Đồ án Thiết kế hệ thống điện cho xưởng cơ khí

Lời cảm ơn. Sau một thời gian học tập tại trường đại học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM , ngoài sự nổ lực của bản thân không thể không kể đến sự giúp đỡ của gia đình , người thân, của các thầy các cô trong nhà trường cũng như bạn bè … Xin chân thành cám ơn các thầy cô trong khoa Cơ-Điện-Điện Tử của trường đại học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM đã truyền thụ cho em những kiến thức quý giá làm hành trang cho em trên bước đường đời và củng cố nghề nghiệp của mình . Em xin chân thành cám ơn thầy LÊ ĐÌNH LƯƠNG đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo em hoàn thành đồ án này . Một lần nửa em xin chân thành cảm ơn đến tất cả mọi người đã giúp đỡ em trong thời gian qua . DH Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM tháng 12 năm 2010 Sinh viên thực hiện VŨ VĂN VIẾT Mục lục Bìa Lời cám ơn ……………………………...............................…1 Mục lục …………………………………………...............…..2 Chương 1:.................................................................................3 Giới thiệu công trình thiết kế.........................................3 Bảng phụ tải thiết kế cung cấp điện..............................5 Xác định phụ tải tính toán .............................................7 Chương 2: Thiết kế chiếu sáng...............................................25 Chương 3: ................................................................................30 Chọn máy biến áp ..........................................................30 Máy phát dự phòng .......................................................31 Tính toán dung lượng tụ bù...........................................32 Chương 4:.................................................................................35 Chọn dây dẫn .................................................................35 Tính toán sụt áp..............................................................43 Chương 5: ................................................................................45 Tính toán ngắn mạch Chọn thiết bị bảo vệ..................45 Chương 6:...............................................................................59 Tính toán an toàn .........................................................59 chống xét ......................................................................65 CHƯƠNG I : A, giới thiệu công trình thiết kế: I,Tổng quát: Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa ,thì nghành công nghệ sản xuất xi măng đóng vai trò rất quan trọng cho sự phát triển của đất nước.được pháp xây dựng từ rất sớm nên nhà máy có công suất rất lớn ,đáp ứng nhu cầu xây dưng của cả khu vực miền bắc và một số tỉnh miền trung .        Nhà máy xi măng Hải Phòng khởi công xây dựng năm 1899. Đây là nhà máy xi măng đầu tiên của toàn Đông Dương lúc bấy giờ. Trải qua hơn 100 năm, Xi măng Hải Phòng với biểu tượng Con Rồng Xanh đã trở thành cái nôi của ngành công nghiệp xi măng Việt Nam lớn mạnh ngày nay. Ngày 25/12/2002, sau 103 năm hoạt động Nhà máy xi măng Hải Phòng mới được khởi công xây dựng. Nhà máy này được biết tới như một điển hình duy nhất của Tcty Xi măng Việt Nam bởi chỉ sau 2 năm đi vào hoạt động đã có lãi và lợi nhuận ấy bắt nguồn từ tiết kiệm. . Quaù trình thieát keá coù theå phaân chia thaønh caùc giai ñoaïn sau: 1. Phaûi tìm hieåu quy moâ cuûa nhaø maùy, chöùc naêng cuûa phaàn töû tieâu thuï ñieän trong saûn xuaát, ñònh möùc ñoâ tin caäy, moái töông quan theo coâng ngheä saûn xuaát, vò trí phaân boá ñeå tìm ra caùc nhoùm thieáy bò vaø ñöa ra caùc phöông aùn caáp ñieäân. 2. Ñöa ra caùc phöông aùn kinh teá – kyõ thuaät toái öu ñeå thieát keá, laép ñaët vaø vaän haønh moät caùch hieäu quaû. 3. Xaùc ñònh caùc thoâng soá kyõ thuaät cuûa caùc phaàn töû trong quaù trình thieát keá. 4. Caùc tính toaùn kinh teá- kyõ thuaät. 5. Tính toaùn caùc thoâng soá cuûa maïng. 6. Kieåm tra tính ñuùng ñaén, chaát löôïng cuûa löôùi thieát keá vaø öùng duïng thöïc teá cuûa noù. Thieát keá maïng ñieän cho nhaø maùy, xöôûng nhaèm giuùp sinh vieân laøm quen vôùi coâng vieäc thieát keá maïng cung caáp ñieän ñoàng thôøi cuõng giaùp sinh vieân coù ñöôïc moät taùc phong laøm vieäc ñoäc laäp. II. Caùc böôùc thieát keá trong cung caáp ñieän: 1. Böôùc 1: - Thu thaäp döõ lieäu ban ñaàu. - Nhieäm vuï vaø muïc ñích thieát keá. - Ñaët ñieåm cuûa quaù trình coâng ngheä vaø coâng trình ñöôïc cung caáp ñieän. - Döõ lieäu töø nguoàn, coâng suaát phaân boá, vò trí laép ñaët. 2. Böôùc 2: - Phuï taûi tính toaùn. - Danh muïc thieát bò ñieän. - Tính phuï taûi ñoäng löïc phaân phoái. - Tính phuï taûi chieáu saùng. 3. Böôùc 3: Thieát keá chieáu saùng: - Tính choïn soá ñeøn, loaïi ñeøn, coâng suaát toång coäng chieáu saùng. - Tính laïi coâng suaát tính toaùn cuûa nhaø maùy. 4. Böôùc 4: Choïn maùy bieán aùp. Và tụ bù - Choïn maùy bieán aùp vaø nguoàn döï phoøng sao hieäu quaû kinh teá. 5. Böôùc 5: Choïn daây daãn vaø CB. - Tính toaùn doøng ñieän ñeå choïn daây daãn vaø CB. 6. Böôùc 6: Tính ngaén maïch vaø suït aùp. - Ñeå kieåm tra laïi CB vaø daây daãn. 7. Böôùc 7: Thieát keá noái ñaát an toaøn. - Choïn sô ñoà ñi daây. - Tính soá coïc. -Tính doøng chaïm voû ñeå kieåm tra CB. 8. Böôùc 8: hoà sô cung caáp ñieän -Baûng thoáng keâ döõ lieäu ban ñaàu -Baûng veõ maët baèng vaø coâng trình phaân boá phuï taûi -Baûng veõ sô ñoà nguyeân lyù -Baûng veõ maët baèng vaø sô ñoà ñi daây. bảng phụ tải thiết kế cung cấp điện tủ động lực 1 stt  Tên thiết bị  Kí hiệu  số luợng  Cos&  Công suất (kw)  Udm  hệ số sử dụng n   1  Máy búa đập đá vôi  A1  1  0,9  250  380  O,8   2  động cơ cẩu trục 5 tấn  A2  3  0,8  10  380  0,75   3  ñộng cơ nâng cẩu trục 5 tấn  A3  2  0,8  5  380  0,75   4  Máy nén  A4  1  0,96  3  380  0,8   5  Máy cắt 1  A5  2  0,75  3  380  0,8   Tủ động lực 2 stt  Tên thiết bị  Kí hiệu  số luợng  Cos&  Công suất (kw)  Udm  hệ số sử dụng n   1  maùy đồng nhất sơ bộ đá vôi  B1  1  0,8  200  380  0,75   2  quạt công nghiệp  B2  2  0.75  30  380  0,9   3  Máy sấy 1  B3  2  0,8  8  380  0,7   4  động cơ hut gió  B4  3  0,6  3  380  0,86   5  quạt tản nhiệt  B5  3  0,88  0,75  380  0,75   tủ động lực 3 stt  Tên thiết bị  Kí hiệu  số lượng  Cos&  Công suất  Udm  hệ số sử dụng   1  Máy nghiền liệu  C1  1  0,85  100  380  0,9   2  Silo dồng nhất  C2  1  0,79  30  380  0,8   3  Máy nén khí  C3  1  0.78  7  380  0,9   4  quạt đảo  C4  2  0,85  3,5  380  0,8   5  quạt thông gió  C5  2  0,85  3,75  380  0,76   Tủ động lực 4 stt  Tên thiết bị  Kí hiệu  số lượng  Cos&  Công suất  Udm  hệ số sử dụng   1  buồng tiền nung  D1  1  0,89  75  380  0,8   2  Máy nén băng chuyền  D2  2  0,8  90  380  0,8   3  Máy kéo  D3  2  0,75  5  380  0,75   4  Bơm chuyền  D4  1  0,85  5,25  380  0,86   5  Lò quay  D5  2  0,8  25  380  0,9   6  quạt dàn làm lạnh kho  D6  2  0,9  2,5  380  0,89   7  quạt thông gió  D7  4  0,89  1  380  0,7   tủ động lực 5 stt  Tên thiết bị  Kí hiệu  số lượng  Cos&  Công suất  Udm  hệ số sử dụng   1  Maùy đồng nhất sơ bộ đất sét  E1  1  0.8  125  380  0.9   2  quạt thông gió  E2  4  0,9  1,2  380  0,9   3  quạt ngung tụ  E3  5  0,8  2,5  380  0,9   4  May nghiền than  E4  2  0,8  25  380  0,8   Tủ động lực 6 stt  Tên thiết bị  Kí hiệu  số lượng  Cos&  Công suất  Udm  hệ số sử dụng   1  Máy làm nguội clinker  T1  1  0,95  150  380  0,92   2  Quaït thoåi nhieät  T2  1  0,89  2,5  380  0,9   3  Máy bôi nhớt  T3  3  0,7  2  380  0,8   4  Thang chuyền  T4  2  0,8  5  380  0,75   5  Máy nghiền xi măng  T5  1  0,9  200  380  0,9   Tủ dộng lực 7 stt  Tên thiết bị  Kí hiệu  số lượng  Cos&  Công suất  Udm  hệ số sử dụng   1  maùy suất haøng  N1  1  0,95  150  380  0,88   2  Máy định luợng  N2  5  0,78  0,75  380  0,6   3  Băng chuyền  N3  2  0,8  5  380  0,75   4  Máy đóng bao  N4  5  0,8  0,75  380  0,7   5  Máy cẩu  N5  2  0,85  5  380  0,75   6  Máy kiểm tra chất lượng  N6  2  0,7  1  380    Tuû ñoäng löïc 8 stt  Tên thiết bị  Kí hiệu  số lượng  Cos&  Công suất  Udm  hệ số sử dụng   1  Heä thoáng chieáu saùng  Q1  1  0,91  200  380  0,96   B,xác định phụ tải tính toán 1,1 xác định tâm phụ tải tủ động lực : Căn cứ vào vị trí lắp đặt thiết bị trên sơ đồ mặt bằng ,công xuất và chế độ làm việc của các thiết bị ,ta có thể chia phân xưởng thành các nhóm khác nhau .việc phân chia nhóm hợp lý sẽ giúp việc thi công nhanh hơn và dễ dàng chọn các thiết bị khác nhau .ta có các công thức xác định tâm phụ tải như sau: Xi =
(1.1) Yi=
