Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất đường - Mặt bằng Nhà máy số 4, mặt bằng PX sửa chữa cơ khí số 4

Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 7 Trạm bơm 600 8 Kho than 350 Số liệu về mặt bằng phân nhà máy và xưởng sửa chữa cơ khí theo đề ra. Nhiệm vụ thiết kế 1.Mở đầu 1.1.Giới thiệu chung về nhà máy: Vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm công nghệ, đặc điểm vầ phân bố phụ tải. 1.2.Nội dung tính toán thiết kế, các tài liệu tham khảo... 2. Xác định phụ tải của toàn phân xưởng và nhà máy 3.Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa có khí 4. Thiết kế mạng điện hạ áp cho nhà máy 4.1.Chọn số lượng, dung lượng, vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng 4.2.Chọn số lượng, dung lượng, vị trí đặt các trạm biến áp trung gian (trạm biến áp xí nghiệp, nhà máy) hoặc trạm phân phối trung tâm. 4.3.Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy. 5.Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCC điện của nhà máy. 6.Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, chiếu sáng phân xưởng (Xác định theo diện tích). Các bản vẽ trên khổ A0 1.Sơ đồ nguyên lý mạng điện phân xưởng sửa chữa cơ khí 2.Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện toàn nhà máy Số liệu về nguồn điện và nhà máy 1.Điện áp: Tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn đến nhà máy 2.Công suất của nguồn điện: Vô cùng lớn 3.Đường dây cung cấp điện cho nhà máy dùng loại dây AC 4.Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: 15km 5.Nhà máy làm việc 3 ca Chương I. Mở đầu Đ1. Tổng quan Nhà máy đường là nhà máy sản xuất, chế biến nông sản như mía hay củ cải đường. Nó có vai trò quan trọng trong quá trình tiến hành công nghiệp hoá nông thôn, góp phần nâng cao đời sống nông thôn. Nhà máy nằm gần vùng nguyên liệu và phải tiện đường giao thông. Quy mô nhà máy phụ thuộc vào điều kiện từng vùng và phụ thuộc rất nhiều vào vùng nguyên liệu. Đối với nhà máy yêu cầu thiết kế cung cấp điện có quy mô tương đối, công suất đặt lên tới hơn 4000kW bao gồm 8 phân xưởng, có tổng diện tích xấp xỉ 164000 m2. Số liệu các phân xưởng Số tt Tên phân xưởng Công suất đặt(kW) 1 Kho củ cải đường 350 2 Phân xưởng thái và nấu củ cải đường 700 3 Bộ phận cô đặc 550 4 Phân xưởng tinh chế 750 5 Kho thành phẩm 150 6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 7 Trạm bơm 600 8 Kho than 350 9 Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo tính toán Nhà máy đường có tầm quan trọng trong nền kinh tế ở khu vực nông thôn, sự hoạt động của nó bảo đảm việc làm cho rất nhiều lao động trong nhà máy cũng như vùng nguyên liệu. Chất lượng điện áp ảnh hưởng rất nhiều đến năng suất và doanh thu của nhà máy. Do đó yêu cầu nhà máy đặt ra là phải đảm bảo cấp điện liên tục nhưng trong những trường hợp đặc biệt vẫn có thể cắt điện. Vì vậy nhà máy được liệt vào hộ tiêu thụ loại II. Ngoài ra một số phòng ban gián tiếp thì được cấp điện theo hộ loại III. Nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ lưới điện cách nhà máy 15 Km, đường dây trên không lộ kép để truyền tải điện. Phụ tải điện của nhà máy tương đối tập trung, nguồn điện phục vụ các phân xưởng chủ yếu là 0,4 KV. Ngoài ra một số phân xưởng có thêm cấp điện áp cao hơn. Nhà máy làm việc 3 ca nên thời gian sử dụng công suất cực đại là Tmax= 5200 h. Mặt bằng bố trí nhà máy Hình H_1 Hướng nguồn đến Đ2. các nội dung chủ yếu Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và tàon nhà máy thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy: Chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng 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 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của nhà máy Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa vơ khí và toàn nhà máy Đ3. các tài liệu tham khảo Giáo trình cung cấp điện XNCN Hướng dẫn thiết kế hệ thống cung cấp điện XNCN Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang Hệ thống cung cấp điện của XNCN, đô thị và nhà cao tầng – Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch Chương II. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy Đ1. đặt vấn đề Phụ tải là thông số ban đầu để đánh giá và giải quyết những vấn đề về kinh tế phức tạp khi thiết kế cung cấp điện. Nó là cơ sở để thiết kế lắp đặt lựa chọn các máy biến áp và các thiết bị khác. Như vậy xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên của công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện. Mục đích là để lựa chọn các thiết bị điện theo những phương pháp phát nóng và các chỉ tiêu kính tế. Để có được phương án tối ưu về kinh tế và kỹ thuật trong việc thiết kế hệ thống cung cấp điện, người ta phải tính toán thật chính xác phụ tải điện. Nhìn chung thì phụ tải đặt là khác so với phụ tải tính toán và người ta sẽ căn cứ vào phụ tải tính toán để thiết kế cung cấp điện. Có nhiều phương pháp tính phụ tải tính toán, mỗi phương pháp là một công trình nghiên cứu khoa học và nó đã được kiểm nghiệm qua thực tế. Đ2. các phương pháp xác định phụ tải tính toán Xác định phụ tải tính toán theo Pđm và knc Ptt = knc .Pđm knc tra trong sổ tay kĩ thuật, nếu không tra được có thể lấy knc ằ ksd. Thông thường knc = (1,1 á 1,2)ksd. Xác định phụ tải tính toán theo ksd và PTB Ptt = ksdPTB ksd được tra trong sổ tay kĩ thuật 3. Xác định phụ tải tính toán theo PTB và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình Ptt = PTB ± bs là độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung bình b là hệ số tán xạ 4. Xác định phụ tải tính toán theo suất trang bị điện cho một đơn vị diện tích Ptt = po.F Po là suất trang bị điện cho một đơn vị diện tích và được tra trong sổ tay kĩ thuật F là diện tích nơi đặt thiết bị 5. Xác định phụ tải tính theo suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm và tổng sản phẩm sản xuất ra trong một thời gian khảo sát. Ptt = a0 là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm M là tổng sản phẩm sản xuất ra trong thời gian khảo sát t 6. Xác định phụ tải tính toán theo kmax và PTB Với PTB = ksd.Pđm kmax là hệ số cực đại tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ kmax = f(, ) Với là số thiết bị điện dùng hiệu quả có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra hiệu quả phát nhiệt đúng bằng số thiết bị thực tế gây ra trong quá trình làm việc. - Công thức tổng quát tính nhq : - Số thiết bị lớn ta dùng công thức gần đúng để tính toán đơn giản hơn ị * Nếu m [ 8 và ksd ỏ 0,4 thì lấy = n. Nếu trong đó có n1 thiết bị sao cho thì lấy = n – n1 * Nếu m > 3 và ksd ỏ 0,2 thì Khi không áp dụng được hai trường hợp trên thì tính như sau * Tính n và gọi là P * Tính n1 và gọi là P Trong đó n1 là số thiết bị có công suất khong nhỏ hơn công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm * Tính ; * Từ và tra sổ tay tìm được * Từ những phương pháp xác định phụ tải tính toán trên ta chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng. Phân xưởng sửa chữa cơ khí: do đã biết khá nhiều thông tin về phụ tải nên có thể xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại Ptt = kmaxPTB Các phân xưởng còn lại: do mới biết công suất đặt nên phụ tải tính toán được xác định theo phương pháp sử dụng công suất đặt và hệ số nhu cầu Ptt = kncPdm Các phụ tải chiếu sáng: do biết diện tích nơi đặt thiết bị và suất trang bị điện cho một đơn vị diện tích nên dùng phương pháp: Pcs = kncF Đ3. xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 1. Giới thiệu chung Phân xưởng sửa chữa cơ khí được đặt trên mặt bằng nhà máy với diện tích phân xưởng là (65320 = 1300m2) bao gồm 39 thiết bị được bố trí đều trên mặt bằng phân xưởng. 