0835THIẾT KẾ CUNG CÁP ĐIỆN CHO CÔNG TY MAY MẠC THĂNG LONG

TR NG I H C M THÀNH PH H KHOA XÂY D NG VÀ I N …… CHÍ MINH …… ÁN T T NGHI P K S NGÀNH I N THI T K CUNG C P I N CHO CÔNG TY MAY M C TH NG LONG GVHD : SVTH : MSSV : TS.PHAN QU C D NG PHẠM NGỌC TRƯỜNG 20702039 TP H Chí Minh Tháng - 2012 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD:TS.PHAN QU C D NG LỜI MỞ ĐẦU Ngày , để đưa đất nước thoát khỏi tình trạng lạc hậu thành nước công nghiệp phát triển đòi hỏi đóng góp nhiều lónh vực, ngành công nghiệp mũi nhọn Chính mà điện ngày đóng vai trò quan trọng kinh tế quốc dân Do lượng điện tiêu thụ nước ngày gia tăng Điện định phần lớn tốc độ công nghiệp hóa đại hóa Mặt khác công ty , xí nghiệp lượng điện cần đưa vào sử dụng lớn , để tiết kiệm điện sinh hoạt , sản xuất mà đảm bảo số lượng sản phẩm cung ứng với người tiêu thụ cần có biện pháp tiết kiệm điện mức thấp Thực tế, hệ thống điện có vấn đề cần xử lý nhằm mang tính ổn định liên tục cho người sử dụng Để tránh cố xảy thiết kế mạng điện hạ áp phải kỹ thuật đảm bảo an toàn Do thời gian có hạn nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, kính mong quý thầy cô góp phần sửa chữa nhằm cố thêm kiến thức cho em TP Hồ Chí Minh, 16 tháng năm 2011 Sinh viên thực PH M NG C TR NG SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD:TS.PHAN QU C D NG LỜI CÁM ƠN Đồ án tốt nghiệp đánh dấu kết thúc trình đào tạo Giảng đường Đại Học, đồng thời mở chân trời mới, hành trang giúp em bước vào đời Để đạt kiến thức ngày nay, phấn đấu thân công ơn sinh thành, dưỡng dục cha mẹ dạy dỗ Thầy cô, quan tâm giúp đỡ bạn bè Em xin chân thành cảm ơn giảng dạy giúp đỡ Thầy cô khoa kỹ thuật công nghệ nói chung vàThầy cô môn cung cấp điện nói riêng tận tình truyền đạt cho em kinh nghiệm q báu suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Thầy PHAN QU C D NG hết lòng giúp đỡ bảo em suốt trình làm đồ án Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thân yêu gia đình tạo điều kiện, giúp đỡ, động viên hoàn thành đồ án tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn đến tất bạn bè giúp đỡ trình làm đồ án TP Hồ Chí Minh, 16 tháng 12 năm 2011 Sinh viên thực PH M NG C TR NG SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD:TS.PHAN QU C D NG MUÏC LUÏC Trang B n giao đ án t t nghi p Lời nói đầu Nhận xét giáo viên hướng dẫn L ic m Mục lục Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT ĐỀ TÀI I Đặt vấn đề II Giới hạn đề tài III Muïc đích đề tài IV Thể thức thực đề tài Chương 2:Giới thiệu chung công ty may mặc Thuận Phương I Chức nhiệm vụ công ty II Sơ đồ tổ chức qui trình sản xuất III Những đặc điểm mạng điện công ty IV Bảng liệt kê danh sách thiết bị Chương 3:Xác định nhu cầu điện cho công ty A Xác định phụ tải tính toán .7 I Xác đ nh tâm phụ tải C s lý thuy t Xác đ nh tâm phụ tải Phân nhóm ph t i II.Ph t i tính tốn 13 Khái ni m chung 13 Ph ng pháp xác đ nh Ph t i tính tốn 14 Tính toán phụ tải cho nhóm 17 B Thieát keá chiếu sáng 26 I Cơ sở lý thuyeát 26 Tầm quan trọng hệ thống chiếu sáng 26 Yêu cầu hệ thống chiếu sáng 26 II Phương pháp tính toán 26 Chọn nguồn sáng 26 Lựa chọn hệ thống chiếu sáng 27 Chọn thiết bị chiếu sáng 27 Hạn chế lóa mắt 27 Lựa chọn độ rọi theo yêu caàu 28 Lựa chọn chiếu sáng treo neon 28 III Tính toán cụ thể 28 Phương pháp quang thông 28 Phương pháp số địa điểm 29 Phương pháp điểm 29 IV Tính toán thiết kế chiếu sáng 30 SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD:TS.PHAN QU C D NG Khối văn phòng 30 Tính toán chiếu sáng cho khu B- phòng cắt vắt sổ 33 Tính toán chiếu sáng cho nhà kho 36 Tính toán chiếu sáng cho khu D- khu may 38 VI Tổng công suất chiếu sáng toàn công ty 44 1.Tổng công suất chiếu sáng khu văn phòng 44 2.Tổng công suất chiếu sáng khu B 45 Tổng công suất chiếu sáng khu D 45 Công suất chiếu sáng toàn xí nghiệp 45 Tổng công suất toàn xí nghiệp 45 Chương 4: Lựa chọn máy biến áp máy phát dự phòng .46 I Xác định tâm phụ tải 46 Lý thuyết 46 Tính toán đặt tủ động lực 47 II Lựa chọn vị trí đặt trạm biến áp 47 Khaùi quaùt chung 47 Các kiểu trạm 48 Chọn vị trí lắp đặt 48 Chọn máy biến áp 49 4.1 Chọn máy biến áp theo tải thường xuyên 49 4.2 Chọn máy biến áp theo tải cố 50 4.3 Chọn dung lượng máy biến áp 51 Chọn máy phát dự phòng 52 Chọn hệ thống ATS 53 III.Thiết kế bù công suất phản kháng 54 Đặt vấn đề 54 YÙ nghóa việc nâng cao hệ số công suất 54 Xaùc định vị trí đặt chọn dung lượng tụ bù 54 3.1 Vị trí lắp đặt 55 3.2 Tính toán chọn dung lượng bù 55 3.3 Xác định điện trở phóng điện 56 Chọn dây dẫn cho tụ 56 Chương 5: Tính toán chọn dây dẫn, CB, kiểm tra sụt áp, tính ngắn mạch 58 I Lựa chọn dây dẫn 58 Cơ sở lý thuyết 58 Tính toán chọn dây 59 II Kiểm tra sụt áp 65 Cơ sở lý thuyết 65 Tính sụt áp điều kiện bình thường 65 Tính sụt áp động khởi động 68 III Tính toán ngắn mạch 69 Cơ sở lý thuyeát 69 Tính toán 70 2.1 Tính ngắn mạch cao aùp 15KV 70 SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD:TS.PHAN QU C D NG 2.2 Tính ngắn mạch mạng hạ áp 71 IV Chọn thiết bị bảo vệ 77 Cơ sở lý thuyết 77 Choïn CB 78 Chương 6: Thiết kế an toàn điện 84 A Thiết kế nối đất .84 I Cơ sơ lý thuyết 84 II Lựa chọn sơ đồ nối ñaát 84 III Thiết kế nối đất 89 Đặc điểm 89 Tính toán điện trở nối đất 89 Tính toán nối đất cho nhà máy 91 B Thiết kế chống sét 98 I Cơ sở lý thuyết 98 II Bảo vệ sét đánh trực tiếp 98 III Tính toán chống sét cho xí nghiệp 98 Tính chiều cao cột thu sét phạm vi bảo vệ phân xưởng 98 Tính toán nối đất chống sét 102 KẾT LUẬN 105 Tài liệu tham khảo SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 ÁN T T NGHI P K S I N Ch GVHD: TS.PHAN QU C D NG ng 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT ĐỀ TÀI I Đặt vấn đề: Điện lực ngành công nghiệp mũi nhọn phục vụ cho tất ngành kinh tế đất nước nhu cầu sinh hoạt người dân Kinh tế quốc dân phát triển dân số ngày tăng Vì việc sử dụng điện an toàn, tiết kiệm không trách nhiệm quyền lợi người sử dụng điện trực tiếp mà trách nhiệm nhà quản lý Đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho Công ty may mặc Th ng Long ” em xuất phát từ nhu cầu thực tế tổ chức sản xuất Công ty, đảm bảo cung cấp điện liên tục, an toàn hiệu Phương án đưa nhằm mục đích đảm bảo chi phí vận hành thấp nhất, sử dụng điện tiết kiệm nhất, đồng thời phương án đưa đảm bảo thuận tiện cho việc lắp đặt, bảo hành sửa chữa mở rộng sản xuất cho tương lai II Giới hạn đề tài: Trong đề tài trình bày số nội dung sau: - Giới thiệu loại máy móc dùng điện công ty - Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho công ty - Thiết kế lựa chọn dây dẫn, thiết bị đóng cắt hợp lý - Chọn máy biến áp máy phát dự phòng - Xây dựng biện pháp bảo vệ an toàn cho người lao động cho toàn công ty III Mục đích đề tài: Mục tiêu thiết kế hệ thống điện đảm bảo cho công ty đủ điện sản xuất với chất lượng nằm phạm vi cho phép Hệ thống cung cấp điện cho sản xuất phải thoả mãn yêu cầu sau: a) Độ tin cậy cung cấp điện: Mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tuỳ thuộc vào tính chất yêu cầu phụ tải Với công trình quan trọng cấp quốc gia phải đảm bảo liên tục cung cấp điện mức cao nhất, nghóa với tình không để điện Những đối tượng kinh tế nhà máy, xí nghiệp, tổ hợp sản xuất tốt đặt máy phát điện dự phòng, điện lưới dùng điện máy phát cấp cho phụ tải quan trọng : lò, phân xưởng sản xuất chính,… b) Chất lượng điện: Chất lượng điện đánh giá qua hai tiêu tần số điện áp Chỉ tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điện quốc gia điều chỉnh Người thiết kế phải đảm bảo chất lượng điện cho khách hàng Nói chung, điện áp lưới trung áp hạ áp cho phép dao động quanh giá trị định mức ± 5% Ở xí nghiệp phân SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG xưởng yêu cầu chất lượng điện áp cao : nhà máy hóa chất, khí xác, điện tử cho phép dao động điện áp ± 2,5% c) An toàn cung cấp điện: Công trình cung cấp điện phải thiết kế có tính an toàn cao : an toàn cho người vận hành, người sử dụng an toàn cho thiết bị điện toàn công trình Người thiết kế việc tính toán xác, chọn dùng thiết bị khí cụ điện phải nắm vững qui định an toàn, hiểu rõ môi trường lắp đặt hệ thống cung cấp điện đặc điểm đối tượng cung cấp điện Ngoài ra, người thiết kế cần lưu ý cho hệ thống cung cấp điện thật đơn giản, dễ thi công, dễ vận hành, dễ phát triển đảm bảo vẻ mỹ quan IV Thể thức thực đề tài: Trong đồ án, phương thức tối ưu chọn đơn giản, lắp đặt thiết bị máy móc lắp đặt phù hợp với vốn đầu tư xí nghiệp Phân bố máy móc hợp lý, thuận tiện việc vận hành dễ sửa chữa Và cách thức bù cho xí nghiệp đạt hiệu cao SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG Ch ng 2: GI I THI U CHUNG V COÂNG TY MAY MẶC TH NG LONG Chức nhiệm vụ Công ty: Cơng ty may m c Th ng Long n m đ ng Lê Quý ôn , Ph ng , thành ph V ng Tàu, t nh Bà R a – V ng Tàu v i di n tích 8400 m2 , s d ng 1000 lao đ ng Công ty chuyên s n xu t m t hàng qu n áo cao c p xu t kh u Tuy nhiên công ty c ng s n xu t m t hàng qu n áo cung c p cho th tr ng n c Vi c xây d ng Công ty may đ a bàn thành ph V ng Tàu nh m đáp ng nhu c u c a ng i tiêu dùng t o đ c công n vi c làm cho nhi u lao đ ng, làm gi m n n th t nghi p đ ng th i góp ph n phát tri n công nghi p Xây d ng đ i ng cán b công nhân k thu t ti p thu đ c ti n b khoa h c công ngh m i, áp d ng công ngh tiên ti n Khai thác có hi u qu đ a dây chuy n vào s n xu t Công ty th c hi n nghiêm ch nh v an tồn lao đ ng, khơng gây nhi m môi tr ng đ làm nh h ng đ n khu v c lân c n S tin t ng c a khách hàng không ch d ng l i n ng l c uy tín c a Cơng ty mà cịn thơng qua sách xã h i c a Công ty th c hi n đ i v i ng i lao đ ng Môi tr ng làm vi c t t c đ n v , xí nghi p thành viên tr c thu c Công ty đ u đ c c i thi n, có h th ng thơng gió đ m b o thơng thống, s ch s an tồn Ng i lao đ ng đ c c p phát đ y đ trang b b o h lao đ ng, ph ng ti n s c u ban đ u, khám s c kh e đinh k hàng n m, đ c tham gia ch đ BHXH, BHYT, ch đ u d ng ph c h i s c kh e, t ch c tham quan, ngh mát,xe đ a r c cong nhân…CBCNV đ c n b a c m ca công nghi p đ m b o ch t l ng an toàn v sinh th c ph m… Các ch đ sách c a nhà n c đ c