Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho Nhà máy cơ khí - Đại học Hải Phòng

Đồ án cung cấp điện cho nhà xưởng trình bày thiết kế hệ thống điện, tính toán phụ tải, lựa chọn thiết bị đảm bảo an toàn, hiệu quả.

• Người hướng dẫn: Bùi Văn Điệp
• Trường học: Trường đại học Đại Học Hải Phòng
• Chuyên ngành: Hệ Thống Cung Cấp Điện
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Điện Cho Nhà Máy Cơ Khí Công Nghiệp
• Loại tài liệu: Đồ án môn học
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hải Phòng

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
• 1.1. Giới thiệu chung
• 1.2. Giới thiệu đặc điểm phụ tải điện của nhà máy
• 2. CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞN VÀ TOÀN NHÀ MÁY
• 2.1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí
• 2.2. Xác định phụ tải tính toán
• 2.3. Xác định phụ tải tính toán của toàn PXSCCK
• 2.4. Xác định phụ tải tính toán của các phân xường còn lại
• 2.5. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy – Biểu đồ phụ tải
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY
• 3.1. Chọn cấp điện áp nguồn cấp cho mạng cao áp của nhà máy
• 3.2. Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX
• 3.2.1. Xác định vị trí đặt máy biến áp
• 3.2.2. Chọn phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng từ nguồn điện nhà máy
• 3.3. Xác định số lượng máy biến áp cho trạm phân xưởng
• 3.4. Chọn dung lượng các máy biến áp
• 3.5. Chọn tiết diện dây dẫn
• 3.6. Thiết kế chi tiết cho phương án thiết kế
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SCCK
• 4.1. Tổng quan chung về cấp điện cho phân xưởng SCCK
• 4.2. Lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện cho PXSCCK
• 4.2.1. Chọn cáp từ TBA về tủ phân phối của phân xưởng scck
• 4.2.2. Chọn Aptomat đầu nguồn
• 4.2.3. Chọn cáp từ tủ phân phối tới các tủ động lực
• 4.2.4. Lựa chọn thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xưởng
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO LƯỚI ĐIỆN NHÀ MÁY
• 5.1. Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong nhà máy
• 5.2. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ
• 5.3. Chọn thiết bị bù
• 5.4. Xác định dung lượng bù
• 5.4.1. Tính hệ số Cos nm của toàn nhà máy
• 5.5. Chọn vị trí đặt và thiết bị bù
• 5.6. Tính toán phân phối dung lượng bù
• 6. CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ MẠNG CHIẾU SÁNG CHO MẠNG PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
• 6.1. Lựa chọn số lượng, công suất của hệ thống đèn chiếu sáng
• 6.2. Thiết kế mạng điện chiếu sáng
• 6.2.1. Chọn cáp từ tử phân phôi (PP) tới tủ chiếu sáng (CS)
• 6.2.2. Chọn Aptomat tổng
• 6.2.3. Chọn các Aptomat nhánh
• 6.2.4. Chọn dây dẫn từ Aptomat nhánh đến cụm 9 bóng đèn

Tóm tắt

I. Tổng quan đồ án cung cấp điện nhà xưởng và tầm quan trọng

Một đồ án cung cấp điện nhà xưởng là một công trình nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật toàn diện, nhằm xây dựng một hệ thống điện nhà xưởng an toàn, ổn định và hiệu quả. Đây không chỉ là việc kết nối các thiết bị với nguồn điện mà còn là một bài toán tối ưu phức tạp, đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về kỹ thuật điện và các quy chuẩn hiện hành. Mục tiêu cốt lõi của đồ án là đảm bảo nguồn năng lượng liên tục cho hoạt động sản xuất, giảm thiểu rủi ro sự cố, tối ưu hóa chi phí vận hành và đáp ứng các yêu cầu về an toàn lao động. Tầm quan trọng của một bản thiết kế điện công nghiệp chuyên nghiệp thể hiện ở việc nó là nền tảng cho sự vận hành trơn tru của toàn bộ nhà máy. Một hệ thống được thiết kế tốt sẽ giúp doanh nghiệp tránh được những tổn thất kinh tế do ngừng sản xuất đột ngột, bảo vệ các máy móc, thiết bị đắt tiền khỏi hư hỏng do các sự cố về điện như quá áp, sụt áp hay tính toán ngắn mạch sai. Hơn nữa, việc tính toán chính xác ngay từ đầu giúp dự phòng hợp lý cho việc mở rộng quy mô sản xuất trong tương lai, tránh phải đầu tư lại hoặc nâng cấp hệ thống một cách tốn kém. Tài liệu gốc nhấn mạnh, 'khi xây dựng một nhà máy mới... thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện', điều này khẳng định vai trò tiên quyết và không thể thiếu của công tác thiết kế cung cấp điện trong mọi dự án công nghiệp.

1.1. Khái niệm và vai trò của hệ thống điện nhà xưởng

Hệ thống điện nhà xưởng là một mạng lưới phức hợp bao gồm các thành phần chính: trạm biến áp, hệ thống tủ điện trung tâm và phân phối, mạng lưới cáp động lực, hệ thống chiếu sáng, hệ thống nối đất và chống sét. Vai trò của nó không chỉ dừng lại ở việc phân phối điện năng. Trước hết, nó đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, đặc biệt với các nhà máy được xếp vào phụ tải loại I hoặc II, nơi việc ngừng điện đột ngột có thể gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng. Thứ hai, hệ thống này phải đảm bảo chất lượng điện năng, duy trì điện áp và tần số trong giới hạn cho phép để các thiết bị công nghệ cao hoạt động chính xác. Thứ ba, nó đóng vai trò cốt lõi trong việc đảm bảo an toàn điện trong sản xuất, bảo vệ con người và tài sản khỏi các nguy cơ cháy nổ, điện giật. Cuối cùng, một hệ thống được thiết kế tối ưu sẽ mang lại hiệu quả kinh tế thông qua việc giảm tổn thất điện năng và chi phí vận hành.

1.2. Tại sao thiết kế điện công nghiệp là bước đi chiến lược

Việc thực hiện một đồ án cung cấp điện nhà xưởng không phải là một công việc mang tính hình thức, mà là một bước đi chiến lược quyết định đến hiệu suất và sự bền vững của doanh nghiệp. Một bản thiết kế chiến lược sẽ xem xét đến sự phát triển của phụ tải trong tương lai, tránh tình trạng quá tải chỉ sau vài năm hoạt động. Nó giúp lựa chọn phương án cung cấp điện kinh tế nhất, cân bằng giữa chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành lâu dài. Hơn nữa, việc tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn thiết kế điện TCVN ngay từ khâu thiết kế sẽ giúp dự án dễ dàng được phê duyệt, nghiệm thu và đảm bảo tính pháp lý. Quá trình này đòi hỏi phải xây dựng được sơ đồ nguyên lý cấp điện rõ ràng, logic, giúp việc vận hành, bảo trì và xử lý sự cố sau này trở nên thuận tiện và nhanh chóng, giảm thiểu thời gian chết của dây chuyền sản xuất.

II. Cách xác định phụ tải tính toán Nền tảng thiết kế điện

Xác định phụ tải tính toán là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong mọi đồ án cung cấp điện nhà xưởng. Đây là quá trình dự báo công suất điện cần thiết để vận hành toàn bộ thiết bị trong nhà máy một cách đồng thời và hiệu quả. Một kết quả tính toán chính xác là cơ sở để lựa chọn đúng công suất máy biến áp, tiết diện dây dẫn, và các thiết bị bảo vệ. Nếu tính toán phụ tải điện quá thấp, hệ thống sẽ thường xuyên bị quá tải, gây sụt áp, làm giảm tuổi thọ thiết bị và có nguy cơ cháy nổ. Ngược lại, nếu tính toán quá cao, sẽ dẫn đến lãng phí vốn đầu tư cho các thiết bị có công suất lớn không cần thiết và làm tăng tổn thất điện năng không tải. Theo tài liệu gốc, phương pháp phổ biến là chia các thiết bị trong phân xưởng thành các nhóm nhỏ (8-16 thiết bị) dựa trên vị trí địa lý và chế độ làm việc. Sau đó, phụ tải tính toán của từng nhóm được xác định bằng các hệ số sử dụng (ksd), hệ số đồng thời (kđt) và hệ số công suất (cosφ). Từ đó, tổng hợp lại để có được phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng và toàn nhà máy. Quá trình này cần dựa trên danh sách thiết bị chi tiết, công suất định mức và đặc tính công nghệ của từng máy móc.

2.1. Phương pháp phân nhóm và tính toán phụ tải điện chi tiết

Nguyên tắc cốt lõi của việc tính toán phụ tải điện là phân chia hợp lý. Tài liệu hướng dẫn chia các thiết bị điện thành từng nhóm nhỏ dựa trên ba nguyên tắc: các thiết bị có cùng chế độ làm việc, các thiết bị đặt gần nhau để tiết kiệm dây dẫn, và số lượng thiết bị trong một nhóm vừa phải. Sau khi phân nhóm, công suất tính toán của từng nhóm (Ptt_nhóm) được xác định. Công thức tính toán thường dựa trên công suất đặt của nhóm, số thiết bị hiệu quả (nhq) và hệ số sử dụng (ksd) được tra cứu từ các bảng tiêu chuẩn kỹ thuật. Ví dụ, với một phân xưởng sửa chữa cơ khí, các máy tiện, máy phay, máy mài sẽ được nhóm lại và tính toán riêng. Sau khi có công suất tác dụng (Ptt) và công suất phản kháng (Qtt) của từng nhóm, ta tổng hợp chúng lại để tìm ra phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng, và cuối cùng là cho toàn nhà máy. Đây là một bước đòi hỏi sự tỉ mỉ và chính xác tuyệt đối.

2.2. Các tiêu chuẩn thiết kế điện TCVN và quy chuẩn áp dụng

Mọi quá trình tính toán và thiết kế trong đồ án cung cấp điện nhà xưởng đều phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định và tiêu chuẩn hiện hành. Các tiêu chuẩn thiết kế điện TCVN là cơ sở pháp lý và kỹ thuật để đảm bảo hệ thống điện vận hành an toàn và hiệu quả. Một số tiêu chuẩn quan trọng bao gồm TCVN 7447 (Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà), TCVN 9206 (Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng), và TCVN 9207 (Đặt đường dây dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng). Các tiêu chuẩn này quy định rõ ràng về phương pháp tính toán phụ tải, yêu cầu về việc chọn dây dẫn và cáp điện, yêu cầu đối với hệ thống nối đất an toàn, và các quy định về lắp đặt thiết bị bảo vệ. Việc áp dụng đúng các tiêu chuẩn này không chỉ đảm bảo chất lượng kỹ thuật mà còn là yêu cầu bắt buộc trong quá trình thẩm duyệt và nghiệm thu dự án.

III. Giải pháp thiết kế mạng cao áp cho nhà máy công nghiệp

Sau khi xác định được tổng phụ tải tính toán, bước tiếp theo trong đồ án cung cấp điện nhà xưởng là thiết kế mạng cao áp. Mạng cao áp có nhiệm vụ nhận điện từ lưới điện quốc gia (ví dụ: 22kV hoặc 35kV) và phân phối đến các trạm biến áp phân xưởng (TBAPX). Việc lựa chọn phương án thiết kế mạng cao áp ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy, tính kinh tế và khả năng vận hành của toàn bộ hệ thống. Các yêu cầu chính đối với mạng cao áp bao gồm: đảm bảo cung cấp điện liên tục (đặc biệt cho phụ tải loại I, II), chất lượng điện năng tốt, an toàn cho người và thiết bị, và thuận tiện trong vận hành, sửa chữa. Tài liệu nghiên cứu đề xuất việc xác định tâm phụ tải của nhà máy để đặt trạm biến áp trung tâm hoặc trạm phân phối trung tâm. Từ đó, các phương án đi dây như hình tia, hình vòng kín hoặc lộ kép sẽ được so sánh về mặt kinh tế - kỹ thuật để chọn ra giải pháp tối ưu. Đối với các nhà máy quan trọng, sơ đồ hình tia có lộ dự phòng hoặc lộ kép thường được ưu tiên để đảm bảo độ tin cậy.

3.1. Lựa chọn vị trí và dung lượng máy biến áp cho nhà xưởng

Việc lựa chọn vị trí và dung lượng máy biến áp cho nhà xưởng là một quyết định quan trọng. Vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng (TBAPX) cần phải gần trung tâm phụ tải mà nó phục vụ để giảm tổn thất điện áp và tiết kiệm chi phí dây dẫn hạ áp. Dung lượng của máy biến áp (SđmB) phải được chọn lớn hơn công suất tính toán (Stt) của khu vực đó. Tuy nhiên, đối với các phụ tải quan trọng (loại I, II), quy định thường yêu cầu đặt ít nhất hai máy biến áp. Trong điều kiện vận hành bình thường, hai máy sẽ chạy song song. Khi một máy gặp sự cố, máy còn lại phải có khả năng chịu quá tải tạm thời (thường là 1.4 lần công suất định mức) để cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng nhất. Điều này đảm bảo tính liên tục của sản xuất. Việc lựa chọn dung lượng MBA cần cân nhắc kỹ để tránh đầu tư lãng phí nhưng vẫn đảm bảo an toàn vận hành.

3.2. Thiết kế sơ đồ nguyên lý cấp điện và phương án đi dây

Sơ đồ nguyên lý cấp điện là bản vẽ kỹ thuật thể hiện cấu trúc kết nối của toàn bộ hệ thống, từ điểm đấu nối nguồn cao áp đến các thiết bị tiêu thụ cuối cùng. Sơ đồ này phải rõ ràng, logic và thể hiện đầy đủ các thiết bị đóng cắt, bảo vệ. Đối với mạng cao áp trong nhà máy, để đảm bảo mỹ quan và an toàn, phương án sử dụng cáp ngầm thường được ưu tiên. Dựa trên mặt bằng bố trí thiết bị điện và vị trí các TBAPX, các phương án đi dây sẽ được vạch ra. Ví dụ, phương án 1 có thể là đi dây hình tia độc lập từ trạm trung tâm đến mỗi TBAPX. Phương án 2 có thể kết hợp các trạm gần nhau vào một nhánh. Mỗi phương án sẽ được tính toán chi tiết về vốn đầu tư (chi phí cáp) và chi phí vận hành (tổn thất điện năng) để đưa ra lựa chọn kinh tế và kỹ thuật nhất.

IV. Hướng dẫn thiết kế mạng hạ áp hệ thống tủ điện xưởng

Mạng hạ áp là phần cuối cùng trong chuỗi cung cấp điện, có nhiệm vụ phân phối điện năng từ trạm biến áp phân xưởng (điện áp thường là 380/220V) đến từng máy móc, thiết bị sản xuất. Giai đoạn này của đồ án cung cấp điện nhà xưởng đòi hỏi sự chi tiết và cẩn trọng cao độ. Thiết kế mạng hạ áp bắt đầu từ tủ điện tổng MSB (Main Switchboard) đặt sau máy biến áp, sau đó phân chia đến các tủ điện phân phối DB (Distribution Board) cấp cho từng khu vực hoặc nhóm máy. Việc lựa chọn và bố trí các tủ điện này phải đảm bảo tính logic, dễ vận hành và an toàn. Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất ở giai đoạn này là chọn dây dẫn và cáp điện có tiết diện phù hợp. Tiết diện cáp phải được chọn dựa trên dòng điện tính toán và được kiểm tra lại theo điều kiện sụt áp cho phép và điều kiện phát nóng khi có ngắn mạch. Việc chọn đúng tiết diện không chỉ đảm bảo an toàn mà còn giúp tối ưu hóa chi phí và giảm tổn thất điện năng trên đường dây. Các bản vẽ thiết kế mạng hạ áp thường bao gồm sơ đồ đơn tuyến và mặt bằng bố trí thiết bị điện chi tiết.

4.1. Cách chọn dây dẫn và cáp điện cho tủ phân phối tối ưu

Quy trình chọn dây dẫn và cáp điện cho mạng hạ áp là một bước tính toán kỹ thuật quan trọng. Đầu tiên, dựa vào dòng điện tính toán (Itt) của từng nhóm phụ tải, tiết diện sơ bộ của dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế (Jkt). Sau khi có tiết diện sơ bộ, cần kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng lâu dài, tức là dòng điện cho phép của dây dẫn (Icp) phải lớn hơn dòng điện tính toán. Bước quan trọng tiếp theo là kiểm tra điều kiện sụt áp. Tổn thất điện áp từ tủ tổng đến thiết bị xa nhất phải nằm trong giới hạn cho phép (thường là 5-7%) để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định. Cuối cùng, cần kiểm tra độ bền cơ và điều kiện ổn định nhiệt khi xảy ra ngắn mạch. Việc lựa chọn này cần tham khảo catalogue của nhà sản xuất cáp để có thông số chính xác nhất.

4.2. Bố trí tủ điện tổng MSB và tủ điện phân phối DB hợp lý

Tủ điện tổng MSB là trái tim của hệ thống hạ áp, nơi chứa các thiết bị đóng cắt chính (ACB hoặc MCCB tổng) và các thiết bị bảo vệ, đo lường cho toàn bộ nhà xưởng. Nó thường được đặt trong phòng kỹ thuật điện gần trạm biến áp. Từ MSB, các đường cáp trục sẽ cấp điện đến các tủ điện phân phối DB. Vị trí đặt các tủ DB cần được tính toán để ở gần trung tâm của nhóm phụ tải mà nó phục vụ. Điều này giúp giảm chiều dài cáp nhánh đến từng thiết bị, tiết kiệm chi phí và giảm sụt áp. Việc bố trí các tủ điện phải đảm bảo không gian vận hành, sửa chữa, tuân thủ các quy định về phòng chống cháy nổ và có chỉ dẫn, nhãn mác rõ ràng cho từng lộ ra, giúp việc quản lý và bảo trì hệ thống trở nên dễ dàng và an toàn.

V. Bí quyết tối ưu hệ thống điện Bù công suất chiếu sáng

Một đồ án cung cấp điện nhà xưởng toàn diện không chỉ dừng lại ở việc cấp điện mà còn phải đưa ra các giải pháp tối ưu hóa. Hai trong số các giải pháp quan trọng nhất là bù công suất phản kháng và thiết kế hệ thống chiếu sáng hiệu quả. Công suất phản kháng là thành phần công suất vô ích, gây ra bởi các phụ tải có tính cảm như động cơ, máy biến áp. Nó không sinh ra công hữu ích nhưng lại gây tổn thất trên đường dây và làm giảm khả năng truyền tải của hệ thống. Do đó, việc bù công suất phản kháng bằng cách lắp đặt các tụ bù là một yêu cầu bắt buộc để nâng cao hệ số công suất cosφ. Một hệ số cosφ cao (tiệm cận 1) sẽ giúp giảm tổn thất điện năng, giảm tiền phạt từ công ty điện lực và tận dụng tối đa công suất của máy biến áp. Song song đó, thiết kế chiếu sáng nhà xưởng cũng là một yếu tố then chốt, ảnh hưởng đến năng suất lao động, an toàn và chi phí năng lượng. Một hệ thống chiếu sáng tốt cần đảm bảo đủ độ rọi theo tiêu chuẩn, phân bố ánh sáng đồng đều và sử dụng các loại đèn tiết kiệm điện.

5.1. Ý nghĩa và phương pháp bù công suất phản kháng hiệu quả

Việc bù công suất phản kháng mang lại nhiều lợi ích cả về kỹ thuật và kinh tế. Về kỹ thuật, nó giúp cải thiện chất lượng điện áp, giảm sụt áp và tăng khả năng mang tải của đường dây và máy biến áp. Về kinh tế, nó giúp giảm chi phí tiền điện hàng tháng do không phải trả tiền mua công suất phản kháng từ lưới. Có nhiều phương pháp bù như bù tập trung tại tủ MSB, bù theo nhóm thiết bị hoặc bù riêng lẻ tại từng động cơ lớn. Tài liệu kỹ thuật thường đề xuất việc tính toán dung lượng bù cần thiết (Qbù) dựa trên công suất tác dụng (P) và hệ số công suất hiện tại (cosφ1) và mong muốn (cosφ2). Việc lựa chọn vị trí đặt tụ bù và phương pháp bù phù hợp sẽ phụ thuộc vào đặc điểm phụ tải và cấu trúc mạng điện của từng nhà xưởng để đạt được giải pháp tiết kiệm điện nhà xưởng tối ưu nhất.

5.2. Nguyên tắc thiết kế chiếu sáng nhà xưởng an toàn hiệu quả

Thiết kế chiếu sáng nhà xưởng cần tuân thủ các nguyên tắc cơ bản để đảm bảo môi trường làm việc tốt nhất. Đầu tiên là phải đảm bảo đủ độ rọi tiêu chuẩn cho từng khu vực theo TCVN 7114. Ví dụ, khu vực lắp ráp chi tiết nhỏ cần độ rọi cao hơn khu vực kho bãi. Thứ hai, ánh sáng cần được phân bố đồng đều, tránh gây chói lóa hoặc tạo bóng tối, ảnh hưởng đến thị lực và an toàn của công nhân. Thứ ba, cần lựa chọn loại đèn có hiệu suất phát quang cao, tuổi thọ dài và chỉ số hoàn màu (CRI) phù hợp với tính chất công việc. Đèn LED công nghiệp hiện là lựa chọn hàng đầu nhờ khả năng tiết kiệm điện và chất lượng ánh sáng tốt. Hệ thống chiếu sáng cũng cần được phân chia thành các mạch độc lập, có công tắc điều khiển linh hoạt để có thể tắt bớt đèn ở những khu vực không sử dụng, góp phần vào giải pháp tiết kiệm điện nhà xưởng.

VI. Hoàn thiện đồ án Thuyết minh và bản vẽ kỹ thuật chi tiết

Kết quả cuối cùng của một đồ án cung cấp điện nhà xưởng là một bộ hồ sơ kỹ thuật hoàn chỉnh, bao gồm hai thành phần chính: bản thuyết minh và bộ bản vẽ kỹ thuật. Đây là tài liệu cốt lõi để trình duyệt, thi công, nghiệm thu và vận hành hệ thống sau này. Bản thuyết minh đồ án cung cấp điện đóng vai trò giải trình, diễn giải tất cả các bước tính toán, các cơ sở lựa chọn thiết bị, và các giải pháp thiết kế đã được thực hiện. Nó phải được trình bày một cách logic, rõ ràng, có đầy đủ các bảng biểu, số liệu và trích dẫn tiêu chuẩn áp dụng. Trong khi đó, bộ bản vẽ kỹ thuật thể hiện một cách trực quan toàn bộ cấu trúc và chi tiết của hệ thống điện. Việc chuẩn bị một bộ hồ sơ chuyên nghiệp, đầy đủ và chính xác không chỉ thể hiện năng lực của người thiết kế mà còn là yếu-tố quyết định đến sự thành công của dự án. Một bộ hồ sơ tốt sẽ giúp quá trình thi công diễn ra suôn sẻ, giảm thiểu các sai sót và vướng mắc, đồng thời là tài liệu quý giá cho công tác bảo trì, nâng cấp hệ thống trong tương lai.

6.1. Cấu trúc một bản thuyết minh đồ án cung cấp điện chuẩn

Một bản thuyết minh đồ án cung cấp điện chuyên nghiệp thường có cấu trúc chặt chẽ. Phần mở đầu giới thiệu tổng quan về công trình, nhiệm vụ thiết kế. Chương tiếp theo trình bày chi tiết quá trình tính toán phụ tải điện cho từng phân xưởng và toàn nhà máy. Các chương sau đó sẽ đi sâu vào thiết kế từng hạng mục: thiết kế mạng cao áp, thiết kế mạng hạ áp cho một phân xưởng điển hình, tính toán bù công suất phản kháng, và thiết kế hệ thống chiếu sáng. Mỗi chương cần trình bày rõ ràng cơ sở lý thuyết, các công thức áp dụng, quá trình tính toán và kết quả lựa chọn thiết bị. Phần cuối cùng thường là các kết luận, kiến nghị và danh mục tài liệu tham khảo. Nội dung phải súc tích, các số liệu phải chính xác và thống nhất trong toàn bộ bản thuyết minh.

6.2. Yêu cầu đối với bản vẽ AutoCAD điện nhà xưởng chuyên nghiệp

Bộ bản vẽ AutoCAD điện nhà xưởng là ngôn ngữ kỹ thuật không thể thiếu. Các bản vẽ phải được trình bày trên khổ giấy tiêu chuẩn (như A0, A1), có khung tên đầy đủ thông tin. Các bản vẽ chính yếu bao gồm: Biểu đồ phụ tải của nhà máy; Sơ đồ mạng điện cao áp toàn nhà máy; Sơ đồ nguyên lý cấp điện và sơ đồ đơn tuyến cho phân xưởng; Mặt bằng bố trí thiết bị điện và đi dây động lực; Sơ đồ mặt bằng đi dây chiếu sáng và hệ thống nối đất. Tất cả các ký hiệu trên bản vẽ phải tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Các đường nét, kích thước, ghi chú phải rõ ràng, dễ đọc. Một bộ bản vẽ chất lượng cao sẽ giúp đơn vị thi công nắm bắt chính xác ý đồ thiết kế, lắp đặt đúng vị trí, đúng chủng loại thiết bị, đảm bảo chất lượng và tiến độ của công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1. Giới thiệu chung Trong nhà máy cơ khí có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng, phong phú và phức tạp. Các hệ thống máy móc này có tính 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. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai; về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá dư thừa dung lượng công suất dự trữ. Theo quy trình trang bị điện và công nghệ của nhà máy ta thấy khi ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của nhà máy gây thiệt hại về nền kinh tế quốc dân do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại II, cần được bảo đảm cung cấp điện liên tục và an toàn. Giới thiệu đặc điểm phụ tải điện của nhà máy: Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại phụ tải: + 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 dải từ 1 đến hàng chục kW và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz.

+ Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn. Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz. * Các nội dung tính toán thiết kế bao gồm: 1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí 2.

Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy 3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng (theo bản vẽ) 4. Thiết kế bù công suất phản kháng 5. Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng 2 Chương 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN XƯỞN VÀ TOÀN NHÀ MÁY 1.

Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí Trong quá trình thiết kế đã cho ta biết các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí thiết bị máy móc ,công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị trong phân xưởng. Do đó ta có thể chia phụ tải thành các nhóm và xác định phụ tải cho từng nhóm sau đó ta xác định phụ tải tổng của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí. - Nguyên tắc chia nhóm + Số lượng: 8 – 16 thiết bị + Các thiết bị cùng chế độ làm việc để việc xác định phụ tải tính toán được chính xác và thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm. + Các thiết bị đặt gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng.

→ Dựa vào những nguyên tắc trên và căn cứ vào sơ đồ phân bố thiết bị trên mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta chia các thiết bị trong phân xưởng thành 6 nhóm như sau: 2.Xác định phụ tải tính toán Xác định phụ tải tính toán nhóm 1: Nhóm 1 Pđm( kW ) Số Nhãn Tên thiết bị Toàn Iđm(A) lượng hiệu 1 máy bộ Máy tiện ren 4 IK625 10 40 Máy doa tọa độ 1 2450 4.5 Máy phay vạn năng 2 6H82 7.0 14 Máy tiện ren 3 IA62 7.0 21 Máy phay chép hình 1 6461 3.8 Máy mài tròn vạn 2 3130 2.6 năng Máy mài phẳng 1 - 4.8 dao cắt gọt Máy phay chép hình 1 64616 3.4 Với =0,38kV, =0,6 Tổng số thiết bị có trong nhóm là: - Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là: - Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là: Tra phụ lục 1. Với phân xưởng sữa chữa cơ khí. 4 Ta chọn: Theo bảng nhóm 1 ta có :Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1 nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất. Từ và tra bảng PL 1.5/tr255 ta được : Xác định : Tra bảng PL1.6/tr256 : với - Công suất tác dụng nhóm 1: -Công suất phản kháng của nhóm xác định theo -Công suất toàn phần của nhóm 1: 5 -Dòng điện tính toán của nhóm 1: Xác định phụ tải tính toán nhóm 2: Nhóm 2 Pđm( kW ) Số Nhãn Tên thiết bị 1 Toàn Iđm(A) lượng hiệu máy bộ Máy tiện ren 4 IK625 10 40 Máy phay đứng 2 6H12 7 14 Máy bào giường 1 1 MC38 10 10 trụ Máy phay ngang 1 6H84 4.5 Máy phay chép hình 1 6HK 5.0 Máy khoan đứng 1 2A150 7 7 Máy khoan bàn 7 HC-12A 5.55 Máy khoan vạn năng 1 6H81 4.17 6 Tổng số thiết bị có trong nhóm là: - Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là: - Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là: Tra phụ lục 1.

Với phân xưởng sữa chữa cơ khí Ta chọn: Theo bảng nhóm 2 ta có :Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1 nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất. Từ và tra bảng PL 1.5/tr255 ta được : Xác định : Tra bảng PL1.6/tr256 : với 7 - Công suất tác dụng nhóm 2: -Công suất phản kháng của nhóm xác định theo -Công suất toàn phần của nhóm 2: -Dòng điện tính toán của nhóm 2: Xác định phụ tải nhóm 3: Nhóm 3 Pđm( kW ) Số Nhãn Tên thiết bị Toàn Iđm(A) lượng hiệu 1 máy bộ Máy phay chép hình 1 642 4.0 14 Máy khoan hướng tâm 1 2A55 4.8 năng 8 Máy mài phẳng có trục 1 373 10 10 đứng Máy mài phẳng có trục 1 371M 2.8 nằm Máy ép thủy lực 1 0-53 4.5 Máy khoan bàn 1 HC-12A 2.6 Máy tiện ren 3 IE6IM 5.6 Máy mài hai phía 2 - 4.5 9 Máy tiện ren 2 I63A 10 20 Máy khoan đứng 2 2A125 5.85 Tổng số thiết bị có trong nhóm là: - Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là: - Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là: Tra phụ lục 1. Với phân xưởng sữa chữa cơ khí Ta chọn: Theo bảng nhóm 3 ta có :Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1 nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất. Từ và tra bảng PL 1.5/tr255 ta được : Xác định : Tra bảng PL1.6/tr256 : với - Công suất tác dụng nhóm 3: -Công suất phản kháng của nhóm xác định theo -Công suất toàn phần của nhóm 3: -Dòng điện tính toán của nhóm 3: 10 Bảng tổng hợp kết quả tính toán phụ tải động lực các nhóm.

