ĐỒ ÁN 2. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN II: CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT NHÀ MÁY CHẾ TẠO MÁY KÉO
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.72 MB, 89 trang )
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
**********
ĐỒ ÁN II
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN II: CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT NHÀ MÁY CHẾ
TẠO MÁY KÉO
Sinh viên thực hiện:
Phan Hoàng Vũ
MSSV:
:
20200676
Lớp :
:
Kỹ thuật điện 05-K65
Học phần:
:
EE4052
HÀ NỘI, 9/2023
0
LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................................................................... 3
CHƯƠNG I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY .......................................................................................................... 9
1.1.
LOẠI NGÀNH NGHỀ, QUY MÔ VÀ NĂNG LỰC CỦA NHÀ MÁY. ....................................................................................... 9
1.1.
Loại ngành nghề. ..................................................................................................................................... 9
1.2.
Quy mô, năng lực của nhà máy. .............................................................................................................. 9
1.2.
GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TOÀN NHÀ MÁY. ....................................................................................................... 9
1.3.
NHỮNG YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY. ................................................................................... 9
1.3.1. Độ tin cậy cung cấp điện.......................................................................................................................... 9
1.3.2. Chất lượng điện áp. ............................................................................................................................... 10
1.3.3. An toàn cung cấp điện. .......................................................................................................................... 10
1.3.4. Kinh tế ................................................................................................................................................... 10
CHƯƠNG II.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN ......................................................................................................... 11
2.1.
ĐẶT VẤN ĐỀ. ................................................................................................................................................. 11
2.2.
CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN. ............................................................................................... 11
2.2.1. Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax và cơng suất bình Ptb (cịn gọi là
phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq) ............................................................................................................... 11
2.2.2. Xác định phụ tải tính tốn theo suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm. .............................. 12
2.2.3. Xác định phụ tải tính tốn theo suất trang bị điện cho một đơn vị sản phẩm. .................................... 12
2.3.
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ. ......................................................................... 12
2.3.1. Trình tự xác định phụ tải tính tốn theo phương pháp Ptb và kmax. ....................................................... 12
2.4.
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA CÁC NHĨM PHỤ TẢI: ........................................................................................ 15
2.5.
TÍNH TỐN PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ. ..................................................................... 20
2.6.
PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA TỒN PHÂN XƯỞNG. ...................................................................................................... 20
2.7.
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG CÒN LẠI. ................................................................................ 21
2.7.1. Phân xưỏng đúc. .................................................................................................................................... 21
2.7.2.
Các phân xưởng cịn lại .................................................................................................................... 21
2.7.3. Phụ tải tính tốn của nhà máy. ................................................................................................................. 23
2.8.
XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI VÀ BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI. ........................................................................................................ 23
2.8.1. Biểu đồ phụ tải điện............................................................................................................................... 23
CHƯƠNG III. THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY ......................................................................................... 26
3.1
CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP NGUỒN ĐIỆN CẤP CHO MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY ................................................................... 26
3.2.
PHƯƠNG ÁN VỀ CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG. ................................................................................................ 26
3.3.
CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN TỪ TRẠM TRUNG TÂM TỚI CÁC TBAPX ................................................................................ 27
3.3.1. Phương án 1: Đặt 8 TBA. ....................................................................................................................... 27
3.3.2. Phương án 2: Đặt 9 TBA. ....................................................................................................................... 30
3.3.3 Xác định vị trí các trạm biến áp phân xưởng. ........................................................................................ 31
3.4.
PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG.......................................................................... 32
3.4.1. Các phương án cung cấp điện cho các TBA phân xưởng. ..................................................................... 32
3.4.2. Xác định vị trí đặt TBATG (của nhà máy) và trạm phân phối trung tâm. ............................................... 33
3.4.3. Lựa chọn các phương án nối dây của mạng cao áp............................................................................... 33
3.5.
TÍNH TỐN KINH TẾ KỸ THUẬT, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ. ............................................................................... 36
3.5.1. Lựa chọn thông số và xác định tổn thất điện năng của máy biến áp. ................................................... 36
3.5.2.
Chọn cáp............................................................................................................................................ 36
3.6.
TÍNH TỐN KĨ THUẬT CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN. ...................................................................................................... 37
3.6.1.
Phương án 1...................................................................................................................................... 37
3.6.2.
Phương án 2...................................................................................................................................... 43
3.6.3.
Phương án 3...................................................................................................................................... 46
3.6.4.
Phương án 4...................................................................................................................................... 49
3.7.
CHI PHÍ TÍNH TỐN ĐỒNG THỜI CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN ......................................................................................... 52
3.7.1.
Phương án 1:..................................................................................................................................... 52
3.7.2.
Phương án 2...................................................................................................................................... 54
3.7.3.
Phương án 3...................................................................................................................................... 56
3.7.4.
Phương án 4...................................................................................................................................... 58
3.8.
THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN : ................................................................................................. 60
1
3.8.1.
Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm .......................................... 60
3.9.
TÍNH TỐN LỰA CHỌN VÀ VẼ SƠ ĐỒ TPPTT VÀ CÁC TBAPX : .................................................................................. 60
3.9.1.
Tính tốn lựa chọn sơ đồ trạm PPTT ................................................................................................. 60
3.9.2.
Lựa chọn sơ đồ trạm biến áp phân xưởng. ....................................................................................... 61
3.10. TÍNH TỐN NGẮN MẠCH. ................................................................................................................................. 62
3.10.1.
Chọn điểm tính ngắn mạch : ............................................................................................................. 62
3.10.2.
Tính tốn các thơng số của sơ đồ : .................................................................................................... 62
3.10.3.
Tính dịng ngắn mạch :...................................................................................................................... 65
3.11. CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ .............................................................................................................................. 66
3.10.1.
Chọn và kiểm tra cáp 35 KV............................................................................................................... 66
3.10.2.
Chọn và kiểm tra thanh dẫn phía hạ áp TBAPX : ............................................................................... 67
3.10.3.
Chọn và kiểm tra máy cắt điện......................................................................................................... 67
3.10.4.
Chọn và kiểm tra dao cách ly :........................................................................................................... 68
3.10.5.
Chọn và kiểm tra cầu chì cao áp :...................................................................................................... 68
3.10.6.
Chọn và kiểm tra máy biến dòng điện : ............................................................................................. 69
3.10.7.
Chọn và kiểm tra máy biến điện áp : ................................................................................................. 69
3.4.1. Chọn và kiểm tra chống sét van :........................................................................................................... 70
3.4.2. Chọn và kiểm tra áptômát : ................................................................................................................... 70
CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ. ........................................... 73
4.1.
PHÂN TÍCH PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG SCCK.............................................................................................................. 73
4.2.
LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIÊN CHO PHÂN XƯỞNG : ........................................................................................... 73
4.3.
CHỌN VỊ TRÍ TỦ ĐỘNG LỰC VÀ TỦ PHÂN PHỐI :...................................................................................................... 74
4.3.1. Nguyên tắc chung: ................................................................................................................................. 74
4.3.2. Sơ đồ đi dây trên mặt bằng và phương thức lắp đặt các đường cáp : .................................................. 74
4.4.
LỰA CHỌN TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC. ......................................................................................................... 74
4.4.1. Nguyên tắc chung:................................................................................................................................. 74
4.4.2. Chọn tủ phân phối.................................................................................................................................. 75
4.4.3. Chọn tủ động lực.................................................................................................................................... 76
4.5.
CHỌN CÁP. .................................................................................................................................................... 78
4.5.1. Nguyên tắc chung.................................................................................................................................. 78
4.5.2. Chọn cáp từ trạm biến áp đến tủ phân phối . ........................................................................................ 79
4.5.3. Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực. ..................................................................................... 79
4.5.4. Lựa chọn cáp dẫn từ các tủ động lực tới từng động cơ: ........................................................................ 80
4.5.5. Tính ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí để kiểm tra cáp và áptômát. ................ 83
4.5.6.
Các thông số của sơ đồ thay thế : ..................................................................................................... 83
2
Lời mở đầu
Trong sự nghiệp xây dựng đất nước, công nghiệp điện năng giữ một vai trò quan
trọng, bởi điện năng là nguồn tài nguyên được dùng rộng rãi trong tất cả các ngành kinh tế
quốc dân và phục vụ nhu cầu sinh hoạt của con người.
Do đó, khi xây dựng một nhà máy, xí nghiệp, các khu chế xuất, các khu kinh tế hay
một thành phố mới điều đầu tiên ta cần nghĩ tới là xây dựng hệ thống cung cấp điện nhằm
đáp ứng nhu cầu sản xuất sản xuất, sinh hoạt của khu vực đó.
Đặc biệt, trong thời kỳ cơng nghiệp hóa-hiện đại hóa đất nước hiện nay ngành công
nghiệp của ta không ngừng phát triển và mở rộng với những nhà máy, xí nghiệp… có cơng
nghệ ngày càng phát triển. Gắn liền với nó là hệ thống cung cấp điện địi hỏi tính kỹ thuật
ngày càng cao cũng được thiết kế và xây dựng.
Là một sinh viên chuyên ngành hệ thống điệ, sau 3 năm học tại trường, em được
phân công nhiệm vụ thiết kế đồ án với đề tài
“Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo”
Quá trình thực hiện đồ án đã giúp em có những kiến thức cơ bản về cơng tác thiết
kế và vận hành hệ thống cung cấp điện. Đó là một hệ thống gồm các khâu sản xuát, truyền
tải và phân phối điện năng.
Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự tìm tịi và nỗ lực của bản thân, cùng sự
giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện, đặc biệt là sự giúp
đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn: TS. Lê Việt Tiến, em đã hoàn thành đồ án 2 thiết kế
của mình. Mặc dù đã rất cố gắng, xong do hạn chế về kiến thức và thiếu kinh nghiệm thực
tế, nên bản đồ án em không tránh khỏi những thiếu sót . Em kính mong nhận được những ý
kiến góp ý, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ để bản đồ án của em được hồn chỉnh hơn.
Qua đây em cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành của mình tới thầy giáo Lê Việt
Tiến cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện trường Đại học Bách Khoa Hà
Nội đã giúp đỡ em hoàn thành bản thiết kế này
Hà Nội, ngày 25 tháng 8 năm 2023
Sinh viên
Phan Hoàng Vũ
3
Sơ đồ mặt bằng nhà máy sản xuất máy kéo
TT
Phụ tải điện nhà máy sản xuất máy kéo
Tên phân xưởng
Công suất đặt (kW) Loại hộ tiêu thụ
1
Khu nhà phòng quảm lý và
xưởng thiết kế
200
III
2
Phân xưởng (PX) đúc
1500
I
3
PX gia công cơ khí
3600
I
4
PX cơ lắp ráp
3200
I
5
PX luyện kim mầu
1800
I
6
PX luyện kim đen
2500
I
7
PX sửa chữa cơ khí
Theo tính tốn
III
8
PX rèn dập
2100
I
9
PX nhiệt luyện
3500
I
10 Bộ phận nén khí
1700
III
11 Trạm bơm
800
I
12 Kho vật liệu
60
III
13 Chiếu sáng phân xưởng
Theo diện tích
4
Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa cơ khí
TT Tên phân xưởng
SL Nhãn máy Cơng suất(kW)
1 máy
Tồn bộ
BỘ PHẬN DỤNG CỤ
1
Máy tiện ren
4
IK625
10
40
2
Máy tiện ren
4
IK620
10
40
3
Máy doa toạ độ
1
2450
4.5
4.5
4
Máy doa ngang
1
2614
4.5
4.5
5
Máy phay vạn năng
2
6H82Ш
7
14
6
Máy phay ngang
1
6H84Ґ
4.5
4.5
7
Máy phay chép hình
1
6HПKП
5.62
5.62
8
Máy phay đứng
2
6H12
7
14
9
Máy phay chép hình
1
642
1
1
10 Máy phay chép hình
1
6461
0.6
0.6
11 Máy phay chép hình
1
64616
3
3
12 Máy bào ngang
2
7M36
7
14
13 Máy bào giường một trụ
1
MC38
10
10
14 Máy xọc
2
7M430
7
14
15 Máy khoan hướng tâm
1
2A55
4.5
4.5
16 Máy khoan đứng
1
2A125
4.5
4.5
17 Máy mài tròn
1
36151
7
7
18 Máy mài tròn vạn năng
1
312M
2.8
2.8
19 Máy mài phẳng có trục đứng 1
373
10
10
20 Máy mài phẳng có trục nằm
1
371M
2.8
2.8
21 Máy ép thuỷ lực
1
ΠO-53
4.5
4.5
22 Máy khoan bàn
1
HC-12A
0.65
0.65
23 Máy mài sắc
2
2.8
5.6
24 Máy ép tay kiểu vít
1
0
0
25 Bàn thợ nguội
10
0
0
26 Máy giũa
1
1
1
27 Máy mài sắc có dao cắt gọt
1
3A625
2.8
2.8
BỘ PHẬN SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ ĐIỆN
1
Máy tiện ren
4
IA62
7
28
5
2
Máy tiện ren
3
1616
4.5
13.5
3
Máy tiện ren
4
IE6EM
3.2
12.8
4
Máy tiện ren
2
ID63A
10
20
5
Máy khoan đứng
1
2A125
2.8
2.8
6
Máy khoan đứng
1
2A150
7
7
7
Máy phay vạn năng
1
6H81
4.5
4.5
8
Máy bào ngang
1
7A35
5.8
5.8
9
Máy mài tròn vạn năng
1
3130
2.8
2.8
10
Máy mài phẳng
1
-
4
4
11
Máy cưa
2
872A
2.8
5.6
12
Máy mài hai phía
2
-
2.8
5.6
13
Máy khoan bàn
6
HC-12A
0.65
3.9
14
Máy ép tay
1
P-4T
0
0
15
Bàn thợ nguội
8
-
0
0
6
Mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí
7
• Thời gian sử dụng công suất lớn nhất của phụ tải nhà máy: T max = 4500 h
• Điện áo nguồn: Udm = 22kV hoặc 35kV
•
•
•
•
Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực: 250MVA
Đường dây cung cấp điện cho nhà máy: Dùng dây nhôm lõi thép (AC) đặt treo trên không
Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: 10km
Công suất của nguồn điện: Vô cùng lớn
8
CHƯƠNG I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
1.1. Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của nhà máy.
1.1. Loại ngành nghề.
- Đây là nhà máy có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt
là trong nông nghiệp, nên nhà máy cần đảm bảo tin cậy cung cấp điện bằng
cách được cấp điện bằng đường dây lõi kép từ trạm trung gian về các phân
xưởng chính trong nhà máy, cũng cần đảm bảo cung liên tục cung cấp điện.
1.2. Quy mô, năng lực của nhà máy.
Đây là một nhà máy sản xuất máy kéo có quy mơ lớn, gồm 12 phân
xưởng với tổng công suất đạt gần 21000 kVA.
Cơng suất đặt
Loại hộ
Diện tích
TT
Tên phân xưởng
(kW)
tiêu thụ
(m2)
1
Khu nhà phịng quảm lý và
xưởng thiết kế
200
III
2187
2
Phân xưởng (PX) đúc
1500
I
3240
3
PX gia công cơ khí
3600
I
5143.5
4
PX cơ lắp ráp
3200
I
5001.75
5
PX luyện kim mầu
1800
I
4029.75
6
PX luyện kim đen
2500
I
3057.75
7
PX sửa chữa cơ khí
Theo tính tốn
III
1215
8
PX rèn dập
2100
I
3645
9
PX nhiệt luyện
3500
I
2227.5
10 Bộ phận nén khí
1700
III
2409.75
11 Trạm bơm
800
I
1012.5
12 Kho vật liệu
60
III
4374
1.2. Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy.
Phụ tải điện của tồn nhà máy có thể phân ra làm hai loại phụ tải:
- Phụ tải động lực
- Phụ tải chiếu sáng
Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng thường làm việc ở chế độ dài hạn, điện
áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/220 (V) ở tần số công nghiệp f=50(Hz).
1.3.
Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện của nhà máy.
1.3.1. Độ tin cậy cung cấp điện.
9
Độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào (loại 1, 2, hay
3). Trong điều kiện cho phép, người ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện
có độ tin cậy càng cao càng tốt.
1.3.2. Chất lượng điện áp.
Chất lượng điện được đánh giá bằng hai chỉ tiêu là tần số và điện áp. Chỉ
tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Chỉ có những hộ tiêu thụ
lớn (hàng chục MW trở lên) mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình
sao cho hợp lý để góp phần ổn định tần số của hệ thống điện.
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 những phụ tải có yêu cầu cao về chất
lượng điện áp như nhà máy hoá chất điện tử, cơ khí chính xác… điện áp chỉ
cho phép dao động trong khoảng 2,5%.
1.3.3. An toàn cung cấp điện.
Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và
thiết bị. Do đó, sơ đồ cung cấp điện phải hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh
nhầm lẫn trong vận hành và các thiết bị điện phải được chọn đúng chủng loại
và đúng công suất.
Công tác xây dựng, lắp đặt và việc vận hành quản lý hệ thống cung cấp điện
ảnh hưởng lớn đến độ an toàn cung cấp điện.
Do đó, người sử dụng phải tuyệt đối chấp hành nhưng quy định về an toàn sử
dụng điện.
1.3.4. 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 nêu trên được đảm bảo. Chỉ tiêu kinh tế
được đánh giá thông qua tổng vốn đầu tư, chi phí vận hành và thời gian thu hồi
vốn đầu tư.
Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính tốn và so sánh tỷ mỉ giữa
các phương án, từ đó mới có thể đưa ra được phương án thích hợp nhất.
10
CHƯƠNG II.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN
2.1. Đặt vấn đề.
Phụ tải tính tốn là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với
phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất. Nói cách khác, phụ tải
tính tốn cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ
tải thực tế gây ra.
2.2. Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn.
Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính tốn. Những phương
pháp đơn giản, tính tốn thuận tiện thì kết quả khơng thật chính xác. Ngược lại,
nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính phức tạp. Vì vậy, tuỳ
theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho
thích hợp.
Sau đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính tốn thưịng dùng nhất.
Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu.
Ptt = knc .Pd
Trong đó:
knc: Hệ số nhu cầu của thiết bị, tra trong sổ tay kỹ thuật.
Pđ : Công suất đặt của thiết bị hoặc của nhóm thiết bị, trong
thể xem gần đúng Pđ = Pđm (kW).
tính tốn có
Cơng suất trung bình của một hoặc nhóm thiết bị (kW)
: Độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình
: Hệ số tán xạ của
2.2.1. Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax và
cơng suất bình Ptb (cịn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq)
Ptt = kmax.Ptb = kmax.ksd.Pdđ
Trong đó:
Ptb : Cơng suất trung bình của một hoặc nhóm thiết bị (kW)
Pdđ : Cơng suất danh định của một hoặc nhóm thiết bị (kW
ksd : Hệ số sử dụng của một hoặc một nhóm thiết bị
kmax : Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ:
kmax = f(nhq, ksd)
nhq : Số thiết bị dùng điện hiệu quả
Ptb :
11
2.2.2. Xác định phụ tải tính tốn theo suất chi phí điện năng cho một đơn
vị sản phẩm.
Ptt = a 0 .M
Tmax
Trong đó:
Suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm
(kWh/đvsp).
M : Số sản phẩm sản xuất ra trong năm
Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h).
2.2.3. Xác định phụ tải tính tốn theo suất trang bị điện cho một đơn vị
sản phẩm.
Ptt = p0.S
Trong đó:
p0 : Suất trang bị điện cho một đơn vị diện tích [W/m2]
S : Diện tích đặt thiết bị (m2)
.
2.3. Xác định phụ tải tính tốn của phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng số 5 trong sơ đồ mặt bằng
nhà máy, có diện tích bố trí thiết bị là 1500m 2 . Trong đó có 72 thiết bị, cơng
suất của các thiết bị rất khác nhau: công suất lớn nhất là 24,6 kW, công suất
nhỏ nhất là 0,65 kW. Phần lớn các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, chỉ có
máy biến áp hàn có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại. Những đặc điểm này
cần được quan tâm khi phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính toán và lựa
chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng.
a0 :
2.3.1. Trình tự xác định phụ tải tính tốn theo phương pháp Ptb và kmax.
Phân nhóm phụ tải.
Trong mỗi phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ
làm việc rất khác nhau. Muốn xác định phụ tải tính tốn được chính xác cần
phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo các
nguyên tắc sau:
+
Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều
dài đường dây hạ áp và nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầy tư và tổn thất
trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng.
+
Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống
nhau để việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi hơn cho việc lựa
chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm.
+ Tổng cơng suất của các thiết bị trong nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm
chủng loại tủ động lực cần dùng cho phân xưởng và toàn nhà máy. Số thiết bị
trong một nhóm khơng nên q nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường
nhỏ hơn 12.
12
Tuy nhiên thường thì khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên,
do vậy người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất.
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào
vị trí, cơng suất của thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các
thiết bị trong phân xưởng sửa chữa cơ khí thành 5 nhóm. Kết quả phân nhóm
phụ tải điện được trình bày trong bảng 2.1
Bảng 2.1: Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện
Cơng suất(kW)
Tên nhóm và tên
Ký hiệu trên
TT
Số lượng
thiết bị
mặt bằng
1 máy Tồn bộ
1
Nhóm I
Máy tiện ren
1
1
7
7
2
Máy tiện ren
2
1
4,5
4,5
3
Máy tiện ren
3
1
3,2
3,2
4
Máy tiện ren
4
1
10
10
5
Máy khoan đứng
5
1
2,8
2,8
6
Máy khoan đứng
6
1
7
7
7
Máy cưa
11
1
2,8
2,8
8
Máy mài hai phía
12
1
2,8
2,8
9
Máy khoan bàn
13
6
0,65
3,9
Cộng theo nhóm 1
14
44
Nhóm II
10
Máy tiện ren
1
3
7
21
11
Máy tiện ren
2
1
4,5
4,5
12
Máy tiện ren
3
2
3,2
6,4
13
Máy tiện ren
4
1
10
10
14
Máy phay vạn năng
7
1
4,5
4,5
15
Máy bào ngang
8
1
5,8
5,8
16
Máy mài tròn vạn năng
9
1
2,8
2,8
17
Máy mài phẳng
10
1
4
4
18
Máy cưa
11
1
2,8
2,8
19
Máy mài hai phía
12
1
2,8
2,8
Cộng theo nhóm 2
13
64,6
Nhóm 3
20
Máy tiện ren
1
13
4
10
40
21
Máy doa toạ độ
3
1
4,5
4,5
22
Máy doa ngang
4
1
4,5
4,5
23
Máy mài tròn vạn năng
18
1
2,8
2,8
24
Máy mài phẳng có trục đứng
19
1
10
10
25
Máy ép thuỷ lực
21
1
4,5
4,5
26
Máy giũa
26
1
1
1
27
Máy mài sắc có dao cắt gọt
27
1
2,8
2,8
Cộng theo nhóm 3
11
70,1
Nhóm IV
28
Máy tiện ren
2
4
10
40
29
Máy phay đứng
8
2
7
14
30
Máy phay chép hình
9
1
1
1
31
Máy phay chép hình
10
1
0,6
0,6
32
Máy xọc
14
2
7
14
33
Máy khoan đứng
16
1
4,5
4,5
34
Máy mài phẳng có trục nằm
20
1
2,8
2,8
Cộng theo nhóm 4
12
76,9
Nhóm V
35
Máy phay vạn năng
5
2
7
14
36
Máy phay ngang
6
1
4,5
4,5
37
Máy phay chép hình
7
1
5,62
5,62
38
Máy phay chép hình
11
1
3
3
39
Máy bào ngang
12
2
7
14
40
Máy bào giường một trụ
13
1
10
10
41
Máy khoan hướng tâm
15
1
4,5
4,5
42
Máy mài trịn
17
1
7
7
43
Máy khoan bàn
22
1
0,65
0,65
44
Máy mài sắc
23
2
2,8
5,6
Cộng theo nhóm 5
13
14
68,87
2.4. Xác định phụ tải tính tốn của các nhóm phụ tải:
Với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta dùng phương pháp xác định phụ tải
tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số cực đại.
a.
Nhóm 1:
Tra bảng PLI-1 TL [2] có: ksd= 0,15; Cos=0,6 => tg =1,33
- Tổng số thiết bị trong nhóm 1: n = 14
- Tổng cơng suất của nhóm 1: Pdm = 44 kW
- Cơng suất của thiết bị có cơng suất lớn nhất : Pdmmax = 10 kW
- Tính m:
P
10
m = dmmax =
= 13,385
Pdmmin 0,65
→ Vì m = 13,385 >3; ksd = 0,15 < 0,2 nên ta phải xác định số thiết bị sử dụng
điện hiệu quả theo trình tự như sau :
* Tính n1 ( là số thiết bị có cơng suất lớn hơn hay bằng 1/2 cơng suất của
thiết bị có cơng suất lớn nhất ):
theo bảng phân nhóm ta được n1= 3
n1
* Tính P1: P1 = Pdmi
i=1
Trong đó:- P1: tổng công suất định mức của n1 thiết bị .
- Pdmi: công suất định mức của thiết bị thứ i trong n1 thiết bị
n1
→ P1 =Pdmi = 7+10+7=24 kW
i=1
- Xác định n* và P*:
→ n* =
24
n1 3
= 0.55
= = 0.21; P* =
44
n 14
- Từ các giá trị n* = 0,21 ; P* = 0,55 tra bảng PL I.5 TL [2] trang 255
- Tính số thiết bị sử dụng điện hiệu quả :
nhq = n×nhq* =14×0,55 = 7,7
- Từ ksd = 0,15 và nhq = 7,7 tra bảng PL I.6 TL [2] trang 256 ta được kmax = 2,36.
- Dòng điện định mức của các thiết bị trong nhóm:
15
Ví dụ:Tính Idm của Máy tiện ren có cơng suất là 7 kW, điện áp nguồn là 380V.
I dm =
Pdm
3.U .cos
=
7
0.38. 3.0.6
= 17.73( A)
Tương tự cho các TB còn lại ta có giá trị dịng điện định mức ở bảng 2.1.
- Phụ tải tính tốn của nhóm 1:
Ptt = kmax×ksd ×Pdm = 2,36×0,15×44 = 15,576 kW
Qtt = Ptt tan = 15,576 1.33 = 20.716kVAr
Ptt
15,576
=
= 25,96kVA
cos
0.6
Stt
25,96
I tt =
=
= 39, 44 A
U 3 0,38 3
Stt =
b. Các nhóm cịn lai:
Từ các kết quả trên ta có bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính tốn cho
phân xưởng sửa chữa cơ khí (bảng 2.2).
16
Bảng 2.2. Bảng phụ tải tính tốn của các nhóm
Tên nhóm và thiết bị
Số lượng
Cơng suất
(kW)
1
2
3
Máy tiện ren
1
7
0,15
0,6/1,33
17,73
Máy tiện ren
1
4,5
0,15
0,6/1,33
11,40
Máy tiện ren
1
3,2
0,15
0,6/1,33
8,10
Máy tiện ren
1
10
0,15
0,6/1,33
25,32
Máy khoan đứng
1
2,8
0,15
0,6/1,33
7,09
Máy khoan đứng
1
7
0,15
0,6/1,33
17,73
Máy cưa
1
2,8
0,15
0,6/1,33
7,09
Máy mài hai phía
1
2,8
0,15
0,6/1,33
7,09
Máy khoan bàn
6
0,65
0,15
0,6/1,33
1,65
Cộng theo nhóm 1
14
44
0,15
0,6/1,33
Máy tiện ren
3
7
0,15
0,6/1,33
17,73
Máy tiện ren
1
4,5
0,15
0,6/1,33
11,40
Máy tiện ren
2
3,2
0,15
0,6/1,33
8,10
Máy tiện ren
1
10
0,15
0,6/1,33
25,32
Máy phay vạn năng
1
4,5
0,15
0,6/1,33
11,40
m
ksd
cos/tg
nhq
kmax
Idm
(A)
4
5
6
7
8
9
Phụ tải tính tốn
Ptt
(kW)
Qtt
(kVAr)
Stt
(kVA)
Itt
(A)
10
11
12
13
15,576
20,716
25,96
39,44
Nhóm 1
15,385
7,7
2,36
Nhóm 2
17
Máy bào ngang
1
5,8
0,15
0,6/1,33
14,69
Máy mài tròn vạn năng
1
2,8
0,15
0,6/1,33
7,09
Máy mài phẳng
1
4
0,15
0,6/1,33
10,13
Máy cưa
1
2,8
0,15
0,6/1,33
7,09
Máy mài hai phía
1
2,8
0,15
0,6/1,33
7,09
Cộng theo nhóm 2
13
64,6
0,15
0,6/1,33
Máy tiện ren
4
10
0,15
0,6/1,33
25,32
Máy doa toạ độ
1
4,5
0,15
0,6/1,33
11,40
Máy doa ngang
1
4,5
0,15
0,6/1,33
11,40
Máy mài trịn vạn năng
1
2,8
0,15
0,6/1,33
7,09
Máy mài phẳng có trục đứng
1
10
0,15
0,6/1,33
25,32
Máy ép thuỷ lực
1
4,5
0,15
0,6/1,33
11,40
Máy giũa
1
1
0,15
0,6/1,33
2,53
Máy mài sắc có dao cắt gọt
1
2,8
0,15
0,6/1,33
7,09
Cộng theo nhóm 3
11
70,1
0,15
0,6/1,33
Máy tiện ren
4
10
0,15
0,6/1,33
25,32
Máy phay đứng
2
7
0,15
0,6/1,33
17,73
Máy phay chép hình
1
1
0,15
0,6/1,33
2,53
Máy phay chép hình
1
0,6
0,15
0,6/1,33
1,52
Máy xọc
2
7
0,15
0,6/1,33
17,73
Máy khoan đứng
1
4,5
0,15
0,6/1,33
11,40
3,5714
10,79
2,04
19,768
26,291
32,946
50,06
23,974
31,886
39,957
60,71
Nhóm 3
10
8,25
2,28
Nhóm 4
18
Máy mài phẳng có trục nằm
1
2,8
Cộng theo nhóm 4
12
76,9
Máy phay vạn năng
2
Máy phay ngang
0,15
0,6/1,33
0,15
0,6/1,33
7
0,15
0,6/1,33
17,73
1
4,5
0,15
0,6/1,33
11,40
Máy phay chép hình
1
5,62
0,15
0,6/1,33
14,23
Máy phay chép hình
1
3
0,15
0,6/1,33
7,60
Máy bào ngang
2
7
0,15
0,6/1,33
17,73
Máy bào giường một trụ
1
10
0,15
0,6/1,33
25,32
Máy khoan hướng tâm
1
4,5
0,15
0,6/1,33
11,40
Máy mài trịn
1
7
0,15
0,6/1,33
17,73
Máy khoan bàn
1
0,65
0,15
0,6/1,33
1,65
Máy mài sắc
2
2,8
0,15
0,6/1,33
7,09
Cộng theo nhóm 5
13
68,87
0,15
0,6/1,33
16,667
7,09
9,84
2,12
24,454
32,524
40,757
61,92
21,281
28,304
35,468
53,89
Nhóm 5
15,385
19
10,53
2,06
2.5. Tính tốn phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí.
- Phụ tải chiếu sáng được tính theo cơng suất chiếu sáng trên một đơn vị diện
tích theo cơng thức sau :
Pcs =p0xF.
Trong đó : Pcs: Là công suất chiếu sáng (kW)
p0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m2)
F : Diện tích cần được chiếu sáng
(m2)
Ta có p0 đối với PXSC cơ khí là p0 =14 W/m2
- Theo bảng 1-1 chương 1 ta có diện tích của PX SCCK là : 1215 m2
=> Pcspx = 14x1134 = 15,876 kW.
- Chọn loại thiết bị chiếu sáng phân xưởng là đèn sợi đốt nên:
Cospx = 1 Qcspx = Pcspx x tgpx = 0
2.6. Phụ tải tính tốn của tồn phân xưởng.
Ta có :
m
Pttdl=kdt Pttnhi
i=1
m
Q =k
ttdl
dt
Qttnhi
i=1
-Trong đó : Pttdl : Cơng suất tác dụng tính tốn động lực của phân xưởng
kđt : Hệ số đồng thời
Pttnhi : Cơng suất tính tốn phần động lực nhóm thứ i
m : Số nhóm (m =5).
- Lấy kđt = 0,9 và thay Ptt của nhóm vào công thức ta được
Pttđlpx = 0,9x(15,576+ 19,768+ 23,974+ 24,454+21,281) = 94,548 kW
Qttđlpx = 0,9x(20,716+ 26,291+ 31,886+ 32,524+28,304) = 125,749 kVAr
Pttpx = 94,548 + 15,876 = 110,424 kW.
Qttpx = 125,749 + 0 = 125,749 kVAr.
Sttpx =
110,4242 +125,7492 = 167,351kVA.
Cospx =
I
=
ttpx
110,424
= 0,66
167,351
167,351
= 254,63 A
3×0,38
20
2.7. Xác định phụ tải tính tốn cho các phân xưởng cịn lại.
2.7.1. Phân xưỏng đúc.
Cơng suất đặt : Pđ = 1500 kW
Diện tích xưởng: F = 2956,5 m2 ; knc= 0,6 ; cos = 0,7; p0 = 15 (W/m2)
Chọn đèn sợi đốt: coscs = 1 tgcs = 0
• Cơng suất tính tốn chiếu sáng:
Pcspx = p0 . F = 15 x 2956,5 = 44,35 kW
Qcspx = 0
• Cơng suất tính tốn động lực của phân xưởng:
Pdlpx = knc x Pđ = 0,6 x 1500 = 900 kW
Qdlpx = Pđlpx x tg = 900 x 1,02 = 918 kVAr
• Cơng suất tính tốn tác dụng của phân xưởng :
Pttpx = Pđlpx + Pcspx = 900 + 44,35 = 944,35 kW
• Cơng suất tính tốn phản kháng của phân xưởng:
Qttpx = Qdlpx = 918 kVAr
• Cơng suất tính tốn tồn phần của phân xưởng:
Sttpx = Pttpx 2 + Qttpx 2 = 948, 62 + 9182 = 1320, 06kVA
I ttpx =
Sttpx
3 U
=
1320, 06
= 2005, 62 A
3 0.38
2.7.2. Các phân xưởng cịn lại
Tính tốn hồn tồn tương tự ta có bảng tổng kết sau:
21
Đồ án môn học
Bảng 2.3:
TT
Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Phụ tải tính tốn của các phân xưởng
Tên phân xưởng
Pđ
(kW)
knc
cos
tg
F
(m2)
p0
(W/m2)
Pdl
(kW)
Qdl
(kVAr)
Pcs
(kW)
Ptt
(kW)
Qtt
(kVAr)
Stt
(kVA)
Itt
(A)
1
Khu nhà phòng quảm lý và
xưởng thiết kế
200
0,7
0,8
0,75 1640,25
15
140
105
24,60
164,60
105
195,2
296,6
2
Phân xưởng (PX) đúc
1500
0,6
0,7
1,02
2956,5
15
900
918
44,35
944,348
918,2
1317,1
2001,2
3
PX gia cơng cơ khí
3600
0,3
0,6
1,33
4252,5
14
1080
1440
59,54
1139,54
1440
1836,3
2790,0
4
PX cơ lắp ráp
3200
0,4
0,6
1,33
4131
15
1280
1706,7
61,97
1341,97
1706,7
2171,1
3298,6
5
PX luyện kim mầu
1800
0,6
0,7
1,02
3442,5
15
1080
1101,8
51,64
1131,64
1101,8
1579,4
2399,7
6
PX luyện kim đen
2500
0,6
0,7
1,02 2571,75
15
1500
1530,3
38,58
1538,58
1530,3
2170,0
3297,0
7
PX sửa chữa cơ khí
1215
0,25
0,66
1,14
1134
14
94,548
125,749
15,88
110,42
125,7
167,4
2454.63
8
PX rèn dập
2100
0,5
0,6
1,33
2916
15
1050
1400
43,74
1093,74
1400
1776,6
2699,2
9
PX nhiệt luyện
3500
0,6
0,7
1,02
1822,5
15
2100
2142,4
27,34
2127,34
2142,4
3019,2
4587,2
10
Bộ phận nén khí
1700
0,6
0,7
1,02
2268
15
1020
1040,6
34,02
1054,02
1040,6
1481,2
2250,4
11
Trạm bơm
800
0,6
0,7
1,02
1620
14
480
489,7
22,68
502,68
489,7
701,8
1066,2
12
Kho vật liệu
60
0,4
0,7
1,02 3543,75
10
24
24,5
35,44
59,44
24,5
64,3
97,7
Tổng
21284,47
11208,3
22
12024,9 16438,5 25038,43
2.7.3. Phụ tải tính tốn của nhà máy.
- Xác định phụ tải tác dụng của toàn nhà máy:
12
Ptt nm = kđt x
P
tti
= 0,85 x 11208,3 = 9527,06 kW
i=1
- Xác định phụ tải phản kháng của toàn nhà máy:
12
Qtt nm = kđt x
Q
tti
= 0,85 x 12024,9 = 10221,17 kVAr
i=1
- Phụ tải tính tốn tồn phần của nhà máy:
+Q2
S tt nm =
= 9527,062 +10221,172 = 13972,72 kVA
- Hệ số công suất của toàn nhà máy:
cos NM =
Pttnm 9527.06
=
= 0.682
Sttnm 13972.76
2.8. Xác định tâm phụ tải và biểu đồ phụ tải.
2.8.1. Biểu đồ phụ tải điện.
Biểu đồ phụ tải điện là một vịng trịn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với
tâm phụ tải điện, có diện tích tương ứng với cơng suất của phụ tải tính theo tỉ
lệ xích nào đó.
Biểu đồ phụ tải điện cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bố
phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó có cơ sở để lập các phương
án cung cấp điện.
Biểu đồ phụ tải điện gồm hai phần: Phần phụ tải động lực (phần hình
quạt gạch chéo) và phần phụ tải chiếu sáng (phần hình quạt để trắng).
Để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng, ta coi phụ tải của các
phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ tải có thể lấy
trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt bằng.
Bán kính vịng trịn phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức:
Ri =
Si
m.
Trong đó:
m là tỉ lệ xích, ở đây chọn m = 6 (kVA/mm2)
-
Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công thức:
23
cs =
360.Pcs
Ptt
Kết quả tính tốn Ri và csi của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được
ghi trong bảng 2.4.
Bảng 2.10: Kết quả xác định Ri và csi của các phân xưởng:
Ptt
Stt
X
Y
R
Pcs
TT
Tên phân xưởng
(kW) (kVA) (mm) (mm) (mm) (kW)
ocs
1
Khu nhà phòng quản lý
và xưởng thiết kế
164,60
195,2
119,1
75
4,6
24,60
53,8
2
Phân xưởng (PX) đúc
944,35
1317,1
85,8
19,1
11,8
44,35
16,9
3
PX gia cơng cơ khí
1139,54 1836,3
59,9
17,9
14,0
59,54
18,8
4
PX cơ lắp ráp
1341,97 2171,1
38,2
17,9
15,2
61,97
16,6
5
PX luyện kim mầu
1131,64 1579,4
59,9
69,4
12,9
51,64
16,4
6
PX luyện kim đen
1538,58 2170,0
37
69,4
15,2
38,58
9,0
7
PX sửa chữa cơ khí
110,42
87,6
70,5
4,2
15,88
51,8
8
PX rèn dập
56,8
13,7
43,74
14,4
9
PX nhiệt luyện
1093,74 1776,6 109,2
2127,34 3019,2 19,6
44,4
17,9
27,34
4,6
10 Bộ phận nén khí
1054,02 1481,2
21,3
74,5
12,5
34,02
11,6
11 Trạm bơm
502,68
701,8
140
19,4
8,6
22,68
16,2
12 Kho vật liệu
59,44
64,3
21,36
28,5
2,6
35,44 214,6
167,4
24
