TRƯỜNG ĐẠI HỌC
SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
BỘ MÔN ĐIỆN
CÔNG
NGHIỆPTỬ
KHOA
ĐIỆN-ĐIỆN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC :
CUNG
CẤP
ĐIỆN
GVHD: Vũ Thị Ngọc
Đồ án cung cấp điện
SVTH: Võ Duy
Luyện
MSSV: 14142187
Hồ Chí Minh ngày 15-6-2016
TRƯỜNG ĐẠI HỌC
SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
BỘ MÔN ĐIỆN
KHOA
ĐIỆN-ĐIỆN
CÔNG
NGHIỆPTỬ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC :
CUNG
CẤP
ĐIỆN
Đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho phân
xưởng cơ khí
SVTH: VõGVHD:
Duy Vũ Thị Ngọc
Luyện
Hồ Chí Minh ngày 15-6-2016
2
MSSV:
14142187
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay dưới sự vũ bão phát triển của khoa học kỹ thuật ,đặc biệt là
cuộc cách mạng về công nghệ đã và đang làm thay đổi thế giới mạnh mẽ .Nhu
cầu của con người ngày càng tăng.Yêu cầu về nguồn năng lượng cung cấp cho
sản xuất phục vụ đời sống càng cao hơn về hiệu suất và chi phí. Điện năng một
dạng năng lượng có thể truyền tải với hiệu suất cao và chi phí hợp lý ngày càng
đóng vai trò quan trọng trong tất cả các nghành sản xuất công nghiệp .
Ở nước ta trong thời kỳ công nghiệp hóa-hiện đại hóa nhu cầu tiêu thụ về
điện ngày càng tăng cao.Vì thế việc thiết kế cung cấp điện cho một phụ tải công
nghiệp là yêu cầu cấp thiết để đảm bảo chi phí vận hành thấp nhất, hiệu suất cao
nhất, tổn thất thấp nhất đòi hỏi sinh viên nghành điện phải học tập kiến thức
vững chắc để đáp ứng yêu cầu này.
Đồ án môn học giúp sinh viên có được điều kiện vận dụng những kiến
thức đã học vào thực tế thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng.Qua đó sinh
viên có thể hiểu rõ hơn những kiến thức đã học ờ các môn lý thuyết ,tổng hợp
kiến thức cũ một cách có hệ thống, phát hiện được những thiếu sót yếu kém của
mình để từ đó khắc phục ,củng cố lại .Đồ án “Thiết kế cung cấp điện cho phân
xưởng cơ khi” là một trong những điều kiện để em có thể thấy được những
điều trên.Tuy có 1 tín chỉ nhưng đây là một môn học rất quan trọng, đòi hỏi sinh
viên cần phải học tốt để sau khi ra trường trở thành người kỹ sư thì có thể làm
việc được .
Đồ án đối với em là một sự tập dượt quý báu trước khi bước vào thực
tế khó khăn, đồ án của em là thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng
điện , với đặc thù của loại nhà máy này là có nhiều thiết bị và công đoạn yêu
cầu được cung cấp điện liên tục với chất lượng đảm bảo.
Để thiết kế hệ thống cung cấp điện an toàn và đảm bảo tin cậy đòi hỏi
người thiết kế phải có kiến thức giảng dạy trên giảng đường , mỗi sinh viên
ngành hệ thống điện điều được giao một bài tập thiết kế một mạng điện cho
3
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
một xí nghiệp nhà máy nhất định . bản thân em được nhận đồ án thiết kế hệ
thống điện cho phân xưởng 3 cơ khí với số liệu phụ tải đã cho
Do trình độ còn hạn chế , kinh nghiệm chưa nhiều , tài liệu tham khảo
không nhiều , nên trong quá trình thực hiện đồ án chắc chắn không tránh khỏi
những thiếu sót , em rất mong được sự góp ý , nhắc nhở , nhận xét của Thầy để
em có thể kịp thời bổ sung vào kiến thức của mình.
4
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
LỜI CẢM ƠN
Để đồ án môn học này hoàn thành ngoài sự nổ lực cố gắng của bản thân,
em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của cô ,bạn bè .Em không biết nói gì hơn,
em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến:
- Trường ĐHSPKTTPHCM đã sắp xếp môn học này để em có thể nâng
cao , củng cố kiến thức của mình.
- Khoa điện trường ĐHSPKT đã tạo điều kiện tốt cho em trong quá trình
thực hiện đồ án.
- Thư viện trường đã cung cấp cho chúng em những tài liệu cần thiết ,
liên quan.
- Đặc biệt là cô Vũ Thị Ngọc là người đã trực tiếp truyền đạt , chỉ bảo , cô
đã cung cấp tài liệu và những kiến thức mới , cũng cố kiến thức củ , giúp đỡ em
tận tình trong suốt quá trình thực hiện đồ án.
- Các bạn sinh viên đã nhiệt tình đóng góp những ý kiến quí báu để tôi có
thêm cơ sở cho việc hoàn thành đồ án.
Sinh viên thực hiện đồ án:
Võ Duy Luyện
5
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
Tài Liệu tham khảo
1. Giáo trình cung cấp điện – Quyền Huy Ánh.
2. Hướng dẫn và thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn
IEC – Schneider Electric.
3. Tiêu chuẩn Việt Nam thiết kế cơ, điện.
4. Tài liệu tham khảo và catalogue thiết bị điện tại
Website />5. Catalogue dây dẫn và thiết bị đóng ngắt Copper.
6. Tài liệu và catalogue tại website
/>
6
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
7
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
Phụ Lục
8
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
Chương I : Chiếu sáng
I.
Đặc điểm phân xưởng
• Phân xưởng với tổng diện tích mặt bằng là F=30 40=1200(m2),cao 5m
.Trong đó,chiều dài phân xưởng là 40m, chiều rộng là 30m.
• Phân xưởng có ba cửa ra vào,một cửa chính và hai cửa phụ,còn lại toàn
bộ mặt bằng là máy móc và thiết bị .Nguồn điện cung cấp cho phân
xưởng được lấy từ trạm biến áp 3 pha 22/0.4KV.
• Phân xưởng được xây dựng ở nơi có nhiệt độ trung bình hằng năm
khoảng 25÷300C. Phân xưởng làm việc theo ca , mỗi ngày ba ca,trong
II.
phân xưởng gồm 30 thiết bị 3 pha.
CÁC YÊU CẦU CHUNG CỦA MÔI TRƯỜNG ÁNH SÁNG
• Bảo đảm độ rọi yêu cầu cho từng vị trí làm việc.
• Phân bố độ chói trong không gian chiếu sáng.
• Tránh gây chói loá cho người làm việc.
• Tạo hướng ánh sáng thích hợp.
• Màu sắc ánh sáng phù hợp với công việc và màu sắc các bề mặt tại
nơi làm việc.
• Giảm sự nhấp nháy ánh sáng của các loại bóng đèn.
• Bảo đảm mức độ chiếu sáng tự nhiên cần thiết.
• Duy trì các thông số ánh sáng trong suốt thời gian sử dụng
III.
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG
Kích thước phân xưởng
Chiều dài :
a = 40m
Chiều Phân rộng :
b = 30m
Chiều cao :
h = 5m
Diện tích :
S = 1200m2
Các hệ số phản xạ
Hệ số phản xạ trần (mái tôn tráng men):
ρtr = 50%
9
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
Hệ số phản xạ tường (tường sơn màu trắng):
ρt = 30%
Hệ số phản xạ sàn (xám đâm):
ρs = 10%
Các đặc điểm khác
Môi trường làm việc có bụi.
Thời gian làm việc ba ca.
Độ tuổi người lao động từ 25 đến 35 tuổi.
Tính chất công việc không phân biệt màu sắc, độ tương phản giữa vật
và nền tương đối cao.
