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

Đồ án gồm 3 chương. Chương 1: Giới thiệu chung về nhà máy luyện kim đen. Chương 2: Xác định phụ tải tính toán cho nhà máy luyện kim đen. Chương 3: Thiết kế mạng cao áp cho nhà máy. Đồ án gồm 3 chương. Chương 1: Giới thiệu chung về nhà máy luyện kim đen. Chương 2: Xác định phụ tải tính toán cho nhà máy luyện kim đen. Chương 3: Thiết kế mạng cao áp cho nhà máy. luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

CHƢƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN 1.1 VAI TRỊ VÀ VỊ TRÍ ĐỊA LÝ Nghành luyện kim đen nghành công nghiệp nặng mang tầm quan trọng phát triển chung kinh tế nƣớc ta, đóng vai trị quan trọng cung cấp nguyên liệu cho ngành khác nhƣ : khí chế tạo , giao thơng , xây dựng …Hơn dựa vào lƣợng tiêu thụ gang thép đầu ngƣời mà biết đƣợc tiềm lực phát triển kinh tế phát triển cụ thể nhƣ nƣớc ta Với đặc điểm cơng nghệ có nhiều khí bụi nên nhà máy luyện kim thƣờng đƣợc bố trí nơi xa thành phố , xa khu dân cƣ Nhà máy luyện kim đen mà em đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế có quy mơ lớn với phân xƣởng , trạm bơm ban quản lý BẢNG THIẾT BỊ PHÂN XƢỞNG Kí hiệu mặt 10 Tên phân xƣởng Công suất đặt (kW) Phân xƣởng luyện gang (phụ tải 3kV 3200kW) Phân xƣởng lò mactin Phân xƣởng máy cán phơi Phân xƣởng cán nóng (phụ tải 3kV 2500kW) Phân xƣởng cán nguội Phân xƣởng tơn Phân xƣởng sửa chữa khí Trạm bơm( phụ tải 3kV 2100kw) Ban quản lý phòng thí nghiệm Chiếu sáng phân xƣởng 8200 3500 2000 7500 4500 2500 Theo tính tốn 3200 320 Xác định theo diện tích Do tầm quan trọng nhà máy nên ta xếp nhà máy hộ tiêu thụ loại , cần đảm bảo cấp điện liên tục an tồn Mặt bố trí phân xƣởng nhà làm việc nhà máy đƣợc bố trí nhƣ sau: Hình1.1: Mặt bằngcác phân xưởngcủa nhà máy luyện kim đen 1.2.DANH SÁCH THIẾT BỊ PHÂN XUỞNG SCCK Tt Tên thiết bị Máy tiện ren Máy tiện ren Máy doa tọa độ Máy doa ngang Máy phay vạn Máy phay ngang Máy phay chép hình Máy phay đứng Máy phay chép hình 10 Máy phay chép hình Số Nhãn lƣợng hiệu BỘ PHẬN DỤNG CỤ Ik625 IK620 2450 2614 6H82 6H84 6HK 6H12 642 Công suất (kW) 0.6 6461 10 10 4.5 4.5 4.5 5.62 7.0 1.7 Ghi 11 Máy phay chép hình 64616 3.0 12 Máy bào ngang 7M36 7.0 13 Máy bào giƣờng trụ MC38 10 14 Máy xọc 7M36 7.0 15 Máy khoan hƣớng tâm 2A55 4.5 16 Máy khoan đứng 2A125 4.5 17 Máy mài tròn 36151 7.0 18 Máy mài tròn vạn 312M 2.8 19 Máy mài phẳng có trục đứng 373 10 20 Máy mài phẳng có trục nằm 371M 2.8 21 Máy ép thủy lực 0-53 4.5 22 Máy khoan để bàn HC-12A 0.65 24 Máy mài sắc - 2.8 25 Máy ép tay kiểu vít - - 26 Bàn thợ nguội 10 - - 27 Máy giũa - 1.0 28 Máy mài sắc dao cắt gọt 3A625 2.8 BỘ PHẬN SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ ĐIỆN Máy tiện ren IA62 7.0 Máy tiện ren I616 4.5 Máy tiện ren IE6IM 3.2 Máy tiện ren I63A 10 Máy khoan đứng 2A125 2.8 Máy khoan đứng 2A150 7 Máy khoan vạn 6H81 4.5 Máy bào ngang 7A35 5.8 Máy mài tròn vạn 3130 2.8 10 Máy mài phẳng - 4.0 11 Máy cƣa 872A 2.8 12 Máy mài hai phía - 2.8 13 Máy khoan bàn HC-12A 0.65 14 Máy ép tay P-4T - 15 Bàn thợ nguội - - CHƢƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 2.1.1 