KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ HỒ QUANG ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY PHÔI THÉP HÒA PHÁT

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠTĐỘNG CỦA LÒ HỒ QUANG ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY

PHÔI THÉP HÒA PHÁT

Trưởng bộ môn : TS Trần Trọng Minh Giáo viên hướng dẫn : Nguyên Kiên Trung Sinh viên thực hiện : Trần Văn Loi

Hà nội, 10-2012

Trang 3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN

Họ và tên sinh viên: Trần Văn Lợi Số hiệu sinh viên: TC07-4060 Khóa: K47 Khoa/Viện:Điện Ngành.:Tự động hóa XNCN

1.Đầu đề thiết kế:

KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ HỒQUANG ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY PHÔI THÉP HÒA PHÁT

2 Các số liệu ban đầu:

Các số liệu ban đầu bao giồm:

+Các thông số về lò hồ quang được cung cấp từ nhà máy phôi thép hòa phát +Thông số cấu tạo và điều chỉnh máy biến áp

+Thông số chi tiết về các thiết bị được sở dùng trong nhà máy +Sơ đồ mạch lực và mạch đièu khiển của nhà máy

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

+Tổng quan về lò hồ quang và công nghệ nấu luyện thép +Khảo sát và phân tích hệ thống cung cấp điện.

+Khảo sát và phân tích hệ thống mạch lực.

+Khảo sát và phân tích hệ thống điều khiển lò hồ quang.

4 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): 4 Bản A05 Họ tên cán bộ hướng dẫn: ThS Nguyễn Kiên Trung

Trang 4

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 4/5/20127 Ngày hoàn thành đồ án: 7/10/2012

Ngày tháng năm

Trưởng bộ môn

( Ký, ghi rõ họ, tên) Cán bộ hướng dẫn( Ký, ghi rõ họ, tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày… tháng … năm

Người duyệt

( Ký, ghi rõ họ, tên)( Ký, ghi rõ họ, tên)Sinh viên

Trang 5

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: Tên đề tài do em tự thiết kế dưới sự

hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Kiên Trung Các số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế.

Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác Nếu phát hiện có sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.

Hà Nội, ngày 29 tháng 05 năm 2012Sinh viên thực hiện

Trần Văn Lợi

Trang 6

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LÒ HỒ QUANG ĐIỆN VÀ CÔNG NGHỆ NẤU LUYỆN THÉP TẠI NHÀ MÁY THÉP HOÀ PHÁT 2

1.1 Khái niệm chung 2 1.1.1 Khái niệm 2 1.1.2 Phân loại 2

1.1.3 Kết cấu chung 3

1.1.4 Các thống số quan trọng của lò hồ quang 3

1.2 Khái niệm và giới thiệu thiết bị ,các công đoạn làm việc của lò luyện

thép bằng hồ quang điện tại nhà máy thép Hòa Phát. 4 1.2.1 Khái niệm và gới thiệu về thiết bị 4

1.2.2.Các công đoạn của quá trình nấu luyện 5

1.2.3 Chu trình làm việc của lò hồ quang: gồm 3 giai đoạn với các đặc điểm công nghệ sau 6

1.2.3.a Giai đoạn nung nhiên liệu và nấu chảy kim loạ1.6 1.2.3.b Giai đoạn Oxi hóa và hoàn nguyên 7

1.2.3.c Giai đoạn phụ 8

1.3.Phân tích yêu cầu điều khiển đối với từng công đoạn 8 1.3.1 Công đoạn chuẩn bị nạp liêụ và nạp liệu 8

1.3.2 Công đoạn nấu chẩy 8

1.3.3 Công đoạn Oxi hóa và ra thép 9

CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 11

2.1.Yêu cầu cung cấp điện và dặc thù 11

2.2.Phân tích hệ thống cung cấp điện cụ thể tại nhà máy 11

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH HỆ THỐNG MẠCH LỰC LÒ HỒ

3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống mạch lực lò hồ quang 14

3.2 Máy cắt cao áp và dao cách li: 163.3 Máy biến áp lực 21

3.4 Điện cực 23

3.5 Các thiết bị đo lường và bảo vệ chống sét 24

3.6 Bản vẽ sơ đồ đấu dây tủ động lực .25

Trang 7

CHƯƠNG 4 KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LÒ HỒ

4.1 Yêu cầu điều khiển 31

4.2 Phân tích tín hiệu vào ra của hệ thống điều khiển 32

4.2.1 Chọn loại PLC, các môdul vào ra, các cảm biến và thiết bị chấp hành(rơ

le, contắc tơ) 32

4.2.2 Lập bảng phân công địa chỉ vào ra: 32

4.2.3 Vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển PLC OMRON: 42

4.2.3.a Hệ thống tủ điều khiển PLC 1( Gồm các modun dầu vào ( DI), và các modun đầu ra ( DO) được bố trớ như sau.: 42

4.2.3.b Hệ hống tủ điều khiển PLC2: Gồm cÁc modun đầu vào số ( DI) ,tương tự (AD) và các modun đầu ra số (DI) và modun đầu ra tương tự (DA) được bố trí như sau: 42

4.3 Sơ đồ ghép nối 43 4.4 Chương chình điều khiển 46 4.4.1 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh nghiêng lò: 46

4.4.2 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh Nâng (hạ )chống sau : 47

4.4.3 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh Nâng chống trước: 48

4.4.4 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh hạ chống trước 49

4.4.5 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh Nâng (hạ) nắp lò : 50

4.4.6 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh Quay nắp lò : 51

4.4.7 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh mở đĩa ra thép (EBT): 53

4.4.8 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh nâng hạ điện cực 54

4.4.9 Lưu đồ quá trình mồi hồ quang……….55

4.4.9 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh chương trình bằng tay 56

KẾT LUẬN 63.

Trang 8

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1-1a 2 Hình 1-1b 2

Hình 1-2 Ảnh lò hồ quang.5

Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ nấu luyên thép 5

Hình 1-4 Đồ thị công suất hữu dụng tiêu thụ ở lò hồ quang 30Tấn 7

Hình 2-1 Tổng thể khu vực vận hành nhà điện trung tâm SVC. 12

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống mạch lực lò hồ quang 14 Hình 3.2 Sơ đồ đấu nối mạch lực và các tín hiệu điều khiển 15 Hình 3.3 Hình ảnh một dao cách ly 16

Hình 3.4 Hình ảnh máy cắt trung áp 17

Hình 3.5 Hình vẽ là mặt cắt của một máy cắt chân không điển hình 18 Hình 3.6 Mạch điều khiển máy cắt trung áp 20

Hình 3.7 Sơ đồ cấu tạo máy biến áp lò 21 Hình 3.8 Hình ảnh chống sét van 24

Hình 3.9 Hệ thống đo ,đếm trung áp 25

Hình 3.10 Tạo điện áp 110 V DC điều khiển máy cắt 26 Hình 3.11 Hệ thống đo đếm trung áp 27

Hình 3.12 Sơ đồ nguồn điều khiển chính27

Hình 3.13 Mạch cung cấp,phân phối PLC 28

Hình 3.14 Hệ thống mạch lực và mạch điều khiển bơm thủy lực 29 Hình 3.15 Mạch biến tần điều khiển xe chở thùng thép 30

Hình 4.1 Modun tín hiệu vào số: ( DI2.XX ) 40 Hình 4.2 Modun tín hiệu ra số : ( DI3.XX ) 41 Hình 4.4 Nâng hạ điện cực 41

Hình 4.5 Hệ thống mạch lực và mạch điều khiển bơm thủy lực……… 45 Hình 4.5.Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh nghiêng lò 46

Hình 4.6 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh Nâng (hạ )chống sau 47 Hình 4.7.Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh Nâng chống trước 48

Hình 4.8 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh hạ chống trước 49 Hình 4.9 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh Nâng (hạ) nắp lò 50 Hình 4.10 Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh Quay nắp lò 53 Hình 4.12: Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh 54

Hình 4.13 : Lưu đồ quá trình mồi hồ quang 55

Hình 4.14: Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh chương trình bằng tay 56

Trang 9

Lời mở đầu

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghiệp luyện kim là một ngành quan trọng trong công nghiệp nặng của một quốc gia Là ngành tạo ra nguyên liệu cho cơ khí chế tạo, vật liệu cho xây dựng v.v

Việc cung cấp, trang bị trang bị điện cho ngành luyện kim luôn là một vấn đề lớn Các trang thiết bị luyện kim càng hiện đại thì chất lượng sản phẩm càng cao, đáp ứng được nhu cầu cho các ngành sản xuất khác về chất lượng nguyên liệu Trong tiến trình công nghiệp hóa ,hiện đại hóa đất nước, tự động hóa các dây truyền sản xuất đang là một trong những mục tiêu hàng đầu Nó cho phép nâng cao năng suất, chất lượng, giảm giá thành sản phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động

Trong quá trình thực tập tìm hiểu các trang thiết bị luyện kim của công ty TNHH MTV THÉP HÒA PHÁT em thấy lò hồ quang là một đối tượng phù hợp với khả năng của mình Vì vậy sau khi được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn em được giao nhiệm vụ nghiên cứu đề tài tốt nghiệp về lò hồ quang:khảo sát, phân tích,tìm hiểu lò Hồ Quang của nhà mày thép hòa phát Đề tài được hoàn thành gồm các chương:

Chương 1 Tổng quan về lò hồ quang điện và công nghệ nấu luyện thép tại nhàmáy thép hoà phát

Chương 2 Phân tích hệ thống cung cấp điện của nhà máyChương 3 Khảo sát phân tích hệ thống mạch lực lò hồ quangChương 4 Khảo sát phân tích hệ thống điều khiển lò hồ quang

Kèm theo bản thuyết minh là sơ đồ nguyên lý, sơ đồ cung cấp điện của hệ thống.

Bản đồ án này được hoàn thành với sự hướng dẫn của thày giáo Nguyễn Kiên Trung và các thầy cô giáo trong Bộ môn tự động hóa - Trường đại học BKHN và các bạn đồng nghiệp

Do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm thực tế nên trong đề tài chắc hẳn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo góp ý thêm của các Thầy,các Cô để em có thể hiểu được sâu về đề tài này Em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô.

1

Trang 10

Chương 1 Tổng quan về lò quang hồ quang điện và công nghệ nấu luyện thép

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LÒ HỒ QUANG ĐIỆNVÀ CÔNG NGHỆ NẤU LUYỆN THÉP TẠI NHÀ MÁY

THÉP HOÀ PHÁT 1.1 Khái niệm chung

1.1.1 Khái niệm.

-Lò hồ quang:Lò hhồ qang là loại lò sử dụng nhiệt lượng của ngọn lửa hồ quang phóng ra từ các điện cực dung để nấu chẩy kim loại

-Lò hồ quang :hoạt động theo nguyên lý phóng điện qua chất khí ở áp suất khí quyển giữa các điện cực bằng than hoặc graphít với điện áp nhỏ và dòng điện rất lớn

1.1.2 Phân loại lò hồ quang :

* Phân loại theo dòng điệnTheo dòng điện sử dụng có: - Lò hồ quang một chiều

- Lò hồ quang xoay chiều

* Phân loại theo nguyên lý làm việc:

- Lò nung nóng gián tiếp: nhiệt của ngọn lửa xảy ra giữa 2 điện cực (graphit, than) được dựng để nấu chảy kim loại (hình 1-1a).

- Lò nung nóng trực tiếp: Sử dụng trực tiếp ngọn lửa hồ quang để nấu chẩy kim loại (hình 1-1b).

* Phân loại theo đặc điểm chất liệu được nạp vào lò: - Lò nạp liệu theo phương ngang

- Lò chất liệu trên đỉnh lò xuống nhờ nhờ hệ thống cầu trục * Phân loại theo công suất lò:

-Lò có công suất trung bình và nhỏ -Lò có công suất cao.

-Lò có công suất siêu cao.

2

Trang 11

1.1.3 Kết cấu chung của lò hồ quang giồm có :

-Ngoài ra, đối với lò hồ quang nạp liệu từ trên cao, cũng có cơ cấu nâng, quay vung lò , cơ cấu rút kim loại cũng như gầu nạp liệu.

-Trong các lò hồ quang có nồi lò sâu, kim loại lỏng ở trạng thái tĩnh có chênh lệch nhiệt độ theo độ cao (khoảng 100oC/m) Trong điều kiện đủ, để tăng cường phản ứng của kim loại (với xỉ) và để đảm bảo khả năng nung nóng kim loại trước khi ra thép, cần phải khuấy trộn kim loại lỏng Ở các lò dung lượng nhỏ (dưới 6Tấn) thì việc khuấy trộn thực hiện bằng tay qua cơ cấu cơ khí Với lò dung lượng trung bình (12  50Tấn) và đặc biệt lớn (100Tấn) và hơn) thì thực hiện bảng thiết bị khuấy trộn để không những giảm lao động vất vả của thợ nấu mà còn nâng cao được chất lượng của kim loại nấu.

-Thiết bị khuấy trộn kim loại lỏng thường là thiết bị điện từ có nguyên lý làm việc tương tự động cơ không đồng bộ rotor ngắn mạch Từ trường chạy tạo ra ở lò có đáy phi kim loại nhờ hai cuộn dây (stator) dòng xoay chiều tần số 0,5  1,0Hz lệch pha nhau 90o Do từ trường này mà kim loại có lực điện từ dọc trục lò Khi đổi nối dòng trong các cuộn dây, có thể thay đổi hướng chuyển động của kim loại trong nồi theo hướng ngược lạ1.

1.1.4 Các thống số quan trọng của lò hồ quang

- Dung lượng định mức của lò: Số tấn kim loại lỏng trong một mẻ nấu - Công suất định mức của lò: quyết định năng suất lò.

-Thời gian nấu chẩy một mẻ thép.

- Hệ làm mát sử dụng phương pháp làm mát gián tiếp bằng nước

1.2 Khái niệm và giới thiệu thiết bị ,các công đoạn làm việc của lò luyện thépbằng hồ quang điện tại nhà máy thép Hòa Phát

3

Trang 12

1.2.1 Khái niệm và gới thiệu về thiết bị

-Lò hồ quang của nhà máy phôi thép hòa phát sử dụng lò hồ quang điện xoay chiều.

