CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1. Tổng quan về xí nghiệp Trong công nghiệp ngày nay thì nghành cơ khí là một nghành quan trọng của nền kinh tế quốc dân tạo ra các sản phẩm cung cấp cho các nghành khác cũng như các lĩnh vực kinh tế và sinh hoạt. Đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, các nhà máy cơ khí chiếm một số lượng lớn và phân bố khắp cả nước. Trong nhà máy cơ khí có nhiều hệ thống máy móc khác nhau, đa dạng về chủng loại, vận hành phức tạp.
Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và hiện đại. Do vậy 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 cung cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không dư thừa dung lượng công suất dự trữ. Theo quy định 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 ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm của nhà máy,gây thiệt hại về kinh tế quốc dân do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại II, cần được cấp điện liên tục và an toàn.
Bảng 1-1: Bảng số liệu phụ tải tính toán các phân xưởng trong nhà máy Ptt Qtt Stt Tên phân xưởng Loại hộ (kW) (kWAr) 1 Cơ điện 100 90 2 2 Cơ khí số 1 Ptt Qtt 1 3 Cơ khí số 2 185 130 2 4 Rèn, dập 155 125 2 5 Đúc thép 205 180 1 6 Đúc gang 185 160 1 7 Dụng cụ 165 125 2 8 Mộc mẫu 90 70 1 9 Nhiệt luyện 180 160 1 10 Kiểm nghiệm 75 50 2 11 Kho 1 (Sản phẩm) 60 40 2 12 Kho 2( Vật tư) 45 25 2 13 Nhà hành chính 75 70 1 SVTH: Trần Đình Ngọc 4 GVHD: Nguyễn Minh Thư ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Bảng 1-2: Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí TT Tên thiết bị Ký hiệu Công suất (kW) cos Ksd 1 Máy tiện 1 7.5 0,75 0,2 2 Máy tiện 2 10 0,65 0,18 3 Máy tiện 3 5 0,6 0,16 4 Máy bào 4 10 0,6 0,2 5 Máy bào 5 13 0,65 0,17 6 Máy phay 6 4,5 0,8 0,16 7 Máy mài tròn 7 4.5 0,6 0,2 8 Máy phay 8 15 0,6 0,17 9 Máy chuốt 9 17 0,65 0,16 10 Máy sọc 10 12 0,8 0,15 11 Máy doa 11 4,5 0,65 0,18 12 Máy cắt thép 12 5 0,6 0,16 13 Máy bào 13 12 0,6 0,2 14 Máy tiện 14 9 0,65 0,18 15 Máy phay 15 6 0,8 0,17 16 Máy doa 16 11 0,6 0,19 17 Máy tiện 17 4,5 0,8 0,16 18 Máy chuốt 18 8 0,7 0,15 19 Máy sọc 19 5 0,8 0,16 20 Máy doa 20 11 0,65 0,19 1.2 Một số yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện 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. Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: 1.1 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.
SVTH: Trần Đình Ngọc 5 GVHD: Nguyễn Minh Thư ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN 1.2 Chất lượng điện Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điện 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%.3 An toàn điện An toàn là vấn đề quan trọng, thậm chí phải đặt lên hàng đầu khi thiết kế, lắp đặt, vận hành công trình điện. An toàn cho người vận hành, cho thiết bị,cho công trình điện, an toàn cho người dân và các công trình dân dụng lân cận. Muốn đạt được những yêu cầu đó thì người thiết kế và vận hành công trình điện phải nghiêm chỉnh tuân thủ triệt để các quy định nội quy an toàn: khoảng cách an toàn giữa công trình điện và công trình dân dụng, khoảng cách an toàn từ dây dẫn tới mặt đất …, và phải chọn được đúng sơ đồ cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh sai sót, 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 cẩn thận, chính xác.4 Kinh tế Khi đánh giá so sánh các phương án cấp điện thì tính kinh tế chỉ xét đến khi các chi tiết kỹ thuật trên được đảm bảo. Tính kinh tế của một phương pháp cấp điện thể hiện qua 2 chỉ tiêu: vốn đầu tư và chi phí vận hành. Vốn đầu tư: tiền mua vật tư, thiết bị, tiền vận chuyển, tiền thí nghiệm, thử nghiệm, mua đất đai, đền bù, tiền khảo sát thiết kế, lắp đặt, nghiệm thu. Vốn vận hành: tiền lương cán bộ, công nhân, tiền bảo dưỡng định kỳ, sửa chữa, tiền tổn thất điện năng trên công trình điện.
Thường thì hai khoản kinh phí này luôn mâu thuẫn nhau: nếu chọn tiết diện dây dẫn nhỏ thì tiền mua ít nhưng tiền tổn thất điện năng lại tăng lên do điện trở dây lớn hơn. Vậy nên phải chọn một phương án cấp điện tối ưu nhất để tổng hòa 2 đại lượng trên để có được chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhất. SVTH: Trần Đình Ngọc 6 GVHD: Nguyễn Minh Thư ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí 2.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán. Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình (cụ thể là nhà máy ta đang thiết kế) thì nhiệm vụ đầu tiên của người thiết kế là phải xác định được nhu cầu điện của phụ tải công trình đó (hay là công suất đặt của nhà máy.
Tuỳ theo quy mô của công trình (hay của nhà máy.) mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển trong tương lai. Cụ thể là muốn xác định phụ tải điện cho một xí nghiệp, nhà máy thì chủ yếu dựa vào các máy móc thực tế đặt trong các phân xưởng và xét tới khả năng phát triển của cả nhà máy trong tương lai (đối với xí nghiệp nhà máy công nghiệp thì chủ yếu là tương lai gần) còn đối với công trình có quy mô lớn (như thành phố, khu dân cư.) thì phụ tải phải kể đến tương lai xa. Như vậy, việc xác định nhu cầu điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn (đối với các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp) còn dự báo phụ tải dài hạn (đối với thành phố, khu vực. Nhưng ở đây ta chỉ xét đến dự báo phụ tải ngắn hạn vì nó liên quan trực tiếp đến công việc thiết kế cung cấp điện nhà máy ta.
Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công trình đi vào sử dụng. Phụ tải này thường được gọi là phụ tải tính toán. Người thiết kế cần phải biết phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng, cắt, bảo vệ. để tính các tổn thất công suất, tổn thất điện áp, để lựa chọn các thiết bị bù.
Chính vì vậy, phụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện. Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và số lượng các thiết bị điện, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ của mỗi nhà máy, xí nghiệp, trình độ vận hành của công nhân v. Vì vậy, xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng lại rất quan trọng. Bởi vì, nếu phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, có khả năng dẫn đến đến cháy nổ rất nguy hiểm.
Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, gây lãng phí và không kinh tế. Do tính chất quan trọng như vậy, nên đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện. Nhưng vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên và sự biến động theo thời gian nên thực tế chưa có phương pháp nào tính toán chính xác và tiện lợi phụ tải điện. Nhưng hiện nay đang áp dụng một số phương pháp sau để xác định phụ tải tính toán: SVTH: Trần Đình Ngọc 7 GVHD: Nguyễn Minh Thư ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN a - Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: Một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm Khi đó:.
Trong đó: - Pđi, Pđmi: công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i ( kW). - Ptt, Qtt, Stt: công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị (kW, kVAr, kVA). - n: số thiết bị trong nhóm. - Knc: hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra trong sổ tay tra cứu.
Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện.