báo cáo htccd 20202 Hệ thống cung cấp điện PDF

Preview

Summary

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN ĐIỆNĐề tài: Thiết kế cấp điện cho nhà máy liên hợp dệtHà Nội, ngày 01 tháng 08 năm 202 1BÀI TẬP DÀIHỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆNGV. Hướng dẫn : TSễn Hồng NhungMã học phầnMã lớpNhóm : 6: EE: 124696MỤC LỤCHình 1-1 Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy liên hợp dệt1 Phụ tải điện của...

Description

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN

BÀI TẬP DÀI HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Đề tài: Thiết kế cấp điện cho nhà máy liên hợp dệt

GV. Hướng dẫn : TS.Nguyễn Hồng Nhung Mã học phần

: EE3246

Mã lớp

: 124696

Nhóm

:6

Hà Nội, ngày 01 tháng 08 năm 2021

Danh sách phân công nhóm 6 STT

Họ và tên

MSSV

Ghi chú công việc

Chương

1

Trần Sỹ Nhật Minh

20174056

Xác định phụ tải tính toán & Thiết kế mạng hạ áp của PXSCCK

II & IV

2

Hoàng Minh Hiếu

20173875

Tổng hợp & Thiết kế các biểu đồ, hình vẽ

3

Đào Thành Công

20181361

Đề xuất các phương án sơ đồ cung cấp điện mạng cao áp Chọn máy biến áp

4

Nguyễn Xuân Trưởng

20181804

5

Phạm Thế Hiển

20181464

6

Nguyễn Văn Bão

20181339

Tính toán kinh tế kĩ thuật, chọn phương án thiết kế Chọn tiết diện dây dẫn nối từ hệ thống điện về nhà máy & Tính toán ngắn mạch

7

Nguyễn Vũ Nguyên Khôi

20181555

Lựa chọn các thiết bị phân phối điện khác

8

Đinh Quang Minh

20174069

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

Lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và máy cắt mạng cao áp

III

MỤC LỤC CHƯƠNG 1. Yêu cầu thiết kế ........................................................................... 1 1.1

Các số liệu ban đầu: ................................................................................. 1

1.2

Phụ tải điện của nhà máy ......................................................................... 1

1.3

Phụ tải điện của phân xưởng sữa chữa cơ khí:..........................................2

CHƯƠNG 2. Xác định phụ tải tính toán ..........................................................5 2.1

Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí..................... 5 Xác định phụ tải tính toán (động lực) cho các nhóm phụ tải ......5 Xác định phụ tải tính toán cho PXSCCK ................................. 15

2.2

Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng còn lại ........................... 15

2.3

Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy .......................................... 16

2.4

Biểu đồ phụ tải....................................................................................... 17

CHƯƠNG 3. Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy .................................. 19 3.1

Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp của nhà máy ........... 19

3.2

Đề xuất các phương án sơ đồ cung cấp điện của mạng cao áp nhà máy.. 19 Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy ................... 19 Chọn phương án trạm biến áp phân xưởng .............................. 19 Lựa chọn các phương án nối dây của mạng cao áp .................. 25

3.3

Sơ bộ chọn các thiết bị điện ................................................................... 27 Chọn công suất máy biến áp .................................................... 27 Chọn thiết diện dây dẫn ........................................................... 27 Chọn máy cắt .......................................................................... 31

3.4

Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án thiết kế ................................ 32 Xác định vốn đầu tư thiết bị .................................................... 33

3.5

Thiết kế chi tiết cho phương án đượ c chọn ............................................. 40 Chọn thiết diện dây dẫn nối từ hệ thống điện về nhà máy ........ 40 Tính toán ngắn mạch ............................................................... 40 3.5.3. Kiểm tra các thiết bị điện đã được sơ bộ chọn ở phần so sánh kinh tế - kỹ thuật ........................................................................................ 44 3.5.4.

