Khóa Luận Tốt Nghiệp: Thiết Kế Hệ Thống Điện Cho Phân Xưởng Sửa Chữa Cơ Khí Sử Dụng Phần Mềm Ecodial

Khóa luận trình bày ứng dụng phần mềm Ecodial trong thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, đảm bảo hiệu quả và an toàn.

• Tác giả: Lê Quang Tuấn
• Người hướng dẫn: ThS. Hồ Văn Lý
• Trường học: Trường Đại Học Thủ Dầu Một
• Chuyên ngành: Điện – Điện Tử
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Điện Cho Phân Xưởng Sửa Chữa Cơ Khí
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thủ Dầu Một

Tóm tắt

I. Tổng quan về thiết kế hệ thống điện phân xưởng cơ khí bằng phần mềm Ecodial

Thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng cơ khí là một nhiệm vụ quan trọng trong ngành điện công nghiệp. Việc sử dụng phần mềm Ecodial giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế, từ việc xác định phụ tải đến lựa chọn thiết bị. Ecodial cung cấp các công cụ mạnh mẽ để tính toán và mô phỏng hệ thống điện, đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong thiết kế.

1.1. Đặc điểm của phân xưởng cơ khí và yêu cầu thiết kế

Phân xưởng cơ khí thường có diện tích lớn và nhiều thiết bị điện. Yêu cầu thiết kế bao gồm việc xác định công suất, phân nhóm phụ tải và lựa chọn thiết bị phù hợp. Việc này đảm bảo hệ thống điện hoạt động ổn định và hiệu quả.

1.2. Vai trò của phần mềm Ecodial trong thiết kế điện

Phần mềm Ecodial hỗ trợ người dùng trong việc tính toán phụ tải, lựa chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ. Nó giúp giảm thiểu thời gian thiết kế và tăng độ chính xác, từ đó nâng cao chất lượng hệ thống điện.

II. Thách thức trong thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng cơ khí

Thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng cơ khí đối mặt với nhiều thách thức. Các yếu tố như phụ tải biến đổi, yêu cầu về độ tin cậy và an toàn điện là những vấn đề cần được giải quyết. Việc không tính toán chính xác có thể dẫn đến tổn thất điện năng và giảm tuổi thọ thiết bị.

2.1. Phụ tải biến đổi và ảnh hưởng đến thiết kế

Phụ tải trong phân xưởng cơ khí thường thay đổi theo thời gian. Việc xác định phụ tải tính toán chính xác là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống điện hoạt động hiệu quả và an toàn.

2.2. Độ tin cậy và an toàn trong thiết kế hệ thống điện

Độ tin cậy của hệ thống điện là yếu tố then chốt. Thiết kế cần đảm bảo rằng hệ thống có thể hoạt động liên tục mà không gặp sự cố, đồng thời phải tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn điện.

III. Phương pháp xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí

Xác định phụ tải tính toán là bước quan trọng trong thiết kế hệ thống điện. Các phương pháp như xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu được sử dụng phổ biến. Việc này giúp đảm bảo rằng hệ thống điện có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng mà không gây lãng phí năng lượng.

3.1. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán, bao gồm phương pháp theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng.

3.2. Ứng dụng phần mềm Ecodial trong xác định phụ tải

Phần mềm Ecodial cho phép người dùng dễ dàng nhập dữ liệu và thực hiện tính toán phụ tải. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao độ chính xác trong thiết kế.

IV. Ứng dụng thực tiễn của phần mềm Ecodial trong thiết kế điện

Phần mềm Ecodial đã được áp dụng thành công trong nhiều dự án thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng cơ khí. Kết quả cho thấy việc sử dụng phần mềm này giúp tối ưu hóa thiết kế và giảm thiểu chi phí.

4.1. Kết quả nghiên cứu từ các dự án thực tế

Nhiều dự án đã chứng minh rằng việc sử dụng Ecodial giúp giảm thiểu thời gian thiết kế và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng. Các số liệu từ các dự án thực tế cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong hiệu suất hệ thống điện.

4.2. Lợi ích kinh tế khi sử dụng phần mềm Ecodial

Việc áp dụng Ecodial không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm chi phí đầu tư cho hệ thống điện. Điều này mang lại lợi ích kinh tế lớn cho các doanh nghiệp trong ngành cơ khí.

V. Kết luận và tương lai của thiết kế hệ thống điện bằng Ecodial

Thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng cơ khí bằng phần mềm Ecodial đang trở thành xu hướng. Với những lợi ích mà nó mang lại, Ecodial hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển và cải tiến trong tương lai.

5.1. Tương lai của phần mềm Ecodial trong ngành điện

Phần mềm Ecodial sẽ tiếp tục được cập nhật và cải tiến để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành điện. Các tính năng mới sẽ giúp người dùng dễ dàng hơn trong việc thiết kế và tính toán hệ thống điện.

5.2. Khuyến nghị cho các kỹ sư thiết kế

Các kỹ sư thiết kế nên thường xuyên cập nhật kiến thức và kỹ năng sử dụng phần mềm Ecodial. Việc này sẽ giúp nâng cao hiệu quả công việc và đảm bảo chất lượng thiết kế hệ thống điện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I TỔNG QUAN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.Giới thiệu về phân xưởng cơ khí 1.1 Đặc điểm của phân xưởng Phân xưởng cơ khí với diện tích phân xưởng là 972m2 (Chiều dài 54 x Chiều rộng 18, Chiều cao 5 tính từ mặt đất ) với một cửa ra vào chính và 4 cửa phụ ở các bên. Bên trong phân xưởng còn có kho, khu chế xuất phần mặt bằng còn lại là đặt thiết bị. Nguồn điện cung cấp cho phân xưởng lấy từ trạm biến áp 400kVA- 22/0,4kV .2 Thiết bị trong phân xưởng Phân xưởng gồm có tổng số 42 máy, toàn bộ các máy đều sử dụng động cơ 3 pha với công suất 2-20 kW. Ký hiệu trên TT Số lượng Pđm(KW) cos߮ Ksd mặt bằng 1 1 4 2 0,8 0,6 2 2 4 4 0,85 0,7 3 3 2 16 0,9 0,8 4 4 2 16 0,95 0,8 5 5 2 8 0,8 0,7 6 6 4 12 0,8 0,6 7 7 5 1,4 0,9 0,6 8 8 4 16 0,95 0,7 9 9 5 1,8 0,8 0,8 10 10 3 1,7 0,85 0,7 11 11 2 19 0,85 0,6 12 12 5 20 0,9 0,8 Bảng phụ tải phân xưởng Đồ Án Tốt Nghiệp Page 9 SV : Lê Quang Tuấn GVHD : Hồ Văn Lý Đồ Án Tốt Nghiệp Page 10 SV : Lê Quang Tuấn GVHD : Hồ Văn Lý 2 .Phân nhóm Phụ tải Theo sơ đồ mặt bằng ta chia ra thành 4 nhóm : Nhóm Tên máy P (kW) SốLượng cos ϕ Ksd Tổng CôngSuất 1 2 4 0,9 0,8 1 2 4 1 0,8 0,6 71 6 12 2 0,8 0,6 8 16 1 0,95 0,7 11 19 1 0,85 0,6 6 12 1 0,8 0,6 2 3 16 2 0,9 0,8 96 2 4 3 0,8 0,6 12 20 2 0,9 0,8 4 4 2 0,95 0,8 12 20 2 0,9 0,8 3 10 1,7 2 0,8 0,6 91 6 12 1 0,8 0,6 8 16 2 0,95 0,7 9 1,8 5 0,8 0,8 4 8 16 1 0,95 0,7 88,7 10 1,7 1 0,85 0,7 7 1,4 5 0,9 0,6 5 8 2 0.8 0,7 11 19 1 0,85 0,6 12 20 1 0,9 0,8 Đồ Án Tốt Nghiệp Page 11 SV : Lê Quang Tuấn GVHD : Hồ Văn Lý 3 .Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng 1.

Phương pháp xác định phụ tải tính toán: Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn thiết bị về mặt phát nóng. Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ … tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng … phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống … Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, ngược lại nếu phụ tải tính toán xác định được lớn hơn phụ tải thực tế thì gây ra dư thừa công suất, làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất… cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có được phương phương pháp nào thật hoàn thiện. Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu về phụ tải lại quá lớn.

Ngược lại những phương pháp tính đơn giản lại có kết quả có độ chính xác thấp. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán Hiện nay có rất nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán, thông thường thì những phương pháp đơn giản lại cho kết quả không thật chính xác, còn nếu muốn chính xác thì phương pháp tính toán lại quá phức tạp. Do vậy tùy theo thời Đồ Án Tốt Nghiệp Page 12 SV : Lê Quang Tuấn GVHD : Hồ Văn Lý điểm và giai đoạn thiết kế mà ta lựa chọn phương pháp tính cho phù hợp. Dưới đây em xin đề cập một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng nhất: 2.

Xác định phụ tải theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Công thức tính: n Ptt = K nc .∑Pđi (2-14) i=1 Ptt Qtt = Ptt.Tg φ ; Stt = Ptt2 + Qtt2 = (2-15) Cosφ Nói một cách gần đúng có thể coi Pđ = Pđm Khi đó: n Ptt = Knc. ∑ Pđmi (2-16) i =1 Trong đó: Pđi: Công suất định mức của thiết bị thứ i. Ptt, Qtt, Stt: Công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất toàn phần tính toán của nhóm thiết bị (KW, KVAr, KVA).

n: Số thiết bị trong nhóm. Nếu hệ số công suất cos φ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau, ta phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức sau: P cos φ 1 + P2 cos φ 2 +. + Pn cosφ n Cosφ = 1 (2-17) P1 + P2 +. + Pn Hệ số nhu cầu của các loại máy khác nhau có trong các sổ tay.

Phương pháp xác định 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. Nếu chế độ vận Đồ Án Tốt Nghiệp Page 13 SV : Lê Quang Tuấn GVHD : Hồ Văn Lý hành và số thiết bị trong nhóm thay đổi nhiều thì kết quả tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu sẽ không chính xác.

Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. Công thức tính như sau: Ptt = P0. Trị số của P0 có thể tra trong các sổ tay. Trị số P0 của từng loại phân xưởng do kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có.

F: Diện tích sản xuất (m2). 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. Nó cũng được 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, san xuất ôtô v. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại Kmax và công suất trung bình Ptb ( còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq).

Công thức tính: Ptt = Kmax. Kmax, Ksd: Hệ số cực đại và hệ số sử dụng Hệ số sử dụng Ksd của các nhóm máy có thể tra trong sổ tay còn hệ số cực đại tính từ Ksd, nhq Đồ Án Tốt Nghiệp Page 14 SV : Lê Quang Tuấn GVHD : Hồ Văn Lý Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả nhq chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố như: Ảnh hưởng của một số thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất và sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng. Khi tính toán theo phương pháp này, trong một số trường hợp có thể dùng công thức sau: * Trường hợp n≤3 và nhq<4, phụ tải tính toán được tính theo công thức: n Ptt = ∑Pđmi (2-20) i=1 * Trường hợp khi n>3 và nhq<4 phụ tải tính toán được tính theo công thức sau: n Ptt = ∑Pđmi .K pti (2-21) i=1 Trong đó: Kpti: Hệ số phụ tải từng máy, nếu không có số liệu chính xác có thể lấy gần đúng như sau: + Kpti = 0,9 đối với thiết bị làm việc dài hạn. + Kpti = 0,75 đối với thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại * Đối với các thiết bị có phụ tải bằng phẳng (máy bơm, quạt gió.) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình: Ptt = Ptb = Ksd.Pđm (2-22) * Nếu mạng có các thiết bị một pha thì phải cố gắng phân bố đều các thiết bị đó lên 3 pha của mạng.

Lựa chọn phương pháp tính. Tùy theo yêu cầu tính toán và những thông tin có được về phụ tải, người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định phụ tải tính toán. Đồ Án Tốt Nghiệp Page 15 SV : Lê Quang Tuấn GVHD : Hồ Văn Lý Trong bản đồ án này với phân xưởng cơ khí , em đã biết vị trí, công suất đặt và chế độ làm việc của thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình. Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm Nhóm 1 Tổng Nhóm Tên máy P (kW) SốLượng cos ϕ Ksd CôngSuất 1 2 4 0,9 0,8 2 4 1 0,8 0,6 1 6 12 2 0,8 0,6 71 8 16 1 0,95 0,7 11 19 1 0,85 0,6
Hệ số sử dụng và hệ số công suất của nhóm thiết bị 1 n n ∑ K sdi .P i dmi 60,95 K sd = i =1 n = = 0,64 cos ϕ = i =1 n = = 0,86 71 71 ∑P i =1 dmi ∑P i =1 dmi Dựa vào bảng A.2 sách Hướng Dẫn ĐAMH Thiết Kế Cung Cấp Điện ta sẽ chọn được hệ số Kmax theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số thiết bị hiệu quả nhq >4 và nếu nhq n n < 4 ta tính (Ptt = ∑ Pdmi và Qtt = ∑ Pdmi × tg ϕdmi ) : i =1 i =1 2  n   ∑ Pdmi   i =1  712 n hq = n = = 5,38 > 4 937 ∑ Pdmi 2 i =1 =>> Kmax = 1,41 Đồ Án Tốt Nghiệp Page 16 SV : Lê Quang Tuấn GVHD : Hồ Văn Lý
Công suất tác dụng trung bình: Ptb = Ksd × Pđm ∑ = 0.64 × 71 = 45,44 kW
Công suất tác dụng tính toán: Ptt = Kmax × Ksd × Pđm ∑ = 1.64 × 71= 63,62 ( kW )
Công suất phản kháng tính toán: Qtt = Ptb × tg ϕ = 45,44x0.