Đồ án tốt nghiệp cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa phương

Cung Cấp Điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Phần I
Thiết kế cung cấp điện
cho nhà máy cơ khí địa Phương
Chương I
Giới thiệu chung về xí nghiệp
1. Loại ngành nghề, quy mơ và năng lực của xí nghiệp

1.1. Loại ngành nghề:
Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống
nhân dân cũng được nâng cao nhanh chóng. Trong q trình cơng nghiệp
hố, hiện đại hố đất nước thì các loại hình doanh nghiệp Nhà nước nói
chung và nhà máy cơ khí địa phương nói riêng là những mục tiêu hàng đầu
trong việc sản xuất ra sản phẩm và phát triển nền kinh tế quốc dân.
- Nhà máy cơ khí mà em thiết kế là nhà máy cơ khí địa phương.
Nhiệm vụ sản xuất chủ yếu của nhà máy là chế tạo, lắp đặt những kết cấu
kim loại, gia công, sửa chữa lắp ráp cơ khí phục vụ cho sự nghiệp cơ khí
hố sản xuất nơng nghiệp địa phương, các mặt hàng thiết yếu dùng trong
xây dựng, sinh hoạt. Ngoài những mặt hàng trên nhà máy cịn có dây
chuyền sản xuất bi gang, phục vụ cho các máy nghiền than của các nhà
máy Xi măng và các nhà máy Nhiệt điện.
Để thực hiện tốt nhiệm vụ sản xuất chiến lược của mình, khơng những
chỉ địi hỏi về tính chất cơng nghệ mà còn yêu cầu đảm bảo chất lượng và
độ tin cậy cao trong lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy.
1.2. Quy mơ, năng lực của xí nghiệp:
- Xí nghiệp có tổng diện tích là 22525m2 nhà xưởng, bao gồm 10 phân
xưởng, được xây dựng tập trung tương đối gần nhau, với tổng công suất dự
kiến phát triển sau 10 năm sau là 12MVA.

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

1


Cung Cấp Điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế,
lắp đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì
việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về
mặt kỹ thuật và kinh tế, phải đề ra phương pháp cấp điện sao cho không
gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không để quá dư thừa dung lượng
mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn không khai thác hết dung lượng công suất
dự trữ dẫn đến lãng phí.
2 . Quy trình cơng nghệ sản xuất của xí nghiệp:
PX SC CƠ KHÍ

PXKC KIM LOẠI

TRẠM BƠM
PX LRÁP CƠ KHÍ

BỘ PHẬN THÍ NGHIỆM

BPHC & QL

SẢN PHẨM

PX RÈN

NÉN KHÍ
PX. ĐÚC

PC GC GỖ

* BPHC & QL -

Bộ phận hành chính và quản lý.

* PXCSCK

-

Phân xưởng sửa chữa cơ khí.

* PXLRCK

-

Phân xưởng lắp ráp cơ khí.

* PXR

-

Phân xưởng rèn.

* PXĐ

-

Phân xưởng Đúc.

* PXGCG

-

Phân xưởng gia công gỗ.

* PXKCKL

-

Phân xưởng kết cấu kim loại.

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Cung Cấp Điện

- Theo quy trình trang bị điện và quy trình cơng nghệ sản xuất của xí
nghiệp, thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản
phẩm, gây thiệt hại về kinh tế, do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại II.
- Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải

đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí
nghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp.
3 . Giới thiệu phụ tải điện của tồn xí nghiệp.

3.1. Các đặc điểm của phụ tải điện.
- Phụ tải điện trong xí nghiệp cơng nghiệp có thể phân ra làm hai loại
phụ tải:
+ Phụ tải động lực
+ Phụ tải chiếu sáng.
- Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu
trực tiếp đến thiết bị với độ lệch điện áp cho phép ΔUCf = ± 5% Uđm. Công
suất của chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục kw, và được cấp bởi
tần số f=50Hz.
- Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn.
Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dịng điện tần số
f = 50Hz. Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng ΔUCf = ±2,5%.
3.2 . Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp.
- Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan
trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết
bị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp, đánh giá tổng thể tồn xí
nghiệp cơ khí ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tải loại II là 67%. Phụ tải loại II lớn
gấp 2 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại
II, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục.
Phạm Chân Phương HTĐ - K35

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Cung Cấp Điện

4. Phạm vi đề tài.

- Đây là một đề tài thiết kế tốt nghiệp, nhưng do thời gian có hạn nên
việc tính tốn chính xác và tỷ mỉ cho cơng trình là một khối lượng lớn, địi
hỏi thời gian dài, do đó ta chỉ tính tốn chọn cho những hạng mục quan
trọng của cơng trình.
- Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập đến:
+ Thiết kế mạng điện phân xưởng.
+ Thiết kế mạng điện xí nghiệp.
+ Tính tốn cơng suất bù cho xí nghiệp.
+ Tính tốn nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng.
+ Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

4


Cung Cấp Điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương II
xác định phụ tải tính tốn
các phân xưởng và tồn xí nghiệp.

1. Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

1.1. Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ
khí
- Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn.
- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau :
+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc
+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau, tránh trồng chéo dây dẫn
+ Cơng suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênh
lệch giữa các nhóm
+ Số lượng thiết bị trong nhóm nên có một giới hạn
Căn cứ vào vị trí, cơng suất của các máy cơng cụ bố trí trên mặt bằng
xưởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau :
+ Nhóm 1: 1; 1; 2; 3; 3; 5; 6; 11; 12;
+ Nhóm 2 : 2; 4; 8; 9; 13; 17; 17;
+ Nhóm 3 : 18 22; 31; 37; 41; 44;
+ Nhóm 4: 19; 20; 21; 24; 26; 28; 33;
+ Nhóm 5 : 23; 25; 40; 42; 46; 47; 48; 49; 50;
Bảng 2-1: Bảng công suất đặt tổng của các nhóm.
Nhóm phụ tải

1

2

3

4

5

Cơng suất tổng (kw)

70,35

70,4

162,25

164,9

139,2

1.2 . Xác định phụ tải động lực tính tốn của phân xưởng.
a. Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn
Phạm Chân Phương HTĐ - K35

5


Cung Cấp Điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Theo công suất trung bình và hệ số cực đại.
- Theo cơng suất trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung
bình.
- Theo cơng suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải
- Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
Vì đã có thơng tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biết
được cơng suất và q trình cơng nghệ của từng thiết bị, nên ta xác định
phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số cực đại .

b. Xác định phụ tải tính tốn của nhóm 1
Bảng 2-2: Bảng số liệu nhóm 1.
TT

Tên thiết bị

Số lượng

Kí hiệu

Cơng suất (kw)

1

Búa hơi để rèn

2

1

10,0

2

Búa hơi để rèn

1

2

28,0

3

Lị rèn

2

3

4,5

4

Quạt lị

1

5

2,8

5

Quạt thơng gió

1

6

2,5

6

Dầm treo có Palăng điện

1

11

4,85

7

Máy mài sắc

1

12

3,2

Cơng thức tính phụ tải tính tốn:
Ptt =Kmax . Ptb = Kmax . Σ Ksdi . Pđmi.

( 2-1)

Trong đó:
+ Ptb : cơng suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất
(kw)

+ Pđm : công suất định mức của phụ tải (kw)
+ Ksd : hệ số sử dụng cơng suất của nhóm thiết bị.

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

6


Cung Cấp Điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Bảng phụ lục 1 trang 253 TKCĐ).
+ Kmax: hệ số cực đại công suất tác dụng, tra đồ thị hoặc tra bảng theo
hai đại lượng Ksd và nhq .
+ nhq : số thiết bị dùng điện hiệu quả
- Ta thấy với nhóm máy cơng cụ có Ksd =0,16; từ cosϕ=0,6
→ tgϕ = 1,33.

