Thiết kế cung cấp điện nhà máy cơ khí xây dựng nha trang

- Pđmi : Công suất định mức của từng thiết bị - Xi : Toạ độ x của từng thiết bị - Yi : Toạ độ y của từng thiết bị  Nhận xét: Trên lý thuyết ta tính tâm phụ tải theo công thức, nhưng tro

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY

I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY:

Cơ khí là ngành hết sức quan trọng trong công cuộc xây dựng và phát triểnnền kinh tế của đất nước

Nha Trang là thành phố có nền kinh tế chủ yếu là du lịch Bên cạnh đó, trongnhững năm gần đây TP Nha Trang cũng từng bước xây dựng nền công nghiệp chotỉnh nhà Để thuận lợi cho kinh tế tỉnh nhà phát triển cũng như đời sống của nhân

dân được nâng cao, TP Nha Trang đã tiến hành dự án xây dựng “Nhà máy cơ khí và xây dựng Nha Trang” nhằm chế tạo công cụ lao động sản xuất và xây dựng

cũng như giải quyết lao động góp phần tạo ra sản phẩm cho xã hội

Khu vực huyện Suối Dầu thuộc phía nam thành phố Nha Trang, cách thànhphố Nha Trang 40Km, là khu vực rất khả thi để xây dựng nhà máy

II GIỚI THIỆU VỀ TỔ CHỨC NHÀ MÁY:

Cũng như các ban ngành khác, nhà máy cơ khí Nha Trang bao gồm các phòngban như sau:

- Ban giám đốc: điều hành hoạt động của nhà máy

- Phòng kế toán – tài chính: chịu trách nhiệm thu chi tiền và làm nghĩa vụcho nhà nước

- Phòng kế hoạch – đầu tư: cung cấp kế hoạch sản xuất, tiêu thụ sản phẩm

- Phòng tổ chức lao động tiền lương: chịu trách nhiệm về tuyển dụng, đào tạovề nhân lực, tiền lương chế độ cho CB-CNVC

- Phòng kỹ thuật: chịu trách nhiệm về mặt kỹ thuật – an toàn cho nhà máy.Trong phòng kỹ thuật có các phòng ban, phân xưởng sau:

+) Phân xưởng cơ khí xây lắp điện

+) Phân xưởng sản xuất xây lắp điện

+) Ngoài các phân xưởng ra còn có các tổ:

+ Tổ rèn gò hàn

+ Tổ đúc cống xây dựng cầu đường+ Tổ cơ khí tạo phôi

III GIỚI THIỆU TÓM TẮT VỀ SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY:

1 Phân xưởng cơ khí :

Nguyên liệu của nhà máy chủ yếu là kim loại đen như gang thép, ngoài ra cònsử dụng một phần nhỏ kim loại màu như: đồng, nhôm,…

Do đặt thù của nhà máy là sửa chữa và sản xuất các thiết bị thay thế theo đơnđặt hàng nên phôi thường nhập từ các nhà máy khác Phôi sau khi nhập về đượclàm sạch, cắt bỏ các phần thừa được cắt gọt kim loại hoặc rèn, dập để tiếp tục quá

trình tạo phôi Ở quá trình này, thường dùng các máy rèn dập là các kim loại đã ởdạng phôi được đưa về từ các nhà máy luyện kim và được hàn cắt theo các kíchthướt cho trước.

Phôi sau khi rèn dập được đưa sang cắt gọt kim loại để gia công thành các chitiết máy Ở quá trình này có rất nhiều máy công cụ như tiện, phay, bào, mài, dao,khoan với các cỡ công suất khác nhau Các công cụ này có thể làm việc riêng biệthoặc làm việc trong dây chuyền tự động Thông thường phân xưởng gia công cắtgọt là một trong những phân xưởng quan trọng của nhà máy Ở đây các chi tiếtmáy được hoàn thiện và đưa sang quá trình lắp ráp

Nhà máy cơ khí Nha Trang làm việc độc lập, sản phẩm là các chi tiết máy rờirạc, do đó yêu cầu cung cấp điện không quá nghiêm ngắt như các dây truyền sảnsuất liên tục

Ngoài các phân xưởng chính tương ứng với các giai đoạn sản xuất trên, trongnhà máy còn có các phân xưởng phụ trợ khác như mạ kẽm, rèn dùng máy búa

2 Phân xưởng sản xuất xấy lắp điện, cầu đường:

Nguyên liệu chủ yếu là đá, cát, xi măng được đưa và nhà máy trộn theo đúngtiêu chuẩn tỷ lệ nhất định Sau đó được đưa vào khuôn và dùng cẩu trục nâng lênđưa vào máy quay ly tâm song được đưa ra sấy bằng áp suất hơi nước từ hệ thốngống dẫn của lò đốt

IV NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:

1/ Trình bày tổng quan về nhà máy

2/ Phân nhóm và xác định tâm phụ tải

3/ Tính toán phụ tải tính toán

4/ Chọn trạm và nguồn dự phòng

5/ Thiết kế mạng điện nhà máy cho toàn nhà máy

6/ Tính toán ngắn mạch và kiểm tra sụt áp

7/ Tính toán an toàn điện

8/ Tính toán bù

9/ Tính toán chống sét

V QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ:

Ngày nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dâncũng được nâng cao, nhu cầu điện trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp,dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng đòi hỏi độ tin cậy và an toàn cungcấp điện ngày càng cao Vì vậy khi thiết kế một công trình điện dù nhỏ cũng yêucầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt các chuyên ngành hẹp (cung cấp điện, thiết bịđiện, kỹ thuật cao áp, an toan điện…) Ngoài ra người thiết kế còn phải có sự hiểubiết nhất định về xã hội, về môi trường, về các đối tượng cung cấp điện … vì côngtrình thiết kế nếu dư thừa sẽ gay lãng phí đất đai, nguyên vật liệu, làm ứ đọng vốn

đầu tư ban đầu Nếu công trình thiết kế sai sẽ gây hậu quả nghiêm trọng như: gâysự cố mất điện, không an toàn, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản

xí nghiệp , nhân dân

Vì vậy người thiết kế phải tìm ra những phương pháp tối ưu nhằm đảm bảo tínhliên tục về cung cấp điện, vốn đầu tư ban đầu cũng như các vấn đề an toàn chonhà máy thoả mãn các yêu cầu chung:

- Cung cấp điện liên tục

- Đảm bảo chất lượng điện năng

- Vận hành tiện lợi, an toàn cho người sử dụng

- Có tính dự phòng phát triển trong tương lai

- Đảm bảo về kinh tế

Để đảm bảo được các yêu cầu đó, ngày nay các tiêu chuẩn về thiết kế lắp đặtđiện đều được tiêu chuẩn hoá cụ thể và được thống nhất trên toàn quốc Trongluận án thiết kế tốt nghiệp này mọi quan niệm về thiết kế dựa vào tiêu chuẩnIEC

VI CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI MẠNG ĐIỆN:

Trong tình hình kinh tế hiện nay, các xí nghiệp, các tổ hợp sản xuất dù lớn haynhỏ đều tự hạch toán kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về giá cả sảnphẩm trong cơ chế thị trường hiện nay Trong đó việc cung cấp điện có đóng gópmột phần quan trọng vào vấn đề kinh doanh của xí nghiệp Việc mất điện sẽ làmảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của xí nghiệp, nếu nhiều thậm chí sẽ làm cho xínghiệp bị thua lỗ Chất lượng điện xấu (chủ yếu là điện áp) sẽ ảnh hưởng đến chấtlượng sản phẩm, làm giảm hiệu suất lao động Vì thế việc đảm bảo độ tin cậycung cấp điện và nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu củakhách hàng công nghiệp

1 Độ tin cậy cung cấp điện:

Mức độ đảm bảo cung cấp điện liên tục tuỳ thuộc vào tính chất và yêu cầu củaphụ tải

a) Phụ tải hộ loại 1:

Đối với loại phụ tải này không cho phép mất điện vì sẽ gây tác hại về kinh tế ,về chính trị, nguy hại đến tính mạng con người

Ví dụ: bệnh viện, nhà máy luyện gang thép, hệ thống quạt gió cho công nhân trong hầm lò, các buổi đón tiếp mittinh quan trọng… Vì vậy khi thiết kế cung cấp điện cho phụ tải này phải lưu ý đến việc cung cấp điện từ nhiều nguồn đến kể cả phần đặt máy phát điện dự phòng.

b) Phụ tải loại 2:

Đối với loại này mất điện cũng gây tác hại về mặt kinh tế nhưng phải so sánhvề kinh tế giữa khoản tiền lúc có đặt các thiết bị dự phòng với các khoản tiền thiệthại do mất điện gây ra không có đặt các thiết bị dự phòng và xem xét trường hợp

nào có lợi hơn cả thì làm Thường thì các xí nghiệp sản xuất này trong dạng phụtải loại này.

Đối với xí nghiệp được thiết kế trong luận văn này là hộ phụ tải loại 2 vì khimất điện từ hai giờ trở lên sẽ gây hư hỏng sản phẩm Vì vậy trong thiết kế có tínhđến nguồn dự phòng cho nhà máy

c) Phụ tải loại 3:

Đối với loại phụ tải này không cần đảm bảo về cung cấp điện nhiều lắm

Ví dụ: khu dân cư, nhà ở,…

2 Đảm bảo chất lượng điện:

Chất lượng điện chủ yếu là điện áp U và tần số f, vì vậy ta phải đảm bảo điệnáp và tần số ở trị số định mức (với điện áp chỉ cho phép xê dịch trong khoảng

%

5

 và tần số chỉ cho phép  0 01 %)

3 Chỉ tiêu về kinh tế:

Chỉ tiêu kinh tế của một mạng điện chủ yếu là do:

- Giá vốn đầu tư ít nhất

- Tổn thất điện năng dọc đường dây là ít nhất

Khi thiết kế cần phải thoả mãn cả về yêu cầu kinh tế và kỹ thuật

4 An toàn đối với con người:

Khi thiết kế sơ đồ nối dây của mạng điện cần đảm bảo an toàn lao động chocông nhân, nhân viên vận hàng, đảm bảo cho nhà xưởng của xí nghiệp về mặtchống sét tránh gây hậu quả thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản xí nghiệp

Tóm lại: Khi thiết kế bất kì một mạng điện nào cũng cần phải thỏa mãn đầy đủ

các yêu cầu trên Ngoài ra khi thiết kế phải đảm bảo cho mạng điện vận hành linh hoạt và dễ dàng phát triển về sau.

CHƯƠNG 2

PHÂN NHÓM VÀ XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI

I MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI:

Mục đích của việc xác định tâm phụ tải là tìm vị trí trung tâm của phụ tải, ở vịtrí này công suất trên mặt bằng được cân bằng Nó là cơ sở để lựa chọn vị trí lắpđặt các tủ động lực và tủ phân phối của nhà máy

I PHÂN NHÓM VÀ XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI:

Nhà máy cơ khí và xây dựng Nha Trang có diện tích khoảng 40.000m2, số thiết

bị là 53 thiết bị Dựa vào cách bố trí các thiết bị trên mặt bằng mà ta chia thành 8nhóm, mỗi nhóm thích ứng với một tủ động lực

Xưởng được cấp điện từ các trạm biến áp, trong xưởng đặt một tủ phân phốichính làm nhiệm vụ cung cấp điện cho hai tủ phân phối phụ và các tủ động lực.Từ tủ động lực sẽ cung cấp điện cho các thiết bị

Để có lợi về mặt kinh tế cũng như lợi về dây dẫn ta phải xác định tâm phụ tải.Tâm phụ tải mà tại đó ta sẽ đặt tủ động lực

 Xác định tọa độ:

Để xác định tâm phụ tải , ta dựng hệ trục Oxy (đơn vị là mét) trên mặt bằngthiết kế nhà máy Hệ trục này có thể chọn tùy ý, ở đây ta chọn góc tọa độ O tạigóc trái của từng phân xưởng, trục tung là X, trục hoành là Y

 Công Thức Xác Định Tâm Phụ Tải:

Dựa vào mặt bằng, bảng vẽ ta xác định tâm toạ độ (x,y) của từng thiết bị.Tọa độ tâm phụ tải được xác định bằng công thức:

n

i

i dmi

P

X P X

1

1

n

i

i dmi

P

Y P Y

- n : là số thiết bị

- Pđmi : Công suất định mức của từng thiết bị

- Xi : Toạ độ x của từng thiết bị

- Yi : Toạ độ y của từng thiết bị

 Nhận xét:

Trên lý thuyết ta tính tâm phụ tải theo công thức, nhưng trong thực tế ta lại bốtrí các tủ động lực cũng như tủ phân phối sao cho phù hợp với mặt bằng sản xuấtđể thuận lợi trong việc thao tác và các yếu tố mỹ quan

Aùp dụng công thức (2.1) và bảng toạ độ các thiết bị trên ta tính được:

 Tâm phụ tải nhóm 1: từ thiết bị 19 đến thiết bị 26:

X = 2.53m ; Y = 7.3m

 Tâm phụ tải nhóm 2: từ thiết bị 27 đến thiết bị 32:

Vì vậy nhờ những thông số phụ tải điện người thiết kế có thể khảo sát và tínhtoán từ đó lựa chọn phương án tối ưu cả về kỹ thuật cũng như kinh tế

Có nhiều phương án để phân chia nhóm phụ tải nhưng thông thường là 3 phươngán sau :

 Phân nhóm theo vị trí mặt bằng của thiết bị

 Phân nhóm theo công suất

 Phân nhóm theo chức năng làm việc, theo tính chất yêu cầu của công việc

Tóm lại : xác định phụ tải tính toán không những đúng và chính xác đối với hiện

tại mà còn đúng cho cả tương lai Phụ tải điện có những tính chất và đặc trưng riêng, cho nên để xác định phụ tải tính toán của các loại phụ tải đó người ta phải dùng các phương pháp khác.

II CÁC ĐỊNH NGHĨA VÀ KÝ HIỆU CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN:

trị từ 0.85 đến 0.87 (theo TL 1 trang 95)

Khi có nhiều động cơ công suất nhỏ, một cách gần đúng khi tính toán ra ta cóthể coi Pđ = Pđm

2 Phụ tải trung bình P tb :

Phụ tải trung bình là một đặc trưng tĩnh cơ bản của chúng, do đó trị số trungbình phụ tải là đặc trưng của đồ thị phụ tải thay đổi

Nói chung, phụ tải trung bình của các nhóm thiết bị điện bằng tổng phụ tảitrung bình của từng thiết bị trong nhóm đó







n i tbi

3 Phụ tải cực đại P max :

Phụ tải cực đại chia làm 2 nhóm:

a) Phụ tải cực đại dài hạn trong những khoản thời gian khác nhau (10, 30, 60phút…) dùng để chọn các phần tử của hệ truyền động điện cung cấp điện theo điềukiện phát sóng và để tính tổn thất công suất cực đại trên các phần tử đó

b) Phụ tải cực đại ngắn hạn (còn gọi là phụ tải đỉnh hay phu tải cực đại tứcthời) trong khoảng thời gian 1 đến 2 giây Phụ tải đỉnh nhọn dùng để kiểm tra

* Sự dao động điện áp

* Kiểm tra lưới điện theo điều kiện tự mở máy các động cơ công suất lớn

* Chọn dây của các cầu chì

* Tính dòng khởi động của rơle bảo vệ dòng điện max

4 Phụ tải tính toán P tt :

Phụ tải tính toán là một số liệu rất cơ bản dùng để thiết kế hệ thống cung cấpđiện Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụtải thực về mặc hiệu ứng nhiệt lớn nhất Nói một cách khác, phụ tải tính toán cũnglàm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây

ra Như vậy nếu chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán thì có thể đảm bảo antoàn về mặt phát nóng cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành

Quan hệ giữa phụ tải tính toán với các dạng phụ tải khác được nêu trong bấtđẳng thức sau:

Ptb  Ptt  Pmax

III CÁC HỆ SỐ ĐẶC TRƯNG:

1 Hệ số sử dụng K sd :

Hệ số sử dụng công suất tác dụng của một thiết bị điện Ksd hay của một nhómthiết bị điện Ksd là tỉ số giữa công suất tác dụng trung bình và công suất định mức

 Đối với một thiết bị:

i đmi

n

i tbisdNhóm

P

K.PP

PK

.(

.

.

2 1

2 2 1 1

n dm

n n sd

t t

t P

t p t

p t p K

- Pđm : là tổng công suất định mức của các thiết bị trong đó Ngoài ra

Ksd còn có thể được tra ở bảng

2 Hệ số phụ tải K pt :

Là tỉ số giữa công suất tác dụng thực tế mà thiết bị tiêu thụ (nghĩa là phụ tảitrung bình của nó theo thời gian dùng điện: Ptbđđ ) và công suất định mức nó:

3 Hệ số cực đại K max :

Hệ số Kmax là tỷ số của công suất tác dụng tính toán với công suất trung bìnhcủa nhóm thiết bị trong thời gian khảo sát

tb

tt P

P

4 Số thiết bị hiệu quả n hq :

Giả thiết có một nhóm gồm n thiết bị có công suất định mức và chế độ làmviệc khác nhau Ta gọi nhq là số thiết bị hiệu quả của nhóm đó, đó là một số quyđổi, gồm nhq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc giống nhau tạo nênphụ tải tính toán cực đại tương ứng với n thiết bị ta đang khảo sát

 Số thiết bị hiệu quả được xác định như sau:

i đmi

i i

n đmihq

P

Pn

1

Trong đó:

- Pđmi : là công suất tác dụng định mức của từng thiết bị trong nhóm

- n : là số thiết bị trong nhóm

Nếu tất cả các thiết bị trong nhóm đều có công suất định mức như nhau thì n hq =

n và nếu khác nhau thì n hq < n.

max đm

n

i đmi

hq P

Pn

3

21





5 Hệ số đồng thời K đt :

Hệ số đồng thời là tỷ số giữa phụ tải tính toán cực đại tổng của một nút hệthống cung cấp điện với tổng số các phụ tải tính toán cực đại của nhóm thiết bị nốivào nút đó:





 n

i tti

tt dt

P

P K

 Đối với đường dây cao áp của mạng cung cấp nội bộ nhà máy thì lấy

6 Hệ số cos:

Là đặc trưng cho một nhóm thiết bị, nếu hệ số cos của các thiết bị trongnhóm khác nhau thì phải tính hệ số trung bình theo công suất:

P

cos

Pcos

1

1

(3.9)

7 Hệ số nhu cầu K nc :

Là hệ số nhu cầu công suất tác dụng là tỷ số giữa công suất tác dụng tính toánvới công suất tác dụng định mức của nhóm thiết bị :

dm

tt nc P

Theo sổ tay tra cứu Knc = f(nhq)

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN:

1 Xác định phụ tải tính toán theo hiệu suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản

phẩm Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải không đổi hoặc thay đổi ít theothời gian thì nên dùng phương pháp này để xác định phụ tải tính toán:

ca

ca ca

tt

M b P

, 

Trong đó:

- b0 : là suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm (KWh)

- Mca : là số lượng sản phẩm sản xuất trong một ca

- Tca : là thời gian làm việc của ca mang tải lớn nhất (giờ)

 Nhận xét: Phương pháp chỉ cho kết quả gần đúng, thường áp dụng cho các

xí nghiệp có phụ tải ít thay đổi theo thời gian

2 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trên một đơn vị diện tích sản xuất.

Với những phân xưởng sản xuất có nhiều thiết bị phân bố tương đối đồng đều, tacó thể dùng phường pháp này để xác định phụ tải tính toán:

Ptt = p0.F (3.13)Trong đó:

- p0: công suất tính toán trên một m2 diện tích sản xuất (KW/m2)

- F : Là diện tích bố trí thiết bị (m2)

Giá trị p 0 có thể tra trong các sổ tay.

 Nhận xét : Phương pháp này là phương pháp gần đúng và theo kinh

nghiệm

3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có chế độ làm việc giống nhau được xácđịnh theo biểu thức:

Stt = 2 2 costt

tt tt

P Q

Mà : Pđi = Pdm

Trong đó:

- Ptt : Công suất tác dụng (Kw)

- Qtt : Công suất phản kháng (Kvar)

- Stt : Công suất biểu kiến (KVA)

- Knc : hệ số nhu cầu

-  : hiệu suất

 Nhận xét : Phương án này là phương án gần đúng sơ lược để tính toán sơ bộ

trong thiết kế Nhược điểm là kém chính xác vì Knc tra ở sổ tay

4 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình về hệ số cực đại

Khi không có số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp đơn giản đã nêu ởtrên đồng thời muốn nâng cao độ chính xác khi tính toán phụ tải ta nên dùngphương pháp này

a) Đối với nhóm thiết bị ba pha :

 Các phương pháp tính toán:

Qtt = i

n

i đmi

tg

+) Đối với các thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại Kpt = 0.75

b) Đối với nhóm thiết bị một pha:

 Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị một pha, phân bố đều trên mạng 3 phacó cùng chế độ làm việc, có đồ thị phụ tải thay đổi, tuỳ theo nhq mà dùng côngthức ở mục (a) để tính

Chú ý : là cách xác định nhq của nhóm thiết bị một pha theo công thức đơn giảnnhư sau:

Nhq =

max đm

n

i đmiP

P.3

21



Trong đó:

- P đmi : là tổng công suất của n thiết bị một pha của nhóm

- Pđmmax : là công suất định mức của một thiết bị một pha lớn nhất

 Phụ tải tính toán qui đổi về mạng điện 3 pha của nhóm thiết bị một pha(n > 3), có đồ thị phụ tải thay đổi, có cùng chế độ làm việc thì:

- P tbM, Q tbM là công suất trung bình trong ca mang tải lớn nhất trong lướiđiện 3 pha

- P đmM, Q đmMlà công suất định mức của pha có phụ tải lớn nhất tronglưới điện 3 pha

 Phụ tải tính toán quy đổi về mạng 3 pha của nhóm (n > 3), có đồ thị phụtải thay đổi, và chế độ làm việc khác nhau, làm việc ở điện áp pha và điện áp dâyphân bố không đều trên lưới 3 pha, được xác định theo biểu thức sau:

M tb

V XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐỈNH NHỌN:

Ta cần xác định phụ tải đỉnh nhọn để chọn các thiết bị bảo vệ như: CB, cầuchì, chỉnh định dòng bảo vệ rơle…

Nguyên nhân xuất hiện của phụ tải đỉnh nhọn là khi mở máy các động cơ, lò,dòng điện tăng đột ngột ảnh hưởng đến các thiết bị khác Phụ tải đỉnh nhọn xuấthiện tức thời trong khoảng thời gian 1 đến 2 giây Vì vậy việc xác định phụ tảiđỉnh nhọn là rất cần thiết

 Đối với một thiết bị thì dòng đỉnh nhọn được xác định như sau:

 Đối với một nhóm thiết bị thì dòng đỉnh nhọn được xác định như sau:

Iđn = Kmm Iđm max +(Itt – Ksd Iđm max) (3.27)

 Khi n  4 thiết bị thì:

Iđn = Kmm Iđm max + Itt(các thiết bị còn lại)Trong đó:

- Kmm : là hệ số mở máy của động cơ

+) Đối với động cơ không đồng bộ roto lồng sóc và động cơ điện đồngbộ thì K mm = 5

+) Đối với động cơ một chiều hoặc động cơ đồng bộ roto dây quấn thìKmm  2 5

+) Đối với các lò, các máy biến áp hàn thì Kmm  3

Để đơn gian trong tính toán, ta chọn K mm = 3.

Với : - Iđm max : dòng định mức lớn nhất trong nhóm

- Itt : dòng tính toán trong nhóm

- Ksd : hệ số sử dụng của động cơ có dòng định mức lớn nhất

VI NHẬN XÉT VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ:

Các phương án tính toán phụ tải đều có những ưu điểm khác nhau Nhưng khithiết kế cần có sự chính xác cao nên ta chọn phương pháp tính toán theo công suấttrung bình và hệ số cực đại cho kết quả tương đối chính xác để áp dụng cho nhàmáy cơ khí và xây dựng Nha Trang

Xác định phụ tải tính toán của xưởng để làm cơ sở cho việc lựa chọn các thiết

bị trong nhà máy: máy biến áp, thiết bị bảo vệ CB,dây dẫn…

II GIỚI THIỆU PHỤ TẢI TÍNH TOÁN NHÀ MÁY:

Nhà máy cơ khí và xây dựng Nha Trang có diện tích khoảng 40.000 m2 vàđược chia thành 8 nhóm (TĐL), được cấp điện từ một tủ phân phối chính Vì tínhchất quan trọng của nhà máy đòi hỏi phải cung cấp điện liên tục, độ tin cậy cao,

do đó ta chọn “Phương pháp tính toán phụ tải theo công suất trung bình và hệ sốkmax ” để nâng cao sự chính xác khi chọn dây dẫn, thiết bị bảo vệ…

III XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN NHÀ MÁY:

Hiệu Suất

Hệ số sử dụng: K sd

Trong điều kiện vận hành bình thường, công suất tiêu thụ thực của thiết bị thường bé hơn trị định mức của nó Do đó hệ số sử dụng được dùng để đánh giá trị công suất tiêu thụ thực của hệ số này cần được áp dụng cho từng tải riêng biệt ( nhất là cho các động cơ vì chúng hiếm khi chạy đầy tải)

Trong lưới điện công nghiệp, hệ số này được ước chừng là 0.7 đến 0.8 chođộng cơ Với đèn dây tóc, nó bằng 1

 TÍNH TOÁN TỪNG THIẾT BỊ:

1 Công suất đặt được xác định như sau:

Pđ = Pdm

Trong đó:

- Pđ là công suất đặt của thiết bị.

-  là hiệu suất sử dụng

 Công suất đặt của thiết bị 19 :

88 0

 Tương tự cho các thiết bị còn lại, ta có kết quả số liệu ở bảng 4-1

2 Dòng định mức của thiết bị được xác định như sau:

Iđm = 3. .cos

dm

dm U P

Trong đó:

- Pđm là công suất đặt (Pđ)

- Uđm là điện áp định mức thiết bị (Uđm = 380V)

- cos là hệ số công suất.

 Dòng định mức thiết bị 19:

86 , 0 38 , 0 3

04 17 cos

3

U

P dm

Áp dụng cho một thiết bị, từ công thức (3.26) và Kmm = 3:

( Đối với thiết bị riêng biệt thì Itt = Iđm )

I25-26 đn = Kmm.I25-26 đm + Iđm max = 3 9,375 + 9,375 = 37,5 (A)

 TÍNH TOÁN CHUNG CẢ NHÓM :

1 Tính số thiết bị hiệu quả (n hq ) nhóm 1 :

Theo công thức (3.6) ta có:

 

  5,89 69423

,846

63,

70 21

n i dmi hq

P

P n

n

i

sdi dmi

P

K P

1

1

= 0.8

Vậy chọn Ksd nhom 1 = 0.8

Dựa vào bảng hệ số Kmax ứng với Ksd và nhq của nhóm, ta tra bảng (p1I6) trang

256 (TL4), ta có:

Kmax = f(nhq, Ksd) = f(6 , 0.8) = 1,1

3 Hệ số costb nhóm 1 :

8506370

745591

,

,P

cos

P

i đmi

i n

4 Công suất tác dụng và công suất phản kháng trung bình:

Ptb nhóm 1 = Ksd nhóm 1 P dmi = 0,8 70,63 = 56,5 (KW)Qtb nhóm 1 = Ptb tgtb = 56,5 0,63 = 35,59 (Kvar)

5 Công suất tác dụng và công suất phản kháng tính toán:

Ptt = Kmax Ptb = 1,1 56.5 = 62,15 (KW)Qtt = 1,1 Qtb = 1,1 62,15 = 68,37 (Kvar)

6 Công suất biểu kiến :

Str = 92,39 (KVA)

7 Dòng tính toán nhóm 1:

Itt = 140 (A)

8 Dòng đỉnh nhọn nhóm 1:

Iđn = Kmm Iđm max + Itt nhóm 1 – Ksd nhóm Iđm max = 3 30,11 + 140 – 0,8 30,11 = 206,24 (A)

B NHÓM 2 :

Nhóm này gồm có 6 thiết bị được thể hiện trong bảng 4-2

Mặt

bằng

Số Lượng

Hiệu Suất

 TÍNH TOÁN TỪNG THIẾT BỊ TRONG NHÓM 2:

1 Công suất đặt:

Pđ = Pdm

Trong đó:

- Pđ là công suất đặt của thiết bị

-  là hiệu suất sử dụng

 Công suất đặt của thiết bị 27 :

85 0

5 7

 Tương tự cho các thiết bị còn lại, ta có kết quả số liệu ở bảng 4-2

2 Dòng định mức của thiết bị được xác định như sau:

Iđm =

cos

3 dm

dm U P

Trong đó:

- Pđm là công suất đặt (Pđ)

- Uđm là điện áp định mức thiết bị (Uđm = 380V)

- cos là hệ số công suất.

 Dòng định mức thiết bị 27:

83 , 0 38 , 0 3

82 , 8 cos

3

U

P dm

dm







 Tương tự cho các thiết bị còn lại, ta có kết quả ở bảng 4-2

 TÍNH TOÁN CHUNG CẢ NHÓM :

1 Tính số thiết bị hiệu quả (n hq ) nhóm 2 :

Theo công thức (3.6) ta có:

 

6461

i

sdi dmi

P

K P

1

1

= 0.8

Vậy chọn Ksd nhom 2 = 0.8

Dựa vào bảng hệ số Kmax ứng với Ksd và nhq của nhóm, ta tra bảng (2-2) trang

112 (TL1), ta có:

Kmax = f(nhq, Ksd) = f(6 , 0.8) = 1,1

3 Hệ số costb nhóm 1 :

81,0

cos.cos

i n

i dmi tb

P



Vậy tgtb = 0,72

4 Công suất tác dụng và công suất phản kháng trung bình:

Ptb nhóm 2 = Ksd nhóm 2 P dmi = 0,8 34,03 = 27,224 (KW)Qtb nhóm 2 = Ptb tgtb = 27,224 0,72 = 19,6 (Kvar)

5 Công suất tác dụng và công suất phản kháng tính toán:

Ptt = Kmax Ptb = 1,1 27,223 = 29,26 (KW)Qtt = 1,1 Qtb = 1,1 19,6 = 21,07 (Kvar)

6 Công suất biểu kiến:

Str = 36,05 (KVA)

7 Dòng tính toán nhóm 1:

Itt = 54,78 (A)

8 Dòng đỉnh nhọn nhóm 1:

Iđn = Kmm Iđm max + Itt nhóm 2 – Ksd nhóm 2 Iđm max = 3 16,15 + 54,78 – 0,8 16,15 = 90,31 (A)

 Tính toán tương tự cho các nhóm còn lại, ta được kết quả ở bảng số liệu phụ tải tính toán.

 Phụ tải tính toán cho các xưởng tiện, phay, bào (TPP1) :

Do phân xưởng tiện phay bào được chia làm 2 nhóm thiết bị theo tiêu chuẩn IEC, ta có hệ số đồng thời: Kđt = 0,9

Công suất tác dụng và công suất phản kháng:

Pttpx = (Pttđl 1 + Pttđl 2).K = (97,57 + 77,68).0,9 = 157,73 (KW)

Qttpx = (Qttđl 1 + Qttđl 2).K = (62,59 + 51,43).0,9 = 102,62 (KW)Công suất tính toán:

Sttpx = 188,17 (KVA)Dòng tính toán:

Qttpx = (Qttđl 1 + Qttđl 2 + Qttđl 3 + Qttđl 4 + Qttđl 5).Kđt = (68,37 + 21,07 + 90,33 + 23,13 + 77,11).0,8 = 224 (KW)

Công suất tính toán:

Sttpx = 398,46 (KVA)Dòng tính toán:

Ittpx = 605,4 (A)

CHƯƠNG 5:

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO NHÀ MÁY

I CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG :

Trong thiết kế chiếu sáng vấn đề quan trọng nhất ta phải quan tâm là đáp ứngyêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác Ngòai độ rọi, hiệuquả chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọnhợp lý cho các chao chụp đèn , sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế kỹthuật và mỹ quan Vì vậy khi thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau :

- Không bị lóa mắt, vì với cường độ ánh sáng mạnh mẽ làm cho mắt có cảmgiác lóa, thần kinh bị căng thẳng, thị gíc sẽ mất chính xác

- Không bị lóa do phản xạ, ở một số vật công tác có các phản xạ cũng khámạnh và trực tiếp do đó khi bố trí đèn phải chú ý hiện tượng này

- Không có bóng tối, nơi sản xuất không nên có bóng tối mà phải sáng đều, cóthể quan sát được tòan bộ phân xưởng Để khử các bóng tối cục bộ người tathường dùng các bóng mờ và treo cao đèn

- Phài có độ rọi đồng đều, để khi quan sát từ nơi này qua nơi khác mắt khôngđiều tiết quá nhiều gây nên mỏi mắt

- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày, điều này quyết định thị giáccủa ta đánh giá được chính xác hay sai lầm

- Đảm bảo độ rọi ổn định trong quá trình chiếu sáng bằng cách hạn chế sự giaođộng của điện áp lưới điện, cố định đèn chắc chắn, cần hạn chế Quang Thông bù

- Đảm bảo độ rọi đầy đủ trên bề mặt làm việc

II CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG :

( Sách KTCS – Dương Lan Hương )

1 Khái niệm về các đại lượng cơ bản :

a/ Quang Thông : , đơn vị tính Lumen (lm)

Là quang thông bức xạ hữu ích trong hệ chiếu sáng là lượng ánh sáng

 = 683  e    V  d

Với : V   : độ nhạy cảm phổ tương đối e : mật độ thông lượng bức xạ

b/ Quang Hiệu : H (lm/w) (hay hiệu suất phát sáng ).

