Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (436.55 KB, 58 trang )
Đồ án cung cấp điện
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với xu thế hội nhập, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa
đất nước đang diễn ra một cách mạnh mẽ. Trong quá trình phát triển đó, điện
năng đóng vai trò rất quan trọng. Do đó ngày nay điện năng được sử dụng
rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống. Cùng với xu hướng phát
triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã hội ngày càng được nâng cao,
nhu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp,
dịch vụ... tăng lên không ngừng. Để đảm bảo những nhu cầu to lớn đó,
chúng ta phải có một hệ thống cung cấp điện an toàn và tin cậy.
Với đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một xí nghiệp công
nghiệp”, sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn
Phúc Huy, đến nay, về cơ bản em đã hoàn thành nội dung đồ án môn học
này. Do thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất
mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy cô để đồ án này được hoàn
thiện hơn. Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm
vụ công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Phúc Huy đã giúp em
hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2011
Sinh viên
Nguyễn Minh Thu Thủy
1
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
ĐỒ ÁN CUNG CẤP
ĐỒ ÁN 2
THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO MỘT XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP
A. DỮ KIỆN
Thiết kế cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm có các phân
xưởng với các dữ kiện tra theo họ tên người thiết kế.
Họ tên: Nguyễn Minh Thu Thủy tra theo bảng ta có:
- Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: Sk = 250 MVA;
- Khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy: L = 284,45 m;
- Hướng tới của nguồn: Đông Nam;
- Cấp điện truyền tải là 110 kV;
- Thời gian sử dụng công suất cực đại: TM = 5400h;
- Phụ tải loại I và loại II chiếm kI&II = 75 %;
- Giá thành tổn thất điện năng: c∆ = 1000 đ/kWh;
- Suất thiệt hại do mất điện: gth = 7500 đ/kWh;
- Hao tổn điện áp cho phép tính từ nguồn (điểm đấu điện) là ∆Ucp =5%.
- Nhà máy 5: Nhà máy sửa chữa thiết bị
Phụ tải của nhà máy sửa chữa thiết bị
N0
theo
sơ đồ
mặt
phẳng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tên phân xưởng và phụ tải
Số lượng Tổng
Hệ
số Hệ số
thiết bị công
nhu cầu, công
điện
suất đặt, knc
suất,
kW
cosφ
Phân xưởng thiết bị cắt
Xem dữ liệu phân xưởng
Phân xưởng dụng cụ
Phân xưởng sửa chữa điện
Phân xưởng làm khuôn
Phân xưởng sửa chữa cơ khí
Nhà hành chính, sinh hoạt
Khối các nhà kho
Phân xưởng thiết bị không
tiêu chuẩn
Nhà ăn
149
500
0,36
0,65
190
447
250
81
315
100
56
370
150
100
800
50
35
30
0,35
0,33
0,34
0,38
0,34
0,37
0,39
0,67
0,78
0,70
0,62
0,84
0,77
0,61
23
260
0,45
0,86
2
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
11
Phân xưởng gia công
18
162
0,45
0,78
Sơ đồ mặt bằng nhà máy:
6
1
10
9
2
11
8
5
3
4
7
Tỷ lệ 1: 5000
- Số hiệu 2, phương án B.
Phân xưởng cơ khí – sửa chữa
Phụ tải của các phân xưởng cơ khí – sửa chữa:
Số hiệu
trên sơ đồ
1; 2; 3; 4
5; 6
7; 12; 15
8; 9
10
11; 13; 14
16; 17
18; 19
20; 21; 22
23; 24
25; 26; 27
Tên thiết bị
Hệ sô ksd
cosφ
Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu buồng
Thùng tôi
Lò điện kiểu tầng
Bể khử mỡ
Bồn đun nước nóng
Thiết bị cao tần
Máy quạt
Máy mài tròn vạn năng
Máy tiện
Máy tiện ren
0,35
0,32
0,3
0,26
0,47
0,3
0,41
0,45
0,47
0,35
0,53
0,91
0,92
0,95
0,86
1
0,98
0,83
0,67
0,6
0,63
0,69
Công suất đặt P,
kW
18+ 25+ 18+ 25
40+ 55
1,1+ 2,2+ 2,8
30+ 20
1,5
15+ 22+ 30
32+ 22
11+ 5,5
2,8+ 5,5+ 4,5
2,2+ 4,5
7,5+ 12+ 12
3
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
28; 29
30; 31
32
33
Máy phay đứng
Máy khoan đứng
Cần cẩu
Máy mài
A 6000
0,45
0,4
0,22
0,36
B
C
0,68
0,6
0,65
0,872
4,5+ 12
5,5+ 7,5
7,5
2,8
24000
D
E
1
6000
1 2 3 4
2
20
23
5
36000
3
21
7
11
12
13
14
6
8
10
4
22
24
26
30
9
31
33
16 15
25
27
28
5
17
32
18
29
19
6
Van
phòng
)
Nhà
kho
7
Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí – sửa chữa
4
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
B. THIẾT KẾ
CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
**Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với
phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách
điện.Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ
tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn 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 chọn lựa và kiểm tra các thiết bị
trong HTĐ như: 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
lượng bù công suất phản kháng… Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố
như: công suất,số lượng các máy,chế độ vận hành của chúng, quy trình công
nghệ sản xuất, trình độ vận hành của công nhân. Vì vậy xác định phụ tải tính
toán là nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng.Bởi vì nếu phụ tải tính toán
được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện,
có khi dẫn đến cháy nổ rất nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải
thực tế quá nhiều thì các thiết bị điện(đóng ngắt,máy biến áp…), và tiết diện
dây dẫn sẽ phải làm lớn hơn so với yêu cầu do đó làm gia tăng vốn đầu tư,
gây lãng phí
+)Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
Do tính chất quan trọng của phụ tải tính toán nên đã có nhiều công trình
nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện. Song phụ tải
điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nên chưa thể có phương pháp nào tính toán
1 cách toàn diện và chính xác. Những phương pháp đơn giản thuận tiên chó
tính toán thì lại thiếu độ chính xác,còn nếu nâng cao được độ chính xác,xét
đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì khối lượng tính toán lại rất lớn,phức
tạp,thậm chí là không thực hiện được trong thực tế.
Tùy thuộc đặc điểm của từng loại phụ tải có thể áp dụng những phương
pháp sau:
- Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu
- Phương pháp tính theo công suất trung bình
- Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm
- Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất
1.1 Phụ tải tính toán chiếu sáng của phân xưởng
5
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng là đáp ứng yêu cầu về độ
rọi và hiệu quả chiếu sáng của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài độ rọi, hiệu
quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự
lựa chọn hợp lý các chao chóp đèn, sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kỹ
thuật và kinh tế, mỹ thuật.Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Không bị lóa
- Không có bóng tối
- Phải có độ rọi đồng đều
- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày
Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố tương đối đều và tỉ lệ với
diện tích nên ta tính phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa theo suất
phụ tải chiếu sáng của phân xưởng.
Có suất chiếu sáng:
p0 = 15 W/m2
Có diện tích phân xưởng:
A = a.b = 24.36 = 864 m2
=> Suất phụ tải chiếu sáng của phân xưởng:
Pcs = p0.A = 15.864 = 12960 W = 12,96 kW
Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số công suất của nhóm chiếu sáng cosφ = 1.
1.2 Phụ tải tính toán nhóm thông thoáng và làm mát 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 trong quá trình sản xuất các
thiết bị động lực, chiếu sáng và nhiệt độ cơ thể người tỏa ra làm tăng nhiệt
độ phòng. Nếu không được trang bị hệ thống thông thoáng và làm mát sẽ
gây ảnh hưởng đến năng suất lao động, sản phẩm, trang thiết bị, ảnh hưởng
đến sức khỏe công nhân làm việc trong nhà máy phân xưởng.
Lưu lượng gió tươi cần cấp vào phân xưởng là:
Q = n.V = n.h.A = 6.5.864 = 25920 m3/h
=> chọn quạt có q = 4500 m3/h => chọn 6 quạt.
Bảng 1: Thông số kỹ thuật của quạt hút công nghiệp.
Thiết bị
P, W
Lượng gió, m3/h Số lượng
ksd
cosφ
Quạt hút
300
4500
6
0,7
0,8
Hệ số nhu cầu của quạt hút là:
1 − k sd
1 − 0,7
k qh
= 0,7 +
= 0,8225
nc = k sd +
n
6
Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng làm mát:
6
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
6
Plm = k qh
nc .∑ Pdmqi = 0,8225.6.300 = 1480,5 W =1,4805 W
i =1
Slm =
Plm 1,4805
=
= 1,8506 kVA
cosφ
0,8
2
Qlm = Slm
− Plm2 = 1,85062 − 1,48052 = 1,1103 kVAr
1.3 Phụ tải tính toán nhóm động lực.
Vì phân xưởng có rất nhiều thiết bị nằm rải rác ở nhiều khu vực trên
mặt bằng phân xưởng, nên để cho việc tính toán phụ tải chính xác hơn và
làm căn cứ thiết kế tủ động lực cấp điện cho phân xưởng, ta chia các thiết bị
ra từng nhóm nhỏ, đảm bảo:
- Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau;
- Nếu có thể, trong cùng một nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ
làm việc;
- Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau.
Ta chia phân xưởng ra làm 4 nhóm nhỏ như sau:
Bảng 2: Phụ tải nhóm 1
Số
hiệu
Hệ số
Tên thiết bị
trên sơ
ksd
đồ
1
Lò điện kiểu tầng 0.35
2
Lò điện kiểu tầng 0.35
3
Lò điện kiểu tầng 0.35
4
Lò điện kiểu tầng 0.35
5 Lò điện kiểu buồng 0.32
6 Lò điện kiểu buồng 0.32
7
Thùng tôi
0.3
8
Lò điện kiểu tầng 0.26
9
Lò điện kiểu tầng 0.26
10
Bể khử mỡ
0.47
∑=
Công
suất
cosφ
Pi.ksdi
Pi 2
Pi.cosφi
đặt
P,kW
0.91
18
6.3
324
16.38
0.91
25
8.75
625
22.75
0.91
18
6.3
324
16.38
0.91
25
8.75
625
22.75
0.92
40
12.8
1600
36.8
0.92
55
17.6
3025
50.6
0.95
1.1
0.33
1.21
1.045
0.86
30
7.8
900
25.8
0.86
20
5.2
400
17.2
1
1.5
0.705
2.25
1.5
233.6 74.5350 7826.4600 211.2050
Bảng 3: Phụ tải nhóm 2
7
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
Số hiệu
trên sơ
đồ
11
12
13
14
15
16
17
18
19
∑=
Tên thiết bị
Hệ số
ksd
cosφ
Bồn đun nước nóng
Thùng tôi
Bồn đun nước nóng
Bồn đun nước nóng
Thùng tôi
Thiết bị cao tần
Thiết bị cao tần
Máy quạt
Máy quạt
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.41
0.41
0.45
0.45
0.98
0.95
0.98
0.98
0.95
0.83
0.83
0.67
0.67
Công suất
Pi.ksdi
đặt P,kW
15
2.2
22
30
2.8
32
22
11
5.5
142.5
4.5
0.66
6.6
9
0.84
13.12
9.02
4.95
2.475
51.165
Pi 2
Pi.cosφi
225
4.84
484
900
7.84
1024
484
121
30.25
3280.93
14.7
2.09
21.56
29.4
2.66
26.56
18.26
7.37
3.685
126.285
Pi 2
Pi.cosφi
4.84
20.25
30.25
56.25
56.25
7.84
175.68
1.386
2.835
3.3
4.5
4.875
2.4416
19.3376
Bảng 4: Phụ tải nhóm 3
Số hiệu
trên sơ
Tên thiết bị
đồ
23 Máy tiện
24 Máy tiện
30 Máy khoan đứng
31 Máy khoan đứng
32 Cần cẩu
33 Máy mài
∑=
Hệ số
ksd
cosφ
Công suất
Pi.ksdi
đặt P,kW
0.35
0.35
0.4
0.4
0.22
0.36
0.63
0.63
0.6
0.6
0.65
0.872
2.2
4.5
5.5
7.5
7.5
2.8
30
0.77
1.575
2.2
3
1.65
1.008
10.203
Bảng 5: Phụ tải nhóm 4
8
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
Số hiệu
trên sơ
đồ
20
21
22
25
26
27
28
29
Hệ số
Công suất
cosφ
P .k
ksd
đặt P,kW i sdi
Tên thiết bị
Máy mài tròn vạn năng
Máy mài tròn vạn năng
Máy mài tròn vạn năng
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy phay đứng
Máy phay đứng
∑=
0.47
0.47
0.47
0.53
0.53
0.53
0.45
0.45
0.6
0.6
0.6
0.69
0.69
0.69
0.68
0.68
2.8
5.5
4.5
7.5
12
12
4.5
12
60.8
1.316
2.585
2.115
3.975
6.36
6.36
2.025
5.4
30.136
Pi 2
Pi.cosφi
7.84
30.25
20.25
56.25
144
144
20.25
144
566.84
1.68
3.3
2.7
5.175
8.28
8.28
3.06
8.16
40.635
**) Tính toán cho nhóm 1:
- Hệ số sử dụng tổng hợp:
10
k sdΣ1 =
∑ Pi .k sdi
i =1
10
∑ Pi
=
74,535
= 0,3191
233,6
i =1
- Số lượng hiệu dụng:
2
10
∑ Pi ÷ (233,6) 2
=1
=
n hd = i10
= 6,9724
7826,
46
2
∑ Pi
i =1
Chọn nhd = 7.
- Hệ số nhu cầu:
1 − k sdΣ1
1 − 0,3191
= 0,3191 +
= 0,5764
n hd
7
- Tổng công suất phụ tải động lực:
k ncΣ1 = k sdΣ1 +
10
Pdl1 = k ncΣ1.∑ Pi = 0,5764.233,6 = 134,6559 kW
i =1
- Hệ số công suất của phụ tải động lực:
9
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
10
cosφ tb1 =
∑ Pi .cosφ
i =1
10
∑ Pi
=
211,205
= 0,9041
233,61
i =1
- Công suất toàn phần:
Pdl1
134,6559
Sdl1 =
=
= 148,9341 kVA
cosφ tb1
0,9041
- Công suất phản kháng:
2
2
Qdl1 = Sdl1
− Pdl1
= 148,93412 − 134,65592 = 63,6329 kVAr
Các nhóm còn lại tính toán tương tự, ta có bảng số liệu sau:
Bảng 6: Các nhóm phụ tải động lực
Nhóm
1
2
3
4
ksd∑j nhd
0.3191 7
0.3591 6
0.3401 5
0.4957 7
∑=
knc∑j
0.5764
0.6207
0.6352
0.6863
Pđlj,kW cosφtbj Sđlj,kVA
134.6559 0.9041 148.9341
88.4524 0.8862 99.8096
19.0565 0.6446 29.5639
41.7259 0.6683 62.4323
283.8907
Qđlj,kVAr
63.6329
46.2401
22.6025
46.4407
Pđlj.cosφtbj
121.7466
78.38741
12.28356
27.88704
240.3046
Pđlj.ksd∑j
42.96481
31.75905
6.481111
20.68177
101.8867
**) Tổng hợp phụ tải nhóm động lực:
- Hệ số sử dụng tổng hợp:
4
k sdΣ =
∑ Pdlj.k sdΣ1
j=1
4
∑ Pdlj
=
101,8867
= 0,3589
283,8907
j=1
- Hệ số nhu cầu:
1 − k sdΣ
1 − 0,3589
= 0,3589 +
= 0,6794
N
4
- Tổng công suất phụ tải động lực:
k ncΣ = k sdΣ +
4
Pttdl = k ncΣ .∑ Pdlj = 0,6794.283,8907 = 192,8887 kW
j=1
- Hệ số công suất của phụ tải động lực:
10
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
4
cosφ tbdl =
∑ Pdlj.cosφ tbi
j=1
4
∑ Pdlj
=
240,3046
= 0,8465
283,8907
j=1
- Công suất toàn phần:
Pttdl
192,8887
Sttdl =
=
= 227,8746 kVA
cosφ tbdl
0,8465
- Công suất phản kháng:
2
Q ttdl = S2ttdl − Pttdl
= 227,87462 − 192,8887 2 = 121,3291 kVAr
1.4 Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng.
- Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
Pttpx= kđt(Pttdl+Pcs+Plm)
= 1(192,8887+12,96+1,4805) = 207,3292 kW
- Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng:
P .cosφi
cosφ tbpx = ∑ i
∑ Pi
1.12,96 + 0,8.1,4805 + 0,8465.192,8887
= 0,8558
207,3292
Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải
trong tương lai 10 năm (10%), ta sẽ có số liệu tính toán toàn phân xưởng là:
Pttpx∑ = 1,2. Pttpx = 1,2.207,3292 = 248,795 kW
P
248,795
Sttpx = ttpxΣ =
= 290,7163 kVA
cosφ tbpx 0,8558
=
2
Q ttpx = S2ttpx − Pttpx
= 290,71632 − 248,7952 = 150,3895 kVAr
1.5 Phụ tải tổng hợp toàn nhà máy
1.5.1 Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng.
+) Phân xưởng 1:
- Phụ tải động lực của phân xưởng 1:
Pdl1 = knc1.Pd1 = 0,36.500 = 180 kW
- Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng 1:
Pcs1 = p0cs1.Apx1 = 15.18.27.25 = 182 250 W = 182,25 kW
- Phụ tải của phân xưởng 1:
Ptt1 = Pdl1 + Pcs1 = 180 + 182,25 = 362,25 kW
- Hệ số công suất trung bình của phân xưởng 1:
11
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
cosφ tb1 =
cosφ cs1.Pcs1 + cosφ dl1.Pdl1
Ptt1
1.182,25 + 0,65.180
= 0,8261
362,25
- Công suất toàn phần của phân xưởng 1 là:
Ptt1
362,25
Stt1 =
=
= 438,5132 kVA
cosφ tb1 0,8261
- Công suất phản kháng của phân xưởng 1 là:
2
Q tt1 = S2tt1 − Ptt1
= 438,51322 − 362, 252 = 247,121 kVAr
+) Các phân xưởng còn lại tính toán tương tự phân xưởng 1, kết hợp
với số liệu của phân xưởng 2 đã tính toán, ta có bảng số liệu sau:
=
12
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
Bảng 7: Phụ tải nhà máy sửa chữa thiết bị
STT
Tên phân xưởng
và phụ tải
Pcs
kW
Ptti
kW
cosφtbi
Stti
kVA
Qtti
kVAr
cosφtbi.Ptti
1 Phân xưởng thiết bị cắt
182.25 362.2500 0.8261 438.5132 247.1209 299.2500
2 Phân xưởng cơ khí-sửa chữa
12.96 248.7950 0.8558 290.7163 150.3895 212.9188
3 Phân xưởng dụng cụ
142.5 272.0000 0.8429 322.7008 173.6428 229.2650
4 Phân xưởng sửa chữa điện
84
133.5000 0.9184 145.3572 57.5020
122.6100
5 Phân xưởng làm khuôn
27
61.0000
50.8000
0.8328 73.24803 40.5497
6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí
39.375 343.3750 0.6636 517.4624 387.1187 227.8550
7 Nhà hành chính, sinh hoạt
89.25 106.2500 0.9744 109.0415 24.5148
103.5300
8 Khối các nhà kho
Phân xưởng thiết bị không
9
tiêu chuẩn
10 Nhà ăn
120.75 133.7000 0.9777 136.7464 28.7033
130.7215
30.375 42.0750
0.8916 47.19305 21.3747
37.5120
84.375 201.3750 0.9187 219.2053 86.5973
184.9950
11 Phân xưởng gia công
∑=
49.5
122.4000 0.8690 140.8563 69.7047
2026.7200
2441.04 1287.2183 1705.8193
13
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
106.3620
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
1.5.2 Tính cho toàn nhà máy.
Phụ tải của nhà máy:
11
PttNM = k dt .∑ Ptti = 0,85.2026,72 = 1722,712 kW
i =1
Hệ số công suất của nhà máy:
11
cosφ tbNM =
∑ Ptti .cos tbi
i =1
11
∑ Ptti
=
1705,8193
= 0,8417
2026,72
i =1
Công suất toàn phần của nhà máy:
PttNM
1722,712
SttNM =
=
= 2046,7906 kVA
cosφ tbNM
0,8417
Công suất phản kháng cảu nhà máy:
2
Q ttNM = S2ttNM − PttNM
= 2046,7906 2 − 1722,7122 = 1105, 267kVAr
1.6 Biểu đồ vòng tròn phụ tải toàn nhà máy
Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải. Tâm đường tròn biểu đồ phụ
tải được đặt tại trọng tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng ta có thể
coi như phụ tải của phân xưởng được phân bố đồng đều theo diện tích phân
xưởng. Vì vậy trọng tâm của phụ tải phân xưởng được xem như tâm hình
học của phân xưởng.
- Vòng tròn phụ tải được chia làm 2 phần:
+ Phần phụ tải động lực là phần hình quạt được gạch chéo.
+ Phần phụ tải chiếu sáng là phần hình quạt không được gạch
chéo.
- Với hệ số tỉ lệ lựa chọn kVA/mm2, m=3 ta có:
- Bán kính vòng tròn phụ tải 1:
S
438,5132
R px1 = ttpx1 =
= 6,8211 mm
π.m
π.3
Để thể hiện cơ cấu phụ tải trong vòng tròn phụ tải, người ta thường chia
vòng tròn phụ tải theo tỉ lệ giữa công suất chiếu sáng và động lực, vì vậy ta
có thể tính góc của phần công suất chiếu sáng theo công thức:
360.Pcsi
α csi =
Ptti
14
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
- Góc của phụ tải chiếu sáng 1 trên bản đồ phụ tải:
360.Pcs1 360.182,25
α cs1 =
=
= 181,118°
Ptt1
362,25
- Góc của phụ tải chiếu sáng 2 trên bản đồ phụ tải:
360.Pcs1 360.12,96
α cs1 =
=
= 17,7528°
Ptt1
248,795
Tương tự với các phân xưởng khác ta có bảng số liệu sau:
15
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
Bảng 8: Số liệu tính toán cho các phân xưởng
STT
Tên phân xưởng
và phụ tải
Pcs
kW
Ptti
kW
Stti
kVA
cosφtbi.Ptti Rpxi,mm αcs(độ)
xGi
yGi
1 Phân xưởng thiết bị cắt
182.25 362.2500 438.5132 299.2500 6.8211 181.12 22.5
53
2 Phân xưởng cơ khí-sửa chữa
12.96 248.7950 290.7163 212.9188 5.5539 18.75
58.5
36
3 Phân xưởng dụng cụ
142.5 272.0000 322.7008 229.2650 5.8515 188.60
10
9.5
90
10
4 Phân xưởng sửa chữa điện
84
133.5000 145.3572 122.6100 3.9272 226.52
5 Phân xưởng làm khuôn
27
61.0000 73.24803 50.8000
2.7878 159.34 27.5
33
6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí
39.375 343.3750 517.4624 227.8550 7.4098 41.28
52.5
57
7 Nhà hành chính, sinh hoạt
89.25 106.2500 109.0415 103.5300 3.4014 302.40 53.5
10
8 Khối các nhà kho
120.75 133.7000 136.7464 130.7215 3.8091 325.13 96.5
36
Phân xưởng thiết bị không
9 tiêu chuẩn
30.375 42.0750 47.19305 37.5120
10 Nhà ăn
84.375 201.3750 219.2053 184.9950 4.8227 150.84 107
11 Phân xưởng gia công
∑=
49.5
122.4000 140.8563 106.3620 3.8659 145.59
2026.7200 2441.04 1705.8193
16
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
2.2377 259.89 84.5 56.5
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
6
56
32.5
Đồ án cung cấp điện
Biểu đồ phụ tải của nhà máy:
6
517,4624
1
438,5132
Mo(49,39)
11
140,8563
2
290,7163
5
73,248
3
322,7008
9
47,193
7
109,0415
10
219,2053
8
136,7464
4
145,3572
Phụ tải động lực
Phụ tải chiếu sáng
17
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY
2.1 Chọn cấp điên áp phân phối
Trong mạng phân phối phạm vi nhà máy, sử dụng cấp điện áp theo
công thức kinh nghiệm của Zalesski:
U 0cp = P(0,1 + 0,015 L )
= 1722,712(0,1 + 0,015 0, 28445) = 13,6401 kV
Chọn cấp điện áp 10 kV.
2.2 Vị trí đặt trạm biến áp
Vị trí đặt trạm biến áp phải gần tâm phụ tải, thuận tiện cho hướng
nguồn tới, cho việc lắp đặt các tuyến dây, vận hành, sửa chữa máy biến áp,
an toàn và kinh tế.
Tâm quy ước của phụ tải nhà máy được xác định bởi một điểm M có
toạ độ được xác định: M0(x0,y0) theo hệ trục toạ độ x0y. Công thức:
11
x0 =
∑ Sttpxi .x i
i =1
11
∑ Sttpxi
11
; y0 =
i =1
∑ Sttpxi .yi
i =1
11
∑ Sttpxi
i =1
Trong đó: Sttpxi - phụ tải tính toán của phân xưởng i
xi, yi - toạ độ của phân xưởng i theo hệ trục đã chọn
Ta có bảng số liệu:
18
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
Bảng 9: Tọa độ của các phân xưởng
STT
Tên phân xưởng
xi
yi
Sttpxi,kVA
Sttpxi.xi
Sttpxi.yi
1
Phân xưởng thiết bị cắt
22.5
53
438.5132
9866.5461
23241.1974
2
Phân xưởng cơ khí-sửa chữa
58.5
36
290.7163
17006.9036
10465.7868
3
Phân xưởng dụng cụ
10
9.5
322.7008
3227.0080
3065.6576
4
Phân xưởng sửa chữa điện
90
10
145.3572
13082.1507
1453.5723
5
Phân xưởng làm khuôn
27.5
33
73.24803
2014.3209
2417.1850
6
Phân xưởng sửa chữa cơ khí
52.5
57
517.4624
27166.7750
29495.3557
7
Nhà hành chính, sinh hoạt
53.5
10
109.0415
5833.7182
1090.4146
8
Khối các nhà kho
96.5
36
136.7464
13196.0243
4922.8692
9
Phân xưởng thiết bị không
tiêu chuẩn
84.5
56.5
47.19305
3987.8126
2666.4072
107
56
219.2053
23454.9707
12275.4987
6
32.5
140.8563
845.1379
4577.8304
2441.04
119681.3678
95671.7749
10 Nhà ăn
11 Phân xưởng gia công
∑=
19
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
11
x0 =
∑ Sttpxi .x i
i =1
11
∑ Sttpxi
=
119681,3678
= 49,03
2441,04
=
95671,7749
= 39,19
2441,04
i =1
11
y0 =
∑ Sttpxi .yi
i =1
11
∑ Sttpxi
i =1
M0 ( 49,03; 39,19)
Chọn vị trí đặt tâm trạm phân phối trung tâm: M( 40, 40).
2.3 Chọn công suất và số lượng máy biến áp
2.3.1 Trạm phân phối trung tâm
Vì xí nghiệp có tỉ lệ phụ tải loại I & II là rất cao (75%) nên để cấp điện
cho nhà máy, ta xây dựng đường dây trên không mạch kép. sử dụng dây AC,
hạ ngầm ở hàng rào nhà máy. Mạng điện cao áp trong nhà máy là mạng cáp
ngầm đi từ điểm hạ ngầm tới gian phân phối trung áp trong nhà và tới các
trạm biến áp phân xưởng.
Trạm phân phối trung tâm gồm hai máy biến áp làm việc song song:
S
2046,7906
SdmB ≥ ttNM =
= 1023,3953 kVA
2
2
Ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn là máy biến áp ba pha hai cuộn dây có
công suất định mức SdmB = 1800 kVA của Nhà máy chế tạo thiết bị điện
Đông Anh sản xuất tại Việt Nam ( không cần hiệu chỉnh nhiệt độ).
Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự
cố với giả thiết các phụ tải trong nhà máy có 75% phụ tải loại I&II:
Sttsc
0,75.SttNM
SdmB ≥
=
(n − 1).k qtsc
1,4
0,75.2046,7906
= 1096,495 kVA
1,4
=> Vậy máy biến áp đã chọn đạt yêu cầu.
2.3.2 Trạm biến áp phân xưởng
Lựa chọn số lượng trạm biến áp, chú ý:
- Mỗi một phân xưởng loại I&II được cấp từ 1 trạm biến áp có 2 máy
biến áp;
=> SdmB ≥
20
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
- Các phụ tải loại III có thể được cấp bằng 1 trạm có 1 máy biến áp
hoặc được cấp từ 1 trạm loại I&II ở gần;
- Giảm thiểu số trạm biến áp trong nhà máy;
- Các phân xưởng ở xa có thể được cấp điện từ trạm biến áp của phân
xưởng gần.
Ta lựa chọn số trạm biến áp như sau:
- Trạm biến áp 1: cấp điện cho phân xưởng 1;
- Trạm biến áp 2: cấp điện cho phân xưởng 2;
- Trạm biến áp 3: cấp điện cho phân xưởng 5, 11;
- Trạm biến áp 4: cấp điện cho phân xưởng 3, 7;
- Trạm biến áp 5: cấp điện cho phân xưởng 6, 9, 10;
- Trạm biến áp 6: cấp điện cho phân xưởng 4, 8;
+) Trạm biến áp 1:
- Vị trí đặt thuận lợi trạm biến áp 1 là gần tâm phân xưởng 1:
1
x1 =
∑ Sttpxi .x i
i =1
1
∑ Sttpxi
=
438,5132.22,5
= 22,5
438,5132
=
438,5132.53
= 53
438,5132
i =1
1
y1 =
∑ Sttpxi .yi
i =1
1
∑ Sttpxi
i =1
- Công suất máy biến áp:
S
438,5132
SdmB ≥ ttpx1 =
= 219,2566 kVA
2
2
- Kiểm tra điều kiện sự cố :
0,75 .Sttpx1 0,75 .438,5132
S
SB ≥ ttsc =
=
= 244,3145 kVA
1,4
1,4
1,4
Chọn 2 máy biến áp loại 320 kVA của Nhà máy chế tạo thiết bị điện
Đông Anh sản xuất tại Việt Nam (không cần hiệu chỉnh nhiệt độ).
+) Tính toán tương tự với các trạm biến áp khác (trạm có 2 máy biến
áp), ta có bảng:
Bảng 10:
TBA
xi
yi
Stt
Stt/2
0,75.Stt/1,4 SdmB
1
2,5
53
438,5132 219,2566 234,9178
320
2
58,5
36
290,7163 145,358 155,7409
180
21
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
3
13,355 32,67
214,1043
4
5
6
20,99
69,67
93,15
431,7423
783,8608
282,1036
9,626
56,69
22,68
107,052
2
215,8712
391,9304
141,051
8
114,6987
180
115,6453
419,9254
151,1269
180
560
180
2.4 Lựa chọn phương án cấp điện trong phân xưởng
Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề kinh tếkỹ thuật của hệ thống điện. Một sơ đồ cung cấp điện được gọi là hợp lý thỏa
mãn các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật;
- Đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế;
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện;
- Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành;
- An toàn cho người vận hành và thiết bị;
- Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải.
2.4.1 Sơ bộ chọn phương án :
Phương án 1: mỗi trạm biến áp được cấp từ một mạch đơn.
6
517,4624
1
438,5132
9
47,193
B1
10
219,2053
B5
B2
11
140,8563
8
136,7464
2
290,7163
0
5
73,248
B3
B6
3
322,7008
B4
7
109,0415
4
145,3572
N
22
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
Tỷ lệ 1:5000
Phương án 2: Các trạm ở xa có thể đấu nối liên thông qua trạm ở gần.
6
517,4624
1
438,5132
9
47,193
B1
10
219,2053
B5
B2
11
140,8563
8
136,7464
2
290,7163
0
5
73,248
B3
B6
3
322,7008
4
145,3572
B4
7
109,0415
N
Tỷ lệ 1:5000
2.4.2 Tính toán lựa chọn phương án tối ưu
Theo bài ra thì khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy là L =
284,45 m và nhà máy nằm ở hướng Đông Nam. Dây dẫn được chọn là dây
nhôm lõi thép, lộ kép và được đi trên không.Loại dây dẫn này dẫn điện rất
tốt, lại đảm bảo được độ bền cơ học cao nên được sử dụng rất rộng rãi trong
thực tế.
+) Lựa chọn dây từ điểm đấu về nhà máy theo hệ số Jkt ( A/mm2).
SttNM
2046,7906
Ilv max =
=
= 59,0858 A
2 3U dm
2 3.10
Có TM = 5400 h tra bảng với dây AC ta có Jkt = 1 ( A/mm2)
I
59,0858
Fkt = lv =
= 59,0858 mm 2
J kt
1
Chọn dây AC – 70 có:
r0 = 0,46 Ω/km
x0 = 0,381 Ω/km
Icp = 275 A
- Kiểm tra tổn thất điện áp thực tế:
23
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
ΔU N − D =
PttNM .r0 + Q ttNM .x 0
. L N−D
2.U dm
1722,712.0, 46 + 1105, 267.0,381
.284, 45.10−6 = 0,0173 kV
2.10
- Kiểm tra về điều kiện sự cố một mạch:
Isc = 2.Ilv max = 2.59,0858 = 118,1716 A < Icp = 275 A => thoả mãn
- Tổn thất điện năng:
S2ttNM
ΔA N − D = 2 .r0 .L N − D .τ
U dm
Với τ = (0,124+TM.10-4)2.8760 = (0,124+5400.10-4)2.8760 = 3862,249 h
2046,79062
284, 45.10−3
−3
ΔA N − D =
.10 .0, 46.
.3862, 249 = 10585,7314 kWh
102
2
Chi phí cho tổn thất điện năng trong một năm:
CN-D = ΔAN-D.cΔ = 10585,7314.1000 = 10,5857.106 đ
- Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư :
i(i + 1)T
0,12(0,12 + 1) 25
a tc =
=
= 0,1275
(i + 1)T − 1 (0,12 + 1) 25 − 1
- Hệ số khấu hao của đường dây: kkh = 3,5% = 0,035
- Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao là:
p = atc + kkh = 0,1275 + 0,035 = 0,1625
- Tra bảng ta có a = 158,01.106 đ/km; b = 0,89.106 đ/(mm2.km)
- Vốn đầu tư cho đoạn dây:
VN-D = 1,6.(a+b.FN-D).LN-D
= 1,6.(158,01 + 0,89.70).106.284,45.10-3= 100,2675.106 đ
- Chi phí quy đổi:
ZN-D = p.VN-D + CN-D
= 0,1625.100,2675.106 + 10,5857.106 = 26,8792.106 đ
+) Lựa chọn cáp hạ ngầm từ hàng rào nhà máy đến trạm phân phối
trung tâm:
SttNM
2046,7906
Ilv max =
=
= 59,0858 A
2 3U dm
2 3.10
Có TM = 5400 h tra bảng ta có Jkt = 2,7 ( A/mm2)
I
59,0858
Fkt = lv =
= 21,8836 mm 2
J kt
2,7
Chọn dây đồng XPLE có tiết diện tối thiểu 25 mm2 => 2XLPE (3x25)
r0 = 0,74 Ω/km
=
h
h
24
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
Đồ án cung cấp điện
x0 = 0,099 Ω/km
Icp = 140 A
- Kiểm tra tổn thất điện áp thực tế:
P .r + Q ttNM .x 0
ΔU N − 0 = ttNM 0
. L N −0
2.U dm
1722,712.0, 46 + 1105, 267.0,381
.498.10−6 = 0,0302 kV
2.10
- Kiểm tra về điều kiện sự cố một mạch:
Isc = 2.Ilv max = 2.59,0858 = 118,1716 A < Icp = 140 A => thoả mãn
- Tổn thất điện năng:
S2ttNM
ΔA N − 0 = 2 .r0 .L N − 0 .τ
U dm
Với τ = (0,124+TM.10-4)2.8760 = (0,124+5400.10-4)2.8760 = 3862,249 h
=
2046,79062
498.10−3
−3
ΔA N − 0 =
.10 .0, 74.
.3862, 249 = 29 813,857 kWh
102
2
- Chi phí cho tổn thất điện năng trong một năm:
CN-0 = ΔAN-0.cΔ = 29 813,857.1000 = 29,8139.106 đ
- Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư :
i(i + 1)T
0,12(0,12 + 1) 25
a tc =
=
= 0,1275
(i + 1)T − 1 (0,12 + 1) 25 − 1
- Hệ số khấu hao của đường dây: kkh = 3,5% = 0,035
- Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao là:
p = atc + kkh = 0,1275 + 0,035 = 0,1625
- Tra bảng ta có a = 158,01.106 đ/km; b = 0,89.106 đ/(mm2.km)
- Vốn đầu tư cho đoạn dây:
VN-0 = 1,6.(a+b.FN-0).LN-0
= 1,6.(158,01 + 0,89.25).106.489.10-3= 143,6312.106 đ
- Chi phí quy đổi:
ZN-0 = p.VN-0 + CN-0
= 0,1625. 143,6312.106 + 29,8139.106 = 53,1539.106 đ
h
h
1. Phương án 1.
+) Chọn cáp từ gian phân phối trung áp, tới trạm phân xưởng 1.
- Dòng điện lớn nhất trên dây dẫn 0-1:
25
Sinh viên: Nguyễn Minh Thu Thủy
Lớp Đ3H2 – Khoa hệ thống điện
