Nội dung

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN THIẾT KẾ MÔN HỌC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.Tên thiết kế : Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen . 2.Sinh viên thực hiện: Đinh Ngọc Sơn , lớp : HTĐ3 , Khóa 48 3.Giáo viên hướng dẫn : Thấy giáo Phan Đăng Khải . NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.Mở đầu : 1.1 Giới thiệu chung về nhà máy : vị trí địa lý , kinh tế , Đăc điểm công nghệ , đặc điểm và phân bố phụ tải : Phân loại phụ tải . 1.2 Nội dung tính toán thiết kế ; các tài liệu tham khảo.... 2. Xác định phụ tải tính toáncủa các phân xưởng và toàn nhà máy. 3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sũa chữa cơ khí. 4. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy: 4.1 Chọn số lượng , dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng 4.2 Chọn số lượng , dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian (Trạm biến áp xí nghiệp )hoặc trạm phân phối trung tâm . 4.3 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy . 5. Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy . 6. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí . CÁC BẢN VẼ TRÊN KHỔ GIẤY A0 1. Sơ đồ nguyên lý mang điện phân xưởng sữa chữa cơ khí . 2. Sơ đồ nguyên lý HTCCĐ toàn nhà máy . CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY 1. Điện áp : Tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn đến nhà máy . 2. Công suất của nguồn điện :vô cùng lớn . 3. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực : 250MVA . 4. Đường dây cung cấp điện cho nhà máy dùng loại dây AC. 5. Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy :15 km . 6. Nhà máy làm việc 3 ca . Ngày nhận đề : 20 tháng 2 năm 2006 . CÁN BỘ HƯỚNG DẪN THẦY GIÁO : PHAN ĐĂNG KHẢI ĐINH NGỌC SƠN 1 HTÉ 3-K48 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, điện năng đã đi vào mọi mặt của đời sống, trên tất cả các lĩnh vực, từ công nghiệp cho tới đời sống sinh hoạt. Trong nền kinh tế đang đi lên của chúng ta, ngành công nghiệp điện năng do đó càng đóng một vai trò quan trọng hơn bao giờ. Để xây dựng một nền kinh tế phát triển thì không thể không có một nền công nghiệp điện năng vững mạnh, do đó khi quy hoạch phát triển các khu dân cư, đô thị hay các khu công nghiệp… thì cần phải hết sức chú trọng vào phát triển mạng điện, hệ thống điện ở đó nhằm đảm bảo cung cấp điện cho các khu vực đó. Hay nói cách khác, khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, thỏa mãn nhu cầu điện năng không chỉ trước mắt mà còn cho sự phát triển trong tương lai. Ngày nay, xã hội phát triển, rất nhiều nhà máy được xây dựng. Việc quy hoạch, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các nhà máy là công việc thiết yếu và vô cùng quan trọng. Để có thể thiết kế được một hệ thống cung cấp điện an toàn và đảm bảo tin cậy đòi hỏi người kỹ sư phải có được trình độ và khả năng thiết kế. Xuất phát từ điều đó, bên cạnh những kiến thức giảng dạy ở trên