Thiết kế cung cấp điện cho công ty cổ phần sắt tráng men – nhôm hải phòng

LỜI MỞ ĐẦU Trong công xây dựng đổi đất nƣớc, ngành công nghiệp điện lực giữ vai trị vơ quan trọng Hiện điện lực trở thành dạng lƣợng thiếu đƣợc hầu hết lĩnh vực: xây dựng, sinh hoạt, giao thông vận tải, Khi xây dựng nhà máy mới, khu công nghiệp, khu dân cƣ mới, việc phải tính đến xây dựng hệ thống cung cấp điện để phục vụ nhu cầu sản xuất sinh hoạt cho khu vực Sau thời gian học tập trƣờng qua q trình tìm hiểu thực tế cơng ty cổ phần sắt tráng men – nhơm Hải Phịng Em thực đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế cung cấp điện cho công ty cổ phần sắt tráng men – nhơm Hải Phịng ” Với hƣớng dẫn tận tình giáo Th.S Đỗ Thị Hồng Lý thầy cô môn Điện Tự Động cơng nghiệp em hồn thành đề tài Đồ án gồm phần sau: Chƣơng 1: Giới thiệu công ty cổ phần sắt tráng men – nhôm HP Chƣơng 2: Xác định PTTT phân xƣởng toàn nhà máy Chƣơng 3: Lựa chọn thiết bị điện cho nhà máy Chƣơng 4: Nối đất chống sét CHƢƠNG GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN SẮT TRÁNG MEN – NHÔM HẢI PHÕNG 1.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CƠNG TY Cơng ty cổ phần sắt tráng men - nhơm Hải Phịng đƣợc thành lập từ doanh nghiệp nhà nƣớc Trụ sở công ty đặt tại: Số 136 đƣờng Ngô Quyền - Phƣờng Máy Chai - Quận Ngô Quyền - Thành phố Hải Phịng * Cơng ty có nhiệm vụ: - Tổ chức sản xuất kinh doanh xuất loại sản phẩm sắt tráng men, nhôm, thép không rỉ, loại kim khí khác, vật liệu chịu lửa hố chất chế tạo men, kinh doanh nhà văn phòng cho thuê - Trải qua chục năm xây dựng phát triển công ty qua nhiều giai đoạn thăng trầm, tập thể cán công nhân viên cơng ty ln khắc phục khó khăn hồn thành nhiệm vụ trị đơn vị đƣợc giao giai đoạn : Giai đoạn vừa sản xuất vừa xây dựng (1960 - 1966): Nhà máy sắt tráng men - nhơm Hải Phịng đƣợc xây dựng vào cuối năm 1958 nhà máy bát Pháp để lại từ trƣớc năm 1930, đến cuối năm 1959 nhà máy xây dựng xong Đây cơng trình Trung Quốc viện trợ với nhiệm vụ sản xuất hàng tiêu dùng dân dụng, y tế, phục vụ quốc phòng sở miền Bắc sản xuất sản phẩm sắt tráng men Ngày 17/5/1960 nhà máy thức đƣợc thành lập vào hoạt động với công suất thiết kế ban đầu 300.000 sản phẩm nhôm 1,5 triệu sản phẩm sắt tráng men năm, với xƣởng sản xuất diện tích mặt 2,4 héc ta, số lao động nhà máy gồm 52 cán cơng nhân viên đƣợc đào tạo nghề Thƣợng Hải Trung Quốc Đây giai đoạn nhà máy thực nhiệm vụ sản xuất phục vụ hai nhiệm vụ chiến lƣợc cách mạng Việt Nam: Ngoài việc cung cấp sản phẩm Việt Nam, nhà máy sản xuất số sản phẩm xuất sang nƣớc XHCN nhƣ Liên Xô cũ, Cu Ba,… Giai đoạn vừa sản xuất vừa chiến đấu (1967 - 1975): Đây giai đoạn khó khăn nhà máy đất nƣớc ta có chiến tranh, đế quốc Mỹ leo thang bắn phá miền Bắc, dùng không quân đánh vào mục tiêu: Các trung tâm trị, trung tâm kinh tế, khu công nghiệp miền Bắc nƣớc ta Nhà máy phải di chuyển nơi sơ tán Hải Dƣơng Hà Bắc, để lại phận nhỏ cán công nhân viên lại vừa sản xuất vừa chiến đấu bảo vệ nhà máy Ngày 20/4/1967 nhà máy bị máy bay Mỹ ném bom phá huỷ xƣởng sản xuất xƣởng dập hình cán đúc gây thiệt hại nặng nề ngƣời tài sản nhà máy, có cán cơng nhân viên hy sinh 50 thiết bị máy móc xƣởng bị phá huỷ hoàn toàn, sản xuất bị đình trệ Giai đoạn mở rộng sản xuất (1976 -1978): Đây giai đoạn nhà máy đƣợc phủ Trung Quốc giúp đỡ nhằm khôi phục mở rộng sản xuất Một số nhà xƣởng đƣợc xây dựng nhƣ: xƣởng chế phấn, xƣởng nồi chịu lửa, dập hình, cán đúc, tráng nung Đồng thời thiết bị đƣợc trang bị: hệ thống lò nung treo (lò nung bán tự động), hệ thống phun hoa, máy dập song động,… đến cuối năm 1978 sản lƣợng sản xuất nhà máy đạt công suất 700 nhôm triệu sản phẩm sắt tráng men năm Diện tích mặt nhà máy đƣợc mở rộng lên 6,2 héc ta có xƣởng sản xuất Giai đoạn từ 1978 - 1986: Đƣợc quan tâm phủ với nỗ lực cố gắng tập thể cán công nhân viên, nhiều sáng kiến cải tiến đƣợc áp dụng giai đoạn thực bứt phá giúp nhà máy đứng vững mà sáng kiến sáng kiến đƣa than kíp lê Việt Nam vào sản xuất thay hoàn toàn than dầu Trung Quốc giúp nhà máy trì đƣợc sản xuất khơng có trợ giúp chun gia hoàn thành tốt nhiệm vụ Đảng nhà nƣớc giao phó: triệu sản phẩm sắt tráng men, 2,5 triệu sản phẩm nhôm Giai đoạn chuyển đổi chế quản lý: từ chế quan liêu bao cấp sang chế thị trường ( 1987 - 2004): Sau có Quyết định 217/HĐBT ( phủ ) chuyển đổi kinh tế từ chế bao cấp sang chế thị trƣờng có quản lý nhà nƣớc theo định hƣớng XHCN, để tồn đứng vững chế nhà máy phải tự tổ chức sản xuất kinh doanh: Nhiều thiết bị đƣợc đầu tƣ mới, sản xuất sản phẩm đa dạng, công tác quản lý đƣợc tăng cƣờng làm giảm chi phí sản xuất, mở rộng thị trƣờng tiêu thụ sản phẩm Chính vậy, hiệu kinh tế ngày cao, đời sống cán công nhân viên ngày đƣợc ổn định cải thiện rõ rệt Vốn công ty thời điểm tháng 12/1989: 159 triệu đồng, tốc độ tăng trƣởng ổn định từ 10 – 15 % /năm Giai đoạn từ 2005 - nay: Thực chủ trƣơng chuyển đổi doanh nghiệp Đảng nhà nƣớc tháng 10/2004 công ty sắt tráng men - nhơm Hải Phịng bắt đầu cổ phần hóa doanh nghiệp nhà nƣớc: 70% vốn cơng ty cổ đơng đóng góp, nhà nƣớc đóng góp 30% vốn có cơng ty theo định số 108/2004QĐ - BCN ngày 12/10/2004 công nghiệp Đăng ký kinh doanh lần đầu số 0203001233 ngày 14/01/2005 sở kế hoạch đầu tƣ thành phố Hải Phịng Giai đoạn cơng ty đầu tƣ lị ủ nhôm điện trở, với công suất thiết kế tấn/ngày Với thành tựu đạt đƣợc gần 50 năm qua, công ty đƣợc trao tặng nhiều khen, giấy khen, huân chƣơng lao động hạng 1, hạng 2, hạng 3, cờ luân lƣu phủ, công nghiệp nhẹ ( công thƣơng ) thành phố Hải Phòng Sản phẩm cơng ty có uy tín lớn thị trƣờng Việt Nam đƣợc ngƣời tiêu dùng bình chọn hàng Việt Nam chất lƣợng cao 1.2 CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA CÔNG TY Tổng lao động thực tế sử dụng ( tính đến thời điểm tháng 3/2010 ): 474 Trong đó: - Lao động đóng bảo hiểm xã hội: 456 - Lao động học nghề : 14 - Lao động hợp đồng khoán việc: 13 - Lao động nữ: 174 - Lao động gián tiếp: 136 - Lao động làm công tác quản lý, nghiệp vụ: 98 - Lao động CN phục vụ ( nhà trẻ, bảo vệ, nấu ăn, bốc vác, lái xe ): 38 - Công nhân kỹ thuật: 347 - Lao động có trình độ đại học: 86 Trong đó: 76 ngƣời đƣợc sử dụng làm nghiệp vụ, quản lý Công ty phân bố cấu tổ chức gồm phòng chức xƣởng sản xuất Cơ quan có thẩm quyền cao công ty đại hội đồng cổ đông, đại hội đồng cổ đông bầu hội đồng quản trị ban kiểm soát Chức năng, nhiệm vụ hội đồng quản trị ban kiểm soát đƣợc thể điều lệ cơng ty Hình 1.1 Sơ đồ máy tổ chức quản lý công ty cổ phần sắt tráng men – nhơm Hải Phịng 1.3 CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN  Độ tin cậy cấp điện: Mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tùy thuộc vào tính chất, yêu cầu phụ tải với nhiều nhà máy công nghiệp tốt đặt máy phát dự phòng, điện lƣới dung điện máy phát cấp cho phụ tải quan trọng phận chính, dây truyền quan trọng  Chất lượng điện: Chất lƣợng điện đƣợc đánh giá qua hai tiêu tần số điện áp Chỉ tiêu tần số trung tâm điều độ quốc gia điều chỉnh Ngƣời thiết kế phải đảm bảo chất lƣợng điện áp cho khách hàng nói chung điện áp lƣới trung áp hạ áp cho phép dao động quanh giá trị định mức ± 5% Ở xí nghiệp phân xƣởng yêu cầu chất lƣơng điện áp cao nhƣ điện tử xác, thiết bị văn phịng máy in… cho phép dao động điện áp ± 2,5%  An tồn: Cơng trình cấp điện phải đƣợc thiết kế có tính an tồn cao: an tồn cho ngƣời vận hành, ngƣời sử dụng, an tồn cho thiết bị điện tồn cơng trình  Kinh tế: Trong trình thiết kế thƣờng xuất nhiều phƣơng án, phƣơng án có ƣu nhƣợc điểm riêng, có mâu thuẫn hai mặt kinh tế kỹ thuật Một phƣơng án đắt tiền thƣờng có ƣu điểm độ tin cậy chất lƣợng điện cao Thƣờng đánh giá kinh tế phƣơng án cấp điện qua hai đại lƣợng: vốn đầu tƣ phí tổn vận hành 1.4 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG VÀ THỐNG KÊ PHỤ TẢI CỦA CÔNG TY 1.4.1 Sơ đồ mặt 298 m 222 m Hình 1.3 Sơ đồ mặt tồn nhà máy Trong đó: 1: Nhà hành 6: Nhà ăn 2: Xƣởng khí 7: Xƣởng nhơm 3: Xƣởng tráng nung 8: Xƣởng cán đúc 4: Xƣởng chế men 9: Xƣởng dập hình 5: Xƣởng inox 1.4.2 Thống kê phụ tải cơng ty 1.4.2.1 Xƣởng khí Bảng 1.1 Phụ tải phân xƣởng khí STT 10 11 12 13 15 16 17 18 19 Tên máy Số lƣợng Công suất (kW) 1 3 1 1 12 1 11 3 7.5 5.5 4.5 15 11 0.6 1.5 Máy tiện CQ Máy tiện L5 Máy tiện ren Máy tiện trục Máy mài Máy phay Máy bào Máy khoan Máy cƣa sắt Máy cƣa gỗ Búa máy Búa máy Búa máy Bơm nƣớc Quạt chống nóng Quạt lò Tủ sấy Máy nắn sắt Tổng số máy: n = 41 Tổng công suất: 172 ( kW ) Diện tích: 1536 ( m2 ) Tổng cơng suất (kW) 33 3 7.5 16.5 13.5 15 11 15 7.2 9 1.5 1.4.2.2 Xƣởng cán đúc Bảng 1.2: Phụ tải phân xƣởng cán đúc STT Tên máy Số lƣợng Công suất (kW) 10 11 11 Máy cắt miếng tròn Máy cắt miếng tròn xoay Máy cắt miếng nhỏ Máy cắt thẳng 200cm Máy cắt thẳng 250cm Máy cắt thẳng 120cm Máy cán Máy nén khí Bơm nƣớc Pa Cầu trục Quạt lị nấu nhôm Động dịch chuyển nâng hạ khuôn đúc Quạt bảo hộ nhỏ Quạt bảo hộ to Máy ép phôi 2 1 1 1 7.5 4.8 11 25 2.2 185 0.25 13 4.5 Tổng công suất (kW) 15 4.8 11 25 2.2 185 0.5 13 4.5 6 20 0.6 4.5 12 21 4.5 12 13 14 15 Tổng số máy: n= 47 Tổng cơng suất: 330 ( kW ) Diện tích: 1092 ( m2 ) 10 đất, vỏ bọc kim loại cáp đặt đất làm trang bị nối đất + Nối đất nhân tạo: Thƣờng đƣợc thực cọc thép, cọc đồng dài ( m ) chôn sâu xuống đất cho đầu chúng cách mặt đất 0,5 1,5 ( m ) Nhờ giảm đƣợc thay đổi điện trở nối đất theo thời tiết Các ống thép hay thép đƣợc nối với cách hàn với thép nằm ngang đặt độ sâu 0,5 0,7 ( m ) Tiết diện nhỏ thép 48(mm2) Các thiết bị làm việc cấp điện áp khác chế độ làm việc khác yêu cầu điện trở trang bị nối đất khác Theo quy phạm trang bị điện điện trở nối đất mạng có U < 1000 ( V ) công suất máy biến áp lớn 100kVA thời điểm năm phải có Rnd < ( ) Khi xét đến nối đất tự nhiên song song với nối đất điện trở nối đất nhân tạo đƣợc tính theo cơng thức sau: R nt Trong đó: R nd R tn (4.1) Rnt: Điện trở nối đất nhân tạo ( ) Rtn: Điện trở nối đất tự nhiên ( ) Rnd: Điện trở nối đất cho phép ( ) Ta coi nhƣ khơng có nối đất tự nhiên nên: Rnd < Rndcp = ( ) + Tính tốn nối đất nhân tạo theo trình tự nhƣ sau: - Xác định điện trở nối đất theo quy trình quy phạm nối đất - Xác định điện trở nối đất cọc là: Rlc= K m ax 2l (ln l d 4.t ln ) ( 4.t ) (4.2) Trong đó: ▪ điện trở suất đất đo điều kiện chuẩn ( cm ) ▪ Kmax hệ số phụ thuộc vào điều kiện đo tra bảng 2- 