CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHỤ TẢI 1. VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ. Trong công nghiệp ngày nay ngành cơ khí là một ngành công nghiệp then chốt của nền kinh tế quốc dân tạo ra các sản phẩm cho các ngành công nghiệp khác cũng như nhiều lĩnh vực trong kinh tế và sinh hoạt.Đáp ứng nhu cầu của sự phát triển kinh tế,các nhà máy chiếm một số lượng lớn và phân bố rộng khắp cả nước. Nhà máy đang xem xét đến là nhà máy cơ khí chuyên sản xuât các thiết bị cung cấp cho các nhà máy công nghiệp.
Nhà máy có 12 hộ phụ tải,quy mô 12 phân xưởng sản xuât và các nhà điều hành. Bảng 1-1:Bảng số liệu tính toán các phân xưởng trong nhà máy Ptt Qtt stt Tên phân xưởng Loại hộ (kW) (kVAr) 1 Cơ điện 160 130 2 2 Sửa chữa 150 130 1 3 Cơ khí Ptt Qtt 1 4 Rèn, dập 185 145 2 5 Đúc thép 230 170 1 6 Đúc gang 250 180 1 7 Mộc mẫu 90 70 1 8 Lắp ráp 110 90 2 9 Kiểm nghiệm 70 50 1 10 Kho 1(Sản phẩm) 45 35 2 11 Kho 2(vật tư) 54 30 2 12 Nhà hành chính 65 40 1 Do tầm quan trọng của tiến trình CNH-HĐH đất nước đòi hỏi có nhiều thiết bị,máy móc.Vì thế nhà máy có tầm quan trọng rất lớn. Là một nhà máy sản xuất các thiết bị công nghiệp vì vậy phụ tải của nhà máy đều làm việc theo dây chuyền, có tính chất tự động hóa cao. Phụ tải của nhà máy chủ yếu là phụ tải loại 1 và loại 2 Nhà máy cần đảm bảo được cung cấp điện liên tục.
Do đó nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thống quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian. Phân xưởng cơ điện. Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị máy móc cơ điện của nhà máy. Phân xưởng này cũng trang bị nhiều máy móc vạn năng có độ chính xác cao nhằm đáp ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp của nhà máy.
Mất điện sẽ gây lãng phí lao động, ta xếp phân xưởng này vào hộ tiêu thụ loại 2. Phân xưởng cơ khí ,đúc thép, đúc gang, sữa chữa. Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm cơ khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật. Quá trình thực hiện trên máy cắt gọt kim loại khá hiện đại với dây chuyền tự động cao.
Nếu điện không ổn định, hoặc mất điện sẽ làm hỏng các chi tiết đang gia công gây lãng phí lao động. Phân xưởng này ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1. Phân xưởng mộc mẫu. Đây là hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao nhất.
Nếu ngừng cấp điện thì các sản phẩm đang nấu trong lò sẽ trở thành phế phẩm gây ảnh hưởng lớn về mặt kinh tế. Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1. Phân xưởng kiểm nghiệm. Có nhiệm vụ khiểm tra chất lượng sản phẩm và chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm.
trong phân xưởng sử dụng nhiêu thiết bị đo đếm có cao chính xác cao, do vậy mức độ ổn định là quan trọng nhất. Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1. Phân xưởng lắp ráp. Phân xưởng thực hiện khâu cuối cùng của việc chế tạo thiết bị, đó là đồng bộ hóa các chi tiết máy.
Máy móc có đảm bảo chính xác về mặt kỹ thuật, hoàn chỉnh cũng như an toàn về mặt khi vận hành hay không là phụ thuộc vào mức độ liên tục cung cấp điện. Xếp vào hộ tiêu thụ loại 2 1. Phân xưởng rèn, dập. Phân xưởng được trang bị các máy móc và lò rèn để chế tạo ra phôi và các chi tiết khác đảm bảo độ bền và cứng.
xếp vào hộ tiêu thụ loại 2. Nhà hành chính,kho 1, kho 2 Là nơi tính toán giá thành, lãi suất. Thống kê số liệu sản xuất, kinh doanh. Xử lý đơn đặt hàng, kế hoạch tài nguyên.
Loại hộ phụ tải loại 1 1. MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN. Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành các dạng năng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, cơ năng…), dễ truyền tải và phân phối. Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh hoạt động của con người.
Điện năng nói chung không tích trữ được, trừ một vài trường hợp cá biệt và công suất như như pin, ắc quy, vì vậy giữa sản xuất và tiêu thụ điện năng phải luôn luôn đảm bảo cân bằng. Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ. Đặc điểm của quá trình này xẩy ra rất nhanh. Vì vậy đễ đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấp điện an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng bộ như điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tự động hóa vv… Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển các khu đô thị, khu dân cư….Vì lý do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai 5 năm 10 năm hoặc có khi lâu hơn nữa.
Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: 1. Độ tin cậy cung cấp điện: Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào. Trong điều kiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt. Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí 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 cơ khí vào hộ phụ tải loại 2.
Chất lượng điện. Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điến áp. Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp phần ổn định tần số của hệ thống lưới điện.
Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chất lượng điện áp cho khách hàng. Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức. Đối với phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp như các máy móc thiết bị điện tử, cơ khí có độ chính xác vv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%. An toàn điện.
Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết bị. Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phải được chọn đúng loại đúng công suất. Công tác xây dựng lắp đặt phải được tiến hành đúng, chính xác cẩn thận. Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai trò hết sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành những quy địnhvề an toàn điện.
Kinh tế Khi đáng giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các chỉ tiêu kĩ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua tổng số vốn đầu tư,chi phí vậ hành,bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn.Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh giữa các phương án từ đó chọ các phương án cung cấp điện tối ưu. Tuy nhiên trong quá trình thiết kế ta phải vận dụng,lồng ghép các yêu cầu trên vào nhau để tiết kiệm được thời gian và chi phí trong quá trình thiết kế. CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng 2.
Phân nhóm phụ tải - Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau: + Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc + Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau tránh chồng chéo và giảm chiều dài dây dẫn hạ áp. + Công suất các nhóm cũng nên không quá chênh lệch nhau nhằm giảm chủng loại tủ động lực. - Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng ta chia ra làm 4 nhóm thiết bị phụ tải như sau: Nhóm 1. Ký Công STT Tên thiết bị Cos Ksd Hiệu suất(kW,kVA) 1 Máy tiện 1 4,5 0.6 0,2 3 Máy bào 3 17 0,65 0,16 4 Máy tiện 4 12 0,8 0,15 5 Máy bào 5 13 0,65 0,17 6 Máy phay 6 4,5 0,8 0,16 9 Máy tiện 9 12 0.
Ký STT Tên thiết bị Công suất(kW,kVA) Cos Ksd hiệu 2 Máy tiện 2 15 0.2 15 Máy cắt thép 15 13 0,65 0,17 16 Máy bào 16 4,5 0,8 0,16 17 Máy tiện 17 7 0,75 0,16 18 Máy phay 18 11 0,65 0,19 N=7 72,5 0,64 0,18 Quy đổi thiết bị Máy BA hàn: - Ngắn hạn về dài hạn Pqd =Pđm. Ký STT Tên thiết bị Công suất(kW,kVA) Cos Ksd Hiệu 11 Máy phay 11 7,5 0,75 0.6 0,2 23 Máy tiện 23 4,5 0,8 0,16 24 Máy tiện 24 12 0,8 0,15 25 Máy doa 25 8 0,7 0. Ký STT Tên thiết bị Công suất(kW,kVA) Cos Ksd Hiệu 7 Máy mài tròn 7 4,5 0.6 0,2 8 Máy bào 8 6,5 0,65 0,18 10 Máy BA hàn 10 4,68 0,65 0,15 380/65 V 12 Máy chuốt 12 4,5 0,65 0,18 14 Máy doa 14 10 0. Xác định phụ tải cho nhóm 1.
Ký Công STT Tên thiết bị Cos Ksd Hiệu suất(kW,kVA) 1 Máy tiện 1 4,5 0.6 0,2 3 Máy bào 3 17 0,65 0,16 4 Máy tiện 4 12 0,8 0,15 5 Máy bào 5 13 0,65 0,17 6 Máy phay 6 4,5 0,8 0,16 9 Máy tiện 9 12 0.2 N=7 70,5 0,68 0,17 Số thiết bị trong nhóm n = 7 - Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nữa công suất của thiết bị lớn nhất có trong nhóm n1 = 4 - Xác định n* ; p* n1 4 - n* = = = 0,57 n 7 P1 54 - p* = = =0 ,76 P Σ 70 ,5 - Xác định n*hq; Tra bảng 3-1 sách CCĐ trang 36 ta được n*hq= 0,82 - Xác định nhq ; nhq = n*hq. Pđmi i=7 - K sdtb = n = 0,17 ∑ Pđmi i=7 - kmax = f (nhq,ksdtb) = 2,32 ( tra bảng ta có được kết quả như vậy. Pđmi i=7 - cos φtb = n = 0,68 ∑ Pđmi i=7 - Qtt = Ptt .