Hướng dẫn chi tiết thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí hiện đại

Tài liệu nghiên cứu Luận văn thiết kế cung cấp điện cho xưởng cơ khí tân tiến, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về kỹ thuật.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

đồ án tốt nghiệp

2021

60
3
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

1.1. KHÁI QUÁT CHUNG

3. CHƯƠNG 3: TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Thiết kế điện

Thiết kế điện là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong việc cung cấp điện cho xưởng cơ khí hiện đại. Quá trình này bao gồm việc xác định phụ tải tính toán, lựa chọn thiết bị điện phù hợp, và thiết kế hệ thống điện đảm bảo an toàn và hiệu quả. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán như theo công suất đặt, công suất trung bình, và suất phụ tải trên đơn vị diện tích được áp dụng tùy thuộc vào giai đoạn thiết kế và yêu cầu cụ thể.

1.1. Xác định phụ tải tính toán

Phụ tải tính toán là giá trị giả định lâu dài, không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt. Việc xác định phụ tải tính toán đảm bảo an toàn trong vận hành hệ thống điện. Các phương pháp xác định phụ tải bao gồm: theo công suất đặt và hệ số nhu cầu, công suất trung bình, suất phụ tải trên đơn vị diện tích, và suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm.

1.2. Phân nhóm phụ tải

Phân nhóm phụ tải dựa trên nguyên tắc các thiết bị có vị trí gần nhau, cùng chế độ làm việc, và tổng công suất tương đương. Việc phân nhóm giúp tối ưu hóa việc lắp đặt và quản lý hệ thống điện, đồng thời giảm thiểu tổn thất điện năng.

II. Hệ thống cung cấp điện

Hệ thống cung cấp điện cho xưởng cơ khí hiện đại bao gồm các thiết bị như aptomat, cáp điện, tủ phân phối, và cầu chì. Việc lựa chọn các thiết bị này phải đảm bảo phù hợp với công suất và yêu cầu kỹ thuật của xưởng. Hệ thống điện cần được thiết kế để đáp ứng nhu cầu sản xuất, đồng thời đảm bảo an toàn và độ tin cậy cao.

2.1. Lựa chọn thiết bị điện

Các thiết bị điện như aptomat, cáp điện, và tủ phân phối được lựa chọn dựa trên công suất và đặc điểm kỹ thuật của xưởng. Việc lựa chọn đúng thiết bị giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu rủi ro trong vận hành.

2.2. Thiết kế mạng hạ áp

Mạng hạ áp được thiết kế để phân phối điện từ trạm biến áp đến các thiết bị trong xưởng. Quá trình này bao gồm việc lựa chọn cáp điện, tủ phân phối, và các thiết bị bảo vệ phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và an toàn.

III. An toàn điện và bảo trì

An toàn điện là yếu tố không thể thiếu trong thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện. Các biện pháp an toàn bao gồm việc sử dụng thiết bị bảo vệ, tuân thủ quy trình lắp đặt, và thực hiện bảo trì định kỳ. Bảo trì hệ thống điện giúp phát hiện và khắc phục sự cố kịp thời, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.

3.1. Quy trình an toàn điện

Quy trình an toàn điện bao gồm việc sử dụng thiết bị bảo vệ như aptomat, cầu chì, và hệ thống tiếp đất. Các quy định về an toàn điện cần được tuân thủ nghiêm ngặt trong quá trình lắp đặt và vận hành hệ thống.

3.2. Bảo trì hệ thống điện

Bảo trì định kỳ giúp kiểm tra và bảo dưỡng các thiết bị điện, phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn, và đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định. Các hoạt động bảo trì bao gồm kiểm tra dây dẫn, thiết bị bảo vệ, và hệ thống tiếp đất.

IV. Tối ưu hóa năng lượng

Tối ưu hóa năng lượng là quá trình nâng cao hiệu suất sử dụng điện trong xưởng cơ khí. Các biện pháp bao gồm việc sử dụng thiết bị tiết kiệm điện, bù công suất phản kháng, và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Việc tối ưu hóa năng lượng không chỉ giảm chi phí điện năng mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

4.1. Bù công suất phản kháng

Bù công suất phản kháng giúp nâng cao hệ số công suất, giảm tổn thất điện năng, và tối ưu hóa hiệu suất sử dụng điện. Các thiết bị bù như tụ điện được lựa chọn và lắp đặt phù hợp với nhu cầu của xưởng.

4.2. Sử dụng thiết bị tiết kiệm điện

Việc sử dụng các thiết bị tiết kiệm điện như đèn LED, động cơ hiệu suất cao, và hệ thống điều khiển tự động giúp giảm thiểu tiêu thụ điện năng và nâng cao hiệu quả sản xuất.

13/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1.1KHÁI QUÁT CHUNG. Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi tương đương với phụ tải biến đổi về mặt hiệu ứng nhiệt độ khi dòng lớn. Phụ tải tính toán cũng làm nóng chảy dây dẫn lên nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây nên do đó nếu lựa chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN.1Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.

Phương pháp này sử dụng khi đã có thiết kế nhà xưởng của xí nghiệp, lúc này chỉ biết duy nhất công suất đặt của từng phân xưởng. Phụ tải động lực tính toán của mỗi phân xưởng: Ptt = Knc.2) Trong đó: Knc - Hệ số nhu cầu, tra sổ tay kĩ thuật theo số liệu thống kê của các xí nghiệp, phân xưởng tương ứng. cosφ - Hệ số công suất tính toán, tra sổ tay kĩ thuật sau đó rút ra tgφ. Phụ tải chiếu sáng được tính theo suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: Pcs = po.3) Trong đó: po - suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m2).

S - Diện tích cần được chiếu sáng (m2). Phụ tải tính toán toàn phần của mỗi phân xưởng: 𝑆𝑡𝑡 = √(𝑃𝑡𝑡 + 𝑃𝑐𝑠 )2 + (𝑄𝑡𝑡 + 𝑄𝑐𝑠 )2 (1.4) Phụ tải tính toán xí nghiệp xác định bằng cách lấy tổng phụ tải các phân xưởng có kể đến hệ số đồng thời: PtXNi = Kdt ∑𝑛1 𝑃𝑡𝑡𝑝𝑥𝑖 = Kdt ∑𝑛1( 𝑃𝑡𝑡𝑖 + 𝑃𝑐𝑠𝑖 ) ( 1.5 ) QttXN = Kdt ∑𝑛1 𝑄𝑡𝑡𝑝𝑥𝑖 = Kdt ∑𝑛1( 𝑄𝑡𝑡𝑖 + 𝑄𝑐𝑠𝑖 ) ( 1.8 ) 𝑆𝑡𝑡𝑋𝑁 Kđt - Hệ số đồng thời, xét khả năng phụ tải của phân xưởng không đồng thời cực đại: Kđt = 0,9 ÷ 0,95 khi số phân xưởng n = 2 ÷ 4. Kđt = 0,8 ÷ 0,85 khi số phân xưởng là n = 5 ÷ 10.Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình. Sau khi xí nghiệp có thiết kế chi tiết cho từng phân xưởng, ta đã có thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc, thiết bị, biết được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, người thiết kế bắt tay vào thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng.

Công suất tính toán của từng động cơ và của từng nhóm động cơ trong phân xưởng. Với một động cơ: Ptt = Pđm Với nhóm động cơ n ≤ 3; Ptt = ∑𝑛1 𝑃𝑑𝑚𝑖 (1.9) Với n ≥ 4 phụ tải tính toán của nhóm động cơ xác định theo công thức: Ptt = kma. ksd ∑𝑛1 𝑃𝑑𝑚𝑖 Trong đó; ksd - hệ số sử dụng của nhóm thiết bị. kmax - hệ số cực đại.

nhq - số thiết bị dùng điện hiệu quả. Trình tự xác định nhq như sau: ▪ Xác định n1 - số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất. ▪ Xác định P1 – công suất của n1 thiết bị nói trên: 𝑛 P1 = ∑1 1 𝑃𝑑𝑚𝑖 (1.10) 𝑛 𝑃 ▪ Xác định n*= 𝑛1 , P*= 𝑃Σ1 Trong đó; n - Tổng số thiết bị trong nhóm. P∑ - Tổng công suất của nhóm.11) ▪ Từ n*, P* tra bảng được nhq* [PL-3] ▪ Xác định nhq theo công thức: nhq = n.

nhq* Bảng tra Kmax chỉ bắt đầu từ nhq = 4 [PL-4], khi nhq < 4 phụ tải tính toán được xác định theo công thức: Ptt = ∑𝑛1 𝑘𝑡𝑡.12) kti – hệ số tải. 3 Nếu không biết chính xác, có thể lấy trị số gần đúng như sau: kt = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn. kt = 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Phụ tải tính toán toàn phân xưởng với n nhóm: Pttpx = kdt .Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích.

Phương pháp này dùng trong thiết kế sơ bộ, dùng để tính phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều như: phân xưởng gia công cơ khí, dệt, sản xuất ôtô…. Ptt=p0*F Trong đó; po: suất phụ tải trên một đơn vị diện tích (W/m2). F: diện tích nhà xưởng (m2).Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm. Phương pháp này dùng để tính toán thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như: quạt gió, bơm nước,máy nén khí… khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tương đối chính xác.

𝑊𝑜 𝑃𝑡𝑡 = 𝑇𝑚𝑎𝑥 Trong đó M: Số lượng sản phẩm sản xuất ra trong một năm. Wo: Suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm (kWh/sp). Tmax: Thời gian sử dụng công suất cực đại (h). Tóm lại, các phương pháp trên đều có những ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau.

Vì vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích hợp.XÁC ĐỊNH PTTT CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ.Phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí. Trong phân xưởng cơ khí chuyên sản xuất các loại bánh răng, hộp số, hộp tốc độ, chi tiết máy. do đó trong xưởng có nhiều nhóm máy như: máy tiện, máy phay, máy doa, máy khoan,.1: Phụ tải điện của phân xưởng cơ khí. STT Tên máy Số lượng Công suất Bộ phận rèn 1 Búa hơi để rèn 2 10 2 Búa hơi để rèn 2 28 3 Lò rèn 2 4.5 4 Lò rèn 1 6 5 Quạt gió 1 2.6 6 Quạt thông gió 1 2.5 8 Máy ép ma sát 1 10 9 Lò điện 1 15 11 Dầm treo có palăng điện 1 4.2 13 Quạt ly tâm 1 7 17 Máy biến áp 2 2.2 Bộ phận nhiệt luyện 18 Lò chạy bằng điện 1 30 10 Lò điện để hóa cứng linh kiện 1 90 20 Lò điện 1 30 21 Lò điện để rèn 1 30 22 Lò điện 1 36 23 Lò điện 1 20 24 Bể dầu 1 4 25 Thiết bị để tôi bánh răng 1 18 11 7 26 Bể dầu có tăng nhiệt 1 3 28 Máy đo độ cứng đầu côn 1 0.25 33 Cầu trục có palăng điện 1 1.3 34 Thiết bị tôi cao tần 1 80 37 Thiết bị đo bi 1 23 40 Máy nén khí 1 45 Bộ phận mộc 41 Máy bào gỗ 1 7 42 Máy khoan đứng 1 3.5 47 Máy cưa tròn 1 7 Bộ phận quạt gió 48 Quạt gió 1 9 49 Quạt gió số 9 1 12 50 Quạt gió số 14 1 18 11 8 1.Phân nhóm phụ tải.

Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau: •Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng (điều này sẽ thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất.) Các thiết bị trong nhóm có cùng chế độ làm việc ( điều này sẽ thuận tiện cho việc tính toán và cung cấp điện sau này, ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc, tức có cùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung được ksd , knc , 𝑐𝑜𝑠𝜑. và nếu chúng có cùng công suất nữa thì số thiết bị điện hiệu quả sẽ đúng bằng số thiết bị thực tế vì vậy việc xác định phụ tải cho các nhóm thiết bị này sẽ rất dễ dàng.) •Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của cá nhóm ít chênh lệch nhất ( điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các trang thiết bị cung cấp điện. Ví dụ trong phân xưởng chỉ tồn tại một loại tủ động lực và như vậy thì nó sẽ kéo theo là các đường cáp cung cấp điện cho chúng cùng các trang thiết bị bảo vệ cũng sẽ được đồng loạt hóa, tạo điều kiện cho việc lắp đặt nhanh kể cả việc quản lý sửa chữa, thay thế và dự trữ sau này rất thuận lợi…). •Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ ra của một tủ động lực cũng bị khống chế ( thông thường số lộ ra lớn nhất của các tủ động lực được chế tạo sẵn cũng không quá 8 ).

Tất nhiên điều này cũng không có nghĩa là số thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị. Vì 1 lộ ra từ tủ động lực có thể chỉ đi đến 1 thiết bị, nhưng nó có thể được kéo móc xích đến vài thiết bị ( nhất là khi các thiết bị đó có công suất nhỏ và không yêu cầu cao về độ tin cậy cung cấp điện ). Tuy nhiên khi số thiết bị của 1 nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hóa trong vận hành và làm giảm độ tin cậy cung cấp điện cho từng thiết bị. Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn được nhóm lại theo các yêu cầu riêng của việc quản lý hành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng bộ phận trong phân xưởng .Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu trên và căn cứ vào vị trí, công suất thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia ra các thiết bị trong phân xưởng cơ khí thành các nhóm phụ tải.

Kết quả phân nhóm được tổng kết trong bảng 11 9 Bảng 1. Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện STT Tên thiết bị SL KHMB Công suất Nhóm 1 1 Búa hơi để rèn 2 1 2*10 2 Búa hơi để rèn 2 2 2*28 3 Lò rèn 2 3 2*4.5 4 Lò rèn 1 4 6 5 Dầm treo có palăng điện 1 11 4.8 6 Quạt ly tâm 1 13 7 7 Lò điện 1 9 15 8 Máy biến áp 2 17 2*2.2 Nhóm 2 1 Lò điện 1 20 30 2 Máy mài sắc 2 12 2*3.6 4 Quạt thông gió 1 6 2.5 5 Lò điện 1 23 20 6 Máy ép ma sát 1 8 10 Cộng nhóm 2 8 74.1 Nhóm 3 1 Thiết bị tôi cao tần 1 34 60 2 Thiết bị đo bi 1 37 23 11 10 3 Lò điện để hóa cứng kim 1 10 60 loại Cộng nhóm 3 3 143 Nhóm 4 1 Lò điện 1 22 36 2 Lò điện để rèn 1 21 30 3 Lò chạy bằng điện 1 18 30 4 Bể dầu 1 24 4 5 Thiết bị để tôi bánh răng 1 25 18 6 Máy đo độ cứng đầu côn 1 28 0.25 8 Cầu trục có palăng điện 1 33 1.3 9 Bể dầu có tăng nhiệt 1 26 3 Cộng nhóm 4 9 123.15 11 11 Nhóm 5 1 Máy nén khí 1 40 45 2 Máy bào gỗ 1 41 4.5 5 Máy bào gỗ 1 46 7 6 Máy cưa tròn 1 47 4.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Hướng dẫn thiết kế cung cấp điện cho xưởng cơ khí hiện đại" cung cấp những kiến thức thiết yếu về cách thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các xưởng cơ khí, đặc biệt là trong bối cảnh công nghệ hiện đại. Tài liệu này không chỉ giúp người đọc hiểu rõ các nguyên tắc cơ bản trong thiết kế điện mà còn chỉ ra những yếu tố quan trọng cần xem xét để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và an toàn.

Độc giả sẽ tìm thấy nhiều lợi ích từ tài liệu này, bao gồm việc tối ưu hóa chi phí, nâng cao hiệu suất làm việc và đảm bảo an toàn cho người lao động. Để mở rộng thêm kiến thức, bạn có thể tham khảo các tài liệu liên quan như Luận văn thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 2, nơi cung cấp cái nhìn sâu sắc về thiết kế điện cho các phân xưởng sửa chữa. Ngoài ra, tài liệu Khoá luận tốt nghiệp thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí cũng là một nguồn tài liệu quý giá cho những ai muốn tìm hiểu thêm về thiết kế điện trong lĩnh vực cơ khí. Cuối cùng, bạn có thể tham khảo Đồ án tốt nghiệp thiết kế thi công cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí để có cái nhìn thực tiễn hơn về quy trình thi công hệ thống điện. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức và áp dụng vào thực tiễn một cách hiệu quả hơn.