Ngày nay cùng với sự nghiệp công nghiệp hóa pot

Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay cùng với sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất

nước là nhu cầu sử dụng điện năng cũng tăng lên. Trong đó Công nghiệp

là lĩnh vực tiêu thụ nguồn năng lượng này lớn nhất.

Khi xây dựng nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư…trước tiên người ta

phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cấp điện năng cho các máy

móc và nhu cầu sinh hoạt của con người.

Thiết kế hệ thống cấp điện cấp điện là việc làm khó. Một công trình

điện dù nhỏ nhất thì cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt

chuyên nghành hẹp (cung cấp điện, thiết bị điện, an toàn điện…). Ngoài

ra, người thiết kế còn phải có những hiểu biết nhất định về xã hội, về

môi trường…Công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí đất đai,

nguyên vật liệu, làm ứ đọng vốn đầu tư. Công trình thiết kế sai sẽ gây

nên hậu quả nghiêm trọng.

Nhằm hệ thống hóa và vận dụng những kiến thức đã được học tập

vào các vấn đề của thực tiển, em được thực hành làm đồ án môn học

Cung cấp điện với đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp

công nghiệp.

Với sự nổ lực của bản thân cùng sự hướng dẫn của thầy giáo Võ

Tiến Dũng, em đã hoàn thành xong đề tài này. Nhưng với lượng kiến

thức có hạn, cùng những hiểu biết chưa sâu về nhiều lĩnh vực, nên bản

đồ án này của em vẫn còn nhiều thiếu sót. Vậy nên, em kính mong các

thầy cô xem xét, góp ý,bổ sung cho nó hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Vinh, ngày 20/03/2011

SVTH: Hồ Ngọc Thích

SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 1

Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

I. Giới Thiệu Chung

1. Quy mô, công nghệ của nhà máy

Trong một xí nghiệp công nghiệp thì có rất nhiều trang thiết bị máy

móc, đa dạng và phức tạp.Các thiết bị này,tùy vào xí nghiệp và chức

năng mà có tính công nghệ cao và hiện đại. Hệ thống cung cấp điện sẽ

ảnh hưởng tới chất lượng và giá thành của sản phẩm. Do vậy cần phải

thiết kế cấp điện đảm bảo độ tin cậy cao.

Ở đây, nhà máy này có 10 phân xưởng, các phân xưởng này cũng

được bố trí cũng tương đối gần nhau và có các số liệu kỹ thuật được cho

ở bảng sau:

stt Tên phân xưởng Diện tích Ptt(kW) Qtt(kW) Loại hộ tiêu thụ

1 Cơ điện 1552 240 200 2

2 Cơ khí 3435 1

3 Đúc gang 3352 400 340 1

4 Đúc thép 2643 450 350 1

5 Nhiệt luyện 2122 500 400 1

6 Mộc mẫu 447 200 420 2

7 Gò hàn 558 320 150 2

8 Cán thép 1837 350 280 1

9 Cắt gọt kim loại 347 300 250 2

10 Lắp ráp 670 220 180 2

SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 2

Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện

Theo yêu cầu thì nhà máy làm việc 3 ca với T m ax=5000 giờ, khoảng

cách từ nguồn tới nhà máy là 12 Km và công suất của nguồn là rất lớn.

Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự

gia tăng phụ tải trong tương lai; về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra

phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và

cũng không gây quá dư thừa dung lượng công suất dự trữ.Trong nhà

máy có nhiều phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại 1 nên đây là một nhà

máy tiêu thụ loại 1, tức là cần được cung cấp điện liên tục và an toàn.

2. Giới thiệu đặc điểm phụ tải điện của nhà máy

Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp thường được chia làm hai

loại: - Phụ tải động lực

- Phụ tải chiếu sáng

Phụ tải động lực là phụ tải thường được yêu cầu làm việc ở chế độ

dài hạn với điện áp định mức trực tiếp đến thiết bị là 380V/220V, công

suất của chúng nằm trong một dải từ 1kW đến hàng chục kW và được

cung cấp dòng điện xoay chiều có tần số f=50Hz

Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn. Đây

cũng là loại phụ tải bằng phẳng, ít thay đổi và làm việc với điện áp xoay

chiều có tần số f=50Hz.

SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 3

Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện

II. NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÍNH

Hệ thống cung cấp điện hiểu theo nghĩa rộng bao gồm các khâu:

Phát điện, truyền tải và phân phối điện năng. Đối với nhà máy đang xét,

hệ thống cung cấp điện ở đây được hiểu theo nghĩa hẹp: Là hệ thống

truyền tải và phân phối điện năng làm nhiệm vụ cung cấp điện cho một

khu vực nhất định. Nguồn của hệ thống cung cấp này lấy từ hệ thống

lưới điện quốc gia với cấp thích hợp (thường cùng cấp trung bình trở

xuống: 35kV; 15kV; 10kV; 6kV…)

Việc thiết kế cung cấp điện với mục tiêu cơ bản là: Đảm bảo cho hộ

tiêu thụ có đủ lượng điện năng yêu cầu với chất lượng điện tốt. Các yêu

cầu chính cho việc thiết kế cấp điện của một hệ thống cung cấp điện là:

Độ tin cậy điện, chất lượng điện, an toàn cung cấp điện và có tính kinh

tế.Tùy theo quy mô công trình lớn hay nhỏ mà các bước thiết kế có thể

phân ra tỷ mỉ hoặc gộp một số bước lại với nhau. Mỗi giai đoạn và vị trí

thiết kế lại phải có các phương án riêng, phù hợp.

Trong đề tài đồ án này, các bước thiết kế của em bao gồm các phần

sau:

+ Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy

+ Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng và toàn nhà máy

+ Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện

+ Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

+ Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của

nhà máy

SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 4

Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện

CHƯƠNG I

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ

TOÀN NHÀ MÁY

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Phụ tải tính toán 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 một

cách khác phụ tỉa tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng

nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra. Vì vậy chọn thiết bị theo

phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn về mặt phát nóng.

Phụ tải tính toán (PTTT) được sử dụng để kiểm tra và lựa chọn các

thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: MBA, đay dẫn, các thiết bị

đóng cắt, bảo vệ…PTTT còn được dùng để tính toán tổn thất công suất,

tổn thất điện áp, tổn thất điện năng và lựa chọn bù dung lượng công suất

phản kháng…PTTT phụ thuộc 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 PTTT xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì làm giảm

tuổi thọ của thiết bị điện,có khả năng dẫn đến cháy nổ…Ngược lại các

thiết bị được chọn nếu dư thừa công suất sẻ làm ứ đọng vốn đầu tư, gây

tổn thất điện lớn…Cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu

phương pháp xác định PTTT nhưng đến nay vẫn chưa có phương pháp

nào thật hoàn thiện. Những phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện,

thường kết quả thật không thật chính xác. Ngược lại, nếu độ chính xác

được nâng cao thì phương pháp tính phức tạp.Vì vậy tùy theo giai đoạn

thiết kế, tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích

hợp.

Và sau đây là các phương pháp xác định PTTT thường dùng nhất

SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 5

Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện

1. Xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.

Công thức tính

Pt t = knc .Pđ

Trong đó :

kn c : là hệ số nhu cầu , tra trong sổ tay kĩ thuật .

Pđ

: là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị , trong tính

toán có thể lấy gần đúng Pđ ≈ Pd đ (kW) .

2. Phương pháp xác định PTTT theo công suất công suất trung bình

và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải :

Pt t = kh d . Pt b

Trong đó :

kh d : là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay kĩ thuật

khi biết đồ thị phụ tải .

Pt b : là công suât trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW) .

3. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch

của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình :

P P tt tb = ± βσ

Trong đó :

SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 6

Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện

σ : là độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình .

β : là hệ số tán xạ của σ .

4. Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một

đơn vị sản phẩm :

0

max

.

tt

a M P

T

=

Trong đó :

a0

: là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đvsp.

M: là số sản phẩm sản suất trong một năm .

Tma x: là thời gian sử dụng công suất lớn nhất , (h)

5. Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên một đơn

vị diện tích:

Pt t = p0

. F

Trong đó :

p0

: là suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích , (W/m2

) .

F : là diện tích bố trí thiết bị , (m2

) .

SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 7