Lựa chọn các thiết bị phân phối điện khác ............................... 45

CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ ............................................................................................... 47

Danh mục hình vẽ Hình 1-1 Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy liên hợp dệt............................................ 2 Hình 1-2 Sơ đồ mặt bằng phân xưở ng sửa chữa cơ khí ........................................ 4 Hình 2-1. Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy............................................................. 18 Hình 3-1 Phương án 1 ....................................................................................... 25 Hình 3-2. Phương án 2 ...................................................................................... 26 Hình 3-3. Phương án 3 ...................................................................................... 26 Hình 3-4. Phương án 4 ...................................................................................... 27 Hình 4-1 Sơ đồ nguyên lý.................................................................................. 50 Hình 4-2 Sơ đồ thay thế..................................................................................... 50 Hình 4-3 Sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí .... 56 Hình 4-4 Sơ đồ mặt bằng và đi dây của phân xưởng sửa chữa cơ khí................. 57

THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁT LIÊN HỢP DỆT CHƯƠNG 1. Yêu cầu thiết kế 1.1 Các số liệu ban đầu: Phụ tải điện của nhà máy (Hình 1 và Bảng 1) Phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí (Hình 2 và Bảng 2) Điện áp nguồn: Uđm = 35kV, 22kV Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực: 250MVA 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: 12km + Công suất của nguồn điện: Vô cùng lớn + Nhà máy làm việc: 3 ca, Tmax = 300. (10 + a) giờ

+ + + + +

1.2 Phụ tải điện của nhà máy TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tên phân xưởng PX kéo sợi PX dệt vải PX nhuộm và in hoa PX giặt là và đóng gói thành phẩm PX sửa chữa cơ khí PX mộc Trạm bơm Ban quàn lý và phòng thiết kế Kho vật liệu trung tâm Chiếu sáng phân xưởng

Công suất đặt (kW) 1400 + 20*a 2500 1200 600 Theo tính toán 150+10*a 100 150 50 Theo diện tích

