Hướng Dẫn Tính Toán Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Xí Nghiệp Sản Xuất Bao Bì Xi Măng Tại Hải Phòng

Khóa luận tốt nghiệp hướng dẫn tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp sản xuất bao bì xi măng tại Hải Phòng, đảm bảo hiệu quả và an toàn.

• Người hướng dẫn: Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
• Đề tài: Tính toán thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp sản xuất bao bì xi măng Hải Phòng
• Loại tài liệu: đồ án
• Địa điểm: Hải Phòng

Tóm tắt

I. Giới thiệu về xí nghiệp sản xuất bao bì Công ty xi măng Hải Phòng

Xí nghiệp Bao bì Xi măng Hải Phòng, thuộc Công ty Xi măng Hải Phòng, được thành lập vào năm 1999. Xí nghiệp này đã có những bước phát triển mạnh mẽ trong ngành công nghiệp bao bì. Công nghệ sản xuất bao bì tại đây được đầu tư hiện đại, với dây chuyền sản xuất khép kín, sử dụng nguyên liệu chính là nhựa PP và giấy xi măng. Sản phẩm của xí nghiệp đã được thị trường đánh giá cao về chất lượng và giá cả. Đội ngũ cán bộ công nhân viên ngày càng được nâng cao về trình độ và mức sống, tạo nên một môi trường làm việc tích cực và hiệu quả.

1.1 Quá trình phát triển

Xí nghiệp Bao bì Xi măng Hải Phòng đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển. Từ những ngày đầu thành lập, xí nghiệp đã chú trọng vào việc hiện đại hóa công nghệ sản xuất. Sự đầu tư vào dây chuyền sản xuất hiện đại từ các nước phát triển đã giúp xí nghiệp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Sự phát triển này không chỉ giúp xí nghiệp khẳng định vị thế trên thị trường mà còn góp phần vào sự phát triển chung của ngành công nghiệp xi măng tại Việt Nam.

1.2 Công nghệ sản xuất bao bì

Công nghệ sản xuất bao bì tại xí nghiệp được thực hiện theo quy trình khép kín, từ khâu trộn nguyên liệu đến khâu dệt và hoàn thiện sản phẩm. Các máy móc hiện đại được sử dụng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Quy trình sản xuất bao bì không chỉ đảm bảo tính hiệu quả mà còn giảm thiểu lãng phí nguyên liệu. Việc áp dụng công nghệ tiên tiến đã giúp xí nghiệp sản xuất ra những sản phẩm bao bì chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu của thị trường.

II. Xác định phụ tải điện của xí nghiệp sản xuất bao bì xi măng

Xác định phụ tải điện là một trong những bước quan trọng trong thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp. Phụ tải điện không chỉ phụ thuộc vào quy mô sản xuất mà còn vào các yếu tố khác như loại máy móc, quy trình sản xuất và nhu cầu sử dụng điện. Việc xác định chính xác phụ tải tính toán giúp đảm bảo hệ thống điện hoạt động ổn định và hiệu quả. Các phương pháp xác định phụ tải điện được chia thành hai nhóm chính: nhóm dựa vào kinh nghiệm và nhóm dựa trên lý thuyết xác suất.

2.1 Phân loại phụ tải điện

Phân loại phụ tải điện giúp xác định mức độ tin cậy trong cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ. Hộ tiêu thụ điện được chia thành ba loại: loại 1, loại 2 và loại 3. Xí nghiệp Bao bì Xi măng Hải Phòng thuộc loại 2, nơi mà việc ngừng cung cấp điện chỉ gây thiệt hại về kinh tế và sản xuất. Việc phân loại này giúp xí nghiệp có kế hoạch cung cấp điện hợp lý và hiệu quả hơn.

2.2 Các phương pháp xác định phụ tải điện

Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện, bao gồm phương pháp dựa vào công suất đặt và hệ số nhu cầu, phương pháp số thiết bị hiệu quả, và phương pháp theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ giúp xí nghiệp tối ưu hóa việc cung cấp điện, giảm thiểu lãng phí và đảm bảo an toàn cho hệ thống.

III. Thiết kế mạng cao áp cho xí nghiệp sản xuất bao bì

Thiết kế mạng cao áp là một phần quan trọng trong hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp. Mạng cao áp không chỉ đảm bảo cung cấp điện cho các thiết bị mà còn phải đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành. Việc lựa chọn trạm biến áp và xác định vị trí đặt trạm là những yếu tố quyết định đến hiệu quả của hệ thống cung cấp điện. Trạm biến áp cần được thiết kế phù hợp với phụ tải và cấp điện áp của mạng.

3.1 Khái quát chung

Trong hệ thống cung cấp điện, nguồn điện và phụ tải có mối quan hệ mật thiết. Việc lựa chọn nguồn điện phải dựa trên cơ sở tính toán và so sánh kinh tế - kỹ thuật. Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất, có nhiệm vụ biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Dung lượng của máy biến áp ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống.

3.2 Lựa chọn trạm và xác định vị trí đặt trạm biến áp

Trạm biến áp của xí nghiệp có nhiệm vụ nhận điện từ đường trung áp và biến đổi thành cấp điện áp 0,4kV. Việc lựa chọn loại trạm biến áp kín giúp đảm bảo an toàn cho hệ thống. Vị trí đặt trạm cần được xác định dựa trên các yếu tố như khoảng cách đến các thiết bị tiêu thụ điện và khả năng tiếp cận cho việc bảo trì, sửa chữa.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Khi thiết kế cấp điện cho một công trình nhiệm vụ đầu tiên là phải xác định đƣợc nhu cầu cấp điện của công trình đó. Tùy theo quy mô của công trình mà nhu cầu điện xác định theo phụ tải thực tế hoặc phải tính đến sự phát triển về sau. Do đó xác định nhu cầu sử dụng điện năng là một công việc quan trọng, trong đó phụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện. Phụ tải điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, do vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một việc rất khó khăn và quan trọng.

vì nếu phụ tải tính toán đƣợc xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ của các thiết bị, hoặc gây cháy nổ nguy hiểm. nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị đƣợc chọn sẽ quá lớn và gây lãng phí. Do tính chất quan trọng nên đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phƣơng pháp tính toán phụ tải điện. trong thực tế thiết kế, khi đơn giản công thức để xác định phụ tải điện thì cho phép sai số +_ 10%.

Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán đƣợc chia làm 2 nhóm chính: Nhóm thứ nhất: là nhóm dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết và đƣa ra các hệ số tính toán. Đặc điểm của phƣơng pháp này là thuận tiện nhƣng chỉ cho kết quả gần đúng. Nhóm thứ 2: là nhóm các phƣơng pháp dựa trên cơ sở lý thuyết xác suất và thống kê. Đặc điểm của phƣơng pháp này có kể đến ảnh hƣởng của nhiều yếu tố.

vì vậy kết quả tính toán có chính xác hơn song việc 9 tính toán khá phức tạp. trong thực tế, tùy yêu cầu cụ thể mà chọn phƣơng pháp tính toán phụ tải điện thích hợp. PHÂN LOẠI PHỤ TẢI ĐIỆN. Khi xác định phụ tải tính toán ta nên tiến hành phân loại phụ tải theo hộ tiêu thụ để có cách nhìn đúng đắn về phụ tải và có ƣu tiên cần thiết lựa chọn hợp lý sơ đồ cung cấp điện.

tùy theo tầm quan trọng trong nền kinh tế và xã hội, hộ tiêu thụ điện đƣợc cung cấp điện với mức độ tin cậy khác nhau, thông thƣờng đƣợc phân thành 3 loại hộ tiêu thụ điện. Hộ loại 1: là những hộ mà khi có sự cố dừng cung cấp điện có thể gây nên những hậu quả nguy hiểm đến tính mạng con ngƣời, gây thiệt hại lớn về kinh tế, hƣ hỏng thiết bị, gây rối loạn quá trình công nghệ hoặc có ảnh hƣởng không tốt về phƣơng diện chính trị. Đối với hộ loại một phải đƣợc cung cấp điện với độ tin cậy cao, thƣờng dùng 2 nguồn đi đến, có nguồn dự phòng nhằm hạn chế đến mức thấp nhất việc mất điện. thời gian mất điện thƣờng đƣợc coi bằng thời gian đóng nguồn dự trữ.

Hộ loại 2: là những hộ tiêu thụ khi ngừng cung cấp điện chỉ gây thiệt hại về kinh tế, hƣ hỏng sản phẩm, sản xuất đình trệ, gây rối loạn quá trình công nghệ. Để cung cấp diện cho hộ loại 2 ta sử dụng phƣơng pháp có hoặc không có nguồn dự phòng, ở hộ loại 2 cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian đóng nguồn dự trữ bằng tay. Hộ loại 3: là những hộ cho phép cung cấp điện ở mức độ tin cậy thấp, cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế khi có sự cố. ⇒ Theo cách phân loại này thì xí nghiệp bao bì xi măng đƣợc xét vào hộ tiêu thụ điện loại 2.

Ngoài ra các hộ tiêu thụ điện xí nghiệp còn đƣợc phân loại theo chế độ làm việc. Loại hộ tiêu thụ có chế độ làm việc dài hạn, khi có phụ tải ít thay đổi hoạc không thay đổi. Các thiết bị làm việc có thể lâu dài mà nhiệt độ 10 không vƣợt quá giá trị cho phép. Nhƣ vậy xí nghiệp bao bì xi măng đƣợc xếp cào loại hộ có chế độ làm việc dài hạn.

CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Công thức tính: Ptt Qtt = Ptt. Ptt, Qtt, Stt – công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất toàn phần tính toán của nhóm thiết bị, (kV, kVAR, kVA).

n – số thiết bị trong nhóm. knc – hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị tiêu thu điện, tra trong sổ tay. tgφ ứng với – đặc trƣng cho nhóm thiết bị, tra trong tài liệu tra cứu. Phƣơng pháp này đơn giản, thuận tiện nhƣng kém chính xác vì knc tra trong tài liệu tra cứu.

Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và Ptb ( còn gọi là phƣơng pháp số thiết bị hiệu quả) - Với 1 động cơ: Pd = Pđm. - Với nhóm động cơ: n ≤ 3: Ptt. - Với n ≥ 4 phụ tải tính toán của nhóm động cơ xác định theo công thức: Ptt (2-2) Trong đó: Pđm : công suất định mức (kW). ksd : hệ số sử dụng của nhóm thiết bị, tra trong sổ tay.

11 kmax :hệ số cực đại, tra đồ thị hoặc tra bảng theo 2 đại lƣợng Ksd và nhq nhq : số thiết bị dùng điện hiệu quả. Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm. Công thức: Ptt = Pca = (2-3) Trong đó: Mca – số lƣợng sản phẩm sản xuất trong 1 ca. Tca – thời gian của phụ tải lớn nhất.

W0 – suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm. Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. Công thức: Ptt = p0. P0 – suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.

Kết luận:Trong đồ án này, ta nên sử sụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình vì phương pháp này cho kết quả khá chính xác so với phương pháp trên. XÁC ĐỊNH PTTT CỦA XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG. Các máy móc sản xuất của xí nghiệp bao bì xi măng Hải Phòng đều là những máy móc theo công nghệ hiện đại đƣợc nhập từ nƣớc ngoài. Mỗi máy móc có nhiều bộ phận khác nhau tạo thành một khối phức tạp, sự hoạt động của các bộ phận có liên quan chặt chẽ với nhau và đƣợc nhà thiết kế tính toán, chế tạo theo đơn đặt hàng.1: Danh sách các phụ tải của xí nghiệp và công suất đặt.

Pđặt, kW STT Phụ tải Số lƣợng 1 máy Toàn bộ 1 Xƣởng sản xuất Máy tạo sợi 1 237 237 Máy dệt 15 3,4 51 Máy tráng màng 1 165 165 Máy in cắt lồng ống 1 87 87 Máy may 2 3 6 Máy ép kiện 1 7,5 7,5 Máy nén khí 1 31,5 31,5 Máy lạnh 2 40,5 81 2 Khối quản lý 40 2. Xác định phụ tải tính toán của xƣởng sản xuất chính. Căn cứ vào mặt bằng bố trí máy móc sản xuất trong nhà xƣởng và căn cứ vào đặc tính kỹ thuật của từng nhóm nhƣ sau: Xác định phụ tải tính toán của xƣởng sản xuất theo phƣơng pháp số thiết bị hiệu quả. Công thức: Ptt Bảng 2.2: Bảng các nhóm máy của xƣởng sản xuất.

Pđặt, kW Stt Phụ tải Số lƣợng 1 máy Toàn bộ 1 Máy tạo sợi 1 237 237 2 Máy dệt 15 3,4 51 3 Máy tráng màng 1 165 165 4 Máy in cắt lồng ống 1 87 87 5 Máy may 2 3 6 6 Máy ép kiện 1 7,5 7,5 7 Máy nén khí 1 31,5 31,5 8 Máy lạnh 2 40,5 81 13 Trong đó: ksd tra trong sổ tra cứu kmax = ƒ(ksd,nhq) nhp = .n (2-5) n1 –Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết kế có công suất lớn nhất, ứng với n1 này xác định đƣợc tổng công suất định mức. n – số thiết bị dùng điện trong nhóm. Nhóm 1: Gồm có một máy tạo sợi. Ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 3.1 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95.

Vậy với n = 1 <3 và nhp= 0,95 <4, phụ tải tính toán đƣợc xác định nhƣ sau: - Phụ tải tác dụng: (kW) (2-6) - Phụ tải phản kháng: (2-7) Ptt = = 237(kW). Với máy tạo sợi ⇒ = 0,75 ⇒ Qtt = 237.0,75= 177,75(kVAR) - Phụ tải tính toán toàn phần: = = 296,25(kVA) (2-8) Nhóm 2: Gồm 15 máy dệt. ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95.15= 14,25 Với nhóm máy dệt chọn ksd = 0,8; = 0,8. Tra bảng PL1.1/32 (sách thiết kế cấp điện) ứng với ksd = 0,8 và nhp = 0,95.

- Phụ tải tác dụng: = 0,8.51= 43,656(kW) - Phụ tải phản kháng: = 43,656.0,75= 32,74(kVAR) - Phụ tải tính toán toàn phần: Nhóm 3: Máy tráng màng n= 1, Pđm= 165(kW) n=1 ⇒ n*= 1 ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95. Với máy tráng màng chọn = 0,75. Vậy với n=1<3 và nhq= 0,95<4, phụ tải tính toán đƣợc tính toán nhƣ sau: - Phụ tải tác dụng: (kW) (2-6) - Phụ tải phản kháng: = =165.0,75=123,75(kVAR) - Phụ tải tính toán toàn phần: 15 = 206,25(kVA) Nhóm 4: Máy cắt in lồng ống n= 1, Pđm= 87(kW), = 0,8 n1= 1 ⇒ n*= 1, P*= 1 ⇒ nhq= 0,95 ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95. Vậy với n=1<3 và nhq= 0,95<4, phụ tải tính toán đƣợc tính toán nhƣ sau: - Phụ tải tác dụng: (kW) - Phụ tải phản kháng: =.

Với máy in cắt lồng ống chọn = 0,75.3 =6(kW) n1= 2 ⇒ n*= 1, ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95. Vậy với n = 2<3 và nhq= 1,9<4, phụ tải tính toán đƣợc xác định nhƣ sau: - Phụ tải tác dụng: (kW) - Phụ tải phản kháng: =. Với máy may chọn = 0,75.0,75= 4,5(kVAR) - Phụ tải tính toán toàn phần: = 7,5(kVA) Nhóm 6: Máy ép kiện n= 1, Pđm= 7,5(kW), = 0,8 n1= 1 ⇒ n*= 1, P*= 1 ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95. Vậy với n=1<3 và nhq= 0,95<1, phụ tải tính toán đƣợc tính toán nhƣ sau: - Phụ tải tác dụng: (kW) - Phụ tải phản kháng: =.

Với máy ép kiện chọn = 0,75.0,75= 5,62(kVAR) - Phụ tải tính toán toàn phần: = 9,37(kVA) Nhóm 7: Máy nén khí n= 1, Pđm= 31,5(kW), = 0,8 n1= 1 ⇒ n*= 1, P*= 1 ứng với n* =1 và P*=1 tra bảng 31/36 (sách cung cấp điện) ta đƣợc: = 0,95 ⇒ nhp = 0,95.