ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY

Chia sẻ: Ngoc Nhu | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:102

Thêm vào BST

Báo xấu

278
lượt xem 116
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhà maý cơ khí công nghiêp̣ điạ phương là nhà maý có 100% vôń đâù tư của Nhà nươć , do điạ phương quan̉ ly,́ co ́ nhiêṃ vu ̣ san̉ xuât́ cać loaị maý công cụ, phuc̣ vụ cho nhu câù cuả điạ phương và cać vuǹ g lân câṇ . Toaǹ bộ khuôn viên nhà maý rôṇ g gâǹ 20.000 m2 , năm̀ ở phiá Băć thaǹ h phố Hà Nôị . Đây là môṭ nhà maý lơń vơí tôn̉ g công suât́ hơn 9000 kW bao gôm̀ 9 phân xươn̉ g, lam̀ viêc̣ 3 ca....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................................ 9 CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 10 I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY .............................................................................. 10 II. NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÍNH. ................................................................ 12 III. CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 12 CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY ............................................................................................................................... 13 §2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ................................ ................................ ................................ ................... 13 §2.2 .XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG .............................................. 15 SỬA CHỮA CƠ KHÍ ................................ .............................................................................. 15 I.Giới thiệu phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình Ptb và kmax (cò n gọ i là phương p háp số thiết b ị dùng điện hiệu quả nhq): .................................................................................... 15 II.Trình tự xác định PTTT theo phương pháp Ptb và Kmax ........................................................... 18 1. Các thiết bị trong cùng một nhó m nên ở gần nhau để giảm đi chiều dài đ ường dây hạ áp, nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng. .................................................................................................................................................. 18 2. Chế độ làm việc của các thiết b ị trong cùng một nhó m nên giống nhau đ ể việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhó m. ........ 18 §2.3 .XÁC ĐỊNH PTTT CHO CÁC PHÂN XƯỞNG CÒN LẠI. ................................................ 30 I.Phương p háp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. ........................................... 30 II.Xác định PTTT của các phân xưởng: ...................................................................................... 31 III.Xác định PTTT của toàn nhà máy ......................................................................................... 35 §2.4 .XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ VẼ ĐỒ THỊ PHỤ TẢI................................ .......... 35 I.Tâm p hụ tải điện. ..................................................................................................................... 35 II.Biểu đồ phụ tải điện. ................................ .............................................................................. 35 CHƯƠNG III : THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY ................................ ...... 38 §3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................................. 38 §3.2. VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN................................................................ 38 I.Phương án về các trạm biến áp phân xưởng. ............................................................................ 38 Kết quả của p hương án 1 được ghi trong bảng 3.1 ................................ ................................ ...... 41 II.Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng. .................................................................... 43 1.Các phương án cung cấp điện cho các TBA phân xưởng. ................................ ........................ 44 2.Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm. ................................ . 45 3.Lựa chọn các phương án đi dây của mạng cao áp: ................................................................... 45 §3.3 .TÍNH TOÁN KINH TẾ –KỸ THUẬT LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ.................... 47 I.Phương án 1. ........................................................................................................................... 47 II.Phương án 2. .......................................................................................................................... 54 III.Phương án 3. ......................................................................................................................... 59 V.Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án. ........................................................... 67 §3.4.THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN. ................................ ............... 67 I.Chọn dây dẫn từ TBA KHU VỰC về TPPTT. ......................................................................... 67 II.Tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện. ................................ ................................ . 68 III.Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện. .................................................................................. 71 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN X ƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 80 §4.1.LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO TỦ PHÂN PHỐI. ....................................................... 80 1.Chọn cáp từ trạm biến áp B3 về tủ phân phối của phân xưởng. ................................................ 80 2.Lựa chọn MCCB cho tủ phân phối. ......................................................................................... 81 2
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân 3.Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực. ........................................................................ 81 §4.2.TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHÍA HẠ ÁP CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ ĐỂ KIỂN TRA CÁP VÀ ÁPTÔMÁT. ....................................................................................... 82 1.Các thông số của sơ đồ thay thế. ............................................................................................. 83 2.Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị đ ã chọn :.................................................................. 84 §4.3.LỰA CHỌN THIẾT BỊ TRONG CÁC TỦ ĐỘNG LỰC VÀ DÂY DẪN ĐẾN CÁC THIẾT BỊ CỦA PHÂN XƯỞNG. ................................ ................................ ................................ .......... 85 CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY. ............................................................................................. 93 §5.1.ĐẶT VẤN ĐỀ. .................................................................................................................. 93 §5.2.CHỌN THIẾT BỊ BÙ. ....................................................................................................... 94 §5.3.XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ............................................................... 95 1.Xác đ ịnh dung lượng bù. ......................................................................................................... 95 2.Phân b ố dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng. ...................................................... 95 CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN X ƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ. ................................ ................................ ................................ ........................ 99 §6.1.ĐẶT VẤN ĐỀ. .................................................................................................................. 99 §6.2.LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG CHUNG..................................................................................................................................... 99 §6.3.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG. ........................... 102 3
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân TRƯ ỜNG ĐHSPKT VINH THIẾT KẾ MÔN HỌC BỘ MÔN CUNG CẤP ĐIỆN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1. Tên đề thiết kế: Thiết kế HTCCĐ cho nhà máy (ghi theo bản vẽ kèm theo) 2. Sinh viên thiết kế: LÊ NGỌC NHU 3. Cán bộ hướng dẫn: NGUYỄN THỊ THANH NGÂN NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1. Mở đầu: 1.1. G iới 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… Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy 2. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng cơ khí 3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho toàn bộ nhà mày 4. 4.1 chọn số lượng,dung lượng và vị trí đặt trạm biến áp phân x ưởng. 4.2 chọn số lượng,dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian(Trạm biến áp xí nghiệp)hoặc trạm phân phối trung tâm,lựa chọn sơ đồ nối điện và cunh cấp điện cho nhà máy. 4.3 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy 5.Tính 6.Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sữa chữa cơ khí CÁC BẢN VẼ TR ÊN KHỔ GIẤY A3 1. Sơ đồ nguyên lý mạng điện,sơ đồ mặt bằng đi dây phân xưởng sữa chữa cơ khí 2. Sơ đồ nguyên lý HTCCĐ toàn nhà máy. 3.Sơ đồ nối điện MBA to àn nhà máy 4. Sơ đồ nguyên lý role bảo vệ MBA toàn nhà máy CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY 1. Điện áp: tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nhà máy đến TBA khu vực (hệ thống điện). 2. Công suất của nguồn điện: vô cùng lớn. 3. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của TBA khu vực: 250MVA. 4. Đường dây cung cấp điện cho toàn nhà máy dùng loại dây AC 5. Kho ảng cách từ TBA khu vực đến nhà máy: 12 km 6. Nhà máy làm việc 3 ca. 4
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân Ngày nhận đề: Tháng năm Trưởng bộ môn duyệt: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Nguyễn Thị Thanh Ngân Nhà máy số 8 Từ hệ thống điện đến 6 9 2 8 5 4 7 1 3 Nhà máy công cơ khí công nghiệp địa phương (mặt bằng nhà máy số 8). SỐ TRÊN CÔNG SUẤT ĐẶT TÊN PHÂN XƯỞNG MẶT BẰNG ( kW ) Phòng thí nghiệm 1 120 Phân xưởng số 3 2 3100 Phân xưởng số 4 3 2100 Phân xưởng sữa chữa cơ khí 4 Theo tính toán 5 Lò ga 400 5
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân Phân xưởng rèn 6 1600 Bộ phận nén ép 7 600 Trạm bơm 8 200 Chiếu sáng phân xưởng X ác định theo diện tích 9 Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa cơ khí (Bản vẽ số 2). TT Tên thiết bị Số Nhãn Công suất (kW) hiệu lượng Đ3 Đ4 1 2 3 4 5 6 Bộ phận máy Máy cưa kiểu đai 1 1 8531 1,3 1 ,5 2 K hoan bàn 1 MC-12A 0,65 0,85 3 Máy mài thô 1 PA274 2,8 3 ,0 Máy khoan đứng 4 1 2A125 4,0 3 ,8 5 Máy bào ngang 1 736 6,5 6 Máy xọc 6 1 7A420 2,8 3 ,3 Máy mài tròn vạn năng 7 1 3A130 4,7 4 ,0 Máy phay răng 8 1 5D37t 5,5 5 ,8 Máy tiện ren 9 1 5M82 7,0 7 ,5 Máy tiện ren 10 1 1A62 8,3 8 ,3 Máy tiện ren 11 1 IX620 9,0 8 ,5 BỘ PHẬN HÀN HƠI 12 Máy nén cắt dập liên 1 HB31 1,7 2,0 lợp 13 Máy mài phá 1 3M634 3,5 3,1 14 Quạt lò rèn 1 1,5 1,5 15 1 2188 0,85 0,78 Máy khoan đứng BỘ PHẬN SỬA CHỬA ĐIỆN 16 B ể ngâm dung dịch 1 3,0 3,0 kiềm 6
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân 17 B ể ngâm nước nóng 1 3,5 3,8 18 Máy cuộn dây 1 1,2 1,1 19 Máy khoan bàn 1 0,65 0,65 20 Máy mài thô 1 HC12A 3,0 3,5 21 Bàn thử nghiệm thiết bị 1 3M634 7,0 6,5 điện BUỒNG NẠP ĐIỆN 22 C hỉnh lưa salenium 1 BCA5M 0,7 0,7 7
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân MÆt b»ng ph©n xëng SCCK - B¶n vÏ sè 2 TØ lÖ 1:10 27 46 44 45 38 43 36 21 40 43 39 60 30 35 Phßng kiÓm 32 47 Phßng 50 60 Bé phËn nhiÖt luyÖn Bé phËn mµi tra kü thuËt thö nghiÖm 41 63 56 31 33 59 51 30 61 49 48 38 31 42 34 Khu l¾p r¸p 58 57 15 7 64 55 67 54 25 11 28 66 Kho Bé phËn söa ch÷a ®iÖn Bé phËn khu«n Kho phô tïng vµ thµnh Bé phËn rÌn 64 vËt liÖu phÈm 64 68 30 62 53 24 70 23 63 30 29 10 12 12 8 13 13 13 13 17 20 Bé phËn m¸y c«ng cô 9 7 9 3 16 4 4 14 6 19 18 5 5 2 28 2 2 1 8
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân LỜI NÓI ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa nước nhà hiện nay thì ngành Công nghiệp Điện năng đ ã thực sự trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn, và vai trò của nó đối với các ngành công nghiệp khác ngày càng được khẳng định. Có 9
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân 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 Đ iện năng. Khi xây dựng một nhà máy mới, một khu công nghiệp mới hay một khu dân cư mới…thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt cho khu vực đó. Trong công cuộ c công nghiệp hóa, hiện đại hóa, ngành công nghiệp nước ta đang ngày một khởi sắc, các nhà máy, xí n ghiệp không ngừng được xây dựng. Gắn liền với các công trình đó là h ệ thống cung cấp điện được thiết kế và xây dựng. X uất phát từ yêu cầu th ực tế đó, cùng với những kiến thức được học tại Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, em đã nhận được đ ề tài thiết kế môn học : Thiết kế Hệ Thống Cung Cấp Điện cho Nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương. Đ ây là một đề tài thiết kế rất bổ ích, vì thực tế những nhà máy Công nghiệp Địa phương ở nước ta vẫn còn đang trong giai đoạn phát triển, tìm tòi, hoàn thiện và đi lên. Trong thời gian làm bài tập d ài vừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của b ản thân, cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Phan Đăng Khải, em đã hoàn thành xong bài tập môn học của mình. Một lần nữa, em xin gửi đến cô Nguyễn Thị Thanh Ngân, cùng các thầy cô giáo trong bộ môn: CUNG C ẤP ĐIỆN lòng biết ơn sâu sắc nhất. Vinh, ngày tháng năm 2011 Sinh viên LÊ NGỌC NHU CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY N hà máy cơ khí công nghiệp địa phương là nhà máy có 1 00% vốn đầu tư của Nhà nước, do địa phương quản lý, có nhiệm vụ sản xuất các loại máy công cụ, phục vụ cho nhu cầu của địa phương và các vùng lân cận. Toàn bộ khuôn viên nhà máy rộng gần 20.000 m 2 , nằm ở phía Bắc thành phố Hà Nội. Đây là một nhà máy lớn với tổng công suất hơn 9000 kW bao gồm 9 p hân xưởng, làm việc 3 ca. 10
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân N hư chúng ta đã biết, ngành cơ khí là một ngành sả n xuất hết sức quan trọng, đóng vai trò then chốt trong nền kinh tế quốc dân.Kinh tế càng phát triển thì nhu cầu cũng như yêu cầu về chất lượng với các máy móc cơ khí càng tăng.Với nhiệm vụ là nhà máy chế tạo ra các loại máy công cụ, nhà máy cơ khí số I đóng vai trò rất quan trọng đối với lĩnh vực sản xuất công nghiệp trong cả nước.Do tầm quan trọ ng của nhà máy như vậy, nên khi thiết kế cung cấp điện, nhà máy được xếp vào hộ tiêu thụ loại I, đòi hỏi độ tin cậy cấp điện cao nhất.Trong phạm vi nhà máy, các phân xưởng tùy theo vai trò và qui trình công nghệ, được xếp vào hộ tiêu thụ loại I: các phân xưởng quan trọng nằm trong dây chuyền sản xuất khép kín, hoặc loại II: các phân xưởng phụ, bộ phận hành chính … N ăng lượng điện cung cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thố ng lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian cách nhà máy 12km.Về phụ tải điện : do sả n xuất theo dây chuyền, nên hệ thống p hụ tải của nhà máy phân bố tương đối tập trung, đ a số phụ tải của nhà máy là các động cơ điện, có cấp điện áp chủ yếu là 0,4 kV; có một số ít thiết bị công suất lớn làm việc ở cấp điện áp 3 kV: lò nhiệt, các động cơ công suất lớn …Tương ứng với qui trình và tổ chức sản xuất, thời gian sử dụng công suất cực đại của nhà máy Tmax=5000 giờ. Trong chiến lược sản xuất và phát triển, nhà máy sẽ thường xuyên nâng cấp, cải tiến qui trình kỹ thuật, cũng như linh hoạt chuyển sang sản xuất cả các sản phẩm phù hợp với nhu cầu của nền kinh tế.Do vậy, trong quá trình thiết kế cung cấp điện, sẽ có sự chú ý đến yếu tố phát triển, mở rộng trong tương lai gần 2-3 năm cũng như 5-10 năm của nhà máy . Danh sách và công suất lắp đặt của nhà máy cho trong bảng 1.1 Công suất đặt Số trên Tên phân xưởng kW mặt bằng Phòng thí nghiệm 1 1200 Phân xưởng số 3 800 2 Phân xưởng số 4 3 Theo tính toán Phân xưởng sữa chữa cơ khí 4 600 5 Lò ga 400 Phân xưởng rèn 6 450 Bộ phận nén ép 7 230 Trạm bơm 8 80 Chiếu sáng phân xưởng 9 130 11
