TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen Hà Minh Huy huy hm191893 @sis hust edu vn Ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động hoá Chuyên ngà[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - - BÀI TẬP LỚN Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen Hà Minh Huy huy.hm191893@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hoá Chuyên ngành Điều khiển tự động Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Tuyên Bộ môn: Viện: Hệ thống điện Điện Chữ ký GVHD HÀ NỘI, MỤC LỤC I Contents XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO NHÀ MÁY: Phân nhóm phụ tải cho Phân xưởng Sửa chữa khí tính PTTT cho nhóm phụ tải: Xác định PTTT cho tồn Phân xưởng Sửa chữa khí: Xác định PTTT phân xưởng khác nhà máy: Xác định PTTT toàn nhà máy: I THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY 13 ĐẶT VẤN ĐỀ: VẠCH RA CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN: 2.1, Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp nhà máy: 2.2, Các phương án sơ đồ cung cấp điện mạng cao áp nhà máy: TÍNH TỐN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN: 3.1, Tính tốn máy biến áp: 3.2, Tính tốn dây dẫn: 3.3, Tính tốn máy cắt: 3.4, Tính tốn chi phí hàng năm: II THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN Chọn thiết diện dây dẫn nối từ hệ thống điện nhà máy: Tính tốn ngắn mạch: 2.1, Tính dịng ngắn mạch góp TPPTT(N1) TBAPX phía cao áp (N2-i): 2.2, Tính dịng ngắn mạch phía hạ áp TBAPX: Lựa chọn thiết bị điện chọn sơ bộ: 3.1, Kiểm tra cáp trung áp: 3.2, Kiểm tra máy cắt: 3.3, Kiểm tra TBAPX: 3.4, Sơ đồ mạng cao áp toàn nhà máy: Lời cảm ơn Trong nghiệp xây dựng phát triển đất nước, cơng nghiệp điện giữ vai trị đặc biệt quan trọng Bởi vì, cơng nghiệp điện ngành có liên quan chặt chẽ đến hầu hết ngành kinh tế quốc dân, làm tăng suất lao động, tạo nên phát triển nhịp nhàng kinh tế Chính vậy, xây dựng nhà máy, khu dân cư hay thành phố việc phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất sinh hoạt nơi Đất nước ta đường cơng nghiệp hố - đại hố, đẩy manh phát triển cơng nghiệp, mở rộng nhà máy công suất lớn, công nghệ đại Điều có ý nghĩa lớn việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy hay xí nghiệp công nghiệp để đảm bảo tiêu kinh tế-kỹ thuật Với kiến thức học tập, nghiên cứu nhà trường, trước tốt nghiệp em giao tập lớn với đề tài: "Thiết kế cung cấp điện nhà máy luyện kim đen” Bài tập dài tập dượt quý cho em trước bước vào thực tế Sau thời gian làm tập lớn , với cố gắng nhóm hướng dẫn thầy Nguyễn Đức Tuyên anh, bạn trợ giảng, đến em hồn thành tập lớn Song với kiến thức hạn chế, với đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện tương đối khó phức tạp, địi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm chun mơn cao nên q trình thiết kế em khơng tránh khỏi sai sót Vì vậy, chúng em mong nhận xét góp ý thầy Chúng em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, Ngày tháng năm 2022 Sinh Viên 12/2022 1.3 Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng sửa chữa khí 1.3.1 Xác định phụ tải động lực cho phân xưởng khí Do thiết bị phân xưởng có cơng suất chế độ làm việc khác nên ta cần phải phân nhóm phụ tải để xác định phụ tải tính tốn xác Ngun tắc phân nhóm phụ tải : Việc thiết bị nhóm cần phải gần để giảm chiều dài dây dẫn (giảm đầu tư