giảng đường, mỗi sinh viên nghành Hệ thống điện đều được giao bài tập dài về thiết kế một mạng điện cho một xí nghiêp, nhà máy nhất định. Bản thân em được nhận đề bài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen, với các số liệu về phụ tải đã cho. ĐINH NGỌC SƠN 2 HTÉ 3-K48 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN Mục lục LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………… CHƯƠNG I: Giới thiệu chung về nhà máy………………………………… CHƯƠNG II: Xác định phụ tải tính toán…………. …………………………….. CHƯƠNG III: Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy………………………….. CHƯƠNG IV: Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sữa chữa cơ khí…….. CHƯƠNG V: Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cho nhà máy ……………………………………………………………………. CHƯƠNG VII: Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sữa chữa cơ khí…. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG- VŨ VĂN TẨM 2. Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện NGÔ HỒNG QUANG 3. Luới điện NGUYỄN VĂN ĐẠM 4 . Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng NGUYỄN CÔNG HIỀN (CHỦ BIÊN) NGUYỄN MẠNH HOẠCH ĐINH NGỌC SƠN 3 HTÉ 3-K48 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY I, VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ Nhà máy luyện kim đen là nhà máy công nghiệp nặng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân , cung cấp nguyên liệu cho các ngành khác : cơ khí chế tạo , giao thông , xây dựng …Kinh tế càng phát triển thì nhu cầu kinh tế càng tăng cao vì sản lượng gang thép tính theo đầu người là một trong những chỉ tiêu chủ yếu để đánh giá tiềm lực của đất nước .Do tầm quan trọng của nhà máy nên ta xếp nhà máy hộ tiêu thụ loại 1 , cần đảm bảo cấp điện liên tục và an toàn . Do đặc điểm công nghệ có nhiều khí bụi nên nhà máy luyện kim được bố trí ở vùng xa thành phố , xa khu dân cư . Nhà máy luyện kim em đươc giao nhiệm vụ thiết kế có quy mô khá lớn với 10 phân xưởng là : Phân xưởng luyện gang , Phân xưởng là Mactin , phân xưởng máy cán phôi tấm ,….với công suất đặt lớn hơn 32000 ( kW) . BẢNG THIẾT BỊ PHÂN XƯỞNG Tên phân xưởng Kí hiệu trên mặt bằng 1 Phân xưởng luyện gang(phụ tải 3kV là 3200kW) 2 Phân xưởng lò mactin 3 Phân xưởng máy cán phôi tấm 4 Phân xưởng cán nóng (phụ tải 3kV là 2500kW) 5 Phân xưởng cán nguội 6 Phân xưởng tôn 7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 8 Trạm bơm( phụ tải 3kV là 2100kw) 9 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 10 Chiếu sáng phân xưởng Công suất đặt (kW) 8200 3500 2000 7500 4500 2500 Theo tính toán 3200 320 Xác định theo diện tích Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí ĐINH NGỌC SƠN 4 HTÉ 3-K48 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN Tt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 24 25 26 27 28 1 2 3 4 5 Tên thiết bị Nhãn Công suất hiệu (kW) BỘ PHẬN DỤNG CỤ Máy tiện ren 4 Ik625 10 Máy tiện ren 4 IK620 10 Máy doa tọa độ 1 2450 4.5 Máy doa ngang 1 2614 4.5 Máy phay vạn năng 2 6H82 7 Máy phay ngang 1 6H84 4.5 Máy phay chép hình 1 6HK 5.62 Máy phay đứng 2 6H12 7.0 Máy phay chép hình 1 642 1.7 Máy phay chép hình 1 6461 0.6 Máy phay chép hình 1 64616 3.0 Máy bào ngang 2 7M36 7.0 Máy bào giường 1 trụ 1 MC38 10 Máy xọc 2 7M36 7.0 Máy khoan hướng tâm 1 2A55 4.5 Máy khoan đứng 1 2A125 4.5 Máy mài tròn 1 36151 7.0 Máy mài tròn vạn năng 1 312M 2.8 Máy mài phẳng có trục đứng 1 373 10 Máy mài phẳng có trục nằm 1 371M 2.8 Máy ép thủy lực 1 0-53 4.5 Máy khoan để bàn 1 HC-12A 0.65 Máy mài sắc 2 2.8 Máy ép tay kiểu vít 1 Bàn thợ nguội 10 Máy giũa 1 1.0 Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 3A625 2.8 BỘ PHẬN SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ ĐIỆN Máy tiện ren 3 IA62 7.0 Máy tiện ren 2 I616 4.5 Máy tiện ren 2 IE6IM 3.2 Máy tiện ren 2 I63A 10 Máy khoan đứng 2 2A125 2.8 ĐINH NGỌC SƠN Số lượng 5 Ghi chú HTÉ 3-K48 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Máy khoan đứng Máy khoan vạn năng Máy bào ngang Máy mài tròn vạn năng Máy mài phẳng Máy cưa Máy mài hai phía Máy khoan bàn Máy ép tay Bàn thợ nguội ĐINH NGỌC SƠN 1 1 1 2 1 2 2 7 2 3 2A150 6H81 7A35 3130 872A HC-12A P-4T - 6 7 4.5 5.8 2.8 4.0 2.8 2.8 0.65 - HTÉ 3-K48 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN CHƯƠNGII XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO NHÀ MÁY 1. T ÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG SỮA CHỮA CƠ KHÍ 1.1: Phân nhóm phụ tải Tên thiết bị 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 Nhóm 1 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện đứng Máy khoan vạn năng Máy bào ngang Máy bào tròn vạn năng Máy mài phẳng Máy mài hai phía Tổng nhóm 1 Nhóm 2 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy cưa Máy mài hai phía Máy khoan bàn Tổng nhóm 2 Nhóm3 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy doa ngang Máy mài phẳng Máy mài sắc Máy dũa Máy mài sắc Tổng nhóm 3 Nhóm 4 Doa toạ độ Máy phay đứng ĐINH NGỌC SƠN Tên thiết bị số lượng Công suất Pdm(kW) 1máy Toàn bộ 1 2 3 4 7 8 9 10 12 2 2 2 1 1 1 2 1 1 13 7 4.52 3.2 10 4.5 5.8 2.8 4.0 2.8 14 9 6.4 10 4.5 5.8 5.6 4.0 2.8 62.1 2*17.72 2*11.39 2*8.1 25.32 11.39 14.68 2*7.09 10.13 7.08 157.2 1 4 5 6 11 12 13 1 1 2 1 2 1 6 13 7 10 2.8 7 2.8 2.8 0.65 7 10 5.6 7 5.6 2.8 3.9 41.9 17.72 25.31 2*7.09 17.72 2*7.09 7.09 6*1.64 1 2 4 20 24 27 28 4 4 1 1 1 1 1 13 10 10 4.5 4.5 2.8 1 2.8 40 40 4.5 4.5 2.8 1 2.8 93.9 4*25.31 4*25.31 11.39 11.39 7.09 2.5 7.09 3 8 1 2 4.5 7 4.5 14 11.39 2*17.72 7 Idm(A) HTÉ 3-K48 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Máy phay chép hình Máy khoan bàn Máy xọc Máy khoan đứng Máy mài vạn năng Máy mài phẳng Máy ép thuỷ lực Tổng nhóm 4 9 13(sc) 14 16 18 19 21 1 1 2 1 1 1 1 11 0.6 0.65 7 4.5 2.8 10 4.5 0.6 0.65 14 4.5 2.8 10 4.5 55.55 1.52 1.645 2*17.72 11.39 7.09 25.32 11.39 5 6 7 10 11 12 13 17 24 2 1 1 1 1 1 1 1 1 10 7 4.5 5.62 0.6 3.0 7.0 10 7 2.8 14 4.5 5.62 0.6 3.0 7.0 10 7 2.8 54.52 2*17.72 11.39 14.22 1.52 7.59 