Đồ Án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương

Bài tập dài / đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện ĐHBKHN

GVHD: Bạch Quốc Khánh

Đề bài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương


MỤC LỤC

Trang

Lời nói đầu 5

I. Giới thiệu chung về nhà máy 6

1.1. Số liệu phụ tải của nhà máy 6

1.2. Số liệu liên kết với nguồn 7

II. Xác định phụ tải tính toán 8

2.1. Tổng quan về các phương pháp xác định phụ tải tính toán và phạm vi ứng dụng 8

2.1.1. Phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu 8

2.1.2. Phương pháp xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất 8

2.1.3. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại 9

2.1.4. Lựa chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán của nhà máy 11

2.2. Xác định phụ tải tính toán của nhà máy cơ khí CN địa phương 11

2.2.1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí 11

2.2.2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng khác trong toàn nhà máy 17

2.2.3. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy 19

2.2.4. Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và nhà máy 19

III. Thiết kế mạng cao áp của nhà máy 22

3.1. Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp của nhà máy 22

3.2. Đề xuất các phương án cấp điện của mạng cao áp nhà máy 22

3.2.1. Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy 22

3.2.2. Chọn phương án trạm biến áp phân xưởng 23

3.2.3. Chọn sơ đồ cấp điện từ trạm trung tâm tới các TBAPX 24

3.2.4. Các phương án cấp điện mạng cao áp của nhà máy 24

3.3. Sơ bộ chọn các thiết bị điện 26

3.3.1. Chọn công suất máy biến áp 26

3.3.2. Chọn tiết diện dây dẫn 28

3.3.3. Chọn máy cắt cao cáp 31

3.4. Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án thiết kế 33

3.4.1. Xác định vốn đầu tư thiết bị 33

3.4.2. Tính tổn thất điện năng đường dây 34

3.4.3. Xác định tổn thất điện năng trong các TBA 36

3.4.4. Xác định hàm chi phí tính toán và lựa chọn phương án thiết kế 37

3.5. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn 38

3.5.1. Chọn tiết diện dây dẫn nối từ hệ thống điện về nhà máy 38

3.5.2. Tính toán ngắn mạch phía cao áp 38

3.5.3. Kiểm tra các thiết bị điện đã chọn sơ bộ ở phần so sánh kinh tế - kỹ thuật 41

3.5.4. Lựa chọn các thiết bị phân phối điện khác 42

3.5.5. Sơ đồ một sợi mạng cao áp của toàn nhà máy 45

IV. Thiết kế mạng hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí 47

4.1. Sơ đồ tổng quát mạng hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí 47

4.2. Sơ bộ lựa chọn các thiết bị điện 47

4.2.1. Chọn áptômát 47

4.2.2. Chọn dây dẫn (cáp) 48

4.2.3. Chọn thanh góp của các tủ phân phối và động lực 52

4.3. Tính toán ngắn mạch mạng hạ áp 52

4.4. Kiểm tra các thiết bị điện và chọn các thiết bị điện khác 56

Tài liệu tham khảo 60



Danh mục hình vẽ

Trang

Hình 1. Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương 7

Hình 2. Phân chia nhóm trên sơ đồ mặt bằng PXSCCK 12

Hình 3. Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy 21

Hình 4. Phương án 1: Sử dụng TBATT và sơ đồ hình tia 24

Hình 5. Phương án 2: Sử dụng TBATT và sơ đồ liên thông 25

Hình 6. Phương án 3: Sử dụng TPPTT và sơ đồ hình tia 25

Hình 7. Phương án 4: Sử dụng TPPTT và sơ đồ liên thông 26

Hình 8. Sơ đồ một sợi và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch mạng cao áp của nhà máy 39

Hình 9. Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp của nhà máy 46

Hình 10. Sơ đồ tổng quát mạng hạ áp động lực của PSSCCK 47

Hình 11. Sơ đồ một sợi và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch mạng hạ áp của PXSCCK 53

Hình 12. Sơ đồ mặt bằng đi dây của phân xưởng sửa chữa cơ khí 58

Hình 13. Sơ đồ nguyên lý mạng hạ áp động lực của phân xưởng SCCK 59


Danh mục bảng

Trang

Bảng 1. Phụ tải của nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương 6

Bảng 2. Bảng tổng kết tính toán phụ tải động lực các nhóm của PXSCCK 15

Bảng 3. Tổng kết phụ tải tính toán các phân xưởng trong toàn nhà máy 18

Bảng 4. Tổng kết phụ tải tính toán theo biểu đồ phụ tải 20

Bảng 5. Các trạm biến áp phân xưởng của nhà máy 23

Bảng 6. Lựa chọn công suất máy biến áp cho các TBAPX 27

Bảng 7. Lựa chọn dây dẫn cho các phương án 30

Bảng 8. Tổng kết khối lượng vật tư thiết bị 33

Bảng 9. Tính tổn thất điện năng trên đường dây các phương án 34

Bảng 10. Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp 36

Bảng 11. Tính điện trở và điện kháng các đường dây cao áp 40

Bảng 12. Tính toán các điểm ngắn mạch phía cao áp 41

Bảng 13. Thông số kĩ thuật biến dòng lựa chọn 42

Bảng 14. Thông số kĩ thuật biến áp đo lường lựa chọn 43

Bảng 15. Tính toán chọn cầu chì cao áp 44

Bảng 16. Thông số kĩ thuật cầu dao cao áp lựa chọn 44

Bảng 17. Tính toán chọn áptômát tổng phía hạ áp của TBAPX 45

Bảng 18. Tính toán chọn áptômát mạng hạ áp 48

Bảng 19. Tính toán lựa chọn dây cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 49

Bảng 20. Tính toán lựa chọn áptômát và dây cáp từ tủ động lực tới các phụ tải điện 50

Bảng 21. Tính toán các điểm ngắn mạch trên thanh góp các tủ động lực 55




Lời nói đầu

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng nâng cao nhanh chóng. Vì điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất nên nhu cầu tiêu thụ điện trong các lĩnh vực công ngiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Trước khi xây dựng một nhà máy, khu dân cư trước tiên người ta phải nghiên cứu,xây dựng hệ thống cung cấp điện cho các phụ tải ở đó.

Môn học “Hệ thống cung cấp điện” sẽ cung cấp những kiến thức quan trọng trong tính toán và phân phối điện năng một cách phù hợp. Bài tập dài của môn học yêu cầu việc tìm hiểu, thiết kế việc cung cấp điện cho nhà máy công nghiệp nhất định lấy điện từ lưới điện trung áp. Trong nhiệm vụ được giao, em được tìm hiểu về đề tài “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương”.

Em xin chân thành cảm ơn thầy Bạch Quốc Khánh-giáo viên hướng dẫn, nhờ sự giảng dạy tận tình và kĩ lưỡng của thầy, em đã hoàn thành được bài tập dài và qua đó giúp em hiểu bài hơn. Em cũng xin chân thành cám ơn bạn Trần Vũ Trung, người đã cùng làm nhóm với em để hoàn thành đề tài được giao.

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên bài làm của em có thể còn nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy, cô và các bạn.


I. Giới thiệu chung về nhà máy

1.1. Số liệu phụ tải của nhà máy

Nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương là hộ tiêu thụ loại I, diện tích 120000m2, gồm 9 phân xưởng trong đó có 5 phân xưởng là hộ tiêu thụ loại I và 4 phân xưởng là hộ tiêu thụ loại III. Nhà máy làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất của phụ tải nhà máy Tmax = 6000 giờ , số liệu tổng quan của phụ tải toàn nhà máy bao gồm vị trí, diện tích, công suất đặt và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng trong nhà máy được cho trong Bảng 1 và Hình 1.


Bảng 1. Phụ tải của nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương

TT Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) Loại hộ tiêu thụ

1 Phân xưởng (PX) tiện cơ khí 1800 I

2 PX dập 1500 I

3 PX lắp ráp số 1 1000 I

4 PX lắp ráp số 2 1200 I

5 PX sửa chữa cơ khí Theo tính toán III

6 Phòng thí nghiệm trung tâm 200 III

7 Phòng kiểm định thử nghiệm 500 I

8 Trạm bơm 150 III

9 Phòng thiết kế 100 III

10 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích


1.2. Số liệu liên kết với nguồn

- Điện áp nguồn : Uđm = 22 kV.

- Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực : 300MVA.

- Đường dây cung cấp điện cho nhà máy : Dùng dây nhôm lõi thép (AC) đặt treo trên không.

- Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy : 10km.

- Công suất của nguồn điện : Vô cùng lớn.