2. Trình tự xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí Phân nhóm phụ tải điện Xác định phụ tải tính toán theo từng nhóm Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng Xác định phụ tải toàn xưởng Xác định Itt và Iđm 3. Thực hiện phân nhóm phụ tải điện Mục đích: Xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn Tạo điều kiện cho việc thiết kế cung cấp điện sau này Các cơ sở phân nhóm phụ tải điện Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau Các thiết bị trong nhóm nên có chế độ làm việc giống nhau để khi xác định phụ tải tính toán có sai số bé. Tổng công suất nên tương đương nhau Số lượng các thiết bị trong các nhóm nên tương đương nhau để tiện cho việc thiết kế sau này. Dựa vào các tiêu chí và nguyên tắc ta tiến hành phân nhóm phụ tải điện từ danh mục thiết bị mặt bằng thành nhóm phụ tải điện Nhóm I Số tt Tên thiết bị Số lượng Công suất đặt Kí hiệu Iđm(A) 1 Búa hơi để rèn 2 10 1 25,3 2 Lò rèn 1 4,5 3 11,4 3 Quạt lò 1 2,8 5 7,1 4 Quạt thông gió 1 2,5 6 6,33 5 Dầm treo có palăng điện 1 4,85 11 12,3 6 Máy mài sắc 1 3,2 12 8,1 7 Thiết bị tôi bánh răng 1 18 25 45,6 Cộng tổng 8 55,85 Nhóm II Số tt Tên thiết bị Số lượng Công suất đặt Kí hiệu Iđm(A) 1 Búa hơi để rèn 2 28 2 71 2 Lò rèn 1 4,5 3 11,4 3 Lò rèn 1 6,0 4 15,2 4 Máy ép ma sát 1 10 8 25,3 5 Quạt ly tâm 1 7,0 13 17,7 6 Máy biến áp 2 2,2 17 5,57 7 Cộng tổng 8 87,9 Nhóm III Stt Tên thiết bị Số lợng P đặt Ký hiệu Iđm(A) 1 Bể dầu 1 4 24 10,1 2 Bể dầu có tăng nhiệt 1 3 26 7,6 3 Máy đo độ cứng đầu côn 1 0.6 28 1,52 4 Máy mày sắc 1 0.25 31 0,63 5 Cần trục cánh có palăng điện 1 1.3 33 3,29 6 Máy bào gỗ 1 2 41 5,06 7 Máy khoan 1 1 42 2,53 8 Máy cưa đai 1 4.5 44 11,4 9 Máy bào gỗ 1 7 46 17,7 10 Máy ca tròn 1 7 47 17,7 11 Thiết bị đo bi 1 23 37 58,2 Tổng 11 53.65 Nhóm IV Stt Tên thiết bị số lợng P đặt Ký hiệu Iđm(A) 1 Máy nén khí 1 45 40 85,5 2 Quạt gió trung áp 1 9 48 17,1 3 Quạt gió số 9,5 1 12 49 22,8 4 Quạt số 14 1 28 50 34,2 Tổng 94 Nhóm V(nhóm các thiết bị cao áp) Stt Tên thiết bị số lợng P đặt (kW) Ký hiệu 1 Lò điện để hoá cứng linhkiện 1 90 19 2 Thiết bị cao tần 1 80 34 3 Lò điện H - 15 1 15 9 4 Lò bằng chạy điện 1 30 18 5 Lò điện H – 30 1 30 20 6 Lò điện để rèn ếH – 32 1 36 21 7 Lò điện C – 20 1 20 22 8 Lò điện B – 20 1 20 23 Cộng tổng 8 321 4. Tính toán phụ tải theo nhóm a. Nhóm I Tra sổ tay có ksd = 0.2; Cosj = 0.6 Tính nhq theo công thức Với nhq= 4, ksd = 0,2 tra sổ tay có kmax = 2,64 ị Ptt = ksd.kmax.PđmS = 0,2.2,64.55,85 = 29,5 kW Qtt = Ptt .tgj = 29,5.1,33 = 39,22 kvar Stt = = 49,1 kVA Itt= A b. Nhóm II Tra sổ tay có ksd = 0.2; Cosj = 0.6 Tính nhq theo công thức Với nhq= 5, ksd = 0,2 tra sổ tay có kmax = 2,42 ị Ptt = ksd.kmax.PđmS = 0,2.2,42.87,9 = 42,54 kW Qtt = Ptt .tgj = 42,54.1,33 = 56,57 kar Stt = = 70,79 kVA Itt= =107,55A c. Nhóm III Tra sổ tay có ksd = 0.2; Cosj = 0.6 Tính nhq theo công thức Với nhq= 5, ksd = 0,2 tra sổ tay có kmax = 2,44 ị Ptt = ksd.kmax.PđmS = 0,2.2,42.53,65 = 25,97 kW Qtt = Ptt .tgj = 25,97.1,33 = 34,53 kvar Stt = = 43,2 kVA Itt= =65,66A d. Nhóm IV Tra sổ tay có ksd = 0.6; Cosj = 0.8 Tính nhq theo công thức vì n=4 >2,912 nên lấy Với nhq= 4, ksd = 0,6 tra sổ tay có kmax = 1,46 ị Ptt = ksd.kmax.PđmS = 0,6.1,46.94 = 82,34 kW Qtt = Ptt .tgj = 82,34.1,33 = 109,52 kvar Stt = = 137,02 kVA Itt= =208,2A Các thiết bị còn lại (nhóm V) là các lò điện bao gồm cả lò điện trở và lò cao tần. Các thiết bị này có chế độ làm việc khác với nhóm thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí nên chúng được phân nhóm một cách đặc biệt. vì chúng có công suất lớn, có lò công suất đặt lên tới 90 KW nên chúng được liệt vào phụ tải cao áp. e. Nhóm V - Tra sổ tay đối với lò điện trở làm việc liên tục (thiết bị 19) ta có cosj = 0,9 Ptt = Pđm = 90 kW Qtt = Qđm = Ptt.tgj = 90.0,48 = 43,2 kvar - Tra sổ tay đối với lò điện cao tần(thiết bị 34) ta có cosj = 0,6 Ptt = Pđm = 80 kW Qtt = Qđm = Ptt.tgj = 80.1,33 = 106,4 kvar - Tra sổ tay nhóm lò điện trở (các thiết bị 9, 18, 20, 21, 22, 23) có ksd = 0,7; cosj = 0,9 Ptt = kW Qtt = Ptt.tgj = 151.0,48 = 72,48 kvar - Công suất tính toán cả nhóm: Ptt = 90 + 80 + 151 = 321 kW Qtt = 43,2 + 106,4 + 72,48 = 222,08 kvar Stt = =390,3kVA Như vậy khi coi các lò điện là phụ tải cao áp thì phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí chỉ còn có 4 nhóm: nhóm I, nhóm II, nhóm III, nhóm IV Bảng tổng kết kết quả tính toán phụ tải phân xưởng sửa chữa cơ khí Tên máy sl K/h Pđm Ksd cosj nhq kmax Ptt Qtt Stt Itt Nhóm 1  1 Búa hơi để rèn 2 1 10 0.20 0.60 25,3 2 Lò rèn 1 3 4,5 0.20 0.60 11,4 3 Quạt lò 1 5 2,8 0.20 0.60 7,1 4 Quạt thông gió 1 6 2,5 0.20 0.60 6,33 5 Dầm treo có palăng điện 1 11 4,85 0.20 0.60 12,3 6 Máy mài sắc 1 12 3,2 0.20 0.60 8,1 7 Thiết bị tôi bánh răng 1 25 18 0.20 0.60 45,6 Cộng tổng 8 55,85 4  2,64  29,5  39,22  49,1  74,6 Nhóm2 1 Búa hơi để rèn 2 2 28 0.20 0.60 71 2 Lò rèn 1 3 4,5 0.20 0.60 11,4 3 Lò rèn 1 4 6,0 0.20 0.60 15,2 4 Máy ép ma sát 1 8 10 0.20 0.60 25,3 5 Quạt ly tâm 1 13 7,0 0.20 0.60 17,7 6 Máy biến áp 2 17 2,2 0.20 0.60 5,57 Cộng tổng 8 87,9 5  2,42  42,5  56,6  70,8  107,6 Nhóm 3 1 Bể dầu 1 24 4 0.20 0.60 10,1 2 Bể dầu có tăng nhiệt 1 26 3 0.20 0.60 7,6 3 Máy đo độ cứng đầu côn 1 28 0.6 0.20 0.60 1,52 4 Máy mày sắc 1 31 0.25 0.20 0.60 0,63 5 Cần trục có palăng điện 1 33 1.3 0.20 0.60 3,29 6 Máy bào gỗ 1 41 2 0.20 0.60 5,06 7 Máy khoan 1 42 1 0.20 0.60 2,53 8 Máy cưa đai 1 44 4.5 0.20 0.60 11,4 9 Máy bào gỗ 1 46 7  0.20 0.60  17,7 10 Máy ca tròn 1 47 7  0.20  0.60 17,7 11 Thiết bị đo bi 1 37 23 0.20 0.60 58,2 Tổng 11 53.65 5  2,44  25,97 34,53  43,2  65,66  Nhóm 4 1 Máy nén khí 1 40 45 0.60 0.80 85,5 2 Quạt gió trung áp 1 48 9 0.60 0.80 17,1 3 Quạt gió số 9,5 1 49 12 0.60 0.80 22,8 4 Quạt số 14 1 50 28 0.60 0.80 34,2 Tổng 4 94 4  1,46  82,3  109,5  137  208,2  Nhóm 5 1 Lò điện để hoá cứng linhkiện 1 19 90 0.70 0.90 2 Thiết bị cao tần 1 34 80 0.70 0.60 3 Lò điện H - 15 1 9 15 0.70 0.90 4 Lò bằng chạy điện 1 18 30 0.70 0.90 5 Lò điện H – 30 1 20 30 0.70 0.90 6 Lò điện để rèn ếH – 32 1 21 36 0.70 0.90 7 Lò điện C – 20 1 22 20 0.70  0.90 8 Lò điện B – 20 1 23 20 0.70  0.90 Cộng tổng 8 321 8  151  222,1  390  Phụ tải toàn phân xưởng *. Phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng Lấy suất chiếu sáng chung cho toàn phân xưởng: p0 = 12W/m2 Diện tích phân xưởng đo từ sơ đồ mặt bằng nhà máy được F = 1300m2 Chọn loại đèn có cosj = 1. Ta có Pcs = p0.F = 12.1300 = 15600 W Hay Pcs = 15,6 kW *. Phụ tải tính toán động lực toàn phân xưởng Với phân xưởng sửa chữa cơ khí lấy cosj = 0,6 Pttpx = kđt.= kđt (29,5 + 42,54 + 25,97 + 82,34 ) = 0,85.180,35 = 138 kW Qttpx = Pttpx. tgj = 138 . 1,33 = 203,9 kvar Sttpx = kVA *. Phụ tải phân xưởng Ppx = Pttpx + Pcs = 138 + 15,6 = 153,6 kW Qpx = Qttpx + Qcs = Qttpx = 203,9 kvar Spx = kVA Đ4. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng 1. Đặt vấn đề Vì các phân xưởng còn lại chỉ biết công suất đặt nên phụ tải tính toán được tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Các bước tính phụ tải tiến hành như sau: a. Công suất tính toán động lực Pđl = knc.Pđ Với knc tra trong sổ tay kĩ thuật, Pđ đã biết b. Công suất chiếu sáng Pcs = p0.F Với p0 là suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích. p0 được tra trong sổ tay kĩ thuật c. Công suất tính toán tác dụng toàn phân xưởng Ptt = Pđl + Pcs d. Công suất tính toán phản kháng của toàn phân xưởng Qtt = Pđl.tgj e. Công suất tính toán toàn phân xưởng Stt = Trong đó hệ số đồng thời lấy bằng 0,85 2. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng 2.1. Kho củ cải đường Công suất đặt: Pđ = 350 kW Cấp điện áp 0,4kV Tra trong sổ tay kỹ thuật được: Knc = 0,6 cosj = 0,8 p0 = 12 W/m2 Từ bản vẽ mặt bằng tính được diện tích phân xưởng là 9000m2 Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,6.350 = 210 kW Công suất chiếu sáng Pcs = p0.F = 12 . 9000 = 108000W = 108kW Công suất tính toán tác dụng Ptt = Pđl + Pcs = 210 + 108 = 318 kW Công suất tính toán phản kháng Qtt = Pđl. tgj = 210 . 0,75 = 157,5 kvar Công suất tính toán toàn phần Stt = =301,6kVA 2.2. Phân xưởng thái và nấu củ cải đường Công suất đặt: Pđ = 700 kW Cấp điện áp 0,4KV Tra trong sổ tay kỹ thuật được: Knc = 0,8 cosj = 0,8 p0 = 15 W/m2 Từ bản vẽ mặt bằng tính được diện tích phân xưởng là 2925m2 Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,8.700 = 560 kW Công suất chiếu sáng Pcs = p0.F = 15 . 2925 = 43875W = 43,875kW Công suất tính toán tác dụng Ptt = Pđl + Pcs = 560 + 43,875 = 603,875 kW Công suất tính toán phản kháng Qtt = Pđl. tgj = 560 . 0,75 = 420 kvar Công suất tính toán toàn phần Stt = =625,24 kVA 2.3. Bộ phận cô đặc Công suất đặt: Pđ = 550 kW Cấp điện áp 0,4KV Tra trong sổ tay kỹ thuật được: Knc = 0,75 cosj = 0,7 p0 = 15 W/m2 Từ bản vẽ mặt bằng tính được diện tích phân xưởng là 3375m2 Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,75.550 = 412,5 kW Công suất chiếu sáng Pcs = p0.F = 15 . 3350 = 50250W = 50,25kW Công suất tính toán tác dụng Ptt = Pđl + Pcs = 412,5 + 50,25 = 462,25 kW Công suất tính toán phản kháng Qtt = Pđl. tgj = 412,5 . 1,02 = 420,75 Công suất tính toán toàn phần Stt = kVA 2.4.Phân xưởng tinh chế Công suất đặt: Pđ = 750 kW Cấp điện áp 0,4KV Tra trong sổ tay kỹ thuật được: Knc = 0,8 cosj = 0,7 p0 = 115 W/m2 Từ bản vẽ mặt bằng tính được diện tích phân xưởng là 2250m2 Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,8.750 = 600 kW Công suất chiếu sáng Pcs = p0.F = 15 . 2250 = 33750W = 33,75 kW Công suất tính toán tác dụng Ptt = Pđl + Pcs = 600 + 33,75 = 633,75 kW Công suất tính toán phản kháng Qtt = Pđl. tgj = 600 . 1,02 = 612,12 kvar Công suất tính toán toàn phần Stt = =748,93kVA 2.5. Kho thành phẩm Công suất đặt: Pđ = 150 kW Cấp điện áp 0,4KV Tra trong sổ tay kỹ thuật được: Knc = 0,6 cosj = 0,8 p0 = 12 W/m2 Từ bản vẽ mặt bằng tính được diện tích phân xưởng là 4000m2 Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,6.150 = 90 kW Công suất chiếu sáng Pcs = p0.F = 12 . 4000 = 48000W = 48 kW Công suất tính toán tác dụng Ptt = Pđl + Pcs = 90 + 48 = 138 kW Công suất tính toán phản kháng Qtt = Pđl. tgj = 90 . 0,75 = 67,5 kvar Công suất tính toán toàn phần Stt = =130,58 kVA 2.6. Phân xưởng sửa chữa cơ khí Số liệu tính toán về phân xưởng sửa chữa cơ khí đã tính ở mục trước. Kết quả như sau Phụ tải hạ áp: Ppx = Pttpx + Pcs = 138 + 15,6 = 153,6 kW Qpx = Qttpx + Qcs = Qttpx = 203,9 kvar Spx = kVA Phụ tải cao áp: Ptt = 90 + 80 + 15 + 30 + 30 + 36 + 20 + 20 = 321 kW Qtt = 43,2 + 106,4 + 36 + 36,48 = 222,1 kvar 2.7. Trạm bơm Công suất đặt: Pđ = 600 kW Cấp điện áp 0,4KV Tra trong sổ tay kỹ thuật được: Knc = 0,6 cosj = 0,6 p0 = 12 W/m2 Từ bản vẽ mặt bằng tính được diện tích phân xưởng là 1400m2 Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,6.600 = 360 kW Công suất chiếu sáng Pcs = p0.F = 12 . 1400 = 16800W = 16,8kW Công suất tính toán tác dụng Ptt = Pđl + Pcs = 360 + 16,8 = 376,8 kW Công suất tính toán phản kháng Qtt = Pđl. tgj = 360 . 1,33 = 478,8 kvar Công suất tính toán toàn phần Stt = =517,9kVA 2.8. Kho than Công suất đặt: Pđ = 350 kW Cấp điện áp 0,4KV Tra trong sổ tay kỹ thuật được: Knc = 0,4 cosj = 0,8 p0 = 12 W/m2 Từ bản vẽ mặt bằng tính được diện tích phân xưởng là 5200m2 Công suất tính toán động lực Pđl = knc . Pđ = 0,4.350 = 140 kW Công suất chiếu sáng Pcs = p0.F = 12 . 5200 = 62400W = 62,4 kW Công suất tính toán tác dụng Ptt = Pđl + Pcs = 140 + 62,4 = 202,4 kW Công suất tính toán phản kháng Qtt = Pđl. tgj = 140 . 0,75 = 105 kvar Công suất tính toán toàn phần Stt = =193,8 kVA 2.9. Phụ tải chiếu sáng phân xưởng toàn nhà máy Phụ tải chiếu sáng toàn nhà máy chỉ có phần công suất tác dụng vì đèn sợi đốt có cosj =1 Pcsnm = = 379,05 KW Đ5. Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy 1. Đặt vấn đề Phụ tải nhà máy được tính theophương pháp sử dụng hệ số đồng thời. Các bước tính toán tiến hành như sau: a. Phụ tải tác dụng toàn nhà máy Pttnm = kđt với kđt = 0,8 b. Phụ tải phản kháng toàn nhà máy Qttnm = kđt c. Phụ tải toàn phần nhà máy d. Hệ số cosj toàn nhà máy cosjnm = 2. Tính toán a. Phụ tải tác dụng toàn nhà máy Pttnm = kđt = 0,8(318 + 603,875 + 462,75 + 633,75 + 138 + 153,6 + 376,8 + 202,4 + 90 + 80 + 15 + 30 + 30 + 36 + 20 + 20) = 2568,14 kW b. Phụ tải phản kháng toàn nhà máy Qttnm = kđt = 0,8(157,5 + 420 + 420,75 + 612,12 + 67,5 + 638,73 + 203,9 +105 + 43,2 + 106,4 + 36 + 36,48) = 2278,064 kvar c. Phụ tải toàn phần nhà máy =3432,9 kVA d. Hệ số cosj toàn nhà máy cosjnm = Đ6. Xác định tâm phụ tải và vẽ biểu đồ phụ tải 1. Giới thiệu chung Biểu đồ phụ tải được biểu diễn bằng vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo một tỉ lệ xích đã chọn Si = pRi2 .m Si là phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i Ri là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i (cm hoặc mm) m là tỉ lệ xích (kVA/cm2 hoặc kVA/mm2) Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải, tâm của biểu đồ phụ tải trùng với tâm phụ tải phân xưởng. Các trạm biến áp cần được đặt đúng hay gần tâm phụ tải điện Mỗi biểu đồ phụ tải trên vòng tròn chia làm hai phần hình quạt tương ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng. Cách xác định tâm phụ tải + Nếu coi phân bố đều trên mặt bằng diện tích phân xưởng thì tâm phụ tải điện có thể lấy trùng với tâm hình biểu diễn của phân xưởng trên mặt bằng + Nếu không tính đến sự phân bố thực tế của phụ tải điện thì tâm phụ tải điện được xác định như là xác định trọng tâm của một khối vật thể theo công thức: 2. Tính toán biểu đồ phụ tải Chọn hệ trục toạ độ như hình H_2, chọn tỉ lệ xích m = 10 kVA/mm2 rồi tính toán theo trình tự sau: - Dựa vào mặt bằng nhà máy đo được toạ độ tâm của từng phân xưởng - Dựa vào phụ tải tính toán toàn phần của từng phân xưởng tính ra bán kính biểu đồ phụ tải của từng phân xưởng theo công thức: - Góc công suất chiếu sáng được tính như sau: a = Số liệu tính toán Riêng phân xưởng số 6 (phân xưởng sửa chữa cơ khí) có phụ tải cao áp là các lò điện nhưng khi sét biểu đồ phụ tải thì vẫn tính vào phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí. I 1 2 3 4 5 6 7 9 X 36 80 97 110 110 84 54 15 Y 16 16 16 16 28 55 55 58 S KVA 301,64 625,24 531,62 748,93 130,58 636,3 517,9 193,8 R mm 3,1 4,46 4,12 4,88 2,04 4,5 4,06 2,48 ao 185 28,2 41,42 20,25 192 18,4 16,8 111 Biểu đồ phụ tải các phân xưởng của nhà máy đường 3. Xác định tâm phụ tải toàn nhà máy Tâm phụ tải tính toán toàn nhà máy được xác định dựa trên toạ độ trọng tâm của hình biểu diễn các phân xưởng và phụ tải tính toán toàn phần của từng phân xưởng. chương III. Thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Đ1. Tổng quan 1. Phân bố phụ tải của phân xưởng Phân xưởng sửa chữa cơ khí bao gồm 39 thiết bị dùng điện trong đó có 8 thiết bị lò điện được phân vào phụ tải cao áp, còn lại là 31 thiết bị được chia thành 4 nhóm. Vị trí các nhóm khá đều và trong mỗi nhóm các thiết bị phân đều trên mặt bằng phân xưởng. 2. Trình tự thiết kế Vạch phương án đi dây Lựa chọn phương án đi dây Lựa chọn các thiết bị điện Tính toán ngắn mạch cho hạ áp để kiểm tra lại thiết bị điện đã chọn Đ2. Lựa chọn phương án cấp điện Để cấp điện cho toàn phân xưởng, dự định đặt một tủ phân phối ngay cạnh trạm biến áp phân xưởng. Do gần máy biến áp nên đường từ máy biến áp đến tủ phân phối chỉ đặt một áptômát trong tủ hạ áp của trạm biến áp phân xưởng. Trong tủ phân phối đặt 5 áptômát để cấp cho 4 tủ động lực theo từng nhóm và 1 tủ chiếu sáng. Từ tủ phân phối về tủ động lực ta dùng sơ đồ cấp điện hình tia. Đầu vào mỗi tủ động lực đặt một cầu dao - cầu chì. Các đường ra cấp điện cho các máy đặt cầu chì để bảo vệ ngắn mạch. Mỗi tủ động lực chọn loại có 8 đầu ra. Vì vậy nhóm nào có số thiết bị lớn hơn 8 thì một số máy có công suất bé phải đấu chung vào một đường dây ra của tủ động lực. Đ3. Lựa chọn thiết bị điện cho mạng hạ áp 1. Chọn cáp từ trạm biến áp phân xưởng về tủ phân phối của phân xưởng Với Sx bao gồm cả chiếu sáng. do đó Từ điều kiện chọn cáp là Icp ³ Ix nên ta chọn cáp đồng bốn lõi có cách điện PVC do LENS chế tạo loại 4G185 có tiết diện 185mm2 và Icp = 395A. 2. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 2.1. Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực (ĐL1) Dựa vào điều kiện khc. Icp ³ Itt1 = 74,6A vì cáp chôn dưới đất riêng từng tuyến nên khc = 1, suy ra Icp ³ Itt1 = 74,6A Do đó chọn cáp đồng bốn lõi có cách điện PVC do LENS chế tạo loại 4G16 có tiết diện 16mm2 và Icp = 113A. 2.2. Cáp từ tủ phân phối đến tủ ĐL2 Dựa vào điều kiện khc. Icp ³ Itt2 = 107,55A vì cáp chôn dưới đất riêng từng tuyến nên khc = 1, suy ra Icp ³ Itt1 = 107,55A. Do đó chọn cáp đồng bốn lõi có cách điện PVC do LENS chế tạo loại 4G16 có tiết diện 16mm2 và Icp = 113A. 2.3. Cáp từ tủ phân phối đến tủ ĐL3 Dựa vào điều kiện khc. Icp ³ Itt4 = 65,66A vì cáp chôn dưới đất riêng từng tuyến nên khc = 1, suy ra Icp ³ Itt1 = 65,66A. Do đó chọn cáp đồng bốn lõi có cách điện PVC do LENS chế tạo loại 4G16 có tiết diện 16mm2 và Icp = 113A. 2.4. Cáp từ tủ phân phối đến tủ ĐL4 Dựa vào điều kiện khc. Icp ³ Itt4 = 208,2A vì cáp chôn dưới đất riêng từng tuyến nên khc = 1, suy ra Icp ³ Itt1 = 208,2A. Do đó chọn cáp đồng bốn lõi có cách điện PVC do LENS chế tạo loại 4G70 có tiết diện 70mm2 và Icp = 254A. Bảng tổng kết chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực Tuyến cáp Itt (A) Fcap (mm2) Icp (A) PP - ĐL1 74,6 35 175 PP - ĐL2 107,55 35 175 PP - ĐL3 65,66 35 175 PP - ĐL4 208,2 70 265 3. Chọn áptômát Chọn theo các thông số định mức với điều kiện như sau: UdmA ³ Ulv ; IdmA ³ Ilvmax Vì khoảng cách từ trạm phân xưởng đến tủ phân phối là gần nên chỉ cần chọn áptômát tổng đặt trong tủ hạ áp của trạm biến áp phân xưởng. Chọn loại CM1600N Merlin Gerin sản xuất có: Iđm =1600A Uđm = 690V IN = 50KA Chọn áptômát ở các đầu ra tủ phân phối, chọn loại NS225E do hãng Merlin Gerin chế tạo có: Iđm =225A Uđm = 500V IN = 15KA Tủ phân phối có 5 đầu ra, 4 đầu ra cấp cho các