Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cấp điện cho nhà máy đường - Lời mở đầu (Vũ Thị Minh Thư)

Lời mở đầu đồ án cấp điện nhà máy đường. Tổng quan về tầm quan trọng của việc cung cấp điện ổn định và hiệu quả cho hoạt động sản xuất đường.

• Tác giả: Vũ Thị Minh Thư
• Trường học: Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Hệ thống điện
• Đề tài: Thiết Kế Cấp Điện Cho Nhà Máy Đường
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2007
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
• 1.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ
• 1.2. CÔNG SUẤT ĐẶT VÀ VỊ TRÍ CÁC PHÂN XƯỞNG CỦA NHÀ MÁY
• 1.3. ĐẶC ĐIỂM PHỤ TẢI VÀ CÔNG NGHỆ
• 1.4. NỘI DUNG THIẾT KẾ
• 2. CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
• 2.1. Phụ tải tính toán
• 2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SCCK

Tóm tắt

I. Tổng Quan Đồ Án Cấp Điện Nhà Máy Đường Vai Trò Phát Triển

Trong kỷ nguyên của ứng dụng khoa học và công nghệ, ngành điện đóng vai trò then chốt, đi trước một bước để thúc đẩy sự phát triển kinh tế xã hội. Sự tiến bộ của ngành điện kéo theo sự cải thiện đáng kể trong đời sống nhân dân, đồng thời nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt cũng tăng trưởng không ngừng. Rất nhiều kỹ sư và chuyên gia trong ngành điện đang nỗ lực thiết kế và lắp đặt các công trình cấp điện, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao này. Xuất phát từ thực tế trên, đồ án "Thiết kế Hệ thống cấp điện cho Nhà máy Đường" ra đời, dựa trên kiến thức được trang bị tại bộ môn Hệ Thống Điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Trong quá trình thực hiện đồ án, bằng sự nỗ lực của bản thân, cùng với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn HTĐ, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn, đồ án tốt nghiệp đã được hoàn thành. Trong quá trình thiết kế, do kiến thức còn có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự nhận xét góp ý từ phía quý thầy cô để bản đồ án được hoàn thiện hơn. Đây là một lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi sự am hiểu sâu sắc về nhiều khía cạnh khác nhau của hệ thống điện, từ quy hoạch, thiết kế, lắp đặt đến vận hành và bảo trì. Sự phát triển của các công nghệ mới, như lưới điện thông minh, năng lượng tái tạo và lưu trữ năng lượng, cũng đặt ra những thách thức và cơ hội mới cho ngành điện. Do đó, việc nghiên cứu và áp dụng các giải pháp tiên tiến là vô cùng quan trọng để đảm bảo an ninh năng lượng, hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

1.1. Tầm Quan Trọng của Cấp Điện Ổn Định cho Nhà Máy Đường

Cấp điện ổn định và liên tục là yếu tố sống còn đối với hoạt động của một nhà máy đường. Bất kỳ sự gián đoạn nào trong quá trình cung cấp điện đều có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng, bao gồm: Gián đoạn sản xuất, gây thiệt hại về kinh tế; Hư hỏng thiết bị, do sự cố điện áp hoặc dòng điện; Mất an toàn lao động, do hệ thống chiếu sáng và thông gió ngừng hoạt động; Ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, do quá trình chế biến bị gián đoạn. Để đảm bảo cấp điện ổn định, hệ thống điện của nhà máy đường cần được thiết kế và vận hành một cách tối ưu, bao gồm việc lựa chọn thiết bị phù hợp, áp dụng các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, cũng như thực hiện bảo trì định kỳ. Ngoài ra, việc kết nối với lưới điện quốc gia cũng là một giải pháp quan trọng để đảm bảo nguồn cung cấp điện dự phòng trong trường hợp có sự cố.

1.2. Các Yêu Cầu Kỹ Thuật Cấp Điện Đặc Thù Nhà Máy Đường

Do đặc thù của quy trình sản xuất, nhà máy đường có những yêu cầu kỹ thuật cấp điện riêng biệt, bao gồm: Độ tin cậy cao: Hệ thống điện phải đảm bảo hoạt động liên tục và ổn định, với thời gian ngừng cấp điện tối thiểu. Chất lượng điện năng: Điện áp và tần số phải được duy trì trong phạm vi cho phép, để đảm bảo hoạt động chính xác của các thiết bị. Khả năng chịu tải: Hệ thống điện phải có khả năng đáp ứng nhu cầu phụ tải biến đổi liên tục, do sự thay đổi trong quá trình sản xuất. An toàn: Hệ thống điện phải được thiết kế và vận hành một cách an toàn, để bảo vệ người và thiết bị. Ngoài ra, hệ thống điện của nhà máy đường cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định hiện hành của ngành điện, cũng như đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ môi trường.

1.3. Xu Hướng Phát Triển Của Hệ Thống Cấp Điện Nhà Máy Đường

Hiện nay, hệ thống cấp điện của các nhà máy đường ngày càng được chú trọng đầu tư và nâng cấp để đảm bảo tính ổn định, hiệu quả và thân thiện với môi trường. Các xu hướng phát triển chính bao gồm: Sử dụng năng lượng tái tạo: Nhà máy đường có thể tận dụng nguồn năng lượng mặt trời, gió hoặc sinh khối để sản xuất điện, giảm sự phụ thuộc vào lưới điện quốc gia. Áp dụng lưới điện thông minh: Công nghệ này cho phép giám sát và điều khiển hệ thống điện một cách hiệu quả, tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và giảm tổn thất. Tự động hóa và điều khiển: Các hệ thống tự động hóa giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, tăng độ chính xác và tin cậy của quá trình vận hành. Lưu trữ năng lượng: Các hệ thống lưu trữ năng lượng, như pin hoặc hệ thống lưu trữ nhiệt, giúp ổn định nguồn cung cấp điện và giảm chi phí năng lượng.

II. Thách Thức Trong Thiết Kế Đồ Án Cấp Điện Nhà Máy Đường

Thiết kế hệ thống cấp điện cho một nhà máy đường đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật và kinh tế. Các thách thức chính bao gồm: Xác định chính xác nhu cầu phụ tải: Việc dự báo chính xác nhu cầu phụ tải là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống điện có khả năng đáp ứng nhu cầu hiện tại và tương lai. Lựa chọn thiết bị phù hợp: Việc lựa chọn thiết bị phù hợp, như máy biến áp, cáp điện và thiết bị bảo vệ, là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả kinh tế và độ tin cậy của hệ thống. Tối ưu hóa sơ đồ mạng điện: Việc lựa chọn sơ đồ mạng điện phù hợp là rất quan trọng để giảm tổn thất điện năng và đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. Đảm bảo an toàn: Hệ thống điện phải được thiết kế và vận hành một cách an toàn, để bảo vệ người và thiết bị. Tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định: Hệ thống điện phải tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định hiện hành của ngành điện. Bên cạnh đó, một thách thức lớn trong bối cảnh hiện nay là tích hợp hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo, đảm bảo hệ thống cấp điện nhà máy đường vẫn ổn định và kinh tế.

2.1. Khó Khăn Xác Định Phụ Tải Thực Tế Nhà Máy Đường

Việc xác định chính xác phụ tải của một nhà máy đường là một thách thức không nhỏ. Phụ tải không chỉ biến động theo thời gian mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: Mùa vụ sản xuất: Nhu cầu điện năng tăng cao trong mùa vụ thu hoạch và chế biến mía đường. Công suất hoạt động: Nhu cầu điện năng thay đổi theo công suất hoạt động của nhà máy. Loại sản phẩm: Nhu cầu điện năng khác nhau tùy thuộc vào loại sản phẩm được sản xuất, như đường thô, đường tinh luyện hoặc các sản phẩm phụ. Do đó, việc thu thập và phân tích dữ liệu phụ tải là rất quan trọng để đưa ra các quyết định thiết kế chính xác. Các phương pháp đo lường và dự báo phụ tải cần được áp dụng để đảm bảo hệ thống điện có khả năng đáp ứng nhu cầu thực tế.

2.2. Lựa Chọn Thiết Bị Cấp Điện Phù Hợp Bài Toán Kinh Tế

Việc lựa chọn thiết bị cấp điện phù hợp là một bài toán kinh tế phức tạp, đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng giữa chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành trong suốt vòng đời của thiết bị. Các yếu tố cần xem xét bao gồm: Giá thành thiết bị: Các thiết bị khác nhau có giá thành khác nhau, tùy thuộc vào công suất, chất lượng và thương hiệu. Hiệu suất: Các thiết bị có hiệu suất cao hơn sẽ giúp giảm tổn thất điện năng và chi phí vận hành. Độ tin cậy: Các thiết bị có độ tin cậy cao hơn sẽ giúp giảm thời gian ngừng hoạt động và chi phí bảo trì. Tuổi thọ: Các thiết bị có tuổi thọ dài hơn sẽ giúp giảm chi phí thay thế. Ngoài ra, việc lựa chọn thiết bị cũng cần phải phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống điện, cũng như tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định hiện hành.

2.3. Tối Ưu Sơ Đồ Mạng Điện Giảm Tổn Thất Tăng Tin Cậy

Tối ưu hóa sơ đồ mạng điện là một yếu tố quan trọng để giảm tổn thất điện năng và tăng độ tin cậy cung cấp điện. Các yếu tố cần xem xét bao gồm: Khoảng cách giữa các trạm biến áp: Khoảng cách giữa các trạm biến áp nên được tối ưu hóa để giảm tổn thất điện năng trên đường dây. Sơ đồ kết nối: Sơ đồ kết nối giữa các trạm biến áp nên được lựa chọn để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao nhất. Thiết bị bảo vệ: Các thiết bị bảo vệ nên được lắp đặt để bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố và đảm bảo an toàn. Ngoài ra, việc sử dụng các công nghệ mới, như lưới điện thông minh, cũng có thể giúp tối ưu hóa sơ đồ mạng điện và cải thiện hiệu suất của hệ thống.

III. Phương Pháp Tính Toán Phụ Tải Cho Hệ Thống Điện Nhà Máy Đường

Việc tính toán phụ tải là bước quan trọng để thiết kế hệ thống cấp điện cho nhà máy đường. Các phương pháp tính toán phụ tải phổ biến bao gồm: Phương pháp hệ số nhu cầu: Phương pháp này sử dụng hệ số nhu cầu để ước tính nhu cầu phụ tải dựa trên công suất đặt của các thiết bị. Phương pháp hệ số đồng thời: Phương pháp này sử dụng hệ số đồng thời để ước tính nhu cầu phụ tải dựa trên số lượng thiết bị hoạt động đồng thời. Phương pháp thống kê: Phương pháp này sử dụng dữ liệu thống kê về phụ tải trong quá khứ để dự báo nhu cầu phụ tải trong tương lai. Phương pháp mô phỏng: Phương pháp này sử dụng các phần mềm mô phỏng để mô phỏng hoạt động của hệ thống điện và ước tính nhu cầu phụ tải. Việc lựa chọn phương pháp tính toán phụ tải phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: Độ chính xác yêu cầu: Các phương pháp khác nhau có độ chính xác khác nhau. Dữ liệu sẵn có: Các phương pháp khác nhau yêu cầu các loại dữ liệu khác nhau. Thời gian và chi phí: Các phương pháp khác nhau đòi hỏi thời gian và chi phí khác nhau.

3.1. Ưu Nhược Điểm Phương Pháp Hệ Số Nhu Cầu Tính Phụ Tải

Phương pháp hệ số nhu cầu là một phương pháp đơn giản và dễ áp dụng để tính toán phụ tải. Ưu điểm chính của phương pháp này là: Dễ thực hiện: Phương pháp này chỉ yêu cầu dữ liệu về công suất đặt của các thiết bị và hệ số nhu cầu. Nhanh chóng: Phương pháp này có thể được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những nhược điểm sau: Độ chính xác thấp: Phương pháp này có độ chính xác thấp, đặc biệt là khi hệ số nhu cầu không được xác định chính xác. Không phản ánh được sự biến đổi của phụ tải: Phương pháp này không phản ánh được sự biến đổi của phụ tải theo thời gian. Do đó, phương pháp hệ số nhu cầu chỉ nên được sử dụng để ước tính sơ bộ nhu cầu phụ tải.

3.2. Phương Pháp Hệ Số Đồng Thời Ứng Dụng Thực Tế

Phương pháp hệ số đồng thời là một phương pháp khác để tính toán phụ tải, dựa trên số lượng thiết bị hoạt động đồng thời. Ưu điểm của phương pháp này là: Độ chính xác cao hơn phương pháp hệ số nhu cầu: Phương pháp này phản ánh được sự biến đổi của phụ tải theo thời gian. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những nhược điểm sau: Yêu cầu dữ liệu chi tiết: Phương pháp này yêu cầu dữ liệu chi tiết về số lượng thiết bị hoạt động đồng thời. Khó thực hiện: Phương pháp này khó thực hiện hơn phương pháp hệ số nhu cầu. Do đó, phương pháp hệ số đồng thời thường được sử dụng để tính toán phụ tải cho các hệ thống điện lớn, nơi yêu cầu độ chính xác cao.

IV. Thiết Kế Mạng Hạ Áp Phân Xưởng SCCK Hướng Dẫn Chi Tiết

Việc thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng SCCK (Sửa Chữa Cơ Khí) đòi hỏi sự tỉ mỉ và chính xác, đảm bảo cung cấp điện an toàn và ổn định cho tất cả các thiết bị. Quy trình thiết kế bao gồm: Tính toán phụ tải: Xác định nhu cầu phụ tải của từng thiết bị và toàn bộ phân xưởng. Lựa chọn sơ đồ mạng điện: Lựa chọn sơ đồ mạng điện phù hợp với đặc điểm của phân xưởng. Lựa chọn thiết bị: Lựa chọn các thiết bị phù hợp, như cáp điện, tủ điện và thiết bị bảo vệ. Bố trí thiết bị: Bố trí các thiết bị một cách hợp lý để đảm bảo an toàn và thuận tiện cho việc vận hành. Tính toán tổn thất điện năng: Tính toán tổn thất điện năng trên mạng hạ áp để đảm bảo hiệu suất của hệ thống. Đảm bảo an toàn: Hệ thống điện phải được thiết kế và vận hành một cách an toàn, để bảo vệ người và thiết bị.

4.1. Tính Toán Chi Tiết Phụ Tải Cho Phân Xưởng SCCK

Để thiết kế một mạng hạ áp hiệu quả cho phân xưởng SCCK, việc tính toán chi tiết phụ tải là bước không thể bỏ qua. Quy trình này bao gồm: Liệt kê tất cả các thiết bị sử dụng điện trong phân xưởng, bao gồm máy tiện, máy phay, máy hàn, đèn chiếu sáng, v.v.; Xác định công suất định mức của từng thiết bị, thường được ghi trên nhãn thiết bị hoặc trong tài liệu kỹ thuật; Ước tính hệ số sử dụng của từng thiết bị, dựa trên thời gian hoạt động thực tế so với thời gian hoạt động tối đa; Tính toán công suất tiêu thụ thực tế của từng thiết bị bằng cách nhân công suất định mức với hệ số sử dụng; Xác định hệ số đồng thời của các thiết bị, để tính toán công suất tiêu thụ đồng thời của toàn bộ phân xưởng; Tính toán công suất phản kháng của các thiết bị, để xác định tổng công suất biểu kiến của phân xưởng; Tính toán dòng điện định mức của từng thiết bị và toàn bộ phân xưởng; Xác định nhu cầu điện năng cho chiếu sáng và các phụ tải khác. Kết quả tính toán này sẽ là cơ sở quan trọng để lựa chọn các thiết bị và dây dẫn phù hợp.

4.2. Lựa Chọn Sơ Đồ Mạng Hạ Áp Ưu Tiên An Toàn

Việc lựa chọn sơ đồ mạng hạ áp phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và tin cậy cho hệ thống cấp điện của phân xưởng SCCK. Một số sơ đồ phổ biến bao gồm: Sơ đồ hình tia: Ưu điểm là đơn giản và dễ bảo trì, nhưng độ tin cậy thấp. Sơ đồ vòng: Ưu điểm là độ tin cậy cao hơn, nhưng phức tạp hơn. Sơ đồ phân đoạn: Ưu điểm là cân bằng giữa độ tin cậy và chi phí. Khi lựa chọn sơ đồ, cần xem xét các yếu tố sau: Yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện: Nếu phân xưởng yêu cầu độ tin cậy cao, nên chọn sơ đồ vòng hoặc phân đoạn. Chi phí đầu tư: Sơ đồ vòng thường có chi phí đầu tư cao hơn so với sơ đồ hình tia. Khả năng mở rộng: Nếu phân xưởng có kế hoạch mở rộng trong tương lai, nên chọn sơ đồ dễ dàng mở rộng. Dựa trên các yếu tố này, kỹ sư thiết kế sẽ đưa ra quyết định phù hợp nhất.

V. Bù Công Suất Phản Kháng Giải Pháp Tiết Kiệm Điện Năng

Bù công suất phản kháng (Reactive Power Compensation) là một giải pháp quan trọng để cải thiện hiệu quả sử dụng điện năng và giảm chi phí vận hành cho nhà máy đường. Công suất phản kháng là một thành phần của công suất điện, nhưng không sinh ra công hữu ích. Tuy nhiên, nó lại gây ra những tổn thất đáng kể trên đường dây và trong các thiết bị điện. Bù công suất phản kháng giúp giảm lượng công suất phản kháng cần thiết từ lưới điện, từ đó giảm tổn thất điện năng và cải thiện hệ số công suất (Cos φ). Điều này mang lại nhiều lợi ích, bao gồm: Giảm chi phí điện năng: Do giảm tổn thất điện năng trên đường dây. Tăng khả năng chịu tải của hệ thống điện: Do giảm dòng điện tổng trên đường dây. Cải thiện điện áp: Do giảm sụt áp trên đường dây. Giảm chi phí đầu tư: Do có thể sử dụng các thiết bị điện có công suất nhỏ hơn. Các phương pháp bù công suất phản kháng phổ biến bao gồm: Sử dụng tụ bù: Tụ bù là thiết bị đơn giản và hiệu quả để bù công suất phản kháng. Sử dụng bộ điều khiển công suất phản kháng (SVC): SVC là thiết bị phức tạp hơn, nhưng có khả năng điều chỉnh công suất phản kháng một cách linh hoạt.

5.1. Lợi Ích Kinh Tế Của Việc Bù Công Suất Phản Kháng

Việc bù công suất phản kháng mang lại nhiều lợi ích kinh tế thiết thực cho nhà máy đường, bao gồm: Giảm chi phí tiền điện hàng tháng: Do giảm tổn thất điện năng trên đường dây và trong các thiết bị điện. Giảm chi phí bảo trì và thay thế thiết bị: Do giảm dòng điện tổng trên đường dây, giúp kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Tăng lợi nhuận: Do giảm chi phí sản xuất và tăng hiệu quả sử dụng điện năng. Bên cạnh đó, việc bù công suất phản kháng còn giúp nhà máy đáp ứng các tiêu chuẩn về hệ số công suất của ngành điện, tránh bị phạt do vi phạm.