Tính toán thiết kế
- Chọn đèn:
Led Greenline System light 20000lm
Chọn kiểu đèn kiểu chiếu sáng trực tiếp chóa phản xạ vuông
Điện áp 220-240V
Tần số 50-60 Hz
Công suất bóng đèn : 120(W)
Quang thông cực đại : ΦĐ = 20000 Lm
Nhiệt độ màu : Tm = 5000/6000oK
Chọn số bóng đèn trong một bộ đèn : 1bóng
Quang thông và công suất bộ đèn :
ΦBđ = Φđ = 20000 lm
Pbđ = Pđ= 120W
10
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
- Phân bố đèn
Chiều cao phòng
h : 5m
Đèn cách trần
h1 : 0.6m
Bề mặt làm việc
hlv : 0.8m
Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc : H =3.6m
- Xác định hệ số sử dụng CU
Chỉ số phòng I
= = 4.76
Căn cứ vào thông số I ,kiểu chiếu sáng của bộ đèn (chiếu rộng) ,
các hệ số phản xạ của phòng ta chọn .(Giáo trình cung cấp điệntrang 187)
CU = 0,7
- Xác định hệ số mất mát ánh sáng LLF
Căn cứ vào môi trường làm việc của phân xưởng , chế độ bảo
trì
+ Môi trường làm việc trung bình
+ Chế độ bảo trì 6 tháng
LLF = 0.7
11
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
- Chọn độ rọi yêu cầu
Chọn độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn phân xưởng cơ khí
Eyc = 500 (lux)
- Xác định số bộ đèn
= = 48,9 bóng
Nbộ = 49 bóng
Chọn 48 bóng.
- Kiểm tra
Độ rọi :
EMax ≤ EYc x 1.6 = 500 x 1.6 = 800 lm
Emin ≥ EYc / 1.6 = 500 / 1.6 = 312.5 lm
Kiểm tra bằng phần mềm visual
Kiểm tra bằng phần mềm Dialux 4.13 theo bảng phân bố độ rọi phía
dưới đạt yêu cầu với :
+ Emax = 704 (lux)
+ Emin = 338 (lux)
12
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
- Phân bố đèn cho phân xưởng
Yêu cầu : Mặt phẳng làm việc phải nhận được lượng ánh sáng giống
nhau . Dựa theo yêu cầu này ta thiết kế như sau :
Lắp đặt đèn thành 6 hàng và 8 cột theo chiều rộng và chiều dài phân
xưởng
Hàng cách hàng 5m , cột cách cột 5m
Hàng trong cùng cách tường 2.5m , cột trong cùng cách tường 2.5m
Các thông số này như đã tính toán với phần mềm Dialux
13
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
Bản vẽ phân bố đèn trong phân xưởng
- Vạch phương án đi dây chiếu sáng:
Việc yêu cầu chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất phải đảm bảo yêu
cầu về chiếu sáng công nghiệp
Mạng chiếu sáng được cung cấp từ một đường dây riêng từ tủ chiếu
sáng và tủ chiếu sáng được cấp điện từ tủ phân phối chính MĐB
Tủ chiếu sáng , các bản điện và công tắc được đặt gần cửa ra vào , tủ
chiếu sáng được đặt gần tủ phân phối MĐB
Cáp dẫn từ tủ phân phối chính tới tủ chiếu sáng được chôn dưới đất
14
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
Dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến đèn được đặt trong ống nhựa bọc cách
điện
Chọn dây dẫn cho mạng chiếu sáng:
- Chọn dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng :
Công suất tính toán chiếu sáng của toàn bộ phân xưởng (tiêu
chuẩn IEC trang B23 thì
=1):
Pttcs = Nbộ.P1bộ = 48*120 = 5760(W)
Qttcs = 0
Công suất biểu kiến chiếu sáng
Sttcs = Pttcs .
= 5,76 (kVA)
Công suất tủ chiếu sáng
Stủcs = Sttcs = 5,76 (kVA)
- Chọn dây dẫn :
15
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
Dòng điện tính toán chiếu sáng
In = = = 8,31 (A)
Chọn dây dẫn 4 lõi ,cách điện bằng PVC , đi trên mương cáp ,
to=35oC
Mương cáp
5 mạch đi trên một hàng đơn trên trần
Cách điện PVC nhiệt độ môi trường 35○C
K1=0.95
K2=0.64
K3=0.93
- Itt = = = 17.9 (A)
- Icp=17.9V
Chọn cáp LV-Cu Copper4X1.5mm2 PVC-19A
Chọn CB In= 16A
16
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
Sụt áp trên đường dây
o ∆U = Zdd*In = 2*14.478*8.31*25*10-3 =6V<3%*Uđm
Chọn cáp copper 4x1.5mm2 PVC.
Cáp từ tủ chiếu sáng đến đèn
o Công suất một nhóm đèn
Pn=Pden8=120x8=960W.
Inhom===4.16A
Icptt=
Chọn dây dẫn copper 2x1.5mm2 –19A-Cu- PVC
Kiểm tra sụt áp: 9.984V => =4.34% > 3% (không đạt yêu
cầu)
Chọn dây dẫn copper 2x2.5mm2 -25A-Cu-PVC
o Kiểm tra sụt áp: 5.99V => =2.6% < 3% (đạt yêu cầu)
17
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
Vậy chọn dây dẫn copper 2x2.5mm2 - 25A-Cu-PVC.
Chọn CB: In=6A
18
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI TRONG PHÂN
XƯỞNG
I. Thông số thiết bị và mặt bằng phân xưởng
Bảng số lượng thiết bị phân xưởng
II.
ST
Kí hiệu
S.lượn
Công suất
T
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
trên mặt bằng
1(a,b,c,d,e)
2(a,b,c)
3(a,b,c,d,e,f)
4(a,b)
5(a,b,c)
6(a,b)
7(a,b,c)
8(a,b,c)
9(a)
10(a,b)
g
5
3
6
2
3
2
3
2
1
2
(KW)
3,7
4,5
5,5
6,3
7
9
11
12,5
14
2,5
cos
0.8
0.85
0.86
0.86
0.85
0.80
0.80
0.83
0.86
0.86
Ghi chú
3 pha
3 pha
3 pha
3 pha
3 pha
3 pha
3 pha
3 pha
3 pha
3 pha
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 thông qua các chức năng hoạt động của các máy móc
thiết bị.
Ngoài 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 chức năng.
19
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
• Phân nhóm theo khu vực: các thiết bị gần nhau thì chia thành một nhóm.
• Phân nhóm có chú ý đến phân đều công suất cho các nhóm: tổng công suất
của
các nhóm gần bằng nhau.
• Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tải của CB chuẩn.
• Số nhóm không nên quá nhiều: 2,3 hoặc 4 nhóm .
Tên
nhóm
Nhóm A
Kí hiệu
trên mặt
Pđm(KW)
1
5
3,7
18,5
0,80
3 pha
2
3
4,5
13,5
0,85
3 pha
3
6
5,5
33
0,86
3 pha
bằng
Tổng
Nhóm B
14
Tổng
(KW)
cos
Ghi chú
65
4
5
6
7
2
3
2
3
10
6,3
7
9
11
12,6
21
18
33
84,6
0,86
0,85
0,80
0,80
3 pha
3 pha
3 pha
3 pha
8
9
10
2
1
2
10
12,5
14
2,5
25
14
5
44
0,83
0,86
0,86
3 pha
3 pha
3 pha
Tổng
Nhóm C
Pđm
S.Lượng
Sơ đồ mặt bằng phân xưởng và bố trí máy
20
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
III.
Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng
Hiện nay, có nhiều phương pháp tính phụ tải tính toán, thường những
phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện thì lại kém chính xác. Ngược lại, độ
chính xác cao thì lại phức tạp. Vì vậy, tùy theo công trình thiết kế và tùy theo
yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp cho thích hợp.
Ta có sơ đồ đi dây của phân xưởng như sau , từ đó dựa vào sơ đồ này để chọn
hệ sô Kđt cho mỗi nhóm.
Giả thiết có một nhóm máy gồm nj thiết bị có công suất định mức và chế
độ làm việc khác nhau. Ta gọi nhq là số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả của
nhóm máy, đó là một số quy đổi gồm có nhq thiết bị có công suất định mức và
chế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêu thụ thực
21
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
bởi nj thiết bị tiêu thụ trên. Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả được xác định
một cách tương đối chính xác theo các bước như sau:
Bước 1: Xác định số thiết bị trong từng nhóm nj
Bước 2: Xác định số thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pmaxj
Bước 3: Xác định tổng số thiết bị n1j trong nhóm có: Pđmij ≥
Pmaxj
Bước 4: Tính tổng công suất thiết bị có trong nhóm:
Bước 5: Xác định tổng công suất P1j của n1j thiết bị trong nhóm:
Bước 6: Lập tỉ số : n*j =
; P*j =
Bước 7: Tra bảng đồ thị tìm nhq*j = f(n*j , P*j). Suy ra nhqj = n*j . nj
Bước 8: Từ nhqj , Ksdj ta tra bảng tìm được Kmaxj
Bước 9: Xác định phụ tải tính toán nhóm j:
Pttj = Kmaxj . Ksdj .
(1.3)
Sttj =
(1.4)
Qttj =
(1.5)
22
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
1. Phụ tải tính toán của nhóm A:
Kí hiệu
Tên
trên
nhóm
mặt
S.lượng
Pđm(KW)
A
Tổng
cos
KW)
bằng
Nhóm
Pđm(
Ghi chú
1
5
3,7
18,5
0,80
3 pha
2
3
4,5
13,5
0,85
3 pha
3
6
5,5
33
0,86
3 pha
14
65
Áp dụng công thức: Ptt = kđt× ( ∑ksd×Piđm)
Kđt = 0,9
Ksd = 0,8
23
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
Công suất tiêu:
Ptt1 = 0,9×(18,5+13,5+33) ×0.8 =46,8(KW)
Hệ số công suất trung bình:
Cosφtb1 = 0,84
Công suất biểu kiến :
= 55,7 (KVA)
Công suất phản kháng :
Qtt1 = =30,2 (KVAr)
Dòng điện :
I.
Itt1 = = = 80,4 (A)
Phụ tải tính toán của nhóm B
Tên
nhóm
Nhóm
B
Kí hiệu
trên mặt
S.lượng
Pđm(KW)
bằng
Pđm(KW cos
)
4
2
6,3
12,6
5
3
7
21
6
2
9
18
7
3
11
33
Tổng
Ghi chú
10
0,86
0,85
0,80
0,80
3 pha
3 pha
3 pha
3 pha
84,6
Áp dụng công thức:
Ptt = kđt× ( ∑ksd×Piđm)
Kđt = 0,9
Ksd=0,8
Công suất tiêu thụ :
24
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM
Đồ án cung cấp điện
Ptt2 = 0.9×(84,6) ×0.8 = 60,9 (KW)
Hệ số công suất trung bình:
Cosφtb2 = 0,82
Công suất biểu kiến:
= 74,3 (KVA)
Công suất phản kháng :
Qtt2 = = 42,6(KVAr)
Dòng điện :
Itt2 = = = 107 (A)
Phụ tải tính toán của nhóm C
II.
Kí hiệu
Tên
nhóm
Nhóm
C
trên mặt
S.lượng
Pđm(KW)
bằng
Pđm(KW
cos
Ghi chú
)
8
2
12,5
25
0,83
3 pha
9
1
14
14
0,86
3 pha
10
2
2,5
5
0,86
3 pha
Tổng
5
44
Áp dụng công thức:
Ptt = kđt× ( ∑ksd×Piđm)
Kđt = 0,9
Ksd = 0,8
Công suất tác dụng :
Ptt3 = 0.9×(25+14+5) ×0.8 =31,68 (KW)
Hệ số công suất trung bình :
Cosφtb3 = 0,84
Công suất biểu kiến :
= 37,7 (KVA)
Công suất phản kháng:
25
ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM