Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen

Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ MỞ ĐẦU Luyện kim ngành công nghiệp nặng quan trọng, cung cấp nguyên vật liệu cho nhiều ngành quan trọng khác xây dựng, khí chế tạo… Hiện nay, nhu cầu sử dụng kim loại đen ngày tăng lên với phát triển khoa học kĩ thuật xã hội, ngành luyện kim đen đóng vai trị quan trọng kinh tế quốc dân Do đặc điểm công nghệ luyện kim đen thường thải nhiều khí bụi nên nhà máy thường xây dựng xa thành phố, khu tập trung dân cư Hiện nhà máy luyện kim đen xây dựng tập trung chủ yếu địa bàn tỉnh Thái Nguyên CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN I.KHÁI NIỆM VỀ PHỤ TẢI TÍNH TỐN Khái niệm: Phụ tải tính tốn đại lượng đặc trưng cho khả sử dụng công suất thiết bị dùng điện nhóm thiết bị dùng điện Vai trị : Phụ tải tính tốn số liệu đầu vào quan trọng toán quy hoạch thiết kế hệ thống cung cấp điện.Nếu xác định sai phụ tải tính tốn ý nghĩa kết thu nhận sai lệch nhiều chí khơng sử dụng II.LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN Hiện có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính tốn thực tế chưa có phương pháp hoàn chỉnh Các phương pháp đơn giản dễ sử dụng cho kết tin cậy Các phương pháp cho kết tương đối xác địi hỏi nhiều thông tin phụ tải phụ tải, khối lượng tính tốn lớn đơi khơng áp dụng thực tế Cũng nhiệm vụ người làm thiết kế cần chọn phương pháp tính tốn thích hợp với u cầu tốn 1.MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN: Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ a Nhóm phương pháp xác định PTTT theo knc Pđ : Theo phương pháp có: Ptt = k nc xPd Qtt = Ptt tgϕ 2 S tt = Ptt + Qtt = Ptt cos ϕ Ptt I tt = 3.U Trong : 1.knc: + Là hệ số nhu cầu thiết bị nhóm thiết bị Được tra sổ tay kĩ thuật + Trong trường hợp knc thiết bị nhóm khơng giống dùng biểu thức sau để tính toán knc: n k nc = ∑k nci Pdi n ∑P di Với: Pdi công suất đặt thiết bị nhóm thiết bị tính tốn cho phép lấy Pd = Pdđ knci trọng số 2.tg ϕ : + Suy từ cos ϕ thiết bị + Nếu cos ϕ thiết bị nhóm khơng giống cho phép dùng cos ϕ trung bình để tính tốn: n cos ϕ = ∑ c cos ϕ i i n ∑S i Với: n : Số thiết bị nhóm Si : Cơng suất thiết bị nhóm cos ϕ i : hệ số cơng suất thiết bị thứ i Nhận xét: Phương pháp đơn giản, song kết tính tốn xác, thường dùng giai đoạn tính tốn sơ thiếu thơng tin phụ tải Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ b.Phương pháp xác định PTTT theo khd Ptb: Theo phương pháp có: Ptt = k hd Ptb Trong đó: + khd : Là hệ số hình dáng thiết bị hay nhóm thiết bị tra sổ tay tra cứu + Ptb: Công suất trung bình thiết bị hay nhóm thiết bịtra sổ tay kĩ thuật Nhận xét: Phương phấp dùng giai đoạn thiết kế chưa biết xác đồ thị phụ tải c Phương pháp xác định PTTT theo Ptb độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình: Theo phương pháp có: Ptt = Ptb ± β σ Trong đó: σ : Độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình β : Hệ số tán xạ Nhận xét: Phương pháp dùng thiết kế chưa biết xác đồ thị phụ tải d.Phương pháp xác định PTTT theo kmax, Ptb: Theo phương pháp có: Ptt = k mã Ptb = k mã k sd Pdd Trong đó: + ksd hệ số sử dụng thiết bị nhóm thiết bị + Pdđ công suất danh định thiết bị nhóm thiết bị + kmax hệ số cực đại tra sổ tay: kmax = f(nhq, ksd) - nhq : số thiết bị dùng điện hiệu quả, số thiết bị