-Sủ dụng phương pháp nung chảy nguyên liệu trực tiếp được thiết kế và chế tạo bởi công ty Gang Thép Bằng Viễn,Tây An,Trung Quốc.

-Dung lượng định mức của lò là 25-30 tấn thép/mẻ và tiêu hao điện450kW/tấn sản phẩm,thời gian nấu luyện 90 phutt/1mẻ thép.

- Lò được nạp liệu từ trên đỉnh lò xuống nhờ cầu trục cẩu gầu liệu để chất liệu vào lò.

-Hệ thống lò hồ quang của nhà máy sử dụng công nghệ bán tự động chủ yếu dung các pittông thủy lực và được điều khiển bằng bộ van tỉ lệ dung cho các khâu như:Nâng điện cực ,nghiêng lò,quay nắp lò và nâng chống v.v

- Loại lò này sử dụng hệ thống làm mát bằng nước xung quanh thân lò và nắp lò -Máy biến áp lò làm việc theo nguyên lý hết sức nặng lề nên máy biến áp dùng có công suất rất lớn cụ thể công suất máy biến áp là 16000 kVA.22kV/0.21~0.45kV với 13 cấp điều chỉnh điện áp,điện áp được điều chỉnh bằng động cơ không đồng bộ

Trang 13

Hình 1.2 ảnh lò hồ quang

1.2.2.Các công đoạn của quá trình nấu luyện

- Khu nạp liệu:Nguyên liệu chính của lò là các loại sắt vụn vỏ hộp bằng kim loại

và các loại máy móc cũ hỏng không sử dụng được nữa được thu gom về các vật liệu sẽ được các công nhân phân loại các vật liệu lớn sẽ được cắt nhỏ bằng các mỏ cắt hơi để thuận tiện hơn cho việc nạp liệu sau đó xẽ được các cầu trục cỡ nhỏ có gầu múc liệu vào các thùng chứa liệu đối với các vật liệu nhỏ có thể dung các cẩu mâm từ để lấy liệu.

-Tiếp sau đó các thùng chứa liệu được di chuyển bằng một xe goòng đưa liệu từ bên ngoài vào khu vực lò động cơ dùng cho xe goong là động cơ không đồng bộ ba pha

-Sau khi các xe goong đưa liệu vào gần vị trí lò, khi đó các cầu trục cỡ lớn bắt đầu làm việc nó xẽ cẩu liệu từ thùng chứa liệu nên và nạp liệu từ đỉnh lò xuống mỗi lần cẩu này có trọng lượng khoảng 10 tấn

-Lò hồ quang:liệu đã được nạp vào lò hệ thống nắp lò từ từ nâng nên và đóng lại,sau các điện cực bắt đầu hạ xuống khi hai trong ba thanh điện cực chạm liệu bắt đầu phóng hồ quang các vật liệu đưa vào nấu đã chẩy than nước thép núc đó tiến hành quá trình Oxi hóa nâng nhiệt đến nhiệt độ cần thiết theo đúng yêu cầu công nghệ trong quá trình nấu thỉnh thoảng công nhân vận hành xẽ nghiêng lò để đẩy xỉ ra ngoài lò Quá trình nấu kết thúc lò nghiêng đĩa ra thép mở cho nước thép chẩy vào thùng chứa để qua công đoạn kế tiếp.

-Thép nấu thành nước được cho vào các thùng chứa khi đó hệ thống xe goong bắt đầu làm việc đưa thép vào lò tinh luyện động cơ dùng cho xe goong vẫn là các động cơ không đồng bộ ba pha dây quấn

-Trong lò tinh luyện tại đây thép xẽ được nâng nhiệt và cho thêm các phụ gia vào như mangan và silic để tạo thành các mác thép theo công nghệ sản xuất

Trang 14

1.2.3 Chu trình làm việc của lò hồ quang: gồm 3 giai đoạn với các đặc điểm côngnghệ sau

1.2.3.a Giai đoạn nung nhiên liệu và nấu chảy kim loạ

-Trong giai đoạn này công nhân vận hành cần thực hiện theo đúng quy trình vận hành núc này lò đã được nạp liệu đầu tiên nhân viên vận hành chuyển điện áp sao cho đầu ra của thứ cấp đạt UThưCấp = 410(V)hay trên bàn thao tác là nấc số ba của công tắc xoay của máy biến áp khi đó dòng điện tăng dần từ 10(KA) đến 22(KA) ở trong công đoạn này lò cần công suất rất lớn , điện năng tiêu thụ chiếm khoảng 60  80% năng lượng toàn mẻ nấu và thời gian của nó chiếm 50  60% toàn bộ thời gian một chu trình trong công đoạn này thông thường quá trình cháy là không được ổn đinh đặc biệt là núc mới nấu dòng điện thay đổi liên tục nên để đảm bảo công suất nấu chảy, ngọn lửa hồ quang cần phải cháy ổn định Khi cháy, điện cực bị ăn mòn dần, khoảng cách giữa điện cực và kim loại tăng lên nhất là núc mới nấu liệu có thể bị sụt rất nhanh nên phải đảm bảo độ nhậy của quá trình điều khiển các điện cực tránh trường hợp khoảng cách giữa điện cực và kim loại quá xa nếu khoảng cách đó quá lớn thì dòng hồ quang xẽ bị tắt khi đó ta phải mồi lại dòng hồ quang bằng cách để cho hai trong ba điện cực chạm liệu sau đó nâng nên một khoảng hồ quang điện xẽ phóng vì vậy để duy trì dòng hồ quang, điện cực phải được điều chỉnh liên tục sao cho gần vào kim loại một khoảng nhất định(cố định) Lúc đó, dễ xảy ra hiện tượng điện cực bị chạm vào kim loại (gọi là quá điều chỉnh) và gây ra ngắn mạch làm việc Ngắn mạch làm việc tuy xẩy ra trong thời gian ngắn nhưng lại hay xảy ra nên các điện cực xẽ bị mòn rất nhiều trong quá trình này và thiết bị điện trong mạch động lực thường phải làm việc ở điều kiện nặng nề Đó là đặc điểm nổi bật cần lưu ý khi tính toán và chọn thiết bị cho lò Hồ Quang.

-Trong giai đoạn này số lần ngắn mạch làm việc xẩy ra rất nhiều có thể tới hàng trăm lần hoặc nhiều hơn Mỗi lần xẩy ra ngắn mạch làm việc, công suất hữu ích giảm mạnh và có khi bằng 0 với tổn hao cực đại Thời gian cho phép của một lần ngắn mạch làm việc là 2  3s.

Tóm lại giai đoạn nấu chảy là giai đoạn hồ quang cháy kém ổn định nhất, công suất nhiệt của hồ quang dao động mạnh và ngọn lửa hồ quang rất ngắn.

1.2.3.b Giai đoạn Oxi hóa và hoàn nguyên

- Theo quá trình công nghệ thì quá trình này gọi là quá trình nâng nhiệt giai đoạn tăng thêm hoặc khử Cacbon trong kim loại đến một giới hạn nhất định tuỳ theo yêu cầu công nghệ đề ra cho mác thép, khử lưu huỳnh và phốt pho, Sự cháy hoàn toàn

6

Trang 15

cacbon gây sôi mạnh kim loại nhiệt độ xẽ được đưa từ 1500 độ đến khoảng 1650 độ Ở giai đoạn này, công suất nhiệt yêu cầu về cơ bản là để bù lại các tổn hao nhiệt và nó bằng khoảng 60 % công suất nhiệt của giai đoạn đầu trong giai đoạn này thép ở dạng nước nhưng còn rất nhiều tạp chất thành thép tương đối nguyên chất để duy trì nhiệt độ cao của công đoạn này nhân viên vận hành sẽ chuyển nấc máy biến áp giảm điện áp từ U=410(V)xuống còn U= 330(V) tương ứng với nó dòng điện có thể nên đến I=29000(A) việc thực hiện chuyển nấc máy biến áp được thực hiện nhờ động cơ không đồng bộ ba pha quay trục chuyển đổi các nấc dây điện trở của máy biến áp động cơ có công suất 750(W) Hồ quang điện của quá trình này cũng tương đối ổn định ngọn lửa hồ quang cũng xa hơn giai đoàn trước

suất nhiệt của giai đoạn 1 Hồ quang ngắn hơn và cũng cần duy trì ổn định.

Hình 1.4 Đồ thị công suất hữu dụng tiêu thụ ở lò hồ quang 30Tấn

-Trước khi thép ra lò phải qua giai đoạn này thép sẽ được khử hết Oxi lưu huỳnh và mangan cùng như một số kim loại còn lại trong quá trình này quá trình Oxi hóa và hoàn nguyên được thực hiện trong khoảng một tiêng đông hồ

1.2.3.c Giai đoạn phụ

- Đây là giai đoạn phụ của quá trình luyện phôi thép đấy là bước tiếp theo của quá trình công nghệ trước khi tiến hành một mẻ nấu mới ,giai đoạn này cũng tương đối quan trọng nhờ có công đoạn này mà ta tránh được sự cố có thể sẩy ra cho các mẻ sau và là thời gian sửa chữa thay thế thiết bị có vấn đề hoặc thiết bị đã kém trong sản xuất, lấy sản phẩm đã nấu luyện, giai đoạn tu sửa, làm vệ sinh và chất liệu mới vào lò.

1.3.Phân tích yêu cầu điều khiển đối với từng công đoạn

Trang 16

1.3.1 Công đoạn chuẩn bị nạp liêụ và nạp liệu:Trong công đoạn này cần chý ýmột số

- Đầu tiên phải đưa lò về vị trí cân bằng, nâng các chống đỡ lò (một chống sau lò và hai chống trước lò)sau đó tiến hành nâng các điện cực lên hết cỡ (vị trí tới đỉnh),đồng thời phải nâng nắp lò lên vị trí trên cùng và quay nắp lò ra phía sau một góc 75 độ để mở ra hết cửa của miệng lò rồi lại hạ nắp lò xuống hết cỡ để tránh sự va chạm giữa giỏ liệu và nắp lò khi cầu trục vào thả giỏ liệu (và đè liệu nếu cần) Sau khi nạp liệu xong,lại tiến hành nâng nắp lò lên và quay nắp lò vào,hạ và đậy kín nắp lò vào nồi lò,kết thúc quá trình nạp liệu.Việc nâng hạ nắp lò và các chống lò được thực hiện bằng các xi lanh thủy lực và được điều khiển bằng các van điện từ,công việc quay nắp lò yêu cầu đề ra là phải êm và không bị giật vì vậy việc quay nắp lò được điều chỉnh tốc độ bằng một van tỉ lệ.

1.3.2 Công đoạn nấu chẩy

Giai đoạn này theo yêu cầu công nghệ phải đặt điện áp ở nấc số 3tương đương (U=410V),dòng điện điều chỉnh phải tăng dần từ giá trị thấp tới giá trị định mức của nấc máy biến áp đó từ (10kA ~22,5kA) đông thời phải cài đặt độ nhạy(từ 1~10) cho việc dao động của điện cực từ vị trí nhỏ đến vị trí lớn để tránh sự dao động quá lớn dễ gây ra hiện tượng quá dòng điện hoặc va chạm mạnh giữa than điện cực với liệu có thể dẫn tới bị gãy than hoặc ngược lại là than điện cực có thể nâng lên quá cao cũng có thể gây nên tình trạng bị gián đoạn làm mất dòng điện dẫn đến làm mất và gián đoạn dòng hồ quang,làm kéo dài thời gian nấu chảy,giảm năng suất nấu luyện của lò Khi đó cài đặt xong các thông số điều khiển trên thì tiến hành đóng điện cấp điện cho lò thông qua máy biến áp để cấp nguồn điện nấu luyện, việc nấu chảy có thể thực hiện điều khiển ở hai chế độ:tự động và bằng tay để nâng hạ các điện cực (tuy nhiên trong quá trình nấu luyện thường sử dụng chế độ tự động là chủ yếu),trong thời gian nấu luyện ta phải hạ các chống đỡ của lò xuống để có thể nghiêng lắc cho lò nâng lên nghiêng về đằng sau theo yêu cầu công nghệ nấu luyện thép hoặc hạ xuống nghiêng về đằng trước để có thể ra bớt xỉ thép làm giảm tạp chất.Qúa trình nấu chảy bằng điện cũng được phối kết hợp với quá trình thổi Oxy từ dùng súng phun Oxy từ cửa lò vào để ttawng nhiệt độ lò.Thời gian nấu chảy nguyên liệu hoàn toàn cho một mẻ thép có thể kéo dài tới 60 đến 70 phút tùy theo mức độ tốt xấu của nguyên liệu.

1.3.3 Công đoạn Oxi hóa và ra thép

Theo công nghệ nấu luyện thép thì công đoạn này còn được gọi là quá trình nâng nhiệt,khi quá trình nấu chảy đã kết thúc,tức là liệu ở trong lò đã bị nấu chảy tan hoàn toàn ,thời gian này kéo dài khoảng 50 đến 60 phút,yêu cầu công nghệ là phải nâng nhiệt độ lên từ nhiệt độ nấu chảy(từ khoảng 1500) lên đến nhiệt độ (1600 ~

8

Trang 17

1645) độ C tùy từng mác thép,để oxy hóa các chất , để khử thép từ dạng có rất nhiều tạp chất thành thép tương đối nguyên chất và sau đó đưa sang lò tinh luyện để bổ sung thêm các hợp kim tạo thành các mác thép theo yêu cầu công nghệ đúng quy trình tiêu chuẩn iso,và theo nhu cầu của khách hàng.Vì vậy muốn nâng nhiệt độ lên ta phải nâng dòng điện lên bằng cách phải chuyển đổi nấc điều chỉnh điện áp của máy biến áp từ nấc 3 lên nấc số 7 (việc này gọi là hạ tiếp điện áp của máy biến áp xuống (từ U=410 vôn xuốngU=330 vôn) để tăng dòng điện lên từ (22500~28900)A.Việc chuyển nấc này được thực hiện nhờ một động cơ điện không đồng bộ ba pha( công suất 750 W) để quay trục chuyển đổi các nấc dây điện trở máy biến áp,và được sử dụng các cực hạn để giới hạn vị trí của các nấc máy biến áp.Một vấn đề cần lưu ý khi chuyển nấc của máy biến áp là người vận hành phải thoát dòng tải của máy biến áp rồi mới được cắt điện để tránh hiện tượng phóng hồ quang điện khi chuyển đổi vị trí của các thanh trượt trên các đầu dây điện trở của bộ chuyển nấc để tránh trường hợp nguy hiểm có thể dẫn đến nhưng sự cố không mong muốn có thể xẩy ra như là cháy nổ máy biến áp.

Sau khi chuyển nấc máy biến áp song thì mới cho phép được đóng điện và tiếp tục cho máy biến áp vào làm việc có tải.Sau một thời gian nâng nhiệt, nhiệt độ lên được đến khoảng 1570 độ C thì tiến hành tạo sôi thép,hợp kim,chắt bớt xỉ rồi tiến hành lấy mẫu và phân tích thành phần hóa học,vật lý Khi nhiệt độ và thành phần phân tích đã đủ điều kiện thì tiến hành ra thép,để nghiêng được lò ra thép phải sử dụng hai xi lanh(…) thủy lực được điều khiển bằng một van tỉ lệ để nghiêng được lò một cách êm và nhẹ nhàng không gây nên hiện tượng rung, giật.Lò được nghiêng để ra thép theo các góc là 3,15 và 20 độ và có chế độ nghiêng lò về nhanh sau khi đã ra được gần đầy thung thép để tranh bị tràn thép ra khỏi thùng Và nghiêng để ra xỉ một góc lớn nhất là 12 độ.

Việc ra thép nhờ một lỗ ra thép (cửa ra thép hay còn được gọi là lỗ EBT ) được đóng mở cửa bằng một đĩa hình tròn có thể quay trượt dưới miệng lỗ nhờ một xi lanh được điều khiển bằng thủy lực.

9

Trang 18

Chương 2 Khảo sát và phân tích hệ thống cung cấp điện

CHƯƠNG 2

KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CUNG CẤPĐIỆN CHO NHÀ MÁY

2.1 Yêu cầu cung cấp điện và đặc thù

Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện dại hoá là nghành mũi nhọn để phát triển nền kinh tế quốc dân trong đó các nghành công nghiệp nặng đang rất được chú trọng ưu tiên phát triển nên nấu luyện và sản xuất thép là đang là ưu tiên hàng đầu cho sự phát triển kinh tế cũng như việc sây dựng cơ sở hạ tầng.Nhà máy náu luyện thép là nhà máy sử dụng tải rất lớn nên luôn được xếp vào hộ tiêu thụ loại một do đó nhà máy luôn có hai lộ hai lộ vào song song (479 và 480) trong đó có một lộ chính và một lộ dự phòng hai lộ này được cấp điện từ trạm biến áp trung tâm 110(Kv)/22(Kv)của điện lực văn lâm mỗi lộ được dẫn điện bởi hệ thống dây cáp 3x(2(1x400) sử dụng loai cáp của Hàn Quốc được dẫn về nhà máy bằng hệ thống cột điện và được đi ngầm dưới hệ thống máng cáp chạy ven quanh nhà mày để dẫn vào nhà điện phân phối trung tâm( hay còn được gọi là nhà điện SVC(System voltage control)) tới các máy cắt tổng 471 và 472 và được đưa vào hệ thống thanh cái để phân phối tới các máy cắt tiếp tục phân phối cho các trạm biến áp lò và các trạm biến áp cấp điện cho hệ thống phụ trợ (trạm xử lý nước,trạm sản xuất oxy,phân xưởng nguyên liệu,hệ thống động cơ lọc bụi,hệ thống bù cosphi,hệ thống cầu trục và hệ thống chiếu sáng ) v v…

Một đặc điểm mang tính đặc thù tại nhà máy luyện thép là các máy biến áp lò có công suất rất lớn( lớn nhất là 16MVA có 2 máy ),và hệ thống rất đa dạng các loại động cơ hàng trăm chiếc lớn nhỏ ( có động cơ lớn nhất là 630kW chạy điện áp 6kV).

Vì thế nhà máy phải sử dụng hệ thống bù hệ công suất(cosphi) rất lớn nên đến 30(MVA)để bù lại công suất và đảm bảo không bị ảnh hưởng tới lưới điện quốc gia,cũng như để đảm bảo ổn định được điện áp cho các thiết bị trong nhà máy,tiết kiệm được điện năng tiêu thụ của nhà máy.

2.2 Phân tích hệ thống cung cấp điện cụ thể tại nhà máy

Theo sơ đồ cung cấp điện của nhà máy ta thấy điện áp được cấp theo hai lộ là 479 và 480 sau đó đến hai máy cắt trung tâm là 471và 472 từ máy cắt nguồn điện được nối hệ thống thanh cái từ thanh cái nguồn điện sẽ được cung cấp đến sau máy biến áp và một hệ thống tụ bù công suất Ngoài ra nhà mày còn trang bị thêm một

10

Trang 19

máy phát điện dự phòng của hãng MITSUBISHI có công suất 1500 kVA để phát điện dự phòng,cung cấp điện cho nhà máy những khi mất điện lưới, khỏi bị đình trệ sản xuất khi mất điện lưới quốc gia.dưới đây là cách bố trí trang thiết bị của hệ thống cấp điện trong nhà máy:

Tất cả các máy biến áp từ T1 đến T6 là các máy biến áp hạ áp do Trung Quốc và do nhà máy chế tạo của Việt Nam ABB sản xuất, đều sử dụng máy biến áp 3 pha hạ áp dạng đặt trong thùng có chứa dầu làm mát.

11

Trang 20

-Máy biến áp T5:trang bị cho tủ tự dùng có công suất 2.5(MVA)

-Máy biến áp T1:cung cấp điện cho lò hồ quang số 1 có công suất là 16(MVA) -Máy biến áp T2:cung cấp điện cho lò hồ quang số 2 có công suất là 16(MVA) - Máy biến áp T3:cung cấp điện cho lò tinh luyện có công suất là 5(MVA) -Máy biến áp T4:cung cấp điện cho hệ thống thiết bị phụ trợ có công suất là 5(MVA)

-Máy biến áp T6:cung cấp điện cho động cơ lọc bụi có công suất là 2.5(MVA) Hệ thống các động cơ được sử dụng trong nhà máy cũng rất đa dạng ,trong đó có những động cơ rô to lồng sóc có công suất lên đến 630kW.(động cơ hút bụi ),các động cơ công suất trung bình thường sử dụng máy biến tần( 11kW,37kW,45kW,55kW ( động cơ xe goong chở thép và các động cơ xe cầu cầu trục ) Các động cơ rô to dây quấn có công suất lớn từ 90kW đến 200kW khởi động qua các cấp điện trở phụ,và khởi động sao tam giác như (động cơ máy lớn cầu trục 50 tấn và 63 tấn và các động cơ bơm nước làm mát hệ thống lò và đúc.)

Hệ thống máy cắt trung áp của nhà máy chủ yếu là máy cắt chân không do Trung Quốc sản xuất, nên đóng cắt rất là an toàn ngay cả trong trường hợp đặc biệt khi có sự cố ngắn mạch gây quá tải hệ thống.