17.72 25.32 17.72 7.09 Nhóm 5 Máy phay vạn năng Máy phay ngang Máy phay chép hình Máy phay chép hình Máy phay chép hình Máy bào ngang Máy bào giường một trụ Máy mài trên Máy mài sắc Tổng nhóm 5 1.2: Tính toán phi tải từng nhóm A.Nhóm 1 Idm(A) TT Tên thiết bị Kí hiệu số Công trên lượng suất bảng Pdm(kW) 1 máy Toàn bộ 1 Máy tiện ren 1 2 7 14 2*17.72 2 Máy tiện ren 2 2 4.5 9 2*11.39 3 Máy tiện ren 3 2 3.2 6.4 2*8.1 3 Máy mài đứng 4 1 10 10 25.32 5 Máy khoan van năng 7 1 4.5 4.5 11.39 6 Máy bào ngang 8 1 5.8 5.8 14.68 7 Máy bào tròn 9 2 2.8 5.6 2*7.09 8 Máy mài phẳng 10 1 4 4 10.13 Máy mài hai phía 9 12 1 2.8 2.8 7.08 Tổng nhóm 1 13 62.1 157.2 Số thiết bị trong nhóm n=13 số thiết bị làm việc hữu ích n1=4 ta có n*=4/13=0.3 tổng công suất của nhóm P=62.1 ĐINH NGỌC SƠN 8 HTÉ 3-K48 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN công suất của các thiết bị hữu ích P1=29.8 suy ra P*=29.8/62.1=0.48 tra bảng phi lục PL 1.5 được n*hq=0.8 số thiết bị làm việc có hiệu quả nhq=0.8*13=10.4 ≈ 10 tra bảng phi lục PL1.6 có Kmax=2.1 phụ tải tính toán của nhóm 1: Ptt=Kmax*Ksd*P=2.1*0.16*62.1=20.87(kW) Qtt=Ptt*tg γ =20.87*1.33=27.75(kW) Ptt 62.1 = = 34.78 (kVA) cosγ 0.6 Stt 1 34.78 Itt = = = 52.85( A) U 3 0.38* 3 Stt= Idn=Ikdmax+Itt-Ksd*Idmmax=5*25.32+52.85-0.16*25.32=175.4(A) tt 1 2 3 4 5 6 7 Tên thiết bị Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy cưa Máy mai hai phía Máy khoan bàn Kí hiệu trên bảng 1 4 5 6 11 12 13 Số lượng Công suất Pdm(kW) Pdm(A) 1 1 2 1 2 1 6 1 máy 7 10 2.8 7 2.8 2.8 0.65 Toàn bộ 7 10 5.6 7 5.6 2.8 3.9 B.Nhóm 2 Ta có n=13 n1=3 ⇒ n* = 3 = 0.23 13 24 = 0.57 41.9 Tra bảng PL1.5:n*hq=0.61 ⇒ nhq=0.61*13=7.91 ≈ 8 P=41.9 P1=24 ⇒ P* = Tra bảng PL1.6: Kmax=2.31 ⇒ Ptt = 2.31*0.16* 41.9 = 15.48 Qtt = Ptt * tgγ = 15.48*1.33 = 20.60( kVAr) Ptt 15.48 = = 25.8(kVA) cosγ 0.6 Stt 25.8 Itt = = = 39.20 ( A ) U * 3 0.38* 3 Stt= ĐINH NGỌC SƠN 9 HTÉ 3-K48 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN C.Nhóm 3 1 2 3 4 5 6 7 Nhóm3 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy doa ngang Máy mài phẳng Máy mài sắc Máy dũa Máy mài sắc tổng nhóm 3 1 2 4 20 24 27 28 4 4 1 1 1 1 1 13 10 10 4.5 4.5 2.8 1 2.8 40 40 4.5 4.5 2.8 1 2.8 93.9 8 = 0.62 13 80 P=93.9 P1=80 ⇒ P* = = 0.85 93.9 Ta có n=13 n1=8 ⇒ n* = Tra bảng PL1.5 : nhq*=0.75 →nhq=0.75*13=10 Tra bảng PL1.6 :Kmax=2.1 Ptt = Kmax*Ksd*P=2.1*0.16*93.9=31.55 ( kW ) Qtt=Ptt*tgγ = 31.55 *1.33 = 41.96 ( kVAr ) Ptt 31.55 = = 52.58 ( kVA) cosγ 0.6 Stt 52.58 Itt = = = 80 ( A) U * 3 0.38 * 3 Stt= D.Nhóm4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nhóm 4 Doa toạ độ Máy phay đứng Máy phay chép hình Máy khoan bàn Máy xọc Máy khoan đứng Máy mài vạn năng Máy mài phẳng Máy ép thuỷ lực tổng nhóm 4 3 8 9 13(sc) 14 16 18 19 21 1 2 1 1 2 1 1 1 1 11 4.5 7 0.6 0.65 7 4.5 2.8 10 4.5 4.5 14 0.6 0.65 14 4.5 2.8 10 4.5 55.55 Ta có n=11 n1=5 → n*=5/11=0.45 P=55.55 P1=38 →P*=38/55.55=0.68 Tra bảng PL1.5 nhq*=0.81 →nhq=0.81*11=8.91≈9 ĐINH NGỌC SƠN 10 HTÉ 3-K48