TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 1 –
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG
CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI.
1.1 – VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ…………………………………………………….6
1.2 – MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN……………………………….8
CHƯƠNG II
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY.
2.1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ…………………………………11
2.1.1: Phân nhóm phụ tải……………………………………………………………………………….11
2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán……………………………………………………13
2.1.3 Tính toán phụ tải từng nhóm…………………………………………………………………………18
2.1.4 Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí………………………………………………………19
2.1.5 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí………………………………………………………..20
2.1.6 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng………………………………………………21
2.2 – TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA TOÀN NHÀ MÁY………………………………………..25
CHƯƠNG III
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ
TOÀN NHÀ MÁY.
A – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ.
3.1 – ĐẶT VẤN ĐỀ……………………………………………………………………………………..27
3. 2 – CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ…………………………….28
3.3 – CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ…………………………29
3.3.1 – Chọn dây chảy bảo vệ cho từng máy……………………………………………………………29
3.3.2 – Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị………………………………………………………..33
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 2 –
3.3.3 – Chọn dây chảy bảo vệ cho từng nhóm máy……………………………………………………37
3.3.4 – Chọn cáp dẫn cung cấp cho từng nhóm máy…………………………………………………38
3.3.5 – Chọn tủ phân phối……………………………………………………………………………………..38
3.3.6 – Chọn tủ động lực……………………………………………………………………………………….39
3.3.7 – Chọn áptomat bảo vệ cho phân xưởng…………………………………………………………40
3.3.8 – Chọn áptomat bảo vệ cho các nhóm…………………………………………………………….40
B – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ.
3.1 – ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………………………………………………………….41
3.2 – CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY……………………………42
3.2.1 – Chọn sơ đồ cung cấp điện…………………………………………………………………………..42
3.2.2 – Chọn dung lượng và số lượng máy biến áp cho trạm biến áp nhà máy…………….43
3.2.3 – So sánh các phương án………………………………………………………………………………45
3.3 – PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY KỂ CẢ TỔN THẤT CÔNG SUẤT……………………….51
3.3.1 – Xác định tổn thất trong các MBA…………………………………………………………………51
3.3.2 – Vị trí đặt trạm biến áp nhà máy………………………………………………………………….51
3.2.2 – Chọn các thiết bị trong mạng điện nhà máy………………………………………………….53
A – CHỌN THIẾT BỊ HẠ ÁP………………………………………………………………………………..53
– Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian tới tủ phân phối phân xưởng…………………….53
– Chọn thanh cái hạ áp cho MBA……………………………………………………………………….55
– Chọn sứ đỡ thanh cái hạ áp……………………………………………………………………………56
– Chọn ATM liên lạc…………………………………………………………………………………………56
– Chọn ATM đầu ra của MBA……………………………………………………………………………57
- Chọn ATM cho các phân xưởng của nhà máy…………………………………………………….58
B – CHỌN THIẾT BỊ CAO ÁP……………………………………………………………………………..59
– Chọn dây dẫn trên không đưa vào trạm TBA NM………………………………………………59
– Chọn dao cách ly cho đầu vào thanh cái 35 kV…………………………………………………59
– . Lựa chọn chống sét………………………………………………………………………………………59
– Chọn thanh cái 35 kV……………………………………………………………………………………..61
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 3 –
– Chọn sứ đỡ cho thanh cái 35 kV………………………………………………………………………62
– Chọn máy cắt………………………………………………………………………………………………..62
– Chọn dao cách ly cho các đầu vào các MBA…………………………………………………….64
– Chọn cầu chì cao áp cho đầu vào các MBA………………………………………………………64
CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG
MẠNG ĐIỆN.
5.1 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH…………………………………………………………………….66
A – Tính ngắn mạch 3 pha ở mạng điện áp cao ( 35 kV)…………………………………………..68
B – Tính ngắn mạch 3 pha ở mạng điện áp thấp (0,4 kV)………………………………………….69
C – Tính ngắn mạch 2 pha…………………………………………………………………………………….74
D – Tính ngắn mạch 1 pha…………………………………………………………………………………….74
5.2 : KIỂM TRA THIẾT BỊ…………………………………………………………………………………..77
5.2.1 – Kiểm tra thiết bị điện cao áp………………………………………………………………………77
5.2.2 – Kiểm tra thiết bị điện hạ áp………………………………………………………………………..83
CHƯƠNG V
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ.
5.1.ĐẶT VẤN ĐỀ……………………………………………………………………………………………….89
5.2.LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG
CHUNG……………………………………………………………………………………………………………..89
5.3.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG………………………………………………………….90
CHƯƠNG VI
NÂNG CAO HỆ SỐ BÙ CỦA TOÀN NHÀ MÁY.
6.1.ĐẶT VẤN ĐỀ……………………………………………………………………………………………….94
6.2.XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ…………………………………………………………………….95
6.2.1.Xác định dung lượng bù………………………………………………………………………………..95
6.2.2. Ph©n phèi dung lîng bï cho c¸c tr¹m biÕn ¸p ph©n xëng……………………………..95
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………………………..96
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 4 –
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Khoa: Điện Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
I. Tên đề tài:Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp
II.Các số liệu kỹ thuật
1.Phụ tải điện của nhà máy.
2.Phụ tải điện của phân xưởng cơ khí.
3.Điện áp nguồn : tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn
đến nhà máy.
4.Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực : 250 MVA.
5.Đường dây cung cấp điện cho nhà máy : Dùng dây nhôm lõi thép (AC) đặt treo
trên không.
6.Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy : 12km.
7.Công suất của nguồn điện : vô cùng lớn.
8.Nhà máy làm việc : 3 ca, Tmax=5000 giờ.
III.Nội dung thuyết minh và tính toán :
1.Phân tích yêu cầu CCĐ cho hộ phụ tải.
2.Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy.
3.Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng và cho toàn nhà máy.
4.Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện.
5.Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng cơ khí.
6.Tính toán bù công suất phản kháng cho Hệ thống cung cấp điện của nhà máy.
IV. Bản vẽ thiết kế: ( A 3)
1.Sơ đồ mặt bằng và đi dây phân xưởng.
2.Sơ đồ mặt bằng và đi dây nhà máy.
3.Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn nhà máy.
4.Sơ đồ nguyên lý CCĐ phân xưởng.
V. Kế hoạch thực hiện :
Ngày nhận đề tài:………………………………….
Ngày nộp đồ án :………………………………….
Hướng dẫn đề tài
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 5 –
Nhiệt luyện
Đúc gang
Có khí
Cơ điện
Khu nhà
hành
chính
Cán thép
Cắt gọt
Đúc thép
Gò hàn
Lắp ráp
Kho thành
Mộc mẫu
Kim loại
phẩm
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 6 –
1
9
1
8
6
1
7
6
11
5
1
6
1
3
1
3
1
4
9
9
10
1
0
4
1
8
4
7
5
8
3
2
2
1
2
1
3
12
14
1
5
1
3
1
2
1
2
1
1
1
5
V
a
n
p
h
ò
n
g
K
h
o
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 7 –
Bảng 1
Số liệu phụ tải phân xưởng cơ khí
STT Tên thiết bị
Công suất (kW -kVA)
Cos
Ksd
1
Máy khoan
5,5
0,7
0,22
2
Máy doa
18
0,8
0,18
3
Máy tiện
15
0,6
0,15
4
Máy bào
8,5
0,7
0,16
5
Máy phay
7,5
0,6
0,2
6
Máy mài tròn
13
0,7
0,25
7
Máy chuốt
7
0,6
0,23
8
Máy nén
6
0,7
0,22
9
Máy tiện
12
0,6
0,16
10
Máy cưa thép
4
0,8
0,16
11
Máy bào
10
0,6
0,18
12
Tủ sấy 3 pha
25
0,7
0,25
13
Tủ sấy 1 pha
18
0,6
0,24
14
Máy hàn (380/60V)
25 kVA (
35
đm
%)
0,8
0,16
15
Máy tiện
9
0,7
0,24
16
Máy bào
16
0,6
0,22
17
Máy phay
9
0,8
0,18
18
Cần trục
36 kVA (
40
đm
%)
0,7
0,16
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 8 –
Bảng 2
Số liệu tính toán các phân xưởng trong nhà máy
STT
Tên phân
Xưởng
Diện tích
Ptt(kW)
Qtt(kVA)
Loại hộ
Phụ tải
1
Cơ điện
1200
250
220
2
2
Nhiệt luyện
2100
270
250
1
3
Cơ khí
3020
1
4
Cắt gọt kim
loại
425
250
240
2
5
Đúc thép
2525
400
350
1
6
Đúc gang
3030
370
320
1
7
Mộc mẫu
440
185
150
2
8
Lắp ráp
580
220
200
2
9
Gò hàn
620
320
300
2
10
Cán thép
1822
300
270
1
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 9 –
LỜI MỞ ĐẦU
Trong sự nghiệp Công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước thì công nghiệp
điện năng giữ một vai trò hết sức quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng lượng
được sử dụng rộng rãi nhất trong nền kinh tế quốc dân.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế thì nhu cầu điện năng sử dụng
trong tất cả các ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ đều tăng lên không
ngừng. Do điện năng không phải là nguồn năng lượng vô hạn nên để các công trình
điện sử dụng điện năng một cách có hiệu quả nhất (cả về độ tin cậy cấp điện và
kinh tế) thì ta phải thiết kế cung cấp điện cho cho các công trình này.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện là một việc làm rất khó. Một công trình
điện dù nhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ nhiều chuyên ngành hẹp (cung
cấp điện, thiết bị điện, kỹ thuật cao áp, an toàn…). Ngoài ra người thiết kế còn phải
có sự hiểu biết nhất định về xã hội, môi trường, về các đối tượng cấp điện, về tiếp
thị. Công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí đất đai, nguyên vật liệu, làm ứ
đọng vốn, đầu tư. Công trình thiết kế sai sẽ gây nên nhưng hậu quả nghiêm trọng
(gây sự cố mất điện-thiệt hại cho sản xuất, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng
và tài sản của nhân dân).
Trong chương trình đào tạo dành cho sinh viên khoa Điện thì môn học Hệ
thống cung cấp điện là một môn học quan trọng. Việc làm đồ án môn học này sẽ
giúp sinh viên hiểu rõ hơn về môn học, hơn thế nữa nó chính là bước tập dượt ban
đầu trong công việc của sinh viên sau này.
Đề tài thiết kế môn học của em là: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí
nghiệp công nghiệp. Trong quá trình thực hiện đồ án này em đã được sự chỉ bảo
tận tình của thầy giáo Võ Tiến Dũng.
Mặc dù em đã rất cố gắng để làm được đồ án một cách tốt nhất nhưng chắc
chắn rằng nó còn chứa đựng rất nhiều thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của
các thầy cô để có thể nhận thức đúng đắn nhất về từng vấn đề.
Em xin chân thành cảm ơn
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 10 –
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU
CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI
1.1 – VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ.
Trong công nghiệp ngày nay ngành cơ khí là một ngành công nghiệp then
chốt của nền kinh tế quốc dân tạo ra các sản phẩm cung cấp cho các nhành công
nghiệp khác cũng như nhiều lĩnh vực trong kinh tế và sinh hoạt. Đáp ứng nhu cầu
của sự phát triển kinh tế, các nhà máy cơ khí chiếm một số lượng lớn và phân bố
rộng khắp cả nước.
Nhà máy đang xem xét đến là nhà máy cơ khí chuyên sản xuất các thiết bị
cung cấp cho các nhà máy công nghiệp. Nhà máy có 12 hộ phụ tải, quy mô với 12
phân xưởng sản xuất và các nhà điều hành.
Bảng 1 -1: Bảng phân bố công suất của nhà máy cơ khí
Stt
Tên phân xưởng
Ptt
(kW)
Qtt
(Kvar)
Loại hộ
1
Cơ điện
250
220
2
2
Nhiệt luyện
270
250
1
3
Cơ khí
1
4
Cắt gọt kim loại
250
240
2
5
Đúc thép
400
350
1
6
Đúc gang
370
320
1
7
Mộc mẫu
185
150
2
8
Lắp ráp
220
200
2
9
Gò hàn
320
300
2
10
Cán thép
300
270
1
11
Kho
35,5
35,5
2
12
Nhà hành chính
35,5
35,5
2
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 11 –
Do tầm quan trọng của tiến trình CNH – HĐH đất nước đòi hỏi phải có
nhiều thiết bị, máy móc. Vì thế nhà máy có tầm quan trọng rất lớn. Là một nhà
máy sản xuất các thiết bị công nghiệp vì vậy phụ tải của nhà máy đều làm việc
theo dây chuyền, có tính chất tự động hóa cao. Phụ tải của nhà máy chủ yếu là phụ
tải loại 1 và loại 2 ( tùy theo vai trò quy trình công nghệ).
Nhà máy cần đảm bảo được cấp điện liên tục vần toàn. Do đó nguồn điện
cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thống điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung
gian.
1.1.1 – Phân xưởng cơ điện.
Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị máy móc cơ điện của nhà
máy. Phân xưởng này cũng trang bị nhiều máy móc vạn năng có độ chính xác cao
nhằm đáp ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp của nhà máy. Mất điện sẽ gây lãng phí
lao động, ta xếp phân xưởng này vào hộ tiêu thụ loại 2.
1.1.2 – Phân xưởng cơ khí.
Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm cơ khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ
thuật. Quá trình thực hiện trên máy cắt gọt kim loại khá hiện đại với dây chuyền tự
động cao. Nếu điện không ổn định, hoặc mất điện sẽ làm hỏng các chi tiết đang
gia công gây lãng phí lao động. Phân xưởng này ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.
1.1.3 – Phân xưởng đúc thép, đúc gang.
Đây là hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao nhất. Nếu
ngừng cấp điện thì các sản phẩm đang nấu trong lò sẽ trở thành phế phẩm gây ảnh
hưởng lớn về mặt kinh tế. Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.
1.1.4 – Phân xưởng lắp ráp.
Phân xưởng thực hiện khâu cuối cùng của việc chế tạo thiết bị, đó là đồng
bộ hóa các chi tiết máy. Máy móc có đảm bảo chính xác về mặt kỹ thuật, hoàn
chỉnh cũng như an toàn về mặt khi vận hành hay không là phụ thuộc vào mức độ
liên tục cung cấp điện. Xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.
1.1.5 – Phân xưởng gò hàn.
Phân xưởng được trang bị các máy móc và lò rèn để chế tạo ra phôi và các
chi tiết khác đảm bảo độ bền và cứng.. xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.
1.1.6 – Phân xưởng mộc mẩu.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 12 –
Có nhiệm vụ tạo ra các loại khuôn mẫu, các chi tiết chủ yếu phục vụ cho
sản xuất. Do chức năng như vậy nên phân xưởng này xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.
1.2 – MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN.
Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành
các dạng năng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, cơ năng…), 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 nói chung không tích trữ được, trừ một vài trường
hợp cá biệt và công suất như như pin, ắc quy, vì vậy giữa sản xuất và tiêu thụ điện
năng phải luôn luôn đảm bảo cân bằng.
Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ. Đặc điểm của quá
trình này xẩy ra rất nhanh. Vì vậy đễ đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấp điện
an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng bộ
như điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tự động hóa vv…
Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện
quan trọng để phát triển các khu đô thị, 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 thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn
dự kiến cho sự phát triển trong tương lai 5 năm 10 năm hoặc có khi lâu hơn nữa.
Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:
1.2.1 – Độ tin cậy cung cấp điện.
Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào. Trong điều
kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao
càng tốt.
Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí thì việc
ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh
tế do đó ta xếp nhà máy cơ khí vào hộ phụ tải loại 2.
1.2.2 – Chất lượng điện.
Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điến áp. Chỉ tiêu tần
số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn mới
phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp phần ổn định
tần số của hệ thống lưới điện.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 13 –
Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chất
lượng điện áp cho khách hàng. Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho
phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức. Đối với phụ tải có yêu cầu cao
về chất lượng điện áp như các máy móc thiết bị điện tử, cơ khí có độ chính xác
vv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%.
1.2.3 – An toàn điện.
Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết
bị. Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp điện
hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phải được chọn
đúng loại đúng công suất. Công tác xây dựng lắp đặt phải được tiến hành đúng,
chính xác cẩn thận. Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai trò hết
sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành những quy định về an toàn
sử dụng điện.
1.2.4 – Kinh tế.
Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được
xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá
qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn đầu
tư. Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh giữa các
phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp, phương án cung cấp điện
tối ưu.
Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép các
yêu cầu trên vào nhau để tiết kiệm được thời gian và chi phí trong quá trình thiết
kế.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 14 –
Bảng 1- 2 : Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí
STT Tên thiết bị
Công suất (kW –
kVA)
Cos
Ksd
1
Máy khoan
5,5
0,7
0,22
2
Máy doa
18
0,8
0,18
3
Máy tiện
15
0,6
0,15
4
Máy bào
8,5
0,7
0,16
5
Máy phay
7,5
0,6
0,2
6
Máy mài tròn
13
0,7
0,25
7
Máy chuốt
7
0,6
0,23
8
Máy nén
6
0,7
0,22
9
Máy tiện
12
0,6
0,16
10
Máy cưa thép
4
0,8
0,16
11
Máy bào
10
0,6
0,18
12
Tủ sấy 3 pha
25
0,7
0,25
13
Tủ sấy 1 pha
18
0,6
0,24
14
Máy hàn
(380/60V)
25 kVA (
35
đm
%) 0,8
0,16
15
Máy tiện
9
0,7
0,24
16
Máy bào
16
0,6
0,22
17
Máy phay
9
0,8
0,18
18
Cần trục
36 kVA (
40
đm
%) 0,7
0,16
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 15 –
CHƯƠNG II
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TOÀN
NHÀ MÁY
2.1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ.
2.1.1: Phân nhóm phụ tải.
– 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 chồng chéo và giảm chiều dài
dây dẫn hạ áp.
+ Công suất các nhóm cũng nên không quá chênh lệch nhóm nhằm giảm
chủng loại tủ động lực.
– Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân
xưởng ta chia ra làm 4 nhóm thiết bị phụ tải như sau :
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 16 –
Bảng 2 -1: Phân nhóm các thiết bị trong Phân xưởng cơ khí .
TT Tên thiết bị
Ký hiệu
Số lượng
Công suất Pdm(kW)
cos
Ksd
Nhóm 1
1
Máy bào
4
2
8,5
0,7
0,16
2
Máy phay
5
1
7,5
0,6
0,2
3
Máy chuốt
7
1
7
0,6
0,23
4
Máy nén
8
1
6
0,7
0,22
5
Máy tiện
9
2
12
0,6
0,16
6
Máy cưa thép
10
2
4
0,8
0,16
7
Cần trục
18
1
36kVA
(
40
đm
%)
0,7
0,16
Tổng nhóm 1
n = 10
Nhóm 2
8
Tủ sấy 1 pha
13
2
18
0,6
0,24
9
Máy hàn
14
2
25kVA (
35
đm
%)
0,8
0,16
10
Máy tiện
15
2
9
0,7
0,24
Tổng nhóm 2
n = 6
Nhóm 3
11
Máy khoan
1
3
5,5
0,7
0,22
12
Máy doa
2
1
18
0,8
0,18
13
Máy tiện
3
2
15
0,6
0,15
14
Tủ sấy 3 pha
12
2
25
0,7
0,25
Tổng nhóm 3
n = 8
Nhóm 4
15
Máy doa
2
2
18
0,8
0,18
16
Máy tiện
3
1
15
0,6
0,15
17
Máy phay
5
1
7,5
0,6
0,20
18
Máy mài tròn
6
2
13
0,7
0,25
19
Máy bào
11
2
10
0,6
0,18
20
Tủ sấy 3 pha
12
1
25
0,7
0,25
21
Máy bào
16
1
16
0,6
0,22
22
Máy phay
17
1
9
0,8
0,18
23
Cần trục
18
1
36kVA
(
40
đm
%)
0,7
0,16
Tổng nhóm 4
n = 12
0,7
0,16
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 17 –
2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán.
Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về các phương pháp xác định phụ tải tính
toán, nhưng các phương pháp được dùng chủ yếu là:
a – Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu
cầu :
Một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm
n
i
đm
nc
tt
P
k
P
1
.
tag
P
Q
tt
tt
.
cos
2
2
tt
tt
tt
tt
P
Q
P
S
Khi đó :
n
i
đmi
nc
tt
P
k
P
1
.
.
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.
– Knc : hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra trong sổ tay tra
cứu.
Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện. Nhược điểm của
phương pháp này là kém chính xác. Bởi hệ số nhu cầu tra 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.
b – Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn
vị diện tích sản xuất :
Công thức tính :
tt
o
P = p *F
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 18 –
Trong đó :
po : suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất ( W/m2 ). Giá trị po đươc tra
trong các sổ tay.
F : diện tích sản xuất ( m2 ).
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đều
trên diện tích sản xuất, nên nó được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế
chiếu sáng.
c. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho
một đơn vị thành phần :
Công thức tính toán :
max
0
.
T
W
M
P
tt
Trong đó :
M : Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm.
Wo : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh ).
Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( giờ ).
Phương pháp này được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ
tải ít biến đổi như : quạt gió, máy nén khí, bình điện phân… Khi đó phụ tải tính
toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính toán tương đối chính xác.
d. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ
số cực đại.
Công thức tính :
n
tt
max
sd
dmi
i=1
P = K
.K .
P
Trong đó :
n : Số thiết bị điện trong nhóm.
Pđmi : Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm.
Kmax : Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ.
Kmax = f ( nhq, Ksd ).
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 19 –
nhq : số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công
suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm
phụ tải thực tế.( Gồm có các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau ).
Công thức để tính nhq như sau :
2
n
dmi
i=1
hq
n
2
dmi
i=1
P
n
=
P
Trong đó :
Pđm : công suất định mức của thiết bị thứ i.
n : số thiết bị có trong nhóm.
Khi n lớn thì việc xác định nhq theo phương pháp trên khá phức tạp do đó
có thể xác định nhq một cách gần đúng theo cách sau :
Khi thoả mãn điều kiện :
dm max
dm min
P
m
3
P
và Ksd ≥ 0,4 thì lấy nhq = n.
Trong đó Pđm min, Pđm max là công suất định mức bé nhất và lớn nhất của các
thiết bị trong nhóm.
Khi m > 3 và Ksd ≥ 0,2 thì nhq có thể xác định theo công thức sau :
2
n
dmi
i=1
hq
dmmax
2
P
n
=
P
Khi m > 3 và Ksd < 0,2 thì nhq được xác định theo trình tự như sau :
Tính n1 - số thiết bị có công suất ≥ 0,5Pđm max.
Tính P1- tổng công suất của n1 thiết bị kể trên :
1
l
dmi
i=1
n
P =
P
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
- 20 -
Tính
n
n
n
1
*
;
P
P
P
1
*
P : tổng công suất của các thiết bị trong nhóm :
n
dmi
i=1
P =
P
Dựa vào n*, P* tra bảng xác định được nhq* = f (n*,P* )
Tính nhq = nhq*.n
Cần chú ý là nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ
ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn khi tính nhq theo công thức :
%
đm
tt
P
P
% : hệ số đóng điện tương đối phần trăm .
Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha.
Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha :
Pqd = 3.Pđmfa max
Thiết bị một pha đấu vào điện áp dây :
Pqd = 3 .Pđm
Chú ý : Khi số thiết bị hiệu quả bé hơn 4 thì có thể dùng phương pháp đơn
giản sau để xác định phụ tải tính toán :
Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn có thể
lấy bằng công suất danh định của nhóm thiết bị đó :
n
tt
dmi
i=1
P =
P
n : số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm.
Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 nhưng số thiết bị tiêu
thụ hiệu quả nhỏ hơn 4 thì có thể xác định phụ tải tính toán theo công thức :
n
tt
ti
dmi
i=1
P =
K .P
Trong đó : Kt là hệ số tải . Nếu không biết chính xác có thể lấy như sau :
Kt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn .
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
- 21 -
Kt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
e. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ
số hình dáng
Công thức tính : Ptt = Khd.Ptb
Qtt = Ptt.tgφ
Stt =
2
2
tt
tt
P + Q
Trong đó Khd : hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay.
T
dt
0
tb
P
A
P =
=
T
T
Ptb : công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát.
A : điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T.
f. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ
lệch trung bình bình phương.
Công thức tính : Ptt = Ptb ± β.δ.
Trong đó : β : hệ số tán xạ.
δ : độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.
Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết
bị của phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy. Tuy nhiên phương pháp này ít được
dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà
chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành.
g. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị.
Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện
khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm
làm việc bình thường và được tính theo công thức sau :
Iđn = Ikđ max + Itt – Ksd.Iđm max
Trong đó :
Ikđ max - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong
nhóm.
Itt - dòng tính toán của nhóm máy .
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
- 22 -
Iđm max - dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
Ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.
2.1.3 Tính toán phụ tải từng nhóm.
Tính toán cho nhóm 3 :
Bảng 2-1: Bảng tính toán cho nhóm III P.X cơ khí
TT Tên thiết bị
Ký hiệu Số lượng
Công suất
Pdm(kW)
cos
Ksd Iđm (A)
1
Máy khoan
1
3
16,5
0,7
0,22 11,9
2
Máy doa
2
1
18
0,8
0,18 34,2
3
Máy tiện
3
2
30
0,6
0,15 37,9
4
Tủ sấy 3 pha
12
2
50
0,7
0,25 54,3
Tổng nhóm III
n = 8
114,5
0,69
0,24 138,3
Số thiết bị trong nhóm n = 8.
Số thiết bị làm việc hữu ích n1= 5. ta có n*=5/8 = 0,625.
Tổng công suất của nhóm P = 114,5 kW.
Công suất của các thiết bị hữu ích P1 = 98 kW suy ra P*= 98/114.5=0,856
Tra bảng 3-1 sách CCĐ trang 36 ta được n*hq= 0,85.
Số thiết bị làm việc có hiệu quả nhq= 0,85 . 8= 6,8 lấy bằng 7.
Vì hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm là không giống nhau
nên ta phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức:
69
,
0
5
.
114
7
,
0
.
2
.
25
6
,
0
.
2
.
15
8
,
0
.
18
7
,
0
.
5
,
5
.
3
2
2
3
cos
.
2
cos
.
2
cos
.
cos
.
3
cos
4
3
2
1
4
4
3
3
2
2
1
1
P
P
P
P
P
P
P
P
TB
tag = 1,05.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
- 23 -
24
,
0
98
25
,
0
.
50
15
,
0
.
30
18
,
0
.
18
22
,
0
.
5
,
16
)
.
(
4
1
8
1
dmi
sdi
dmi
sdTB
P
K
P
K
Tra bảng 3-2 sách “ HTCCĐ tác giả - Nguyễn Công Hiền.Nguyễn Mạch
Hoạch trang 30 ”.
Ta được Kmax= 2
Phụ tải tính toán của nhóm 1 được xác định:
Ptt= Kmax.Ksd.P = 2.0,24.114.5 = 55 (kW).
Qtt=Ptt.tg = 55.1,05 = 57,7 (kW).
7
,
79
7
,
57
55
2
2
2
2
tt
tt
tt
Q
P
S
(kVA).
Suy ra dòng điện tính toán của nhóm 1 là:
121
38
,
0
.
3
7
,
79
.
3
đm
tt
tt
U
S
I
(A).
Dòng định mức của thiết bị
Cos
U
P
I
dmi
dmi
dmi
.
.
3
Suy ra ta chọn Iđmmax=54,3(A)
Đối với một nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng
điện mở máy lớn nhất trong nhóm mở máy, còn các máy khác làm việc bình
thường. Do đó công thức tính như sau:
Iđn = Imm(max) + (Itt - Ksd .Iđmmax ) =4.54,3 +( 121 – 0,24.54,3) = 325,2 (A).
Với Imm(max)= Kmm . Iđmmax
Truyền động chính cho các máy trong phân xưởng và ở nhóm 3 là với máy
hàn và lò hồ quang kmm > 3 nên ta có thể chọn Kmm = 4.Vì không có số liệu chính
xác nên ta có thể chọn bội số mở máy.
Tính toán tương tự với 3 nhóm còn lại ta có bảng tính toán các thông số
như sau:
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 24 –
Bảng 2-2: Bảng tính toán cho các nhóm máy P.X cơ khí.
Nhóm Pđmnh
cosTBnh
Ksdnh
kmaxnh
Pttnh
Qttnh
Sttnh
Itt
Iđn.n
1
85,5
0,66
0,26
1,9
42
48
63,8
97
296
2
77,6
0,68
0,22
2,05
35
37,7
51,4
78
341,5
3
114,5
0,69
0,24
2
55
57,7
79,7
121
325,2
4
170,5
0,7
0,26
1,75
77,6
79
110,7 168,2 339,5
Riêng trong Nhóm 1, nhóm 2, nhóm 4 của phân xưởng có các thiết bị làm
việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại với hệ số tiếp điểm
dm
.Nên trước hết ta cần quy
đổi các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại về chế độ làm việc dài hạn theo
biểu thức.
dm
dm
n
Cos
S
P
.
.
Ta có :
Công suất của máy hàn pha 380/60V.
W)
(
8
,
11
35
,
0
.
8
,
0
.
25
.
.
k
Cos
S
P
dm
dm
n
Công suất của cầu trục.
W)
(
16
4
,
0
.
7
,
0
.
36
.
.
.
k
Cos
S
P
P
dm
dm
dm
dm
n
2.1.4 : Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí
Ta có :công suất chiếu sáng toàn phân xưởng :
Pcs=Po.F ta lấy Po=15 W/m2
..Chọn theo bảng 2-5 PL2.Trang-623
sách CCĐ
Pcs= 15.3020 = 453000(W) = 45,3 (kW).
Diện tích phân xưởng cơ khí là F = 3020 (
)
2
m
)
(
8
,
68
38
,
0
.
3
3
,
45
.
3
A
U
P
I
đm
cs
cs
2.1.5 – Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí.
Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức sau :
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
– 25 –
2
4
1
2
4
1
.
ttnhi
ttCS
ttnhi
dt
ttpxCK
Q
P
P
K
S
Với Kđt là hệ số đang xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm máy
trong phân xưởng và Kđt = 0,85 ÷ 1
2
,
338
6
,
305
3
,
45
6
,
209
.
85
,
0
.
2
2
2
4
1
2
4
1
ttnhi
ttCS
ttnhi
dt
ttpxCK
Q
P
P
K
S
kvA
Ta có cosTB của phân xưởng là :
68
,
0
5
,
170
5
,
114
6
,
77
5
,
85
7
,
0
.
5
,
170
69
,
0
.
5
,
114
68
,
0
.
6
,
77
66
,
0
.
5
,
85
)
.
(
4
1
4
1
dmi
sdi
dmi
TB
P
Cos
P
Cos
PttpxCK = SttpxCK .cosTB = 338,2.0,68 = 230 (kW).
248
230
2
,
338
2
2
2
2
ttpxCK
ttpxCK
ttpxCK
P
S
Q
(kVAr).
Dòng điện tính toán của toàn phân xưởng:
8
,
513
38
,
0
.
3
2
,
338
.
3
đm
ttpxCK
ttPX
U
S
I
(A).
2.1.6 – Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng.
2.1.6.1 – Phụ tải phân xưởng cơ điện.
Ta có :
Ptt = 250 (kW)
Qtt = 220 (Kvar)
Ta có :công suất chiếu sáng toàn phân xưởng cơ điện:
Pcs=Po.F ta lấy
Pcs= 14.1120 = 15680(W) = 15,68 (kW).
Diện tích phân xưởng cơ điện là : F = 1120 (
)
2
m
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