Ptt Qtt Stt Nhóm Pđm.nhóm n Itt (A) (kW) (KVAr) (kVA) 1 22 43,69 58,1 72,7 110,45 2 19 54,74 72,8 91,08 3 Cộng 390,42 65 98,43 178,44 223,36 339,2 C.Xác định phụ tải tính toán của toàn PXSCCK I-Xác định phụ tải động lực của toàn PXSCCK Ta chọn : Phụ tải tác dụng của toàn phân xưởng: (kW) Phụ tải phản kháng của toàn phân xưởng: (kAVr) Tra bảng pl1.2/tr253 , ta có suất phụ tải chiếu sáng cho PXSCCK: -Có diện tính của phân xưởng sửa chữa cơ khí: -Công suất chiếu sáng thành phần tác dụng: 11 Sơ bộ chọn loại thiết bị chiếu sáng : Đèn sợi đốt ( , đèn huỳnh quang .Từ đó tính được và Ta tính được -Xác định PTTT của PXSCCK 83,65+26.Xác định phụ tải tính toán của các phân xường còn lại -Xác định phụ tải động lực của các phân xưởng Tra và của phụ tải động lực phân xưởng -Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng -Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng 12 1.Phân xưởng cơ khí* Công suất đặt :2100 (kW) Diện tính: 1800 Tra phụ lục I. Với phân xưởng cơ khí ta có: và Tra phụ lục I. Với phân xưởng cơ khí ta có: =0,013 kW/ Ta chọn thiết bị chiếu sáng là đèn sợi đốt nên *)Công suất động lực: (kVAr) *)Công tính toán chiếu sáng: ) *)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: *)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: 13 *)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: 2.Phân xưởng dập Công suất đặt :1200 (kW) Diện tính: 2600 Tra phụ lục I. và Tra phụ lục I.

=0,015 kW/ Ta chọn thiết bị chiếu sáng là đèn sợi đốt nên *)Công suất động lực: (kVAr) *)Công tính toán chiếu sáng: ) *)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: 14 *)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: *)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: 3.Phân xưởng lắp ráp số 1 Công suất đặt :1100(kW) Diện tính: 2760 Tra phụ lục I. và Tra phụ lục I. =0,014 kW/ Ta chọn thiết bị chiếu sáng là đèn sợi đốt nên *)Công suất động lực: (kVAr) *)Công tính toán chiếu sáng: 15 ) *)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: *)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: *)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: 4.Phân xưởng lắp ráp số 2 Công suất đặt :1400 (kW) Diện tính: 3500 Tra phụ lục I. và Tra phụ lục I.

=0,014 kW/ Ta chọn thiết bị chiếu sáng là đèn sợi đốt nên *)Công suất động lực: 16 (kVAr) *)Công tính toán chiếu sáng: ) *)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: *)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: *)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: 5.Phòng thí nghiệm Công suất đặt :160(kW) Diện tính: 1200 Tra phụ lục I. và Tra phụ lục I. =0,020 kW/ 17 Ta chọn thiết bị chiếu sáng là đèn sợi đốt nên *)Công suất động lực: (kVAr) *)Công tính toán chiếu sáng: *)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: *)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: *)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: 6.Phân xưởng chế thử Công suất đặt :800(kW) Diện tính: 1750 Tra phụ lục I. và 18 Tra phụ lục I.

=0,015 kW/ Ta chọn thiết bị chiếu sáng là đèn sợi đốt nên *)Công suất động lực: (kVAr) *)Công tính toán chiếu sáng: *) Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: *)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: *)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: 7.Trạm bơm Công suất đặt :120(kW) Diện tính: 1120 19 Tra phụ lục I. và Tra phụ lục I. =0,012 kW/ Ta chọn thiết bị chiếu sáng là đèn sợi đốt nên *)Công suất động lực: (kVAr) *)Công tính toán chiếu sáng: ) *)Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng: *)Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng: *)Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng: 20 8.Bộ phận quản lý & hành chính Công suất đặt :80(kW) Diện tính:900 Tra phụ lục I. và Tra phụ lục I.