Nghành luyện kim đen là nghành công nghiệp nặng mang tầm quan trọng trong sự phát triển chung của nền kinh tế nước ta, nó đóng vai trò quan trọng cung cấp nguyên liệu cho các ngành khác như : cơ khí chế tạo , giao thông , xây dựng …Hơn nữa chúng ta có thể dựa vào lượng tiêu thụ gang thép trên đầu người mà biết được tiềm lực phát triển của một nền kinh tế đang phát triển cụ thể như nước ta. Với đặc điểm về công nghệ có nhiều khí bụi nên nhà máy luyện kim thường được bố trí ở những nơi xa thành phố , xa khu dân cư . Nhà máy luyện kim đen mà em được giao nhiệm vụ thiết kế có quy mô khá lớn với 7 phân xưởng , một trạm bơm và một ban quản lý.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN ====o0o==== BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN Sinh viên thực hiện: MSSV : 201918xx Lớp : TĐH-0x Mã lớp : 1371xx Hà Nội, 2023 CHƯƠNG : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN 1.1 Vai trò vị trí địa lý Nghành luyện kim đen nghành cơng nghiệp nặng mang tầm quan trọng phát triển chung kinh tế nước ta, đóng vai trò quan trọng cung cấp nguyên liệu cho ngành khác : khí chế tạo , giao thơng , xây dựng … Hơn dựa vào lượng tiêu thụ gang thép đầu người mà biết tiềm lực phát triển kinh tế phát triển cụ thể nước ta Với đặc điểm cơng nghệ có nhiều khí bụi nên nhà máy luyện kim thường bố trí nơi xa thành phố , xa khu dân cư Nhà máy luyện kim đen mà em giao nhiệm vụ thiết kế có quy mơ lớn với phân xưởng , trạm bơm ban quản lý TT Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) Loại hộ tiêu thụ Phân xưởng (PX) luyện gang 4000 I PX lò Martin 3500 I PX máy cán phơi 2000 I PX cán nóng 2800 I PX cán nguội 3000 I PX tơn 2500 I PX sửa chữa khí theo tính tốn III Trạm bơm 1000 I Ban Quản lý phịng thí nghiệm 320 III 10 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích 1.2 Danh sách thiết bị phân xưởng Bảng danh sách thiết bị PXSCCK: TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Tên phân xưởng SL Nhãn máy Bộ phận máy công cụ Máy tiện ren I6I6 Máy tiện tự động T-IMIM Máy tiện tự động 2A-IM62 Máy tiện tự động I615M Máy tiện tự động -IM Máy tiện revonve IA-IMI8 Máy phay vạn năm 678M Máy phay ngang -IM Máy phay đứng 6K82 Máy phay đứng 6K-IM12 Máy mài -IM Máy bào ngang 7A35 Máy xọc Ш3A Máy xọc 7417 Máy khoan vạn A135 Máy doa ngang 2613 Máy khoan hướng tâm 4522 Máy mài phẳng CK-IM371 Máy mài tròn 3153M Máu mài 3A24 Máy mài dao cắt gọt 3628 Máy mài sắc vạn 3A-IM64 Máy khoan bàn HC-IM12A Máy ép kiểu trục khuỷu K113 Tấm cữ (đánh dấu) -IM Tấm kiểm tra -IM Máy mài phá 3M634 Cưa tay -IM Cưa máy 872 Bàn thợ nguội -IM Bộ phận nhiệt luyện Lò điện kiểu buồng H-IM30 Pđm (kW) máy Toàn 5 14 2 14 5 3 1 -IM -IM -IM 30 TT 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 Tên phân xưởng Lò điện kiểu đứng Lò điện kiểu bể Bể điện phân Thiết bị phun cát Thùng xói rửa Thùng tơi Máy nén Tấm kiểm tra Tủ điều khiển lò điện Bể Bể chứa SL Nhãn máy Ц-IM25 B-IM20 Пb21b21 331 -IM -IM -IM -IM ЗЛ-IM0576 -IM -IM Bộ phận sửa chữa Máy tiện ren IK620 Máy tiện ren 1A-IM62 Máy tiện ren 1616 6Пb2180 Máy phay ngang Máy phay vạn 578 Máy phay 5Д32 Máy xọc 7417 Máy bào ngang -IM Máy mài tròn -IM Máy khoan đứng -IM Búa khí nén Пb21b-IM412 Quạt Lị tăng nhiệt Thùng Máy biến áp hàn CTЗ24 Máy mài phá 3T-IM634 Khoan điện Пb21-IM54 Máy cắt 872 Tấm cữ ( đánh dấu ) -IM Thùng xói rửa -IM Bàn thợ nguội -IM Giá kho -IM Pđm (kW) máy Toàn 25 30 10 -IM -IM -IM -IM -IM -IM -IM -IM 10 3 3 10 -IM -IM 24KVA -IM -IM -IM -IM TT 65 66 67 68 69 70 Tên phân xưởng SL Nhãn máy Pđm (kW) máy Toàn Bộ phận sửa chữa điện Bàn nguội -IM Máy dây -IM Bàn thí nghiệm -IM Bể tắm có đốt nóng -IM Tủ xấy -IM Khoan bàn HC-IM12A 1 15 Hình 1: Sơ đồ mặt phân xưởng sửa chữa khí 1.3 Diễn giải yêu cầu thiết kế 1.3.1 Thông số ban đầu Phụ tải điện nhà máy (Hình Bảng 1) Phụ tải điện phân xưởng sửa chữa khí (Hình Bảng 2) Điện áp nguồn: Uđm = 22kV 35kV Dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp khu vực: 250MVA Đường dây cung cấp điện cho nhà máy: Dùng dây nhôm lõi thép (AC) đặt treo không Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: 10km Công suất nguồn điện: Vô lớn Nhà máy làm việc: ca, Tmax = 4500 1.3.2 Số liệu phụ tải -IM Bảng Hình cho số liệu tổng quan phụ tải toàn nhà máy bao gồm vị trí, diện tích, cơng suất đặt yêu cầu cung cấp điện phân xưởng nhà máy Tỷ lệ xích Hình cho phép tính xác kích thước thực tế phân xưởng để từ tính diện tích chúng -IM Bảng Hình cho số liệu phụ tải phân xưởng sửa chữa khí -IM Thời gian sử dụng công suất lớn phụ tải nhà máy: Tmax = 4500 1.3.3 Số liệu liên kết với nguồn -IM Điện áp liên kết với nguồn: Cho biết điện áp lưới hệ thống lân cận vị trí nhà máy cần thiết kế cung cấp điện Khi thiết kế cần phải chọn cấp điện áp để liên kết HTCCĐ nhà máy với lưới hệ thống -IM Khoảng cách loại đường dây nối từ lưới hệ thống (trạm biến áp trung gian) đến nhà máy Khoảng cách công suất phụ tải cho phép sơ lựa chọn cấp điện áp liên kết với nguồn điện -IM Công suất ngắn mạch hệ thống điện phía hạ áp trạm biến áp trung gian (tại nơi kết nối lưới hệ thống với nhà máy Mục đích để tính ngắn mạch lựa chọn thiết bị điện 1.3.4 Yêu cầu thiết kế cung cấp điện -IM Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng sửa chữa khí toàn nhà máy -IM Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO NHÀ MÁY 2.1 Tổng quan phương pháp xác định phụ tải tính tốn phạm vi ứng dụng 2.1.1 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số nhu cầu (K nc)và công suất đặt (Pđ) Một cách gần lấy Pđ = Pđm n Ptt = Knc.∑ P i=1 Qtt = Ptt.tg Stt = √ Ptt2 −Qtt = Ptt /Cos Khi n Ptt = Knc.∑ P đmi i=1 Trong -IM Pđi, Pđmi: Cơng suất đặt cơng suất định mức thiết bị thứ i (kW) -IM Ptt, Qtt, Stt: Cơng suất tác dụng, phản kháng tồn phần tính tốn cảu nhóm thiết bị (kW, kVAR, kVA) -IM n: Số thiết bị nhóm -IM Knc: Hệ số nhu cầu cảu nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra sổ tay tra cứu Phương pháp ưu điểm đơn giản, thuận tiện Nhược điểm xác, khơng xét chế độ vận hành phụ tải, dùng tính tốn sơ biết số liệu phụ tải Pđ tên phụ tải 2.1.2 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số cực đại (K max) công suất trung bình (Ptb) Cơng thức tính: n Ptt = Kmax.Ksd.∑ P đmi i=1 Trong đó: -IM n: Số thiết bị nhóm -IM Pđmi: Cơng suất định mức thiết bị thứ I nhóm -IM Kmax: Hệ số cực đại tra sổ tay theo quan hệ Kmax = f (nhq, Ksd) -IM nhq: số thiết bị sử dụng điện có hiệu số thiết bị giả thiết có cơng suất chế độ làm việc, chúng địi hỏi phụ tải phụ tải tính tốn nhóm phụ tải thực tế (Gồm có thiết bị có cơng suất chế độ làm việc khác nhau) Công thức nhq sau: nhq = ¿ ¿ Trong đó: -IM Pđm: Cơng suất định mức thiết bị thứ i -IM n: số thiết bị nhóm Khi n lớn việc xác định n hq theo phương pháp phức tạp xác định nhq cách gần theo cách sau: + Khi thỏa mãn điều kiện: m= P đm max ≤3 P đm Ksd ≥ 0,4 lấy nhq = n Trong Pđm min, Pđm max cơng suất định mức bé lớn thiết bị nhóm + Khi m¿ Ksd ≥ 0,2 nhq xác định theo cơng thức sau: nhq = ¿ ¿ + Khi m¿ Ksd ¿ 0,2 nhq xác định theo trình tự sau: • Tính n1: số thiết bị có cơng suất ≥ 0,5Pđm max • Tính P1: tổng cơng suất n1 thiết bị trên: n1 P1 = ∑ P đmi i=1 n1 P1 Tính: n*= n P*= P n P = ∑ P đmi i=1 Dựa vào n*, P* tra bảng xác định nhq* = f (n*, P*) Tính nhq = nhq* n Cần ý nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại quy đổi chế độ dài hạn tính nhq theo công thức: Pqđ = Pđm.√ K d % Kd: hệ số đóng điện tương đối phần trăm Cũng cần quy đổi công suất pha thiết bị dùng điện pha + Nếu thiết bị pha đấu vào điện áp pha: Pqd = Pđmfa max + Nếu thiết bị pha đấu vào điện áp dây: Pqd = √ 3.Pđm Chú ý: số thiết bị hiệu bé dùng phương pháp đơn giản sau để xác định phụ tải tính tốn: + Phụ tải tính tốn nhóm thiết bị gồm số thiết bị hay lấy cơng suất danh định nhóm thiết bị đó: n Ptt = ∑ P đmi i=1 + Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế nhóm lớn số thiết bị hiệu nhỏ thí xác định phụ tải tính tốn theo cơng thức: n Ptt = ∑ K ti Pđmi i=1 Với Kt hệ số tải Phương pháp xét đến cách chế độ làm việc phụ tải nên kết tính tốn xác Sử dụng có số liệu chi tiết phụ tải 2.1.3 Phương pháp xác định PTTT theo suất phụ tải đơn vị diện tích Cơng thức tính: Ptt = po F Trong đó: -IM po: công suất phụ tải đơn vị diện tich sản xuất (W/m 2) Giá trị po tra sổ tay -IM F: Diện tích sản xuất (m2) Phương pháp xác, sử dụng để xác định sơ phụ tải có đặc điểm phân bố tương đối diện tích rộng 2.2 Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng sửa chữa khí Phân xưởng Sửa chữa khí phân xưởng số sơ đồ mặt nhà máy Trong phân xưởng có 70 thiết bị, công suất thiết bị khác nhau, thiết bị có cơng suất lớn 30 kW (Lị điện kiểu buồng Lị điện kiểu bể) song có thiết bị có cơng suất nhỏ (1 kW) Các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn Những đặc điểm cần quan tâm phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính tốn lựa chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phương pháp Ptb K max 2.2.1 Phân nhóm phụ tải Trong phân xưởng thường có nhiều thiết bị có cơng suất chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính tốn xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo nguyên tắc sau: -IM Các thiết bị nhóm nên có chế độ làm việc tương tự -IM -IM Tổng cơng suất định mức nhóm phụ tải nên xấp xỉ nhau, tổng số phụ tải nhóm nên xấp xỉ nên khoảng đến 12 phụ tải Các thiết bị nhóm nên gần Các bảng phân chia theo nhóm Nhóm S T T Tên thiết bị Số lư ợn g Máy tiệm ren Máy tiện tự động 3 Máy tiện tự động Máy tiện tự động Máy tiện tự động Máy tiện Rêvonve Máy phay vạn Ʃ Máy phay ngang 13 Pđm(kW) Nhã n máy I6I6 TT-IM IM 2A-IM 62 I615 M -IM IA-IM I8 678 M -IM Tồ n K í hi ệ u 5 15 28 12 2 2 6 2 72 m y Nhóm Pđm(kW) S T T Tên thiết bị Số lượ ng Máy phay đứng 2 Máy phay đứng Nhã n máy m y 6K8 6K-IM 12T T o n b ộ 7 K í hi ệ u