ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LIÊN HỌP DỆT_CHƯƠNG 7& 8 pot

Trong công nghiệp dệt nói chung nếu độ rọi tăng 1,5 lần thì năng suất lao động sẽ tăng từ 4 đến 5% vì đã giảm đ-ợc các thao tác chủ yếu xuống từ 8 đến 25 % nếu nh- không đủ ánh sáng thì

Chương VII Thiết kế chiếu sáng cho mạng điện phân xưởng sửa

chữa cơ khí

1 Mục đích và tầm quan trọng của chiếu sáng:

- Trong bất kỳ xí nghiệp, nhà máy nào thì ngoài chiếu sáng tự nhiên còn phải sử dụng đến chiếu sáng nhân tạo và đèn điện chiếu sáng th-ờng đ-ợc

sử dụng để làm chiếu sáng nhân tạo vì các thiết bị đơn giản, dễ sử dụng giá thành rẻ và tạo ra đ-ợc ánh sáng gần giống với tự nhiên

Trong công nghiệp dệt nói chung nếu độ rọi tăng 1,5 lần thì năng suất lao động sẽ tăng từ 4 đến 5% vì đã giảm đ-ợc các thao tác chủ yếu xuống từ 8

đến 25 % nếu nh- không đủ ánh sáng thì sẽ ảnh h-ởng đến sức khoẻ gây ra mất năng suất lao động, thậm trí có thể gây tai nạn lao động…

Vì vậy vấn đề chiếu sáng đ-ợc nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực trong đó

có chiếu sáng công nghiệp với những yêu cầu về chất l-ợng mà khi thiết kế chiếu sáng bắt buộc phải tuân theo nh- :

+ Đảm bảo đủ và ổn định chiếu sáng

+ Quang thông phân bố đều trên mặt bằng cần đ-ợc chiếu sáng

+ Không đ-ợc có ánh sáng chói trang vùng nhìn của mắt

2 Hệ thống chiếu sáng

2.1 Hệ thống chiếu sáng : Các hệ thống chiếu sáng đ-ợc dùng trong các nhà

máy nh- :

a/ Chiếu sáng chung: Là hình thức chiếu sáng tạo nên độ rọi đồng đều trên

toàn diện tích sản xuất của phân x-ởng , với hình thức chiếu sáng này thì đèn

đ-ợc treo cao trên tầm theo qui định nào đó để có lợi nhất Chiếu sáng chung

đ-ợc dùng trong các phân x-ởng có yêu cầu về độ rọi ở mọi chỗ gần nh- nhau , và còn đ-ợc sử dụng ở các nơi mà ở đó không đòi hỏi mắt phải làm việc căng thẳng

b/ Chiếu sáng cục bộ : là hình thức chiếu sáng ở những nơi cần quan sát

chính xác tỷ mỷ và phân biệt rõ các chi tiết, với hình thức này thì đèn chiếu sáng phải đ-ợc đặt gần vào nơi cần quan sát Chiếu sáng cục bộ dùng để chiếu sáng các chi tiết gia công trên máy công cụ, ở các bộ phận kiểm tra, lắp máy

c/ Chiếu sáng hỗn hợp : Là hình thức chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung

và chiếu sáng cục bộ Chiếu sáng chung hỗn hợp đ-ợc dùng ở những nơi có

các công việc thuộc cấp I, II,II và cũng đ-ợc dùng khi cần phân biệt màu sắc ,

độ lồi lõm, h-ớng xắp xếp các chi tiết …

2.2 Chọn hệ thống chiếu sáng :

Qua phân tích các hình thức chiếu sáng ở mục trên ta thấy phân x-ởng sửa chữa cơ khí có những đặc điểm thích hợp cới hình thức chiếu sáng hỗn hợp vì vậy ta chọn hệ thống chiếu sáng cho phân x-ởng sửa chữa cơ khí là hệ thống chiếu sáng hỗn hợp

3 Chọn loại đèn chiếu sáng:

Hiện nay ta th-ờng dùng phổ biến các loại bóng đèn nh-: Đèn dây tóc

và đèn huỳnh quang

a/ Đèn dây tóc: đèn dây tóc làm việc dựa trên cơ sở bức xạ nhiệt Khi dòng

điện đi qua sợi dây tóc làm dây tóc phát nóng và phát quang

- Ưu điểm của đèn dây tóc là chế tạo đơn giản, rẻ tiền đễ lắp đặt và vận hành

- Nh-ợc điểm của đèn dây tóc là quang thông của nó rất nhạy cảm cới điện

áp Nếu điện áp bị dao động th-ờng xuyên thì tuổi thọ của bóng đèn cũng giảm đi

b/ Đèn huỳnh quang: là loại đèn ứng dụng hiện t-ợng phóng điện trong chất

khí áp suất thấp

- Ưu điểm của đèn huỳnh quang là : Hiệu suất quang lớn, khi điện áp chỉ thay

đổi trong phạm vi cho phép thì quang thông giảm rất ít (1%), tuổi thọ cao

- Nh-ợc điểm của đèn huỳnh quang là : Chế tạo phức tạp, giá thành cao, cos thấp làm tăng tổn hao công suất tác dụng và làm giảm hiệu suất phát quang của đèn, quang thông của đèn phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, phạm vi phát quang cũng phụ thuộc nhiệt độ, khi đóng điện thì đèn không thể sáng ngay

đ-ợc do quang thông thay đổi nên hay làm cho mắt mỏi mệt và khó chịu

c/ Chọn đèn chiếu sáng cho phân x-ởng sửa chữa cơ khí :

Qua phân tích các -u và nh-ợc điểm của hai loại bóng đèn trên ta thấy

đối với phân x-ởng sửa chữa cơ khí thì ta dùng loại đèn sợi đốt là thích hợp

4 Chọn độ rọi cho các bộ phận :

- Độ rọi là một độ quang thông mà mặt phẳng đ-ợc chiếu nhận đ-ợc từ nguồn sáng ký hiệu là Emin

- Tuỳ theo tính chất của công việc , yêu cầu đảm bảo sức khoẻ cho ng-ời làm việc, khả năng cấp điện mà nhà n-ớc có các tiêu chuẩn về độ rọi cho các công

việc khác nhau, do vậy ta phải căn cứ vào tính chất công việc của từng bộ phận có trong phân x-ởng sửa chữa cơ khí để chọn đ-ợc độ rọi thích hợp

a/ Tính chất công việc của các bộ phận trong phân x-ởng sửa chữa cơ khí :

- Phần lớn tính chất công việc của phân x-ởng sửa chữa cơ khí là cần độ chính xác vừa nh- các máy công cụ gia công chi tiết, lắp ráp và các phòng làm việc, thử nghiệm, và phòng kiểm tra có yêu cầu về độ rọi t-ơng đối cao

- Phần còn lại là các kho chứa và thành phẩm chỉ yêu cầu mức chiếu sáng thấp

đủ để vận chuyển và đi lại, phân biệt mầu sắc của vật liệu

b/ Chọn độ rọi : Qua phân tích tính chất công việc của phân x-ởng ta tra

bảng số (5-3) sách “ Thiết kế điện “ trang 135 và đ-ợc độ rọi cho phân x-ởng sửa chữa cơ khí nh- sau:

- Kho phụ tùng và kho thành phẩm: Emin=10LX

- Bộ phận khác của phân x-ởng Emin=30LX

5/ Tính toán chiếu sáng :

Vì ta chọn hệ thống chiếu sáng là chiếu sáng chung nên để tính toán chiếu sáng cho phân x-ởng ta dùng ph-ơng pháp hệ số sử dụng quang thông

5.1 Giới thiệu ph-ơng pháp:

- Theo ph-ơng pháp này thì :

 =hi/ksd ; (7-1)

Trong đó : +là quang thông tổng của các đèn ; Lm

+hi là quang thông hữu ích của các đèn; Lm

hi= Etb* F * kdt; (7-2) Trong đó: F là diện tích cần đ-ợc chiếu sáng ; m2

kdt là hệ số dự trữ theo tính chất của môi tr-ờng ở diện tích cần

đ-ợc chiếu sáng ; ( lấy kdt = 1,3)

Etblà độ rọi trung bình ; LX

Etb= Emin/Z ; (7-3)

Với Z là hệ số tính toán ; lấy Z = 1,2 => Etb = Emin/1,2

+ ksd : Là hệ số sử dụng quang thông Hệ số sử dụng quang thông

đ-ợc tra bảng sẵn có khi đã xác định đ-ợct-ơng,trần,nền,

Trong đó : t-ơng, trần, nền là hệ số phản xạ của t-ờng, trần, nền của nhà x-ởng;

 là chỉ số hình dạng của phòng

 = (a*b) / H*(a+b); (7-4) Với : a,b là chiều dài và chiều rộng của phòng

H là độ cao treo đèn đến mặt công tác ; m (lấy H=4m)

5.2 Tính quang thông cho các bộ phận của phân x-ởng

a/ Diện tích cần đ-ợc chiếu sáng của các bộ phận trong phân x-ởng : diện

tích các bộ phận đ-ợc tính theo hình dạng mặt bằng trên bản vẽ của phân x-ởng theo tỷ lệ 1/250 Kết quả tính toán cho trong bảng sau:

Bảng (7-1)

Thứ tự Tên các bộ phận Diện tích theo thứ tự trên mặt bằng

1 Bộ phận máy công cụ F1 =484 m2

3 Phòng kiểm tra kỹ thuật F3 =29 m2

4 Bộ phận nhiệt luyện F4 =81 m2

5 Phòng thử nghiệm F5 =29 m2

9 Bộ phận sửa chữa điện F9 =60 m2

10 Kho phụ tùng, vật liệu F10=47 m2

11 Bộ phận còn lại F11=80 m2

b/ Tính quang thông cho các bộ phận

* Tính quang thông cho bộ phận máy công cụ

+ Chỉ số hình dạng1= (a1*b1) / H*(a1+b1) = (37,25*13)/4*(37,25+13) =2,4

* Lấy hệ số phản xạ của t-ờng t-ơng ứng với mầu trung bình làt=30%

* Lấy hệ số phản xạ của trần t-ơng ứng với mầu trung bình làtr=50%

* Hệ số sử dụng quang thông : từ 1, t, tr ta tra bảng 2-70 trang 165 “ Giáo trình cung cấp điện II” ta đ-ợc : ksd1= 0,44

+ Độ rọi trung bình là

Etb1 = Emin/Z = 30/1,2 = 25Lx + Quang thông hữu ích là :

hi1 = Etb1 * F1 * kdt= 25*484*1,3 = 15730Lm + Quang thông tổng là :

1=hi1/ksd1= 15730/0,44 = 35750 Lm

* Tính quang thông cho các khu vực còn lại của phân x-ởng :

- Bằng trình tự và cách tính toán nh- cho khu vực 1 ta đ-ợc quang thông tổng của các khu vực còn lại trong phân x-ởng Kết quả cho trong bảng (7-2)

5.3 Tính số l-ợng bóng đèn cần dùng cho từng bộ phận

a/ Công thức tính toán: n=  i/o; (7-5)

Trong đó : n là số l-ợng bóng đèn cần dùng

i là quang thông tổng của bộ phận thứ i; Lm

o là quang thông của đèn chọn ; Lm

b/ Tính số l-ợng bóng đèn cho từng bộ phận

- Ta chọn kiểu đèn vạn năng của Liên xô ký hiệu là Ym và dùng loại bóng đèn

có Uđm= 220 v; Po = 150 W;o= 1722Lm

- áp dụng công thức (7-5) ta tính đ-ợc l-ợng bóng đèn cần dùng cho các bộ phận trong phân x-ởng và kết quả đ-ợc cho trong bảng (7-2)

5.4 Tính công suất chiếu sáng của các bộ phận:

a/ Công thức tính toán:

Pcsi = ni* Po ; (7-6)

Trong đó: Pcsilà công suất chiếu sáng của bộ phận thứ i ; W

nilà số bóng đèn cần dùng cho bộ phận thứ i

Polà công suất định mức của bóng đèn; W

b/ Tính công suất chiếu sáng cho các bộ phận

- áp dụng công thức ( 7-6) ta tính đ-ợc công suất chiếu sáng cho các bộ phận, kết quả tính cho ở bảng (7-2)

Bảng (7-2)

Lx

hi Lm

 Lm

o Lm

n Po Lm

Pcs W

Bộ phận máy công cụ 2,4 0,44 25 15730 35750 1722 21 150 3150

Phòng KT kỹ thuật 0,7 0,26 25 943 3625 1722 2 150 300

Bộ phận nhiết luyện 1,1 0,33 25 2633 7977 1722 5 150 750 Phòng thử nghiệm 0,7 0,26 25 943 3625 1722 2 150 300

Kho thành phẩm 0,6 0,22 8,3

33

Bộ phận S.chữa điện 0,9 0,3 25 1950 6500 1722 4 150 600 Kho P.tùng và V.liệu 0,9 0,3 8,3

33

62

100 300

9150

5.5 Tính công suất chiếu sáng của phân x-ởng

Công suất chiếu sáng của toàn bộ phân x-ởng đ-ợc tính theo công thức

Pcspx = Pcsi = 9150 W (kết quả bảng 72)

6 Phân bố đèn cho các bộ phận

* Vì ta dùng hệ thống chiếu sáng chung nên cách treo đèn th-ờng đ-ợc sử dụng là :

+ Đèn treo trên đỉnh của hình vuông

+ Đèn treo theo hình thoi

* Để xác định đ-ợc vị trí hợp lý của các đèn ta phải quan tâm đến một số yếu

tố nh- sau qua hình vẽ:

+ Gọi khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là H

+ Độ cao của mặt công tác so với nền nhà là hlv

+ Khoảng cách nhỏ nhất giữa các đèn là L

+ Khoảng cách từ t-ờng đến đèn là l

- Ng-ời ta đã chứng minh đ-ợc rằng :

+ Tỷ số L/hckhông v-ợt quá 5 hoặc 6 và tốt nhất là 1,4 đến 1,6

+ Khoảng cách l nên lấy trong phạm vi : l = (0,3 đến 0,5)L

* Từ những yếu tố trên ta tiến hành bố trí đèn cho các bộ phận của phân x-ởng nh- sau:

+ Với bộ phận dùng 1 đèn ta bố trí đèn cho các bộ phận của phân x-ởng nh-sau:

+ Với bộ phận dùng 1 đèn ta bố trí đèn ở giữa phòng

+ với những bộ phận dùng 2 đèn ta bố trí đèn thành 1 dãy ở giữa theo chiều dài phòng

+ Với những bộ phận dùng 4 hay 6 đèn ta bố trí đèn ở trên các đỉnh của hình chữ nhật

l

L L

l

hc= 0,7m

H=4m

hlv=0,8m

+ Bộ phận dùng 5 đèn ta bố trí đèn ta bố trí đèn trên các đỉnh và ở trọng tâm của hình chữ nhật

+ Bộ phận có 21 đèn ta bố trí làm 3 dãy theo chiều dài của bộ phận đó

+ Hành lang lối đi trong phân x-ởng đ-ợc bố trí 3 đèn dọc theo lối đi

7/ Bản vẽ bố trí đèn:

Căn cứ vào cách bố trí đèn ở phần trên, các đèn đ-ợc phân bố cụ thể ở các vị trí trên bản vẽ mặt bằng của phân x-ởng với các khoảng cách l và L nh- sau:

5,1m 1,7m 9,5m 1,5m 1,52 1,5

5,1

Phòng thử nghiệm

1,5m

3m

Bộ phận máy công cụ

Sơ đồ bố trí đèn chiếu sáng cho phân x-ởng sửa chữa cơ khí Tỉ lệ 1/250

Khu lắp ráp

Bộ phận sửa chữa

Phòng kiểm tra kỹ thuật

Bộ phận nhiệt luyện

Bộ phận mài

Kho thành phẩm

Kho phụ tùng và vật liệu

Bộ phận khuôn

Bộ phận sửa chữa điện

3m

1,5m

6m

1,5m

5m 5,5m 2m 3

1,5m

5,1m 1,7m

4,8m 5,6m

4,8m 6,3m

1,7m

1,7m

2m

Ch-ơng VIII Thiết kế nối đất cho trạm biến áp phân x-ởng

1 Khái niệm về nối đất:

Trạm biến áp là một phần tử quan trọng trong hệ thống cung cấp điện, th-ờng xuyên có ng-ời làm việc với các thiết bị điện Khi cách điện của thiết

bị điện bị hỏng hoặc ng-ời vận hành không tuân theo qui tắc an toàn vô ý chạm vào sẽ bị nguy hiểm nh- bỏng , giật và có thể chết ng-ời

Vì vậy trong hệ thống cung cấp điện nói chung và trong trạm biến áp nói riêng nhất thiết phải có biện pháp an toàn để chống điện giật và đảm bảo chế độ làm việc của mạng điện, một trong những biện pháp an toàn , hiệu quả

và khá đơn giản là thực hiện việc nối đất cho trạm biến áp Chức năng chủ yếu của hệ thống nối đất trạm biến áp phân x-ởng trong nhà máy là đảm bảo chế

độ làm việc của thiết bị điện và an toàn

Khi có nối đất tốt , điện trở nối đất đủ nhỏ đảm bảo có thể dòng điện chạy qua ng-ời nhỏ không gây ra nguy hiểm đến tính mạng

Khi có trang bị nối đất dòng điện ngắn mạch xuất hiện do cách điện của thiết bị điện với vỏ bị h- hỏng sẽ chạy qua thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống các điện cực và chạy tản vào trong đất

Trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn nối đất Các điện cực nối đất có thể là cực hoặc thanh hay hỗn hợp cả cực và thanh đ-ợc chôn trực tiếp trong đất Các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận đ-ợc nối đất với các điện cực nối đất

Điện trở nối đất là điện trở của khối đất nằm giữa điện cực và bề mặt có thế bằng không

2 Tính toán thiết bị nối đất:

- Tính toán thiết bị nối đất chủ yếu là tính toán điện cực nối đất còn dây dẫn nối đất đ-ợc chọn sao cho đảm bảo về độ bền cơ học và ăn mòn

- Hệ thống nối đất có 2 loại là nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo:

- Nối đất tự nhiên là sử dụng các ống dẫn n-ớc hay các ống bằng kim loại khác (trừ ống dẫn nhiên liệu lỏng và khí dễ cháy) đặt trong đất, các kết cấu bằng kim loại của nhà cửa, các công trình có nối đất, các vỏ bọc bằng kim loại của cáp đặt trong đất để làm trang bị nối đất

Nối đất nhân tạo th-ờng đ-ợc làm bằng các cọc thép, ống thép, thanh thép dẹt hình chữ nhật hoặc thép góc chôn sâu d-ới đất sao cho giảm đ-ợc sự thay đổi của điện trở nối đất theo thời tiết

2.1 Điện trở nối cho phép của bộ nối đất (R nđ ):

Các thiết bị điện làm việc ở cấp điện áp khác nhau và chế độ làm việc khác nhau thì yêu cầu về điện trở của trang bị nối đất cũng khác nhau Đối với trạm biến áp phân x-ởng có 2 cấp điện áp 10KV và 0,4 KV trong đó phía hạ

áp 0,4KV có điểm trung tính trực tiếp nối đất, công suất của máy biến áp lớn hơn 100KVA Vì vậy theo điều I.7.37a “Quy phạm trang bị điện” trang 126 – Phần I thì điện trở nối đất cho phép của trạm biến áp phân x-ởng của nhà máy là:

Rnđ 4; (8-1)

2.2 Xác định điện trở cần thiết của bộ nối đất nhân tạo (R nt ):

- Khi xét đến nối đất tự nhiên song song với bộ nối đất thì điện trở của bộ nối

đất nhân tạo đ-ợc tính theo công thức sau:

Công thức tính :

nd tn

nd tn nd tn

nd

R R R R

R

* 1

1 1

Trong đó :

+ Rnt: điện trở nối đất nhân tạo;

+ Rnđ: điện trở nối đất cho phép ;

+ Rtn: điện trở nối đất tự nhiên; 

- Nh-ng vì không có các thông tin cụ thể về các công trình khác trong nhà máy vì vậy ta coi nh- không có nối đất tự nhiên vì vậy ta có:

Rnđ Rnđcp= 4

2.3 Xác định điện trở suất tính toán của đất( tt )

- Điện trở của đất phụ thuộc vào điện trở suất của đất, hình dạng kích th-ớc của điện cực và độ chôn sâu trong đất

Điện trở suất của đất lại phụ thuộc vào thành phần mật độ, đổ ẩm và nhiệt độ của đất và chỉ có thể xác định đ-ợc chính xác bằng đo l-ờng tại một thời điểm nào đó trong năm Nh- vậy điện trở suất của đất không cố định mà thay đổi theo khí hậu cho nên trong tính toán nối đất ta phải dùng điện trở suất tính toán là trị số lớn nhất trong năm theo công thức sau:

(8-2)

tt= kmax* ; (8-3)

Trong đó : kmax là hệ số tăng cao phụ thuộc vào điều kiện khí hậu nơi tiến hành xây dựng hệ thống trang bị nối đất

 là điện trở suất của đất theo giá trị trung bình ; m

- Giả thiết rằng trạm biến áp phân x-ởng đ-ợc xây dựng trên một loại đất là

đất v-ờn Hệ thống trang bị nối đất đ-ợc dùng là hỗn hợp cả thanh và cọc chôn sâu cách mặt đất là 0,8 m

+ Với loại đất v-ờn ta tra bảng (2-65) trang 162 “ Giáo trình cung cấp điện II”

ta đ-ợc :  = 0,4 * 104m =40m

+ Tra bảng (2-66) trang 162 “ Giáo trình cung cấp điện II” ta đ-ợc hệ số hiệu chỉnh kmax đối với các loại điện cực thanh ngang và cọc thẳng đứng chôn sâu 0,8m ở đất khô là :

kmaxt= 1,6 ; kmaxc= 1,4

a/ Điện trở suất tính toán của đất khi dùng thanh ngang là :

ttt= kmaxt * = 1,6 * 40 = 64 m

b/ Điện trở suất tính toán của đất khi dùng cọc thẳng đứng là :

ttc= kmaxc* = 1,4 * 40 = 56 m

2.4 Xác định điện trở tản của một điện cực chôn thẳng đứng:

a/ Vật liệu làm điện cực :

- ta dùng loại điện cực bằng thép góc có kích th-ớc : 70x70x7 dài là : l = 2,5 m

b/ Công thức dùng để tính toán:























l t

l t d

l l

dc

4

4 ln 2

1 2 ln

* 2



Trong đó : +ttclà điện trở suất của đất tính toán theo cọc; m

+ t : độ chôn sâu của cọc, m ; t=0,8+ (1/2)l= 0,8 + 2,5/2 = 2,05m

+ l : chiều dài của cọc ,m

+ d : đ-ờng kính của cọc tròn ,m Vì cọc ta dùng loại thép góc có chiều rộng của cạnh là b= 0,07m nên d=0,95b = 0,95*0.07 = 0.0665m

c/ Tính điện trở tản:

áp dụng công thức (8-4) với các số liệu ta đ-ợc:























5 , 2 05 , 2

* 4

5 , 2 05 , 2

* 4 ln 2

1 0665 , 0

5 , 2

* 2 ln 5 , 2

* 14 , 3

* 2

56

dc

R

2.5 Sơ bộ xác định số điện cực:

a/ Công thức tính toán :