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân Bảng 1.1- Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy II. NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÍNH. Hệ thống cung cấp điện hiểu theo nghĩa rộng bao gồm: các khâu phát điện, truy ền tải và phân phối điện năng.Đối với nhà máy đang xét, hệ thống cung cấp điện hiểu theo nghĩa hẹp là: hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, làm nhiệm vụ cung cấp điện cho một khu vực nhất định.Nguồn của hệ thống cung cấp này lấy từ hệ thống lưới điện quố c gia với cấp thích hợp ( thường dùng cấp điện áp từ trung bình trở xuống : 35 kV, 10kV, 6kV). V iệc thiết kế cung cấp điện với mục tiêu cơ b ản là : đảm bảo cho hộ tiêu thụ có đủ lượng điện năng yêu cầu, với chất lượng điện tốt.Các yêu cầu chính đối với một hệ thống cung cấp điện được thiết kế bao gồm: độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện,an toàn cung cấp điện, kinh tế. Tùy theo qui mô của công trình lớn hay nhỏ, mà các thiết kế có thể phân ra cụ thể hoặc gộp một số bước với nhau. Mỗi giai đoạn và vị trí thiết kế lại có các phương án riêng phù h ợp . Đối với nhà máy cơ khí địa phương, các bước thiết kế h ệ thống cung c ấp điện gồm: 1.Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy. 2.Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 3.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy : a) Chọn số lượng, dung lượng và vị trí lắp đặt các trạm biến áp phân xưởng. b ) Chọn số lượng, dung lượng và vị trí lắp đặt các trạm biến áp trung gian (Trạ m biến áp x í nghiệp ) hoặc trạm phân phối trung tâm . c) Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy . 4.Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy. 5.Thiết kế chiếu sá ng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí . III. CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO. 1. Trường ĐHBK Hà Nội- Bộ môn phát dẫn điện - G iáo trình cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp : năm 1978. 2. Nguyễn Văn Đạm –Phan Đăng Khải : Mạng và h ệ thống điện: 1992. 3. Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm : Thiết kế cấp điện : NXB KHKT 2001. 12
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân 4. Nguyễn Công Hiền (chủ biên)-Nguyễn Mạnh Hoạch: Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị và nhà cao tầng: : NXB KHKT -2001. CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY §2 .1 ĐẶT VẤ N ĐỀ Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi ) về m ặt 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 th ực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về m ặt 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 đ iện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống…Nếu PTTT xác định đ ược nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết b ị 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 đ ến nay vẫn chưa có được phương pháp nào thật hoàn thiện.Những phương pháp có kết 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 p hương pháp thường sử dụng nhiều hơn cả để xác định PTTT khi quy hoạch và thiết kế hệ thống cung cấp điện: 1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu k nc P tt = k nc .P đ Trong đó : k nc - hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật. Pđ - công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán có thể xem gần đú ng P đ =Pđm (kW). 13
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân 2.Phương pháp x ác định PTTT theo hình dáng củ a đồ thị phụ tải và công suất trung bình : P tt = k hd .P tb Trong đó: k hd - hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kĩ thuật . P tb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW). t  P(t)dt A 0 Ptb   t t 3.Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình : P tt  Ptb   Trong đó : P tb -công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)  -độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung b ình  -hệ số tán xạ của  4.Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đạ i Ptt  k max .k sd .Pdm Trong đó : P đm -công suất định mức của thiết bị hoặc nhóm thiết bị(kW).. k max -h ệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ : k max  f ( n hq , k sd ) k sd -hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kĩ thuật . n hq -số thiết b ị dùng điện hiệu quả . 5.Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm: a .M Ptt  0 Tmax Trong đó : a 0 -su ất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/đvsp). M-số sản phẩm sả n xuất được trong một năm. T max -thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h) Phương p háp này thường được dùng để xác định PTTT cho các XNCN có số phụ tải ít, sản xuất tương đối ổn định. 6.Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên đơn vị diện tích: P tt  po .F 14
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân Trong đó: po-suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích (W/m 2 ). F -diện tích bố trí thiết bị (m 2 ). 7.Phương pháp tính trực tiếp. Trong các phương pháp trên, 3 p hương p háp :1 ,5&6 là dựa trên kinh nghiệm thiết kế và vận hành đ ể 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 x ác suất thống kê, có xét đến nhiều yếu tố .Do đó, có kết quả chính x ác 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 p háp thích hợp đ ể 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 x ác định PTTT theo công suất trung b ình 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 x ác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất. §2 .2.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng sửa chữa số 4 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy. Phân xưởng có diện tích bố trí thiết bị là 75x44(m 2 ). Trong phân xưởng có 22 thiết bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất lớn nhất là 9 kW (máy tiện ren IX620), song cũng có những thiết bị có công suất rất nhỏ (0,65kW). Phần lớn các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn.Những đặc điểm này cần được quan tâm khi phân nhóm p hụ tải, xác định PTTT và lựa chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng. I.Giới thiệu phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình Ptb và kmax (còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq): Theo phương pháp này , PTTT được xác định theo biểu thức: n P tt  k max .k sd . Pđmi i 1 15
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân Trong đó : P đmi - công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm . n - số thiết bị trong nhóm. k sd - hệ số sử dụng , tra trong sổ tay kĩ thuật. Nếu k sd sai khác nhau nhiều thì xác định giá trị trung bình : n  k sdi .Pdmi i 1 k sd  n  Pdmi i 1 k max - hệ số cực đại , tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ: k max  f (n hq ,k sd ) n hq - số thiết bị dùng điện hiệu quả. Số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq là số thiết bị có cùng công suất, cùng chế độ làm việc, gây ra một hiệu quả phát nhiệt (hoặc mức độ hủy hoại cách điện ) đúng bằng phụ tải thực tế (có công suất và chế độ làm việc khác nhau…) gây ra trong quá trình làm việc, nhq được xác định bằng biểu thức tổng quát sau: n (  Pdmi ) 2 i 1 n hq  (là m tròn số) n 2  (Pdmi ) i 1 Trong đó: P ddi -công suất danh định của thiết bị thứ i trong nhóm . n -số thiết bị có trong nhóm. K hi n lớn thì việc xác định nhq theo biểu thức trên khá phức tạp, nên có thể xác định n hq theo các phương p háp gần đúng, với sai số tính toán nằm trong khoảng  10 %. P a.Trường hợp m= dm max  3 và k sd  0,4 thì n hq  n. Pdm min Chú ý, nếu trong nhóm có n 1 thiết b ị mà tổng công suất của chúng không lớn hơn 5% tổng công suất của cả nhóm thì : n hq  n  n 1 Trong đó: P dd max -công suất danh định của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm . P dd min -công suất danh định của thiết b ị có công suất nhỏ nhẩt trong nhóm. 16
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân b.Trường hợp m >3 và k sd  0,2 n hq sẽ được xác định theo biểu th ức: n 2. Pddi 1 n hq  n Pdd max c.Khi không áp dụng được các trường hợp trên , việc xác định n hq phải được tiến hành theo trình tự: n P Trước hết tính : n *  1 P* 1 n P Trong đó: n – số thiết bị trong nhóm. n 1 - số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết b ị có công suất lớn nhất. P và P 1 :tổng công suất của n và n 1 thiết bị. Sau khi tính được n* và P*, tra sổ tay kĩ thuật ta tìm được: n hq  f (n  , P ) Từ đó, tính được nhq theo công thức ; n hq  n hq .n K hi xác định được phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq, trong một số trường hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần đúng sau:  Nếu n  3 và n hq  4 PTTT được tính theo công thức: n P tt   Pddi 1  Nếu n>3 và n hq  4 PTTT được tính theo công thức: n P tt   k pti .Pddi 1 Trong đó : k pti -h ệ số phụ tải của thiết bị thứ i.Nếu không có số liệu chính xác,hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng như sau: k pti  0,9 : đối với thiết bị làm việc d ài hạn. k pti  0,75 : đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.  Nếu n>300 và k sd  0,5 PTTT được tính theo công thức: 17