•

Trình tự xác định nhq như sau :

- Xác định n1 : số thiết bị có cơng suất lớn hơn hay bằng 1/2 cơng suất
của thiết bị có cơng suất lớn nhất trong nhóm.
Với nhóm 1, ta có n1 = 1
- Xác định P1 tổng công suất định mức của n1 thiết bị trên.
Ta có

n1

=
P1 ∑ P dm
1

+ Pđm

: cơng suất định mức của n1 thiết bị.

P1 = 28kw
- Xác định n* và p* : n* =

Trong đó: n* =

1
= 0,11
9

;

n

1

n

P* =

;

P

1

P

Σ

p* =

28
= 0,398
70,35

- Từ các giá trị n* = 0,11 và p* = 0,4 tra bảng (PL: 1.5: TKCĐ] được
nhq*= 0,47, vậy ta có nhq = n . nhq* = 9 . 0,47 = 4,23 ↔ nhq = 4

•

Từ Ksd = 0,16 và nhq = 4 tra bảng [PL: 1.6 TKCĐ] được Kmax = 3,11

vào cơng thức (2-1) tính được:
Ptt = 3,11 . 0,16 (10 + 10 + 28 + 4,5 + 4,5 + 2,8 + 2,5 + 4,85 + 3,2)

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

7


Cung Cấp Điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

= 35 (kw)
Qtt = Ptt . tgϕ = 35 . 1,33 = 46,55 (KVAR)
S = P + Q = 35 + 46,55 = 58,24(KVA)
tt

I tt =

•

2

2

tt

tt

S tt

=

3.U

2

58,24.103
3.380

2

= 88,486(A)

Tương tự tính tốn cho các nhóm khác, kết quả ghi được trong

bảng B2-3.

•

Một số cơng thức được dùng để tính tốn:

- Cơng thức quy đổi chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại về chế độ làm
việc dài hạn của thiết bị:
P =P . K %
qd

dm

(2 - 2)

d

+ Kd%: Hệ số đóng điện phần trăm.
- Cơng thức tính hệ số sử dụng cơng suất tác dụng trung bình:
n

K sdtb =

∑ k sdi . p dmi

1

n

.

(2-3)

∑ p dmi
1

- Hệ số cơng suất trung bình:
n

cos ϕ tb =

∑p
1

dmi

. cos ϕ

(2-4)

n

∑p
1

dmi

- Công thức quy đổi phụ tải 1 pha sang phụ tải 3 pha khi đấu vào điện áp
dây.
Pđm.tđ = 3 Pđm.ph.max
Phạm Chân Phương HTĐ - K35

(2-5)
8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Cung Cấp Điện

+ Pđm.ph.max :phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất (kw)
Bảng kết quả tính tốn B2-3 ở trang sau:

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

9


Cung Cấp Điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.3. Xác định phụ tải chiếu sáng tồn phân xưởng:
Phụ tải chiếu sáng được tính theo cơng suất chiếu sáng trên một đơn vị
diện tích. Cơng thức tính :

Pcs =P0. F

(2-6)

Trong đó :
+ P0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m2)
+ F : Diện tích cần được chiếu sáng (m2)
- Diện tích chiếu sáng tồn phân xưởng F = 48 x 25 =1200 (m2)
- Suất phụ tải chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
Po =15 (W/m2)
Thay vào công thức (2-6) được :
Pcs =15 . 1200 = 18 (Kw).
1.4 . Phụ tải tính tốn tồn phân xưởng sửa chữa cơ khí:
Cơng thức:
n

P tt.px = kdt ∑1 ptt.nhi + ∑ Pcs

( 2-7)

n

Q tt.PX = K dt ∑ Q tt.nhi
1

Trong đó :
+ Kđt : hệ số đồng thời, lấy Kđt= 0,85.
+n

: số nhóm thiết bị.

+ Pcs : phụ tải chiếu sáng (kw)
+ P tt.nhi, Qtt.nhi : công suất tác dụng, phản kháng tính tốn của nhóm thứ i.

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

10