kl le minh phuoc 811197d

- Chương 4: Tính toán chọn dây dẫn và thanh dẫn - Chương 4: Tính toán về điện và ngắn mạch cho xí nghiệp - Chương 6: Chọn thiết bị trong trạm và khí cụ điện mạng hạ áp - Chương 7: Tính t

LỜI NÓI ĐẦU

Trong xã hội hiện nay ngày càng phát triển mức sống của con người ngày càng được nâng cao, dẫn đến nhu cầu tiêu dùng tăng, các doanh nghiệp, công ty cần phải gia tăng sản xuất, mặt khác nhu cầu tiêu dùng của con người đòi hỏi cả về chất lượng sản phẩm, dồi dào mẫu mã Chính vì thế mà các công ty, xí nghiệp luôn cải tiến trong việc thiết kế và lắp đặt các thiết bị tiên tiến để sản xuất ra những sản phẩm đạt hiệu quả đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng Trong hàng loạt các công ty, xí nghiệp kể trên có cả những nhà máy sản xuất hàng tiêu dùng cụ thể là nhà máy sản xuất giấy Do đó nhu cầu sử dụng điện ở các nhà máy này ngày càng cao, đòi hỏi ngành công nghiệp năng lượng điện phải đáp ứng kịp thời theo sự phát triển đó Hệ thống điện ngày càng phức tạp, việc thiết kế cung cấp có nhiệm vụ đề

ra những phương án cung cấp điện hợp lý và tối ưu Một phương pháp cung cấp điện tối ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư xây dựng hệ thống điện và chi phí vận hành tổn thất điện năng và đồng thời vận hành đơn giản, thuận tiện trong sửa chữa

Nội dung luận văn gồm các chương :

- Chương 1: Xác định phụ tải tính toán của xí nghiệp

- Chương 2: Tính toán chiếu sáng và thống kê ổ cắm điện cho toàn bộ xí nghiệp

- Chương 3: Tính toán trạm biến áp

- Chương 4: Tính toán chọn dây dẫn và thanh dẫn

- Chương 4: Tính toán về điện và ngắn mạch cho xí nghiệp

- Chương 6: Chọn thiết bị trong trạm và khí cụ điện mạng hạ áp

- Chương 7: Tính toán bù công suất phản kháng

- Chương 8: Tính toán an toàn điện

- Chương 9: Chống sét cho xí nghiệp

Việc làm luận văn đã giúp cho em có được nhiều kiến thức bổ ích về thực

tế, bổ sung những kiến thức đã được học ở trong nhà trường

Tuy nhiên do còn hạn chế về kiến thức kinh nghiệm thực tế tài liệu tham khảo, thời gian thực hiện, nên tập luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy hướng dẫn cùng các thầy cô bộ môn góp ý xây dựng cho luận văn ngày càng hoàn thiện hơn

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trong khoa Điện – Điện tử trường đại học Tôn Đức Thắng Đặc biệt là thầy Nguyễn Quốc Bảo, đã dành thời gian quý báo, tận tình hướng dẫn em thực hiện hoàn thành luận văn này đúng thời hạn Em không biết nói sao cho hết ân sâu, nghĩa nặng với tấm lòng thương yêu mà thầy cô

đã dành cho em trong những ngày qua, bên cạnh đó trang bị cho em những vốn kiến thức vô cùng quý giá làm hành trang để em bước vào đời được vững vàng hơn

Xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện

Lê Minh Phước

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên : Lê Minh Phước

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Quốc Bảo

Tên đề tài :

“Thiết kế cung cấp điện nhà máy sản xuất giấy”

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn :

Giáo viên duyệt

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT

Họ và tên sinh viên : Lê Minh Phước

Giáo viên duyệt :

Tên đề tài : “Thiết kế cung cấp điện nhà máy sản xuất giấy” Nhận xét của giáo viên duyệt :

Giáo viên duyệt

KẾT LUẬN

Sau 15 tuần làm đồ án tốt nghiệp cung cấp điện, với sự hướng dẫn tận tình

của thầy Nguyễn Quốc Bảo Đến nay em đã hoàn thành đồ án này

Qua tập đồ án đã giúp em nắm vững về những kiến thức cơ bản đã được

học để giải quyết những vấn đề trong công tác thiết kế vận hành hệ thống cung cấp

điện

Tập đồ án này giải quyết được những vấn đề :

- Xác định phụ tải

- Xác định dung lượng, số lượng máy biến áp

- Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ

- Tính toán về điện và ngắn mạch

- Bù công suất phản kháng

- Chống sét – nối đất

Với thời gian làm đồ án không nhiều, kiến thức tài liệu thông tin có hạn,

nên đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót và chưa giải quyết được các vấn đề:

- Chọn thiết bị đo lường

- Lập bảng dự trù vật tư và chi phí

Các vấn đề chưa giải quyết được em xin từng bước hoàn thiện sau Rất

mong được sự góp ý chân tình của các thầy cô giáo trong nhà trường đặc biệt là

thầy cô trong khoa điện và các bạn nhằm làm cho bản thuyết minh ngày càng được

hoàn thiện hơn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn

Nguyễn Quốc Bảo và các thầy cô trong khoa điện cho việc hoàn thành đồ án tốt

nghiệp của em đúng thời hạn

Sinh viên thực hiện

Lê Minh Phước

Lớp : 08DD1N

1

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA XÍ NGHIỆP 3

1.PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 3

2.PHÂN NHÓM PHỤ TẢI CUẢ PHÂN XƯỞNG 5

3.GIỚI THIỆU NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY 5

4.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC NHÓM PHỤ TẢI 7

CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG VÀ THỐNG KÊ Ổ CẮM ĐIỆN CHO TOÀN BỘ XÍ NGHIỆP 20

1.TÍNH TOÁN THỐNG KÊ PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG 20

2.CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG 27

3.ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHO XÍ NGHIỆP 28

4.TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO TOÀN XÍ NGHIỆP 48

5.THỐNG KÊ VÀ TÍNH TOÁN Ổ CẮM CHO NHÀ MÁY 49

6.CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN DÂN DỤNG CỦA XÍ NGHIỆP 50

CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN TRẠM BIẾN ÁP 51

1.TRẠM BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP CHỌN MBA 51

2.LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO XÍ NGHIỆP 54

3.TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN ĐỀ RA 55

4.SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRẠM BIẾN ÁP 57

5.CHỌN NGUỒN DỰ PHÒNG 57

6.HỆ THỐNG ATS 57

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHỌN DÂY DẪN VÀ THANH DẪN 58

1.KHÁI QUÁT 58

2.CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ HẠ ÁP CHO CÁC MÁY VÀ NHÓM MÁY 59

3.ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHO XÍ NGHIỆP 61

4.CHỌN THANH DẪN 62

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN VÀ NGẮN MẠCH CHO XÍ NGHIỆP 64 1.KHÁI QUÁT 64

2.TÍNH TOÁN TỔN THẤT KHI TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG TRONG XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY 64

3.TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO PHÂN XƯỞNG 69

CHƯƠNG 6: CHỌN THIẾT BỊ TRONG TRẠM VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN MẠNG HẠ ÁP 75

1.CHỌN CHỐNG SÉT VAN 75

2 CHỌN CẦU CHÌ TỰ RƠI (FCO) 75

3.CHỌN MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP (VT) 76

2

4.CHỌN MÁY BIẾN DÒNG (CT) 77

5.CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ 78

6.CHỌN TỦ PHÂN PHỐI 80

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 81

1.KHÁI QUÁT 81

2.CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COS 82

3.XÁC ĐỊNH HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO XÍ NGHIỆP 84

4.ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ 85

5.LỰA CHỌN CB CHO TỤ 85

CHƯƠNG 8: TÍNH TOÁN AN TOÀN ĐIỆN 86

1.CHỌN SƠ ĐỒ BẢO VỆ 86

2.CÁC LOẠI SƠ ĐỒ 86

3.CÁC ĐẶT ĐIỂM CHÍNH CỦA SƠ ĐỒ TN VÀ CÁCH THIẾT KẾ 87

4.CÁC ĐẶC TÍNH CHÍNH CỦA SƠ ĐỒ TT 91

5.TÍNH TOÁN CHỌN DÂY BẢO VỆ 92

6.TÍNH TOÁN CHỌN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 94

7.TÍNH TOÁN DÒNG CHẠM VỎ VÀ KIỂM TRA 95

CHƯƠNG 9:CHỐNG SÉT CHO XÍ NGHIỆP 98

1.CHỌN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT 98

2.KIỂM TRA VÙNG BẢO VỆ CỦA ĐẦU THU SÉT 99

3.TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT 100

PHỤ LỤC 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO 120

3

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA XÍ NGHIỆP

1.PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán dựa trên cơ sở khoa học để tính toán phụ tải điện và được hoàn thiện về phương diện lý thuyết trên cơ sở quan sát các phụ tải điện ở xí nghiệp đang vận hành

Thông thường những phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện lại cho kết quả không thật chính xác, còn muốn chính xác cao thì phải tính toán lại phức tạp

Do vậy tùy theo giai đoạn thiết kế thi công và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán cho thích hợp

Sau đây trình bày chi tiết các phương pháp tính toán :

1.1.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN THEO SUẤT TIÊU HAO ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐƠN VỊ SẢN PHẨM

- Nếu hộ tiêu thụ sản xuất một năm được sản phẩm, mỗi sản phẩm để thành phẩm cần W0 điện năng

Nhu cầu dùng điện của hộ tiêu thụ là : Tổng điện năng A = W0.M Đơn vị KWh

Trong đó : W0: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Với Tlvmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất trong năm, tính bằng giờ

(Trang 38 tài liệu [1])

1.2.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN THEO SUẤT PHỤ TẢI TRÊN MỘT ĐƠN VỊ DIỆN TÍCH SẢN XUẤT

Nếu phụ tải tính toán xác định cho hộ tiêu thụ có diện tích F, suất phụ tải trên một đơn vị là P0 Thì Ptt :

Ptt = P0.FTrong đó : P0 : Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất là một

4

Quy trình công nghệ

Mặt bằng sản xuất

(trang 38 tài liệu[1])

1.3.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN THEO CÔNG SUẤT ĐẶT VÀ

Knc : Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị tiêu thụ đặc trưng, tra ở các cẩm nang tra cứu

(trang 38 tài liệu [1])

1.4.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN THEO HỆ SỐ CỰC ĐẠI

(K MAX ) VÀ CÔNG SUẤT TRUNG BÌNH P TB (PHƯƠNG PHÁP SỐ THIẾT BỊ HIỆU QUẢ)

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, ta chọn phương pháp thiết bị hiệu quả để tính phụ tải tính toán cho phân xưởng, phương pháp này áp dụng cho bất kỳ nhóm thiết bị nào kể cả nhóm thiết bị làm việc ở chế

độ ngắn hạn lặp lại và có lợi là xét đến tổng phụ tải cực đại của từng nhóm thiết bị (gồm các thiết bị làm việc và công suất khác nhau)

5

Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị trong khoảng thời gian xem xét

(trang 39 tài liệu [1])

2.PHÂN NHÓM PHỤ TẢI CUẢ PHÂN XƯỞNG

Trong 1 nhà máy thường có nhiều phân xưởng(hoặc trong 1 phân xưởng có nhiều thiết bị) có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác đinh phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm cần tuân theo các nguyên tắc sau:

-Các thiết bị trong cùng 1 nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây

hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp

-Chế độ làm việc cuả các thiết bị trong cùng 1 nhóm nên giống nhau để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm

-Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm củng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng hoặc toàn nhà máy Số thiết bị trong 1 nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra cuả các các tủ động lực thường bé hơn hoặc bằng 8-12

Tuy nhiên thường rất khó thoã mãn cùng 1 lúc cả 3 nguyên tắc trên, do vậy người thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể cuả phụ tải để lựa chọn phương

án thỏa hiệp 1 cách tốt nhất

(trang 1 tài liệu [2])

3.GIỚI THIỆU NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY

Nhà máy giấy gồm có 3 phân xưởng chính, 2 nhà kho, 1 trạm bơm, 2 văn phòng làm việc và 1 nhà để xe, 2 nhà bảo vệ với diện tích mặt bàng 7800m2

Bảng giới thiệu sơ bộ mặt bằng nhà máy (bảng 1.1)

đặt(kw)

Diện tích(m2)

6

Nhà máy có nhiệm vụ sản xuất các loại giấy để cung cấp cho nhu cầu trong nước Đứng về mặt tiêu thụ điện năng, nhà máy là 1 hộ tiêu thụ lớn Do tầm quan trong cuả nhà máy nên ta có thể xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại I, cần được đảm bảo cung cấp điện liên tục và an toàn

Theo thiết kế, nhà máy sẽ được cấp điện từ 1 trạm biến áp do đường dây 22kv cung cấp

Bảng phân nhóm phụ tải (bảng 1.2)

lượng

Ký hiệu trên mặt bằng

(Iđm đƣợc tính theo công thức sau: Iđm = Sđm/ 3U, Sđm = Pđm/cos

Trong đó tất cả các nhóm đều lấy cos = 0,7 )

4.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC NHÓM PHỤ TẢI

Sử dụng phương pháp số thiết bị hiệu quả để tính toán phụ tải

(Trang 11 tài liệu [2])

dmi i

i

P= 2x18,75 = 37,5KW

8

P* =

1

1 1 1

2 18, 75

0.6161,875

ddi i n ddi i

dmi i

P = 1,26 x 0,7 x 61,875 = 54,57 (KW) Tính hệ số cos trung bình của nhóm 1 :

77, 95

118, 43

tt tt

dm

S l

(*)Trang 43 tài liêu [1]

Ikđ- dòng điện khởi động cuả thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhất trong nhóm

4.2.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI NHÓM II

Bảng số liệu phụ tải cuả nhóm II (bảng 1.4)

TT Tên thiết bị Số

lƣợng

Ký hiệu trên mặt bằng

dmi i

2 11, 25

0, 6833

n ddi i n ddi i

dmi i

P x kpti = 33 x 0,9 = 29,7 (KW) Lấy hệ số kpti = 0,9(thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn) Cos tb = 0,7

=> tg tb = 1,02

Qtt2 =

6 1

dmi i

42, 43

64, 46

tt tt

dm

S l

(*)Trang 43 tài liêu[1]

Ikđ- dòng điện khởi động cuả thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhất trong nhóm

Idn- dòng điện đỉnh nhọn cuả thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhất trong nhóm

kkđ- hệ số khởi động, lấy kkđ=5

kđt-hệ số đồng thời, lấy kđt=0,8

11

4.3.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI NHÓM III

Bảng số liệu phụ tải cuả nhóm III (bảng 1.5)

TT Tên thiết bị Số

lƣợng

Ký hiệu trên mặt bằng

dmi i

2011201

n ddi i n ddi i

P P

12

Ptt3 = Kmax x Ksd x

1

dmi i

P = 1,23 x 0,7 x 201 = 173,06 (KW) Tính hệ số cos trung bình của nhóm III :

247, 2

375, 59

tt tt

dm

S l

(*)Trang 43 tài liêu [1]

Ikđ- dòng điện khởi động cuả thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhất trong nhóm

Idn- dòng điện đỉnh nhọn cuả thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhất trong nhóm

kkđ- hệ số khởi động, lấy kkđ=5

kđt- hệ số đồng thời, lấy kđt=0,8

13

4.4.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI NHÓM IV

Bảng số liệu phụ tải cuả nhóm IV (bảng 1.6)

TT Tên thiết bị Số

lƣợng

Ký hiệu trên mặt bằng

dmi i

138

0.96

143, 625

n ddi i n ddi i

P P

14

Ptt4 = Kmax x Ksd x

1

dmi i

P = 1,21 x 0,7 x 143,625 = 121,65 (KW) Tính hệ số cos trung bình của nhóm 1 :

173, 78

264,1

tt tt

dm

S l

(*)Trang 43 tài liêu [1]

Ikđ- dòng điện khởi động cuả thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhất trong nhóm

Idn- dòng điện đỉnh nhọn cuả thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhất trong nhóm

kkđ- hệ số khởi động, lấy kkđ=5

kđt- hệ số đồng thời, lấy kđt=0,8

dmi i

dmi i

32, 57

49, 48

tt tt

dm

S l

(*)Trang 43 tài liêu [1]

Ikđ- dòng điện khởi động cuả thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhất trong nhóm

Idn- dòng điện đỉnh nhọn cuả thiết bị có dòng điện khởi động lớn nhất trong nhóm

kkđ- hệ số khởi động, lấy kkđ=5

kđt- hệ số đồng thời, lấy kđt=0,

Công suất đặt

P0 (kw)

Iđm (A) Hệ

số

sử dụn

18

(kw)

Q tt(kvar)

S tt(kva)

I tt(A)

I đn

(A)

PttĐL: công suất tiêu thụ tính toán của phụ tải động lực

QttĐL: công suất phản kháng tính toán của phụ tải động lực

SttĐL : công suất biểu kiến tính toán của phụ tải động lực

IttĐL: dòng điện tính toán của phụ tải động lực

Trong bất kỳ xí nghiệp nào, ngoài chiếu sáng tự nhiên còn phải sử

dụng chiếu sáng nhân tạo Việc chiếu sáng các công trình, nhà máy, xí

nghiệp v.v trở thành mối quan tâm hàng đầu của các nhà kỹ thuật Vì vậy khi thiết kế chiếu sáng không chỉ đúng kỹ thuật mà còn thỏa mãn những yêu cầu riêng, sự an toàn hoạt động của hệ thống chiếu sáng, sự thuận tiện vận hành và kinh tế

Phương pháp gián tiếp: qui định các đặc tính quang của hệ thống, sự phân

bố theo thời gian và phổ (đặc tính quang: độ rọi, huy độ được chiếu sáng ), xác định được hiệu suất của hệ thống chiếu sáng

Hiệu suất của hệ thống chiếu sáng phụ thuộc vào các đặc tính quang không chỉ các giá trị số lượng mà còn chất lượng chiếu sáng (trường ánh sáng trong không gian được chiếu sáng, phổ và thời gian)

 Mục đích của việc tiêu chuẩn hóa:

 Đảm bảo các đặc tính chất lượng và số lượng chiếu sáng mà nó xác định

hệ thống chiếu sáng

 Qui định sự chi phí năng lượng, vật liệu và thiết bị

 Các vật được chiếu sáng phải có huy độ vừa đủ để phát hiện và phân biệt chúng

 Các yêu cầu đối với hệ thống chiếu sáng:

 Đảm bảo không có sự khác biệt lớn giữa huy độ bề mặt làm việc và không gian chung quanh

 Độ rọi không đổi trên bề mặt làm việc theo thời gian

 Không có các vết tối rõ trên các bề mặt làm việc và khi chiếu sáng vật nổi cho phép ta phân biệt thể tích và hình dạng chúng

 Đảm bảo trong tầm nhìn không có các mặt chói lớn

1.3.CÁC LOẠI NGUỒN SÁNG.(chương II tài liệu [3])

1.3.1.ĐÈN NUNG SÁNG ( Incansdescend filment lamps)

Đèn nung sáng là loại đèn phát sáng do có dòng điện chạy qua dây tóc, độ nung nóng đến phát sáng Dây tóc làm bằng vônfram có

21

nhiệt độ nóng chảy cao (36500K), có sự bốc hơi chậm, độ bền cơ lớn Trong đèn nạp khí trơ hoặc hút chân không

Mặc dù có hiệu quả anh sáng rất thấp, các đèn nung sáng có chỉ

số màu gần bằng 100, cho phép chiếu sáng cục bộ hoặc chiếu sáng trang trí

 Không phụ thuộc vào môi trường bên ngoài

 Quang thông giảm không đáng kể khi đèn hết tuổi thọ (giảm 10-15%)

 Tạo ra sắc màu ấm áp

 Giá thành rẻ

Nhược điểm:

 Quang hiệu thấp (nhỏ hơn 20lm/w), tuổi thọ không cao

 Tiêu thụ năng lượng điện nhiều khi E cao

 Phổ màu vàng đỏ

Ngoài ra còn có một nhược điểm khác trong việc sử dụng đèn nung sáng, đó là tính năng của đèn thay đổi đáng kể theo điện áp nguồn