Khái niệm phụ tải tính tốn Phụ tải tính tốn số liệu dùng để thiết kế hệ thống cung cấp điện Phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tƣơng đƣơng với phụ tải thực tế ( biến đổi ) mặt hiệu ứng nhiệt lớn Nói cách khác, phụ tải tính tốn làm nóng vật dẫn lên tới nhiệt độ nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây Nhƣ chọn thiết bị điện theo phụ tải tính tốn đảm bảo an tồn mặt phát nóng cho thiết bị trạng thái vận hành 2.1.2 Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn Hiện có nhiều nghiên cứu phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn, nhƣng phƣơng pháp đƣợc dùng chủ yếu là: a Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu : Một cách gần lấy Pđ = Pđm n Ptt = K nc Pdi i=1 Q tt = Ptt * tg Stt = Ptt2 + Q 2tt = Ptt Cos Khi n Ptt = K nc * Pdmi i=1 Trong : - Pđi, Pđmi : công suất đặt công suất định mức thiết bị thứ i ( kW) - Ptt, Qtt, Stt : cơng suất tác dụng, phản kháng tồn phần tính tốn nhóm thiết bị ( kW, kVAR, kVA ) - n : số thiết bị nhóm - Knc : hệ số nhu cầu nhóm hộ tiêu thụ đặc trƣng tra sổ tay tra cứu Phƣơng pháp có ƣu điểm đơn giản, thuận tiện Nhƣợc điểm phƣơng pháp xác Bởi hệ số nhu cầu tra sổ tay số liệu cố định cho trƣớc, không phụ thuộc vào chế độ vận hành số thiết bị nhóm b.Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất : Cơng thức tính : Ptt = po *F Trong : - po : suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất ( W/m2 ) Giá trị po đƣơc tra sổ tay - F : diện tích sản xuất ( m2 ) Phƣơng pháp cho kết gần có phụ tải phân bố đồng diện tích sản xuất, nên đƣợc dùng giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng c Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện cho đơn vị thành phẩm Công thức tính tốn : Ptt = M.W0 Tmax Trong : M : Số đơn vị sản phẩm đƣợc sản xuất năm Wo : Suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm ( kWh ) Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn ( ) Phƣơng pháp đƣợc dùng để tính tốn cho thiết bị điện có đồ thị phụ tải biến đổi nhƣ : quạt gió, máy nén khí, bình điện phân… Khi phụ tải tính tốn gần phụ tải trung bình kết tính tốn tƣơng đối xác d Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình hệ số cực đại Cơng thức tính : n Ptt = K max K sd P dmi i=1 Trong : n : Số thiết bị điện nhóm Pđmi : Cơng suất định mức thiết bị thứ i nhóm Kmax : Hệ số cực đại tra sổ tay theo quan hệ Kmax = f ( nhq, Ksd ) 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 ) Cơng thức để tính nhq nhƣ sau : n Pdmi n hq = i=1 n Pdmi i=1 Trong : Pđm : cơng suất định mức thiết bị thứ i n : số thiết bị có nhóm Khi n lớn việc xác định nhq theo phƣơng pháp phức tạp xác định nhq cách gần theo cách sau : + Khi thoả mãn điều kiện : m Pdm max Pdm Ksd ≥ 0,4 lấy nhq = n Trong Pđm min, Pđm max công suất định mức bé lớn thiết bị nhóm + Khi m > Ksd ≥ 0,2 nhq xác định theo công thức sau : n n hq = P dmi i=1 Pdmmax + Khi m > Ksd < 0,2 nhq đƣợc xác định theo trình tự nhƣ sau : Tính n1 - số thiết bị có cơng suất ≥ 0,5Pđm max Tính P1- tổng công suất n1 thiết bị kể : n1 Pl = P dmi i=1 n1 Tính n* = n P1 ; P* =P P : tổng công suất thiết bị nhóm : n P = P dmi i=1 Dựa vào n*, P* tra bảng xác định đƣợc 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 phải quy đổi chế độ dài hạn tính nhq theo cơng thức : Pqd=Pdm Kd% Kd : hệ số đóng điện tƣơng 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 = 3.Pđmfa max + Thiết bị pha đấu vào điện áp dây : Pqd = Pđm Chú ý : Khi số thiết bị hiệu bé dùng phƣơng 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 : n Ptt = Pdmi i=1 n : số thiết bị tiêu thụ điện thực tế nhóm Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế nhóm lớn nhƣng số thiết bị tiêu thụ hiệu nhỏ xác định phụ tải tính tốn theo cơng thức : n Ptt = K ti P dmi i=1 Trong : Kt hệ số tải Nếu khơng biết xác lấy nhƣ sau : Kt = 0,9 thiết bị làm việc chế độ dài hạn Kt = 0,75 thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại e Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình hệ số hình dáng Cơng thức tính : Ptt = Khd.Ptb Qtt = Ptt.tgφ Stt = Ptt + Q tt Trong Khd : hệ số hình dáng đồ thị phụ tải tra sổ tay T Pdt A T T Ptb : công suất trung bình nhóm thiết bị khảo sát A : điện tiêu thụ nhóm hộ tiêu thụ khoảng thời gian T f Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình độ lệch trung bình bình phương Cơng thức tính : Ptt = Ptb ± β.δ Trong : β : hệ số tán xạ δ : độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình Phƣơng pháp thƣờng đƣợc dùng để tính tốn phụ tải cho nhóm thiết bị phân xƣởng tồn nhà máy Tuy nhiên phƣơng pháp đƣợc dùng tính tốn thiết kế địi hỏi nhiều thông tin phụ tải mà phù hợp với hệ thống vận hành g Xác định phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị Theo phƣơng pháp phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị xuất thiết bị có dịng khởi động lớn mở máy thiết bị khác nhóm làm việc bình thƣờng đƣợc tính theo công thức sau : Iđn = Ikđ max + Itt – Ksd.Iđm max Ptb = = Trong : Ikđ max - dòng khởi động thiết bị có dịng khởi động lớn nhóm Itt - dịng tính tốn nhóm máy Iđm max - dòng định mức thiết bị khởi động Ksd - hệ số sử dụng thiết bị khởi động 2.2 TÍNH TỐN PHỤ TẢI CHO PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 2.2.1 Phân nhóm phụ tải Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau : + Các thiết bị nhóm nên có chế độ làm việc + Các thiết bị nhóm nên gần tránh chồng chéo giảm chiều dài dây dẫn hạ áp + Công suất nhóm nên khơng q chênh lệch nhóm nhằm giảm chủng loại tủ động lực Căn vào vị trí, cơng suất máy cơng cụ bố trí mặt phân xƣởng ta chia làm nhóm Kết thể bảng sau: Bảng tổng hợp kết phân nhóm phụ tải điện Tên thiết bị TT 6 Số lƣợng Kí hiệu mặt Cơng suất Pdm(kW) 1máy Tồn Nhóm Máy tiện ren Máy doa ngang Máy mài phẳng có trục nằm Máy mài sắc Máy giũa Máy mài sắc có dao cắt gọt Tổng nhóm 1 1 n=9 20 24 27 28 10 4.5 2.8 2.8 1.0 2.8 40 4.5 2.8 2.8 1.0 2.8 53.9 4*25,32 11,39 7,09 7,09 2,53 7,09 136,46 Nhóm Máy tiện ren Máy phay chép hình Máy mài tròn Máy khoan để bàn Máy mài sắc Tổng nhóm 1 1 n=8 10 17 22 24 10 0.6 0.56 2.8 40 0.6 0.56 2.8 51.05 4*25,32 1,52 17,72 1,65 7,09 129,24 Nhóm3 Máy phay vặn Máy phay ngang Máy phay chép hình Máy phay chép hình Máy bào ngang Máy bào giƣờng trụ Máy khoan hƣớng tâm Tổng nhóm 1 1 n=9 11 12 13 15 4.5 5.62 10 4.5 14 4.5 5.62 14 10 4.5 55.62 2*17,72 11,39 14,23 7,59 2*17,29 25,32 11,39 140,81 Idm(A) 10 10 11 Nhóm Máy Doa toạ độ Máy phay đứng Máy phay chép hình Máy xọc Máy khoan đứng Máy mài vạn Máy mài phẳng có trục đứng Máy ép thuỷ lực Máy cƣa Máy mài hai phía Máy khoan bàn Tổng nhóm 2 1 1 n=16 14 16 18 19 21 11’ 12’ 13’ 4.5 1.7 4.5 2.8 10 4.5 2.8 2.8 0.56 4.5 14 1.7 14 4.5 2.8 10 4.5 2.8 5.6 1.95 66.35 3*11,39 2*17,72 4,30 2*17,72 11,39 7,09 25,32 11,4 7,09 2*7,09 3*1,65 167,97 10 Nhóm Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy phay vặn Máy bào nganh Máy mài tròn vặn Máy mài phẳng Tổng nhóm 2 2 1 1 n=14 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ 7’ 8’ 9’ 10’ 4.5 3.2 10 2.8 4.5 5.8 2.8 14 6.4 10 5.6 4.5 5.8 2.8 69.1 2*17,72 2*11,39 2*8,10 25,32 2*7,09 17,72 11,39 14,68 7,09 10,13 174,94 2.2.2 Tính tốn phụ tải cho nhóm a Xác định phụ tải tính tốn nhóm 1: Danh sách thiết bị thuộc nhóm Tên thiết bị TT Nhóm Máy tiện ren Máy doa ngang Máy mài phẳng có trục nằm Máy mài sắc Máy giũa Số lƣợng Kí hiệu mặt 1 1 20 24 27 Cơng suất Pdm(kW) 1máy Tồn 10 4.5 2.8 2.8 1.0 40 4.5 2.8 2.8 1.0 Idm(A) 90 Hoàn toàn tƣơng tự ta chọn đƣợc atơmát cho nhóm máy khác, đƣợc ghi bảng sau: TT Tên thiết bị Nhóm Máy tiện ren Máy doa ngang Máy mài phẳng có trục nằm Máy mài sắc Máy dũa Máy mài sắc có dao cắt gọt Nhóm Máy tiện ren Máy phay chép hình Máy mài trịn Máy khoan để bàn Máy mài sắc Nhóm Máy phay vặn Máy phay ngang Máy phay chép hình Máy phay chép hình Máy bào ngang Máy bào giƣờng trụ Máy khoan hƣớng tâm Nhóm Máy Doa toạ độ Máy phay đứng Máy phay chép hình Máy xọc Máy khoan đứng Máy mài vạn Máy mài phẳng có Ptt 10 4,5 Itt Tiếp diện Icp Mã Iđm IKDnh/1,5 hiệu 25,3 4G2,5 41 C60a 11,4 4G1,5 31 C60a 30 15 25.0 12,5 7,09 4G1,5 31 C60a 7,09 4G1,5 31 C60a 2,53 4G1,5 31 C60a 10 20 20 8,33 16,67 17,67 7,09 4G1,5 31 C60a 20 18,67 10 0,6 0,65 2,8 25,3 1,52 17,7 1,65 7,09 4G2,5 4G2,5 4G2,5 4G1,5 4G1,5 41 41 41 31 31 C60a C60a C60a C60a C60a 30 30 30 10 10 25 25 25 8,33 8,33 4.5 5.62 17,7 11,4 14,2 7,59 17,7 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 31 31 31 31 31 C60a C60a C60a C60a C60a 20 15 15 10 20 16,67 12,5 12,5 8,33 16,67 25,3 4G2,5 31 C60a 30 25 11,4 4G1,5 31 C60a 15 12,5 11,4 17,7 4,3 17,7 11,4 7,09 25,3 15 20 10 20 15 10 30 12,5 16,67 8,33 16,67 12,5 8,33 25 2,8 2,8 2,8 10 4.5 4.5 1.7 4.5 2.8 10 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 31 31 31 31 31 31 31 C60a C60a C60a C60a C60a C60a C60a 91 trục đứng Máy ép thuỷ lực Máy cƣa 10 Máy mài hai phía 11 Máy khoan bàn Nhóm Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy phay vặn Máy bào nganh Máy mài tròn vặn 10 Máy mài phẳng 4.5 2.8 2.8 0.56 11,4 7,09 7,09 1,65 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 31 31 31 31 C60a C60a C60a C60a 15 20 20 20 12,5 16,67 16,67 16,67 4.5 3.2 10 2.8 4.5 5.8 17,7 11,4 8,1 25,3 17,7 11,4 14,7 7,09 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 4G1,5 31 31 31 41 31 31 31 31 C60a C60a C60a C60a C60a C60a C60a C60a 20 15 10 30 20 15 15 20 16,67 12,5 8,33 25 16,67 12,5 12,5 16,67 7,09 4G1,5 31 C60a 10,1 4G1,5 31 C60a 20 15 16,67 12,5 2.8 Kết luận: mạng điện hạ áp thiết kế thoả mãn yêu cầu cung cấp điện, thiết bị lựa chọn phƣơng án đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật có tính khả thi cao 92 CHƢƠNG V TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY 5.