th c hi n tri t đ tuyên truy n ph bi n r ng rãi CBCNV c a Công ty Hi n nay, h u h t khách hàng đ n Công ty đ t hàng ch t p trung ki m tra u ki n làm vi c c a Công ty theo tiêu chu n SA8000 đ đ t hàng SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG S đ t ch c quy trình s n xu t c a Cơng ty: Sơ đồ tổ chức cơng ty: Giám đốc Phó giám đốc P.Kế hoạch P.Kế toán P Kỹ thuật P Sản xuất P K doanh Quản đốc Khu cắt Khu vắt sổ Xưởng may Khu đóng gói Khu giặt ủi Quy trình s n xu t c a Cơng ty: Quy trình sản xuất hàng may mặc công ty th hi n sơ đồ khối sau: Nguyên vật liệu Xuất xưởng SVTH: PH M NG C TR Cắt Vắt sổ Đóng gói NG Ráp Giặt ủi MSSV:20702039 May Kieåm tra Trang ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG Với độ chôn sâu tc = 0,8 [m]; chiều dài cọc L = 2,5 [m] Khoảng cách từ đất tới điểm điện cực thẳng đứng: l 2,5 t = tc + = 0,8 + = 2,05 [m] 2 Ta dùng thép L 60 x 60 x 6, nên đường kính đẳng trị tính d = 0,95 × b Với bề dày cọc b = 0,06 [m] d = 0,95 × 0,06 = 0,057 [m] Vậy điện trở tản cọc thẳng đứng xác định nhö sau: 4t + l ⎞ 0,366 ⎛ 2l R1đ = × ρ ttd × ⎜ lg + × lg ⎟ 4t − l ⎠ l ⎝ d 0,366 × 2,05 + 2,5 ⎞ ⎛ × 2,5 = × 60 × ⎜ lg + × lg ⎟ 2,5 × 2,05 − 2,5 ⎠ ⎝ 0,057 = 18,27 [Ω] Xác định sơ số cọc - Chọn tỷ số khoảng cách cọc so với chiều dài: a = l=2,5 l nên a=2 ×l= × 2,5 = [m] - Mạch vòng thiết kế nối đất cho trạm 40m Số cọc cần dùng cho hệ thống nối đất: L 40 = coïc n1 = = a Tra bảng PL6.7, sách “Hệ Thống Cung Cấp Điện” Nguyễn Công Hiền Nguyễn Mạnh Hoạch ta hệ số sử dụng điện cực thẳng đứng: η d = 0,71 ; η ng = 0,43 Vậy ta có, điện trở khuếch tán số điện cực thẳng đứng: R1d 18,27 Rd = = ≈ 3,22[Ω] n1 × η d × 0,71 Điện cực ngang: Điện trở nối đất ngang nối mạch vòng Chọn loại thép 40×4mm2 L= 40m, chôn sâu đất 0,8m Điện trở tản điện cực ngang: ⎛ ⎞ ⎛ 2×l2 ⎞ 0,366 ' ⎟ × Rng ⎟⎟ = × × ρ ttng × lg⎜⎜ Rng = ⎜ ⎜η ⎟ η l b t × ng ng ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ Với b bề rộng thép: b = 40mm = 0,04m ⎛ × 40 ⎞ 0,366 ⎟⎟ ⇒ Rng = × × 80 × lg⎜⎜ 0,43 40 ⎝ 0,04 × 2,05 ⎠ Rng = 7,82 [Ω] Điện trở toàn hệ thống nối đất: SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 92 ÁN T T NGHI P K S R HT = I N Rd × Rng Rd + Rng = GVHD: TS.PHAN QU C D NG 3,22 × 7,82 ≈ 2,28[Ω] < R0 = 4[Ω] 3,22 + 7,82 Như vậy, cách thiết kế điện trở nối đất hệ thống nối đất RHT=2,28 [Ω] nhỏ điện trở yêu cầu R0 = 4[Ω]: thoả mãn điều kiện kỹ thuật nối đất Sơ đồ hệ thống nối đất: TBA 0,8m 2,5m 5m SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 93 ÁN T T NGHI P K S 4.TÍNH DÒNG CH M V I N VÀ CH NH GVHD: TS.PHAN QU C D NG NH CB Tính ng n pha t i TPPC ( ngu n MBA) Tr kháng c m kháng c a h th ng Ra = 0,053 (mΩ) Xa = 0,353 (mΩ) Tr kháng c m kháng c a MBA RMBA = 3,49 (mΩ) ZMBA = 12,89 (mΩ) XMBA = = = 12,41 (mΩ) Tr kháng c m kháng c a đ ng dây F = 3x95 mm2 ; L = 2,5m ; FPE = 47,5 mm2 Rdây = 22,5x1/ F= 7,1 (mΩ) Xdây = 0,08xL = 0,08x30 = 2,4(mΩ) Tr kháng c m kháng c a dây PE RPE = 22,5x1/F = 14,21 (mΩ) XPE = 0,08xL = 0,08x30 = 2,4(mΩ) SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 94 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG T ng tr tính t MBA đ n TPPC R∑TPPC = Ra + RMBA + Rdây + RPE = 0,053+3,49+7,1+ 14,21 = 24,85(mΩ) X∑TPPC = Xa + XMBA + Xdây + XPE = 0,353 + 12,41+ 2,4 + 2,4 = 17,56 (mΩ) Z∑TPPC = 30,43(mΩ) Dòng ng n m ch t i TPPC I1NTPPC = 7,23 (KA) Ki m tra kh n ng c t c a CB Ng n m ch Iđn = 709,7< ImCB < I1N = 7230(A) ImCB = (1,5÷10)IđmCB = x 630 = 1260(A) Tính ng n m ch pha t i TPP1: Tr kháng c m kháng c a cáp F = 3x16 mm2 ; L = 120m; FPE = F = mm2 Rdây = 22,5x1/ F= 78,75 (mΩ) Xdây = 0,08xLx2 = 0,08x7x2 = 1,12(mΩ) T ng tr tính t TPPC đ n TPP1 R∑TPP1 = RTPPC + Rdây = 13,5+ 78,75 = 92,95(mΩ) X∑TPP1 = XTPPC + Xdây = 108,13+ 1,12 = 109,25(mΩ) Z∑TPP-1 = = = 143,44(mΩ) Dòng ng n m ch t i I1NTPP1 =1,53(KA) Ki m tra kh n ng c t c a CB Ng n m ch Iđn = 416< ImCB < I1N = 1530(A) ImCB = (2÷10)IđmCB = x 400 = 800(A) Tính ng n m ch pha t i T L 1: Tr kháng c m kháng c a cáp F = 3x10 mm2 ; L = 35m; FPE = F = 1,5 mm2 Rdây = 22,5x1/F = 1050 (mΩ) Xdây = 0,08xLx2 = 0,08x35x2 = 5,6(mΩ) T ng tr tính t MF đ n TPPC R∑TDL-1.1 = RTPP-1 + Rdây = 92,95+ 1050 = 1142,9(mΩ) X∑TDL-1.1 = XTPP-1 + Xdây = 109,25+ 5,6 = 114,8(mΩ) Z∑TDL-1.1 = 1149(mΩ) Dòng ng n m ch t i thi t b hòa tr n malt lot I1NTDL-1.1 = 0,78(KA) Ki m tra kh n ng c t c a CB Ng n m ch Iđn = 235,54< ImCB < I1N =780(A) ImCB = (2÷10)IđmCB = x 160 = 320(A) SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 95 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG Tính tốn t ng t cho thi t b khác cho vào b ng B NG TÍNH TỐN NG N M CH M T PHA Điểm ngắn mạch Từ MBA- TPPC Từ TPPC- TPP1 Từ TPP1- TĐL1 TĐL1- máy cắt TĐL1- máy cắt TĐL1- máy cắt TĐL1- máy cắt TĐL1- máy vắt sổ TĐL1- Máy vắt sổ TĐL1- Máy b m Từ TPP1- TĐL2 TĐL2- máy giặt TĐL2- máy ủi TĐL2-M.đóng gói TĐL2-M.đóng gói Từ TĐL2 đến lị h i Từ TPP1- TCS2 Từ TPPC- TPP2 Từ TPP2- TĐL3 Từ TPP2- TĐL4 Từ TPP2- TĐL5 Từ TPP2- TCS1 ∑R ∑X I N(1) [KA] ImCB (A) L [m] F [mm2] 2,5 120 35 5 12 42 17 27 40 35 25 47 25 3×95 3×16 3×10 1×16 1×2,5 1×1,5 1×1,5 1×10 1×1,5 1×1,5 3×4 1×1,5 1×1,5 1×10 1×1,5 3x4 3x4 3×16 3×1,5 3×25 3×1,5 0,197 56,25 26,25 9,84 36 75 75 15,75 135 135 31,5 105 45 38,25 30 50,6 75 16,4 125 14,1 125 0,2 9,6 2,8 0,56 0,32 0,4 0,4 0,56 0,72 0,72 3,36 0,56 0,24 1,36 0,16 2,16 3,2 2,8 3,76 6,197 62,447 88,697 98,537 124,697 163,697 163,697 104,447 223,697 223,697 94 293,447 233,447 226,697 218,447 239,1 169 22,597 147,597 36,697 147,597 18,9 28,5 31,3 31,86 31,62 31,7 31,7 31,86 32,02 32,02 31,86 32,42 32,1 33,22 31,96 34,02 36,5 21,7 23,7 25,46 23,7 7,23 1,53 0,78 1,23 1,79 1,38 1,38 1,1 1,02 1,02 2,3 0,82 0,98 1,05 0,95 1,33 7,37 1,5 5,17 1,5 50 3x4 176,25 3,76 198,847 25,46 1,15 SVTH: PH M NG C TR Rd Xd [Ω / Km] [Ω / Km] [Ω / Km] [Ω / Km] NG MSSV:20702039 1260 800 320 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 480 320 400 320 200 320 320 Trang 96 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG B: THIEÁT KẾ CHỐNG SÉT I Cơ sở lý thuyết: Sét tượng phóng điện khí đám mây giông mang điện tích với đất đám mây giông mang điện tích trái dấu Chính vậy, thiết bị phải bảo vệ chống sét Các phần tử mang điện hay công trình xây dựng muốn bảo vệ chống sét phải nằm vùng bảo vệ thiết bị chống sét Theo tiêu chuẩn ngành 20TNC46-84 “ Chống sét cho công trình xây dựng” phân cấp bảo vệ chống sét cho công trình theo cấp: - Cấp I: Những công trình, có toả chất khí hay cháy dễ dàng chuyển sang trạng thái lơ lửng có khả kết hợp với không khí hay chất oxy hoá khác tạo thành hỗn hợp nổ, xảy điều kiện bình thường Khi xảy cháy nổ gây thiệt hại đáng kể thiết bị, kinh tế nguy hiểm đến tính mạng - Cấp II: Những công trình, có toả chất khí, hơi, bụi cháy có khả kết hợp với không khí hay chất oxy hoá khác tạo thành hỗn hợp nổ Nhưng khả xảy có cố làm sai quy tắc, không xảy điều kiện làm việc bình thường Trường hợp làm thiệt hại thiết bị không gây chết người - Cấp III: Tất công trình lại II Bảo vệ sét đánh trực tiếp: o Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc trọng điểm : Theo phương thức bảo vệ trọng điểm phận thường hay bị sét đánh phải bảo vệ Đối với công trình mái bằng, trọng điểm bảo vệ góc, xung quanh tường chắn mái kết cấu nhô lên khỏi mặt mái Đối với công trình mái dốc, trọng điểm đỉnh hồi, bờ dốc, bờ chảy, góc diềm mài, kết cấu nhô lên khỏi mặt mái – công trình lớn thêm xung quanh diềm mái o Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc toàn bộ: Phương thức bảo vệ toàn – toàn công trình phải nằm phạm vi bảo vệ phận thu sét o Phạm vi bảo vệ cột thu đơn giản hoá: Thực tế cho thấy nên dùng nhiều cột thu sét với độ cao vừa phải để bảo vệ thay cho cột có độ cao lớn Ta xem xét phạm vi bảo vệ cột thu sét Cột h2 Cột h1 Cột giả h0 RX R0X Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 97 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG III Tính toán chống sét cho Xí nghiệp: Do địa hình Xí nghiệp nên để chống sét đánh ta chọn phương án chống sét đánh trọng điểm, dùng nhiều kim thu sét có chiều cao thấp đồng thời nối kim thu sét lại nối với dây dẫn xuống mạng nối đất có Rdat ≤ 10Ω Khi có dòng sét đánh kim thu sét thu sét toả khắp mạng theo dây dẫn xuống mạng nối đất Phạm vi bảo vệ cột thu lôi hình nón tròn xoay có tiết diện ngang đường tròn Bảo vệ trọng điểm dùng kim thu sét ngắn đặt cách khoảng 5-6m trọng điểm cần bảo vệ Tính chiều cao cột thu sét phạm vi bảo vệ phân xưởng: Ta có công thức: = h – hx Với: h: chiều cao cột thu lôi hx: chiều cao đối tượng cần bảo vệ ha: chiều cao hiệu dụng cột Các phân xưởng xí nghiệp xây dựng theo kiểu mái dốc, có độ cao 6m, tức hx = 6[m] Chọn cột thu lôi có chiều cao: h = 9[m] Vậy chiều cao hiệu dụng cột thu loâi: = h – hx = – = 3[m] Ở độ cao h < 30m P = Vùng bảo vệ kim đặt kề nhau: Khu B – khu cắt vắt sổ: có thông số sau: Chiều rộng: 20m Chiều dài: 30m SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 98 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG Chiều cao công trình cần bảo vệ: hx = 6m Gọi a khoảng cách kim, để kim có tác dụng tương hỗ lẫn thì: a ≤ ⇒ a ≤ × = × = 21[m] Số kim thu sét: 30 l n = +1 = + ≈ 2,43 a 21 Choïn n = kim Vì n = nên số khoảng cách kim 30 a= = 15[m] Vậy ta chọn kim thu sét đặt dọc theo phân xưởng hình vẽ: m 15 m 30 3m 6m 4m 20m Bán kính bảo vệ kim thu sét đặt kề nhau: 1,6 × × p 1,6 × RX = = = 2,88[m] hX 1+ 1+ h Bề ngang hẹp phạm vi bảo vệ độ cao hx: 7h − a × − 15 = × 2,88 × ≈ 1,28[m] bX = 2R X × a 14ha − a 14 × − 15 Điểm thấp phạm vi bảo vệ: 15 a h0 = h − = − ≈ 6,86[m] 7 Khu C – khu giặt ủi đóng gói: có thông số sau: Chiều rộng: 30m Chiều dài: 20m Chiều cao công trình cần bảo vệ: hx = 6m Gọi a khoảng cách kim, để kim có tác dụng tương hỗ lẫn thì: SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 99 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG a ≤ ⇒ a ≤ × = × = 21[m] Số kim thu seùt: 20 l n = +1 = + ≈ 1,95 a 21 Chọn n = kim Vì n = nên số khoảng cách kim 20 a= = 10[m] Vậy ta chọn kim thu sét đặt dọc theo phân xưởng hình vẽ: 20 m 10 m 3m 6m 4m 30m Bán kính bảo vệ kim đặt kề nhau: 1,6 × × p 1,6 × RX = = 2,88[m] = hX 1+ 1+ h Bề ngang hẹp phạm vi bảo vệ độ cao hx: 7h − a × − 10 = × 2,88 × ≈ 1,98[m] bX = 2R X × a 14ha − a 14 × − 10 Điểm thấp phạm vi bảo vệ: 10 a h0 = h − = − ≈ 7,57[m] 7 Khu D – khu may: có thông số sau: Chiều rộng: 40m Chiều dài: 50m Chiều cao công trình cần bảo vệ: hx = 4m Gọi a khoảng cách kim, để kim có tác dụng tương hỗ lẫn thì: a ≤ ⇒ a ≤ × = × = 21[m] Số kim thu sét: SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 100 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG 50 l +1 = + ≈ 3,38 a 21 Chọn n = kim Vì n = nên số khoảng cách kim 50 a= = 16,67[m] Vậy ta chọn kim thu sét đặt dọc theo phân xưởng hình vẽ: 6m 4m 50 m 16 ,6 m n= 40m Bán kính bảo vệ cột thu lôi đặt kề nhau: 1,6 × × p 1,6 × RX = = = 2,88[m] hX 1+ 1+ h Bề ngang hẹp phạm vi bảo vệ độ cao hx: 7h − a × − 16,67 = × 2,88 × ≈ 0,98[m] bX = 2R X × a 14ha − a 14 × − 16,67 Điểm thấp phạm vi bảo vệ: a 16,67 ≈ 6,62[m] h0 = h − = − 7 Từ kết tính toán ta thấy, với chiều cao cột thu lôi 9m bảo vệ hết phân xưởng Vì ta cần phải bố trí thêm đai thu sét dọc theo bờ chảy chân mái phân xưởng hình vẽ: (ta vẽ khu D, khu B khu C tương tự) SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 101 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG KIM THU SÉT AI TH U SÉ T DÂY DÂN SÉT Tính toán nối đất chống sét: Để bảo vệ điện áp sét, người ta quan tâm đến điện trở hệ thống nối đất có dòng điện sét xuống Điện trở điện trở xung điện trở xung xác định theo tỷ lệ biên độ điện hệ thống nối đất chống sét biên độ dòng điện sét vào hệ thống nối đất Giá trị điện trở xung hệ thống nối đất chống sét khác với hệ thống nối đất thông thường dùng bảo vệ an toàn Sự khác mật độ dòng điện chạy qua hệ thống nối đất thời gian sét đánh lớn Điện trở nối đất R0 ≤ 4Ω Điện trở suất đất: Đất Xí nghiệp loại đất vườn, nên ta tra bảng PL6.4 trang 412, sách “Hệ thống cung cấp điện” nguyễn Công Hiền Nguyễn Mạnh Hoạch Ta chọn ρ d = 40Ω / m Hệ số tăng cao cho điện cực thẳng đứng: Kd = 1,5 (tra sách thiết kế cung cấp điện Nguyễn Xuân Phú) Hệ số tăng cao cho điện cực nằm ngang: Kng = (tra sách thiết kế cung cấp điện Nguyễn Xuân Phú) Điện trở suất tính toán: • Thanh đứng: ρ ttd = K d × ρ = 1,5 ì 40 = 60[ / m] ã Thanh ngang: ρ ttng = K ng × ρ = × 40 = 80[Ω / m] o Điện cực thẳng đứng: Với độ chôn sâu tc = 0,8 [m];điện cức thẳng đứng (L60) có chiều dài cọc l = 2,5[m] Khoảng cách từ đất tới điểm điện cực thẳng đứng: 2,5 l = 2,05 [m] t = tc + = 0,8 + 2 Ta dùng thép L 60 x 60 x 6, nên đường kính đẳng trị tính d = 0,95 × b SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 102 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG Với bề dày cọc b = 0,06 [m] d = 0,95 × 0,06 = 0,057 [m] Vậy điện trở tản cọc thẳng đứng xác định sau: 0,366 4t + l ⎞ ⎛ 2l R1đ = × ρ ttd × ⎜ lg + × lg ⎟ l 4t − l ⎠ ⎝ d 0,366 × 2,5 × 2,05 + 2,5 ⎞ ⎛ = × 60 × ⎜ log + × log ⎟ 2,5 0,057 × 2,05 − 2,5 ⎠ ⎝ = 18,27[Ω] Xác định sơ số cọc - Chọn tỷ số khoảng cách cọc so với chiều dài: a = l=2,5 l nên a=3 ×l= × 2,5 = 7,5 [m] - Mạch vòng thiết kế nối đất cho phân xưởng may – khu D 180m (chỉ tính khu D, khu B, khu C khu khác tính tương tự) Số cọc cần dùng cho hệ thống nối đất: L 180 n1 = = = 24 coïc a 7,5 Chọn n1 = 24 cọc Tra bảng PL6.7 – trang 413, sách “Hệ Thống Cung Cấp Điện” Nguyễn Công Hiền Nguyễn Mạnh Hoạch ta hệ số sử