Đồ án cung cấp điện tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.87 MB, 69 trang )
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
MỞ ĐẦU
Trong bối cảnh của nền kinh tế đa thành phần cùng với sự hội nhập
quốc tế, do vậy đòi hỏi nhiều tiêu chuẩn, quy định, phương pháp, quy trình
công nghệ…để đáp ứng được sự phát triển phụ tải ngày càng đa dạng. Việc
áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật, các công nghệ hiện đại là hết
sức quan trọng cho sự phát triển của đất nước.
Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là
điều kiện quạn trọng để phát triển các đô thị và khu dân cư. Vì lí do đó khi
lập kế hoạc phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi
trước một bước, nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng không những trong giai
đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho phát triển trong tương lai. Điều này đòi
hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất và sinh
hoạt.
Đặc biệt hiện nay theo thống kê sơ bộ điện năng tiêu thụ bởi các xí
nghiêp chiếm tỉ lệ cao.Điều đó chứng tỏ việc thiết kế hệ thống cung cấp
điện cho nhà máy, xí nghiệp là một bộ phận của hệ thống điện khu vực và
quốc gia, nằm trong hệ thống năng lượng chung phát triển theo quy luật
của nền kinh tế quốc dân. Ngày nay do công nghiệp ngày càng phát triển
nên hệ thống cung cấp điện xí nghiệp, nhà máy càng phức tạp bao gồm các
lưới điện cao áp (35-500kV), lưới điện phân phối (6-22kV), và lưới điện hạ
áp trong phân xưởng (220-380-600V).
Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hoài
hoà các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật hiện đại, độ tin cậy cung cấp điện, độ
an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi
cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất
lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa phải thuận lợi cho
việc mở rộng và phát triển trong tương lai.
Để thiết kế được thì đòi hỏi người kĩ sư phải có tay nghề cao và kinh
nghiệm thực tế, tầm hiểu biết sâu rộng vì thế thiết kế là một việc làm khó.
Đồ án môn học chính là một bài kiểm tra khảo sát trình độ sinh viên và
giúp cho sinh viện có vốn kiến thức nhất định cho công việc sau này.
Để hoàn thành đồ án này em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo,
đặc biết cám ơn thầy giáo Trần Quang Khánh đã hướng dẫn tận tình giúp
đỡ em hoàn thành đồ án này.
GVHD: …………………………… SV: …………………………
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
Mục Lục
!"#
$%&"#'(
)$%!*+,-.
/$!01 234
56#2!*+,(
789+:56#2(
781+:#02.
'781!01;<4=56#2>#0)
)' ?8@49A<56#2>#0=!*+,)
))
B@28C1A1!01;<56#25?=56#2!*+,))
7DEFGH)'IGDJKGLMG)B
)'NOA)B
)NOPO5#02)/
7DEFGHB'7DQGRSTLUVWDLXYZLMG)(
B'[#663#\5+)(
B'[#62??)(
B[#6#?B
B'78]>-3#5?2%B)
B'78#0[AB)
B' ?8]>-3#5?#0[56#!95!#B)
+@ ?8+:#0[?-R^?56#25!#>'BB
+@ ?"2-_?'BB
B'781?0`]>56#!95!#B/
B)'78]>-3#5?`0B
BB78?#??6^?56#2!*+,B(
B/78?56#2B.
B(789a]?/
Bb78#02+cdYe/)
B.78#021f/B
BgT3#5?#,#0^?@//
7DEFGH/'/
IGDJKGYh7iGHjkDlGTDKGHGmGH7WJ/
DMjn7iGHjk7Jjo/
/72A3!?A9PO/
GVHD: …………………………… SV: …………………………
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
/782%2p/(
/A/(
/02p42/(
/)@-P42VP1!0_O+:42/(
/)R%5\2%2p/b
7DEFGH'IGDJKGGnLk/b
e9O/b
7DEFGH('Dq7DJKG7iGH7DrGDg
(A-s2%g
(76P5t
7K7YlGRu)
CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG
SỬA CHỮA CƠ KHÍ N
0
1
Bảng số liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp
Alphabe
Họ Tên đệm Tên
Số hiệu
S
K
MVA
K
I$II
%
T
M
,h L,m
P.án
phụ tải
Nối đất
Hướng
tới của
nguồn
Nhà
máy
Phân
xưởng
m
đ
.,Ω
ρ
R
nt
,
.Ω
P 3 1 400
T 5400 284,45 A
T 247 216
Đông
nam
GVHD: …………………………… SV: …………………………
)
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
Bảng dữ liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp, nhà máy sửa chữa thiết bị
Tên phân xưởng và phụ tải
Số lượng
thiết bị điện
Tổng công suất
đặt, KW
Hệ số nhu
cầu, K
nc
cos
ϕ
1 Phân xưởng trạm từ 280 500 0,34 0,68
2 Phân xưởng vật liệu hàn 200 800 0,35 0,56
3
Phân xưởng nhựa tổng hợp
plasmace
100 1100 0,37 0,67
4 Phân xưởng tiêu chuẩn 70 250 0,38 0,78
5 Phân xưởng khí cụ điện 100 700 0,37 0,72
6 Phân xưởng dập 100 800 0,37 0,67
7 Phân xưởng xi măng amiang 50 850 0,40 0,72
8 Kho thành phẩm 15 85 0,48 0,87
9 Kho phế liệu kim loại 15 70 0,48 0,81
10 Phân xưởng mạ điện 50 1200 0,40 0,76
11 Xem dữ liệu phân xưởng 45 368,4 0,66 0,654
12 Trạm trung hòa 10 100 0,52 0,66
13 Rửa kênh thoát axit 3 30 0,70 0,68
14 Trạm bơm 8 260 0,55 0,68
15 Nhà ăn 30 70 0,43 0,56
16 Phân xưởng điện 25 150 0,44 0,72
17 Nhà điều hành 20 50 0,46 0,78
18 Phân xưởng làm nguội 2 30 0,79 0,77
19 Kho axit 2 20 0,79 0,67
20 Máy nén N
0
1 15 200 0,48 0,72
Bảng phụ tải phân xưởng cơ khí - sửa chữa N
0
1
Số hiệu trên sơ đồ Tên thiết bị
Hệ số
K
sd
cos
ϕ
Công suất đặt P, theo các
phương án
1;8 Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 3+10
2;9 Máy mài nhẵn phẳng 0,32 0,68 1,5+4,5
3;4;5 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 0,6+2,2+4
6;7 Máy phay 0,26 0,56 1,5+2,8
10;11;19;20;29;30 Máy khoan 0,27 0,66 0,6+0,8+0,8+0,8+1,2+1,2
12;13;14;15;16;24;
25
Máy tiện bu lông 0,30 0,58
1,2+2,8+2,8+3+
7,5+10+13
17 Máy ép 0,41 0,63 10
GVHD: …………………………… SV: …………………………
B
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
18;21 Cần cẩu 0,25 0,67 4+13
22;23 Máy ép nguội 0,47 0,70 40+55
26;39 Máy mài 0,45 0,63 2+4,5
27;31 Lò gió 0,53 0,9 4+5,5
28;34 Máy ép quay 0,45 0,58 22+30
32;33 Máy xọc, (đục) 0,40 0,60 4+5,5
35;36;37;38 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 1,5+2,8+4,5+5,5
40;43 Máy hàn 0,46 0,82 28+28
41;42;45 Máy quạt 0,65 0,78 5,5+7,5+7,5
44 Máy cắt tôn 0,27 0,57 2,8
Sơ đồ mặt bằng nhà máy thiết bị điện :
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương
với phụ tải thực tế ( biến đổi ) 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 nhiết độ tương tự như 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 được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ
thống cung cấp điện.
GVHD: …………………………… SV: …………………………
/
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
1.1. Phụ tải chiếu sáng
Phụ tải chiếu sáng được xác định theo công suất chiếu sáng trên một
đơn vị diện tích.
Công thức tính : P
cs
= p
o
.S
Trong đó :
+ p
o
: Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W /m
2
)
+ S : Diện tích cần được chiếu sáng ( m
2
)
Diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng :
S = a.b = 36.24 = 864 m
2
Suất phụ tải tính toán chung cho toàn phân xưởng, chọn p
o
= 15
(W/m
2
)
Thay vào công thức ta được : P
cs
= p
o
.S = 15.864.
3
10
−
= 12,96 kW
1.2. Tính toán phụ tải động lực
1.2.1. Phân nhóm phụ tải
Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau :
+ Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng (điều này
sẽ thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm chiều dài đường dây hạ áp
nhờ vậy có thể giảm tổn thất điện năng và vốn đầu tư ).
+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc để xác định phụ tải
được chính xác hơn và điều này sẽ thuận tiện cho việc tính toán và cung cấp điện
sau này, ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc, tức có cùng đồ thị phụ
tải vậy ta có thể tra chung được k
sd
, k
nc
, cosϕ
+ Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của các
nhóm ít chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt cho
các trang thiết bị cung cấp điện.
+ Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số
lộ ra của một tủ động lực cũng bị không chế (thông thường số lộ ra lớn nhất của
các tủ động lực được chế tạo sẵn cũng không quá 8). Tất nhiên điều này cũng
không có nghĩa là số thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị. Vì một lộ
ra từ tủ động lực có thể chỉ đi đến 1 thiết bị, nhưng nó cũng có thể được kéo móc
GVHD: …………………………… SV: …………………………
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
xích đến vài thiết bị,(nhất là khi các thiết bị đó có công suất nhỏ và không yêu cầu
cao về độ tin cậy cung cấp điện ). Tuy nhiên khi số thiết bị của một nhóm quá
nhiều cũng sẽ làm phức tạp hoá trong vận hành và làm giảm độ tin cậy cung cấp
điện cho từng thiết bị.
1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải:
Xác định phụ tải theo phương pháp hệ số nhu cầu
Phụ tải tính toán được xác định theo biểu thức :
1
n
tti nc ni
i
P k P
=
=
∑
Pni: là công suất đặt của thiết bị thứ i
K
nc
: là hệ số nhu cầu được xác định bởi tỷ số giữa công suất tính toán
và công suất định mức của nhóm thiết bị dùng điện.
k
nc
=
tt
n
P
P
Với nhóm tiêu thụ điện bất kỳ thì hệ số nhu cầu được xác định như sau:
K
nc
= ksdΣ+
1
sd
hd
k
n
Σ
−
=
Trong đó :
sd
k
∑
là hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị, được xác định theo
biểu thức:
1
1
n
ni sdi
i
sd
n
ni
i
P k
k
P
=
Σ
=
=
∑
∑
K
sdi
là hệ số sử dụng của thiết bị thứ i
n
hd
: là số lượng hiệu dụng của nhóm thiết bị, có thể xác định theo biểu
thức :
GVHD: …………………………… SV: …………………………
(
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
n
hd
=
2
1
2
1
( )
n
ni
i
n
ni
i
P
P
=
=
∑
∑
Bảng 1.1: Điều kiện để xác định n
hd
k
sdΣ
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 > 0,8
k
b
3 3,5 4 5 6,5 8 10 K0
g.hạn
Từ hệ số sử dụng K
sd
ta chọn được K
b
, so sánh với giá trị của tỉ số
ax
min
m
P
k
P
=
+ Nếu K
b
> k thì nhd = n ( số lượng thiết bị )
+ Nếu K
b
< k thì nhd =
2
1
2
1
( )
n
ni
i
n
ni
i
P
P
=
=
∑
∑
+Khi
sd
K
∑
< 0,2 thì việc xác định nhq phải được tiến hành theo trình tự:
Tính n*=
n
n
1
; P*=
P
P
1
Xác định n
hq
*=f(n*,P*)
Trong đó: + n : số thiết bị của nhóm,
+ n
1
: số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1/2 công
suất của thiết bị có công suất lớn nhất,
GVHD: …………………………… SV: …………………………
b
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
+ P, P
1
là tổng công suất của n và n
1
thiết bị,
Sau khi tính được n* và P*, tra sổ tay kỹ thuật, ta tìm ta tìm được :
n
hq
= f(n
hq
*,P*), từ đó, tính n
hq
= n
hq
*. n. Từ đó, tra được k
max
= f(n
hq
, k
sd
),
Thay vào công suất đầu, ta thu được phụ tải tính toán cho nhóm tương ứng
Xác định hệ số công suất trung bình :
cos
1
cos
1
n
P
i i
i
n
P
i
i
ϕ
ϕ
∑
=
=
∑
=
Công suất biểu kiến:
cos
P
tt
S
tt
ϕ
=
Công suất phản kháng:
.tanQ P
tt tt
ϕ
=
Từ các yêu cầu trên ta phân làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải) :
1.2.2.1. Xác định phụ tải cho nhóm 1:
Bảng 1.2:
STT Tên thiết bị
Ký hiệu trên
mặt bằng
Ksd cos
ϕ
Công suất
đặt P, KW
1 Máy ép quay 34, 28 0,45 0,58 22+30
2 Lò gió 27 0,53 0,9 2
3 Máy khoan 29, 30 0,27 0,66 1,2+1,2
4 Máy đục 32 0,4 0,6 4
5 Máy tiện Bu-Lông 35 0,32 0,55 1,5
6 Máy tiện Bu-Lông 3 0,3 0,65 0,6
7 Cần cẩu 21 0,25 0,67 13
GVHD: …………………………… SV: …………………………
.
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
Tổng số thiết bị của nhóm 1 là 9 thiết bị
Ta có:
∑
=
n
i
i
P
1
= 22+30+2+1,2+1,2+4+15+0,6+13 = 89 (kW)
Hệ số sử dụng:
K
sd
∑
=
∑
∑
=
=
9
1
9
1
.
i
i
sdi
i
i
P
kP
=
89
25,0.133,0.6,032,0.154,0.427,0.2,127,0.2,153,0.245,0.3045,0.22
++++++++
=
89
94,34
= 0.39
Trong đó: k
b
= 3,9
Tỷ số giữa công suất lớn nhất và bé nhất là: k =
6,0
30
= 50
Ta thấy k > k
b
, vậy nên n
hd
= n ( Số thiết bị trong nhóm)
Hệ số nhu cầu:
k
nc
= k
sd
∑
+
hd
sd
n
k
∑
−1
= 0,39 +
9
39,01−
= 0.6
Công suất tính toán là: P
tt
= k
nc
.
∑
Pi= 0,6.89 = 53,4 (kW)
Hệ số công suất trung bình là:
cos
ϕ
=
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i
ii
P
P
1
1
cos.
ϕ
=
89
67,0.1365,0.6,055,0.5,16,0.466,0.4,24,0.258,0.3058,0.22
+++++++
=
89
86,44
= 0.5
Công suất biểu kiến: S
tt
=
ϕ
cos
tt
P
=
5,0
4,53
= 106,8 (kVA)
Công suất phản kháng: Q
tt
= P
tt
.tg
ϕ
= 53,4.1.73 = 92,5 (kVAR)
GVHD: …………………………… SV: …………………………
g
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
⇒
I
tt
=
)(2.162
38,0.3
8,106
38,0.3
A
S
tt
==
1.2.2.2. Xác định phụ tải cho nhóm 2:
Bảng
STT Tên thiết bị
Ký hiệu trên
mặt bằng
Ksd cos
ϕ
Công suất
đặt P, KW
1 Máy mài nhẵn tròn 8,1 0,35 0,67 3+10
2 Máy Tiện Bu-Lông 17 0,41 0,63 10
3 Máy khoan 19,20 0,27 0,66 0,8+0,8
4 Máy mài nhẵn phẳng 2,9 0,32 0,68 1,5+4
5 Máy khoan 10 0,27 0,66 0,6
Tổng số thiết bị của nhóm 2 là 9 thiết bị
Ta có:
∑
=
n
i
i
P
1
= 3+10+10+0,8+0,8+1,5+4+0,6 = 30,7 (kW)
Hệ số sử dụng:
K
sd
∑
=
∑
∑
=
=
9
1
9
1
.
