cung cấp điện Đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen Chơng I Giới thiệu chung nhà máy Loại ngành nghề, quy mô lực xí nghiệp 1.1 Loại ngành nghề: Ngày nay, kinh tế nớc ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân đợc nâng cao nhanh chóng Trong trình công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc loại hình doanh nghiệp Nhà nớc nói chung nhà máy luyện kim đen nói riêng mục tiêu hàng đầu việc sản xuất sản phẩm phát triển kinh tế quốc dân Để thực tốt nhiệm vụ sản xuất chiến lợc mình, đòi hỏi tính chất công nghệ mà yêu cầu đảm bảo chất lợng độ tin cậy cao lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy 1.2 Quy mô, lực xí nghiệp: - Xí nghiệp có tỉng diƯn tÝch lµ 37800m2 nhµ xëng, bao gåm phân xởng, đợc xây dựng tập trung tơng đối gần nhau, với tổng công suất dự kiến phát triển sau năm sau 18,6MVA - Dự kiến tơng lai xí nghiệp đợc mở rộng đợc thay thế, lắp đặt thiết bị máy móc đại Đứng mặt cung cấp điện việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo gia tăng phụ tải tơng lai mặt kỹ thuật kinh tế, phải đề phơng pháp cấp điện cho không gây tải sau vài năm sản xuất không để d thừa dung lợng mà sau nhiều năm xí nghiệp không khai thác hết dung lợng công suất dự trữ dẫn đến lÃng phí Giới thiệu phụ tải điện toàn xí nghiệp 2.1Các đặc điểm phụ tải điện + Phụ tải điện xí nghiệp công nghiệp phân làm hai loại phụ tải,đó Phụ tải động lực phụ tải chiếu sáng - Phụ tải động lực thờng có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị với độ lệch điện áp cho phép UCf = 5% Uđm Công cung cấp điện Đồ án môn học suất chúng nằm dải từ đến hàng chục kw, đợc cấp tần số f=50Hz - Phụ tải chiếu sáng thờng phụ tải pha, công suất không lớn Phụ tải chiếu sáng phẳng, thay đổi thờng dùng dòng điện tần số f = 50Hz Độ lệch điện áp mạng điện chiếu sáng UCf = 2,5% 2.2 Các yêu cầu cung cấp điện nhà máy Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi mức độ quan trọng thiết bị để từ vạch phơng thức cấp điện cho thiết cị nh cho phân xởng xí nhiệp, đánh giá tổng thể toàn nhà máy ta thấy tỷ lệ (%) phụ tải loại II là70% Phụ tải loại II lớn >2 lần phụ tải loại III, xí nghiệp đợc đánh giá hộ phụ tải loại II, yêu cầu cung cấp điện phải đợc đảm bảo liên tục nội dung chủ yếu - Sau nội dung mà thiết kế đề cập đến: + Thiết kế mạng điện phân xởng + Thiết kế mạng điện xí nghiệp + Tính toán công suất bù cho xí nghiệp + Tính toán nối đất cho trạm biến áp phân xởng + Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa khí Chơng II xác định phụ tải tính toán phân xởng toàn xí nghiệp Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sửa chữa khí 1.1 Phân loại phân nhóm phụ tải phân xởng sửa chữa khí - Các thiết bị làm việc chế độ dài hạn - 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 nhau, tránh trồng chéo dây dẫn + Công suất thiết bị nhóm nên cân đối để khỏi chênh lệch nhóm cung cấp điện Đồ án môn học + Số lợng thiết bị nhóm nên có giới hạn Căn vào vị trí, công suất máy công cụ bố trí mặt xởng ta chia làm nhóm thiết bị (phơ t¶i ) nh sau : + Nhãm 1: 1; 2; 3; 4; 6; 11; 17; + Nhãm : 3; 5; 8; 9; 13; 34; + Nhãm : 12; 20; 21; 23; 24; 25; 26; 37; + Nhãm 4: 18; 19; 22; 28; 31; 33; 44; + Nhãm : 40; 41; 42; 46; 47; 48; 49; 50; Bảng 2-1: Bảng công suất đặt tổng nhóm Nhóm phụ tải Công suất tỉng (kw) 98,25 119,3 137,2 146,65 91,7 1.2 X¸c định phụ tải động lực tính toán phân xởng a Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán: Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu: Công thức tÝnh:n Ptt =K nc ∑ P di (2-1) (2-2) i=1 Qtt =Ptt⋅tg ϕ S tt =√ P2tt + Q 2tt = Ptt