xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng và toàn nhà máy

bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o céng hoµ x· héi chñ nghÜa viÖt nam

trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi §éc lËp - Tù do - H¹nh phóc

---- ---- ----- ----

nhiÖm vô thiÕt kÕ tèt nghiÖp

Hä vµ tªn sinh viªn : L¹i §¾c Phó

Líp : HÖ thèng ®iÖn

Khãa : T¹i chøc - B¾c Giang

I.§Çu ®Ò thiÕt kÕ.

ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn cho nhµ m¸y s¶n xuÊt m¸y c¬ khÝ n«ng nghiÖp.

II.c¸c sè liÖu ban ®Çu

1. Phô t¶i ®iÖn cña nhµ m¸y (H×nh 1 vµ B¶ng 1)

2. Phô t¶i ®iÖn cña ph©n xëng söa ch÷a c¬ khÝ (H×nh 2 vµ B¶ng 2)

3. §iÖn ¸p nguån: Tù chän theo c«ng suÊt cña nhµ m¸y vµ kho¶ng c¸ch tõ nguån

®Õn nhµ m¸y.

4. Dung lîng ng¾n m¹ch vÒ phÝa h¹ ¸p cña tr¹m biÕn ¸p khu vùc : 300MVA

5. §êng d©y cung cÊp ®iÖn cho nhµ m¸y : Dïng d©y nh«m lâi thÐp (AC) ®Æt treo

trªn kh«ng.

6. Kho¶ng c¸ch tõ nguån ®Õn nhµ m¸y : 18km

7. C«ng suÊt cña nguån ®iÖn : V« cïng lín

8. Nhµ m¸y lµm viÖc : 3 ca, Tmax= 5500 giê

9. Thêi gian x©y dùng c«ng tr×nh trong 1 n¨m, suÊt triÕt khÊu 12%/n¨m, thêi gian

vËn hµnh cña c«ng tr×nh 30 n¨m.

III.néi dung c¸c phÇn thuyÕt minh vµ tÝnh to¸n

1. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n cña ph©n xëng söa ch÷a c¬ khÝ vµ toµn nhµ m¸y

2. ThiÕt kÕ m¹ng ®iÖn cao ¸p cho toµn nhµ m¸y

3. ThiÕt kÕ m¹ng ®iÖn h¹ ¸p cho ph©n xëng söa ch÷a c¬ khÝ

4. TÝnh to¸n n©ng cao c«ng suÊt cosϕ cña toµn nhµ m¸y

5. ThiÕt kÕ chiÕu s¸ng cho ph©n xëng söa ch÷a c¬ khÝ

6. ThiÕt kÕ c¬ khÝ tuyÕn ®êng d©y nèi tõ nguån ®iÖn ®Õn nhµ m¸y

IV.C¸c b¶n vÏ thuyÕt minh trªn khæ A0

1. BiÓu ®å phô t¶i toµn nhµ m¸y

2. C¸c ph¬ng ¸n thiÕt kÕ m¹ng ®iÖn cao ¸p cña nhµ m¸y

3. S¬ ®å nguyªn lý m¹ng ®iÖn cao ¸p cña nhµ m¸y

1

4. S¬ ®å nguyªn lý m¹ng ®iÖn h¹ ¸p cña ph©n xëng söa ch÷a c¬ khÝ

5. S¬ ®å mÆt b»ng vµ ®i d©y cña ph©n xëng söa ch÷a c¬ khÝ

6. S¬ ®å mÆt c¾t tuyÕn ®êng d©y nèi tõ nguån ®iÖn ®Õn nhµ m¸y

B¶ng 1 - Phô t¶i cña nhµ m¸y s¶n xuÊt m¸y c¬ khÝ n«ng nghiÖp

TT Tªn ph©n xëng C«ng suÊt ®Æt (kW) Lo¹i hé tiªu thô

1 Ban qu¶n lý vµ phßng thiÕt kÕ 80 III

2 PX c¬ khÝ sè 1 2500 I

3 PX c¬ khÝ sè 2 2800 I

4 PX luyÖn kim mÇu 1800 I

5 PX luyÖn kim ®en 2500 I

6 PX söa ch÷a c¬ khÝ Theo tÝnh to¸n III

7 PX rÌn 2100 I

8 PX nhiÖt luyÖn 3000 I

9 Bé phËn nÐn khÝ 1500 III

10 Kho vËt liÖu 60 III

11 ChiÕu s¸ng ph©n xëng Theo diÖn tÝch

2

B¶ng 2 Danh s¸ch thiÕt bÞ cña ph©n x – ëng SCCK

TT Tªn ph©n xëng SL Nh·n m¸y P®m (kW)

