Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa phương

ộ hưỡng dẫn: Ngày giao nhiệm vụ thiết kế Ngày hoàn thành Đề mục Chương 1: Giới thiệu chung về xí ngiệp Loại ngành nghề, qui mô và năng lực của xí ngiệp Loại ngành nghề Quy mô, năng lực của xí nghiệp Qui trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp Giới thiệu phụ tải điện của toàn xí nghiệp Các đặc điểm của phụ tải điện Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp Phạm vi đề tài Chương 2: Xác định phụ tải tính toán các phân xưởng và toàn xí nghiệp Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ khí Xác định phụ tải động lực tính toán của phân xưởng Các phương pháp xác định phụ tải tính toán Xác định phụ tải tính toán của các nhóm 1.3.Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng 1.4.Phụ tải tính toán toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác và cho toàn xí nghiệp 2.1 Phụ tải tính toán của các phân xưởng 2.2. Phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp Xác định biểu đồ phụ tải Xác định bán kính vòng tròn phụ tải Biểu đồ xác định tâm phụ tải Chương 3 : Thiết kế mạnh điện cao áp cho xí nghiệp Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện Các phương pháp cung cấp điện cho xí nhhiệp Phân loại và đánh giá các hộ tiêu thụ điện trong xí nghiệp Giới thiệu các kiểu sơ đồ cung cấp điện Kiểu sơ đồ có trạm phân phối trung tâm Kiểu sơ đồ dẫn sâu Chọn vị trí đặt trạm phân phối trung tâm của xí nghiệp Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX 3.1.Xác định số lượng máy biến áp 3.2.Chọn dung lượng máy biến áp 4. Các phương án đi dây mạng cao áp của xí nghiệp 5. Tính toán so sánh chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cho các phương án 5.1.Tính toán kinh tế , kỹ thuật cho các phương án Phương án 1 Phương án 2 5.2.so sánh chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án Sơ đồ nguyên lý và thuyết minh vận hành của phương án tối ưu 6.1 Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ trạm phân phối trung tâm b. Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng 6.2 Nguyên tắc vận hành Chuơng 4: Tính toán nghắn mạch Mục đích tính ngắn mạch Chọn điểm tính ngắn mạch và tính toán các thông số của sơ đồ Chọn điểm tính ngắn mạch Tính toán các thông số của sơ đồ Tính toán dòng ngắn mạch Chọn và kiểm tra thiết bị Chọn và kiểm tra máy cắt Chọn và kiểm tra dao cách ly Chọn và kiểm tra câù chì cao áp Chọn và kiểm tra cáp Chọn và kiểm tra áptômat Chương 5: Thiết kế mạng điện động lực phân xưởng sửa chữa cơ khí Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho phân xưởng Yêu cầu đối với mạng điện phân xưởng Xác định vị trí tủ phân phối và tủ động lực cho phân xưởng Chọn thiết bị cho tủ phân phối và tủ động lực Tủ phân phối Tủ đông lực Chọn cáp cho mạng hạ áp phân xưởng Chọn cáp từ trạm bién áp đến phân xưởng Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ đông lực Chọn dây dẫn từ tủ đông lực đến từng thiết bị Chương 6: Tính bù công suất phản kháng cho lưới điện xí nghiệp và thiết kế chiếu sáng * ý nghĩa của việc tính bù công suất phản kháng trong xí nghiệp Xác định dung lượng bù tính hệ số Cosj của toàn xí nghiệp tính dung lượng bù tổng toàn xí nghiệp Chọn vị trí lắp đặt và thiết bị bù Vị trí đặt thiết bị bù Chọn thiết bị bù Tính toán phân phối dung lượng bù Chọn kiểu loại và dung lượng tụ Thiết kế chiếu sáng Mở Đầu Điện năng là một dạng năng lượng có nhiều ưu điểm như: Dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, cơ, hoá ...) dễ truyền tải và phân phối. Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trong để phát triển các khu đô thị và khu dân cư. Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước. Nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng khong những trong giai đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển tương lai. Đặc biệt trong nền kinh tế nước ta hiện nay, đang chuyển dần từ một nền kinh tế mà trong đó nông nghiệp chiếp một tỷ lệ lớn sang nền kinh tế công nghiệp mà ở đó máy móc dần thay thế cho sức lao động của con người. Để thực hiện được chính sách công nghiệp hoá, hiện đại hoá các nghành nghề thì không thể tách rời khỏi việc nâng cấp và cải tiến hệ thống cung cấp điện để có thể đáp ứng được nhu cầu tăng trưởng không ngừng về điện. Là một sinh viên ngành điện, thông qua việc thiết kế đồ án giúp em bước đầu có những kinh nghiệm về thiết kế hệ thống cung cấp điện trong thực tế. Để làm được điều đó không thể thiếu được sự giúp đỡ của cac thầy, cô giáo, những người đã đi trước có giàu kinh nghiệm. Qua đây em xin trân thành cảm ơn thày giáo hưỡng dẫn Ngô Hồng Quang đã tận tình chỉ dẫn giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này. Chương 1 Giới thiệu chung về xí nghiệp I.Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của xí nghiệp Loại ngành nghề Xí nghiệp sản xuất cơ khí là một trong những khâu quan trọng của các xí nghiệp công nghiệp, là một trong những mắt xích quan trọng để tạo nên một sản phẩm công nghiệp hoàn chỉnh. Loại xí nghiệp chuyên môn hoá một loại sản phẩm nó phát huy được mặt mạnh của mình, đóng góp vào việc thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp nói chung của nước nhà. Trong thời kỳ công nghiệp , hoá hiện đại hoá thì sản xuất công nghiệp càng được trú trọng hơn bao giờ hết, được đầu tư trang bị các máy móc hiện đại có khả năng tự động hoá cao để không bị lạc hậu so với các nước trong khu vực. Vì vậy xí nghiệp đòi hỏi phải có nguồn điện cung cấp tin cậy. Quy mô, năng lực của xí nghiệp: Xí nghiệp sản xuất cơ khí trong đề tài thiết kế có quy mô khá lớn với 10 phân xưởng có các phụ tải điện sau: Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công xuất đặt Diện tích (m2) Phân xưởng kết cấu kim loại 1950 150 Phân xưởng lắp ráp cơ khí 1800 325 Phân xương đúc 1200 300 Phân xưởng nén khí 800 250 Phân xưởng rèn 1200 125 Trạm bơm 640 112 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 130 Phân xưởng gia công gỗ 450 360 Bộ phận hành chính và ban quản lý 80 313 Bộ phận thử nghiệm 370 138 Chiếu sáng các phân xưởng Xác định theo diện tích Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế, lắp đặt 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 về mặt kinh tế, phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất cũng như không để qúa dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn chưa khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí. 2.Quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp: Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản suất của xí nghiệp thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hởng đến chất lượng sản phẩm, năng suất của xí nghiệp Dẫn đến thiệt hại về kinh tế. Do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại 2 iới thiệu phụ tải điện của toàn xí nghiệp 3.1.Các đặc điểm của phụ tải điện Phụ tải điện trong XN công nghiệp có thể phân làm 2 loại tải: Phụ tải động lực Phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực và chiếu sáng thường làm việc ở tần số dài hạn , điện áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/220 ở tần số công nghiệp f =50Hz 3.2Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp: Vì xí nghiệp có quy mô tương đối lớn, năng suất, chất lượng sản phẩm của xí nghiệp có ảnh hưởng tới sự phát triển của các xí nghiệp sx cơ khí khác có liên quan, vậy nhóm phụ tải trong XN được đánh giá là hộ phụ tải loại 2, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục. Phạm vi đề tài: Thiết kế mạng điện phân xưởng Thiết kế mạng điện XN Tính toán công suất bù cho XN CHƯƠNG II XáC ĐịNH PHụ TảI TíNH TOáN II.1. Đặt vấn đề Phụ tải là đại lượng đặc trưng cho khả năng tiêu thụ công suất của một hay một nhóm phụ tải nào đó. Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hay mứcđộ huỷ hoại cách điện .phụ tải tính toán dực dùng để lựa chọn va kiểm tra các thiết bị trong hệ thống như : máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt...tính toán các tổn thất. phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : công suất, chế độ làm việc, số lượng... nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì các thiết sẽ thường xuyên bị quá tải, ngược lại nếu phụ tải tính toán lớn hơn nhiều so phụ tải thực tế thì sẽ dư thừa công suất gây tổn hao lớn. do đó việc xác định phụ tải tính toán đòihỏi phải khá chính xác để không làm tỏn thất ,dòng thời cung khônglàm giảm tuổi thọ của các thiệt bị. Giới thiệu một số phương pháp xác địng phụ tải : 1.Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: Ptt=Knc*Pđ trong đó : Knc là hệ số nhu cầu Pđ công suất đặt của thiết bị hay mọt nhóm thiết bị 2.Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình: Ptt=Khd*Ptb Tronh đó: Khd là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải Ptb công suât trung bình của thiết bị [kw] 3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại Ptt=Kmax*Ptb Trong đó: Ptb là công suất trung bình của nhóm thiết bị Kmax là hệ số cực đại 4.Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích : Ptt=P0*F Trong đó : P0 là suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: F là tổng diện tích của nhà máy 5. Phương pháp xác định phụ tải tính toàn theo phương pháp tính trực tiếp: II.2 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí: Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng số 7 trong sơ đồ.có số lượng thiết bị rất nhièu và rất đa dạng, vì vậy phải tiến hành phân nhóm thiết bị cho phù hợp với vị trí cũng như chế độ làm việc của các thiết bị... II.2.1 Giới thiệu phương pháp xác định phụ tảI tính toán theo công suất trung bình Ptbvà hệ số cực đại kmax(còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điẹn hiệu quả ) II.2.2.Trình tự xác định phụ tải tính theo phương pháp Ptb và Kmax 1.Phân nhóm phụ tải: Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải chíng xác cần phân theo nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm thiết bị phải tuân theo các nguyên tắc sau: Các thiềt bị ở cùng một nhóm nên ở gần nhau đẻ tiết kiệm vốn đầu tư. Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên có chế độ làm việc giống nhau . Tổng công suất của các nhóm nên sấp xỉ nhau. Tuy nhiên trong thực tế rất khó đảm bảo được tất cả các yêu cầu trên,mà tuỳ thuộc vào yêu cầu của mỗi nhóm phụ tải mà ta lựa chọn có sự ưu tiên. Kết quả củaviệc phân nhóm được minh hoạ trong bảng sau: Stt Tên máy Số lượng Ký hiệu trên mặt bằng Pđm (kW) Iđm (A) 1 máy Toàn bộ 1 máy Toàn bộ 1 2 3 4 5 6 7 8 Nhóm 1 Máy tiện ren 4 1 7 28 17.67 70.7 Máy tiện ren 4 2 10 40 25.25 101 Máy doa toạ độ 1 3 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy doa ngang 1 4 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy phay chép hình 1 10 0.6 0.6 1.52 1.52 Máy mài phẳng có trục nằm 1 20 2.8 2.8 7.07 7.07 Nhóm 2 Máy phay chép hình 1 7 5.26 5.26 14.2 14.2 Máy phay đứng 2 8 7 14 17.68 35.36 Máy phay chép hình 1 9 1.7 1.7 4.3 4.3 Máy xọc 2 14 7 14 17.68 35.36 Máy khoan hướng tâm 1 15 4.5 4.5 11.364 11.364 Máy khoan đứng 1 16 4.5 4.5 11.364 11.364 Máy mài tròn vạn năng 1 18 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy mài phẳng có trục đứng 1 19 10 10 25.25 25.25 Máy ép thuỷ lực 1 21 4.5 4.5 11.36 11.36 Nhóm 3 Máy phay vạn năng 2 5 7 14 17.68 35.36 Máy phay ngang 1 6 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy phay chép hình 1 11 3 3 7.58 7.58 Máy bào ngang 2 12 7 14 17.68 35.36 Máy bào giường một trụ 1 13 10 10 25.25 25.25 Máy mài tròn 1 17 7 7 17.68 17.68 Nhóm 4 Máy khoan để bàn 1 22 0.65 0.65 1.64 1.64 Máy mài sắc 2 23 2.8 5.6 7.07 14.14 Bàn thợ nguội 10 26 2.8 28 7.07 7.07 Máy giũa 1 27 1 1 2.53 2.53 Máy mài dao cắt gọt 1 28 2.8 2.8 7.07 7.07 Nhóm 5 Máy tiện ren 2 1 7 14 17.68 35.36 Máy tiện ren 1 2 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy tiện ren 2 3 3.2 6.4 8.1 16.2 Máy tiện ren 1 4 10 10 25.25 25.25 Máy phay vạn năng 1 7 7 7 17.68 17.68 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy mài phẳng 1 10 4 4 10.1 10.1 Nhóm 6 Máy khoan đứng 1 5 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy khoan đứng 1 6 7 7 17.68 17.68 Máy bào ngang 1 8 5.8 5.8 14.65 14.65 Máy cưa 1 11 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy mài hai phía 1 12 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy khoan để bàn 1 13 0.65 0.65 1.64 1.64 Ta dùng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại –hay phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quảl Ptt=kmax*ksd*ồPđmi Trong đó: Pđmi –công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm Ksd –hệ số sử dụng kmax hệ só cực đại nhq-số thiết bị dùng điện hiệu quả n- tổng số thiết bị Tra bảng chọn : Ksd=0.15, cosj=0.6; a.Tính toán cho nhóm 1: Danh sách thiết bị thuộc nhóm 1 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy tiện ren 4 1 7 28 17.67 70.7 Máy tiện ren 4 2 10 40 25.25 101 Máy doa toạ độ 1 3 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy doa ngang 1 4 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy phay chép hình 1 10 0.6 0.6 1.52 1.52 Máy mài phẳng có trục nằm 1 20 2.8 2.8 7.07 7.07 Tổng 12 80.4 203 Tính toán cụ thể: n=12, n1=8; n1 là số thiét bị dùng điên hiệu quả n*=n1/n=8/12=0.67 p1=28+40=68(kW) p=80.4(kW) p*=p1/p=0.85 Tra bảng PLI.5 tìm được nhq*=0.81 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.81x12=9.72 Tra bảng PLI.6 với Ksd=0.15vànhq=9.72tìm được Kmax=2.1 Phụ tảI tính toán của nhóm 1: Ptt=kmax*ksd*ồPđmi Ptt=2.1*0.15*80.4=29.1(kW) Qtt=Ptt*tgj=29.1x1.33=38.8(kVAr) Stt=Ptt/ tgj=29.1/0.6=48.5(kVA) Itt=Stt/U=48.5/0.38=73.485(A) Iđn=Ikđmax+Kđt*ồItti=78,32(A) b. Tính toán cho nhóm 2 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy phay chép hình 1 7 5.26 5.26 14.2 14.2 Máy phay đứng 2 8 7 14 17.68 35.36 Máy phay chép hình 1 9 1.7 1.7 4.3 4.3 Máy xọc 2 14 7 14 17.68 35.36 Máy khoan hướng tâm 1 15 4.5 4.5 11.364 11.364 Máy khoan đứng 1 16 4.5 4.5 11.364 11.364 Máy mài tròn vạn năng 1 18 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy mài phẳng có trục đứng 1 19 10 10 25.25 25.25 Máy ép thuỷ lực 1 21 4.5 4.5 11.36 11.36 Tổng 11 47.62 61.62 120.28 155.64 Tính toán cụ thể: n=11, n1=8; n1 là số thiét bị dùng đIên hiệu quả n*=n1/n=8/11=0.73 p1=47.12(kW) p=61.62(kW) p*=p1/p=0.765 Tra bảng PLI.5tìm được nhq*=0.95 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.95x11=10.45 Tra bảng PLI.6 với Ksd=0.15vànhq=10.45 tìm được Kmax=2.1 Phụ tải tính toán của nhóm 2: Ptt=kmax*ksd*ồPđmi Ptt=0.15*2.1*61.62=19.14(kW) Qtt=Ptt*tgj=19.14*1.33=25.87(kVAr) Stt=Ptt/ tgj=19.14/0.6=32.25(kVA) Itt=Stt/U=32.25/0.38=49(A) Iđn=89(A) c.Tính toán cho nhóm3: Danh sách thiết kế thuộc nhóm 3 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy phay vạn năng 2 5 7 14 17.68 35.36 Máy phay ngang 1 6 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy phay chép hình 1 11 3 3 7.58 7.58 Máy bào ngang 2 12 7 14 17.68 35.36 Máy bào giường một trụ 1 13 10 10 25.25 25.25 Máy mài tròn 1 17 7 7 17.68 17.68 Tổng 8 38.5 52.5 97.24 132.6 Tính toán cụ thể: n=8, n1=2; n*=n1/n=2/8=0.25 p1=17(kW) p=58.5(kW); p*=p1/p=17/52.5=0.324 Tra bảng PLI.5tìm được nhq*=0.91 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.91x8=7.28 Suy ra Kmax=2.4 Ptt=2.4*0.15*52.5=18.9(kW) Qtt=Ptt*tgj=18.9*1.33=25.19KVAR Stt=Ptt/ tgj=18.9/0.6=31.5(kVA) Itt=Stt/U=31.5/0.38=47.73(A) Idn=81.62(A) d.Tính toán cho nhóm 4 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy khoan để bàn 1 22 0.65 0.65 1.64 1.64 Máy mài sắc 2 23 2.8 5.6 7.07 14.14 Bàn thợ nguội 10 26 2.8 28 7.07 7.07 Máy giũa 1 27 1 1 2.53 2.53 Máy mài dao cắt gọt 1 28 2.8 2.8 7.07 7.07 Tổng 16 40.85 103.14 Tính toán cụ thể: n=16, n1=14; n*=n1/n=14/16=0.875 p1=39.2 p=40.85 p*=p1/p=39.2/40.85=0.96 Tra bảng PLI.5tìm được nhq*=0.88 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.88x16=14 Tra bảng PLI.6 với Ksd=0.15vànhq=14 tìm được Kmax=1.85 Phụ tảI tính toán của nhóm 4: Ptt=kmax*ksd*ồPđmi Ptt=1.85*0.15*40.85=11.34KW Qtt=Ptt*tgj=11.34x1.33=15.11KVAR Stt=Ptt/ tgj=11.34/0.6=18.89KVA Itt=Stt/U=18.89/0.38=28.63(A) Iđn=24.52(A) e.Tính toán cho nhám 5: Danh sách thiết kế thuộc nhóm 5(Bộ phận sử chữa) 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy tiện ren 2 1 7 14 17.68 35.36 Máy tiện ren 1 2 4.5 4.5 11.36 11.36 Máy tiện ren 2 3 3.2 6.4 8.1 16.2 Máy tiện ren 1 4 10 10 25.25 25.25 Máy phay vạn năng 1 7 7 7 17.68 17.68 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy mài phẳng 1 10 4 4 10.1 10.1 Tổng 9 63.2 159.57 Tính toán cụ thể: n=11, n1=3; n1 là số thiét bị dùng đIên hiệu quả n*=n1/n=3/11=0.27 p1=27(kW) p=63.2(kW) p*=p1/p=27/63.2=0.43 Tra bảng PLI.5 tìm được nhq*=0.78 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.78x11=8.58 Kmax=2.2 Ptt=2.2*0.15*63.2=20.86(kW) Qtt=Ptt*tgj=20.86x1.33=27.80(kVAr) Stt=Ptt/ tgj=20.86/0.6=34.76(kVA) Itt=Stt/U=34.76/0.66=52.76(A) f.Tính toán cho nhóm 6: Danh sách thiết kế thuộc nhóm 6(Bộ phận sử chữa) 1 2 3 4 5 6 7 8 Máy khoan đứng 1 5 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy khoan đứng 1 6 7 7 17.68 17.68 Máy bào ngang 1 8 5.8 5.8 14.65 14.65 Máy cưa 1 11 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy mài hai phía 1 12 2.8 2.8 7.07 7.07 Máy khoan để bàn 1 13 0.65 0.65 1.64 1.64 Tổng 6 27.7 69.94 Tính toán cụ thể: n=6, n1=2; n1 là số thiét bị dùng điên hiệu quả n*=n1/n=2/6=0.33 p1=7+5.8=12.8(kW) p=27.7(kW) p*=p1/p=12.8/27.7=0.462 Tra bảng PLI.5tìm được nhq*=0.56 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.56x6=3.36 Tra bảng PLI.6 với Ksd=0.15vànhq=3.36 Số thiết bị dùng đien hiệu quả : nhq=n*.nhq=0.33x10=3.36 Vì nhq=3,363 nên Ptt=ồKtt*Pđmi Ptt=0.9*27.7=24.93(kW) Qtt=Ptt*tgj=24.93x1.33=38.8(kVAr) Stt=Ptt/ tgj=24.93/0.6=32.25(kVA) Itt=Stt/U=32.25/0.38=49(A) Iđn=89(A) 3.Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí : Phu tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí được tính theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích : Pcs=Po.F Po là suất chiếu sáng trên một đơn vi diện tích F là diện tích được chiếu sáng Pcs=Po.F=14.600=8.4KW Qcs=0 4. Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng: Phụ tải tác dụng của phân xưởng : Ppx=Kđt. ồPtti=0.8(6.78+22.97+52.38+9.39+47.83)=111.48KW Ptt=Pcs+Ppx=119.9KW Phụ tải tác dụng của toàn phân xưởng : Qpx=Kđt.ồQtti=0.8(9.01+30.55+69.66+12.49+63.62)=148.26KVAR Phụ tải toàn phần của phân xưởng kể cả chiêyú sáng : Sttpx=190KVA Itt= Stt/U=288.8A cosjpx=Pttpx/Qttpx=0.63 II.3 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng lại Do chỉ biết trước công suất đặt và diện tích các phân xưởng nên ta dùng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: II.3.1 Nội dung phương pháp Ta có : Ptt=Knc*ồPđi Qtt=Ptt*tgj S2=P2+Q2 Có thể lấy gần đúng Pđ=Pđm Trong đó : Pđi ,Pđmi là công suất đặt và công suất định mức thứ i. N là số thiết bị có trong nhóm Knc là hệ số nhu cầu. II.3.2 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng 1.Phân xưởng kết cấu kim loại: Pđ=8200kw trong đó có 3200KW là phụ tải 3KW. F=2380m2 Ta chuyển phụ tải 3KW thành 0.4 KW Tra PL1.3 nhiệt luyện Knc=0.6; cosj=0.9;P0=15 đèn huỳnh quang : cosjcs=1 công suất động lực : Pđl=Knc*Pđ=0.6*8200=4920[kw] Qđl=Pđl*tgj=2361.6[kvar] Công suất chiếu sáng : Pcs=F*P0=15*2380=35.7[kw] Qcs=Pcs*tgjcs=0[kvar] Công suất tổng : Ptt=Pđl+Pcs=4955.7 [kw] Qtt=Qđl=2361.6[kvar] Stt=5489[kva] Itt= Stt/U=8340A 2.Phân xưởng lắp ráp cơ khí: công suất đặt Pđ=3500 kw diện tích F=1920m2 tra PL1.3 ta có : cosj =0.9 Knc=0.6 tra PL1.7 suất chiếu sáng P0=14w/m2 ta dùng đèn sợi đốt nên có cosjcs=1; công suất động lực Pđl=Knc*Pđ=0.6*3500=2100[w] Qđl=Pđl*tgj=2100*0.48=1008[KVAR] công suất chiếu sáng : Pcs=P0*F=14*1920=26.8[kw] Qcs=0 ã công suất tác dụng của phân xưởng P=Pđl+Pcs=2100+26.8=2126.8[kw] Q=Qđl=1008[kvar] S2=P2+Q2 nên S=2353.5[kva] Itt= Stt/U=3575A 3.Phân xưởng đúc : Công suất đặt Pđ=2000kw diện tích của phân xưởng : F=840m2 ta dùng dèn huỳnh quang nên có cosjcs=1 Tra PL1.3 có: knc=0.5 cosj=0.7 P0=15 Công suất động lực Pđl=Knc*Pđ=0.5*2000=1000[kw] Qđl=Pđl*tgj=1000*1=1000[kvar] ã công suất chiếu sáng Pcs=P0*F=15*840=12.6[kwư Qđl=pđl*tgjcs=12.15*0=0[kvar ] công suất tổng : Ptt=Pđl+Pcs=1012.6[kw] Qtt=Qđl+Qcs=1000[kvar] S=1423[kva] Itt=S/U*1.73=2162[A] 4.Phân nén khí: Pđ=7500[kw] F=3450m2 Tra PL1.7 có: knc=0.5 cosj=0.7 P0=15 Dùng đèn sợi đốt nên cosjcs=1; Công suất động lực Pđl=Knc*Pđ=0.5*7500=3750[kw] Qđl=Pđl*tgj=3750*1=3750[kvar] Công suất chiếu sáng : Pcs=P0*F=15*3450=51.7[kw] Qcs=Pcs*tgjcs=0 Tổng công suất : Ptt=Pđl+Pcs=3750+51.7=3801.7[kw] Qtt=Qđl+Qcs=3750+0=3750[kvar] Itt=S/U*1.73=8113A 5.Phân xưởng rèn: Pđ=4500[kw] F=900m2 Tra PL1.7 có: knc=0.5 cosj=0.7 P0=15 Dùng đèn sợi đốt nên cosjcs=1; Công suất động lực Pđl=Knc*Pđ=0.5*4500=2250[kw] Qđl=Pđl*tgj=2250*1=2250[kvar] Công suất chiếu sáng : Pcs=P0*F=15*900=13.5[kw] Qcs=Pcs*tgjcs=0 Tổng công suất : Ptt=Pđl+Pcs=2250+23.5=2263.5[kw] Qtt=Qđl+Qcs=2250+0=2250[kvar] Itt=S/U*1.73=4849A 6.Tram bơm: Pđ=2500 Knc=0.6 cosj=0.8 F=300m2 đèn sợi đốt cosjcs=1; P0=15 công suất đọng lực: Pđl=Pđ*Knc=2500*0.6=1500[kw] Qđl=Pđl*tgj=1500*0.75=1125[kvar] Công suất chiếu sáng : Pcs=F*P0=15*300=27[kw] Qcs=0; Công suất tổng : Ptt=1554 [kw] Q=1125[kvar] S=1911[kva] Itt=S/U*1.73=2903A 8.Phân xưởng gia công gỗ: Pđ=3200kw F=480 m2 Knc=0.5; cosj=0.7 suất chiéu sáng : P0=14; Dùng đèn sợi đốt cosjcs=1; Công suất động lực : Pđl= 1600[kw] Qđl=Pđl*tgj=1600 *1=1600 [KVAR] Công suất chiếu sáng : Pcs=F*P0=480*14=6.72[kw] Qcs=Pcs*tgjcs=0 [kvar] Công suất tỏng : Ptt= 1607.2KW Qtt=1600[kvar] S=2267[KVA] Itt=S/U*1.73=3445A 9.Bộ phận hành chính và ban quản lý: Pđ=320 [kw] F=1560m2 PL1.3 có; Knc=0.7 cosj=0.8 p0=15 đèn huỳnh quang nên cosjcs=0.85 công suất động lực : Pđl=Knc*Pđ=0.7*320=224[kw] Qđl=Pđl*tgj=224*0.75=168[kvar] Công suất chiếu sáng : Pcs=F*P0=15*1650=23.4[kw] Qcs=Pcs*tgjcs=23.4*0.62=29[kvar] Công suất tổng : Ptt=247.4[kw] Qtt=172.5[kvar] S=301.6 [kva] Itt=S/U*1.73=458A II.4 Xác định phụ tải tính toán cho tòan nhà máy Công suất tác dụng củanhà máy : Pttnm=Kđt.ồPtti [KVA] Pttnm=0.8.(4955.7+2126.8+1012.6+3801.7+2263.5+1545+119.9+1607+247.4) Pttnm=14143KW Công suất phản kháng của nhà máy Qttnm= kđt . =10732[KVAR] Công suất toàn phần của nhà máy Sttnm = =17754[KVA] cosjnm=Pttnm/Qttnm=0.79 II.5Tổng kết và xác định bán kính và góc chiếu phụ tải của các phân tải của các phân xưởng. Kết quả tính toán được minh hoạ trong bảng sau. TT Tên phân xưởng Pcs Ptt Stt Toạ độ X Toạđộ Y r a 1 Phân xưởng kết cấu kim loại 35.7 4955.7 5489 38 18 8.09773 1.57358 2 phân xưởng lắp ráp cơ khí 26.8 2126.8 2373 36 12 5.29333 3.05949 3 phân xưởng đúc 12.6 1012 1423 26 14 4.00933 3.60846 4 phân xưởng nén khí 51.7 3081.7 5339 21 16 7.53125 3.09319 5 phân xưởng phân xưởng rèn 13.5 2263.5 3191 10 16 6.00124 1.5562 6 Trạm bơm 45 1545 1911 12 14 4.48754 6.36542 7 phân xưởng sửa chữa cơ khí 8.4 119.9 190 25 27 0.8847 69.2308 8 Phân xưởng gia công gỗ 6.72 1607 2267 40 14 5.32291 0.89776 9 Bộ phận hành chính và ban quản lý 23.4 247.4 301 11 6 1.9143 27.2924 10 Bộ phận thử nghiệm 200 0.7 0.8 15 140 4.7 145 Chương III Thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy cơ khí địa phương Với quy mô nhà máy như số liệu trong bảng, cần đặt một trạm phân phối trung tâm (PPTT) nhận điện từ trạm BATG về rồi phân cho các trạm biến áp phân xưởng I. Xác định vị trí trạm PPTT: Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy vẽ một hệ trục toạ độ xOy. vị trí trọng tâm các phân xưởng là(xi, yi)ịta xác định vị trí để đặt trạm PPTT như sau: 1. ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế CCĐ Trọng tâm phụ tải của nhà máy là một số quan trọng giúp người thiết kế tìm vị trí đặt trạm biến áp, trạm phân phối nhằm giảm tối đa tổn thất năng lượng . Ngoài ra trạng tâm phụ tải còn có thể giúp nhà máy trong việc qui hoạch và phát triển sản xuất trong tương lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điện hợp lý, tránh lãng phí và đạt được các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. b.Tính toán toạ độ trọng tâm phụ tải nhà máy Tâm qui ước của phụ tải nhà máy được xác định bởi một điểm M có toạ độ được xác định : Mo(x0, y0) theo hệ toạ độ xoy. Công thức: Xo= Yo= Trong đó:Sttpxi: phụ tải tính toán của phân xưởng i Xi, Yi: toạ độ của phân xưởng i theo hệ trục toạ độ tuỳ chọn m: số phân xưởng có phụ tải điện trong xí nghiệp. Thay số vào công thức ta được: Xo = + =5.1 Yo = + =3.6 Vậy chọn vị trí của trạm phân phối trung tâm tại toạ độ : M(5.1; 3.6) II_ Lựa chọn cấp truyền tải điện áp từ khu vực về nhà máy: II_1. Các công thức kinh nghiệm : Một trong những công việc lúc thiết kế hệ thống cung cấp điện là lựa chọn được dùng điện áp của đường dây truyền tải điện từ trạm khu vực về nhà máy, vấn đề này cũng rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến tính kỹ thuật và tính kinh tế của hệ thống cung cấp điện. Trong nhiều tài liệu đã đúc kết kinh nghiệm vận hành và đã lập thành bảng tiêu chuẩn điện áp tải điện ứng với công suất và khoảng cách truyền tải. Ngoài ra cũng có một số công thức kinh nghiệm để tính điện áp tải điện như sau: U=4.34*(kV) U=(kV) U=16(kV) U=17.(kV) Trong đó: U:Điện áp truyền tải tính bằng kV L: Khoảng cách truyền tải km P: Công suất truyền tải 1000kW hoặc MW II_2. Xác định điện áp truyền tải điện về nhà máy Kinh nghiệm vận hành cho thấy phụ tải điện của nhà máy, xí nghiệp sẽ tăng lên không ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng và thay thế hoặc lắp đặt thêm các thiết bị sử dụng điện. Vì vậy khi chọn điện áp tải điện ta cũng phải tính đến sự phát triển trong tương lai của nhà máy. Nhưng vì không có thông tin chính xác về sự phát triển của phụ tải điện của nhà máy cho nên chúng ta xét sơ bộ theo hệ số tăng trưởng hàng năm lớn nhất trong 10 năm tới theo công thức ở mục 3_2 chương II và đã có được S(t) là công suất của năm dự kiến là: S(t)=S(10) = 12863(kVA) P(t)=P(10)=7750(kVA) L=1.7(km) Thay vào công thức ta được: U=4.34.=48.66(kV) Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống về nhà máy là điện áp: Uđm=50(kV) 2_ Vạch các phương án cung cấp điện cho nhà máy 2.1_ Phân loại và đánh giá các hệ tiêu thụ điện trong nhà máy Nguyên tắc chung: Các hệ dùng điện trong nhà máy cần phải được phân loại theo mức độ cung cấp điện, điều này có một ý nghĩa quan trọng cho việc chọn sơ đồ và phương án cung cấp điện nhằm đạt được chất lượng điện cung cấp theo yêu cầu của phụ tải. Chia các hộ tiêu thụ làm ba loại: +Loại 1: Rất quan trọng, không thể mất điện, nếu mất điện sẽ xảy ra các hậu quả nghiêm trọng (gây thiệt hại lớn cho nhà máy, …) +Loại 2: Gây thiệt hại kinh tế cho bản thân xí nghiệp. +Loại 3: Điện sinh hoạt. Sau đây ta sẽ tiến hành phân loại phụ tải của nhà máy cơ khí theo nguyên tắc trên bắt đầu từ dây truyền công nghệ. III_ Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX: Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng, quyết định đặt 7 trạm BAPX. Trạm B1 cấp điện cho PX số 1 và phòng thí nghiệm. Trạm B2 cấp điện cho PX số 2. Trạm B3 cấp điện cho PX số 3. Trạm B4 cấp điện cho PX số 4. Trạm B5 cấp điện cho PX SCCK, Lò ga Trạm B6 cấp điện cho PX Rèn Trạm B7 cấp điện cho Bộ phận nén ép và trạm bơm. Trong đó các trạm B1, B2, B3, B4, B6 cấp điện cho phân xưởng sản xuất chính quyết định đến năng suất, chất lượng của sản phẩm mà nhà máy sản xuất ra ị Xếp loại 1 và cần đặt 2 máy biến áp. Các trạm B5, B7 cấp điện cho các phân xưởng phụ, không ảnh hưởng lớn đến năng suất, chất lượng của sản phẩm. Vậy xếp loại 3 và chỉ cần đặt 1 máy. Các trạm dùng loại trạm kề, có một tường trạm chung với tường phân xưởng. Các máy biến áp dùng do nhà máy ABB sản xuất tại Việt Nam, không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Chọn dung lượng các máy biến áp. Trạm B1: Cấp điện cho phân xưởng số 1 và phòng thí nghiệm: Stt =142+2130=2272(kVA) +Khi cả hai máy làm việc bình thường: SđmB Stt/2 = 1136(kVA) MBA :2*1250_10/0.4 + Khi một máy có sự cố , một máy còn lại phải tải hết công suất: SđmB Stt/1.4 =1623(kVA) MBA:2*1800_10/0.4 Chọn 2 máy biến áp:2*1800_10/0.4 Loại máy biến áp công suất lớn này phải đặt hàng. Trạm B2: cấp điện cho phân xưởng số 2 Stt =2011(KVA) ịSđmB ³ =1436(KVA) Chọn 2 máy biến áp 1600-10/0.4, loại MBA này cũng phải đặt hàng Trạm B3 cấp điện cho phân xưởng số 3 Stt =1508ịSđmB³1077(KVA) Chọn 2 MBA 1600-10/0.4 Trạm B4 cấp điện cho phân xưởng số 4 Stt =1257ịSđmB³ 989(KVA) Chọn 2 MBA 1000-10/0.4, loại này sẵn có, không phải đặt hàng trước Trạm B5 cấp điện cho phân xưởng Sửa chữa Cơ Khí, Lò G Stt =527.6(Vì trạm 1 máy)ịSđmB³527.6(KVA) Chọn một máy 560-10/0.4. Trạm B6 cấp điện cho phân xưởng rèn Stt =1368(kVA)ịSđmba³ 1368/1.4 =977(KVA) ịChọn 2 MBA loại 1000-10/0.4(KV) và loại này cũng phảI đặt hàng Trạm B7 cấp điện cho bộ phận nén ép và trạm bơm Stt =700(kVA)ịSđmba³500(kVA);chọn 1 MBA loại 560-10/0.4 Kết Quả Chọn BA Cho Các Trạm BAPX TT Tên Phân Xưởng Stt (KVA) Số Máy Sđm (KVA) Tên Trạm 1 Phân xưởng kết cấu kim loại 2272 2 1800 B1 2 Phân xưởng lắp ráp cơ khí 3 Phân xưởng Số 2 2014 2 1600 B2 4 Phân xưởng Số 3 1524 2 1600 B3 5 Phân xưởng Số 4 1270 2 1000 B4 6 Phân xưởng SCCK 355 1 560 B5 7 Lò Ga 8 Phân Xưởng Rèn 1368 2 1000 B6 9 Bộ Phận Nén ép 700 1 560 B7 10 Trạm Bơm Phương án đi dây mạng cao áp Vì nhà máy thuộc hộ loại 1 nên ta dùng đường dây trên không lộ kép dẫn điện từ trạm BATG về trạm PPTT của nhà máy. Để đảm bảo mỹ quan và an toàn mạng cao áp , trong nhà máy dùng cáp ngầm . Từ trạm PPTT đến các trạm B1, B2, B3, B4, B6 dùng cáp lộ kép . Đến trạm B5, B7 dùng cáp lộ đơn. Căn cứ vào vị trí các trạm BA và trạm PPTT trên mặt bằng đề ra hai phương án đi dây mạng cao áp Phương án 1 : các trạm BA được cấp điện trực tiếp từ trạm PPTT Phương án 2:các trạm BA xa trạm PPTT được lấy điện thông qua các trạm ở gần trạm PPTT Phương án 1 Phương án 2 Đường dây cung cấp từ trạm BATG về trạm PPTT của nhà m._.