ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, trong xu thế hội nhập, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang diễn ra một cách mạnh mẽ. Trong quá trình phát triển đó, điện năng đóng vai trò rất quan trọng. Nó là một dạng năng lượng đặc biệt, có rất nhiều ưu điểm như: dễ chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác( như cơ năng, hóa năng, nhiệt năng…), dễ dàng truyền tải và phân phối… Do đó ngày nay điện năng được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống, Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã hội ngày càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ,… tăng lên không ngừng. Để đảm bảo những nhu cầu to lớn đó, chúng ta phải có một hệ thống cung cấp điện an toàn và tin cậy.
Với: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí”, sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy TS Đặng Hoàng Anh và tài liệu tham khảo
Hệ thống cung cấp điện : Ts. Trần Quang Khánh
Bài tập cung cấp điện: Ts. Trần Quang Khánh
Thiết kế cấp điện :Ts Vũ Văn Tẩm-Ts Ngô Hồng Quang
Giáo trình cung cấp điện: Ninh Văn Nam (chủ biên)- Hà Văn Chiến –Nguyễn Quang Thuấn.
Đến nay, về cơ bản chúng em đã hoàn thành nội dung đồ án môn học này. Do trình độ và thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy cô để bài làm này của chúng em được hoàn thiện hơn. Đồng thời giúp chúng em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau này. Chúng em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 21 tháng 3 năm 2016
Sinh viên thực hiện:
Nhóm 1:Trần Việt Hoàng; Phạm Văn Lợi; Nguyễn Xuân Long.
Tính toán phụ tải điện
Phụ tải chiếu sáng
Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng
Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là đáp ứng các yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài độ rọi, hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý cùng sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan hoàn cảnh. Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Không bị loá mắt
Không loá do phản xạ
Không có bóng tối
Phải có độ rọi đồng đều
Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định
Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.
Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng kết hợp ( kết hợp giữa cục bộ và chung ). Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp.
Chọn loại bóng đèn chiếu sáng gồm 2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng đèn huỳnh quang. Các phân xưởng thường ít dung đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số là 50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây ra tai nạn lao động. Do đó người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho các phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Việc bố trí đèn khá đơn giản, thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật .
Xác định kích thước của phân xưởng
Phân xưởng có kích thước như sau : rộng a=24m, dài b=36m, cao h=7m
Tham khảo bảng hệ số phản xạ (GT cung cấp điện _TS Quyền Huy Ánh bảng 10.5 trang 159 về công nghiệp nhẹ), ta xác định được các hệ số phản xạ của trần, tường và sàn lần lượt là 50%, 30% và 10%.
Ta chọn loại đèn Metal Halide có hiệu suất sáng lớn và chỉ số hoàn màu cao, phù hợp với chiếu sáng công nghiệp. Chọn loại đèn có thông số như sau:
P = 150W, quang thông Φ = 11250 lm, loại chóa chiếu sâu, vỏ nhôm, mỗi bộ có một bóng
Chọn chiều cao treo đèn (khoảng cách từ trần đến đèn) là 1m, chiều cao làm việc là 0,8m, ta tính được độ cao treo đèn tính toán là:
Htt = 7-1-0,8 = 5,2m
Ta tính được chỉ số phòng i:
I = 2,8
Từ đây tham khảo GT cung cấp điện_TS Quyền Huy Ánh bảng 10.4. Đặc tuyến phân bố cường độ sáng một số đèn thông dụng trang 149 ta xác định được hệ số sử dụng CU = 92%
Ta chọn được : Môi trường sử dụng trung bình và chế độ bảo trì là 12 tháng
Hệ số mất mát ánh sáng: LLF = 0,61 ( Trang 161 GT cung cấp điện_Quyền Huy Ánh)
Hệ số mất mát ánh sáng được xác định theo biểu thức:
LLF = LLD.LDD.BF.RSD
ở đây: LLD là hệ số suy hao quang thông theo thời gian sử dụng, LDD là hệ số suy hao quang thông do bụi, BF là hệ số cuộn chấn lưu, RSD là hệ số suy hao phản xạ của phòng do bụi.
Độ rọi yêu cầu: Eyc = 150lx (phân xưởng lắp ráp cơ khí chi tiết trung bình – nhỏ) ·
Tính số bộ đèn sử dụng
Phân bố đèn: ta chọn 20 bộ đèn phân bố theo diện tích phân xưởng thành 4 hàng và 5 cột như sau:
Hình 1: Sơ đồ phân bố đèn trong phân xưởng
Kiểm tra độ rọi đồng đều: ta kiểm tra theo hai chỉ số α và β
= 0,8 1,8 (đèn HID – trần cao)
β = 0,3 0,5
Theo chiều rộng ta tính được:
Phụ tải nhóm chiếu sáng
Từ kết quả thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính toán của phân xưởng.
Trong đó:
kđt : hệ số đồng thời của phụ tải chiếu sáng
N : số bóng cần thiết
Pđ : công suất mỗi bóng đèn được lựa chọn.
Vì dùng loại đèn Metal Halide nên hệ số cosφ= 1. Do đó, ta có công suất toàn phần của nhóm chiếu sáng là:
Qcs = 0 (kVAr)
Phụ tải thông gió làm mát
Phụ tải thông gió
Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là: Q= n*V= 6*24*36*7= 36288 (m3)
Trong đó: n là số lần làm tươi trên 1h, V là thể tích khí.
Với số liệu cho: MODEL : DLHCV40-PG4SF có lượng gió 4500 (m3/h)
Ta chọn q= 4500 m3/h => số quạt: Nq = 9 quạt
Bảng 1: Thông số quạt hút
Uđm=380(V);iđm=0,57(A);ilvmax=0,7(A)
Hệ số nhu cầu: (áp dụng công thức 2.34 trang 29 sách giáo trình cung cấp điện)
Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông gió và làm mát:Nếu chưa biết hiệu suất của động cơ nên ta lấy gần đúng Pđ=Pđm
(áp dụng công thức 2.41 chương 2 sách giáo trình cung cấp điện)
Trong đó:Pđmi là 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:là số thiết bị trong nhóm; knc : hệ số nhu cầu;
Phụ tải làm mát
Để đảm bảo cho không gian làm việc thông thoáng mát mẻ ta chọn 15 quạt đứng công nghiệp có thông số như sau: Model SLS650
Kiểu: Đứng
Công suất(W): 225
Sải cánh (mm): 650
Lượng gió (m3/min): 220
Cấp độ gió: 3 cấp độ
Tần số (Hz): 50
Độ ồn (Db): 68
Tốc độ (Rpm): 1400
Điện áp (V): 220
Ksd=0,7;cosφ =0,8;
Hãng sản xuất: Điện cơ Hà Nội giá bán 1.480.000 VNĐ
Tính tương tự như làm mát ta được
Knc=0,77; Pttlm= 2,598 (kW) ; Qttlm=1,95(kVAr); Sttlm=3,248 (kVA)
Tổng hợp phụ tải thông gió và làm mát
Công suất tác dụng: Ptttglm=Ptttg+Pttlm=2,16+2,598=4,578 (kW)
Công suất phản kháng: Qtttglm=Qtttg+Qttlm=1,62+1,95=3,57(kVAr)
Công suất toàn phần : Stttglm=Stttg+Sttlm=2,7+3,248=5,948(kVA)
Dựa vào TCVN 5687 -2010 thông gió,điều hòa không khí tiêu chuẩn thiết kế.
Phụ tải động lực: phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải từng nhóm, tổng hợp phụ tải động lực
Bảng 2: Phụ tải động lực
Tính toán phụ tải từng nhóm:
Bảng 3: Tính toán cho nhóm 1
Hệ số sử dụng trung bình:
Ksd = = 0,38làm tròn 0,4
Số thiết bị hiệu quả :
nhq = = 4,98 làm tròn bằng 5.
Hệ số nhu cầu :
Knc = Ksd*Kmax = 0,7
Trong đó Kmax = 1,76 (tra bảng).
Công suất tính toán :
Ptt = Knc* = 0,7*55,4 = 38,78 (kW).
Hệ số công suất trung bình :
Cosφ = = 0,69
Công suất toàn phần :
Stt = = 56,2 (kVA).
Công suất phản kháng:
Qtt = =40,67 (kVAr).
Dòng điện tính toán:
Itt = = 85,38 (A).
Làm tương tự với 4 nhóm còn lại ta được bảng sau:
Bảng 4 Tính toán phụ tải cho các nhóm còn lại
Đối với nhóm có số thiết bị hiệu quả <4 thì ta xác định theo công thức: Ptt = Kt*Pdm Với Kt = 0,9 với thiết bị làm việc dài hạn. Kt = 0,75 với thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại. Đối với nhóm 2 ta chọn Kt = 0,9. Bảng 5:Phụ tải động lực toàn phân xưởng Tổng hợp phụ tải của toàn phân xưởng. Công suất tác dụng toàn phân xưởng: Trong đó: -công suất tính toán tổng của các hộ dùng điện,kW – công suất tính toán của nhóm phụ tải thứ I,kW -hệ số đồng thời Pttpx= kđt (Pttđl+ Pcs +Ptttglm)=1(583,5+3+4,578)=591,1(kW); Với kdt=1 Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng, Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải trong 10 năm (10%), ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởnglà: Nhận xét và đánh giá. Phân xưởng sửa chữa có đặc điểm hầu hết là các máy có cuộn dây nên hệ số toàn phân xưởng thấp Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng Vị trí đặt trạm biến áp Việc chọn vị trí của trạm biến áp trong một xí nghiệp cân phải tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật. Muốn tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật cân phải sợ bộ xác định phương án cung cấp điện trong nội bộ xí nghiệp. Trên cơ sở các phương án đã được chấp thuận mới có thể tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn vị trí số lượng trạm biến áp trong xí nghiệp. Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản: An toàn và liên tục cấp điện. Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới. Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng. Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ. Bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan môi trường, có khả năng điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp,... Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất Vị trí trạm biến áp thường được đặt ở liền kề, bên ngoài hoặc ở bên trong phân xưởng. Trạm biến áp đặt ở bên ngoài phân xưởng, hay còn gọi là trạm độc lập, được dùng khi trạm cung cấp cho nhiều phân xưởng, khi cần tránh các nơi, bụi bặm có khí ăn mòn hoặc rung động; hoặc khi không tìm được vị trí thích hợp bên trong hoặc cạnh phân xưởng. Trạm xây dựng liền kề được dùng phổ biến hơn cả vì tiết kiệm về xây dựng và ít ảnh hưởng tới các công trình khác. Trạm xây dựng bên trong được dùng khi phân xưởng rộng có phụ tải lớn. Khi sử dụng trạm này cần đảm bảo tốt điều kiện phòng nổ, phòng cháy cho trạm.
