Đồ án tốt nghiệp - Đề tài: "Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí và toàn bộ nhà máy cơ khí 92 " - PHẦN I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN ppt

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, ngành
điện khí hoá xí nghiệp cũng phát triển mạnh mẽ cả về chiều rộng và chiều
sâu. Nó ngày càng hoàn thiện và hiện đại hoá. Đồng thời nó cũng không
ngừng thâm nhập vào các ngành kinh tế quốc dân như: Luyện kim, Cơ khí,
Hoá chất, Khai thác mỏ, Giao thông vận tải
Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu dùng điện ngay càng cao, do
vậy một nhiệm vụ quan trọng hàng đầu luôn được đặt ra đói với người thiết
kế phải biết vận dụng những kiến thức đã được học vào thực tế một cách
sáng tạo và khoa học, sao cho hệ thống điện được thiết kế đảm bảo các yêu
cầu về kinh và kỹ thuật.
Là một sinh viên ngành điện khí hoá xí nghiệp, sau khi kết thúc học
tập em được giao đề tài tốt nghiệp là:
“ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí và toàn bộ nhà
máy cơ khí 92 “
Trong thời gian làm đồ án, được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo
hướng dẫn PTS Phạm Duy Tân và sự chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ
môn năng lượng điện trường ĐHKT Công Nghiệp cùng với sự giúp đỡ của
bạn bè đồng nghiệp. Đến nay bản Đồ án của em đã hoàn thành với đầy đủ
các nội dung yêu cầu.
Với khả năng có hạn, bản đồ án của em chắc sẽ không tránh khỏi
những thiếu sót. Em rất mong có được sự chỉ bảo của các thày cô giáo.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, Ngày 26 tháng 10 năm 1998.
Người thiết kế
Sinh viên: Nguyễn Đức Thọ.
MỤC LỤC
Trang
Phần I : Xác định phụ tải tính toán
Phần II : Thiết kế mạng điện phân xưởng
Phần III : Thiết kế mạng điện nhà máy

Phần IV : Tính ngắn mạch và kiểm tra thiết bị
Phần V : Thiết kế hệ thống đo lường và bảo vệ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.GTCCĐT1: Giáo trình cung cấp điện tập 1.
2.GTCCĐT2: Giáo trình cung cấp điện tập 2.
3.GTCCĐT3: Giáo trình cung cấp điện tập 3.
Biên soạn : Nguyễn Quân Nhu
Phạm Duy Tân (Chủ biên)
4.TKCCĐ:
Giáo trình hướng dẫn thiết kế cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp.
Biên soạn : Phan Đăng Khải
5.Thiết kế cấp điện (Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm)
6.Sổ tay vật liệu kỹ thuật điện.
7.Giáo trình mạng điện (PTS - Phạm Duy Tân)
Trần Văn Thịnh
PHẦN I
XÁC ĐỊNH
PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
ĐẶT VẤN ĐỀ
Phụ tải điện là một hàm biến đổi theo thời gian vì có nhiều yêu tố ảnh
hưởng đến nó, nên phụ tải điện không bền theo một quy luật nhất định. Do
đó việc xác định chính xác phụ tải điện là một điều rất khó khăn nhưng
đồng thời là một việc rất quan trọng.
Phụ tải điện là một số liệu dùng làm căn cứ chọn các thiết bị điện
trong hệ thống cung cấp điện. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế
thì sẽ gây lãng phí thiết bị.
Do tính chất quan trọng như vậy, nên đã có nhiều người nghiên cứu
và đưa ra các phương pháp xác định phụ tải tính toán, xong chưa có phương
pháp nào hoàn thiện. Nếu thuận tiện cho việc tính toán, thì lại thiếu chính
xác. Ngược lại, nếu nâng cao được độ chính xác kể đến nhiều yếu tố ảnh

hưởng thì phương pháp tính lại quá phức tạp.
Trên thực tế, thường sử dụng 4 phương pháp sau để xác định phụ tải
tính toán:
1. Xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị diện
tích sản xuất.
2. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị
sản phẩm.
3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu
cầu.
4. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại K
max
và công suất trung bình
(theo số thiết bị dùng điện có hiệu quả).
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì nó kể đến nhiều
yêu tố ảnh hưởng như : số thiết bị trong nhóm và chế độ làm việc của thiết
bị. Do đó ta chọn phương pháp này để xác định phụ tải tính toán cho phân
xưởng cơ điện và toàn bộ nhà máy cơ khí CK92.
A. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ ĐIỆN
Phụ tải phân xưởng gồm 2 loại:
- Phụ tải động lực
- Phụ tải chiếu sáng
I. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐỘNG LỰC
1. Chia nhóm thiết bị
Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng
phân xưởng. Quyết định chia làm 4 nhóm phụ tải như trong bảng 1.
Bảng 1
Nhó
m
Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng P
đm

1 máy (Kw)
Cosϕ
K
sd
I Máy phay 3F 2 10 0,65 0,16
Máy tiện 4T 3 14 0,6 0,14
Máy khoan 2K 2 16 0,8 0,18
II Máy phay 3F 1 10 0,65 0,16
Máy tiện 4T 4 14 0,6 0,14
Máy mài 1M 1 12 0,7 0,2
III Máy khoan 2K 1 16 0,8 0,18
Máy tiện 4T 3 14 0,6 0,14
Máy bào B 2 7 0,7 0,18
IV Máy bào tròn BT 4 9 0,8 0,17
Máy bào VN BVN 1 7 0,7 0,16
Máy Doa D 1 8 0,65 0,15
2. Xác định phụ tải tính toán theo từng nhóm
Xác định phụ tải của nhóm 3:
Theo bảng 1 ta có n=5
P
dm max
2
=
16
2
= 8 (Kw)
Số thiết bị có trong nhóm có P
đm
>
P

dm max
2
: n
1
=5
n* =
n
n
1
=
5
5
= 1
Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm:
P = (3.4) + 16 + 12 = 70 (Kw).
Tổng công suất của n
1
thiết bị : P
1
= 70(Kw)
p* =
P
P
1
1
=
70
70
= 1
Từ n* và p*, tra bảng 2-2 (Trang 32 - CCĐT1) ta được

n*
hq
= f(n*,p*) = f(1,1) = 0,95
Số thiết bị dùng điện có hiệu quả :
n
hq
= n*
hq
.n = 0,95.5 = 4,75 > 4
Hệ số sử dụng trung bình của nhóm 3 là:
K
sdtb
=
P
dmi
k
sdi
P
dmi
.
1
5
1
5
∑
∑
=
12 0 2 16 0 18 314 0 14
70
. , . , . . ,+ +

=0,16
Từ n
hq
và k
sdtb
, tra bảng 2-1 (Trang 31- CCĐT1) ta được
k
max
= f(k
sdtb
,n
hq
) = f(0,16;4,75)
Lấy k
max
= 2,87
Công suất tính toán của nhóm 3:
P
TTnh3
= k
max
.k
sdtbnh3
.P
đmnh3

= 2,87.0,16.70 = 32,144(Kw)
Cosϕ
tbnh3
=

P
dmi i
P
dmi
.cos
1
5
1
5
∑
∑
ϕ

=
12 0 7 16 0 8 314 0 6
70
. , . , . . ,+ +
= 0,66
S
TTnh3
=
P
ttnh
tbnh
3
3
cosϕ
=
32 144
0 66

,
,
= 48,5 (KVA)
Q
TTnh3
=
S
ttnh
P
ttnh
2
3
2
3
−

=
( , ) ( , )48 5 32 144
2 2
−
= 36,3 (KVA)
I
TTnh3
=
S
ttnh
U
dm
3
3.

=
48 5
3 0 38
,
. ,
= 73,67 (A)
Tính tương tự cho 3 nhóm còn lại kết quả thu được ghi trong bảng 2.
Bảng 2
Nhóm
∑P
đm
(Kw)
Cosϕ
tb
k
sdtb
k
max
P
TTnh
(Kw)
Q
TTnh
(KVAR)
S
TTnh
(KVA)
I
TTnh
(A)

I
II
III
IV
62
98
70
65
0,62
0,67
0,66
0,75
0,15
0,15
0,16
0,17
2,87
2,48
2,87
2,31
26,7
37,7
32,14
25,32
34,12
41,72
36,3
22,38
43,32
56,32

48,5
33,79
65,8
85,43
73,67
51,34
II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ ĐIỆN
Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng phân xưởng và tỷ lệ trên sơ đồ ta xác định
phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất của phân xưởng:
P
cs
= P
0
. F (Kw)
Trong đó:
F: diện tích chiếu sáng đo trên mặt bằng nhà máy.
P
0
: Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất.
Tra bảng 2-7 (Trang 143 - CCĐT2) với phân xưởng cơ điện lấy
P
0
= 15 (w/m2)
Do vậy:
P
cs
= 15.2400 = 36000 (w) = 36 (Kw)
dm
U.3
cs

P
=
36
3 0 38. ,
= 54,7 (A)
III. PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ ĐIỆN
Áp dụng công thức:
S
ttpx
= k
đt
.
∑ ∑
++
4
1
4
1
2
)
ttnhi
Q(
2
)
cs
P
ttnhi
P(
Trong đó:
k

đt
: là hệ số đồng thời của thiết bị trong phân xưởng xét tới sự làm
việc đồng thời giữa các nhóm máy trong phân xưởng.
Vậy:
S
ttpx
= 0,8.
( , ) ( , )12186 36 134 52
2 2
+ +

