BÀI TẬP VI XỬ LÝ (HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051)

Trang 1

CHƯƠNG I

TÌM HIỂU CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CUNG CẤP ĐIỆN CHO

SIÊU THN THUẬN THẢO

I.VAI TRÒ VÀ YÊU CẦU CỦA VIỆC CẤP ĐIỆN :

- Ngày nay năng lượng điện đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp Tăng lên đáng kể Chính

vì vai trò quan trọng đó mà điện năng được coi là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mức độ phát triển của một quốc gia

- Trong hoàn cảnh nước ta hiện nay để nền kinh tế phát triển không bị tụt hậu

so với các nước trong khu vực, chúng ta phải đNy mạnh sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa, muốn vậy thì điện năng phải đi trước một bước

- Thiết kế cung cấp điện cần phải có đội ngũ công nhân – cán bộ kỹ thuật có đủ trình độ tương xứng để hoàn thành và đảm bảo chất lượng công trình và điều quan trọng nữa là phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Độ tin cậy cung cấp điện: Tuỳ thuộc vào tính chất và yêu cầu của phụ tải Chất lượng điện năng: Được đánh giá qua hai chỉ tiêu chính là tần số và điện

+ Đồ thị phụ tải theo dòng điện I(t)

Phân loại theo thời gian khảo sát ta có :

+ Đồ thị phụ tải hàng ngày

Trang 2

+ Đồ thị phụ tải hàng năm

3.Xác định phụ tải điện :

Đây là việc làm đầu tiên của người thiết kế cung cấp điện nhằm mục đích chọn

và kiểm tra các phần tử mạch điện, các chế độ làm việc và phát nóng Trên cơ sở đó tính toán độ sụt áp lựa chọn thiết bị bù và các thiết bị bảo vệ

nó trong thời gian khảo sát

Trang 3

12.Hệ số tiêu thụ điện năng hiệu quả n hq :

N hóm có n thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc khác nhau Ta gọi

nhq là số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả, là một số qui đổi gồm có nhq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau, tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêu thụ thực bởi n thiết bị trên

III.XÁC ĐNNH NHU CẦU ĐIỆN NĂNG:

- Khi thiết kế cung cấp điện cho công trình thì nhiệm vụ đầu tiên là phải xác định được nhu cầu điện của công trình đó Hiện nay có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán Thông thường những phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện lại cho kết quả không chính xác, còn nếu muốn độ chính xác cao thì phương pháp tính toán lại phức tạp Do vậy tùy theo giai đoạn thiết kế và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích hợp

- N guyên tắc chung để tính phụ tải cho hệ thống điện là tính từ thiết bị dùng điện ngược trở về nguồn, tức là được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện

- Mục đích của việc tính toán phụ tải điện các điểm nút nhằm:

+ Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và lưới phân phối điện áp từ 1000V trở lên

+ Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp

+ Chọn thiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối

+ Chọn các thiết bị chuyển mạch

IV.TÌM HIỂU CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN – THIẾT BN ĐIỆN ĐƯỢC DÙNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA SIÊU THN :

1.Máy cắt điện có điện áp cao hơn 1000 V:

- Máy cắt điện là một thiết bị dùng trong mạng điện áp cao để đóng, cắt dòng điện phụ tải và cắt dòng điện ngắn mạch Đó là loại thiết bị đóng cắt làm việc tin cậy nhưng giá thành cao nên máy cắt thường chỉ được dùng ở những nơi quan trọng

- Theo phương pháp dập hồ quang có thể phân máy cắt điện thành nhiều loại: Máy cắt điện nhiều dầu, máy cắt ít dầu, máy cắt không khí

- Theo tốc độ cắt, có thể phân ra: máy cắt tốc độ nhanh, vừa, chậm

- Theo hoàn cảnh làm việc có thể phân ra loại máy cắt trong nhà và máy cắt đặt ngoài trời

- Để điều khiển máy cắt, người ta dùng các bộ truyền động điều khiển bằng tay hoặc bằng điện

- Máy cắt điện được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức, loại máy cắt,

Trang 4

Bảng I.1: Các điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt điện

Thứ tự Đại lượng lựa chọn và kiểm tra Công thức tính toán

1 Điện áp định mức ( KV) U dmMCA≥U dmmang

2 Dòng điện định mức (A) I dmMCA ≥I lvmax

3 Dòng điện ổn định lực điện động (KA) imax ≥i xk

4 Dòng điện ổn định nhiệt trong thời gian todn

tqd : Thời gian qui đổi

Ilv max : Cường độ dòng điện làm việc cực đại

ixk : Trị số biên độ của dòng điện ngắn mạch xung kích

SN (tN ) : Công suất ngắn mạch tại thời điểm cắt

2.Máy cắt phụ tải:

- Máy cắt phụ tải là một thiết bị đóng cắt đơn giản và rẻ tiền hơn máy cắt điện

N ó gồm có hai bộ phận : bộ phận đóng cắt bằng tay và cầu chì

- Do bộ phận dập tắt hồ quang có cấu tạo đơn giản nên máy cắt phụ tải chỉ đóng cắt được dòng điện phụ tải, không cắt được dòng điện ngắn mạch Để cắt dòng điện ngắn mạch trong máy cắt phụ tải, người ta dùng cầu chì Có các loại như : 75, 100,

200, 300, 400A…

Bảng I.2: Các điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải

1 Điện áp định mức ( KV) U dmMCPT ≥U dmmang

2 Dòng điện định mức (A) I dmMCPT ≥I lvmax

4 Dòng điện ổn định nhiệt tương ứng với thời

gian ổn định nhiệt todn (A) odn . qd

5 Dòng điện định mức của cầu chì (A) I dmCC ≥I lvmax

6 Công suất cắt định mức của cầu chì (MVA) "

Trang 5

3.Dao cách ly :