(1.2) Trong đó: +, Xi;Yi :là tọa độ của máy thứ i: +,Pi, là công suất định mức của máy thứ i. dựa vào số thiết bị và các thông số đã cho và sự bố trí thiết bị trên sơ đồ mặt bằng cửa xí nghiệp và dể thuận tiện hơn cho việc hoạt động của xí nghiệp ta chia mỗi phân xưởng của xí nghiệp thành nhiều nhóm mỗi nhóm tương ứng với một tủ động lực. 1.1.1 xác định tâm phụ tải T1 của phân xưởng đập đá vôi. Nhóm 1(TĐL1) động lực 1 theo như bản vẽ mặt bằng thì ta có bảng số liệu sau đây Stt  Tên thiết bị  Ký hiệu  Công suất (kw)  tọa độ X(m)  tọa độ Y(m)   1  Máy búa đá đập đá vôi  A1  250  12  7   2  động cơ cẩu trục 5 tấn  A2  10  9  5   3  động cơ cẩu trục 5 tấn  A2  10  4  6   4  động cơ cẩu trục 5 tấn  A2  10  9  4   5  dộng cơ nâng cẩu trục 5 tấn  A3  5  12,3  11   6  dộng cơ nâng cẩu trục 5 tấn  A3  5  5.6  8   7  Máy nén  A4  3  5,5  6,5   8  Máy cắt  A5  3  10  3   9  Máy cắt  A5  3  11  9   tổng công suất =299 (kw) tổng PiXi=3389 tổng PiYi=2050,5 +, từ công thức (1.1)ta có: X1=
=
=11,33 +,từ công thức (1.2)ta có: Y1=
=
=6,86 +,vậy tọa độ của TĐL1 là (11,33;6,86) m. nhưng trên thực tế để thuận tiện cho việc hoạt động và bề mặt thẩm mĩ của khu sản suất ta nên đưa TĐL1 về tọa độ (11;7) m. 1.1.2 xác định tâm phụ tải T2 của xưởng đồng nhất sơ bộ đá vôi: Nhóm:(TĐL2) :gồm có 11 thiết bị nhu bảng sau: Stt  Tên thiết bị  Ký hiệu  Công suất (kw)  tọa độ X(m)  tọa độ Y(m)   1  maùy đồng nhất sơ bộ đá vôi  B1  200  2  3   2  quạt công nghiệp  B2  30  3  9   3  quạt công nghiệp  B2  30  5  7   4  Máy sấy 1  B3  8  4  10   5  Máy sấy 1  B3  8  3  10,5   6  động cơ hút gió  B4  3  9  12,4   7  động cơ hút gió  B4  3  9,5  14   8  động cơ hút gió  B4  3  10  10   9  quạt tản nhiệt  B5  0.75  6  9,5   10  quạt tản nhiệt  B5  0,75  7,5  8   11  quạt tản nhiệt  B5  0,75  5,5  8,5    Tổng   287,25  795,75  1372,7   +, từ công thức (1.1)ta có: X2=
=
=2,77 +,từ công thức (1.2)ta có: Y2=
=
=4,78 +,vậy tọa độ của TĐL1 là (2,77;4,78) m. nhưng trên thực tế để thuận tiện cho việc hoạt động và bề mặt thẩm mĩ của khu sản suất ta nên đưa TĐL1 về tọa độ (3;5) m. 1.1.3 xác định tâm phụ tải T3 của kho nghiền liệu Nhóm (TĐL3):gồm có 7 thiết bị như bảng sau: Stt  Tên thiết bị  Ký hiệu  Công suất (kw)  tọa độ X(m)  tọa độ Y(m)   1  Máy nghiền liệu  C1  100  3  4   2  Silo dồng nhất  C2  30  7  8   3  Máy nén khí  C3  7  9,5  12,4   4  quạt đảo  C4  3,5  5  5   5  quạt đảo  C4  3,5  12  11   6  quạt thông gió  C5  3,75  2  9   7  quạt thông gió  C5  3,75  2  11    Tổng   151,5  651  937,8   +, từ công thức (1.1)ta có: X3=
=
=4,29 +,từ công thức (1.2)ta có: Y3=
=
=6,19 +,vậy tọa độ của TĐL1 là (4,29;6,19) m. nhưng trên thực tế để thuận tiện cho việc hoạt động và bề mặt thẩm mĩ của khu sản suất ta nên đưa TĐL1 về tọa độ (4,5;6) m. 1.1.4xác định tâm phụ tải T4 của kho tiền nung: Nhóm:TĐL4:gồm có 14 thiết bị như hình vẽ sau: Stt  Tên thiết bị  Ký hiệu  Công suất (kw)  tọa độ X(m)  tọa độ Y(m)   1  buồng tiền nung  D1  75  1  3   2  Máy nén băng chuyền  D2  90  1,5  4   3  Máy nén băng chuyền  D2  90  5,5  4   4  Máy kéo  D3  5  3  7.5   5  Máy kéo  D3  5  4,5  6   6  Bơm chuyền  D4  5,25  2,5  7.5   7  Lò quay  D5  25  9  4,5   8  Lò quay  D5  25  3.5  8   9  quạt dàn làm lạnh kho  D6  2,5  4  5,5   10  quạt dàn làm lạnh kho  D6  2,5  12  12,5   11  quạt thông gió  D7  1  11  12,3   12  quạt thông gió  D7  1  8,5  11   13  quạt thông gió  D7  1  7,6  13   14  quạt thông gió  D7  1  9  14    Tổng   329,25  1262,35  1459,675   +, từ công thức (1.1)ta có: X4=
=
=3,83 +,từ công thức (1.2)ta có: Y4=
=
=4,43 +,vậy tọa độ của TĐL1 là (3,83;4,43) m. nhưng trên thực tế để thuận tiện cho việc hoạt động và bề mặt thẩm mĩ của khu sản suất ta nên đưa TĐL1 về tọa độ (4;4,5) m. 1.1.5 xác định tâm phụ tải T5 của kho đồng nhất sơ bộ đá vôi: Nhóm(TĐL5)gồm có 13 thiết bị như hình vẽ sau: Stt  Tên thiết bị  Ký hiệu  Công suất (kw)  tọa độ X(m)  tọa độ Y(m)   1  Maùy đồng nhất sơ bộ đất sét  E1  125  2  2,5   2  quạt thông gió  E2  1,2  9,5  9   3  quạt thông gió  E2  1,2  10  11,2   4  quạt thông gió  E2  1,2  4,5  11   5  quạt thông gió  E2  1,2  6,6  7   6  quạt ngung tụ  E3  2,5  4  11,8   7  quạt ngung tụ  E3  2,5  9  13.5   8  quạt ngung tụ  E3  2,5  5,5  8   9  quạt ngung tụ  E3  2,5  7,4  12   10  quạt thông gió  E2  1,2  6  7,6   11  quạt ngung tụ  E3  2,5  5  8,8   13  Máy nghiền than  E4  25  3  3,5   14  Máy nghiền than  E4  25  2  4,5    Tổng   193,5  496,17  PiYi=702,71   +, từ công thức (1.1)ta có: X5=
=
=4,43 +,từ công thức (1.2)ta có: Y5 =
=
=3,63 +,vậy tọa độ của TĐL1 là (4,43;3,63) m. nhưng trên thực tế để thuận tiện cho việc hoạt động và bề mặt thẩm mĩ của khu sản suất ta nên đưa TĐL1 về tọa độ (4,5;4) m. 1.1.6 xác định tâm phụ tải T6 của kho làm nguội clinker: Nhóm(TĐL6):gồm có 8 thiết bị điện như bảng sau: Stt  Tên thiết bị  Ký hiệu  Công suất (kw)  tọa độ X(m)  tọa độ Y(m)   1  Máy làm nguội clinker  T1  150  2  2,2   2  Quaït thoåi nhieät  T2  2,5  9  10,4   3  Máy bôi nhớt  T3  2  9,5  10   4  Máy bôi nhớt  T3  2  8  12   5  Máy bôi nhớt  T3  2  8,4  5   6  Thang chuyền  T4  5  7,3  8   7  Thang chuyền  T4  5  12  9   8  Máy nghiền xi măng  T5  200  1  2    Tổng   365,5  670,8  895   +, từ công thức (1.1)ta có: X6=
=
=1,83 +,từ công thức (1.2)ta có: Y6=
==
2,44 +,vậy tọa độ của TĐL1 là (1,83;2,4) m. nhưng trên thực tế để thuận tiện cho việc hoạt động và bề mặt thẩm mĩ của khu sản suất ta nên đưa TĐL1 về tọa độ (2;2,5) m. 1.1.7 xác định tâm phụ tải T7 của khu vực suất hàng ra kho: Nhóm(TĐL7):gồm có 17 thiết bị như bảng sau : Stt  Tên thiết bị  Ký hiệu  Công suất (kw)  tọa độ X(m)  tọa độ Y(m)   1  maùy suất haøng  N1  150  4,5  3,3   2  Máy định luợng  N2  0,75  14  5,5   3  Máy định luợng  N2  0,75  13  4,4   4  Máy định luợng  N2  0,75  12  5   5  Máy định luợng  N2  0,75  15  5   6  Máy định luợng  N2  0,75  14  4   7  Băng chuyền  N3  5  11  4,5   8  Băng chuyền  N3  5  10  3,5   9  Máy đóng bao  N4  0,75  11  6   10  Máy đóng bao  N4  0,75  13  6   11  Máy đóng bao  N4  0,75  13  4   12  Máy đóng bao  N4  0,75  12  2   13  Máy đóng bao  N4  0,75  13  3   14  Máy cẩu  N5  5  14  11   15  Máy cẩu  N5  5  15  13   16  Máy kiểm tra chất lượng  N6  1  14  12   17  Máy kiểm tra chất lượng  N6  1  16  13    Tổng   179,5  1021,5  713,675   +, từ công thức (1.1)ta có: X7=
=
=5,85 +,từ công thức (1.2)ta có: Y7=
=
=3,97 +,vậy tọa độ của TĐL1 là (5,85;3,97) m. nhưng trên thực tế để thuận tiện cho việc hoạt động và bề mặt thẩm mĩ của khu sản suất ta nên đưa TĐL1 về tọa độ (6;4) m. 1.1.8 xác định tâm phụ tải T8 của hệ thống chiếu sáng. Nhóm(TĐL7):gồm có 1 thiết bị như bảng sau . Stt  Tên thiết bị  Ký hiệu  Công suất (kw)  tọa độ X(m)  tọa độ Y(m)   1  hệ thống chiếu sáng  Q1  200  4,3  9,5    tổng   200  800,6  1900   +, từ công thức (1.1)ta có: X8=
=

=4,003 +,từ công thức (1.2)ta có: Y8=
=
=9,5 +,vậy tọa độ của TĐL1 là (4,003;9,5) m. nhưng trên thực tế để thuận tiện cho việc hoạt động và bề mặt thẩm mĩ của khu sản suất ta nên đưa TĐL1 về tọa độ (4;9,5) m. 1.2.1 xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng đập đá vôi-TĐL1: Xác định dòng định mức và Imm của thiết bị: Idm=
(2.1) với: +,Udm=380 v=0,38 kv +,Pdmi :công suất của thiết bị được tính toán. Imm=kmm Idm (2.2) với :kmm=5:7. ở đây ta chọn kmm=6 máy búa đập đá vôi:(A1) theo công thức (2.1) ta tính được : Idm=422 (A) Imm=kmmIdm=6.422=2532(A) động cơ cẩu trục 5 tấn (A2): theo công thức (2.1) ta tính được : Idm=19 (A) Imm=kmmIdm=6.19=114 (A) Động cơ nâng cẩu trục 5 tấn (A3): theo công thức (2.1) ta tính được : Idm=9,5 (A) Imm=kmmIdm=6.9,5=57 (A) Máy nén (A4): theo công thức (2.1) ta tính được : Idm=4,75 (A) Imm=kmmIdm=6.4,75=28,5 (A) Máy cắt 1(A5): theo công thức (2.1) ta tính được : Idm=6,07 (A) Imm=kmmIdm=6.6,07=36,5 (A) Xác định hệ số công suất: Cos&
=
=0,88 Xác định hệ số sử dụng: Ksdi=
=0,598 Xác định phụ tải trung bình: Ptbt=ksdt.
Pđmi =0,589.299=176,1(kw) Qtbt=Ptbt.tg
=176,1.0,529=93,1(kvar) Suy ra: cos&
= 0,88 ;tg&
=0,59 Xác định dòng đỉnh nhọn: Idmh=Immmax +(Itt - ksdIdmmax) (2.3) Ta có :thiết bị máy búa đạp đá vôi có dòng mở máy cao nhất Imm=2532(A). Idmh=2532+(388 – 0,59.422)=2671,02 (A) từ các kết quả tính toán được ở trên ,ta có bảng tính toán phụ tải của khu phân sưởng đạp đá vôi như sau : Stt  Tên thiết bị  Ký hiệu  số lượng  Pdm (kw)  Ksd  Cos &  Idm (A)  Imm (A)   1  Máy búa đập đá vôi  A1  1  250  0,6  0,8  422  2532   2  động cơ cẩu trục 5 tấn  A2  3  10  0,5  0.75  19  114   3  ñộng cơ nâng cẩu trục 5 tấn  A3  2  5  0,7  0,8  9,5  57   4  Máy nén  A4  1  3  0,7  0,6  4,75  28,5   5  Máy cắt 1  A5  2  3  0,8  0,88  6,07  36,5    tổng   9  299       1.2.2 .xác định phụ tải tính toán cho khu phân xưởng đồng nhất sơ bộ đá vôi: TĐL 2: Chú ý:ta tính toán như tủ dộng lực 1 sau đây là bảng kết quả ta tính toán được: Stt  Tên thiết bị  Ký hiệu  số lượng  Pdm (kw)  Ksd  Cos &  Idm (A)