- Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Lời giới thiệu C ông nghiệp Điện lực giữ vai trò rất quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước, yêu cầu về sử dụng điện & thiết bị điện ngày càng tăng. - Việc trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người cung cấp điện năng cho các thiết bị của khu vực kinh tế, các khu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết. - Hệ thống cung cấp điện là hệ thống gồm các khâu sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng. - Trước hết chúng ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để đảm bảo đủ điện năng cho máy móc, các nhà máy và nhu cầu sinh hoạt của con người. - Đồ án gồm 2 phần: Trang 1 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Phần 1: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất vòng bi gồm có 5 chương: Chương 1: Thiết kế mạng hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí. - 3: Thiết kế mạng cao áp cho nhà máy. - Chương 4: Tính bù công suất phản kháng cho nhà máy Chương 5: Thiết kế nối đất cho nhà máy Phần 2 : Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. - Chương 2 : Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. - Trang 2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Phần I THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CHẾ TẠO VÒNG BI Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÍ NGHIỆP 1. - Nhà máy chế tạo vòng bi mà em thiết kế là nhà máy có nhiệm vụ sản xuất chế tạo các loại vòng bi phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. - Trang 3 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Để thực hiện tốt nhiệm vụ sản xuất chiến lược của mình, không những chỉ đòi hỏi về tính chất công nghệ mà còn yêu cầu đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao trong lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy. - Xí nghiệp có tổng diện tích là 34.975m2 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 15MVA. - 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. - SCCK Trang 4 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện * BPHC & QL - Bộ phận hành chính và quản lý. - PXCSCK - Phân xưởng sửa chữa cơ khí. - PX SÔ 1 - Phân xưởng số 1. - PX SÔ 2 - Phân xưởng số 2. - PX SÔ 3 - Phân xưởng số 3. - PX SÔ 4 - Phân xưởng số 4. - PX REN - Phân xưởng rèn. - Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp, thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, gây thiệt hại lớn về kinh tế, do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại I. - 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. - GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TOÀN XÍ NGHIỆP. - Các đặc điểm của phụ tải điện. - Phụ tải điện trong xí nghiệp công 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. - 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 dòng điện tần số f = 50Hz. - Trang 5 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện 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 toàn nhà máy chế tạo vòng bi ta thấy tỷ lệ. - của phụ tải loại I là 82%. - Phụ tải loại I lớn gấp 4 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại I, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục. - Đây là một đề tài thiết kế tốt nghiệp, nhưng do thời gian có hạn nên việc tính toán chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lượng lớn, đòi hỏi thời gian dài, do đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan trọng của công trình. - Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập đến. - Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí và toàn nhà máy. - Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy. - Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. - Tính toán nâng cao hệ số cho toàn nhà máy. - Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. - Trang 6 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT VÒNG BI Ký hiệu trên Tên phân xưởng Công suất đặt mặt bằng (KW) 1 Phòng thí nghiệm 150 2 Phân xưởng số 1 1500 3 Phân xưởng số 2 3000 4 Phân xưởng số 3 1700 5 Phân xưởng số 4 2200 6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 7 Lò ga 300 8 Phân xưởng rèn 1500 9 Bộ phận nén ép 1200 10 Trạm bơm 300 11 Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo diện tích Trang 7 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện DANH SÁCH THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ TT Tên thiết bị Ký hiệu trênSố lượng Ký hiệu Công suất mặt bằng định mức BỘ PHẬN RÈN 1 Búa hơi để rèn 1 2 M Búa hơi để rèn 2 2 M-413A 28,0 3 Lò rèn 3 2 4,5 4 Lò rèn 1 6,0 5 Quạt lò 3 1 2,8 6 Quạt thông gió 4 1 2,5 7 Đe 2 mỏ 5 2 - 8 Máy ép ma sát 6 1 ΦA124 10,0 9 Lò điện 7 1 H Bàn 8 1 11 Dầm treo có pa lăng điện Máy mài sắc 10 1 3M634 3,2 13 Quạt li tâm 11 1 BBDM8 7,0 14 Bàn 12 1 15 Bể nước 13 1 16 Lò đứng 14 1 17 Máy biến áp 15 2 2,2 BỘ PHẬN NHIỆT LUYỆN 18 Lò băng chạy điện 16 1 W Lò điện để hoá cứng kim loại 17 1 W-90 90,0 Trang 8 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện 20 Lò điện 1 H Lò điện để rèn 1 TH Lò điện 18 1 C Lò điện 1 B Bể dầu 1 MB-40 4,0 25 Thiết bị để tôi bánh răng 1 Y3W 18,0 26 Bể dầu có tăng nhiệt Bể nước 20 1. - 34 Thiết bị cao tần 1 AΓ Tủ 1. - 37 Thiết bị đo bi Tủ đựng bi 1. - 46 Máy bào gỗ 1 CP6-5Γ 7,0 1,3 Trang 9 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện 1,7 47 Máy cưa tròn 1 - 7,0 BỘ PHẬN QUẠT GIÓ 48 Quạt gió trung áp Quạt gió số Quạt gió số Chương II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY I- XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SCCK. - 1/ Các phương pháp xác định phụ tải tính toán. - Phụ tải tính toán là số liệu cơ bản, dùng để thiết kế cung cấp điện, phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết không đổi tương đương với phụ tải thực tế về mặt phát nóng của thiết bị. - Có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán khác nhau, tùy theo từng trường hợp cụ thể mà áp dụng phương pháp phù hợp. - Ví dụ: Như khi xác định phụ tải tính toán của nhóm thiết bị, yêu cầu chính xác, thì phải sử dụng phương pháp số thiết bị hiệu quả. - Phương pháp xác định phụ tải tính toán được xem là quan trọng, trong việc thiết kế cung cấp điện. - Người ta thường quan tâm đến các thông số cơ bản khi thiết kế, có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán & ngày càng được hoàn thiện về mặt lý thuyết. - các hệ số tính toán. - Sau đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng. - Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm Trang 10 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện • Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất • Phương pháp tính theo hệ số yêu cầu • Phương pháp tính theo công suất trung bình 1.1/ Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt Pđ. - i =1 P dmi (1.1) Knc: Thường được cho trong các số tay về cung cấp điện Pđ: Công suất đặt của phân xưởng Qtt = Ptt . - tgϕ (1.2) 2 +Q 2 P S tt = P TT TT = cos ϕ tt (1.1.3) Qtt: Công suất phản kháng Stt: Công suất toàn phần tính toán Trong phương pháp này, nếu các hệ số công suất cosϕ của các động cơ khác nhau thì ta phải tính toán cosϕtb. - Ksd lại phụ thuộc vào số lượng thiết bị & chế độ vận hành. - Trang 11 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện 1.2/ Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích. - F (KW) (1.2) Po: Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích (KW/m2) F: Diện tích sản xuất (m2) Phương pháp này cũng chỉ cho kết quả gần đúng & chỉ có thể áp dụng cho các phân xưởng truyền thống & có mật độ thiết bị tương đối đồng đều. - 1.3/ Xác định phụ tải tính toán theo phương pháp suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm. - KW ) (1.3) tt T max M: Là số sản phẩm được sản xuất ra trong một năm W0: Suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm (Kwh/sản phẩm) Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h) 1.4/ Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại & công suất trung bình. - thường được dùng để xác định phụ tải tính toán của nhóm thiết bị. - Nếu n≤ 3 và nhq < 4 thì tính như sau: Ptt = ΣPđmi ( KW ) (1.4.2) Trang 12 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lập lại thì có thể tính như sau: P ε Ptt = dm ( KW Nếu n>3 & nhq 300 & Ksd< 0,5 thì lấy ứng với nhq = 300. - Đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (các máy bơm, quạt nén khí. - phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình Ptt = Ptb = Ksd . - Nếu có thiết bị 1 pha thì cố gắng phân phối đều phụ tải cho các pha & phải tính quy đổi về 3 pha. - 2/ Tính toán cụ thể cho từng phân xưởng của nhà máy sản xuất vòng bi. - Bảng chỉ dẫn các thông số của các phân xưởng của nhà máy sản xuất vòng bi. - Căn cứ vào đầu đề thiết kế ta có bảng sau: Ký hiệu trên Tên phân xưởng Công suất đặt KW mặt bằng 1 Phòng thí nghiệm 150 2 Phân xưởng số 1 1.500 3 Phân xưởng số 2 3.000 4 Phân xưởng số 3 1.700 5 Phân xưởng số 4 2.200 6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán Trang 13 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện 7 Lò ga 300 8 Phân xưởng rèn 1.500 9 Bộ phận nén ép 1.200 10 Trạm bơm 300 11 Chiếu sáng phân xưởng XĐ theo diện tích 2.1/ Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. - 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 + Công 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, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng xưởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau. - Bảng 2-1: Bảng công suất đặt tổng của các nhóm. - Nhóm phụ tải 1 2 3 4 5 Công suất tổng (kw Số lượng thiết bị b. - Xác định phụ tải động lực tính toán của phân xưởng. - Trang 14 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện. - Các phương pháp xác định phụ tải tính toán - Theo công suất trung bình và hệ số cực đại. - Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung bình. - Theo công 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 thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biết được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, nên ta xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. - Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1 Bảng 2-2: Bảng số liệu nhóm 1. - TT Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu Công suất (kw) 1 Búa hơi để rèn Búa hơi để rèn Lò rèn 1 3 4,5 4 Lò rèn 1 4 6,0 5 Quạt lò 1 5 2,8 6 Quạt thông gió 1 6 2,5 7 Dầm treo có Palăng điện Máy mài sắc Lò điện 1 23 20 Công thức tính phụ tải tính toán: Ptt =Kmax . - Ptb : công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất (kw. - Pđm : công suất định mức của phụ tải (kw) Trang 15 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện + Ksd : hệ số sử dụng công suất của nhóm thiết bị. - 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 Vì hệ số sử dụng K s d và hệ số cosϕ của nhóm1khác nhau nên ta phải tính: -Hệ số sử dụng công suất tác dụng trung bình: n ∑K 1 sdi .Pdhi Ksdtb = n (2-3. - Hệ số công suất trung bình được xác định theo công thức: n ∑p dmi . - Xác định n1 : số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng 1/2 công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm. - Với nhóm 1, ta có n1 = 2 - Xác định P1 tổng công suất định mức của n1 thiết bị trên. - Trang 16 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện n1 Ta có P1 ∑ P dm = 1 + Pđm : công suất định mức của n1 thiết bị. - P1 = 56kw n P - Xác định n* và p. - 155,3( A) 3.U 3.380 • Một số công thức được dùng để tính toán. - Công thức quy đổi chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại về chế độ làm việc dài hạn của thiết bị: Pqd = Pdm . - Công thức quy đổi phụ tải 1 pha sang phụ tải 3 pha khi đấu vào điện áp dây. - Trang 17 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Pđm.tđ = 3 Pđm.ph.max (2-5. - Pđm.ph.max :phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất (kw. - Tương tự tính toán cho các nhóm khác, kết quả ghi được trong bảng B2-3. - Trang 18 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Trang 19