= 165,92(KVA)
Dòng điện phụ tải của phân xưởng:
I
ttpx
=
dm
U.3
ttpx
S
=
165 92
3 0 38
,
. ,
= 252(A)
Hệ số công suất của phân xưởng:
Cosϕ
px
=

ttpx
S
ttpx
P
=
ttpx
S
)
cspx
P
4
1
ttnhi
P(
dt
k

+
∑

=
0 8 12186 36
165 92
, .( , )
,
+
= 0,76
B. PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY
Ngoài việc chiếu sáng trong các phân xưởng, ta còn phải tính toán
phụ tải chiếu sáng ngoài phân xưởng bao gồm: Chiếu sáng đường đi, bãi

trống, chiếu sáng cho các phòng ban và khu vực hành chính, nhà kho, nhà
ở
Việc xác định phụ tải này cũng dựa vào phương pháp suất chiếu sáng
trên một đơn vị diện tích.
P
ttcs
= P
0
.F
Với sơ đồ mặt bằng nhà máy ta tính được diện tích của các phân
xưởng ghi trong bảng 3.
Bảng 3
Stt Tên phân xưởng
F (m
2
)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

15
16
Nấu đúc kim loại
Rèn nguội
Tôi luyện
Lắp ráp
Kiểm nghiệm
Khuôn mẫu
Cơ khí
Cơ điện
Dụng cụ
Kho thành phẩm
Nhà hành chính
Nhà bảo vệ
Nhà khách
Nhà ăn ca
Nhà tập thể
Nhà máy
5872
2904
2728
2942
2760
2280
2280
2400
2280
3456
2944
648

648
720
420.5
151698
1. Chiếu sáng nhà kho
Tra bảng 2-7 (Trang 143 - CCĐT2) ta có suất phụ tải chiếu sáng cho nhà
kho là :
P
0
= 10 (w/m
2
)
Vậy P
ttcs kho
= P
0
.F = 10.3456 = 34560 (w) = 34,56 (Kw)
2. Chiếu sáng khu vực nhà hành chính
P
0
= 15 (w/m
2
)
P
cshc
= 15.2944 = 44160 (w) = 44,6 (Kw)
3. Chiếu sáng nhà bảo vệ
P
0
= 15 (w/m

2
)
P
ttcsbv
= 15.648 = 9720 (w) = 6,48 (Kw)
4. Chiếu sáng nhà khách
P
0
= 10 (w/m
2
)
P
ttcsnk
= 10.648 = 6480 (w) = 6,48 (Kw)
5. Chiếu sáng nhà ăn ca
P
0
= 10 (w/m
2
)
P
ttcsnhà ăn
= 10.720 = 7200 (w) = 7,2 (Kw)
6. Chiếu sáng khu nhà tập thể
P
0
=10 (w/m
2
)
P

ttcsno
= 10.420.5 = 21000 (w) = 21 (Kw)
7. Chiếu sáng đường đi - bãi trống
F
đđ - Bt
= F
NM
- (
∑
9
1
ttpxi
F
+ F
ttkho
+ F
tthc
+ F
ttBV
+ F
ttNK
+ F
ttNA
+ F
ttNO
)
= 151698 - 36962 = 114736 (m
2
)
Tra bảng 2-7 (Trang 143 - CCĐT2) được suất phụ tải chiếu sáng của đất đai

trống - đường đi.
Lấy P
0
= 0,22(w/m
2
)
Vậy : P
BT- ĐĐ
= 0,22.114736 = 25240(w) = 25,24(Kw)
* Phụ tải tính toán của toàn nhà máy
Ta có:
S
ttNM
= k
pt
.k
đt
.
∑ ∑
++
9
1
9
1
2
)
ttpxi
Q(
2
)

ttcs
P
ttpxi
P((
Trong đó:
k
pt
= 1,05 là hệ số phát triển của nhà máy.
K
đt
= 0,9 là hệ số đồng thời của các phân xưởng.
∑
9
1
ttpxi
P
= 600 + 90 + 320 + 142,65 + 15 + 20 + 120 + 60 + 157,86
=1525,5 (Kw)
P
ttcs
= 34,56 + 44,16 + 9,72 + 6,48 + 7,2 + 21 + 24,24
= 123,12 (Kw)
∑
9
1
ttpxi
Q
= 450 + 70 + 250 + 126,5 + 8 + 12 + 100 + 40 + 134,52
= 1191 (KVar)
S

ttNM
= 1,05.0,9.
( , , ) ( )1525 5 12312
2
1191
2
+ +
= 1922 (KVA)
Với:
P
ttNM
= 1,05.0,9.1648,63 = 1558(Kw)
Q
ttNM
= 1,05.0,9.1191 = 1125,5(KVar)
* Hệ số công suất của nhà máy:
Cosϕ
NM
=
ttNM
S
ttNM
P
=
1558
1922
= 0,81