nhóm động lực (tủ ĐL), 1 đầu ra cấp cho tủ chiếu sáng phân xưởng. Như vậy chọn 5 áptômát loại NS225E. 4. Chọn cầu dao và cầu chì, tủ động lực Các tủ động lực đều chọn loại tủ do Liên Xô (cũ) chế tạo kiểu CP62-7/1 đầu vào cầu dao - cầu chì, 8 đầu ra 100A (8´100A) có cầu chì bảo vệ. 4.1. Lựa chọn cầu dao – cầu chì đầu vào các tủ động lực Dựa vào các căn cứ sau để chọn: Uđm CL ³ Uđm lưới Iđm CL ³ Ittnhóm Đối tủ ĐL1 có Uđm lưới = 380V, Itt nhóm = 74,6A nên chọn CD – 400 A và CC – 400 A. Làm tương tự ta chọn được cầu dao, cầu chì cho 4 tủ động lực như sau: Số tt Uđm lưới (V) Itt nhóm (A) CD – CC Uđm CL (V) Iđm CL (A) ĐL1 380 74,6 CD – 400, CC - 400 380 400 ĐL2 380 107,55 CD – 400, CC - 400 380 400 ĐL3 380 65,66 CD – 400, CC - 400 380 400 ĐL4 380 208,2 CD – 400, CC - 400 380 400 4.2. Chọn cầu chì cho các tủ động lực 4.2.1. Chọn cầu chì cho tủ ĐL1 Cầu chì bảo vệ búa hơi để rèn Pđm =10 kW Idc ³ Iđm = 25,3A Idc ³ =50,6A Chọn cầu chì có Iđm dc = 80A Cầu chì bảo vệ lò rèn Pđm =4,5 kW Idc ³ Iđm = 11,4A Idc ³ =22,8 A Chọn cầu chì có Iđm dc = 60A Cầu chì bảo vệ quạt lò Pđm =2,8kW Idc ³ Iđm = 7,1A Idc ³ =14,2A Chọn cầu chì có Iđm dc = 60A Cầu chì bảo vệ quạt thông gió Pđm =2,5kW Idc ³ Iđm = 6,33A Idc ³ =12,66A Chọn cầu chì có Iđm dc = 60A Cầu chì bảo vệ dầm treo có Palăng điện Pđm = 4,85 kW Idc ³ Iđm = 12,3A Idc ³ =24,6A Chọn cầu chì có Iđm dc = 60A Cầu chì bảo vệ máy mài sắc Pđm =3,2 kW Idc ³ Iđm = 8,1A Idc ³ =16,2A Chọn cầu chì có Iđm dc = 60A Cầu chì bảo vệ thiết bị tôi bánh răng Pđm =18 kW Idc ³ Iđm = 45,6A Idc ³ =59,3A Chọn cầu chì có Iđm dc = 80A Cầu chì tổng tủ ĐL1 Idc ³ Itt nhóm = 49,1A =87A Chọn cầu chì có Iđm dc = 200A Hình 4 Làm tương tự với các nhóm khác ta chọn được các giá trị của cầu chì theo bảng sau: Phụ tải Dây dẫn Cầu chì Tên máy Pđm KW IđmA Mã hiệu Tiết diện Mã hiệu Ivỏ/Iđm 1 2 3 4 5 7 8 Nhóm 1 Búa hơI để rèn 10 25,3 PPTO 4 PP- 2 100/80 Lò rèn 4,5 11,4 PPTO 2,5 PP- 2 100/60 Quạt lò 2,8 7,1 PPTO 2,5 PP- 2 100/60 Quạt thông gió 2,5 6,33 PPTO 2,5 PP- 2 100/60 Dầm treo có palăng điện 4,85 12,3 PPTO 2,5 PP- 2 100/60 Máy mài sắc 3,2 8,1 PPTO 2,5 PP- 2 100/60 Thiết bị tôi bánh răng 18 45,6 PPTO 10 PP- 2 100/80 Nhóm 2 Búa hơI để rèn 28 71 PPTO 25 PP- 2 350/200 Lò rèn 4,5 11,4 PPTO 2,5 PP- 2 100/60 Lò rèn 6 15,2 PPTO 4 PP- 2 100/60 Máy ép ma sát 10 25,3 PPTO 4 PP- 2 100/80 Quạt ly tâm 7 17,7 PPTO 4 PP- 2 100/60 Máy biến áp 2,2 5,57 PPTO 2,5 PP- 2 100/60 Nhóm 3 Bể dầu 4 10,1 PPTO 2,5 PP- 2 100/60 Bể dầu có tăng nhiệt 3 7,6 PPTO 2,5 PP- 2 100/45 Máy đo độ cứng đầu côn Máy mài sắc Cần trục có palăng điện 0,6 0,25 1,3 1,52 0,63 3,29 PPTO 2,5 PP- 2 100/45 Máy bào gỗ 2 5,06 PPTO 2,5 PP- 2 100/45 Máy khoan Máy cưa tròn 1 7 2,53 17,7 PPTO 4 PP- 2 100/60 Máy cưa đai 4,5 11,4 PPTO 2,5 PP- 2 100/45 Máy bào gỗ 7 17,7 PPTO 4 PP- 2 100/60 Thiết bị đo bi 23 58,2 PPTO 16 PP- 2 200/160 Nhóm 4 Máy nén khí 45 85,5 PPTO 35 PP- 2 350/200 Quạt gió trung áp 9 17,1 PPTO 4 PP- 2 100/60 Quạt gió số 9.5 12 22,8 PPTO 4 PP- 2 100/80 Quạt số 14 18 34,2 PPTO 6 PP- 2 200/100 4.3. Lựa chọn dây dẫn từ tủ động lực đến các thiết bị: Tất cả dây dẫn trong xưởng chọn cùng một loại dây PPTO đặt trong ống sắt có khc = 0,95 a. Lựa chọn dây dẫn cho nhóm I Chọn dây dẫn cho búa hơi để rèn Pdm = 10kW khc.Icp³ Itt = 25,3 A 0,95.Icp ³ 25,3A Chọn dây có tiết diện 4mm2, Icp = 30A. Kết hợp với Idc = 80A khc .Icp = 28,5A > Chọn dây dẫn cho thiết bị tôi bánh răng Pdm = 18kW khc.Icp³ Itt = 45,6 A 0,95.Icp ³ 45,6A Chọn dây có tiết diện 10mm2, Icp = 50A. Kết hợp với Idc = 80A khc .Icp = 47,5A > Chọn dây dẫn cho dầm treo có palăng điện Pdm = 4,85kW khc.Icp³ Itt = 12,3 A 0,95.Icp ³ 12,3A Chọn ._.