5.2. Các Phương Pháp Bù Công Suất Phản Kháng Phổ Biến Hiện Nay

Có nhiều phương pháp bù công suất phản kháng khác nhau, tùy thuộc vào yêu cầu và điều kiện cụ thể của nhà máy đường. Một số phương pháp phổ biến bao gồm: Bù tĩnh: Sử dụng các tụ bù cố định để bù công suất phản kháng. Phương pháp này đơn giản và chi phí thấp, nhưng không linh hoạt. Bù động: Sử dụng các bộ điều khiển công suất phản kháng (SVC) để bù công suất phản kháng một cách linh hoạt. Phương pháp này phức tạp và chi phí cao hơn, nhưng có khả năng điều chỉnh công suất phản kháng theo nhu cầu thực tế. Bù theo nhóm: Bù công suất phản kháng cho từng nhóm thiết bị riêng biệt. Phương pháp này giúp tối ưu hóa hiệu quả bù và giảm chi phí đầu tư.

VI. Kết Luận Triển Vọng Phát Triển Cấp Điện Nhà Máy Đường

Đồ án thiết kế cấp điện cho nhà máy đường đã đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm đảm bảo cung cấp điện an toàn, ổn định và hiệu quả cho nhà máy. Tuy nhiên, đây chỉ là một bước khởi đầu. Trong tương lai, việc nghiên cứu và áp dụng các công nghệ mới, như lưới điện thông minh, năng lượng tái tạo và lưu trữ năng lượng, sẽ đóng vai trò quan trọng để nâng cao hiệu quả và tính bền vững của hệ thống cấp điện cho nhà máy đường. Đồng thời, việc đào tạo và nâng cao trình độ cho đội ngũ kỹ sư và công nhân vận hành cũng là yếu tố then chốt để đảm bảo hệ thống điện hoạt động an toàn và hiệu quả.

6.1. Ứng Dụng Lưới Điện Thông Minh Trong Nhà Máy Đường

Việc ứng dụng lưới điện thông minh trong nhà máy đường mang lại nhiều lợi ích, bao gồm: Giám sát và điều khiển hệ thống điện một cách hiệu quả: Cho phép theo dõi và điều chỉnh các thông số điện một cách chính xác và kịp thời. Tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng: Giúp giảm tổn thất điện năng và chi phí vận hành. Cải thiện độ tin cậy cung cấp điện: Cho phép phát hiện và khắc phục sự cố nhanh chóng. Tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo: Tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng năng lượng mặt trời, gió và sinh khối. Để triển khai lưới điện thông minh, cần đầu tư vào các thiết bị và phần mềm hiện đại, cũng như đào tạo đội ngũ kỹ thuật có trình độ cao.

6.2. Năng Lượng Tái Tạo Hướng Đến Tự Chủ Năng Lượng Cho Nhà Máy

Việc sử dụng năng lượng tái tạo là một hướng đi bền vững cho nhà máy đường, giúp giảm sự phụ thuộc vào lưới điện quốc gia và giảm phát thải khí nhà kính. Các nguồn năng lượng tái tạo tiềm năng bao gồm: Năng lượng mặt trời: Lắp đặt các tấm pin mặt trời trên mái nhà hoặc trên khu đất trống. Năng lượng gió: Lắp đặt các tua bin gió để sản xuất điện. Sinh khối: Sử dụng bã mía hoặc các phế phẩm nông nghiệp khác để sản xuất điện. Để khai thác hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo, cần nghiên cứu kỹ lưỡng về tiềm năng, chi phí và hiệu quả kinh tế. Đồng thời, cần xây dựng các chính sách hỗ trợ và khuyến khích để thúc đẩy việc sử dụng năng lượng tái tạo trong nhà máy đường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY I .VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ Nhà máy Đường được xây dựng trên địa bàn tỉnh Khánh Hoà.Với quy mô gồm 8 phân xưởng từ những củ cải tươi nguyên chất, trải qua các công đoạn đã được tinh chế thành đường. Trước đây đường sản xuất ra chỉ phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước, nhưng ngày nay nó còn được xuất khẩu và đã trở thành một ngành quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Trong Nhà máy sản xuất có nhiều loại máy móc khác nhau rất đa dạng, phong phú và phức tạp. Các hệ thống máy móc này có tính năng công nghệ cao và hiện đại do vậy mà việc cung cấp điện cho Nhà máy phải đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao.

CÔNG SUẤT ĐẶT VÀ VỊ TRÍ CÁC PHÂN XƯỞNG CỦA NHÀ MÁY Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại T max = 5200h, các thiết bị làm việc với công suất gần định mức. Các kho chứa và phân xưởng SCCK loai III còn lại các phân xưởng khác là loại I. Theo dự kiến Nhà máy được cấp điện từ trạm biến áp khu vực cách nhà máy 10 km bằng đường dây trên không lộ kép. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực là SN = 250 MVA.

STT Tên phân xưởng Diện tích Công suất đặt (m ) (kW) 1 kho củ cải đường 12001 350 2 VŨ THỊ MINH THƯ LỚP H12 PY – HTĐ ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG 2 phân xưởng thái và nấu củ cải 5688 700 3 bộ phận cô đặc 4740 550 4 phân xưởng tinh chế 3162 750 5 kho thành phẩm 5660 150 6 phân xưởng SCCK 1514 theo tính toán 7 trạm bơm 1599 600 8 kho than 6490 350 9 phụ tải điện cho thị trấn 5000 Bảng 1.1 – Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong Nhà máy. ĐẶC ĐIỂM PHỤ TẢI VÀ CÔNG NGHỆ Để cho quả trình sản xuất của Nhà máy đảm bảo tốt thì việc cung cấp điện cho Nhà máy và các bộ phận quan trọng trong Nhà máy như các phân xưởng tinh chế, bộ phận cô đặc, thái và nấu củ cải đường phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cao. Theo quy trình công nghệ sản xuất của Nhà máy thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng, số lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế. Vì vậy theo “quy phạm trang bị điện “ thì Nhà máy được xếp vào phụ tải loại I.

Phụ tải điện trong Nhà máy công nghiệp có thể phân ra thành 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 là 380/ 220V. Công suất của chúng nằm trong khoảng hàng chục kW và được cấp bởi dòng xoay chiều có tần số công nghiệp f = 50 hz.

Ta phân loại phụ tải như sau : số thứ tự tên phân xưởng phân loại hộ phụ tải 3 VŨ THỊ MINH THƯ LỚP H12 PY – HTĐ ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG 1 kho củ cải đường III 2 phân xưởng thái và nấu củ cải I 3 bộ phận cô đặc I 4 phân xưởng tinh chế I 5 kho thành phẩm III 6 phân xưởng SCCK III 7 trạm bơm III 8 kho than III 9 phụ tải điện cho thị trấn III Bảng 2.2 : phân loại hộ phụ tải. NỘI DUNG THIẾT KẾ 1. Giới thiệu chung về Nhà máy. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng và Nhà máy.

Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng SCCK. Thiết kế mạng cao áp cho toàn Nhà máy. Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của nhà máy. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng SCCK.

Thiết kế đường dây 35 kV từ trạm biến áp trung gian cung cấp điện cho Nhà máy. Thiết kế trạm biến áp. 4 VŨ THỊ MINH THƯ LỚP H12 PY – HTĐ ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN I. Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết thường biến đổi theo thời gian, nó cần thiết cho việc chọn các trang thiết bị cung cấp điện cho mọi trạng thái vận hành của hệ thống cung cấp điện.

Phụ tải tính toán thực chất là phụ tải giả thiết tương đương với phụ tải thực tế về một vài phương diện nào đó. Trong thực tế thiết kế người ta thường quan tâm đến hai yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra. Đó là phát nóng và tổn thất. Vì vậy, tồn tại hai loại phụ tải tính toán cần xác định: Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng và phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất.

Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng: Là phụ tải giả thiết lâu dài, không đổi, tương đương với phụ tải thực tế, biến thiên về hiệu quả nhiệt lớn nhất. Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất (thường gọi là phụ tải đỉnh nhọn): Là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong một thời gian ngắn từ 1 đến 2 giây, chúng chưa gây ra phát nóng cho các thiết bị nhưng lại gây ra tổn thất và có thể làm nhẩy các bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì. Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thường xuất hiện khi khởi động các động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị cơ điện khác. Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu (knc).

 Công thức tính : Ptt = knc. tg  Trong đó : 5 VŨ THỊ MINH THƯ LỚP H12 PY – HTĐ ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG knc: hệ số nhu cầu (tra sổ tay kỹ thuật) Cos : hệ số công suất tính toán (tra sổ tay kỹ thuật) Ptt, Qtt: công suất tác dụng và công suất phản kháng tính toáncủa nhóm thiết bị (kW, kVAR)  Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn giản thuận tiện. Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là kém chính xác. Bởi vì hệ số nhu cầu knc tra được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy.

Trong tính toán có thể lấy gần đúng Pđ = Pđm. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình.  Công thức tính : Ptt = khd. Ptb  Trong đó : khd: hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải (tra sổ tay kỹ thuật).

Ptb: Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW).  Phương pháp này có thể áp dụng tính phụ tải tính toán ở thanh cái từ phân phối phân xưởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xưởng. Phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó yêu cầu có đồ thị của nhóm phụ t ải. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.

 Công thức tính : Ptt = Ptb  Trong đó : Ptb: công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW). 6 VŨ THỊ MINH THƯ LỚP H12 PY – HTĐ ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG : độ lệch của đồ thị khỏi giá trị trung bình. : hệ số tán xạ của.  Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các thiết bị của phân xưởng hoặc của toàn bộ Nhà máy.

Tuy nhiên, phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại.  Công thức tính : Ptt = kmax. P đm  Trong đó : Pđm : công suất của thiết bị hay nhóm thiết bị (kW).

Ptb : công suất trung bình của thiết bị hay nhóm thiết bị (kW). kmax : hệ số cực đại (tra trong sổ tay kỹ thuật ). kmax = f (nhq , ksd ) nhq: số thiết bị dùng điện hiệu quả. ksd: hệ số sử dụng (tra sổ tay kỹ thuật ).

 Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị, các tủ động lực của toàn bộ phân xưởng. Nó cho một kết quả khá chính xác nhưng lại đòi hỏi một lượng thông tin khá đầy đủ về các loại phụ tải như: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải, số lượng thiết bị trong nhóm. Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.  công thức tính : Ptt = 7 VŨ THỊ MINH THƯ LỚP H12 PY – HTĐ ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG  trong đó : : suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/ ddvsp).

M : hệ số sản phẩm sản xuất trong một năm. Tmax: thời gian sử dụng công suất lớn nhất.  Phương pháp này chỉ được dùng để ước tính sơ bộ xác định phụ tải trong công tác quy hoạch hoặc dùng để quy hoạch nguồn cho xí nghiệp. Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích.

 Công thức tính : Ptt = Po. F  Trong đó : Po - suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích (W/m ) F - diện tích bố trí thiết bị (m )  Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đều trên diện tích sản xuất, nên nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ. Thiết kế chiếu sáng. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SCCK.

Phân xưởng SCCK là phân xưởng số 6 trên sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy. Phân xưởng có diện tích là 1514 m .Trong phân xưởng có 43 thiết bị và công suất của các thiết bị rất khác nhau. Thiết bị có công suất lớn nhất là 10 kW , Và thiết bị có công suất nhỏ nhất là 0,6 kW. Toàn bộ các máy đều làm ở chế độ dài hạn .