intTypePromotion=1

Đồ án Cung cấp điện: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí

Chia sẻ: Huỳnh Huỳnh | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:77

0
179
lượt xem
73
download

Đồ án Cung cấp điện: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án Cung cấp điện với đề tài Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí có kết cấu gồm 4 chương: Xác định phụ tải tính toán phụ tải của từng khu và của toàn phân xưởng; chọn thiết bị cho phân xưởng; tính toán dòng ngắn mạch; bù nâng cao hệ số công suất.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án Cung cấp điện: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí

  1. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí SƠ ĐỒ MẶT BẰNG Ký   hiệu   trên   mặt  Tên phân xưởng bằng I Bộ phận máy II Bộ phận sửa chữa III Nhà xưởng IV Khu văn phòng DHDI6A  1
  2. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc  Danh sách các thiết bị trong các phân xưởng Stt Tên máy Công suất ­ kw I. Bộ phận máy A 1 Máy cưa kiểu đại 3 A 2 Khoan bàn 3.3 A 3 Máy mài thô 2.7 A 4 Máy  xọc 6.7 A 5 Máy phay răng 4.5 A 6 Máy tiện ren 18 A 7 Máy khoan đứng 12 A 8 Máy bào ngang 10 II.   Bộ   phận   sữa  chữa B 1 Cầu trục 32 B 2 Bể tăng nhiệt 10 B 3 Bể ngâm nước nóng 15 B 4 Tủ sấy 20 B 5 Lò điện 8 B 6 Bàn thử nghiệm 10 III. Nhà xưởng C 1 Máy bơm 4.8 C 2 Máy bơm 9.7 C 3 CHIẾU SÁNG IV.   KHU   VĂN  PHÒNG MÁY VI TÍNH 20 MÁY ĐIỀU HOÀ 2 3 Yêu cầu 1. Vạch sơ đồ cấp điện. DHDI6A  2
  3. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc 2. Lựa chọn các phần tử trong sơ đồ  : tủ  động lực, phân phối, tiết diện cáp,  hệ thống đèn cao áp,  3. Lựa chọn các thiết bị trong trạm phân phối : thiết bị bảo vệ, cáp xuất, máy   biến áp, đo đếm, .. 4. Xác định tổn thất công suất, điện áp, điện năng. 5. Bù công suất phản kháng cho xí nghiệp, so sánh tổn thất với trước khi bù . 6. Mô phỏng trong Matlab, so sánh các vấn đề về tổn thất giữa mô hình trong  Matlab và tính toán thực tế ( Phần thêm vào ). Điều kiện  Phần đi dây trong nhà máy sử dụng phương án đi ngầm. Các thiết bị, dây dẫn sử dụng hiện đang có trên thị trường,  DHDI6A  3
  4. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc MỤC LỤC LỜI  NÓI  ĐẦU...........................................................................................7 Chương 1: Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng .......................8 Chương 2:Chọn thiết bị cho phân xưởng..................................................25 Chương 3:Tính toán ngắn mạch.................................................................53 Chương 4: Tính toán tổn thất và bù nâng cao hệ số công suất........................71 Tài liệu tham khảo.......................................................................................78 DHDI6A  4
  5. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. DHDI6A  5
  6. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc ................................................................................................................................. DHDI6A  6
  7. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. DHDI6A  7
  8. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc ................................................................................................................................. LỜI NÓI ĐẦU Trong sự  nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa nước nhà hiện nay thì  ngành công nghiệp Điện đã thực sự trở thành 1 ngành công nghiệp mũi nhọn,   và vai trò của nó đối với ngành công nghiệp khác ngày càng được khẳng định.  