Tài liệu Xác định phụ tải tính toán của từng phân xưởng và nhà máy pptx

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
i
1






CÁC DỮ LIỆU TÍNH ĐƯỢC TỪ THÔNG TIN BAN ĐẦU
Số trên
mặt
bằng
Tên phân xưởng Công suất đặt
(KW)
Diện tích
(m
2
)
1 Ban quản lý và phòng thiết
kế
80 475
2 Phân xưởng cơ khí số 1 3500 612,5
3 Phân xưởng cơ khí số 2 3200 531,25
4 Phân xưởng luyện kim
màu
1800 525
5 Phân xưởng luyện kim đen 2500 900
6 Phân xưởng sửa chữa cơ
khí

750 2100
7 Phân xưởng rèn 2100 650
8 Phân xưởng nhiệt luyện 3500 731,25
9 Bộ phận nén khí 1700 250
10 Kho vật liệu 60 625
11 Phụ tải chiếu sáng các
phân xưởng
Theo diện tích


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
i
PHẦN I
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
CỦA TỪNG PHÂN XƯỞNG VÀ CỦA TOÀN NHÀ MÁY
I) Xác định phụ tải của từng phân xưởng
Trong đầu bài đã cho Pđ vàdiện tích nên ta sử dụng phương pháp xác định
công suất phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
Lúc đó phụ tải của mỗi phân xưởng được xác định theo công thức
Pđl=Knc.Pđ
Qđl=Ptt.tg
ϕ

Trong công thức trên
Knc : Hệ số nhu cầu được tra trong sổ tay kỹ thuật
Cos
ϕ
: Hệ số công suất tính toán tra từ sổ tay kỹ thuật sau đó ta có tg
Pđl và Qđl chỉ là phụ tải động lực. Còn phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng
được xác định theo công suất chiếu sáng trên một đơ vị diện tích theo công thức

Pcs=p
o
.S
p
o
: Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích
S : Diện tích cần được chiếu sáng (Chú ý ở đây diện tích phân xưởng được tính
bằng m2)
Qcs=Pcs.tg
ϕ

Cos
ϕ
= 1 nếu sử dụng đèn sợi đốt (Ta chọn phương án này)
Cos
ϕ
= 0,6 -> 0,8 nếu là đèn huỳnh quang
Công suât tính toán của phân xưởng là
Ptt=Pđl+Pcs
Qtt=Qđl+Qcs
Từ đó ta có
22
QttPttStt +=

Khi đã biết được pụ tải tính toán của từng phân xưởng ta có thể có phụ tải của toàn
xí nghiệp bằng cách lấy tổng phụ tải của từng phân xưởng có kể đến hệ số đồng
thời
Qttxn
Pttxn
QttxnKdtQttxn

PttxnKdtPttxn
n
i
i
n
i
i
=
=
=
∑
∑
=
=
ϕ
cos
.
1
1

Kđt : Hệ số đồng thời (xét khả năng phụ tải không đồng thời cực đại)
Kđt=0,9->0,95 khi số phân xưởng n=2->4
Kđt=0,8->0,85 khi số phân xưởng n=5->10
1) Ban quản lý và phòng thiết kế
Công suất đặt : 80(kW)

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
i
Diện tích : 475m
2

Tra sổ tay kỹ thuật ta có
Knc=0,7-> 0,8 lấy bằng 0,8 (vì nhà máy công nghiệp thường có nhu cầu sản suất
tương đối lớn)
Cos
ϕ
= 0,85
p
o
=15(kW/m
2
)
*) Công suất tính toán động lực
Pđl = Knc.Pđ = 0,8.80 = 64 (kW)
Qđl = Pđl . tg
ϕ
= 64.0,62 = 39,68 (kVAr)
*) Công suất tính toán chiếu sáng
Pcs = p
o
.S =15.475 = 7,1 (kW)
Qcs = Pcs.tg
cs
ϕ
=7,1.0,62 =4,4(kVAr)
*) Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng
Ptt = Pđl + Pcs = 64+7,1 =71,1(kW)
*) Công suất tính toán phản kháng
Qtt = Qđl + Qcs = 39,68 + 4,4 = 44(kVAr)
*) Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

)(6,83441,71
2222
kVAQttPttStt =+=+=

2) Phân xưởng cơ khí số 1
Pđ = 3500(kW)
S = 612,5 m
2

Tra sổ tay kỹ thuật ta có
Knc = 0,3
cos
ϕ
= 0,6
p
o
=14(kW/m
2
)
*) Công suất tác dụng tính toán động lực
Pđl = knc . Pđ = 0,3.3500 = 1050(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán động lực
Qđl = Pđl . tg
ϕ
= 1050 . 1,3 = 1400 (kVAr)
*) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng
Pcs = p
o
. S = 612,5 . 14 = 8,575(kW)
*) Công suất phản kháng tác dụng

Qcs = 0
*) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xưởng
Ptt = Pđl + Pcs = 1050 + 8,575 = 1058,575(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng
Qtt = Qđl + Qcs = 1400 + 0 = 1400(kVAr)
*) Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

)(16,17551400575,1058
2222
kVAQttPttStt =+=+=

3) Phân xưởng cơ khí số 2

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
i
Pđ = 3200(kW)
S = 531,25
Ta sổ tay
Knc = 0,3
cos
ϕ
= 0,6
p
o
=14(kW/m
2
)
*) Công suất tác dụng tính toán động lực
Pđl = knc . Pđ = 0,3.3200 = 960(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán động lực

Qđl = Pđl . tg
ϕ
= 960 . 1,3 = 1280 (kVAr)
*) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng
Pcs = p
o
. S = 14. 531,25 = 7,438(kW)
*) Công suất phản kháng tác dụng
Qcs = 0
*) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xưởng
Ptt = Pđl + Pcs = 960 + 7,438 = 967,438(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng
Qtt = Qđl + Qcs = 1280 + 0 = 1280(kVAr)
*) Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

)(5,16041280438,967
2222
kVAQttPttStt =+=+=

4) Phân xưởng luyện kim màu
Pđ = 1800(kW)
S = 528 m
2

Tra sổ tay kỹ thuật ta có
Knc = 0,6
cos
ϕ
= 0,8
p

o
=15(kW/m
2
)
*) Công suất tác dụng tính toán động lực
Pđl = knc . Pđ = 0,6. 1800 = 1080(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán động lực
Qđl = Pđl . tg
ϕ
= 1080 . 0,75 = 810 (kVAr)
*) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng
Pcs = p
o
. S = 528 . 15 = 7,92(kW)
*) Công suất phản kháng tác dụng
Qcs = 0
*) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xưởng
Ptt = Pđl + Pcs = 1080 + 7,92 = 1087,92(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng
Qtt = Qđl + Qcs = 810 + 0 = 810(kVAr)
*) Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
i
)(3,135681092,1087
2222
kVAQttPttStt =+=+=

5) Phân xưởng luyện kim đen

Pđ = 2500(kW)
S = 900 m
2

Tra sổ tay kỹ thuật ta có
Knc = 0,6
cos
ϕ
= 0,8
p
o
=15(kW/m
2
)
*) Công suất tác dụng tính toán động lực
Pđl = knc . Pđ = 0,6.2500 = 1500(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán động lực
Qđl = Pđl . tg
ϕ
= 1500 . 0,75 = 1125 (kVAr)
*) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng
Pcs = p
o
. S = 15.900 = 13,5 (kW)
*) Công suất phản kháng tác dụng
Qcs = 0
*) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xưởng
Ptt = Pđl + Pcs = 1500 + 13,5 = 1513,5(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng
Qtt = Qđl + Qcs = 1125+0 = 1125(kVAr)

*) Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

)(82,188511255,1513
2222
kVAQttPttStt =+=+=

6) Phân xưởng sửa chữa cơ khí
Pđ = 750(kW)
S = 318,75 m
2

Tra sổ tay kỹ thuật ta có
Knc = 0,3
cos
ϕ
= 0,6
p
o
=16(kW/m
2
)
*) Công suất tác dụng tính toán động lực
Pđl = knc . Pđ = 0,3.750 = 225(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán động lực
Qđl = Pđl . tg
ϕ
= 225 . 1,3 = 300 (kVAr)
*) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng
Pcs = p
o

