đề tài XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỆN & ĐIỀU KHIỂN CHO DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

ĐỒ ÁN LIÊN MÔN 3 NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỆN & ĐIỀU KHIỂN CHO DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP,đề tài XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỆN & ĐIỀU KHIỂN CHO DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP, tiểu luận KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HOÁ đề tài XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỆN & ĐIỀU KHIỂN CHO DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Trong những thập niên gần đây, ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm nước nói riêng đang trở thành mối lo chung của nhân loại. Vấn đề ô nhiễm môi trường và bảo vệ sự trong sạch cho các thủy vực hiện nay đang là những vấn đề cấp bách trong qua trình phát triển xã hội khi nền kinh tế và khoa học kỹ thuật đang tiến lên những bước dài. Để phát triển bền vững chúng ta cần có những biện pháp kỹ thuật hạn chế, loại bỏ các chất ô nhiễm do hoạt động sống và sản xuất thải ra môi trường. Một trong những biện pháp tích cực trong công tác bảo vệ môi trường và chống ô nhiễm nguồn nước là tổ chức thoát nước và xử lý nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Loại nước thải này chứa hàm lượng lớn các chất lơ lửng, Cacbon, Nitơ, Photpho dễ gây ô nhiễm môi trường.Trong điều kiện khí hậu Việt Nam chúng nhanh chóng bị phân hủy gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Vì vậy, cần phải xử lý trước khi xả vào nguồn tiếp nhận, nếu không sẽ tác động đến môi trường xung quanh do việc phát sinh các chất thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường. Đề tài “Xây dưng hệ thống điện và điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải”, được thực hiện nhằm giải quyết vấn đề đang tồn tại trong việc xử lý nước thải

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN LIÊN MÔN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỆN & ĐIỀU KHIỂN CHO DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn: TS NGUYỄN KIM ÁNH TS NGUYỄN VĂN TẤN TS VÕ QUANG SƠN Nhóm thực hiện: 18.37A.1 Đà Nẵng, 8/2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc -Δ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN LIÊN MÔN (PBL3) XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Thơng tin nhóm Sinh viên: STT Họ tên Trần Phước Đức Phan Nguyễn Nhật Tân Phạm Tuấn Vương Lê Hồng Phong Nguyễn Duy Phát Nguyễn Duy Tùng MSSV 105180449 105180476 105180488 105180469 105180468 1061804 Nhóm (lớp) Ghi NT Tập thể HS: TS Nguyễn Kim Ánh; ThS Nguyễn Văn Tấn; TS Võ Quang Sơn Tên đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp Nội dung chính: a) Mơ tả quy trình cơng nghệ hệ thống (bản vẽ cơng nghệ có bố trí thiết bị, nguyên lý làm việc, chế độ vận hành bình thường, chế độ lỗi có); b) Nghiên cứu lựa chọn điều khiển; thiết bị vận hành, cảm biến, thiết bị thị cấu chấp hành; phân chia kênh vào/ra; thiết kế sơ đồ mạch điện điều khiển; c) Thiết kế sơ đồ mạch trung gian, mạch động lực có tích hợp thiết bị bảo vệ; d) Thiết kế cung cấp điện cho toàn dây chuyền (kể chống sét, tiếp địa,…); e) Xây dựng thuật toán (kèm theo giải thích); viết chương trình điều khiển (kèm theo giải thích), mơ phân tích kết Bản vẽ: 02 bảng A0 (hoặc A1), cụ thể vẽ thể hiện: a) Sơ đồ c.nghệ hệ thống, phân kênh, mạch điện điều khiển, thuật toán điều khiển b) Sơ đồ mạch trung gian, mạch động lực mạch cung cấp điện cho toàn hệ thống Thuyết minh tài liệu tham khảo: Thuyết minh theo mẫu cung cấp danh mục tài liệu tham khảo, link trang web,… Đà Nẵng, ngày 07 tháng 01 năm 2021 GV hướng dẫn GV hướng dẫn GV hướng dẫn Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp Nguyễn Kim Ánh Nguyễn Văn Tấn Võ Quang Sơn MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC BẢNG .0 DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU .2 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Ý nghĩa thực tiễn .2 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XLNT NHÀ MÁY BIA .3 2.1 Quy trình Cơng nghệ 2.2 Nguyên lý làm việc 2.2.1 Vùng – Bể thu gom lắng cát 2.2.2 Vùng – Bể cân 2.2.3 Vùng – Bể trung hòa 2.2.4 Vùng – Bể lắng I 2.2.5 Vùng – Aerotank 2.2.6 Vùng – Bể lắng II 2.2.7 Vùng – Bể khử trùng 10 2.3 Yêu cầu thiết kế .11 2.4 Tính tốn mặt 11 2.4.1 Lưu lượng nước thải 11 2.4.2 Tính tốn kích thước bể .12 2.4.3 Bản vẽ thiết kế mặt 16 2.4.4 Thống kê tính tốn kích thước bể 17 CHƯƠNG 3: CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH 18 GVHD: Nguyễn Kim Ánh Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp 3.1 Các loại cảm biến 18 3.1.1 Cảm biến Phao 18 3.1.2 Cảm biến đo độ pH 20 3.1.3 Cảm biến đo độ đục nước .23 3.1.4 Cảm biến mức bùn .24 3.2 Các cấu chấp hành 26 3.2.1 Máy bơm chìm .26 3.2.2 Máy khuấy chìm 27 3.2.3 Máy sục khí 28 3.2.4 Van điện từ 29 3.3 Tính tốn cơng suất cấu chấp hành .31 3.3.1 Vùng – Bể cân 31 3.3.2 Vùng – Bể trung hòa 33 3.3.3 Vùng – Bể lắng I .35 3.3.4 Vùng – Bể Aerotank 37 3.3.5 Vùng – Bể lắng II 38 3.3.6 Vùng – Bể khử trùng 38 3.3.7 Thống kê tính tốn cơng suất cấu chấp hành 39 3.3.8 Thống kê lựa chọn cấu chấp hành 39 CHƯƠNG 4: BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC VÀ THIẾT KẾ MẠCH 41 4.1 Lựa chọn điều khiển 41 4.1.1 Giới thiệu điều khiển FX3U 41 4.1.2 Lựa chọn điều khiển 41 4.1.3 Bộ điều khiển FX3U-64MR/ES-A 41 4.1.4 Module mở rộng FX3U-4AD-ADP 42 4.2 Phân kênh vào/ra .43 GVHD: Nguyễn Kim Ánh Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ THUẬT TỐN CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 46 5.1 Lưu đồ thuật toán .46 5.2 Chương trình SFC 50 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN PHỤ TẢI CHO NHÀ MÁY 60 6.1 Xác định phụ tải tính tốn 60 6.2 Dữ liệu tính tốn 60 6.2.1 Phụ tải tính tốn: Ptt .60 6.2.2 Công suất đặt hệ số nhu cầu 60 6.3 Tính tốn phụ tải vùng 61 6.3.1 Tính tốn cơng suất phụ tải vùng 61 6.3.2 Tính tốn cơng suất