Loại hộ tiêu thụ I I I I III III III III III

1

Hnh 1-1 Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy liên hợp dệt

1.3 Phụ tải điện của phân xưởng sữa chữa cơ khí: Bảng 2. Danh sách thiết bị của PXSCCK TT

Tên phân xưởng

SL

Nhãn máy

Pđm (kW) 1 máy

Toàn bộ

BỘ PHẬN DỤNG CỤ 1

Máy tiện ren

2

IA616

7

2

Máy tiện ren

2

IA62

7

3

Máy tiện ren

2

1K62

10

4

Máy tiện ren cấp chính xác cao

1

IJI6Π

1.7

3

Máy doa tọa độ

1

2Δ430

2

6

Máy bào ngang

2

7K36

7

7

Máy xọc

1

7Δ420

2,8

8

Máy phay vạn năng

1

6H82

7

9

Máy phay ngang

1

6H82T

7

10 Máy phay đứng

2

6HI1

2,8

11 Máy mài tròn

2

3Δ240

4,5

12 Máy mài phẳng

1

31IMI

2,8

13 Máy mài tròn

1

3130

2,8 2

14 Máy khoan đứng

1

2Δ125

TT Tên phân xưởng

SL

Nhãn máy

13 Máy khoan đứng

1

2135

4,5

16 Máy cắt mép

1

866 Δ

4,5

17 Máy mài vạn năng

1

3A64

1,75

18 Máy mài dao cắt gọt

1

3818

0,65

19 Máy mài mũi khoan

1

36652

1,5

20 Máy mài sắc mũi phay

1

3667

1

21 Máy mài dao chốt

1

360

0,65

22 Máy mài mũi khoét

1

3659

2,9

23 Thiết bị đế hóa bền kim loại

1

ΠΠ-58

0,8

24 Máy giũa

1

-

2.2

25 Máy khoan bàn 26 Máy mài tròn

2 1

HCI25 -

0,65 1,2

27 Máy ép ay kiểu VÍT

1

-

-

28 Máy mài thô 29 Bản đánh dấu

1 1

3N634 -

2,8 -

30 Bàn thợ nguội

10

-

2,8 pđm (kW) 1 máy

Toàn bộ

-

BỘ PHẬN SỬA CHỮA 31 Máy tiện ren

3

1616

4,5

32 Máy tiện ren 33 Máy tiện ren

1

1Δ62

7

1

1324M

7

34 Máy tiện ren

3

163 A

10

35 Máy tiện ren

1

163

14

36 Máy khoan đứng

2

2A135

4,5

37 Máy khoan hướng tâm

1

2Δ53

4,5

38 Máy bào ngang

1

7A53

2,8

39 Máy bào ngang

1

7A36

10

40 Máy mài phá 41 Bàn

1 8

5A634 -

4,5 -

42 Máy khoan bào 43 Máy biến áp hàn

1 1

HCT2A CTĐ-24

0,65 24,6

3

Hnh 1-2 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí

4

CHƯƠNG 2. Xác định phụ tải tính toán 2.1 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Xác định phụ tải tính toán (động lực) cho các nhóm phụ tải a. 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 xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo các nguyên tắc sau: + Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp và nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầy tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng. + 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 hơn cho việc lựa chọn phương thức cungcấp điện cho nhóm. + Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng cho phân xưởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong một nhóm khôngnên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường nhỏ hơn 12. Tuy nhiên thường thì khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do vậy người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất. Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân xưở ng sửa chữa cơ khí thành 5 nhóm:

5

Nhóm

1

2

3

4

5

STT

1 2 3 4 5 Tổng 1 2 3 4 5 6 7 8 Tổng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Tổng 1 2 3 4 5 Tổng 1 2 3 4 5 6 7 Tổng

Tên thiết bị

Số Pđm(kW) Iđm(A) Ký hiệu lượng trên mặt Toàn 1 máy bộ bằng 2 1 7 14 Máy tiện ren 2 2 7 14 Máy tiện ren 2 3 10 20 Máy tiện ren 1 4 1,7 1,7 Máy tiện ren cao cấp chính xác 1 5 2 2 Máy doa tọa độ 8 51,7 Máy bào ngang 2 6 7 14 1 7 2,8 2,8 Máy xọc Máy phay vạn năng 1 8 7 7 1 9 7 7 Máy phay ngang 2 10 2,8 5,6 Máy phay đứng Máy mài tròn 2 11 4,5 9 1 12 2,8 2,8 Máy mài phẳng 1 13 2,8 2,8 Máy mài tròn 11 51 1 14 2,8 2,8 Máy khoan đứng 1 15 4,5 4,5 Máy khoan đứng 1 16 4,5 4,5 Máy cắt mép 1 17 1,75 1,75 Máy mài vạn năng 1 18 0,65 0,65 Máy mài dao cắt gọt 1 19 1,5 1,5 Máy mài mũi khoan Máy mài sắc mũi phay 1 20 1 1 1 21 0,65 0,65 Máy mài dao chốt 1 22 2,9 2,9 Máy mài mũi khoét Thiết bị để hóa bền kim loại 1 23 0,8 0,8 1 24 2,2 2,2 Máy giữa 2 25 0,65 1,3 Máy khoan bàn Máy mài tròn 1 26 1,2 1,2 Máy mài thô 1 28 2,8 2,8 15 28,55 3 31 4,5 13,5 Máy tiện ren Máy tiện ren 1 32 7 7 1 33 7 7 Máy tiện ren 3 34 10 30 Máy tiện ren Máy tiện ren 1 35 14 14 9 71,5 2 36 4,5 9 Máy khoan đứng Máy khoan hướng tâm 1 37 4,5 4,5 1 38 2,8 2,8 Máy bào ngang 1 39 10 10 Máy bào ngang 1 40 4,5 4,5 Máy mài phá 1 42 0,65 0,65 Máy khoan bào Máy biến áp hàn 1 43 24,6 7,46 8 38,96 6

b. Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm phụ tải bằng pp sử dụng Ptb & kmax Các giá trị ksd, cos φ, nhq* và kmax tra ở phụ lục PL1.1, PL 1.5, PL 1.6. Với phân xưởng sửa chữa cơ khí, tra đượ c ksd = 0,15 và cos φ = 0,6; ksd = 0.15 < 0.2 nên ta xác định theo cách sau: ❖ Nhóm 1 Nhóm STT

1

Tên thiết bị

1 2 3 4 5 Tổng -

Số lượng

Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren cao cấp chính xác Máy doa tọa độ

