0838THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN NHÀ MÁY VINASHIN (THUYEÉT MINH/PHỤ LỤC)

TR NG I H C M THÀNH PH H CHÍ MINH KHOA XÂY D NG VÀ I N ÁN T T NGHI P K S NGÀNH I N THI T K CUNG C P I N NHÀ MÁY VINASHIN (THUY T MINH/PH L C) SVTH : TR N C NG TRINH MSSV : 20762091 GVHD : PGS.TS PHAN QU C D NG TP H Chí Minh, tháng n m 2012 TR NG I H C M TP.HCM C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM c l p – T – H nh phúc KHOA K THU T VÀ CƠNG NGH BẢN GIAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn: Đơn vị công taùc: PGS.TS PHAN QU C D NG TR NG I H C BÁCH KHOA TPHCM Họ Tên SV nhận đồ án tốt nghiệp: TR N Ngành học: I Tên đồ án tốt nghiệp: C NG TRINH i n – i n T ………………………Lớp: CN07A1… MSSV:20762091…………… THI T K CUNG C P I N H ÁP CHO NHÀ MÁY VINASHIN II Noäi dung yêu cầu sinh viên phải hòan thành: Sinh viên tìm hi u đ c m m t b ng cung c p n c a nhà máy Vinashin Thi t k m ng h áp, tính tốn ph t i, ch n thi t b b o v Ki m tra s t áp, ng n m ch, bù công su t ph n kháng Thi t k an toàn n, ch ng sét Th c hi n b n v cad (A0) III Các tư liệu cung cấp ban đầu cho sinh viên: IV Thời gian thực hiện: - Ngày giao ĐÁTN: 10/2011 _ - Ngày hoàn thành ĐÁTN: _02/ 2012 V K t lu n: - Sinh viên bảo vệ ฀; - Sinh viên không bảo vệ ฀ (Quý Thầy/Cô vui lòng ký tên vào thuyết minh vẽ trước sinh viên nộp VP.Khoa) Tp.Hồ Chí Minh, ngày ……tháng ……năm 201 Thầy (Cô) hướng dẫn Ghi chú: Tờ giấy lấy làm trang đầu thuyết minh ĐATN án t t nghi p k s n GVHD : PGS.TS Phan Qu c D ng L I NÓI U i n n ng m t d ng n ng l ng ph bi n có t m quan tr ng không th thi u đ c b t k m t l nh v c c a n n kinh t qu c dân c a m i đ t n c Nh xác đ nh th ng kê đ c r ng kho ng 70% n n ng đ c s n xu t dùng xí nghi p, nhà máy công nghi p V n đ đ t cho s n xu t đ c n n ng làm th cung c p n cho ph t i cho hi u qu , tin c y Vì v y cung c p n cho nhà máy, xí nghi p cơng nghi p có ý ngh a to l n đ i v i n n kinh t qu c dân Nhìn v ph ng di n qu c gia vi c đ m b o cung c p n m t cách liên t c tin c y cho ngành công nghi p đ m b o cho n n kinh t c a qu c gia phát tri n liên t c ti n k p v i s phát tri n khoa h c công ngh c a th gi i N u ta nhìn v ph ng di n s n xu t tiêu th n n ng ngành cơng nghi p ngành tiêu th n n ng nhi u nh t Vì v y cung c p n s d ng n h p lý l nh v c s có tác d ng tr c ti p đ n vi c khai thác m t cách hi u qu công su t c a nhà máy phát n s d ng hi u qu l ng n n ng đ c s n xu t M t ph ng án cung c p n h p lý ph i k t h p m t cách hài hòa yêu c u v kinh t , đ tin c y cung c p n, ti n l i cho vi c v n hành, s a ch a h ng hóc ph i đ m b o ch t l ng n n ng n m ph m vi cho phép H n n a ph i thu n l i cho vi c m r ng phát tri n t ng lai SVTH : Tr n c ng Trinh MSSV : 20762091 án t t nghi p k s n GVHD : PGS.TS Phan Qu c D ng L IC M N Em xin bày t lòng bi t n đ n qúy th y cô b môn cung c p n th y cô c a tr ng i H c M TPHCM truy n đ t cho em nh ng ki n th c qúi báu su t nh ng n m h c v a qua c bi t, em xin chân thành c m n th y Phan Qu c D ng, ng d n giúp đ em hoàn thành đ án i tr c ti p h ng Nhân đây, xin g i l i c m n sâu s c đ n Ba, M nh ng ng i thân gia đình, c m n nh ng tình c m nh ng l i đ ng viên su t q trình hồn thành lu n v n Xin g i l i cám n đ n t p th l p CN07, nh ng ng khóa h c có nhi u ý ki n đóng góp i b n đ ng hành M c dù c g ng hoàn thành lu n v n, nhiên không th tránh kh i nh ng thi u sót, r t mong đ c s đóng góp q báo c a q th y b n TP.HCM, tháng 02/2011 TR N SVTH : Tr n c ng Trinh MSSV : 20762091 C NG TRINH án t t nghi p k s n GVHD : PGS.TS Phan Qu c D ng M CL C CH NG T NG QUAN V TÀI 1.1.GI I THI U CHUNG V H TH NG CUNG C P I N .1 1.1.1 Gi i thi u 1.1.2 Nh ng yêu c u thi t k cung c p n 1.2 T NG QUAN V NHÀ MÁY VINASHIN .1 CH NG PHÂN NHÓM PH T I VÀ XÁC NH PH T I TÍNH TỐN 2.1 XÁC NH PH T I 2.1.1 M c đích .4 2.1.2 Các b c xác đ nh ph t i tính tốn: Error! Bookmark not defined 2.3 PHÂN NHÓM THI T B 2.4 XÁC NH TÂM PH T I .5 2.5 CH N V TRÍ T NG L C ( TDL) VÀ XÁC NH PH T I TÍNH TỐN CHO T NG NHÓM PH T I Error! Bookmark not defined 2.5.2 B ng t ng h p tính tốn c a phân x ng Error! Bookmark not defined CH NG THI T K CHI U SÁNG 3.1 GI I THI U 2Error! Bookmark not defined 3.2 NGUYÊN T C CHUNG 2Error! Bookmark not defined 3.3 TÍNH TỐN CHI U SÁNG CHO XÍ NGHI P 32 3.4 TÍNH TỐN CHI U SÁNG B NG PH N M M DIALUX 4.9 24 CH NG CH N MÁY BI N ÁP - MÁY PHÁT D PHÒNG 4.1 BÙ CÔNG SU T PH N KHÁNG Error! Bookmark not defined 4.1.1Ý ngh a c a vi c bù công su t ph n kháng, nâng cao h s công su t cos ϕ Error! Bookmark not defined 4.1.2 Các bi n pháp nâng cao h s công su t cos ϕ 50 4.1.3 Các lo i thi t b bù .50 4.2 MÁY BI N ÁP Error! Bookmark not defined 4.2.1 T ng quan v máy bi n áp Error! Bookmark not defined 4.2.2 Xác đ nh v trí, s l ng dung l ng c a tr m bi n áp phân x ng Error! Bookmark not defined SVTH : Tr n c ng Trinh MSSV : 20762091 án t t nghi p k s n GVHD : PGS.TS Phan Qu c D ng 4.2.3 Tính tốn dung l ng máy bi n áp cho nhà máy Error! Bookmark not defined 4.2.4 ch n máy phát d phòng Error! Bookmark not defined CH NG L A CH N DÂY D N 5.1 L A CH N DÂY D N, CÁP TRONG M NG I N Error! Bookmark not defined 5.1.1Ch n dây d n theo u ki n phát nóng cho phép Error! Bookmark not defined 5.1.2 Ch n dây trung tính (N) Error! Bookmark not defined 5.2 CH N DÂY D N Error! Bookmark not defined CH NG TÍNH TOÁN S T ÁP TRÊN NG DÂY 6.1 LÝ THUY T Error! Bookmark not defined 6.2 TÍNH TỐN KI M TRA S T ÁP Error! Bookmark not defined CH NG TÍNH TỐN NG N M CH L A CH N THI T B B O V 7.1 KHÁI NI M NG N M CH Error! Bookmark not defined 7.2 TÍNH TOÁN NG N M CH Error! Bookmark not defined 7.2.1 Tính tốn ng n m ch ba pha N(3) .Error! Bookmark not defined 7.2.2 Tính tốn ng n m ch pha N(1) : Ngu n máy phát d phòngError! Bookmark not defined 7.2.3 Ch n CB cho n dây thi t b nhà máy .87 7.3 Ki m tra an toàn………………………………………………………………93 CH NG TÍNH TỐN CÁC BI N PHÁP AN TOÀN I N 8.1 AN TOÀN I N .97 8.1.1Các khái ni m c b n 97 8.1.2 Các bi n pháp b o v 97 8.2 THI T K B O V AN TOÀN N I T .98 8.2.1 Các h th ng n i đ t m ng h áp theo tiêu chu n IEC .98 8.2.2 Ch n s đ n i đ t .Error! Bookmark not defined 8.3 THI T K H TH NG CH NG SÉT CHO NHÀ MÁYError! Bookmark not defined 8.3.1 Ph ng pháp ch ng sét Error! Bookmark not defined 8.3.2 Thi t k ch ng sét cho nhà máy Error! Bookmark not defined SVTH : Tr n c ng Trinh MSSV : 20762091 án t t nghi p k s n Ch GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng ng GI I THI U I.Gi i thi u v nhà máy: N m C n m t t nh đ c tách t T nh Minh H i c m t t nh cu i c a T Qu c Vi t Nam, hi n Cà Mau m t nh ng t nh phát tri n t ng đ i m nh m c a đ t n c Cà Mau m t t nh có đ t nơng nghi p, lâm nghi p có di n tích m t n c bi n t ng đ i l n so v i t nh ng b ng Sông C u Long V i nh ng u th Cà Mau đ c Nhà n c Chính Ph đ c bi t quan tâm đ u t vào nhi u công trình quy mơ l n nh : Nhà máy khí n đ m t a l c t i huy n U Minh, nhà máy đóng tàu Vinashin t a l c t i huy n N m C n………… N m C n m t huy n tr c thu c t nh Cà Mau, vùng đ t trù phú đ c thiên nhiên ban t ng v i ngành lâm nghi p đ ng nh t nhì c n c, ngành ni tr ng th y s n v i vi c đánh b t xa b , xu t kh u th y h i s n c ng đ ng đ u c n c ph c v cho vi c đánh b t th y h i s n v n chuy n hàng hóa khơng th thi u ngành đóng tàu Nhà máy đóng tàu Vinashin t a l c t i p Hàng V nh Th tr n N m C n- Huy n N m C n T nh Cà Mau Nhà máy có đ a hình r t thu n l i cho c đ ng sông đ ng b M t m t c a nhà máy giáp v i qu c l 1A, m t m t giáp v i Sông C a L n cách c a bi n N m C n c a bi n B kho ng 20km, u giúp cho nhà máy r t thu n ti n vi c s n xu t V i di n tích kho ng 9120 m2, bao g m 51 thi t b v i t ng công su t kho ng 1093KW Nhà máy bao g m khu: - V n Phịng - X ng c khí - X ng s n xu t V n phòng g m phòng - Phòng phòng giám đ c - Phòng phịng phó giám đ c - Phịng phòng hành chánh - Phòng phòng k thu t X ng c khí phân x ng có nhi m v ch t o ki m tra nh ng thi t b mà phòng k thu t yêu c u Phân x ng phân x ng ch t o nh ng tàu sau thi t b v t t c a phòng k thu t x ng c khí ki m tra đ t ch t l ng Chu trình s n xu t c a nhà máy t ng đ i đ n gi n, sau nh n đ n đ t hàng nhà máy b t tay vào thi t k chi t tính tồn b thi t b c n thi t đ hoàn ch nh tàu sau báo l i cho nhà đ t hàng đ n ki m tra ký h p đ ng Sau kí h p đ ng, phòng k thu t đ t hàng mua m t s ph ki n c n thi t v i cơng ty ngồi n c sau giao v cho x ng c khí đ ki m tra s n xu t thêm thi t b c n thi t, sau x ng c khí hoàn t t làm th t c chuy n cho phân x ng s n xu t đ hoàn t t tàu Hi n t i nhà máy có kho ng 400 cơng nhân nhân viên v n phòng, làm vi c theo gi hành chánh Do nhu c u phát tri n c a đ t n c t nh Cà Mau, t ng lai nhà máy Vinashin đ c m r ng thêm kho ng 20000m đ ph c v cho vi c s a ch a đóng tàu m i SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng Nhà máy đóng tàu Vinashin h a h n m t nh ng nhà máy có quy mô công ngh cao nh t c n c, góp ph n xây d ng t nh nhà đ t n c ngày phát tri n h n II Gi i thi u cung c p n 1.Nh ng yêu c u v thi t k cung c p n M c tiêu c b n c a nhi m v thi t k cung c p n đ m b o cho h tiêu th có đ n n ng tiêu th , có đ n n ng theo yêu c u v i ch t l ng n t t 1.2 tin c y cung c p n tin c y cung c p n ph thu c vào h tiêu th lo i u ki n cho phép ng i ta c g ng ch n ph ng pháp có đ tin c y cao t t 1.3 Ch t l ng n: Ch t l ng n đ c đánh giá b ng hai tiêu chí t n s n áp ng i ta thi t k cung c p n ch quan tâm đ m b o ch t l ng n áp cho khách hàng.Nói chung n áp l i trung áp h áp cho phép dao đ ng quanh giá tr +5% n áp đ nh m c An toàn cung c p n: H th ng cung c p n ph i đ c v n hành an toàn đ i v i ng i thi t b Mu n đ t đ c yêu c u đó, ng i thi t k ph i ch n s đ cung c p n h p lý, rõ ràng m ch l c tránh nh m l n v n hành thi t b ph i ch n ch ng lo i công su t Công tác xây d ng l p đ t h th ng cung c p n nh h ng l n đ n đ an toàn cung c p n Kinh t : Khi đánh giá ph ng án cung c p n, ch tiêu kinh t đ c xét đ n ch tiêu k thu t nêu đ c đ m b o Vi c đánh giá ch tiêu kinh t ph i thơng qua tính tốn so sánh t m gi a ph ng án, t m i có th đ a m t ph ng án t i u Các b c thi t k cung c p n: Tùy theo quy mô c a cơng trình l n hay nh mà b c thi t k có th phân t m ho c g p m t s b c l i v i Nhìn chung b c thi t k n có th phân nh sau: 4.1 B c 1: Thu nh p d li u ban đ u: * Nhi m v m c đích c a cung c p n * c m q trình cơng ngh c a cơng trình đ c cung c p n * D li u v ngu n n, h ng c p n * D li u v ph t i: công su t, phân b t i tiêu th 4.2 Tính ph t i tính tốn: * Xác đ nh t i đ ng l c * Xác đ nh tâm ph t i 4.3 Thi t k chi u sáng * Kh o sát đ a ph ng án thi t k chi u sáng * Tính ph t i chi u sáng ph t i toàn nhà máy 4.4 Ch n tr m bi n áp * Dung l ng, s l ng, v trí tr m bi n áp * S l ng, v trí c a t phân ph i, t đ ng l c 4.5 Tính tốn ng n m ch, s t áp 4.6 L a ch n ti t di n dây d n CB b o v 4.7 Thi t k ch ng sét n i đ t ki m tra an toàn 4.8 H s thi t k cung c p n * B ng th ng kê d li u ban đ u * B ng v m t b ng công trình phân b ph t i * B ng v s đ nguyên lý cung c p n m ng h áp, m ng chi u sáng * B ng v m t b ng s đ m ng h áp, m ng chi u sáng SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng B ng th ng kê thi t b : STT Tên thi t b Công su t Ký hi u 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Máy hàn Máy c t s t Máy ti n Máy bào Máy c a Máy khoan Máy nén khí Motor kéo t i Máy u n s t Máy mài Máy mài m i khoét Máy mài chu t Máy mài s t m i khoan Máy x c Thi t b gi i hóa b n kim lo i Bàn th ngu i Mày bào ngang Máy mài phá Máy mài ph ng Máy mài Máy mài v n n ng Máy khoan đ ng Máy khoan h ng tâm Máy khoan bào Máy mài tròn 10 10 10 30 240 7 10 10 4 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 • • SVTH:Tr n c ng Trinh S l 21 2 1 1 1 1 1 1 1 1 ng cosϕ ksd 0,8 0,8 0,7 0,7 0,8 0,7 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,8 0,7 0,8 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6 0,7 0,6 0,7 0,6 0,7 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,7 0,6 0,7 0,7 0,6 0,6 0,7 0,7 0,6 0,6 0,6 T ng công su t: 1093KW T ng thi t b : 51 MSSV:20762091 Trang án t t nghi p k s n CH GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng NG : XÁC NH PH T I TÍNH TỐN 2.1.Phân nhóm ph t i 2.1.1 Các ph ng pháp phân nhóm nh t i Khi b t tay vào xác đ nh PTTT cơng vi c đ u tiên mà ta ph i làm phân nhóm ph t i Thong th ng ta s d ng ph ng pháp sau: • Phân nhóm theo dây chuy n s n xu t tính ch t cơng vi c Ph ng pháp có u m đ m b o tính linh ho t cao v n hành c ng nh b o trì, s a ch a Ch ng h n nh nhà máy s n xu t d i cơng su t thi t k có th cho ng ng m t vài dây chuy n s n xu t mà không làm nh h ng đ n ho t đ ng c a dây chuy n khác, b o trì, s a ch a có th cho ng ng ho t đ ng c a t ng dây chuy n riêng l ….Nh ng ph ng án có nh c m s đ ph c tap, chi phí l p đ t cao, có th thi t b nhóm l i khơng n m g n d n đ n t ng chi phí đàu t v dây d n, Ngồi cịn địi h i ng i thi t k cnf n m v ng quy trình cơng ngh c a nhà máy • Phân nhóm theo v trí m t b ng Ph ng pháp có u n d thi t k , thi cơng, chi phí l p đ t th p Nh ng c ng có nh c n tính linh ho t v n hành s a ch a so v i ph ng án th nh t 2.2 Xác đ nh tâm ph t i 2.2.1 C S lý thuy t Khi thi t k cung c p n cho m t cơng trình nhi m v đ u tiên c a ph i xác đ nh nhu c u c a cơng trình Tùy theo quy mơ c a cơng trình mà nhu c u n đ c xác đ nh theo ph t i th c t hay ph i tính đ n s phát tri n v sau Nh v y ph t i tính tốn m t s li u quan tr ng thi t k cung c p n Tài li u v ph t i m t tài li u quan tr ng vào lo i b c nh t, thi t k h th ng có xác hay khơng hồn tồn m c đ xác c a cơng tác thu th p phân tích ph t i quy t đ nh N u c l ng v ph t i q l n gây lãng phí v v n, N u c l ng ph t i không đ gây thi u h t v m t cơng su t n v y cơng tác th c hi n tính ph t i chi m m t đ a v h t s c quan tr ng trình thi t k cung c p n • M c đích Vi c xác đ nh tâm ph t i tìm m t v trí trung tâm c a ph t i, v trí cơng su t phân b m t b ng cân b ng công su t c p cho ph t i t i u (t n th t n áp t n th t công su t nh ) Xác đ nh tâm ph t i c s đ l a ch n ví trí l p d t t đ ng l c t phân ph i cho nhà máy nh m gi m chi phí dây d n • Ngun t c tính tâm ph t i Tâm ph t i đ c xác đ nh theo th t t ng nhóm thi t b ( phâm nhóm) phân x ng, sau toàn b phân x ng nhà máy M i nhóm ng v i m t t c p n Cơng th c tính: n ∑ Xi * P X= n ∑ Yi * P ñmi i =1 : n ∑P Y= Trong đó: X,Y t a đ tâm ph t i c n ∑P ( 2.1 ) ñmi ñmi i =1 SVTH:Tr n ñmi i =1 ng Trinh i =1 MSSV:20762091 Trang án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng 7.4.Ki m tra an toàn cho thi t b n khu v n phòng i v i m ng n v n phòng, đ an tồn cho ng i làm vi c ta s l p đ t thi t b ch ng dịng rị có đ nh y cao RCD ( ≤ 32 mA) Vì v y s khơng ki m tra Lmax nh ph n * Ngồi cơng ty c ng trang b thêm bình ch a cháy di đ ng đ ph c v công tác phòng cháy ch a cháy SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang 97 án t t nghi p k s n CH GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng NG TÍNH TỐN CÁC BI N PHÁP AN TỒN I N 8.1 AN TOÀN I N: Thi t k m ng cung c p n ph i g n li n v i vi c th c hi n bi n pháp an toàn, b o v ng i ch ng n gi t ch m n gián ti p ho c tr c ti p 8.1.1Các khái ni m c b n: Hi n t ng n gi t: Do ti p xúc v i điên áp, ng i có th ch u m t dịng n qua ng i ( Ing i) N u tr s Ing i đ l n th i gian t n t i đ lâu, ng i có th b t vong Dòng n qua ng i s gây nên tác h i v m t sinh h c đ i v i c th ng i nh : co gi t, ph ng, r i lo n h hô h p, r i lo n h th n kinh, ng ng nh p tim d n đ n t vong Ch m n tr c ti p: ây tr ng thái ng i ti p xúc tr c ti p vào ph n t mang n áp Nguyên nhân b t c n, vơ tình ho c h h ng cách n, thao tác đóng c t thi t b sai… Ch m n gián ti p: Khi có hi n t ng ch m v thi t b n ho c có dịng n rò đ t, sàn nhà, t ng… ng i s ti p xúc v i n áp thông qua đ t, sàn t ng, v thi t b …b nhi m n i n áp ti p xúc cho phép: Là giá tr n áp gi i h n mà ng i ti p xúc s khơng b nguy hi m đ n tính m ng B ng tr s n áp ti p xúc cho phép theo tiêu chu n IEC n Ucho phép (V) Vi t Nam IEC Liên Xô c: c M AC DC AC DC AC DC AC DC AC DC N i khô 42 80 50 120 42 80 50 120 50 120 N i m t 24 50 25 60 24 50 25 60 25 60 N i đ c bi t nguy hi m 12/6 12/6 12/6 12/6 12/6 8.1.2 Các bi n pháp b o v : B o v ch ng ch m n tr c ti p: + S d ng ph n d n n có n tr cách n theo c p n áp yêu c u + L p đ t ph n mang n cao, t m v i ho c che ch n tránh ng i s d ng có th s t i + L p đ t ph n mang n không đ c b c cách n t kín có khóa chìa đ c gi b i ng i có ch c n ng + Thi t k l p đ t m ng n có U ≤ Uchophép [ 40(V) ho c 24(V), 12(V), 6(V) ] l y ngu n qua m ng cách ly SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang 98 án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng + Thi t k l p đ t m ng l y ngu n sau bi n áp cách ly đ c bi t đ m b o m c cách n c a m ng n theo yêu c u an toàn, th c hi n n i đ ng th v thi t b Ngoài ra, hi n IEC m t s n c có qui đ nh b t bu c s d ng bi n pháp b o v ph nh thi t b ch ng rò RCD n i có nguy c ch m n đ i v i thi t b n di đ ng B o v ch ng ch m n gián ti p: Tình tr ng có s c v cách n n ph n mang n áp ch m vào v thi t b Ng i s vào v thi t b s ti p xúc n áp l n Ngoài có hi n t ng ch m dây d n xu ng đ t, xu ng sàn nhà, ho c t ng nhà, dòng n rò s t o n áp chung quanh ch dòng vào đ t Khi ng i vơ tình b c vào vùng n áp s xu t hi n n áp b c gi a chân B o v ch ng ch m n gián ti p bao g m bi n pháp an toàn đ c th c hi n nh m c t thi t b ch m v ho c báo tín hi u có dịng rị xu ng đ t l n Tiêu chu n Vi t Nam, IEC m t s n c qui đ nh hình th c b o v thông qua vi c n i v kim lo i thi t b n theo s đ n i đ t vi c s d ng thi t b b o v thích h p 8.2 THI T K B O V AN TOÀN N I T: 7.2.1 Các h th ng n i đ t m ng h áp theo tiêu chu n IEC: ph Bi n pháp b o v an toàn ch ng ch m n giáp ti p đ ng pháp n i đ t c a h th ng cung c p n c th c hi n ph thu c Các s đ n i đ t đ c mô t theo đ c tính v ph ng pháp n i đ t m trung tính c a m ng h áp ph ng pháp n i đ t v kim lo i c a thi t b n m ng SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang 99 án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng S đ TN (B o v n i trung tính, n i không) S đ TN-C (ba pha dây) A B C PEN Rnđngu Rnđll n + Dây trung tính dây b o v đ c dùng chung g i dây PEN + Trung tính ngu n n i đ t tr c ti p, v thi t b n i vào dây PEN Dây PEN đ c n i đ t l p l i + S đ có dịng ch m v n áp ti p xúc l n, nên thi t b b o v s CB ho c c u chì S đ ch áp d ng cho ti t di n dây pha ≥ 10 mm2 (dây đ ng) ≥ 16 mm2 (dây nhôm) + V thi t b đ c n i vào dây trung tính nên tr ng thái làm vi c bình th ng v thi t b m trung tính có n th Uv = Utrung tính S đ TN-S (ba pha dây) A B C N PE Rnđngu n + Dây trung tính dây b o v riêng bi t + Trung tính ngu n n i đ t m t l n t i đ u vào c a l i V thi t b n i vào dây PE, dây PE đ c n i vào trung tính máy bi n áp + S đ có dịng ch m v n áp ti p xúc l n, nên thi t b b o v s CB ho c c u chì ho c RCD b o v ch ng ch m n s tách bi t v i b o v ng n m ch pha – pha ho c pha – trung tính + Trong u ki n bình th ng, trung tính máy bi n áp, v thi t b s có n th S đ TN-C-S:K t h p s đ TN-S TN-C Chú ý s đ TN-C không bao gi s d ng sau s đ TN-S SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang 100 án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng S đ TT (B o v n i đ t) (ba pha dây) A B C N PE RnđHT RnđTB Trung tính ngu n n i đ t riêng, v thi t b n i đ t riêng V thi t b đ c n i đ t riêng nên tr ng thái làm vi c bình th ph thu c vào tình tr ng làm vi c c a h th ng ng Uv = không M ch s t đ ng ng t có h h ng cách n, thi t b b o v đ m nh n trách nhi m RCD dòng tác đ ng c a chúng nh (vì có n tr m c n i ti p c a n c c n i đ t) S đ IT (Trung tính cách ly, b o v n i đ t) A B C N C u chì n ch ng ch m Ucao → Uh PE RnđHT RnđTB Trung tính cách ly c a ngu n đ c đ t c u chì b o v đánh th ng đ b o v ch ng nguy hi m x y h h ng cách n gi a cu n cao áp cu n th p áp Trong u ki n bình th m t n th ng, dây trung tính, v thi t b c c n i đ t có Dịng s c ch h h ng cách n th ng th p không nguy hi m Tránh tr ng h p x y lúc s c t i m khác c a m ng d n đ n ng n m ch pha – pha C n l p đ t thi t b giám sát cách n, báo tín hi u x y s c m th nh t Thi t b b o v s RCD 8.2.2 Ch n s đ n i đ t: Ch n s đ n i đ t cho nhà máy theo s đ TN-C-S Các u m: +S đ t ng đ i đ n gi n + Không c n ch n thi t b b o v , thi t b b o v CB đ ph n thi t k m ng Ti t ki m đ c chi phí l p đ t SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 c ch n Trang 101 án t t nghi p k s n + GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng i v i s đ TN-C ta t n d ng dùng chung dây PE v i dây N Các khuy t m: + Khi x y s c dòng ch m v l n nguy c cháy n cao + T n t i dòng t i không đ i x ng dây PEN nên t o n áp r i t o đ l ch n th + Chính dịng t i khơng đ i x ng dây PEN t o nên tr lên thi t b , u có th làm thi t b ho t đ ng sai ng n t gây nhi u A B C N PE Rnđngu RnđllB n gi m b t s nh h ng c a dịng t i khơng đ i x ng dây PEN ta s ti n hành vi c n i l p l i nhi u l n dây PEN, nâng cao tính b o v an tồn Ngoài c n ý s đ TN-C không đ c s d ng sau s đ TN-S Ch n thi t b b o v an toàn: Thi t b b o v CB, thi t b đ cung c p n c ch n ph n thi t k m ng Ch n dây b o v theo tiêu chu n IEC Khi: Spha ≤ 16 mm2 (Cu) 25mm2 (Al) => SPE = Spha 16 mm2 < Spha ≤ 35 mm2 (Cu) => SPE = 16mm2 Ho c: 25 mm2 < Spha ≤ 50 mm2 (Al) => SPE = 25mm2 Các tr => SPE = 0,5 Spha Khi: ng h p l i: Cách th c hi n n i đ t Có lo i: • N i đ t t nhiên: s d ng ng d n n c hay ng b ng kim lo i khác (tr ng d n nhiên li u l ng khí d cháy) đ t đ t, k t c u b ng kim lo i c a nhà c a, cơng trình có n i đ t, v kim lo i c a cáp đ t đ t… làm trang b n i đ t SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang 102 án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng • N i đ t nhân t o: th ng đ c th c hi n b ng c c thép, ng thép, thép d p hình ch nh t ho c thép góc dài – 3m chôn sâu xu ng đ t cho đ u c a chúng cách m t đ t kho ng 0,5 – 0,7m Nh v y gi m đ c s thay đ i c a n tr n i đ t theo th i ti t i n tr n i đ t ch y u xác đ nh b ng n tr su t c a đ t, hình d ng kích th n c c đ chôn sâu đ t c i n tr su t c a đ t ph thu c thành ph n, m t đ , đ m nhi t đ c a đ t ch xác đ nh xác b ng đo l ng Các tr s g n c a n tr su t c a đ t ρ (khi đ m b ng 10 – 20% v tr ng l ng) tính b ng Ωcm nh sau: Cát × 104 Cát l n đ t × 104 × 104 t sét, đ t sét l n s i 0,4 × 104 n, đ t ru ng tv 0,2 × 104 t bùn Trong tính tốn ph i l y tr s l n nh t n m ρtt = Kmax ρ Trong đó: Kmax h s t ng cao i v i ng thép góc dài – 3m, đ u cách m t đ t 0,5 – 0,8m Kmax = 1,2 – ; cịn v i thép d p đ t n m ngang cách m t đ t 0,8m Kmax =1,5–7 Tính tốn n i đ t nhân t o Xác đ nh n tr n i đ t c a c c: R1c = ρ Kmax ⎛ 2l 4t + l ⎞ ⎜ ln + ln ⎟ (Ω) 2π l ⎝ d 4t − l ⎠ Trong đó: ρ – n tr su t c a đ t ( Ω.cm ) Kmax – h s mùa d – đ ng kính ngồi c a c c (cm) l – chi u dài c a c c (cm) t – đ chơn sâu c a c c, tính t m t đ t đ n m gi a c a c c (cm) i v i thép góc có b r ng c a c nh b, đ ng kính ngồi đ ng tr đ c tính: d = 0,95 b Xác đ nh s b s c c: n= R1c ηc Rd Trong đó: R1c – n tr n i đ t c a c c ( Ω ) Rđ – n tr c a thi t b n i đ t theo qui đ nh ( Ω ) η c – h s s d ng c c Theo quy đ nh s c c không đ SVTH:Tr n c ng Trinh c h n MSSV:20762091 Trang 103 án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng Xác đ nh n tr c a n i n m ngang: Rt = ρ Kmax 2l2 ln (Ω) bt 2π l Trong đó: ρ max – n tr su t c a đ t đ sâu chôn n m ngang, ( Ωcm ) l – chi u dài (chu vi) m ch vòng t o b i n i (cm) b – b r ng n i (cm) t – chi u sâu chôn n i (cm) i n tr c a n i th c t ph i xét đ n h s s d ng η t Rt' = Rt ηt (Ω) Xác đ nh n tr ( khu ch tán) c a thi t b n i đ t g m h th ng c c n i n m ngang: R nđ = Rc × Rt Rc + Rt Tính tốn n i đ t cho xí nghi p: ta s d ng s đ TN nên thi t k h th ng n tr n i đ t trung tính ngu n n i đ t l p l i nh sau: Rnđngu n ≤ 4Ω; Rnđll ≤ 10 Ω N i đ t ngu n: th c hi n n i đ t cho trung tính máy bi n áp i n tr su t c a đ t t i n i đ t h th ng n i đ t, lo i đ t v b ng ta có đ c ρ = × 104 Ωcm n, đ t ru ng tra Thi t b n i đ t, dùng c c s t b c đ ng φ = 16mm dài 3m, chôn sâu 0,8m H s t ng cao cho n c c th ng đ ng: chôn sâu m t đ t 0,8m lo i đ t khô, ta tra b ng => Kmax = 1,4 Ta có: t = 80 + (300/2) = 230 (cm) • i n tr c a c c: R1C = × 104 × 1,4 ⎛ × 300 × 230 + 300 ⎞ × ⎜ ln + ln ⎟ = 46,53(Ω) 2π × 300 ⎝ 1,6 ì 230 300 ã Xỏc nh s b s l ng c c: R 46,53 n = 1c = = 11,6(coc) Ryc Ta ch n n = 12 c c Các c c đ SVTH:Tr n c ng Trinh c chôn thành m ch vòng cách 6m MSSV:20762091 Trang 104 án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng h=0,8 a=6m t=2,3m l=3m d=1,6cm Ta có t s : a/l = 6/3 = tra b ng đ c hi u su t s d ng c c η c = 0,68 ; η t = 0,38 • i n tr c a 12 c c: 46,53 R = 5,7(Ω) RC = 1c = n × ηc 12 × 0,68 Thanh n i d t n m ngang có chi u r ng 4cm đ n i qua 12 c c => l = 12 × = 72 (m) c chôn sâu 0,8m Thanh n i đ c H s t ng cao cho n c c ngang chôn sâu m t đ t 0,8m => Kmax = 1,6 • i n tr n i: Rt = ' ã ì 10 × 1,6 2π × 7200 × ln × 7200 = 4,49(Ω) × 80 i n tr khu ch tán n i ngang: Rt = Rt ηt ' = 4,49 = 11,82(Ω) 0,38 i n tr c a thi t b n i đ t: 5,7 × 11,82 Rnoidatnguon = = 3,85(Ω) < 4(Ω) => Th a u ki n 5,7 + 11,82 Tính tốn cho h th ng n i đ t l p l i: i n tr su t c a đ t t i n i đ t h th ng n i đ t, lo i đ t v ru ng tra b ng ta có đ c ρ = × 104 Ωcm n, đ t Thi t b n i đ t, dùng c c s t b c đ ng φ = 16mm dài 3m, chôn sâu 0,8m H s t ng cao cho n c c th ng đ ng: chôn sâu m t đ t 0,8m lo i đ t khô, ta tra b ng => Kmax = 1,4 Ta có: t = 80 + (300/2) = 230 (cm) SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang 105 án t t nghi p k s n • GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng i n tr c a c c: R1C = × 104 × 1,4 ⎛ × 300 × 230 + 300 ⎞ × ⎜ ln + ln ⎟ = 46,53(Ω) 1,6 × 230 − 300 ⎠ 2π × 300 ⎝ • Xác đ nh s b s l ng c c: 46,53 R = 4,65(coc) n = 1c = 10 Ryc Ta ch n n = c c Các c c đ c chôn thành m ch vòng cách 6m h=0.8m t=2.3m a=6m l=3m d=1.6cm Ta có t s : a/l = 6/3 = tra b ng đ c hi u su t s d ng c c η c = 0,68 ; η t = 0,38 • i n tr c a 12 c c: R 46,53 = 14,02(Ω) RC = 1c = n × η c 12 × 0,83 Thanh n i d t n m ngang có chi u r ng 4cm đ n i qua 14 c c => l = × = 24 (m) c chơn sâu 0,8m Thanh n i đ c H s t ng cao cho n c c ngang chôn sâu m t đ t 0,8m => Kmax = 1,6 • i n tr n i: Rt = ' • × 104 × 1,6 2π × 2400 × ln × 2400 = 11,34(Ω) × 80 i n tr khu ch tán n i ngang: Rt = Rt ηt ' = 4,49 = 11,82(Ω) 0,38 i n tr c a thi t b n i đ t: 14,02 × 12,79 = 6,69(Ω) < 10(Ω) => Th a u ki n Rnoidatnguon = 14,02 + 12,79 SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang 106 án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng *T t c s d ng dây đ ng 50mm2 làm dây n i đ t đ n v trí c n n i đ t 8.3 THI T K H TH NG CH NG SÉT CHO NHÀ MÁY: 7.3.1 Ph ng pháp ch ng sét: B o v b ng c t thu sét s d ng đ u thu sét phát tia tiên n đ o s m (ESE: Early Streamer Emission) a) Cách l p đ t: đ u ESE có th đ c l p đ t c t đ c l p ho c k t c u công trình đ c b o v , cho đ nh kim cao h n đ cao c n b o v b) Nguyên lý ho t đ ng: ESE ho t đ ng d a nguyên lý làm thay đ i tr ng t chung quanh c u trúc c n đ c b o v thông qua vi c s d ng v t li u áp (piezoelectric) (theo thi t k c a Franklin France) C u trúc đ c bi t c a ESE t o s t ng c ng đ n tr ng t i ch , t o th i m kích ho t s m, t ng kh n ng phát x nh t o đ c nh ng u ki n lý t ng cho vi c phát tri n phóng n sét n n gia ion, c) C u t o ESE: u thu: có h th ng thơng gió nh m t o dịng l u chuy n khơng khí gi a đ nh thân ESE u thu làm nhi m v b o v thân kim Thân kim: đ c làm b ng đ ng x lý ho c inox, phía có m t ho c nhi u đ u nh n làm nhi m v phát x ion Các đ u đ c làm b ng thép không r đ c lu n ng cách n n i t i n c c c a b kích thích Thân kim đ c n i v i n c c n i đ t ch ng sét B kích thích áp n: đ c làm b ng ceramic áp n (piezoelectric ceramic) đ t phía d i thân kim, m t ng n cách n, n i v i đ nh nh n phát x ion nêu b ng cáp cách n cao áp u ESE Thân đ cách n Dây d n sét H th ng ti p đ a V t li u piezoelectric: ây nh ng c u trúc tinh th Trong đó, l ng c c n đ c làm t ng áp l c theo m t h ng đ nh tr c b ng cách t o cho chúng m t tr ng phân c c ban đ u có m t đ cao V t li u đ c s d ng zircotitanate chì, r t c ng, đ u kim đ c ph m t l p m ng n c c nickel Các v t li u đ c ch t o thành nhi u đo n n i ti p, v i đ c SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang 107 án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng tính áp n c a chúng, ceramic t o n áp r t cao, lên đ n 20kV t i 25kV nhi u đo n n i ti p M c n áp đ m b o đ u ki n đ t o ion nh mong mu n S kích thích áp n: Khi xu t hi n đám mây dơng mang n tích, n tr ng khí quy n tr ng thái t nh, k t h p v i hi n t ng c ng h ng x y b n thân