kiểm tra độ nhạy: Knhạy = I(1)N / IđmATM≥ 1,3 Với ATM1 có: Iđm = 2000 (A) ixktt = ixkN2 = 35,7 (kA) Ixktt = IxkN2 = 20 (KA) IxkCP = 50 (kA) > Ixktt Knhạy = 13,24 / 1,6 = 8,3 > 1,3 Kết luận: áptômát chọn thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra b/ Tương tự cho áptômát bảo vệ cho phân xưởng khí I áptômát liên lạc : 3/ Kiểm tra hạ áp máy biến áp : a/ Theo điều kiện ổn định lực điện động σ≤σcp với σtt = M/w Tính σtt: Lực tính toán Ftt tác dụng dòng ngắn mạch gây F(3) = 1,76.i2xkN2.l.10-2/a (kg) Trong : l: Là khoảng cách sứ pha (cm) lấy l = 80 (cm) a: Là khoảng cách pha lấy a = 30 (cm) F(3) = 1,76.35,72.80.10-2/30 = 59,8 (kg) Xác định mô men uốn, mô men chống uốn : M = F(3)tt l/10 = 59,8.80/10 = 478,4 (kgcm) W = h2.b/6 = 0,8.(8)2 /6 = 8,5 (cm2) σtt = 478,4 / 8,5 = 56,28 (kg/cm2) σtt = 56,28 (kg/cm2) Sô.đn = 132,73 (mm2) Vậy thoả mãn điều kiện c/ Kiểm tra theo điều kiện dao động cộng hưởng: Do tác động dòng ngắn mạch bị rung mạnh có dòng ngắn mạch chạy qua tần số dao động riêng tính công thức: fdđrTC1 = 3,62.105.b/l2 (Hz) Trong : b: Là bề rộng tiết diện theo phương dao động tính cm.lấy 0,8 l: Khoảng cách hai sứ liên tiếp l = 80 (cm) → fdđrTC2 = 3,62.105.0,8/(80)2 = 45,25 (Hz) Để đảm bảo an toàn fdđrTC1≠ n.(f ± 10%f) = fch → fdđrTC1≠ n.( 50 ± 0,1.50) Với n số tự nhiên (n= 1,2 ) n =1 → fdđrTC2 = 45,25 (Hz) ≠ 55 (Hz) n = → fdđrTC2 = 45,25 (Hz) ≠ 110 (Hz) Tương tự cho giá trị n khác Kết luận: Thanh thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra 4/ Kiểm tra sứ đỡ cao áp (TC2): Sứ đỡ kiểm tra theo lực cho phép tác dụng lên đầu sứ : FCP≥ Ftt.Khc ( Khc = H’/H) GVHD:VŨ ANH TUẤN 67 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Trong : Khc: Là hệ số hiệu chỉnh Với đặt nằm ngang lấy Khc≈ FCP = 0,6.Fph (Fph : Lực phá hỏng) = 0,6.750 = 450 (kg) Ftt = 1,76.i2xkN1.10-2/a = 1,76.37,52.80.10-2/30 = 66 (kg) FCP = 450 (kg) > Ftt = 66 (kg) Kết luận: Sứ thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra - Kiểm tra cầu chì bảo vệ cho tủ động lực T2 Điều kiện kiểm tra : K nh = I N( 1)min > I dc IdcnhII = 100 (A) = 0,1 (KA) INmin(1) = IN4(1) = 0,64 (KA) Vậy: K nh I N( 1)min 0,64 = = = 6,4 > I dc 0,1 Vậy cầu chì thoả mãn điều kiện kiểm tra - Kiểm tra cáp (hạ áp) từ hạ áp đến tủ phân phối phân xưởng khí I: Do cáp chế tạo chắn nên không cần kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động mà kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt Tiết diện ổn định nhiệt : Scp ≥ Sôđn ; Sôđn = α.I∞N3 t gtN (mm2) Trong : α : Là hệ số tính toán với cáp đồng α = tgtN3 = tgtck3 + tgttdN3 tgttdN3 = 0,05.(β’’)2 = 0,05.(I”N3/I∞N3)2 = 0,05.1 = 0,05 (s) tgtckN3 = tATM2 = 0,38(s) → tgtN3 =0,38 + 0,05 = 0,43 (s) → Sôđn = 7.5,47 0,43 = 25,1 (mm2) → Sôđncp = 70 (mm2) > 25,1 (mm2) Vậy cáp1 thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra GVHD:VŨ ANH TUẤN 68 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Kiểm tra cáp từ tủ phân phối phân xưởng khí I tới tủ động lực nhóm I Cáp có kí hiệu (cáp2) Scp ≥ Sôđn ; Sôđn = α.I∞N4 t gtN (mm2) Lấy tgtN4 = 0,1(s) → Sôđn = 7.0,68 0,1 = 1,5 (mm2) → Sôđncp = (mm2) > 1,5 (mm2) Vậy cáp thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra GVHD:VŨ ANH TUẤN 69 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Chương 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CHO PHÂN XƯỞNG 6.1 Đặt vấn đề Trong nhà máy, xí nghiệp công nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trò quan trọng việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao suất lao động, an toàn sản xuất sức khoẻ người lao động Nếu ánh sáng không đủ người lao động phải làm việc trạng thái căng thẳng, hại mắt ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ, kết hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật suất lao động thấp, chí gây tai nạn lao động Cũng hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: Không bị loá mắt Không bị loá phản xạ Không tạo khoảng tối vật bị che khuất Phải có độ rọi đồng Phải tạo ánh sáng gần với ánh sáng tự nhiên tốt 6.2 Tính toán chiếu sáng Diện tích phân xưởng S = 52.90 = 4680 (m2) P0 = 12w/m2 => Pcs = 56,16 kW Độ rọi yêu cầu phân xưởng Eyc = 30 lx - Ta có hệ số dự trữ : k = 1,3 - Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: - H = h – hc – hlv = 4,5 – 0,7 – 0,8 = m - Trong đó: + h – chiều cao phân xưởng (tính từ đến trần phân xưởng) h = 4,5m + hc - Khoảng cách từ trần đến đèn, hc=0,7 + hlv - Chiều cao từ phân xưởng đến mặt công tác, hlv=0,8 - Sơ đồ tính toán chiếu sáng GVHD:VŨ ANH TUẤN 70 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN 3m Để tính toán chiếu sáng Phân xưởng gia công khì ta áp dụng phương pháp hệ số sử dụng: Công thức tính toán: F= E.S Z k n.k sd Trong đó: F- quang thông đèn (lumen) E- độ rọi yêu cầu (Lx) S- điện tích cần chiếu sáng (m2) k- hệ số dự trữ k = 1,3 n- số bóng đèn có hệ thống chiếu sáng chung ksd- hệ số sử dụng Z- hệ số phụ thuộc vào loại đèn tỷ số L/H Chỉ số phòng: =10,98 Trong : a, b chiều dài, chiều rộng phân xưởng Lấy hệ số phản xạ tường 50%, trần 70% Tra bảng ta tìm Ksd= 0,63 Xác định số bóng đèn n: Xác định khoảng cách bóng đèn L: Ta có: GVHD:VŨ ANH TUẤN 71 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN L = 1,8 (Tra bảng chiếu sáng phân xưởng dùng chao đèn vạn năng): H L = 1,8.H =1,8.3 = 5,4 m Ta chọn L = m Vậy ta bố trí khoảng cách đèn m khoảng cách từ bờ tường đến bờ đèn 2,5m * Số đèn bố trí hàng chiều rộng là: n1 = = 10,4 bóng, chọn 10 bóng bố trí theo chiều rộng phân xưởng * Số đèn bố trí hàng chiều dài là: n2 = = 18 bóng, chọn 18 bóng bố trí theo chiều dài phân xưởng * Số đèn khu vực chiếu sáng là: n = n1.n2 = 10.18 = 180 bóng Tra bảng lấy độ rọi E =30 Lux Hệ số dự trữ k =1,5 Hệ số tính toán Z =1,2 Vậy quang thông bóng đèn xác định: F= E.S k Z 30.4680.1,5.1,2 = = 2228,57 n.k sd 180.0,63 Tra bảng (PL -8-[1] Cung cấp điện _Nguyễn xuân Phú) chọn bóng đèn dây tóc vạn có công suất Pđ = 200W điện áp U =220/230V có quang thông F = 3000 lm Tổng số bóng đèn phân xưởng 180 bóng Tổng cống suất sử dụng để chiếu sáng phân xưởng gia công khí là: PCS = 180.Pđ = 180.200 = 36 (kW) Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung phân xưởng gia công khí ta đặt tủ chiếu sáng phân xưởng gồm áptômát tổng loại pha cực 10 áptômát nhánh pha cực, cấp cho 10 dãy đèn dãy có 18 bóng - Chọn áptômát tổng theo điều kiện: Điện áp định mức : UđmA≥ Uđmm= 0,38kV GVHD:VŨ ANH TUẤN 72 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Dòng điện định mức: = 54,69 A Chọn Aptomat loại NS100N hãng Merlin Gerlin chế tạo có thông số sau: Iđm = 100A ; Icắt N = kA Uđm = 690V ; cực - Chọn cáp từ TPP phân xưởng đến tủ chiếu sáng: chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép khc Icp ≥ Itt = 51,96 A Trong đó: Itt – dòng điện tính toán hệ thống chiếu sáng chung Icp – Dòng điện cho phép tương ứng với loại dây, tiết diện Khc – Hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = Kiểm tra điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ Áptômát I cp ≥ 1,25.I đmA 1,25.54,69 = = 45,57 1,5 1,5 A Chọn cáp đồng ba lõi cách điện PVC CADIVI có S= 30mm2, Icp = 9A - Chọn áptômát nhánh: Điện áp định mức: Uđm ≥ Uđmm = 0,38kV Dòng điện định mức: I đmA ≥ I tt = n.Pđ 10.0,2 = = 9,09 ( A) U đm 0,22 Chọn Áptômát loại DPNa Merlin Gerlin chế tạo có thông số sau: IđmA= 32A Icắt N= 4,5 kA Uđm= 440V loại cực - Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến bóng đèn Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép: Khc.Icp ≥ Itt Kiểm tra theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ áptômát I 1, 25.I dmA 1, 25.10 I cp ≥ kddt = = = 8,33 A 1,5 1,5 1,5 Chọn cáp đồng lõi tiết diện 2mm2 có Icp = 20A cách điện PVC hãng CADIVI chế tạo GVHD:VŨ ANH TUẤN 73 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Chương TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO XÍ NGHIỆP: 7.1 Đặt vấn đề Vấn đề sử dụng hợp lí tiết kiệm điện cho xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa to lớn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 50% tổng số điện sản xuất Hệ số công suất cosφ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số công suât cosφ chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sản xuất, phân phối sử dụng điện Phần lớn thiết bị tiêu thụ điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, công suất phản kháng Q công suất từ hoá máy điện xoay chiều, không sinh công Quá trình trao đổi công suất phản kháng máy phát hộ tiêu dùng điện trình dao động Mỗi chu kỳ dòng điện Q đổi chiều lần, giá trị trung bình Q ½ chu kỳ dòng điện Việc tạo công suất phản kháng không đòi hỏi phải tốn nhiều lượng Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ điện không thiết phải nguồn Vì , để tránh phải truyền tải lượng Q lớn đường dây người ta đặt gần hộ tiêu thụ điện máy sinh Q ( tụ điện , máy bù đồng bộ…) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm gọi bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng góc lệch pha dòng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số công suất cosφ mạng nâng cao, P, Q góc φ có quan hệ: ϕ = arctg P Q Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền đường dây giảm xuống, góc φ giảm, kết cosφ tăng lên GVHD:VŨ ANH TUẤN 74 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Hệ số công suất cosφ nâng cao lên đưa lại hiệu sau: Giảm tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện Giảm tổn thất điện áp mạng điện Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp Tăng khả phát máy điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ: Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: Hợp lí hoá qui trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động có công suất hợp lí … Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù Nâng cao hệ số công suất cosφ biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu thụ điện để cung công suất phản kháng theo yêu cầu chúng, nhờ giảm lượng lớn công suất phản kháng phải truyền tải đường dây 7.2 Chọn vị trí thiết bị bù Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động đồng làm việc chế độ kích thích…Ở đây, ta lựa chọn tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện có ưu điểm tiêu hao công suất tác dụng, phần quay máy bù đồng nên việc lắp ráp bảo quản tiện lợi dễ dàng Tụ điện chế tạo thành đơn vị nhỏ nên tuỳ theo phát triển phụ tải trình sản xuất mà ta ghép dần đầu tụ vào mạng điện khiến hiệu suất sử dụng cao mà bỏ nhiều vốn đầu tư lúc Tuy nhiên tụ có số nhược điểm định Trong thực tế với nhà máy, xí nghiệp có công suất không thất lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suất GVHD:VŨ ANH TUẤN 75 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Vị trí đặt thiết bị bù ảnh hưởng nhiều đến hiệu bù Các tụ điện bù đặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPX, tủ phân phối, tủ động lực đầu cực phụ tải lớn Để xác định xác vị trí dung lượng thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kĩ thuật cho phương án đặt tụ bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể Song theo kinh nghiệm thực tế, trường hợp công suất dung lượng bù công suất phản kháng nhà máy thiết bị không thật lớn phân bố dung lượng bù cần thiết đặt TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư thuận lợi cho công tác quản lí vận hành 7.3 Xác định phân bố dung lượng bù 7.3.1 Xác định dung lượng bù: Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy xác định theo công thức sau: Trong đó: Pttnm - Phụ tải tác dụng tính toán xí nghiệp ( kW) φ1 - Góc ứng với công suất trung bình trước bù ta có cosφ1 = 0,8→ tag ϕ1 = 0,75 φ2 - Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù Cosφ2 = 0,95→ tag ϕ2 = 0,328 α - Hệ số xét tới khả nâng cao cosφ biện pháp không đòi hỏi thiết bị bù α = 0,9 ÷ Với xí nghiệp thiết kế ta tìm dung lượng bù: Qbù∑ = Pttnm.( tgφ1 – tgφ2 ) α = 1875,21 (0,75 – 0,328).1 = 791,34 (kVAr) 7.3.2 Phân bố dung lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng: Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia: Qbùi = Qi - Q − Q bu Rtd Ri Trong đó: GVHD:VŨ ANH TUẤN 76 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN QttNM = n ∑Q i =1 i - Phụ tải tính toán phản kháng tổng nhà máy Q = 1388,41 kVAr Ri - Điện trở đường cáp ( Ω ) : RCi= Ro l ( Ω ) n Căn vào số liệu máy biến áp cáp chương III ta có bảng kết sau: Bảng – 1: Kết tính toán điện trở nhánh stt Đường cáp TPPTBA - Px nguội TPPTBA - Px gia công khí TPPTBA - Px gia công TPPTBA - Px nhiệt luyện TPPTBA - Px đúc TPPTBA - Px rèn dập L (km) 0,04 0,14 0,06 0,1 0,18 0,4 r0(Ω/km) 0,075 0,147 0,075 0,028 0,028 0,047 Ri=RCi (Ω) 0,003 0,0206 0,0045 0,0028 0,0050 0,0188 Điện trở tương đương mạng −1 1 Rtd = + + + R R R 15 =0,00065(Ω) Xác định công suất bù tối ưu cho nhánh: Qbùi = Qi - Q − Q bu Rtd Ri Qbù = 197,12 − (1388,41 − 791,34) 0,00065 = 67,75 0,003 Qbù = 114,11 − (1388,41 − 791,34) 0,00065 = 95,27 0,0206 Qbù = 188,69 − (1388,41 − 791,34) 0,00065 = 102,45 0,0045 Qbù = 151,13 − (1388,41 − 791,34) 0,00065 = 16,7 0,0028 Qbù = 367,27 − (1388,41 − 791,34) 0,00065 = 289,65 0,005 Qbù = 265,92 − (1388,41 − 791,34) 0,00065 = 245,27 0,0188 GVHD:VŨ ANH TUẤN 77 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN Căn vào dung lượng bù cần đặt phân xưởng tra bảng PL 6.2– tài liệu [1] sách cung cấp điện_nguyễn xuân phú ta chọn tụ điện bù DAE YEONG sản xuất có thông số kỹ thuật sau Bảng 7.2; Thông số kỹ thuật tủ bù P.Xưởng Px nguội Px gia công khí Px gia công Px nhiệt luyện Px đúc Px rèn dập Loại tụ Qbù DLE – 3H35K6T DLE – 3H50K6T DLE – 3H50K6T DLE – 3H20K6T DLE – 3H60K6T DLE – 3H50K6T (kVAr) 35 50 50 20 60 50 Số Tổng Qbù Qbù yêu cầu 2 5 (kVAr) 70 100 100 20 300 250 (kVAr) 67,75 95,27 102,45 16,7 289,65 245,27 Kiểm tra cos ϕ bù xí nghiệp sau lắp đặt bù: - Tổng công suất tụ bù Qb = 840 (kVAr) - Lượng công suất phản kháng truyền lưới cao áp nhà máy: Q = Qttnm – Qb = 1388,41 – 840 = 548,41 - Hệ số công suất phản kháng nhà máy sau bù: tgϕ = Q 548,41 = = 0,292 Pttnm 1875,21 Từ tg ϕ ta tính cos ϕ = 0,96 Vậy sau đặt tụ bù cho lưới hạ áp hệ số công suất nhà máy đảm bảo yêu cầu đề tài GVHD:VŨ ANH TUẤN 78 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ĐỒ ÁN MÔN CUNG CẤP ĐIỆN KẾT LUẬN Trên toàn nội dung tính toán sơ phương pháp để áp dụng tính toán hệ thống cung cấp điện xưởng gia công khí, xí nghiệp.Kết phần tính toán sơ làm sở tính toán thiết kế chi tiết việc cung cấp điện cho toàn xí nghiệp Trong thiết kế, việc thống kê phụ tải của phân xưởng gia công khí.xí nghiệp có phụ tải thiếu chưa đưa vào tính toán, có phụ tải tính toán tương lai Nếu đem kết so với mặt hệ thống cung cấp điện phân xưởng nhiều sai khác Do để có kết qủa tính toán xác thiết kế chi tiết cần phải vào tình hình thực tế thời điểm thiết kế GVHD:VŨ ANH TUẤN 79 SVTH: HOÀNG QUỐC VIỆT ... QUC VIT N MễN CUNG CP IN ATM TBA ATM TPP TĐL ATM ATM CD CD CD CC CC CC Thiết bị tiêu thụ điện Thiết bị tiêu thụ điện ATM Thiết bị tiêu thụ điện Hỡnh 3.3 s nguyờn lý cung cp in cho phõn xng 1.T... tin cy cung cp in cao tựy tớnh cht h tiờu th -m bo an ton cho ngi v thit b - m bo cht lng in nng m ch yu lch v dao ng in phm vi cho phộp - Vn u t nh,chi phớ hng nng thp - Thun tin cho cho cụng... TUN 25 SVTH: HONG QUC VIT N MễN CUNG CP IN Chng THIT K H THNG CUNG CP IN CHO PHN XNG C KH 3.1 La chn s ni dõy Mng in phõn xng dựng cung cp v phõn phi in nng cho phõn xng nú phi m bo cỏc yờu