dụng điện cực thẳng đứng: η d = 0,71 ; η ng = 0,47 Vậy ta có, điện trở khuếch tán số điện cực thẳng đứng: R1d 18,27 Rd = = ≈ 1,07[Ω] n1 × η d 24 × 0,71 o Điện cực ngang: Điện trở nối đất ngang nối mạch vòng Chọn loại thép 40×4mm2 hàn với đầu thép góc Chu vi điện cực ngang L= n1 × a = 24 ×7,5 = 180[m] chôn sâu đất 0,8m Điện trở tản điện cực ngang: ⎛ ⎞ ⎛ 2×l2 ⎞ 0,366 ' ⎟ × Rng ⎟⎟ = × × ρ ttng × lg⎜⎜ Rng = ⎜ ⎜η ⎟ η ng l ⎝ b×t ⎠ ⎝ ng ⎠ Với b bề rộng thép: b = 40mm = 0,04m ⎛ × 375 ⎞ 0,366 ⎟⎟ ⇒ Rng = × × 80 × log⎜⎜ 0,37 180 ⎝ 0,04 × 2,05 ⎠ Rng = 2,87[Ω] Điện trở toàn hệ thống nối đất: Rd × Rng 1,07 × 2,87 = RHT = ≈ 0,78[Ω] < R0 = 4[Ω] Rd + Rng 1,07 + 2,87 SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 103 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG Như vậy, cách thiết kế điện trở nối đất chống sét hệ thống nối đất RHT=1,28 [Ω] nhỏ điện trở yêu cầu R0 = 4[Ω]: thoả mãn điều kiện kỹ thuật nối đất Trong hệ thống chống sét ta dùng mạng R nối với kim thu sét nhằm làm cho dòng sét lan toả nhanh đất Sơ đồ hệ thống nối đất chống sét: CO C THANH a =7,5m PHẦN C :KẾT LUẬN Đánh giá kết đồ án tốt nghiệp là: Trong đồ án tốt nghiệp việc thiết kế chia thành nhiều phần nhỏ để thực hiện, nhiệm vụ chủ yếu phân nhóm thiết bị cho hợp lý từ ta thiết kế cung cấp điện cho thiết bị làm việc đảm bảo tính kỹ thuật an toàn cho người sử dụng Qua trình thực đồ án em nhận thấy việc thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp hay nhà máy có quy mô nhỏ hay lớn vấn đề quan trọng định đến nhiều mặt kinh tế • Hướng phát triển đề tài: dùng phần mềm để tính toán thiết kế - Trong tính toán chiếu sáng ta sử dụng phần mềm LUXICON Th.S Dương Lan Hương Ks Trương Quang Đăng Khoa biên soạn - Phần thiết kế chống sét dùng phần mềm Benji Benji chương trình thiết kế chống sét máy tính công ty Lightning Protection International Pty Ltđ, cho biết giá trị cường độ động trường điện kim bầu thu sét Dynasphere so sánh cường độ trường điện điểm dễ bị sét đánh công trình bảo vệ ( cạnh hay góc nhà, thiết bị anten, kim nhọn dễ thu sét …) Chương trình tính toán so sánh bán kính thu sét đầu kim thu sét với bán kính thu sét điểm dễ bị sét đánh • SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 104 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG • Do thời gian trình độ có hạn, đề tài em chắn không tránh khỏi sai sót Kính mong q thầy cô châm trước góp ý để em rút kinh nghiệm hoàn thiện tốt Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 105 ÁN T T NGHI P K S I N GVHD: TS.PHAN QU C D NG TÀI LIỆU THAM KHẢO HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Tác giả: Phan Thị Thanh Bình – Dương Lan Hương – Phan Thị Thu vân NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN IEC Schneider Electric S.A NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG Tác giả: Dương Lan Hương NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH AN TOÀN ĐIỆN Tác giả: Phan Thị Thu Vân SỔ TAY LỰA CHỌN & TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN Tác giả: Ngô Hồng Quang NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Tác giả: Nguyễn Xuân Phú HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Tác giả: Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạnh Hoạch NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT SVTH: PH M NG C TR NG MSSV:20702039 Trang 106