Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy dệt hoàng thị loan
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.82 MB, 83 trang )
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
---------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO
NHÀ MÁY DỆT HOÀNG THỊ LOAN
Giảng viên hƣớng dẫn
: TS. Nguyễn Tiến Dũng
Cán bộ phản biện
: ThS. Phạm Hoàng Nam
Sinh viên thực hiện
: Lê Khánh Nhậm
MSSV
: 135D5103010037
Lớp
: 54K1 - CNKT Điện, Điện tử
Vinh, tháng 05 năm 2018
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
---------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO
NHÀ MÁY DỆT HOÀNG THỊ LOAN
Giảng viên hƣớng dẫn
: TS. Nguyễn Tiến Dũng
Cán bộ phản biện
: ThS. Phạm Hoàng Nam
Sinh viên thực hiện
: Lê Khánh Nhậm
MSSV
: 135D5103010037
Lớp
: 54K1 - CNKT Điện, Điện tử
Vinh, tháng 05 năm 2018
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
Giáo viên hƣớng dẫn
TS. Nguyễn Tiến Dũng
1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
Giáo viên phản biện
ThS. Phạm Hoàng Nam
2
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay nền kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống người dân được nâng
cao. Nhu cầu sử dụng điện năng trong mọi lĩnh vực: công nghiệp, nông nghiệp, thương
mại và dịch vụ cũng như trong sinh hoạt tăng trưởng khơng ngừng. Trong đó cơng
nghiệp ln là lĩnh vực tiêu thụ điện năng lớn nhất. Chất lượng điện áp ổn định luôn là
một yêu cầu quan trọng. Với quá trình trỗi dậy mạnh mẽ của nền kinh tế sau mở cửa,
hội nhập vào nền kinh tế tồn cầu, ngành cơng nghiệp, nhà máy dệt khơng nằm ngồi
nhu cầu đó. Chất lượng điện áp ảnh hưởng tới chất lượng dệt tới từng sản phẩm… Vì
thế đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và nâng cao chất lượng điện là mối quan tâm
hàng đầu trong thiết kế cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp nói chung và các nhà máy
dệt nói riêng. Với một sinh viên theo học chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật điện, điện
tử, sẽ phải nắm vững và ứng dụng được các kiến thức đã học vận hành, sửa chữa thiết
bị điện khi có sự cố, hoặc thiết kế các hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, phân
xưởng khi có yêu cầu.
Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp, em được phân công đề tài “Thiết kế
cung cấp điện cho nhà máy dệt Hoàng Thị Loan” do TS. Nguyễn Tiến Dũng hướng
dẫn.
Đề tài của em gồm các nội dung chính sau:
Chương 1: Giới thiệu chung về nhà máy
Chương 2: Xác định phụ tải tính tốn của phân xưởng cơ khí và tồn nhà máy
Chương 3: Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy
Chương 4: Thiết kế mạng điện hạ áp của phân xưởng cơ khí
Chương 5: Tính tốn bù cơng suất phản kháng
Chương 6: Hệ thống nối đất an toàn và chống sét
3
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Tên đề tài:
Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy dệt Hoàng Thị Loan
II. Các số liệu ban đầu:
1. Phụ tải điện của nhà máy
2. Phụ tải của phân xưởng cơ khí
3. Điện áp của nguồn được lấy từ trạm BATG 35/6 kV thuộc nhà máy dệt Hoàng Thị
Loan
4. Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: 1 km
5. Nhà máy làm việc 3 ca, Tmax=4000 giờ
III. Nội dung thuyết minh và tính tốn:
Chương 1: Giới thiệu chung về nhà máy
Chương 2: Xác định phụ tải tính tốn của phân xưởng cơ khí và tồn nhà máy
Chương 3: Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy
Chương 4: Thiết kế mạng điện hạ áp của phân xưởng cơ khí
Chương 5: Tính tốn bù cơng suất phản kháng
Chương 6: Hệ thống nối đất an toàn và chống sét
4
MỤC LỤC
CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY ......................................................... 11
1.1. Giới thiệu chung về ngành dệt .................................................................................... 11
1.2. Lịch sử hình thành nhà máy dệt Hồng Thị Loan ................................................... 11
1.3. Giới thiệu phụ tải điện của nhà máy dệt Hoàng Thị Loan ...................................... 13
CHƢƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ VÀ
TỒN NHÀ MÁY .................................................................................................................. 14
2.1. Đặt vấn đề ..................................................................................................................... 14
2.1.1. Khái niệm phụ tải tính tốn ........................................................................ 14
2.1.2. Ý nghĩa phụ tải tính tốn ............................................................................ 14
2.2. Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn ................................................................... 15
2.2.1. Phương pháp xác định phụ tải tính tốn (PTTT) theo cơng suất đặt và hệ
số nhu cầu.............................................................................................................. 15
2.2.2. Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo hệ số hình dáng của đồ thị
phụ tải và cơng suất trung bình ............................................................................ 15
2.2.3. Phương pháp xác định PTTT theo cơng suất trung bình và độ lệch của đồ
thị phụ tải khỏi giá trị trung bình ......................................................................... 15
2.2.4. Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ
số cực đại ............................................................................................................... 15
2.2.5. Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho mét đơn vị
sản phẩm ................................................................................................................ 17
2.2.6. Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện năng
trên đơn vị diện tích sản xuất ............................................................................... 18
2.2.7. Phương pháp trực tiếp ................................................................................ 18
2.3. Xác định phụ tải tính tốn cho phân xƣởng cơ khí .................................................. 18
2.3.1. Phụ tải tính tốn nhóm 1 ............................................................................ 20
2.3.2. Phụ tải tính tốn nhóm 2 ............................................................................ 21
2.3.3. Phụ tải tính tốn nhóm 3 ............................................................................ 22
2.3.4. Phụ tải tính tốn nhóm 4 ............................................................................ 22
2.3.5. Tính phụ tải chiếu sáng .............................................................................. 23
2.3.6. Phụ tải tính tốn tồn xưởng ..................................................................... 23
2.3.7. Phụ tải phản kháng tính tốn toàn xưởng ................................................ 23
2.3.8. Phụ tải toàn phần của xưởng ..................................................................... 23
2.4. Xác định phụ tải tính tốn cho tồn nhà máy ........................................................... 26
2.4.1. Tính tốn phụ tải tính tốn cho các phân xưởng còn lại.......................... 26
2.4.2. Xác định phụ tải tính tốn của các phân xưởng ....................................... 26
2.4.2. Xác định phụ tải tính tốn cho tồn nhà máy ........................................... 27
5
2.5. Xác định biểu đồ phụ tải của các phân xƣởng và tồn nhà máy ............................. 27
2.5.1. Bán kính và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các phân xưởng ........... 28
2.5.2. Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy..................................................................... 28
2.6. Xác định trọng tâm phụ tải của toàn nhà máy ......................................................... 28
2.6.1. Ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong cung cấp điện .................................. 28
2.6.2. Xác định tọa độ trọng tâm phụ tải nhà máy .............................................. 29
CHƢƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY ............................. 31
3.1. Đặt vấn đề ..................................................................................................................... 31
3.1.1. Các phương án cung cấp điện .................................................................... 31
3.1.2. Lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý ............................................... 32
3.1.3. Trình tự thiết kế mạng điện cao áp nhà máy ............................................. 32
3.2. Vạch các phƣơng án cung cấp điện............................................................................ 33
3.2.1. Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm ............................................ 33
3.3. Xác định dung lƣợng, số lƣợng trạm biến áp phân xƣởng ...................................... 36
3.3.1. Các yêu cầu để chọn dung lượng, số lượng trạm biến áp ......................... 36
3.3.2. Tính tốn thơng số các trạm biến áp phân xưởng .................................... 36
3.3.3. Bảng kết quả lựa chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng .. 40
3.4. Lựa chọn phƣơng án tối ƣu cho hệ thống mạng điện cao áp của nhà máy ............ 41
3.4.1. Lựa chọn máy cắt cao áp ............................................................................ 41
3.4.2. Tính tốn kinh tế kỹ thuật các phương án cấp điện .................................. 42
3.4.3. Phương án 1 ................................................................................................ 42
3.4.5. Phương án 3 ................................................................................................ 48
3.4.6. Phương án 4 ................................................................................................ 50
3.4.7. Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm phân phối trung tâm ........................... 52
CHƢƠNG IV: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CỦA PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ ......... 55
4.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện phân xƣởng .............................................. 55
4.1.1. Đánh giá các phụ tải của phân xưởng cơ khí ........................................... 55
4.1.2. Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí ............ 55
4.1.3. Xác định vị trí tủ động lực và tủ phân phối ............................................... 55
4.2. Chọn tủ động lực và tủ phân phối .............................................................................. 56
4.2.1. Nguyên tắc chung........................................................................................ 56
4.2.2. Tủ phân phối (TPP) .................................................................................... 57
4.2.3. Chọn tủ động lực (TĐL) ............................................................................. 59
4.3. Chọn cáp cho mạng điện phân xƣởng cơ khí ............................................................ 60
4.4. Chọn thanh góp của các tủ phân phối và tủ động lực .............................................. 60
4.5. Chọn cáp từ tủ động lực đến từng thiết bị ................................................................ 61
4.5.1. Lựa chọn dây cáp ........................................................................................ 61
6
4.5.2. Lựa chọn áp tô mát ..................................................................................... 61
4.5.3. Lựa chọn cầu chì cho các thiết bị tủ động lực........................................... 62
CHƢƠNG V: TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO NHÀ MÁY ......... 67
5.1. Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên ................................................................... 67
5.2. Nâng cao hệ số công suất cos bằng phƣơng pháp bù công suất phản kháng ..... 67
5.2.1. Chọn thiết bị bù ........................................................................................... 68
5.2.2. Vị trí và phân phối thiết bị bù trong mạng hình tia................................... 69
5.3. Bù công suất phản kháng cho nhà máy dệt ............................................................... 70
5.3.1. Xác định dung lượng bù ............................................................................. 70
5.3.2. Phân phối dung lượng bù cho các trạm BAPX ......................................... 71
CHƢƠNG VI: HỆ THỐNG NỐI ĐẤT AN TOÀN VÀ CHỐNG SÉT.............................. 74
6.1. Nối đất an toàn ............................................................................................................. 74
6.1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 74
6.1.2. Tính tốn nối đất trung tính ....................................................................... 74
6.2. Chống sét ...................................................................................................................... 76
6.2.1.Tổng quan về chống sét ............................................................................... 76
6.2.2. Tính tốn chống sét trực tiếp ...................................................................... 77
6.2.3. Lựa chọn thiết bị chống sét ........................................................................ 78
7
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1: Cơng ty cổ phần dệt may Hồng Thị Loan .................................................. 11
Hình 1.2: Sơ đồ mặt bằng nhà máy .............................................................................. 13
Hình 2.1: Sơ đồ mặt bằng của phân xưởng cơ khí ....................................................... 19
Hình 2.2: Biểu đồ phụ tải tồn nhà máy ..................................................................... 28
Hình 3.1: Sơ đồ điểm đặt trạm phân phối trung gian .................................................. 33
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý mạng điện cao áp toàn nhà máy ........................................ 54
Hình 4.1: Sơ đồ tủ phân phối ....................................................................................... 56
Hình 4.2: Sơ đồ đi dây tủ động lực............................................................................... 57
Hình 4.3: Sơ đồ tủ phân phối ....................................................................................... 57
Hình 4.4: Sơ đồ tủ động lực ......................................................................................... 69
Hình 4.5: Sơ đồ mặt bằng và đi dây phân xưởng cơ khí .............................................. 65
Hình 4.6: Sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp phân xưởng cơ khí ................................. 66
Hình 6.1: Sơ đồ bố trí cọc nối đất cho máy biến áp ..................................................... 76
Hình 6.2: Sơ đồ nối đất cho chống sét ......................................................................... 79
8
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Bảng phụ tải của nhà máy ........................................................................... 13
Bảng 2.1: Danh sách máy của phân xưởng cơ khí ....................................................... 19
Bảng 2.2: Phụ tải tính tốn nhóm 1 ............................................................................. 20
Bảng 2.3: Phụ tải tính tốn nhóm 2 ............................................................................. 21
Bảng 2.4: Phụ tải tính tốn nhóm 3 ............................................................................. 22
Bảng 2.5: Phụ tải tính tốn nhóm 4 ............................................................................. 22
Bảng 2.6: Phụ tải tính tốn các phân xưởng trong nhà máy ....................................... 27
Bảng 2.7: Bán kính và góc chiếu sáng của các phân xưởng ........................................ 28
Bảng 2.8: Trọng tâm phụ tải của các phân xưởng trong nhà máy .............................. 29
Bảng 3.1: Tính tốn thơng số trạm biến áp của các phân xưởng phương án 1 ........... 37
Bảng 3.2: Tính tốn thơng số trạm biến áp của các phân xưởng phương án 2 ........... 38
Bảng 3.3: Tính tốn thơng số trạm biến áp của các phân xưởng phương án 3 ........... 39
Bảng 3.4: Tính tốn thơng số trạm biến áp của các phân xưởng phương án 4 ........... 40
Bảng 3.5: Bảng kết quả lựa chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng ..... 40
Bảng 3.6: Thông số máy cắt 8DC11 ........................................................................... 42
Bảng 3.7: Chi phí máy biến áp của phương án 1 ......................................................... 42
Bảng 3.8: Tổn thất điện năng máy biến áp của phương án 1 ...................................... 43
Bảng 3.9: Chi phí dây cáp của phương án 1 ................................................................ 45
Bảng 3.10: Kết quả tính tốn P phương án 1 ........................................................... 45
Bảng 3.11: Chi phí máy biến áp của phương án 2 ....................................................... 46
Bảng 3.12: Tổn thất công suất, tổn thất điện năng của máy biến áp phương án 2 ..... 47
Bảng 3.13: Chi phí dây cáp của phương án 2 .............................................................. 47
Bảng 3.14: Kết quả tính tốn P phương án 2 ........................................................... 47
Bảng 3.15: Chi phí máy biến áp của phương án 3 ....................................................... 48
Bảng 3.16: Tổn thất công suất, tổn thất điện năng của máy biến áp phương án 3 ..... 49
Bảng 3.17: Chi phí dây cáp của phương án 3 .............................................................. 49
Bảng 3.18: Kết quả tính tốn P phương án 3 ........................................................... 49
Bảng 3.19: Chi phí máy biến áp của phương án 4 ....................................................... 50
Bảng 3.20: Tổn thất công suất, tổn thất điện năng của máy biến áp phương án 4 ..... 51
Bảng 3.21: Chi phí dây cáp của phương án 4 .............................................................. 51
Bảng 3.22: Kết quả tính tốn P phương án 4 ........................................................... 51
9
Bảng 3.23: Bảng so sánh kinh tế giữa 4 phương án .................................................... 52
Bảng 3.24: Thông số kỹ thuật của tủ hợp bộ loại 8DH10............................................ 53
Bảng 3.25: Áp tô mát tổng cho các trạm biến áp ......................................................... 53
Bảng 4.1: Chọn kích cỡ tủ phân phối ........................................................................... 57
Bảng 4.2: Bảng chọn Áp tô mát (Chọn AT kiểu hộp, do Merlin Gerin chế tạo) ......... 58
Bảng 4.3: Chọn cầu chì tổng cho các tủ động lực ...................................................... 59
Bảng 4.4: Cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực..................................................... 60
Bảng 5.1: Điện trở của cáp cao áp .............................................................................. 71
Bảng 5.2: Kết quả tính điện trở các nhánh .................................................................. 72
Bảng 5.3: Kết quả phân bố dung lượng bù trong nhà máy .......................................... 73
10
CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
1.1. Giới thiệu chung về ngành dệt
Ngành dệt may Việt Nam trong nhiều năm qua luôn là một trong những ngành
xuất khẩu chủ lực của Việt Nam. Với sự phát triển của công nghệ kĩ thuật, đội ngũ lao
động có tay nghề ngày càng chiếm tỉ lệ lớn và sự ưu đãi từ các chính sách nhà nước,
ngành dệt may đã thu được nhiều kết quả đáng khích lệ, vừa tạo ra giá trị hàng hòa,
vừa đảm bảo nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.
Năng lực sản xuất: Ngành dệt may Việt Nam có năng lực sản xuất cao. Ngành
may hiện có 4.424 doanh nghiệp (tính đến 31/12/2013), sử dụng khoảng 2,5 triệu lao
động. Sản phẩm may đạt 4 tỷ đơn vị. Ngành dệt may cịn có các sản phẩm khác bao
gồm bơng xơ 8000 tấn, sợi 900 nghìn tấn, vải 1,5 tỷ m2. Tỷ lệ nội địa hóa chung tồn
ngành đạt khoảng 50%.
Năng lực xuất khẩu: Năng lực xuất khẩu của ngành dệt may cũng rất ấn tượng.
Cho đến năm 2012 hàng dệt may là mặt hàng xuất khẩu số 1 của Việt Nam, từ năm
2013 đứng thứ hai (sau điện thoại di động). Việt Nam là nước xuất khẩu dệt may lớn
thứ 4 thế giới, chiếm 4,92% giá trị xuất khẩu dệt may toàn cầu năm 2014, sau Trung
Quốc, Bangladesh, Italia. Cả nước có trên 3.100 doanh nghiệp xuất khẩu dệt may,
trong đó 1,2% doanh nghiệp có kim ngạch xuất khẩu trên 100 triệu USD, 3,25% doanh
nghiệp đạt trên 50 triệu USD, 30% doanh nghiệp đạt trên 1 triệu USD (số liệu năm
2014).
1.2. Lịch sử hình thành nhà máy dệt Hồng Thị Loan
Hình 1.1: Cơng ty cổ phần dệt may Hoàng Thị Loan
11
Cơng ty Dệt kim Hồng Thị Loan (cũ) được thành lập ngày 19/05/1990, trước
đây trực thuộc Sở Công nghiệp Nghệ An, đến tháng 7 năm 2000 được gia nhập về
Tổng Cơng ty Dệt may Viêt Nam (nay là Tập đồn Dệt may Việt Nam). Ngày 24
tháng 9 năm 2004, Tổng Cơng ty Dệt may Việt Nam (nay là Tập đồn Dệt may Việt
Nam) đã ra quyết định số 785/HĐQT về việc sát nhập Nhà máy Sợi Vinh thuộc Công
ty Dệt may Hà Nội (nay là Tổng Công ty CP Dệt may Hà Nội) vào Cơng ty Dệt Kim
Hồng Thị Loan và đổi tên thành Công ty Cổ phần Dệt may Hoàng Thị Loan. Thực
hiện chủ trương của Đảng và Nhà nước về cổ phần hóa các doanh nghiệp Nhà nước,
để phù hợp với tiền trình phát triển chung của đất nước và để nâng cao khả năng cạnh
tranh của doanh nghiệp trên thị trường, ngày 16/11/2005 Bộ trưởng Bộ Công nghiệp
đã chính thức ra. Quyết định số 3795/QĐ-BCN về việc phê duyệt phương án chuyển
Cơng ty Dệt may Hồng Thị Loan thành Cơng ty CP Dệt may Hồng Thị Loan. Kể từ
ngày 01/01/2006 Cơng ty CP Dệt may Hồng Thị Loan đã chính thức đi vào hoạt đơng
theo mơ hình công ty Cổ phần.
- Tên giao dịch quốc tế: Hoang Thi Loan Textile & Garment Joint Stock
Company
- Trụ sở tại: Số 33 Nguyễn Văn Trỗi, P. Bến Thủy- T.p Vinh- Tỉnh Nghệ An.
Trải qua gần 04 năm hoạt động duới hình thức cơng ty cổ phẩn, Cơng ty CP Dệt may
Hồng Thị Loan đã có những bước tiến vượt bậc, biến thua lỗ trước đây thành lợi
nhuận thực tế. 03 năm liên tục (2006, 2007, 2008) Cơng ty đều có lợi nhuận mặc dù
xuất phát điểm của Công ty rất thấp và tình hình thị trường thế giới đang biến động
khó lường trước. Sau 04 năm chuyển đổi mơ hình và cơ cấu lại, Cơng ty CP Dệt may
Hồng Thị Loan ngày càng lớn mạnh và đuợc đánh dấu bởi mốc: Ngày 22/04/2008
Chủ tịch hội đồng quản trị của Công ty có Quyết định số 183/QĐ-TCHC về việc thành
lập Chi nhánh Cơng ty CP Dệt may Hồng Thị Loan tại T.p Hà Nội chứng nhận đăng
ký kinh doanh số 0113024263 ngày 22/05/2008 và sửa đổi ngày 23/09/2009 do Sở kế
hoach Đầu tư T.p Hà Nội cấp; Ngày 20/05/2009 Chủ tịch Hội đồng quản trị có quyết
định 219/QĐ-HĐQT về việc tách Công ty và thành lập Công ty Cổ phẩn may
Halotexco hạch tốn độc lập duới mơ hình hoạt động Cơng ty Mẹ - Cơng ty Con..
Ngồi ra Cơng ty cịn khối tự hạch tốn khơng có tư cách pháp nhân gồm 02 đơn vị là
Trung tâm dịch vụ và Trường Mầm non Hồng Thị Loan. Các cơng ty liên kết mà
Công ty chiếm vốn không chi phối bao gồm: Công ty CP Dệt Hà Đông, Công ty CP
Thời trang Hanosimex và Công ty CP Cơ điện Hanosimex.
Hiện nay ngành nghề kinh doanh chủ yếu của Công ty CP Dệt may Hoàng Thị
Loan là sản xuất, mua bán sản phẩm sợi, Dệt may cơng nghiệp, mua bán máy móc
thiết bị phụ tùng nguyên, nhiên vật liệu ngành Dệt may…
12
1.3. Giới thiệu phụ tải điện của nhà máy dệt Hồng Thị Loan
Nhà máy dệt Hồng Thị Loan có quy mô gồm 9 phân xưởng: phân xưởng sợi
đơn nồi cọc, phân xưởng OE, phân xưởng đậu xe, phân xưởng cơ khí, trạm khí nén,
trạm bơm, kho sợi, bản quản lý và phịng thí nghiệm, kho bơng… với cơng suất đặt lớn
hơn 6085 kW
Bảng 1.1: Bảng phụ tải của nhà máy
Công suất đặt
Tên phân xƣởng
TT
(kW)
Diện tích (m2)
Loại hộ
tiêu thụ
1
Phân xưởng sợi đơn nồi cọc
3780
6480
I
2
Phân xưởng OE
1350
1620
I
3
Phân xưởng đậu xe
310
810
I
4
Phân xưởng cơ khí
Theo tính tốn
1000
III
5
Trạm khí nén
275
770
I
6
Trạm bơm
150
1036
I
7
Kho sợi
50
1620
III
8
Ban quản lý và phịng thí nghiệm
120
1357
III
9
Kho bơng
50
1034
III
Sơ đồ mặt bằng nhà máy:
Từ hệ thống điện đến
6
4
5
2
1
7
3
9
8
Lối vào
Tỷ lệ 1:1000
Hình 1.2: Sơ đồ mặt bằng nhà máy
13
CHƢƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƢỞNG CƠ
KHÍ VÀ TỒN NHÀ MÁY
2.1. Đặt vấn đề
2.1.1. Khái niệm phụ tải tính tốn
Phụ tải tính tốn là một số liệu rất cơ bản dùng để thiết kế hệ thống cung cấp
điện.
n
Ptt k nc Pdi
i 1
Qtt Ptt .tg
Stt Ptt2 Q2tt
Ptt
cos
Phụ tải tính tốn là phụ tải giả thiết lâu dài khơng đổi, tương đương với phụ tải
thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất. Nói một cách khác, phụ tải tính tốn
cũng làm nóng vật dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra.
Như vậy nếu chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính tốn thì có thể đảm bảo an tồn về
mặt phát nóng cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành.
Phụ tải tính 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 đốt
nóng thiết bị lên tới nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chính các thiết
bị theo phụ tải tính tốn sẽ đảm báo an tồn cho thiết bị về mặt phát nóng.
2.1.2. Ý nghĩa phụ tải tính tốn
Phụ tải tính tốn được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống
cung cấp điện như: máy biến áp dây dẩn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ... tính tốn tổn
thất công suất tổn thất điện năng, tổn thất điện áp, lựa chọn bù cơng suất phản kháng...
Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc
của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống... Nếu phụ tải tính
tốn xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của tiết bị điện, có
khả năng dẩn đến sự cố, cháy nổ... Ngược lại, các thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa
công suất là ứ đọng vốn đầu tư gia tăng tổn thất... Cũng vì vậy đã có nhiều cơng trình
nghiên cứu và phương pháp xác định phụ tải tính tốn, song cho đến nay vẫn chưa có
được phương pháp nào thật hoàn thiện. Những phương pháp cho kết qủa đủ tin cậy thì
lại q phức tạp, khối lượng tính tốn và những thơng tin ban đầu địi hỏi q lớn và
ngựơc lại. Vì vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo giai đoạn cụ thể mà chon
phương pháp thích hợp. Có thể đưa ra đây mét sè phương pháp thường được sử dụng
nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính tốn khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung
cấp điện.
14
2.2. Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn
2.2.1. Phương pháp xác định phụ tải tính tốn (PTTT) theo cơng suất đặt và hệ số
nhu cầu
Ptt = knc. Pđ
Trong đó :
Knc - Hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật
Pđ - Công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính tốn có thể xem
gần đúng; Pđ = Pđm [kw]
Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện. Nhược điểm của phương
pháp này là kém chính xác. Bởi hệ số nhu cầu tra trong sổ tay là một số liệu cố định
cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm.
2.2.2. Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ
tải và cơng suất trung bình
Ptt = Khd. Ptb
Trong đó:
Khd - Hệ số hình dáng của đồ thi phụ tải tra trong sổ tay kỹ thuật
Ptb - Cơng suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị [kW]
2.2.3. Phương pháp xác định PTTT theo cơng suất trung bình và độ lệch của đồ thị
phụ tải khỏi giá trị trung bình
Ptt = Ptb+.
Trong đó :
Ptb - Cơng suất trung bình của thiết bị và nhóm thiết bị [kw]
- Độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình. - Hệ số tán xạ của .
Phương pháp này thường được dùng để tính tốn phụ tải cho các nhóm thiết bị
của phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy. Tuy nhiên phương pháp này ít được dùng
trong tính tốn thiết kế mới vì nó địi hỏi khá nhiều thơng tin về phụ tải mà chỉ phù
hợp với hệ thống đang vận hành.
2.2.4. Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số
cực đại
∑
Trong đó:
n – Số thiết bị điện trong nhóm
– Cơng suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm
– Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ
15
– Số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng cơng
suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính tốn của nhóm phụ tải
thực tế. (Gồm có các thiết bị có cùng cơng suất và chế độ làm việc khác nhau)
Cơng thức để tính
như sau:
n hq
n
Pdmi
n i 1
2
Pdmi
2
i 1
Trong đó:
– Cơng suất định mức của thiết bị thứ i
n – Số thiết bị có trong nhóm
Khi n lớn thì việc xác định
xác định
theo phương pháp trên khá phức tạp do đó có thể
một cách gần đúng theo cách sau:
- Khi thỏa mãn điều kiện:
m
thì lấy
Và
Pdm max
Pdm min
3
=n
Trong đó Pdm max , Pdm min là công suất định mức lớn nhất và bé nhất của các thiết
bị trong nhóm.
- Khi m > 3 và
thì
có thể xác định theo cơng thức sau:
n
2 Pdmi
n hq i 1
Pdm max
- Khi m > 3 và
thì
2
xác định theo trình tự như sau:
Tính n1 – số thiết bị có cơng suất
0,5 Pdm max
Tính P1 – tổng cơng suất của n1 thiết bị kể trên:
n1
P1 Pdmi
i 1
Tính n* = n1/n
P : tổng công suất của các thiết bị trong nhóm:
n
P Pdmi
i 1
*
*
Dựa vào n , P tra bảng xác định được
Tính
=
*
= f(n*, P*)
*
.n
16
Cần chú ý là nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn
lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn khi tính
theo cơng thức:
Pqd Pdm . K d%
Kd – hệ số đóng điện tương đối (%)
Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha.
- Nếu thiết bị 1 pha đấu và điện áp pha:
Pqd 3.Pdm fa max
- Nếu thiết bị một pha đấu vào điện áp dây:
Pqd 3.Pdm
Chú ý: Khi số thiết bị hiệu quả bé hơn 4 thì có thể dùng phương pháp đơn giản
sau để xác định phụ tải tính tốn:
Phụ tải tính tốn của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn có thể lấy bằng
cơng suất danh định của nhóm thiết bị đó:
n
Ptt Pdmi
i 1
n – số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm
Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 nhưng số thiết bị tiêu thụ
hiệu quả nhỏ hơn 4 thì có thể xác định phụ tải tính tốn theo cơng thức:
n
Ptt K ti .Pdmi
i 1
Trong đó:
K t - hệ số tải
Nếu khơng biết chính xác có thể lấy như sau:
K t =0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.
K t =0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
2.2.5. Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho mét đơn vị sản
phẩm
Trong đó:
a0 - Suất chi phí điện năng cho mét đơn vị sản phẩm
M – Số sản phẩm sản xuất được trong mét năm
Tmax - Thời gian sử dụng công suất lớn nhất [h]
17
Phương pháp này được dùng để tính tốn cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít
biến đổi như: quạt gió, máy nén khí, bình điện phân… Khi đó phụ tải tính tốn gần
bằng phụ tải trung bình và kết quả tính tốn tương đối chính xác.
2.2.6. Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện năng trên
đơn vị diện tích sản xuất
Ptt = p0. F
Trong đó:
p0 - Suất tiêu thụ điện trên một đơn vị diện tích
F - Diện tích bố trí thiết bị.
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đều trên
diện tích sản xuất, nên nó được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng.
2.2.7. Phương pháp trực tiếp
Trong các phương pháp trên, ba phương pháp 1, 5 và 6 dựa trên kinh nghiệm
thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ chi các kết quả gần đúng, tuy nhiên
chúng khá đơn giản và tiện lợi. Các phương pháp còn lại được xây dựng trên cơ sở lý
thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố, do đó có kết quả chính xác hơn
nhưng khối lương tính tốn lớn và phức tạp.
Tuỳ theo u cầu tính tốn và những thơng tin có thể có được về phụ tải, người
thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định PTTT.
Trong đồ án này với phân xưởng cơ điện ta đã biết vị trí, cơng suất đặt và chế độ
làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính tốn phụ tải động lực của
phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất
trung bình và hệ số cực đại. Các phân xưởng cịn lại do chỉ biết diện tích và cơng suất
đặt của nó nên để xác định phụ tải động lực của các phân xưởng này, ta áp dụng
phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Phụ tải chiếu sáng của các phân
xưởng được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản
xuất.
2.3. Xác định phụ tải tính tốn cho phân xƣởng cơ khí
Phân xưởng cơ khí là phân xưởng số 4 trong sơ đồ, có số lượng thiết bị rất nhiều và
đang dạng, vì vậy phải tiến hành phân nhóm thiết bị cho phù hợp với vị trí cũng như
chế độ làm việc của các thiết bị.
Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị làm việc ở các chế độ khác nhau,
muốn xác định phụ tải chính xác cần phân theo nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm
thiết bị phải tuân theo các quy tắc sau:
Các thiết bị ở cùng một nhóm nên ở gần nhau để tiết kiệm vốn đầu tư.
Chế độ làm việc của các thiết bị cùng một nhóm thường giống nhau.
Tổng cơng suất của các nhóm nên xấp xỉ nhau.
18
Tuy nhiên trong thực tế rất khó có thể đảm bảo tất cả các nguyên tắc trên, mà tùy
thuộc vào yêu cầu của mỗi nhóm phụ tải mà ta lựa chọn có sự ưu tiên.
Căn cứ vào vị trí, cơng suất của các máy móc cơng cụ bố trí trên mặt bằng
xưởng, quyết định chia làm 4 nhóm phụ tải.
Vì đã biết được khá nhiều thông tin về phụ tải, có thể xác định phụ tải tính tốn
theo cơng suất trung bình và hệ số cực đại. Tra bảng với nhóm máy cơ khí
Mặt bằng của phân xưởng cơ khí:
20
19
Kho
24
18
9
17
10
11
6
7
5
15
12
3
1
2
30
31
28
33
26
14
29
28
27
11
Văn
phòng
phân
xưởng
8
4
4
32
25
14
13
22
22
23
16
5
4
21
16
1
Kho
Hình 2.1: Sơ đồ mặt bằng của phân xưởng cơ khí
Bảng 2.1: Danh sách máy của phân xưởng cơ khí
TT
Tên thiết bị
Số Lƣợng
Pđm(kW)
1 máy
1
Máy tiện tự động
2
35
2
Máy mài
1
2
3
Bàn gia công
3
-
4
Máy phay
3
4
5
Máy bào
2
9
6
Tủ đựng dụng cụ
2
-
7
Máy phay đứng
1
14
8
Máy phay lăn răng
1
7
9
Máy khoan bàn
1
2
10
Bàn nguội cơ khí
1
-
11
Máy tiện tự động
2
30
12
Máy mài phẳng
1
9
13
Bàn gia công chi tiết
1
19
14
Máy khoan vạn năng
2
5
15
Bàn gia cơng
2
-
16
Máy tiện ren
2
35
17
Máy mài trịn
1
6
18
Tủ đựng dụng cụ
2
-
19
Máy phay đứng
1
10
20
Lị đốt kiểu đứng
1
25
21
Bàn gia cơng
1
-
22
Máy phay
2
5
23
Máy bào
1
8
24
Máy doa ngang
1
7
25
Máy mài phẳng
1
9
26
Máy cắt
1
4
27
Tủ đựng dụng cụ
2
-
28
Máy khoan
2
5
29
Máy mài phẳng
1
9
30
Ban gia công
2
-
31
Máy tiện vạn năng
1
35
32
Bàn gia công chi tiết
2
-
33
Bàn gia cơng
1
-
2.3.1. Phụ tải tính tốn nhóm 1
Bảng 2.2: Phụ tải tính tốn nhóm 1
Tên thiết bị
TT
Số
lƣợng
Ký hiệu
trên mặt
bằng
(kW)
1 máy
Toàn bộ
(A)
1
Máy tiện tự động
2
1
35
70
2x88,6
2
Máy mài
1
2
2
2
5,06
3
Máy phay
3
4
4
12
3x10,12
4
Máy bào
2
5
9
18
2x22,78
m
Pmax 35
17,5 3, k sd 0,16 0, 2
Pmin
2
n = 8, n1 = 2
20
n1 2
0, 25
n 8
P
70
P* 1
0,68
P 70 2 12 18
n*
Dựa vào n*, P* tra bảng PL I.6 xác định được
*
= f(n*, P*)
Tra bảng PL I.6 được n hq* 0, 45 n hq = 0,45.8 ≈ 4
Tra bảng với ksd = 0,16 và nhq = 4 được k*max = 3,11
Phụ tải tính tốn nhóm 1
Pdl1= 3,11.0,16.102 = 50,75 (kW)
Qdl1= 50,75.tgφ = 50,75.1,33 = 67,49 (kVAr)
2.3.2. Phụ tải tính tốn nhóm 2
Bảng 2.3: Phụ tải tính tốn nhóm 2
Tên thiết bị
TT
Số
Ký hiệu
(kW)
lƣợng
trên mặt
bằng
1 máy
Tồn bộ
(A)
1
Máy tiện ren
2
16
35
70
2x88,6
2
Máy mài trịn
1
17
6
6
15,18
3
Máy phay đứng
1
19
10
10
25,31
4
Lị đốt kiểu đứng
1
20
25
25
63,29
5
Máy doa ngang
1
24
7
7
17,72
m
Pmax 35
5,83 3, k sd 0,16 0, 2
Pmin
6
n = 6, n1 = 6
n1 6
1
n 6
P 70 6 10 25 7
P* 1
1
P 70 6 10 25 7
n*
Dựa vào n*, P* tra bảng PL I.6 xác định được
*
= f(n*, P*)
Tra bảng PL I.6 được n hq* 0,95 n hq = 0,95.6 ≈ 6
Tra bảng với ksd = 0,16 và nhq = 6 được k*max = 2,64
Phụ tải tính tốn nhóm 2
Pdl2= 2,64.0,16.118= 49,84 (kW)
Qdl2= 49,84.tgφ = 49,84.1,33 = 66,28 (kVAr)
21
2.3.3. Phụ tải tính tốn nhóm 3
Bảng 2.4: Phụ tải tính tốn nhóm 3
Tên thiết bị
TT
Ký hiệu
Số
lƣợng
trên mặt
bằng
(kW)
1 máy
Tồn bộ
(A)
1
Máy khoan vạn năng
2
14
5
10
2x12,65
2
Máy phay
2
22
5
10
2x12,65
3
Máy bào
1
23
8
8
20,25
4
Máy mài phẳng
1
25
9
9
22,78
5
Máy cắt
1
26
4
4
10,12
6
Máy khoan
2
28
5
10
2x12,65
7
Máy mài phẳng
1
29
9
9
27,78
8
Máy tiện vạn năng
1
31
35
35
88,6
m
Pmax 35
8,75 3, k sd 0,16 0, 2
Pmin
4
n = 11, n1 = 3
n1 3
0, 27
n 11
P
9 9 35
P* 1
0,55
P 10 10 8 9 4 10 9 35
n*
Dựa vào n*, P* tra bảng PL I.6 xác định được
*
= f(n*, P*)
Tra bảng PL I.6 được n hq* 0,73 n hq = 0,73.11 ≈ 8
Tra bảng với ksd = 0,16 và nhq = 8 được k*max = 2,31
Phụ tải tính tốn nhóm 3
Pdl3= 2,31.0,16.95= 35,11 (kW)
Qdl3= 49,84.tgφ = 35,11.1,33 = 36,44 (kVAr)
2.3.4. Phụ tải tính tốn nhóm 4
Bảng 2.5: Phụ tải tính tốn nhóm 4
TT
Tên thiết bị
Số
lƣợng
Ký hiệu
trên mặt
bằng
(kW)
1 máy
Toàn bộ
(A)
1
Máy phay đứng
1
7
14
14
35,44
2
Máy phay lăn răng
1
8
7
7
17,72
3
Máy khoan bàn
1
9
2
2
5,06
22
4
Máy tiện tự động
2
11
30
60
2x75,94
5
Máy mài phẳng
1
12
9
9
22,78
m
Pmax 30
15 3, k sd 0,16 0, 2
Pmin
2
n = 6, n1 = 2
n1 2
0,33
n 6
P
60
P* 1
0,65
P 14 7 2 60 9
n*
Dựa vào n*, P* tra bảng PL I.6 xác định được
*
= f(n*, P*)
Tra bảng PL I.6 được n hq* 0,68 n hq = 0,68.6 ≈ 4
Tra bảng với ksd = 0,16 và nhq = 4 được k*max = 3,11
Phụ tải tính tốn nhóm 4
Pdl4= 3,11.0,16.92 = 45,77 (kW)
Qdl4= 50,75.tgφ = 45,77.1,33 = 59,85 (kVAr)
2.3.5. Tính phụ tải chiếu sáng
Để tính phụ tải chiếu sáng lấy suất chiếu sáng chung cho xưởng là p0 = 14 W/m2
Pcs= p0.SPXCK = 14.1000 = 14 (kW)
2.3.6. Phụ tải tính tốn tồn xưởng
Phụ tải tác dụng tính tốn tồn xưởng là:
4
Ptt k dt Pdli 0,8.(50,75 49,84 35,11 45,77) 145,176 (kW)
1
2.3.7. Phụ tải phản kháng tính tốn tồn xưởng
Phụ tải phản kháng tính tốn tồn xưởng là:
Qtt = Ptt.tg =145,176.1,33= 193,08 (kVAr)
2.3.8. Phụ tải toàn phần của xưởng
Phụ tải toàn phần của xưởng (kể cả chiếu sáng) là:
Stt (Ptt Pcs )2 Q2tt (145,176 14)2 193,082 248,96 (kVA)
23
