Đồ án gồm các chương sau: Chương 1: Giới thiệu chung về khu công nghiệp Đình Vũ. Chương 2: Xác định phụ tải tính toán phân xưởng Acid Photphoric (PA). Chương 3: Lựa chọn các thiết bị điện hạ áp cho phân xưởng PA. Chương 4: Thiết kế hệ thống tự động.
LỜI NÓI ĐẦU Điện dạng lƣợng đặc biệt, chuyển hố dễ dàng thành dạng lƣợng khác nhƣ: nhiệt năng, , hố Mặt khác điện lại có thểdễ dàng truyền tải, phân phối xa Điện có mặt tất lĩnh vực kinh tế nhƣ sinh hoạt đời thƣờng Đặc biệt ngành cơng nghiệp dịch vụ khơng thiếu đƣợc định lỗ lãi xí nghiệp, định đến giá cạnh tranh Đặc biệt năm gần sách mở cửa nhà nƣớc, vốn nƣớc vào nƣớc ta ngày tăng nhiều nhà máy xí nghiệp, khu cơng nghiệp cần có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất sinh hoạt Để thực đƣợc điều cần phải có đội ngũ cán bộ, kỹ sƣ điện để đƣa công nghệ mới, đại vào thiết kế, áp dụng vào ngành công nghiệp nhƣ sống theo chủ trƣơng nhà nƣớc ta trƣớc đón đầu Qua thời gian học tập thực tập Công Ty DAP - VINACHEM Hải Phòng Em đƣợc giao đề tài tốt nghiệp "Tìm hiểu khu cơng nghiệp Đình Vũ, sâu thiết kế cung cấp điện cho phân xƣởng Acid Photphoric "do cô giáo Thạc Sĩ Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn Đồ án gồm chƣơng sau: Chƣơng 1: Giới thiệu chung khu cơng nghiệp Đình Vũ Chƣơng 2: Xác định phụ tải tính tốn phân xƣởng Acid Photphoric (PA) Chƣơng 3: Lựa chọn thiết bị điện hạ áp cho phân xƣởng PA Chƣơng 4: Thiết kế hệ thống tự động bù cos cho phân xƣởng PA Đinh Khắc Tùng _ DC1301 CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU CƠNG NGHIỆP ĐÌNH VŨ l.l VỊ TRÍ KHU CƠNG NGHIỆP VÀ GIAO THƠNG Địa điểm nằm lơ đất GI-7 gần cuối bán đảo Đình Vũ hạ lƣu sơng Bạch Đằng từ Hải Phịng biển Địa điểm cách trung tâm thành phố Hải Phòng km, cách cảng Hải Phòng km cách sân bay Cát Bi km Bán đảo Đình Vũ đƣợc nối với đƣờng cao tốc số Hải Phòng - Hà Nội Liên doanh khu cơng nghiệp Đình Vũ thiết kế qui hoạch tổng thể với mạng lƣới thông tin cho tồn khu Có trục đƣờng dọc bán đảo tới địa điểm GI-7 Trục đƣờng đƣợc nối với nhánh đƣờng ngang tới nhà máy đƣợc đầu tƣ khu Trục đƣờng khu cơng nghiệp Đình Vũ từ điểm đầu bán đảo tới đƣờng cao tốc số dài km Trục đƣờng đƣợc mở rộng lên 23m với xe chạy nhƣ đƣờng cao tốc số Bán đảo Đình Vũ đƣợc phép phủ Việt Nam xây dựng thành khu kinh tế tổng họp với tên gọi khu kinh tế Đình Vũ để tận dụng địa điểm điều kiện kinh tế, văn hoá du lịch Tổng diện tích dự án: 71,875 Diện tích nhà máy: 27,9862 Diện tích hành lang băng tải tới cảng diện tích cảng: 1,9646 Diện tích bãi thải gip tạm thời: 11,9243 Diện tích bải thải gip lâu dài: 30 1.2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ THỦY VĂN Địa điểm xây dựng nằm khu đất GI-7 Mặt đất tự nhiên có độ cao khoảng 1,5 m Khu vực đƣợc san lấp phần có độ cao 4,95m, phần lại vùng ngập mặn Theo tài liệu điều tra địa chất, địa điểm xây dựng nhà máy có cấu tạo địa tầng nhƣ sau: Dƣới lớp đất đƣợc san lấp (cát hạt nhỏ mầu xám vân, xám xanh) dày trung bình m lớp đất tự nhiên cát mịn với độ dày trung bình m, sau đến lớp bùn sét mầu xám xanh trạng thải dẻo chảy có độ dày trung bình 12 m Tiếp đến lớp đất sét mầu xám trắng Đinh Khắc Tùng _ DC1301 vân đỏ trạng thái dẻo cứng Vì hạng mục cơng trình có tải trọng lớn cần phải có giải pháp xử lý móng cho phù hợp Các số liệu nƣớc ngầm vùng ngập mặn với độ mặn cao (hàm lƣợng ion clorua từ 600 mg/1 đến 800 mg/1) Bán đảo Đình Vũ nằm vùng cửa biển Nam Triệu sông lớn (Sông cấm, Sông Bạch Đằng Sông Lạch Tray) chảy biển * Sông Bạch Đằng: Nằm phần đơng nam Thành phố Hải Phịng sơng khu vực * Sơng Cấm đoạn cuối Sông Kim Môn Sông cấm chảy vùng phía Bắc Hải Phịng, có nhánh nối với Sông Bạch Đằng Chiều rộng sông chảy qua khu vực Đình Vũ rộng 120÷150m, chiều sâu 6÷8m Lƣu lƣợng cao 1860 m3/giây, lƣu lƣợng thấp 187 m /giây * Sông Lạch Tray nhánh Sông Vạn úc Sông Lạch Tray nằm phía nam trung tâm thành phố Sơng Lạch Tray có chiều rộng 100÷200m độ sâu 4÷7 m Mức nƣớc hạ lƣu Sông Bạch Đằng: Mức nƣớc trung bình (trong 30 năm liên tục gần đây): 212 cm Mức nƣớc cao đặc biệt: 452 cm Mức nƣớc cao trung bình: 408 cm Mức nƣớc thấp đặc biệt: 20 cm Mức nƣớc thấp trung bình: 44 cm 1.3.NHỮNG ĐẶC ĐIỂM VỀ KHÍ HẬU Hải Phòng nằm vĩ độ 2005N kinh độ 1060E, chịu ảnh hƣởng khí hậu gió mùa biển Khí hậu hàng năm chia thành mùa mùa mƣa mùa khơ Mùa mƣa kéo dài từ tháng tới tháng 10, nhiệt độ trung bình 250C Các tháng nóng tháng tháng 7, có nhiều mƣa giơng bão Hƣớng gió chủ yếu hƣớng Đơng Nam Mùa khô kéo dài từ tháng 12 tới tháng 3, nhiệt độ trung bình dƣới 200C Hƣớng gió chủ yếu hƣớng Đông Bắc Tháng tháng 11 tháng chuyển mùa Lƣợng mƣa trung bình 1600÷1800 mm/năm chủ yếu vào mùa hè, chiếm tới 80÷90% tổng lƣợng mƣa Đinh Khắc Tùng _ DC1301 * Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình mùa hè khoảng 25 0C, nhiệt độ trung bình mùa đơng thƣờng thấp 200C * Gió: Hƣớng gió biến đổi theo mùa: vào mùa đông (từ tháng 11 tới tháng năm sau) gió Đơng Bắc gió Bắc chiếm ƣu Vào tháng giai đoạn gió Đơng Nam gió Nam Gió Nam có tần số lớn vào tháng 7, gió Bắc gió Đơng Bắc có tần suất lớn vào tháng 10 Hải Phịng nằm khu vực chịu ảnh hƣởng mạnh bão nhiệt đới Vận tốc gió đo đƣợc trạm khí tƣợng lên tới 40m/giây, áp lực lên tới 100 kg/cm2 Tốc độ gió trung bình ghi đƣợc trạm Hòn Dáu 5,1 m/giây, trạm Phủ Liễn 3,7 m/giây trạm Cát Bi 2,8 m/giây * Chế độ mƣa: Tại bán đảo Đình Vũ, hàng năm có 100-150 ngày mƣa Mùa mƣa tháng kết thúc vào tháng 10 Lƣợng mƣa vào mùa chiếm 80% lƣợng mƣa năm * Bức xạ nhiệt: tổng lƣợng xạ nhiệt khu vực Hải Phòng cao, khoảng 220-230 kcal/cm2 hàng năm Bức xạ nhiệt lớn vào tháng thấp vào tháng 12 * Độ ẩm: Bán đảo Đình Vũ khu vực có độ ẩm cao với mức trung bình 80-85% * Bão: Bão xuất chủ yếu từ tháng tới tháng Trong số năm bão đến sớm từ tháng kết thúc tháng 10 Trung bình hàng năm có từ 1-2 trận bão đổ trực tiếp vào bán đảo Đình Vũ Nói tóm lại, số liệu thống kê Hải Phòng nằm vùng có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm thuộc khu vực gió mùa Đơng Nam Châu Á Thời tiết đƣợc chia thành mùa rõ rệt: * Mùa đơng: mƣa ít, kéo dài tháng (từ tháng 11 tới tháng năm sau) với số ngày nắng tƣơng đối Thời tiết mùa đơng tƣơng đối ổn định * Mùa hè: Khí hậu nóng ẩm, nhiều gió nắng, đơi có sƣơng mù Vào mùa thƣờng có nhiều bão, sấm áp thấp nhiệt đới Điều gây lũ lụt bất ngờ khu vực Đinh Khắc Tùng _ DC1301 1.4 CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA KHU CÔNG NGHIỆP Khu cơng ngiệp Đình Vũ đƣợc chia làm khu vực sản xuất là: * Khu hành chính: có nhiệm vụ tổ chức, quản lý sản xuất kinh doanh * Khu sản xuất chính: gồm xƣởng sản xuất (xƣởng H2SO4, xƣởng H3PO4, xƣởng Na2SiF6, xƣởng DAP) * Khu phục vụ sản xuất: gồm kho nguyên liệu, kho sản phẩm, kho tổng hợp, trạm phát điện, xƣởng khí, trạm làm lạnh nƣớc tuần hồn, kĩ thuật thí nghiệm, xử lý nƣớc thải, trạm xử lý nƣớc, bãi thải gip, trạm cứu hỏa Giám đốc điều hành Phó Giám đốc Kế tốn tài Kế hoạch Phòng kỹ thuật P.xƣởng PA P.xƣởng DAP P.xƣởng SX Hình 1 Sơ đồ tổ chức khu cơng nghiệp Trong phân xƣởng khu cơng nghiệp có giám đốc, phó giám đốc tổ trƣởng PQĐ1 Thợ khí Quản đốc PQĐ2 Tổ trƣởng Tổ trƣởng Thợ điện Cơng nhân Cơng nhân Hình Sơ đồ tổ chức phân xưởng Đinh Khắc Tùng _ DC1301 1.5 THỐNG KẾ PHỤ TẢI CỦA KHU CÔNG NGHIỆP Bảng 1 Danh sách phụ tải điện khu công nghiệp công suất đặt Tên phụ tải STT Số lƣợng Công suất Tổng công suất Trạm biến áp SA nhiệt điện 1250kVA 2500kVA Trạm biến áp DAP 2000kVA 4000kVA 1600kVA 1600kVA Trạm biến áp tuân hoàn nƣớc nhiễm axit Trạm biến áp PA 2000kVA 4000kVA Trạm biến áp tuân hoàn nƣớc 630kVA 1260kVA Trạm biến áp khu hành 500kVA 1000kVA Trạm biến áp cảng 800kVA 800kVA Trạm biến áp kho lƣu huỳnh 1250kVA 1250kVA 220 kw 220kW 315kW 351kW 200kW 200kW 220kW 220kW 10 11 12 Động Common acid pump (P0141) Động Feeder water pump (P0408b) Động Induced draft fan (C0403) Động Primary air fan (C0401) Dự kiến tƣơng lai khu công nghiệp mở rộng quy mô sản xuất lắp đặt thêm thiết bị đại việc thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo gia tăng phụ tải tƣơng lai Về mặt kinh tế kỹ thuật phải đề phƣơng án cấp điện cho không gây tải sau vài năm sản xuất, nhƣ không dƣthừa không khai thác hết công suất dự trữ gây lãng phí Vì việc thiết kế, lựa chọn thiết bị cần phải đảm bảo mặt kinh tế nhƣ kỹ thuật Đinh Khắc Tùng _ DC1301 1.6 CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT CỦA CÁC PHÂN XƢỞNG TRONG KCN 1.6.1 Sản xuất phân xƣởng Axit Sunphuric Gồm cơng đoạn: * Cơng đoạn ngun liệu làm nóng chảy lƣu huỳnh * Cơng đoạn đốt chuyển hố lƣu huỳnh * Công đoạn sấy hấp thụ l.6.2 Sản xuất phân xƣởng Axit Photphoric Gồm công đoạn: * Nạp liệu * Phản ứng phân huỷ * Lọc bao gồm 1.6.3 Sản xuất phân xƣởng DAP Gồm công đoạn: * Nạp liệu * Tạo hạt * Sấy * Sàng, nghiền bột hồi lƣu * Làm lạnh * Xử lý khí 1.6.4 Sản xuất phân xƣởng natri foxilicat Đinh Khắc Tùng _ DC1301 CHƢƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN PHÂN XƢỞNG ACID PHOTPHORIC (PA) 2.1 KHÁIQUÁT CHUNG Mục đích thiết kế phân xƣởng acid photphoric khâu chuyển apatit acid sunphuric vào khuôn viên phân xƣởng tới lúc kết thúc phân phối acid photphoric cô đặc, acid floxilixic (18%) bùn ngồi khn viên phân xƣởng, bao gồm phận phản ứng, phận lọc Phân xƣởng bao gồm phận sau: * Phản ứng phân huỷ * Lọc * Cô đặc acid Quá trình dihydrat đƣợc sử dụng cho sản xuất acid photphoric Dây truyền sản xuất đơn đƣợc sử dụng cho phận lọc, trái lại phận cô đặc acid dùng dây chuyền sản xuất kép 2.2 QUYTRÌNH CƠNG NGHỆ 2.2.1 Lựa chọn quy trình cơng nghệ Trong cơng nghệ ƣớt sản xuất acid photphoric, acid sunphuric tác dụng với apatit thu đƣợc acid photphoric lỏng canxi sunphat (gip), sau acid photphoric bị tách khỏi gip quy trình lọc Phản ứng đƣợc mơ tả nhƣ sau: 3Ca3(P04)CaF2 + 10H2SO4->6H3PO4+ 10CaSO4.nH2O + 2HF (2.1) Giá trị n cơng thức 0, 1/2 tuỳ thuộc vào dạng tinh thể canxi sunphat, vữa chết, vữa hemidydrat gip hydrat Quá trình dihydrate trình sản xuất chiếm ƣu giới, 80% nhà máy sản xuất acid photphoric giới áp dụng quy trình dihydrate, sản lƣợng acid photphoric đƣợc sản xuất theo quy trình chiếm tới 85% tổng sản phẩm acid photphoric giới sản xuất theo quy trình ƣớt Do quy trình sản xuất có ƣu thế, quy trình dihydrate có đặc điểm sau: * Thu hồi P2O5 apatit cao Đinh Khắc Tùng _ DC1301 * Quy trình cơng nghệ hồn thiện, ổn định đáng tin cậy * Phạm vi áp dụng cho apatit rộng hoạt động linh hoạt * Hiệu suất hoạt động cao bảo dƣỡng * Dây chuyền sản xuất đơn có quy mơ lớn * Kinh nghiệm vận hành đƣợc tích lũy thời gian dài lựa chọn vật liệu cấu trúc thiết bị, không cần chọn "hợp kim phức tạp" 2.2.2 Đặc tính quy trình cơng nghệ Bao gồm phận chính: * Bộ phận phản ứng lọc * Bộ phận cô đặc acid 2.3 MƠ TẢ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 2.3.1 Bộ phận nạp liệu Bùn quặng photphat chứa 65% rắn đƣợc chuyến tới thùng phản ứng phân xƣởng acid photphoric từ phận thùng chứa bùn thuộc khu vực kho chứa apatit bơm sang Acid sunfuric nồng độ 98% đƣợc bơm từ thùng chứa acid khu kho acid đến thùng phản ứng thùng rửa phận bốc cô đặc Phụ gia chống bọt thùng phi đƣợc chuyến vào phân xƣởng đổ tay vào thùng chứa phụ gia chống bọt Sau đun nóng hơi, phụ gia đƣợc bơm đến phận phản ứng phận cô đặc 2.3.2 Phản ứng phân hủy Bộ phận đƣợc thiết kế để sản xuất acid photphoric có nồng độ tối thiểu 26% P2O5 a Bộ phận phản ứng Bùn quặng apatit chứa 65% rắn đƣợc chuyển tới ngăn thùng phản ứng qua đƣờng ống Trƣớc vào thùng phản ứng, bùn đƣợc đo đồng hồ đo lƣu lƣợng đồng hồ đo tỷ trọng để trì nạp liệu ổn định Nồng độ sunphat ngăn 3, qua lấy mẫu phân tích đƣợc trì mức thơng thƣờng 25~30g/1 SO3, đƣợc điều chỉnh cách thay đổi tỷ lệ dòng bùn photphat tổng số ion sunphat đƣa vào thùng phản ứng Tổng số ion sunphat đƣa vào tính qua phân tích tay lƣợng SO3 đo lƣu lƣợng acid hồi Đinh Khắc Tùng _ DC1301 lƣu qua bơm acid hồi lƣu với lƣợng acid sunfuric nạp trực tiếp vào thùng phản ứng Giá trị tổng số đƣợc kiểm tra cách thay đổi tổng lƣu lƣợng acid sunphuric nạp vào ngăn Acid sunphuric tiếp nhận vào khuôn viên đƣợc trộn sơ trƣớc đƣa vào thùng phản ứng với axit hồi lƣu từ phận lọc đƣờng ống đƣợc thiết kế đặc biệt dạng chữ "T" Acid hồi lƣu xem xét gồm thành phần: ion sunphat, acid sản phẩm nƣớc Tác động ion sunphat đƣợc nêu tính tốn tồn sunphat nạp vào thiết bị phản ứng việc kiểm tra lƣợng sunphat Các điểm đặt lƣu lƣợng tỷ trọng acid hồi lƣu đƣợc thay đổi đế điều chỉnh số lƣợng tƣơng đối axit sản phẩm Việc điều chỉnh hàm lƣợng chất rắn tới mức 33-35% trọng lƣợng hàm lƣợng nƣớc điềuchỉnh độ đậm đặc acid sản phẩm tới mức 27% P2O5 Lƣu lƣợng acid hồi lƣu đƣợc điều chỉnh cách điều chỉnh rút acid loãng đƣa vào acid hồi lƣu tỷ trọng lƣợng nƣớc rửa cặn đóng bánh Phụ gia chống bọt thùng phuy đƣợc đo vào thùng chứa phụ gia chống bọt Nhiệt độ thùng đƣợc trì ống xoắn thấp áp Có lắp máy đo mức để giúp cho công nhân vận hành kiểm tra trì mức chất lỏng thùng Bơm phụ gia chống bọt bơm định lƣợng, cấp liệu cho thiết bị làm lạnh nhanh mức độ thấp Phản ứng hoá học xảy thùng phản ứng phản ứng toả nhiệt, với nhiệt việc pha lỗng acid sunphuric bổ sung, điều có nghĩa để trì nhiệt độ phản ứng nhƣ mong muốn 71~76°C bảo đảm cho việc sản xuất đƣợc tinh thể dihydrate bùn phản ứng phải đƣợc làm lạnh Việc làm lạnh bị tác động thiết bị làm lạnh nhanh mức độ thấp Bình giữ đƣợc chân không nhờ bơm chân không thiết bị làm lạnh áp suất đƣợc điều chỉnh rút khơng khí trƣớc bơm chân khơng Bùn phản ứng đƣợc hồi lƣu qua bình bơm thiết bị làm lạnh nhanh đặt phần kéo dài ngăn thùng phản ứng, hồi lƣu trọng lực đến đầu hệ thống phản ứng, ngăn Việc bốc nƣớc từ bùn gây nên hiệu làm lạnh bùn tỷ lệ hồi lƣu cao, chênh lệch nhiệt độ có 2~30C Do Đinh Khắc Tùng _ DC1301 Bảng 10 Thông số cài đặt Tham số Hệ thống dây nguồn Thời gian trễ Đặt trƣớc Hiển thị thông số hình pha pha-4 dây 1/2/3 B2 C0 Số bƣớc điều khiển Chế độ chuyển mạch Tỉ lệ đầu Vịng tuần hồn nguồn D2 1:1:1:1:1:1 E1 OF F0 Bằng tay G2 Hệ số cos báo động Chế độ hoạt động bật A1 Hệ số cosφ cần đạt đƣợc 95 Giá trị c/k Nhấn nút AUTO/MAN để thay đổi đến chế độ tay Đèn MANUAL sáng lên Nhấn nút MODE đèn PROGAM sáng lên tất đầu đƣợc mở Thiết bị điều khiển sẵn sàng hoạt động Nhấn nút MODE để lựa chọn tham số Các tham số đƣợc hiển thị lên P/E display Nhấn nút + - để lựa chọn tham số đặt Thực bƣớc nhƣ trên, ghi lại liệu lựa chọn tham số tiếp theo.Để kết thúc lập trình nhấn nút AUTO/MAN Dữ liệu đƣợc ghi lại nhớ để hệ thống họat động tự động 4.3.3 Các chế độ hoạt động * Chế độ tự động: Khi nguồn đƣợc bật lên, điều khiển làm việc tự động hay tay tuỳ thuộc vào việc đặt G1 hay G2 Nếu đặt G1 thiết bị làm việc chế độ tự động bật nguồn Ngoài chế độ tay mà nút Đinh Khắc Tùng _ DC1301 AUTO/MAN đƣợc nhấn suốt trình hoạt động chế độ tay chuyển sang chế độ tự động * Chế độ tay: chế độ tay chủ yếu dùng kiểm tra dây nối Để chuyển tới chế độ tay nhấn nút AUTO/MAN đèn MANUAL sáng lên Các rơle đầu đóng lại hình hiển thị cos Đảm bảo chắn đèn chờ đóng tụ tắt nhấn nút+ Bƣớc tụ đƣợc đóng thêm vào theo trình tự chuyển mạch đặt trƣớc tƣơng ứng với đèn closing từ 1÷6 sáng lên Để mở rơ le đầu nhấn nút rơ le đầu mở theo trình tự chuyển mạch đặt trƣớc * Chế độ báo động : Sau hệ số cos báo động đƣợc lựa chọn, chƣơng hoạt động tùy thuộc vào hệ số cos đƣợc kiểm tra Trong chế độ tự động báo động hệ số cos phát tín hiệu hệ số cos kiểm tra vƣợt giá trị đặt khoảng phút Sau đèn ALARM sáng lên tiếp điểm ALARM đƣợc đóng lại Màn hình hệ số cos hiển thị hệ số cos kiểm tra Nếu chế độ hoạt động đƣợc chuyển từ chế độ tự động sang chế độ tay báo động hệ số cos bị huỷ bỏ, chế độ tay hệ thống báo động khơng phát tín hiệu * Báo động hệ thống: Trong chế độ tự động hình hệ số cos hiển thị “Er” tình đƣợc sau xảy ra: Hệ số cos không đo đƣợc dây nối sai bao gồm nối ngƣợc đầu đấu dây biến dịng(k 1) tham số đặt trƣớc khơng phù hợp Ngoài đèn ALARM sáng tiếp điểm ALARM đóng lại Các đầu rơ le đƣợc đóng mở lần lƣợt cách 15s Trong chế độ tay, hình hệ số cos hiển thị ”Er”, nhiên tiếp ALARM không đƣợc đóng lại đèn ALARM khơng sáng Vậy hình hệ số cos hiển thị “Er”, cần kiểm tra hệ số đặt, dây nối biến dòng nguồn cung cấp Đinh Khắc Tùng _ DC1301 4.4 TÍNH CHỌN TỤ BÙ Yêu cầu lựa chọn tụ bù để nâng hệ số công suất phân xƣởng PA lên 0,95 Cơng suất tính tốn tồn phân xƣởng là: s = 2811,25 + j2867,39kVA Để lƣợng bù tối ƣu ta đặt hạ áp trạm biến áp phân xƣởng Máy biến áp phân xƣởng có cơng suất 2500 kVA dung lƣợng bù là: 1785 kVAr * Hệ số cos trƣớc đặt tụ bù : tg Q P 2867,39 1,02 cos = 0,7 2811,25 * Hệ sốcos sau đặt tụ bù: cos = 0,95 -> tg = 0,33 Tổng công suất tụ bù cần đặt: Qb = P(tg - tg 2) = 2811,25(0,7 – 0,33) = 1040 (kVAr) Do ta chọn máy biến áp S-Q6 để thực tự động S-Q6 có 12 nhóm dung lƣợng tụ 86 kVAr Kiểm tra hệ số công suất mạng điện phân xƣởng, nhóm tụ đƣợc đóng lƣới Khi có nhóm đƣợc đóng vào hạ áp 0,4kV : cos P S1 2811,25 2811,252 (1785 86) 0,85 Khi nhóm nhóm đƣợc đóng vào hạ áp 0,4kV: cos P S2 2811,25 2811,252 (1785 172) 0,86 Khi nhóm 1, đƣợc đóng vào hạ áp 0,4kV: cos P S3 2811,25 2811,252 (1785 258) 0,87 Khi nhóm tụ đƣợc đóng vào hạ áp 0,4kV: cos Đinh Khắc Tùng _ DC1301 P S4 2811,25 2811,252 (1785 344) 0,88 Khi nhóm tụ đƣợc đóng vào hạ áp 0,4kV: cos P S5 2811,25 2811,252 (1785 430) 0,89 Khi nhóm tụ đƣợc đóng vào hạ áp 0,4kV: cos P S6 2811,25 2811,252 (1785 516) 0,91 Khi nhóm tụ đƣợc đóng vào hạ áp 0,4kV: cos P S7 2811,25 2811,252 (1785 602) 0,92 Khi nhóm tụ đƣợc đóng vào hạ áp 0,4kV: cos P S8 2811,25 2811,252 (1785 688) 0,93 Khi nhóm tụ đƣợc đóng vào hạ áp 0,4kV: cos P S9 2811,25 2811,252 (1785 774) 0,94 Khi 10 nhóm tụ đƣợc đóng vào hạ áp 0,4kV: cos P S10 2811,25 2811,252 (1785 860) 0,95 Khi 11 nhóm tụ đƣợc đóng vào hạ áp 0,4kV: cos P S11 2811,25 2811,252 (1785 946) 0,96 Khi 12 nhóm tụ đƣợc đóng vào hạ áp 0,4kV: cos P S12 2811,25 2811,252 (1785 1032) Nhƣ nhóm tụ chọn hồn tồn thỏa mãn: Đinh Khắc Tùng _ DC1301 0,97 4.5 THIẾT KẾ MẠCH Hình Sơ đồ mạch động lực Đinh Khắc Tùng _ DC1301 Hình Sơ đồ mạch điều khiển * Các phần tử sơ đồ AB: Aptomat bảo vệ tụ AB1÷AB4: Các aptomat bảo vệ nhóm tụ 1K÷4K: Các contactor thực đóng ngắt tụ có tiếp điểm thƣờng mở (1K1÷1K3; 2K1÷2K3;3K1÷3K3;4K1÷4K3) CM: Contactor chuyển mạch, có vị trí: Vị trí 0, vị trí TĐ (chế độ tự động), vị trí T (chế độ dự phịng tay) K1÷K4, Đ1÷DD: Nút ấn đóng cắt tụ chế độ dự phòng tay BI: Biến dòng thực đo đếm đầu nguồn BII: Biến dòng cấp tín hiệu dịng cho sơ S-6Q CC: Cầu chì bảo vệ sơ S-6Q C1÷C6: Các đầu S-6Q, sử dụng đầu C1÷C4 L1,L2: Các đèn thị chế độ làm việc AUTO/MAN Đ1÷Đ4: Các đèn thị trạng thái đóng ngắt tụ V, A, kVA, MVAr, cos : Các đồng hồ thị giá trị điện áp, dịng điện cơng suất vô công hệ số cos mạng điện Đinh Khắc Tùng _ DC1301 * Nguyên lý hoạt động : Hệ thống điều khiển bù cos làm việc chế độ: - Chế độ tự động: Khi công tắc chuyển mạch vị trí TĐ đèn L1 sáng lên - Chế độ dự phịng tay: Khi cơng tắc chuyển mạch vị trí T đèn L2 sáng lên Để hệ thống vào hoạt động: Đóng aptomat AB cấp nguồn cho tụ, đóng aptomat AB1÷AB4 chờ đóng tụ vào lƣới, đóng aptomat cấp nguồn cho mạch điều khiển * Chế độ tự động: - Thực việc đấu dây theo yêu cầu - Cài đặt tham số Bảng 11 Các tham số cài đặt trước hệ thống Hiển thị Tham số Hệ thống dây nguồn pha A1 Thời gian trễ phút B2 C4 Đóng trƣớc-mở trƣớc D2 1:2:2:2 E2 0,95 F1 Chế độ tay G2 Sô bƣớc điêu khiên Chế độ chuyển mạch Tỉ lệ bƣớc điều khiển Hệ số cos báo động Chế độ làm việc bật nguồn Hệ sô cos cần đặt trƣớc 95 Giá trị C/k 1.0 Giá tri C/K đƣơc tính theo cơng thức C / K 40 *1000 100 * 400 Bộ điều khiển S-6Q làm việc chế độ : Chế độ tự động chế độ tay Việc lựa chọn chế độ làm việc điều khiển S-6Q nút ấnAUTO/MAN Trong chế độ điều khiển S-6Q nhận tín hiệu từ biến dịngthực tính tốn, hiển thị hệ số cos lên hình hiển thị Trong chế độ tự động điều khiển so sánh cos tính tốn cos đặt để phát lệnh đóng ngắt tụ Đinh Khắc Tùng _ DC1301 Cịn chế độ tay việc đóng cắt tụ băng nút ấn “+”, “- ˮ Khi hệ số cos mạng < 0,95 ngƣời vận hành nhấn vào nút điều khiển phát lệnh đóng tiếp điểm Cl, contactor 1K đƣợc cấp điện làm cho tiếp điểm thƣờng mở contactor đóng lại, nhóm tụ đƣợc đóng vào lƣới mà hệ số cos nhỏ 0,95 ngƣời vận hành nhấn nút S-6Q phát lệnh mở tiếp điểm C2 contactor 2K điện, tiếp điểm 2K3, mở nhóm tụ đƣợc cắt khỏi lƣới, đèn C2 S-6Q tắt, đèn Đ2 tắt Nếu cosφ> 0,95 ngƣời vận hành lại nhấn nút S-6Q lại phát lệnh mở tiếp điểm C3 hay C4 nhóm tụ 3,4 đƣợc cẳt khỏi lƣới, đèn C3,C4 S6Q tắt, đèn Đ3,Đ4 tắt Thời gian cắt tụ khỏi lƣới cách 15s Chế độ thƣờng đƣợc dùng để kiểm tra dây nối điều khiển * Chế độ tự động : Nhấn nút AUTO/MANđể chuyển sang chế độ tự động Bộ điều khiển tự động so sánh giá trị cos tính tốn với cos đặt phát lệnh đóng ngắt tụ theo trình tự đóng ngắt tụ, thời gian trễ đặt trƣớc Khi cos tính tốn nhỏ cos đặt 0,95 điều khiển S-6Q phát lệnh đóng tiếp điểm Cl, công tắc tơ 1K đƣợc cấp điện đóng tiếp điểm thƣờng mở nhóm tụ đƣợc đóng vào lƣới, đèn thị trạng thái C1tƣơng ứng sáng lên, đèn Đ1 sáng thời gian trễ đóng tụ đặt phút Sau nhóm tụ đƣợc đóng vào lƣới mà hệ số cos