thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo, chương 1 potx

giới thiệu chung về nhà máy
Nhà máy chế tạo máy kéo đ-ợc xây dựng trên địa bàn Huyện
Gia Lâm, thành phố Hà Nội với quy mô khá lớn bao gồm 10 phân
x-ởng và nhà làm việc
Bảng 1.1 - Danh sách các phân x-ởng và nhà làm việc trong
nhà máy
Số trên
mặt
bằng
Tên phân x-ởng Công suất đặt
(Kw)
Diện tích
(
2
m )
1 Ban quản lý và phòng thiết
kế
80 1500
2 Phân x-ởng cơ khí số1 3600 2000
3 Phân x-ởng cơ khí số 2 3200 2500
4 Phân x-ởng luyện kim
màu
1800 2700
5 Phân x-ởng luyện kim đen 2500 3000
6 Phân x-ởng sửa chữa cơ
khí
Theo tính
toán
1200
7 Phân x-ởng rèn 2100 3600
8 Phân x-ởng nhiệt luyện 3500 4200

9 Bộ phận nén khí 1700 2000
10 Kho vật liệu 60 5000
Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo ra các loại máy kéo để cung cấp
cho các ngành kinh tế trong n-ớc và xuất khẩu. Đứng về mặt tiêu
thụ điện năng thì nhà máy là một trong những hộ tiêu thụ lớn. Do
tầm quan trọng của nhà máy nên ta có thể xếp nhà máy vào hộ tiêu
thụ loại I, cần đ-ợc đảm bảo cung cấp điện liên tục và an toàn.
Theo thiết kế , nhà máy sẽ đ-ợc cấp điện từ một Trạm biến áp
trung gian cách nhà máy 10 km, bằng đ-ờng dây trên không lộ
kép, dung l-ợng ngắn mạch phía hạ áp của Trạm biến áp trung gian
là S
N
=250 MVA.
Nhà máy làm việc theo chế độ 2 ca, thời gian sử dụng công suất
cực đại T
max
= 4500 h. Trong nhà máy có Ban quản lý, Phân x-ởng
sửa chữa cơ khí và Kho vật liệu là hộ loại III, các phân x-ởng còn
lại đều thuộc hộ loại I

Các nội dung tính toán, thiết kế bao gồm :
Xác định phụ tải tính toán của các phân x-ởng và nhà máy
Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân x-ởng Sửa chữa cơ khí
Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy
Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất
của nhà máy
Thiết kế chiếu sáng cho phân x-ởng Sửa chữa cơ khí
Ch-ơng I
Xác định phụ tảI tính toán
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, t-ơng

đ-ơng với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ
huỷ hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng
thiết bị lên tới nhiệt độ t-ơng tự nh- phụ tải thực tế gây ra, vì vậy
chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết
bị về mặt phát nóng.
Phụ tải tính toán đ-ợc sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết
bị trong hệ thống cung cấp điện nh- : máy biến áp, dây dẫn, các
thiết bị đóng cắt, bảo vệ tính toán tổn thất công suất, tổn thất
điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung l-ợng bù công suất phản
kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố nh- : công
suất, số l-ợng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và
ph-ơng thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải
tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nh-ng rất quan trọng. Bởi vì
nếu phụ tải tính toán xác định đ-ợc nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ
giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến sự cố cháy nổ, rất
nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn thực tế nhiều thì các thiết
bị điện đ-ợc chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, do đó gây lãng phí.
Do tính chất quan trọng nh- vậy nên từ tr-ớc tới nay đã có
nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều ph-ơng pháp tính toán phụ
tải điện. Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh- đã
trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn ch-a có ph-ơng pháp nào
hoàn toàn chính xác và tiện lợi. Những ph-ơng pháp đơn giản
thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng
cao đ-ợc độ chính xác, kể đến ảnh h-ởng của nhiều yếu tố thì
ph-ơng pháp tính lại phức tạp.
Sau đây là một số ph-ơng pháp tính toán phụ tải th-ờng dùng
nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện:
- Ph-ơng pháp tính theo hệ số nhu cầu
- Ph-ơng pháp tính theo công suất trung bình
- Ph-ơng pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn

vị sản phẩm
- Ph-ơng pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản
xuất
Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ
theo giai đoạn thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn
ph-ơng pháp tính toán phụ tải điện thích hợp
1.1 xác định phụ tảI tính toán của phân x-ởng
sửa chữa cơ khí
Phân x-ởng sửa chữa cơ khí là phân x-ởng số 6 trong sơ đồ mặt
bằng nhà máy. Phân x-ởng có diện tích bố trí 1200 m
2
. Trong phân
x-ởng có 98 thiết bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết
bị có công suất lớn nhất là 30 kW( lò điện ), song cũng có những
thiết bị có công suất rất nhỏ. Phần lớn các thiết bị có chế độ làm
việc dài hạn, chỉ có máy biến áp hàn là có chế độ làm việc ngắn
hạn lặp lại. Những đặc điểm này cần đ-ợc quan tâm khi phân nhóm
phụ tải, xác định phụ tải tính toán và lựa chọn ph-ơng án thiết kế
cung cấp điện cho phân x-ởng.
1.1.1
Phân nhóm phụ tải của phân x-ởng Sửa chữa cơ khí
Trong một phân x-ởng th-ờng có nhiều thiết bị có công suất
và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán
đựoc chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm
cần tuân theo các nguyên tắc sau:
- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm
chiều dài đ-ờng dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm đ-ợc vốn đầu t-
và tổn thất trên các đ-ờng dây hạ áp trong phân x-ởng .
- Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên
giống nhau để việc xác định phụ tải tính toán đ-ợc chính xác hơn

và thuận lợi cho việc lựa chọn ph-ơng thức cung cấp điện cho
nhóm .
-Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại
tủ động lực cần dùng trong phân x-ởng và toàn nhà máy.Số thiết bị
trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ
động lực th-ờng
(812) .
Tuy nhiên th-ờng rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên
tắc trên, do vậy ng-ời thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể
của phụ tải để lựa chọn ph-ơng án thoả hiệp một cách tốt nhất có
thể
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và
căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng
phân x-ởng có thể chia các thiết bị trong phân x-ởng Sửa chữa cơ
khí thành 6 nhóm. Kết quả phân nhóm phụ tải điện đ-ợc trình bày
trong bảng 1.1


Bảng 1.2 - Bảng phân nhóm phụ tải điện
P
ĐM
(kW)
T
T
Tên thiết bị
Số
L-ợ
ng
Ký hiệu
trên mặt

bằng
1
máy
Toàn
bộ
I
ĐM
(A)
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm I
1 Máy tiện ren 1 1 4.5 4.5 11.4
2 Máy tiện tự động 3 2 5.1 15.3 3*12.1
9
3 Máy tiện tự động 2 3 14.0 28.0 2*35.4
5
4 Máy tiện tự động 2 4 5.6 11.2 2*14.1
8
5 Máy tiện tự động 1 5 2.2 2.2 5.57
6 Máy tiện rêvôn 1 6 1.7 1.7 4.30
7 Máy phay vạn
năng
2 7 3.4 6.8 2*8.61
8 Máy phay ngang 1 8 1.8 1.8 4.56
Cộng nhóm I 13 71.5 181.05
Nhóm II
1 Máy phay đứng 2 9 14.0 28.0 2*35.4
5
2 Máy phay đứng 1 10 7.0 7.0 17.73
3 Máy mài 1 11 2.2 2.2 5.57
4 Máy bào ngang 2 12 9.0 18.0 2*22.7

9
5 Máy xọc 3 13 8.4 25.2 3*21.2
7
6 Máy xọc 1 14 2.8 2.8 7.09
7 Máy khoan vạn
năng
1 15 4.5 4.5 11.4
8 Máy doa ngang 1 16 4.5 4.5 11.4
9 Máy khoan 1 17 1.7 1.7 4.3
h-ớng tâm
10 Máy mài phẳng 2 18 9.0 18.0 2*22.7
9
Cộng nhóm II 15 111.9 283.36
Nhóm III
1 Máy mài tròn 1 19 5.6 5.6 14.18
2 Máy mài trong 1 20 2.8 2.8 7.09
3 Máy mài dao cắt
gọt
1 21 2.8 2.8 7.09
4 Máy mài sắc vạn
năng
1 22 0.65 0.65 1.65
5 Máy khoan bàn 2 23 0.65 1.30 2*1.65
6 Máy ép kiểu trục
khuỷu
1 24 1.7 1.7 4.3
7 Máy mài phá 1 27 3.0 3.0 7.6
8 C-a tay 1 28 1.35 1.35 3.42
9 C-a máy 1 29 1.7 1.7 4.3
Cộng nhóm III 10 20.9 52.93

Nhóm IV
1 Lò điện kiểu
buồng
1 31 30 30 47.98
2 Lò điện kiểu
đứng
1 32 25 25 39.98
3 Lò điên kiểu bể 1 33 30 30 47.98
4 Bể điện phân 1 34 10 10 15.99
Cộng nhóm IV 4 95 151.93
Nhóm V
1 Máý tiện ren 2 43 10 20 2*25.3
2
2 Máy tiện ren 1 44 7.0 7.0 17.73
3 Máy tiện ren 1 45 4.5 4.5 11.4
4 Máy phay ngang 1 46 2.8 2.8 7.09
5 Máy phay vạn
năng
1 47 2.8 2.8 7.09
6 Máy phay răng 1 48 2.8 2.8 7.09
7 Máy xọc 1 49 2.8 2.8 7.09
8 Máy bào ngang 2 50 7.6 15.2 2*19.2
5
9 Máy mài tròn 1 51 7.0 7.0 17.73
10 Máy khan đứng 1 52 1.8 1.8 4.56
11 Búa khí nén 1 53 10.0 10.0 25.32
12 Quạt 1 54 3.2 3.2 8.1
13 Biến áp hàn 1 57 12.47 12.47 31.58
14 Máy mài phá 1 58 3.2 3.2 8.1
15 Khoan điện 1 59 0.6 0.6 1.52

16 Máy cắt 1 60 1.7 1.7 4.3
Cộng nhóm V 17 97.87 247.84
Nhóm VI
1 Bàn nguội 3 65 0.5 1.5 3*1.27
2 Máy cuốn dây 1 66 0.5 0.5 1.27
3 Bàn thí nghiệm 1 67 15.0 15.0 37.98
4 Bể tẩm có đốt 1 68 4.0 4.0 10.13
nãng
5 Tñ sÊy 1 69 0.85 0.85 2.15
6 Khoan bµn 1 70 0.65 0.65 1.65
Céng nhãm VI 8 22.5 56.99
( I
§M
®-îc tÝnh theo c«ng thøc : I
®m
= S
®m
/ 3 U, S
®m
= P
dm
/cos
trong ®ã tÊt c¶ c¸c nhãm ®Òu lÊy cos = 0.6 , riªng nhãm IV lÊy
cos
 = 0.95 )