Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo bơm nông nghiệp

Phần I Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo bơm nông nghiệp Chương I Giới thiệu chung về xí nghiệp 1. Loại ngành nghề, quy mô 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 quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước thì các loại hình doanh nghiệp Nhà nước nói chung và nhà máy bơm nông nghiệp 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 chế tạo bơm nông nghiệp ra đời nhằm góp phần phục vụ cho nghành nông nghiệp trong quá trình công nghiệp nghành nông nghiệp. Nhà máychế tạo bơm nông nghiệpthuộc loại hình xí nghiệp cơ khí , sản xuất chủ yếu là các loại máy bơm phục vụ cho tưới tiêu ,xả nước đọng ... góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp. 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. 1.2. Quy mô, năng lực của xí nghiệp: - Xí nghiệp có tổng diện tích là 28025m2 nhà xưởng, bao gồm 12 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. - 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 công nghệ sản xuất của xí nghiệp: PX SC cơ khí PXKC Kim loại PX LRáp cơ khí px rèn PX. Đúc PC GC Gỗ BPHC vàKHo trạm bơm PXSCCk Nén khí sản phẩm * 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. - 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 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 toàn xí nghiệp. 3.1. 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 DUCf = ± 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 dòng điện tần số f = 50Hz. Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng DUCf = ±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 toàn 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. 4. Phạm vi đề tài. - 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: + Thiết kế mạng điện phân xưởng. + Thiết kế mạng điện xí nghiệp. + Tính toán công suất bù cho xí nghiệp. + Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng. + Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. Chương II xác định phụ tải tính toán các phân xưởng và toàn xí nghiệp. 1. Xác định phụ tải tính toán 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 + 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 6 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau : + Nhóm 1: 24: 20: 19: 21: 17: 22: 15: 23: + Nhóm 2 : 28:29: 16:30:25:27:14: + Nhóm 3 : 3:2:1:4:26:5:6:10: + Nhóm 4: 7:8:9:18:11:12:13: + Nhóm 5 : 35:34:31:32:37:30:40: + Nhóm 6 : 33:39:38:43:36:42:41: Bảng 2-1: Bảng công suất đặt tổng của các nhóm. Nhóm phụ tải 1 2 3 4 5 6 Công suất tổng (kw) 15,3 9,95 38,7 27,53 44,5 49,55 Số lượng máy 8 8 13 7 11 15 1.2 . Xác định phụ tải động lực tính toán của phân xưởng. a. 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 . b. 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 Máy giữa 1 24 2,2 2 Máy mài sắc mũi phay 1 20 1,0 3 Máy mài mũi khoan 1 19 1,5 4 Máy mài dao chuốt 1 21 0,65 5 Máy vạn năng 1 17 1,75 6 Máy mài mũi khoét 1 22 2,9 7 Máy khoan đứng 1 15 4,5 8 TB để hoá bền kim loại 1 23 0,8 Tổng 8 15,3 Công thức tính phụ tải tính toán: Ptt =Kmax . Ptb = Kmax . S Ksdi . Pđmi. ( 2-1) Trong đó: + Ptb : công 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 công suất của nhóm thiết bị. (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 công cụ có Ksd =0,16; từ cosj=0,6 đ tgj = 1,33. Trình tự xác định nhq như sau : - 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 ; n = 8 - Xác định P1 tổng công suất định mức của n1 thiết bị trên. Ta có + Pđm : công suất định mức của n1 thiết bị. P1 = 4,5kw - Xác định n* và p* : Trong đó: - Từ các giá trị n* = 0,25 và p* = 0,3 tra bảng (PL: 1.5: TKCĐ] được nhq*= 0,93, vậy ta có nhq = n . nhq* = 8 . 0,93 = 7,44 Từ Ksd = 0,16 và nhq = 7,44 tra bảng [PL: 1.6 TKCĐ] được Kmax = 2,48 vào công thức (2-1) tính được: Ptt = 2,48 . 0,16 (2,2+1+1,5+0,65+1,75+2,9+4,5+0,8) = 6,07(kw) Qtt = Ptt . tgj = 6,07.1,33 = 8,07 (KVAR) Tương tự tính toán cho các nhóm khác, kết quả ghi được trong bảng B2-3. 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: + Kd%: Hệ số đóng điện phần trăm. - Công thức tính hệ số sử dụng công suất tác dụng trung bình: . (2-3) - Hệ số công suất trung bình: (2-4) - Công thức quy đổi phụ tải 1 pha sang phụ tải 3 pha khi đấu vào điện áp dây. Pđm.tđ =Pđm.ph.max (2-5) + Pđm.ph.max :phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất (kw) Bảng kết quả tính toán B2-3 ở trang sau: Tên TB và nhóm TB Số lượng kí hiệu Công suất đạt Pđm (kW) Hệ số sử dụng Ksd cosj tangj Số TB hiệu quả Nhq Hệ số cực đại Kmax Iđm (A) Phụ tải tính toán Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA) Itt(A) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Nhóm I Máy giữa 1 24 2,2 0,16 0,6/1,33 5,57 Máy mài sắc mũi phay 1 20 1,0 0,16 0,6/1,33 2,53 Máy mài mũi khoan 1 19 1,5 0,16 0,6/1,33 3,79 Máy mài dao chuốt 1 21 0,65 0,16 0,6/1,33 1,64 Máy vạn năng 1 17 1,75 0,16 0,6/1,33 4,42 Máy mài mũi khoét 1 22 2,9 0,16 0,6/1,33 7,34 Máy khoan đứng 1 15 4,5 0,16 0,6/1,33 11,38 TB để hoá bền KL 1 23 0,8 0,16 0,6/1,33 2,02 Kết quả tính 8 15,3 0,16 0,6/1,33 4 3,11 38,69 6,07 8,07 10,09 15,33 Nhóm II Máy mài thô 1 28 2 0,16 0,6/1,33 5,06 Bàn đánh dấu 1 29 0,16 0,6/1,33 Máy cắt mép 1 16 4,5 0,16 0,6/1,33 11,38 Bàn thợ nguội 1 30 0,16 0,6/1,33 Máy khoan bàn 2 25 0,65 0,16 0,6/1,33 3,28 Méy ép tay kiểu vịt 1 27 0,16 0,6/1,33 Máy khoan đứng 1 14 2,8 0,16 0,6/1,33 7,08 Kết quả tính nhóm II 8 9,95 0,16 0,6/1,33 4 3,13 26,8 4,98 15,59 16,37 25,18 Nhóm III Máy tiện ren 2 3 10,0 0,16 0,6/1,33 25,3 Máy tiện ren 2 2 7,0 0,16 0,6/1,33 17,71 Máy tiện ren 2 1 7,0 0,16 0,6/1,33 17,71 Máy tiện ren cấp chính xác cao 1 4 1,7 0,16 0,6/1,33 4,3 Máy để mài tròng 1 26 1,2 0,16 0,6/1,33 3,03 Máy doa toạ độ 1 5 2,0 0,16 0,6/1,33 5,06 Máy bào ngang 2 6 7,0 0,16 0,6/1,33 17,71 Máy phay đứng 2 10 2,8 0,16 0,6/1,33 7,08 Kết quả tính 13 38,7 0,16 0,6/1,33 6 2,68 97,9 16,59 22,07 27,61 41,94 Nhóm IV Máy xọc 1 7 2,8 0,16 0,6/1,33 7,08 Máy phay vạn năng 1 8 7,0 0,16 0,6/1,33 17,71 Máy phay ngang 1 9 7,0 0,16 0,6/1,33 17,71 Máy mài dao cắt gọt 1 18 0,63 0,16 0,6/1,33 1,59 Máy mài trong 1 11 4 0,16 0,6/1,33 11,38 Máy mài phẳng 1 12 2,8 0,16 0,6/1,33 7,08 Máy mài tròn 1 13 2,8 0,16 0,6/1,33 7,08 Kết quả tính 7 27,53 0,16 0,6/1,33 7 2,68 69,63 11,8 15,7 19,64 29,83 Nhóm V 0,16 0,6/1,33 Máy tiện ren 2 35 14,0 0,16 0,6/1,33 70,84 Máy tiện ren 3 34 10,0 0,16 0,6/1,33 75,9 Máy tiện ren 3 31 4,5 0,16 0,6/1,33 34,15 Máy tiện ren 1 32 7,0 0,16 0,6/1,33 17,71 Máy khoan hướng tâm 1 37 4,5 0,16 0,6/1,33 11,38 0,16 0,6/1,33 Máy mài phá 1 40 4,5 0,16 0,6/1,33 11,38 Kết quả tính 11 44,5 0,16 0,6/1,33 8 2,87 221,36 20,43 27,17 34 51,65 Nhóm VI 17,71 Máy tiện ren 1 33 7,0 0,16 0,6/1,33 25,3 Máy bào ngang 1 39 10,0 0,16 0,6/1,33 7,08 Máy bào ngang 1 38 2,8 0,16 0,6/1,33 62,23 Máy biến áp hàn 1 43 24,6 0,16 0,6/1,33 22,77 Máy khoan đứng 2 36 4,5 0,16 0,6/1,33 1,64 Máy khoan bàn 1 42 0,65 0,16 0,6/1,33 136,73 Bàn 8 41 0,16 0,6/1,33 Kết quả tính 15 1.3. Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng: Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích. Công 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 toàn phân xưởng F = 2250 (m2) - Suất phụ tải chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Po =14 (W/m2) Thay vào công thức (2-6) được : Pcs =14.2250 = 31,5 (Kw). 1.4 . Phụ tải tính toán toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí: Công thức: ( 2-7) 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 toán của nhóm thứ i. Thay các giá trị tính toán được ở trên vào công thức ( 2-7) được: Pttpx = 0,85 .(6,07+4,98+16,59+11,8+20,43+24,65) + 31,5=71,84 (kw) Phụ tải phản kháng của phân xưởng. Qttpx=0,85.(8,07+15,59+22,07+15,7+27,17+32,79) = 103,18 (KVAR) Phụ tải toàn phần của phân xưởng kể cả chiếu sáng. Stt.px = Stt.px = Ittpx = Cosjpx = 1. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác và toàn xí nghiệp. 1.1. Phụ tải tính toán của các phân xưởng: Phụ tải động lực: - Vì các phân xưởng khác chỉ biết công suất đặt do đó phụ tải tính toán được xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu (knc ). Công thức tính : Pđl = knc . Pđ Qđl = Qtt = Ptt . tgj (2-8) Trong đó : + Pđ : Công suất đặt của phân xưởng (kw) + knc : Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị đặc trưng (tra sổ tay kỹ thuật). + tgj : Tương ứng với cosj đặc trưng của nhóm hộ tiêu thụ. Phụ tải chiếu sáng : tính theo công thức (2-6) ở trên. a. Tính toán cho phân xưởng kết cấu kim loại : Phân xưởng có công suất đặt Pđ = 1500 (kw) Diện tích : 2125 (m2) - Tra bảng phụ lục [PL 1.3: TKCĐ] knc =0,6 cosj =0,7 đ tgj =1,02 Tra bảng (PL1.3 TKCCĐ) Po = 15 (w/m2) ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt nên cosj =1 + Phụ tải động lực : Pđl = 0,6 . 1500 = 900 (kw) Qtt = Ptt . tgj = (Pđl + Pcs) . tgj = 929,75 . 1,02 = 948,34 (KVAR) + Công thức tính toán chiếu sáng: Pcs = P0 . F = 14 . 2125 = 29,75 (kw) + Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 900 +29,75 = 929,75 (kw) +Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng =1328(KVA) A b. Tính toán tương tự cho các phân xưởng khác . Kết quả được được ghi trong bảng B 2-4: Bảng 2-4 Tên phân xưởng Pđ, kw Knc cosj tgj F (m2) Po w/m2 Pcs kw Pđl kw Ptt kw Qtt KVAR Stt KVA PX. Kết cấu kim loại 1500 0,6 0,7 1,02 2125 15 29,75 900 929,75 948,34 1328 PX. Lắp ráp cơ khí 2500 0,4 0,6 1,33 2750 16 44 1000 1044 1388,52 1740 PX. Đúc 1000 0,7 0,8 0,75 2250 10 22,5 700 722,5 541,8 903,12 PX. Nén khí 800 0,7 0,8 0,75 1250 15 18,75 560 578,75 434,06 723,43 PX. Rèn 2500 0,6 0,7 1,02 2750 15 41,25 1500 1541,25 1572 2201,78 Trạm bơm 460 0,7 0,75 0,88 1250 15 18,75 323 341,75 300,74 455,66 PX. CSCK 2250 14 31,5 71,84 103,18 146,03 PX. Gia công gỗ 400 0,5 0,7 1,02 2850 14 39,9 200 239,9 28,78 342,71 Bộ phận HC và Xưởng TK 50 0,7 0,8 0,75 3050 15 45,75 35 80,75 60,65 100,93 Bộ phận KCS&KHO 520 0,7 0,7 1,02 3125 20 62,5 364 426,5 435,03 609,28 Khu nhà xe 4375 15 65,62 65,62 Tổng 9730 28025 420,27 5976,99 5813,1 8550,6 2.2. Xác định phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp: - Phụ tải tính toán tác