Đang tải... (xem toàn văn)
Trong giai đoạn này các khu công nghiệp, nhà máy chưa xây dựng. Cần xác định phụ tải điện để chuẩn bị nguồn điện , thiết kế và xây dựng đường dây cao áp và trạm biến áp trung gian. thông tin thu
ai hc Bỏch KhoaCh ơng1: Mở đầu1.1.Giới thiệu chung về nhà máy Khi nền công nghiệp ngày càng phát triển thì những nhà máy,xí nghiệp chủ chốt cũng không thể đáp ứng đợc nhu cầu ngày càng cao của xã hội , đồng thời để thúc đẩy nền kinh tế quốc dân phát triển mạnh mẽ thì phải xây dựng các xí nghiệp vệ tinh ở các địa phơng.Khi các nhà máy,xí nghiệp đợc xây dựng thì một trong những yếu tố quan trọng đảm bảo cho nhà máy có thể hoạt động liên tục,đảm bảo chất l-ợng đầu ra của sản phẩm đó chính là hệ thống cấp điện của nhà máy.Hệ thống cung cấp diện cho nhà máy phải đảm bảo đợc các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế đặt ra,không những nó có thể đáp ứng tốt cho phụ tải điện của nhà máy ở thời điểm hiện tại mà còn phải tính đến khả năng mở rộng của nhà máy trong tơng lai.Với yêu cầu thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy Luyện kim đen với mặt bằng xây dựng ở Thành phố Thái Nguyên tỉnh Thái Nguyên là trung tâm luyện kim đen của cả nớc, chúng ta sẽ xem xét một số đặc điểm của nhà máy đó .1.1.1 Vị trí địa lýNhà máy đợc xây dựng ở Thành phố Thái Nguyên , Tỉnh Thái Nguyên gần nguồn mỏ quặng bởi vậy dễ dàng cho vận chuyển nguyên vật liệu thô để sản xuất. Đồng thời nó cách Hà Nội không xa mà lại có đờng giao thông thuận lợi để phân phối sản phẩm tới trung tâm Hà Nội và từ đó đi khắp mọi miền đất nớc.Nhà máy cách nguồn điện 15 km1.1.2 Vị trí kinh tế Đất nớc ta đang quá trình hiện đại hoá đất nớc cần nhiều nguyên vật liệu đặc biệt là gang thép để xây dựng hạ tầng và đô thị phục vụ sự phát triển đó, do vậy nhà máy chiếm một vị trí quan trọng đối với nền công nghiệp luyện kim và đối với đất nớc.1.2 Đặc điểm công nghệ và phụ tải1.2.1 Đặc điểm công nghệ : Đây là nhà máy đợc đầu t để sản xuất ra nguyên liệu gang thép và tôn với quy trình công nghệ hiện đại với qui mô lớn .Nhà máy gồm 7 phân xởng chính - Phân xởng luyện gang - Phân xởng lò máctin- Phân xởng cán nóng- Phân xởng cán nguội- Phân xởng tôn CUNG CấP ĐIệN 1 ai hc Bỏch Khoa- Phân xởng cán phôi tấm- Phân xởng trạm bơmNgoài ra còn có hai phân xởng phụ là - Phân xởng sửa chữa cơ khí - Ban quản lý và phòng thí nghiệmMặt bằng của nhà máy nh sơ đồ nh hình 1.1tù hệ thống điện đến Nhà máy số 7Hình 1.1. Mặt bằng nhà máy luyện kim đen1.2.2 Đặc điểm phụ tải Nhà máy làm việc 3 ca Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp đợc chia thành: - Phụ tải động lực :là phụ tải 3 pha loại 0,38 kV và 3 kV có chế độ làm việc dài hạn, điện áp 3 pha cung cấp trực tiếp cho tải với sai số U=5%Uđm.Công suất của các thiết bị là khá lớn.-Phụ tải chiếu sáng thờng là phụ tải 1 pha có công suất nhỏ. Chủ yếu đợc dùng cho văn phòng và phòng thiết kế,cấp điện cho hệ thống chiếu sáng. Phụ tải của các phân xởng đợc cho nh bảng 1.11Phõn xng luyn gang (ph ti 3kV l 3200kW)8200 (0,65) 29752Phõn xng lũ mỏc tin3500 (0,8) 28003Phõn xng mỏy cỏn phụi tm2000 (0,3) 10504Phõn xng cỏn núng(ph ti 3 v l 2500 kW)7500 (0,3) 43255Phõn xng cỏn ngui4500 (0,3) 11256Phõn xng tụn2500 (0,4) 37507Phõn xng sa cha c khớ Theo tớnh toỏn 8758Trm bm ( Ph ti 3 V l 2100kW)3200 (0,8) 6009Ban qun lý v phũng thớ nghim320 (0,75) 195010Chiu sỏng phõn xngXỏc nh theo din tớchBảng 1.1. Phụ tải của nhà máy luyện kim đen CUNG CấP ĐIệN 2 ai hc Bỏch KhoaPhụ tải của phân xởng sửa chứa cơ khí nh bảng 1.2Số th tự Tên máy Số lợng Công suất đặt ( kW)Bộ phận máy1 Mỏy ca kiu ai 1 1,02Bn23 Khoan bn 1 0,654Mỏy ộp tay15 Mỏy mi thụ 1 2,86Mỏy khoan ng12,87 Mỏy bo ngang 1 4,58Mỏy xc12,89 Mỏy mi trũn vn nng 1 2,810Mỏy phay rng14,511 Mỏy phay vn nng 1 7,812Mỏy tin ren18,113 Mỏy tin ren 1 10,014Mỏy tin ren114,015 Mỏy tin ren 1 4,516Mỏy tin ren110,017 Mỏy tin ren 1 20,0Bộ phận lắp ráp18Mỏy khoan ng10,8519 Cu trc 1 24,220Bn lp rỏp121 Bn 1 0,8522Mỏy khoan bn10,8523 Mỏy cõn bng tnh 124Bn125 Mỏy ộp tay 126B du cú tng nhit12,527 Mỏy co 1 1,028B ngõm nc núng129 B ngõm natri hidroxit 130Mỏy mi thụ12,8Bộ phận hàn hơi31 Mỏy nộn ct liờn hp 1 1,732Bn hn 133 Mỏy mi phỏ 1 2,834Qut lũ rốn 1 1,535 Lũ trũn 136Mỏy ộp tay 137 Bn 138Mỏy khoan ng 1 0,8539 Bn nn 140Bn dỏnh du 1Bộ phận sửa chữa điện CUNG CấP ĐIệN 3 ai hc Bỏch Khoa41 B ngõm dung dch kim 1 3,042B ngõm nc núng 1 3,043 Bn 144Dao ct vt liu cỏch in 145 Mỏy ộp tay 146Mỏy cun dõy 1 1,247 Mỏy cun dõy 1 1,048B ngõm tm cú tng nhit 1 3,049 T xy 1 3,050Mỏy khoan bn 1 0,6551 Mỏy cõn bng tnh 152Mỏy mi thụ 1 2,853 Bn th nghim thit b in 1 7,0Bộ phận đúc đổng54Dao ct cú tay ũn 155 B kh du m 1 3,056Lũ in luyn khuụn 1 5,057 Lũ in nu chybabit 1 10,058Lũ in m thic 1 3,559 ỏ lỏt babit 160Qut lũ ỳc ng 1 1,561 Bn 162Mỏy khoan bn 1 0,6563 Bn nn 164Mỏy un cỏc tm mng 1 1,765 Mỏy mi phỏ 1 2,866Mỏy hn im 1 25,0Buồng nạp điện67 T np ỏc quy 168Giỏ thit b 169 CHnh lu sờlờnium 1 0,670Bn 1Bảng 1.2 Phụ tải phân xởng sửa chữa cơ khí 1.2.3 Phân loại phụ tải Đây là nhà máy lớn tầm cỡ khu vực và có tầm quan trọng nên đợc xếp vào phụ tải loại 1. Do vậy phải đảm bảo cung cấp điện cho nhà máy một cách liên tục, tức phải cấp điện cho nhà máy bằng đờng dây lộ kép .Trong các phân xởng của nhà máy thì các phân xởng quan trọng thì đ-ợc xếp vào phụ tải loại 1 và đợc cấp điện bằng đờng dây lộ kép và có hai máy biến áp. Đó là các phân xởng-Phân xởng luyện gang (1)-Phân xởng lò máctin (2)-Phân xởng cán nóng (4)-Phân xởng cán nguội (5)-Phụ tải 3 kV của Trạm bơm (81)Các phân xởng còn lại CUNG CấP ĐIệN 4 ai hc Bỏch Khoa-Phân xởng cán phôi tấm -Phân xởng tôn CUNG CấP ĐIệN 5Mặt bằng đi dây xuởng cơ khí16Bộ phận đúc đồngBộ phận máy công cụPhòng sinh hoạtPhòng sinh hoạt10111598131214Trạm bơm nuớc ngung tụ765636461625960Bộ phận hàn hơiBuồng nạp điện37Bộ phận lắp ráp182322211917202425263938274028khu tháo dỡ20313229Bộ phận sủa chũa điệnKhu lắp ráp465022654665435251535758555643484947Kho vật liệu và phụ tùng42141304345434435363433676870 ai hc Bỏch KhoaHình 1.2. Sơ đồ mặt bằng xởng sửa chữa cơ khí -Phân xởng sửa chữa cơ khí-Phụ tải 0,38 kV của Trạm bơm (82)-Ban quản lý và phòng thí nghiêm (9)là phụ tải loại 2 vì vậy không cần độ tin cậy cấp điện cao do đó cung cấp điện bằng đờng cáp một mạch và một máy biến áp.1.3 Nội dung tính toán thiết kế. 1. Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng và của toàn nhà máy. 2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy : * Chọn số lợng,dung lợng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xởng . * Chọn số lợng,dung lợng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian(trạm biến áp xí nghiệp ) hoặc trạm phân phối trung tâm. *Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy .3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa cơ khí.4. Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của nhà máy .5. Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa cơ khí. CUNG CấP ĐIệN 6 ai hc Bỏch KhoaCh ơng 2 xác định phụ tải tính toán của các phân xởng và của toàn nhà máy2.1.Giới thiệu chung về phụ tải tính toán Phụ tải tính toán là một số liệu rất cơ bản dùng để thiết kế cung cấp điện.Phụ tải tính toán là phụ tải đẳng trị với phụ tải thực tế về phơng diện hiệu ứng nhiệt. Tức là nó cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra.Khi biết phụ tải tính toán thì ta có thể chọn thiết bị điện đảm bảo an toàn về mặt phát nóng cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hànhCó rất nhiều cách tính phụ tải tính toán và mỗi phơng pháp có những u điểm nhất định, và tuỳ vào các trờng hợp phụ tải cụ thể ta lựa chọn các ph-ơng pháp tính phụ tải tính toán cho phù hợp.2.1.1. Xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.P tt = Knc .PđKnc - Là hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuậtPđ - Là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, coi Pđ = Pđm2.1.2. Xác định PTTT theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình.Ptt = Khd.Ptb Khd - Là hệ số hình dáng của đồ thị, tra sổ tay kỹ thuật Ptb - Là công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị Ptb= tdttPt0)( =tA2.1.3. Xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại.Ptt = Kmax.Ptb = Kmax.Ksd.PtbPtb- Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bịKmax - Hệ số cực đại, tra sổ tay kỹ thuật theoKmax = f(nhq, Ksd)Ksd- Là hệ số sử dụng CUNG CấP ĐIệN 7 ai hc Bỏch Khoanhq- Là số thiết bị dùng điện hiệu quả 2.1.4.Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm Ptt = a*M/Tmax a- Là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, KWh/1đvspM - Là số sản phẩm sản xuất trong một nămTmax- Là thời gian sử dụng công suất lớn nhất, (h)Trình tự xác định nhq nh sau-Xác định n1 : số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất .-Xác định P1 : Công suất của n1 thiết bị trên -Xác định n-Tổng số thiết bị của nhóm P -Tổng công suất của nhómTừ n* và P* tra bảng đợc nhq*- Xác định nhq=n.nhq*- Tra bảng xác định Kmax- Nếu nhq <4 phụ tải tính toán đợc xác định nh saukti : hệ số quá tải. Nếu không biết chính xác có thể lấy nh saukt=0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạnkt=0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại2.1.5. Xác định PTTT theo suất trang bị điện trên đơn vị diện tíchPtt = P0*FP0- suất trang bị điện trên một đơn vị diện tíchF- diện tích bố trí thiết bị CUNG CấP ĐIệN 8==PPPnnn1;*1*=111ndiPP=nditittPkP1 ai hc Bỏch Khoa2.2.Xác định phụ tải tính toán của các phân x ởng và của toàn nhà máy2.2.1.Xác định phụ tải tính toán của phân x ởng sửa chữa cơ khí Phụ tải điện của phân xởng bao gồm phụ tải chiếu sáng và phụ tải động lực chủ yếu là các máy cắt gọt kim loại.Căn cứ vào vị trí lắp đặt vào tính chất và chế độ làm việc của các thiết bị có thể chia chúng làm 4 nhóm nh đợc ghi trong bảng 2.1Phụ tải tính toán của các nhóm đợc tính theo số thiết bị hiệu quả Để cho việc tính toán đợc đơn giản ở đây lấy chung các hệ số sử dụng ksd=0,16 . hệ số công suất cos=0,6 và tg=1,33 cho tất cả các nhóm máy.2.2.1.1.Tính phụ tải tính toán cho nhóm ITổng số thiết bị của nhóm là n=10Tổng công suất đặt của nhóm là PIđ=25,25 kW,Thiết bị có công suất đặt lớn nhất là Pđmax=7 kWThiết bị có công suất đặt bé nhất là Pđmin=0,6kWSố thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất là n1=1Tổng công suất ứng với n1 thiết bị là P1=7 kWTa có Tra đờng cong nhq*=f(n*,P*) ta đợc nhq*=0,7Số thiết bị điện có hiệu quả nhq=nhq*.n=0,7.10=7Tra bảng hoặc đờng cong kmax=f(ksd,nhq) ta tìm đợc kmax=2,48Phụ tải tính toán của nhóm đợc tính theo công thức PItt=kmax.ksd. PIđ=2,48.0,16.25,25=10,02 kWQItt= PItt .tg =10,02.1,33=13,32 kVArkVAPSIttItt7,166,0/02,10cos/===Dòng điện tính toán Dòng điện đỉnh nhọn (dùng để chọn dây chảy cho cầu chì ) CUNG CấP ĐIệN 9AUSIIttItt4,2538,0.37,16.3===1,01011*===nnn277,025,2571*===IdPpPAIkIIdmkdndmiIdn45,15506,18.609,47.max11=+=+= ai hc Bỏch Khoa2.2.1.2.Xác định công suất tính toán các nhóm còn lạiviệc xác định công suất tính toán của các nhóm còn lại đợc thực hiện nh đối với nhóm I và đợc tổng kết trong bảng 2.12.2.1.3.Xác định công suất tính toán dành cho chiếu sángXác định công suất tính toán của phân xởng đợc thực hiện theo phơng pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuấtPttcs=po.FTrong đó p0 là suất chiếu sáng của phân xởng (p0=12 W/ m2 )F : diện tích phân xởng xác đinh theo bản vẽ mặt bằng (F= 875 m2)Pttcs=12.35=10,5 kW2.2.1.4.Công suất tính toán của toàn phân xởngCông suất tính toán của toàn phân xởng tính theo công thức ttcsttnhdtttpxPPkP+=. (2.1) ttcsttnhdtttpxQQkQ+=.(2.2) 22ttpxttpxttpxQPS+=(2.3)Trong đó có tính đến sự làm việc đồng thời giữa các nhóm máy trong phân xởng kdt=0,8. Phụ tải chiếu sáng chỉ có công suất tác dụng nên Qttcs=0. Thay số ta đợc kWPttpx8,1095,1012,124.8,0=+= kVArQttpx04,13205,165.8,0== kVASttpx73,17104,1328,10922=+=Dòng điện tính toán phân xởng 2.2.2.Xác định phụ tải tính toán của các phân x ởng khác Phụ tải tính toán của các phân xởng khác đợc tính toán theo hệ số nhu cầu dncttdlPkP .= Trong đó knc- Hệ số nhu cầu của phân xởng Pđ - Tổng công suất đặt của phân xởng Pttdl Tổng công suất tính toán động lực của phân xởng CUNG CấP ĐIệN 10)(9,2603.38,073,1713.AUSIttpxttpx=== [...]... gian(trạm biến áp xí nghiệp ) hoặc trạm phân phối trung tâm. *Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy . 3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa cơ khí. 4. Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của nhà máy . 5. Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa cơ khí. CUNG CấP ĐIệN 6 ai hc Bỏch Khoa Dòng điện chạy trên đoạn cáp này là Chọn cáp tiết diện 300 mm 2 -... cán nguội - Phân xởng tôn CUNG CấP ĐIệN 1 ai hc Bỏch Khoa Ch ơng 3 thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy 3.1. P h ơng án truyền tải điện tới nhà máy 3.1.1.Xác định điện áp định mức của đ ờng dây truyền tải tới nhà máy Để đảm bảo chất lợng điện áp ta phải chọn điện áp truyền tải từ trạm biến áp trung gian của lới điện tới nhà máy cho hợp lý Việc chọn điện áp định mức sơ bộ bằng cách áp... j kt =1,1 A/mm 2 Dòng điện truyền tải trên đờng dây Suy ra Bởi vậy ta chọn đợc tiết diện tiêu chuẩn của mạng điện là Ftc=120 mm 2 với dòng điện cho phép là Icp=380A CUNG CấP ĐIệN kt kt j I F = )(94,127 35.3.2 94,15511 .3.2 A U S I dm ttnm === )(3,116 1,1 94,127 2 mmF kt == 19 ai hc Bỏch Khoa n hq - Là số thiết bị dùng điện hiệu quả 2.1.4.Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn... l- ợng đầu ra của sản phẩm đó chính là hệ thống cấp điện của nhà máy.Hệ thống cung cấp diện cho nhà máy phải đảm bảo đợc các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế đặt ra,không những nó có thể đáp ứng tốt cho phụ tải điện của nhà máy ở thời điểm hiện tại mà còn phải tính đến khả năng mở rộng của nhà máy trong tơng lai. Với yêu cầu thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy Luyện kim đen với mặt bằng xây... của Trạm bơm (82) -Ban quản lý và phòng thí nghiêm (9) là phụ tải loại 2 vì vậy không cần độ tin cậy cấp điện cao do đó cung cấp điện bằng đờng cáp một mạch và một m¸y biÕn ¸p. 1.3 Néi dung tÝnh to¸n thiÕt kÕ. 1. Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng và của toàn nhà máy. 2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy : * Chọn số lợng,dung lợng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xởng . ... tính toán là một số liệu rất cơ bản dùng để thiết kế cung cấp điện. Phụ tải tính toán là phụ tải đẳng trị với phụ tải thực tế về phơng diện hiệu ứng nhiệt. Tức là nó cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra. Khi biết phụ tải tính toán thì ta có thể chọn thiết bị điện đảm bảo an toàn về mặt phát nóng cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành Có... )(43,3 94,15511 03,53290 dvx == Hình 3.1. Sơ đồ tâm phụ tải nhà máy CUNG CấP ĐIệN Nhà máy số 7 22 ai hc Bỏch Khoa Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý mạng điện cao áp của nhà máy 3.4.1 Các thiết bị: Nh đà nói ở trên trạm biến áp trung tâm đặt hai máy biến áp dùng sơ đồ một hệ thống thanh góp phân đoạn để phân phối điện cho 12 trạm biến áp phân xởng Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ đặt tập trung tại trạm phân phối... a- Là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, KWh/1đvsp M - Là số sản phẩm sản xuất trong một năm T max - Là thời gian sử dụng công suất lớn nhất, (h) Trình tự xác định n hq nh sau -Xác định n 1 : số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất . -Xác định P 1 : Công suất của n 1 thiết bị trên -Xác định n-Tổng số thiết bị của nhóm P ... )(9,6 507,01446,0.3 3,6 22 13 kAI CN = + = − - i xk3-C1 = )(56,179,6.8,1.2 kA = - S N3 = )(7,719,6.6.3 MVA = Tính tơng tự cho các đờng cáp khác, kết quả đợc ghi trong bảng 3.10 - Ngắn mạch N4 Nếu N4 thuộc cấp điện áp 0,4 kV ta lại phải quy đổi các điện trở và điện kh¸ng cđa cÊp 6 kV vỊ cÊp 0,4 kV víi công thức qui đổi sau 264,0 ) 3,6 4,0 .(RR = và 264,0 ) 3,6 4,0 .(XX = Đờng cáp R 4 , X 4 , Ω I N4 ,... nh sơ đồ nh hình 1.1 tù hệ thống điện đến Nhà máy số 7 Hình 1.1. Mặt bằng nhà máy luyện kim đen 1.2.2 Đặc điểm phụ tải Nhà máy làm việc 3 ca Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp đợc chia thành: - Phụ tải động lực :là phụ tải 3 pha loại 0,38 kV và 3 kV có chế độ làm việc dài hạn, điện áp 3 pha cung cấp trực tiếp cho tải với sai số U=5%U đm .Công suất của các thiết bị là khá lớn. -Phụ tải chiếu . nghiệp ) hoặc trạm phân phối trung tâm. *Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy .3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa cơ khí.4. Tính. vậy không cần độ tin cậy cấp điện cao do đó cung cấp điện bằng đờng cáp một mạch và một máy biến áp.1.3 Nội dung tính toán thiết kế. 1. Xác định phụ tải
