tiểu luận năng lượng tái tạo

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.76 MB, 79 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

---Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS.Trương Việt AnhSinh viên thực hiện:

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

Lời Nói Đầu

Cuộc sống quanh ta mn màu mn vẻ và con người là trung tâm của mọi vấn đề bởi họ có bàn tay và khối óc, họ đã tạo ra biết bao điều kỳ diệu đổi đời. Không thể chê vào đâu được, họ biết cách chuyển hóa năng lượng để phục vụ nhân loại. Nhu cầu của cuộc sống, nhu cầu của sản xuất kinh tế.

Trong quá trình cơng nghiệp hố, hiện đại hố đất nước ngày nay, yêu cầu đặt ra đối với các cơ sở sản xuất là phải trang bị hệ thống cơ cấu sản xuất hiện đại, có mức độ tự động hố cao. Ngoài việc trang bị cho những hệ thống cơ hiện đại này thì bộ nguồn của nó cũng đóng một vai trị vơ cùng quan trọng. Cần đáp ứng cả yêu cầu kỹ thuật và yêu cầu kinh tế.

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều phần mềm thiết kế hệ thống điện với sự hỗ trợ của máy tính. Nhưng muốn hiểu thiết kế hệ thống điện trên máy tính thì phải nắm vững kiến thức chun mơn, hiểu rõ trình tự tính tốn và thiết kế hệ thống điện, phương pháp tính tốn lý thuyết và tối ưu hóa, thiết kế. Phương pháp lựa chọn hiệu quả nhất cho các cơng trình điện, đảm bảo chi phí thấp nhất về mặt kinh tế, nhưng vẫn đảm bảo hội tụ đủ. các khía cạnh kỹ thuật.

Với tinh thần đó, dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Trương Việt Anh,

em đã thực hiện đồ án thiết kế cung cấp điện cho xưởng bảo dưỡng cơ khí. Qua đồ án này em đã hiểu rõ hơn về trình tự các bước cấp điện cho nhà xưởng, cách lựa chọn và lắp đặt bảo vệ cho nhà máy để nhà máy hoạt động liên tục và tin cậy trong thời gian dài.

Là một sinh viên, lần đầu tiên thiết kế một cơng trình điện chắc chắn khơng thể khơng có những sai sót. Nhưng mong muốn làm quen với thiết kế, tích lũy kinh nghiệm học tập hữu ích và công việc trong tương lai. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến chỉ đạo của các thầy cô và ban tổ chức để đồ án được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng em xin cảm ơn thầy Trương Việt Anh đã hướng dẫn, giúp đỡ em

hoàn thành đồ án môn học.

Sinh viên thực hiện:

Trần Minh Khôi

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

NHẬN XẾT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP.Hồ Chí Minh ngày tháng năm 2009

GVHD: Trương Việt Anh

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

MỤC LỤC

CHƯƠNG I TÍNH TỐN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG...5

I. ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG:...5

II. THƠNG SỐ VÀ SƠ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG :...5

III. PHÂN NHÓM PHỤ TẢI:...7

IV. XÁC DỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO PHÂN XƯỞNG:...9

V. CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG...12

VI. XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI :...15

VII. LỰA CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC:...21

CHƯƠNG II TÍNH CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CHO PHÂN XƯỞNG...23

VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY TRONG MẠNG PHÂN XƯỞNG...23

CHƯƠNG III TÍNH CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ...28

I. Chọn Cáp Và Dây Dẫn :...28

II. CHỌN CB:...36

CHƯƠNG IV TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT CỦA PHÂN XƯỞNG...43

I. TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT:...43

1)Tổn thất công suất của máy biến áp:...43

2)Tổn thất công suất từ máy biến áp đến tủ phân phối chính (MDB):...44

CHƯƠNG V THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG...48

I. Khái Niệm Chung...48

II. Các Yêu Cầu Khi Thiết Kế Hệ Thống Chiếu Sáng...49

CHƯƠNG VI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ...61

I.Q TRINH HÌNH THÀNH SÉT:...61

II.THIẾT KẾ CHỐNG SÉT...63

III.THIẾT KẾ NỐI ĐẤT...68

CHƯƠNG VII NÂNG CAO HỆ SỐ COS VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ...74

I. Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ :...74

II. CHỌN THIẾT BỊ BÙ:...75

1. Tụ Bù:...75

2.Máy Bù Đồng Bộ: là loại động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ khơng tải...75

III. CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ VÀ TÍNH BÙ CHO PHÂN XƯỞNG...75

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

CHƯƠNG I TÍNH TỐN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG

Phụ tải tính tốn là một thông số quan trọng mà ta cần xác định trong việc tính tốn, thiết kế cung cấp phụ tải điện tương tự phụ tải thực tế do đó nếu xác định chính xác thì sẽ chọn được thiết bị phù hợp đảm bảo được điều kiện kỹ thuật cũng như lợi ích kinh tế. Phụ tải điện phụ thuộc vào những yếu tố quan trọng như: công suất máy, số lượng máy, chế độ vận hành của máy, điện áp làm việc và quy trình cơng nghệ sản xuất. Để thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng ta cần quan tâm đến những yêu cầu như: chất lượng điện năng, độ tin cậy cấp điện, mức độ an toàn, và kinh tế ...

I. ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG:

Đây là mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí, có dạng hình chữ nhật, phân xưởng có: -Chiều dài 54m

-Chiều rộng 18m -Chiều cao 7 m

-Với diện tích tồn phân xưởng 972m2

Mơi trường làm việc rất thuận lợi, ít bụi, nhiệt độ mơi trường trung bình trong phân xưởng là 30 C.o

-Phân xưởng dạng hai mái tôn kẽm, nền xi măng, tồn bộ phân xưởng có năm cửa ra vào 2 cánh: một cửa đi chính, bốn cửa phụ.

-Phân xưởng làm việc 2 ca trong một ngày: +Ca 1: từ 6h đến 14h

+Ca 2: từ 14h đến 22h

Trong phân xưởng có 37 động cơ, một phịng kho và một phịng KCS, ngồi ra phân xưởng cịn có hệ thống chiếu sáng. Phân xưởng được lấy điện từ trạm biến áp khu vực với cấp điện áp là: 220/380 (V).

II. THÔNG SỐ VÀ SƠ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG :1.S ơ đồ mặt bằng phân xưởng

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

2. Bảng phụ tải phân xưởng:

III. PHÂN NHÓM PHỤ TẢI:

Căn cứ vào việc bố trí của phân xưởng và yêu cầu làm việc thuận tiện nhất, để làm việc có hiệu quả nhất thơng qua các chức năng hoạt động của các máy móc thiết bị.

Ngồi các yêu cầu về kỹ thuật thì ta phải đạt yêu cầu về kinh tế, không nên đặt quá nhiều các nhóm làm việc đồng thời, quá nhiều các tủ động lực như thế sẽ không lợi về kinh tế.

Tuy nhiên một yếu tố quan trọng cần phải quan tâm là việc phân nhóm phụ tải. Vì phân nhóm phụ tải sẽ quyết định tủ phân phối trong phân xưởng, số tuyến dây đi ra của tủ phân phối. Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào các yếu tố sau :

- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng một chức năng. - Phân nhóm theo khu vực gần nhau thì cho một nhóm.

- Phân nhóm có chú ý đến phân đều cơng suất cho các nhóm (tổng cơng suất của các nhóm gần bằng nhau).

- Dịng tải của từng nhóm gần với dịng tải của CB chuẩn. - Số nhóm khơng nên q nhiều: 2,3 hoặc 4 nhóm .

- Trong cùng một tuyến dây cung cấp từ tủ phân phối thì khơng nên bố trí thiết bị có cơng suất lớn ở cuối tuyến.

Vì thế, với những máy móc trên sơ đồ mặt bằng, ta quyết định chia phụ tải thành bốn nhóm, đi cùng bốn nhóm là bốn tủ động lực và có một tủ phân phối chính cấp điện cho bốn tủ động lực. Ngồi việc cấp điện cho bốn nhóm thiết bị, ta còn phải cung cấp cho hệ thống chiếu

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Tên nhóm Ký hiệu trên mặt

IV. XÁC DỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO PHÂN XƯỞNG:1. Xác định phụ tải tính tốn cho từng nhóm :

Xác định phụ tải cho nhóm 1 :

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Tên nhóm Ký hiệu trên mặt

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

 phụ tải tính tốn của 4 nhóm được thống kê ở bảng sau:

STTtên nhómPtải(đm)Stải(đm)S (tải)tt

Trong thực tế khi phân xưởng làm việc thì khơng hẳn tất cả cá thiết bị hoạt động cùng một lúc do đó dựa vào kinh nghiệm cũng như tra bảng ta có thể chọn hệ số đồng thời tương ứng cho 4 nhóm máy là Kđt = 0.9 áp dụng công thức:

2.

Phụ tải chiếu sang của phân xưởng:

Pttcs = po* f

với F : là diện tích chiếu sáng. Pttcs : công suất tính tốn chiếu sang. P diện tích chiếu sáng / đơn vị diện tích.O :

Chiếu sáng nhà kho: chiếu sáng nhà kho ta có thể chọn P = 10(W) / m (tra bảng phụ lục I.2 trang 253 sáchO 2

Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác giả :Ngô Hồng Quang,Vũ Vân Tẩm)

Ta có diện tích nhà kho là: F = 6*6 =36 mkho 2

→ ta có : Pttcskho = 10*36 = 360(w)

Chiếu sáng phòng KCS: ta chọn chiếu sáng cho phòng KCS với PO=20(w)/m2 (tra bảng phụ lục I.2 trang 253 sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác giả :Ngơ Hồng Quang,Vũ Vân Tẩm)

Ta có diện tích phịng KCS là: F = 8*6 =48 mkcs 2

→ ta có : PttcsKCS = 20*48 = 960(w)

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Otrang 253 sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của tác giả :Ngơ Hồng Quang,Vũ Vân Tẩm)

Ta có diện tích xưởng sản xuất là: F = = 54*18 - (F + F ) = 888msxkho kcs 2

V. CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG 1. Chọn số lượng và công suất của trạm biến áp:

Vốn đầu tư của trạm biến áp chiếm một phần rất quan trọng trong tổng số vốn đầu tư của hệ thống điện. Vì vậy việc chọn vị trí, số lượng và cơng suất định mức của máy biến áp là việc làm rất quan trọng. Để chọn trạm biến áp cần đưa ra một số phương án có sét đến các ràng buộc cụ thể và tiến hành tính tốn so sánh kinh tế, kỹ thuật để chọn phương án tối ưu.vì vậy việc lựa chọn my biến p bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện.dung lượng v cc thơng số my biến p phụ thuộc vo phụ tải của nĩ,vo cấp điện áp,váo phương thức vận hnh của my biến p..v.v..

a) Chọn vị trí đặt trạm biến áp:

Để xác định vị trí hợp lý của trạm biến áp cần xem xét các yêu cầu sau: - Gần tâm phụ tải.

- Thuận tiện cho các tuyến dy vo/ ra. - Thuận lợi trong qu trình thi cơng v lắp đặt. - Đặt nơi ít người qua lai,thơng thống. - Phịng chy nổ,ẩm ươt,bụi bẩn. - An toàn cho người v thiết bị.

- Trong thực tế, việc đặt trạm biến áp phù hợp tấc cả các yêu cầu trên là rất khó khăn. Do đó tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể trong thực tế mà ta đặt trạm sao cho hợp lý nhất.

b) Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp:- Chọn số lượng máy biến áp phụ thuộc vào nhiều yều tố như: + Yêu cầu về liên tục cung cấp điện của hộ phụ tải. + Yêu cầu về lựa chọn dung lượng máy biến áp. + Yêu cầu về vận hành kinh tế.

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

+ xt đến khả năng mở rộng v pht triển vế sau.

 Đối với hộ phụ tải loại 1: thường chọn 2 máy biến áp trở lên.

 Đối với hộ phụ tải loại 2: số lượng máy biến áp được chọn còn tuỳ thuộc vào việc so sánh hiệu quả về kinh tế- kỹ thuật.

Tuy nhiên, để đơn giản trong vận hành, số lượng máy biến áp trong trạm biến áp không nên quá 3 và các máy biến áp nên có cùng chủng loại và cơng suất.

- Chủng loại máy biến áp trong một trạm biến áp đồng nhất (hay ít chủng loại) để giảm số lượng máy biến áp dự phòng và thuận tiện trong việc lắp đặt, vận hành.

c) Xác dịnh dung lượng của máy biến áp :

Hiện nay, có nhiều phương pháp để xác định dung lượng của máy biến áp. Nhưng vẫn phải dựa theo các nguyên tắc sau đây:

- Chọn theo điều kiện làm việc bình thường có xét đến q tải cho phép (quá tải bình thường). Mức độ quá tải phải được tính tốn sao cho hao mịn cách điện trong khoảng thời gian xem xét không vượt quá định mức tương ứng với nhiệt độ cuộn dây là 98 c. Khi q tải bìnho thường, nhiệt độ điểm nóng nhất của cuộn dây có thể lớn hơn (những giờ phụ tải cực đại) nhưng không vượt quá 140 c và nhiệt độ lớp dầu phía trên khơng vượt q 95ooc.

- Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố (hư hỏng một trong những máy biến áp làm việc song song) với một thời gian hạn chế để không gián đoạn cung cấp điện.

-Thông thường ta chọn máy biến áp dựa vào đồ thị phụ tải bằng hai phương pháp đó là:Phương pháp cơng suất đẳng trị

Phương pháp 3%.

-Nhưng ở đây ta khơng có đồ thị phụ tải cụ thể,do đó chọn dung lượng máy biến áp theo cơng thức sau:

SđmMBA ≥ STT phân xưởng

với : STT phân xưởng = STT tủ điện + SttCS + Sdự phòng

Sdự phòngphụ thuộc vào việc dự báo phụ tải điện của phân xưởng trong tương lai,giả sử phụ tải điện của phân xưởng dự báo trong tầm vừa từ 3 – 10 năm.Do vậy ta chọn cơng suất dự phịng cho phân xưởng là 20%.

SđmMBA ≥ STT tủ điện + SttCS + Sdự phòng = 381,872+76,4 =458,272(KVA)

Vậy ta chọn máy biến áp 3pha của hãng THIBIDI sản xuất tại việt nam với nhiệt đô môi trương của việt nam nên ta không cần xét đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ.máy biến áp có

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY BIẾN ÁP

VI. XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI :1.Tọa độ tâm phụ tải của từng nhóm:a)Tọa độ tâm phụ tải của nhóm 1:

 Khi thiết kế mạng điện cho phân xưởng, việc xác định vị trí đặt tủ phân phối hay trạm biến áp phân xưởng là rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, tổn thất công suất và tổn thất điện năng là bé nhất.

 Tâm phụ tải được xác định theo công thức sau: Trong đo :- Pđmi là công suất định mức của thiết bị thứ i

-Xi, Yi là toạ độ của các thiết bị (nhóm) trong nhóm (phân xưởng)

Tổn hao khơng tải Po (W) 1000Dịng điện khơng tải Io

</div>Trang 65<div class="page_container" data-page="65">

HÌNH : Phạm vi bảo vệ của cặp thu sét 1-2 b) phạm vi bảo vệ của cặp thu sét 1và 5

phạm vi bảo vệ của cột thu sét thứ nhất có chiều cao,cao hơn cột thu sét thứ 5 thi cột thu sét thứ 1 có phần cao hơn tạo thành cột thu sét đơn

r1 = 0,75 .( h – hx ) = 0,75 . ( 9 – 7 ) = 1,5 (m) r5 = 0,75 .( h – hx ) = 0,75 . ( 7 – 5 ) = 1,5 (m) giới hạn trên của bảo vệ

HÌNH : Phạm vi bảo vệ của cặp thu sét 1và 5

</div>Trang 66<div class="page_container" data-page="66">

Chiều rộng của phạm vi bảo vệ

bx = 1,5. ( h0 – hx ) = 1,5 . ( 5,7 – 5,65 ) = 0,075 (m) c) phạm vi bảo vệ của cặp thu sét 5và 6

r5 = r6 = 0,75 .( h – hx ) = 0,75 . ( 7 – 5 ) = 1,5 (m) giới hạn trên của bảo vệ

Chiều rộng của phạm vi bảo vệ ở độ cao 5m bx = 1,5. ( h0 – hx ) = 1,5 . ( 5,15 – 5 ) = 0,225 (m)

HÌNH : Phạm vi bảo vệ của cặp thu sét 5 và 6 d) phạm vi bảo vệ của cặp thu sét 2và 6

phạm vi bảo vệ của cột thu sét thứ nhất có chiều cao,cao hơn cột thu sét thứ 5 thi cột thu sét thứ 1 có phần cao hơn tạo thành cột thu sét đơn

r2 = 0,75 .( h – hx ) = 0,75 . ( 9 – 7 ) = 1,5 (m) r6 = 0,75 .( h – hx ) = 0,75 . ( 7 – 5 ) = 1,5 (m) giới hạn trên của bảo vệ

Chiều rộng của phạm vi bảo vệ

bx = 1,5. ( h0 – hx ) = 1,5 . ( 5,7 – 5,65 ) = 0,075 (m)

</div>Trang 67<div class="page_container" data-page="67">

HÌNH : Phạm vi bảo vệ của cặp thu sét 2và 6

Xếp chồng phạm vi bảo vệ của từng cặp thu sét.được phạm vi bảo vệ của nhóm thu sét

</div>Trang 68<div class="page_container" data-page="68">

III. THIẾT KẾ NỐI ĐẤT

1) Giới thiệu:

- Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng đền các thiết bị dùng điện như máy móc thiết bị sau nhiề hiệnu năm sử dụng thì chất cách điện bị lão hóa có khả năng rị điện ra ngồi. vậy nên đặc điểm của nó là phân bố trên diện tích rộng và thường xun có người làm việc với các thiết bị điện,lớp cách điện bị chọc thủng,người vận hành không tuân thủ các phương pháp hay các quy định an toàn là những nguyên nhân chính dẫn đến tai nạn điện giật,sét đánh trực tiếp hoặc gián tiếp vào các thiết bị điện không những làm hư hỏng các thiết bị điện mà còn gây nguy hiểm cho người vận hành,gây cháy nổ…. do đó trong hệ thống cung cấp điện nhất thiết phải có biện pháp an tồn có hiệu quả và tương đối đơn giản la thực hiện việc nối đất cho thiết bị điện và các thiết bị chống sét

trang bị nôi đất bao gồm các điện cựcvà dây dẫn nối đất,các điện cựcnối đất bao gồm điện cực thẳng đứng được dóng sâu vào đất và điện cực ngang được chôn ngầm một độ sâu nhất định,các dây nối đất dung để nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực nối đất ,khi có trang bị nối đất,dịng điện ngắn mạch xuất hiện do cách điện của các thiết bị với vỏ bị hư hỏng ,sẻ chạy qua vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống các điện cực và chạy tản vào trong đất

* Có hai loại nối đất

- Nối đất tự nhiên : sử dụng các vật tự nhiên làm nối đất như các ống nước chon

ngầm hay các vật kim loại đặt trên đất.Nối đất tự nhiên chỉ sử dụng làm nối đất bổ sung ,điện trở nối đất tự nhiên đươc đo trực tiếp tại điểm nối đất

- Nối đất nhân tạo: đươc thực hiện bằng các cọc thép,thanh thép dẹp hình chử nhật

hay thép góc dài 2 3m đóng sâu xuống đất sao cho đầu trên của chúng cách mặt đất khoảng 0,5 0,8m.Nối đất nhân tạo đươc sử dụng để đảm bảo điện trở nối đất nằm trong giới hạn cho phép và ổn định trong thời gian dài

2) tính tốn nối đất

- Hệ thống nối đất bao gồm các đoạn cáp nối từ vỏ các thiết bị ta nối tới các bản đồng nối đất ,từ các bản đồng này sẽ nối xuống hệ thống cọc đất,các đoạn cáp nối đến các bản đồng có tiếp diện (s = 35mm²),các bản đồng dùng làm điểm nối trung gian cho các đoạn cáp với cọc nối đất

- ta chọn phương pháp nối đất mạch vòng với hệ thống cọc nối đất bao gồm 24 cọc thép bọc đồng với L = 3m ,d= 16mm,chôn sâu h = 0,8m so với mặt đất ,đặt bốn gốc cơng trình phân xưỡng và hai điểm giữa theo chiều dài,cách tường 1m các cọc được liên kết với nhau bằng cáp đồng trần 50mm²

</div>