Đồ Án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen

Bài tập dài / đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện ĐHBKHN

GVHD: Bạch Quốc Khánh

Đề bài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen


MỤC LỤC


Trang

Lời nói đầu 4

I. Giới thiệu chung 5

1.1. Số liệu phụ tải của nhà máy luyện kim đen 5

1.2. Số liệu liên kết với nguồn 6

II. Xác định phụ tải tính toán 6

2.1. Tổng quan các phương pháp xác định phụ tải tính toán và phạm vi ứng dụng 6

2.1.1. Phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt Pđ và hệ số nhu cầu Knc 6

2.1.2. Phương pháp xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất 7

2.1.3. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình Ptb và hệ số cực đại Kmax 7

2.2. Xác định phụ tải tính toán của nhà máy luyện kim đen 9

2.2.1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí 9

2.2.2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng khác trong toàn nhà máy 23

2.2.3. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy 29

2.2.4. Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và nhà máy 29

III. Thiết kế mạng cao áp của nhà máy 32

3.1. Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp của nhà máy 32

3.2. Đề xuất các phương án cấp điện của mạng cao áp nhà máy 32

3.2.1. Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy 32

3.2.2. Chọn phương án trạm biến áp phân xưởng 33

3.2.3. Chọn sơ đồ cấp điện từ trạm trung tâm tới các TBAPX 34

3.2.4. Các phương án cấp điện mạng cao áp của nhà máy 34

3.3. Sơ bộ chọn các thiết bị điện 37

3.3.1. Chọn công suất máy biến áp 37

3.3.2. Chọn tiết diện dây dẫn 39

3.3.3. Chọn máy cắt cao cáp 43

3.4. Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án thiết kế 45

3.4.1. Xác định vốn đầu tư thiết bị 45

3.4.2. Tính tổn thất điện năng đường dây 46

3.4.3. Xác định tổn thất điện năng trong các TBA 49

3.4.4. Xác định hàm chi phí tính toán và lựa chọn phương án thiết kế 51

3.5. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn 52

3.5.1. Chọn tiết diện dây dẫn nối từ hệ thống điện về nhà máy 52

3.5.2. Tính toán ngắn mạch phía cao áp 52

3.5.3. Kiểm tra các thiết bị điện đã chọn sơ bộ ở phần so sánh kinh tế - kỹ thuật 56

3.5.4. Lựa chọn các thiết bị phân phối điện khác 56

3.5.5. Sơ đồ một sợi mạng cao áp của toàn nhà máy 61

IV. Thiết kế mạng hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí 63

4.1. Sơ đồ tổng quát mạng hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí 63

4.1.1. Kiến thức chung về mạng hạ áp 63

4.1.2. Áp dụng vào mạng hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí 64

4.2. Sơ bộ lựa chọn các thiết bị điện 65

4.2.1. Chọn áptômát 65

4.2.2. Chọn dây dẫn (cáp) 69

4.2.3. Chọn thanh góp của các tủ phân phối và động lực 75

4.3. Tính toán ngắn mạch mạng hạ áp 76

4.4. Kiểm tra các thiết bị điện và chọn các thiết bị điện khác 80

Tài liệu tham khảo 84





PHỤC LỤC BẢNG SỐ LIỆU


Trang

Bảng 1. Phụ tải của nhà máy luyện kim đen 5

Bảng 2. Phân nhóm phụ tải điện 10

Bảng 3. Bảng tổng kết tính toán phụ tải động lực các nhóm của PXSCCK 22

Bảng 4. Tổng kết phụ tải tính toán các phân xưởng trong toàn nhà máy 28

Bảng 5. Tổng kết phụ tải tính toán theo biểu đồ phụ tải 31

Bảng 6. Các trạm biến áp phân xưởng của nhà máy 34

Bảng 7. Lựa chọn công suất máy biến áp cho các TBAPX 39

Bảng 8. Lựa chọn dây dẫn cho các phương án 41

Bảng 9. Tổng kết khối lượng vật tư thiết bị 45

Bảng 10. Tính tổn thất điện năng trên đường dây các phương án 47

Bảng 11. Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp 50

Bảng 12. Bảng tổng kết hàm chi phí tính toán 51

Bảng 13. Tính điện trở và điện kháng các đường dây cao áp 54

Bảng 14. Tính toán các điểm ngắn mạch phía cao áp 55

Bảng 15. Thông số kĩ thuật biến dòng lựa chọn 57

Bảng 16. Thông số kĩ thuật biến áp đo lường lựa chọn 58

Bảng 17. Tính toán chọn cầu chì cao áp 59

Bảng 18. Thông số kĩ thuật cầu dao cao áp lựa chọn 60

Bảng 19. Tính toán chọn áptômát 61

Bảng 20. Tính toán sơ bộ chọn áptômát nhánh của tủ phân phối PXSCCK 66

Bảng 21. Tính toán sơ bộ chọn áptômát nhánh của tủ động lực 66

Bảng 22. Tính toán lựa chọn dây cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực 71

Bảng 23. Tính toán lựa chọn dây cáp từ tủ động lực tới các thiết bị 71

Bảng 24. Tính toán các điểm ngắn mạch trên thanh góp các tủ động lực 79







PHỤ LỤC HÌNH VẼ



Trang

Hình 1. Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy luyện kim đen 5

Hình 2. Phân chia nhóm trên sơ đồ mặt bằng PXSCCK 10

Hình 3. Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy 31

Hình 4. Phương án 1: Sử dụng TBATT và sơ đồ hình tia 35

Hình 5. Phương án 2: Sử dụng TBATT và sơ đồ liên thông 35

Hình 6. Phương án 3: Sử dụng TPPTT và sơ đồ hình tia 36

Hình 7. Phương án 4: Sử dụng TPPTT và sơ đồ liên thông 36

Hình 8. Sơ đồ một sợi và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch 53

Hình 9. Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp của nhà máy 62

Hình 10. Sơ đồ chung mạng hạ áp 63

Hình 11. Sơ đồ tổng quát mạng hạ áp động lực của PXSCCK 64

Hình 12. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch mạng hạ áp 77

Hình 13. Sơ đồ mặt bằng đi dây của phân xưởng sửa chữa cơ khí 82

Hình 14. Sơ đồ nguyên lý mạng hạ áp động lực của PXSCCK 83













LỜI NÓI ĐẦU


Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu năng lượng ngày càng cao. Việt Nam đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa với sự phát triển nhanh chóng của các ngành sản xuất. Vì vậy, điện năng cũng phải phát triển để đáp ứng nhu cầu năng lượng lớn phục vụ cho hoạt động của mọi ngành kinh tế quốc dân. Để đáp ứng được nhu cầu điện năng cho các nghành đó, cần xây dựng các hệ thống cung cấp điện.

Trong quá trình học tập môn học “Hệ thống cung cấp điện”, chúng em đã được làm quen với những lý thuyết quan trọng trong nghiên cứu, tính toán hệ thống truyền tải và phân phối điện năng. Về phần bài tập dài được giao, chúng em được tìm hiểu về đề tài “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen”.

Em xin chân thành cảm ơn thầy Bạch Quốc Khánh, được sự hướng dẫn, giảng dạy tận tình của thầy, em đã hoàn thành được bài tập và qua đó thêm nắm vững, củng cố lý thuyết môn học cung cấp điện. Em cũng xin cám ơn các bạn: Đỗ Trung Hiếu, Phan Nhật Hiếu, Nguyễn Mạnh Hùng đã cùng làm nhóm với em để hoàn thành đề tài được giao.

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên bài làm của em có thể còn nhiều sai sót, em rất mong được sự góp ý của thầy và các bạn.


I. Giới thiệu chung

1.1. Số liệu phụ tải của nhà máy luyện kim đen

Nhà máy luyện kim đen là hộ tiêu thụ loại I, diện tích 227000m2, gồm 9 phân xưởng trong đó có 7 phân xưởng là hộ tiêu thụ loại I và 2 phân xưởng là hộ tiêu thụ loại III. Nhà máy làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất của phụ tải nhà máy Tmax = 7000 giờ, số liệu tổng quan của phụ tải toàn nhà máy bao gồm vị trí, diện tích, công suất đặt và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng trong nhà máy được cho trong Bảng 1 và Hình 1.

Bảng 1. Phụ tải của nhà máy luyện kim đen

TT Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) Loại hộ tiêu thụ

1 Phân xưởng (PX) luyện gang 4000 I

2 PX lò Martin 3500 I

3 PX máy cán phôi tấm 2000 I

4 PX cán nóng 2800 I

5 PX cán nguội 3000 I

6 PX tôn 2500 I

7 PX sửa chữa cơ khí Theo tính toán III

8 Trạm bơm 1000 I

9 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 320 III

10 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích


Hình 1. Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy luyện kim đen



1.2. Số liệu liên kết với nguồn

- Điện áp nguồn : Uđm = 35 kV.

- Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực : 300MVA.

- Đường dây cung cấp điện cho nhà máy : Dùng dây nhôm lõi thép (AC) đặt treo trên không.

- Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy : 10km.

- Công suất của nguồn điện : Vô cùng lớn.