Thiết kế cung cấp điện cho Nhà máy sản xuất máy kéo

những bươc tiến rất lớn trong ngành năng lượng điện. Điện năng dần trở thành ngành trọng điểm của đất nước trên con đường phát triển và hiện đại hoá, công nghiệp hoá đất nước. Trong sự phát triển chung của ngành công nghiệp, thì nhà máy cơ khí đóng một vai trò quan trọng, có nhiệm vụ cung cấp các máy công cụ phục vụ các ngành công nghiệp khác. Nhà máy cơ khí có 9 phân xưởng sản xuất với công suất đặt lên đến 10000 KVA. Tổng diện tích mặt bằng là 16038 m2. Hơn nữa do nhà máy cơ khí có vai trò quan trọng trong nền công nghiệp của nươc ta nên khi cấp điện thì nhà máy này thuộc loại 1. Nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ đường cao áp 110 KV qua trạm biến áp trung gian về nhà máy, đường điện cao áp cách nhà máy 15 Km. Bản thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo bao gồm: Tính toàn phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí Thiết kế chi tiết mạng cao áp Thiết kế mang hạ áp của Thiết kế chiếu sáng Thiết kế lắp đặt tụ điện bù để nâng cao cosj Do kiến thức và thời gian có hạn, bản thiết kế không tránh khỏi sự sai sót, kính mong thầy giáo và các bạn bỏ qua và góp ý để bản thiết kế được hoàn chỉnh hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phan Đăng Khải đã hướng dẫn em hoàn thành đồ án. Chương I Giới thiệu chung nhà máy Nhà máy cơ khí được xây dựng trong nội thành hà nội, với qui mô khá lớn bao gồm 9 phân xưởng và nhà làm việc. Bảng 1-1: Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy. Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công suất đặt Diện tích (m2 ) 1 Phân xưởng kết cấu kim loại 2500 2600 2 Phân xưởng lắp ráp cơ khí 2200 3500 3 Phân xưởng đúc 1800 3000 4 Phân xưởng nén khí 800 1425 5 Phân xưởng rèn 1600 3000 6 Trạm bơm 450 525 7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 563 8 Phân xưởng gia công gỗ 400 900 9 Ban quản lí nhà máy 120 525 10 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo ra các máy công cụ để phục vụ các ngành công nghiệp khác, nên đứng về mặt tiêu thụ điện năng, nhà máy là 1 trong những hộ tiêu thụ lớn. Do tầm quan trọng của nhà máy, ta có thể xếp nhà máy vao hộ tiêu thụ loại 1, cần được cấp điện liên tục và đảm bảo an toàn về mặt sự cố. Theo yêu cầu thiết kế thì nhà máy được cấp điện tử trạm biến áp trung gian cách nhà máy 15km, và dùng đường dây trên không lộ kép, có dung lương ngắn mạch về phía hạ áp của trạm trung gian Giám là SN = 250 MVA. Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000h. Trong nhà máy thì chỉ có phân xưởng sửa chữa cơ khí và ban quản lí là thuộc hộ tiêu thụ loại III, còn lại là hộ loại I. Chương II Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 2.1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí: Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng số 7 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy. Phân xưởng có diện tích là 563m2. Trong phân xưởng có 70 thiết bị, phần lớn các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, chỉ có máy hàn là có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại. Những đặc điểm này ta cần phải lưu ý khi phân nhóm phụ tải điện 2.1.1 Công thức tính toán: Vì đã biết được khá nhiều thông tin về phụ tải, có thể xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Theo phương pháp này phụ tải tính toán được xác định theo công thức sau: Trong đó: Pđmi : Công suất định mức của thiết bị thư i n : Số thiết bị trong nhóm Ksd : Hệ số sử dụng Kmax : Hệ số cực đại nhq : Số thiết bị dùng hiệu quả Số thiết bị dùng hiệu quả nhq là số thiết bị có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra một hiệu quả phát nhiệt ( hoạc mức độ huỷ hoại cách điện ) n : Số thiết bị trong nhóm Khi n lớn thì việc xác định nhq theo biểu thức trên khá phiền phức nên có thể xác định nhq theo các phương pháp gần đúng với sai số tính toán nằm trong khoảng Ê 10% Trường hợp : m = Pđmmax / Pđmmin Ê 3, Ksd ³ 4 thì nhq = n Nếu trong nhóm có n1 thiết bị mà tổng công suất của chúng khoong lớn hơn 5% tông công suất của cả nhóm thì: nhq = n - n1 Trường hợp: m = Pđmmax / Pđmmin > 3, Ksd ³ 2 Trường hợp: Không áp dụng được các trường hợp trên, tính nhq theo trình tự sau: Tính , Sau khi tính được n* tra sổ tay kĩ thuật tìm được nhq* = f( n*,p* ), từ đó tính nhq theo công thức: nhq = nhq*.n 2.1.2 Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phương pháp Ptb và Kmax: 1. Phân nhóm phụ tải điện: Phân nhóm phụ tải điện dựa trên 3 nguyên tắc sau đây: Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tử và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm. Tông công suất các nhóm phải xấp xi nhau để giảm chủng loại tủ động lực. Tuy nhiên thường thì rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tác trên, và căn cử vào vị trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân xưởng sửa chữa cơ khí ra làm 6 nhóm. Kết quả phân nhóm phụ tải: Bảng 2-1: Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện Tên nhóm thiết bị Số lượng Ký hiệu Công suất đặt P0 Iđm (A) 1 2 3 4 5 Nhóm 1 Máy tiện ren 1 1 4.5 11.4 Máy tiện tự động 3 2 3x5.1 3x12.75 Máy tiện tự động 2 3 2x14 2x35 Máy tiện tự động 2 4 2x5.6 2x14 Máy tiện tự động 1 5 2.2 5.5 Máy tiện rêvon 1 6 1.7 4.25 Máy phay đa năng 1 7 3.4 8.5 Máy phay đứng 2 9 2x14 2x35 Máy mài phẳng 1 18 9 22.5 Máy mài tròn 1 19 5.6 14 Cưa tay 1 28 1.35 3.38 Cộng theo nhóm 1 16 85.05 275.78 Nhóm 2 Máy phay ngang 1 8 1.8 4.5 Máy phay đứng 1 10 7 17.5 Máy bào 2 12 18 2x22.5 Máy xọc 3 13 25.2 3x21 Máy xọc 1 14 2.8 7 Máy khoan vạn năng 1 15 4.5 11.25 Máy doa ngang 1 16 4.5 11.4 Máy khoan 1 17 1.7 4.25 Máy mài trong 1 20 2.8 7 Cưa máy 1 29 1.7 4.25 Cộng theo nhóm 2 13 73.9 184.9 Nhóm3 Máy phay vạn năng 1 7 3.4 8.5 Máy mài 1 11 2.2 5.5 Máy khoan vạn năng 1 15 4.5 11.4 Máy mài dao cắt gọt 1 21 2.8 7 Máy khoan bàn 1 23 0.65 1.63 Máy ép 1 24 1.7 4.25 Máy mài phá 1 27 3 7.5 Cưa tay 1 28 1.35 3.38 Cộng theo nhóm 3 8 19.6 49.16 Nhóm 4 Lò điện 2 31 60 150 Lò điện 1 32 25 62.5 Lò điện 1 33 30 75 Điện phân 1 34 10 25 Cộng theo nhóm 4 5 125 321.5 Nhóm 5 Bàn nguội 3 65 1.5 3x1.25 Máy cuốn dây 1 66 0.5 1.25 Bàn thí nghiệm 1 67 15 37.5 Bể tẩm đốt 1 68 4 10 Tủ xấy 1 69 0.85 2.13 Máy khoan bàn 1 70 0.65 1.63 Cộng theo nhóm 5 8 22.5 56.26 Nhóm 6 Máy tiện ren 2 43 20 2x25 Máy tiện ren 1 44 7 17.5 Máy tiện ren 1 45 4.5 11.25 Máy phay ngang 1 46 2.8 7 Máy phay vạn năng 1 47 2.8 7 Máy phay răng 1 48 2.8 7 Máy xọc 1 49 2.8 7 Bào ngang 2 50 15.2 2x19 Máy mài tròn 1 51 7 17.5 Búa khí nén 1 53 10 25 Quạt 1 54 3.2 8 Biến áp hàn 1 57 24 60 Máy mài phá 1 58 3.2 8 Khoan điện 1 59 0.6 1.5 Cộng theo nhóm 6 16 105.9 264.75 2. Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải: Tính toán nhóm 1: Bảng 2-2: Danh sách các thiết bị nhóm 1 Tên nhóm thiết bị Số lượng Ký hiệu Công suất đặt P0 Iđm (A) 1 2 3 4 5 Nhóm 1 Máy tiện ren 1 1 4.5 11.4 Máy tiện tự động 3 2 3x5.1 3x12.75 Máy tiện tự động 2 3 2x14 2x35 Máy tiện tự động 2 4 2x5.6 2x14 Máy tiện tự động 1 5 2.2 5.5 Máy tiện rêvon 1 6 1.7 4.25 Máy phay đa năng 1 7 3.4 8.5 Máy phay đứng 2 9 2x14 2x35 Máy mài phẳng 1 18 9 22.5 Máy mài tròn 1 19 5.6 14 Cưa tay 1 28 1.35 3.38 Cộng theo nhóm 1 16 85.05 275.78 n1 3 n = 16; n1 = 3 ; n* = = = 0,19 n 16 U = 0,38 KV; Cosj = 0,6 P1 2. 14+9 P* = = = 0,44 P 85,05 Tra bảng PL1.5 ta có: nhq* = 0,69 ị nhq= 0,69. 16 = 11,04 Tra bảng PL 1.6 với Ksd = 0,15 và nhq= 11,04 ta được Kmax = 2 Phụ tải tính toán nhóm 1 Ptt = Kmax. Ksd. Pồ = 2.0,15. 85.05= 25,52(KW) Qtt = Ptt. tgj = 25,52 . 1,33 = 33,9 (KVAr) Tính toán nhóm 2: Bảng 2-3: Danh sách các thiết bị nhóm 2 Tên nhóm thiết bị Số lượng Ký hiệu Công suất đặt P0 Iđm (A) Máy phay ngang 1 8 1.8 4.5 Máy phay đứng 1 10 7 17.5 Máy bào 2 12 18 2x22.5 Máy xọc 3 13 33.6 4x21 Máy xọc 1 14 2.8 7 Máy doa ngang 1 16 4.5 11.4 Máy khoan 1 17 1.7 4.25 Máy mài trong 1 20 2.8 7 Cưa máy 1 29 1.7 4.25 Cộng theo nhóm 2 13 73.9 184.9 n1 8 n = 13; n1 = 8 ; n* = = = 0,62 n 13 P1 P* = = 0,85 P Tra bảng ta có: nhq* = 0,75 ị nhq= 0,75. 13 = 9,75 Tra bảng với Ksd = 0,15 và nhq= 9,75 ta được Kmax = 2,1 Phụ tải tính toán nhóm 2 Ptt = 2,1.0,15. 73,9 = 23,48(KW) Qtt = Ptt. tgj = 23,48 . 1,33 = 30,96 (KVAr) Tính toán nhóm 3: Bảng 2-4: Danh sách các thiết bị nhóm 3 Tên nhóm thiết bị Số lượng Ký hiệu Công suất đặt P0 Iđm (A) Máy phay vạn năng 1 7 3.4 8.5 Máy mài 1 11 2.2 5.5 Máy khoan vạn năng 1 15 4.5 11.4 Máy mài dao cắt gọt 1 21 2.8 7 Máy khoan bàn 1 23 0.65 1.63 Máy ép 1 24 1.7 4.25 Máy mài phá 1 27 3 7.5 Cưa tay 1 28 1.35 3.38 Cộng theo nhóm 3 8 19.6 49.16 n1 4 n = 8; n1 = 4 ; n* = = = 0,5 n 8 P1 P* = = 0,7 Pồ Tra bảng ta có: nhq* = 0,82 ị nhq= 0,82. 8 = 6,56 Tra bảng với Ksd = 0,15 và nhq= 6,56 ta được Kmax = 2,56 Phụ tải tính toán nhóm 3 Ptt = 7,53(KW) Qtt = Ptt. tgj = 10,01 (KVAr) Tính toán nhóm 4: Bảng 2-5: Danh sách các thiết bị nhóm 4 Tên nhóm thiết bị Số lượng Ký hiệu Công suất đặt P0 Iđm (A) Lò điện 2 31 60 150 Lò điện 1 32 25 62.5 Lò điện 1 33 30 75 Điện phân 1 34 10 25 Cộng theo nhóm 4 5 125 321.5 n = 5; Ksd = 0,8, m = Pmax/Pmin = 30/10 = 3 ị nhq = n = 5 Tra bảng với Ksd = 0,8 và nhq= 5 ta được Kmax = 1,12 Phụ tải tính toán nhóm 4 Ptt = 112(KW) Qtt = Ptt. tgj = 36,8 (KVAr) e) Tính toán nhóm 5: Bảng 2-6: Danh sách các thiết bị nhóm 5 Tên nhóm thiết bị Số lượng Ký hiệu Công suất đặt P0 Iđm (A) Bàn nguội 3 65 1.5 3.75 Máy cuốn dây 1 66 0.5 1.25 Bàn thí nghiệm 1 67 15 37.5 Bể tẩm đốt 1 68 4 10 Tủ xấy 1 69 0.85 2.13 Máy khoan bàn 1 70 0.65 1.63 Cộng theo nhóm 5 8 22.5 56.26 1 n = 6 ; n1 = 1 ; nhq* = = 0,17 6 P1 P* = = 0,67 Pồ Tra bảng với nhq* = 0,35 ị nhq= 0,35. 6 = 2,1 Do n>3, nhq < 4 nên PTTT được tính theo như sau: Ptt = ồKpti.Pddi = 0,9.22,5 = 20,25(KW) Qtt = Ptt. tgj = 26,93 (KVAr) Tính toán nhóm 6: Bảng 2-7: Danh sách các thiết bị nhóm 6 Tên nhóm thiết bị Số lượng Ký hiệu Công suất đặt P0 Iđm (A) Máy tiện ren 2 43 20 2x25 Máy tiện ren 1 44 7 17.5 Máy tiện ren 1 45 4.5 11.25 Máy phay ngang 1 46 2.8 7 Máy phay vạn năng 1 47 2.8 7 Máy phay răng 1 48 2.8 7 Máy xọc 1 49 2.8 7 Bào ngang 2 50 15.2 2x19 Máy mài tròn 1 51 7 17.5 Búa khí nén 1 53 10 25 Quạt 1 54 3.2 8 Biến áp hàn 1 57 24 60 Máy mài phá 1 58 3.2 8 Khoan điện 1 59 0.6 1.5 Cộng theo nhóm 6 16 105.9 264.75 n = 16 ; n1 = 7 ; nhq* = 0,44 P1 P* = = 0,47 Pồ Do ở nhóm này có máy biến áp hàn làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại 1 pha, ta phải qui đổi về chế độ làm việc dài hạn 3 pha. Tra bảng với nhq* = 0,94 ị nhq= 0,94. 6 = 15,04 Tra bảng ta có Kmax = 1,8 Kết quả tính toán nhóm 6: Ptt = 28,6(KW) Qtt = Ptt. tgj = 38,03 (KVAr) Bảng 2-8: bảng phụ tải điện của phân xưởng SCCK Tên nhóm thiết bị SL Ký hiệu Công suất đặt P0 Iđm (A) Ksd cosj/tgj nhq Kmax Phụ tải tính toán PTT QTT STT ITT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Nhóm1 Máy tiện ren 1 1 4.5 11.4 0.15 0.6/1.33 Máy tiện tự động 3 2 3x5.1 3x12.75 0.15 0.6/1.33 Máy tiện tự động 2 3 2x14 2x35 0.15 0.6/1.33 Máy tiện tự động 2 4 2x5.6 2x14 0.15 0.6/1.33 Máy tiện tự động 1 5 2.2 5.5 0.15 0.6/1.33 Máy tiện rêvon 1 6 1.7 4.25 0.15 0.6/1.33 Máy phay đa năng 1 7 3.4 8.5 0.15 0.6/1.33 Máy phay đứng 2 9 2x14 2x35 0.15 0.6/1.33 Máy mài phẳng 1 18 9 22.5 0.15 0.6/1.33 Máy mài tròn 1 19 5.6 14 0.15 0.6/1.33 Cưa tay 1 28 1.35 3.38 0.15 0.6/1.33 Cộng theo nhóm 1 16 85.05 275.78 0.15 0.6/1.33 11.04 2 25.52 33.9 42.5 64.6 Nhóm 2 Máy phay ngang 1 8 1.8 4.5 0.15 0.6/1.33 Máy phay đứng 1 10 7 17.5 0.15 0.6/1.33 Máy bào 2 12 18 2x22.5 0.15 0.6/1.33 Máy xọc 3 13 33.6 4x21 0.15 0.6/1.33 Máy xọc 1 14 2.8 7 0.15 0.6/1.33 Máy doa ngang 1 16 4.5 11.4 0.15 0.6/1.33 Máy khoan 1 17 1.7 4.25 0.15 0.6/1.33 Máy mài trong 1 20 2.8 7 0.15 0.6/1.33 Cưa máy 1 29 1.7 4.25 0.15 0.6/1.33 Cộng theo nhóm 2 13 73.9 184.9 0.15 0.6/1.33 9.75 2.1 23.28 30.96 38.8 58.95 Nhóm3 Máy phay vạn năng 1 7 3.4 8.5 0.15 0.6/1.33 Máy mài 1 11 2.2 5.5 0.15 0.6/1.33 M.khoan vạn năng 1 15 4.5 11.4 0.15 0.6/1.33 M.mài dao cắt gọt 1 21 2.8 7 0.15 0.6/1.33 Máy khoan bàn 1 23 0.65 1.63 0.15 0.6/1.33 Máy ép 1 24 1.7 4.25 0.15 0.6/1.33 Máy mài phá 1 27 3 7.5 0.15 0.6/1.33 Cưa tay 1 28 1.35 3.38 0.15 0.6/1.33 Cộng theo nhóm 3 8 19.6 49.16 0.15 0.6/1.33 6.56 2.56 7.53 10.01 12.55 19.07 Nhóm 4 Lò điện 2 31 60 150 0.8 0.95/0.33 Lò điện 1 32 25 62.5 0.8 0.95/0.33 Lò điện 1 33 30 75 0.8 0.95/0.33 Điện phân 1 34 10 25 0.8 0.95/0.33 Cộng theo nhóm 4 5 125 321.5 0.8 0.95/0.33 5 1.12 112 36.8 117.89 178.63 Nhóm 5 Bàn nguội 3 65 1.5 0.15 0.6/1.33 Máy cuốn dây 1 66 0.5 0.15 0.6/1.33 Bàn thí nghiệm 1 67 15 0.15 0.6/1.33 Bể tẩm đốt 1 68 4 0.15 0.6/1.33 Tủ xấy 1 69 0.85 0.15 0.6/1.33 Máy khoan bàn 1 70 0.65 0.15 0.6/1.33 Cộng theo nhóm 5 8 22.5 0.15 0.6/1.33 2.1 0.9 20.25 26.93 33.75 51.28 Nhóm 6 Máy tiện ren 2 43 20 0.15 0.6/1.33 Máy tiện ren 1 44 7 0.15 0.6/1.33 Máy tiện ren 1 45 4.5 0.15 0.6/1.33 Máy phay ngang 1 46 2.8 0.15 0.6/1.33 Máy phay vạn năng 1 47 2.8 0.15 0.6/1.33 Máy phay răng 1 48 2.8 0.15 0.6/1.33 Máy xọc 1 49 2.8 0.15 0.6/1.33 Bào ngang 2 50 15.2 0.15 0.6/1.33 Máy mài tròn 1 51 7 0.15 0.6/1.33 Búa khí nén 1 53 10 0.15 0.6/1.33 Quạt 1 54 3.2 0.15 0.6/1.33 Biến áp hàn 1 57 24 0.15 0.6/1.33 Máy mài phá 1 58 3.2 0.15 0.6/1.33 Khoan điện 1 59 0.6 0.15 0.6/1.33 Cộng theo nhóm 6 16 105.9 0.15 0.6/1.33 15.04 1.8 28.6 38.03 47.67 72.42 3. Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí: Phụ tải chiêú sáng của phân xưởng SCCK được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích Pcs = p0.S Tra bảng: p0 = 12, cosjcs = 1 ( dùng đèn sợi đốt ) S = 563m2 Pcs = 12.563 = 6,8(KW) Qcs = 0 4. Xác định PTTT của px SCCK: Pđlpx = KđtồPTtni = 0,8.(23,28+7,53+112+20,25+28,6) = 173,74 Qđlpx = KđtồQTtni = 179,06 (Kvar) PTTPX = Pđlpx + Pcs = 180,54 (KW) QTTPX = Qđlpx + Qcs = 179,06 (Kvar) STTPX = 254,28 (KVA) ITTPX = 386,34 (A) Cosjpx = 0,66 2.1.3 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng còn lại Do các phân xưởng chỉ biết công suất đặt, nên ta dùng phương pháp Knc và Pđ để xác định PTTT Phân xưởng kết cấu kim loại: Công suất lắp đặt: Pđ = 2500 ( KW ) Diện tích : S = 2600 ( m2 ) Tra bảng phụ lục ta có: Knc = 0,8; cos j = 0,7; p0 = 14 Công suất chiếu sáng: PCS = p0.S = 14 . 2600 = 36,4 ( KW ) Qcs = 0 Công suất tác dụng: Pđt = Knc. Pđ = 0,8 . 2500 = 2000 ( KW ) Công suất phản kháng: Qtt = Qđl = Ptt . tgj = 2000 . 1,02 = 2040,4 ( KVAr ) Công suất toàn phân xưởng: Stt = (Ptt + PCS)2 + Q2tt = ( 2000 + 36,4 )2 + 2040,42 Stt = 2898,7 ( KVA ) 2. Phân xưởng lắp ráp cơ khí: Công suất lắp đặt: Pđ = 2200 ( KW ) Diện tích : S = 3500 ( m2 ) Tra bảng ta có: Knc = 0,4 ; cos j = 0,56; p0 = 13; cosjcs = 1 Công suất chiếu sáng: PCS = P0.S = 45.5 ( KW ) Qcs = 0 Công suất tác dụng: Ptt = Knc. Pđ = 880 ( KW ) Công suất phản kháng: Qtt = Qđl = Ptt . tgj = 1173.3 ( KVAr ) Công suất toàn phân xưởng: Stt = (Ptt + PCS)2 + Q2tt Stt = 1494.38 ( KVA ) 3. Phân xưởng đúc: Công suất lắp đặt: Pđ = 1800 ( KW ) Diện tích : S = 3000 ( m2 ) Tra bảng ta có: Knc = 0,7 ; cos j = 0,8; p0 = 15 Công suất chiếu sáng: PCS = P0.S = 45 ( KW ) Công suất tác dụng: Pđt = Knc. Pđ = 1260 ( KW ) Công suất phản kháng: Qtt = Qđl = Ptt . tgj = 1260 . 0,75 = 945 ( KVAr ) Công suất toàn phân xưởng: Stt = (Ptt + PCS)2 + Q2tt = ( 1260 + 48)2 + 9452 Stt = 1613,65 ( KVA ) 3. Phân xưởng nén khí Công suất lắp đặt: Pđ = 800 ( KW ) Diện tích : S = 1425 ( m2 ) Tra bảng ta có: Knc = 0,7 ; cos j = 0,8; p0 = 15 Công suất chiếu sáng: PCS = P0.S = 21,38 ( KW ) Công suất tác dụng: Pđt = Knc. Pđ = 560( KW ) Công suất phản kháng: Qtt = Qđl = Ptt . tgj = 420 ( KVAr ) Công suất toàn phân xưởng: Stt = (Ptt + PCS)2 + Q2tt Stt = 717,2 ( KVA ) 5. Phân xưởng rèn: Công suất lắp đặt: Pđ = 1600 ( KW ) Diện tích : S = 3000 ( m2 ) Tra bảng ta có: Knc = 0,6 ; cos j = 0,7; p0 = 15 Công suất chiếu sáng: PCS = P0.S = 45 ( KW ) Công suất tác dụng: Pđt = Knc. Pđ = 960 ( KW ) Công suất phản kháng: Qtt = Qđl = Ptt . tgj = 973,7 ( KVAr ) Công suất toàn phân xưởng: Stt = (Ptt + PCS)2 + Q2tt Stt = 1399,3 ( KVA ) 6. Trạm bơm: Công suất lắp đặt: Pđ = 450 ( KW ) Diện tích : S = 525 ( m2 ) Tra bảng ta có: Knc = 0,6 ; cos j = 0,7; p0 = 10 Công suất chiếu sáng: PCS = P0.S = 5,25 ( KW ) Công suất tác dụng: Pđt = Knc. Pđ = 270 ( KW ) Công suất phản kháng: Qtt = Qđl = Ptt . tgj = 273,86( KVAr ) Công suất toàn phân xưởng: Stt = (Ptt + PCS)2 + Q2tt Stt = 388,28 ( KVA ) 7. Phân xưởng gia công gỗ: Công suất lắp đặt: Pđ = 400 ( KW ) Diện tích : S = 900 ( m2 ) Tra bảng ta có: Knc = 0,5 ; cos j = 0,7; p0 = 14 Công suất chiếu sáng: PCS = P0.S = 12,6 ( KW ) Công suất tác dụng: Pđt = Knc. Pđ = 200( KW ) Công suất phản kháng: Qtt = Qđl = Ptt . tgj = 202,86( KVAr ) Công suất toàn phân xưởng: Stt = (Ptt + PCS)2 + Q2tt Stt = 293,86 ( KVA ) 8. Ban quản lý nhà máy: Công suất lắp đặt: Pđ = 120 ( KW ) Diện tích : S = 525 ( m2 ) Tra bảng ta có: Knc = 0,8 ; cos j = 0,9; p0 = 15; cosjcs = 0,85 Công suất chiếu sáng: PCS = P0.S = 7,9( KW ) Qcs = 4,93 ( Kvar ) Công suất tác dụng: Pđt = Knc. Pđ = 96 ( KW ) Công suất phản kháng: Qtt = Qđl = Ptt . tgj = 46,5 ( KVAr ) Công suất toàn nhà kho: Stt = (Ptt + PCS)2 + Q2tt Stt = 52,43 ( KVA ) Kết quả tính toán các phân xưởng Bảng 2-9: phụ tải tính toán của các phân xưởng TT Tên phân xưởng Pđ KW Knc Cosj P0 W/m2 Pđl KW PCS KW Ptt KW Qtt KVAr Stt KVA 1 Phân xưởng kết cấu kim loại 2500 0,5 0,7 14 2000 36,4 2036,4 2040,4 2898,7 2 Phân xưởng lắp ráp cơ khí 2200 0,4 0,6 13 880 45,5 925,5 1173,3 1494,38 3 Phân xưởng đúc 1800 0,4 0,55 15 1260 45 1305 945 1611,23 4 Phân xưởng khí nén 800 0,7 0,8 15 560 21,38 581,38 420 717,2 5 Phân xưởng rèn 1600 0,7 0,8 15 960 45 1005 973,7 1398,3 6 Trạm bơm 450 0,3 0,60 10 270 5,25 275,25 273,86 388,28 7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 12 173,74 6,8 180,54 179,06 254,28 8 Phân xưởng gia công gỗ 400 0,6 0,7 14 200 12,6 212,6 202,86 293,86 9 Ban quản lí nhà máy 120 0,6 0,8 15 96 7,9 103,9 51,43 52,43 10 Tổng cộng 6625,57 6259,61 9108,66 2.2 Xác định PTTT của toàn nhà máy: Pttnm = Kđt ồPttppx i Trong đó: Kđt : Hệ số đồng thời lấy 0,8 PTTnm = 0,8.6625,57 = 5300,46 Phụ tải tác dụng của nhà máy: PTTnm = 0,8.6625,57 = 5300,46 Phụ tải phản kháng của nhà máy: QTTnm = 0,8.6259,61 = 5007,69 Công suất toàn nhà máy: Stt = (Ptt + PCS)2 + Q2tt Stt = 7291,9( KVA ) Hệ số công suất của nhà máy: 5300,46 CosjN M = = 0,73 7291,9 Xác định biểu đồ phụ tải: Tâm phụ tải điện Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mô men phụ tải đạt giá trị cực tiểu --> min Trong đó: Pi,li : công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải Để xác định toạ độ của tâm phụ tải ta dùng biểu thức sau: ; ; Trong đó: xo, yo, z0 : Toạ độ của tâm phụ tải xi, yi, zi : Toạ độ của phụ tải thứ i Si : Công suất của phụ tải thứ i Trong thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z. Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối, tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn, và giảm tổn thất trên lưới điện. Biểu đồ phụ tải điện: Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỉ lệ xích nào đó tuỳ chọn. Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó có cơ sở để lập các phương án cung cấp điện. Biểu đồ phụ tải được chia thành 2 phần: phần phụ tải động lực ( phần hình quạt gạch chéo ) và phần phụ tải chiếu sáng ( phần hình quạt để trắng ) Để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng, ta coi phụ tải của các phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ tải trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt bằng. Để xác định biểu đồ phụ tải chọn tỷ lệ xích m = 5 KVA/mm2 Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định như sau: S S = mΠR2 ị R = mΠ Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ phụ tải được xác định như sau 360 PCS aCS = PTT Bảng 2-10: Kết quả xác định Ri, acsi cho các phân xưởng TT Tên phân xưởng PCS KW Ptt KW Stt KVA Tâm phụ tải R mm acs0 X mm Y mm 1 Phân xưởng kết cấu kim loại 36,4 2036,4 2898,7 2.9 11.1 13.58 6.43 2 Phân xưởng lắp ráp cơ khí 45,5 925,5 1494,38 3.7 5.2 9.75 17.7 3 Phân xưởng đúc 45 1305 1611,23 11.4 10.6 10.13 12.41 4 Phân xưởng khí nén 21,38 581,38 717,2 17.7 7.6 6.75 13.24 5 Phân xưởng rèn 45 1005 1398,3 12.9 6.1 9.44 16.12 6 Trạm bơm 5,25 275,25 388,28 17.4 2.5 4.97 6.87 7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 6,8 180,54 254,28 5.1 1.3 4.02 13.6 8 Phân xưởng gia công gỗ 12,6 212,6 293,86 10.8 1.4 4.33 21.34 9 Ban quản lí nhà máy 7,9 103,9 52,43 3 1.7 1.83 27.37 Hình 2-1: Biểu đồ phụ tải của phân xưởng SCCK Chương III. Thiết kế mạng cao áp nhà máy. Đặt vấn đề: Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau: Đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành An toàn cho người và thiết bị Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bước Vạch các phương án cung cấp điện Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại, tiết diện các đường dâycho các phương án. Tính toán kĩ thuật – kinh tế để lựa chọn phương án hợp lý Thiết kế chi tiết cho phương án đã chọn Vạch các phương án cung cấp điện Trước khi vach ra các phương án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đường dây tải điện từ hệ thống về nhà máy. Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điến áp truyền tải. Trong đó: P – Công suất tính toán của nhà máy (KW) l – Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy Nhu vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là: Trạm biến áp trung gian Giám có các cấp điện áp ra là 22kV và 6kV. Từ kết quả tính toán ta chọn cấp điện áp để cung cấp cho nhà máy là 22kV Phương án về các trạm biến áp phân xưởng: Các TBA phải được lựa chọn theo nguyên tắc sau: Vị trí đặt TBA phải thoả mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải; thuận tiện việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp ; an toàn và kinh tế Số lượng máy biến áp đặt trong các TBA được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làm việc của phụ tải. Trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt 1 máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, song độ tin cậy không cao. Các TBA cung cấp cho hộ loại I và loại II chỉ nên đặt 2 máy biến áp, hộ loại III chỉ cần 1 máy biến áp Dung lượng của các máy biến áp được chọn theo điều kiện n.Khc.SđmB ³ STT và kiểm tra theo điều kiện sự cố một máy biến áp ( trong trạm có nhiều hơn 1 máy biến áp ) (n-1).Khc.Kqt.SđmB³ STTSC Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các tram BAPX Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng, quyết định đặt 6 trạm biến áp phân xưởng Trạm B1: cấp điện cho phân xưởng kết cấu cơ khí Trạm B2: cấp điện cho phân xưởng đúc Trạm B3: cấp điên cho phân xưởng lắp ráp cơ khí Trạm B4: cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí và ban quản lý Trạm B5: cấp điện cho phân xưởng rèn và phân xưởng gia công gỗ Trạm B6: cấp điện cho phân xưởng nén khí và trạm bơm Trong đó B1, B2, B3, B5, B6 cấp điện cho các phân xưởng chính xếp loại I nên cần đặt 2 máy biến áp. Trạm 5 thuộc loại 3 chỉ cần đặt 1 máy biến áp. Máy biến áp phân xưởng ở đây ta dùng loại máy của ABB do việt nam chế tạo, không cần phải hiệu chỉnh nhiệt độ a) Phương án 1: Đặt 5 TBA phân xưởng , trong đó Trạm B1: Cấp điện cho phân xưởng kết cấu cơ khí chọn dùng 2 máy biến áp 1600 – 6,3/0,4kV có Sđm = 1600 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Do phân xưởng kết cấu cơ khí là phụ tải loại 1 nên khi gặp sự cố thì công suất SđmB chính là công suất tính toán của phân xưởng kết cấu cơ khí, ta có: Vậy TBA B1 đặt 2 máy Sđm = 1600 KVA là hợp lý Trạm B2: cấp điện cho phân xưởng đúc chọn dùng 2 máy biến áp 1000 – 6,3/0,4kV có Sđm = 1000 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Do phân xưởng đúc là phụ tải loại 1 nên khi gặp sự cố thì công suất SđmB chính là công suất tính toán của phân xưởng đúc, ta có: Vậy TBA B2 đặt 2 máy Sđm = 1000 KVA là hợp lý Trạm B3: Cấp điện cho phân xưởng lắp ráp cơ khí, phân xưởng sửa chữa cơ khí, và ban quản lý. chọn dùng 2 máy biến áp 1000 – 6,3/0,4kV có Sđm = 1000 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Do phân xưởng lắp ráp cơ khí là phụ tải loại 1, và phân xưởng sửa chữa cơ khí và ban quản lý là phụ tải loại 3 nên khi gặp sự cố thì phân xưởng sửa chữa cơ khí và ban quản lý sẽ tạm ngừng cấp điện, do đó công suất SđmB chính là công suất tính toán của phân xưởng lắp ráp cơ khí, ta có: Vậy TBA B3 đặt 2 máy Sđm = 1000 KVA là hợp lý Trạm B4: Cấp điện cho phân xưởng rèn và gia công gỗ chọn dùng 2 máy biến áp 1000 – 6,3/0,4kV có Sđm = 100 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Do phân xưởng rèn và gia công gỗ là phụ tải loại 1 nên khi gặp sự cố thì công suất SđmB chính là công suất tính toán của phân xưởng rèn và gia công gỗ, ta có: Vậy TBA B4 đặt 2 máy Sđm = 1000 KVA là hợp lý Trạm B5: Cấp điện cho phân xưởng khí nén và trạm bơm chọn dùng 2 máy biến áp 1000 – 6,3/0,4kV có Sđm = 1000 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Do phân xưởng khí nén và trạm bơm là phụ tải loại 2 nên khi gặp sự cố thì công suất SđmB chính là công suất tính toán của phân xưởng khí nén và trạm bơm, ta có: Vậy TBA B5 đặt 2 máy Sđm = 1000 KVA là hợp lý b) Phương án 1: Đặt 4 TBA phân xưởng , trong đó Trạm B1: Cấp điện cho phân xưởng kết cấu cơ khí chọn dùng 2 máy biến áp 1600 – 6,3/0,4kV có Sđm = 1600 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Do phân xưởng kết cấu cơ khí là phụ tải loại 1 nên khi gặp sự cố thì công suất SđmB chính là công suất tính toán của phân xưởng kết cấu cơ khí, ta có: Vậy TBA B1 đặt 2 máy Sđm = 1600 KVA là hợp lý Trạm B2: cấp điện cho phân xưởng đúc và phân xưởng nén khí chọn dùng 2 máy biến áp 1600 – 6,3/0,4kV có Sđm = 1600 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Do phân xưởng đúc và phân xưởng nén khí là phụ tải loại 1 nên khi gặp sự cố thì công suất SđmB chính là công suất tính toán của phân xưởng đúc và phân xưởng nén khí, ta có: Vậy TBA B2 đặt 2 máy Sđm = 1600 KVA là hợp lý Trạm B3: Cấp điện cho phân xưởng lắp ráp cơ khí, phân xưởng sửa chữa cơ khí, và ban quản lý. chọn dùng 2 máy biến áp 1000 – 6,3/0,4kV có Sđm = 1000 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Do phân xưởng lắp ráp cơ khí là phụ tải loại 1, và phân xưởng sửa chữa cơ khí và ban quản lý là phụ tải loại 3 nên khi gặp sự cố thì phân xưởng sửa chữa cơ khí và ban quản lý sẽ tạm ngừng cấp điện, do đó công suất SđmB chính là công suất tính toán của phân xưởng lắp ráp cơ khí, ta có: Vậy TBA B3 đặt 2 máy Sđm = 1000 KVA là hợp lý Trạm B4: Cấp điện cho phân xưởng rèn, gia công gỗ và trạm bơm chọn dùng 2 máy biến áp 1600 – 6,3/0,4kV có Sđm = 1600 kVA Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Do phân xưởng rèn và gia công gỗ và trạm bơm là phụ tải loại 1 nên khi gặp sự cố thì công suất SđmB chính là công suất tính toán của phân xưởng rèn và gia công gỗ,và trạm bơm, ta có: Vậy TBA B4 đặt 2 máy Sđm = 1600 KVA là hợp lý Bảng 3-1: kết quả chọn máy biến áp cho các trạm BAPX Thứ tự Tên phân xưởng STT, KVA Số máy SđmB KVA Tên trạm Phương án 1 1 PX kết cấu kim loại 2898.7 2 1600 B1 2 7 9 PX lắp ráp cơ khí PX sửa chữa cơ khí Ban quản lý n.máy 1801.09 2 1000 B3 3 PX đúc 1611.23 2 1000 B2 4 6 PX khí nén Trạm bơm 1105.48 2 1000 B5 5 8 PX rèn PX gia công gỗ 1692.16 2 1000 B4 Phương án 2 1 PX kết cấu kim loại 2898.7 2 1600 B1 3 4 PX đúc PX nén khí 2328.43 2 1600 B2 2 7 9 PX lắp ráp cơ khí PX sửa chữa cơ khí Ban quản lý n.máy 1801.09 2 1000 B3 5 6 8 PX rèn Trạm bơm PX gia công gỗ 2080,44 2 1600 B4 Xác định vị trí các trạm biến áp phân xưởng: Trong các nhà máy thường sử dụng các kiểu TBA phân xưởng: Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác. Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn ._.