- N hiệm vụ chủ yếu của dao cách ly là tạo ra một khoảng hở cách điện được trông thấy giữa bộ phận đang mang dòng điện và bộ phận cắt điện nhằm mục đích đảm bảo an toàn và khiến cho nhân viên sửa chữa thiết bị điện an tâm khi làm việc

Do vậy, ở những nơi cần sửa chữa luôn ta nên đặt thêm dao cách ly ngoài các thiết

Bảng I.3: Các điều kiện chọn và kiểm tra dao cách ly

4 Dòng điện ổn định nhiệt trong thời gian todn (A)

. qd odn

Do vậy loại dây chảy này thường chế tạo có tiết diện lớn và thích hợp với điện áp ≤

500V Đối với điện áp cao (hơn 1000V), không thể dùng dây chảy có tiết diện lớn được vì lúc nóng chảy, lượng hơi kim loại tỏa ra lớn, khó khăn cho việc dập tắt hồ quang, do đó ở điện áp này thường dùng dây chảy bằng đồng, bạc, có điện trở suất

bé, nhiệt độ nóng chảy cao

- Cầu chì là một khí cụ bảo vệ đơn giản, rẻ tiền nhưng độ nhạy kém N ó chỉ tác động khi dòng điện lớn hơn định mức nhiều lần, chủ yếu là khi xuất hiện dòng điện ngắn mạch

- Cầu chì được dùng rộng rãi cho mạng điện dưới 1000V Ở các thiết bị điện 10 -

35 KV, cầu chì được dùng để bảo vệ cho mạng hình tia, các mạng điện lực có công suất bé

Trang 6

Bảng I.4: Các điều kiện chọn và kiểm tra cầu chì

3 Công suất cắt định mức của cầu chì (MVA) "

kể cả lúc quá điện áp

Sứ thường chia làm 2 loại chính :

- Sứ đỡ hay treo dùng để đỡ hay treo các thanh cái, dây dẫn và các bộ phận mang điện trong các thiết bị điện

- Sứ xuyên dùng để dẫn thanh cái hoặc dây dẫn xuyên qua tường hoặc nhà

- Theo vị trí sử dụng, có thể phân ra sứ dùng trong trạm, dùng cho đường dây và dùng cho các thiết bị

- Theo hoàn cảnh làm việc, có thể phân ra sứ dùng trong nhà và sứ dùng ngoài trời

Bảng I.5: Các điều kiện chọn và kiểm tra sứ cách điện

2 Dòng điện định mức đối với sứ xuyên và sứ

đầu ra(KA)

max

dmsu lv

I ≥I

3 Lực cho phép tác dụng lên đầu sứ F cp ≥F tt' =k F. tt

4 Dòng điện ổn định nhiệt cho phép đối với sứ

Với : ixk : Dòng điện xung kích

l : Khoảng cách giữa 2 sứ liên tiếp trên 1 pha (cm)

a : Khoảng cách giữa 2 pha (cm)

Trang 7

6.Máy biến dòng BI :

Máy biến dòng có nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ một trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle và tự động hoá Thường dòng điện định mức thứ cấp của máy biến dòng điện là 5A (trường hợp đặc biệt có thể là 5A hay 10A)

Máy biến dòng có các đặc điểm sau:

- Cuộn dây sơ cấp của BI được mắc nối tiếp với mạng điện và có số vòng dây rất nhỏ (đối với dòng điện sơ cấp ≤ 600A) thì sơ cấp chỉ có một vòng dây, cuộn dây thứ cấp sẽ có số vòng dây nhiều hơn

- Phụ tải thứ cấp của BI rất nhỏ, có thể xem như máy biến dòng luôn luôn làm việc trong tình trạng ngắn mạch

- Để đảm bảo an toàn cho người vận hành, cuộn thứ cấp của máy biến dòng phải được nối đất

Bảng I.6: Các điều kiện chọn và kiểm tra máy biến dòng BI

2 Dòng điện sơ cấp định mức (A) I1dmBI ≥I lvmax

3 Phụ tải định mức của cuộn thứ cấp(VA) S2dmBI ≥S2tt

4 Hệ số ổn định lực điện động trong

1

2.

xk d

dmBI

i k

.

qd odn

dmBI odn

I t k

tqđ : Thời gian qui đổi

a : Khoảng cách giữa các pha (cm)

l : Khoảng cách từ máy biến dòng điện đến sứ đỡ gần nhất (cm)

S2tt : Phụ tải tính toán của cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng trong tình trạng làm việc bình thường (VA)

7.Máy biến điện áp BU :

- Máy biến điện áp có nhiệm vụ biến đổi điện áp từ trị số cao xuống trị số thấp phục vụ cho đo lường, bảo vệ rơle và tự động hóa Điện áp thứ cấp của máy biến điện áp 100V hay 100/ 3V không kể điện áp sơ cấp định mức là bao nhiêu

Trang 8

có thể kiểm tra được tình trạng cách điện của mạng

- Máy biến điện áp đo lường được chọn theo điện áp ( sơ cấp ), cấp chính xác, phụ tải thứ cấp và kiểu loại

Bảng I.7: Các điều kiện chọn và kiểm tra máy biến điện áp BU

1 Điện áp định mức (sơ cấp) ( KV) U 1dm ≥U dmmang

a.Tiết diện thanh dẫn chọn theo mật độ dòng kinh tế:

Ibt : Dòng điện làm việc bình thường của thanh dẫn (A)

Jkt : Mật độ dòng điện kinh tế của thanh dẫn (A/mm2 )

b.Tiết diện thanh dẫn chọn theo điều kiện phát nóng:

Icp = k1.k2.k3.Icpth

Trong đó:

Icp : Dòng điện cho phép của thanh dẫn

Icpth :Dòng điện cho phép của một thanh dẫn khi nhiệt độ thanh dẫn là 70oC, nhiệt độ môi trường xung quanh là 25oC và thanh dẫn đặt đứng

K1 = 0.95: Hệ số hiệu chỉnh khi đặt thanh dẫn nằm ngang

Trang 9

- Dây dẫn ngoài trời thường là loại dây trần một sợi, nhiều sợi, hoặc dây rỗng ruột Dây dẫn dùng trong nhà thường là loại dây dẫn bọc cao su cách điện hoặc nhựa cách điện Một số trường hợp ở trong nhà có thể dùng dây trần hoặc thanh dẫn nhưng phải được đặt trên sứ cách điện Trong mạng điện xí nghiệp, dây dẫn và cáp thường được chọn theo hai điều kiện sau:

+ Chọn theo điều kiện phát nóng

+ Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

9.1.Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng:

- Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và cáp thì vật dẫn điện nóng lên, nếu nhiệt

độ dây dẫn và cáp quá cao có thể làm cho chúng bị hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ.Mặt khác độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị giảm xuống Do vậy nhà chế tạo qui định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây dẫn và cáp

- Khi nhiệt độ không khí là ± 250C người ta qui định nhiệt độ cho phép của thanh cái và dây dẫn trần là 70oC Đối với cáp chôn trong đất Nm có nhiệt độ là +15oC, nhiệt độ cho phép chỉ được dao động trong khoảng +60 – 80 oC tuỳ theo loại cáp Dây bọc cao su có nhiệt độ cho phép là 550C

- N ếu nhiệt độ dây dẫn và cáp đặt tại nơi nào đó khác với nhiệt độ qui định ( nhiệt không khí là +25 oC, nhiệt độ của đất là + 15o C ) thì phải hiệu chỉnh theo hệ

số hiệu chỉnh k (tra trong sách sổ tay tra cứu )

Do đó tiết diện dây dẫn và cáp chọn phải thoả mãn điều kiện sau :

k.Icp ≥ Ilvmax

Trong đó:

Ilvmax : Dòng điện làm việc cực đại của dây dẫn

Icp : Dòng điện cho phép ứng với dây dẫn chọn

9.2.Lựa chọn tiết diện dây dẫn và dây cáp theo tổn thất điện áp cho phép :

Đối với mạng điện địa phương ta phải dựa vào tổn thất điện áp cho phép để lựa chọn tiết diện dây dẫn vì mạng điện địa phương thường có công suất bé, tiết diện dây dẫn nhỏ và do đó điện trở dây dẫn lớn Do vậy tăng tiết diện dây dẫn sẽ làm giảm tổn thất ΔU, tức là giữ cho tổn thất điện áp không vượt quá mức tổn thất điện

Trang 10

CHƯƠNG II

TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP CUNG CẤP ĐIỆN CHO

SIÊU THN THUẬN THẢO

I.MỘT VÀI NÉT VỀ DỰ BÁO PHỤ TẢI ĐIỆN:

Thực tế thấy rằng: phụ tải điện của xí nghiệp tăng lên không ngừng thường do các nguyên nhân như: tăng dung lượng do phát triển, hoàn thiện và xây lắp thêm các thiết bị công nghệ… do vậy phải tính đến sự phát triển của phụ tải sau này

Việc nghiên cứu sự phát triển của phụ tải điện trong tương lai là một nhiệm vụ rất quan trọng của người lặp qui hoạch và thiết kế cung cấp điện

N ếu chúng ta dự báo không chính xác, sai lệch quá nhiều về khả năng cung cấp hoặc về nhu cầu năng lượng thì sẽ dẫn đến hậu quả không tốt cho nền kinh tế

N gược lại, nếu dự báo phụ tải quá thấp so với nhu cầu thì sẽ không đủ năng lượng cung cấp cho các hộ tiêu thụ trong tương lai gần và dẫn đến phải cắt bỏ một số phụ tải, gây thiệt hại cho nền kinh tế

N gười ta thường chia ra làm 3 loại dự báo phụ tải:

- Dự báo tầm ngắn: khoảng 1 đến 2 năm

- Dự báo tầm vừa: khoảng 3 đến 10 năm

- Dự báo tầm xa hay dài hạn: khoảng 15 đến 20 năm và dài hơn

Giới thiệu một vài phương pháp dự báo nhu cầu điện năng:

II.NHỮNG YÊU CẦU VÀ NỘI DUNG CHỦ YẾU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN :

Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo hộ tiêu thụ luôn đủ điện năng với chất lượng nằm trong phạm vi cho phép

Một phương án được xem là hợp lý khi thỏa mãn những yêu cầu sau:

- Vốn đầu tư nhỏ

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo tính chất của hộ tiêu thụ

- Chi phí vận hành hàng năm thấp

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

- Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu là độ lệch điện áp nằm trong phạm

vi cho phép so với giá trị định mức

N hững yêu cầu trên đây thường mâu thuẫn nhau nên người thiết kế phải biết cân nhắc và kết hợp hài hòa tùy thuộc vào hoàn cảnh cụ thể

N goài ra khi thiết kế cung cấp điện phải chú ý đến những yêu cầu khác như: có điều kiện thuận lợi nếu có yêu cầu cần phát triển phụ tải sau này, rút ngắn thời gian xây dựng

III.CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN :

Chọn phương án cung cấp điện bao gồm : chọn điện áp, nguồn điện, sơ đồ nối dây, phương thức vận hành Các vấn đề này có ảnh hưởng đến vận hành khai thác

Trang 11

và phát huy hiệu quả của hệ thống điện Muốn thực hiện đúng và hợp lý, ta phải thu thập và phân tích đầy đủ các số liệu ban đầu, trong đó số liệu về nhu cầu điện là số liệu quan trọng N goài ra còn phải biết kết hợp các yêu cầu về phát triển kinh tế chung và riêng của địa phương

Phương án điện được chọn được xem là hợp lý nếu thỏa những yêu cầu sau :

- Đảm bảo chất lượng điện, tức là đảm bảo tần số và điện áp nằm trong phạm vi cho phép

- Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu phụ tải

- Thuận tiện trong việc vận hành, lắp ráp và sửa chữa

- Có các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật hợp lý

1.Chọn điện áp định mức của mạng điện :

Lựa chọn hợp lý cấp điện áp định mức là một trong những nhiệm vụ rất quan trọng khi thiết kế cung cấp điện; bởi vì trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật

Xuất phát từ trị số phụ tải đã cho và điện áp được chọn, sẽ tiến hành lựa chọn tất

cả các thiết bị của hệ thống cung cấp điện

Có thể tham khảo một số công thức sau :

Công thức still : U = 4,34. l+ 16 (P KV)

Trong đó :

P : Công suất truyền tải (KW)

l : Khoảng cách truyền tải (Km)

Công thức này cho kết quả khá tin cậy ứng với l≤ 250Km và S≤60(KVA)

Khi những khoảng cách lớn hơn và công suất truyền tải lớn hơn nên ta dùng công suất Zaleski (N ga)

Thực tế điện áp phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố khác ngoài S và L, do vậy trị

số điện áp được tính theo các công thức trên chỉ gần đúng

2.Chọn nguồn điện :

N guồn điện nói chung có quan hệ mật thiết với phụ tải, cấp điện áp, sơ đồ cung cấp điện, bảo vệ tự động hóa và chế độ vận hành Do vậy ta phải xem xét toàn diện

Trang 12

3.Sơ đồ mạng điện của xí nghiệp công nghiệp :

Do công suất tiêu thụ của xí nghiệp khá lớn nên các xí nghiệp thường lấy điện

từ lưới điện áp trên 1000 (V)

Theo tiêu chuNn về “đặt các thiết bị đến 1000(V)” thì các đường dây điện của các xí nghiệp công nghiệp có công suất yêu cầu từ trên 50(KVA) phải nối đến lưới điện áp cao thông qua trạm hạ áp đặt ngay tại xí nghiệp Trong một số trường hợp, trạm hạ áp này có thể cung cấp cho 1 số hộ tiêu thụ của lưới ánh sáng công cộng

Sơ đồ nối dây chính của lưới điện công nghiệp phụ thuộc vào số lượng nguồn điện cung cấp, vào giá trị dòng điện cần thiết và vào hộ tiêu thụ loại nào

Hệ thống thiết bị phân phối điện của 1 xí nghiệp công nghiệp thường gồm các phần tử sau đây :

- Trạm hạ áp

- Bảng phân phối tổng, các bảng điện chính và phụ

- Lưới điện

Trang 13

Các khái niệm thường dùng trong mô tả ánh sáng:

- Ánh sáng chỉ gồm có một bước sóng gọi là ánh sáng đơn sắc, nó chỉ có một màu thuần khiết

- N ếu ánh sáng là một tập hợp pha trộn liên tục của tất cả các bước sóng (trong phạm vi 780 – 380 nm ) với liều lượng khác nhau chúng ta sẽ có một phổ ánh sáng liên tục Sự pha trộn của tất cả các màu sắc tự nhiên tạo nên một ánh sáng không màu còn gọi là ánh sáng trắng

Bảng III.1 : Phân loại các sóng điện từ

Trang 14

N goài việc cảm nhận được hình dạng của vật, mắt người còn có khả năng cảm thụ được màu sắc của sự vật thông qua các kích thích vào các tế bào thần kinh thị giác phù hợp

Bằng thực nghiệm người ta nhận thấy là trong mắt người còn có 3 loại tế bào nhạy cảm với 3 màu cơ bản : đỏ, lục, lam Phản ứng của 3 loại tế bào này đối với ánh sáng làm cho ta có cảm giác về màu của ánh sáng đó N goài ra người ta còn phát hiện ra loại tế bào thứ tư là loại nhạy cảm với cả 3 màu, đó là cảm giác về độ chói Khi phản ứng của 3 tế bào là như nhau ta có cảm giác màu vô sắc Khi phản ứng không đều nhau ta có màu có sắc

II.CÁC ĐẠI LƯỢNG VÀ ĐƠN VN ĐO ÁNH SÁNG:

1.Quang thông F; đơn vị Lumen (lm):

Các thực nghiệm về ánh sáng cho thấy, cùng một giá trị năng lượng nhưng bức

xạ dưới các bước sóng khác nhau lại không gây hiệu quả giống nhau trong mắt chúng ta Vì vậy cần hiệu chỉnh đơn vị đo năng lượng này theo độ nhạy cảm phổ của mắt người

=∫

Trong đó:

k : Hệ số tương phép đo quang của bức xạ; k≈683(lm w/ )

Wλ: Phân bổ phổ của năng lượng bức xạ

Vλ : Hàm số độ nhạy cảm tương đối

2.Cường độ sáng I; đơn vị Candela (cd):

Cường độ sáng I của một nguồn sáng dạng điểm theo một phương cho là tỉ lệ giữa quang thông dF phát từ trong 1 góc đặc cơ bản ở xung quanh hướng này và giá trị dΩ của góc đặc này

3.Độ rọi E; đơn vị Lux (lx):

Độ rọi E là mật độ quang thông trên bề mặt được chiếu sáng Có nghĩa là lượng quang thông do nguồn sáng cung cấp cho một diện tích bề mặt được chiếu sáng Công thức :

Trang 15

III.PHÂN LOẠI CÁC NGUỒN SÁNG VÀ KIỂU CHIẾU SÁNG :

1.Phân loại các nguồn sáng:

Anh sáng cung cấp cho chúng ta là từ mặt trời và các loại đèn chiếu sáng khác nhau N ếu nguồn sáng sử dụng cho chiếu sáng là mặt trời thì ta có khái niệm chiếu sáng tự nhiên, ngược lại nếu nguồn sáng là nhờ các loại đèn thì gọi là chiếu sáng nhân tạo Chiếu sáng tự nhiên có những đặc điểm là phụ thuộc vào thời tiết, độ rọi cao nhưng lại thay đổi theo từng thời điểm trong ngày, không tiện nghi do sự chói lóa của các tia nắng mặt trời Chiếu sáng nhân tạo hoàn toàn do ý muốn và có ảnh hưởng chính đến hoạt động chiếu sáng của con người N hờ các đèn chiếu sáng được lựa chọn phù hợp, phân bố trong không gian hợp lí, chiếu sáng nhân tạo hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu ánh sáng làm việc một cách ổn định, tiện nghi và phù hợp với

Trang 16

- N goài ra có thể kể thêm chiếu sáng sự cố, mục đích của chiếu sáng sự cố là để tiếp tục các chế độ sinh hoạt, làm việc khi có một nguyên nhân nào đó sự chiếu sáng làm việc bị gián đoạn, gây mất bình thường trong công tác, sinh hoạt, thậm chí có thể gây ra sự cố nguy hiểm không an toàn

Theo sự phân bố ánh sáng của đèn trong không gian người ta có thể chia thành 5 kiểu chiếu sáng như sau : trực tiếp, nửa trực tiếp, nửa gián tiếp và hỗn hợp

Trang 17

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ XÁC ĐNNH

PHỤ TẢI CHO SIÊU THN THUẬN THẢO

I.THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ XÁC ĐNNH PHỤ TẢI CHO LẦU 1 :

1.Tính toán chiếu sáng lầu 1:

STT Tên Khu Vực Chiếu

Sáng

Kích Thước (m)

Diện tích (m2)

Độ rọi yêu cầu (Lx)

Hệ số phản xạ T:T:S Dài Rộng

1.1Thiết kế chiếu sáng cho phòng các trưởng quầy:

Kích thước của phòng các trưởng quầy:

- Chiều dài : a =12m

- Chiều rộng : b = 6,4m

- Chiều cao : h = 3m

- Diện tích : S = 76,8 m2

a.Chọn độ rọi yêu cầu :

Khu vực phòng các trưởng quầy dùng làm văn phòng Tra bảng độ rọi yêu cầu

trang 9 giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng , ta được độ rọi theo yêu cầu Eyc = 500 (Lux)

Trang 18

+ Quang thông sinh ra Fd = 3200 lm

c.Chọn kiểu chiếu sáng, loại đèn

- Để đạt được môi trường chiếu sáng tiện nghi cho phòng trưởng quầy dùng kiểu chiếu sáng trực tiếp rộng

- Vì đặc điểm kiến trúc của tường là trần bằng thạch cao trắng được treo trên dàn xương ,nên ta chon kiểu đèn đặt ngầm treo ,vói các thông số sau:

+ Bóng đèn huỳnh quang 3x38W

+ Loại đèn D, hiệu suất η =0,62, không có ánh sáng chiếu lên trên

+ Độ rọi tương đối nhỏ (đã có ô chán sáng)

(Với h2 là khoảng cách từ sàn đến mặt phẳng làm việc)

- Tra bảng phụ lục V loại đèn D giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng: (n/h)max = 1,6

Từ đó suy ra được : nmax = 1,6.hmax =1,6.htt = 1,6x2,2 = 3,52 (m)

-N ghĩa là khoảng cách các dãy đèn n < 3,52 (m)

-Bố trí đèn thành dãy theo chiều dọc gồm 2 dãy

-Khoảng cách giữa các dãy đèn là 2,4 (m) ,khoảng cách dãy đèn và tường là 0,8(m)

Trang 19

f.Xác định quang thông tổng :

) 4 , 6 12 ( 2 , 2

4 , 6 12 )

+

= +

b a x h

axb k

-Theo loại đèn D tra bảng phụ lục V giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng tìm hệ số

lợi dụng quang thông với các thông số J = 0và ρTr :ρT :ρS = 8 : 7 : 3

- Ta được :

k=1,5 => U=0,98

k=2 =>U=1,06

Với k = 1,9 nội suy ta được U = 1,044

- Hệ số dự trữ tra bảng phụ lục VI giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng ta được :

25 , 1 8 , 76 500

lm x

x x xU

xSx E

ηδ

g.Xác định số lượng đèn cần thiết :

- Xét số lượng đèn trên 1 dãy :

3200 3 2

156 74

=

x x F g d

F N

d

tt d

Trong đó :

Ftt : tổng quang thông cần thiết

Fd : quang thông do 1 bóng huỳnh quang sinh ra

d : số dãy đèn được bố trí

g : số bóng đèn trong 1 bộ đèn

Vậy mỗi dãy đèn ta chọn 4 bộ đèn Tổng số đèn cần dùng trong phòng là

∑đen=4x2=8 (bộ)

-Quang thông tổng: Ftong =∑đenx3200=8x3x3200=76.800(lm)

- Kiểm tra lại độ rọi của thiết kế :

25 , 1 8 , 76

044 , 1 62 , 0 800 76

.

lux x

x x S

U F

δη

Ta thấy rằng :E tt = 517 , 8 >E yc = 500⇒ đạt yêu cầu

Trang 20

Mà tổng số đèn trong phòng là 8x3=24 bóng :

) ( 4 , 094 1 6 , 45

PΣd = =

33 , 1 6

, 0

) ( 55 , 455 1 33 , 1 4 , 094 1

P

Q cs = Σd ϕ = =

) ( 821 1 55 , 455 1 4 , 094

Khu vực phòng hợp dùng làm văn phòng, cần nhìn chi tiết Tra bảng độ rọi yêu

cầu trang 9 giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng , ta được độ rọi theo yêu cầu

- Theo catalog đèn huỳnh quang, chọn kiểu đèn có chỉ số 21 với các thông số được ghi như sau :

+ Loại N eutral White

- Để đạt được môi trường chiếu sáng tiện nghi cho phòng dùng kiểu chiếu sáng trực tiếp rộng

- Vì đặc điểm kiến trúc của phòng là trần bằng thạch cao trắng được treo trên dàn xương ,nên ta chon kiểu đèn đặt ngầm treo ,vói các thông số sau:

+ Loại đèn D, hiệu suất η = 0,62, không có ánh sáng chiếu lên trên

+ Độ rọi tương đối nhỏ (đã có ô chắn sáng)

Trang 21

2 '

m h

h

h tt = − − = − − =

-Bố trí đèn thành dãy theo chiều ngang gồm 2 dãy

-Khoảng cách giữa các hàng đèn là 2,4 (m) ,khoảng cách hàng đèn và tường là 0,7(m)

) 4 , 6 5 ( 2 , 2

4 , 6 5 )

+

= +

b a x h

axb k

- Theo loại đèn D tra bảng phụ lục V giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng tìm hệ số

25 , 1 32 500

lm x

x x xU

xSx E

ηδ

3200 3 2

686 34

=

x x F g d

F N

d

tt d

Trong đó :

Trang 22

Vậy mỗi dãy đèn ta chọn 2 bộ đèn Tổng số đèn cần dùng trong phòng hợplà ∑

đen-=4x2=4 (bộ)

25 , 1 32

95 , 0 62 , 0 400 38

.

lux x

x x S

U F

δη

Ta thấy rằng :E tt = 553 , 54 >E yc =500⇒ đạt yêu cầu

,

0

) ( 78 , 727 33 , 1 2 , 547

P

Q cs = Σd ϕ = =

) ( 54 , 910 78

, 727 2 ,

2 2

VA Q

Khu vực phòng giám đốc có tính chất hoạt động liên tục, cần nhìn chi tiết Tra

bảng độ rọi yêu cầu trang 9 giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng, ta được độ rọi theo

yêu cầu Eyc = 500 (Lux)

- Theo catalog đèn huỳnh quang, chọn kiểu đèn có chỉ số 21 với các thông số được ghi như sau :

+ Loại N eutral White

+ IRC = 85

Trang 23

+ Loại đèn D, hiệu suất η = 0, 62, không có ánh sáng chiếu lên trên

2 '

m h

h

h tt = − − = − − =

-Khoảng cách giữa các dãy đèn là 1,8 (m) ,khoảng cách dãy đèn và tường là 0,75 (m)

) 4 , 6 5 ( 2 , 2

4 , 6 5 )

+

= +

b a x h

axb k

lợi dụng quang thông với các thông số J = 0 và ρTr :ρT :ρS = 8 : 7 : 3

Trang 24

25 , 1 8 , 28 500

lm x

x x xU

xSx E

ηδ

3200 3 2

524 32

=

x x F g d

F N

d

tt d

Trong đó :

Vậy mỗi dãy đèn ta chọn 2 bộ đèn Tổng số đèn cần dùng trong phòng

là ∑đen=4x2=4 (bộ)

25 , 1 8 , 28

866 , 0 62 , 0 400 38

.

lux x

x x S

U F

δη

Ta thấy rằng :E tt = 572 >E yc = 500 ⇒ đạt yêu cầu

PΣd = =

33 , 1 6

, 0

) ( 78 , 727 33 , 1 2 , 547

P

Q cs = Σd ϕ = =

) ( 54 , 910 78

, 727 2 ,

2 2

VA Q

Trang 25

Phòng thư ký giám đốc có tính chất hoạt động liên tục, cần nhìn chi tiết Tra

bảng độ rọi yêu cầu trang 9 giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng, ta được độ rọi theo

yêu cầu Eyc = 500 (Lux)

2 '

m h

h

h tt = − − = − − =

Vì cấu trúc căn phòng nên ta chọn 1 dãy đèn bố trí theo chiều dọc

Trang 26

) 4 , 6 3 ( 2 , 2

4 , 6 3 )

+

= +

b a x h

axb k

lợi dụng quang thông với các thông số J =ovà ρTr :ρT :ρS = 8 : 7 : 3

- Ta được :

k=0,8 =>U=0,77

k=1=>U=0,85

25 , 1 2 , 19 500

lm x

x x xU

xSx E

ηδ

3200 3 1

546 23

=

x x F g d

F N

∑đen=1x3=3(bộ)

25 , 1 2 , 19

822 , 0 62 , 0 800 28

.

lux x

x x S

U F

δη

- Xác định phụ tải chiếu sáng :

0, 2.38 38 45,6( )

bd ballast d

Trang 27

( Do công suất ballast lấy bằng 20% công suất đèn )

Mà tổng số đèn trong phòng là 3x3=9bóng :

) ( 4 , 410 6 , 45

PΣd = =

33,16

,

0

cosϕ = ⇒tgϕ =

) ( 83 , 545 33 , 1 4 , 410

P

Q cs = Σd ϕ = =

) ( 9 , 682 83

, 545 4 ,

2 2

VA Q

Phòng máy tính có tính chất hoạt động liên tục, cần nhìn chi tiết Tra bảng độ rọi

yêu cầu trang 9 giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng, ta được độ rọi theo yêu cầu

+ Loại đèn D, hiệu suất η = 0, 62, không có ánh sáng chiếu lên trên

Trang 28

2 '

m h

h

h tt = − − = − − =

- Tra bảng phụ lục V loại đèn D giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng :

(n/h)max = 1,6

-Khoảng cách giữa các hàng đèn là 2,4 (m) ,khoảng cách hàng đèn và tường là 0,8(m)

) 4 , 6 3 ( 2 , 2

4 , 6 3 )

+

= +

b a x h

axb k

- Theo loại đèn D tra bảng phụ lục V giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng tìm hệ số lợi

dụng quang thông với các thông số J = 0và ρTr :ρT :ρS = 8 : 7 : 3 ta được :

k=0,8 =>U=0,77

k=1=>U=0,85

25 , 1 2 , 19 750

lm x

x x xU

xSx E

ηδ

3200 3 2

319 35

=

x x F g d

F N

d

tt d

Ta chọn 2 bộ đèn

Trang 29

Trong đó :

∑đen=2x2=4(bộ)

-Quang thông tổng: Ftong =∑đenx3200=4x3x3200=38.400 (lm)

25 , 1 2 , 19

822 , 0 62 , 0 400 38

.

lux x

x x S

U F

δη

Ta thấy rằng :E tt = 815 , 4 >E yc = 750 ⇒ đạt yêu cầu

PΣd = =

33,16

,0cosϕ = ⇒tgϕ =

) ( 78 , 727 33 , 1 2 , 547

P

Q cs = Σd ϕ = =

) ( 5 , 910 78

, 727 2 ,

2 2

VA Q

Phòng nghỉ có tính chất hoạt động không liên tục, không cần nhìn chi tiết Tra

bảng độ rọi yêu cầu trang 9 giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng , ta được độ rọi theo

Trang 30

2 '

m h

h

h tt = − − = − − =

- N ghĩa là khoảng cách các dãy đèn n < 3,52 (m)

- Bố trí đèn thành dãy theo chiều ngang gồm 2 dãy

- Khoảng cách giữa các dãy đèn là 3 (m) ,khoảng cách hàng đèn và tường là 1,1(m) f.Xác định quang thông tổng :

) 4 , 6 5 , 7 ( 2 , 2

4 , 6 5 , 7 )

+

= +

b a x h

axb k

lợi dụng quang thông với các thông số J =ovà ρTr :ρT :ρS = 8 : 7 : 3

Trang 31

- Ta được :

k=1,5 =>U=0,98

k=2=>U=1,06

25 , 1 48 300

lm x

x x xU

xSx E

ηδ

3200 3 2

9 , 295 29

=

x x F g d

F N

∑đen=2x2=4(bộ)

25 , 1 48

991 , 0 62 , 0 400 38

.

lux x

x x S

U F

δη

PΣd = =

33,16

,

0

cosϕ = ⇒tgϕ =

) ( 78 , 727 33 , 1 2 , 547

P

Q cs = Σd ϕ= =

) ( 5 , 910 78

, 727 2 ,

2 2

VA Q

P

S cs = Σd + cs = + =

Trang 32

1.7.Thiết kế chiếu sáng cho nhà vệ sinh lầu 1:

Kích thước của phòng nhà vệ sinh:

- Để đạt được môi trường chiếu sáng tiện nghi cho khu vực vệ sinh dùng kiểu chiếu sáng trực tiếp rộng

2 '

m h

h

h tt = − − = − − =

Trang 33

-Bố trí đèn thành dãy theo chiều ngang gồm 2 dãy

-Khoảng cách giữa các dãy đèn là 2,4 (m) ,khoảng cách dãy đèn và tường là 0,8(m) f.Xác định quang thông tổng :

) 4 , 6 5 , 5 ( 2 , 2

4 , 6 5 , 5 )

+

= +

b a x h

axb k

- Ta được :

k=1,25 =>U=0,93

k=1,5=>U=0,98

25 , 1 2 , 35 200

lm x

x x xU

xSx E

ηδ

3200 3 2

25 , 818 10

=

x x F g d

F N

Trang 34

25 , 1 2 , 25

948 , 0 62 , 0 20 19

.

lux x

x x S

U F

δη

PΣd = =

33 , 1 6

, 0

) ( 89 , 363 33 , 1 6 , 273

, 727 2 ,

2 2

VA Q

Khu vực hành lang chiếu sáng chung ,nơi hoạt động gián đoạn Tra bảng độ rọi

yêu cầu trang 9 giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng, ta được độ rọi theo yêu cầu Eyc =

Trang 35

+ Công suất đèn 38W

- Để đạt được môi trường chiếu sáng cho hành dùng kiểu chiếu sáng trực tiếp rộng

- Vì đặc điểm kiến trúc của hành lang là trần bằng thạch cao trắng được treo trên dàn xương ,nên ta chon kiểu đèn đặt ngầm treo ,vói các thông số sau:

2 '

m h

h

h tt = − − = − − =

- N ghĩa là khoảng cách các dãy đèn n < 3,52 (m)

-Vì chiều rộng hành lang nên ta chon 1 dãy đèn theo chiều dọc

) 5 , 1 3 , 53 ( 2 , 2

5 , 1 3 , 53 )

+

= +

b a x h

axb k

- Theo loại đèn D tra bảng phụ lục V giáo trình Kỹ Thuật Chiếu Sáng tìm hệ số lợi

dụng quang thông với các thông số J = 0và ρTr :ρT :ρS = 8 : 7 : 3

- Ta được :

k=0,6 =>U=0,66

k=0,8=>U=0,77

1, 25

δ =

- Tổng quang thông cần thiết được tính như sau :

Trang 36

753 , 0 62 , 0

25 , 1 95 , 79 150

lm x

x x xU

xSx E

ηδ

3200 3 1

5 , 109 32

=

x x F g d

F N

Vậy mỗi dãy đèn ta chọn 1 bộ đèn Tổng số đèn cần dùng trong hành lang là

∑đen=4x1=4(bộ)

25 , 1 95 , 79

735 , 0 62 , 0 400 38

.

lux x

x x S

U F

δη

PΣd = =

33,16

,0cosϕ = ⇒tgϕ =

) ( 78 , 727 33 , 1 2 , 547

P

Q cs = Σd ϕ = =

) ( 5 , 910 78

, 727 2 ,

2 2

VA Q

P

S cs = Σd + cs = + =

1.9.Thiết kế chiếu sáng cho cầu thang:

-Vì cầu thang là nơi chiếu sáng chung , nơi hoạt động không liên tục và không cần tính toán có thể bố trí đèn như hình vẽ :

- Gồm một cầu thang là 2 bộ đèn như sau:

+ Loại đèn D, hiệu suất η =0,62

+ Độ rọi tương đối nhỏ

-Tổng số đèn cần dùng của hai cầu thang là:

∑đen=2x2=4(bộ)

Trang 37

PΣd = =

33,16

,0cosϕ = ⇒tgϕ =

) 2 , 485 33 , 1 8 , 364

P

Q cs = Σd ϕ = =

) ( 607 2

, 485 8 ,

2 2

VA Q

Độ rọi tính toán (lux)

P (W)

Q (VAR)

S (VA)

2.Tính toán phụ tải chiếu sáng lầu1 :

Chọn hệ số đồng thời kđt vì xét khả năng phụ tải chiếu sáng tại các địa điểm không

đồng thời cực đại, có thể lấy :

k = ÷ khi số phân xưởng hay nhóm n = 5 – 10

(tham khảo tài liệu [3] trang 13)

N hư vậy ta có thể chọn kđt = 0,8

- Công suất tác dụng chiếu sáng chung:

4.122(W) 5.152,8

8 , 0

, 0

Q

Trang 38

- Công suất biểu kiến chiếu sáng chung:

(VA) 1 , 859 6 8.573,9 8

, 0

S cs dt

3.Tính toán phụ tải ổ cắm lầu 1:

Thông thường trong phòng trung bình cứ khoảng 6m2 ta lắp 1 ổ cắm có công suất

,0cosϕ = ⇒tgϕ =

Q∑oc= P∑.1,33=18.500x1,33=24.605(VAR)

) ( 784 30 605 24 500

k = ÷ khi số phân xưởng hay nhóm n = 5 – 10

(tham khảo tài liệu [3] trang 13)

N hư vậy ta có thể chọn kđt = 0,8

- Công suất tác dụng của ổ cắm:

14.800(W) 18.500

8 , 0

, 0

S oc dt oc

4.Tính toán phụ tải lạnh lầu 1:

Theo yêu cầu các văn phòng được gắn máy lạnh điều hòa không khí nhằm giảm tiếng ồn ảnh hưởng đến môi trường làm việc

Trang 39

Tra bảng phụ lục I trang 548 sách “ĐIỀU HÒA KHÔN G KHÍ” chọn sơ bộ công suất lạnh theo m2 Đối với các phòng làm việc chọn 10 – 15m2 lắp máy 1HP (1HP = 750W)

Ta chọn 10m2 tương ứng với công suất lắp đặt 1 HP

- Công suất phụ tải lạnh phòng hợp: 32 m 2

) ( 400 2 10

32 750

P

Q lh = lh ϕ = =

) ( 9 , 196 3 112 2 400

2 2

VA Q

9 , 196 3

8,76750

W x

P ltq = =

Chọn cosϕ =0,75⇒tgϕ=0,88

)(8,068.588,0760.5

P

)(623.78,068.5760

2 2

VA Q

623.7

P d = =

)(900.188,0160.2

lg

Q d = d ϕ = =

) ( 877 2 900 1 160

2 lg

877 2 220

W x

P ltk = =

Trang 40

) ( 267 1 88 , 0 440 1

P

Q ltk = ltk ϕ = =

) ( 918 1 267 1 440

2 2

VA Q

918 1

P

Q lmt = lmt ϕ = =

) ( 918 1 267 1 440

2 2

VA Q

918 1

Chọn cosϕ = 0,75 ⇒tgϕ= 0,88

) ( 957 2 88 , 0 360 3

ln

) ( 476 4 957 2 360

2 ln

476 4 220

ln

-Tổng công suất của phụ tải lạnh :

+ Công suất tác dụng của lạnh:

) ( 560 16 360 3 440 1 160 2 440 1 760 5 400 2

ln lg

W P

P P P P P P

P

l

lmt d ltk ltq lh

l

= +

+ +

=

⇒

+ + + + +

ln lg

VAR Q

Q Q Q Q Q Q

Q

l

lmt d ltk ltq lh

l

= +

+ +

=

⇒

+ + + + +

3

ln lg

VA S

S S S S S S

S

l

lmt d ltk ltq lh

l

= +

+ +

=

⇒

+ + + + +

=

Σ

5.Tính toán tổng phụ tải lầu 1 (tủ động lực 2.1):

-Tổng công suất tác dụng lầu 1:

) ( 482 35 560 16 800 14 122 4

1

.

PΣ = Σcs + Σoc + Σl = + + =

Tiêu đề	Thiết Kế Cung Cấp Điện
Trường học	Trường Đại Học Kỹ Thuật
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện
Thể loại	Bài Tập

Định dạng
Số trang	113
Dung lượng	1,85 MB