kim ESE, áp l c đ c t o tr c, b ph n kích thích s sinh nh ng áp l c bi n đ i ng c K t qu t i đ u nh n phát x ion s t o n th cao, đó, t i sinh m t l ng l n ion ( 7,65 × 1010 m c n áp 2,5 đ n 6,5 kV) Nh ng ion ion hố dịng khí quy n xung quanh phí đ u thu nh h th ng chuy n l u không khí g n đ u thu i u giúp làm gi m n áp ng ng phóng n, đ ng th i làm gia t ng v n t c phóng n corona i m thu s m nh t: Kh n ng gia t ng s kích thích tr ng t nh n th p (kh n ng phát x s m) t ng c ng kh n ng thu c a kim thu sét Nh tr thành m thu s m nh t so v i m khác c a nhà c n b o v Các kim thu sét ho t đ ng c v i dịng sét có c ng đ th p Rp h Vùng b o v : Vùng b o v c a ESE m t hình nón có đ nh đ u kim thu sét, bán kính b o v Rp(m) = f (kho ng cách kích ho t s m trung bình Δ L(m) c a kim thu sét, kho ng cách kích ho t D(m) tu theo m c đ b o v ) Cơng th c tính tốn bán kính b o v Rp c a đ u thu sét ESE, áp d ng h ≥ 5m theo tiêu chu n NF-C c a Pháp R p = h(2 D − h) + ΔL (2 D + ΔL ) D(m) ph thu c c p b o v I, II, III SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang 108 án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng h:chi u cao đ u thu sét tính t đ nh kim đ n b m t đ ΔL (m) : đ l i v kho ng cách phóng tia n đ o cb ov ΔL = v × ΔT ; ΔT ( μ s) đ l i v th i gian 8.3.2 Thi t k ch ng sét cho nhà máy Ta s d ng m t kim thu sét, đ t t i chóp mái gi a nhà máy Theo s đ m t b ng, bán kính vùng b o v cho toàn nhà máy R = 67(m) Tra theo b ng bán kính b o v c a đ u thu sét hi u Saint-Elmo (theo tài li u [6] ) ta ch n đ c thi t b sau: đ SE 12- ΔL = 45m, c p b o v III, đ t c bán kính vùng b o v Rp = 72 (m) đ cao h = 4(m) tính t chóp mái Ta có H th ng ti p đ a: ta có đ i n tr su t c a đ t t i n i đ t h th ng n i đ t, lo i đ t sét pha s i tra b ng c ρ = × 104 Ωcm Thi t b n i đ t, dùng c c s t b c đ ng φ =16mm dài 3m, chôn sâu 0,8m H s t ng cao cho n c c th ng đ ng: chôn sâu m t đ t 0,8m lo i đ t khô, ta tra b ng => Kmax = 1,4 • Ta có: t = 80 + (300/2) = 230 (cm) i n tr c a c c: × 104 × 1,4 ⎛ × 300 × 230 + 300 ⎞ × ⎜ ln + ln R1C = ⎟ = 46,53(Ω) 2π × 300 ⎝ 1,6 × 230 − 300 ⎠ • Xác đ nh s b s l ng c c: 46,53 R = 4,65(coc) n = 1c = 10 Ryc h Ta ch n n = c c Các c c đ ng, m i c c cách 6m c chôn thành tia, c c gi a c c h=0,8m t=2,3m a=6m l=3m d=1,6cm Ta có t s : a/l = 6/3 = SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang 109 án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng c hi u su t s d ng c c η c = 0,83 ; η t = 0,87 tra b ng đ • i n tr c a c c: 46,53 R = 14,02(Ω) RC = 1c = n × ηc × 0,83 Thanh n i d t n m ngang có chi u r ng 4cm đ n i qua 14 c c => l = × = 18 (m) c chôn sâu 0,8m Thanh n i đ c H s t ng cao cho n c c ngang chôn sâu m t đ t 0,8m => Kmax = 1,6 • i n tr n i: ã ì 1800 = 14,03() ì 80 2π × 1800 i n tr khu ch tán n i ngang: Rt = ' Rt = × 10 × 1,6 Rt ηt ' = × ln 14,03 = 16,13(Ω) 0,87 i n tr c a thi t b n i đ t: 14,02 × 16,13 = 7,5(Ω) < 10(Ω) => Th a u ki n Rnoidatset = 14,02 + 16,13 *Ta s d ng dây đ ng có ti t di n 50mm2 n i t b ph n ESE đ n c c n i đ t đ b o đ m tính d n n liên t c c a c c ti p đ a SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang 110 án t t nghi p k s n GVHD: PGS-TS Phan Qu c D ng TÀI LI U THAM KH O [1] [2] [3] [4] [5] [6] Phan Th Thanh Bình, D ng Lan H ng, Phan Th Thu Vân, H ng d n đ án môn h c thi t k cung c p n, Nhà xu t b n i h c qu c gia TP.H Chí Minh D ng Lan H ng, K thu t chi u sáng, Nhà xu t b n i h c qu c gia TP.H Chí Minh , 2010 Phan Th Thanh Bình, Phan Qu c D ng, Ph m Quang Vinh, Phan Th Thu Vân, Phan K Phúc, Nguy n V n Nh , D ng Lan H ng, Bùi Ng c Th , Tô H u Phúc, Nguy n Bá B n, Nguy n Th Quang, Ngô H i Thanh, H ng d n thi t k l p đ t n theo tiêu chu n qu c t IEC, Nhà xu t b n Khoa h c K thu t, Hà N i 2011 Nguy n M nh Ho ch, Nguy n Công Hi n, H Th ng Cung C p i n, Nhà xu t b n Khoa H c K Thu t Phan Th Thu Vân, H ng D n s d ng ph n m m h th Ecodial, Nhà xu t b n i h c qu c gia TP.H Chí Minh , 2005 Phan Th Thu Vân, An Toàn i n, Nhà xu t b n i h c qu c gia TP.H Chí Minh , 2008 SVTH:Tr n c ng Trinh MSSV:20762091 Trang 111