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo ] ▪ l: Chiều dài cọc ( m ) ▪ t: Là độ sâu chôn cọc ( m ) 71 ▪ d: Đƣờng kính cọc trịn ( m ) Xác định sơ số cọc: Số cọc thƣờng đƣợc xác định theo kinh nghiệm, đồng thời xác định sơ theo công thức: n= R lc R d c (4.3) Trong đó: Rlc: Điện trở nối đất cọc ( ) Rd: Điện trở thiết bị nối đất theo quy định ( c: ) Hệ số sử dụng cọc Xác định điện trở nối ngang k max 2L2 Rt = ( ln L b.t ) (4.4) Trong đó: L: Chiều dài mạch vòng tạo nối ( m ) b: Bề rộng nối ( m ) t: Độ sâu ( m ) Điện trở nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng Rt Rt t: (4.5) t Xác định điện trở ( khuếch tán ) n cọc chôn thẳng đứng Rc: Rc = R lc n c (4.6) Xác định điện trở ( khuếch tán ) thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc dẫn: Rnd = R c R t Rc Rt (4.7) So sánh điện trở nối đất tính đƣợc Rnd với điện trở nối đất theo quy định Rd Rnd > Rd phải tăng số cọc lên tính lại 72 4.2.2 Tính tốn nối đất cho trạm biến áp Ta chọn Rd = ( ) Xác định điện trở nối đất cọc tiếp địa: Rlc = K max 2l (ln l d 4.t ) ln 4.t ( 4.8) Qua công tác khảo sát cho thấy đất vị trí xây dựng đất ruộng tra bảng - 65 [trang 659,3] ta đƣợc = 0,4.104 ( cm ) = 40 ( m ) Kmax = 1,4 hệ số phụ thuộc vào điều kiện đo tra bảng - 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo ] Ta dùng loại điện cực đồng có kích thƣớc: đƣờng kính d = 20 ( mm ), dài l = 2,5 ( m ) chôn cách mặt đất 1,2 ( m ) Có độ sâu chơn cọc: t = 1,2 + 2,5 = 2,45 ( m ) Thay số vào công thức (4.8) Rlc = 1,4.40 2.2,5 (ln 2,5 0,02 4.2,45 2,5 ) = 20,61 ( ln 4.2,45 2,5 ) Số lƣợng cọc theo lý thuyết: Nlt = R lc R ndcp 20,614 = 5,15 ( cọc ) Chọn số cọc lý thuyết cọc Cọc có chiều dài l = 2,5 ( m ), khoảng cách cọc a = ( m ) Tra bảng - 23 [ trang 260, Tài liệu tham khảo ] với a/l = 1, Nlt = cọc ta có hệ số sử dụng cọc là: c = 0,62 Ta có số cọc đƣợc sử dụng theo kinh nghiệm là: n= R lc Rd c 20,614 = 8,31 ( cọc ) 4.0,62 Với a/l = 1, n = tra bảng - 23 [ trang 260, Tài liệu tham khảo ] cos 0,58 Điện trở nối đất cọc là: 73 c = Rc = R lc n c 20,614 8.0,58 4,44 ( ) Các cọc đƣợc chôn theo mạch vòng cách ( m ) đặt bên khu vực nhà máy chu vi mạch vòng là: L = a.n = = 24 ( m ) Điện trở nối ngang: Ta sử dụng loại điện cực tròn tiết diện 95 ( mm2 ) k max 2L2 Rt = ( ln L b.t ) Kmax = 1,6: Hệ số hiệu chỉnh nằm ngang Tra bảng 2- 22 [trang 259, Tài liệu tham khảo ] L: Chiều dài mạch vòng tạo nối 24 ( cm ) b: Bề rộng nối b = 2d = 22 ( mm ) = 0,022 ( m ) t: Độ sâu t = 1,2 + 0,022 = 1,211 ( m ) 1,6.40 2.24 ln Thay số: Rt = 24 0,022.1,211 4,53 ( ) Điện