Có thể nói phát triển công nghiệp, đẩy mạnh công cuộc đổi mới đất nước đã   gắn liền với sự phát triển của ngành công nghiệp Điện. Khi xây dựng một nhà máy mới, một khu công nghiệp mới hay một khu  dân cư  mới… thì việc đầu tiên phải tính toán tới là xây dựng một hệ  thống  cung cấp điện để phục vụ  cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt trong khu vực  đó. Trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa, hiện đại hóa, ngành công  nghiệp nước ta ngày càng khởi sắc, các nhà máy, xí nghiệp không ngừng  được xây dựng. Gắn liền với các công trình đó là hệ  thống cung cấp điện đc  thiết kế  và xây dựng. Xuất phát từ  yêu cầu thực tế  đó, cung với những kiến   thức được học tài trường ĐH Công Nghiệp Tp HCM, chúng em đã nhận được  đề  tài thiết kế  môn học: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ  khí. Đây là một đề  tài thiết kế  rất bổ  ích và thiết thực, giúp chúng em trau  dồi, bổ sung những kiến thức cồn thiếu xót trong chuyên ngành của mình, từ  đó có thể hoàn thiện mình và đi lên. Trong thời gian làm bài tập dài vừa qua, với sự nỗ lực của bản thân cùng  sự chỉ dẫn nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn Trần Thanh Ngọc, chúng em  đã hoàn thành xong bài tập của mình. DHDI6A  8
  9. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc Một lần nữa chúng em xin chân thành gửi đến thầy Trần Thanh Ngọc   cùng các thầy cô bộ môn lòng biết ơn sâu sắc nhất. CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHỤ TẢI  CỦA TỪNG KHU VÀ CỦA TOÀN PHÂN XƯỞNG. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với  phụ tải thực tế (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 đến   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 (PTTT),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 PTTT còn được dùng để tính toán tổn thất công suất, tổn thất   điện   năng,   tổn  thất   điện   áp,   lựa   chọn   dung   lượng   bù   công   suất   phản  kháng PTTT phụ thuộc vào nhiều 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  PTTT xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ  làm giảm tuổi thọ của thiết   bị  điện, có khả  năng dẫn đến cháy nổ Ngược lại, các thiết bị được chọn nếu  dư thừa công suất sẽ làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất Cũng vì vậy, đã có  nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp xác định PTTT, song cho đến nay vẫn  chưa có được phương pháp nào  thật hoàn thiện.Những phương pháp có kết  DHDI6A  9
  10. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban   đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại.Có thể  đưa ra  đây một số  phương pháp  thường sử dụng nhiều hơn cả để xác định PTTT khi quy hoạch và thiết kế hệ  thống cung cấp điện:  II. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt   và  hệ số nhu cầu  knc .   Trong đó :  knc   ­   hệ  số  nhu  cầu,  tra  trong  sổ   tay  kỹ    thuật.  Pd ­ công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính  toán có thể xem gần đúng Pd =Pdm (kW).  Khi xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu K nc trong cung cấp điện thì  độ  chính xác không cao là do sử  dụng bảng tra Knc cho trước. Nó không phụ  thuộc vào chế độ vận hành của thiết bị trong nhóm mà Knc=Ksd.Kmax, có nghĩa  là hệ số nhu cầu phụ thuộc vào những yếu tố kể trên. Do đó khi chế độ vận  hành thay đổi trong nhóm thi Knc hiệu quả sẽ không chính xác. 2. Phương pháp xác định PTTT theo hình dáng của đồ thị phụ tải và  công suất trung bình :  DHDI6A  10
  11. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc Trong đó:  khd  ­ hệ  số  hình dáng của đồ  thị  phụ  tải, tra trong sổ  tay kĩ  thuật .  Ptb­ công suất trung bình của thiết bị  hoặc nhóm thiết bị  (kW).  3. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ  lệch  của  đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình :  Trong đó :  Ptb  ­công suất trung bình của thiết bị  hoặc nhóm thiết bị  (kW)   ­độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình   ­hệ số tán xạ của  4. Phương pháp xac định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một  đơn vị sản phẩm:  Trong đó :  p0  ­suất   chi   phí   điện   năng   cho   một   đơn   vị   sản   phẩm  (kWh/đvsp).  M­số sản phẩm sản xuất được trong một năm.  Tmax­thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)  Phương pháp này chủ  yếu áp dụng cho tính toán phụ  tải của các chung cư,  khách sạn, bệnh viện,….có phụ  tải của từng phần tử  là như  nhau và đã biết  công suất cho một phần tử. DHDI6A  11
  12. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc 5. Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị  điện trên đơn vị  diện  tích:  Trong đó:  p0­suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích (W/m2 ).  F ­diện tích bố trí thiết bị (m2 ).  Giá trị  p0  có thể  tra trong sổ  tay. Giá trị  p0  của từng bộ  hộ  tiêu thụ  do kinh  nghiệm vận hành thống kế lại mà có. Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy nó thường được dùng trong  giai đoạn thiết kế  sơ  bộ. Nó cũng được dùng để  tính toán phụ  tải các phân   xưởng có mật độ máy móc sản  xuất tương đối đều. 6. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ  số  cực  đại . Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn  giản đã nêu ở trên, hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán thì  nên dùng theo phương pháp tính theo hệ số cực đại. Trong đó :  Pdm  ­công   suất   định   mức   của   thiết   bị   hoặc   nhóm   thiết  bị(kW)..  kmax ­hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ  :  DHDI6A  12
  13. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc k = f (nhq, ksd)   max ksd­hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kĩ thuật .  nhq ­số thiết bị dùng điện hiệu quả .  Hệ số Ksd trong sổ tay hoặc tính bằng công thức đối với 1 thiết bị hoặc đối với 1   nhóm thiết bị thì: . Hệ số cực đại kmax phụ thuộc vào ksd và nhq. Khi sử dụng công thức này trong một số  trường hợp cụ thể ta có thể  sử  dụng   công thức gần đúng sau: Khi n ≤ 3 và nhq  3 và n   300, Ksd  300, Ksd > 0,5 thì . Khi thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng thig phụ tải tính toán lấy bằng phụ tải  trung bình: 7. Phương pháp tính một số phụ tải đặc biệt Tính toán đối với thiết bị 1 pha: Khi trong mạng vừa có thiết bị 3 pha (thiết bị cân bằng) và cũng vừa có thiết bị  một pha (thiết bị không cân bằng) thì phải phân bố các thiết bị đó lên ba pha sao   DHDI6A  13
  14. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc cho trị  số không cân bằng là nhỏ  nhất. Khi đó phụ  tải tính toán được tính như  sau: Nếu tổng công suất của thiết bị không cân bằng nhỏ  hơn 15% tổng công suất   của thiết bị ba pha thì các thiết bị một pha xem như là ba pha có công suất tương  đương. Khi đó phụ tải tính toán được tính toán theo công thức sau : Nếu tổng công suất của thiết bị 1 pha lớn hơn 15% tổng công suất của thiết bị 3   pha thì các thiết bị một pha quy đổi về ba pha được tính như sau: Trường hợp các thiết bị một pha đấu điện áp pha: Trong đó: P1pha(max) là phụ tải 1 pha lớn nhất. Trường hợp các thiết bị một pha đấu điện áp dây: Trường hợp trong mạng lưới điện vừa có thiết bị một pha nối vào điện áp dây   và vừa có thiết bị nối vào điện áp pha thì ta phải quy đổi về cùng một sơ đồ đấu   dây. Khi đó công suất quy đổi được tính như sau: Trong đó Pqd(max) được so sánh từ 3 pha như sau: Sau đó chọn ra pha nào có công suất lớn nhất thì đó lag Pqd(max). Trong đó p(ab)a , p(ba)b, p(cb)c………. :là các hệ số quy đổi được tra bảng dưới   đây. Hệ số quy đổi phụ tải 1 pha nối vào điện áp dây thành phụ tải 1 pha nối vào  điện áp pha của mạng. Hệ  số  Hệ số công suất của phụ tải cosφ quy  đổi 0,3 0,4 0,5 0,6 0,65 0,7 0,8 0,9 1 DHDI6A  14
  15. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc p(ab)a, p(bc)b, p(ca)c 1.4 1.17 1.0 0.89 0.84 0.80 0.72 0.64 0.5 p(ab)b, p(bc)c, p(ca)a ­0.4 ­0.17 0 0.11 0.16 0.20 0.28 0.36 0.5 q(ab)a, q(bc)b, q(ca)c 1.26 0.86 0.58 0.38 0.30 0.22 0.09 ­0.05 ­0.29 q(ab)b, q(bc)c, q(ca)a 2.45 1.44 1.16 0.96 0.88 0.80 0.67 0.53 0.29 Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp :1,5&6 là dựa trên kinh  nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho kết quả gần đúng   .Tuy nhiên, chúng khá đơn giản và tiện lợi.Các phương pháp còn lại xây dựng   trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê, có xét đến nhiều yếu tố .Do đó, có kết  quả chính xác hơn, nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp.  Tùy theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể  có được về  phụ  tải,  người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định PTTT.  Trong bài tập này, với phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta đã biết vị trí, công suất   đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng. Nên khi tính toán   phụ  tải động lực của phân xưởng có thể  sử  dụng phương pháp xác định   PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Các phân xưởng còn lại, do   chỉ biết diện tích và công suất đặt của nó, nên để  xác định phụ  tải động lực  của các phân xưởng này, ta áp dụng phương pháp tính theo công suất đặt và   hệ  số  nhu cầu. Phụ  tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác  định theo  phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất.  III. TÍNH TOÁN 1. Tính toán phụ tải bộ phận máy Do đây là phân xưởng sữa chữa cơ  khí nên theo bảng tra (sách thiết kế  cấp   điện của Ngô Hồng Quang­ trang 269) ta có Ksd = 0.15 và cosφ = 0.6. Tổng số thiết bị nhóm 1 là n = 8. DHDI6A  15
  16. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc Công suất lớn nhất của nhóm thiết bị Pmax = 18 Tổng số thiết bị có công suất ≥  công suất max là n1 = 3 Tra bảng tra (sách thiết kế  cấp điện của Ngô Hồng Quang­ trang 270) ta tìm  được nhq*= 0.715 Ta có nhq= nhq*×n= 0.715×8= 5,72 (lấy nhq = 6) Tra bảng tra (sách thiết kế cấp điện của Ngô Hồng Quang­ trang 271) với nhq=  6 và ksd= 0.15 ta được kmax= 2,64 Phụ tải tính toán của nhóm bộ phận máy: Ptt= kmax.ksd.Pdm = 2,64×0,15×60,2 = 23,84 (kW) Qtt= Ptt.tanφ= 23,84×1,33=31,71 (kVar)  (KVA) 2. Tính toán phụ tải ở bộ phận sửa chữa Do đây là phân xưởng sữa chữa cơ khí nên theo bảng tra tra (sách thiết kế cấp   điện của Ngô Hồng Quang­ trang 269) ta có Ksd = 0.15 và cosφ = 0.6. Tổng số thiết bị nhóm 1 là n = 6. Công suất lớn nhất của nhóm thiết bị Pmax = 32 Tổng số thiết bị có công suất ≥  công suất max là n1 = 2 DHDI6A  16
  17. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc Tra bảng tra (sách thiết kế cấp điện của Ngô Hồng Quang­ trang 270) từ n* và  P* ta tìm được nhq*= 0.77 Ta có nhq= nhq*×n= 0.77×6= 4,62 (lấy nhq = 5) Tra bảng với nhq= 5 và ksd= 0.15 ta được kmax= 2,87 Phụ tải tính toán của nhóm bộ phận sữa chữa: Ptt= kmax.ksd.Pdm = 2,87×0,15×95 = 40,9 (kW) Qtt= Ptt.tanφ= 40,9×1,33=54,4 (kVar) (KVA) 3. Phụ tải tính toán của khu nhà xưởng  Do đây là phân xưởng sữa chữa cơ  khí nên theo bảng tra ta có Ksd  = 0.15 và  cosφ = 0.6. Do đây là nhóm thiết bị chỉ có 2 máy bơm, n 
  18. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc Thiết bị ở khu văn phòng là các thiết bị 1 pha. Do đó ta phải quy đổi chúng về  công suất 3 pha. Ta có công suất 3 pha tổng của các khu còn lại là   Công suất 1 pha ở khu văn phòng : Theo lý thuyết để quy đổi ta phải so sánh công suất 1 pha với 15% công suất   3 pha tổng. ta có: Ta thấy: Theo lý thuyết ở trên ta có: DHDI6A  18
  19. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc 5. Phụ tải chiếu sáng cho toàn phân xưởng Trong phân xưởng chửa sửa cơ khí, hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt,   tra bảng (sách thiết kế cấp điện của Ngô Hồng Quang ­ trang 269) ta có p0=15  W/m2. Vậy phụ tải chiếu sáng của toàn phân xưởng là: Do dùng đèn sợi đốt nên cosφ=1 Suy ra: Qcs=0 6. Phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng DHDI6A  19
  20. Đồ án Cung Cấp Điện                                  GVHD: T.S Trần Thanh  Ngọc 7. Tính toán dòng định mức cho từng thiết bị Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí thì hệ số cosφ =0,6.Từ đó ta có thể tính được Iđm của từng thiết bị thông qua công suất của chúng . Dựa vào công thức trên ta tính được dòng định mức của các thiết bị theo bảng   sau: STT Tên máy Công suất Iđm Bộ phận máy 1 Máy cưa kiểu đại 3 7,6 2 Máy khoan bàn 3,3 8,36 3 Máy mài thô 2,7 6,84 4 Máy sọc 6,7 16,97 5 Máy phay răng 4,5 11,4 6 Máy tiện ren 18 45,58 7 Máy khoan đứng 12 30,39 8 Máy bào ngang 10 25,32 Bộ phận sửa chữa 9 Cầu trục 32 81,03 10 Bể tăng nhiệt 10 25,32 Bể ngâm nước  11 15 37,98 nóng 12 Tủ sấy 20 50,64 13 Lò điện 8 20,26 14 Bàn thử nghiệm 10 25,32 Nhà xưởng 15 Máy bơm 4,8 12,15 16 Máy bơm 9,7 24,56 Khu văn phòng 17 Máy vi tính 20 91 18 Máy điều hòa 2 3 13,6 DHDI6A  20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản