Đồ án môn học cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất

Đồ Án Môn Học 2

GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc

LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, khi mà sức lao động của con người dần được thay thế, tự động hóa bằng
những hệ thống máy móc từ đơn giản đến hiện đại nhất, khi mà tiện nghi cuộc sống con người ngày càng
được nâng cao thì vấn đề năng lượng ngày càng trở nên quan trọng.
Bên cạnh các nguồn năng lượng truyền thống như than, dầu, khí đốt … thì năng lượng điện ngày
càng chiếm tỷ trọng lớn trong tổng nhu cầu năng lượng. Năng lượng điện có nhiều ưu điểm nổi bật như:
sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau, dễ dàng biến đổi thành nhiều dạng năng lượng khác, truyền tải đường
xa dễ dàng, tổn hao thấp … và quan trọng là khơng gây ơ nhiễm mơi trường. Do đó, việc nghiên cứu về
năng lượng điện, hệ thống điện năng ngày càng được quan tâm nhiều hơn, và tất nhiên nó trở thành một
chuyên ngành ngày càng phát triển ở các trường đại học.
Việc nghiên cứu, học tập lý thuyết ở lớp cũng như các giờ học thực tập giúp cho sinh viên có
điều kiện củng cố, phát triển, thực tế hóa các kiến thức đã học. Và đồ án mơn học chính là một cuộc khảo
sát nhỏ, giúp sinh viên tự tổng hợp lý thuyết, tìm hiểu tiếp cận thực tế, phân tích giải quyết tình huống để
bước đầu làm quen với cơng việc trong tương lai. Đây chính là lý do em và các bạn được giao thực hiện
Đồ án môn học 2: cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất.
Do thời gian có hạn, kiến thức cịn nhiều hạn chế, cùng với kinh nghiệm cịn ít nên tập đồ án này
cịn rất nhiều thiếu sót. Rất mong được sự chỉ dạy của q thầy (cơ) để em có thể khắc phục và hoàn thành
các đồ án sau tốt hơn.
Trong quá trình làm đồ án, em xin chân thành cảm ơn cô Vũ Thị Ngọc đã hướng dẫn tận tình,
giúp em có thể hồn thành tập đồ án này. Hy vọng em sẽ cịn cơ hội được cơ hướng dẫn trong các đồ án
tiếp theo.

Sinh Viên Thực Hiện

Trần Phước Lập

SVTH:Trần Phước Lập

Đồ Án Môn Học 2

GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
………………………………………………
Thành phố Hồ Chí
Minh, ngày … , tháng … , năm 2009

SVTH:Trần Phước Lập


Đồ Án Môn Học 2

GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc

MỤC LỤC
Chương 1: Tổng Quan Về Phân Xưởng
Chương 2: Phân Nhóm Và Tính Toán Phụ Tải Phân Xưởng
Chương 3: Chọn Phương Án Đi Dây
Chương 4:
Chọn Dây Dẫn Và Khí Cụ Điện Bảo Vệ
Chương 5: Thiết Kế Hệ Thống Nối Đất Và Chống Sét Lan Truyền
Chương 6: Thiết Kế Hệ Thống Chiếu Sáng Cho Phân Xưởng

SVTH:Trần Phước Lập


Đồ Án Môn Học 2

GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG
Đây là một phân xưởng sản xuất với kích thước là 30 x 40 x 7 m.
Phân xưởng có một cửa ra vào chính, hai cửa sau, được lợp bằng mái tôn,
tường xây bằng gạch và được quét vơi trắng.Phân xưởng chỉ có một phịng
với 34 thiết bị 3 pha các loại được phân bố như sơ đồ mặt bằng trang bên

cạnh.
Phân xưởng hoạt động theo hai ca với thời gian hoạt động tương đối lớn.
Dự kiến phân xưởng sẽ được cung cấp điện bởi một máy biến áp 15/0.4 kV.
Cơng việc của ta sẽ là:
· Phân nhóm phụ tải , xác định phụ tải tính tốn
· Chọn hình thức mạng phân phối theo tiêu chuẩn IEC
· Trình bày cấu trúc mạng điện : nổi hay ngầm , các thanh dẫn , các tủ
phân phối…
· Chọn dung lượng máy biến áp chính , và dung lượng dự phịng , sơ đồ
đổi nối nguồn dự phòng
· Chọn dây dẫn và thiết bị đóng cắt, bảo vệ
· Thiết kế hệ thống nối đất
· Thiết kế chống sét lan truyền
· Tính tốn chọn đèn , bố trí đèn và kiểm tra độ rọi
· Tính tốn chọn thiết bị bảo vệ mạng chiếu sáng
Thông số phụ tải
Ký hiệu thiết bị
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Số lượng
2

3
2
4
2
6
2
3
1
3

Cos j
0.73
0.74
0.63
0.71
0.73
0.73
0.76
0.75
0.75
0.76

K sd
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8

0.8
0.8
0.8

Pđm (KW)
2
15
1.1
1.5
7.5
11
2.2
22.5
18.5
3

SVTH:Trần Phước Lập


Đồ Án Môn Học 2
11
12

GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc
4
2

0.76
0.74

0.8
0.8

14
5.5

SVTH:Trần Phước Lập


Đồ Án Mơn Học 2

GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc

CHƯƠNG 2:

PHÂN NHĨM VÀ TÍNH TỐN
PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG
2.1. Khái niệm về phụ tải tính tốn:
Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, xí nghiệp hay hộ tiêu thụ
thì một trong những công việc rất quan trọng mà ta phải làm đó là tiến hành
xác định phụ tải tính tốn cho nhà máy.
- Phụ tải tính tốn: Phụ tải tính tốn theo điều kiện phát nóng (được gọi
tắt là phụ tải tính tốn) là phụ tải giả thiết khơng đổi lâu dài của các phần tử
trong hệ thống cung cấp điện, tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo
điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất. Nói cách khác, phụ tải tính tốn cũng
làm dây dẫn phát nóng tới nhiệt độ bằng với nhiệt độ lớn nhất do phụ tải
thực tế gây ra. Do vậy, về phương diện phát nóng nếu ta chọn các thiết bị
điện theo phụ tải tính tốn có thể đảm bảo an tồn cho các thiết bị đó trong
mọi trạng thái vận hành bình thường.
2.2. Mục đích xác định phụ tải tính tốn:

Xác định phụ tải tính tốn là một cơng đoạn rất quan trọng trong thiết kế
cung cấp điện, nhằm làm cơ sở cho việc:
- Lựa chọn tiết diện dây dẫn cho lưới cung cấp và phân phối.
- Lựa chọn số lượng và công suất máy biến áp trong trạm.
- Lựa chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối.
- Lựa chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ.
2.3. Phân nhóm phụ tải trong các phân xưởng
2.3.1. Các phương pháp phân nhóm phụ tải:
Khi bắt tay vào xác định phụ tải tính tốn thì cơng việc đầu tiên mà ta
phải làm đó là phân nhóm phụ tải. Thơng thường thì người ta sử dụng một
trong hai phương pháp sau:

SVTH:Trần Phước Lập


Đồ Án Mơn Học 2

GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc

- Phân nhóm theo dây chuyền sản xuất và tính chất cơng việc:
Phương pháp này có ưu điểm là đảm bảo tính linh hoạt cao trong vận
hành cũng như bảo trì, sửa chữa. Chẳng hạn như khi nhà máy sản xuất dưới
công suất thiết kế thì có thể cho ngừng làm việc một vài dây chuyền mà
không làm ảnh hưởng đến hoạt động của các dây chuyền khác, hoặc khi bảo
trì, sửa chữa thì có thể cho ngừng hoạt động của từng dây chuyền riêng lẻ,…
Nhưng phương án này có nhược điểm là sơ đồ phức tạp, chi phí lắp đặt khá
cao do có thể các thiết bị trong cùng một nhóm lại khơng nằm gần nhau cho
nên dẫn đến tăng chi phí đầu tư về dây dẫn, ngồi ra thì địi hỏi người thiết
kế cần nắm vững quy trình cơng nghệ của nhà máy.
- Phân nhóm theo vị trí trên mặt bằng:

Phương pháp này có ưu điểm là dễ thiết kế, thi cơng, chi phí lắp đặt
thấp. Nhưng cũng có nhược điểm là kém tính linh hoạt khi vận hành sửa
chữa so với phương pháp thứ nhất.
Do vây mà tuỳ vào điều kiện thực tế mà người thiết kế lựa chon phương
án nào cho hợp lý.
2.3.2. Phân chia nhóm phụ tải cho các phân xưởng của xí nghiệp:
Do đặc điểm của phân xưởng sản xuất nên ở đây chúng ta sẽ lựa chọn
phương án phân nhóm phụ tải theo phương pháp phân nhóm theo vị trí trên
mặt bằng.
Nhóm

I

Ký hiệu
thiết bị
3

Số lượng

Cos j

K sd

Pđm (KW)

2

0.63

0.8

1.1

4

4

0.71

0.8

1.5

5

2

0.73

0.8

7.5

6

6

0.73

0.8

11

9

1

0.75

0.8

18.5

TỔNG

II

15

107.7

1

2

0.73

0.8

2

7

2

0.76

0.8

2.2

SVTH:Trần Phước Lập


Đồ Án Môn Học 2
8

3

0.75

0.8

22.5

12

2

0.74

0.8

5.5

TỔNG

III

TỔNG

GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc

9

86.9

2

3

0.74

0.8

15

10

3

0.76

0.8

3

11

4

0.76

0.8

14

10

110

SVTH:Trần Phước Lập


Đồ Án Môn Học 2

GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc

2.4. Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng
2.4.1. Một số khái niệm:

- Hệ số sử dụng ksd: là tỉ số của phụ tải tính tốn trung bình với cơng
suất đặt hay công suất định mức của thiết bị trong một khoảng thời gian
khảo sát (giờ, ca, hoặc ngày đêm,…)
+ Đối với một thiết bị: k sd =

p tb
(2.2)
p đm

SVTH:Trần Phước Lập


Đồ Án Môn Học 2

GVHD:Th.s Vũ Thị Ngọc
n

+ Đối với một nhóm thiết bị: k sd =

å

PTB

å

P dm

i =1
n

i =1

(2.3)

Hệ số sử dụng nói lên mức sử dụng, mức độ khai thác công suất của
thiết bị trong khoảng thời gian cho xem xét.
- Hệ số đồng thời kđt: là tỉ số giữa cơng suất tác dụng tính tốn cực đại
tại nút khảo sát của hệ thống cung cấp điện với tổng các cơng suất tác dụng
tính tốn cực đại của các nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt (hoặc các nhóm thiết
bị) nối vào nút đó.
Hệ số đồng thời phản ánh khả năng xuất hiện phụ tại cực đại trong
khoảng thời gian khảo sát của các nhóm thiết bị, hay giữa các phân xưởng
trong một xí nghiệp…
k dt =

Ptt
n

åP
i =1

(2.4)

tti

Hệ số đồng thời phụ thuộc vào số phần tử n đi vào nhóm.
+ Đối với đường dây cao áp của hệ thống cung cấp điện xí nghiệp ta lấy
gần đúng giá trị kđt từ 0.85÷1.
+ Đối với thanh cái của trạm hạ áp xí nghiệp và các đường dây tải điện,
thì ta lấy giá trị kđt từ 0.9÷1.

- Hệ số cực đại kmax: là tỉ số giữa phụ tải tính tốn và phụ tải trung bình
trong thời gian xem xét.
k max =

Ptt
(2.5)
Ptb

Hệ số cực đại thường được tính với ca làm việc có phụ tải lớn nhất.
Hệ số kmax phụ thuộc vào số thiệt bị hiệu quả nhq (hoặc Nhq ), vào hệ số
sử dụng (ksd) và hàng loạt các yếu tố khác đặc trưng cho chế độ làm việc của
các thiết bị điện trong nhóm. Trong thực tế khi tính toán thiết kế người ta
chọn kmax= f(ksd ,nhq), hoặc tra trong các bảng cẩm nang tra cứu.
- Số thiết bị hiệu quả nhq: giả thiết có một nhóm gồm n thiết bị có cơng
suất và chế độ làm việc khác nhau. Khi đó ta định nghĩa nhq là một số quy
đổi gồm có nhq thiết bị có cơng suất định mức và chế độ làm việc như nhau,

SVTH:Trần Phước Lập