Tài liệu Đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen docx

z  Đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện 1 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1. LOẠI NGÀNH NGHỀ, QUY MÔ VÀ NĂNG LỰC CỦA XÍ NGHIỆP 1.1. Loại ngành nghề: Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng được nâng cao nhanh chóng. Trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước thì các loại hình doanh nghiệp Nhà nước nói chung và nhà máy luyện kim đen nói riêng là những mục tiêu hàng đầu trong việc sản xuất ra sản phẩm và phát triển nền kinh tế quốc dân. Để thực hiện tốt nhiệm vụ sản xuất chiến lược của mình, không những chỉ đòi hỏi về tính chất công nghệ mà còn yêu cầu đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao trong lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy. 1.2. Quy mô, năng lực của xí nghiệp: - Xí nghiệp có tổng diện tích là 37800m 2 nhà xưởng, bao gồm 9 phân xưởng, được xây dựng tập trung tương đối gần nhau, với tổng công suất dự kiến phát triển sau 5 năm sau là 18,6MVA - Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế, lắp đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp điện phải đảm bả o sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ thuật và kinh tế, phải đề ra phương pháp cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không để quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn không khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí. ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện 2 2. GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TOÀN XÍ NGHIỆP. 2.1 Các đặc điểm của phụ tải điện. + Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp có thể phân ra làm hai loại phụ tải,đó là Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng. - Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị với độ lệch đi ện áp cho phép ΔU Cf = ± 5% U đm . Công suất của chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục kw, và được cấp bởi tần số f=50Hz. - Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn. Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện tần số f = 50Hz. Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng ΔU Cf = ±2,5% 2.2 Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy. Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết cị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp, đánh giá tổng thể toàn nhà máy ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tải loại II là70%. Phụ t ải loại II lớn >2 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại II, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục. 3. NỘI DUNG CHỦ YẾU - Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập đến: + Thiết kế mạng điện phân xưởng. + Thiết kế mạng điện xí nghiệp. + Tính toán công suất bù cho xí nghiệp. + Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng. + Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện 3 Chương II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN XÍ NGHIỆP. 1. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ. 1.1. Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ khí - Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn. - Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau : + Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc + Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau, tránh trồng chéo dây dẫn + Công suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênh lệch giữa các nhóm + Số lượng thiết bị trong nhóm nên có một giớ i hạn Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng xưởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau : + Nhóm 1: 1; 2; 3; 4; 6; 11; 17; + Nhóm 2 : 3; 5; 8; 9; 13; 34; + Nhóm 3 : 12; 20; 21; 23; 24; 25; 26; 37; + Nhóm 4: 18; 19; 22; 28; 31; 33; 44; + Nhóm 5 : 40; 41; 42; 46; 47; 48; 49; 50; Bảng 2-1: Bảng công suất đặt tổng của các nhóm. Nhóm phụ tải 1 2 3 4 5 Công suất tổng (kw) 98,25 119,3 137,2 146,65 91,7 1.2 . Xác định phụ tải động lực tính toán của phân xưởng. ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện 4 a. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán: 1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: Công thức tính: Một cách gần đúng có thể lấy P đ = P đm Khi đó Trong đó : - P đi , P đmi : Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i (KW) - P tt , Q tt , S tt : Công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị (KW, KVAR, KVA) - n : Số thiết bị trong nhóm - K nc : Hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra trong các tài liệu tra cứu. Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện. Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là kém chính xác. Bởi vì hệ số nhu cầu K nc tra được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy.: 2. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên 1 đơn vị diện tích sản xuất: Công thức tính: P tt = P o . F (2-5) Trong đó : P o : Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (W/m 2 ) ϕ ϕ cos 22 1 tt tttttt tttt n i dinctt P QPS tgPQ PKP =+= ⋅= = ∑ = (2-1) (2-2) (2-3) ∑ = ⋅= n i dminctt PKP 1 (2-4) ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện 5 F : Diện tích sản xuất (m 2 ) Giá trị P o tra được trong các sổ tay Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đều trên diện tích sản xuất, nên nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng. 3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại ( còn goi là phương pháp số thiết bị hiệu quả N hq ) : Công thức tính : P tt = K max .P tb =K max . K sd . P đm (2- 6) Trong đó : P tb Công suất trung bình của phụ tải trong cả mạng tải lớn nhất P đm Công suất định mức của phụ tải K sd Hệ số sử dụng công suất của phụ tải K max Hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình hoá T =30 phút Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị ,cho các tủ động lực cho toàn bộ phân xưởng. Nó cho một kết quả khá chính xácnhưng lại đòi hỏi một lượng thông tin khá đầy đủ về các loại phụ tải như : chế độ làm việccủa từng phụ tải, công suất đặ t của từng phụ tải , số lượng thiết bị trong nhóm. 4. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phương: Công thức tính: Trong đó: P tb : Phụ tải trung bình của đồ thị nhóm đồ thị β : Bộ số thể hiện mức tán xạ σ tb : Độ lệch của đồ thị nhóm phụ tải (2-7) tbtbtt PP σ β ⋅ ± = ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện 6 Phương pháp nàythường được dùng để tính toán phụ tải cho các thiết bị của phân xưởng hoạc của toàn bộ nhà máy. Tuy nhiên phương pháp này ít được dùngtrong tính toán thiết kế mớivì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành . 5. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dáng: Công thức tính : P tt = K hd . P tb (2- 8) Q tt = K hdq . Q tb hoặc Q tt =P tt .tg ϕ (2- 9) Trong đó : K hd ,K hdq : Hệ sô hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay P tb ,Q tb : phụ tải tác dụng và phản kháng trung bình trong ca mạng tải lớn nhất Phương này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh cái từ phân phối phân xưởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biên áp phân xưởng .Phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó yêu cầu có đồ thị của nhóm phụ tải. 6. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm và tổng sản lượng : Công thức tính: T aM P o tb . = (2-10) P tt = K max .P tb (2-11) Trong đó : a o -Suất chi phí điện cho một đơn vị sản phẩm (KWh/1đv) M – Tổng sản phẩm sản xuất ra trong khoảng thời gian khảo sát ( 1 ca , 1năm) P tb - Phụ tải trung bình của nhà máy ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện 7 K max - Hệ số cực đại công suất tác dụng . Phương pháp này thường chỉ được sử dụng để ước tính , sơ bộ xác định phụ tải trong công tác quy hoạch hoặc dùng để quy hoạch nguồn cho xí nghiệp. 7. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị : Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau: I đn = I kđ(max) + (I tt - k sd .I dm(max) ) (2-12) Trong đó: I kd(max) - Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy. I tt - Dòng điện tính toán của nhóm máy. I dm(max) - Dòng định mức của thiết bị đang khởi động. k sd - Hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động. Vì đã có thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biết được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, nên ta xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại . b. Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1 Bảng 2-2: Bảng số liệu nhóm 1. TT Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu Công suất (kw) 1 Búa hơi để rèn 2 1 10,0 ×2 2 Búa hơi để rèn 2 2 28,0 ×2 3 Lò rèn 1 3 4,5 4 Lò rèn 1 4 6 5 Quạt thông gió 1 6 2,5 6 Dầm treo có Palăng điện 1 11 4,85 ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện 8 7 Máy biến áp 2 17 2,2 ×2 Công thức tính phụ tải tính toán: P tt =K max . P tb = K max . Σ K sdi . P đmi. ( 2-1) Trong đó: + P tb : công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất (kw) + P đm : công suất định mức của phụ tải (kw) + K sd : hệ số sử dụng công suất của nhóm thiết bị. (Bảng phụ lục 1 trang 253 TKCĐ). + K max : hệ số cực đại công suất tác dụng, tra đồ thị hoặc tra bảng theo hai đại lượng K sd và n hq . + n hq : số thiết bị dùng điện hiệu quả - Ta thấy với nhóm máy công cụ có K sd =0,3;từ cosϕ=0,57⇒ tgϕ = 1,43 • Trình tự xác định n hq như sau : - Xác định n 1 : Với nhóm 1, ta có n 1 = 2 Do trong nhóm 1 ta tính được : ∑P đmi = 4,4 < 5% . P đmn =4,67 (i = 1⎟2 ) ⇒n 1 = 2 V ậy n hq = n - n 1 = 10 - 2 = 8 • Từ K sd = 0,3và n hq = 8tra bảng [PL: 1.6 TKCĐ] được K max = 1,65 vào công thức (2-1) tính được: P tt = 1,65 . 0,3 .98,25 =48,6 (K W) Q tt = P tt . tgϕ = 48,6 .1,43= 69,5 (KVAR) ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện 9 )(8,845,696,48 2222 KVAQPS tttttt =+=+= )(84,128 38,0.3 8,84 .3 A U S I tt tt === Dòng đỉnh nhọn xác định theo công thức sau: I đn = I kđ(max) + ( I tt - K sd . I đm(max) =K kđ . I đm + U Stt . 3 -K sd . I đm(max) =6. 65,45 + 3.38,0 8,84 - 0,3 . 65,45 =501,9 (A) • Tương tự tính toán cho các nhóm khác, kết quả ghi được trong bảng B2-3. • Một số công thức được dùng để tính toán: - Công thức tính hệ số sử dụng công suất tác dụng trung bình: ∑ ∑ = n 1 i n 1 i i tb p p k K dm dm . sd sd . (2-3) - Hệ số công suất trung bình: ∑ ∑ ϕ =ϕ n 1 dmi n 1 dmi tb p p cos. cos (2-4) - Công thức quy đổi phụ tải 1 pha sang phụ tải 3 pha khi đấu vào điện áp dây. P đm.tđ = 3 P đm.ph.max (2-5) + P đm.ph.max :phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất (kw) [...]... M0(4,07;3,24) 20 cung cấp điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC Chương III THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO XÍ NGHIỆP 1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN : - Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa dạng Nó phụ thuộc vào giá trị của xí nghiệp và công suất yêu cầu của nó, - Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện chủ yếu căn cứ độ tin cậy, tính kinh tế và tính an toàn Độ tin cậy của sơ đồ cấp điện phụ thuộc... 22 cung cấp điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC Hệ thống Hệ thống Hệ thống Hệ thống ~ ~ ~ ~ 35 - 220 35 - 110 35 - 220 Trạm 1 Trạm 2 Trạm 3 Trạm 4 6 – 20 kV a) b) 6 - 20 c) 20 - 35 kV 6 - 20 d) NHỮNG SƠ ĐỒ ĐẶC TRƯNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÍ NGHIỆP CHỈ TỪ HÊN THỐNG ĐIÊN 23 ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện -Sơ đồ a :Dùng khi cấp điện áp của mạch điện bằng cấp điện áp phân phối , chỉ dùng cho xí nghiệp có công suất nhỏ -Sơ đồ. .. BATT của nhà máy, lấy điện thông qua các trạm ở gần trạm BATT Các phương án đi dây của mạng điện xí nghiệp như sau: (Vẽ các sơ đồ đi dây của 2 phương án) 30 cung cấp điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC Trong đó: - Trạm biến áp trung tâm (BATT) - Trạm biến áp phân xưởng (BAPX) - Các cao áp - Các hạ áp 31 cung cấp điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC 7 TÍNH TOÁN SO SÁNH CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN Đường dây cấp điện từ... MBA cho trạm BAPX đó 26 cung cấp điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC - Phân xưởng là phụ tải loại 3 cần đặt 1 MBA cho trạm BAPX đó - Căn cứ vào vị trí, công suất tính toán và yêu cầu độ tin cậy CCĐ của phân xưởng, quyêt định đặt 7 trạm (BAPX) như sau: + Trạm B1 (2MBA) : Cấp cho PX Luyện gang + Trạm B2 (2 MBA): Cấp điện cho PX Lò Mác tin + Trạm B3 (2 MBA): Cấp điện cho PX .máy cán phôi tấm + Trạm B4 (2 MBA) : Cấp điện cho. . .cung cấp điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC Bảng kết quả tính toán B2-3 ở trang sau 10 cung cấp điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC Bảng B2-3 Tên nhóm và thiết bị 1 Ký hiệu Số trên mặt lượng bằng Phụ tải tính toán Công suất đặt Pđ (Kw) Hệ số sử dụng, Ksd Cosϕ tgϕ SốTB hiệu quả, nhq Hệ số cực đại, Kmax Iđm thiết bị, ( A) 7 8 9 2 3 4 5 6 Búa hơi để rèn 2 1 10,0x2 0,3 0,65/1,17... Trạm B4 (2 MBA) : Cấp điện cho PX Cán nóng + Trạm B5 (2 MBA): Cấp điện cho PX Cán nguội + Trạm B6 (2 MBA): Cấp điện cho PX.tôn và PX.cơ điện + Trạm B7 (1 MBA): Cấp điện cho trạm bơm ; ban quản lý và phòng thí nghiệm -Trạm biến áp trung tâm sử dụng 2 máy biến áp 4.2 Chọn dung lượng máy biến áp: - Chọn công suất máy biến áp đảm bảo độ an toàn cung cấp điện (A.T.C.C.Đ) Máy biến áp được chế tạo với các... áp: - Chọn số lượng máy biến áp cho các trạm chính cũng như trạm biến áp phân xưởng có ý nghĩa quan trọng đối với việc xây dựng một sơ đồ cung cấp điện hợp lý 25 ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện - Kinh nghiệm tính toán và vận hành cho thấy là trong một trạm biến áp chỉ cần đặt một máy biến áp là tốt nhất, khi cần thiết có thể đặt hai máy, không nên đặt quá hai máy + Trạm một máy biến áp có ưu điểm là tiết... đồ dẫn sâu , dẫn điện áp cao vào tận phụ tải Từ hệ thống điện , điện áp không qua trạm biến áp trung tâm mà được cấp thẳng đến trạm biến áp phân xưởng có điện áp thứ cấp 0,4-0,6 KV -Sơ đồ c :Sơ đồ dùng trạm biến áp trung tâm, dúng cho xí nghiệp có công suất lớn và xa hệ thống -Sơ đồ d : Dùng cho xí nghiệp lớn, xa hệ thống , có nhu cầu sử dụng điện áp hai cấp 3.1.2 Chọn sơ đồ: Việc lựa chọn sơ đồ cấp. .. xuống điện áp 10kv cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng - Vị trí xây dựng trạm được chọn theo nguyên tắc chung sau: 24 ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện + Gần tâm phụ tải điện M0 (4,07; 3,24) + Thuận lợi cho giao thông đi lại và mỹ quan Trạm biến áp đặt vào tâm phụ tải điện, như vậy độ dài mạng phân phối cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện đảm bảo hơn Vậy... 25,32 17,73 12 cung cấp điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC Quạt gió trung áp Quạt gió số 9,5 Quạt số 14 Cộng theo nhóm 5 Tổng cộng 1 1 1 8 39 48 49 50 9,0 12,0 18,0 139,2 593,1 0,55 0,7/1,02 7 1,33 18,23 24,3 36,46 199,78 1306,5 67,08 444,07 68,42 465,34 95,82 644,45 145,6 979,08 13 cung cấp điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1.3 Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng: Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một . Đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp. ĐỒ ÁN MÔN HỌC cung cấp điện 1 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1. LOẠI NGÀNH NGHỀ, QUY