cos Một cách gần lÊy P® (2-3) = P®m Khi ®ã n Ptt =K nc⋅∑ Pdmi (2-4) Trong ®ã : i =1 - P®i , Pđmi: Công suất đặt công suất định mức cđa thiÕt bÞ thø i (KW) - Ptt , Qtt , Stt : Công suất tác dụng, phản kháng toàn phần tính toán nhóm thiết bị (KW, KVAR, KVA) - n : Sè thiÕt bÞ nhãm - Knc : Hệ số nhu cầu nhóm hộ tiêu thụ đặc trng tra tài liệu tra cứu Đồ án môn học cung cấp điện Phơng pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có u điểm đơn giản, thuận tiện Nhợc điểm chủ yếu phơng pháp xác Bởi hệ số nhu cầu Knc tra đợc sổ tay số liệu cố định cho trớc, không phụ thuộc vào chế độ vận hành số thiết bị nhóm máy.: Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất: Công thức tính: Ptt= Po F (2-5) Trong ®ã : Po : St phơ tải đơn vị diện tích sản xuất (W/m2) F : Diện tích sản xuất (m2) Giá trị Po tra đợc sổ tay Phơng pháp cho kết gần có phụ tải phân bố đồng diện tích sản xuất, nên thờng đợc dùng giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại ( goi phơng pháp số thiết bị hiệu Nhq ) : Công thức tính : Ptt= Kmax.Ptb =Kmax Ksd P®m (2- 6) Trong : Ptb Công suất trung bình phụ tải mạng tải lớn Pđm Công suất định mức phụ tải Ksd Hệ số sử dụng công suất phụ tải Kmax Hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình hoá T =30 phút Phơng pháp thờng đợc dùng để tính toán phụ tải tính toán cho nhóm thiết bị ,cho tủ động lực cho toàn phân xởng Nó cho kết xácnhng lại đòi hỏi lợng thông tin đầy đủ loại phụ tải nh : chế độ làm việccủa phụ tải, công suất đặt phụ tải , số lợng thiết bị nhóm Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình độ lệch trung bình bình phơng: Công thức tÝnh: Ptt =Ptb ±β⋅σ tb (2-7) Trong ®ã: Ptb : Phụ tải trung bình đồ thị nhóm đồ thị cung cấp điện Đồ án môn học : Bộ số thể mức tán xạ tb : Độ lệch đồ thị nhóm phụ tải Phơng pháp nàythờng đợc dùng để tính toán phụ tải cho thiết bị phân xởng hoạc toàn nhà máy Tuy nhiên phơng pháp đợc dùngtrong tính toán thiết kế mớivì đòi hỏi nhiều thông tin phụ tải mà phù hợp với hệ thống vận hành Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số hình dáng: Công thức tính : Ptt = Khd Ptb (2- 8) Qtt = Khdq Qtb hc Qtt =Ptt tg  (2- 9) Trong ®ã : Khd ,Khdq : Hệ sô hình dáng đồ thị phụ tải tra sổ tay P tb ,Qtb: phụ tải tác dụng phản kháng trung bình ca mạng tải lớn Phơng áp dụng để tính phụ tải tính toán từ phân phối phân xởng hạ áp trạm biên áp phân xởng Phơng pháp đợc dùng tính toán thiết kế yêu cầu có đồ thị nhóm phụ tải Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm tổng sản lợng : Công thức tính: Ptb = M ao T Ptt = Kmax Ptb (2-10) (2-11) Trong ®ã : ao -Suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm (KWh/1đv) M Tổng sản phẩm sản xuất khoảng thời gian khảo sát ( ca , 1năm) Ptb - Phụ tải trung bình nhà máy Kmax - Hệ số cực đại công suất tác dụng Phơng pháp thờng đợc sử dụng để ớc tính , sơ xác định phụ tải công tác quy hoạch dùng để quy hoạch nguồn cho xí nghiệp Xác định phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị : cung cấp điện Đồ án môn học Theo phơng pháp phụ tải ®Ønh nhän cđa nhãm thiÕt bÞ sÏ xt hiƯn thiết bị có dòng khởi động lớn mở máy thiết bị khác nhóm làm việc bình thờng đợc tính theo công thức sau: Iđn= Ik®(max) + (Itt - ksd.Idm(max)) (2-12) Trong ®ã: I kd(max)- Dòng khởi động thiết bị có dòng khởi động lớn nhóm máy Itt - Dòng điện tính toán nhóm máy Idm(max) - Dòng định mức thiết bị khởi động ksd - Hệ số sử dụng thiết bị khởi động Vì đà có thông tin xác mặt bố trí máy móc thiết bị, biết đợc công suất trình công nghệ thiết bị, nên ta xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại b Xác định phụ tải tính toán nhóm Bảng 2-2: Bảng số liệu nhóm TT Tên thiết bị Số lợng Kí hiệu C«ng suÊt (kw) Búa để rèn Búa để rèn Lò rèn Lò rèn Quạt thông gió Dầm treo có Palăng điện M¸y biÕn ¸p 2 1 1 2 11 17 10,0 2 28,0 2 4,5 2,5 4,85 2,2 2 C«ng thøc tÝnh phụ tải tính toán: Ptt =Kmax Ptb = Kmax  Ksdi P®mi ( 2-1) Trong ®ã: + Ptb : công suất trung bình phụ tải ca mang tải lớn (kw) + Pđm : công suất định mức phụ tải (kw) + Ksd : hệ số sử dụng công suất nhóm thiết bị (Bảng phụ lục trang 253 TKCĐ) + Kmax: hệ số cực đại công suất tác dụng, tra đồ thị tra bảng theo hai đại lợng Ksd nhq cung cấp điện Đồ án môn học + nhq : số thiết bị dùng điện hiệu - Ta thấy với nhóm máy công cụ có Ksd =0,3;từ cos=0,57 tg = 1,43 Trình tự xác định nhq nh sau : - Xác định n1 : Với nhóm 1, ta cã n1 = Do nhãm ta tính đợc : Pđmi = 4,4 < 5% P®mn=4,67 (i = 12 ) n1 = V Ëy nhq = n - n1 = 10 - = Từ Ksd = 0,3và nhq = 8tra bảng [PL: 1.6 TKCĐ] đợc Kmax = 1,65 vào công thức (2-1) tính đợc: Ptt = 1,65 0,3 98,25 =48,6 (K W) Qtt = Ptt tg = 48,6 1,43= 69,5 (KVAR) S tt =√ P2tt +Q2tt =√ 48 , 62 +69 ,52 =84 , 8( KVA ) I tt = S tt 84 , =128 , 84 ( A ) √ U √ ,38 = Dòng đỉnh nhọn xác định theo công thức sau: Iđn= Ik®(max) + ( Itt - Ksd I®m(max) Stt =Kk® I®m + √3 U 84,8 =6 65,45 + 0,38 √3 -Ksd I®m(max) - 0,3 65,45 =501,9 (A) Tơng tự tính toán cho nhóm khác, kết ghi đợc bảng B2-3 Một số công thức đợc dùng để tính toán: - Công thức tính hệ số sử dụng công suất tác dụng trung bình: cung cấp điện Đồ án môn học n K sd = ∑ k sd i p dmi n tb ∑ p dmi (2-3) - HÖ số công suất trung bình: n cos tb = p dmi cosϕ n ∑ p dmi (2-4) - Công thức quy đổi phụ tải pha sang phụ tải pha đấu vào điện áp dây Pđm.tđ = Pđm.ph.max (2-5) + Pđm.ph.max :phụ tải định mức pha mang tải lớn (kw) Bảng kết tính toán B2-3 trang sau cung cấp điện Đồ án môn học Bảng B2-3 Tên nhóm thiết bị Nhóm Búa để rèn Búa để rèn Lò rèn Lò rèn Quạt thông gió Dầm treo có Palăng điện Máy biến áp Cộng theo nhóm Nhóm Lò rèn Quạt lò Máy ép ma sát Lò điện Quạt ly tâm Thiết bị cao tần Cộng theo nhóm Nhóm Máy mài sắc Lò điện Lò điện để rèn Ký hiệu Số l- mặt ợng Công suất đặt Pđ (Kw) HƯ sè sư dơng, Ksd SèTB hiƯu qu¶, nhq HƯ số cực đại, Kmax Iđm thiết bị, ( A) 10 1,65 23,37 2 65,452 10,52 14,02 4,33 16,38 9,55 2 225,61 48,6 69,5 84,8 128,84 1,57 10,52 5,67 27,62 25,32 14,2 173,64 256,97 101,1 103,2 144,5 219,5 8,1 50,6 84,1 10 11 12 13 2 1 1 10 11 17 10,0x2 28 2 4,5 2,5 4,85 2,2 2 98,25 0,3 0,3 0,3 0,3 0,65 0,1 0,3 0,3 0,65/1,17 0,65/1,17 0,65/1,17 0,65/1,17 0,75/0,88 0,45/1,98 0,35/2,68 0,57/1,43 1 1 1 13 34 1 12 20 21 4,5 2,8 10,0 15,0 7,0 80,0 119,3 3,2 30,0 36,0 Phơ t¶i tÝnh to¸n Qtt Stt (KVA (KVA) R) 11 12 Cos ϕ tgϕ 0,54 0,7/1,02 Ptt (Kw) Itt (A) 13 cung cấp điện Đồ án môn học Lò điện Bể dầu Thiết bị để bánh Bể dầu có tăng nhiệt Thiết bị đo bi Cộng theo nhóm Nhóm Lò băng chạy điện 1 1 23 24 25 26 37 18 30,0 65,1 Lò điện hoá cứng ling kiện 19 90,0 210,4 Lò điện 22 20,0 33,76 Máy đo độ cứng đầu côn Máy mài sắc Cầu trục cánh có Palăng điện 1 28 31 33 0,6 0,25 1,3 1,52 0,63 4,4 Máy ca đai 44 4,5 11,4 Céng theo nhãm Nhãm Máy nén khí Máy bào gỗ Máy khoan Máy bào gỗ Máy ca tròn Quạt gió trung áp Quạt gió sè 9,5 Qu¹t sè 14 Céng theo nhãm Tỉng céng 1 1 1 1 39 20,0 4,0 18,0 3,0 23,0 137,2 146,65 40 41 42 46 47 48 49 50 25,0 6,5 4,2 10,0 7,0 9,0 12,0 18,0 139,2 593,1 0,46 0,43 0,55 0,73/0,94 0,7/1,02 0,7/1,02 1,51 1,33 33,76 8,68 42,1 11,4 58,2 296,94 95,3 89,6 130,8 198,7 327,2 131,99 134,62 188,53 286,44 50,64 16,46 10,64 25,32 17,73 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