CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1. Giới thiệu chung về nhà máy 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 cung cấp cho các nhành 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 cơ khí chiếm một số lượng lớn và phân bố rộng khắp cả nước. Nhà máy đang xem xét đến là nhà máy cơ khí sản xuất các thiết bị cung cấp cho các nhà máy công nghiệp.
Nhà máy có 12 hộ phụ tải, quy mô với 9 phân xưởng sản xuất và các nhà điều hành. Bảng số liệu phụ tải tính toán toán phân xưởng trong nhà máy. Ptt Qtt TT Tên phân xưởng Loại hộ (kW) (kVAr) 1 Cơ điện 120 110 2 2 Cơ khí 1 Ptt Qtt 2 3 Cơ khí 2 180 130 2 4 Rèn, dập 160 120 2 5 Đúc thép 190 150 1 6 Đúc gang 150 130 1 7 Mộc mẫu 90 70 1 8 Lắp ráp 85 65 2 9 Kiểm nghiệm 70 50 1 10 Kho 1 (Vật tư) 30 20 2 11 Kho 2 (Sản phẩm 40 25 2 12 Nhà hành chính 50 40 1 Do tầm quan trọng của tiến trình CNH - HĐH đất nước đòi hỏi phải 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 (tùy theo vai trò quy trình công nghệ). Nhà máy cần đảm bảo được cấp điện liên tục vần toàn. Do đó nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thống điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian.
SVTH: TRẦN HUY ĐỨC Page 4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN 1. 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 1, 2. 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 2. Phân xưởng đúc thép, đúc gang. 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. 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.
Phân xưởng mộc mẫu. Có nhiệm vụ tạo ra các loại khuôn mẫu, các chi tiết chủ yếu phục vụ cho sản xuất. Do chức năng như vậy nên phân xưởng này xếp vào hộ tiêu thụ loại 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 vực hoạt động của con người. Điện năng nói chung không tích trữ được, trừ một vài SVTH: TRẦN HUY ĐỨC Page 5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN 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 tính mạng con người chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế do đó ta xếp nhà máy cơ khí vào hộ phụ tải loại 1. 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 SVTH: TRẦN HUY ĐỨC Page 6 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN 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 định về an toàn sử dụng điện. Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn đầu tư.
Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh giữa các phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp, phương án cung cấp điện tối ưu. Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép các yêu cầu trên vào nhau để tiết kiệm được thời gian và chi phí trong quá trình thiết kế. Bảng số liệu phụ tải trong phân xưởng cơ khí 1. TT Tên thiết bị Công suất(kW,kVA) Cos ksd 1 Máy khoan 8,5 0,65 0,2 2 Máy doa 3,5 0,6 0,15 3 Máy tiện 7 0,65 0,18 4 Máy tiện 6 0,6 0,19 5 Máy bào 5 0,8 0,16 6 Máy phay 9 0,6 0,18 7 Máy mài tròn 3,2 0,65 0.19 8 Máy phay 15 0,75 0,2 9 Máy chuốt 7,5 0,65 0,15 10 Máy sọc 5 0,6 0,16 11 Máy tiện 9 0,65 0,18 12 Máy doa 12 0,6 0,2 13 Máy cắt thép 15 0,65 0,17 14 Máy bào 5 0,8 0.16 15 Máy tiện 7 0,6 0,2 16 Tủ sấy 3pha 25 0,7 0,2 17 Máy tiện 7,5 0,65 0,2 18 Máy tiện 7,5 0,8 0,17 19 Cầu trục 20 kVA(đm = 30%) 0,6 0,16 SVTH: TRẦN HUY ĐỨC Page 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY 2.
Khái niệm chung Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, phân xưởng, xí nghiệp, hộ tiêu thụ thì một trong những công việc rất quan trọng mà ta phải làm đó là tiến hành xác định phụ tải tính toán cho nhà máy hay phân xưởng đó. Phụ tải tính toán (PTTT): Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng là phụ tải giả thiết(không đổi) lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện tương đương với phụ tải thực tế(biến đổi) theo điều kiện tác dụng nhiệt. Nói cách khác phụ tải tính toán cũng làm dây dẫn nóng tới nhiệt độ bằng với nhiệt độ lớn nhất do phụ tải tính toán gây ra. Do vậy, về phương diện phát nóng nếu ta chọn thiết bị điện theo điều kiện tính toán có thể đảm bảo an toàn cho thiết bị đó trong một trạng thái vận hành bình thường.
Mục đích xác định phụ tải tính toán. Xác định phụ tải tính toán là một công đoạn rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện, nhằm làm cơ sở lựa chọn dây dẫn và các thiết bị của lưới điện cho phù hợp với mạng điện. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán. Một số khái niệm.
- Hệ số sử dụng Ksd: Là tỉ số của phụ tải tính toán trung bình với công suất đặt (công sất định mức) của thiết bị trong một khoảng thời gian khảo sát (giờ,ca hoặc ngày đêm,.