Quang hiệu được xác định bằng tỷ số quang thông phát ra trên công suất củaánh sáng

H = / P

c/ Độ rọi : E (lux, lx)

Độ rọi là mật độ quang thông rớt lên mặt phẳng được chiếu sáng

d/ Nhiệt độ màu : Tm

Đó là mô tả màu của một nguồn bằng cách so sánh với màu của một vật đennói chung được nung nóng giữa 2000 và 10.000K Nói chung nhiệt độ này khôngphài nhiệt độ của nguồn, trừ khi nguồn chính là vật đen bị nung nóng

Sau đây ta có thể xác định độ lớn của nhiệt độ màu này đối với các ánh sángtrắng khác nhau thường gặp :

- 2500 – 3000oK : ánh sáng mặt trời lặn, đèn sợi đốt, ánh sáng “ nóng” nhiềubức xạ đỏ

- 4500 – 5500oK : ánh sáng ban ngày trời sáng

- 6000 – 8000oK : ánh sáng trời có mây, ánh sáng “lạnh” nhiều bức xạ màuxanh da trời.3

Ra < 70 : sử dụng trong công nghiệp khi sự thể hiệ màu thứ yếu

70 < Ra < 85 : sử dụng thông thường ở đó sự thể hiện màu không quantrọng

Ra > 85 : sử dụng ở những nơi đòi hỏi sự thể hiện màu quan trọng hàng đầu

2 Các loại nguồn sáng:

a/ Các lọai đèn nung sáng: ( Incandestcent filmen lamps)

Đèn nung sáng pháp sáng là do có dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn vàđược nung nóng đến phát sáng, dây tóc làm bằng Wolfram có chất lượng tốt donhiệt độ nóng chảy của nó cao (3650oK), sự bóc hơi chậm, độ bền cao Thôngthường các đèn có công suất nhỏ thì hút chân không, với đèn có công suất lớn(P>75w) thì người ta nạp khí Ne và Argon

Các loại đèn thường gặp có :

Ưu điểm :Có nhiều lọai công suất, kích thước với nhiều cấp điện áp, không đòi

hỏi thiết bị phụ, bực sáng tức thời, không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường bênngòai, màu sắc ấm áp, giá thành rẽ

Nhược điểm : Quang Hiệu thấp < 20 (lm/w), tuổi thọ thấp, tiêu thụ năng lượng

nhiều khi độ rọi cao, phổ vàng có màu đỏ

b/ Các lọai đèn phóng điện :

+ Đèn Huỳnh Quang : ( Fluorescent Lamps )

Là đèn phóng điện trong hơi thủy ngân áp suất thấp, nhờ lớp bột Huỳnh Quang

ở bên trong thành bóng đèn mà biến đổi tia cực tím thành các tia ánh sáng nhìnthấy

Cấu tạo bằng một ống thủy tinh mờ có các điện cực đốt nóng bên trong chứakhí Trơ và một lượng Thủy Ngân rất nhỏ, khi phóng điện ở áp suất thấp 0.001mmHg, phát xạ chủ yếu của Thủy Ngân nằm ở bước sóng 254mm trong khi nhiệtđộ Thủy Ngân vẫn nguội khoảng 50oC, khí Trơ thường được nạp đến 2 – 3 mmHgvới mục đích tạo điều kiện dễ dàng cho mồi phóng điện và làm chất đệm bảo vệđiện cực

 Các loại đèn :

- Nhiệt độ màu : T = 85oK

Ưu điểm : Hiệu suất phát sáng cao, quang hiệu H đạt từ 40 – 95 lm/w Thời

gian làm việc cao (tuổi thọ từ 6000 – 10000 h) Có thể tạo được nguồn sáng tậphợp quang phổ khác nhau, diện tích phát quang lớn Độ chói tương đối thấpkhoảng 5000 – 8000 cd/m2 Có nhiều màu sắc để lựa chọn, khi điện áp thay đổitrong phạm vi cho phép quang hông giảm ít khoảng 1% Nhiệt độ thành ống đènthấp khoảng 45oC

Nhược điểm : ít loại công suất lớn, kích thước lớn, cần thiết bị phụ, ở nơi treo

cao ánh sáng không đủ, kích thước đèn phụ thuộc vào điện áp và công suất, côngsuất càng cao – kích thước đèn càng lớn, khó làm việc ở những nơi quá nóng hoặcquá lạnh, quang thông giảm nhiều ( đến 60% ) ở cuối tuổi thọ đèn

 Đèn Thủy Ngân Cao Áp : (Mercury Lamps)

Trong đèn ngòai khí Trơ (Ne, Argon) còn có hơi Thủy Ngân, khi làm việc ápsuất hơi Thủy Ngân đạt tới (2 – 5 ) atm

Ưu điểm : Quang Hiệu cao, tuổi thọ lớn, bền chắc, không chịu ảnh hưởng môi

trường

Nhược điểm : Diễn sắc kém do thiếu bức xạ màu đỏ, chỉ làm việc được ở điện

áp xoay chiều, cần có thiết bị phụ thời gian bật sáng lâu, do giao động quangthông lớn, Quang Thông giảm nhiều ở cuối tuổi thọ đèn , đèn chỉ bật sáng trở lạisau khi đã nguội từ (5 – 6 ) phút

 Một số loại đèn khác :

 Có tráng lớp bột Huỳnh Quang

- Công suất : P = 80 – 2000 (w)

- Quang Hiệu : H = 40 – 65 (lm/w)

- Chỉ số màu :Ra = 42

- Tuổi thọ :  = 10.000 (h)

Đèn này dùng để chiếu sáng trung tâm thành phố

 Có tráng lớp bột Huỳnh Quang :

- Công suất : P = 80 – 400 (w)

- Quang Hiệu : 48 – 60 (lm/w)

- Chỉ số màu : Ra = 60

- Nhiệt độ màu :Tm 3400oK

Đèn này dùng để chiếu sáng đường đi bộ, trung tâm thành phố

 Có ánh sáng hổn hợp MIXOPAL :

Đèn này dùng để chiếu sáng cá vùng đi bộ, công viên vườn

 Đèn HALOGEN kim loại : ( Halogenua Metal Halide Lamps )

Đèn này dùng để chiếu sáng tương đài, thể thao

 Đèn NATRI áp suất thấp : ( Low Pressure Sodium Lamps )

- Công suất : P = 18 – 180 (w)

- Quang Hiệu : H = 100 – 183 (lm/w)

- Tuổi thọ :  3000 – 3500 (h)

- Chỉ số màu : Ra = 0, độ chói thấp

Đèn này nhìn rõ ở những nơi có sương mù, chỉ số màu thấp dùng để chiếusáng các Tunnels, bãi chứa.

 Đèn NATRI áp suất cao : ( Hight Pressure Sodium Lamps)

3 Các hệ chiếu sáng : ( gồm 2 hệ )

a/ Hệ chiếu sáng chung :

Hệ này không những bề mặt làm việc được chiếu sáng mà tất cả phòng nóichung cũng được chiếu sáng nữa, đèn được đặt dưới trần có bề cao cách sàn tươngđối

* Chiếu sáng chung đều :

Là hệ thống chiếu sáng trong đó ánh sáng được phân bố đều khắp phòng làmviệc đượ sử dụng trong các trường hợp khi cần có các điều kiện chiếu sáng giốngnhau

* Chiếu sáng :

Là dạng chiếu sáng chung nhưng các đèn chiếu được phân bố ưu tiên theo bềmặt làm việc nhằm có độ rọi cao hơn các bề mặt khác

* Hệ chiếu sáng hổn hợp :

Gồm các đèn được đặt trực tiếp tại các chỗ làm việc dùng để chiếu sáng chỗlàm việc và các đèn để dùng chiếu sáng chung để khắc phục sự phân bố khôngđều của huy độ trong tầm mắt nhìn và thiết bị tạo độ rọi cần thiết tại các lối đitrong phòng

Để tránh sự sai biệt về huy độ chiếu sáng chung phải hòa với chiếu sáng tạichỗ, do đó chiếu sáng chung trong hệ chiếu sáng hổn hợp cần phải lập trên bề mặtphẳng làm việc một độ rọi có giá trị bằng 10% trị số độ rọi của chiếu sáng hổnhợp Ngoài ra các mức đó không thấp hơn 150 (lx) nếu dùng đèn phóng điện vàkhông thấp hơn 50 (lx) nếu dùng đèn nung sáng

b/ Các loại chiếu sáng :

* Chiếu sáng làm việc : là dạng chiếu sáng cung cấp đầy đủ ánh sáng chonhững họat động của con người và các phương tiện vận chuyển khi không có hoặcthiếu ánh sáng tự nhiên

* Chiếu sáng sự cố : dùng để chiếu sáng cho con người tiếp tục làm việc trongmột thời gian hoặc an tòan của người khi ra khỏi nhà khi chiếu sáng làm việc bịhư

* Chiếu sáng an toàn : để phân tán người ( trong nhà hoặc ngoài trời) cần thiết

ở những lối đi lại những nơi trong xí nghiệp, công cộng khi mất chiếu sáng làmviệc

* Chiếu sáng bảo vệ : là loại chiếu sáng bên ngoài phạm vi công trình để phụcvụ việc bảo vệ

Yêu cầu : chỉ sử dụng đèn nung sáng để chiếu sáng sự cố và chiếu sáng an

toàn

III LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ :

1 Chọn nguồn sáng :

Nguồn sáng có rất nhiều loại, có thể phân loại theo công suất tiêu thụ từ vàichục Watt đến vài chục Kilowatt, phân loại theo điện áp sử dụng, phân loại theohình dáng và kích thước nguồn sáng Ta cần phải phân tích các tính năng củanguồn sáng và các điều kiện của vật chiếu sáng như tính năng điện ( điện thế,công suất), kích thước và hình dạng bóng, tính chất ánh sáng (quang hiệu, tuổi thọ,huy độ), tính chất màu sắc ( thành phần thổ, màu sắc) và tính kinh tế

Ta chọn nguồn sáng theo công suất sau :

- Nhiệt độ màu được chọn theo tiêu chuẩn Kruithof

- Chỉ số màu

- Việc sử dụng tăng cường và gián đoạn của địa điểm

- Tuổi thọ của đèn

- Quang hiệu đèn

2 Chọn các thiết bị chiếu sáng :

Sự lựa chọn các thiết bị chiếu sáng phải dựa trên các điều kiện sau :

- Tính chất môi trường sung quanh

- Các yêu cầu về sự phân bố ánh sáng và giảm sự chói

- Các phương án kinh tế

Việc chọn đèn trong kỹ thuật chiếu sáng người ta vận dụng theo các trườnghợp sau:

Trong các phòng ở sinh họat, văn phòng, hoặ các phòng tương tự nên dùng cácloại đèn có ánh sáng tán xạ hoặc phân bố trực tiếp là chủ yếu

Đèn có ánh sáng phản xạ chủ yếu dùng cho các trường học, phòng vẽ hay cácphòng tương tự

Trong các khu sản xuất ở các nhà máy xí nghiệp ta nên dùng các loại đèn cóánh sáng phân bố trực tiếp

Không nên để tăng mức độ phân bố quang thông trên các bề nặt đứng vì vậychiếu sáng sẽ không đạt hiệu quả tốt, nói chung trên bề mặt đứng cần có sự phânbố ánh sáng đồng đều với yêu cầu thấp có thể cho phép chiếu sáng theo như sựphân bố ánh sáng dạng Cosin nhưng không dùng dạng chiếu sâu

Không nên dùng dạng phân bố ánh sáng rộng ( chiếu rộng ) để chiếu sáng cácphòng bên trong nhà.

3 Chọn cách bố trí đèn :

- Bố trí đèn theo hình thoi

- Bố trí đèn theo hình chữ nhật

Thông thường với mỗi đèn cụ thể nhà chế tạo cho trước khoảng cách tối đa chophép giữa các bộ đèn trong dãy đèn (Ldọc max) và giữa các dãy đèn (Lng max) để đảmbảo sự phân bố độ rọi đồng đều khi ta phân bố các đèn

4 Chọn độ rọi đèn : (E)

Để xác định giá trị độ rọi đối với mỗi trường hợp cần phải tính toán đến loạinguồn sáng

- Các giá trị độ rọi tiêu chuẩn đối với thiết bị làm việc với đèn phóng điện lớnhơn đèn nung sáng

- Giá trị độ rọi tiêu chuần trong đèn nung sáng tổng hợp lớn hơn so với chiếusáng chung vì ngoài giá trị độ rọi do các đèn chiếu sáng tạo thành còn có các đènchiếu sáng tại chỗ làm cho các giá trị E tại mặt phẳng làm việc lớn hơn

Ngoài ra còn có một số điều kiện khác ảnh hưởng đến sự lựa chọn giá trị E nhưsự làm việc mất cân bằng kéo dài trong ngày làm việc, vật nằm cách xa ngườiquan sát 0.5(m), không có ánh sáng tự nhiên và một số phòng đặc biệt

Chọn độ rọi trên bề mặt làm việc hay còn gọi là bề mặt hữu ích (thường có độcao trung bình là 0.8 m so với mặt bàn)

Độ rọi này phụ thuộc vào bản chất của địa điểm, vào tính năng thị giác củatính chất công việc (phòng làm việc, lối đi, phòng đặt máy phát …)

* Một số giá trị của một số phòng : (Liên xô cũ)

- Phòng làm việc, phòng học E = 300 lx

- Phòng vẽ, thiết kế E = 500 lx

- Phòng kế toán, máy tính E = 400 lx

- Phòng thí nghiệm E = 300 – 400 lx

IV TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CHO NHÀ MÁY:

1 Xác Định Phụ Tải Chiếu Sáng Cho Từng Khu Vực :

1.1 Xác định phân xưởng chính là: phân xưởng gò hàn và tiện, phay, bào, phân xưởng mạ kẽm:

Trình tự tính toán dựa vào TL 3 trang 152

1.1.1 Kích thướt:

Chiều dài phòng : a = 60 (m)Chiều rộng phòng : b = 22,5 (m)Chiều cao phòng : c = 7 (m)Diện tích phòng : S = 1350 (m2)1.1.2 Màu sơn theo TL 3 trang 117 bảng 2 ta có :

Trần màu trắng :  trần = 0,7

Tường màu nhạt :  tường = 0,5

Sàn màu đậm :  sàn = 0,3

1.1.3 Chọn độ rọi tiêu chuẩn cho xưởng cơ khí : Etc = 300 (lx)

Do yêu cầu xưởng cần được độ rọi tương đối (TL 3 trang 54 – 55)

1.1.4 Chọn hệ chiếu sáng : chung đều

1.1.5 Chọn nhiệt độ màu: Tm 3000 – 4200 (TL 3 trang 28)

1.1.6 Chọn loại bóng đèn: đèn huỳnh quang có Tm = 40000K

Chỉ số màu Ra = 85Công suất đèn Pđ = 36 (W)Quang thông đ = 3450 (lm)

( TL 3 trang 114)1.1.7 Chọn bộ đèn : loại MULTICLAUDE

Cấp bộ đèn : DHiệu suất trực tiếp d = 0,65

Hiệu suất gián tiếp i = 0

Số đèn / 1 bộ : 2 bóngQuang thông : bđ = 6900 (lm)

1.1.8 Phân bố đèn:

Cách trần h’ = 1 (m)Bề mặt làm việc : hlv = 0,8 (m)Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc :

Htt = h – h’ – hlv = 7 – 1 – 08 = 5,2 (m)1.1.9 Chỉ số địa điểm:

3 14 , 3 ) 5 , 22 60 ( 2 , 5

5 , 22 60 )

b a K

tt

1.1.10 Hệ số bù:

Chọn hệ số suy giảm quang thông  1 = 0,85

Chọn hệ số suy giảm do bụi bám  2 = 0,85

 Hệ số bù :

38 , 1 85 , 0 85 , 0

1

1

2 1

1 '

h J

1.1.12 Hệ số ứng dụng: ta tra TL 3 trang 123

Ud = 1,02 (hệ số có ích)

U = Ud d + Ui I = 1,02 + 0,65 + 0 = 0,663

1.1.13 Quang thông tổng :

663 , 0

38 , 1 1350 300

.

lm U

d S

E tc

1.1.14 Xác định số bộ đèn :

6900

425 , 842986

Chọn 122 bộ

1.1.15 Kiểm tra sai số quang thông :

% 14 , 0 425

, 842986

425 , 842986 6900

122

663 , 0 6900 122

.

d S

U

N bd bd

(lx)

1.1.17 Phân bố đèn:

Gồm 8 dãy và 15 cột

Lng = 

8

5 , 22

2,81m /2 = 1,4mLdọc = 60 / 15 = 4m /2 = 2m

Theo TL 3 trang 149

Lng max 2.htt = 2 5,2 = 10,4 (m)

Ldọc max  1,45.htt = 1,45 5,2 = 7,54 (m)

Vậy sự bố trí trên là hợp lệ

1.1.18 Xác định phụ tải chiếu sáng:

Công suất tính toán tác dụng:

Pttcs = NBĐ nbóng/1 bộ (Pđ + Pballast)

Đối với đèn huỳnh quang: Pballast = 20%Pđ và cos = 0,6

Pttcs = 122 2(36 + 0,2 36) = 10,54 (KW)Qttcs = Pttcs tg = 10,54 1,33 = 14 (Kvar)Sttcs = P ttcs Q ttcs  17 , 5 (KVA)

1.2 Xác định chiếu sáng phân xưởng đúc trụ:

1.2.1 Kích thướt:

Chiều dài phòng : a = 60 (m)

Chiều rộng phòng : b = 16 (m)

Chiều cao phòng : h = 7 (m)

Diện tích phòng : S = 960 (m2)

* Từ bước 2 – 12 ta tính toán trình tự như trên

1.2.13 Quang thông tổng:

663 , 0

38 , 1 960 300

Vậy ta chọn 86 bộ

1.2.15 Kiểm tra sai số quang thông:

% 01 , 0 0135

, 599457

0135 , 599457 6900

86

663 , 0 6900 86

.







d S

U

N bd bd

(lx)

1.2.17 Phân bố đèn:

60 m

Ldọc = 3,2m 1,6m

1,76m

Lng = 3.53m

Gồm 5 dãy và 17 cột

Vậy sự bố trí trên là hợp lệ

1.2.18 Xác định phụ tải chiếu sáng:

Công suất tính toán tác dụng:

Pttcs = NBĐ nbóng/1 bộ (Pđ + Pballast)Đối với đèn huỳnh quang: Pballast = 20%Pđ và cos = 0,6

Pttcs = 86 2(36 + 0,2 36) = 11,223 (KW)Qttcs = Pttcs tg = 11,223 1,33 = 14,9 (Kvar)Sttcs = P ttcs Q ttcs  18 , 6 (KVA)

1.3 Xác định chiếu sáng phân xưởng đúc cống:

1.3.1 Kích thướt:

Chiều dài phòng : a = 25 (m)

Chiều rộng phòng : b = 16 (m)

Chiều cao phòng : h = 7 (m)

Diện tích phòng : S = 400 (m2)

* Từ bước 2 – 12 ta tính toán trình tự như trên

1.3.13 Quang thông tổng:

663 , 0

38 , 1 400 300

Vậy ta chọn 36 bộ

1.3.15 Kiểm tra sai số quang thông:

% 549 , 0 75

, 249775

75 , 249773 6900

36

663 , 0 6900 36

.







d S

Gồm 4 dãy và 9 cột

Vậy sự bố trí trên là hợp lệ

1.3.17 Xác định phụ tải chiếu sáng:

Công suất tính toán tác dụng:

Pttcs = NBĐ nbóng/1 bộ (Pđ + Pballast)Đối với đèn huỳnh quang: Pballast = 20%Pđ và cos = 0,6

Pttcs = 36 2(36 + 0,2 36) = 3,123 (KW)Qttcs = Pttcs tg = 3,123 1,33 = 4,16 (Kvar)Sttcs = P ttcs Q ttcs  5 , 2 (KVA)

1.4 Xác định chiếu sáng nhà kho:

1.4.1 Kích thướt:

Chiều dài phòng : a = 40 (m)

Chiều rộng phòng : b = 10 (m)

Chiều cao phòng : h = 7 (m)

Diện tích phòng : S = 400 (m2)

* Từ bước 2 – 16 ta tính toán trình tự như trên

1.4.17 Phân bố đèn:

40 m

Ldọc = 2,5 m 1,25 m

2,22 m

Lng = 4,44 m

Gồm 4 dãy và 9 cột

Vậy sự bố trí trên là hợp lệ

1.4.18 Xác định phụ tải chiếu sáng:

Công suất tính toán tác dụng:

Pttcs = NBĐ nbóng/1 bộ (Pđ + Pballast)Đối với đèn huỳnh quang: Pballast = 20%Pđ và cos = 0,6

Pttcs = 36 2(36 + 0,2 36) = 3,123 (KW)Qttcs = Pttcs tg = 3,123 1,33 = 4,16 (Kvar)Sttcs = P ttcs Q ttcs  5 , 2 (KVA)

1.5 Xác định phụ tải chiếu sáng cho hội trường:

1.5.1 Kích thướt:

Chiều dài phòng : a = 18 (m)

Chiều rộng phòng : b = 6 (m)

Chiều cao phòng : h = 7 (m)

Diện tích phòng : S = 108 (m2)

* Từ bước 2 – 12 ta tính toán trình tự như trên

1.5.13 Quang thông tổng:

663 , 0

38 , 1 108 300

Vậy ta chọn 10 bộ

1.5.15 Kiểm tra sai số quang thông:

% 31 , 2 914

, 67438

914 , 67438 6900

10

663 , 0 6900 10

.







d S

U

N bd bd

(lx)

1.5.17 Phân bố đèn:

Gồm 2 dãy và 5 cột

Vậy sự bố trí trên là hợp lệ

1.5.18 Xác định phụ tải chiếu sáng:

Công suất tính toán tác dụng:

Pttcs = NBĐ nbóng/1 bộ (Pđ + Pballast)Đối với đèn huỳnh quang: Pballast = 20%Pđ và cos = 0,6

Pttcs = 10 2(36 + 0,2 36) = 0,87 (KW)Qttcs = Pttcs tg = 0,87 1,33 = 1,157 (Kvar)Sttcs = P ttcs Q ttcs  1 , 45 (KVA)

1.6 Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng rèn:

1.6.1 Kích thướt:

Chiều dài phòng : a = 5 (m)

Chiều rộng phòng : b = 4 (m)

Chiều cao phòng : h = 7 (m)

* Từ bước 2 – 12 ta tính toán trình tự như trên

1.6.13 Quang thông tổng:

663 , 0

38 , 1 20 300

Vậy ta chọn 2 bộ

1.6.15 Kiểm tra sai số quang thông:

% 001 , 0 687

, 12488

687 , 12488 6900

2

663 , 0 6900 10

.







d S

Vậy sự bố trí trên là hợp lệ

1.6.17 Xác định phụ tải chiếu sáng:

Công suất tính toán tác dụng:

Pttcs = NBĐ nbóng/1 bộ (Pđ + Pballast)Đối với đèn huỳnh quang: Pballast = 20%Pđ và cos = 0,6

Pttcs = 2 2(36 + 0,2 36) = 0,174 (KW)Qttcs = Pttcs tg = 0,174 1,33 = 0,23142 (Kvar)Sttcs = P ttcs Q ttcs  1 , 45 (KVA)

1.7 Xác định phụ tải chiếu sáng văn phòng:

1.7.1 Kích thướt:

Chiều dài phòng : a = 12 (m)Chiều rộng phòng : b = 5 (m)Chiều cao phòng : h = 5 (m)Diện tích phòng : S = 60 (m2)

* Từ bước 2 – 7 trình tự như tính toán trên

1.7.8 Phân bố đèn:

Cách trần h’ = 1 (m)Bề mặt làm việc : hlv = 0,8 (m)Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc :

Htt = h – h’ – hlv = 5 – 1 – 08 = 3,2 (m)1.7.9 Chỉ số địa điểm:

1 1 ) 5 12 ( 2 , 3

5 12 )

b a K

tt

1.7.10 Hệ số bù:

Chọn hệ số suy giảm quang thông  1 = 0,85

Chọn hệ số suy giảm do bụi bám  2 = 0,85

 Hệ số bù :

38 , 1 85 , 0 85 , 0

1

1

2 1

1 '

h J

1.7.12 Hệ số ứng dụng: ta tra TL 3 trang 123

Ud = 0,68 (hệ số có ích)

U = Ud d + Ui I = 0,68 + 0,65 + 0 = 0,442

1.7.13 Quang thông tổng :

442 , 0

38 , 1 60 300

.

lm U

d S

E tc



1.7.14 Xác định số bộ đèn :

6900

09 , 56199

Chọn 8 bộ

1.7.15 Kiểm tra sai số quang thông :

% 77 , 1 09

, 56199

09 , 56199 6900

8

442 , 0 6900 8

.

d S

U

N bd bd

(lx)

1.7.17 Phân bố đèn:

12 m

Ldọc = 2,5m 1,25 m

1,5m

Lng = 3 m

Gồm 2 dãy và 4 cột

Vậy sự bố trí trên là hợp lệ

1.7.18 Xác định phụ tải chiếu sáng:

Công suất tính toán tác dụng:

Pttcs = NBĐ nbóng/1 bộ (Pđ + Pballast)Đối với đèn huỳnh quang: Pballast = 20%Pđ và cos = 0,6

Pttcs = 8 2(36 + 0,2 36) = 0,696 (KW)Qttcs = Pttcs tg = 0,696 1,33 = 0,925 (Kvar)Sttcs = P ttcs Q ttcs  1 , 157 (KVA)

* Tương tự phòng bảo vệ có công suất:

Pttcs = 0,5 (Kw)Qttcs = 0,665 (KVA)

2 Phụ tải chiếu sáng cho nhà máy:

Theo tiêu chuẩn IEC, đối với chiếu sáng Kđt = 1

Với:

- PCS1 là công suất chiếu sáng phân xưởng gò hàn và tiện, phay, bào

- PCS2 là công suất chiếu sáng phân xưởng rèn

- PCS3 là công suất chiếu sáng phân xưởng đúc tru.ï

- PCS4 là công suất chiếu sáng phân xưởng đúc cống

- PCS5 là công suất chiếu sáng nhà kho

- PCS6 là công suất chiếu sáng hội trường

- PCS7 là công suất chiếu sáng văn phòng làm việc

- PCS8 là công suất chiếu sáng phòng bảo vệ

 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TOÀN NHÀ MÁY :

Việc xác định phụ tải cho nhà máy dựa trên cơ sở sau khi đã xác định xong phụtải tính toán các phân xưởng cơ khí và chiếu sáng văn phòng, bảo vệ, kho,…

Do được chia là 4 nhóm nên Kđt = 0,8

NM

P    = 462,05 + 30,56 = 481,31 (KW)

ttcs tt

NM

Q     = 249,6 + 40,2 = 334,6 (KW)

NM tt

S  = 599,91 (KVA)Với :

- P ttNM là công suất tính toán của toàn nhà máy.

- Q ttNM là công suất phản kháng của toàn nhà máy.

- S ttNM là công suất biểu kiến của toàn nhà máy.

- Chi phí đặt máy biến áp là thấp nhất nhưng phải đảm bảo về kỹ thuật làphải liên tục cung cấp điện

- Chọn máy biến áp là chọn loại, số lượng, công suất định mức và tỷ số máybiến áp Tuy nhiên, khi chọn công suất định mức của máy biến áp ta cần phảikhảo sát kỹ về yêu cầu nhà máy, nhu cầu về mở rộng sản xuất trong tương lai

- Số lượng MBA của nhà máy phải được chọn sao cho phù hợp với việc thựchiện sơ đồ phân phối điện cho toàn nhà máy.

- Số lượng và công suất MBA được xác định theo các mục tiêu :

 Đảm bảo cung cấp điện liên tục

 An toàn khi vận hành

 Chi phí vận hành thấp

 Tổn thất điện năng thấp

 Khả năng phát triển phụ tải trong tuơng lai

 Khả năng quá tải.

Nhà máy có nhu cầu mở rộng sản xuất thì việc lựa chọn dung lượng máy phátphải lớn hơn công suất phụ tải của nhà máy hiện tại : Sđm  Stt

II KHẢ NĂNG QUÁ TẢI CỦA MÁY BIẾN ÁP:

Người ta phân biệt 2 dạng quá tải: quả tải thường xuyên và quá tải sự cố

1 Quá tải thường xuyên:

Là chế độ làm việc trong khoảng thời gian nào đó (ngày tháng năm) trong đócó một khoảng thời gian MBA làm việc quá tải và khoảng thời gian còn lại trongchu kì khảo sát, MBA làm việc với tải nhỏ hơn định mức Mức độ quá tải tính toánsao cho hao mòn cách điện trong khoảng thời gian xét không quá định mức tươngứng nhiệt độ cuộn dây là 950C, tuy nhiên trong giờ phụ tải cực đại có thể cho phépcao hơn nhưng không vượt quá 1400C và nhiệt độ lớp cách dầu không vượt quá

950C

2 Quá tải sự cố:

Là chế độ quá tải cho phép trong một số trường hợp ngoại lệ (sự cố) với mộtkhoảng thời gian hạn chế để không làm gián đoạn việc cung cấp điện mà khônggây hư hỏng máy

Trong điều kiện sự cố cho phép MBA (với bất kì hệ thống làm mát nào) khôngphụ thuộc vào nhiệt độ môi trường làm mát, có thể làm việc trong thời gian 5ngày đêm

III TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO NHÀ MÁY:

Do không có đồ thị phụ tải chính xác của nhà máy nên ta chọn máy biến ápcho nhà máy một cách tương đối là dựa vào phụ tải tính toán Ta nên chọn MBAtheo điều kiện quá tải thường xuyên và chỉ chọn một máy biến áp vì ngày nayMBA đảm bảo độ tin cậy rất cao cho nên việc xảy ra sự cố từ MBA rất ít Trongkhi đó xác suất xảy ra sự cố từ dây đến trạm cao hơn, mặc khác do đặc điểm lịchsử đường dây phân phối trong tỉnh hiện thời chỉ có một nguồn lưới đến khu vựcnhà máy Do vậy việc chọn hai máy biến áp không mang lại hiệu quả mà ta chọnnguồn dự phòng cho nhà máy là máy phát điện Diesel

Theo sơ đồ mặt bằng nhà máy trong tương lai có thể phát triển và mở rộngthêm 10% công suất toàn xưởng Để đảm bảo điều này khi chọn MBA ta phảicông thêm phần mở rộng.

Công suất tổng của nhà máy tính luôn phần mở rộng 10%:

NM

S = S TTNM + 10%S TTNM

= 586,3 + 0,1 586,3 = 644,93 (KVA)

1 Chọn máy biến áp:

Theo TL 4 trang 259, ta chọn MBA do ABB chế tạo có các thông số sau:

- Điện áp định mức : Uđm = 22 (KV) / 0,4 (KV)

- Công suất định mức : Sđm = 800 (KVA)

- Tổn thất công suất không tải : P0 = 1400 (W)

- Tổn thất công suất ngắn mạch : PN = 10500 (W)

- Điện áp ngắn mạch : UN% = 5

- Kích thướt : dài / rộng / cao : 1770 / 1075 / 1695 (mm)

- Trọng lượng : m = 2420 (Kg)

2 Chọn máy phát dự phòng:

Để đảm bảo cung cấp điện và giảm bớt tổn thất kinh tế khi xảy ra tình trạngxấu (mất điện cả ngày) hoặc hư hỏng máy biến áp, thì việc chọn máy phát dựphòng là rất cần thiết

Do yêu cầu đối với nhà máy ta chọn máy phát cho toàn bộ phân xưởng vàchiếu sáng làm nguồn dự phòng khi mất điện

NM tt

S  = 586,3 (KVA)

 CHỌN MÁY PHÁT:

Ta chọn máy phát điện có các thông số sau:

- Hãng sản xuất : SYNC

- Điện áp định mức : Uđm = 400 (V)

- Công suất định mức : SđmF = 750 (KVA)

- Tần số : fđm = 50 (Hz)

- Số vòng quay định mức : nđm = 1500 vòng/phút

- Trọng lượng : 8832 (Kg)

3 Chọn các vật tư trung thế:

3.1 Chọn dây dẫn từ lưới điện đến MBA: (TL 4 trang 31)

Vì các đường dây cao áp (35KV, 22KV, 10KV,…) cấp điện cho nhà máy và xínghiệp thường ngắn nên được chọn theo điều kiện kinh tế (Tức mật độ dòng kinhtế)

KT

tt KT KT

J

I J

I

Ta chọn Tmax = 5000h, tra bảng 2.10 trang 31 TL 4 ta có: JKT = 1,1

Trong đó:

22 3

800

3 NM  

NMMBA U

S

(A)

08 , 19 1 , 1

99 , 20 max

J

I J

I

Cáp có các thông số sau: (TL 4 – trang 300):

- Hãng sản xuất : LENS

- Loại : cáp bọc lõi đơn

- Điện áp định mức : Uđm = 24 (KV)

- Tiết diện : S = 25 (mm2)

- Điện trở : r0 = 1,2 ( )

- Dòng định mức cho phép : Icpđm = 101 (A)

3.2 Chọn sứ đỡ dẫn từ lưới điện đến MBA:

Sứ có các thông số sau: (TL 4 trang 275)

- Hãng sản xuất: Liên Xô

- Loại: OIIIH-35-1000 (IIIT-35)

- Điện áp định mức: Uđm = 35(KV)

- Điện áp phóng điện khô: 50 (KV)

- Điện áp phóng điện ướt: 34 (KV)

- Phụ tải phá hoại: 1000 (KN)

- Trọng lượng: 32,6(Kg)

- Dòng định mức cho phép: Iđmcp = 101 (A)

3.3 Chọn thiết bị chống quá áp: (LA) (trang 270 – TL 4)

Chống sét là một thiết bị dùng để chống sét và chống quá điện áp chuyền từdây vào máy biến áp

Các thông số cần chú ý khi lắp đặt LA là:

- Điện áp định mức pha: Uđm = 

- Điện áp phóng điện LA: 12 , 7 2  17 , 96  18 (KV)

- Chọn chống sét van do hãng Cooper (Mỹ) chế tạo:

+) Uđm = 24 (KV)

+) Số lượng: 3 cái

+) Loại AZLP501B24 (giá đỡ ngang)

3.4 Chọn cầu chì tự rơi: (FCO)

FCO là loại cầu chì dùng rất phổ biến với điện áp trung thế, nó dùng để bảo vệquá dòng (quá tải và ngắn mạch) Tính chất rơi của nó là để tạo một khoảng hở