1 m¸y Toµn bé

Bé phËn dông cô

1 M¸y tiÖn ren 4 IK625 10

2 M¸y tiÖn ren 4 IK620 10

3 M¸y doa to¹ ®é 1 2450 4,5

4 M¸y doa ngang 1 2614 4,5

5 M¸y phay v¹n n¨ng 2 6H82 7

6 M¸y phay ngang 1 6H84Γ 4,5

7 M¸y phay chÐp h×nh 1 6HΠKΠ 5,62

8 M¸y phay ®øng 2 6H12 7

9 M¸y phay chÐp h×nh 1 642 1

10 M¸y phay chÐp h×nh 1 6461 0,6

11 M¸y phay chÐp h×nh 1 64616 3

12 M¸y bµo ngang 2 7M36 7

13 M¸y bµo giêng mét trô 1 MC38 10

14 M¸y xäc 2 7M430 7

15 M¸y khoang híng t©m 1 1A55 4,5

16 M¸y khoan ®øng 1 2A125 4,5

17 M¸y mµi trßn 1 36151 7

18 M¸y mµi trßn v¹n n¨ng 1 312M 2,8

19 M¸y mµi ph¼ng cã trôc ®øng 1 373 10

20 M¸y mµi ph¼ng cã trôc n»m 1 371M 1,8

21 M¸y Ðp thñy lùc 1 ΠO-53 4,5

22 M¸y khoan bµn 1 HC-12A 0,65

23 M¸y mµi s¾c 2 - 2,8

24 M¸y Ðp tay kiÓu vÝt 1 - -

25 Bµn thî nguéi 10 - -

26 M¸y giòa 1 - 1

27 M¸y mµi s¾c c¸c dao c¾t gät 1 3A625 2,8

Bé phËn söa ch÷a c¬ khÝ vµ ®iÖn

1 M¸y tiÖn ren 4 IA62 7

2 M¸y tiÖn ren 3 1616 4,5

3 M¸y tiÖn ren 4 IE6EM 3,2

4 M¸y tiÖn ren 2 I∆63A 10

5 M¸y khoan ®øng 1 2A125 2,8

6 M¸y khoang ®øng 1 2A150 7

3

7 M¸y phay v¹n n¨ng 1 6H81 4,5

8 M¸y bµo ngang 1 7A35 5,8

9 M¸y mµi trßn v¹n n¨ng 1 3130 2,8

10 M¸y mµi ph¼ng 1 - 4

11 M¸y ca 2 872A 2,8

12 M¸y mµi hai phÝa 2 - 2,8

13 M¸y khoan bµn 6 HC-12A 0,65

14 M¸y Ðp tay 1 P- 4T -

15 Bµn thî nguéi 8 - -

4

Ch¬ng i

x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n cho c¸c ph©n

xëng vµ toµn nhµ m¸y

2.1. C¬ së lý thuyÕt.

2.1.1. Kh¸i niÖm phô t¶i tÝnh to¸n vµ ý nghÜa cña phô t¶i tÝnh to¸n.

Phô t¶i tÝnh lµ phô t¶i gi¶ thiÕt l©u dµi kh«ng ®æi, t¬ng ®¬ng víi phô t¶i thùc tÕ (biÕn

®æi) vÒ mÆt hiÖu øng nhiÖt lín nhÊt. Nãi c¸ch kh¸c, phô t¶i tÝnh to¸n còng ®èt nãng

thiÕt bÞ lªn tíi nhiÖt ®é lín nhÊt do phô t¶i thùc tÕ g©y ra, v× vËy chÝnh c¸c thiÕt bÞ theo

phô t¶i tÝnh to¸n sÏ ®¶m b¸o an toµn cho thiÕt bÞ vÒ mÆt ph¸t nãng.

Phô t¶i tÝnh to¸n ®îc sö dông ®Ó lùa chän vµ kiÓm tra c¸c thiÕt bÞ trong hÖ thèng

cung cÊp ®iÖn nh: m¸y biÕn ¸p d©y dÈn, c¸c thiÕt bÞ ®ãng c¾t, b¶o vÖ... tÝnh to¸n tæn thÊt

c«ng suÊt tæn thÊt ®iÖn n¨ng, tæn thÊt ®iÖn ¸p, lùa chän bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng... Phô

t¶i tÝnh to¸n phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh: c«ng suÊt, sè lîng, chÕ ®é lµm viÖc cña c¸c

thiÕt bÞ ®iÖn, tr×nh ®é vµ ph¬ng thøc vËn hµnh hÖ thèng... NÕu phô t¶i tÝnh to¸n x¸c ®Þnh

®îc nhá h¬n phô t¶i thùc tÕ th× sÏ lµm gi¶m tuæi thä cña tiÕt bÞ ®iÖn, cã kh¶ n¨ng dÈn

®Õn sù cè, ch¸y næ... Ngîc l¹i, c¸c thiÕt bÞ ®îc lùa chän sÏ d thõa c«ng suÊt lµ ø ®äng

vèn ®Çu t gia t¨ng tæn thÊt... Còng v× vËy ®· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu vµ ph¬ng

ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n, song cho ®Õn nay vÉn cha cã ®îc ph¬ng ph¸p nµo thËt

hoµn thiÖn. Nh÷ng ph¬ng ph¸p cho kÕt qña ®ñ tin cËy th× l¹i qu¸ phøc t¹p, khèi lîng

tÝnh to¸n vµ nh÷ng th«ng tin ban ®Çu ®ßi hái qu¸ lín vµ ngù¬c l¹i. V× vËy tuú theo giai

®o¹n thiÕt kÕ, tuú theo giai ®o¹n cô thÓ mµ chon ph¬ng ph¸p thÝch hîp. Cã thÓ ®a ra ®©y

mét sè ph¬ng ph¸p thêng ®îc sö dông nhiÒu h¬n c¶ ®Ó x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n khi

quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ c¸c hÖ thèng cung cÊp ®iÖn.

2.1.2. C¸c ph¬ng ph¸p tÝnh phô t¶i tÝnh to¸n.

1. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n (PTTT) theo c«ng suÊt ®Æt vµ hÖ sè nhu

cÇu:

Ptt=knc.P®

Trong ®ã :

Knc - HÖ sè nhu cÇu tra trong sæ tay kü thuËt

P® - C«ng suÊt ®Æt cña thiÕt bÞ hoÆc nhãm thiÕt bÞ, trong tÝnh to¸n cã thÓ xem

gÇn ®óng; P®=P®m [kw]

2. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo hÖ sè h×nh d¸ng cña ®å thÞ phô t¶i

vµ c«ng suÊt trung b×nh:

Ptt=Khd.Ptb

Trong ®ã:

Khd - HÖ sè h×nh d¸ng cña ®å thi phô t¶i tra trong sæ tay kü thuËt

5

Ptb - C«ng suÊt trung b×nh cña thiÕt bÞ hoÆc nhãm thiÕt bÞ, [kW]

3. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh PTTT theo c«ng suÊt trung b×nh vµ ®é lÖch cña ®å thÞ

phô t¶i khái gi¸ trÞ trung b×nh

Ptt=Ptb+β.σ

Trong ®ã :

Ptb - C«ng suÊt trung b×nh cña thiÕt bÞ vµ nhãm thiÕt bÞ, [kw]

σ - §é lÖch cña ®å thÞ phô t¶i khái gi¸ trÞ trung b×nh.

β - HÖ sè t¸n x¹ cña σ.

4. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo c«ng suÊt trung b×nh vµ hÖ sè cùc

®¹i

Ptt=Kmax.Ptb.=Kmax.Ksd.Ptb

Trong ®ã:

Ptb - C«ng suÊt trung b×nh cña thiÕt bÞ hoÆc nhãm thiÕt bÞ ,[kw]

Kmax - HÖ sè cùc ®¹i tra trong sæ tay kü thuËt theo quan hÖ

Kmax=f(nhq,Ksd)

Ksd - HÖ sè kü thô©t tra trong sæ tay kü thuËt

nhq- Sè thiÕt bÞ dïng ®iÖn hiÖu qu¶.

5. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh PTTT theo suÊt tiªu hao ®iÖn n¨ng cho mét ®¬n vÞ s¶n

phÈm:

Ptt=

max

.

T

a0 M

Trong ®ã:

a0 - SuÊt chi phÝ ®iÖn n¨ng cho mét ®¬n vÞ s¶n phÈm

M - Sè s¶n phÈm s¶n xuÊt ®îc trong mét n¨m

Tmax-Thêi gian sö dông c«ng suÊt lín nhÊt, [h]

6. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo suÊt tiªu hao ®iÖn n¨ng trªn ®¬n

vÞ diÖn tÝch s¶n xuÊt:

Ptt=p0.F

Trong ®ã:

p0 - SuÊt tiªu thô ®iÖn trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch

F - DiÖn tÝch bè trÝ thiÕt bÞ

7. Ph¬ng ph¸p trùc tiÕp

Trong c¸c ph¬ng ph¸p trªn, ba ph¬ng ph¸p 1, 5 vµ 6 dùa trªn kinh nghiÖm thiÕt kÕ

vµ vËn hµnh ®Ó x¸c ®Þnh PTTT nªn chØ chi c¸c kÕt qu¶ gÇn ®óng, tuy nhiªn chóng kh¸

®¬n gi¶n vµ tiÖn lîi. C¸c ph¬ng ph¸p cßn l¹i ®îc x©y dùng trªn c¬ së lý thuyÕt x¸c suÊt

thèng kª cã xÐt ®Õn nhiÒu yÕu tè, do ®ã cã kÕt qu¶ chÝnh x¸c h¬n nhng khèi l¬ng tÝnh

to¸n lín vµ phøc t¹p.

6

Tuú theo yªu cÇu tÝnh to¸n vµ nh÷ng th«ng tin cã thÓ cã ®îc vÒ phô t¶i, ngêi thiÕt kÕ

cã thÓ lùa chän c¸c ph¬ng ph¸p thÝch hîp ®Ó x¸c ®Þnh PTTT.

Trong ®å ¸n nµy víi ph©n xëng c¬ ®iÖn ta ®· biÕt vÞ trÝ, c«ng suÊt ®Æt vµ chÕ ®é lµm

viÖc cña tõng thiÕt bÞ trong ph©n xëng nªn khi tÝnh to¸n phô t¶i ®éng lùc cña ph©n xëng

cã thÓ sö dông ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo c«ng suÊt trung b×nh vµ hÖ sè

cùc ®¹i. C¸c ph©n xëng cßn l¹i do chØ biÕt diÖn tÝch vµ c«ng suÊt ®Æt cña nã nªn ®Ó x¸c

®Þnh phô t¶i ®éng lùc cña c¸c ph©n xëng nµy, ta ¸p dông ph¬ng ph¸p tÝnh theo c«ng

suÊt ®Æt vµ hÖ sè nhu cÇu. Phô t¶i chiÕu s¸ng cña c¸c ph©n xëng ®îc x¸c ®Þnh theo ph-

¬ng ph¸p suÊt chiÕu s¸ng trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch s¶n xuÊt.

2.2. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n cña ph©n xëng söa ch÷a c¬ khÝ.

1. Giíi thiÖu ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo c«ng suÊt trung b×nh

Ptb vµ hÖ sè cùc ®¹i kmax (cßn gäi lµ ph¬ng ph¸p sè thiÕt bÞ dïng ®iÖn hiÖu qu¶ nhq)

∑=

=

n

i 1

Ptt k ksd Pdm

* * max

Trong ®ã :

P®mi : C«ng suÊt ®Þnh møc cña thiÕt bÞ thø i trong nhãm,

n : Sè thiÕt bÞ trong nhãm,

ksd : HÖ sè sö dông, tra trong sæ tay kü thuËt,

kmax : HÖ sè cùc ®¹i, tra trong sæ tay kü thuËt theo quan hÖ kmax = f(nhq,ksd)

Sè thiÕt bÞ dïng ®iÖn hiÖu qña nhq lµ sè thiÕt bÞ cã cïng c«ng suÊt, cïng chÕ ®é lµm

viÖc g©y ra mét hiÖu qu¶ ph¸t nhiÖt ( hoÆc møc ®é huû ho¹i c¸ch ®iÖn ) ®óng b»ng c¸c

phô t¶i thùc tÕ ( cã c«ng suÊt vµ chÕ ®é lµm viÖc cã thÓ kh¸c nhau) g©y ra trong qóa

tr×nh lµm viÖc, nhq ®îc x¸c ®Þnh b»ng biÓu thøc tæng qu¸t sau :

∑( )

∑

=

=

















= n

i 1

2

dm

2

n

i 1

dm

hq

P

P

n

Trong ®ã:

P®mi- C«ng suÊt ®Þnh møc cña thiÕt bÞ thø i trong nhãm.

n : sè thiÕt bÞ trong nhãm

Khi n lín th× viÖc x¸c ®Þnh nhq theo biÓu thøc trªn kh¸ phøc t¹p nªn x¸c ®Þnh nhq theo

ph¬ng ph¸p gÇn ®óng víi sai sè tÝnh to¸n n»m trong kho¶ng ≤ ± 10%.

a. Trêng hîp 3

P

P

m

dm

dm

= ≤

max

max vµ ksd ≥0.4 th× nhq =n.

Chó ý nÕu trong nhãm cã n1 thiÕt bÞ mµ tæng c«ng suÊt cña chóng kh«ng lín h¬n

5% tæng c«ng suÊt cña c¶ nhãm th× : nhq = n - n1.

7