tổn thất) Chế độ làm việc thiết bị nhóm nên giống để thuận lợi cho phương thức cấp điện Tổng cơng suất nhóm nên xấp xỉ để giảm chủng loại tải động lực Số lượng thiết bị nhóm khơng q nhiều đầu tải động lực là: đến 12 Tuy nhiên phân nhóm ta cần chuyển thiết bị pha thiết bị pha Ở có máy biến áp hàn thiết bị pha làm việc ngắn hạn Do ta cần quy đổi phụ tải phụ tải pha làm việc dài hạn theo công thức: Pqd =3 √ k d Pđm=3 √k d S đm cosφ=3 √ 0,25 24.0 ,68=26.18 kW BA Dựa theo nguyên tắc vị trí , cơng suất thiết bị bố trí mặt bẳng phân xưởng sửa chữa khí ( vẽ số ) , ta chia thiết bị phân xưởng thành nhóm Nhóm 1: TT Tên thiết bị Số lượng Máy tiện ren Máy tiện ren Máy doa ngang Máy phay vạn Máy phay ngang Máy phay chép hình Máy phay chép đứng Máy phay chép hình 4 1 Kí hiệu mặt Pđm (kW) Một Toàn máy 10 40 10 40 4.5 4.5 14 4.5 4.5 5.62 5.62 14 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Máy phay chép hình Máy phay chép hình Máy bào ngang Máy bào giường trụ Máy xọc Máy khoan hướng tâm Máy khoan đứng Máy mài tròn Máy mài tròn vạn Máy mài phẳng có trục đứng Máy mài phẳng có trục nằm Máy ép thủy lực Máy khoan bàn Máy mài sắc Bàn thợ nguội Tổng 1 10 11 12 0.6 0.6 14 13 10 10 1 14 15 16 17 4.5 4.5 14 4.5 4.5 18 2.8 2.8 19 10 10 20 2.8 2.8 1 10 43 21 22 23 25 4.5 0.65 2.8 4.5 0.65 5.6 207.57 Bảng 1.1 Phụ tải nhóm Bài tập sử dụng hệ số nhu cầu để tính phụ tải tính tốn cho nhà máy chế tạo máy Hệ số nhu cầu lựa chọn: K nc =¿ 0,23 cosφ=0,68 ( tgφ=1.08 ) 43 Ptt 1=K nc Pđ 1=K nc ∑ P đm 1i n1 i=0.23 x 207.57=47.7(kW ) i=1 Trong đó: Pđ : Cơng suất đặt nhóm (kW) Pđm i : Cơng suất định mức thiết bị thứ i nhóm (kW) n1 i : Số lượng thiết bị thứ i nhóm { Qtt =P tt tgφ=47.7 x 1.08=51.6 (kVAr) → Nhóm 2: Stt = √ Ptt +Qtt =70.27( kVA) S 37.5 I tt = tt = =106.76( A) √ U √3 x 0.38 2 TT Tên thiết bị Số lượng 10 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy cưa Máy mài hai phía Máy khoan bàn Máy ép tay Tổng 4 1 2 26 Kí hiệu mặt 11 12 13 14 Pđm (kW) Một Toàn máy 28 4.5 13.5 3.2 12.8 10 20 2.8 2.8 7 2.8 5.6 2.8 5.6 1.65 9.9 105.2 Bảng 1.2 Phụ tải nhóm Hệ số nhu cầu lựa chọn: K nc =¿ 0.23 26 Ptt 2=K nc P đ 2= K nc ∑ Pđm i n 2i=0.23 x 105.2=24.2(kW ) i=1 Trong đó: Pđ : Cơng suất đặt nhóm (kW) Pđm i : Công suất định mức thiết bị thứ i nhóm (kW) n2 i : Số lượng thiết bị thứ i nhóm { Qtt =Ptt tanφ=24.2 x 1.08=26.14(kVAr) Từ cosφ=0 68 →tanφ=1.08 → Stt = √ Ptt +Qtt =35.62(kVA ) S 35.62 I tt = tt = =54.18 (A ) √ U √ x 0.38 2 Nhóm 3: TT Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu mặt Pđm (kW) Một Toàn 10 11 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy phay vạn Máy bào ngang Máy mài tròn vạn Máy mài phẳng Máy cưa Máy mài hai phía Bàn thợ nguội Tổng 4 1 máy 4.5 3.2 10 4.5 5.8 28 13.5 12.8 20 4.5 5.8 2.8 2.8 2 29 10 11 12 15 2.8 2.8 5.6 5.6 102.6 Bảng 1.3 Phụ tải nhóm Hệ số nhu cầu lựa chọn: K nc =¿ 0,3 29 Ptt 3=K nc P đ 3=K nc ∑ Pđm i n3 i =0.23 x 102.6=23.6(kW ) i=1 Trong đó: Pđ : Cơng suất đặt nhóm (kW) Pđm i : Công suất định mức thiết bị thứ i nhóm (kW) n3 i : Số lượng thiết bị thứ i nhóm { Qtt =Ptt tanφ=23.6 x 1.08=24.8(kVAr) Từ cosφ=0 68 →tanφ=1.08 → Nhóm 4: TT Tên thiết bị S tt = √ P2tt +Q2tt =34.23(kVA) S 34.23 I tt = tt = =52.01( A) √ U √3 x 0.38 Số lượng Kí hiệu mặt Pđm (kW) Một Toàn máy Máy doa tọa độ Máy ép tay kiểu vít Máy giũa Máy mài sắc dao cắt gọt Tổng 1 24 26 4.5 13.5 1 27 2.8 2.8 17.3 Bảng 1.4 Phụ tải nhóm Hệ số nhu cầu lựa chọn: K nc =¿ 0,23 Ptt =K nc Pđ 4=K nc ∑ Pđm i n4 i=0.23 x 17.3=4(kW ) i=1 Trong đó: Pđ : Cơng suất đặt nhóm (kW) Pđm i : Công suất định mức thiết bị thứ i nhóm (kW) n i: Số lượng thiết bị thứ i nhóm { Qtt =Ptt tanφ=4 x 1.08=4.3 (kVAr) Từ cosφ=0 → tanφ=1.33→ S tt =√ P2tt +Q2tt =5.87 (kVA ) S 35.5 I tt = tt = =8.92( A) √ U √ x 0.38 Tổng hợp phụ tải tính tốn nhóm k sd Nhóm 0.23 0.23 0.23 0.23 Tổng Phụ tải tính tốn cosφ 1.08 1.08 1.08 1.08 Ptt (kW) 47.7 24.2 23.6 99.5 Q tt (kVar) 51.6 26.14 24.8 4.3 106.84 Stt (kVA) 70.27 35.62 34.23 5.87 145.99 1.3.2Xác định phụ tải chiếu sáng phân xưởng sửa chữa khí Đo hình vẽ ta diện tích phân xưởng sửa chữa khí là: 0,4.1,4+ 0,5.0,4 0,15=0,59 cm Với tỉ lệ 1: 4500 ta tính diện tích phân xưởng sửa chữa khí là: S=1195m Ta có cơng suất chiếu sáng phân xưởng: Pcs =P0 S ( P 0=15 W /m2 ) −3 → P cs=15.1195 10 =17.93 (kW ) Xác định PTTT toàn nhà máy: Chọn hệ số đồng thời: Kdt = 0.8 Pnm=K đt × ∑ Ptt px i=0.8 ×10612.6=8489.6 ( kW ) Qnm=K đt × ∑ Q tt px i=0.8 × 9432=7546(kVAr) → S nm=√ Pnm+ Q nm=11348 kVA cos φnm= 2 Pnm 8489.6 = =0,75 Snm 11348 Xác định PTTT cho toàn Phân xưởng Sửa chữa khí: - Xác định phụ tải động lực cho tồn Phân xưởng Sửa chữa khí Chọn K đt =0,8 Pđộnglực =K đt × ∑ Ptt nhóm i=0,8 ×(¿ 63,24+34,98)=78,58 (kW ) ¿ Qđộng lực=K đt × ∑ Qtt nhóm i=0.8 ×(¿ 84,11+46,52)=104,50 ¿(kVAr) - Xác định phụ tải chiếu sáng cho Phân xưởng Sửa chữa khí: Pcs =P0 S + Trong đó: P0: Suất phụ tải chiếu sáng (W/m2), tra sổ tay S: Diện tích sử dụng (m2) + Chọn thiết bị chiếu sáng đèn sợi đốt có cos φcs=1, → tan φ cs=0 + Tra sổ tay, chọn P0 = 15 W/m2 Pcs =P0 S=15× 886=13.29(kW ) Qcs =Pcs tan φcs =0(kVAr) - Phụ tải toàn Phân xưởng Sửa chữa khí: P px =Pđộnglực + Pcs =78.58+ 13.29=91.87 (kW ) Q px =Qđộnglực +Qcs =104.5+0=104.5 (kVAr) → S px= √ P px +Q px =139.1kVA cos φ px= 2 P px 91.87 = =0,66 S px 139.1 Xác định PTTT phân xưởng khác nhà máy: Do tan φcs = nên Qcs = → Qđộng lực = Qpx ST T 11 Pđặt diện tích diện tích kW sơ thực F, đồ F, m2 cm2 BQLvà PTN 200 0.71 1437.8 PX đúc 150 1.14 2308.5 PX gia công 360 1.81 3665.3 khí PX lắp ráp 320 1.68 3402.0 PX luyện kim 180 1.44 2916.0 màu PX luyện kim 250 1.03 2085.8 đen PX rèn dập 210 0.85 1721.3 PX nhiệt luyện 350 0.76 1539.0 Bộ phận nén khí 170 0.88 1782.0 Trạm bơm 800 0.32 648.0 12 Kho vật liệu 10 Tên phân xưởng 60 1.6 3240.0 knc 0,7 0,5 cos cosφ φ chiế u sáng 0,8 0.8 0,6 0,4 0,8 15 0,5 0,8 15 0,5 0,8 15 0,5 0,8 15 0,5 0,8 15 0,5 0,8 15 0,5 0,8 15 0,6 0,8 15 0,5 0,8 15 Phụ tải phân xưởng nhà máy Tổng hợp phụ tải tính tốn tồn nhà máy Po, W/m2 20 15 ... sơ đồ cung cấp điện mạng cao áp nhà máy: a) Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy: Từ nguồn (tức từ TBATG hệ thống điện) cấp điện đến nhà máy theo hình thức sau - Cách thứ dẫn điện đường... toàn nhà máy: I THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY 13 ĐẶT VẤN ĐỀ: VẠCH RA CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN: 2.1, Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp nhà máy: ... tiết cho phương án vạch VẠCH RA CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN: 2.1, Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp nhà máy: Cấp điện áp vận hành của nguồn điện của mạng cao áp của nhà máy cấp điện