. S = 16. 318,75 = 6,05(kW)
*) Công suất phản kháng tác dụng
Qcs = 0
*) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xưởng
Ptt = Pđl + Pcs = 225+ 6,05 = 231,05 (kW)
*) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
i
Qtt = Qđl + Qcs = 300 + 0 = 300(kVAr)
*) Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

)(7,37830095,231
2222
kVAQttPttStt =+=+=

7) Phân xưởng rèn
Pđ = 2100(kW)
S = 650 m
2

Tra sổ tay kỹ thuật ta có
Knc = 0,5
cos
ϕ
= 0,6
p
o
=15(kW/m
2

)
*) Công suất tác dụng tính toán động lực
Pđl = knc . Pđ = 0,5.2100 = 1050(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán động lực
Qđl = Pđl . tg
ϕ
= 1050 . 1,3 = 1400 (kVAr)
*) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng
Pcs = p
o
. S = 15.650 = 9,75(kW)
*) Công suất phản kháng tác dụng
Qcs = 0
*) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xưởng
Ptt = Pđl + Pcs = 1050 + 9,75 = 1059,75(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng
Qtt = Qđl + Qcs = 1400 + 0 = 1400(kVAr)
*) Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

)(9,1755140075,1059
2222
kVAQttPttStt =+=+=

8) Phân xưởng nhiệt luyện
Pđ = 3500(kW)
S = 731,25 m
2

Tra sổ tay kỹ thuật ta có
Knc = 0,6

cos
ϕ
= 0,8
p
o
=15(kW/m
2
)
*) Công suất tác dụng tính toán động lực
Pđl = knc . Pđ = 0,6.3500 = 2100(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán động lực
Qđl = Pđl . tg
ϕ
= 2100 . 0,75 = 1575 (kVAr)
*) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng
Pcs = p
o
. S = 15.731,25 = 10,97(kW)
*) Công suất phản kháng tác dụng
Qcs = 0

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
i
*) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xưởng
Ptt = Pđl + Pcs = 2100 + 10,97 = 2110,97(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng
Qtt = Qđl + Qcs = 1575 + 0 = 1575(kVAr)
*) Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

)(8,2633157597,2110

2222
kVAQttPttStt =+=+=

9) Bộ phận nén khí
Pđ = 1700(kW)
S = 250 m
2

Tra sổ tay kỹ thuật ta có
Knc = 0,6
cos
ϕ
= 0,8
p
o
=10(kW/m
2
)
*) Công suất tác dụng tính toán động lực
Pđl = knc . Pđ = 0.6,1700 = 1020(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán động lực
Qđl = Pđl . tg
ϕ
= 1020 . 0,75= 756 (kVAr)
*) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng
Pcs = p
o
. S = 10.250 = 2,5(kW)
*) Công suất phản kháng tác dụng
Qcs = 0

*) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xưởng
Ptt = Pđl + Pcs = 1020 +2,5= 1022,5(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng
Qtt = Qđl + Qcs = 756 + 0 = 756(kVAr)
*) Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

)(12707565,1022
2222
kVAQttPttStt =+=+=

10) Kho vật liệu
Pđ = 60(kW)
S = 625 m
2

Tra sổ tay kỹ thuật ta có
Knc = 0,7
cos
ϕ
= 0,8
p
o
=10(kW/m
2
)
*) Công suất tác dụng tính toán động lực
Pđl = knc . Pđ = 0,7.60 = 42(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán động lực
Qđl = Pđl . tg
ϕ

= 42.0,75= 31,5 (kVAr)
*) Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
i
Pcs = p
o
. S = 10.625=6,25(kW)
*) Công suất phản kháng tác dụng
Qcs = 0
*) Công suất tác dụng tính toán cuả toàn phân xưởng
Ptt = Pđl + Pcs = 42+6,25= 48,25(kW)
*) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng
Qtt = Qđl + Qcs = 31,5 + 0 = 31,5(kVAr)
*) Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

)(6,575,3125,48
2222
kVAQttPttStt =+=+=

II) Xác định phụ tải tính toán nhà máy
*) Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy
∑
=
=
n
i
PttiKdtPttnm
1
.

Trong đó
Kđt = 0,8 (hệ số đồng thời)
Pttnn = 0,8. 9173,578 = 7338,8(kW)
*) Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy
∑
=
=
n
i
QttiKdtQttnm
1
.

Qttnm = 0,8. 8730,5 = 6984,4(kVAr)
*) Phụ tải tính toán nhà máy
)(13,101314,69848,17338
22
kVASttnm =+=

*) Hệ số công suất của toàn nhà máy
72,0
13,10131
8,7338
cos ===
Sttnm
Pttnm
ϕ

III)Vẽ biểu đồ và xác định tâm phụ tải

1)
Biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp
Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng có tâm trùng với tâm
phụt ải điện. Có diện tích ứng với công suất của phụ tải theo một tỉ lệ xích tuỳ
chọn. Biểu đồ được chia làm hai phần
Phụ tải động lực (quạt được gạch chéo)
Phụ tải chiếu sáng (phần quạt để trắ
ng)
Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng được xác định theo công
thức
Π
=
m
Si
Ri

Ri : Bán kính biểu đồ phụ tải thứ i
m : tỉ lệ xích tuỳ chọn
Si : phụ tải tính toán thứ i
Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công thức

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
i
Ptt
Pcs
cs
.360
=
α

Để xác định biểu đồ phụ tải ta chọn tỉ lệ xích 2,5kVA/mm
2




Từ số liệu tính toán phần trước và công thức ở trên ta có bảng số liệu sau
về R và
cs
α

Thứ
tự
Tên phânxưởng Pcs(kW) Ptt(kW) Stt(kVA) Ri(mm)
cs
α
(độ)
1 Ban quản lý và thiết kế 7,125 71,125 83,6 3 36
2 Phân xưởng cơ khí 1 8,575 1058,575 1755,26 14 2,9
3 Phân xưởng cơ khí số 2 7,438 967,438 1604,5 13 2,8
4 Phân xưởng luyện kim
màu
7,92 1087,92 1356,3 12 2,6
5 Phân xưởng luyện kim
đen
13,5 1513,5 1885,82 14 3,2
6 P/x sửa chũa cơ khí 6,05 231,05 378,7 6,3 9,4
7 Phân xưởng rèn 9,75 1059,75 1755,9 14 3,3
8 Phân xưởng nhiệt luyện 10,97 2110,97 2633,9 16,7 1,9
9 Bộ phận nén khí 2,5 1025 1270 12 0,9

10 Kho vật liệu 6,25 48,25 57,6 2,5 47
2) Xác định tâm phụ tải
Với quy mô nhà máy mà ta đang thiết kế ta cân xác định tâm phụ tải. Tâm phụ tải
là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu
∑
=
n
i
LiPi
1
.
-> min trên
đồ thi phụ tải
Trong đó
Pi và Li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm
Điểm tâm phụ tải chính là nơi đặt các tram biến áp hoặc trạm phân phối trung tâm
Để xác định được tâm phụ tải ta sử dụng phương pháp sau
trên mặt bằng nhà máy ta xác định một hệ trục toạ độ xoy. Từ đó xác định được
tâm của các phân xưởng là (xi,yi) =>sẽ xác định được toạ độ c
ủa tâm phụ tải

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
i
∑
∑
∑
∑
∑
∑
=

=
=
=
=
=
=
=
=
n
i
n
i
i
n
i
n
i
i
n
i
n
i
i
Si
Siz
z
Si
Siy
y
Si

Six
x
1
1
.
1
1
.
1
1
.

Trong thực tế z rất ít được quan tâm vì ta chỉ quam tâm đến phương diện mặt bằng
là chủ yếu
Theo số liệu ban đầu ta có
8,4
6,5712709,26339,17558,37882,18853,13565,16049,17556,83
6,57.1,11270.7,99,2633.2,89,1755.1,67,378.2,682,1885.7,334,1356.5,35,1604.8,016,1755.8,06,83.5,0
4,
3
7,37882,18853,13565,160416,17556,83
6,57.4,81270.8,39,2633.8,49,1755.7,07.378.2,682,1885.13,1356.7,55,1604.2,116,1755.7,56,83.5,3
1
1
.
1
1
.
=
+++++++++

+++++++++
=
=
=
+++++
+++++++++
=
=
∑
∑
∑
∑
=
=
=
=
n
i
n
i
i
n
i
n
i
i
Si
Siy
x
Si

Six
y


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
i
PHẦN II
THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY


Với quy mô như nhà máy ta chỉ cần đặt một trạm phân phối trung tâm
nhậnđiện từ trạm biến áp trung gian về rồi phânpơhối cho các trạm biến áp phân
xưởng

I) Xác định vị trí đặt tram phân phối trung tâm
Hợp lý và kinh tế nhất là tại tâm của phụ tải
Theo hệ toạ độ đã trọn như trong phần trước thì vị trí đặt tram phân phối trung tâm
sẽ là
X= 3,34
Y= 4,85
II) Xác định vị trí số lượng và dung lượng máy biến áp
1) Số lượng và vị trí
Căn cứ vào vị trí và công suất của các phân xưởng ta tiến hành đặt 7 tram biến áp
phân xưởng
Trạm biến áp B1 cấp cho phân xưởng 1 (Ban quản lý và phòng thiết kế ) và phân
xưởng 3 (Phân xưởng cơ khí số 2 )
Trạm biến áp B2 cấp điện cho phân xưởng 2 (Phân xưởng cơ khí sô1)
Trạm biến áp B3 cấp điện cho phân xưởng số 4(Phân xưởng luyện kim màu) và
phân xưởng số 6(Phân xưởng sửa chũa cơ khí)
Trạm biến áp B4 cấ

p điện cho phân xưởng số 5 (Phân xưởng luyện kim đen)
Trạm biến áp B5 cấp điện cho phân xưởng số 7(Phân xưởng rèn) và phân xưởng
số 10 ( Kho vật liệu)
Trạm biến áp B6 cấp điện cho phân xưởng số 8 (Phân xưởng nhiệt luyện)
Trạm biến áp B7 cấp điện cho phân xưởng số 9(Bộ phận nén khí)
Tất cả các trạm đều cấp điện cho hộ loại 1 nên tấ
t cả các trạm này phải đặt hai
trạm biến áp. Ta sử dụng các trạm kề có một tường chung với tường phân xưởng.
Chọn các máy do Việt Nam sản xuất nên không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ
2) Chọn dung lượng máy biến áp
Ta chọn dung lượng máy biến áp theo công thức sau
)1( −
≥
nk
Stt
Sdm

k=1,4
n=2
Trạm B1
)(8,1205
4,1
1,1688
)1(
kVA
nk
Stt
Sdm ==
−
≥

Chọn máy biến áp 1400-10/0,4
Trạm B2

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
i

)(1254
4,1
16,1755
)1(
kVA
nk
Stt
Sdm ==
−
≥

Chọn máy biến áp 1400-10/0,4
Trạm B3
)(1,1239
4,1
7,1734
)1(
kVA
nk
Stt
Sdm ==
−
≥

Chọn máy biến áp 1400-10/0,4


Trạm B4
)(1347
4,1
82,1885
)1(
kVA
nk
Stt
Sdm ==
−
≥

Chọn máy biến áp 1400-10/0,4
Trạm B5
)(4,1295
4,1
5,1813
)1(
kVA
nk
Stt
Sdm ==
−
≥

Chọn máy biến áp 1400-10/0,4

Trạm B6
)(4,1881
4,1
9,2633
)1(
kVA
nk
Stt
Sdm ==
−
≥

Chọn máy biến áp 2000-10/0,4
Trạm B7
)(1,907
4,1
1270
)1(
kVA
nk
Stt
Sdm ==
−
≥

Chọn máy biến áp 1000-10/0,4
Kết quả chọn máy biến áp được tổng kết trong bảng sau
Thứ tự Tên phân xưởng Stt(kVA) Số máy Sđmbiến
áp
Tên trạm

1)
3)
Ban quản lý và phòng thiết
kế
Phân xưởng cơ khí số 2
1688,1 2 1400 B1
2)

Phân xưởng cơ khí số 1 1755,16 2 1400 B2
4)
6)
Phân xưởg luyện kim màu
Phân xưởng sửa chũa cơ khí
1734,7 2 1400 B3
5)

Phân xưởng luyện kim đen 1885,82 2 1400 B4
7)
10)
Phân xưởng rèn
Kho vật liệu
1813 2 1400 B5
8) Phân xưởng nhiệt luyện 2633,9 2 2000 B6