i
i
sdi
i
i
P
kP
=
7,30
27,0.6,032,0.432,0.5,127,0.8,027,0.8,041,0.1035,0.1035,0.3
+++++++
= 0.36
Trong đó: k
b
= 3,6
Tỷ số giữa công suất lớn nhất và bé nhất là: k =
6,0
10
= 16,7
Ta thấy k > k
b
, vậy nên n
hd
= n ( Số thiết bị trong nhóm)
Hệ số nhu cầu:
k
nc
= k
sd
∑
+
hd
sd
n
k
∑
−1
= 0,36 +
8
36,01−
= 0.59
GVHD: …………………………… SV: …………………………
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
Công suất tính toán là: P
tt
= k
nc
.
∑
Pi= 0,59.30,7 = 18,113 (kW)
Hệ số công suất trung bình là:
cos
ϕ
=
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i
ii
P
P
1
1
cos.
ϕ
=
7,30
66,0.6,068,0).45,1(66,0).8,08,0(63,0.1067,0.1067,0.3
+++++++
= 0,66
Công suất biểu kiến: S
tt
=
ϕ
cos
tt
P
=
66,0
11.18
= 27,4 (kVA)
Công suất phản kháng: Q
tt
= P
tt
.tg
ϕ
= 18,113.1,13 = 20,6 (kVAR)
⇒
I
tt
=
)(6,41
38,0.3
4,27
38,0.3
A
S
tt
==
1.2.2.3. Xác định phụ tải cho nhóm 3:
Bảng
STT Tên thiết bị
Ký hiệu trên
mặt bằng
Ksd cos
ϕ
Công suất
đặt P, KW
1 Máy khoan 11 0,27 0,66 0,8
2 Máy tiện Bu-Lông 3,4,5 0,3 0,65 0,6+2,2+4
3 Máy tiện Bu-Lông 12,13 0,3 0,58 1,2+2,8
4 Cần cẩu 18 0,25 0,67 4
5 Máy ép nguội 22,23 0,47 0,7 40+55
Tổng số thiết bị của nhóm 3 là 9 thiết bị
Ta có:
∑
=
n
i
i
P
1
= 0,8+0,6+2,2+4+1,2+2,8+4+40+55 = 110,6 (kW)
Hệ số sử dụng:
K
sd
∑
=
∑
∑
=
=
9
1
9
1
.
i
i
sdi
i
i
P
kP
=
6,110
47,0).5540(25,0.43,0).8,22,1(3,0).42,26,0(27,0.8,0
++++++++
= 0,44
Trong đó: k
b
= 4.4
GVHD: …………………………… SV: …………………………
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
Tỷ số giữa công suất lớn nhất và bé nhất là: k =
6,0
55
= 91
Ta thấy k > k
b
, vậy nên n
hd
= n ( Số thiết bị trong nhóm)
Hệ số nhu cầu:
k
nc
= k
sd
∑
+
hd
sd
n
k
∑
−1
= 0,44 +
9
44,01−
= 0.62
Công suất tính toán là: P
tt
= k
nc
.
∑
Pi= 0,62.110,6 = 68,572 (kW)
Hệ số công suất trung bình là:
cos
ϕ
=
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i
ii
P
P
1
1
cos.
ϕ
=
6,110
7,0).5540(67,0.458,0).8,22,1(65,0).42,26,0(66,0.8,0
++++++++
= 0,69
Công suất biểu kiến: S
tt
=
ϕ
cos
tt
P
=
69,0
57,68
= 99,3 (kVA)
Công suất phản kháng: Q
tt
= P
tt
.tg
ϕ
= 68,57.1,04 = 71,3 (kVAR)
⇒
I
tt
=
)(8,150
38,0.3
3,99
38,0.3
A
S
tt
==
1.2.2.4. Xác định phụ tải cho nhóm 4:
Bảng
STT Tên thiết bị
Ký hiệu trên
mặt bằng
Ksd cos
ϕ
Công suất đặt P,
KW
1 Máy Phay 6,7 0,26 0,56 1,5+2,8
2
Máy tiện Bu-
Lông
14,15,16,24,25 0,3 0,58 2,8+3+7,5+10+13
3 Máy Mài 26 0,45 0,63 2
Tổng số thiết bị của nhóm 4 là 8 thiết bị
Ta có:
∑
=
n
i
i
P
1
= 1,5+2,8+2,8+3+7,5+10+13+2 = 42,6 (kW)
Hệ số sử dụng:
GVHD: …………………………… SV: …………………………
)
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
K
sd
∑
=
∑
∑
=
=
9
1
9
1
.
i
i
sdi
i
i
P
kP
=
6,42
45,0.23,0).13105,738,2(26,0).8,25,1(
+++++++
= 0,3
Trong đó: k
b
= 3
Tỷ số giữa công suất lớn nhất và bé nhất là: k =
45,0
13
= 28,8
Ta thấy k>kb, vậy nên n
hd
= n ( Số thiết bị trong nhóm)
Hệ số nhu cầu:
k
nc
= k
sd
∑
+
hd
sd
n
k
∑
−1
= 0,3 +
8
3,01−
= 0,55
Công suất tính toán là: P
tt
= k
nc
.
∑
Pi= 0,55.42,6 = 23,43 (kW)
Hệ số công suất trung bình là:
cos
ϕ
=
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i
ii
P
P
1
1
cos.
ϕ
=
6,42
63,0.258,0).13105,738,2(56,0).8,25,1(
+++++++
= 0,58
Công suất biểu kiến: S
tt
=
ϕ
cos
tt
P
=
58,0
43,23
= 40,3 (kVA)
Công suất phản kháng: Q
tt
= P
tt
.tg
ϕ
= 23,43.1,4 = 32,9 (kVAR)
⇒
I
tt
=
)(2,61
38,0.3
3,40
38,0.3
A
S
tt
==
1.2.2.5. Xác định phụ tải cho nhóm 5:
Bảng
STT Tên thiết bị
Ký hiệu trên
mặt bằng
K
sd
cos
ϕ
Công suất
đặt P, KW
1 Máy tiện Bu-Lông 38 0,32 0,55 5,5
2 Máy xọc, đục 33 0,4 0,6 5,5
3 Máy mài 39 0,45 0,63 4,5
4 Máy hàn 40,43 0,46 0,82 28+28
GVHD: …………………………… SV: …………………………
B
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
5 Máy Quạt 41,42,45 0,65 0,78 5,5+7,5+7,5
6 Máy sắt tôn 44 0,27 0,57 2,8
7 Lò gió 31 0,53 0,9 5,5
Tổng số thiết bị của nhóm 5 là 10 thiết bị
Ta có:
∑
=
n
i
i
P
1
= 5,5+5,5+4,5+28+28+5,5+7,5+7,5+2,8+5,5 = 100,3 (kW)
Hệ số sử dụng:
K
sd
∑
=
∑
∑
=
=
9
1
9
1
.
i
i
sdi
i
i
P
kP
=
3,100
53,0.5,527,0.8,265,0)5,75,75,5(46,0)2828(45,0.5,44,0.5,532,0.5,5
+++++++++
= 0.48
Trong đó: k
b
= 4,8
Tỷ số giữa công suất lớn nhất và bé nhất là: k =
8,2
28
= 10
Ta thấy k>k
b,
vậy nên n
hd
=n ( Số thiết bị trong nhóm)
Hệ số nhu cầu:
k
nc
= k
sd
∑
+
hd
sd
n
k
∑
−1
= 0,48 +
10
48,01−
= 0.64
Công suất tính toán là: P
tt
= k
nc
.
∑
P
i
= 0,64.100,3= 64,19 (kW)
Hệ số công suất trung bình là:
cos
ϕ
=
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i
ii
P
P
1
1
cos.
ϕ
=
=
3,100
9,0.5,557,0.8,278,0)5,75,75(82,0).2828(63,0.5,46,0.5,555,0.5,5
+++++++++
= 0,77
Công suất biểu kiến: S
tt
=
ϕ
cos
tt
P
=
77,0
19,64
= 83,4 (kVA)
Công suất phản kháng: Q
tt
= P
tt
.tg
ϕ
= 64,19.0,83 = 53,27 (kVAR)
⇒
I
tt
=
)(7,126
38,0.3
4,83
38,0.3
A
S
tt
==
GVHD: …………………………… SV: …………………………
/
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
1.2.3 tổng hợp phụ tải động lực của phân xưởng :
Nhóm phụ tải S
tt (kVA)
Q
tt (kVAR)
P
tt (kW)
ϕ
cos
k
sd
1 106,8 92,5 53,4 0,5 0,39
2 27,4 20,6 18,11 0,66 0,36
3 99,3 71,3 68,57 0,69 0,44
4 40,3 32,9 23,43 0,58 0,3
5 83,4 53,27 64,19 0,77 0,48
Tổng 227,7
Tổng hợp phụ tải động lực của 5 nhóm theo phương pháp hệ số nhu cầu ta
có :
Hệ số sử dụng tổng hợp :
K
sd
∑
=
∑
∑
=
=
5
1
5
1
.
i
i
sdi
i
tti
P
kP
=
7,227
36,89
= 0,39
Hệ số nhu cầu tổng hợp là :
k
nc
= k
sd
∑
+
hd
sd
n
k
∑
−1
= 0,39 +
5
39,01−
= 0,66
Vậy phụ tải tổng hợp của 5 nhóm phụ tải là :
Tổng công suất phụ tải động lực :
P
dlpx
= k
nc
.
∑
P
tti
=0,66.227,7= 150,28 (kW)
Hệ số công suất phụ tải động lực :
cos
tb
ϕ
=
∑
∑
=
=
n
i
tti
n
i
itti
P
P
1
1
cos.
ϕ
=
7,227
98,148
= 0,654
Công suất biểu kiến tổng :
GVHD: …………………………… SV: …………………………
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
S
tt
∑
=
tb
P
tt
ϕ
cos
∑
=
654,0
28,150
= 229,78 (kVA)
Công suất phản kháng tổng :
Q
tt
∑
= P
tt
∑
.tg
tb
ϕ
= 150,28.1,156 = 173,72 (kVAR)
1.2.3 . Bảng tổng hợp phụ tải động lực phân xưởng :
Nhóm phụ tải S
tt (kVA)
Q
tt (kVAR)
P
tt (kW)
ϕ
cos
k
sd
1 106,8 92,5 53,4 0,5 0,39
2 27,4 20,6 18,11 0,66 0,36
3 99,3 71,3 68,57 0,69 0,44
4 40,3 32,9 23,43 0,58 0,3
5 83,4 53,27 64,19 0,77 0,48
Tổng 227,7
Tổng hợp phụ tải động lực của 5 nhóm theo phương pháp hệ số nhu cầu ta
có :
Hệ số sử dụng tổng hợp :
K
sd
∑
=
∑
∑
=
=
5
1
5
1
.
i
i
sdi
i
tti
P
kP
=
7,227
36,89
=
0,39
Hệ số nhu cầu tổng hợp là :
k
nc
= k
sd
∑
+
hd
sd
n
k
∑
−1
= 0,39 +
5
39,01−
= 0,66
Vậy phụ tải tổng hợp của 5 nhóm phụ tải là :
Tổng công suất phụ tải động lực : P
dlpx
= k
nc
.
∑
P
tti
=0,66.227,7= 150,28 (kW)
Hệ số công suất phụ tải động lực :
cos
tb
ϕ
=
∑
∑
=
=
n
i
tti
n
i
itti
P
P
1
1
cos.
ϕ
=
7,227
98,148
= 0,654
Công suất biểu kiến tổng :
GVHD: …………………………… SV: …………………………
(
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
S
tt
∑
=
tb
P
tt
ϕ
cos
∑
=
654,0
28,150
= 229,78 (kVA)
Công suất phản kháng tổng :
Q
tt
∑
= P
tt
∑
.tg
tb
ϕ
= 150,28.1,156 = 173,72 (kVAR)
1.2.4. Xác định phụ tải thông thoáng của phân xưởng :
Trong xưởng sửa chữa cơ khí cần phải có hệ thống thông thoáng làm
mát nhằm giảm nhiệt độ trong phân xưởng do quá trình sản xuất các thiết bị động
lực, chiếu sáng và nhiệt độ cơ thể người tỏa ra sẽ tăng nhiệt độ phòng, nếu không
được trang bị hệ thống thông thoáng làm mát sẽ gây ảnh hưởng đến năng suất lao
động, sản phẩm, trang thiết bị, ảnh hưởng tới sức khỏe công nhân làm việc trong
phân xưởng.
Phân xưởng có diện tích 864 m
2
, ta trang bị 24 quạt trần, mỗi quạt
công suất 120W và 15 quạt hút, mỗi quạt 320W; hệ số công suất trung bình của
nhóm là 0,8. Vậy, tổng công suất thông thoáng và làm mát:
P
lm
=24.120+15.32=7680W
1.2.5. Tổng hợp phụ tải của toàn phân xưởng
Bảng 1.9
TT Phu tải P, kW cos
ϕ
1 Động lực 227,7 0.654
2 Chiếu sáng 12,96 1
3 Làm mát thông thoáng 7,68 0,8
Tổng hợp hai nhóm phụ tải thông thoáng và làm mát:
P
cs-lm
=P
cs
+k
lm
.P
lm
= 12,96+0,607.7,68=17,622 (KW)
K
lm
= (
5
lm
P
)
0,04
-0,41=(
5
68,7
)
0,04
-0,41=0,607
Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng:
∑
P
=
∑đl
P
+k
cs-lm
.P
cs-lm
=227,7+0,642.17,622=239(KW)
K
cs-lm
= (
5
lmcs
P
−
)
0,04
- 0,41=(
5
66,17
)
0,04
-0,41=0,642
Hệ số công suất tổng hợp: cos
∑
ϕ
=
=
++
++
68,796,127,227
8,0.68,71.96,12654,0.7,227
0,68
GVHD: …………………………… SV: …………………………
b
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
⇒
tan
∑
ϕ
= 1,07
Công suất phản kháng:
∑
Q
=P. tan
∑
ϕ
= 239.1,07=255,73(KW)
S=
∑
P
/ cos
∑
ϕ
=239/0.68=350 (KVA)
Bán kính tỉ lệ của phụ tải: Chọn m=5; r =
m
S
.
π
=
5.
350
π
=5,85
1.3. Xác định phụ tải các phân xưởng khác
1.3.1. Phân xưởng vật liệu hàn
Công suất tính toán động lực là: P
dl
=P
i
.k
nc
= 500.0,34 = 170 (kW)
Công suất chiếu sáng với cos
ϕ
=1 : P
cs
=P
0
.S=15.234.10
-3
=3,51(KW)
Với mặt bằng phân xưởng 234m
2
ta trang bị 7 quạt trần 4 quạt hút, hệ số
công suất chung của nhóm là 0,8.
Công suất làm mát và thông thoáng là:
P
lm
=7.120+4.320=2120(W)
P
cs-lm
=P
cs
+P
lm
.k
lm
=3,51+2,12.0,56=4,7(KW)
Với K
lm
= (
5
lm
P
)
0,04
-0,41=(
5
12.2
)
0,04
-0,41=0,56
Tính toán phụ tải toàn phân xưởng:
∑
P
= P
dl
+k
cs-lm
.P
cs-lm
=170+0,59.4,7=172,77(KW)
K
cs-lm
=(
5
lmcs
P
−
)
0,04
=0,59
Hệ số công suất: cos
∑
ϕ
=
12,251,3170
8,0.12,21.51,3170.56,0
++
++
=0,572
tan
ϕ
=1,434
Công suất phản kháng:
∑
Q
=
∑
P
. tan
ϕ
=172,77.1,434=247,75(kVAR)
Công suất biểu kiến: S=
∑
P
/ cos
∑
ϕ
= 302,05(KVA)
Bán kính tỉ lệ của biểu đồ phụ tải: Chọn m=5
⇒
r =
m
S
.
π
=
5.
05,302
π
= 4,39
Tính toán tương tự ta có bảng sau:
Tên phân xưởng
cos Quạt Quạt P
đl(kW)
P
cs(k
P
lm,KW
kW
P
,∑
∑
Q
r Diện
GVHD: …………………………… SV: …………………………
.
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
ϕ
trần hút
W)
tích
m
2
1
Phân xưởng
trạm từ
0,68 8 5 170 4,2 2,56 173,4 242,7 4,37 280
2
Phân xưởng vật
liệu hàn
0,56 7 5 280 3,51 2,44 282,9 407,34 5,63 234
3
Phân xưởng
nhựa tổng hợp
plasmace
0,67 7 4 407 3,38 2,12 409,7 606,31 6,82 225
4
Phân xưởng tiêu
chuẩn
0,78 5 3 95 2,31 1,56 96,81 143,27 3,32 154
5
Phân xưởng khí
cụ điện
0,72 5 3 259 2,31 1,56 260,8 396,43 5,5 154
6 Phân xưởng dập 0,67 6 4 296 3,15 2 298,5 441,76 5,83 210
7
Phân xưởng xi
măng amiang
0,72 3 2 340 1,35 1 341 545,66 6,4 90
8
Kho thành
phẩm
0,87 3 2 40,8 1,2 1 41,75 63,456 2,2 80
9
Kho phế liệu
kim loại
0,81 1 33,6 0,18 0,12 33,71 65,063 2,17 12
10
Phân xưởng mạ
điện
0,76 2 1 480 0,8 0,56 480,6 807,36 7,77 53
11
Xem dữ liệu
phân xưởng
1 243,1 0,36 0,12 243,3 481,83 5,85 24
12 Trạm trung hòa 0,66 1 52 0,18 0,12 52,11 103,18 2,7 12
13
Rửa kênh thoát
axit
0,68 1 21 0,27 0,12 21,16 40,834 1,71 18
14 Trạm bơm 0,68 1 1 143 0,18 0,44 143,2 247,73 4,28 12
15 Nhà ăn 0,56 1 30,1 0,45 0,12 30,35 58,582 2,05 30
16
Phân xưởng
điện
0,72 1 66 0,36 0,12 66,21 127,78 3,04 24
17 Nhà điều hành 0,78 1 23 0,18 0,12 23,11 44,605 1,79 12
18
Phân xưởng làm
nguội
0,77 4 3 23,7 2,1 1,44 25,34 34,711 1,65 140
19 Kho axit 0,67 1 15,8 0,18 0,12 15,91 30,709 1,48 12
20 Máy nén N
0
1 0,72 1 96 0,27 0,12 96,16 190,39 3,68 18
GVHD: …………………………… SV: …………………………
g
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
1.4. Tính toán phụ tải toàn xí nghiệp
Do các phân xưởng có tính chất khác nhau, nên khi tổng hợp phụ tải toàn
nhà máy ta tiến hành áp dụng phương pháp số gia, phụ tải tổng hợp hai nhóm
được xác định bằng cách cộng giá trị phụ tải lớn với số gia phụ tải bé:
P
1-2
=P
max
+
∆
P
1
)(.
21221
PPPkP >+
∑
P
=
)(.
21112
PPPkP <+
Hệ số k
i
được xác định: k
i
=
41,0)
5
(
04,0
−
i
P
Tổng hợp phân xưởng 1 và 2:
P
12
= P
2
+k.P
1
= 282,9+0,742.173,4=411,63(KW)
P K
(1)
∑
)1(
p
K
(2)
∑
)2(
p
K
(3)
∑
)3(
p
K
(4)
∑
)4(
p
∑
)5(
p
Px1 173,4
0,742 411,6
0,78 716,05
0,8
1
128
7
0,81
7
1967,5 2076,7
Px2 282,9
Px3 409,7
0,716 390,1
Px4 96,81
Px5
260,
8
0,761 497,1
0,764 705,63
Px6 298,5
Px7 341
0,679 273,2
Px8 41,75
Px9 33,71 0,669 503,2 0,753 668,57 0,75 833
GVHD: …………………………… SV: …………………………
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
Px10
480,
6
Px11 243,3 0,68
8
219,6
Px12 52,11
Px13 21,16
0,649 156,9
0,711 218,34
Px14 143,2
Px15 30,35
0,665 86,39
Px16 66,21
Px17 23,11
0,653 40,43
0,677 133,68 133,68
Px18 25,34
Px19 15,91
0,637 106,3
Px20 96,16
Công suất tác dụng toàn xí nghiệp là: 2076,7KW
Hệ số công suất trung bình toàn xí nghiệp: cos
XN
ϕ
=0,71; tan
ϕ
=0,99
Tổng công suất tính toán của nhà máy: S
tt
=
71,0
7,2076
cos
=
ϕ
XN
P
=2925(KVA)
Q
tt
=P
xn
. tan
ϕ
=2056(KVAR)
S=2076,7+j2056
1.5. Xây dựng biểu đồ phụ tải
Biểu đồ nhà máy có vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân
xưởng theo tỷ lệ đã chọn.
Để xác định biểu đồ phụ tải cho toàn nhà máy ta chọn tỉ lệ xích
( m = 5 MVA/m
2
)
- Bán kính biểu đồ phụ tải được xác định theo biểu thức :
-
.
pxi
i
S
r
m
π
=
Trong đó:
+ S
i
là phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i (KVA)
+ r
i
là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i (cm,m)
+ m là tỷ lệ xích (KVA/cm
2
) hay (KVA/
2
m
)
GVHD: …………………………… SV: …………………………
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải tâm của đường tròn biểu đồ phụ
tải trùng với tâm phụ tải phân xưởng.
Các trạm biến áp được đặt đúng gần sát tâm phụ tải điện
Bảng 1.13
Tọa độ,
M
X Y
Px 1 80 120
Px 2 20 140
Px 3 160 120
Px 4 170 120
Px 5 150 120
Px 6 150 50
Px7 60 60
Px 8 80 60
Px 9 80 20
Px10 100 190
Px11 190 60
Px 12 160 20
Px 13 140 20
Px 14 60 20
Px 15 195 120
Px 16 190 30
Px17 180 20
Px 18 195 180
Px 19 90 20
Px20 120 20
GVHD: …………………………… SV: …………………………
)
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI CỦA MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY
Ta dựa vào công thức kinh nghiệm sau: U=4,34*
Pl 016,0+
Trong đó: U là điện áp truyền tải tính bằng kV
L là khoảng cách truyền tải tính bằng km
P là công suất truyền tải tính bằng kW
Hướng tới của nguồn là hướng Đông-Nam, khoảng cách từ điểm đấu điện
đến nhà máy là l = 284,45m, do vậy:
Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống về nhà máy. Thay các giá trị
P
ttXN
=2076,7kW và l=284,45m vào công thức trên ta được:
U=4,34*
2076,7.016,028445,0 +
= 25,1kV
Vậy ta chọn cấp truyền tải từ hệ thống đến nhà máy U
đm
=35kV
2.1. Xác định vị trí đặt của trạm biến áp
Xác định trạm biến áp phân xưởng
Các trạm biến áp phân xưởng có nhiều phương án lắp đặt khác nhau, tùy
thuộc điều kiện khí hậu của nhà máy cũng như kích thước của trạm biến áp. trạm
GVHD: …………………………… SV: …………………………
B
Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cấp điện cho nhà máy cơ khí
biến áp có thể đặt trong nhà máy đảm bảo tiết kiệm đất, tránh bụi bặm hoặc hóa
chất ăn mòn kim loại …trạm biến áp cũng có thể đặt ngoài trời nhưng cần tránh
nguy hiểm cho phân xửng và người sản xuất.
Vị trí đặt trạm biến áp phải đảm bảo gần trung tâm phụ tải, như vậy độ dài
trạm phân phối cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ
đồ cung cấp điện được đảm bảo tốt hơn.
Xác định vị trí trạm phân phối trung tâm nhà máy:
Để giảm chi phí đầu tư cho dây dẫn và giảm tổn thất điện năng hay là đảm
bảo về tiêu chuẩn kinh tế thì trạm phân phối trung tâm nhà máy đặt ở trung tâm
phụ tải của toàn nhà máy.
Trên mặt bằng nhà máy ta gắn một hệ trục tọa độ XOY ta xác định tâm phụ
tải điện O (xo,yo) của toàn nhà máy theo công thức.
Tọa độ của trạm phân phối trung tâm được xác định theo công thức:
X=
∑
∑
i
ii
S
XS .
và Y=
∑
∑
i
ii
S
YS .
Trong đó: S
i
là công suất của phân xưởng thứ i
X
i
, Y
i
là tọa độ của phân xưởng thứ i
Thay số ta được: X=
81
3136,02
253761,17
=
; Y=
49
3136,02
153288,63
=
GVHD: …………………………… SV: …………………………
/