có cơng suất, chế độ làm việc gây hiệu phát nhiệt mức độ hủy hoại cách điện thiết bị thực tế gây suốt q trình làm việc Ta tính tốn nhq theo công thức sau: n n hq = (∑ Pddi ) n ∑P ddi Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ Tuy nhiên biểu thức không thuận lợi số thiết bị lớn Khi n ≥ 4, ta sử dụng số phương pháp tính gần sau với sai số ± 10% sau: • Khi m = Pdd max ≤ , k sd ≥ 0,4 lấy nhq = n Pdd Trong Pddmax Pddmin cơng suất danh định lớn nhỏ nhóm • Khi m = Pdd max > , k sd > 0,2 : Pdd n n hq = x ∑ Pddi Pdd max ≤n • Khi khơng áp dụng hai trường hợp trên( ksd < 0,2 mTổng cơng suất thiết bị đó: P2 = x 7+10 = 24 Kw Do đó: n2 = = 0.333 n P 24 = 0.5195 P* = = PL 46.2 n* = Tra phụ lục 1.5 tìm n hq* = 0.86 * => n hq = n.n hq = x 0.86 = 7.74 => Có thiết bị hiệu Với ksd = 0.15 nhq = tra phụ lục I.6 tìm kmax = 2.31 Do đó: Ptt = ksd kmax n ∑P dm = 0.15 x 2.31x 46.2 = 16 KW Qtt = Ptt.tg ϕ = 16 tg ϕ = 21.33 KVAr Ptt 16 = = 26.67 KVA cos ϕ 0.6 S 26.67 = 40.52 A Itt = tt = Ux 0.38 x Stt = Idn = Ikdmax + Itt – ksd Idmmax = x 25.32 + 40.52 – 0,15x25.32 =163,32 A Trong Ikdmax dịng điện khởi động thiết bị có dịng lớn nhóm, lấy Ikdmax = ( ÷ 7) x Idmmax Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ Ở chọn Ikdmax = x Idmmax b.Tính tốn phụ tải nhóm II: Các số liệu nhóm phụ tải II cho bảng số liệu sau: TT KÍ HIỆU TRÊN MẶT BẰNG TÊN THIẾT BỊ SỐ LƯỢNG 11 12 13 Máy tiện ren IA62 2.Máy tiện ren I616 3.Máy tiện ren I7763A 4.Máy khoan đứng 2A125 Nhóm 5.Máy khoan đứng 2A150 6.Máy cưa 872A II 7.Máy mài hai phía 8.Máy khoan bàn HC-12A Tổng 1 2 17 Pdm (kW) máy Toàn 4.5 10 2.8 2.8 2.8 0.65 4.5 10 5.6 5.6 5.6 4.55 49.85 Idm(A) 17.73 11.40 25.32 x 7.09 17.73 x 7.09 x 7.09 x 1.65 126.27 Tra bảng phụ lục I.1ta có ksd =0.15; cos ϕ = 0.6 Nhóm II có n = 17 thiết bị số thiết bị có cơng suất khơng nhỏ 1/2 cơng suất thiết bị có cơng suất lớn n2 = thiết bị =>Tổng công suất thiết bị đó: P2 = 7+7+10 = 24 Kw Do đó: n2 = = 0.176 n 17 P 24 = 0.481 P* = = PL 49.85 n* = Tra phụ lục 1.5 tìm n hq* = 0.61 * => n hq = n.n hq = 17 x 0.61 = 10.3 => Có thiết bị hiệu Với ksd = 0.15 nhq = 10 tra phụ lục I.6 tìm kmax = 2,1 Do đó: Ptt = ksd kmax n ∑P dm = 0,15 x 2,1x 49,85 = 15,70 KW Qtt = Ptt.tg ϕ = 15,70 tg ϕ = 20,93 KVAr Stt = Ptt 15,7 = = 26,17 KVA cos ϕ 0,6 Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ Itt = S tt Ux = 26,17 0.38 x = 39,76 A Idn = Ikdmax + Itt – ksd Idmmax = x 25,32 + 39,76 – 0,15x25.32 =162,562 A Trong Ikdmax dịng điện khởi động thiết bị có dịng lớn nhóm, lấy Ikdmax = ( ÷ 7) x Idmmax Ở chọn Ikdmax = x Idmmax c.Tính tốn phụ tải nhóm III: Số liệu nhóm phụ tải III cho bảng bên Tra bảng phụ lục I.1ta có ksd =0.15; cos ϕ = 0.6 Nhóm II có n = thiết bị số thiết bị có công suất không nhỏ 1/2 công suất thiết bị có cơng suất lớn n2 = thiết bị =>Tổng cơng suất thiết bị đó: P2 = x 10 = 40 Kw TT TÊN THIẾT BỊ KÍ HIỆU TRÊN MẶT BẰNG SỐ LƯỢNG 20 27 28 1.Máy tiện ren IA62 2.Máy tiện ren I7763A 3.Máy mài phẳng có trục nằm 371M Nhóm 4.Máy giũa III 5.Máy mài sắc dao sắc nhọn Tổng Pdm (kW) Toàn 10 4.5 10 4.5 x 25.32 11.4 1 2.8 2.8 2.8 2.8 7.09 2.53 11.4 51.1 133.7 Do đó: n2 = = n P 40 = 0.78 P* = = PL 51,1 n* = Tra phụ lục 1.5 tìm n hq* = 0,76 * => n hq = n.n hq = x 0,76 = 6,08 => Có thiết bị hiệu Với ksd = 0,15 nhq = tra phụ lục I.6 tìm kmax = 2,64 Do đó: Ptt = ksd kmax n ∑P dm Idm(A) máy = 0,15 x 2,64 x51,1 = 20,24 KW Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ Vậy aptomat thỏa mãn điều kiện ổn định động 2) Kiểm tra cáp chọn: Cáp chọn có tiết diện 4G10 mm2 Tiết diện ổn định nhiệt cáp: F ≥ α I ∞ t qd = 6.2,26 0,4 = 8,58 Vậy chọn cáp 4G10 mm2 hợp lý III.LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG CÁC TỦ ĐỘNG LỰCVÀ DÂY DẪN ĐẾN CÁC THIẾT BỊ CỦA PHÂN XƯỞNG: 1.Các aptomat tổng tủ động lực có thơng số tương tự aptomat nhánh tương ứng tủ phân phối, kết lựa chọn ghi bảng sau: TUYẾN CÁP TPP – TĐL1 TPP – TĐL2 TPP – TĐL3 TPP – TĐL4 TPP – TĐL5 TPP – TĐL6 ITT(A) 40,52 39,76 51,25 55,56 58,31 48,16 LOẠI C60H C60H C60H C60H C60H C60H IĐM(A) 63 63 63 63 63 63 U ĐM(v) 440 440 440 440 440 440 I CẮT(KA) 10 10 10 10 10 10 SỐ CỰC 4 4 4 2.Các aptomat đến thiết bị nhóm thiết bị tủ động lực chọn theo điều kiện nêu U dm A ≥ U dm.m = 0,38kW Ptt I dm A ≥ I tt = cos α U dm.m Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: Các cáp chọn kiểm tra theo điều kiện phát nóng cho phép: k nc I cp ≥ I tt Trong đó: - Itt dịng điện tính tốn động - Icp dịng điện phát nóng cho phép ứng với loại dây, tiết diện - knc – hệ số hiệu chỉnh, lấy knc = Kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ cáp Khi bảo vệ aptomat ta có: I cp ≥ I kddt 1,25.I dmA = 1,5 1,5 Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ PHỤ TẢI PTT Itt (kW) (A) TÊN MÁY K H Máy tiện ren IA62 Máy tiện ren IA62 Máy tiện ren I616 Máy tiện ren IE6IM Máy tiện ren IE6IM Máy tiện ren I7763A Máy phay vạn Máy mài tròn Máy mài phẳng 1 3 10 7 4,5 3,2 3,2 10 5,62 2,8 Máy tiện ren IA62 Máy khoan đứng 2A125 Máy tiện ren I616 Máy tiện ren I7763A Máy khoan đứng 2A125 Máy mài hai phía Máy khoan đứng 2A150 Máy cưa 872A Máy cưa 872A Máy mài hai phía Máy khoan bàn HC-12A Máy khoan bàn HC-12A Máy khoan bàn HC-12A Máy khoan bàn HC-12A Máy khoan bàn HC-12A Máy khoan bàn HC-12A Máy khoan bàn HC-12A 5 12 11 11 12 13 13 13 13 13 13 13 2,8 4,5 10 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 Máy tiện ren IA62 Máy tiện ren IA62 Máy tiện ren IA62 Máy tiện ren IA62 Máy tiện ren I7763A Máy mài phẳng 371M Máy giũa Máy mài dao sắc 1 1 20 27 18 10 10 10 10 4.5 2.8 2.8 Máy tiện ren IK620 Máy tiện ren IK620 Máy tiện ren IK620 Máy tiện ren IK620 Máy phay chép hình 2 2 10 10 10 10 10 0.6 DÂY DẪN TIẾT Icp Dot DIỆN (A) NHÓM I 17,73 4G1,5 23 17,73 4G1,5 23 11,40 4G1,5 23 8,10 4G1,5 23 8,10 25,32 4G2,5 31 14,23 4G1,5 23 7,09 4G1,5 23 10,13 NHÓM II 17,73 4G1,5 23 7,09 11,40 4G1,5 23 25,32 4G2,5 31 7,09 4G1,5 23 7,09 17,73 4G1,5 23 7,09 4G1,5 23 7,09 4G1,5 23 7,09 4G1,5 23 1,65 1,65 4G1,5 23 1,65 1,65 1,65 4G1,5 23 1,65 1,65 NHÓM III 25,32 4G2,5 31 25,32 4G2,5 31 25,32 4G2,5 31 25,32 4G2,5 31 11,4 4G1,5 23 7,09 2,53 4G1,5 23 11,4 NHÓM IV 25,32 4G2,5 31 25,32 4G2,5 31 25,32 4G2,5 31 25,32 4G2,5 31 1,52 4G1,5 23 APTOMAT MÃ HIỆU IĐM (A) IKĐĐT/ 1,5 (A) 10 3/4” 3/4” 3/4” 3/4” 5SQ3 670-1BA20 5SQ3 670-1BA20 5SQ3 670-1BA16 5SQ3 670-1BA20 20 20 16 20 16,67 16,67 13,33 16,67 3/4” 3/4” 3/4” 5SQ3 670-1BA30 5SQ3 670-1BA16 5SQ3 670-1BA20 30 16 20 25 13,33 16,67 25 20,83 3/4” 5SQ3 670-1BA25 3/4” 3/4” 3/4” 5SQ3 670-1BA16 5SQ3 670-1BA30 5SQ3 670-1BA16 16 30 16 13,33 25 13,33 3/4” 3/4” 3/4” 3/4” 5SQ3 670-1BA20 5SQ3 670-1BA08 5SQ3 670-1BA08 5SQ3 670-1BA10 20 08 08 10 16,67 6,67 6,67 8,33 3/4” 5SQ3 670-1BA06 06 5,00 3/4” 5SQ3 670-1BA06 06 5,00 3/4” 3/4” 3/4” 3/4” 3/4” 5SQ3 670-1BA30 5SQ3 670-1BA30 5SQ3 670-1BA30 5SQ3 670-1BA30 5SQ3 670-1BA20 30 30 30 30 20 25 25 25 25 16,67 3/4” 5SQ3 670-1BA16 16 13,33 3/4” 3/4” 3/4” 3/4” 3/4” 5SQ3 670-1BA30 5SQ3 670-1BA30 5SQ3 670-1BA30 5SQ3 670-1BA30 5SQ3 670-1BA20 30 30 30 30 20 25 25 25 25 16,67 Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ Máy mài tròn 36151 Máy khoan để bàn Máy mài sắc 17 22 24 0.65 2.8 17,73 1,65 7,09 Máy doa tọa độ Máy mài phẳng Máy phay đứng Máy phay đứng Máy phay chép hình Máy xọc Máy xọc Máy khoan đứng Máy mài tròn vạn Máy ép thủy lực 19 8 14 14 16 18 21 3.2 10 7 1.7 7 4.5 2.8 4,5 8,1 15,99 17,73 17,73 4,3 17,73 17,73 11,4 7,09 11.4 4G1,5 23 3/4” 5SQ3 670-1BA10 10 8,33 NHÓM V 4G1,5 23 3/4” 5SQ3 670-1BA25 25 20,83 4G1,5 4G1,5 4G1,5 23 23 23 3/4” 3/4” 3/4” 5SQ3 670-1BA20 5SQ3 670-1BA20 5SQ3 670-1BA25 20 20 25 16,67 16,67 20,83 4G2,5 31 3/4” 5SQ3 670-1BA30 30 25 4G1,5 23 3/4” 5SQ3 670-1BA20 20 16,67 4G1,5 4G1,5 4G1,5 23 23 23 3/4” 3/4” 3/4” 5SQ3 670-1BA20 5SQ3 670-1BA20 5SQ3 670-1BA25 20 20 25 16,67 16,67 20,83 4G1,5 23 3/4” 5SQ3 670-1BA25 25 20,83 4G1,5 4G1,5 4G2,5 23 23 31 3/4” 3/4” 3/4” 5SQ3 670-1BA20 5SQ3 670-1BA20 5SQ3 670-1BA30 20 20 30 16,67 16,67 25 NHÓM VI Máy phay vạn Máy phay vạn Máy phay ngang Máy khoan hướng tâm Máy phay 6HK Π Máy phay 64614 Máy bào ngang 7M36 Máy bào ngang 7M36 Máy bào giường trụ 5 15 11 12 12 13 7 4.5 4.5 5.62 7 10 17,73 17,73 11,4 11,4 14,23 7,6 17,73 17,73 25,32 CHƯƠNG V TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY I ĐẶT VẤN ĐỀ: Vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp có ý nghĩa to lớn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện sản xuất Hệ số công suất cos ϕ tiêu đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay khơng Nâng cao hệ số cos ϕ chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sản xuất, phân phối sử dụng điện Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ Phần lớn thiết bị điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, cịn cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hóa máy điện xoay chiều , khơng sinh cơng Q trình trao đổi công suất phản kháng hộ tiêu thụ điện q trình dao động Mỗi chu kì dịng điện Q đổi chiều lần, giá trị Q 1/2 chu kì dịng điện khơng Việc tạo cơng suất phản kháng khơng địi hỏi tiêu tốn lượng động sơ cấp quay máy phát điện Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ dùng điện không thiết phải nguồn Vì để tránh truyền tải lượng Q lớn đường dây, người ta đặt hộ tiêu dùng điện máy phát Q tụ điện, máy bù đồng để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, việc làm gọi bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng góc lệch pha điện áp dịng điện mạch nhỏ đi, hệ số cos ϕ mạng nâng cao Giữa P, Q cos ϕ có quan hệ sau: α = arctg P Q Khi lượng P không đổi, nhờ có bù cơng suất phản kháng, lượng Q truyền tải đường dây giảm xuống, góc ϕ giảm, kết cos ϕ tăng lên Hệ số công suất cos ϕ nâng cao có hiệu sau: • Giảm tổn thất cơng suất tổn thất điện mạng điện • Giảm tổn thất điện truyền tải đường dây máy biến áp • Tăng khả phát máy phát điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos ϕ : • Nâng cao hệ số cơng suất cos ϕ tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ giảm bớt lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hóa quy trình sản xuất, giảm thời gian chạy khơng tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động có cơng suất hợp lý hơn, Nâng cao hệ số cơng suất cos ϕ tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà khơng cần phải đặt thêm thiết bị bù • Nâng cao hệ số công suất cos ϕ biện pháp bù công suất phản kháng, thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu chúng, nhờ giảm lượng công suất phản kháng phải truyền tải đường dây theo yêu cầu chúng II CHỌN THIẾT BỊ BÙ: Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cấp điện sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động đồng làm việc chế độ kích thích, đay ta lựa chọn tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ bù tĩnh có ưu điểm Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ tiêu hao cơng suất tác dụng, khơng có phần quay máy bù đồng nên lắp ráp, vận hành bảo quản dễ dàng Tụ điện chế tạo thành đơn vị nhỏ, tùy theo phát triển phụ tải trình sản xuất mà ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao bỏ vốn đầu tư nagy lúc Tuy nhiên tụ điện có số nhược điểm định Trong thực tế nhà máy xí nghiệp có cơng suất khơng thật lớn thường dùng tụ điện bù tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số cơng suất Vị trí đặt thiết bị bù ảnh hưởng nhiều đến hiệu bù Các tụ điện đặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPX, tủ phân phối, tủ động lực đầu cực phụ tải lớn Để xác định xác phụ tải lớn Để xác định xác vị trí dung lượng thiết bị bù cần phải tính tốn so sánh kinh tế kỹ thuật cho phương án đặt bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể Song theo kinh nghiệm thực tế, trường hợp trường hợp công suất dung lượng bù công suất phản kháng nhà máy, thiết bị khơng thật lớn phân bố dung lượng bù cần thiết đặt hạ áp TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư thuận lợi cho công tác quản lý vận hành III.XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ: Xác định dung lượng bù: Dung lượng bù cho nhà máy xác định theo công thức sau: Qbù = Pttnm (tgϕ1 − tgϕ ).α Trong đó: - Pttnm phụ tải tính tốn tác dụng tồn nhà máy - ϕ1 góc ứng với hệ số cơng suất trung bình trước bù cos ϕ1 = 0,75 - ϕ góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù cos ϕ = 0,95 - α hệ số xét tới khả nâng cao cos ϕ biện pháp khơng địi hỏi đặt thiết bị bù α =0,9 ÷ Với nhà máy thiết kế, ta tìm dung lượng bù cần đặt: Qbu = Pttnm (tgϕ1 − tgϕ ).α = 15669,22.(0,882 − 0,329) = 8665kVAr 2.Phân bố dung lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng: Từ TPPTTvề MBAPX mạng hình tia gồm bảy nhánh có sơ đồ thay sau: Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ Cơng thức tính dung lượng bù tương tối ưu cho nhánh mạng hình tia: Qbui = Qi − (Q − Qbu ) Rtd Ri Trong đó: - Q = ∑1 Qi phụ tải tính tốn phản kháng tổng nhà máy Theo tính tốn chương II ta có Q = 113927,2 KVAr - Qi cơng suất tính tốn phản kháng ứng với phụ tải thứ i - Qbu điện kháng cần bù - Rtđ điện trở tương đương - Ri điện trở nhánh tương ứng * Tính tốn điện trở nhánh Ta có: Ri = RB+ RC Với: + RB điện trở máy biến áp tính sau: RB = ΔPN U dmBA 10 (Ω) S dmBA ΔPN tổn thất ngắn mạch máy biến áp(kW) U dmBA , S dmBA điện áp công suất định mức máy biến áp + Rc điện trở đường dây cáp [ Ω ] Theo số liệu chọn máy biến áp cáp chương III ta có: Kết chọn cáp cao áp hạ áp phương án III Đường áp F (mm2) L (m) ro R ( Ω / km) (Ω) Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ TPPTT – B1 2(3*50) 220 0,494 0,027 TPPTT – B2 2(3*50) 240 0,494 0,059 TPPTT – B3 2(3*50) 50 0,494 0,006 TPPTT – B4 2(3*50) 320 0,494 0,079 TPPTT – B5 2(3*50) 330 0,494 0,082 TPPTT – B6 2(3*50) 240 0,494 0,030 TPPTT – B7 2(3*50) 70 0,494 0,008 B5 – 3*95+50 200 0,193 0,038 Kết chọn máy biến áp phương án III TÊN TBA B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Sđm (kVA) 2500 2500 2500 2500 1250 2500 1250 Uc/UH (kV) Δ Po (kW) Δ PN (kW) Io (%) UN (%) Số máy 35/0,4 35/0,4 35/0,4 35/0,4 35/0,4 35/6,0 35/6,0 3,5 3,5 3,5 3,5 1,81 3,3 1,9 21,5 21,5 21,5 21,5 14,1 21,5 13,5 0,8 0,8 0,8 0,8 1,2 0,8 0,8 6 6 6,5 2 2 2 Ta tính điện trở nhánh sau: Bảng kết tính điện trở nhánh TRẠM BIẾN ÁP B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 * Điện trở tương đương mạng: RB( Ω ) 2,11 2,11 2,11 2,11 5,53 2,11 5,29 RC( Ω ) 0,027 0,059 0,006 0,086 0,030 0,009 0,035 R= RB + RC 2,137 2,169 2.116 2,196 5,560 2,119 5,325 Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ ⎛ 1 ⎞ ⎟⎟ Rtd = ⎜⎜ + + + R R R ⎠ ⎝ −1 Thay số vào ta có: 1 1 1 ⎞ ⎛ + + + + + + Rtd = ⎜ ⎟ ⎝ 2,137 2,169 2,116 2,196 5,56 2,119 5,325 ⎠ −1 = 0,37Ω * Cơng suất tính tốn phản kháng cho phụ tải: Qi = S tti sin ϕ nm Tên TBA Số máy biến áp B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 2 2 2 STT (kVA) 4785,8 4771,6 4285,7 4307,0 2027,7 4200,0 2121,3 SĐM (kVA) 2500 2500 2500 2500 1250 2500 1250 Δ Po (kW) Δ PN (kW) Qi (kVAr) 3,5 3,5 3,5 3,5 1,81 3,3 1,9 21,5 21,5 21,5 21,5 14,1 21,5 13,5 3166 3156 2835 2849 1341 2778 1403 * Xác định công suất bù tối ưu cho nhánh: Qbui = Qi − (Q − Qbu ) Rtd Ri Thay số vào ta có: Q = 13927,2 (KVAr) Qbu =8665 (kVAr) Rtđ = 0,37 Qi (kVar) 3166 3156 2835 2849 1341 2778 1403 Ri ( Ω ) 2,137 2,169 2.116 2,196 5,560 2,119 5,325 Qbui (kVAr) 2255 2258 1915 1962 991 1859 1037 Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ Kết phân bố dung lượng bù nhà máy TRẠM BIẾN ÁP B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 LOẠI TỤ DLE – 4D125K5T DLE – 4D125K5T DLE – 4D125K5T DLE – 4D125K5T DLE – 4D125K5T CEP 131A5 CEP 131A5 Qbù (KVAr) 125 125 125 125 125 100 100 SỐ BỘ 20 20 16 16 19 11 Tổng Qbù (kVAr) 2500 2500 2000 2000 1000 1900 1100 Qbù yêu cầu (kVAr) 2255 2258 1915 1962 991 1859 1037 * Đối với trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5 ta sử dụng tụ hạ áp có điện áp 380V DAE YEONG chế tạo, đặt hạ áp trạm biến áp * Đối với trạm biến áp B6, B7 cấp điện cho phụ tải 6kV nên ta sử dụng tụ điện cao áp hãng Cooper Mỹ chế tạo đặt hạ áp trạm 3.Kiểm tra cos ϕ bù nhà máy sau lắp đặt bù: - Tổng công suất tụ bù Qtb = 13000 (kVAr) - Lượng công suất phản kháng truyền lưới cao áp nhà máy: Q = Qttnm − Qtb = 13927,2 − 13000 = 927,2(kVAr) - Hệ số công suất phản kháng nhà máy sau bù: tgϕ = Q 927,2 = = 0,0592 Pttnm 15669,22 Từ tg ϕ ta tính cos ϕ = 0,998 Như sau lắp đặt tụ bù cho lưới hạ áp hệ thống hệ số cos ϕ nhà máy tăng lên phù hợp với yêu cầu EVN CHƯƠNG VI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ I.ĐẶT VẤN ĐỀ: Trong nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trị quan trọng việc đảm bảp chất lượng sản phẩm, nâng cao năg suất lao động, an toàn sản suất sức khỏe người lao động Nếu ánh sáng không đủ, người lao động phải làm việc trạng thái căng thẳng hại mắt ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe, kết hàng loạt sản phẩm không đặt tiêu chuẩn kĩ thuật, suất lao động thấp, chí cịn gây tai nạn làm việc Cũng hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: - Khơng bị lóa mắt - Khơng bị lóa phản xạ - Không tạo khoảng tối vật bị che khuất - Phải có độ rọi đồng - Phải tạo ánh sáng gần ánh sáng tự nhiên tốt II LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG CHUNG: Hệ thống chiếu sáng chung phân xưởng Cơ khí dùng bóng đèn sợi đốt sản xuất Việt Nam Phân xưởng sửa chữa Cơ khí có: Tổng diện tích 1989m2 Chiều dài a = 75m Chiều rộng b = 26,25m Nguồn điện sử dụng U = 220V lấy từ tủ chiếu sáng TBA phân xưởng B5 Độ rọi đèn yêu cầu E = 30 (lx) Hệ số dự trữ k = 1,3 Khoảmg cách từ đèn đến mặt công tác: H = h − hc − hlv = 4,5 − 0,7 − 0,8 = 3m Trong đó: h – Chiều cao phân xưởng( tính đến trần xưởng) h = 4,5 m hc – Khoảng cách từ trần tới đèn, h =0,7m hlv – Chiều cao từ phân xưởng đến mặt công tác, hlv =0,8m Hệ số phản xạ tường: ρ tg = 30% Hệ số phản xạ trần: ρ tr = 50% hc Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ Để tính tốn chiếu sáng cho PXSCCK áp dụng phương pháp hệ số sử dụng Nội dung phương pháp sau: E.S.Z.k F= n.k sd Trong đó: F – Là quang thơng đèn E – Là độ rọi yêu cầu (lx) S – Là diện tích cần chiếu sáng k – hệ số dự trữ n – số bóng đèn có hệ thống chiếu sáng ksd – hệ số sử dụng Z – hệ số phụ thuộc vào loại đèn tỉ số L/H, thường lấy Z = 0,8 ÷ 1,4 Các hệ số tra bảng 5.1; 5.2; 5.3; 5.5 – Trang 134 – 135 PLVIII.1 TL.1 Tra bảng 5.1 ta tìm L/H = 1,8 => L = 1,8.H = 1,8.3 = 5,4 (m) vào bề rộng phòng chọn L=5m * Căn vào mặt phân xưởng ta bố trí đèn sau: Phân xưởng sửa chữa Cơ khí có chiều dài a = 75m, chiều rộng b = 26,25m có thiết kế thành ba phần lớn Từ bố trí sau: Phần lớn 1: Kích thước a = 26,25m b = 17m Bố trí dãy bóng đèn, dãy bóng đèn Khoảng cách bóng đèn 5m, khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần theo chiều dài phân xưởng 1m; theo chiều rộng phân xưởng 0,625m Vậy tổng cộng có 15 bóng Diện tích cần chiếu sáng: S = a.b = 26,25.17 = 446,25m2 Chỉ số phòng: Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ ϕ= 26,25.17 a.b = = 3,44 H (a + b) 3.(26,25 + 17) Với hệ số phản xạ tường 30% trần 50% tra PL VIII.1 TLI tìm hệ số sử dụng ksdI = 0,49 Hệ số dự trữ kdt = 1,3m Hệ số tính tốn Z = 1,2 Quang thông đèn là: F= E.S Z k 30.446,25.1,2.1,3 = = 2841,4lm n.k sd 15.0,49 Như ta chọn đèn sợi đốt có cơng suất P = 200 W có quang thơng F =3000 lm Tổng cơng suất chiếu sáng tồn phân xưởng: Pcs1 = n.Pd = 15.200 =3 kW Phần lớn 2: Kích thước a = 26,25m b = 22m Bố trí dãy bóng đèn, dãy bóng đèn Khoảng cách bóng đèn 5m, khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần theo chiều dài phân xưởng 1m; theo chiều rộng phân xưởng 0,625m Vậy tổng cộng có 15 bóng Diện tích cần chiếu sáng: S = a.b = 26,25.22 = 577,5m2 Chỉ số phòng: ϕ= 26,25.22 a.b = = 3,99 H (a + b) 3.