Đồ án Tốt Nghiệp Cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa phương ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện Phạm Chân Phương HTĐ - K35 1 Phần I Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa Phương Chương I Giới thiệu chung về xí nghiệp 1. Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của xí nghiệp 1.1. Loại ngành nghề: Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng được nâng cao nhanh chóng. Trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước thì các loại hình doanh nghiệp Nhà nước nói chung và nhà máy cơ khí địa phương nói riêng là những mục tiêu hàng đầu trong việc sản xuất ra sản phẩm và phát triển nền kinh tế quốc dân. - Nhà máy cơ khí mà em thiết kế là nhà máy cơ khí địa phương. Nhiệm vụ sản xuấ t chủ yếu của nhà máy là chế tạo, lắp đặt những kết cấu kim loại, gia công, sửa chữa lắp ráp cơ khí phục vụ cho sự nghiệp cơ khí hoá sản xuất nông nghiệp địa phương, các mặt hàng thiết yếu dùng trong xây dựng, sinh hoạt. Ngoài những mặt hàng trên nhà máy còn có dây chuyền sản xuất bi gang, phục vụ cho các máy nghiền than của các nhà máy Xi măng và các nhà máy Nhiệt điện. Để thực hiện tốt nhiệ m vụ sản xuất chiến lược của mình, không những chỉ đòi hỏi về tính chất công nghệ mà còn yêu cầu đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao trong lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy. 1.2. Quy mô, năng lực của xí nghiệp: - Xí nghiệp có tổng diện tích là 22525m 2 nhà xưởng, bao gồm 10 phân xưởng, được xây dựng tập trung tương đối gần nhau, với tổng công suất dự kiến phát triển sau 10 năm sau là 12MVA. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện Phạm Chân Phương HTĐ - K35 2 - Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế, lắp đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ thuật và kinh tế, phải đề ra phương pháp cấp điện sao cho không gây quá t ải sau vài năm sản xuất và cũng không để quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn không khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí. 2 . Quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp: * BPHC & QL - Bộ phận hành chính và quản lý. * PXCSCK - Phân xưởng sửa chữa cơ khí. * PXLRCK - Phân xưởng lắp ráp cơ khí. * PXR - Phân xưởng rèn. * PXĐ - Phân xưởng Đúc. * PXGCG - Phân xưởng gia công gỗ. * PXKCKL - Phân xưởng kết cấu kim loại. PX SC CƠ KHÍ PXKC KIM LOẠI PX LRÁP CƠ KHÍ PX RÈN PX. ĐÚC PC GC GỖ BỘ PHẬN THÍ NGHIỆM TRẠM BƠM BPHC & QL NÉN KHÍ SẢN PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện Phạm Chân Phương HTĐ - K35 3 - Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp, thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, gây thiệt hại về kinh tế, do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại II. - Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp. 3 . Giới thiệu phụ tải điện của toàn xí nghiệp. 3.1. Các đặc điểm của phụ tải điện. - Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp có thể phân ra làm hai loại phụ tải: + Phụ tải động lực + Phụ tải chiếu sáng. - Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị với độ lệch điện áp cho phép ΔU Cf = ± 5% U đm . Công suất của chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục kw, và được cấp bởi tần số f=50Hz. - Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn. Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện tần số f = 50Hz. Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng ΔU Cf = ±2,5%. 3.2 . Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp. - Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết bị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp, đánh giá tổng thể toàn xí nghiệp cơ khí ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tả i loại II là 67%. Phụ tải loại II lớn gấp 2 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại II, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện Phạm Chân Phương HTĐ - K35 4 4. Phạm vi đề tài. - Đây là một đề tài thiết kế tốt nghiệp, nhưng do thời gian có hạn nên việc tính toán chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lượng lớn, đòi hỏi thời gian dài, do đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan trọng của công trình. - Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập đến: + Thiết kế mạng điện phân xưởng. + Thiết kế mạ ng điện xí nghiệp. + Tính toán công suất bù cho xí nghiệp. + Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng. + Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện Phạm Chân Phương HTĐ - K35 5 Chương II xác định phụ tải tính toán các phân xưởng và toàn xí nghiệp. 1. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. 1.1. Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ khí - Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn. - Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau : + Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc + Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau, tránh trồng chéo dây dẫn + Công suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênh lệch giữa các nhóm + Số lượng thiết bị trong nhóm nên có một giới h ạn Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng xưởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau : + Nhóm 1: 1; 1; 2; 3; 3; 5; 6; 11; 12; + Nhóm 2 : 2; 4; 8; 9; 13; 17; 17; + Nhóm 3 : 18 22; 31; 37; 41; 44; + Nhóm 4: 19; 20; 21; 24; 26; 28; 33; + Nhóm 5 : 23; 25; 40; 42; 46; 47; 48; 49; 50; Bảng 2-1: Bảng công suất đặt tổng của các nhóm. Nhóm phụ tải 1 2 3 4 5 Công suất tổng (kw) 70,35 70,4 162,25 164,9 139,2 1.2 . Xác định phụ tải động lực tính toán của phân xưởng. a. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện Phạm Chân Phương HTĐ - K35 6 - Theo công suất trung bình và hệ số cực đại. - Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung bình. - Theo công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải - Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. 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 thiết bị, nên ta xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số c ực đại . b. Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1 Bảng 2-2: Bảng số liệu nhóm 1. TT Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu Công suất (kw) 1 Búa hơi để rèn 2 1 10,0 2 Búa hơi để rèn 1 2 28,0 3 Lò rèn 2 3 4,5 4 Quạt lò 1 5 2,8 5 Quạt thông gió 1 6 2,5 6 Dầm treo có Palăng điện 1 11 4,85 7 Máy mài sắc 1 12 3,2 Công thức tính phụ tải tính toán: P tt =K max . P tb = K max . Σ K sdi . P đmi. ( 2-1) Trong đó: + P tb : công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất (kw) + P đm : công suất định mức của phụ tải (kw) + K sd : hệ số sử dụng công suất của nhóm thiết bị. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện Phạm Chân Phương HTĐ - K35 7 (Bảng phụ lục 1 trang 253 TKCĐ). + K max : hệ số cực đại công suất tác dụng, tra đồ thị hoặc tra bảng theo hai đại lượng K sd và n hq . + n hq : số thiết bị dùng điện hiệu quả - Ta thấy với nhóm máy công cụ có K sd =0,16; từ cosϕ=0,6 → tgϕ = 1,33. • Trình tự xác định n hq như sau : - Xác định n 1 : số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng 1/2 công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm. Với nhóm 1, ta có n 1 = 1 - Xác định P 1 tổng công suất định mức của n 1 thiết bị trên. Ta có ∑ = n 1 1 dm1 PP + P đm : công suất định mức của n 1 thiết bị. P 1 = 28kw - Xác định n* và p* : Σ == P P P* ; n n *n 11 Trong đó: 398,0 70,35 28 p*; 11,0 9 1 *n ==== - Từ các giá trị n* = 0,11 và p* = 0,4 tra bảng (PL: 1.5: TKCĐ] được n hq *= 0,47, vậy ta có n hq = n . n hq * = 9 . 0,47 = 4,23 ↔ n hq = 4 • Từ K sd = 0,16 và n hq = 4 tra bảng [PL: 1.6 TKCĐ] được K max = 3,11 vào công thức (2-1) tính được: P tt = 3,11 . 0,16 (10 + 10 + 28 + 4,5 + 4,5 + 2,8 + 2,5 + 4,85 + 3,2) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện Phạm Chân Phương HTĐ - K35 8 = 35 (kw) Q tt = P tt . tgϕ = 35 . 1,33 = 46,55 (KVAR) )KVA(24,5855,4635QPS 222 tt 2 tttt =+=+= )A(486,88 380.3 10.24,58 U.3 S I 3 tt tt === • Tương tự tính toán cho các nhóm khác, kết quả ghi được trong bảng B2-3. • Một số công thức được dùng để tính toán: - Công thức quy đổi chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại về chế độ làm việc dài hạn của thiết bị: 2)-(2 %K.PP ddmqd = + K d %: Hệ số đóng điện phần trăm. - Công thức tính hệ số sử dụng công suất tác dụng trung bình: ∑ ∑ = n 1 i n 1 i i tb p p k K dm dm . sd sd . (2-3) - Hệ số công suất trung bình: ∑ ∑ = n dmi n dmi tb p p 1 1 cos. cos ϕ ϕ (2-4) - Công thức quy đổi phụ tải 1 pha sang phụ tải 3 pha khi đấu vào điện áp dây. P đm.tđ = 3 P đm.ph.max (2-5) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện Phạm Chân Phương HTĐ - K35 9 + P đm.ph.max :phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất (kw) Bảng kết quả tính toán B2-3 ở trang sau: [...]... vậy ta có tâm phụ tải xí nghiệp: M (xo,yo)= M0(4,8; 3,8) Phạm Chân Phương HTĐ - K35 16 Cung Cấp Điện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương III thiết kế mạng đIện cao áp cho xí nghiệp 1 Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện : - Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa dạng Nó phụ thuộc vào giá trị của xí nghiệp và công suất yêu cầu của nó, khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các... vào vị trí, công suất tính toán và yêu cầu độ tin cậy CCĐ của phân xưởng, quyêt định đặt 7 trạm (BAPX) như sau: + Trạm B1 (2MBA) : Cấp cho PXKCKL + Trạm B2 (2 MBA): Cấp điện cho PXLRC khí Phạm Chân Phương HTĐ - K35 21 Cung Cấp Điện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Trạm B3 (2 MBA): Cấp điện cho phân xưởng đúc + Trạm B4 (2 MBA) : Cấp điện cho PXN khí + BPHC & BQL + Trạm B5 (2 MBA): Cấp điện cho trạm bơm và bộ phận thử... BATT • Phương án 2 và phương án 3; các trạm biến áp xa trạm BATT của nhà máy, lấy liên thông qua các trạm ở gần trạm BATT Các phương án đi dây của mạng điện xí nghiệp như sau: (Vẽ các sơ đồ đi dây của 3 phương án) Trong đó: - Trạm biến áp trung tâm (BATT) - Trạm biến áp phân xưởng (BAPX) - Các cao áp - Các hạ áp 7 Tính toán so sánh chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cho các phương án Đường dây cấp điện từ... xí nghiệp Thay các giá trị PttXN(10) = 9136,16 kw và l = 5km vào công thức ( 3-1 a) trên ta tính được U = 53,36 kv Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp là Uđm =35 kv 4 Các phương pháp cung cấp điện cho xí nghiệp : 4.1 Các phương án về trạm nguồn: - Giới thiệu những sơ đồ đặc trưng cung cấp điện cho xí nghiệp chỉ từ hệ thống (Hình 19 - 14a, b, c, d - Tra cứu CCĐXNCN) Phạm Chân Phương. .. tự cho các phương án khác, kết quả ghi trong các bảng sau: Phạm Chân Phương HTĐ - K35 28 Cung Cấp Điện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b Phương án 2: Bảng kết quả chọn cáp: Đường cáp BATT-B1 BATT-B2 BATT-B3 BATT-B4 BATT-B6 B1-B7 B4-B5 Bảng 3-5 L, m Giá x103đ/m 75 75 180 48 210 48 70 75 30 75 130 48 110 48 2 F, mm 25 16 16 25 25 16 16 Tiền x103đ 5625 8640 10080 5250 2250 6240 5280 K2 = 43365.103đ • Bảng tính toán... phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp: - Phụ tải tính toán tác dụng của toàn xí nghiệp: 10 10 1 1 PttXN = k dl ∑ Ptti + ∑ Pcsi = 4663,2( kw ) - Phụ tải tính toán phản kháng toàn xí nghiệp: 10 QttXN = kđt ∑ Q tti = 0,8.5196 = 4156,8 (KVAR) 1 - Phụ tải tính toán toàn phần của xí nghiệp: S ttXN = 4663,2 2 + 4156,8 2 = 6246,95(KVA) Phạm Chân Phương HTĐ - K35 13 Cung Cấp Điện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ số công... c Phương án 3: Phạm Chân Phương HTĐ - K35 29 Cung Cấp Điện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng kết quả chọn cáp: Bảng 3-7 Đường cáp BATT-B1 BATT-B2 BATT-B3 BATT-B4 BATT-B6 BATT-B7 B3 -B7 F, mm2 16 16 25 16 25 16 16 L, Km 75 180 235 150 30 120 100 Giá.103đ/m 48 48 75 48 75 48 48 Tiền 103 đ 3600 8640 17625 7200 2250 5760 4800 K3 = 49875.103đ Bảng kết quả tính toán tổn thất công suất ΔP : Bảng 3-8 Đường cáp BATT-B1... So sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án: Các tuyến cáp đã chọn vượt cấp, các TBAPX rất gần TBATT, các phương án coi như điều kiện tổn thất điện áp đã đạt yêu cầu và không đem so sánh nữa Phạm Chân Phương HTĐ - K35 30 Cung Cấp Điện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phương án 1 2 3 Bảng 3-9 Ki 10 đ ΔAi kwh 42330 47880 43365 54900 49875 66156 3 Zi 103đ 48609 54184,5 64579,5 Theo bảng trên ta thấy : - Xét... Phương HTĐ - K35 31 Cung Cấp Điện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tủ cao áp CD - CC MBA 10/0,4KV Tủ Aptomat tổng Tủ Aptomat nhánh Hình 3.4 Sơ đồ nối trạm biến áp phân xưởng đặt 1 MBA Tủ cao áp Máy biến Tủ áp aptômát 10/0,4K tổng Tủ aptômát nhánh Tủ A phân đoạn Tủ áptômát Tủ aptômát tổng Máy biến Tủ cao áp áp 10/0,4K Hình 3.5 Sơ đồ đấu nối các trạm phân xưởng đặt 2 MBA Phạm Chân Phương HTĐ - K35 32 Cung Cấp Điện ĐỒ... kinh tế thì phương án 1 có chi phí tính toán hàng năm (Z) là nhỏ nhất - Xét về mặt kỹ thuật thì phương án 1 có tổn thất điện năng hàng năm bé nhất - Xét về mặt quản lý vận hành thì phương án 1 có sơ đồ hình tia → thuận lợi cho vận hành, sửa chữa Vậy chọn Phương án 1 làm phương án tối ưu của mạng cao áp 8 Sơ đồ nguyên lý và thuyết minh vận hành của phương án tối ưu: 8.1 Sơ đồ nguyên lý : (sơ đồ ở trang . Đồ án Tốt Nghiệp Cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa phương ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cung Cấp Điện Phạm Chân Phương HTĐ - K35 1 Phần I Thiết kế cung cấp điện. thiết kế mạng đIện cao áp cho xí nghiệp 1. Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện : - Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa dạng.