Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện
Nguyễn Văn Dực –ĐLTH1-K48 - 2 -
TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI THIẾT KẾ MÔN HỌC
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
1. Tên đề tài thiết kế: Thiết kế HTCCĐ cho nhà máy sản xuất đường
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1. Mở đầu:
1.1. Giới thiệu chung về nhà máy: vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm công nghệ, đặc điểm và
phân bố của phụ tải; phân loại phụ tải điện…
1.2. Nội dung tính toán , thiết kế; các tài liệu tham khảo…
2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy.
3.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
2.1. Lựa chọn cấp điện áp truyền tải điện từ hệ thống điện về nhà máy.
2.2. Lựa chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian (trạm biến áp
chính) hoặc trạm phân phối trung gian.
2.3. Lựa chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng.
2.4. Lập và lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy.
2.5. Thiết kế chi tiết HTCCĐ theo sơ đồ đã lựa chọn.
3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng Sửa chữa cơ khớ.
4. Tính toán bộ công suất phản kháng để nâng cao cos
ϕ
cho nhà máy.
5. Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí.
Các số liệu về nguồn điện và nhà máy
Điện áp: tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nhà máy đến TBA khu vực
(hệ thống điện).
1. Công suất của nguồn điện: vô cùng lớn.
2. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của TBA khu vực: 250 MVA.
3. Đường dây nối từ TBA khu vực về nhà máy dựng loại dây AC hoặc cáp XLPE.
4. Khoảng cách từ TBA khu vực đến nhà máy: 10 km.
5. Nhà máy làm việc 3 ca.
Nội dung các phần tính toán
1. Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất đường
2. Thiết kế đường dây trên không 22 kV từ trạm biến áp trung gian về nhà máy sản
xuất đường.
LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một dạng năng lượng có nhiều ưu điểm, từ điện năng có thể dễ dàng
Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện
Nguyễn Văn Dực –ĐLTH1-K48 - 3 -
chuyển thành các dạng năng lượng khác như cơ năng, nhiệt năng, hóa năng…; để truyển tải và
phân phối điện năng. Chính vì thế điện năng được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời
sống xã hội.
Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện để phát triển xã
hội. Chính vì lẽ đó khi kế hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi
trước một bước nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà
còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai năm năm, mười năm hoặc lâu hơn nữa.
Ngày nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống xã hội được nâng cao. Đặc
biệt với nền kinh tế hội nhập với kinh tế thế giới và nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa
điện hóa đất nước làm cho nhu cầu về điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp,
dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Muốn vậy trước hết phải có một hệ thống cung
cấp điện an toàn. Do đó đối với sinh viên ngành điện cần phải hiểu sâu rộng về hệ thống cung
cấp điện.
Bài tập lớn cung cấp điện nhằm giúp cho sinh viên làm quen với các bước tính toán trong giai
đoạn thiết kế sơ bộ hệ thống cung cấp điện, đồng thời cũng giúp cho sinh viên hiểu hơn về môn
học.
CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện
Nguyễn Văn Dực –ĐLTH1-K48 - 4 -
Nhà máy sản xuất đường tuy không thuộc nghành công nghiệp mũi nhọn của nước ta
nhưng sản phẩm của nhà máy rất quan trọng đối với tất cả mọi người, nú giúp phần đáp ứng nhu
cầu không nhỏ của nhân dân đồng thời cũng có thể xuất khẩu.
Trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, các dây truyền của nghành sản xuất
đường ngày càng hiện đại và có mức độ tự động hoá cao. Quy mô của nhà máy khá lớn bao gồm
10 phân xưởng và nhà làm việc:
Bảng 1.1 – Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy
Số trờn mặt
bằng
Tên phân xưởng Công suất đặt
(KW)
1 Kho củ cải đường 350
2 Phân xưởng thái và nấu củ cải đường 700
3 Bộ phận cô đặc 550
4 Phân xưởng tinh chế 750
5 Kho thành phẩm 150
6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán
7 Trạm bơm 600
8 Nhà máy nhiệt điện (tự dựng 12%) Theo tính toán
9 Kho than 350
10 Phụ tải điện cho thị trấn 5000
11 Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo diện tích
Nhà máy có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, việc ngừng cấp điện sẽ ảnh
hưởng đến chất lượng sản phẩm, năng suất của xí nghiệp, gây thiệt hại về kinh tế, vì vậy nhà máy
được xếp vào phụ tải loại 2, trong đó các phân xưởng sản xuất theo dây truyền cấp điện theo tiêu
chuẩn loại 1, còn một số phân xưởng như phân xưởng sửa chữa cơ khí, bộ phận phòng ban, kho
tàng được cấp điện loại 3.
Nguồn cấp điện cho nhà máy được lấy từ lưới điện cách nhà máy 10 km, nguồn cấp này
dựng đường dây trên không.
I. Nội dung tính toán thiết kế:
1. Xác định phụ tải tính toán các phân xưởng và toàn nhà máy.
2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy.
3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
4. Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao cosϕ cho toàn nhà máy.
5. Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
CHƯƠNG II:XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
I. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế
Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện
Nguyễn Văn Dực –ĐLTH1-K48 - 5 -
(biến đổi) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải
tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn
các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng.
Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp
điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ… Tính toán tổn thất công suất, tổn
thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng… Phụ tải tính
toán phụ thuộc vào nhiểu 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 phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ
tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ…
Có rất nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán, nhưng chưa có phương pháp nào thật
hoàn thiện. Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì quá phức tạp, khối lượng tính toán lớn
và những thông tin đòi hỏi ban đầu quá lớn và ngược lại.
Một số phương pháp xác định phụ tải tính toán:
1.Phương pháp xác định phụ tảI tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầuu:
Công thức tính PTTT:
đnctt PKP .=
Trong đó:
:
nc
K là hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kĩ thuật
:
đ
P là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán có thể xem gần đúng
dđđ PP ≈ [kW]
2.Phương pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng của đồ thị và cụng suất trung bình:
Công thức tính PTTT:
tbhdtt PKP .=
Trong đó:
hd
K: là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kĩ thuật.
tb
P : là công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị [kW]
t
A
t
dttP
P
tb == ∫
1
0
)(
3.Phương pháp xác định PTTT theo công thức trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi
giá trị trung bình:
Công thức tính PTTT:
σ
β
.
±
=
tbtt PP
Trong đó:
tb
P: là công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị [kW]
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 công suất trung bình và hệ số cực đại:
Công thức tính PTTT:
dđsdtbtt PKKPKP ... maxmax ==
Bài tập lớn môn học Cung Cấp Điện
Nguyễn Văn Dực –ĐLTH1-K48 - 6 -
Trong đó :
tb
P : là công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị [kW]
max
K : là hệ số cực đại tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ ),(
max sdhq KnfK
=
.
sd
K : là hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kĩ thuật.
hq
n : là số thiết bị điện dùng điện hiệu quả,đó là số thiết bị điện có cùng công suất, cùng chế
độ làm việc gây ra một hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện của thiết bị điện
đúng như số thiết bị thực tế
∑
∑⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==
n
i
ddi
n
i
ddi
hq
P
P
n
1
2
2
1
Biểu thức này không thuận lợi khi số thiết bị trong nhóm là lớn
Khi n>4, cho phép dung phương pháp gần đúng để tính hq
n với sai số %10±≤ .
TH1) Khi 3
min
max ≤=
dd
dd
P
P
m , sd
K4,0≥ nnhq
=
⇒
Trong đó minmax ,dddd PP là công suất danh định của thiết bị có công suất lớn nhất và thiết bị có
công suất nhỏ nhất trong nhóm.
Nếu trong n thiết bị có 1
n thiết bị sao cho công suất của 1
n thiết bị là ∑∑ ==
≤n
i
ddi
n
i
ddi PP
11
%5
1
Thì 1
nnnhq −= .
TH2) Khi 3
min
max >=
dd
dd
P
P
m , sd
K≥0,2 n
P
P
n
dd
n
i
ddi
hq ≤=⇒ ∑
=
max
1
.2
TH3) Khi không áp dụng được 2 trường hợp trên thì việc xác định hq
n được tiến hành theo các
bước sau :
+ Tính n và 2
n, trong đó
n là số thiết bị có trong nhóm
2
nlà số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn
nhất trong nhóm.
+ Tính:
∑
=
=n
i
ddi
PP
1
∑
=
=2
1
2
n
i
ddi
PP
+ Tính: