Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất gọng kính nissey việt nam

MỤC LỤC TrangLời cảm ơn Giới thiệu sơ lược về công ty Nissey – VietNam Co.,Ltd Lời nói đầu Chương 2 - Thiết kế chiếu sáng nhà máy dùng phần mềm DIALux 14Chương 3 - Xác định phụ tải tính

MỤC LỤC

TrangLời cảm ơn

Giới thiệu sơ lược về công ty Nissey – VietNam Co.,Ltd

Lời nói đầu

Chương 2 - Thiết kế chiếu sáng nhà máy dùng phần mềm DIALux 14Chương 3 - Xác định phụ tải tính toán cho nhà máy bằng phần mềm Ecodial 26Chương 4 – Ứng dụng phần mềm Ecodial tính toán chọn các phần tử trong

Chương 5 - Chọn máy biến áp, máy phát, tụ bù công suất 60

Chương 6 - Tính ngắn mạch & kiểm tra sụt áp 65

Chuyên Đề - Ứng dụng LOGO! của hãng Siemens điều khiển hệ thống ATS 88Phụ Lục

CHƯƠNG I

SƠ ĐỒ ĐI DÂY CỦA NHÀ MÁY

1.1 Phân nhóm phụ tải

Khi bắt đầu vào công việc thiết kế thì việc đầu tiên mà ta phải làm là phân nhóm phụ tải Ở đây ta dùng phương pháp phân nhóm theo vị trí trên mặt bằng Phương pháp này

có ưu điểm là dễ thiết kế, thi công, chi phí lắp đặt thấp Nhưng cũng có nhược điểm là kém tính linh hoạt khi vận hành sửa chữa

Dựa vào sơ đồ bố trí trên mặt bằng, và số lượng của các thiết bị tiêu thụ điện, chúng ta

sẽ phân thành các nhóm như sau:

1.1.1 Mặt bằng tầng trệt

Căn cứ theo vị trí bố trí của thiết bị trên mặt bằng ta sẽ phân làm 8 nhóm ứng với 8 tủ động lực(Xem sơ đồ bản vẽ mặt bằng tầng trệt)

BẢNG LIỆT KÊ NHU CẦU PHỤ TẢI CỦA TỪNG NHÓM

Công suất đặt

Công suất đặt

(Kw/

Công suất đặt

Công suất đặt

(Kw/

1máy)

Công suất đặt

Công suất đặt

Công suất đặt

Công suất đặt

(Kw/

1máy)

1.1.2 Mặt bằng tầng 1

Căn cứ theo vị trí bố trí của thiết bị trên mặt bằng ta sẽ phân làm 5 nhóm ứng với 5

tủ động lực(Xem sơ đồ bản vẽ mặt bằng tầng 1)

BẢNG LIỆT KÊ NHU CẦU PHỤ TẢI CỦA TỪNG NHÓM

Công suất đặt

mặt bằng lượng

đặt(Kw/

Công suất đặt

Công suất đặt

Công suất đặt

Xác định tâm phụ tải là nhằm xác định vị trí hợp lý nhất để đặt các tủ phân phối (hoặc

tủ động lực) Vì khi đặt tủ tại vị trí đó ta sẽ thực hiện được việc cung cấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất nhỏ, chi phí kim loại màu là hợp lý nhất Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí cuối cùng còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như: đảm bảo tính mỹquan, thuận tiện và an toàn trong thao tác, v.v…

1.2.2 Phương pháp tính

Tâm phụ tải được xác định theo biểu thức:

i

dmi i

P

P x X

1

1

)

*(

n

i

dmi i

P

P y Y

1

1

)

*(

Trong đó: X, Y là hoành độ và tung độ của tâm phụ tải

xi,yi là hoành độ và tung độ của thiết bị thứ i

Pđmi là công suất định mức của thiết bị thứ i

(Góc tọa độ được tính từ góc dưới cùng bên trái của nhà máy trong bản vẽ mặt bằng)

1.2.3 Áp dụng tính toán cho nhà máy:

Ta có thể xác định tâm phụ tải cho các nhóm thiết bị của toàn bộ nhà máy Nhưng để đơn giản hơn cho công việc tính toán thì ta chỉ cần xác định tâm phụ tải cho các vị trí đặt tủ phân phối(TPP) Còn vị trí đặt tủ động lực(TĐL) thì chỉ cần xác định một cách tương đối bằng ước lượng sao cho vị trí đặt tủ nằm cân đối trong nhóm thiết bị, sát vách tường và ưu tiên gần các động cơ có công suất lớn, để đảm bảo mỹ quan, thuận tiện thao tác, tránh hạn chế lối đi

Tính toán tương tự như đã tính cho tầng trệt ta được bảng sau

CHƯƠNG II

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG DÙNG PHẦN MỀM DIALux

2.1 Một số yêu cầu và các phương pháp khi tính toán chiếu sáng

2.1.1 Yêu cầu:

Khi tính toán chiếu sáng các phòng trong công trình, cần phải xác định các kiểu đèn thích hợp với kinh tế và đảm bảo ánh sáng

Để thỏa mãn những điều kiện trên cần đảm bảo những yêu cầu sau:

Đảm bảo độ rọi đầy đủ trên mặt bằng làm việc

Sự tương phản giữa vật chiếu sáng, nền, độ chói hoặc màu sắc trong một số trường hợp phụ thuộc vào phương chiếu sáng, mức độ khuyết tán, và tập hợp quang phổ chiếusáng

Độ sáng phân bố đồng đều trong phạm vi bề mặt làm việc cũng như trong toàn bộ trường nhìn, phụ thuộc vào phương chiếu sáng, sự phân bố ánh sáng đèn và bố trí đèn.Hạn chế chói mắt, giảm sự mệt mỏi trong khi làm việc trong trường nhìn, chọn góc bảo vệ để giảm độ chói của nguồn, chọn chiều cao tính toán và cách bố trí để giảm độ chói của nguồn, chọn chiều cao tính toán và cách bố trí đèn có lợi nhất

Hàn chế sự phản xạ chói trên bề mặt làm việc

Đèn được bố trí sao cho giảm được bóng tối trên bề mặt làm việc bằng cách tăng số lượng bóng đèn

Đảm bảo độ rọi ổn định trong quá trình chiếu sáng

2.1.2 Các phương pháp chiếu sáng

 Phương pháp hệ số sử dụng

Phương pháp này có thể chiếu sáng chung, không chú ý đến hệ số phản xạ của tường, trần và vật cảnh.Hay dùng chiếu sáng cho phân xưởng có diện tích lớn hơn – 10m2

,

không dùng để chiếu sáng cục bộ hoặc chiếu sáng ngoài trời

Biểu thức dùng xác định quang thông tổng:

tc

K

E kS

E 



(2.1)

k : hệ số dự trữ

S : diện tích bề mặt được chiếu sáng (m2)

Etc: độ rọi nhỏ nhất cho trước (lux)

 Phương pháp quang thông

Dùng xác định độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc trong nhà:

LLF U n

N bd đ bo

d /1



(2.3)

Φđ : quang thông một bóng đèn

Nđ/1bđ: số đèn trong một bộ

LLF : hệ số suy giảm

Nbđ : số bộ đèn

 Phương pháp mật độ công suất riêng

Để tính toán công suất hệ thống chiếu sáng, khi các bộ đèn phân bố đều chiếu xuống mặt phẳng nằm ngang, cùng với phương pháp hệ số sử dụng, người ta còn sử dụng

rộng rãi phương pháp mật độ công suất riêng Phương pháp này dung để tính toán đối với các đối tượng không quan trọng.

2.2 Áp dụng tính toán chiếu sáng cho nhà máy

Ta tiến hành tính toán cho “phòng thiết kế” của nhà máy bằng phần mềm DIALux, sau

đó sẽ kiểm tra lại bằng việc ứng dụng lý thuyết, nếu kết quả phù hợp ta sẽ dùng phần mềm thiết kế cho toàn bộ nhà máy

2.2.1 Dùng phần mềm tính toán

Sau khi khởi động chương trình sẽ xuất hiện hộp thoại sau

Hình 2.1Chọn “New Interior Project”, màn hình làm việc xuất hiện

Hình 2.2

Nhập các thông số kích thước của phòng thiết kế vào hộp thoại “Room Editor”

Hình 2.3

Màn hình CAD

Phần quản lý

dự án

Phần dùng hiệu chỉnh các đặc tính của phòng

Hình ảnh 3D của căn phòng

Hình 2.4Vào phần “Furniture” để chèn vào căn phòng các vật dụng như: bàn, ghế, các thiết bị văn phòng v.v bằng cách “Double Click” vào phần tử muốn chọn

Hình 2.5

Phần dùng chèn các vật dụng

Các vật dụng

Sau khi chèn các vật dụng ta có hình ảnh của phòng thiết kế như sau

Hình 2.6Tiếp theo ta vào phần “Luminaire” để chọn bộ đèn cho phòng

Hình 2.7

Phần dùng

để chọn bộ

đèn

Chọn “Claude” trong “DIALux Catalogs”, xuất hiện hộp thoại

Hình 2.8Sau khi chọn xong, click vào phần “Use in Dialux” để trở về màn hình làm việc và chọn “Insert Single Luminaire” trong phần “The Guide”

Hình 2.9

Loại đèn được chọn

Hình ảnh của bộ

đèn chọn

Đường phối quang của bộ

đèn

Phân bố 1 bộ đèn ra mặt bằng

Chọn “Paste” để phân bố bộ đèn vừa chọn ra mặt bằng của căn phòng Sau đó chọn

“Insert Luminaire Field” Vào phần “Position” để nhập độ rọi tiêu chuẩn, phần

“Mounting Heigh” để nhập thông số chiều cao treo đèn Chương trình sẽ đưa ra số lượng bộ đèn cần phải chọn và phân bố trên mặt bằng

Các bộ đèn được phân bố trên mặt bằng

Hình 2.10Khi đã phân bố xong, ta vào phần “Start Calculation” để tính toán các giá trị độ rọi trung bình, cực đại, cực tiểu trên bề mặt làm việc

Hình 2.11Hộp thoại dùng tính toán xuất hiện và ta chọn “OK”, chương trình sẽ bắt đầu tính.

Hình 2.12

Phần dùng để tính toán

Kết quả tính toán sẽ được hiển thị chi tiết trong phần “Output”

Hình 2.13 - Ảnh 3D của phòng thiết kế sau khi tính toán

Giá trị độ rọi trung bình

Phần hiển

thị các kết

quả tính

toán

2.2.2 Áp dụng lý thuyết tính toán chiếu sáng cho “phòng thiết kế”

 Chọn hệ chiếu sáng: chọn hê chiếu sáng chung đều

 Chọn khoảng nhiệt độ màu:

Tm = 3100 - 4700 (0K) theo đồ thị đường cong Kruithof

Chọn hệ số suy giảm quang thông:  1= 0.9

Chọn hệ số suy giảm do bám bụi :  2= 0.9

 Tỷ số treo:

J =

tt

h h

h

 '

121864

= 11.72 (bộ)

Ta chọn Nbộ đèn = 12 (bộ)

Kiểm tra sai số quang thông:

Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

Etb =

d S

Nhận xét : Kết quả tính toán bằng phần mềm và lý thuyết là phù hợp do vậy ta sẽ dùng phần mềm DIALux tính toán cho những khu vực còn lại Kết quả tính toán được cho trong bảng phụ lục 1

CHƯƠNG III

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ MÁY BẰNG PHẦN MỀM ECODIAL

Xác định phụ tải tính toán(PTTT) là một công đoạn rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện, nhằm làm cơ sở cho việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị của lưới điện

3.1 Một vài hệ số thường dùng trong việc tính toán

 Hệ số sử dụng Ksd :

+ Đối với một thiết bị:

Ksd =

dm

tb P

P

(3.1)+ Đối với một nhóm thiết bị:

n

i

đmi sdi

P

P k

tt

P P

Hệ số cực đại thường được tính với ca làm việc có phụ tải lớn nhất

Hệ số Kmax phụ thuộc vào số thiệt bị hiệu quả nhq (hoặc Nhq), vào hệ số sử dụng và hàngloạt các yếu tố khác đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm.Trong thực tế khi tính toán thiết kế người ta chọn Kmax theo đường cong

Kmax= f(Ksd,nhq), hoặc tra trong các bảng cẩm nang tra cứu

Số thiết bị hiệu quả n hq:

i dmi

P P

1

2 1

2

)(

)(

3.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:

3.2.1 Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng theo đơn vị sản phẩm:

Đối với hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế không thay đổi, PTTT bằng phụ tải trung bình và được xác định theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất trong một đơn vị thời gian

Ptt = Pca =

ca

o ca

T

W

M *

Trong đó: Mca - Số lượng sản phẩm sản xuất trong một ca

Tca -Thời gian của ca phụ tải lớn nhất

w0 - Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Khi biết w0 và tổng sản phẩm sản xuất trong cả một năm, PTTT được tính theo công thức sau:

max max

.

lv

o lv

tt

T

M W T

A

Với Tlvmax[giờ]: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất trong năm

3.2.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải tính trên một đơn vị 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:

Với: P0 : Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (kW/m2) Trong thiết

kế sơ bộ có thể lấy theo số liệu trong các bảng tham khảo

F : Diện tích bố trí nhóm, hộ tiêu thụ (m2)

Phương pháp này dùng để tính phụ tải của các phân xưởng, nhà máy có mật độ máy móc phân bố tương đối đều.

3.2.3 Xác định phụ tải theo công suất đặt (P đ ) và hệ số nhu cầu (K nc ):

Phụ tải tính toán được xác định bởi công thức:

Ptt =knc *



n

i dmi

P

1 (KW)

Qtt =Ptt * tgφ (KVAr) (3.10)

Trong công thức trên :

knc : hệ số nhu cầu, tra sổ tay kỹ thuật theo các số liệu thống kê của các xí nghiệp, phân xưởng tương ứng

Cosφ: hệ số công suất tính toán tra sổ tay kỹ thuật từ đó tính được tgφ Nếu hệ

số cosφ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì ta phải tính hệ

số cosφ trung bình của nhóm theo công thức sau:

n

i

dmi i

P

P Cos

3.2.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số K max và P tb (còn gọi là phương pháp số thiết

bị hiệu quả hay phương pháp sắp xếp biểu đồ)

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, vì khi tính số thiết bị hiệu quả (nhq) chúng ta đã xét tới hàng loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng thiết

bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng Do đó khi cần nâng cao độ chính xác của PTTT, hoặc khi không có số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp trên thì ta nên dùng phương pháp này.Công thức tính toán:

Ptt = Pca = Kmax*Ksd*Pđm

i dmi

P P

1

2 1

2

)(

)(

n

i

đmi sdi

P

P k

Trong đó Ptb và Qtb là công suất tác dụng và công suất phản kháng trung bình của nhóm: Ptbnh = Ksdnh* Pđm

Qtbnh = Ptbnh* tgtb (3.19) Phụ tải tính toán của nhóm :

Trong đó Kđt là hệ số đồng thời, chọn theo số nhóm đi vào tủ

Nếu có phụ tải chiếu sáng đi vào tủ thì phải cộng thêm các giá trị Pcs và Qcs ,vào Ptt và

Qtt trong các công thức trên

3.3 Áp dụng tính toán cho nhà máy

3.3.1 Xác định phụ tải chiếu sáng:

Ở chương II ta đã hoàn tất công việc thiết kế chiếu sáng cho toàn bộ nhà máy, và PΣ, QΣ

được thể hiện trong bảng phụ luc 1

3.3.2 Xác định phụ tải động lực văn phòng, nhà ăn, nhà kho:

Ngoài lượng điện năng dùng cho chiếu sáng thì trong các văn phòng làm việc, các khu nhà hành chính còn có các tải động lực ( Máy tính, quạt, máy điều hoà,.v.v ) cho nên

ta cũng cần phải xác định phụ tải cho các khu vực này Tuy nhiên do không có đầy đủ

số liệu về công suất của các thiết bị, nên ở đây ta xác định công suất tiêu thụ theo suất tiêu thụ (VA/m2) [1, Bảng-B13]

Theo “bảng B13” thì suất phụ tải của các mạch động lực văn phòng là 25 (VA/m2),còn đối với nhà ăn và nhà kho sử dụng quạt thông gió thì giá trị đó là 23 (VA/m2) Dựavào giá trị đó ta sẽ tính toán phụ tải tổng cho từng khu vực:

+ Đối với văn phòng : S = 25*Si (VA)

+ Đối với nhà ăn, nhà kho : S = 23*Si (VA)

Trong đó : S: tổng công suất biểu kiến của khu vực tính (VA)

Si : diện tích của khu vực tính (m2)

Ta lập bảng giá trị công suất của từng khu vực như sau:

Khu vực Suất phụ tải

Trước tiên ta dùng phần mềm Ecodial để xác định phụ tải tính toán cho tủ độnglực(TĐL)1, sau đó dùng lý thuyết để kiểm tra lại Nếu kết quả tính bằng lý thuyếtphù hợp so với kết quả do phần mềm tính, ta sẽ dùng phần mềm tính cho những phầncòn lại của nhà máy.

3.3.3.1 Xác định phụ tải tính toán bằng phần mềm Ecodial

 Bước 1 : Thiết lập sơ đồ một dây (Sơ đồ nguyên lý)

Khi khởi động vào chương trình Ecodial sẽ xuất hiện hộp thoại sau đây

+ Hệ số công suất yêu cầu(Target power factor) = 0.96,

+ Tiết diện dây cho phép tối đa(Max permissible CSA) = 630mm2,

+ Tỷ số giữa tiết diện dây pha và dây trung tính(CSA N / CSA Ph) = 1/2

Sau khi nhập đầy đủ các thông số cần thiết click “ OK ” Màn hình làm việc của chương trình sẽ xuất hiện:

Hình 3.2Vào đây ta dùng các thư viện của chương trình để thiết kế sơ đồ một dây, đây là công việc đầu tiên.

Ta thấy phía bên dưới màn hình CAD có các thư viện, gồm:

+ Sources: (Nguồn) máy biến áp(MBA), máy phát(MP), tụ bù

+ Busbars: (Thanh góp)

Màn hình CAD

Hiển thị sơ

đồ cây của mạch

+ Feeder circuits: (Mạch CB, CB- dây dẫn, CB-công tắc)

+ Loads: (Tải) đèn, động cơ, các loại tải khác

+Transformers: (MBA)

+ Miscellaneuos: ( Các công cụ dùng kết nối)

+ Drawing: (Bộ liên động kết nối giữa máy biến áp và máy phát)

Từ những công cụ trên ta thiết lập sơ đồ một dây

Đầu tiên lấy phần tử nguồn là MBA bằng cách click vào biểu tượng MBA trên thanh công cụ rồi đưa vào màn hình CAD

Hình 3.3

Lấy MP và kết nối với MBA

MBA

Hình 3.4Tiếp theo ta dùng phần tử thanh góp đưa vào CAD để kết nối với MBA và MP

Hình 3.5Tương tự cho những phần tử khác

Thay đổi các thông số của các phần tử như: tên thiết bị, giá trị công suất, dòng, v.v bằng cách “Double Click” vào phần tử đó sẽ xuất hiện hộp thoại :

Hình 3.6Vào đây ta sẽ thay đổi các thông số của tải tùy ý

Chiều dài dây dẫn

Công suấtTên của

phần tử

Áp dụng phần lý thuyết trên ta thiết kế được sơ một dây cho nhà máy VietNam như sau:

Nissey-Sơ đồ mạch từ nguồn đến các tủ động lực(TĐL)

Hình 3.7

Sơ đồ mạch từ TĐL đến các thiết bị: có tất cả 13 TĐL nhưng ở đây chỉ hiển thị tiêu biểu cho TĐL1

Hình 3.8File mạch nguồn và File TĐL1 là hai File riêng.Cách kết hợp hai Files này để tính toán sẽ được trình bày trong phần tính toán sụt áp, chọn dây, v.v

 Bước 2 : Xác định phụ tải tính toán cho TĐL1

Vào màn hình làm việc ta mở File của TĐL1 Sau đó vào phần tính phụ tải tổngtrên thanh công cụ của chương trình

Hình 3.9Xuất hiện hộp thoại

Hình 3.10

Tính phụ tải tổng

Công suất tính toán của TĐL1

Vào đây nhập vào các thông số như : Ku ,Ks của các phụ tải Công suất tổng hay phụ tải của TĐL1 được hiển thị trong phần “Power Sum”

Tính tương tự cho những TĐL còn lại ta được công suất tính toán của tất cả các TĐL.Tiếp theo vào màn hình làm việc mở File “Mạch nguồn”.Nhập công suất tính toáncủa tất cả các TĐL ứng với đoạn đường dây từ tủ phân phối phụ(TPPP) vào tủ

Hình 3.11

Đoạn đường dây vào TĐL