Do đặc điểm phụ tải của nhà máy rất lớn lại chủ yếu là các tải có tính chất là tải cảm kháng,tiêu thụ công suất vô công lớn nên nhà máy đã phải đầu tư hai hệ thống hai trạm bù công suất cosphi lớn tới 30 MVA để bù lên hệ thống thanh cái của nhà máy.

Bảng2.1 Các thông số máy phát điện của nhà máy phôi thép Hòa Phát

6. Giải nhiệt độ làm việc 40 ữ 100 oC

11. Điện áp động cơ keó máy phát 140 V12. Dòng điện động cơ kéo máy phát 179 A

14. Sản xuất theo tiêu chuẩn IEC 114-1979

12

Trang 21

Chương 3 Khảo sát và phân tích hệ thống mạch lực

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH HỆ THỐNGMẠCH LỰC LÒ HỒ QUANG

Hệ thống mạch lực của một lò hồ quang bao gồm có các thiết bị nối tiếp nhau như sau:Hai máy cắt trung áp được nối tiếp nhau là loại máy cắt chân không điện áp định mức là 24kV.và được đặt tên và được đặt theo thứ tự là 431-2000A và 431A -2000A, máy cắt chân không 431-2000A được đặt tại tủ ở nhà điện trung tâm nối tiếp với máy cắt này là một cầu giao cách ly được đặt trong một buồng và được đặt kết hợp với hệ thống đo lường TU,tiếp đó là buồng máy cắt chân không 431A -2000A và hệ thống đo lường TI, Sau máy cắt 431A-2000A là hệ thống chống sét van và sau chống sét van là một máy biến áp lò -hạ áp ba pha 16MVA,thứ cấp máy biến áp được nối ra lò bằng một đoạn mạch ngắn ( mỗi pha gồm có 2 dây cáp được nối tiếp với một xà ngang kiểu hộp và được làm mát bằng hệ thống nước tuần hoàn ) để dẫn điện tới ba cây than điện cực ,mỗi cây than có chiều dài vào khoảng 5mét và có đuờng kính là 0,4mét,than điện cực được chế tạo ra từ than graphít và được gọi bằng tiếng Anh là graphit Electode.Cụ thể chi tiết của các thiết bị này được thể hiện trong mạch lực như sau :

3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống mạch lực lò hồ quang

Hình 3.1.Sơ đồ nguyên lý hệ thống mạch lực lò hồ quang

Trang 22

Trang 23

3.2 Máy cắt cao áp và dao cách li

7 Tấm nối cơ cấu truyền động

Chức năng nhiệm vụ của dao cách ly: Là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện cao áp không có dòng điện hoặc dòng điện nhỏ hơn dòng định mức nhiều lần và tạo nên khoảng cách điện an toàn ,dao cách ly có thể đóng cắt dòng điện dung của đường dây hoặc cáp không tải dòng điện không tải của máy biến áp.Ở trạng thái đóng ,dao cách ly phải chịu được dòng điện định mức dài hạn và sự cố ngắn hanjnh] dòng ổn định nhiệt và dòng xung kích ,trong lưới điện dao cách ly thường được trước thiết bị bảo vệ như máy cắt ,cầu trì

15

Trang 24

Ở một số dao cách ly thường có dao nối đất đi kèm ,khi dao cách ly mở dao nối đất liên động để phóng hết phần điện tàn dư còn lại trong mạch để đảm bảo an toàn cho người vận hành Các bộ phận của dao cách ly thường được thao tác bằng tay hoặc bằng cơ điện ,tùy theo môi trường nắp đặt mà ta có loại nắp đặt trong nhà và loại ngoài trời ,tùy theo kết cấu có loại dao cách ly một pha,dao cách ly ba pha,tùy theo truyền động của tiếp điểm,ta có dao cách ly kiểu chém ,kiểu trụ quay,kiểu treo,kiểu khung truyền ,nắp đặt thường đặt ở trên cột

-Máy cắt trung áp:

Máy cắt dùng tại nhà máy là loại máy cắt chân không ở máy cắt này áp suất trong buồng dập rất thấp Do đó mật độ không khí cũng rất thấp cho nên độ bền điện trong chân không kha cao ,hồ quang dễ bioj dập và khó cháy laijsau khi dòng điện đi qua trị số O

Hình 3.4 Hình ảnh máy cắt trung áp

16

Trang 25

Câu tạo máy cắt

1-Nắp hỗ trợ và tản nhiệt bên trên.

2-Đầu ra lấy điện.3-Chất hỗ trợ cách điện.

4- Tiếp điểm cố định ( hay còn gọi là tiếp điểm tĩnh).5- Tiếp điểm dịch chuyển ( hay còn gọi là tiếp điểm động).6-Chất cách điện.

7 –Lò xo

8 – Đầu vào điện.

9 –Nắp hỗ trợ thoát nhiệt bên dướ1.10 –Cơ cấu liên kết (trục khuỷu ).11 –Tay đòn.

12 –Lò xo đóng mở.

Các tham số cơ bản của máy cắt trung áp:

Máy cắt này của hãng :VITZROTECH CO.,LTD và có các thụng số cho đượcghi trong bảng sau:

Bảng 3.1 Bảng các thông số của máy cắt điện chân không

17

Trang 26

withstand voltage 125 kV

current 25 kA

Rate voltage for closing device DC 110 V

current 65 kAp 3 sec

Rate voltage for opening device DC 110 V

-circuit breaking current 45%

Trang 27

Hình 3.7 Mạch điều khiển máy cắt trung áp

Nguyên lý làm việc: máy cắt trung áp là thiết bị điện dùng để đóng cắt các thiết bị tiêu thụ điện ra khỏi tải khi làm việc cũng như khi sẩy ra sự cố trên đường dây cung cấp cho nhà máy

Từ mạch điều khiển máy cắt trung áp tại nhà máy phôi thép hòa phát được điều khiển bằng nguồn điện một chiều điện áp pha U =110(Vdc).Nguồn này được hạ áp và chỉnh lưu từ nguồn điện soay chiều ba nhờ máy biến áp (có ký hiệu là 3TB)và bộ chỉnh lưu cầu dùng Diot (ký hiệu là 3A1) Nguồn điện 110(Vdc)này được đưa đến át tô mát QF2 có dòng 20(A )máy cắt này có thể đóng cắt tại chỗ hoặc từ xa

Để đảm bảo an toàn khi vận hành cũng như tránh sự cố do bên ngoài tác động vào nhờ có khóa bảo vệ này nên chỉ có những người được phân công mới được phép mởcó khóa thao tác khóa 4SS1 mở nối thông 401-403 vận hành tại chỗ vận nút chuyển mạch cho 4CS1nối thông giữa 403-404,ấn nút 4SS2 nối 404-406 qua tiếp điểm thường đóng QF là B12-B11cấp nguồn cho cuộn đóng làm việc tức C1-N2 có điện

Nếu muốn cắt ta chỉ cần ấn 4SS3 khi đó tiếp điểm thường mở A11-A12 đóng lại cấp điện cho cuộn open T1-N3 có điện cắt tải ra khỏi nguồn điện

19

Trang 28

-Muốn điều khiển từ xa ta chỉ cần dùng nút chuyển mạch 4SC1 nối thông 403-405 bật công tắc 4CS2 nối thông 405-406 nên B12-B11có điện cấp điện cho cuộn đóng làm việc cấp điện đếm KM.Khi đóng thì tiếp điểm phụ QF(A5-A6) đóng lại cấp nguồn cho đèn báo điều khiển ,cắt điều khiển từ xa bật công tắc 4CS2 làm 3-4 kín lại nối thông qua (3-401-3-415)tới QF(A11-A12) xuông open(T1-N3)xuống KM.