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Vấn đề sử dụng hợp lí tiết kiệm điện cho xí nghiệp cơng nghiệp có ý nghĩa to lớn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 50% tổng số điện sản xuất Hệ số công suất cosφ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lí tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số công suât cosφ chủ trƣơng lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trính sản xuất, phân phối sử dụng điện Phần lớn thiết bị tiêu thụ điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất đƣợc biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, cịn cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hố máy điện xoay chiều, khơng sinh cơng Q trình chao đổi cơng suất phản kháng máy phát hộ tiêu dùng điện q trình dao động Mỗi chu kỳ dịng điện Q đổi chiều lần, giá trị trung bình Q ½ chu kỳ dịng điện Việc tạo cơng suất phản kháng khơng địi hỏi phải tốn nhiều lƣợng Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ điện không thiết phải nguồn Vì , để tránh phải truyền tải lƣơng Q lớn đƣờng dây ngƣời ta đặt gần hộ tiêu thụ điện máy sinh Q ( nhƣ tụ điện , máy bù đồng bộ…) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm nhƣ gọi bù công suất phản kháng Khi bù cơng suất phản kháng góc lệch pha dòng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số cơng suất cosφ mạng đƣợc nâng cao, P, Q góc φ có quan hệ: Φ = arctgP/Q Khi lƣợng P khơng đổi, nhờ có bù cơng suất phản kháng, lƣơng Q truyền đƣờng dây giảm xuống, góc φ giảm, kết cosφ tăng lên Hệ số công suất cosφ đƣợc nâng cao lên đƣa lại hiệu sau: 93  Giảm đƣợc tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện  Giảm tổn thất điện áp mạng điện  Tăng khả truyền tải đƣờng dây máy biến áp  Tăng khả phát máy điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ:  Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lƣợng công suất phản kháng tiêu thụ nhƣ: Hợp lí hố qui trính sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thƣờng xuyên làm việc non tải động có cơng suất hợp lí …Nâng cao hệ số cơng suất cosφ tự nhiên có lợi đƣa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù  Nâng cao hệ số công suất cosφ biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu thụ điện để cung công suất phản kháng theo yêu cầu chúng, nhờ giảm đƣợc lƣợng lớn công suất phản kháng phải truyền tải đƣờng dây 5.2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động đồng làm việc chế độ kích thích…Ở đây, ta lựa chọn tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện có ƣu điểm tiêu hao cơng suất tác dụng, khơng có phần quay nhƣ máy bù đồng nên việc lắp ráp bảo quản đƣợc tiện lợi dễ dàng Tụ điện đƣợc chế tạo thành đơn vị nhỏ nên tuỳ theo phát phụ tải trình sản xuất mà ta ghép dần đầu tụ vào mạng điện khiến hiệu suất sử dụng cao mà bỏ nhiều vốn đầu tƣ lúc Tuy nhiên tụ có số nhƣợc điểm định Trong thực tế với nhà máy, xí nghiệp có cơng suất không thất lớn thƣờng dùng tụ điện tĩnh để bù cơng suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số cơng suất Vị trí đặt thiết bị bù ảnh hƣởng nhiều đến hiệu bù Các tụ điện bù đặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPX, tủ phân phối, tủ động lực đầu cực phụ tải lớn Để xác định xác vị trí dung lƣợng thiết bị bù cần phải tính tốn so 94 sánh kinh tế kĩ thuật cho phƣơng án đặt tụ bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể Song theo kinh nghiệm thực tế, trƣờng hợp công suất dung lƣợng bù công suất phản kháng nhà máy thiết bị khơng thật lớn phân bố dung lƣợng bù cần thiết đặt TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tƣ thuận lợi cho cơng tác quản lí vận hành 5.3 XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƢỢNG BÙ 5.3.1 Xác định dung lƣợng bù Dung lƣợng bù cần thiết cho nhà máy đƣợc xác định theo cơng thức sau: Trong đó: Pttnm - Phụ tải tác dụng tính tốn nhà máy( kW) φ1 Góc ứng với cơng suất trung bình trƣớc bù: ta có cosφ1 = 0,745 φ2 -Góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù Cosφ2 = 0,95 α Hệ số xét tới khả nâng cao cosφ biện pháp khơng địi hỏi thiết bị bù α = 0,9-1 Với nhà máy thiết kế ta tìm đƣợc dung lƣợng bù: Qbù = Pttnm.( tgφ1 – tgφ2 ) α = 15652 ( 0,802 – 0,33) = 7387.7 (kVAR) 5.3.2 Phân bố dung lƣợng bù cho trạm biến áp phân xƣởng Từ TPPTT TBAPX mạng hình tia gồm nhánh có sơ đồ nguyên lí sơ đồ thay nhƣ sau: Vẽ lại mạch bù trạm biến áp : Sơ đồ thay mạng cao áp để phân bố dung lƣợng bù: TPPTT Rc1 Rc2 Rc3 Rc4 R B1 RB2 RB3 RB4 95 Cơng thức tính dung lƣợng bù tối ƣu cho nhánh mạng hình tia: Qbùi = Qi - Q Q bu Rtd Ri Trong đó: 10 Q- Q i - Phụ tải tính tốn phản kháng tổng nhà máy Q = 12278.8 kVAr Ri - Điện trở nhánh thứ i nhà máy ( Ω ) Ri = RB + RC RB - Điện trở máy biến áp: RB = ΔPN U dmBA n.S dmBA 2 103 ( Ω ) ∆PN - Tổn hao ngắn mạch máy biến áp ( kW) UdmBA,SdmBA – Điện áp công suất định mức máy biến áp ( kV, kVA ) RC - Điện trở đƣờng cáp( Ω ) : RC = Ro L ( Ω ) Căn vào số liệu máy biến áp cáp chƣơng III ta có bảng kết sau: Kết tính tốn điện trở nhánh TRẠM BIẾN ÁP B1 B2 B3 B4 B5 B6 PN Sdm RB (Ω) RC (Ω) 23 21.5 21.5 23 20 20 3000 2500 2500 3000 2000 2000 1.56 2.1 2.1 1.56 3.06 3.06 0.03705 0.0988 0.0247 0.11115 0.02223 0.0494 R = RB + R C (Ω) 1.597 2.1988 2.1247 1.6711 3.08 3.109 Điện trở tƣơng đƣơng mạng: n Rtd = i 1 Ri 1 Rtd= 1.597 2.198 1 2.128 1.6711 3.08 Xác định công suất bù tối ƣu cho nhánh: Qbi = Qi – ( Q- Qb ).Rtd / Ri 3.109 = 0.36 Ω 96 Qb1 =4185 - (12278.8 – 7387.7 )* Qb2 =1575– (12278.8 – 7387.7)* 0.36 = 3086 ( kVAr) 1.597 0.36 = 777 ( kVAr) 2.198 Qb3 = 2371.76 – (12278.8 – 7387.7)* 0.36 = 1546 ( kVAr) 2.124 Qb4 = 3308.72– (12278.8 – 7387.7)* 0.36 = 2258.4 ( kVAr) 1.67 Qb5=1125-(12278.8 – 7387.7)* 0.36 =555 (kVAr) 3.08 Qb6= 945 –( 12278.8 -7387.7)* 0.36 =395 (kVAr) 3.19 Kết phân bố dung lƣợng bù cho nhánh: Kết phân bố dung lượng bù cho nhánh TRẠM BIẾN ÁP B1 B2 B3 B4 B5 B6 LOẠI TỤ DLE4D125K5T DLE4D125K5T DLE4D125K5T DLE4D125K5T CEP 131A3 CEP 131A3 Qbù (kVAr) 125 SỐ BỘ 25 Tổng Qbù(kVAr) 3125 Qbù yêu cầu ( kVAr) 3086 125 875 777 125 13 1625 1546 125 18 2250 2258.4 100 100 600 400 555 395 Đối với trạm B1, B2, B3 ,B4 sử dụng tụ hạ áp bù cosφ điện áp 440V DAE YEONG chế tạo, đặt trạm Đối với trạm B5,B6 sử dụng tủ bù cos có điện áp kV Các thiết bị đƣợc tra từ bảng 6.5 6.13 TLIII Cooper chế tạo 97 Sơ đồ lắp ráp tụ bù cosφ cho trạm máy biến ỏp Tủ áptômát Tủ PP cho tổng PX Tụ bù cosf Tủ áptômát phân đoạn Tụ bù cosf Tủ PP cho Tủ áptômát tổng PX Cos ca nhà máy sau đặt tụ bù - Tổng công suất tụ bù: Qtb = 8875 (kVAr) - Lƣợng công suất phản kháng truyền lƣới cao áp nhà máy Q= Qttnm – Qtb = 12278.8 – 8875 = 3353.38 (kVAr) - Hệ số công suất phản kháng nhà máy sau bù Tgφ = 3353 ,38 Q = = 0.21 15652 Pttnm Tgφ = 0.21 → cosφ = 0,98 Kết luận: Sau lắp đặt bù cho lƣới hạ áp nhà máy hệ số công suất nhà máy đạt yêu cầu EVN 98 Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn nhà máy với hệ thống bù 8DC11 8DC11 8DC11 8DC11 3EH2 4MS56 3EH2 4MS56 8DC11 4ME76 4ME76 3DC 3DC M50 Qb1 3DC M50 Qb1 Qb2 3DC M50 Qb2 Qb3 3DC M50 Qb3 Qb4 3DC M50 Qb4 Qb5 M50 Qb5 Qb6 Qb6 99 CHƢƠNG VI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG CỦA PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trị quan trọng việc đảm bảo chất lƣợng sản phẩm, nâng cao suất lao động, an toàn sản xuất sức khoẻ ngƣời lao động Nếu ánh sáng không đủ ngƣời lao động phải làm việc trạng thái căng thẳng, hại mắt ảnh hƣởng nhiều đến sức khoẻ, kết hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật suất lao động thấp, chí cịn gây tai nạn lao động Cũng hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau:  Khơng bị lố mắt  Khơng bị lố phản xạ  Khơng tạo khoảng tối vật bị che khuất  Phải có độ rọi đồng  Phải tạo đƣợc ánh sáng gần với ánh sáng tự nhiên tốt 6.2 LỰA CHỌN SỐ LƢỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG CHUNG Hệ thống chiếu sáng chung phân xƣởng sửa chữa khí dùng bóng đèn sợi đốt sản xuất Việt Nam Phân xƣởng sửa chữa khí có: chiều dài a = 50m, chiều rộng b = 20m Tổng diện tích : F = 1000 m2 Nguồn điện sử dụng: U = 220V lấy từ tủ chiếu sáng TBA phân xƣởng Độ rọi đèn yêu cầu: E = 30lx Hệ số dự trữ : k = 1,3 Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác: H = h – hc - hlv = 4.5-0,7-0,8 = m Trong đó: h- Chiều cao phân xƣởng ( tính đến trần phân xƣởng), h = m hc- Khoảng cách từ trần đến đèn , hc = 0,5 m 100 hlv- Chiều cao từ phân xƣởng đến mặt công tác, hlv Hệ số phản xạ tƣờng : ρtg = 30% Hệ số phản xạ trần: ρtr = 50% Sơ đồ tính tốn chiếu sáng hc H hlv  Để tính tốn chiếu sáng cho phân xƣởng SCCK ta áp dụng phƣơng pháp hệ số sử dụng: Cơng thức tính tốn: F= E.S.Z.k ( lumen) n.k sd Trong đó: F – Quang thông đèn, (lumen) E - Độ rọi yêu cầu (lx) S - Diện tích cần chiếu sáng (m2) k- Hệ số dự chữ ksd- Hệ số sử dụng n - Số bóng đèn có hệ thống chiếu sáng chung Z - Hệ số phụ thuộc vào bóng đèn tỉ lệ L/H , thƣờng lấy Z = 0,8 1,4 101 Các hệ số đƣợc tra bảng 5.1;5.2;5.3;5.5 trang 134-145 PL VIII TL1 Tra bảng 5.1 tìm đƣợc L/H = 1.8 L =1.8 H = 1.8 = 5.4 (m), vào bề rộng phòng chọn L = 5m Căn vào mặt phân xƣởng ta bố trí đèn nhƣ sau: Bố trí dãy đèn , dãy đèn gồm 10 bóng , khoảng cách đèn 5m , khoảng cách từ tƣờng phân xƣởng đến dãy đèn gần theo chiều dài phân xƣởng 2,5m , theo chiều rộng phân xƣởng 2,5m Ta có tất 40 bóng đèn Chỉ số phịng tồn phân xƣởng: φ= φ= a.b H.(a b) 50 * 20 =5 3,2(50 20 ) Với hệ số phản xạ tƣờng 30% trần 50% tra PLVIII.1TL I tìm đƣợc hệ số sử dụng: ksd = 0.48 tra bảng 5.1(tl2) ta tìm đƣợc L/H = 1.8 Quang thông đèn: F1 = 1.3 * 30 * 50 * 20 *1,2 E.S.Z.k = = 2528 (lm) n.k sd 64 * 0,48 Ta chọn đèn sợi đốt có cơng suất Pd = 200W có quang thơng F = 2528(lm) Tổng cơng suất chiếu sáng tồn phân xƣởng: PCS = n.Pd =40*200=8000 (W) 6.3 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung phân xƣởng ta đặt tủ chiếu sáng phân xƣởng gồm áptômát tổng ba pha bốn cực 10 áptômát nhánh pha hai cực để cấp cho10 dãy đèn dãy có bóng  Chọn áptơmát tổng: Chọn áptơmát theo điều kiện sau: Điện áp định mức : UdmA≥ Udm.m = 0,38 kV 102 Dòng điện định mức : IdmA ≥ Itt = PCS 3.U dm cos = 12,8 * 0,38 * = 19,45 (A) Chọn áptômát loại C60N hãng Merin Gerin chế tạo có thông số sau: IdmA = 20A, IcắtN = kA, Udm = 440 V  Chọn cáp từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng: Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: khc.Icp ≥ Itt = 19,45 (A) Trong đó: Itt – Dịng điện tính tốn hệ thống chiếu sáng chung Icp - Dòng điện cho phép tƣơng ứng với loại dây, tiết diện khc - Hệ số hiệu chỉnh, lấy khc = Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ Khi bảo vệ áptômát: Icp ≥ I kddt 1,25.I dmA 1,25.20 = = = 31,25 (A) 0,8 0,8 0,8 Chọn loại cáp 4G2.5 cách điện PVC LENS có Icp = 53 (A)  Chọn áptơmát nhánh: Chọn cho dãy 4bóng đèn: ( p = 200W) Điện áp định mức: UdmA ≥ Udm.n = 0,22 kV Dòng điện định mức: IdmA ≥ Itt = n.Pd * 200 = = 3.64 (A) U dm.m 220 Chọn áptômát loại C60a hãng Merin Gerin chế tạo có thơng số sau: IdmA = A; IcătN = kA; Udm = 400V; loại cực  Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến bóng đèn: Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép: khc.Icp ≥ Itt Kiểm tra theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ, bảo vệ áptômát: IdmA≥ I kdnhi 0,8 = 1,25I dmA 1,25 * = = 9,38 (A) 1,5 0,8 Chọn cáp đồng lõi tiết diện 2*1,5 mm2 có Icp = 37 A cách điện PVC LENS chế tạo 103 Sơ đồ nguyên lí mạng chiếu sáng phân xưởng sửa chữa khí TG B3 PVC(3x120x70) NS 400N NS 400N TPP C60N C60N C60N C60N C60N C60N 10xC60a 200W C60N 104 Sơ đồ mạng điện chiếu sáng phân xưởng sửa chữa khí ... đồ phụ tải điện nhà máy luyện kim đen 24 CHƢƠNG III THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY 3.1 CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP CẤP CHO NHÀ MÁY Cấp điện áp vận hành cấp điện áp liên kết hệ thống cung cấp điện khu công... xƣởng nhà làm việc nhà máy đƣợc bố trí nhƣ sau: Hình1.1: Mặt bằngcác phân xưởngcủa nhà máy luyện kim đen 1.2.DANH SÁCH THIẾT BỊ PHÂN XUỞNG SCCK Tt Tên thiết bị Máy tiện ren Máy tiện ren Máy doa... tính tốn nhà máy ( kW) l – khoảng cách từ trạm biến áp trung gian nhà máy ( km) U = 19565 (0,1 0,015 15 = 55 kV Từ kết tính tốn ta chọn cấp điện áp 35 kV liên kết từ hệ thống điện tới nhà máy 3.2