2 2 2 1 1 8

Ký hiệu trên mặt bằng 1 2 3 4 5

Pđm(kW) Iđm(A) Toàn 1 máy bộ 7 14 7 14 10 20 1,7 1,7 2 2 51,7

Xác định nhq: 1 1 + . Pđm max = . 14 = 5 (kW) 2

2

1

 Có 6 thiết bị có Pđm > 2 . Pđm max: máy tiện ren (6)  n1 = 6

+ ∑ Pn1 = 14 + 14 + 20 = 48 (kW) n 6 + n∗ = 1 = = 0,75 + P∗ =

8 n ∑ Pn1

∑ Pđm

=

48

51,7

= 0,93

+ Tra bảng => nhq = 0,808 + nhq = n. nhq* = 8. 0,808 ≈ 6 + ksd = 0,15 & nhq = 6 + Tra bảng => kmax = 2,64 - Tính phụ tải: + Ptt = kmax. ksd. ∑ Pđm = 2,64. 0,15. 51,7 = 20,47 (kW) 4 + Qtt = Ptt. tan φ = 20,5. = 27,3 (kVAr) *

3

+ Stt = √Ptt2 + Q2tt = 34,12 (kWA)

+ Itt =

Stt

√3.Uđm

=

34,12

√3 .0,4

= 49,25 (A)

7

❖ Nhóm 2 Nhóm STT

2

1 2 3 4 5 6 7 8 Tổng -

Tên thiết bị

Số lượng

Máy bào ngang Máy xọc Máy phay vạn năng Máy phay ngang Máy phay đứng Máy mài tròn Máy mài phẳng Máy mài tròn

2 1 1 1 2 2 1 1 11

Pđm(kW) Iđm(A) Ký hiệu Toàn trên mặt 1 máy bộ bằng 6 7 14 7 2,8 2,8 8 7 7 9 7 7 10 2,8 5,6 11 4,5 9 12 2,8 2,8 13 2,8 2,8 51

Xác định nhq: 1 1 + . Pđm max = . 7 = 3.5 (kW) 2

2

1

 Có 6 thiết bị có Pđm > 2 . Pđm max  n1 = 6

+ ∑ Pn1 = 14 + 7 + 7 + 9 = 37 (kW) n 6 + n∗ = 1 = = 0,55 + P∗ =

11 n 37 ∑ Pn1

∑ Pđm

=

51

= 0,73

+ Tra bảng => nhq = 0,84 + nhq = n. nhq* = 11. 0,84 ≈ 9 + ksd = 0,15 & nhq = 9 + Tra bảng => kmax = 2,2 - Tính phụ tải: + Ptt = kmax. ksd. ∑ Pđm = 2,2. 0,15. 51 = 16,83 (kW) 4 + Qtt = Ptt. tan φ = 16,83. = 22,44 (kVAr) *

3

+ Stt = √Ptt2 + Q2tt = 28,05 (kWA)

+ Itt =

Stt

√3.Uđm

=

28,05

√3 .0,4

= 40,49 (A)

8

❖ Nhóm 3 Nhóm STT

3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Tổng

-

Tên thiết bị

Số lượng

Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy cắt mép Máy mài vạn năng Máy mài dao cắt gọt Máy mài mũi khoan Máy mài sắc mũi phay Máy mài dao chốt Máy mài mũi khoét Thiết bị để hóa bền kim loại Máy giữa Máy khoan bàn Máy mài tròn Máy mài thô

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 15

Pđ Ký hiệu trên mặt 1 máy bằng 14 2,8 15 4,5 16 4,5 17 1,75 18 0,65 19 1,5 20 1 21 0,65 22 2,9 23 0,8 24 2,2 25 0,65 26 1,2 28 2,8

kW

Iđm(A)

Toàn bộ 2,8 4,5 4,5 1,75 0,65 1,5 1 0,65 2,9 0,8 2,2 1,3 1,2 2,8 28,55

Xác định nhq: 1 1 + . Pđm max = . 4.5 = 2.25 (kW) 2

2

1

 Có 5 thiết bị có Pđm > 2 . Pđm max  n1 = 5

+ ∑ Pn1 = 2,8 + 4,5 + 4,5 + 2,9 + 2,8 = 17,5 (kW) 5 n + n∗ = 1 = = 0,33 + P∗ =

n 15 ∑ Pn1 17,5

∑ Pđm

=

28,55

= 0,61

+ Tra bảng => nhq = 0,7 + nhq = n. nhq* = 15. 0,7 ≈ 10 + ksd = 0,15 & nhq = 10 + Tra bảng => kmax = 2,1 - Tính phụ tải: + Ptt = kmax. ksd. ∑ Pđm = 2,1. 0,15. 28,55 = 9 (kW) 4 + Qtt = Ptt. tan φ = 9. = 12 (kVAr) *

3

+ Stt = √Ptt2 + Q2tt = 15 (kWA)

+ Itt =

Stt

√3.Uđm

=

15

√3 .0,4

= 21,65 (A)

9

❖ Nhóm 4 Nhóm STT

4

1 2 3 4 5 Tổng

-

Tên thiết bị Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren

Xác định nhq: +

Số lượng

1

2

. Pđm max =

3 1 1 3 1 9

1

2

Ký hiệu Pđ kW Iđm(A) trên mặt Toàn 1 máy bộ bằng 31 4,5 13,5 32 7 7 33 7 7 34 10 30 35 14 14 71,5

. 7 = 3.5 (kW) 1

 Có 6 thiết bị có Pđm > 2 . Pđm max  n1 = 6

+ ∑ Pn1 = 7 + 7 + 30 + 14 = 58 (kW) 6 n1 = = 0,67

+ n∗ = + P = ∗

n 9 ∑ Pn1

∑ Pđm

=

58

71.5

= 0,84

+ Tra bảng => nhq = 0,82 + nhq = n. nhq* = 9. 0,82 ≈ 7 + ksd = 0,15 & nhq = 7 + Tra bảng => kmax = 2,48 - Tính phụ tải: + Ptt = kmax. ksd. ∑ Pđm = 2,48. 0,15. 71,5 = 26,6 (kW) 4 + Qtt = Ptt. tan φ = 26,6. = 35,47 (kVAr) *

3

+ Stt = √Ptt2 + Q2tt = 44,34 (kWA)

+ Itt =

Stt

√3.Uđm

=

44,34

√3 .0,4

= 64 (A)

10

❖ Nhóm 5 Nhóm

Tên thiết bị

STT

Máy khoan đứng Máy khoan hướng tâm Máy bào ngang Máy bào ngang Máy mài phá Máy khoan bào Máy biến áp hàn

1 2 3 4 5 6 7 Tổng

5

Số lượng 2 1 1 1 1 1 1 8

Pđm(KW) Iđm(A) Ký hiệu Toàn trên mặt bằng 1 máy bộ 36 4,5 9 37 4,5 4,5 38 2,8 2,8 39 10 10 40 4,5 4,5 42 0,65 0,65 43 24,6 7,46 38,91

− Trong nhóm 5 có “máy biến áp” hàn làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại cần qui đổi chế độ làm việc và công suất về 3 pha :

+ Có Sđm = 24,6 (kVA) và cos𝜑 = 0,35

Pđm = 0,35. 24,6 = 8,61 (kW)

+ Qui đổi về dài hạn: với hệ số đóng điện Kđ = 25 %

Pqđdh = Pđm. √K đ % = 8,61. 0,5 = 4,305 (kW)

+ Qui đổi công suất về 3 pha:

Pqd = √3 . 4,305 = 7,46 (kW)

+ Tổng công suất sau khi quy đổi:

 Pđm = 38,96 (kW)

− Xác định ksd nhóm: + Các máy gia công kim loại có ksd=0,15; riêng máy biến áp hàn có ksd=0,3

ksdn=

∑ 7i=1 Pđmi .ksdi ∑ Pđm

=

(9 + 4,5 + 2,8 + 10 + 4,5 + 0,65).0,15+7,46.0,3 38,91

− Xác định nhq +

1

2

 0,18

1

2 1 Pđm > 2.Pđm max

Pđm max = . 10 = 5(kW)

Có 2 thiết bị có n1 =2

+ Pn1 = 10 + 7,46 = 17,46 (kW)

P*=

∑Pn1

∑Pđm

+ n*= =

17,46

38,91

n1 n

2

= 8 =0,25

= ...