đồ án cung cấp điện cho một phân xưởng công nghiệp

TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG Trong mọi lĩnh vực, thì ánh sáng là điều rất quan trọng, nó ảnh hưởng tới sức khoẻ và năng suất lao động của con người vì vậy trong thiết kế chiếu sá

MỤC LỤC

Lời nói đầu:

Chương I: Thiết kế chiếu sáng 2

Chương II: Tính toán phụ tải 9

2.1 Xác định phụ tải động lực 9

2.2 Xác định phụ tải chiếu sáng 10

2.3 Phụ tải thông thoáng 11

2.4 Tổng công suất tính toán toàn phân xưởng 12

Chương III: Chọn sơ đồ nối điện 13

3.1 Sơ bộ phân bố vị trí của các thiết bị trong phân xưởng 13

3.2 Tính toán lựa chọn phương án tối ưu 14

Chương IV: Chọn thiết bị bảo vệ 41

4.1 Tính toán ngắn mạch 41

4.2 Chọn áptomát cho mạch chiếu sáng 43

4.3 Chọn áptomát bảo vệ động cơ 43

4.4 Chọn áptomát tổng 46

4.5 Chọn thanh cái 47

Chương V: Chọn tụ bù 49

Chương VI: Hạch toán công trình 49

Tài liệu tham khảo 50

CHƯƠNG I THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

I TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

Trong mọi lĩnh vực, thì ánh sáng là điều rất quan trọng, nó ảnh hưởng tới sức

khoẻ và năng suất lao động của con người vì vậy trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quantrọng nhất phải quan tâm là đáp ứng các yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đốivới thị giác Ngoài độ rọi, hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màusắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý cùng sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và

mỹ quan hoàn cảnh Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng kếthợp ( kết hợp giữa cục bộ và chung ) Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc chính xác,nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâuthiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp

Kích thước của vật nhìn làm việc và khoảng cách của nó tới mắt, hai yếu tố nàyđược thể hiện thông qua hệ số k

a k

- Hệ số phản xạ của vật nhìn và nền.Nếu hệ số phản xạ lớn thì độ chiếu sáng càng nhỏ.

Khi thiết kế , ngoài việc thiết kế chiếu sáng đảm bảo làm việc thì phải thiết kế đến phương án dự phòng

Đối với bài toán thiết kế chiếu sáng cho xưởng sữa chữa nên đòi hỏi phải có độ chính xác cao Vì vậy ta phải chọn ánh sáng cho phù hợp

Chọn đèn chiếu sáng : chọn hai loại đèn chiếu sáng thông thường là:

- Bóng đèn sợi đốt

- Bóng đèn huỳnh quang

Do đây là xưởng sản xuất ít dùng đèn đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần

số là 50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng bộ, nguyhiểm cho người vận hành máy, dễ gây ra tai nạn lao động Do đó người ta thường sửdụng đèn sợi đốt cho các phân xưởng sửa chữa cơ khí

Bóng đèn được chọn theo tiêu chí:

Ts Trần Quang Khánh )

(lumen) –tra bảng 45.pl.BT trang 488

h1 = 0,5 ÷ 0,7 (m) ⇒ chọn h1 = 0,5 (m)

 H : là độ cao treo đèn với mặt thiết bị làm việc

 h2 : độ cao mặt bằng làm việc

h2 = 0,7÷ 1 (m)

⇒ chọn h2 = 0,8 (m)Theo bài ra thi chiều cao phân xưởng H = 4,5 (m)

Vậy chiều cao tính toán:

J =

1 1

0,5

0,119 0,5 3,7

h

Bố trí đèn và xác định số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo độ đồng đều chiếu sáng

Sơ đồ bố trí đèn và tỷ lệ như bảng sau

- Với Ld : khoảng cách giữa các đèn theo chiều dọc.

Ln: khoảng cách giữa các đèn theo chiều ngang.

Căn cứ vào kích thước của phân xưởng (22m ,20m) ta có sơ đồ bố trí bóng đèn như sau:

Như vậy việc bố trí đèn là hợp lý

Số lượng đèn tối thiểu độ đồng đều cảu chiếu sáng Nmin = 30 bóng

Xác định hệ số không gian:

22×203,7×(22+20)=2 , 831

Căn cứ đặc điểm của nội thất chiếu sáng có thể coi hệ số phản xạ của trần là:0,5.tường là : 0,3 Tra bảng 47.pl.BT, trang 330, ứng với hệ số phản xạ đã nêu trên và hệ

số không gian là kkg = 2,831 ta tìm được hệ số lợi dụng kld = 0,57; Hệ số dự trữ lấy bằng

den

F N F



(bóng) > Nmin= 30 (bóng)Như vậy tổng số đèn cần lắp đặt sẽ là 48 bóng

Vậy sơ đồ bố trí lắp đặt cuối cùng như hình vẽ sau:

22 m

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ BÓNG ĐÈN CHO PHÂN XƯỞNG

Kiểm tra độ rọi thực tế:

Vậy độ rọi đã thõa mãn yêu cầu

Ngoài chiếu sáng chung còn trang bị thêm :

phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh mỗi phòng 1 bóng 100 W

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

= 20,556 (Kw) (2)

Với ki sd tra ở bảng đề bài

Thay (1) (2) vào (*) ta được

Trong đó :

15

1

i i

(47,6)

11,088 204,335

1

P Cos

i i

tb

i i

Cos P

15

1

i i

tb

i i

Cos P







Ta có tổng là 15 thiết bị nhưng bớt đi một tủ sấy, còn lại 14 thiết bị phải trang

bị đèn Ngoài ra còn có 2 phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh

Vậy tổng công suất chiếu sáng là:

P ∑ ¿ ¿ cs = Pcs chung + Pcb = 9600 + 1800 = 11400 (W) = 11,4 (kW)

chiếu sáng nay là:

cos cs 12.3 PHỤ TẢI THÔNG THOÁNG:

Theo diện tích phòng 22x20 thì ta đặt 12 cái quạt trần

Phân xưởng trang bị 12 quạt trần mỗi quạt có công suất là 120 W và 4 quạthút (thông gió) , mỗi quạt 80 W, hệ số công suất trung bình của nhóm là 0,8

Cách bố trí như sau:

22 m 6,5 m

1.25 m

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ QUẠT TRẦN CHO PHÂN XƯỞNG

Tổng công suất chiếu sáng và làm mát là:

Tổng công suất tính toán của 2 nhóm phụ tải chiếu sáng và làm mát là :

Cos P

P S

2 40,852 1 0,89 18,626

CHƯƠNG III CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN

3.1 SƠ BỘ PHÂN BỐ VỊ TRÍ CỦA THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG

Trên cơ sở phân bố thiết bị ta so sánh 2 phương án nối điện như sau:

 Phương án 1 :

Đặt tủ phân phối tại góc xưởng và kéo cáp đến từng thiết bị

Ta có sơ đồ bố trí như hình vẽ : (mỗi ô vuông tương ứng 4m2 )

10 14 8

4 11

9

13 12

 Phương án 2 : Đặt tủ phân phối tại trung tâm phụ tải và từ đó kéo điện đến

từng thiết bị

Ta bố trí như hình vẽ sau: (mỗi ô vuông tương ứng 4m2 )

10 14 8

9

3.2 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

 Phương án 1 : chọn dây dẫn phân xưởng là cáp đồng 3 pha được lắp đặt

Mật độ dòng điện kinh tế tương ứng với TM = 3500 của cáp đồng là 3,1 A/mm2

36,359 18, 626

.0,73.0, 035.1968,162.10 581,187 0,38





(Kwh/năm) Chi phí tổn thất điện năng :

C =  A C = 581,187 × 750 = 435890,25 (đồng/năm)

= 0,435×106 ( đ/năm ) Vốn đầu tư của đoạn dây : V = v0.L = 99,2×106.0,035 = 3,472×106 (đồng)

1 1

0, 06 0,1858

kh tc

K T

C01 = Δ A01 C Δ = 31,41.750 = 235575,5 = 0,233×106 (đồng/năm) Vốn đầu tư của đoạn dây 01 : V01 = v01.L01 = 30,88.106×0,032 = 0,988.106 (đồng).Chi phí quy đổi đoạn 01:

Z = η V+C = 0,185.0,988.106 + 0,435.106 = 0,617.106 (đồng).

2 Đoạn 0 – 2 :

Xác định tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị

Dòng điện chạy trên đoạn 02 :

 

2 2 2 2

02 02 02

3 Đoạn 0-3 :

Xác định tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị

Dòng điện chạy trên đoạn 03 :

 

2 2 2 2

03 03 03

V03 = v03.L03 = 30,88.106.0,022= 0,679.106 (đồng)

Chi phí quy đổi đoạn 03 :

Z = η V+C = 0,185.0,679.106 + 0,028.106 = 0,153.106 (đồng)

4 Đoạn 0-4 :

Xác định tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị

Dòng điện chạy trên đoạn 04 :

 

04 01

⇒ S05 =

P05cos ϕ05=

1,20,8=1,5(KVA) ; Q

05 = sin ϕ05 S05 = 0,6.1,5 = 0,9( Kvar )

Xác định tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị

Dòng điện chạy trên đoạn 05 :

C05 = Δ A05 C Δ = 7,361.750 = 5520,75 (đồng/năm) = 0,005.106 ( đ/năm ).Vốn đầu tư của đoạn dây 05 :

V05 = v05.L05= 30,88.106.0,030 = 0,926.106 (đồng)

Chi phí quy đổi đoạn 05:

Xác định tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị

Dòng điện chạy trên đoạn 06 :

 

06 06

1,89 0,61 3,1

C06 = Δ A06 C Δ = 4,43.750 = 3322,5 (đồng/năm) = 0,003 106( đ/năm ).Vốn đầu tư của đoạn dây 06 :

V06 = v06.L06= 30,88.106.0,026= 0,802.106 (đồng)

Chi phí quy đổi đoạn 06:

Xác định tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị.

Dòng điện chạy trên đoạn 07 :

 

07 07

1, 266

0, 408 3,1

0,85 1,089

Xác định tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị

Dòng điện chạy trên đoạn 08 :

 

08 08

 2

08 08

1,654

0,533 3,1

C08 = Δ A08 C Δ = 3,382.750 = 2536,5 (đ/năm) = 0,002.106 ( đ/năm )

Vốn đầu tư của đoạn dây 08 :

Xác định tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị

Dòng điện chạy trên đoạn 09 :

 

09 09

 2

09 0,9

12,511

4, 035 3,1

C09 = Δ A09 C Δ = 138,7.750 =104025 (đồng/năm) = 0,104.106 ( đ/năm ).Vốn đầu tư của đoạn dây 09 :

Xác định tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị

Dòng điện chạy trên đoạn 0-10 :

C0-10 = Δ A0-10 C Δ = 31,4.750 = 23550 (đồng/năm) = 0,023.106 ( đ/năm ).Vốn đầu tư của đoạn dây 0-10 :

Xác định tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị

Dòng điện chạy trên đoạn 0-12 :

Vốn đầu tư của đoạn dây 0-12 :

Xác định tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị

Dòng điện chạy trên đoạn 0-13 :

V0-13 = v0-13.L0-13 = 30,88.106.0,006 = 0,185.106 (đồng)Chi phí quy đổi đoạn 0-13 :

Xác định tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến các thiết bị

Dòng điện chạy trên đoạn 0-14 :

C0-14 = Δ A0-14 C Δ = 114,81.750 = 86107,5 (đồng/năm) = 0,086.106 ( đ/năm ).Vốn đầu tư của đoạn dây 0-14 :

V0-14 = v0-14.L0-14 = 30,88.106.0,022 = 0,679.106 (đồng)Chi phí quy đổi đoạn 0-14 :

C0-15 = Δ A0-15 C Δ = 45,762.750 = 34321,5 (đồng/năm) = 0,034.106 ( đ/năm )Vốn đầu tư của đoạn dây 0-15 :

j j

Như vậy : U M U cp  U M  U cp 9,5 V

 Mạng đảm bảo yêu cầu về chất lượng.

Kết quả tính toán số liệu của phương án 1 là:

BẢNG SỐ LIỆU NHƯ SAU:

Phương án 2 : Đặt tủ phân phối tại trung tâm phụ tải và từ đó kéo điện đến

10 14 8

9

Đặt tủ phân phối ở giữa phân xưởng, lúc đó khoảng cách từ điểm đấu điệnđến tủ phân phối sẽ là :

L = 35 + 12 + 14 = 61 ( m ) = 0,061 ( km )

Chọn dây dẫn đến phân xưởng là cáp đồng 2 pha được lắp đặt trong rãnh

Dòng điện chạy trên đường dây :

36,359 18, 626

.0, 73.0,061.1968,162.10 1012,92 0,38





(Kwh/năm) Chi phí tổn thất điện năng :

C =  A C = 1012,92 × 750 = 759690 (đồng/năm)

= 0,759×106 ( đ/năm ) Vốn đầu tư của đoạn dây : V = v0.L = 99,2×106.0,061 = 6,051×106 (đồng)

kh tc

K T

Ta tính toán giống như phương án 1

Kết qủa của phương án 2 như bảng sau:

Hao tổn điện áp cực đại : U M U Đ0 MaxU i

Như vậy : U M U cp  U M  U cp 9,5 V

 Mạng đảm bảo yêu cầu về chất lượng.

 Suy ra : Thực tế tổn thất này có thể chấp nhận được

So sánh kết quả tính toán của hai phương án ta thấy phương án 2 có vốn đầu tư nhỏhơn Hai phương án có tổng chi phí gần tương đương nhau

- Sự chênh lệch chi phí được xác định :

V

.Như vậy ta chọn phương án 2 để tính toán tiếp

 Tính toán mạng điện chiếu sáng

Do tủ phân phối được đặt ở trung tâm nên mạng điện chiếu sáng được xây dựngvới hai mạch rẽ về hai phía :

Hệ số (α) được xác định bảng 5 Pl bt trang 455 sách bài tập cung cấp điện Tác

giả TS Trần Quang Khánh

Ta có: 02

4,54 100

1,194 380

q oA

CFcs

M

Với hệ số C = 83 tra bảng 4plbt trang 455 ứng với dây đồng 3 pha

 Ta chọn tiết diện dây F = 4 (mm2 )

Hao tổn điện áp thực tế trên đoạn (OA)

Tiết diện dây dẫn các nhánh rẽ:

1,986 37 1,306

AB AB

 Ta chọn tiết diện dây dẫn có F = 2,5 (mm2)

Tiết diện dây dẫn nhánh rẽ AC:

Hao tổn điện áp cho phép nhánh AC

AC AC

CHƯƠNG IV

CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ

4.1 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH:

Ta tiến hành xác định dòng điện ngắn mạch tại hai vị trí đặc trưng là trên thanh

cái của tủ phân phối và tạ một điểm xa nhất của mạch ( N2)

E XHT Zd-o N1 Zo -13 N2

SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCHXác định điện trở các phần tử mạch điện

3

0,38

54,5.10 2,65

cb HT

54 5, 49

1,335 1 44,53

k k

X R

2 2.1, 27.2,952 5,301( )

Dòng ngắn mạch 3 pha tại ( N2)

(3) 2

2 2.1, 27.0,958 1, 72( )

4.2 CHỌN APTOMAT CHO MẠCH CHIẾU SÁNG:

Dòng làm việc của mạch chiếu sáng

4.3 CHỌN APTOMAT BẢO VỆ CHO ĐỘNG CƠ:

Chọn Kmm = 3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat.

3,5 4,55

6,37( ) 2,5

n kd

Vậy ta chọn aptomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 10 (A).

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.6, 07

8, 498( ) 2,5

n kd

Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 10 (A).

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.6,08

8,512( ) 2,5

n kd

Vậy ta chọn atomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 10 (A)

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.4,55

6,37( ) 2,5

n kd

Vậy ta chọn aptomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 10 (A).

n kd

Vậy ta chọn aptomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 10 (A).

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.1,89

2,646( ) 2,5

n kd

Vậy ta chọn aptomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 10 (A).

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.1, 26

1,764( ) 2,5

n kd

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.1,65

2,31( ) 2,5

n kd

Vậy ta chọn aptomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 10 (A).

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.12,51

17,51( ) 2,5

n kd

Vậy ta chọn aptomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 20 (A).

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.6,1

8,54( ) 2,5

n kd

Vậy ta chọn aptomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 10 (A).

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.5,55

7,77( ) 2,5

n kd

Vậy ta chọn aptomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 10 (A).

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.8,99

12,586( ) 2,5

n kd

Vậy ta chọn aptomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 15 (A).

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.2,55

3,57( ) 2,5

n kd

Vậy ta chọn aptomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 10 (A).

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.13, 29

18,606( ) 2,5

n kd

Vậy ta chọn aptomat loại AII50-3T có dòng định mức I đm = 20 (A).

Chọn Kmm =3,5 và α=2,5

Dòng khởi động của aptomat:

3,5.5,18

7, 252( ) 2,5

n kd

13, 29 3,5

144,55 163,156( ) 2,5

 Kiểm tra ổn định nhiệt của thanh cái đã chọn

CHƯƠNG V CHỌN TỤ BÙ

Yêu cầu hệ số công suất cần nâng lên giá trị Cosφ2 = 0,93 khi đó ta tính đượctgφ2 = 0,395

Qb = P( tgφ1 – tgφ2 ) = 36,35× ( 0,515 – 0,395) = 4,362(KVAr)

Trong đó :

2 1

 Tổng giá thành công trình là:

27,627

V 

d d

V g S

Z g

10 Công tơ 3pha Cái 1 1500 1,5

3 Ngô Hồng Quang - Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến

500kV – NXBKHKT Hà Nội.

5 PGS TS Phạm Văn Hòa Ngắn mạch và đứt dây trong hệ thống điện

-NXBKHKT Hà Nội