Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

Mặt bằng nhà máy sản xuất máy kéo 8 9 6 10 7 5 4 Từ hệ thống đến 1 2 3 Phụ tải của nhà máy sản xuất máy kéo Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công xuất đặt (kw) 1 Ban quản lý và phòng thiết kế 80 ( chưa kể chiếu sáng 2 Phân xưởng cơ khí số 1 1500 3 Phân xưởng cơ khí số 2 1800 4 Phân xưởng luyện kim mầu 2100 5 Phân xưởng luyện kim đen 2300 6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 7 Phân xưởng rèn 1350 8 Phân xưởng nhiệt luyện 1200 9 Bộ phận nén khí 1700 10 Kho vật liệu 60 11 Chiếu sáng các phân xưởng Xác định theo diện tích Lời nói đầu Đi cùng với sự phát triển của nền công nghiệp hoá ngày càng hiện đại cho nên điện năng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực phục vụ chính trị , an ninh quốc phòng , công nghiệp, nông nghiệp và dân sinh. Vì điện năng có những ưu diểm hơn hẳn so với các dạng năng lượng khác. Điện khí hoá cung cấp đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế và văn hoá đất nước Nền công nghiệp điện của chúng ta phát triển tương đối nhanh chóng, đặc biệt là nguồn điện năng. Chúng ta đã và đang xây dựng hoàn thành các nhà máy nhiệt điện và thuỷ điện có công suất lớn cũng như hệ thống truyền tải lớn từ 220 KV đến 500KV.Đã đáp ứng được nhu cầu dùng điện ngày càng tăng và để sử dụng tốt khả năng của nguồn điện đòi hỏi phải phát triển và cải tạo mạng điện cung cấp, mạng điện phân phối một cách nhanh chóng. Em được giao đề tài : “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo,, Phần I : Chương I Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo Giới thiệu chung về nhà máy 1. Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của nhà máy 1.1 Giới thiệu : Trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước ở nước ta hiện nay, nhu cầu về điện năng là rất lớn. Trong đó các công trình nhà máy là khách hàng tiêu thụ điện nhiều nhất. Theo thống kê 70% điện năng sản xuất ra cung cấp cho các nhà máy và xí nghiệp công nghiệp, điện năng thực sự là yếu tố quan trọng vào tổng doanh thu của nhà máy. Vì vậy, đảm bảo cấp điện liên tục cho các nhà máy và xí nghiệp công nghiệp tức là bảo đảm cho nghành kinh tế quan trọng hoạt động liên tục. Vì là khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất nên việc thiết kế hệ thống cấp điện hợp lý đồng thời kết hợp với việc sử dụng điện hiệu quả sẽ có tác dụng trực tiếp đến khai thác khả năng của nhà máy, tiết kiệm điện, nâng cao doanh thu chung của nhà máy. Đặc điểm của các nhà máy và xí nghiệp công nghiệp nói chung là: Thiết bị dùng điện tập chung với mật độ cao. Làm việc liên tục trong năm, ít có tính chất mùa vụ. Quá trình công nghệ của từng nhà máy khác nhau nên có những đặc điểm riêng .. .. Trong số các nhà máy và xí nghiệp công nghiệp then chốt của nền kinh tế quốc dân hiện nay thì nhà máy cơ khí là một nghành sản suất quan trọng. Sản phẩm của nhà máy có mặt ở hầu hết các lĩnh vực của đời sống như máy móc phục vụ sản suất trong nông nghiệp, công nghiệp, xe cộ ... Đặc điểm riêng của nhà máy loại này là có số lượng phân xưởng nhiều và cần mặt bằng sản xuất rộng, dây chuyền công nghệ lớn. Nhà máy sản xuất máy kéo cũng là một trong những nhà máy cơ khí quan trọng, sản xuất ra các đầu máy kéo phục vụ nông nghiệp, vận tải và nhiều nghành kinh tế khác. Để có một phương án cấp điện hợp lý cho nhà máy cơ khí nói chung cũng như nhà máy sản xuất máy kéo nói riêng trước hết ta phân tích quy mô tổng thể toàn nhà máy, rồi đến từng phân xưởng kèm theo đặc điểm công nghệ cụ thể. Giới thiệu nhà máy sản suất máy kéo. Nhà máy sản xuất máy kéo được xây dựng trên mặt bằng rộng khoảng 50000m2 (50 ha), nhà máy có 10 phân xưởng chính và ngoài ra còn có các phòng ban, kho tàng bến bãi. Sản phẩm của nhà máy là các loại máy kéo phục vụ mọi nhu cầu khác nhau của các lĩnh vực, tuy nhiên sản phẩm chính là máy kéo nông nghiệp và máy kéo đầu máy toa xe. Dưới đây là mặt bằng và công suất đặt của từng phân xưởng (riêng phân xưởng sửa chữa cơ khí thì tính toán sau). Bảng dưới đây liệt kê chi tiết phụ tải của nhà máy sản xuất máy kéo, bao gồm số lượng phân xưởng và công suất đặt của từng phân xưởng. Sơ bộ qua bảng phụ tải của các phân xưởng của nhà máy ta thấy rằng đây là một nhà máy khá lớn. Một số phân xưởng có công suất đặt lớn như phân xưởng cơ khí, phân xưởng luyện kim ẳ. 1.2.Nguồn điện lấy về nhà máy: Nhà máy được lấy điện từ trạm biến áp trung gian gần nhất cách nhà máy 5km, cấp điện bằng đường dây trên không (ĐDK). 1.3.Sơ bộ về cấp điện cho nhà máy Như trên đã phân tích, vì đây là một nhà máy có quy mô khá lớn nên dự định sẽ đặt một trạm phân phối trung tâm (PPTT) cho nhà máy. Điện lấy từ trạm BATG kéo về đây, rồi từ PPTT cấp điện cho từng trạm biến áp phân xưởng (BAPX). Để tăng độ tin cậy cung cấp điện, nhà máy sẽ dùng hai đường dây và do đó thanh cái của trạm PPTT được phân đoạn. Các trạm BAPX cấp điện cho các phân xưởng có thiết bị quan trọng như: lò luyện thép, lò tôi cao tần, các máy gia công chính xác, các máy nén khí ẳ dự kiến đặt hai máy biến áp lấy từ hai phân đoạn của trạm PPTT. Các trạm một máy BA thì lấy điện từ một phân đoạn của PPTT. Mạng trong nhà máy dùng cáp, như vậy sẽ tăng độ tin cậy và bảo đảm mỹ quan và không cản trở giao thông lại an toàn. Những phân xưởng chính như gia công cắt gọt, rèn, dập, hàn, lắp ráp ẳ có mật độ phụ tải lớn & máy móc thiết bị phân bố tương đối đều trên mặt bằng sản xuất , vì vậy mạng phân xưởng dùng sơ đồ máy biến áp – đường dây trục chính. Những phân xưởng như: đúc, nhiệt luyện, các trạm khí nén ẳ có số máy móc thiết bị không nhiều nhưng công suất lại lớn như các loại lò nấu kim loại, lò hồ quang, lò tôi, các loại động cơ, quạtẳ ở những phân xưởng này ta dùng sơ đồ hình tia. Những phân xưởng không quan trọng của nhà máy như phân xưởng sửa chữa cơ khí, kho tàng ẳ thì có thể dùng sơ đồ phân nhánh hoặc sơ đồ hình tia. Những thiết kế chi tiết sẽ trình bày ở phần sau. 2. Loại ngành nghề: Nhà máy sản xuất máy kéo mà em thiết kế là hệ thống cung cấp điện cho nhà máy. Nhiệm vụ sản xuất chủ yếu của nhà máy là chế tạo, lắp đặt những kết cấu kim loại, gia công, sửa chữa lắp ráp cơ khí phục vụ cho sự nghiệp cơ khí hoá sản xuất nông nghiệp địa phương, các mặt hàng thiết yếu dùng trong xây dựng, sinh hoạt. Để thực hiện tốt nhiệm vụ sản xuất chiến lược của mình, không những chỉ đòi hỏi về tính chất công nghệ mà còn yêu cầu đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao trong lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy. 2.1. Quy mô, năng lực của nhà máy: - Dự kiến trong tương lai nhà máy sẽ được mở rộng và được thay thế, lắp đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ thuật và kinh tế, phải đề ra phương pháp cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không để quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm nhà máy vẫn không khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí. 2 .2. Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy : PX SC cơ khí 1 PX SC cơ khí 2 PX L.K MầU PX L.K ĐEN BP.NéN KHí PX. RèN Bộ phận thí nghiệm KHO VậT LIệU BQL& PTK PX.SCCK PX .NHIệT LUYệN Sản phẩm * BPHC & QL - Bộ phận hành chính và quản lý. * PXCSCK 1 - Phân xưởng cơ khí số 1 * PXLRCK 2 - Phân xưởng cơ khí số 2 * PXLKM - Phân xưởng luyện kim mầu * PXLKĐ - Phân xưởng luyện kim đen * PXSCCK - Phân xưởng sửa chữa cơ khí * PXR - Phân xưởng rèn * PXNL - Phân xưởng nhiệt luyện * BPNK - Nén khí - Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy, thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, gây thiệt hại về kinh tế, do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại II. - Phụ tải loại III .Chiếm 20% - Để quy trình sản xuất của nhà máy đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn nhà máy và cho các phân xưởng quan trọng trong nhà máy . 3 . Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy . 3.1. Các đặc điểm của phụ tải điện. - Phụ tải điện trong nhà máy có thể phân ra làm hai loại phụ tải: + Phụ tải động lực + Phụ tải chiếu sáng. - Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị với độ lệch điện áp cho phép DUCf = ± 5% Uđm. Công suất của chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục kw, và được cấp bởi tần số f = 50Hz. - Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn. Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện tần số f = 50Hz. Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng DUCf = ±2,5%. 3.2 . Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy. - Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết bị cũng như cho các phân xưởng trong nhà máy, đánh giá tổng thể toàn nhà máy cơ khí ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tải loại II là 80%. Phụ tải loại II lớn gấp 2 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại II, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục. 4. Phạm vi đề tài. - Đây là một đề tài thiết kế tốt nghiệp, nhưng do thời gian có hạn nên việc tính toán chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lượng lớn, đòi hỏi thời gian dài, do đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan trọng của công trình. - Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập đến: + Thiết kế mạng điện phân xưởng. + Thiết kế mạng điện xí nghiệp. + Tính toán công suất bù cho xí nghiệp. + Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng. + Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. CHƯƠNG II Xác định phụ tải tính toán của nhà máy Xác định PTTT của phân xưởng sửa chữa cơ khí. 1 - Phân nhóm phụ tải. Căn cứ vào vị trí, công suất và tính chất của từng loại máy bố trí trên mặt bằng phân xưởng, quyết định chia làm 7 nhóm phụ tải. Mỗi nhóm ta bố trí đặt một tủ phân phối (TPP) để cấp điện cho các động cơ kéo máy sản xuất. Bảng 2-1: Bảng công suất đặt tổng của các nhóm. Nhóm phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 Công suất tổng 23,6 35,9 26,9 37,33 46,5 46,15 39,9 Số lượng thiết bị 7 7 10 9 7 5 5 Xác định PTTT cho từng nhóm. Vì thông tin nhận được là khá chi tiết về phụ tải, vị trí các máy, số lượng và công suất của máy nên ta xác định PTTT của từng nhóm phụ tải theo phương pháp tính hệ số cực đại + Công thức tính phụ tải tính toán : Tra sổ tay với các nhóm máy cơ khí ta có: Ksd = 0,16 ; cosj = 0,6. ; tgj = 1.33 Nhóm 1: bảng 2-2 TT Tên thiết bị Số lượng ký hiệu Pđm,kW 1 máy Toàn bộ 1. Máy tiện ren (SC) 1 1 7,0 7.0 2. Máy tiện ren (SC) 1 3 1,0 10,0 3. Máy khoan đứng 1 14 2,8 2,8 4. Máy khoan bàn 2 25 0,65 1,3 5. Máy mài sắc mũi phay 1 20 1 1,0 6. Máy mài mũi khoan 1 19 1,5 1,5 7 Tổng cộng 7 23,6 Trong đó : + Ptb : Công xuất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất ( kw ) + Pđm : Công xuất định mức của phụ tải ( kw) + Ksd : Hệ số sử dụng công xuất của nhóm thiết bị . ( Bảng phụ lục 1.1 trang 253 – TKCĐ ) + Kmax : Hệ số cực đại công xuất tác dụng , tra đồ thị hoặc tra theo hai đại lượng Ksd và nhq + nhq : Số thiết bị dùng điện hiệu quả Trình tự xác định nhq như sau : - Xác định n1 : Số thiết bị lớn hơn hay bằng 1/2 công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Với nhóm 1 , ta có n1 = 2 - Xác định P1 tổng công suất định mức của n1 thiết bị trên Từ trên ta có: n = 7 ; n1 = 2 - ị Tra bảng cho trong sổ tay được : n* = 0,28 và P* = 0,72 nhq= 0,53 ị n. nhq= 7. 0,53 = 3,71 Vậy ta chọn : nhq = 4. Tra bảng với ksd = 0,16 và nhq= 4 ị Kmax = 3.11 Thay vào công thức (2-1) tính được ị Ptt = 3.11.0,16.23,6 = 11,74 kW. Qtt= P tt . tgj = 11,74 . 1,33 = 15,61kVAr. ị Stt= ( 2- 1) ị Itt= Các nhóm khác tính toán tương tự như vậy ở bảng ( 2-3) Một số công thức được dùng để tính toán: - Công thức quy đổi chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại về chế độ làm việc dài hạn của thiết bị: + Kd%: Hệ số đóng điện phần trăm. - Công thức tính hệ số sử dụng công suất tác dụng trung bình: . (2-3) - Hệ số công suất trung bình: (2-4) - Công thức quy đổi phụ tải 1 pha sang phụ tải 3 pha khi đấu vào điện áp dây. Pđm.tđ =Pđm.ph.max (2-5) + Pđm.ph.max :phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất (kw) Bảng kết quả tính toán B2-3 Tên nhóm và thiết bị Số lượng Ký hiệu trên mặt bằng Công suất đặt Po kw IđmA thiết bị Hệ số sử dụng Ksd Cos/tg Số thiết bị hiệu quả nhq Hệ số cực đại Kmax Phụ tải tính toán Ptt kw Qtt kvar Stt (kvA) Itt (A) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Nhóm 1 Máy tiện ren 1 1 7 17.37 0.16 0.6 / 1.33 Máy tiện ren 1 3 10 25.32 0.16 0.6 / 1.33 Máy khoan đứng 1 14 2.8 7.09 0.16 0.6 / 1.33 Máy khoan bàn 2 25 1.3 3.29 0.16 0.6 / 1.33 Máy mài sắc mũi phay 1 20 1 2.53 0.16 0.6 / 1.33 Máy mài mũi khoan 1 19 1.5 3.80 0.16 0.6 / 1.33 Cộng theo nhóm 1 7 23.6 3.71 3,11 11,74 15,61 19,53 29.67 Nhóm 2 Máy tiện ren 2 2 14 35.45 0.16 0.6 / 1.33 Máy tiện ren CX cao 1 4 1.7 4.30 0.16 0.6 / 1.33 Máy để mài tròn 1 26 1.2 3.04 0.16 0.6 / 1.33 Máy doa tọa độ 1 5 2 5.06 0.16 0.6 / 1.33 Máy tiện ren 1 1 7 17.37 0.16 0.6 / 1.33 Máy tiện ren 1 3 10 25.32 0.16 0.6 / 1.33 Cộng theo nhóm 2 7 35.9 4.83 2.87 16.49 21.93 27.44 41.69 Nhóm 3 Máy mài dao chuốt 1 21 0.65 1.65 0.16 0.6 / 1.33 Máy khoan đứng 1 15 4.5 11.40 0.16 0.6 / 1.33 TB hoá bền kim loại 1 23 0.8 2.03 0.16 0.6 / 1.33 Máy mài vạn năng 1 17 1.75 4.43 0.16 0.6 / 1.33 Máy mài mút khoét 1 22 2.9 7.34 0.16 0.6 / 1.33 Máy giũa 1 24 2.2 5.57 0.16 0.6 / 1.33 Máy phay đứng 1 10 2.8 7.09 0.16 0.6 / 1.33 Máy cắt mép 1 16 4.5 11.40 0.16 0.6 / 1.33 Máy mài thô 1 28 2 5.06 0.16 0.6 / 1.33 Máy bào ngang 1 6 7 17.73 0.16 0.6 / 1.33 Cộng theo nhóm 3 10 29.1 1.5 1.14 14.48 19.26 24.1 36,62 Nhóm 4 Máy mài tròn 1 13 2.8 7.09 0.16 0.6 / 1.33 Máy mài phẳng 1 12 2.8 7.09 0.16 0.6 / 1.33 Máy mài trong 1 11 4.5 11.40 0.16 0.6 / 1.33 Máy mài dao cắt gọt 1 18 0.63 1.60 0.16 0.6 / 1.33 Máy phay vạn năng 1 8 7 17.73 0.16 0.6 / 1.33 Máy xọc 1 7 2.8 7.09 0.16 0.6 / 1.33 Máy phay đứng 1 10 2.8 7.09 0.16 0.6 / 1.33 Máy bào ngang 1 6 7 17.73 0.16 0.6 / 1.33 Máy bào ngang 1 9 7 17.73 0.16 0.6 / 1.33 Cộng theo nhóm 4 37.33 6.84 2.84 14.81 19.69 24.64 37.44 Nhóm 5 Máy tiện ren 1 35 14 35.45 0.16 0.6 / 1.33 Máy tiện ren 3 31 13.5 34.19 0.16 0.6 / 1.33 Máy tiện ren 1 34 10 25.32 0.16 0.6 / 1.33 Máy khoan hướng tâm 1 37 4.5 11.40 0.16 0.6 / 1.33 Máy mài phá 1 40 4.5 11.40 0.16 0.6 / 1.33 Cộng theo nhóm 5 5 46.5 5.6 2.64 19.64 26.12 32.68 49.65 Nhóm 6 Máy tiện ren 2 34 10 25.32 0.16 0.6 / 1.33 Máy tiện ren 1 32 7 17.73 0.16 0.6 / 1.33 Máy tiện ren 1 35 14 35.45 0.16 0.6 / 1.33 Máy khoan đứng 1 36 4.5 11.40 0.16 0.6 / 1.33 Máy khoan bàn 1 42 0,65 1,65 0.16 0.6 / 1.33 Cộng theo nhóm 6 6 46,15 42,6 3,11 22,96 29,47 37,36 56,76 Nhóm 7 Máy biến áp hàn 1 43 15,6 39,50 0.16 0.6 / 1.33 Máy bào ngang 1 39 10 25,32 0.16 0.6 / 1.33 Máy bào ngang 1 38 2,8 7,09 0.16 0.6 / 1.33 Máy tiện ren 1 33 7 17,73 0.16 0.6 / 1.33 Máy khoan đứng 1 36 4,5 11,40 0.16 0.6 / 1.33 Cộng theo nhóm 7 5 39,9 3,85 3,11 19,85 26,40 33,03 50,18 1.1. Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng: Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích. Công thức tính : Pcs = P0. F (2-6) Trong đó : + P0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m2) + F : Diện tích cần được chiếu sáng (m2) - Diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng F = 80 x 13,25 =1.060 (m2) -Suất phụtảichiếusángchungchophânxưởngsửachữacơ khí Po =15 (W/m2) Thay vào công thức (2-6) được : Pcs = 15 . 1060 = 15,9 (Kw). 1.2 . Phụ tải tính toán toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí: Công thức: ( 2-7) Trong đó : + Kđt : hệ số đồng thời, lấy Kđt= 0,85. + n : số nhóm thiết bị. + Pcs : phụ tải chiếu sáng (kw) + P tt.nhi, Qtt.nhi : công suất tác dụng, phản kháng tính toán của nhóm thứ i. Thay các giá trị tính toán được ở trên vào công thức ( 2-7) được: Pttpx = 0,85 . ( 11,74 + 16,49 + 14.48 + 14,81 + 19,64 + 22,96 + 19,85 + 15,9 ) = 115,49 (kw) Qttpx= 0,85 .( 15,61 + 21,93 + 19,26 + 19,69 + 26,12 + 29,47 + 26,40 ) = 134,71 (KVAR) Stt.px = Itt px = 1.3. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị. Phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy, còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau: Iđn = Ikđ(max) + (Itt - Ksd . Iđm(max)) (2-8) Trong đó: Ikđ(max) - Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy. Itt - Dòng điện tính toán của nhóm máy. Iđm(max) - Dòng định mức của thiết bị đang khởi động. Ksd - Hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động. - Iđn.nh1 = 25,32 . 5 + ( 29,67 - 0,16 . 25,32 ) = 152,22 (A) - Iđn.nh2 = 25,32 . 5 + ( 41,69 - 0,16 . 25,32) = 164,24 (A) - Iđn.nh3 = 17,73 . 5 + ( 36,62 - 0,16 . 17,73, ) = 122,43 (A) - Iđn.nh4 = 17,73 . 5 + ( 37,44 - 0,16 . 17,73 ) = 123,25 (A) - Iđn.nh5 = 35,45 . 5 + ( 49,65 - 0,16 . 35,45 ) = 221,23 (A) - Iđn.nh6 = 35,45 . 5 + ( 56,76 - 0,16 . 35,45 ) = 228,34 (A) - Iđn.nh7 = 39,50 . 5 + ( 50,18 - 0,16 . 39,50 ) = 241,36 (A) 2. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác và toàn nhà máy. 2.1. Phụ tải tính toán của các phân xưởng: Phụ tải động lực: - Vì các phân xưởng khác chỉ biết công suất đặt do đó phụ tải tính toán được xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu (knc ). Công thức tính : Pđl = knc . Pđ Qđl = Qtt = Ptt . tgj (2-9) Trong đó : + Pđ : Công suất đặt của phân xưởng (kw) + knc : Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị đặc trưng (tra sổ tay kỹ thuật). + tgj : Tương ứng với cosj đặc trưng của nhóm hộ tiêu thụ. Phụ tải chiếu sáng : tính theo công thức (2-6) ở trên. a. Tính toán cho Ban quản lý và phòng thiết kế : Công suất đặt Pđ = 80 (kw) Diện tích : 2.200 (m2) - Tra bảng phụ lục [PL 1.3: TKCĐ] knc = 0,8 cosj = 0,9 đ tgj = 0,484 Po = 15 (w/m2) - Thay vào công thức (2-6 ) và (2-9) ở trên ta tính được: + Phụ tải động lực : Pđl = 0,8 . 80 = 64 (kw) Qtt = Ptt . tgj = (Pđl + Pcs) . tgj = 97 . 0,484 = 46,56 (KVAR) + Công thức tính toán chiếu sáng: Pcs = P0 . F = 15 . 2200 = 33 (kw) + Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs = 64 + 33 = 97 (kw) (KVA) b. Tính toán tương tự cho các phân xưởng khác . Kết quả được được ghi trong bảng B 2-4: Bảng 2- 4 Tên phân xưởng Pđ,kw Knc cosj tgj F(m2) Po w/m2 Pcs ( kw ) Pđl( kw ) Ptt (kw) Qtt (KVAR) Stt(KVA) Ban QL& P.thiết kế 80 0,8 0,9 0,48 2200 15 33 64 97 46,56 107,78 PX cơ khí số 1 1500 0,4 0,6 1,33 3500 15 52,5 600 652,5 831,92 1.085,5 PX cơ khí số 2 1800 0,4 0,6 1,33 3600 15 54 720 774 1029,42 1290 PX luyện kim mầu 2100 0,6 0,9 0,75 3250 15 48,75 1260 1308,75 981,56 1635,94 PX luyện kim đen 2300 0,7 0,9 0,48 6700 15 100,5 1610 1710,5 821,04 1900,56 PX sửa chữa cơ khí 131,18 0,7 0,66 1,14 1.060 15 15,9 99,32 115,49 134,71 177,44 PX rèn 1350 0,6 0,7 1,02 3825 15 57,38 810 867,38 884,73 1239,11 PX nhiệt luyện 1200 0,7 0,9 1,02 4950 15 74,25 840 914,25 932,54 1015,83 Bộ phận nén khí 1700 0,7 0,8 0,75 2700 15 40,5 1190 1230,5 922,88 1538,13 Kho vật liệu 60 0,8 0,9 0,48 3600 15 54 48 102 48,96 113,33 Tổng 12.221,18 35.385 530,78 7241.09 7727,32 6629,38 10.102,62 2.2. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy: - Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy = 0,85 x7727,32+ 530,78 = 7099 ( KW ). - Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy QttXN = kđt (KVAR) - Phụ tải tính toán toàn phần của xí nghiệp: - Hệ số công suất của toàn xí nghiệp: 2.3. Tính sự tăng trưởng của phụ tải trong 10 năm sau: - Công thức xét đến sự gia tăng của phụ tải trong tương lai: S(t) = Stt (1 + a1t); trong 262 sách tra cứu CCĐXNCN. Trong đó: Stt - Công suất tính toán của xí nghiệp ở thời điểm hiện tại. a1 - Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải: (a1 = 0,083 - 0,101) (trang 262 sách CCDXNCN) , ta chọn a1 = 0,092 t - Số năm dự kiến (t = 10 năm) Vậy S(10) = 9063,59. (1 + 0,092 . 10) = 17402,09 (KVA) đ P(10) = S(10) . Cosj = 17402,09. 0,83 = 14443,73 (Kw) 3. Xác định biểu đồ phụ tải: - Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy là một vấn đề quan trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cao, đảm bảo được chi phí hàng năm nhỏ. Để xác định được vị trí đặt các trạm biến áp ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng tổng của nhà máy. - Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo một tỉ lệ lựa chọn. - Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải. Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải trùng với tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng có thể coi phụ tải của phân xưởng đồng đều theo diện tích phân xưởng . - Biểu đồ phụ tải cho phép hình dung được rõ ràng sự phân bố phụ tải trong nhà máy. - Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt tương ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng. 3.1. Xác định bán kính vòng tròn phụ tải: ( 2-10 ) Trong đó : + SttPXi : Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i, (KVA) + Ri : Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i, mm + m : tỉ lệ xích KVA/mm2 , để xác định biểu đồ phụ tải, chọn tỷ lệ xích 3 KVA/mm. 3.1.1 Xác định đối với Ban quản lý và bộ phận thiết kế. - Bán kính vòng tròn phụ tải. Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải : - Góc chiếu sáng của Ban quản lý và bộ phận thiết kế. Bằng cách tính tương tự ta được kết quả trong bảng sau: Bảng tính kết quả R và acs : Bảng 2-5 Ký hiệu Tên phân xưởng Pcs (Kw) Ptt (Kw) Stt (KVA) m (KVA/mm2) R, (mm) a0cs 1 Ban QL& P.thiết kế 33 97 107,78 3 3,38 112,47 2 PX cơ khí số 1 52,5 652,5 1085,5 3 10,73 28,97 3 PX cơ khí số 2 54 774 1290 3 11,70 25,12 4 PX luyện kim mầu 48,75 1308.75 1635.94 3 13,38 11,56 5 PX luyện kim đen 100 1710,5 1900,56 3 14,19 21,15 6 PX sửa chữa cơ khí 15,9 115,22 177,44 3 4,31 49,67 7 PX rèn 57,38 867,38 1239,11 3 11,47 23,82 8 PX nhiệt luyện 74,25 914,25 1015,83 3 10,38 29,24 9 Bộ phận nén khí 40,5 1230,5 1538,13 3 12,78 11,85 10 Kho vật liệu 54 102 113,33 3 3,29 190,59 3.2 . Biểu đồ xác định tâm phụ tải. Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy vẽ một hệ toạ độ xoy, có vị trí toạ độ trọng tâm của các phân xưởng là ( xi, yi ) ta xác định được toạ độ tối ưu M0(x0, y0 ) Vòng tròn phụ tải : Góc phụ tải chiếu sáng. Phụ tải động lực. acs Xác định trọng tâm phụ tải của nhà máy. Công thức : + Dịch chuyển ra khoảng trống, vậy ta có tâm phụ tải nhà máy. M (xo,yo)= M0( 6,74; 5 ) 7 8 Từ hệ thống điện đến 6 10 9 4 1 3 5 107,78 2 1085,5 1290 1635,94 1900,56 177,44 1238,11 1015,83 1538,13 113,33 4,4 6,74 10 12,2 5 3,6 1,7 7,8 2,1 0 2,8 M ( 6,74 ; 5 ) y x H2.1- Biểu đồ phụ tải của nhà máy sản xuất máy kéo. Chương iII Thiết kế mạng cao áp nhà máy 1. Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện : - Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa dạng. Nó phụ thuộc vào giá trị của nhà máy và công suất yêu cầu của nó, khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các yếu tố đặc biệt đặc trưng cho từng nhà máy công nghiệp riêng biệt, điều kiện khí hậu, địa hình, các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện (ĐTCCCĐ) cao, các đặc điểm của quá trình sản xuất và quá trình công nghệ ... Để từ đó xác định mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp điện hợp lý. - Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện chủ yếu căn cứ độ tin cậy, tính kinh tế và tính an toàn. Độ tin cậy của sơ đồ cấp điện phụ thuộc vào loại hộ tiêu thụ mà nó cung cấp, căn cứ vào loại hộ tiêu thụ để quyết định số lượng nguồn cung cấp của sơ đồ . - Sơ đồ cung cấp điện (SĐCCĐ) phải có tính an toàn đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người và thiết bị trong mọi trạng thái vận hành. Ngoài ra, khi lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cũng phải lưu ý tới các yếu tố kỹ thuật khác như đơn giản, thuận tiện cho vận hành, có tính linh hoạt trong sự cố, có biện pháp tự động hoá. 2. Tổng hợp phụ tải tính toán của nhà máy: - Kinh nghiệm cho thấy rằng phụ tải điện của nhà máy tăng lên không ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng, tăng năng suất của các máy chính, tăng dung lượng năng lượng, thay hoặc hoàn thiện các thiết bị công nghệ, xây lắp thêm các thiết bị công nghệ,... .Để hợp lý hoá sơ đồ cung cấp điện và tất cả các phần tử của nó phụ thuộc vào việc đánh giá đúng đắn phụ tải điện, nếu không tính đến sự phát triển của phụ tải sẽ dẫn đến phá hoại các thông số tối ưu của lưới. - Nhưng do không có thông tin cụ thể về sự phát triển của phụ tải điện của nhà máy nên ở đây ta không xét đến mức gia tăng của phụ tải trong tương lai do đó phụ tải tính toán Stt đã tính trước với số năm dự kiến là 10 năm Stt(10) = 17.402,09KVA Ptt