Thiết kế cung cấp điện công ty Cổ phần TM và SX tôn Tân Phước Khanh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KỸ SƯ NGÀNH CÔNG NGHIỆP

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CÔNG TY

CỔ PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC

KHANH

SVTH : TRẦN DUY THỊNH

MSSV : 0851030076

GVHD : PGS TS.PHAN QUỐC DŨNG

TP. Hồ Chí Minh, tháng … năm …

LỜI MỞ ĐẦU

   

Trong Xã Hội hiện nay ngày càng phát triển mức sống của con người ngày càng được

nâng cao, dẫn đến nhu cầu tiêu dùng tăng, các Doanh Nghiệp, Công Ty cần phải gia

tăng sản xuất, mặt khác nhu cầu tiêu dùng của con người đòi hỏi cả về chất lượng sản

phẩm, dồi dào mẫu mã. Chính vì thế mà các Công Ty, Xí Nghiệp luôn cải tiến trong

việc thiết kế và lắp đặt các thiết bị tiên tiến để sản xuất ra những sản phẩm đạt hiệu

quả đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng. Trong hàng loạt các Công Ty, Xí

Nghiệp kể trên có cả những nhà máy, cụ thể là CÔNG TY CỔ PHẦN TM & SX TÔN

TÂN PHƯỚC KHANH. Do đó nhu cầu sử dụng điện ở các nhà máy này ngày càng

cao, đòi hỏi ngành công nghiệp năng lượng điện phải đáp ứng kịp thời theo sự phát

triển đó. Hệ thống điện ngày càng phức tạp, việc thiết kế cung cấp có nhiệm vụ đề ra

những phương án cung cấp điện hợp lý và tối ưu. Một phương pháp cung cấp điện

tối ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư xây dựng hệ thống điện và chi phí vận hành tổn

thất điện năng và đồng thời vận hành đơn giản, thuận tiện trong sửa chữa.

Việc làm luận văn cũng như việc tìm hiểu tại nhà máy đã giúp cho em có được

nhiều kiến thức bổ ích về thực tế bổ sung những kiến thức đã được học ở trong nhà

trường.

Tuy nhiên do còn hạn chế về kiến thức kinh nghiệm thực tế tài liệu tham khảo,

nên tập luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy hướng dẫn

cùng các thầy cô bộ môn góp ý xây dựng cho luận văn ngày càng hoàn thiện hơn.

LỜI CẢM ƠN

   

Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trong khoa Xây dựng và Điện trường

đại học Mở TPHCM, quý Thầy, Cô trong Khoa Điện – Điện Tử bộ môn Thiết Bị

Điện trường Đại Học Bách Khoa. Đặc biệt là thầy PHAN QUỐC DŨNG, đã dành

thời gian quý báo, tận tình hướng dẫn em thực hiện hoàn thành luận văn này

đúng thời hạn. Ngoài việc củng cố kiến thức, đề tài luận văn còn luyện khả năng,

tư duy, tính toán thiết kế một cách khoa học. Từ việc tìm hiểu, lựa chọn phương

pháp, công thức, đến việc đưa ra kết quả thiết kế là một quá trình bao gồm : Phân

nhóm thiết bị, tính tâm phụ tải, tính toán phụ tải, thiết kế chiếu sáng, chọn dây

dẫn, tính sụt áp, chọn máy biến áp, máy phát dự phòng, bù công suất phản

kháng, tính toán ngắn mạch, tính toán thiết bị bảo vệ. Sau cùng lựa chọn thiết kế

bảo vệ an toàn và tiếp địa phân xưởng. Chống sét.

Đề tài luận văn về thiết kế cung cấp điện xí nghiệp là môn học giúp cho sinh

viên hệ thống lại kiến thức đã học, trong đó chủ yếu là các môn của ngành Kỹ

Thuật Điện.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ

em hoàn thành luận án này.

Xin chân thành cảm ơn !

Mục Lục

Lời mở đầu

Lời cảm ơn

Mục lục

PHẦN A:GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT ĐỀ TÀI................................................1

CHƯƠNG 1. :TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TẠI CÔNG TY CỔ

PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC KHANH

CHƯƠNG 2. :PHẠM VI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI, ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ

SỬ DỤNG TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC KHANH...........2

PHẦN B:TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TẠI CÔNG TY

CỔ PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC KHANH ...................3

CHƯƠNG 1. :PHÂN NHÓM PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Error! Bookmark not defined.

1.1. Phân nhóm thiết bị và xác định tâm phụ tải:.....................Error! Bookmark not defined.

1.1.1. Cơ sở lý thuyết.................................................Error! Bookmark not defined.

1.1.2. Phân nhóm phụ tải ,xác định tâm phụ tải (TPT) và chọn vị trí đặt tủ động lực/

tủ phân phối ...................................................................Error! Bookmark not defined.

1.2. Tính toán phụ tải.............................................................................................................. 11

1.2.1. Các phương pháp tính toán phụ tải ..................................................................11

1.2.2. Xác định phụ tải tính tóan cho từng tủ động lực..............................................13

1.2.3. Xác định phụ tải Tủ phân phối chính:..............................................................22

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG .......................................................................24

2.1. Giới thiệu chung ............................................................................................................... 24

2.1.1. Các yêu cầu chung đối với hệ thống chiếu sáng..............................................24

2.1.2. Các khái niệm cơ bản về kĩ thuật chiếu sáng:..................................................24

2.2. Thiết kế chiếu sáng:.......................................................................................................... 29

2.2.1. Thiết kế chiếu sáng cho từng phòng:................................................................29

2.2.2. Tính toán phụ tải chiếu sáng – sinh hoạt: ........................................................39

2.2.3. Tính toán thông số cho tủ phân phối chiếu sáng-sinh hoạt:.. Error! Bookmark

not defined.

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ LẮP ĐẶT TỤ ĐIỆN BÙ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG

SUẤT CHO CÔNG TY ......................................................................................................47

3.1.Tác dụng của việc bù công suất phản kháng:................................................................ 47

3.2.Thiết kế lắp đặt tụ điện bù : ............................................................................................ 47

CHƯƠNG 4. CHỌN MÁY BIẾN ÁP,MÁY PHÁT DỰ PHÒNG,CHỌN THIẾT BỊ

BẢO VỆ……….. .................................................................................................................52

4.1. Đặt vấn đề:........................................................................................................................ 52

4.2. Chọn máy biến áp, máy phát dự phòng,chọn thiết bị bảo vệ:...................................... 54

4.2.1. Tổng hợp phụ tải tính toán của công ty: ..........................................................54

4.2.2. Tính toán cụ thể: ..............................................................................................55

CHƯƠNG 5. CHỌN DÂY DẪN ĐIỆN VÀ TÍNH TOÁN KIỂM TRA SỤT ÁP .......60

5.1. Lựa chọn dây dẫn và cáp trong mạng điện:................................................................... 60

5.1.1.Phương pháp lựa chọn dây dẫn và cáp trong mạng điện………………………..60

5.1.2.Lựa chọn dây dẫn cho mạng điện phân xưởng công ty…………………………62

5.2. Tính toánvà kiểm tra sụt áp:........................................................................................... 69

5.2.1.Phương pháp tính sụt áp………………………………………………………...69

5.2.2.Tính toán sụt áp…………………………………………………………………71

CHƯƠNG 6. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH-CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ-KIỂM TRA

TÍNH CẮT CHỌN LỌC CỦA CB ....................................................................................78

6.1. Tính toán ngắn mạch-chọn thiết bị bảo vệ: ................................................................... 78

6.1.1.Lý thuyết………………………………………………………………………...78

6.1.2.Tính toán ngắn mạch 3 pha-chọn CB cho phân xưởng công ty…………………83

6.2. Kiểm tra tính chọn lọc của CB ............................................Error! Bookmark not defined.

6.2.1.Tính cắt chọn lọc………………………………………………………………..90

6.2.2.Lựa chọn phương án chọn lọc của CB…………………………………………91

6.2.3.Kiểm tra tính chọn lọc của CB trong phân xưởng công ty……………………...92

CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ BẢO VỆ AN TOÀN ĐIỆN................................................100

7.1. Lý thuyết:........................................................................................................................ 100

7.1.1. Mục đích và ý nghĩa của việc nốt đất: ...........................................................100

7.1.2. Chọn sơ đồ bảo vệ an toàn:............................................................................100

7.2. Thiết kế hệ thống nối đất:.............................................................................................. 104

7.2.1. Tính toán nối đất............................................................................................105

7.2.2. Tính toán an toàn chống chạm điện trực tiếp.................................................109

7.2.3. Tính toán ngắn mạch 1 pha trường hợp máy phát: ........................................115

CHƯƠNG 8. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CHO PHÂN XƯỞNG: ........120

8.1. Tống quan:...................................................................................................................... 120

8.2. Lựa chọn phương án chống sét cho phân xưởng công ty: .......................................... 122

8.3. Tính toán chống sét cho nhà máy……………………………………………...125

PHẦN C:KẾT LUẬN.......................................................................…………130

Luận văn tốt nghiệp kỹ sư công nghiệp GVHD:PGSTS.Phan Quốc Dũng

SVTH:TRẦN DUY THỊNH. MSSV:0851030076 Trang 1

PHẦN A:GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TẠI CÔNG TY

CỔ PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC KHANH

Thiết kế mạng cung cấp điện là quá trình thu thập số liệu và biểu diễn chúng,

trong đó ngừơi kỹ sư thiết kế đóng vai trò ảnh hưởng lên đối tượng thiết kế thông qua

các phương tiện thiết kế, quá trình thiết kế có thể phân chia thành các giai đoạn sau:

1. Tìm hiểu công nghệ sản xuất được sử dụng tại nhà máy, từ đó đưa ra

phương án thiết kế khả thi.

2. Tìm hiểu vai trò, chức năng của phần tử tiêu thụ điện trong sản xuất, định

mức độ tin cậy, mối tương quan theo công nghệ sản xuất, vị trí phân bố để

phân ra các nhóm thiết bị và các phương án thiết kế mạng cung cấp điện.

3. Xác định các thông số kỹ thuật của các phần tử thiết kế: CB, dây dẫn, tủ

động lực, tủ phân phối, . . .

4. Các tính toán kinh tế- kỹ thuật sao cho mang lại hiệu quả cao nhất, tiết kiệm

nhất

5. Tính toán các thông số của mạng theo yêu cầu thiết kế

6. Kiểm tra tính đúng đắn và chất lượng của lưới thiết kế phù hợp với các tiêu

chuẩn về thiết kế mạng điện

Thiết kế mạng điện cho nhà máy, xưởng nhằm giúp sinh viên làm quen với

công việc thiết kế mạng điện đồng thời cũng giúp sinh viên có đựoc một tác phong làm

việc độc lập.

Luận văn tốt nghiệp kỹ sư công nghiệp GVHD:PGSTS.Phan Quốc Dũng

SVTH:TRẦN DUY THỊNH. MSSV:0851030076 Trang 2

CHƯƠNG 2

PHẠM VI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI, ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG

NGHỆ SỬ DỤNG TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN TM & SX TÔN

TÂN PHƯỚC KHANH

Đề tài này được thực hiện trong phạm vi thiết kế hệ thống cung cấp, phân phối

điện phù hợp với quy trình sản xuất của nhà máy, đảm bảo cho nhà máy vận hành liên

tục, hạn chế đến mức thấp nhất sự cố có thể xảy ra về hệ thống cung cấp điện.

Công ty cổ phần TM & SX Tôn Tân Phước Khanh được thành lập từ năm 1993

qua nhiều năm sản xuất và kinh doanh trên thị trường với mặt hàng chính là tôn mạ kẽm

Ngoài những sản phẩm tôn mạ kẽm và mạ màu, công ty tôn Phước Khanh còn là

Đại lý chính thức trong khu vực miền Nam của công ty BlueScope (tập đoàn thép BHB

Australia trước đây)

Chi Nhánh:

Thành phố Đà Nẵng Địa chỉ: 241 Trường Chinh, Thanh Khê, Đà Nằng

Điện thoại: 0511.3266697 – Fax: 0511. 3720353 – MST: 0301422157-003

Tỉnh Đồng Nai Địa chỉ: 159 Thanh Hóa, Hố Nai 3, Trảng Bom, Đồng Nai

Điện thoại: 061.3984853 – Fax: 061.3984851 – MST: 0301422157-006

Tỉnh Tiền Giang Địa chỉ: 278 ấp Phước Thuận, xã Phước Thạnh, Châu Thành, Tiền

Giang

Điện thoại: 073.855572 – Fax: 073.868194 – MST: 0301422157-004

Tỉnh Vĩnh Long Địa chỉ: Lô 16 – ô 9-10-11-12 ấp Phước Hòa, xã Hòa Phú, Long

Hồ, Vĩnh LongĐiện thoại: 070.982729 – Fax: 070962728 – MST: 0301422157-005

Luận văn tốt nghiệp kỹ sư công nghiệp GVHD:PGSTS.Phan Quốc Dũng

SVTH:TRẦN DUY THỊNH. MSSV:0851030076 Trang 3

PHẦN B:TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC

KHANH

Các bước thiết kế trong cung cấp điện

Bước 1: Thu thập dữ liệu ban đầu

- Nhiệm vụ và mục đích thiết kế

- Phân loại hộ tiêu thụ

- Yêu cầu của hệ thống cung cấp điện

- Đặt điểm của quá trình công nghệ và công trình được cung cấp điện

Bước 2: Phụ tải tính toán

- Danh mục thiết bị điện

- Xác định tâm phụ tải

- Tính phụ tải động lực phân phối, chọn vị trí đặt các tủ động lực, tủ phân phối

Bước 3: Thiết kế chiếu sáng:

- Tính chọn số đèn, loại đèn, công suất tổng cộng chiếu sáng

- Tính phụ tải chiếu sáng

- Tính lại công suất tính toán của nhà máy, tủ PP nhóm, tủ phân phối chính

Bước 4: Bù công suất phản kháng và chọn máy biến áp

- Bù công suất phản kháng để giảm công suất của nhà máy

Bước 5: Chọn CB

- Chọn CB

Bước 6: Chọn dây dẫn

- Tính toán dòng điện để chọn dây dẫn

Bước 7: Tính toán và kiểm tra sụt áp,ngắn mạch

- Tính toán và kiểm tra sụt áp

- Tính toán và kiểm tra ngắn mạch

- Chọn lọc CB

Bước 8: Thiết kế nối đất an toàn

- Tính dòng chạm vỏ

- Tính nối đất

- Tính chống sét

Luận văn tốt nghiệp kỹ sư công nghiệp GVHD:PGSTS.Phan Quốc Dũng

SVTH:TRẦN DUY THỊNH. MSSV:0851030076 Trang 4

Bước 9: Hồ sơ cung cấp điện

- Bảng thống kê dữ liệu ban đầu

- Bảng vẽ mặt bằng và công trình phân bố phụ tải

- Bảng vẽ sơ đồ nguyên lý

- Bảng vẽ mặt bằng và sơ đồ đi dây

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư công nghiệp GVHD :PGS TS. PHAN QUỐC DŨNG

SVTH : TRẦN DUY THỊNH MSSV : 0851030076 Trang 5

CHƯƠNG 1

PHÂN NHÓM PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

   

1.1. PHÂN NHÓM THIẾT BỊ VÀ XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI:

1.1.1.Cơ sở lí thuyết

Phân nhóm thiết bị:

Tuỳ theo từng trường hợp cụ thể và số thiết bị mà chúng ta phân bố các nhóm như

sau:

- Phân nhóm theo mặt bằng.

- Phân nhóm theo chế độ làm việc.

- Phân nhóm theo dây chuyền sản xuất.

Trong toàn bộ CÔNG TY CỔ PHẦN TM VÀ SX TÔN TÂN PHƯỞC KHANH được

chia thành 3 phân xưởng:Khuôn mẫu,Cơ khí,Cán tôn.

Nhằm đạt được hiệu quả cao khi vận hành động cơ điện ta tiến hành phân chia nhóm

phụ tải để mỗi động cơ điện vận hành tối đa công suất của nó.Sự phân chia nhóm

phụ tải còn tùy thuộc vào dây chuyền sản xuất và vị trí phân bố thiết bị tại nhà máy

nhằm đạt yêu cầu của việc phân chia nhóm phu tải.Dựa vào mặt bằng và công suất

thiết bị ta phân chia phân xưởng thành 5 nhóm thiết bị chính

Xác định tâm phụ tải:

Sau khi phân nhóm các thiết bị, mỗi nhóm tương ứng với một tủ động lực được cung

cấp nguồn bởi tủ phân phối.

Việc đặt tủ động lực (tủ phân phối) ở tâm phụ tải là nhằm cung cấp điện với tổn thất

điện áp và tổn thất công suất nhỏ, chi phí kim loại màu hợp lý. Bên cạnh đó còn xét đến

yếu tố mỹ quan, thuận tiện trong vận hành sản xuất …

Công thức xác định tâm phụ tải:

X =









n

i 1

ñmi

n

i 1

ñmi i

P

P * X

Y =









n

i 1

ñmi

n

i 1

ñmi i

P

P * Y

Với: n: tổng số thiết bị trong nhóm

Pđmi: công suất định mức thiết bị thứ i của nhóm (Kw)

Xi, yi: toạ độ của thiết bị thứ i trong nhóm.

