Nội dung

LỜI NÓI ĐẦU Trong xã hội hiện nay ngày càng phát triển, mức sống của con người ngày càng được nâng cao, dẫn đến nhu cầu tiêu dùng tăng, các doanh nghiệp, công ty cần phải ra tăng sản xuất, mặt khác nhu cầu tiêu dùng của con người đòi hỏi cả về chất lượng sản phẩm, dồi dào mẫu mã. Chính vì thế mà các công ty, xí nghiệp luôn cải tiến trong việc thiết kế và lắp đặt các thiết bị tiên tiến để sản xuất ra những sản phẩm đạt hiệu quả đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng. Trong hàng loạt các công ty, xí nghiệp kể trên có cả những phân xưởng sửa chữa cơ khí. Do đó nhu cầu sử dụng điện ở các nhà máy này càng cao, đòi hỏi ngành công nghiệp năng lượng điện phải đáp ứng kịp thời theo sự phát triển của nó. Hệ thống điện ngày càng phức tạp, việc thiết kế cung cấp có nhiệm vụ đề ra những phương án cung cấp điện hợp lý và tối ưu. Một phương pháp cung cấp điện tối ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư xây dựng hệ thống điện và chi phí vận hành tổn thất điện năng và đồng thời vận hành đơn giản thuận tiện trong sửa chữa. Sau thời gian học tập tại trường, đến nay em đã hoàn hành chương trình học của mình và được giao đề tài “ Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí” do cô giáo Thạc sỹ Đỗ Thị Hồng Lý hướng dẫn. Nội dung của đồ án gồm 4 chương: Chương 1: Xác định phụ tải tính toán xưởng sửa chữa cơ khí . Chương 2: Lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện. Chương 3: Tính toán bù công suất phản kháng. Chương 4: Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. -1- Chương 1. X¸c ®Þnh phô t¶I tÝnh to¸n cña ph©n x-ëng söa ch÷a c¬ khÝ. 1.1.®Æt vÊn ®Ò. Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán phụ tải, thông thường những phương pháp đơn giản việc tính toán thuận tiện lại cho kết quả không chính xác. Do đó theo yêu cầu cụ thể, nên chọn phương án tính toán thích hợp. Thiết kế cung cấp điện cho các xưởng bao gồm hai giai đoạn: Giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế và giai đoạn bản vẽ thi công. Trong giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế (hoặc thiết kế kỹ thuật), ta tính sơ bộ gần đúng phụ tải điện dựa trên cơ sở tổng công suất đã biết của các hộ tiêu thụ (bộ phận, phân xưởng…). Ở giai đoạn thiết kế thi công, ta tiến hành xác định chính xác phụ tải điện dựa vào các số liệu cụ thể về các hộ tiêu thụ của các bộ phận, phân xưởng… Nguyên tắc chung để tính phụ tải của hệ thống điện là tính từ thiết bị dùng điện ngược trở về nguồn, tức là được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện. Sau đây là một vài hướng dẫn về cách chọn phương pháp tính: - Để xác định phụ tải tính toán của các hộ tiêu bị thụ riêng biệt ở các điểm nút điện áp dưới 1000 V trong lưới điện phân xưởng nên dùng phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq bởi vì phương pháp này có kết quả tương đối chính xác,hoặc theo phương pháp thống kê. - Để cao xác định phụ tải cấp cao của hệ thống cung cấp điện, tức là tính từ thanh cái các phân xưởng hoặc thanh cái trạm biến áp đến đường dây cung cấp cho xí nghiệp ta nên áp dụng phương pháp dựa trên cơ sở giá trị trung bình và các hệ số kmax, khd -2- - Khi tính sơ bộ ở giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế với các cấp cao của hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng phương pháp tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu knc. Trong một số trường hợp cá biệt thì có thể tính theo phương pháp suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm hoặc phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. Ở phạm vi đồ án này ta chọn phương pháp số thiết bị hiệu quả để tính toán phụ tải động lực của các phân xưởng theo từng nhóm thiết bị và theo từng công đoạn( còn gọi là phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb hay phương pháp sắp xếp biểu đồ) Khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán hoặc khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn giản đã nêu ở trên thì ta dùng phương pháp này. Công thức tính như sau: Ptt= kmax.ksd.Pđm. (1.1) Trong đó: - Pđm : công suất định mức (W). - kmax, ksd - hệ số cực đại và hệ số sử dụng. Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả nhq chúng ta đã xét đến một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng. 1.2. ph©n nhãm phô t¶i. Phụ tải của phân xưởng gồm 2 loại: phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng. Để có số liệu cho việc tính toán thiết kế sau này ta chia ra các thiết bị trong phân xưởng ra làm từng nhóm.Việc chia nhóm được căn cứ theo các nguyên tắc sau: - Các thiết bị gần nhau đưa vào một nhóm. -3- - Một nhóm tốt nhất có số thiết bị n 8. - Đi dây thuận lợi, không được chồng chéo, góc lượn của ống phải 1200 ngoài ra có thể kết hợp các công suất của các nhóm gần bằng nhau. Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng và sự bố trí sắp xếp tính chất và chế độ làm việc của các máy ta chia các thiết bị trong phân xưởng cơ khí ra làm 5 nhóm thiết bị. 1.2.1. Xác định phụ tải của nhóm 1. P0 , kW STT Tên thiết bị Số lượng 1 máy Toàn bộ Ksd Cos Ký hiệu 1 Búa hơi để rèn 2 28 56 0,2 0,5 1 2 Lò rèn 1 3,2 3,2 0.5 0,7 3 3 Quạt gió 1 2,5 2,5 0,6 0,7 5 4 Quạt thông gió 1 2,8 2,8 0,6 0,7 6 5 Máy mài sắc 1 4,5 4,5 0,2 0,5 12 6 Lò điện để rèn 1 30 30 0,5 0,7 21 7 Lò điện 1 36 36 0,5 0,7 23 Theo bảng ta có tổng số thiết bị trong nhóm: n = 8. Thiết bị có công suất lớn nhất Pmax = 36 (kW). Số thiết bị có trong nhóm có n1 = 4:Số thiết bị có P ≥ Pmax -4- Số thiết bị tương đối: n* = n 1 = 4 = 0,5. n 8 (1.2) Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm: P n i .Pi = n1.P1 + n3.P3 + n5.P5 + n6.P6 + n12.P12 + n21.P21 + n23.P23. (1.3) P = 28 . 2 + 3,2 + 2,8 +2,5 + 4,5 +30 +36 = 135 (kW). Tổng công suất của n1 thiết bị : P1 = n1.P1 + n21.P21 + n23.P23 = 28 . 2 + 30 + 36 = 122 (kW). (1.4) p* = P1 P (1.5) 122 = 0,9. 135 Từ n* và p*, tra bảng PL I.5 (Trang 255 – Thiết kế cấp điện) ta được: n*hq = f(n*; p*) = f(0,5 ; 0,9) = 0,58. Số thiết bị dùng điện có hiệu quả : nhq = n*hq .n = 0,58.8 = 4,64. (1.6) Hệ số sử dụng trung bình của nhóm 1 là: 8 Ksdtb = Pdmi .K sdi 1 8 . (1.7) Pdmi 1 Ksdtb= 28.2.0,2 0,5.3,2 2,5.0,6 2,8.0,6 4,5.0,6 30.0,5 36.0,5 = 0,38 135 Từ nhq và ksdtb , tra bảng PL I.6 (Trang 256- Thiết kế cấp điện) ta được: kmax = f(ksdtb ; nhq) = f(0,38 ; 4,64) Lấy kmax = 1,76 Công suất tính toán của nhóm 1 theo công thức (1.1) : Ptt1 = kmax.ksdtb1. Pđm1 = 0.38 . 1,76 . 135 = 90,3 (kW) -5- 8 Cos tb1 = Pdmi . cos i 1 8 . (1.8) Pdmi 1 Cos tb1 = 28.2.0,5 0,7.3,2 0,7.2,8 0,7.2,5 0,5.4,5 0,7.30 0,7.36 = 0,61 135 tg = 1,3 Qtt1=Ptt1 . tg =90,3. 1,3 = 117,38 (kVAr). (1.9) Stt1= Ptt21 Q2tt1 = 90,292 117,377 2 =148,1 (kVA). (1.10) Itt1 = Stt1 = 148,1 = 225,01 (A). 3.U dm 3.0,38 (1.11) 1.2.2.Xác định phụ tải nhóm 2. Tên thiết bị STT P0,kW Số lượng 1 Toàn máy bộ Ksd Cos Kí hiệu 1 Lò điện hoá cứng linh kiện 1 90 90 0.5 0,7 10 2 Lò điện 1 36 36 0.5 0,7 20 Theo bảng ta có n = 2. Thiết bị có công suất lớn nhất là 90 (kW). Số thiết bị có trong nhóm có: n1 = 1 Theo công thức (1.2): n* = n 1 = 1 = 0,5 2 n Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm theo công thức (1.3): P= ni.Pi = n10.P10 + n20.P20 -6- P = 90 + 36 = 126 (kW). Tổng công suất của n1 thiết bị : P1 = n10.P10 = 90 (kW). (1.12) Theo công thức (1.5) ta có: p* = P1 = 90 = 0,71 P 126 Từ n* và p*, tra bảng PL I.5 (Trang 255 – Thiết kế cấp điện) ta được: n*hq = f(n*; p*) = f(0,5 ; 0,7) = 0,82. Số thiết bị dùng điện có hiệu quả : nhq = n*hq .n = 0,82.2 =1,64. Hệ số sử dụng trung bình của nhóm 2 theo công thức (1.7) là: 2 Ksdtb = Pdmi .K sdi 1 2 Pdmi 90.0,5 36.0,5 = 63 = 0,5. 126 126 1 Công suất tính toán của nhóm 2: 2 Ptt2 = 1 K ti . Pdmi .(1.13) (Kti: hệ số tải) Kt=0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn Ptt2 = 90.0,9 + 36.0,9=113,4 (kW). 2 Theo công thức (1.8) ta có: Cos tb2 = Pdmi .cos i 1 2 Pdmi 1 Cos tb2 = 88.2 = 0,7 126 tg = 1,02 -7- = 90.0,7 36.0,7 126 Qtt2=Ptt2 . tg = 113,4 . 1,02 = 115,67 (kVAr). Stt2= Ptt22 Q2tt 2 = 113,4 2 115,76 2 =161,98(kVA). Itt2 = Stt 2 = 161,98 = 246,1 (A). 3.U dm 3.0,38 1.2.3.Xác định phụ tải nhóm 3. Tên thiết bị STT Số lượng P0 , kW 1 Toàn máy bộ Ksd Cos Kí hiệu 1 Búa hơi để rèn 2 10 20 0.2 0,5 2 2 Lò rèn 1 3.2 3.2 0.5 3 3 3 Lò rèn 1 6 6 0.5 0.7 4 4 Máy ép ma sát 1 12 12 0.2 0.6 8 5 Lò điện 1 10 10 0.5 0,7 9 6 Dầm treo có palăng điện 1 4.8 4.8 0.05 0,4 11 7 Quạt li tâm 1 4.8 4.8 0.6 0,7 13 8 Máy biến áp hàn 2 2.2 4.4 0.3 0.35 17 9 Thiết bị đo bi 1 20 20 0.2 0.5 35 10 Máy bào gỗ 1 7 7 0.2 0.5 41 11 Máy bào gỗ 1 4.5 4.5 0.2 0.5 46 12 Máy cưa tròn 1 7 7 0.2 0.5 47 13 Quạt gió 1 9 9 0.6 0.7 48 14 Quạt gió số 9 1 12 12 0.6 0.7 49 -8- Theo bảng ta có n = 16. Thiết bị có công suất lớn nhất : 20 (kW). Số thiết bị có trong nhóm có : n1 = 6 n* = n 1 = 6 = 0,375 n 16 Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm: P n i .Pi = 28,9 (kW). Tổng công suất của n1 thiết bị : P1 = n2.P2 + n8.P8 + n9.P9 + n35.P35 + n49.P49 = 20 + 12 + 10 + 20 + 12= 74 (kW). p* = P1 = 74 = 0,574 P 128,9 Từ n* và p*, tra bảng PL I.5 (Trang 255 – Thiết kế cấp điện) ta được: n*hq = f(n*; p*) = f(0,4 ; 0,55) = 0,86. Số thiết bị dùng điện có hiệu quả : nhq = n*hq .n = 0,86.16 =13,76. Hệ số sử dụng trung bình của nhóm 1 là: 16 Ksdtb = Pdmi .K sdi 1 16 Pdmi = 42,76 = 0,33 128,9 1 Từ nhq và ksdtb , tra bảng PL I.6 (Trang 256- Thiết kế cấp điện) ta được: kmax = f(ksdtb ; nhq) = f(0,3 ; 14) Lấy kmax = 1,45 Công suất tính toán của nhóm 3: Ptt3 = kmax.ksdtb3. Pđm3 Ptt3 = 0,33 . 1,45. 128,9 = 61,68 (kW) -9- 16 P . cos Theo công thức (1.8) ta có: Cos tb3 = 1 i dmi 16 = Pdmi 73,58 = 0,57 128,9 1 tg = 1,44 Theo công thức (1.9) ta có: Qtt3=Ptt3 . tgφ=61,68 . 1,44 = 88,82 (kVAr) Stt3= Q2tt 3 = 61,68 2 Ptt23 88,82 2 =108,14 (kVA). Stt 3 = 108,14 =164,3 (A). 3.U dm 3.0,38 Itt3 = 1.2.4.Xác định phụ tải nhóm 4. STT P0 , kW Số Tên thiết bị lượng 1 máy Toàn Ksd Cos Kí hiệu bộ 1 Thiết bị tôi cao tần 1 80 80 0.6 0.7 34 2 Máy nén khí 1 45 45 0.6 0.8 40 Theo bảng ta có n = 2 Thiết bị có công suất lớn nhất : 80 (kW). Số thiết bị có trong nhóm có : n1 = 1 n* = n 1 = 1 = 1 1 n Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm: P = ni .Pi = n34.P34 +n40.P40 = 80 + 45 = 125 (kW). Tổng công suất của n1 thiết bị : - 10 -