dụng của toàn xí nghiệp: - Phụ tải tính toán phản kháng toàn xí nghiệp: QttXN = kđt (KVAR) - Phụ tải tính toán toàn phần của xí nghiệp: - Hệ số công suất của toàn xí nghiệp: 2.3. Tính sự tăng trưởng của phụ tải trong 5 năm sau: - Công thức xét đến sự gia tăng của phụ tải trong tương lai: S(t) = Stt (1 + a1t); trong 262 sách tra cứu CCĐXNCN. Trong đó: Stt - Công suất tính toán của xí nghiệp ở thời điểm hiện tại. a1 - Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải: (a1 = 0,083 - 0,101) (trang 262 sách CCDXNCN) t - Số năm dự kiến (t = 5 năm) Vậy S(5) = 7087 . (1 + 0,0685 . 5) = 9514,2(KVA) đ P(5) = S(5) . Cosj = 9514,2.0,75=7135,65 (Kw) 3. Xác định biểu đồ phụ tải: - Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi xí nghiệp là một vấn đề quan trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cao, đảm bảo được chi phí hàng năm nhỏ. Để xác định được vị trí đặt các trạm biến áp ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng tổng của xí nghiệp. - Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo một tỉ lệ lựa chọn. - Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải. Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải trùng với tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng có thể coi phụ tải của phân xưởng đồng đều theo diện tích phân xưởng . - Biểu đồ phụ tải cho phép hình dung được rõ ràng sự phân bố phụ tải trong xí nghiệp. - Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt tương ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng. 3.1. Xác định bán kính vòng tròn phụ tải: ( 2-10 ) Trong đó : + SttPXi : Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i, (KVA) + Ri : Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i, mm + m : tỉ lệ xích KVA/mm2 Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải : Để xác định biểu đồ phụ tải, chọn tỷ lệ xích 3 KVA/mm. Bảng tính kết quả R và acs : Bảng 2-5 Ký hiệu Tên phân xưởng Pcs Kw Ptt Kw Stt KVA m KVA/mm2 R, mm a0cs 1 PX. Kết cấu kim loại 29,75 929,75 1328 4 10,28 11,5 2 PX. Lắp ráp cơ khí 44 1044 1740 4 11,76 15,17 3 Phân xưởng đúc 22,5 722,5 903,12 4 8,47 11,21 4 Phân xưởng nén khí 18,75 578,75 723,43 4 7,58 11,66 5 Phân xưởng rèn 41,25 1541,25 2201,78 4 13,23 9,63 6 Trạm bơm 18,75 341,75 455,66 4 6,02 19,75 7 PX sửa chữa cơ khí 31,5 71,84 146,03 4 3,40 157,85 8 Phân xưởng gia công gỗ 39,9 239,9 342,71 4 5,22 59,87 9 Bộ phận hành chính & thiết kế 45,75 80,75 100,93 4 2,83 203,96 10 Bộ phận KCS& kho 62,5 426,5 609,28 4 6,96 52,75 11 Khu nhà xe 65,62 65,62 4 2,28 360 3.2 . Biểu đồ xác định tâm phụ tải. Trên sơ đồ mặt bằng xí nghiệp vẽ một hệ toạ độ xoy, có vị trí toạ độ trọng tâm của các phân xưởng là ( xi, yi ) ta xác định được toạ độ tối ưu M0(x0, y0 ) Vòng tròn phụ tải : Góc phụ tải chiếu sáng. Phụ tải động lực. acs Tên phân xưởng; Công suất tính toán của phân xưởng Xác định trọng tâm phụ tải của xí nghiệp: Công thức : Dịch chuyển ra khoảng trống, vậy ta có tâm phụ tải xí nghiệp: M (xo,yo)= M0(12,18;6) Vẽ hình Chương III. Thiết kế mạch điện cao áp của nhà máy Đ3.1. Đặt vấn đề: Việc lưa trọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu kinh tế sau: 1. Đảm bảo các chỉ tiêu kỷ thuật. 2. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp. 3.Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành. 4. An toàn cho người và thiết bị. 5. Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện 6. Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế. Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bước: 1. Vạch các phương án cung cấp điện. 2. Lựa trọn vị tri, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và trọn chủng loại, tiết diện các đường dây cho các phương án. 3. Tính toán kinh tế – kỹ thuật để lựa trọn phương án hợp lý. 4. Thiết kế chi tiết cho phương án lựa trọn. * 3.2. Vạch các phương án cung cấp điện: Trước khi vạch ra các phương án cụ thể cần lựa trọn cấp điện áp hợp lý cho đường dây tải điện từ hệ thống về nhà máy. Biểu thức kinh nghiệm để lựa trọn cấp điện áp truyền tải: U = U = 16 U = 17 Trong đó:u: Điện áp truyền tải tính bằng (kv) L: Khoảng cách truyền tải tính bằng (km) P: Công suất truyền tải tính bằng (kw) Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là: (có tính đến sự mở rộng trong tương tai 5á10 năm). sử dụng công thức: U = 4,34 Ta đã tính được phụ tải điện của nhà máy sau 5 năm. SNM(5) = 95142 KVA; cosjNM= 0,6 ị PNM(5) = SNM (5). cosjNM = 95142.0,6=5708 KW. Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy là 5 km. Ta tính được: U = 4,34 . Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống đến nhà máy là: Uđm = 35 (KV). * Các phương án cung cấp điện cho nhà máy: -Phân loại các hộ dùng điên trong nhà máy: Căn cứ vào tính năng và mức độ quan trọng của từng phân xưởng trong nhà máy có thể phân ra làm hai loại phụ tải sau: Phụ tải loại II gồm: + Phân xưởng kết cấu kim loại : (1328 KVA). + Phân xưởng lắp ráp cơ khí : (1740 KVA). + Phân xưởng đúc : (903,12 KVA). + Phân xưởng khí nén : (723,43 KVA). + Phân xưởng rèn : (2201,78 KVA). + Trạm bơm: (455,66 KVA). +Bộ phận hành chính và sưởng thiết kế : (100,93KVA) + Phân xưởng gia công gỗ: (342,71 KVA). Phụ tải loại II gồm: + Phân xưởng sử chữa cơ khí : (146,03 KVA). +Bộ phận KCS và kho thành phẩm: (609,28KVA) +Khu nhà xe: (65,62KVA) Vậy phụ tải loại II trong nhà máy chiếm một tỷ lệ là: Phụ tải loại II/ tổng phụ tải =7795,6/8550,6 = 0,91=91%. Tỷ lệ phần trăm này được áp dụng chung cho xí nghiệp và cho tường phân xưởng khi chọn dung lượng MBA. - Các kiểm sơ đồ cung cấp điện phù hợp với điện áp truyền tải đã chọn (35kv): Với điện áp truyền tải chọn được từ trạm khu vực tới ta có các phương án cung cấp điện cho nhà amý như sau: + Phương án I: Dùng sơ đồ dẫn sâu hình (3-1a). Khi đó điện áp 35kv từ hệ thống được dẫn vào trong nhà m áy theo sơ đồ đường dây chính liên thống kép, không biến áp. Các MBA giảm áp (35kv/0,4kv) được đặt trực tiếp tại các phân xưởng. + Phương áp II: Sơ đồ cung cấp điện tại chỗ chuyển từ sơ đồ cung cấp điện bên ngoài song cung cấp điện bên trong. Hình (3-1b). Với kiểu sơ đồ này, tại tâm phụ tải điện của nhà máy, đặt một trạm phân phối hạ áp (biến áp trung tâm) làm nhiệm vụ hạ điện áp 35kV xuống 10kV, phân phối đến các phân xưởng. Nếu dùng loại sơ đồ dẫn sâu (PAI) mặc dù giảm được 2MBA (35kv/10kV) giảm được tổn thất điện áp, điện năng trên đường dây, nhưng chi phí cho các MBA (35kv/0,4kv) và thiết bị đóng cắt cao áp (35kv) đắt hơn rất nhiều so với sơ đồ có đặt trạm phân phối hạ áp (PAII) hơn nữa phương án này khi dùng đường dây trên không trong xí nghiệp sẽ ảnh hưởng đến sản xuất mỹ quan, hành lang…loại sơ đồ dẫn sâu chỉ thích hợp khi các phân xưởng cách xa nhau. Nhà máy cơ khí địa phương với hàng chục phân xưởng đặt gân nhau. Qua phân tích và bằng kinh nghiệm thực tế cho thấy dùng (PAII) để cung cấp điện cho nhà máy là tối ưu. 3-2-1. Phương án về các trạm biến áp phương xưởng: Các trạm biến áp được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau:1. Vị trí đặt TBA phải thoả mãn các yêu cầu: Gồm tâm phụ tải; thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp; an toàn và kinh tế. 2. Số lượng máy biến áp đặt trong các TBA: Được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làm việc cảu phụ tải. Trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt 1 MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp điện không cao. Các TBA cung cấp cho hệ loại I và loại II. Chỉ nên đặt 2 MBA, hộ loại III có thể chỉ đặt 1 MBA. 3. Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện:n. Khc.SđmB³Stt. Và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA (trong trạm bơm có nhiếu hơn 1 MBA). (n -1). Kqt. SđmB ³Sttsc. Trong đó: N: Số máy biến áp có trong TBA. Khc: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy biến áp chế tạo ở Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, Khc =1. Kqt: Hệ số quá tải sự cố, Kqt = 1,4, nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6h và trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải Ê 0,93. Sttsc: Công suất tính toán sự cố, khi sự cố 1MBA có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường. Giả thiết trong các hộ loại II có 30% là phụ tải loại II nên: Sttsc=0,7.Stt. Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa thay thế. 1. Phương án 1: Đặt 7 trạm biến áp phân xưởng, trong đó:* Trạm biến áp B1: Cấp điện cho phân xưởng kết cấu kim loại . trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song: n.Khc.SđmB³ Stt= 1328KVA. SđmB ³ Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1000 KVA. Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cuả phân xưởng cơ khí chính sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng con kho vật tư là phụ tải loại III nên khi sự cố ngừng cung cấp điện. (n -1).kqt.SđmB³Sttsc = 0,91.Stt. SđmB³ Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy Sđm = 1000 KVA là hợp lý. * Trạm biến áp B2: Cấp cho phân xưởng lắp ráp cơ khí. Trạm đặt 2MBA làm việc song song: n.khc.SđmB³Stt =1740+723,43=246,43 KVA. SđmB ³ Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1600 KVA. Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của phân xưởng lắp ráp và trạm bơm sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng. (n -1).kqt.SđmB³Sttsc = 0,91.Stt. SđmB³ Dùng máy 3pha 2 cuộn dây do LIÊN XÔ chế tạo loại TMH-1600, cóSđm=1600. Công suất định mức sau khi hiệu chỉnh S/đm= 0,76.1600=1216(KVA). Tính tương tự ta có bảng tổng kết của 2 phương án sau Bảng kết quả chọn PAI:Kí hiệu PX Tên PX Stt(KVA) Số máy SđmB (KVA) Tên trạm 1 Phân xưởngkết cấu kim loại 1328 2 1000 B1 2 Phân xưởnglắp ráp cơ khí 1740 2 1216 B2 4 Phân xưởngnén khí 723,43 3 Phân xưởngĐúc 903,12 2 630 B3 11 Khu nhà Xe 65,62 5 Phân xưởngRèn 2201,78 2 1216 B4 7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 146,03 1 180 B5 8 Phân xưởng gia công gỗ 342,71 2 180 B6 10 Bộ phận KCS-Nhà kho 609,28 2 630 B7 9 Bộ phận Hành chính +Thiết kế 100,93 6 trạm bơm 455,66 PAII: PAI:Kí hiệu PX Tên PX Stt(KVA) Số máy SđmB (KVA) Tên trạm 5 Phân xưởngRèn 2201,78 2 1216 B1 3 Phân xưởngĐúc 903,12 11 Khu nhà Xe 65,62 2 Phân xưởnglắp ráp cơ khí 1740 2 1216