phụ tải vùng 61 6.3.3 Tính tốn cơng suất phụ tải vùng 61 6.3.4 Tính tốn cơng suất phụ tải vùng 62 6.3.5 Tính tốn cơng suất phụ tải vùng 62 6.3.6 Tính tốn cơng suất phụ tải vùng 62 6.3.7 Tính tốn cơng suất tổng phụ tải 63 CHƯƠNG 7: PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 64 7.1 Tiêu chí cung cấp điện .64 7.2 Phương áp cung cấp điện 64 7.3 Sơ đồ nguyên lý .65 7.4 Sơ đồ dây cho toàn hệ thống 65 CHƯƠNG 8: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ĐIỆN .66 8.1 Tính chọn trạm biến áp 66 8.1.1 Vị trí đặt trạm biến áp 66 8.1.2 Chọn công suất máy biến áp 66 8.2 Tính chọn thiết bị bảo vệ trung áp 66 GVHD: Nguyễn Kim Ánh Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp 8.2.1 Tính tốn ngắn mạch 66 8.2.2 Tính chọn dao cách ly 67 8.2.3 Tính chọn cầu chì 67 8.3 Tính chọn máy biến dịng 67 8.4 Tính chọn tiết diện dây dẫn .68 8.4.1 Phương pháp tính chọn tiết điện dây dẫn 68 8.4.2 Tính chọn tiết điện dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép 69 8.4.3 Tính chọn tiết điện dây dẫn từ đường dây 22kV tới trạm biến áp 70 8.4.4 Tính chọn dây dẫn từ máy biến áp đến tủ điện phân phối 71 8.4.5 Tính chọn dây dẫn từ tủ điện phân phối đến tủ động lực 71 8.4.6 Tính chọn dây dẫn từ tủ động lực I đến phụ tải .71 8.4.7 Tính chọn dây dẫn từ tủ động lực II đến phụ tải 71 8.4.8 Tính chọn dây dẫn từ tủ động lực III đến phụ tải 72 8.4.9 Tính chọn dây dẫn từ tủ động lực IV đến phụ tải 72 8.4.10 Tính chọn dây dẫn từ tủ động lực V đến phụ tải 72 8.4.11 Kiểm tra sụt áp đường dây phần mềm Etap .72 8.5 Tính chọn Aptomat 74 8.5.1 Tính toán ngắn mạch 74 8.5.2 Chọn aptomat tủ điện phân phối 76 8.5.3 Chọn aptomat tủ điện động lực I 76 8.5.4 Chọn aptomat tủ điện động lực II 76 8.5.5 Chọn aptomat tủ điện động lực III .77 8.5.6 Chọn aptomat tủ điện động lực IV .77 8.5.7 Chọn aptomat tủ điện động lực V 77 8.6 Tính chọn Contactor 78 8.6.1 Chọn contactor tủ điện động lực I .78 8.6.2 Chọn contactor tủ điện động lực II 79 GVHD: Nguyễn Kim Ánh Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp 8.6.3 Chọn contactor tủ điện động lực III .79 8.6.4 Chọn contactor tủ điện động lực IV .79 8.6.5 Chọn contactor tủ điện động lực V 80 8.7 Tính chọn Relay 80 8.7.1 Chọn relay tủ điện động lực I 81 8.7.2 Chọn relay tủ điện động lực II .81 8.7.3 Chọn relay tủ điện động lực III 81 8.7.4 Chọn relay tủ điện động lực IV 82 8.7.5 Chọn relay tủ điện động lực V .82 8.8 Mô eTAP 82 CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ HỆ TỦ BÙ VÀ HỆ CHỐNG SÉT, TIẾP ĐỊA 93 9.1 Tính tốn tủ bù để nâng cao hệ số công suất 93 9.1.1 Lợi ích việc nâng cao hệ số công suất 93 9.1.2 Tính tốn bù cơng suất phản kháng .93 9.2 Hệ thống nối đất cho máy biến áp nhà máy 94 9.2.1 Tác dụng nối đất 94 9.2.2 Các loại nối đất 95 9.2.3 Hệ thống nối đất an toàn .96 9.2.4 Chọn hệ thống nối đất cho máy biến áp tủ động lực .98 9.2.5 Thiết kế hệ thống nối đất .98 9.3 Thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét 101 9.3.1 Hệ thống bảo vệ chống sét 101 9.3.2 Tình tốn hệ thống chống sét .102 CHƯƠNG 10: KẾT LUẬN 107 10.1 Sơ đồ nguyên lý cấp điện chi tiết 107 10.2 Đánh giá, nhận xét .107 TÀI LIỆU THAM KHẢO .108 GVHD: Nguyễn Kim Ánh Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp GVHD: Nguyễn Kim Ánh DANH SÁCH CÁC BẢNG DANH SÁCH HÌNH VẼ Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT Ký tự viết tắt Nghĩa từ MBA Máy biến áp XLNT Xử lý nước thải MCB Miniature Curcuit Breaker MCCB Moulded Case Curcuit Breaker KCN Khu công nghiệp GVHD: Nguyễn Kim Ánh Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp Vùng Bể lắng II Vùng Bể lắng II Máy bơm bùn Máy khuấy CLO 1 TỔNG 0.8 0.95 1.3 1.27 1.83 1.11 0.7 0.95 2.4 2.31 3.33 2.19 0.721 60.8 58.41 84.28 14 Bảng 9.2 Tra bảng PL6.2, chọn tủ bù DAE YEONG chế tạo Qb (kVAr) Dung lượng Mã hiệu Số lượng (máy) Máy bơm 6.28 7.5 DLE-4J7,5K5T Máy sục khí 4.24 DLE-4J5K5T 1 Máy khuấy 7.87 DLE-4J5K5T 2.26 DLE-4J5K5T 2.26 DLE-4J5K5T 10.75 12 DLE-4J12K5T 1.16 DLE-4J5K5T 2.25 DLE-4J5K5T Vùng STT Vùng Bể cân Vùng Bể trung hòa Vùng Bể lắng I Vùng Bể Aerotank Vùng Bể lắng II Vùng Bể lắng II Vị trí Máy khuấy bazo Máy khuấy axit Máy khuấy Máy bơm bùn Máy khuấy PAC Máy sục khí 1.64 DLE-4J5K5T Máy khuấy 10.71 12 DLE-4J12K5T Máy bơm 4.36 DLE-4J5K5T 1.18 DLE-4J5K5T 2.26 DLE-4J5K5T 1 Máy bơm bùn Máy khuấy CLO TỔNG 14 9.2 Hệ thống nối đất cho máy biến áp nhà máy 9.2.1 Tác dụng nối đất Chọn lựa cách thức nối đất kéo theo biện pháp cần thiết để đảm bảo chống chạm điện GVHD: Nguyễn Kim Ánh 96 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải cơng nghiệp Ba tiêu chí lựa chọn độc lập: - Các loại kết nối hệ thống điện (thường dây trung tính) phần tiếp xảy với điện cực đất Dây bảo vệ riêng dây bảo vệ dây trung tính chung dây Việc sử dụng thiết bị đóng cắt có bảo vệ cố chạm đất dòng cố lớn sử dụng thêm rơle có khả phát dịng rị nhỏ Các sơ đồ nối đất chuẩn có ưu, nhược điểm sau: - - - Sự kết nối vỏ thiết bị dây trung tính với dây bảo vệ PE làm giảm áp đẳng thế, làm tăng dòng rò Dây bảo vệ riêng tốn hơn, có tiết diện nhỏ, nhiễu sinh độ sụt áp sóng hài so với dây trung tính Dịng rị khơng xuất vật dẫn tự nhiên Việc lắp đặt rơ le bảo vệ chống dòng rò thiết bị giám sát cách điện xác cho phép phát cố trước xảy thiệt hại nặng (động cơ, hoả hoạn, điện giật) Sự bảo vệ bổ sung thêm độc lập thay đổi cài đặt hữu Các loại nối đất thường thực hệ thống cọc thép (hoặc đồng) đóng vào đất ngang hệ thống - cọc nối liền chôn đất độ sâu định 9.2.2 Các loại nối đất Theo chức loại nối đất, chia làm loại sau đây: Nối đất an toàn: nhằm đảm bảo an toàn cho người Nối đất an toàn nối tất phận kim loại TBĐ hay kết cấu kim loại mà cách điện bị hư hỏng xuất điện áp xuống hệ thống nối đất Nối đất chống sét: đảm bảo an toàn cho TBĐ Nối từ phận thu sét xuống đất Cả loại nối đất gọi nối đất bảo vệ Nối đất làm việc: nhằm đảm bảo điều kiện làm việc bình thường cho TBĐ số phận TBĐ theo chế độ qui định sẵn, loại nối đất bắt buộc để đảm bảo điều kiện vận hành hệ thống Nối đất an toàn nối dất làm việc dùng chung trang bị nối đất Nối đất chống sét phải dùng trang bị nối đất riêng biệt phải đặt cách trang bị nối đất an tồn làm việc 5m GVHD: Nguyễn Kim Ánh 97 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp Các loại nối đất thường thực hệ thống cọc thép (hoặc đồng) đóng vào đất ngang hệ thống - cọc nối liền chôn đất độ sâu định 9.2.3 Hệ thống nối đất an toàn 9.2.3.1 Hệ thống nối đất kiểu TN Trong hệ thống nối đất kiểu TN, phần nguồn nối đất sơ đồ TT Trong mạngcả vỏ kim loại vật dẫn tự nhiên lưới nối với dây trung tính Đối vớihệ thống nối đất kiểu TN có phương án lựa chọn sau: Sơ đồ TN-C: Dây trung tính dây bảo vệ nối chung với gọi làdây PEN Hình 9.1 Hệ thống nối đất kiểu TN-C 9.2.3.2 Sơ đồ TN-C Dây trung tính dây bảo vệ gọi PEN (Protective Earth Neutral) Sơ đồ không phép sử dụng cho dây nhỏ 10 cho Cu 16 (AI) thiết bị xách tay Sơ đồ TN-C đòi hỏi đẳng hiệu lưới với nhiều điểm nối đất lặp lại, dây bảo vệ dây trung tính, nên đồng thời mang dịng thời điểm khơng cân pha dịng hài bậc (và bội số 3) Dây PEN phải nối với điện cực nối đất mạng Đặc điểm hệ thống TN-C là: - Trong hệ thống TN-C dây trung tính dây bảo vệ gọi chung dây PEN - Sử dụng nhiều điểm nối đất lặp lại để đảm bảo dây PEN tiếp đất trường hợp GVHD: Nguyễn Kim Ánh 98 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải cơng nghiệp - Dịng cố điện áp tiếp xúc lớn nên cần trang bị thiết bị bảo vệ tự động ngắt nguồn có cố hỏng cách điện - Trong điều kiện bình thường, vỏ thiết bị, đất trung tính có điện - Khi hư hỏng cách điện, dòng cố gây độ sụt áp nguồn, nhiễu điện từ lớn khả gây cháy cao - Trong trường hợp tải không đối xứng, dây PEN xuất dòng điện Dòng điện gây nhiễu cho máy tính hay hệ thống thông tin 9.2.3.3 Sơ đồ nối dây TN-S Dây trung tính dây bảo vệ bố trí riêng biệt Đối với phương án dùng cáp có vỏ bọc chì dây bảo vệ thường vỏ chì cáp Hệ thống nối đất dạng TN-S bắt buộc mạch có tiết diện dây nhỏ 10 16 (Cu) (Al) Hình 9.2 Hệ thống nối đất kiểu TN-S Đặc điểm hệ thống TN-S: Dòng cố điện áp tiếp xúc lớn nên cần trang bị thiết bị bảo vệ tự động ngắt nguồn cú cố hỏng cách điện Dây PE tách biệt với dây trung tính, khơng nối đất lặp lại tiết diện dây PE thường xác định theo dịng cố lớn xảy Trong điều kiện làm việc bình thường, khơng có sụt áp dịng điện dây PE nên tránh hiểm họa cháy nhiễu điện từ 9.2.3.4 Sơ đồ nối dây TN-C-S Sơ đồ TN-C sơ đồ TN-S sử dụng lưới Trong sơ đồ TN-S, sơ đồ TN-C (4 dây) không sử dụng sau sơ đồ TN-S (5 dây), bất GVHD: Nguyễn Kim Ánh 99 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp kỳ gián đoạn dây trung tính phía trước dẫn đến gián đoạn dây dẫn bảo vệ phía sau điều nguy hiểm Hình 9.3 Hệ thống nối đất kiểu TN-C-S 9.2.4 Chọn hệ thống nối đất cho máy biến áp tủ động lực Việc lựa chọn hệ thống nối đất thích hợp cho cơng trình thường vào yếu tố sau: - An toàn chống điện giật An toàn chống hỏa hoạn điện Bảo vệ chống áp Bảo vệ chống nhiễu điện từ Tính liên tục cung cấp điện Hệ thống nối đất TN-S có điểm trung tính máy biến áp nối đất lần đầu vào lưới Cỏc CB, cầu chì, RCD tự động cắt điện hư hỏng cách điện bảo vệ chống chạm điện tách biệt với bảo vệ ngắn mạch Kết luận: Vậy ta chọn hệ thống nối đất TN-S để làm hệ thống nối đất cho trạm biến áp tủ động lực phù hợp 9.2.5 Thiết kế hệ thống nối đất Bảng 9.3 Điện trở suất (Ω.m) cho loại đất khác Loại đất GVHD: Nguyễn Kim Ánh Điện trở suất ( Đất lầy, đầm lầy 1-30 Đất bồi, phù sa 20-100 Đất mùn 10-150 Than bùn 5-100 Đất sét mềm 50 ) 10 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp Đất sét cứng, macno 100-200 Macno ký Hura 30-40 Sét cát 50-500 Cát Sillic 200-300 Đất đá 1500-3000 Đất tảng có đá sỏi 300-500 Vì điện trở suất đất thay đổi theo mùa, cần phải nhân thêm hệ số thay đổi giá trị giá trị điện trở suất đất (hay gọi hệ số mùa) Loại nối đất Loại điện cực Độ chơn sâu Nối đất an tồn Cọc thẳng đứng 0.8m Hệ số mùa ( đất khô) 1.4 Hình 9.4 Cọc tiếp đất Cọc tiếp đất cọc thép mạ đồng, có đường kính d = 20mm, dài l = 3m, độ chôn sâu = 0.8m, khoảng cách hai cọc a = 5m Hình 9.5 Hệ thống nối đất an toàn GVHD: Nguyễn Kim Ánh 10 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp Điện trở nối đất yêu cầu cho hệ thống nối đất cần đạt được: Theo hệ thống điện tòa nhà - Bảo vệ an toàn điện, loại MBA có cơng suất điện trở nối đất u cầu là: Điện trở suất đất: Tại cơng trình thuộc đất phù sa nên Giả sử, thời điểm đo: = 20 - 100 Ωm = 50 Ωm Dây nối đất, nối hai cọc dây đồng trần có tiết diện 70 Trong đó: l : Chiều dài cọc tiếp đất, l = 2,5 m d : Đường kính cọc tiếp đất, d = 20 mm = 0,02 m t : độ chơn sâu tính từ cọc Ước lượng sơ số cọc cần lắp đặt: (cọc) Giả sử hệ thống nối đất có cọc nối đất, dây nối chúng có điện trở khơng đáng kể Ta có thơng số sau: n = 6, cách cọc) = 21.7 Ω, tỷ số (a khoảng Bảng 9.4 Bảng Hệ số sử dụng cọc Số cọc chôn thẳng đứng Tỉ số I Các cọc đặt thành dãy 0.78 0.80 0.86 0.92 0.91 0.95 0.74 0.77 0.83 0.87 0.88 0.92 0.70 0.74 0.81 0.86 0.87 0.90 GVHD: Nguyễn Kim Ánh 10 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp 0.63 0.72 0.77 0.83 0.83 0.88 10 0.59 0.62 0.75 0.75 0.81 0.82 15 0.54 0.52 0.70 0.64 0.78 0.74 20 0.49 0.40 0.68 0.56 0.77 0.68 30 0.43 0.31 0.65 0.46 0.75 0.58 0.69 0.45 0.78 0.55 0.85 0.70 0.62 0.40 0.73 0.48 0.80 0.64 0.58 0.36 0.71 0.43 0.78 0.60 10 0.55 0.34 0.69 0.40 0.76 0.56 20 0.47 0.27 0.64 0.32 0.71 0.47 30 0.43 0.24 0.60 0.30 0.68 0.41 50 0.40 0.21 0.56 0.28 0.66 0.37 70 0.38 0.20 0.54 0.26 0.64 0.35 100 0.35 0.19 0.52 0.24 0.62 0.33 II Cọc đặt theo chu vi mạch vòng Tra bảng ta hệ số sử dụng cọc: + Điện trở nối đất: cọc đặt theo chu vi mạch vịng khơng đạt + Tăng số cọc lên 7: khơng đạt + Tăng số cọc lên 8: đạt Vậy chọn số cọc cọc 9.3 Thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét 9.3.1 Hệ thống bảo vệ chống sét Thế tượng sét – tia sét: sét hay tia sét tượng phóng điện khí đám mây đất hay đám mây mang điện tích trái dấu, đơi cịn xuất trận phun trào núi lửa hay bão bụi cát Khi phóng điện khí tia sét di chuyển với tốc độ 36.000 km/s điện áp lên đến hàng triệu volt Hậu sét tạo ra: Sét đánh trực tiếp vào đừờng dây tải điện gây tựợng: Làm gián đoạn việc cấp điện, làm ngắn mạch, chạm đất pha các thiết GVHD: Nguyễn Kim Ánh 10 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp bị điện tượng điện áp gây hỏng cách điện thiết bị Dòng điện sét gây tác dụng nhiệt, cơ, từ làm chết người, hư hại tài sản Cấu tạo hệ thống chống sét cơng trình Kim thu sét: Gồm kim thường kim thu tiên đạo Dây dẫn sét: Nối từ kim thu sét xuống hộp kiểm tra dẫn xuống hệ thống cọc tiếp đất Hộp kiểm tra: Dùng để thường xuyên đo điện trở tiếp đất chống sét Thanh dẫn: Thép dẹt đồng dẹt nối cọc tiếp đất với phương pháp hàn thường, hàn kewell kẹp chuyên dùng dây dẫn đống trần Cọc tiếp đất: Bằng cọc thép mạ đồng, thép,… Phụ kiện: Chân đỡ kim thu, kẹp cáp, kẹp cáp cọc 9.3.2 Tình tốn hệ thống chống sét 9.3.2.1 Thiết kế hệ thống nối đất chống sét cho tòa nhà Điện trở nối đất yêu cầu Điện trở suất đất: Tại cơng trình thuộc đất phù sa nên Giả sử thời điểm đo: Loại nối đất Loại điện cực Độ chơn sâu Nối đất an tồn Cọc thẳng đứng 0,8m Hệ số mùa ( đất khô) 1,4 Điện trở tản cọc : Điện trở tản xung kích cọc nối đất chống sét: Trong đó: : hệ số xung kích cọc : điện trở tản xoay chiều cọc : điện trở tản xung kích cọc GVHD: Nguyễn Kim Ánh 10 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp Giả sử dịng sét: Hình 9.6 Giá trị hệ số xung kích Hệ số nối đất có n cọc giống hệt (Điện trở dây nối chúng bỏ qua) ghép song song cách đoạn L điện trở xung kích tổ hợp tính theo cơng thức sau: Trong đó: : Điện trở xung kích cọc : Hệ số xung kích tổ hợp Số cọc cần lắp đặt: Giả sử hệ thống nối đất chống sét có cọc nối đất, dây nối chúng có điện trở không đáng kể: n = 3, = 15.2 Ω, tỷ số Hệ số sử dụng xung kích cọc: = 0.75 Điện trở nối đất: GVHD: Nguyễn Kim Ánh 10 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp ( Đạt ) Vậy số cọc cần lắp đặt cọc 9.3.2.2 Chọn dây dẫn từ kim xuống cọc Lấy dây dẫn sét từ kim thu sét tới cọc dây đồng: Cu - 70 /PVC 9.3.2.3 Tính toán kim thu sét Phương pháp dùng kim thu sét tiên đạo (Kim thu sét ESE) Nguyên lý hoạt động kim thu sét: Hoạt động dựa nguyên lý làm thay đổi trường điện từ xung quanh cấu trúc cần bảo vệ thông qua việc sử dụng vật liệu áp điện Cấu trúc đặc biệt ESE tạo gia tăng cường độ điện trường chỗ, tạo thời điểm kích hoạt sớm, tăng khả phát xạ ion, nhờ tạo điều kiện lý tưởng cho việc phát triển phóng điện sét Cấu tạo gồm phận chính: Đầu thu: Đầu nhọn làm thép khơng rỉ có nhiệm vụ phát xạ ion, nối tới điện cực kích điện Đầu thu làm nhiệm vụ bảo vệ thân kim Thân kim: làm đồng inox Thân kim nối với điện cực chống sét Bộ kích thích điện áp: làm ceramic đặt thân kim ngăn cách điện nối với đỉnh nhọn phát xạ ion cáp cách điện cao áp Hình 9.7 Bán kính bảo vệ kim thu sét ESE Bán kính bảo vệ kim thu sét ESE tính sau: Trong : GVHD: Nguyễn Kim Ánh 10 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải cơng nghiệp : Bán kính bảo vệ theo phương ngang (m) h : Chiều cao đầu kim thu sét so với mặt phẳng bảo vệ (m) D : Chiều cao ảo tăng thêm chủ động phát xung kim thu sét D tương ứng với mức an toàn Mức an toàn cao (cấp 1): D = 20 m Mức an tồn trung bình (cấp 2): D = 45 m Mức an toàn tiêu chuẩn (cấp 3): D = 60 m ∆L: Độ lợi khoảng cách phóng tia tiên đạo ∆L = v.∆T, với v (μs) vận tốc phát triển tia tiên đạo thường lấy v=1,1μs ∆T : thời gian phóng điện sớm tùy thuộc vào loại đầu kim hang (10μs, 14 μs, 18μs, 25μs, 27μs, 30μs, 40μs, 44μs, 45μs, 50μs 60μs) Theo vẽ ta tính tốn bán kính bảo vệ theo phương ngang kim thu sét Rp sau: Chọn kim thu sét bảo vệ cho cơng trình: Để đảm bảo an toàn cho nhà máy ta chọn cấp bảo vệ cấp 1: D = 20 (m) ∆T = 30 μs ∆L = v.∆T = 1,1.30 = 33 (m) Với chiều cao cơng trình 5m, kim thu sét lặp đặt mặt cao nhà máy cao 5m Bảng 9.5 Tiêu chuẩn NFC-17102 GVHD: Nguyễn Kim Ánh 10 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp Tra bảng tiêu chuẩn NFC-17102, ta chọn Rp với bán kính tính ứng với độ cao h = m Rp = 78.58 GVHD: Nguyễn Kim Ánh 10 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp CHƯƠNG 10: KẾT LUẬN 10.1 Sơ đồ nguyên lý cấp điện chi tiết Hình 10.1 Sơ đồ nguyên lý cấp điện chi tiết 10.2 Đánh giá, nhận xét Có nhiều phương pháp khác để xử lý nước thải KCN, phương pháp có ưu điểm riêng Dựa vào điều kiện thực tế KCN, luận văn lựa chọn phương án tốt để áp dụng Đó sử dụng công nghệ xử lý sinh học sinh học hiếu khí Aerotank Bài báo cáo giúp người đọc hiểu cách điều khiển hệ thống thông qua lưu đồ thuật tốn chương trình điều khiển Chương trình điều khiển tùy vào người mà có nhiều cách viết khác nhau, mà hệ thống chạy theo mong muốn người sử dụng GVHD: Nguyễn Kim Ánh 10 Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Danh mục tài liệu tiếng việt [1] Đồ án “Thiết kế cung cấp điện chiếu sáng cho khách sạn đông - nha trang chuyên đề lượng mặt trời” – GVHD: TS Nguyễn Văn Tấn [2] Đồ án “Xây dựng Hệ thống điều khiển dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia” GVHD: TS Nguyễn Kim Ánh [3] Giáo trình “Hệ thớng cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và các nhà cao tầng” - Nguyễn Công Hiền và Nguyễn Mạnh Hoạch [4] “Etap ứng dụng phân tích hệ thống điện” – Võ Ngọc Điền Danh mục website Tính cơng suất máy bơm Tính cơng suất máy sục khí Tính cơng suất máy khuấy chìm GVHD: Nguyễn Kim Ánh 11 ... Ánh Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp GVHD: Nguyễn Kim Ánh DANH SÁCH CÁC BẢNG DANH SÁCH HÌNH VẼ Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây. .. Tên đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp Nội dung chính: a) Mơ tả quy trình công nghệ hệ thống (bản vẽ công nghệ có bố trí thiết bị, ngun lý làm... việc GVHD: Nguyễn Kim Ánh Đề tài: Xây dựng hệ thống điện điều khiển cho dây chuyền xử lý nước thải công nghiệp Nước thải sau xử lý bể Aerotank bơm qua bể lắng II Nước thải bơm qua kèm theo bùn