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư công nghiệp GVHD :PGS TS. PHAN QUỐC DŨNG

SVTH : TRẦN DUY THỊNH MSSV : 0851030076 Trang 6

Trên hệ trục tọa độ OXY(trục hoành là X, trục tung là Y) chọn gốc tọa độ tại góc trái

dưới của phân xưởng khuôn mẫu

1.1.2.Phân nhóm phụ tải,xác định tâm phụ tải(TPP) và chọn vị trí đặt tủ động lực/tủ

phân phối

Thiết bị và tâm phụ tải nhóm 1

Bảng 1.1

STT KHMB Tên Thiết Bị Pđm(Kw) X(m) Y(m)

1 3 Quạt thông gió 3 2 27

2 12 Máy hàn điện 8.6 5 30

3 21 Máy hút chân không 3 5 25

4 25 Bào nhiệt 7 3 28

5 27 Tủ sấy 13 3 26

6 27 Tủ sấy 13 3 24

7 28 Máy hàn TIG 13 3 30

8 30 Máy hàn lớn 23 7 26

9 31 Máy ép nhựa 28 5 26

10 32 Lò tôi 33 5 28

Tổng 144.6

Xnhóm 1 =









21

1

10

1

.

i

dmi

dmi i

i

P

X P

= 4.619 Ynhóm 1 =









21

1

10

1

.

i

dmi

i

i dmi

P

Y P

=26.971

Chọn vị trí đặt tủ: X =2 m Y =29 m

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư công nghiệp GVHD :PGS TS. PHAN QUỐC DŨNG

SVTH : TRẦN DUY THỊNH MSSV : 0851030076 Trang 7

Thiết bị và tâm phụ tải nhóm 2

Bảng 1.2

STT KHMB Tên Thiết Bị Pđm(Kw) X(m) Y(m)

1 1 Máy khoan bàn 3 12 24

2 2 Máy mài 2 đá 6 7 29

3 3 Quạt thông gió 3 7 22

4 3 Quạt thông gió 3 10 22

5 3 Quạt thông gió 3 15 22

6 8 Máy tiện 3.5 13 27

7 8 Máy tiện 3.5 15 27

8 9 Máy nén khí 8.5 7 24

9 11 Máy phay 12.5 12 29

10 17 Cầu trục 18 15 29

11 19 Máy khắc chữ 4.5 13 24

12 20 Tủ lạnh CN 6 13 29

13 22 Máy khoan cần 4 12 27

14 22 Máy khoan cần 4 10 24

15 23 Máy mài nhỏ 5 9 29

16 24 Máy phun cát 8.5 9 24

17 26 Máy mài trung 16 10 27

18 26 Máy mài trung 16 9 27

19 29 Máy phay tự động 17 10 29

Tổng 145

Xnhóm 2 =









19

1

19

1

.

i

dmi

dmi i

i

P

X P

= 10.838 Ynhóm 2 =









19

1

19

1

.

i

dmi

i

i dmi

P

Y P

=26.989

Chọn vị trí đặt tủ: X =11 m Y =22 m

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư công nghiệp GVHD :PGS TS. PHAN QUỐC DŨNG

SVTH : TRẦN DUY THỊNH MSSV : 0851030076 Trang 8

Thiết bị và tâm phụ tải nhóm 3

Bảng 1.3

STT KHMB Tên Thiết Bị Pđm(Kw) X(m) Y(m)

1 1 Máy khoan bàn 3 5 36

2 3 Quạt thông gió 3 2 35

3 5 Máy dập nhỏ 6 3 34

4 5 Máy dập nhỏ 6 3 33

5 6 Máy đột 5 5 34

6 7 Máy bẻ tôn 8.5 5 35

7 8 Máy tiện 3.5 7 33

8 8 Máy tiện 3.5 9 33

9 8 Máy tiện 3.5 11 33

10 10 Máy bào 9.5 7 36

11 11 Máy phay 12.5 7 34

12 11 Máy phay 12.5 9 34

13 11 Máy phay 12.5 11 34

14 13 Máy vê chỏm cầu 14 7 35

15 15 Máy lốc tôn 3 trục 16 9 35

16 16 Máy dập lớn 16.5 3 35

17 18 Máy bào giường 15 11 35

Tổng 150.5

Xnhóm 3 =









17

1

17

1

.

i

dmi

dmi i

i

P

X P

= 7.173 Ynhóm 3 =









17

1

17

1

.

i

dmi

i

i dmi

P

Y P

=34.542

Chọn vị trí đặt tủ: X =8 m Y =31 m