1.3.2.ĐÈN HUỲNH QUANG (Fluorescent lamps)

Đèn huỳnh quang là loại đèn phóng điện trong hơi thủy ngân

áp suất thấp Nhờ có lớp bột huỳnh quang ở thành bóng mà biến đổi những tia cực tím thành ánh sáng nhìn thấy Khi đèn phóng điện ở áp suất rất thấp 10-3mmHg Khí trơ trong đèn nạp từ 23mmHg có mục đích là tạo điều kiện cho mồi phóng điện dễ dàng và làm chất đệm bảo

vệ cho các điện cực

Ưu điểm:

 Kinh tế H=4095(lm/w), tuổi thọ lý thuyết vào khoảng 7000h

 Dùng để chiếu sáng những nơi cần độ sáng cao

 Có nhiều loại màu sắc chọn lựa

22

 Ở những nơi quá cao ánh sáng chiếu xuống không đủ

 Kích thước bóng đèn phụ thuộc vào điện áp và công suất, công suất càng lớn thì bóng đèn càng lớn

 Kho làm việc ở những nơi quá nóng hay quá lạnh

 Quang thông dao động và giảm sút nhiều (đến 60%) ở cuối tuổi thọ

1.3.3.ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP ( Mercury lamps)

Trong đèn ngoài khí trơ (neon, argon), còn có hơi thủy ngân vào khoảng 25atm

 diễn sắc kém do thiếu bức xạ màu đỏ

 đèn chỉ làm việc ở điện xoay chiều, cần phải có ballast

 thời gian bắt sáng lâu (510 phút)

 sự dao động quang thông lớn hơn đèn huỳnh quang, quang thông giãm nhiều ở cuối tuổi thọ của đèn Đèn chỉ bật sáng trở lại sau khi đã nguội (khoảng 56 phút)

1.3.4.ĐÈN HALOGEN KIM LOẠI (Metal halide lamps)

Sự phóng điện xảy ra trong môi trường hơi của một vài ba kim loại được đưa vào ống phóng điện dưới dạng hỗn hợp với các nguyên

tố của nhóm halogen Sự xung đột quang thông của đèn nhỏ hơn so với đèn thủy ngân cao áp và được sử dụng để chiếu sáng tượng đài, thể thao

1.3.5.ĐÈN NATRI ÁP SUẤT THẤP (Low-Pressure Sodium)

Natri bốc hơi phát phổ vạch 589589.6nm, màu vàng cam rất gần với độ nhạy cực đại của mắt (555 nm), với áp suất 10-3mmHg, trong đèn có nạp khí trơ (Neon) 3mmHg Đầu tiên sự phóng điện xảy

C, natri phát ra các vạch trong phổ nhìn thấy, do

đó cho ánh sáng trắng hơn, có màu trắng ấm, nhiệt độ màu:

1.4.THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG (chương II tài liệu [3])

1.4.1.CÁC VẤN ĐỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ

Phần thiết kế hệ thống chiếu sáng bao gồm: phần kỹ thuật ánh sáng, phần điện, phần kinh tế

Khi thiết kế không chỉ đảm bảo đặc tính về số lượng và chất lượng chiếu sáng tại chỗ làm việc và không gian xung quanh, mà còn

sự hoạt động an toàn của hệ thống chiếu sáng, sự thuận tiện vận hành

và kinh tế

Sự hoạt động an toàn của hệ thống chiếu sáng, để đảm bảo hoạt động của hệ chiếu sáng được an toàn, ta sử dụng cùng một lúc hai loại chiếu sáng:

 Chiếu sáng làm việc: dùng để đảm bảo sự làm việc, mọi hoạt động bình thường của người, vật và phương tiện vận chuyển khi không có hoặc thiếu ánh sáng tự nhiên

 Chiếu sáng sự cố: cho phép vẫn làm việc tiếp tục trong mot thời gian hoặc an toàn cho người khi chiếu sáng làm việc bị hư

Chiếu sáng sự cố dùng để tiếp tục công việc trong các phòng và ngoài trời, khi chiếu sáng làm việc bị hư hỏng

24

Chiếu sáng an toàn để phân tán người (trong nhà hoặc ngoài trời) cần thiết ở những lối đi, những nơi trong xí nghiệp và công cộng,

ở những cầu thang của các toà nhà cao tầng

Có hai phương pháp chiếu sáng an toàn:

 Lấy một phần các đèn chiếu sáng làm việc để làm chiếu sáng an toàn

 Sử dụng các đèn khác thêm cho chiếu sáng an toàn

1.4.2.LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ

A.CHỌN NGUỒN SÁNG

Nguồn sáng có rất nhiều loại, có thể phân loại theo công suất tiêu thụ, từ vài chục watt đến hàng chục kilowatt, phân loại theo điện áp sử dụng, phân loại theo hình dáng và kích thước của nguồn sáng Và tùy theo yêu cầu về số lượng và chất lượng của hệ thống chiếu sáng cần phải quan tâm đến các tính năng kỹ thuật của nguồn sáng Vì nguồn sáng đa dạng như vậy, nên khi thiết kế chiếu sáng cần phải lựa chọn nguồn sáng thật phù hợp với yêu cầu sử dụng

Để chọn nguồn sáng ta phải phân tích các tính năng của nguồn sáng và các điều kiện của vật được chiếu sáng Các tính năng của nguồn đó là: tính năng điện (điện thế, công suất), kích thước và hình dáng bóng, tính chất ánh sáng (quang hiệu, tuổi thọ và huy độ), tính chất màu sắc (thành phần phổ, màu sắc) và kinh tế

Do đó chọn nguồn sáng theo các tiêu chuẩn sau:

 Nhiệt độ màu được chọn theo biểu đồ KRUTHOF

 Hệ 1: với hệ chiếu sáng chung, không những bề mặt làm

việc được chiếu sáng mà tất cả các phòng làm việc nói chung cũng được chiếu sáng Trong trường hợp này đèn được đặt dưới trần, chiều cao cách sàn tương đối lớn Có 2 phương thức đặt đèn là chung đều và địa phương

bố có lợi của quang thông và khắc phục các bóng tối trên bề mặt được chiếu do các dụng cụ máy móc đặt sát gần nhau, nghĩa là do vị trí các đồ vật, dụng cụ trong nhà

 Hệ 2: hệ chiếu sáng hỗn hơp, các đèn được đặt tại chổ làm

việc dùng để chiếu sáng được nâng cao, nhưng nhược điểm là huy độ không đều trong tầm mắt nhìn và hệ thống mạch điện phức tạp Chiếu sáng hỗn hợp được áp dụng cho nhà máy có thiết bị cồng kềnh, tạo bóng lớn và có độ rọi cao, rõ nét trên bề mặt làm việc mà trong quá trình vận hành luôn yêu cầu thay đổi hướng ánh sáng, các thiết bị động, nghiêng đều áp dụng chiếu sáng hỗn hợp

Việc lựa chọn giữa hệ chiếu sáng chung và chiếu sáng hỗn hợp là bài toán tương đối phức tạp Kết quả của nó phải dựa vào hàng loạt các yếu tố: tâm lý, sinh lý, cấu trúc, ngành nghề

Hệ chiếu sáng hỗn hợp có ưu điểm hơn trong việc thuan tiện sử dụng, vì các đèn được làm việc tại chổ nên dễ dàng thay đổi, lau chùi đèn và có thể bật tắt chúng khi cần thiết Khi hệ chiếu sáng này có sự phân bố huy độ không đều trong tầm mắt nhìn

C.CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG

 Lựa chọn các thiết bị chiếu sáng không chỉ về mặt

kinh tế mà còn có mặt tin cậy khi làm việc Sự lựa chọn các thiết bị không hợp lý sẽ làm công suất tiêu thụ, chi phí vận hành cũng tăng Do sự lựa chon các thiết bị chiếu sáng không phù hợp với môi trường, làm giảm tuổi thọ và độ tin cậy của thiết bị chiếu sáng và trong nhiều trường hợp sinh ra cháy hoặc

nổ

 Sự lựa chọn các thiết bị chiếu sáng dựa vào:

 Tính chất của môi trường xung quanh

có lớp bảo vệ cẩn thận

Sư phân bố ánh sáng là một trong những tính năng quan trọng của thiết bị chiếu sáng, nó xác định chất lượng và công suất riêng

Hiện nay các bóng đèn sử dụng trong chiếu sáng rất đa dạng: đèn natri cao áp, thủy ngân cao áp được sử dụng trong chiếu sáng đường phố, bến cảng Đèn halogen kim loại được

sử dụng trong các phân xưởng sản xuất Riêng đèn nung sáng

và đèn huỳnh quang là hai loại đèn được sử dụng phổ biến hơn

cả

D.CHỌN ĐỘ RỌI

 Độ rọi được chọn phải đảm bảo nhìn rõ các chi tiết

cần mắt nhìn thấy không mệt mỏi Chọn độ rọi theo các tiêu chuẩn thực hiện, theo các kích thước của vật, sự sai biệt của vật đối với hậu cảnh và sự phản suất của hậu cảnh

Các giá trị độ rọi tiêu chuẩn trong thang độ rọi: 0.2; 0.3; 0.5; 1; 2; 3; 5; 7; 10; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500 ;

4000 ; 5000 lux

E.CHỌN HỆ SỐ DỰ TRỮ K (Hệ Số BÙ D)

 Trong quá trình vận hành của hệ chiếu sáng, giá trị

độ rọi trên mặt phẳng làm việc giảm Nguyên nhân là do giảm quang thông của nguồn sáng trong quá trình cháy, sự giảm suất của đèn, thiết bị chiếu sáng, tường, trần bị bẩn Như vậy khi tính công suất nguồn sáng để đảm bảo giá trị tiêu chuẩn trên mặt phẳng làm việc trong quá trình vận hành của thiết bị chiếu sáng cần phải thêm một hệ số tính đến sự giảm E Hệ số đó là

hệ số dự trữ k hay hệ số bù d

Hệ số bù d:

2 1

1 d

2.CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG (chuơng III tài liệu [3])

Với U = ud d + ui i

ETC : độ rọi tiêu chuẩn trên bề mặt làm việc (lx)

d, i : hiệu suất trực tiếp và gián tiếp của bộ đèn

ud, ui : hệ số có ích của bộ đèn

S : diện tích bề mặt làm việc của đèn

d : hệ số bù

Thông thường với một bộ đèn đã cho, nhà chế tạo cho trực tiếp hệ số

sử dụng U hoặc hệ số có ích ud,ui theo chỉ số địa điểm và các hệ số phản xạ của các bề mặt

Số bộ đèn

bd

tong bd

N

2.2.PHƯƠNG PHÁP CÔNG SUẤT RIÊNG

Phương pháp này dùng để chiếu sáng khi các bộ đèn phân bố đều chiếu xuống mặt phẳng nằm ngang Tuỳ theo yêu cầu của đối tượng chiếu sáng, kích thước, độ rọi và các loại bộ đèn, chọn mật độ công suất trên mot đơn vị diện tích Từ đó, xác định công suất riêng của hệ thống chiếu sáng

 : tác dụng của các đèn xa và thành phần phản xạ (khoảng 1.11.2)

 Etc: giá trị độ rọi nhỏ nhất theo tiêu chuẩn (lux)

 d : hệ số bù

1000: tổng giá trị độ rọi tại điểm tính toán của bộ đèn có quang thông nguồn sáng =1000(lm)

b Đối với nguồn sáng dài:

Mật độ quang thông của dãy đèn đƣợc xác định:

1000

1000E TC dh

(lm/m)

 ’bđ : quang thông của một đơn vị độ dài nguồn sáng

 1000: tổng giá trị độ rọi tại điểm tính toán của bộ đèn có mật độ quang thông nguồn sáng =1000(lm)

 h : độ cao đèn đối với mặt phẳng tính toán (m)

Tổng số quang thông của tất cả các đèn trong dãy sẽ bằng giá trị quang thông của một đơn vị độ dài nhân với chiều dài dãy Từ đó lựa chọn công suất bóng đèn theo quang thông và xác định số bóng đèn và công suất tổng của chúng

3.ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHO XÍ NGHIỆP

Ta sẽ sử dụng phương pháp hệ số sử dụng(phương pháp chung đều) để tính toán cho xí nghiệp

(trang 4 tài liệu [3])

Chọn Etc = 500(lux) (tra bảng 2 trang 34 tài liệu[2])

Chọn hệ chiếu sáng chung đều

(Tra bảng 3 trang 34 tài liệu [2] )ta có nhiệt độ màu Tm= 3000 5100(0K) Chọn đèn huỳnh quang trắng SBF36HCW loại: 1,2m; Tm= 4000(0K); Chỉ số màu Ra= 60; Công suất một bóng Pd= 36(w)

29

Quang thông/1bóng Fđ= 2750(lm)

Chọn bộ đèn cấp: 0,65C; số bóng: 2 bóng/1bộ Fbđ= 2x2750= 5500(lm) Đèn treo cách trần 2m, bề mặt làm việc cách sàn 0,8(m)

thoã điều kiện

x K

x

Theo loại đèn C, J= 0,38

Chọn hệ số sử dụng U:

K= 3 Ud= 1,03 K= 4 Ud = 1,08

Từ đó K= 3,98 U= 1,08

Hệ số dự trữ (trong phụ lục 6 tài liệu [4])

= 1,2 Quang thông tổng:

Vậy tổng số bộ đèn trong phân xưởng là 22x5= 110(bộ)

Kiểm tra độ rọi thiết kế:

110 2750 2 0, 65 1, 08

20 35 1, 2

tt den tt

E

Kiểm tra lại ta có: E= 506 500 100

500 x = 1,2%(đạt tiêu chuẩn cho phép) Phân bố: 5 dãy x 22 bộ đèn

Tính toán khoảng cách giữa hai bộ đèn theo chiều ngang:

30

22x1,2= 26,4(m) 35-26,4= 8,6(m)

22 bộ đèn = 21(khoảng) 8,6/21= 0,41(m) chọn 0,3 nên ta có khoảng cách giữa 2 bộ đèn là 0,3+1,2= 1,9 (m)

Và khoảng cách từ đèn đến tường là (35-26,4-21 x 0,3)/2+0,6= 1,75(m) + Hai dãy đèn cách nhau: 4(m)

+ Hai bộ đèn cách nhau: 1,9(m)

(Hình 1: sơ đồ bố trí đèn trong xưởng nghiền)

3.2.PHÂN XƯỜNG XEO 1 VÀ XEO 2

(trang 4 tài liệu [3])

Chọn Etc = 500(lux) (tra bảng 2 trang 34 tài liệu [2])

Chọn hệ chiếu sáng chung đều

(Tra bảng 3 trang 34 tài liệu [2] ) ta có nhiệt độ màu Tm= 3000 5100(0K) Chọn đèn huỳnh quang trắng SBF36HCW của điện quang loại: 1,2m ;

Tm= 4000(0K), chỉ số màu Ra= 60; Công suất một bóng Pd= 36(w)

Quang thông/1bóng Fđ = 2750(lm)

Chọn bộ đèn cấp: 0,65C; số bóng: 2 bóng/1bộ: Fbđ= 2x2750= 5500(lm) Đèn treo cách trần 2(m), bề mặt làm việc cách sàn 0,8 (m)

31

(Tra phụ lục 5 tài liệu [4]) ta có:

nmax≤1,3htt nmax≤1,3 x 3,2= 4,16 Chọn n= 3,5(m) và q= 1,5(m)

thoã điều kiện

x K

x

Theo loại đèn E, J= 0,38

Chọn hệ số sử dụng U:

K= 2,5 Ud= 0,99 K= 3 Ud= 1,03

Từ đó K= 2,61 U= 1

Hệ số dự trữ (trong phụ lục 6 tài liệu 4)

= 1,2 Quang thông tổng:

Vậy tổng số bộ đèn trong phân xưởng là 28x3=84(bộ)

Kiểm tra độ rọi thiết kế:

84 2750 2 0, 65 1

501

10 50 1, 2

tt den tt

E

Kiểm tra lại ta có: E= 501 500 100

500 x = 0,2%(đat tiêu chuẩn cho phép) Phân bố: 3 dãy x 28 bộ đèn

Tính toán khoảng cách giữa hai bộ đèn theo chiều ngang:

28 x 1,2= 33,6(m) 50-33,6= 16,4(m)

28 bộ đèn= 27 (khoảng) 16,4/27= 0,61(m) chọn 0,6 nên ta có khoảng cách giữa 2 bộ đèn là 0,6+1,2=1,8(m)

Và khoảng cách từ đèn đến tường là (50-33,6-27 x 0,6)/2+0,6= 0,8(m) + Hai dãy đèn cách nhau: 3,5(m)

(trang 4 tài liệu[3])

Chọn Etc= 300(lux) (tra bảng 2 trang 34 tài liệu [2])

Chọn hệ chiếu sáng chung đều

(Tra bảng 3 trang 34 tài liệu [2] )ta có nhiệt độ màu Tm= 2900 4200

thoã điều kiện

q

Chọn cách bố trí đèn theo chiều dọc ta sẽ có:

Theo loại đèn E, J= 0

Chọn hệ số sử dụng U:

K= 2 Ud= 0,97 K= 2,5 Ud= 1,03

Từ đó K= 2,08 U= 0,98

Hệ số dự trữ (trong phụ lục 6 tài liệu [4])

=1,2(môi trường ít bụi,bảo dưỡng tốt) Quang thông tổng:

Vậy tổng số bộ đèn trong kho là 7x3= 21(bộ)

Kiểm tra độ rọi thiết kế:

21 2750 2 0, 65 0, 98

307

10 20 1, 2

tt den tt

E

Kiểm tra lại ta có E= 307 300 100

300 x = 2,33%(đạt tiêu chuẩn cho phép) Phân bố: 3 dãy x 7 bộ đèn

Tính toán khoảng cách giữa hai bộ đèn theo chiều ngang:

7 x 1,2= 8,4(m) 20-8,4= 11,6(m)

7 bộ đèn= 6(khoảng) 11,6/6= 1,93m chọn 1,5 nên ta có khoảng cách giữa 2 bộ đèn là 1,5+1,2= 2,7(m)

Và khoảng cách từ đèn đến tường là( 20-8,4-6 x 1,5)/2+0,6= 2,6 (m) + Hai dãy đèn cách nhau: 3,5(m)

+ Hai bộ đèn cách nhau: 2,7(m)

(trang 4 tài liệu [3])

Chọn Etc= 300(lux) (tra bảng 2 trang 34 tài liệu [2])

Chọn hệ chiếu sáng chung đều

(Tra bảng 3 trang 34 tài liệu [2] )ta có nhiệt độ màu Tm= 2900 4200 (0K)

Chọn đèn huỳnh quang trắng SBF36HCW của điện quang loại: 1,2m ,Tm=

40000K;

Chỉ số màu Ra= 60; Công suất một bóng Pd= 36(w)

Quang thông/1bóng Fđ = 2750(lm)

Chọn bộ đèn cấp: 0,65C; số bóng: 2 bóng/1bộ Fbđ= 2 x 2750= 5500(lm) Đèn treo cách âm trần, bề mặt làm việc cách sàn 0,8(m)

thoã điều kiện

Theo loại đèn C, J=0

Chọn hệ số sử dụng U:

K= 1,5 Ud= 0,89 K= 2 Ud= 0,97

Vậy tổng số bộ đèn trong kho là 5x3= 15(bộ)

Kiểm tra độ rọi thiết kế:

10 15 1, 2

tt den tt

E

Kiểm tra lại ta có E= 300 283 100

300 x = 5,6%(đạt tiêu chuẩn cho phép) Phân bố: 3 dãy x 5 bộ đèn

Tính toán khoảng cách giữa hai bộ đèn theo chiều ngang:

5 x1,2= 6(m) 15-6= 9(m)

5 bộ đèn= 4(khoảng) 9/4= 2,25(m) chọn 1,5 nên ta có khoảng cách giữa 2 bộ đèn là 1,7+1,2=2,7(m)

Và khoảng cách từ đèn đến tường là (15-6-4 x 1,5)/2+0,6= 2,1(m)

+ Hai dãy đèn cách nhau: 3,5(m)

+ Hai bộ đèn cách nhau: 2,7(m)