Đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

Chia sẻ: Jimmy Tim | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:104

Thêm vào BST

Báo xấu

184
lượt xem 61
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'đề tài: thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

Đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp
MỤC LỤC CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI. 1.1 – VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ.............................................................6 1.2 – MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN.....................................8 CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY. 2.1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ.......................................11 2.1.1: Phân nhóm phụ tải...........................................................................................11 2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán............................................................13 2.1.3 Tính toán phụ tải từng nhóm....................................................................................18 2.1.4 Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí...............................................................19 2.1.5 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí.................................................................20 2.1.6 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng......................................................21 2.2 - TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA TOÀN NHÀ MÁY...............................................25 CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY. A – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ. 3.1 – ĐẶT VẤN ĐỀ..................................................................................................27 3. 2 – CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ..................................28 3.3 – CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ..............................29 3.3.1 – Chọn dây chảy bảo vệ cho từng máy.....................................................................29 3.3.2 - Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị.................................................................33 3.3.3 - Chọn dây chảy bảo vệ cho từng nhóm máy............................................................37
3.3.4 – Chọn cáp dẫn cung cấp cho từng nhóm máy.........................................................38 3.3.5 – Chọn tủ phân phối..................................................................................................38 3.3.6 – Chọn tủ động lực....................................................................................................39 3.3.7 – Chọn áptomat bảo vệ cho phân xưởng..................................................................40 3.3.8 – Chọn áptomat bảo vệ cho các nhóm......................................................................40 B - THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ. 3.1 – ĐẶT VẤN ĐỀ..........................................................................................................41 3.2 – CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY.................................42 3.2.1 - Chọn sơ đồ cung cấp điện......................................................................................42 3.2.2 - Chọn dung lượng và số lượng máy biến áp cho trạm biến áp nhà máy................43 3.2.3 – So sánh các phương án..........................................................................................45 3.3 - PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY KỂ CẢ TỔN THẤT CÔNG SUẤT............................51 3.3.1 - Xác định tổn thất trong các MBA...........................................................................51 3.3.2 – Vị trí đặt trạm biến áp nhà máy............................................................................51 3.2.2 - Chọn các thiết bị trong mạng điện nhà máy..........................................................53 A - CHỌN THIẾT BỊ HẠ ÁP............................................................................................53  - Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian tới tủ phân phối phân xưởng.........................53  - Chọn thanh cái hạ áp cho MBA..................................................................................55  - Chọn sứ đỡ thanh cái hạ áp.......................................................................................56  - Chọn ATM liên lạc......................................................................................................56  - Chọn ATM đầu ra của MBA.......................................................................................57 - Chọn ATM cho các phân xưởng của nhà máy.............................................................58 B - CHỌN THIẾT BỊ CAO ÁP.........................................................................................59  - Chọn dây dẫn trên không đưa vào trạm TBA NM......................................................59  - Chọn dao cách ly cho đầu vào thanh cái 35 kV.........................................................59  - . Lựa chọn chống sét...................................................................................................59  - Chọn thanh cái 35 kV..................................................................................................61  - Chọn sứ đỡ cho thanh cái 35 kV.................................................................................62  - Chọn máy cắt..............................................................................................................62  - Chọn dao cách ly cho các đầu vào các MBA.............................................................64
 - Chọn cầu chì cao áp cho đầu vào các MBA...............................................................64 CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN. 5.1 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH...............................................................................66 A – Tính ngắn mạch 3 pha ở mạng điện áp cao ( 35 kV)..................................................68 B – Tính ngắn mạch 3 pha ở mạng điện áp thấp (0,4 kV).................................................69 C – Tính ngắn mạch 2 pha.................................................................................................74 D – Tính ngắn mạch 1 pha.................................................................................................74 5.2 : KIỂM TRA THIẾT BỊ...............................................................................................77 5.2.1 - Kiểm tra thiết bị điện cao áp.................................................................................77 5.2.2 - Kiểm tra thiết bị điện hạ áp...................................................................................83 CHƯƠNG V THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ. 5.1.ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................89 5.2.LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG CHUNG.............................................................................................................................89 5.3.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG...................................................................90 CHƯƠNG VI NÂNG CAO HỆ SỐ BÙ CỦA TOÀN NHÀ MÁY. 6.1.ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................94 6.2.XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ...............................................................................95 6.2.1.Xác định dung lượng bù............................................................................................95 6.2.2. Ph©n phèi dung lîng bï cho c¸c tr¹m biÕn ¸p ph©n xëng................................... 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................96 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Khoa: Điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Đại I. Tên đề tài:Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp II.Các số liệu kỹ thuật 1.Phụ tải điện của nhà máy. 2.Phụ tải điện của phân xưởng cơ khí. 3.Điện áp nguồn : tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn đến nhà máy. 4.Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực : 250 MVA. 5.Đường dây cung cấp điện cho nhà máy : Dùng dây nhôm lõi thép (AC) đặt treo trên không. 6.Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy : 12km. 7.Công suất của nguồn điện : vô cùng lớn. 8.Nhà máy làm việc : 3 ca, Tmax=5000 giờ. III.Nội dung thuyết minh và tính toán : 1.Phân tích yêu cầu CCĐ cho hộ phụ tải. 2.Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy. 3.Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng và cho toàn nhà máy. 4.Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện. 5.Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng cơ khí. 6.Tính toán bù công suất phản kháng cho Hệ thống cung cấp điện của nhà máy. IV. Bản vẽ thiết kế: ( A 3) 1.Sơ đồ mặt bằng và đi dây phân xưởng. 2.Sơ đồ mặt bằng và đi dây nhà máy. 3.Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn nhà máy. 4.Sơ đồ nguyên lý CCĐ phân xưởng. V. Kế hoạch thực hiện : Ngày nhận đề tài:........................................ Ngày nộp đồ án :........................................ Hướng dẫn đề tài Võ Tiến Dũng LỜI MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp Công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước thì công nghiệp điện năng giữ một vai trò hết sức quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong nền kinh tế quốc dân.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế thì nhu cầu điện năng sử dụng trong tất cả các ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ đều tăng lên không ngừng. Do điện năng không phải là nguồn năng lượng vô hạn nên để các công trình điện sử dụng điện năng một cách có hiệu quả nhất (cả về độ tin cậy cấp điện và kinh tế) thì ta phải thiết kế cung cấp điện cho cho các công trình này. Thiết kế hệ thống cung cấp điện là một việc làm rất khó. Một công trình điện dù nhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ nhiều chuyên ngành hẹp (cung cấp điện, thiết bị điện, kỹ thuật cao áp, an to àn…). Ngoài ra người thiết kế còn phải có sự hiểu biết nhất định về xã hội, môi trường, về các đối tượng cấp điện, về tiếp thị. 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 nhưng hậu quả nghiêm trọng (gây sự cố mất điện-thiệt hại cho sản xuất, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản của nhân dân). Trong chương trình đào tạo dành cho sinh viên khoa Điện thì môn học Hệ thống cung cấp điện là một môn học quan trọng. Việc làm đồ án môn học này sẽ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về môn học, hơn thế nữa nó chính là bước tập dượt ban đầu trong công việc của sinh viên sau này. Đề tài thiết kế môn học của em là: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp. Trong quá trình thực hiện đồ án này em đã được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo Võ Tiến Dũng. Mặc dù em đã rất cố gắng để làm được đồ án một cách tốt nhất nhưng chắc chắn rằng nó còn chứa đựng rất nhiều thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để có thể nhận thức đúng đắn nhất về từng vấn đề. Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thiết kế: NGUYỄN ĐỨC ĐẠI Lớp: ĐH_ĐIỆN B K3 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1.1 - VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ.
Trong công nghiệp ngày nay ngành cơ khí là một ngành công nghiệp then chốt của nền kinh tế quốc dân tạo ra các sản phẩm cung cấp cho các nh ành công nghiệp khác cũng như nhiều lĩnh vực trong kinh tế và sinh hoạt. Đáp ứng nhu cầu của sự phát triển kinh tế, các nhà máy cơ khí chiếm một số lượng lớn và phân bố rộng khắp cả nước. Nhà máy đang xem xét đến là nhà máy cơ khí chuyên sản xuất các thiết bị cung cấp cho các nhà máy công nghiệp. Nhà máy có 12 hộ phụ tải, quy mô với 12 phân xưởng sản xuất và các nhà điều hành. Bảng 1 -1: Bảng phân bố công suất của nhà máy cơ khí Ptt Qtt Stt Loại hộ Tên phân xưởng (kW) (Kvar) Cơ điện 1 250 220 2 Nhiệt luyện 2 270 250 1 Cơ khí 3 1 Cắt gọt kim loại 4 250 240 2 Đúc thép 5 400 350 1 Đúc gang 6 370 320 1 Mộc mẫu 7 185 150 2 Lắp ráp 8 220 200 2 9 Gò hàn 320 300 2 10 Cán thép 300 270 1 11 Kho 35,5 35,5 2 12 Nhà hành chính 35,5 35,5 2 Do tầm quan trọng của tiến trình CNH – HĐH đất nước đòi hỏi phải có nhiều thiết bị, máy móc. Vì thế nhà máy có tầm quan trọng rất lớn. Là một nhà máy sản xuất các thiết bị công nghiệp vì vậy phụ tải của nhà máy đều làm việc theo dây chuyền, có tính chất tự động hóa cao. Phụ tải của nhà máy chủ yếu là phụ tải loại 1 và loại 2 ( tùy theo vai trò quy trình công nghệ). Nhà máy cần đảm bảo được cấp điện liên tục vần toàn. Do đó nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thống điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian.
1.1.1 – Phân xưởng cơ điện. Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị máy móc cơ điện của nhà máy. Phân xưởng này cũng trang bị nhiều máy móc vạn năng có độ chính xác cao nhằm đáp ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp của nhà máy. Mất điện sẽ gây lãng phí lao động, ta xếp phân xưởng này vào hộ tiêu thụ loại 2. 1.1.2 – Phân xưởng cơ khí. Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm cơ khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật. Quá trình thực hiện trên máy cắt gọt kim loại khá hiện đại với dây chuyền tự động cao. Nếu điện không ổn định, hoặc mất điện sẽ l àm hỏng các chi tiết đang gia công gây lãng phí lao động. Phân xưởng này ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1. 1.1.3 - Phân xưởng đúc thép, đúc gang. Đây là hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao nhất. Nếu ngừng cấp điện thì các sản phẩm đang nấu trong lò sẽ trở thành phế phẩm gây ảnh hưởng lớn về mặt kinh tế. Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1. 1.1.4 – Phân xưởng lắp ráp. Phân xưởng thực hiện khâu cuối cùng của việc chế tạo thiết bị, đó là đồng bộ hóa các chi tiết máy. Máy móc có đảm bảo chính xác về mặt kỹ thuật, ho àn chỉnh cũng như an toàn về mặt khi vận hành hay không là phụ thuộc vào mức độ liên tục cung cấp điện. Xếp vào hộ tiêu thụ loại 2. 1.1.5 – Phân xưởng gò hàn. Phân xưởng được trang bị các máy móc và lò rèn để chế tạo ra phôi và các chi tiết khác đảm bảo độ bền và cứng.. xếp vào hộ tiêu thụ loại 1. 1.1.6 – Phân xưởng mộc mẩu. Có nhiệm vụ tạo ra các loại khuôn mẫu, các chi tiết chủ yếu phục vụ cho sản xuất. Do chức năng như vậy nên phân xưởng này xếp vào hộ tiêu thụ loại 2. 1.2 – MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN. Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành các dạng năng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, cơ năng…), dễ truyền tải và phân phối. Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Điện năng nói chung không tích trữ được, trừ một vài trường hợp cá biệt và công suất như như pin, ắc quy, vì vậy giữa sản xuất và tiêu thụ điện năng phải luôn luôn đảm bảo cân bằng.
Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ. Đặc điểm của quá trình này xẩy ra rất nhanh. Vì vậy đễ đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấp điện an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng bộ như điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tự động hóa vv… Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển các khu đô thị, khu dân cư….Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đ oạn trước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai 5 năm 10 năm hoặc có khi lâu hơn nữa. Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: 1.2.1 – Độ tin cậy cung cấp điện. Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào. Trong điều kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt. Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế do đó ta xếp nhà máy cơ khí vào hộ phụ tải loại 2. 1.2.2 – Chất lượng điện. Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điến áp. Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp phần ổn định tần số của hệ thống lưới điện. Vì vậy người thiết kế cung cấp điện th ường phải chỉ quan tâm đến chất lượng điện áp cho khách hàng. Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức. Đối với phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp như các máy móc thiết bị điện tử, cơ khí có độ chính xác vv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%. 1.2.3 – An toàn điện. Hệ thống cung cấp điện phải đ ược vận hành an toàn đối với người và thiết bị. Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phải được chọn đúng loại đúng công suất. Công tác xây dựng lắp đặt phải đ ược tiến hành đúng, chính xác cẩn thận. Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai trò hết
sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành những quy định về an toàn sử dụng điện. 1.2.4 – Kinh tế. Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn đầu tư. Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh giữa các phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp, phương án cung cấp điện tối ưu. Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép các yêu cầu trên vào nhau để tiết kiệm được thời gian và chi phí trong quá trình thiết kế. Bảng 1- 2 : Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí Tên thiết bị Công suất (kW - STT Ksd Cos  kVA) 1 Máy khoan 5,5 0,7 0,22 2 Máy doa 18 0,8 0,18 Máy tiện 3 15 0,6 0,15 4 Máy bào 8,5 0,7 0,16 5 Máy phay 7,5 0,6 0,2 6 Máy mài tròn 13 0,7 0,25 Máy chuốt 7 7 0,6 0,23
8 Máy nén 6 0,7 0,22 Máy tiện 9 12 0,6 0,16 Máy cưa thép 10 4 0,8 0,16 11 Máy bào 10 0,6 0,18 Tủ sấy 3 pha 12 25 0,7 0,25 Tủ sấy 1 pha 13 18 0,6 0,24 14 Máy hàn 0,8 0,16 25 kVA (  đm  35 %) (380/60V) Máy tiện 15 9 0,7 0,24 16 Máy bào 16 0,6 0,22 17 Máy phay 9 0,8 0,18 Cần trục 18 0,7 0,16 36 kVA (  đm  40 %) CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ. 2.1.1: Phân nhóm phụ tải. - 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 chồng chéo và giảm chiều dài dây dẫn hạ áp. + Công suất các nhóm cũng nên không quá chênh lệch nhóm nhằm giảm chủng loại tủ động lực.
- Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng ta chia ra làm 4 nhóm thiết bị phụ tải như sau : Bảng 2 -1: Phân nhóm các thiết bị trong Phân xưởng cơ khí . TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Công suất Pdm(kW) Ksd cos Nhóm 1 1 Máy bào 4 2 8,5 0,7 0,16 2 Máy phay 5 1 7,5 0,6 0,2 Máy chuốt 3 7 1 7 0,6 0,23 4 Máy nén 8 1 6 0,7 0,22 Máy tiện 5 9 2 12 0,6 0,16 Máy cưa thép 6 10 2 4 0,8 0,16 Cần trục 7 18 1 36kVA 0,7 0,16 (  đm  40 %) Tổng nhóm 1 n = 10 Nhóm 2 Tủ sấy 1 pha 8 13 2 18 0,6 0,24 9 Máy hàn 14 2 0,8 0,16 25kVA (  đm  35 %)
Máy tiện 10 15 2 9 0,7 0,24 Tổng nhóm 2 n=6 Nhóm 3 11 Máy khoan 1 3 5,5 0,7 0,22 12 Máy doa 2 1 18 0,8 0,18 Máy tiện 13 3 2 15 0,6 0,15 Tủ sấy 3 pha 14 12 2 25 0,7 0,25 Tổng nhó m 3 n=8 Nhóm 4 15 Máy doa 2 2 18 0,8 0,18 Máy tiện 16 3 1 15 0,6 0,15 17 Máy phay 5 1 7,5 0,6 0,20 18 Máy mài tròn 6 2 13 0,7 0,25 19 Máy bào 11 2 10 0,6 0,18 Tủ sấy 3 pha 20 12 1 25 0,7 0,25 21 Máy bào 16 1 16 0,6 0,22 22 Máy phay 17 1 9 0,8 0,18 Cần trục 23 18 1 36kVA 0,7 0,16 (  đm  40 %) Tổng nhóm 4 0,7 0,16 n = 12 2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán. Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về các phương pháp xác định phụ tải tính toán, nhưng các phương pháp được dùng chủ yếu là: a - Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt v à hệ số nhu cầu : Một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm n Ptt  k nc . Pđm i 1 Qtt  Ptt .tag Ptt S tt  Ptt2  Qtt  2 cos Khi đó :
n Ptt  k nc . Pđmi . i 1 Trong đó : - Pđi, Pđmi : công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i ( kW). - Ptt, Qtt, Stt : công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị ( kW, kVAR, kVA ). - n : số thiết bị trong nhóm. - Knc : hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra trong sổ tay tra cứu. Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện. Nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác. Bởi hệ số nhu cầu tra trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm. b - Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất : Công thức tính : Ptt = p o * F Trong đó : po : suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất ( W/m2 ). Giá trị po đươc tra trong các sổ tay. F : diện tích sản xuất ( m2 ). Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đều trên diện tích sản xuất, nên nó được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng. c. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị thành phần : Công thức tính toán : M .W0 Ptt  Tmax Trong đó : M : Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm. Wo : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh ).
Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( giờ ). Phương pháp này được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như : quạt gió, máy nén khí, bình điện phân… Khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính toán tương đối chính xác. d. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung b ình và hệ số cực đại. Công thức tính : n Ptt = K max .K sd . P dmi i=1 Trong đó : n : Số thiết bị điện trong nhóm. Pđmi : Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm. Kmax : Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ. Kmax = f ( nhq, Ksd ). nhq : số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế.( Gồm có các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau ). Công thức để tính nhq như sau : 2 n    Pdmi  = n i=1  n hq 2    Pdmi i=1 Trong đó : Pđm : công suất định mức của thiết bị thứ i. n : số thiết bị có trong nhóm. Khi n lớn thì việc xác định nhq theo phương pháp trên khá phức tạp do đó có thể xác định nhq một cách gần đúng theo cách sau :  Khi thoả mãn điều kiện : Pdm max m 3 Pdm min và Ksd ≥ 0,4 thì lấy nhq = n.
Trong đó Pđm min, Pđm max là công suất định mức bé nhất và lớn nhất của các thiết bị trong nhóm.  Khi m > 3 và Ksd ≥ 0,2 thì nhq có thể xác định theo công thức sau : 2 n   2 P dmi  n hq =  i=1  Pdmmax  Khi m > 3 và Ksd < 0,2 thì nhq được xác định theo trình tự như sau : Tính n1 - số thiết bị có công suất ≥ 0,5Pđm max. Tính P1- tổng công suất của n1 thiết bị kể trên : n1 Pl =  P dmi i=1 n1 P1 n*  P*  Tính ; n P P : tổng công suất của các thiết bị trong nhóm : n P =  P dmi i=1 Dựa vào n*, P* tra bảng xác định được nhq* = f (n*,P* ) Tính nhq = nhq*.n Cần chú ý là nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn khi tính nhq theo công thức : Ptt  Pđm  % % : hệ số đóng điện tương đối phần trăm . Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị d ùng điện 1 pha.  Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha : Pqd = 3.Pđmfa max  Thiết bị một pha đấu vào điện áp dây : 3 .Pđm Pqd = Chú ý : Khi số thiết bị hiệu quả bé hơn 4 thì có thể dùng phương pháp đơn giản sau để xác định phụ tải tính toán :
 Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn có thể lấy bằng công suất danh định của nhóm thiết bị đó : n Ptt =  Pdmi i=1 n : số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm. Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 nhưng số thiết bị tiêu thụ hiệu quả nhỏ hơn 4 thì có thể xác định phụ tải tính toán theo công thức : n Ptt =  K ti .P dmi i=1 Trong đó : Kt là hệ số tải . Nếu không biết chính xác có thể lấy như sau : Kt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn . Kt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. e. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dáng Công thức tính : Ptt = Khd.Ptb Qtt = Ptt.tgφ Ptt 2 + Q tt 2 Stt = Trong đó Khd : hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay. T P dt A 0 Ptb = = T T Ptb : công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát. A : điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T. f. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phương. Công thức tính : Ptt = Ptb ± β.δ. Trong đó : β : hệ số tán xạ. δ : độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình. Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị của phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy. Tuy nhiên phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà
chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành. g. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị. Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm làm việc bình thường và được tính theo công thức sau : Iđn = Ikđ max + Itt – Ksd.Iđm max Trong đó : Ikđ max - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm. Itt - dòng tính toán của nhóm máy . Iđm max - dòng định mức của thiết bị đang khởi động. Ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động. 2.1.3 Tính toán phụ tải từng nhóm. Tính toán cho nhóm 3 : Bảng 2-1: Bảng tính toán cho nhóm III P.X cơ khí Ký hiệu Số lượng Công suất TT Tên thiết bị Ksd Iđm (A) cos Pdm(kW) 1 Máy khoan 1 3 16,5 0,7 0,22 11,9 2 Máy doa 2 1 18 0,8 0,18 34,2 Máy tiện 3 3 2 30 0,6 0,15 37,9 Tủ sấy 3 pha 4 12 2 50 0,7 0,25 54,3 114,5 0,69 0,24 138,3 Tổng nhóm III n=8 Số thiết bị trong nhóm n = 8. Số thiết bị làm việc hữu ích n1= 5. ta có n*=5/8 = 0,625. Tổng công suất của nhóm P = 114,5 kW. Công suất của các thiết bị hữu ích P1 = 98 kW suy ra P*= 98/114.5=0,856 Tra bảng 3-1 sách CCĐ trang 36 ta được n*hq= 0,85. Số thiết bị làm việc có hiệu quả nhq= 0,85 . 8= 6,8 lấy bằng 7.
Vì hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm là không giống nhau nên ta phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức: 3P1 . cos 1  P2 . cos  2  2 P3 . cos  3  2 P4 . cos  4 cos  TB  3P1  P2  2 P3  2 P4 3.5,5.0,7  18.0,8  15.2.0,6  25.2.0,7   0,69 114.5  tag = 1,05. 8  (P . K sdi ) dmi 16,5.0,22  18.0,18  30.0,15  50.0,25 1 K sdTB    0,24 4 98 P dmi 1 Tra bảng 3-2 sách “ HTCCĐ tác giả - Nguyễn Công Hiền.Nguyễn Mạch Hoạch trang 30 ”. Ta được Kmax= 2 Phụ tải tính toán của nhóm 1 được xác định: Ptt= Kmax.Ksd.P = 2.0,24.114.5 = 55 (kW). Qtt=Ptt.tg = 55.1,05 = 57,7 (kW). S tt  Ptt2  Qtt  552  57,7 2  79,7 (kVA). 2 Suy ra dòng điện tính toán của nhóm 1 là: Stt 79,7 I tt    121 (A). 3.U đm 3.0,38 Dòng định mức của thiết bị Pdmi I dmi  3.U dmi .Cos Suy ra ta chọn Iđmmax=54,3(A) Đối với một nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng điện mở máy lớn nhất trong nhóm mở máy, còn các máy khác làm việc bình thường. Do đó công thức tính như sau: Iđn = Imm(max) + (Itt - Ksd .Iđmmax ) =4.54,3 +( 121 – 0,24.54,3) = 325,2 (A).
Với Imm(max)= Kmm . Iđmmax Truyền động chính cho các máy trong phân xưởng và ở nhóm 3 là với máy hàn và lò hồ quang kmm > 3 nên ta có thể chọn Kmm = 4.Vì không có số liệu chính xác nên ta có thể chọn bội số mở máy. Tính toán tương tự với 3 nhóm còn lại ta có bảng tính toán các thông số như sau: Bảng 2-2: Bảng tính toán cho các nhóm máy P.X cơ khí. Nhóm Pđmnh Ksdnh kmaxnh Pttnh Qttnh Sttnh Itt Iđn.n cosTBnh 1 85,5 0,66 0,26 1,9 42 48 63,8 97 296 2 77,6 0,68 0,22 2,05 35 37,7 51,4 78 341,5 3 114,5 0,69 0,24 2 55 57,7 79,7 121 325,2 4 170,5 0,7 0,26 1,75 77,6 79 110,7 168,2 339,5 Riêng trong Nhóm 1, nhóm 2, nhóm 4 của phân xưởng có các thiết bị làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại với hệ số tiếp điểm  dm .Nên trước hết ta cần quy đổi các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại về chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức. Pn  S dm .Cos .  dm Ta có : Công suất của máy hàn pha 380/60V. Pn  S dm .Cos .  dm  25.0,8. 0,35  11,8 (kW) Công suất của cầu trục. Pn  Pdm .  dm  S dm .Cos .  dm  36.0,7. 0,4  16 (kW) 2.1.4 : Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí Ta có :công suất chiếu sáng toàn phân xưởng : ta lấy Po=15 W/m2..Chọn theo bảng 2-5 PL2.Trang-623 Pcs=Po.F sách CCĐ Pcs= 15.3020 = 453000(W) = 45,3 (kW). Diện tích phân xưởng cơ khí là F = 3020 ( m 2 )