Thiết kế cung cấp điện công ty cổ phần TM và SX tôn tân phước khanh

Từ việc tìm hiểu, lựa chọn phương pháp, công thức, đến việc đưa ra kết quả thiết kế là một quá trình bao gồm : Phân nhóm thiết bị, tính tâm phụ tải, tính toán phụ tải, thiết kế chiếu sán

KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KỸ SƯ NGÀNH CÔNG NGHIỆP

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CÔNG TY

CỔ PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC

KHANH

SVTH : TRẦN DUY THỊNH MSSV : 0851030076

GVHD : PGS TS.PHAN QUỐC DŨNG

TP Hồ Chí Minh, tháng … năm …

    

Trong Xã Hội hiện nay ngày càng phát triển mức sống của con người ngày càng được nâng cao, dẫn đến nhu cầu tiêu dùng tăng, các Doanh Nghiệp, Công Ty cần phải gia tăng sản xuất, mặt khác nhu cầu tiêu dùng của con người đòi hỏi cả về chất lượng sản phẩm, dồi dào mẫu mã Chính vì thế mà các Công Ty, Xí Nghiệp luôn cải tiến trong việc thiết kế và lắp đặt các thiết bị tiên tiến để sản xuất ra những sản phẩm đạt hiệu quả đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng Trong hàng loạt các Công Ty, Xí Nghiệp kể trên có cả những nhà máy, cụ thể là CÔNG TY CỔ PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC KHANH Do đó nhu cầu sử dụng điện ở các nhà máy này ngày càng cao, đòi hỏi ngành công nghiệp năng lượng điện phải đáp ứng kịp thời theo sự phát triển đó Hệ thống điện ngày càng phức tạp, việc thiết kế cung cấp có nhiệm vụ đề ra những phương án cung cấp điện hợp lý và tối ưu Một phương pháp cung cấp điện tối ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư xây dựng hệ thống điện và chi phí vận hành tổn thất điện năng và đồng thời vận hành đơn giản, thuận tiện trong sửa chữa

Việc làm luận văn cũng như việc tìm hiểu tại nhà máy đã giúp cho em có được nhiều kiến thức bổ ích về thực tế bổ sung những kiến thức đã được học ở trong nhà trường

Tuy nhiên do còn hạn chế về kiến thức kinh nghiệm thực tế tài liệu tham khảo, nên tập luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy hướng dẫn cùng các thầy cô bộ môn góp ý xây dựng cho luận văn ngày càng hoàn thiện hơn

LỜI CẢM ƠN

    

Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trong khoa Xây dựng và Điện trường đại học Mở TPHCM, quý Thầy, Cô trong Khoa Điện – Điện Tử bộ môn Thiết Bị Điện trường Đại Học Bách Khoa Đặc biệt là thầy PHAN QUỐC DŨNG, đã dành thời gian quý báo, tận tình hướng dẫn em thực hiện hoàn thành luận văn này đúng thời hạn Ngoài việc củng cố kiến thức, đề tài luận văn còn luyện khả năng,

tư duy, tính toán thiết kế một cách khoa học Từ việc tìm hiểu, lựa chọn phương pháp, công thức, đến việc đưa ra kết quả thiết kế là một quá trình bao gồm : Phân nhóm thiết bị, tính tâm phụ tải, tính toán phụ tải, thiết kế chiếu sáng, chọn dây dẫn, tính sụt áp, chọn máy biến áp, máy phát dự phòng, bù công suất phản kháng, tính toán ngắn mạch, tính toán thiết bị bảo vệ Sau cùng lựa chọn thiết kế bảo vệ an toàn và tiếp địa phân xưởng Chống sét

Đề tài luận văn về thiết kế cung cấp điện xí nghiệp là môn học giúp cho sinh viên hệ thống lại kiến thức đã học, trong đó chủ yếu là các môn của ngành Kỹ Thuật Điện

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ

em hoàn thành luận án này

Xin chân thành cảm ơn !

Lời cảm ơn

Mục lục

PHẦN A:GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT ĐỀ TÀI 1

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC KHANH CHƯƠNG 2 :PHẠM VI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI, ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC KHANH 2

PHẦN B:TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC KHANH 3

CHƯƠNG 1 :PHÂN NHÓM PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN Error! Bookmark not defined 1.1 Phân nhóm thiết bị và xác định tâm phụ tải: Error! Bookmark not defined 1.1.1 Cơ sở lý thuyết Error! Bookmark not defined 1.1.2 Phân nhóm phụ tải ,xác định tâm phụ tải (TPT) và chọn vị trí đặt tủ động lực/ tủ phân phối Error! Bookmark not defined 1.2 Tính toán phụ tải 11

1.2.1 Các phương pháp tính toán phụ tải 11

1.2.2 Xác định phụ tải tính tóan cho từng tủ động lực 13

1.2.3 Xác định phụ tải Tủ phân phối chính: 22

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 24

2.1 Giới thiệu chung 24

2.1.1 Các yêu cầu chung đối với hệ thống chiếu sáng 24

2.1.2 Các khái niệm cơ bản về kĩ thuật chiếu sáng: 24

2.2 Thiết kế chiếu sáng: 29

2.2.1 Thiết kế chiếu sáng cho từng phòng: 29

2.2.2 Tính toán phụ tải chiếu sáng – sinh hoạt: 39

2.2.3 Tính toán thông số cho tủ phân phối chiếu sáng-sinh hoạt: Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ LẮP ĐẶT TỤ ĐIỆN BÙ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO CÔNG TY 47

3.1 Tác dụng của việc bù công suất phản kháng: 47

3.2 Thiết kế lắp đặt tụ điện bù : 47

CHƯƠNG 4 CHỌN MÁY BIẾN ÁP,MÁY PHÁT DỰ PHÒNG,CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ……… 52

4.1 Đặt vấn đề: 52

4.2.2 Tính toán cụ thể: 55

CHƯƠNG 5 CHỌN DÂY DẪN ĐIỆN VÀ TÍNH TOÁN KIỂM TRA SỤT ÁP 60

5.1 Lựa chọn dây dẫn và cáp trong mạng điện: 60

5.1.1.Phương pháp lựa chọn dây dẫn và cáp trong mạng điện……… 60

5.1.2.Lựa chọn dây dẫn cho mạng điện phân xưởng công ty………62

5.2 Tính toánvà kiểm tra sụt áp: 69

5.2.1.Phương pháp tính sụt áp……… 69

5.2.2.Tính toán sụt áp………71

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH-CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ-KIỂM TRA TÍNH CẮT CHỌN LỌC CỦA CB 78

6.1 Tính toán ngắn mạch-chọn thiết bị bảo vệ: 78

6.1.1.Lý thuyết……… 78

6.1.2.Tính toán ngắn mạch 3 pha-chọn CB cho phân xưởng công ty………83

6.2 Kiểm tra tính chọn lọc của CB Error! Bookmark not defined 6.2.1.Tính cắt chọn lọc……… 90

6.2.2.Lựa chọn phương án chọn lọc của CB………91

6.2.3.Kiểm tra tính chọn lọc của CB trong phân xưởng công ty……… 92

CHƯƠNG 7 THIẾT KẾ BẢO VỆ AN TOÀN ĐIỆN 100

7.1 Lý thuyết: 100

7.1.1 Mục đích và ý nghĩa của việc nốt đất: 100

7.1.2 Chọn sơ đồ bảo vệ an toàn: 100

7.2 Thiết kế hệ thống nối đất: 104

7.2.1 Tính toán nối đất 105

7.2.2 Tính toán an toàn chống chạm điện trực tiếp 109

7.2.3 Tính toán ngắn mạch 1 pha trường hợp máy phát: 115

CHƯƠNG 8 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CHO PHÂN XƯỞNG: 120

8.1 Tống quan: 120

8.2 Lựa chọn phương án chống sét cho phân xưởng công ty: 122

8.3 Tính toán chống sét cho nhà máy……… 125

PHẦN C:KẾT LUẬN …………130

PHẦN A:GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TẠI CÔNG TY

CỔ PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC KHANH

Thiết kế mạng cung cấp điện là quá trình thu thập số liệu và biểu diễn chúng,

trong đó ngừơi kỹ sư thiết kế đóng vai trò ảnh hưởng lên đối tượng thiết kế thông qua

các phương tiện thiết kế, quá trình thiết kế có thể phân chia thành các giai đoạn sau:

1 Tìm hiểu công nghệ sản xuất được sử dụng tại nhà máy, từ đó đưa ra

phương án thiết kế khả thi

2 Tìm hiểu vai trò, chức năng của phần tử tiêu thụ điện trong sản xuất, định

mức độ tin cậy, mối tương quan theo công nghệ sản xuất, vị trí phân bố để

phân ra các nhóm thiết bị và các phương án thiết kế mạng cung cấp điện

3 Xác định các thông số kỹ thuật của các phần tử thiết kế: CB, dây dẫn, tủ

động lực, tủ phân phối,

4 Các tính toán kinh tế- kỹ thuật sao cho mang lại hiệu quả cao nhất, tiết kiệm

nhất

5 Tính toán các thông số của mạng theo yêu cầu thiết kế

6 Kiểm tra tính đúng đắn và chất lượng của lưới thiết kế phù hợp với các tiêu

chuẩn về thiết kế mạng điện

Thiết kế mạng điện cho nhà máy, xưởng nhằm giúp sinh viên làm quen với

công việc thiết kế mạng điện đồng thời cũng giúp sinh viên có đựoc một tác phong làm

việc độc lập

CHƯƠNG 2 PHẠM VI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI, ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG

NGHỆ SỬ DỤNG TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN TM & SX TÔN

TÂN PHƯỚC KHANH

Đề tài này được thực hiện trong phạm vi thiết kế hệ thống cung cấp, phân phối điện phù hợp với quy trình sản xuất của nhà máy, đảm bảo cho nhà máy vận hành liên tục, hạn chế đến mức thấp nhất sự cố có thể xảy ra về hệ thống cung cấp điện

Công ty cổ phần TM & SX Tôn Tân Phước Khanh được thành lập từ năm 1993 qua nhiều năm sản xuất và kinh doanh trên thị trường với mặt hàng chính là tôn mạ kẽm

Ngoài những sản phẩm tôn mạ kẽm và mạ màu, công ty tôn Phước Khanh còn là Đại lý chính thức trong khu vực miền Nam của công ty BlueScope (tập đoàn thép BHB Australia trước đây)

Chi Nhánh:

Thành phố Đà Nẵng Địa chỉ: 241 Trường Chinh, Thanh Khê, Đà Nằng

Điện thoại: 0511.3266697 – Fax: 0511 3720353 – MST: 0301422157-003

Tỉnh Đồng Nai Địa chỉ: 159 Thanh Hóa, Hố Nai 3, Trảng Bom, Đồng Nai

Điện thoại: 061.3984853 – Fax: 061.3984851 – MST: 0301422157-006

Tỉnh Tiền Giang Địa chỉ: 278 ấp Phước Thuận, xã Phước Thạnh, Châu Thành, Tiền Giang

Điện thoại: 073.855572 – Fax: 073.868194 – MST: 0301422157-004

Tỉnh Vĩnh Long Địa chỉ: Lô 16 – ô 9-10-11-12 ấp Phước Hòa, xã Hòa Phú, Long

Hồ, Vĩnh LongĐiện thoại: 070.982729 – Fax: 070962728 – MST: 0301422157-005

PHẦN B:TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN TM & SX TÔN TÂN PHƯỚC

KHANH

Các bước thiết kế trong cung cấp điện

Bước 1: Thu thập dữ liệu ban đầu

- Nhiệm vụ và mục đích thiết kế

- Phân loại hộ tiêu thụ

- Yêu cầu của hệ thống cung cấp điện

- Đặt điểm của quá trình công nghệ và công trình được cung cấp điện

Bước 2: Phụ tải tính toán

- Danh mục thiết bị điện

- Xác định tâm phụ tải

- Tính phụ tải động lực phân phối, chọn vị trí đặt các tủ động lực, tủ phân phối

Bước 3: Thiết kế chiếu sáng:

- Tính chọn số đèn, loại đèn, công suất tổng cộng chiếu sáng

- Tính phụ tải chiếu sáng

- Tính lại công suất tính toán của nhà máy, tủ PP nhóm, tủ phân phối chính

Bước 4: Bù công suất phản kháng và chọn máy biến áp

- Bù công suất phản kháng để giảm công suất của nhà máy

- Chọn CB

- Tính toán dòng điện để chọn dây dẫn

Bước 7: Tính toán và kiểm tra sụt áp,ngắn mạch

- Tính toán và kiểm tra sụt áp

- Tính toán và kiểm tra ngắn mạch

Bước 9: Hồ sơ cung cấp điện

- Bảng thống kê dữ liệu ban đầu

- Bảng vẽ mặt bằng và công trình phân bố phụ tải

- Bảng vẽ sơ đồ nguyên lý

- Bảng vẽ mặt bằng và sơ đồ đi dây

CHƯƠNG 1 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

     1.1 PHÂN NHÓM THIẾT BỊ VÀ XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI:

- Phân nhóm theo chế độ làm việc

- Phân nhóm theo dây chuyền sản xuất

Trong toàn bộ CÔNG TY CỔ PHẦN TM VÀ SX TÔN TÂN PHƯỞC KHANH được chia thành 3 phân xưởng:Khuôn mẫu,Cơ khí,Cán tôn

Nhằm đạt được hiệu quả cao khi vận hành động cơ điện ta tiến hành phân chia nhóm phụ tải để mỗi động cơ điện vận hành tối đa công suất của nó.Sự phân chia nhóm phụ tải còn tùy thuộc vào dây chuyền sản xuất và vị trí phân bố thiết bị tại nhà máy nhằm đạt yêu cầu của việc phân chia nhóm phu tải.Dựa vào mặt bằng và công suất thiết bị ta phân chia phân xưởng thành 5 nhóm thiết bị chính

Công thức xác định tâm phụ tải:

1 i ñmi

n

1 i

i ñmi

P

X

*P

1 i ñmi

n

1 i

i ñmi

P

Y

*P

Với: n: tổng số thiết bị trong nhóm

P đmi : công suất định mức thiết bị thứ i của nhóm (Kw)

X i , y i : toạ độ của thiết bị thứ i trong nhóm

Trên hệ trục tọa độ OXY(trục hoành là X, trục tung là Y) chọn gốc tọa độ tại góc trái dưới của phân xưởng khuôn mẫu

=26.971

Thiết bị và tâm phụ tải nhóm 2

Bảng 1.2

=26.989

Thiết bị và tâm phụ tải nhóm 3

=34.542

Thiết bị và tâm phụ tải nhóm 4

=35.941

Chọn vị trí đặt tủ: X =16 m

Thiết bị và tâm phụ tải nhóm 5

=33.265

1.2.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI:

1.2.1.Các phương pháp tính toán phụ tải

-Các phương pháp tính toán, công thức, cách lựa chọn, lắp đặt các thiết bị điện, thiết bị bảo vệ trong tập luận văn này chủ yếu dựa vào tài liệu HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN theo tiêu chuẩn Quốc Tế IEC, KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG và một số sách tài liệu khác

■Phương pháp 1: Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu



 n

1 i

Pñm

*

nc

tt K P

P đi , P đmi : Công suất đặt và công suất định mức thứ i (Kw)

P tt , Q tt : Công suất tác dụng, phản kháng của nhóm thiết bị (Kw,KVar)

n

i

i dm

tb

P

Cos P

■Phương pháp 3: xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm



tt

P

M: số đơn vị sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm

W 0 : suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (Kwh/đơn vị sản phẩm)

■Phương pháp 4: xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại k max và công suất trung bình P tb (phương pháp số thiết bị hiệu quả): đây là phương pháp được sử dụng để xác định phụ tải tính toán trong luận văn

n

1 i ñm tb

P

P Cos

2 2 ttnh

n 1 i

k pti : hệ số mang tải

 k pti = 0,9: thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

 k pti = 0,75: thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lập lại

cosnh : hệ số công suất của cả nhóm thiết bị

P ttnh : phụ tải tác dụng tính toán nhóm thiết bị (Kw)

Q ttnh : phụ tải phản kháng tính toán nhóm thiết bị (KVar)

S ttnh : phụ tải biểu kiến tính toán nhóm thiết bị (KVA)

I ttnh : dòng tính toán nhóm thiết bị (A)

P tbnh : phụ tải tác dụng trung bình nhóm thiết bị (Kw)

Q tbnh : phụ tải phản kháng trung bình nhóm thiết bị (KVar)

k sdnh : hệ số sử dụng nhóm thiết bị

k max : hệ số cực đại

n hq : số thiết bị hiệu quả

Nhận xét: phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả n hq , chúng ta đã xét đến một loạt các yếu tố quan trọng như: ảnh hưởng của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng

1.2.2.Xác định phụ tải tính toán cho từng tủ động lực

Để cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất ta sử dụng phương pháp tính theo hệ

số phụ tải cực đại k max và công suất trung bình (dựa vào hệ số sử dụng k sd và số thiết bị hiệu quả n hq )

* Tính toán cho thiết bị nhóm 1

Bảng1.7

06.116

=

6.144

312.106

10 1 2

)(

)(

16.20909

=6.855=7

Dựa vào K sd =0.7 và n hq =7, tra bảng  K max =1.21 (sách hướng dẫn đồ án môn học thiết kế cung cấp điện bảng A2/trang 9)

Vì n hq = 7 < 10 

 Công suất tác dụng

i P dmi*K

10 1

168.155

= 223.966 (A)

 Dòng đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

I đn = I mmmax + [ I tt – ( I đmmax K sd ) ] = 278.545 + [ 223.966 – (55.709 *0,742) ] = 461.175(A)

* Tính toán cho thiết bị nhóm 2

Bảng 1.8

145

05.94

19 1 2

)(

)(

P tt = K max P tb = 1.23 * 94.05 = 115.682 (Kw)

 Công suất phản kháng

= 222.024 (A)

 Dòng đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

I đn = I mmmax + [ I tt – ( I đmmax K sd ) ] = 195.345 + [ 222.024 – (39.069 * 0,649) ] = 392.013(A)

* Tính toán cho thiết bị nhóm 3

17 3 Quạt thông gió 3 0.85 0.56 8.139 40.695

32.105

=

5.150

08.101

17 1 2

)(

)(

25.22650

074.154

= 222.387 (A)

 Dòng đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

I đn = I mmmax + [ I tt – ( I đmmax K sd ) ] = 173.64 + [ 222.387 – (34.728 * 0.672) ] = 372.689 (A)

*Tính toán cho thiết bị nhóm 4

=

3.148

776.89

21 1 2

)(

)(

89.21992

8.146

= 211.888 (A)

 Dòng đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

I đn = I mmmax + [ I tt – ( I đmmax K sd ) ] = 198.175 + [ 211.888 – (39.635 * 0.605) ] = 386.084 (A)

*Tính toán cho thiết bị nhóm 5

=

298

84.223

3 1 2

)(

)(

Itt =

3

471.350

Thơng số tủ cs+sh được lấy từ chương 2 thiết kế chiếu sáng

Công suất tác dụng tủ phân phối chính :

sh cs

Hệ số công suất tủ phân phối chính

Cos= =0.79392

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

    

2.1.GIỚI THIỆU CHUNG:

2.1.1.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 ứng yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác Ngoài độ rọi, hiệu quả chiếu sáng còn phụ thuộc vào Quang Thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý các chao chụp đèn, sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật 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 cảm giác lóa, thần kinh bị căng thẳng, thị giác sẽ mất chính xác

- Không bị lóa do phản xạ, ở một số vật công tác có các tia phản xạ cũng khá mạnh 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, có thể quan sát được toàn bộ phân xưởng Để khử các bóng tối cục bộ người ta thường dùng các bóng mờ và treo cao đèn

- Phải có độ rọi đồng đều, để khi quan sát từ nơi này qua nơi khác mắt không phải điều tiết quá nhiều gây nên hiện tượng mỏi mắt

- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày, điều này quyết định thị giác của 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 dao động của điện áp lưới điện, cố định đèn chắc chắn, với cần hạn chế Quang Thông bù

- Trong một số trường hợp để tăng thêm chất lượng chiếu sáng cần dùng những biện pháp đặc biệt như dùng các loại đèn có bề mặt ánh sáng lớn hoặc dùng ánh

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

2.1.2 Các khái niện cơ bản về kĩ thuật chiếu sáng:

(Sách KTCS - Dương Lan Hương)

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

Là thông lượng bức xạ hữu ích trong hệ ánh sáng là lượng ánh sáng phát ra trong

1 đơn vị thời gian của các nguồn sáng

Quang thông của một bức xạ phức tạp được tính theo công thức:

Quang Hiệu được xác định bằng tỉ số quang thông phát ra trên công suất của nguồn sáng

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

- 2500 0 K - 3000 0 K : ánh sáng mặt trời lặn, đèn sợi đốt, ánh sáng “nóng” nhiều bức xạ màu đỏ

- 4500 0 K - 5500 0 K : ánh sáng ban ngày trời sáng

- 6000 0 K - 8000 0 K : ánh sáng trời có mây, ánh sáng “lạnh” nhiều bức xạ màu xanh da trời

Nhiều công trình và thử nghiệm về sinh lý đã được tiến hành, cụ thể là công trình của KRUITHOF đã chứng minh rằng các nguồn nhiệt độ màu thấp chỉ được chấp nhận

ở mức độ rọi thấp trong khi đó các mức độ rọi cao đòi hỏi các nguồn “lạnh” có nhiệt độ màu cao

Do vậy xuất hiện một tiêu chuẩn lựa chọn nguồn sáng đầu tiên để thực hiện một

độ rọi đã cho trong môi trường tiện nghi Quan hệ này được cho theo biểu đồ KRUITHOF nó sẽ tạo nên một “điều kiện tiên nghiệm” trong tất cả thiết kế chiếu sáng nhân tạo

Hình Biểu Đồ KRUITHOF

■ Chỉ số màu: R a Chỉ số màu R a nói lên sự phản ánh trung thực về màu sắc của một nguồn sáng nào đó khi chiếu sáng một vật nào đó R a có giá trị từ 0 tới 100, đèn mẫu có R a = 100

R a < 50 : chỉ số màu không có ý nghĩa thực tế, các màu hoàn toàn bị biến đổi

R a < 70 : sử dụng trong công nghiệp khi sự thể hiện màu thứ yếu

70 < R a < 85 : sử dụng thông thường, ở đó sự thể hiện màu không quan trọng

R a > 85 : sử dụng ở những nơi đòi hỏi sự thể hiện màu quan trọng hàng đầu ■Các hệ chiếu sáng

-Hệ chiếu sáng chung:

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

Chiếu sáng chung đều:

Là hệ thống chiếu sáng trong đó ánh sáng được phân bố đều khắp phòng làm việc, được sử dụng trong các trường hợp khi cần có các điều kiện chiếu sáng giống nhau trên diện tích phòng

Chiếu sáng địa phương:

Là dạng chiếu sáng chung nhưng các đèn chiếu được phân bố ưu tiên theo

bề mặt làm việc nhằm có độ rọi cao hơn các bề mặt khác

-Hệ chiếu sáng hỗn hợp:

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

Để tránh sự sai biệt về huy độ chiếu sáng chung phải hòa với chiếu sáng tại chỗ, do đó chiếu sáng chung trong hệ chiếu sáng hỗn hợp cần phải lập trên mặt phẳng làm việc một độ rọi có giá trị bằng 10% trị số độ rọi của chiếu sáng hỗn

hợp Ngoài ra các mức đó không thấp hơn 150 (lx) nếu dùng đèn phóng điện và không thấp hơn 50 (lx) nếu dùng đèn nung sáng

■Các loại chiếu sáng

-Chiếu sáng làm việc : là dạng chiếu sáng cung cấp đầy đủ ánh sáng cho những hoạt động của con người và các phương tiện vận chuyển khi không có hoặc thiếu ánh sáng tự nhiên

-Chiếu sáng sự cố : dùng để chiếu sáng cho con người tiếp tục làm việc trong một thời gian hoặc an toàn của người khi ra khỏi nhà khi chiếu sáng làm việc bị hư -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 làm việc Chiếu sang bảo vệ:là loại chiếu sáng bên ngoài phạm vi công trình để phục vụ bảo

vệ

■Phương pháp tính toán chiếu sáng

Phương pháp hệ số sử dụng của Liên xô:

Phương pháp này dùng để xác định quang thông của các đèn trong chiếu sáng chung đều theo yêu cầu của độ rọi cho trước trên mặt phẳng làm việc

Quang thông mỗi bộ đèn được tính theo công thức:

 =



K N

E S k E

bñ

Trong đó: - E tc : Độ rọi nhỏ nhất cho trước (lx)

- S : diện tích mặt phẳng được chiếu sáng (m 2 )

Theo giá trị quang thông tính được ta lựa chọn quang thông tiêu chuẩn của đèn

có sự sai số không vượt quá ( -10% đến + 20%)

Khi các bộ đèn được phân thành dãy, thay thế số bộ đèn bằng một dãy đèn khi đó

 là quang thông của một dãy đèn, số bộ đèn trong một dãy đèn được xác định:

Hệ số E biểu thị sự phân bố không đều của độ rọi, là hàm số của nhiều thông số

và phụ thuộc nhiều vào tỷ số giữa khỏang cách các bộ đèn trên chiều cao (/ h tt )

Khi tỷ số (/ h tt ) không vượt quá giá trị tối ưu ta có thể coi:

E

 = 1,15 đối với đèn nung sáng và đèn phóng điện

 = 1 khi tính toán độ rọi phản xạ

Khi tính toán độ rọi trung bình không tính đến E

Để xác định hệ số sử dụng K của một bộ đèn cần tính chỉ số địa điểm và xác định

hệ số phản xạ trần tường, sàn

K =

)(a b h

ab

tt  với a, b là chiều dài, rộng của phòng

- Quang thông tổng có thể được xác định:

 =



K

E K S

Phương pháp tính toán chiếu sáng của Pháp:

Kỹ thuật chiếu sáng là tập hợp các phương pháp cho phép đảm bảo về số lượng, chất lượng phân bố ánh sáng thích ứng với nhu cầu sử dụng Có nhiều phương pháp tính toán chiếu sáng như: Phương pháp đơn vị công suất, phương pháp điểm, phương pháp hệ số sử dụng

Quang thông tổng được xác định như sau:

 =

i i d d

tc

U U

d S E



Trong đó : E tc - độ rọi tiêu chuẩn trên bề mặt làm việc (lx)

d , i : hiệu suất trực tiếp và gián tiếp của đèn

U d , U I : hệ số có ích của bộ đèn theo cấp trực tiếp và gián tiếp

Các bước thiết kế chiếu sáng:

- Kích thước : chiều dài, chiều rộng, chiều cao, diện tích của phòng, phân xưởng

- Từ màu sơn trần, tường, sàn ta xác định được các hệ số phản xạ

- Chọn độ rọi yêu cầu E tc , chọn độ rọi ngang chung trên bề mặt làm việc có

độ cao trung bình so với sàn là 0,8 (m)

h

' '

- Dựa và thông số của đèn : loại bộ đèn, tỷ số treo, chỉ số địa điểm, hệ số phản xạ, tra bảng ta xác định được hệ số sử dụng: U = d u d + I u i

- Tính quang thông tổng:

i i d d

tc

U U

d S E

ηη

- Phân bố các bộ đèn ( kiểm tra L dọc và L ngang , L dọc < L ngang )

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

Trong nhà máy có khá nhiều phòng ốc, việc tính toán chiếu sáng cho từng phòng

sẽ tương đối nhiều Do vậy để tiện cho việc tính toán, ta chia các khu vực chiếu sáng trong nhà máy thành 3 nhóm chính: các khu vực chiếu sáng trong nhóm sẽ có chung tiêu chuẩn về độ rọi cũng như loại bộ đèn, loại đèn Vì vậy ta chỉ cần tính tượng trưng cho từng nhóm chính, rồi các số liệu còn lại sẽ được đưa vào bảng tính

Ta chia diện tích cả nhà máy thành 4 nhóm chiếu sáng:

-Nhóm 1: phân xưởng khuôn mẫu,phân xưởng cơ khí,phân xưởng cán tôn

E tc =500(lx)

-Nhóm 2: khu vực văn phòng,phòng giám đốc,phòng phó giám đốc1 và 2,

phòngTCHC,phòng kĩ thuật,phòng vật tư, phòng tài vụ,hội trường;

E tc= 300 (lx)

-Nhóm 3: kho dụng cụ,kho vật tư,nhà xe;nhà bảo vệ E tc= 150 (lx)

-Nhóm 4 ; wc tầng 2(x2),wc phân xưởng(x2),hành lang tầng 1 hành lang tầng2

d ) Chọn hệ sáng chiếu sáng: chung đều

e ) Chọn loại bóng đèn : Loại đèn metal halide(halogen kim loại) công suất lớn

■Công suất P đ = 250 W

■Quang thông đèn = 17000 ( lm )

■Quang thông của bộ đèn: BĐ = 1 17000 = 17000 (lm)

■L dọc max , L ngang max =1.7h tt

g ) Phân bố các loại đèn

■Đèn treo cách trần : h ’ = 2.5 ( m )

■Chọn độ cao làm việc : h ’’ = 0,8 ( m )

■Chiều cao đèn so với bề mặt làm việc : h tt = 10– 2.5-0.8 = 6.7( m )

■L dọc max , L ngang max =1.7h tt =1.7x6.7=11.39(m)

h ) Chỉ số địa điểm

2.42 26)

(43 6.7

26 43

l) Xác định quang thông tổng

  lm 0,6958

1,35 1118 500 U

d S

1084578.90 N

Bộđèn

Tổng Bộđèn

%100%

1084578.90

17000 64

N

%

Tổng

Tổng 1bộđèn

Bộđèn

3.090

.1084578

Kết luận : Độ sai lệch quang thơng nằm trong phạm vi cho phép (-10%  20% )

p ) Kiểm tra độ rọi trung bình

  Lx 501.72 1,35

1118

0,696

17000

64 D

S

U

N

Vậy : E tb = 501.72 ( Lx ) > 500 ( Lx )  Độ rọi đạt yêu cầu

*Tính tốn tương tự cho các phịng khác,các hệ số lựa chọn đều giống như trên,kết quả tính tốn được đưa vào bảng

Bảng 2.1

d ) Chọn hệ sáng chiếu sáng chung đều

e ) Chọn loại bóng đèn : Loại đèn huỳnh quang Haut rendement claudlux trắng nong

■Quang thông của bộ đèn: BĐ = 2 3450 = 6900 (lm)

■Công suất của bộ đèn : P BĐ = P đ + P ballast = 36 + (0,25 36 ) = 45(W)

(10 3,2

13 10





i ) Hệ số bù : Ta tra bảng 6 trang 26 giáo trình hướng dẫn đồ án mơn học thiết kế cung cấp điện của PHAN THỊ THANH BÌNH - PHAN THỊ THU VÂN – DƯƠNG LAN HƯƠNG ) , ta được d = 1,25 ( Phịng ít bụi , đèn huỳnh quang )

j ) Tỷ số treo : Ta cĩ tỷ số treo J = 0 vì h ’ = 0 ( Đèn treo sát trần )

l) Xác định quang thơng tổng

  lm 0,631

1,25 130 300 U

d S

2

77258.32 N

%100%

77258.32

3450 2 12

N

%

Tổng

Tổng 1bộđèn

Bộđèn

1.732

.77258

Kết luận : Độ sai lệch quang thông nằm trong phạm vi cho phép (-10%  20% )

p ) Kiểm tra độ rọi trung bình

  Lx 1,25

x 130

0,631 3450 2 12 D

S

U

N

Vậy : E tb = 321.52 ( Lx ) > 300 ( Lx )  Độ rọi đạt yêu cầu

*Tính toán tương tự cho các phòng khác,các hệ số lựa chọn đều giống như trên,kết quả tính toán được đưa vào bảng