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

Chia sẻ: Hồ Ngọc Thích | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

259
lượt xem 83
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiết kế hệ thống cấp điện cấp điện là việc làm khó. Một công trình điện dù nhỏ nhất thì cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt chuyên nghành hẹp (cung cấp điện, thiết bị điện, an toàn điện…). Ngoài ra, người thiết kế còn phải có những hiểu biết nhất định về xã hội, về môi trường…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 hậu quả nghiêm trọng....

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 G i ảng vi ên h ư ớng dẫn : .................................... S inh viên th ực hiện : . ................................... L ớp : . ...................................
MỤC LỤC L ỜI NÓ I ĐẦU . ............................... ................................ ................ 3 C HƯƠNG M Ở ĐẦU . ............................... ................................ ....... 4 I . Gi ới Thiệu Chung . ............................... ................................ ....... 4 1 . Quy mô, công ngh ệ của nh à máy . ............................... ................. 4 2 . Gi ới thiệu đặc điểm phụ tải điện c ủa nh à máy . ............................ 5 I I. N Ộ I DUNG TÍNH TOÁN THIẾT K Ế CHÍNH . ............................ 5 C HƯƠNG I . ............................... ................................ .................... 6 I . Đ ẶT VẤN ĐỀ . ............................... ................................ ............. 6 1 . Xác đ ịnh PTTT theo công suất đặt v à h ệ số nhu cầu. . .................. 7 2 . Phương pháp xác đ ịnh PTTT theo công suất công suất t rung bình v à h ệ số h ình dáng c ủa đồ thị phụ tải : . ............................... ........... 7 3 . Phương pháp xác đ ịnh PTTT theo công suất trung b ình và đ ộ lệch c ủa đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung b ình : . ............................... ..... 8 4 . Phương pháp xác đ ịnh PTTT theo suất ti êu hao đi ện năng cho một đ ơn v ị sản phẩm : . ............................... ................................ .......... 8 5 . Phương pháp xác đ ịnh PTTT theo suất trang bị điện tr ên m ột đ ơn v ị d i ện tích: . ............................... ................................ ................... 9 6 . Phương pháp tính tr ực tiếp : . ............................... ...................... 9 7 . Xác đ ịnh phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị: . .......................... 9 8 . P hương pháp xác đ ịnh PTTT theo công suất trung b ình và h ệ số c ực đại . ............................... ................................ ......................... 1 0 P1 = . ............................... ................................ .................. 1 1 I I. TÍNH TOÁ N PTTT CHO CÁC PHÂN XƯ ỞNG . ........................... 1 3
L ỜI NÓI ĐẦU N gày nay cùng v ới sự nghiệp công nghiệp hóa , hi ện đại h óa đ ất n ư ớc l à nhu c ầu sử dụng điện năng cũng tăng l ên. Trong đó Công nghi ệp l à l ĩnh vực ti êu th ụ nguồn năng l ư ợng n ày l ớn n h ất . K hi xây d ựng nh à máy, xí nghi ệp, khu dân c ư…trư ớc ti ên ngư ời ta p h ải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cấp điện năng cho các má y m óc v à nhu c ầu sinh hoạt của con ng ư ời. T hi ết kế hệ thống cấp điện cấp điện l à vi ệc l àm khó. M ột công tr ìn h đ i ện d ù nh ỏ nhất th ì c ũng y êu c ầu kiến thức tổng hợp từ h àng lo ạt c huyên nghành h ẹp (cung cấp điện, thiết bị điện, an to àn đi ện…). Ngo à i r a, ngư ời thiết kế c òn ph ải có những hiểu biết nhất định về x ã h ội, về m ôi trư ờng…Công tr ình thi ết kế quá d ư th ừa sẽ g ây lãng phí đ ất đai, n guyên v ật liệu, l àm ứ đ ọng vốn đầu t ư. Công tr ình thi ết kế s ai s ẽ gâ y n ên h ậu quả nghi êm tr ọng. N h ằm hệ thống hóa v à v ận dụng những kiến thức đ ã đ ư ợc học tậ p v ào các v ấn đề của thực tiển, em đ ư ợc thực h ành là m đ ồ án môn học C u ng c ấp điện với đề t ài: Thi ết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệ p c ông nghi ệp. V ới sự nổ lực của bản thân c ùng s ự h ư ớng dẫn của thầy giáo V õ T i ến Dũng, em đ ã hoàn thành xong đ ề t ài này. Nhưng v ới l ư ợng kiế n t h ức có hạn, c ùng nh ững hiểu biết ch ưa s âu v ề nhiều lĩnh vực, n ên b ả n đ ồ án n ày c ủa em vẫn c òn nhi ều thiếu sót. Vậy n ên, e m kính mong các t h ầy cô xe m xét, góp ý,bổ sung cho nó h oàn thi ện h ơn. E m xin chân thành c ảm ơ n! Vinh, ngày 20/03/2011 S VTH: H ồ Ngọc Thích
C HƯƠNG M Ở ĐẦU G I Ớ I TH IỆU CHUNG VỀ N HÀ MÁY I . G i ới Thiệu Chung 1 . Q uy mô, công ngh ệ của n hà máy Trong m ột xí nghiệp công nghiệp th ì có r ất n hi ều trang thiết bị m á y m óc, đa d ạng v à ph ức tạp.Các thiết bị n ày,tùy vào xí nghi ệp v à ch ức n ăng mà có tính công ngh ệ cao v à hi ện đại. H ệ thống cung cấp điện sẽ ả nh h ư ởng tới chất l ư ợng v à giá thành c ủa sản phẩm. Do vậy cần phả i t hi ết kế cấp điện đảm bảo đ ộ tin cậy cao. Ở đ ây, nh à máy này có 10 phân xư ởng, các phân x ư ởng n ày c ũng đ ư ợc bố trí cũng t ương đ ối gần nhau v à có các s ố liệu kỹ thuật đ ư ợc cho ở b ảng sau: T ên phân xư ởng D i ện tích P t t (kW) Q t t (kW) L o ại hộ ti êu th ụ s tt C ơ đi ện 1 1 552 2 40 2 00 2 C ơ khí 2 3 435 1 Đ úc gang 3 3 352 4 00 3 40 1 Đ úc thép 4 2 643 4 50 3 50 1 N hi ệt luyện 5 2 122 5 00 4 00 1 M ộc mẫu 6 4 47 2 00 4 20 2 7 G ò hàn 5 58 3 20 1 50 2 8 C án thép 1 837 3 50 2 80 1 C ắt gọt kim loại 9 3 47 3 00 2 50 2 L ắp ráp 10 6 70 2 20 1 80 2
T heo yêu c ầu th ì nhà máy là m vi ệc 3 ca với T ma x =5000 gi ờ, khoảng c ách t ừ nguồn tới nh à máy là 12 Km và công su ất của nguồn l à r ất lớn. Đ ứng về mặt cung cấp đ i ện th ì vi ệc thiết kế điện phải đảm bảo s ự g ia tăng ph ụ tải trong t ương lai; v ề mặt kỹ thuật v à kinh t ế phải đề ra p hương án c ấp điện sao cho không gây quá tải sau v ài năm s ản xuất v à c ũng không gây quá d ư th ừa dung l ư ợng công suất dự trữ .Trong nhà m áy có n hi ều phân x ư ởng thuộc hộ ti êu th ụ loại 1 n ên đây là m ột nh à m áy tiêu th ụ loại 1, tức l à c ần đ ư ợc cung cấp điện li ên t ục v à an toàn . 2 . G i ới thiệu đặc điểm phụ tải điện của nh à máy P h ụ tải điện trong nh à máy công nghi ệp th ư ờng đ ư ợc chia l àm ha i l o ại : - P h ụ tải động lực - P h ụ tải chiếu sáng P h ụ tải động lực l à ph ụ tải th ư ờng đ ư ợc y êu c ầu l àm vi ệc ở chế độ d ài h ạn với điện áp định mức trực tiếp đến thiết bị l à 380V/220V, công s u ất của chúng nằ m trong một dải từ 1kW đến h àng ch ục kW v à đư ợc c ung c ấp d òng đ i ện xoay chiều có tần số f=50Hz P h ụ tải chiếu sáng th ư ờng l à ph ụ tải 1 pha, công suất không lớn. Đâ y c ũng l à lo ại phụ tải bằng phẳng, ít thay đổi v à là m vi ệc với điện áp x oay chi ều có tần số f=50Hz . I I. N Ộ I DUNG TÍNH TOÁN THIẾT K Ế CHÍ NH H ệ thống cung cấp điện hiểu theo nghĩa rộng bao gồ m các khâu: P hát đi ện, truyền tải v à phân ph ối điện năng. Đối với nh à máy đang xét, h ệ thống cung cấp điện ở đây đ ư ợc hiểu theo nghĩa hẹp: L à h ệ thống t ruy ền tải v à phân ph ối điện năng l àm nhi ệm vụ c ung c ấp điện cho mộ t k hu v ực nhất định . Ngu ồn của hệ thống cung cấp n ày l ấy từ hệ thống
l ư ới điện quốc gia với cấp thích hợp (th ư ờng c ùng c ấp trung b ình tr ở x u ống: 35kV; 15kV; 10kV; 6kV…) Vi ệc thiết kế cung cấp điện với mục ti êu cơ b ản l à: Đ ảm bảo c ho h ộ t iêu th ụ có đủ l ư ợng điện năng y êu c ầu với chất l ư ợng điện tốt. Các y ê u c ầu chính cho việc thiết kế cấp điện của một hệ thống cung cấp điện l à : Đ ộ tin cậy điện , ch ất l ư ợng điện, an to àn cung c ấp điện v à có tính kinh t ế.T ùy theo quy mô công trình l ớn h ay nh ỏ m à các bư ớc thiết kế có thể p hân ra t ỷ mỉ hoặc gộp một số b ư ớc lại với nhau. Mỗi giai đoạn v à v ị trí t hi ết kế lại phải có các ph ương án riêng, phù h ợp. Trong đ ề t ài đ ồ án n ày, các bư ớc thiết kế của em bao gồm các phầ n s au: + X ác đ ịnh phụ t ải tính toán của các phân x ư ởng v à toàn nhà máy + T hi ết kế hệ thống CCĐ cho phân x ư ởng v à toàn nhà máy + C h ọn v à ki ể m tra các thiết bị trong mạng điện + T hi ết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân x ư ởng sửa chữa c ơ khí + T ính toán bù công su ất phản kháng c ho h ệ thống cung cấp điện của n hà máy C HƯƠNG I X ÁC Đ ỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN X Ư ỞNG V À T OÀN NHÀ MÁY I . Đ ẶT VẤN ĐỀ P h ụ tải tính toán l à ph ụ tải giả thiết lâu d ài không đ ổi, t ương đương v ới phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớ n nh ất. Nói một c ách khác ph ụ tỉa tính toán cũng l àm nóng dây d ẫn l ên t ới nhiệt độ bằ ng n hi ệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra. V ì v ậy chọn thiết bị theo p h ụ tải tính toán sẽ đả m bảo an to àn v ề mặt phát nóng.
P h ụ tải tính toán (PTTT) đ ư ợc sử d ụng để kiể m tra v à l ựa chọn các t hi ết bị trong hệ thống cung cấp điện nh ư: MBA, đay d ẫn, các thiết b ị đ óng c ắt, bảo vệ…PTTT c òn đ ư ợc d ùng đ ể tính toán tổn thất công suất, t ổn thất điện áp, tổn thất điện năng v à l ựa chọn b ù dung lư ợng công s u ất phản kháng…P TTT ph ụ thuộc nhiều yếu tố nh ư công su ất, số l ư ợng, chế độ l à m vi ệc của các thiết bị điện, tr ình đ ộ v à phương th ức v ận h ành h ệ thống… N ếu PTTT xác định đ ư ợc nhỏ h ơn ph ụ tải thực tế t hì là m gi ảm tuổi thọ của thiết bị điện,có khả năng dẫn đến chá y n ổ…Ng ư ợc lạ i các thi ết bị đ ư ợc chọn nếu d ư th ừa công suất sẻ l àm ứ đ ọng vốn đầu t ư, gây t ổn thất điện lớn… C ũng v ì v ậy đ ã có nhi ều công t rình nghiên c ứu p hương pháp xác đ ịnh P TTT nhưng đ ến nay vẫn c hưa c ó p hương pháp nào th ật ho àn thi ện . Nh ững ph ương pháp đơn gi ản, tí nh t oán thu ận tiện, th ư ờng kết quả thật không thật chính xác. Ng ư ợc lại, n ếu độ chính xác đ ư ợc nâng cao th ì ph ương pháp tính ph ức tạp.V ì v ậ y t ùy theo giai đo ạn thiết kế, t ùy theo yêu c ầu cụ thể m à ch ọn ph ương p háp tính cho thích h ợp. V à sau đây là c ác phương pháp xác đ ịnh PTTT th ư ờng d ùng nh ất 1 . X ác đ ịnh PTTT theo công suất đặt v à h ệ số nhu cầu. C ông th ức tính P t t = k n c .P đ Trong đó : k n c : l à h ệ số nhu cầu , tra trong sổ tay kĩ thuật . : l à công su ất đặt của thiết bị hoặ c nhó m thi ết bị , trong tính Pđ t oán có th ể lấy gần đúng P đ  P d đ ( kW) . 2 . Phương pháp xác đ ịnh PTTT theo công suất công suất trung b ình v à h ệ số h ình dáng c ủa đồ thị phụ tải :
Ptt = khd . Ptb Trong đó : k h d : l à h ệ số h ình d áng c ủa đồ thị phụ tải tra trong sổ tay kĩ thuật k hi bi ết đồ thị phụ tải . P t b : l à công suât trung bình c ủa thiết bị hoặc nhó m thiết bị (kW) . 3 . P hương pháp xác đ ịnh PTTT theo công suất trung b ình và đ ộ lệch c ủa đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung b ìn h : P t t = P t b  . Trong đó :  : là đ ộ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung b ình .  : là h ệ số tán xạ của  . 4 . P hương pháp xác đ ịnh PTTT theo suất ti êu hao đi ện năng cho một đ ơn v ị sản phẩm : a 0 .M Ptt = Tmax Trong đó : a 0 : là su ất chi phí điện năng cho một đ ơn v ị sản phẩm, kWh/đvsp. M : là s ố sản phẩm sản suất trong một nă m . T ma x : là th ời gian sử dụng công s u ất lớn nhất , (h)
5 . P hương pháp xác đ ịnh PTTT theo suất trang bị điện tr ên m ột đ ơn v ị diện tích: Ptt = p0 . F Trong đó : p 0 : l à su ất trang bị điện tr ên m ột đ ơn v ị diện tích , (W/m 2 ) . F : l à di ện tích bố trí thiết bị , (m 2 ) . 6 . P hương pháp t ính tr ực tiếp : L à phương pháp đi ều tra phụ tải trực tiếp để xác định PTTT áp d ụng cho hai tr ư ờng hợp: - P h ụ tải rất đa dạng không thể áp dụng ph ương pháp nào đ ể xác đ ịnh phụ tải tính toán . - P h ụ tải rất giống nhau v à l ặp đi lặp lại ở các khu vực kh ác nha u n hư ph ụ tải ở khu chung c ư . 7 . X ác đ ịnh phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị: T heo phương pháp này th ì ph ụ tải đỉnh nhọn của nhó m thiết bị sẽ x u ất hiện khi thiết bị có d òng kh ởi động lớn nhất mở máy c òn các thi ết b ị khác trong nhó m đang l à m vi ệ c bình th ư ờng v à đư ợc tính theo công t h ức sau: Iđn = Ikđ + (Itt - ksd . Iđm ( ma x ) ) ( ma x )
Trong đó: là dòng kh ởi động của thiết bị có d òng kh ởi động lớn nhấ t Ikđ ( ma x ) : t rong nhóm máy. I t t : là d òng đ i ệ n tính toán c ủa nhó m máy. l à dòng đ ịnh mức của thiết bị đang khởi động. Iđm ( ma x ) : k s d : là h ệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động. Trong các phương pháp trên ba phương pháp 4, 5, 6 d ựa tr ên kinh n ghi ệ m thiết kế v à v ận h ành đ ể xác định PTTT n ên c h ỉ cho biết các kết q u ả gần đúng tuy nhi ên chúng khá đơn gi ản v à ti ện lợi . Các phương p háp còn l ại đ ư ợc xây dựng tr ên cơ s ở lí thuyết xác suất thống k ê có xét đ ến nhiều yếu tố do đó kết quả chính xác h ơn, nhưng kh ối l ư ợng tính t oán l ớn h ơn và ph ức tạp nh i ều h ơn. 8 . P hương pháp xác đ ịnh PTTT theo công suất trung b ình và h ệ số c ực đại V ì đ ã có thông tin chính sác v ề mặt bằng bố trí máy móc thiết b ị b i ết đ ư ợc công suất v à quá trình công ngh ệ của từng thiết bị n ên ta xác đ ịnh phụ tải tính toán theo công suất t rung bình và h ệ số cực đại.Theo p hương pháp này ph ụ tải tính toán đ ư ợc xác định nh ư sau: + T ính toán ph ụ tải động lực  V ới 1 động c ơ Ptt = Pđm  V ới nhó m động c ơ n ≤ 3
P tt =  V ới nhó m động c ơ n ≥ 4 P tt = k ma x . k s d . Trong đó : P đ mi : c ông su ất định mức của thiết bị k s d : h ệ số sử dụng của nhóm thiết bị. tra sổ tay n : S ố thiết bị trong nhó m. k ma x : H ệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ: k ma x = f (n h q , k s d ) n h q : S ố thiết bị d ùng đi ện hiệu quả .  T ính n h q  X ác đ ịnh n 1 : s ố thiết bị cos công suất lớn hay bằng một n ởa công suất thiết bị có công suất lớn nhất.  X ác đ ịnh P 1 : c ông su ất của n 1 t hi ết bị tr ên P1 = X ác đ ịnh : n* = n* = Trong đó : n : t ổng số thiết bị trong nhóm P ∑ : t ổng công suất mỗi nhó m
 T ừ n * v à P * t ra b ảng ta đ ư ợc n hp* + K hi n h q ≥ 4 → T ra b ảng v ới n h q v à k s d đ ư ợc k ma x + K hi n h q < 4 → P h ụ tải tính toán đ ư ợc xác định t heo công th ứ c Ptt= Trong đó: k t i : h ệ số tải của thiết bị i k t i = 0 ,9 v ới thiết bị l àm vi ệc ở chế độ d ài h ạn k t i = 0 ,75 v ới thiết bị l à m vi ệc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. + P h ụ tải động lực phản kháng Q t t = P t t . t gφ Trong đó C osφ : h ệ số công suất tính toán của nhó m thiết bị, tra sổ tay n ếu hệ số công suất cos φ c ủa các thiết bị trong nhóm không giống nha u t hì công su ất trung b ình tính theo công th ức sau: c osφ t b =
I I. TÍNH TOÁN PTTT CHO CÁC PHÂN XƯ ỞN G Trong ph ạ m vi đồ án n ày, v ới bản thiết kế chi cho phân x ư ởng c ơ k hí, ta đ ã bi ết các thông tin chính xác về mặt bằng bốt trí máy móc thiết b ị, biết đ ư ợc công suất định mức của các thiết bị , nên ta dùng phương p háp xác đ ịnh PTTT của phân x ư ởng n ày the o công su ất trung b ình và h ệ số cực đại. C òn các phân x ư ởng khác, v ì đ ã bi ết đ ư ợc công suất tính t oán r ồi n ên ta không xét đ ến. 1 . Phân xư ởng c ơ khí. P hân xư ởng c ơ khí là phân xư ởng thứ 2 tr ên m ặt bằng s ơ đ ồ nh à m áy. Phân xư ởng có tất cả 18 thiết bị v ới các công suất v à lo ại thiết b ị k hác nha, 1 văn ph òng và 1 nhà kho.H ầu hết các thiết bị đều l à m vi ệc ở c h ế độ d ài h ạn. Đ ể tính toán PTTT cho phân x ư ờng c ơ khí, ta ph ải phâ n n hó m thi ết bị cho phân x ư ởng n ày.Vi ệc phân nhó m phải tuân thủ c ác n guyên t ắc s a u: + C ác thi ết bị trong c ùng 1 nhóm nên ở g ần nhau để giảm đ ư ờng d ây h ạ áp nhờ vậy tiết kiệ m đ ư ợc vốn đầu t ư ban đ ầu v à t ổn thất tr ê n đ ư ờng dây hạ áp trong phân x ư ởng. + C h ế độ l àm vi ệc của các thiết bị trong c ùng m ột nhóm n ên gi ống n hau đ ể v i ệc xác định PTTT đ ư ợc chính xác h ơn và thu ận lợi h ơn trong v i ệc lựa chọn ph ương th ức cấp điện cho nhó m. + T ổng công suất trong các nhóm n ên x ấp xỉ bằng nhau đ ể giả m c h ủng loại tủ động lực cần d ùng trong phân xư ởng v à toàn nhà máy. S ố t hi ết bị t ron g cùng m ột nhóm cũng không n ên quá nhi ều bởi v ì s ố đầu ra c ủa các tủ động lực nhỏ h ơn ho ặc bằng 8 đến 12.
Tuy nhiên thư ờng không thể thoả m ãn đ ư ợc cả 3 nguy ên t ắc tr ê n n ên tu ỳ theo y êu c ầu thiết kế m à ngư ời thiết kế n ên l ựa chọn cách phâ n n hó m sao c ho h ợp lí. D ựa v ào các nguyên t ắc phân nhó m đó kết hợp với vị trí v à công s u ất của các thiết bị tr ên m ặt bằng phân x ư ởng, ta chia thiết bị của phâ n x ư ởng c ơ khí thành 5 nhó m và tính toán PTTT cho các nhó m như sau. * ) Nhóm 1: S TT T ên thi ết bị Số Kí C ông D òng l ư ợng h i ệu s u ất ( kW) c osφ ksd đ ịnh m ức t rên sơ đồ ( A) 1 M áy khoan 3 1 3 ×8 0 .7 0 .2 2 M áy doa 3 2 3 ×5 0 .8 0 .16 M áy ti ện 3 3 3 3 ×12 0 .65 0 .18 T ủ sấy 3 pha 4 3 12 3 ×30 0 .65 0 .18 C ần trục 5 1 18 4 0 kVA 0 .75 0 .18 ( đ m =30%) V ới tổng số nhóm thiết bị l à n=13, trong đó có công su ất quy đổi về c ông su ất P đ m ở c hế độ d ài h ạn của cần trục l à :