Khi cắt tiếp điểm phụ QF(B5-B6)cấp nguồn cho đèn báo cắt 4HR sáng đền báo đóng cắt khi quá dòng điện sơ cấp có thể một trong các tiếp điểm của rơle quá dòng 2KC1,2KC2 2KC3 đóng lại nối thông (401-453)Cấp nguồn cho 4KC3(453-415)qua QF(A11-A12) cấp nguồn cho cuộn cắt open(T1-N3)cắt điện,khi sự cố hoặc PLC có vấn đề (thấp áp Hay quá dòng …) rele bảo vệ Orion –IPR_A ra tín hiệu cắt nguồn ra TR4 đóng tiếp điểm thường mở TR4(401-415) hoặc sự cố PLC sẽ cho ra tín hiệu 1KA4(401-45) cấp nguồn cho cuộn cấp cắt điện khỏi máy biến áp

Ngoài ra khi sự cố bất thường nguy hiểm sẩy ra ta phải sử dùng nút dừng khẩn cấp 4SS4 (401-415) để cấp nguồn cho cuộn để cắt điện ra khỏi máy biến áp

Khi đóng điện tiếp điểm phụ thường hở (A7-A8)đóng lại cấp nguồn 24Vdc vào PLC thông qua hai đầu số PC415 và PC514 để sẵn sàng nâng hạ điện cực lên xuống.

Khi cắt điện tiếp điểm phụ thường hở (B7-B8) đóng lại cấp nguồn một chiều 24Vdc vào PLC qua chân địa chỉ PC509 để nâng ở chế độ tự động

Trang 29

Các tham số cơ bản:

Lò hồ quang được cấp điện bởi máy biến áp lò (BAL) hạ áp 3 pha của Trung Quốc có kí hiệu và các thông số như sau:

Biến áp lò là thiết bị dùng để hạ áp từ điện áp sơ cấp vào là 22(KV) được hạ áp xuồng còn từ 210-450(V) cùng với bẩy nấc điều chỉnh dòng điện và điện áp Từ sơ đồ cấu tạo ta thấy máy biến áp lò có cuộn sơ cấp được đấu hình sao cuộn thứ cấp đấu hình tam giác ,theo sơ đồ cấu tạo dải điều chỉnh máy biến áp giồm có bẩy cấp điều chỉnh điện áp bằng cách điều chỉnh từ thông ,khe hở của cuộn dây và điều chỉnh thông qua một động cơ có công suất 75(W).Cuộn thứ cấp của máy biến áp lò

21

Trang 30

được nối qua một đoạn mạch ngắn (MN) không phân nhánh không có mối hàn và được nối với các điện cực(được làm bằng các bon : được gọi là (graphite electrode) mỗi cây có kích thước 400*1800mm).Phía sơ cấp của máy biến áp lò có đặt rơle dòng điện cực đại để tác động lên cuộn ngắt máy cắt,rơle này có duy trì thời gian thời gian duy trì này gỉam khi bội số quá tải dòng tăng, nhờ vậy máy cắt (MC) ngắt mạch lực của lò chỉ khi có ngắn mạch sự cố và khi ngắn mạch làm việc kéo dài mà không xử lí được.với ngắn mạch làm việc thời gian tuơng đối ngắn,máy cắt không tác động mà chỉ có tín hiệu đèn và chuông cảnh báo cho người vận hành phải giảm ngay dòng ngắn mạch làm việc này Phía sơ cấp máy biến áp lò còn có các biến áp đo lường (TU),kiểm tra:vonkế,oát kế,ampe kế vv phía thứ cấp cũng có biến dòng (TI ) nối với ampe kế đo dòng hồ quang.

Máy biến áp lò dùng cho lò hồ quang phải làm việc trong các điều kiện đặc biệt nặng nề nên có các đặc điểm sau :

 Cô ng suất thường rất lớn (tới hàng chục MW) và dòng điện thứ cấp rất lớn  Điện áp ngắn mạch lớn để hạn chế dòng ngắn mạch dưới (2,5 đến 4 lần) Iđm  Có độ bền cơ học cao để chịu được các lực điện từ phát sinh trong các cuộn

dây, thanh dẫn khi có ngắn mạch.

 Có khả năng điều chỉnh điện áp sơ cấp dưới tải trong một giới hạn rộng.

 Phải làm mát tốt vì dòng lớn,hay có ngắn mạch và vì biến áp đặt ở nơi kín lại gần lò

3.4 Điện cực

Cấu tạo: điện cực được làm bằng graphite electrode mỗi cây có kích thước khoảng 5000*400mm trong thực tế người ta nối hai cây lại thành một cây dài

Nguyên lý làm việc: Trên đỉnh lò có hệ thống thanh ngang và giá đỡ các cây than điện cực được đặt trên đỉnh lò nhờ hệ thống má kép kẹp chắt các cây than lại ba cây lệch nhau một gióc 120 độvà được nối với ba pha của máy biến áp cấp ra từ cuộn thứ cấp ba điện cực chuyển động nên xuống nhờ hệ thống xi lanh thủy lực giắn trên thanh ngang.

Khi lò đã được nạp liệu các điện cực tự động hạ xuống nếu có hai trong ba cây than điện cực hoặc cả ba cây trạm liệu nó xẽ tự động nâng nên một khoảng nhất định thì dừng lại và bắt đầu phóng hồ quang Các cây than điện cực này điều khiển được là nhờ vào hệ thống PLC của hãng Omron trong quá trình nấu thép trong PLC luôn sẩy ra quá trình so sánh dòng điện để tạo ra được các tín hiệu điều khiển xi lanh nâng hạ điện cực nên xuống

22

Trang 31

3.5 Các thiết bị đo lường và bảo vệ chống sét

Khái quát chức năng và nhiệm vụ :Là khí cụ điện dùng để bảo vệ hệ thống điện hoặc các thiết bị trong hệ thống điện khỏi bị ảnh hưởng khi sét đánh

Đặc điểm khi U<KUđm thì tổng trở của chống sét bằng vô cùng

Là một loại thiết bị dùng để bảo vệ các trạm biến áp, các thiết bị quan trọng trên lưới và đầu các đường cáp ngầm tránh khỏi sự cố khi có quá điện áp cảm ứng

23

Trang 32

do sét đánh, cũng như quá điện áp nội bộ, LA được đặt trước và song song với thiết bị được bảo vệ.

Khi có quá điện áp, các khe hở sẽ phóng điện và trị số của điện trở phi tuyến lúc này cũng rất nhỏ cho dòng điện đi qua Sau khi quá điện áp được đưa xuống đất thì điện áp dư đặt lên chống sét van nhỏ dưới mức đã định làm điện trở phi tuyến trở lên rất lớn, ngăn không cho dòng điện đi qua Khi dòng xoay chiều đi qua trị số 0 thì hồ quang sẽ tự động bị dập tắt.

Trong điều kiện bình thường, điện áp đặt lên chống sét van là điện áp pha của lưới điện Lúc này điện trở phi tuyến có trị số rất lớn hay nói cách khác là nó cách điện Nhưng khi xuất hiện quá điện áp thì nó sẽ phóng điện trước thiết bị mà nó bảo vệ, trị số điện trở phi tuyến giảm xuống rất bé và dẫn dòng xung xuống đất Khi tình trạng quá điện áp đã qua, chống sét van trở về trạng thái cách điện như lúc ban đầu.

3.6 Bản vẽ sơ đồ đấu dây tủ động lực

Hình 3.10 Hệ thống đo ,đếm trung áp

-Nguyên lý hoạt động: Của mạch đo đếm hạ áp trung áp điện áp cấp tại Va, Vb,

Vc có điện áp U=22 (Kw)-I=400(A) qua hệ thống cầu trì bảo vệ trung áp(FU) đến

24

Trang 33

máy biến áp tại đây điện áp được hạ áp xuống còn U=100(V)-I=5(A)tiếp theo là cầu trì hạ áp(2FU) mạch này để chuyển chế độ điện áp từ trung áp dòng điện lớn xuống dòng điện nhỏ và nguồn điện được đưa vào thiết bị đo như(Von kế ,ampe kế và oát kế v.v )

Để đảm bảo an toàn tại các CT1,CT2,CT3 người ta đặt các rơle bảo vệ quá dòng điện(2KC1,2KC2,2KC3) nên tránh được sự cố ,ngắn mạch làm hư hỏng thiết bị

Hình 3.11 Tạo điện áp 110 V DC điều khiển máy cắt

Nguyên lý hoạt động: điện áp nguồn 380(V)chạy qua một máy biến áp qua máy biến áp điện áp ra là 110(VAC) nguồn 110 này qua thiết bị bảo vệ dòng (RC) và cầu trì hạ áp có ký hiệu (3FU1)sau khi đã qua hệ thống bảo vệ nguồn điện được đưa đến bộ chỉnh lưu cầu sử dụng Diot bán dẫn khi đi qua bộ chỉnh lưu này điện áp được biến đổi từ 110 xoay chiều sang 110 một chiều cung cấp cho máy cắt

25

Trang 34

Hình 3.12 Hệ thống đo đếm trung áp

Điện áp cấp nguồn chính 380v/50Hz được đưa đến một áptomát loại 380(V)-400(A) để đóng cắt và bảo vệ mạch điện phục vụ an toàn cho người vận hành ,sửa chữa và bảo dưỡng thiết bị Để đo điện áp ở đây không cần dùng đến máy biến áp đo lừng đẻ hạ áp mà ta có thể đấu trực tiếp vôn kế vào mạch điện,vôn kế này có thể đo được cả điện áp pha và điện áp dây nhờ một công tắc chuyển mạch 1SA3để đo dòng điện tổng của tải người ta sử dùng ba biến dòng(Ti là:1TA1,1TA2,1TA3)để biến dòng lớn thành dòng nhỏ đưa vào đồng hồ đo dòng ampekế Ti có hệ số biến dòng là 400/5(A),người ta còn sử dụng các cầu trì FU để bảo vệ và sử dụng đèn (1HG1) để báo nguồn

Hình 3.13 Sơ đồ nguồn điều khiển chính

26

Trang 35

* Từ sơ đồ điều khiển chính này nguồn điện xẽ được phôn phối đến các bộ phận của nhà máy trên bản vẽ một nguồn chính cấp ra bốn nhánh :

-Nhánh thứ nhất cấp nguồn dự phòng của làm mát dầu máy biến áp sử dụng một đèn báo và một aptomats có dòng định mức là 32(A)có ký hiệu 3QF1.

-Nhánh thứ hai cấp nguồn cấp nguồn cho bộ điều chỉnh điện áp chính là động cơ chuyển nấc máy biến áp có công suất P=750(W) một aptomats có dòng định mức là 10(A) có ký hiệu 3QF2

-Nhánh thứ ba cấp nguồn cấp nguồn cho máy cắt trung áp sử dụng một đèn báo và một aptomats có dòng định mức là 1(A)có ký hiệu 3QF3

-Nhánh thứ tư cấp nguồn và bảo vệ cho biến tần điều khiển động cơ xe goong chở thùng thép ,chở liệu và chở xỉ v v

Hình 3.14 Mạch cung cấp,phân phối PLC

Nguồn 513-514 có điện áp U=220(Vac) đường 513 được đưa qua ba attomat có dòng định mức là Iđm =3(A)(5QF1,5QF2 và 5QF3) sau đó nguồn 513-514 được đưa đến bộ đổi nguồn tại đây nguồn điện được biến đổi Từ U=220(Vac)xoay chiều thành nguồn U=24(Vdc)một chiều qua một cầu trì sau đến các tủ PLC cụ thể : PLC1-nguồn cấp P1 +,P1

PLC2-nguồn cấp P2 +,P2 Nguồn cấp cho các van

27

Trang 36

ngoài ra trong hệ thống PLC ngườii ta lấy qua thiết bị lưu chữ và ổn áp lại nguồn được gọi là UPS có công suất là 3(Kva) UPS này cấp nguồn tương đối ổn định và đảm bảo cho hệ thống vẫn duy trì được tín hiệu khi mất điện khẩn cấp Các nguồn tín hiệu này được nắp đèn báo tín hiệu khác nhauđể người vận hành và sửa chữa cụ thể :

Nguồn 220(V) đèn báo mầu đỏ Nguồn 24(Vdc) đèn báo mầu xanh.

Hình 3.15 Hệ thống mạch lực và mạch điều khiển bơm thủy lực

Nguyên lý hoạt động của hệ thống thủy lực:Hệ thống thủy lực trên hình vẽ dùng có ba bơm giồm có hai bơm công suất 37Kw và một bơm có công suất là 2,2Kw Để đóng cắt và bảo vệ cho bơm thủy lực đầu vào dùng hệ thống át tomat ba pha 380V-100A và khởi động từ đơn giồm một công tắc tơ có dòng định mức là 100A,Rơle nhiệt có khoảng điều chỉnh là 63Ađến 80A.

-Bơm tuần hoàn làm mát dầu thủy lực có công suất 2.2Kw dùng attômat loại 380V-16Avà bộ khởi động từ đơn giồm nột công tắc ba pha có dòng định mức là 35A ,Rơle nhiệt có dải điều chỉnh là 5 đến 10Ađể bảo vệ ngắn mạch hoặc quá tải cho động cơ bơm,để đóng cắt nguồn điều khiển cho các công tắc tơ thông qua các rơle trung gian,khi chạy bơm các tiếp điểm phụ của khởi động từ được đóng lại cấp nguồn cho các đèn bao tín hiệu(HG)báo bơm đã chạy cho công nhân vận hành tiện quan sát và theo dõi

28

Định dạng
Số trang	73
Dung lượng	2,98 MB