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân n P tt  1,05.k sd . Pddi 1  Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (các máy bơm, quạt nén khí…), P TTT có thể lấy bằng phụ tải trung bình: n P tt  Ptb  k sd . Pddi 1  Nếu trong mạng có các thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết bị cho ba pha của mạng, trước khi xác định nhq, phải qui đổi công suất của các phụ tải một pha về ba pha tương đương: -N ếu các thiết bị một pha đấu vào điện áp pha: P qđ  3.Ppha max -N ếu các thiết bị một pha đấu vào điện áp dây: P qđ  3.Ppha max  Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải qui đổi về chế độ dài hạn trước khi xác định nhq theo công thức: P qđ  đm .Pdd Trong đó:  đm -hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lý lịch máy. II.Trình tự xác định PTTT theo phương pháp Ptb và Kmax 1.Phân nhóm phụ tải Trong mỗi phân xưởng, thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc rất khác nhau, muốn x ác định PTTT được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm thiết bị điện cần phải tuân theo nguyên tắc sau: 1. Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau đ ể giảm đi chiều dài đường dây hạ áp, nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng. 2. Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhó m. 3. Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong cùng nhóm cũng không nên quá nhiều bởi vì số đầu ra của tủ động lực thường trong khoảng (8  12). 18
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân Tuy nhiên, thường thì rất khó thỏa mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do P đm (kW) vTy, người TÊN kế cầẾT hảỊ lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất. (A) ậT thiết THI n p B i KÝ I Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên, và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng, có thể chia các thiết Đ3 Đ4 1 2 3 4 5 6 7 N hóm I Máy tiện ren 1 1 1 4,5 4 ,5 11,4 Máy tiện tự động 2 3 2 5,1 15,3 3x12,91 Máy tiện tự động 3 2 3 14,0 28,0 2x35,45 Máy tiện tự động 4 2 4 5,6 11,2 2x14,18 Máy tiện tự động 5 1 5 2,2 2 ,2 5,57 Má y xọ c 6 3 13 8,4 25,2 3x21,70 Má y xọ c 7 1 14 2,8 2 ,8 7,09 8 Máy bào ngang 2 12 9,0 18,0 2x22,90 Cộng nhóm I 15 107,2 272,95 Nhóm II Máy tiện rêvôn ve 1 1 6 1,70 1,70 4,30 Máy phay vạn năng 2 1 7 3,40 3,40 8,61 3 Máy phay ngang 1 8 1,80 1,80 4,56 Máy phay đứng 4 2 9 14,00 28,00 2x35,45 Máy phay đứng 5 1 10 7,00 7,00 17,73 6 Máy doa ngang 1 16 4,50 4,50 11,40 Máy khoan hướng tâm 7 1 17 1,70 1,70 4,30 Máy mài phẳng 8 2 18 18,00 18,00 2x22,79 9 Máy mài tròn 1 19 5,60 5,60 14,18 10 Máy mài trong 1 20 2,80 2,80 7,09 Cưa tay 11 1 hóm III 28 1,35 1,35 3,42 N Máy mài dao cắt gọt 1 1 21 2,80 2,80 7,09 19
Cung cấp điện GVHD:Nguyễn Thị Thanh Ngân Máy mài sắc vạn năng 2 1 22 0,65 0,65 1,65 3 Máy khoan bàn 2 23 0,65 1,30 2x1,65 Máy ép kiểu trục khuỷu 4 1 24 1,70 1,70 4,30 5 Máy mài phá 1 27 3,00 3,00 7,60 1 2 3 4 5 6 7 Cưa tay 6 1 28 1,35 1,35 3,42 Máy phay vạn năng 7 1 7 3,40 3,40 8,61 8 Máy mài 1 11 2,20 2,20 5,57 Máy khoan vạn năng 9 1 15 4,50 4,50 11,40 Cộng nhóm III 10 20,90 52,94 N hóm IV Lò điện kiểu buồng 1 1 31 30 30 47,98 Lò điện kiểu đứng 2 1 32 25 25 39,98 Lò điện kiểu bể 3 1 33 30 30 47,98 Bể điện phân 4 1 34 10 10 15,99 Cộng nhóm IV 4 95 151,93 Nhóm V Máy tiện ren 1 2 43 10,0 20,0 2x25,32 Máy tiện ren 2 1 44 7 ,0 7,0 17,73 Máy tiện ren 3 1 45 4 ,5 4,5 11,40 4 Máy phay ngang 1 46 2 ,8 2,8 7,09 Máy phay vạn năng 5 1 47 2 ,8 2,8 7,09 Máy phay răng 6 1 48 2 ,8 2,8 7,09 Máy x ọc 7 1 49 2 ,8 2,8 7,09 8 Máy bào ngang 2 50 7 ,6 15,2 2x19,25 9 Máy mài tròn 1 51 7 ,0 7,0 17,73 Máy khoan đứng 10 1 52 1 ,8 1,8 4,56 11 Búa khí nén 1 53 10,0 10,0 25,32 Quạt 12 1 54 3 ,2 3,2 8,10 Biến áp hàn 13 1 57 12,5 12,5 31,58 14 Máy mài phá 1 58 3 ,2 3,2 8,10 Khoan điện 15 1 59 0 ,6 0,6 1,52 Máy cắt 16 1 60 1 ,7 1,7 4,30 Cộng nhóm V 18 97,9 247,91 20