BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN
——————
BÁO CÁO ĐỒ ÁN 1
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
GVHD: Th.S VÕ TẤN LỘC
NHÓM SVTH:
NGÔ QUỐC PHƯƠNG 10050021
NGUYỄN NGỌC QUỐC 10053491
LỚP: DHDI6A
KHÓA: KHÓA 6
TP.HỒ CHÍ MINH, Tháng 11 Năm 2013
ĐỀ TÀI
TÍNH TOÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
NỘI DUNG CHÍNH
-CHƯƠNG 1 . GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG CÁC THIẾT BỊ
1.2 THÔNG SỐ CÁC THIẾT BỊ TRONG TOÀN PHÂN XƯỞNG
-CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT PHỤ TẢI TÍNH TOÁN (PTT)
2.1 GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN
2.2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG
-CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƯỞNG
3.1 Ý NGHĨA VIỆC XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN
3.2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI
3.3 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI CHO TỪNG NHÓM THIẾT BỊ VÀ TOÀN PHÂN XƯỞNG
SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CÁC TỦ ĐỘNG LỰC VÀ TỦ PHÂN PHỐI
-CHƯƠNG 4 CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG
4.1 CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
4.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN
4.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA PHÂN XƯỞNG
SƠ ĐỒ MẶT BẰNG ĐI DÂY TOÀN PHÂN XƯỞNG
-CHƯƠNG 5. CHỌN THIẾT BỊ CHO MẠNG ĐIỆN .
5.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP
5.2 CHỌN DÂY DẪN
5.3 CHỌN CB (APTOMAT)
PHẦN KẾT LUẬN
Khoa Điện, Ngày….Tháng….Năm…….
GVHD : Võ Tấn Lộc
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Khoa Điện, ngày tháng năm 2013
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Khoa Điện, ngày tháng năm 2013
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong công cuộc công nhiệp hoá , hiện đại hoá . Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp , nông nghiệp , dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng đi cùng với quá trình phát triển kinh tế . Do đó đòi hỏi rất nhiều công trình cung cấp điện . Đặc biệt rất cần các công trình có chất lượng cao , đảm bảo cung cấp điện liên tục , phục vụ tốt các nghành trong nền kinh tế quốc dân.
Trong đó có lĩnh vực công nghiệp là một trong các ngành kinh tế trọng điểm của đất nước, được Nhà nước và Chính phủ ưu tiên phát triển vì có vai trò quan trọng trong kế hoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020. Thiết kế cung cấp điện cho nghành này là một công việc khó khăn, đòi hỏi sự cẩn thận cao. Phụ tải của ngành phần lớn là phụ tải hộ loại 1,2, đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao.
Dưới sự hướng dẫn của thầy Th.S VÕ TẤN LỘC , em được nhận đề tài Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí. Đồ án bao gồm 1 số phần chính như chọn máy và vị trí đặt máy biến áp, chọn dây và các phần tử bảo vệ. Đây là một đồ án có tính thực tiễn rất cao, chắc chắn sẽ giúp ích cho em rất nhiều ứong công tác sau này.
Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã nhận được sự chỉ bảo rất tận tình của thầy Th.S VÕ TẤN LỘC cùng các thầy cô trong khoa CÔNG NGHỆ ĐIỆN.
Ngày nhận đồ án thứ 5 ngày 19 tháng 9 năm 2013 phòng X5.14
Em xin chân thành cảm ơn .
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1 .1. GIỚI THIỆU
Trong nhà máy cơ khí có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng, phong phú và phức tạp. Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và hiện đại. Do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao.
Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai, về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá dư thừa dung lượng công suất dự trữ.
Theo quy trình trang bị điện và công nghệ của nhà máy ta thấy khi ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của nhà máy gây thiệt hại về nền kinh tế quốc dân do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại II, cần được bảo đảm cung cấp điện liên tục và an toàn.
Phân xưởng sữa chữa cơ khí có tổng diện tích 3064 bao gồm một phòng kỹ thuật có diện tích 265 , một văn phòng có diện tích 202 , một nhà kho và một nhà vệ sinh có diện tích 166.14, phân xưởng làm việc ngày 2 ca ca sáng và ca chiều .
Phụ tải điện trong phân xưởng sữa chữa cơ khí có thể phân ra làm 2 loại phụ tải chính:
+ Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm trong dải từ 1 đến hàng chục kW và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz.
+ Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn. Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng , ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz.
1.2 . SƠ ĐỒ MẶT BẰNG CÁC THIẾT BỊ
*Chú thích :
Ký hệu phụ tải : Tên nhóm phụ tải +số thứ tự trong nhóm
1.3 THÔNG SỐ THIẾT BỊ TRONG TOÀN PHÂN XƯỞNG.
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT PHỤ TẢI TÍNH TOÁN (PTT)
2.1 . GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH.
Các Phương Pháp Tính Phụ Tải Tính Toán
Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán. Những phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện, thường kết quả không thật chính xác. Ngược lại, nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp phức tạp. Vì vậy tùy theo giai đoạn thiết kế, yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích hợp. Sau đây là một số phương pháp thường dùng nhất:
2.1.1 Xác Định Phụ Tải Tính Toán Theo Công Suất Đặt Và Hệ Số Nhu Cầu.
Công thức tính:
Ptt= knc.
Qtt=Ptt.tg
Stt==
Một cách gần đúng có thể lấy Pđ=Pđm.
Do đó Ptt=knc.
Trong đó:
Pđi ,Pđmi –công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i, kW;
Ptt , Qtt, Stt –công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị,kW, kVAr, kVA;
n – số thiết bị trong nhóm.
Nếu hệ số cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo CT sau:
Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thường cho trong các sổ tay.
Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện, vì thế nó là một trong những phương pháp được dùng rộng rãi. Nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác. Bởi vì hệ số nhu cầu knc tra được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy. Mà hệ số knc=ksd.kmax có nghĩa là hệ số nhu cầu phụ thuộc vào những yếu tố kể trên. Vì vậy, nếu chế độ vận hành và số thiết bị nhóm thay đổi nhiều thì kết quả sẽ không chính xác.
2.1.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất .
Công thức:
Ptt=p0.F
Trong đó:
P0- suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất, kW/m2;
F- diện tích sản xuất m2 ( diện tích dùng để đặt máy sản xuất ).
Giá trị p0 co thể tra được trong sổ tay. Giá trị p0 của từng loại hộ tiêu thụ do kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có.
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng , nên nó thường được dùng trong thiết kế sơ bộ hay để tính phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều, như phân xưởng gia công cơ khí, dệt, sản xuất ôtô, vòng bi….
2.1.3 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm
Công thức tính:
Ptt=
Trong đó:
M- số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong 1 năm (sản lượng);
w0- suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đơn vị sp;
Tmax- thời gian sử dụng công suất lớn nhất, h
Phương pháp này thường được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như: quạt gió, bơm nước, máy khí nén…. Khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tương đối trung bình.
2.1.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq).
Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn giản đã nêu trên, hoặc khi cần nâng cao trình độ chính xác của phụ tải tính toán thì nên dùng phương pháp tính theo hệ số đại.
Công thức tính:
Ptt=kmax.ksd.Pđm
Trong đó:
Pđm- công suất định mức, W;
kmax, ksd- hệ số cực đại và hệ số sử dụng
hệ số sử dụng ksd củacác nhóm máy có thể tra trong sổ tay.
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả nhq chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng thiết bị trong nhóm,số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng.
Khi tính phụ tải theo phương pháp này,trong một số trường hợp cụ thể ma dùng các phương pháp gần đúng như sau:
Trường hợp n ≤ 3 và nhq < 4, phụ tải tính theo công thức:
Ptt=.
Đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì:
Stt=
Trường hợp n > 3 và nhq < 4, phụ tải tính theo công thức:
Ptt=.
Trong đó:
Kpt- hệ số phụ tải của từng máy
Nếu không có số liệu chính xác, có thể tính gần đúng như:
Kpt=0,9 Đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn
Kpt=0,75 Đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
nhq > 300 và ksd < 0,5 thì hệ số cực đại kmax được lấy ứng với nhq = 300. Còn khi nhq > 300 và ksd ≥ 0,5 thì:
Ptt=1,05.ksd.Pđm
Đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng ( các máy bơm, quạt nén khí,……) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình:
Ptt = Ptn = ksd.Pđm
Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì phải cố gắng phân phối đều các thiết bị đó lên ba pha của mạng.
2 .2 . XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG.
2.2.1 CHIA NHÓM CÁC THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG
Trong quá trình thiết kế đã cho ta biết các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí thiết bị máy móc ,công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị trong phân xưởng. Do đó ta có thể chia phụ tải thành các nhóm và xác định phụ tải cho từng nhóm sau đó ta xác định phụ tải tổng của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí.
– Nguyên tắc chia nhóm
+ Số lượng : 8 – 16 thiết bị
+ Các thiết bị cùng chế độ làm việc để việc xác định phụ tải tính toán được chính xác và thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm.
+ Các thiết bị đặt gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng .
→ Dựa vào những nguyên tắc trên và căn cứ vào sơ đồ phân bố thiết bị trên mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta chia các thiết bị trong phân xưởng thành 8 nhóm
2.2.2 CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐỘNG LỰC CỦA PHÂN XƯỞNG
Tính toán phụ tải điện là công việc bắt buộc và đầu tiên trong mọi công trình cung cấp điện. Việc này sẽ cung cấp các số liệu phục vụ cho việc thiết kế lưới điện về sau của người kĩ sư. Phụ tải tính toán có giá trị tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt, do đó việc chọn dây dẫn hay các thiết bị bảo vệ cho nó sẽ được đảm bảo.
Để đơn giản ta có thể tra bảng lấy trung bình thành phần hệ số công suất và hệ số sử dụng của phân xưởng cơ khí tra bảng PL 1.1 trị số trung bình Ksd và của các nhóm thiết bị điện trong sách “HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP ĐÔ THỊ VÀ NHÀ CAO TẦNG” của tác giả “NGUYỄN CÔNG HIỀN VÀ NGUYỂN MẠNH HOẠCH” trang 324 ta có được và hệ số công suất và hệ số sử dụng này sẽ áp dụng tính toán cho toàn bộ các phụ tải của phân xưởng cơ khí.
Có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện như phương pháp hệ số nhu cầu, hệ số tham gia cực đại. Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, vì đã có các thông tin chính xác về mặt bằng bố ứí thiết bị, biết được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị nên chúng ta sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả hay phương pháp sắp xếp biểu đồ) để tổng hợp nhóm phụ tải động lực.
Thực hiện phân nhóm các thiết bị có ứong xưởng, mỗi nhóm khoảng từ 10-12 thiết bị, mỗi nhóm đó sẽ được cung cấp điện từ 1 tủ động lực riêng, lấy điện từ 1 tủ phân phối chung. Các thiết bị trong nhóm nên chọn có vị trí gần nhau trên mặt bằng phân xưởng. Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc , số lượng thiết bị trong 1 nhóm không nên nhiều quá vì gây phức tạp trong vận hành, giảm độ tin cậy cung cấp điện.
Dưới đây là 8 nhóm phụ tải động lực của phân xưởng và công suất tính toán của của các nhóm phụ tải.
Nhóm 1:
-Tính toán phụ tải động lực nhóm 1:
n=13
Ta có Ksd=0.15 và
trong đó ta có => =5.5 (Kw)