(26,25 + 22) Với hệ số phản xạ tường 30% trần 50% tra PL VIII.1 TLI tìm hệ số sử dụng ksdI = 0,5 Hệ số dự trữ kdt = 1,3m Hệ số tính tốn Z = 1,2 Quang thơng đèn là: F= E.S Z k 30.577,5.1,2.1,3 = = 2702,7lm n.k sd 20.0,5 Như ta chọn đèn sợi đốt có cơng suất P = 200 W có quang thơng F =3000 lm Tổng cơng suất chiếu sáng tồn phân xưởng: Pcs2 = n.Pd = 20.200 =4 kW Phần lớn 3: Kích thước a = 26,25m b = 36m Bố trí dãy bóng đèn, dãy bóng đèn Khoảng cách bóng đèn 5m, khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần theo chiều dài phân xưởng 0.5m; theo chiều rộng phân xưởng 0,625m Vậy tổng cộng có 35 bóng Diện tích cần chiếu sáng: S = a.b = 26,25.36 = 945m2 Chỉ số phòng: ϕ= 26,25.36 a.b = = 5,06 H (a + b) 3.(26,25 + 36) Với hệ số phản xạ tường 30% trần 50% tra PL VIII.1 TLI tìm hệ số sử dụng ksdI = 0,52 Hệ số dự trữ kdt = 1,3m Hệ số tính tốn Z = 1,2 Quang thơng đèn là: Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ F= E.S Z k 30.945.1,2.1,3 = = 2430lm n.k sd 35.0,52 Như ta chọn đèn sợi đốt có cơng suất P = 200 W có quang thơng F =3000 lm Tổng cơng suất chiếu sáng tồn phân xưởng: Pcs3 = n.Pd = 35.200 =7 kW III THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG: Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung phân xưởng ta đặt tủ chiếu sáng phân xưởng gồm aptomat tổng ba pha bốn cực 14 aptomat nhánh pha hai cực cấp cho 14 dãy đèn dáy có bóng 1.Chọn aptomat tổng: * Điều kiện chọn aptomat tổng: Điện áp định mức: U dmA ≥ U dm.m = 0,38kV Dòng điện định mức: I dmA ≥ I tt = PCS + PCS + PCS 3.U dm.m cos ϕ = 3+ 4+ 3.0,38 = 21,27 A Chọn aptomat loại: C6OH hãng Merlin Gerin chế tạo có thông số - Số cực: - Udm = 440V - Idm =25A - INmax = 10kA 2.Chọn cáp từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng: * Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: k hc I cp ≥ I tt = 21,27 A Trong đó: Itt – dịng điện tính tốn hệ thống chiếu sáng chung Icp – dòng điện cho phép tương ứng với loại dây, tiết diện khc – hệ số hiệu chỉnh lấy khc =1 * Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ: Bảo vệ aptomat, ta có: I dmA ≥ I kđđ 1,25.I dmA 1,25.25 = = = 20,83 A 1,5 1,5 1,5 Chọn loại cáp 4G25 cách điện PVC LENS có Icp = 41A 3.Chọn áptomat nhánh: Mỗi nhánh có bóng đèn có P = 200W Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ Điện áp định mức: U dmA ≥ U dm.m = 0,22kV Dòng điện định mức: I dmA ≥ I tt = PCS 5.0,2 = = 4,55 A U dm.m cos ϕ 0,22 Chọn aptomat loại: NC45a hãng Merlin Gerin chế tạo có thơng số - Số cực: - Udm = 400V - Idm =6A - INmax = 4,5kA 4.Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến bóng đèn: * Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: k hc I cp ≥ I tt = 4,55 A Trong đó: Itt – dịng điện tính tốn hệ thống chiếu sáng chung Icp – dòng điện cho phép tương ứng với loại dây, tiết diện khc – hệ số hiệu chỉnh lấy khc =1 * Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ: Bảo vệ aptomat, ta có: I dmA ≥ I kđđ 1,25.I dmA 1,25.6 = = = 5A 1,5 1,5 1,5 Chọn loại cáp đồng lõi tiết diện 2x 1,5 mm2 có Icp = 26A hãng LENS chế tạo Đồ án cung cấp điện Thiết kế cấp điện cho nhà máy luyện kim đen _ TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Thiết kế cấp điện – Tác giả:Ngô Hồng Quang Vũ Văn Tầm 2.Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp, thị nhà cao tầng Tác giả: Nguyễn Công Hiền Nguyễn Mạch Hoạch 3.Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV Tác giả: Ngô Hồng Quang Nhà máy điện trạm biến áp Tác giả: Trịnh Hùng Thám Nguyễn Hữu Khái Đào Quang Thạch Lã Văn Út Phạm Văn Hòa Đào Kim Hoa 5.Mạng lưới điện Tác giả: Nguyễn Văn Đạm