Đang tải... (xem toàn văn)
Công nghiệp điện lực giữ vai trò rất quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước yêu cầu về sử dụng điện và thiết bị điện ngày càng tăng, việc trang bị những hệ thống của cấp điện nhằm phục vụ nhu cầu sinh hoạt của con người, cung cấp điện năng cho những thiết bị của khu vực kinh tế, các khu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết. Để xây dựng một nhà máy, một khu công nghiệp hay một khu dân cư mới, thì việc không thể thiếu là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất của khu vực đó. Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì nghành công nghiệp là nghành chủ chốt cần đầu tư và phát triển. Các nhà máy, các xí nghiệp không ngừng xây dựng gắn liền với công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế và xây dựng.
Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN SVTH : Hoàng Bảo Quốc 1 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Sinh viên thiết kế: HOÀNG BẢO QUỐC lớp: Cao đẳng KT Điện K39B Giáo viên hướng dẫn: LÊ KẾ CHINH I ĐỀ.TÀI: Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng Cơ khí toàn nhà máy Cơ khí II CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT: - Mặt bố trí thiết bị phân xưởng xí nghiệp theo vẽ - Số liệu phụ tải cho theo bảng - Số liệu nguồn Uđm = 22 kV; SNM = 200 MVA III NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN: Phân tích yêu cầu CCĐ cho Hộ phụ tải Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng Cơ khí Xác định phụ tải tính toán toàn Nhà máy Thiết kế mạng điện cho Phân xưởng toàn Nhà máy Chọn kiểm tra thiết bị mạng điện Tính toán tụ bù để nâng cao hệ số công suất toàn nhà máy lên 0,9 IV CÁC BẢN VẼ THIẾT KẾ (GIẤY A3): Sơ đồ mặt dây Phân xưởng Sơ đồ mặt dây Nhà máy V KẾ HOẠCH THỰC HIỆN: Ngày giao đề tài: Ngày nộp đồ án: Vinh, ngày tháng năm 2016 Trưởng Bộ môn Giáo viên hướng dẫn LÊ KẾ CHINH SVTH : Hoàng Bảo Quốc 2 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh BẢNG 1: SỐ LIỆU PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ Công stt Tên thiết bị ký hiệu Ksd Cosϕ suất(kW,kVA) Máy tiện 7,5 0,65 0,18 Máy tiện 0,8 0,17 Máy tiện 0.6 0,19 Máy bào 4,5 0,8 0,16 Máy bào 0,7 0.15 Máy phay 0,8 0,16 Máy mài tròn 11 0,65 0,19 Máy phay 7,5 0,75 0.2 Máy chuốt 4,5 0,65 0,18 10 Máy sọc 10 0.6 0,16 11 Máy doa 11 10 0.6 0.2 12 Máy cắt thép 12 13 0,65 0,17 13 Máy bào 13 4,5 0,8 0,16 14 Máy tiện 14 4,5 0.6 0,2 15 Máy BA hàn 15 15 kVA 0,65 0,15 380/65 V (ε đm = 40%) 16 Máy phay 16 15 0.6 0,17 17 Máy doa 17 17 0,65 0,16 18 Máy tiện 18 12 0,8 0,15 19 Máy chuốt 19 4,5 0,65 0,18 20 Máy sọc 20 0.6 0,16 21 Máy doa 21 10 0.6 0.2 22 Máy cắt thép 22 13 0,65 0,17 23 Máy bào 23 4,5 0,8 0,16 BẢNG 2: SỐ LIỆU PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƯỞNG TRONG NHÀ MÁY Ptt Qtt stt Tên phân xưởng Loại hộ (kW) (kVAr) Cơ điện 120 110 Cơ khí Ptt Qtt Cơ khí 180 130 Rèn, dập 165 125 Đúc thép 200 180 Đúc gang 180 150 Dụng cụ 160 120 Mộc mẫu 90 70 Nhiệt luyện 170 160 Kiểm nghiệm 70 50 10 Kho 1(Sản phẩm) 50 35 11 Kho 2(vật tư) 50 25 12 Nhà hành 70 75 SVTH : Hoàng Bảo Quốc 3 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh SƠ ĐỒ MẶT BẰNG NHÀ MÁY CƠ KHÍ (tỷ lệ 1/1000 ) ĐÚC GANG MỘC MẪU CƠ KHÍ CƠ KHÍ ĐÚC THÉP NHIỆT LUYỆN RÈN,DẬP CƠ ĐIỆN DỤNG CỤ KHO VẬT TƯ KIỂM NGHIỆM NHÀ HÀNH CHÍNH KHO SẢN PHẨM BẢO VỆ SVTH : Hoàng Bảo Quốc 4 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ Diện tích phân xưởng khí tính theo sơ đồ mặt nhà máy 12 10 19 13 11 15 20 18 14 23 21 17 16 22 Phòng kỹ thuật SVTH : Hoàng Bảo Quốc 5 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh LỜI NÓI ĐẦU Công nghiệp điện lực giữ vai trò quan trọng công xây dựng đất nước yêu cầu sử dụng điện thiết bị điện ngày tăng, việc trang bị hệ thống cấp điện nhằm phục vụ nhu cầu sinh hoạt người, cung cấp điện cho thiết bị khu vực kinh tế, khu chế xuất, xí nghiệp cần thiết Để xây dựng nhà máy, khu công nghiệp hay khu dân cư mới, việc thiếu xây dựng hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt sản xuất khu vực Trong công công nghiệp hóa, đại hóa đất nước nghành công nghiệp nghành chủ chốt cần đầu tư phát triển Các nhà máy, xí nghiệp không ngừng xây dựng gắn liền với 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, 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 cho phân xưởng khí toàn nhà máy khí có giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy cô giáo môn đặc biệt thầy giáo hướng dẫn em, thầy giáo: LÊ KẾ CHINH Tuy với giúp đỡ tận tình em nhiều yếu thiếu kinh nghiệm 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 tháng năm 2016 Sinh Viên HOÀNG BẢO QUỐC SVTH : Hoàng Bảo Quốc 6 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh CHƯƠNG I NHỮNG NÉT TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.1 KHÁI QUÁT VỀ CUNG CẤP ĐIỆN Điện ngày đóng vai trò quan trọng đời sống Nó có ưu điểm ảnh hưởng ảnh hưởng trực tiếp tới sinh hoạt đời sống chúng ta, dạng nặng lượng biến đổi cách linh hoạt từ dạnh lượng sang dạng 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 mới, 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 Nếu công trình thiết kế dư thừa gây làm ứ đọng vốn đầu tư, công trình thiết kế sai gây hậu không lường trước 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 CNH-HĐH 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 1.2: PHÂN TÍCH YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 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 Muốn đạt điều đó, người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện công suất Trong mục tiêu đảm bảo cho hộ tiêu thụ đủ điện chất lượng nằm phạm vi cho phép SVTH : Hoàng Bảo Quốc 7 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh 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, nhằm rút ngắn thời gian xây dựng…vv 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, sữa 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, bảo trì, sửa chữa cho ngừng hoạt động dây chuyền riêng lẽ, Nhưng phương án có nhược điểm : Sơ đồ phức tạp, chi phí láp 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 - Phân nhóm theo vị 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 SVTH : Hoàng Bảo Quốc 8 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh Ở đây, lựa chọn phương án phân nhóm theo phương án 1, tức phân nhóm theo vị trí mặt Dựa vào sơ đồ bố trí mặt bằng, số lượng thiết bị tiêu thụ phân thành nhóm gồm thiết bị sau : Nhóm I : 1,2,3,4,5,6,9,14,15 Nhóm II : 7,8,13,16,18,19,22 Nhóm III : 10,11,12,17,20,21,23 1.4 : Xác định tâm phụ tải : 1.4.2 : Mục đích Xác định tâm phụ tải nhằm xắc định vị trí hợp lí để đặt tủ phân phối (hoặc tủ động lực) Vì đặt tủ phân phối (hoặc động lực) vị trí ta thực việc cung cấp điện với điện áp tổn thất tổn thất công suất nhỏ, chi phí vào loại hợp lí Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí cuối phụ thuộc vào yếu tố khác : đảm bảo tính mỹ quan, tính thuận tiện an toàn thao tác Ta xác định tâm phụ tải cho nhóm thiết bị (để định vị trí đặt tủ động lực phân xưởng, vài phân xưởng toàn nhà máy (để xác định vị trí tủ phân phối) để đơn giản công việc tính toán ta cần xác định tâm phụ tải cho vị trí đặt tủ phân phối Còn vị trí đặt tủ động lực cần xác vị trí tương đối ước lượng cho gần động có công suất lớn 1.4.2 : Công thức tính Tâm phụ tải xác định theo công thức : n n ∑ X i Pdmi ∑ Y P i =1 i =1 n n ∑P X= i =1 i dmi ∑P dmi ; Y= i =1 dmi Trong : X, Y hoành độ tung độ tâm phụ tải (so với gốc chuẩn) i i X , Y hoành độ tung độ thiết bị thứ i (so với gốc chuẩn) P dmi công suất định mức thiết bị thứ i SVTH : Hoàng Bảo Quốc 9 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh CHƯƠNG II 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 là: Tiến hành xác định phụ tải tính toán cho nhà máy hay phân xưởng - Phụ tải tính toán (PTTT): Phụ tải tính toán 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 tắc dụng nhiệt nặng nề Nói cách khác phụ tải tính toán làm dây dẫn nóng tới nhiệt độ với nhiệt độ lớn phụ tải tính toán gây Do vậy, 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 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 sd - Hệ số sử dụng K : 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, ) sd + Đối với thiết bị : K = Ptb Pđm (2.2) n ∑P sd + Đối với nhóm thiết bị : K = ⇒ Ptb Pđm i =1 n tbi ∑P đmi = i =1 (2.3) Hệ số sử dụng nói lên mức sử dụng, mức độ khai thác công suất thiết bị khoảng thời gian cho xem xét SVTH : Hoàng Bảo Quốc 10 10 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện RΣN = RΣ' N + RBA + RATM + RTC U = RΣN 1. U1 ' ΣN R Với R∑N1 = RCD1 + RTC1 + RCD2 ; ⇒ RΣ' N = 4.10 −4 GVHD: Lê Kế Chinh mΩ R∑N2 = 5,2954 mΩ X ΣN = X Σ' N + X BA + X ATM + X TC X ' ΣN Với X∑N1 = XCD1 + XTC1 + XCD2 ; ⇒ X Σ' N = 2,6.10 −4 U = X ΣN 1. U1 mΩ X∑N2 = 10,3 mΩ Z N = RΣ2N + X Σ2N = 11,58 mΩ I N( 32) = I N'' = Ta có: U TBdm 3.Z ΣN = 19,4 A Lấy kxk = 1,3 Ta có ixkN2 = kxk.I’’N2 = 35,7 ( kA) I N'' + 2( k xk − 1) = 20 kA IxkN2 = Tính ngắn mạch pha N3 (3) Ta có: R∑N3 = R∑N2 + RATM2 + Rcáp1 + RCD3 = 37,4954 ≈ 37,5 (mΩ) X∑N3 = X∑N2 + XATM2 + Xcáp1 + XCD3 = = 19,4 (mΩ) SVTH : Hoàng Bảo Quốc 56 56 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh Z ΣN = RΣ2N + X Σ2N = 37,5 + 19,4 = 42,22 mΩ I N( 33) = I N'' = U TBdm 400 = = 5,47 ( A) 3.Z ΣN 3.42,22 Ngắn mạch xa nguồn lấy Kxk =1,0 ixk = k xk I N" = 1,0.5,47 = 7,74 kA I xkN = I N" + 2( k xk − 1) = 5,47 + 2(1 − 1) = 5,47 kA 2 3.Tính ngắn mạch ba pha N4 (3) Ta có: R∑N4 = R∑N3 + Rcáp2 + RCD4 = = 337,35 (mΩ) X∑N4 = X∑N3 + Xcáp2 + XCD4 = (mΩ) = 27,5 Z ΣN = RΣ2N + X Σ2N = 337,35 + 27,5 = 338,62 mΩ I N( 34) = I N" = U TBdm 3.Z ΣN = 0,68 A Ngắn mạch xa nguồn lấy kxk =1,0 i xk = k xk I N" = 0,96 kA I xkN = I N" + 2( k xk − 1) = 0,68 kA Tính ngắn mạch ba pha N5 (3) Ta có: R∑N5 = R∑N4+ Rdâydẫn = = 409,35 (mΩ) X∑N5 = X∑N5 + Xdâydẫn = = 28,31 (mΩ) SVTH : Hoàng Bảo Quốc 57 57 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện Z ΣN = GVHD: Lê Kế Chinh RΣ2N + X Σ2N = 409,35 + 28,312 = 410,33 mΩ Khi ngắn mạch đầu cực động cơ, động xem máy phát cung cấp điện cho điểm ngắn mạch, dòng điện tắt nhanh Cho nên tính toán người ta thường quan tâm đến giá trị dòng điện siêu độ (I” đ/cơ) I đ" / c = Eđ" / c 0,9 I đm.đc = I đm.đc = 4,5.I đm.đc " X đ /c 0,2 Trong : E”đ/c : Sức điện động tương đối động lấy 0,9 X”đ/c : Điện kháng siêu độ dọc trục động lấy 0,2 Iđmđ/c : Tổng dòng định mức động cung cấp điện cho điểm ngắn mạch Ở ta xét cho động máy tiện (Nhóm II) có công suất lớn Pđm = 12(KW) Iđm = 28 (A) = 0,028(KA) I”đ/c = 4,5.Iđmđ/c = 4,5.0,028 = 0,126 (KA) I N( 35) = I N" = U TBdm 400 = = 0,56 3.Z ΣN 3.410,33 A Lấy Kxk = i xk = k xk I N" = 1,0.0,56 = 0,79 kA I xkN = I N" + 2( k xk − 1) = 0,56 + 2(1 − 1) = 0,56 kA 2 4.2 : KIỂM TRA THIẾT BỊ 4.2.1 - Kiểm tra thiết bị điện cao áp a - Xác định thời gian giả thiết điểm ngắn mạch N1: Thời gian giả thiết điểm ngắn mạch N1 theo công thức : tgtN1 = tgtCKN1 + tgttdN1 Trong : tgtCKN1 : Là thời gian giả thiết thành phần chu kỳ tgttdN1 : Là thời gian giả thiết thành phần tắt dần SVTH : Hoàng Bảo Quốc 58 58 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh Cả hai thành phần xác định dựa vào hệ số xung nhiệt I" β = I∞ " Với nguồn có công suất vô lớn I” = I∞ → β” = Lấy tgtCKN1 = tN1 - Nếu tN1 < (s) tgttd = 0,05.β” = 0,05 (s) - Nếu tN1 > 1(s) tgttd bỏ qua Với nguồn có công suất nhỏ lúc ta phải tra đường cong tgtCk = f(tN,β”) Trong : I” : Dòng điện siêu độ I∞ : Dòng điện ngắn mạch ổn định Tính tN: ( thời gian tồn ngắn mạch ) Đây khoảng thời gian kể từ xảy ngắn mạch đến thời điểm dòng ngắn mạch cắt hoàn toàn tN = tBV + tMC Trong : tBV : Là thời gian tác động bảo vệ rơle tMC : Là thời gian tác động máy cắt Khi ngắn mạch N1: tN = tBV + tMCđd Với : tBV = tBV2 + ∆t tBV2 = tBV1 + ∆t → tN1 = tATM1 + 3.∆t + tMCđd tBV1 = tATM1 + ∆t Trong : tBV1 : Là thời gian tác động bảo vệ dòng cực đại cho MBA tBV2 : Là thời gian tác động bảo vệ dòng cực đại cho máy cắt liên lạc (thanh 22KV) SVTH : Hoàng Bảo Quốc 59 59 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh tATM1 : Là thời gian cắt tức thời áptômát 1lấy 0,63(s) tMCđd : Với máy cắt tác động nhanh tMCđd = 0,1 (s) ∆t : cấp thời gian chọn lọc bảo vệ dòng cực đại ∆t = 0,4 (s) Đề tài có công suất vô lớn → β = Vậy tgtN1 = tN1 = 1,93 (s) b - Kiểm tra cách ly đầu vào 35 KV, dao cách ly máy cắt liên lạc dao cách ly đầu vào máy biến áp Các cầu dao cách ly chọn loại nên kiểm tra Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động imax = iXKCD = 80 (KA) > ixkN1 = 12,6 (KA) Imax = IxkCD = 31 (KA) > IxkN1 = 5,14 (KA) Vậy cầu dao cách ly thoả mãn điều kiện Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt I ô.đn ≥ I ∞ I ô.đn ≥ 4,95 t gtN1 tô.đn 1,93 = 2,17 kA 10 Ta có Iô.đnMC(10s) = 12 (kA) > 2,17 (kA) Vậy dao cách ly thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra c - Kiểm tra máy cắt liên lạc máy cắt đầu vào máy biến áp: Các máy cắt kiểm tra theo điều kiện : Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động: imaxMC ≥ i(3)xkN1 → 25,86 (kA) > 12,6 (kA) ImaxMC ≥ I(3)xkN1 → 13,3 (kA) > 7,1 (kA) Kết luận: Máy cắt thoả mãn điều kiện chọn Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt: I ô.đnMC ≥ I ∞N t gtN1 tô.đn SVTH : Hoàng Bảo Quốc 60 60 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh Trong : tôđn : thời gian ứng với dòng điện ổn định nhiệt định mức ứng với 10(s) I ô.đn ≥ I ∞ t gtN1 I ô.đn ≥ 4,95 Ta có: t ô.đn 1,93 = 2,17 kA 10 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) 4.2.2 - 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) 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 CM - 4000N có : Iđm = 1600 (A) = 1,6 (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 SVTH : Hoàng Bảo Quốc 61 61 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh Với ATM1 có: Iđm = 1600 (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 3- Kiểm tra cầu chì bảo vệ cho tủ động lực T2 Điều kiện kiểm tra : K nh I N( 1)min = >3 I dc IdcnhII = 100 (A) = 0,1 (KA) INmin(1) = IN4(1) = 0,64 (KA) K nh Vậy: I N( 1)min 0,64 = = = 6,4 > I dc 0,1 Vậy cầu chì thoả mãn điều kiện kiểm tra 5- Kiểm tra cáp (hạ áp) từ hạ áp đến tủ phân phối phân xưởng khí 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 : t gtN Scp ≥ Sôđn ; Trong : Sôđn = α.I∞N3 (mm2) 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) 0,43 → Sôđn = 7.5,47 = 25,1 (mm2) → Sôđncp = 70 (mm2) > 25,1 (mm2) Vậy cáp1 thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra SVTH : Hoàng Bảo Quốc 62 62 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh Kiểm tra cáp từ tủ phân phối phân xưởng khí I tới tủ động lực nhóm I Scp ≥ Sôđn ; Sôđn = α.I∞N4 t gtN (mm2) Lấy tgtN4 = 0,1(s) 0,1 → Sôđn = 7.0,68 = 1,5 (mm2) → Sôđncp = (mm2) > 1,5 (mm2) Vậy cáp thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY 6.1 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 SVTH : Hoàng Bảo Quốc 63 63 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh 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 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 SVTH : Hoàng Bảo Quốc 64 64 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh chúng, nhờ giảm lượng lớn công suất phản kháng phải truyền tải đường dây 6.2 - CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT VÀ 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 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 6.3 - XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ: 6.3.1 Xác định dung lượng bù: Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy xác định theo công thức sau: Qbù∑ = Pttnm.( tgφ1 – tgφ2 ) α Trong đó: Pttnm - Phụ tải tác dụng tính toán nhà máy( kW) φ1 - Góc ứng với công suất trung bình trước bù ta có cosφ1 = 0,779 → tag ϕ1 = 0,804 φ2 - Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù Cosφ2 = 0,93 → tag ϕ2 = 0,395 SVTH : Hoàng Bảo Quốc 65 65 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện α- GVHD: Lê Kế Chinh Hệ số xét tới khả nâng cao cosφ biện pháp không đòi hỏi thiết bị bù α = 0,9 ÷ Với nhà máy thiết kế ta tìm dung lượng bù: Qbù∑ = Pttnm.( tgφ1 – tgφ2 ) α = 2546,99 ( 0.804 – 0,395).1= 1041,71 (kVAr) 6.3.2 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 bù Ri Rtd Trong đó: n ∑Q QttNM = i =1 i Phụ tải tính toán phản kháng tổng nhà máy QttNM = 2021,92 kVAr Ri - Điện trở nhánh thứ i nhà máy ( Ω ) Ri = RBi + RCi ΔPN U dmBA RB - Điện trở máy biến áp: RB = n.S dmBA 2 103 ( Ω ) ∆PN - Tổn hao ngắn mạch máy biến áp ( kW) UdmBA,SdmBA – Điện áp công suất định mức máy biến áp ( kV, kVA ) RC - Điện trở đường cáp ( Ω ) : RCi= n Ro l ( Ω ) Căn vào số liệu máy biến áp cáp chương III ta có bảng kết sau: Bảng – 1: Kết tính toán điện trở nhánh Đường cáp TPPTBA- Cơ điện TPPTBA- Cơ khí TPPTBA- Cơ khí TPPTBA- Rèn dập TPPTBA- Đúc thép SVTH : Hoàng Bảo Quốc L (km) 0,266 0,072 0,065 0,126 0,099 66 r0(Ω/km) 0,153 0,268 0,124 0,153 0,0991 Ri=RCi (Ω) 0,0406 0,0192 0,008 0,0192 0,0098 66 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh TPPTBA- Đúc gang TPPTBA- Dụng cụ TPPTBA- Mộc mẫu TPPTBA- Nhiệt luyện TPPTBA-Kiểm nghiệm TPPTBA- Kho 1(Sản phẩm) TPPTBA- Kho 2(Vật tư) TPPTBA- Nhà hành 0,089 0,162 0,051 0,092 0,188 0,251 0,177 0,253 0,124 0,153 0,268 0,124 0,268 1,15 1,15 0,268 0,011 0,0247 0,0136 0,0114 0,05 0,288 0,203 0,0678 Điện trở tương đương mạng 1 Rtd = + + + R13 R1 R2 −1 1,445.10 −3 = (Ω) Xác định công suất bù tối ưu cho nhánh: Qbi = Qi − ( Qttnm − Qb ) Rtd Ri Qb1 = 110 − (1041, 71 − 683, 23) 0, 001445 = 97, 24 kVAr 0, 0406 Tính toán tương tự với nhánh lại ta có kết quả: Qb2 = 40,5 kVar, Qb3 = 17,8 kVar,Qb4 = 78,2 kVar, Qb5 = 88,5 kVar, Qb6 = 68,5 kVar, Qb7 = 83,6 kVar, Qb8 = kVar, Qb9 = 81,3 kVar, Qb10 = 32 kVar, Qb11 = 31,88 kVar, Qb12 = 20,5 kVar, Qb13 = 61,76 kVar Căn vào dung lượng bù cần đặt phân xưởng tra bảng PL 6.2 HTCCĐ ta chọn tụ điện bù DAE YEONG sản xuất có thông số kỹ thuật sau Bảng 6.2 Các thông số kỹ thuật tụ điện bù P.Xưởng Loại tụ Cơ điện Cơ khí Cơ khí Rèn, dập Đúc thép Đúc gang Dụng cụ Mộc mẫu DLE – 3H45K6S DLE – 3H35K6S DLE – 3H20K6S DLE – 3H40K6S DLE – 3H45K6S DLE – 3H35K6S DLE – 3H45K6S DLE – 3H10K6S SVTH : Hoàng Bảo Quốc 67 Qbù Số Tổng Qbù Qbù yêu cầu (kVAr) 35 35 20 40 45 35 45 35 2 2 2 (kVAr) 90 45 20 80 90 70 90 25 (kVAr) 97,24 40,5 17,8 78,2 88,5 68,5 83,6 32,8 67 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện Nhiệt luyện Kiểm nghiệm Kho 1(Sản phẩm) Kho 2(Vật tư) Nhà hành GVHD: Lê Kế Chinh DLE – 3H45K6S DLE – 3H35K6S DLE – 3H35K6S DLE – 3H25K6S DLE – 3H35K6S 45 20 35 25 35 1 90 35 35 25 70 81,3 17,6 31,88 20,5 61,76 ϕ 6.3.3 Kiểm tra cos bù nhà máy sau lắp đặt bù: - Tổng công suất tụ bù Qb = 750 (kVAr) - Lượng công suất phản kháng truyền lưới cao áp nhà máy: Q = Qttnm − Qb = 2021,92 − 750 = 1271,92( kVAr ) - Hệ số công suất phản kháng nhà máy sau bù: tgφ = Q 1271,92 = = 0, 49 Pttnm 2546,99 ϕ Từ tg ϕ ta tính cos = 0,9.Sau đặt tụ bù cho lưới hạ áp hệ số công suất nhà máy đảm bảo yêu cầu đề tài KẾT LUẬN Trên toàn nội dung tính toán sơ phương pháp để áp dụng tính toán hệ thống cung cấp điện xưởng khí 1, nhà máy khí Kết phần tính toán sơ làm sở tính toán thiết kế chi tiết việc cung cấp điện cho toàn nhà máy Trong thiết kế, việc thống kê phụ tải của phân xưởng khí số1, nhà máy khí 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 Vì trình độ, khả việc nghiên cứu tài liệu tham khảo nhiều hạn chế Phạm vi đề tài thiết kế rộng bao gồm toàn hệ thống cung cấp điện có phụ tải phức tạp nên tính toán thiết kế không tránh khỏi thiếu sót SVTH : Hoàng Bảo Quốc 68 68 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh Để đề tài đầy đủ, hoàn thiện hơn, xác áp dụng vào thực tế em mong đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn Em xin chân thành cảm ơn ! Vinh, ngày tháng năm 2016 Sinh Viên HOÀNG BẢO QUỐC SVTH : Hoàng Bảo Quốc 69 69 Lớp Điện- K39B Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện GVHD: Lê Kế Chinh MỤC LỤC SVTH : Hoàng Bảo Quốc 70 70 Lớp Điện- K39B ... 0.2 Máy chuốt 4,5 0,65 0 ,18 10 Máy sọc 10 0.6 0 ,16 11 Máy doa 11 10 0.6 0.2 12 Máy cắt thép 12 13 0,65 0 ,17 13 Máy bào 13 4,5 0,8 0 ,16 14 Máy tiện 14 4,5 0.6 0,2 15 Máy BA hàn 15 15 kVA 0,65 0 ,15 ... 40%) 16 Máy phay 16 15 0.6 0 ,17 17 Máy doa 17 17 0,65 0 ,16 18 Máy tiện 18 12 0,8 0 ,15 19 Máy chuốt 19 4,5 0,65 0 ,18 20 Máy sọc 20 0.6 0 ,16 21 Máy doa 21 10 0.6 0.2 22 Máy cắt thép 22 13 0,65 0 ,17 ... máy Ký hiệu Máy tiện 16 ,6 ∏H_2 Idc (A) 45 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Máy tiện Máy tiện Máy bào Máy bào Máy phay Máy mái tròn Máy phay Máy chuốt Máy sọc Máy doa Máy cắt thép Máy bào Máy