trở nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng Rt = Rt t 4,53 0,36 tham khảo ] có 12,58 ( t: ) với a/l = 1, n = tra bảng 2-24 [trang 260, Tài liệu = 0,36 Điện trở nối đất nhân tạo hệ thống đƣợc xác định theo công thức: R nd R c R t Rc Rt Vậy Rnđ < Rđ = ( 4,44.12,58 4,44 12,58 3,26 ( ) ), hệ thống nối đất thoả mãn u cầu 4.3 TÍNH TỐN CHỐNG SÉT CHO CƠNG TY 4.3.1 Khái quát chống sét Sét nguồn điện từ mạnh, xuất hình thành điện tích khối lớn, từ đám mƣa giơng mang điện tích dƣơng - phần đám mây - điện tích âm - phần dƣới đám mây Chúng tạo điện 74 trƣờng có cƣờng độ lớn chung quanh đám mây Trong trình tích lũy điện tích trái dấu, điện trƣờng có cƣờng độ gia tăng liên tục đƣợc hình thành Khi điện nơi đám mây vƣợt q ngƣỡng cách điện khơng khí, xảy tƣợng đánh xun, hay cịn gọi sét tiên đạo Có thể phân biệt loại thiết bị chống sét: thiết bị chống sét đánh trực tiếp thiết bị chống sét lan truyền Bảng 4.1 Chủng loại bán kính bảo vệ Loại kim chống sét Bán kính (m) CX040 63 CX070 73 BX125 84 BX175 104 AX210 142 4.3.2 Cấu trúc hệ thống chống sét  Chống sét đánh trực tiếp Cấu hình loại gồm có phần: a) Đầu thu lôi: Dùng để phát tia tiên đạo lên thu hút sét Đầu thu lơi đƣợc gắn trụ đỡ có độ cao trung bình ( m ) so với đỉnh cơng trình cần đƣợc bảo vệ b) Dây dẫn sét: Dùng để dẫn dịng sét từ đầu thu lơi đến hệ thống tiếp đất Thƣờng làm đồng cáp đồng trần, tiết diện dây dẫn đƣợc quy định theo tiêu chuẩn quốc tế từ 50 ( mm2 ) đến 75 ( mm2 ) c) Hệ thống tiếp đất: Dùng để tản dịng điện sét đất Cấu hình hệ thống tiếp đất gồm: - Các cọc tiếp đất: thƣờng dài từ 2,4 ( m ) đến ( m ) Đƣờng kính ngồi thƣờng 14 – 16 ( mm ) Đƣợc chôn thẳng đứng cách mặt đất từ 0,5 đến 75 ( m ) Khoảng cách cọc với cọc từ đến 15 ( m ) - Dây tiếp đất: Thƣờng cáp đồng trần có tiết diện từ 50 đến 75( mm2 ) dùng để liên kết cọc tiếp đất lại với Cáp nằm âm dƣới mặt đất từ 0,5 đến ( m ) - Ốc siêu cáp mối hàn hoá nhiệt cadweld: dùng để liên kết dây tiếp đất cọc tiếp đất với - Vì thiết bị cắt sét sơ cấp nên thƣờng giá thành thấp  Thiết bị chống sét đƣờng dây lan truyền vào trạm Do toàn hệ thống đƣờng dây tải điện trung áp 35kV cấp nguồn cho nhà máy đƣợc lấy trực tiếp từ cột cao lƣới điện 35kV quốc gia nên cần có chống sét van đặt phía cao áp nhà máy chống sét đánh từ đƣờng dây lan truyền vào trạm biến áp nhà máy 4.3.3 Tính tốn chống sét đánh trực tiếp cho công ty Hệ chống sét gồm phận thu đón sét đặt không trung, đƣợc nối đến dây dẫn đƣa xuống hệ thống tiếp địa an tồn chơn sâu đất a, Tính tốn điện trở nối đất cho hệ thống chống sét Rnđ