0982THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XƯỞNG CÔNG NGHIỆP BASON

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XƯỞNG

Giới thiệu chung

* Xưởng Điện thuộc nhà máy Bason, được xây dựng ở Quận I, Thành Phố Hồ Chí Minh

* Nhiệm vụ chính của xưởng là sửa chữa, bảo dưỡng và lắp đặt mới trang thiết bị điện của tàu biển, công trình lắp đặt mới các nhà máy…

Xưởng đ được chia thành ba phân xưởng chính: phân xưởng A chuyên đóng mới, phân xưởng B chuyên sửa chữa và phân xưởng C chuyên nạp bình Tổng diện tích của xưởng là 5780m² với chiều cao xây dựng hơn 10m.

Đặc điểm công nghệ 1

Đặc điểm công nghệ của từng phân xưởng như sau :

* Phân xưởng lắp đặt đóng mới (phân xưởng A) :

Phân xưởng này chuyên cung cấp thiết bị mới cho việc lắp đặt, đóng mới và thay thế các thiết bị không thể sửa chữa trên tàu và công trình biển.

* Phân xưởng sửa chữa (phân xưởng B) :

- Là phân xưởng chuyên sửa chữa các thiết bị điện và các phần cơ khí phục vụ cho việc sửa chữa thieỏt bũ ủieọn

* Phân xưởng điện bình (phân xưởng C) :

- Là phân xưởng nập điện bình và thay mới dung dịch bình điện.

Nguồn điện sử dụng của xưởng

* Nguồn điện được lấy trực tiếp từ mạng điện trung thế 22KV

* Nguồn dự phòng của xưởng là máy phát MITSUBISHI

SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 2

Bảng thống kê số liệu phụ tải

STT Teân thieát bò Kyù hieọu

Coâng suaát (KW) Cos  Heọ soỏ sử dụng

4 Máy bơm nước áp lực B.4 1 5,5 0,83 0,75

20 Động cơ cẩu trục 3 tấn B.19 2 5,5 0,83 0,75

21 Động cơ nâng cẩu trục 3 tấn B.20 2 3 0,80 0,75

22 Động cơ cẩu trục 2 tấn B.21 1 4 0,82 0,75

STT Teân thieát bò Kyù hieọu

Coâng suaát (KW) Cos  Heọ soỏ sử dụng

TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Phân chia nhóm thiết bị và xác định tọa độ của nhóm thiết bị

2.1.1 Các điều kiện để phân chia nhóm thiết bị :

 Vị trí các thiết bị được bố trí gần nhau

 Tớnh chaỏt coõng vieọc gaàn nhử nhau

 Tổng Pđm các thiết bị xấp xỉ nhau

2.1.2 Xác định tọa độ và phân chia nhóm thiết bị

Dựa vào điều kiện phân nhóm ta có thể phân chia xưởng thành 5 nhóm thiết bị và tọa độ các thieỏt bũ cuù theồ nhử sau :

STT KÍ HIEÄU TEÂN THIEÁT Bề Pủm(KW) X(m) Y(m)

2 B.4 Máy bơm nước áp lực cao 5,5 19 57

3 B.19.1 Động cơ cẩu trục 3 tấn 5,5 11,5 63

4 B.19.2 Động cơ cẩu trục 3 tấn 5,5 81,5 54,5

5 B.20.1 Động cơ nâng cẩu trục

6 B.20.2 Động cơ nâng cẩu trục

7 B.21 Động cơ cẩu trục 2 tấn 4 81,5 48,5

Tổng công suất định mức ∑Pđm = 34 KW

Tổng công suất định mức ∑Pđm = 52,8 KW

2.1.3 Xác định tâm phụ tải nhóm và vị trí đặt tủ động lực

- Tâm phụ tải các nhóm

Sau khi xác định tọa độ các thiết bị, bước tiếp theo là xác định tọa độ các tâm phụ tải của từng nhóm Việc đặt tủ động lực cần dựa trên tọa độ của tâm phụ tải, đồng thời cần lưu ý rằng tủ phải được đặt ở vị trí thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa, đồng thời tránh xa cửa ra vào và cửa sổ.

- Ta có công thức xác định tâm phụ tải các nhóm như sau :

NHÓM THIẾT BỊ TỌA ĐỘ TÍNH TOÁN

Sau khi xác định tọa độ tính toán của tâm phụ tải, cần tiến hành xác định tọa độ thực tế của tủ động lực Việc này phải đảm bảo tính thẩm mỹ và kinh tế, đồng thời thuận tiện cho việc sửa chữa và bảo trì Nên đặt tủ sát tường để tối ưu hóa không gian và dễ dàng trong việc quản lý.

NHÓM THIẾT BỊ TỌA ĐỘ THỰC TẾ

2.1.4 Tính toán tâm phụ tải xưởng và vị trí đặt tủ phân phối chính

Tuû phaân phoái Xtt (m) Ytt (m)

Tủ động lực 2 Tủ động lực 3 Tủ động lực 4 Tủ động lực 5 Tủ động lực 6

Tính toán phụ tải

2.2.1 Tính toán các thông số cơ bản

Ta có công thức tính hệ số sử dụng như sau :

Số thiết bị hiệu quả : n hq =( n i=1 P đmi ) 2 / n i=1 P 2 đmi

Từ Ksd và nhq ta tra bảng để tìm Kmax

Với các thiết bị hoạt động riêng lẻ , n=1 , ta xem như Itt = Iđm

Riêng với nhóm thiết bị liên thông , để tính Itt cho nhóm thiết bị này ta phải xét xem có bao nhieâu thieát bò lieân thoâng

2 thiết bị liên thông v i Pđm < 4 ta tính gần đúng Itt = ∑Iđm v i Pđm > 4 thỡ Itt = ∑I ủm x Kpt

Đối với các thiết bị điện có công suất dưới 10KW, chế độ mở máy trực tiếp được áp dụng, dẫn đến dòng khởi động gấp 5 lần dòng định mức Đối với thiết bị trên 10KW, có thể khởi động bằng cách đấu vào mạng điện hình sao và sau đó chuyển sang mạch tam giác để duy trì hoạt động lâu dài, khi đó dòng khởi động chỉ gấp 3 lần dòng định mức.

Đối với các thiết bị riêng lẻ có công suất định mức (Pđm) trên 15KW, có thể lựa chọn chế độ khởi động của biến tần và thiết lập dòng khởi động tương ứng.

Imm = Kmm x Iđm ( với Kmm = 1 )

KH Teõn thieỏt bũ Pủm

KW cos tan ksd Ksd nhq Kmax Iủm

13,7 13,7 Trực tieáp 68,5 B.4 Máy bơm nước 5,5 0,83 0,67 0,75 10 10 Trực tieáp 50 B.19

Motor naâng caồu truùc 3 taỏn 3 0,8 0,75 0,75 5,7

.2 Motor naâng caồu truùc 3 taỏn 3 0,8 0,75 0,75 5,7

P đmi n i=1 = 0,75 Số thiết bị hiệu quả : n hq =( n i=1 P đmi ) 2 / n i=1 P 2 đmi = 6,38

Từ Ksd và nhq ta tra bảng để tìm Kmax = 1,16

3U đm cos = 13,7 A Dòng điện Itt :

2 thiết bị liên thông v i Pđm < 4 ta tính gần đúng Itt = ∑I đm v i Pđm > 4 thỡ Itt = ∑Iủm x Kpt

Đối với các thiết bị có công suất định mức dưới 10KW, chế độ mở máy trực tiếp được khuyến nghị, dẫn đến dòng điện khởi động cao gấp 5 lần dòng định mức.

B.12 Máy quấn dây 1,1 0,79 0,79 0,75 2,1 2,1 Trực tiếp 10,5

B.13 Máy ép gió 5,5 0,83 0,67 0,75 10 10 Trực tiếp 50

B.14 Máy cắt đá 1,5 0,8 0,75 0,75 2,84 2,84 Trực tiếp 14,2

11,4 Trực tiếp 34,2 B.16.2 Máy mài hai đá 3 0,8 0,75 0,75 5,7

3U đm cos = 17,8 A Dòng điện Itt :

2 thiết bị liên thông v i Pđm < 4 ta tính gần đúng Itt = ∑Iđm v i Pđm > 4 thỡ Itt = ∑I ủm x Kpt

Chế độ mở máy và dòng điện khởi động là rất quan trọng trong việc vận hành các thiết bị điện Đối với thiết bị có công suất định mức (Pđm) dưới 10KW, chế độ mở máy trực tiếp được lựa chọn, với dòng khởi động gấp 5 lần dòng định mức Trong khi đó, với thiết bị có Pđm trên 10KW, có thể khởi động động cơ bằng cách đấu vào mạng điện hình sao, sau đó chuyển sang mạch tam giác để duy trì hoạt động lâu dài, với dòng khởi động gấp 3 lần dòng định mức.

P đmi n i=1 = 1 Số thiết bị hiệu quả : n hq =( n i=1 P đmi ) 2 / n i=1 P 2 đmi = 1

3U đm cos = 219 A Dòng điện Itt :

Chế độ mở máy và dòng điện khởi động (Imm) là yếu tố quan trọng đối với các thiết bị có công suất định mức (Pđm) trên 15KW Đối với những thiết bị này, có thể lựa chọn chế độ mở máy biến tần và xác định dòng mở máy với giá trị phù hợp.

(A) Chế độ mở máy Imm

3U đm cos = 76 ADòng điện Itt :

2 thiết bị liên thông v i Pđm < 4 ta tính gần đúng Itt = ∑Iđm v i Pđm > 4 thỡ Itt = ∑Iủm x Kpt

Chế độ mở máy và dòng điện khởi động (Imm) là yếu tố quan trọng trong việc vận hành các thiết bị có công suất định mức (Pđm) trên 15KW Đối với những thiết bị này, chúng ta có thể lựa chọn chế độ mở máy biến tần và xác định dòng điện khởi động với giá trị phù hợp.

2 thiết bị liên thông v i P đm < 4 ta tính gần đúng Itt = ∑Iđm v i Pđm > 4 thỡ Itt = ∑Iủm x Kpt

Chế độ mở máy và dòng điện khởi động (Imm) là yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn biến tần cho các thiết bị có công suất định mức (Pđm) trên 15KW Đối với những thiết bị này, chúng ta có thể xác định chế độ mở máy và dòng điện khởi động với giá trị phù hợp để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.

174 174 Bieán taàn 174 M.B Máy biến áp 380/220 30 0,6 1,33 0,7 76 76 Biến tần 76

2 thiết bị liên thông v i Pđm < 4 ta tính gần đúng Itt = ∑Iđm v i Pđm > 4 thỡ Itt = ∑Iủm x Kpt

Chế độ mở máy và dòng điện khởi động (Imm) là yếu tố quan trọng đối với các thiết bị riêng lẻ có công suất định mức (Pđm) trên 15KW Đối với những thiết bị này, chúng ta có thể lựa chọn chế độ mở máy biến tần và xác định dòng mở máy có giá trị phù hợp.

C1 Động cơ hút gió 3 0,8 0,75 0,75 5,7 5,7 Trực tiếp 28,5

P đmi n i=1 = 0,71 Số thiết bị hiệu quả : n hq =( n i=1 P đmi ) 2 / n i=1 P 2 đmi = 1,88 Từ Ksd và nhq ta tra bảng để tìm Kmax

Chế độ mở máy và dòng điện khởi động là yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị Đối với thiết bị có công suất dưới 10KW, nên chọn chế độ mở máy trực tiếp với dòng khởi động gấp 5 lần dòng định mức Trong khi đó, với thiết bị có công suất trên 15KW, chế độ mở máy bằng biến tần là lựa chọn hợp lý, với dòng khởi động bằng dòng định mức.

2.2.2 Phụ tải tính toán của các tủ động lực

Nếu nhq < 4 và n < 4 thì Ptt = Pđmi ; Qtt = Pđmi tan dmi

Nếu nhq < 4 và n 4 thì Ptt = PđmiKpti ; Qtt = Pđmi tan dmiKpti

Nếu nhq > 4 : Tìm Kmax theo nhq và Ksd

Ptt = Kmax Ksd Pủm∑ = Kmax Ptb

Qtt = 1.1 Qtb neáu nhq 10 = Qtbnh neáu nhq > 10

Qtb = Ptb tg tb ; cos tb = (∑cos i Pủmi)/ ( Pđmi)

Ptt1 = Kmax Ksd Pủm∑ = 1,16 x 0,75 x 34 = 29,58KW cos tb = (∑cos i Pủmi)/ ( Pđmi) = 0,82 tg tb = 0,7

Qtbnh1 = Ptb x tg tb = 25,5 x 0,7 ,85KVar

Ptt2 = Kmax Ksd Pủm∑ = 1,15 x 0,75 x 52,8 = 45,54 KW cos tb = (∑cos i Pủmi)/ ( Pđmi) = 0,83 tg tb = 0,67

Qtbnh2 = Ptb x tg tb = 26,53 KVar

Qtt6 = Pđmi tan dmi = 95,9 KVar

Kpt = Ksd / Kđóng ( với Kđóng của xưởng cơ khí = 0,8 )

Qtt7 = Pđmi tan dmiKpti = 43,3 KVar

IủnPPXB = IủnTẹLmax + ( IttPPXB – IttTẹLmax x Ksdmax )

IủnPPC = IủnPPPmax + ( IttPPC – IttPPPmax x Ksdmax )

Bảng tóm tắt các tính toán phụ tải của tủ động lực

STT Ptt (KW) Qtt (KVar) Stt (KVA) Itt (A) Iủn (A)

Thiết kế chiếu sáng

2.3.1 Giới thiệu chung về chiếu sáng

- Trong đời sống xã hội và sản xuất, ánh sáng là một trong những yếu tố quan trọng không thể thiếu được

Kỹ thuật chiếu sáng cung cấp những phương pháp tính toán và tiêu chuẩn khác nhau từ nhiều quốc gia, hỗ trợ các nhà thiết kế trong việc đáp ứng nhu cầu phát triển hiện đại.

Kỹ thuật chiếu sáng bao gồm các phương pháp nhằm đảm bảo chất lượng và số lượng ánh sáng phân bố hợp lý, đáp ứng nhu cầu chiếu sáng cụ thể.

- Kỹ thuật chiếu sáng ngày nay không ngừng phát triển, do việc cải thiện và nâng cao tính năng của đèn phù hợp với yêu cầu người sử dụng

- Kỹ thuật chiếu sáng ngày càng có nhiều ứng dụng to lớn trong các lĩnh vực: sinh hoạt, giảng dạy, nghiên cứu, mỹ thuật …

2.3.2 Nguyeân taéc khi thieát keá

- Khi thiết kế chiếu sáng phải dựa trên yêu cầu về hoạt động an toàn của hệ thống chiếu sáng, cũng như về kinh tế và kỷ thuật

- Thông thường thiết kế hệ thống chiếu sáng nhân tạo người ta dựa trên hai phương pháp được tiêu chuẩn hóa sau đây

Phương pháp gián tiếp xác định các đặc tính quan trọng của hệ thống, bao gồm sự phân bố theo thời gian và phổ, cũng như các đặc tính quang như độ rọi và huy độ được chiếu sáng.

Phương pháp trực tiếp liên quan đến việc xác định các đại lượng như hiệu suất lao động, mức độ nhìn thấy và khả năng phân biệt độ sáng, nhằm đánh giá hiệu suất của hệ thống chiếu sáng một cách chính xác.

- Mục đích của tiêu chuẩn hóa

+ Đảm bảo các đặc tính số lượng và chất lượng chiếu sáng mà nó xác định hiệu suất chiếu sáng

+ Qui định chi phí năng lượng, vật liệu và thiết bị

- Các yêu cầu đối với hệ thống chiếu sáng

+ Các vật được chiếu sáng phải có huy độ vừa đủ để phát hiện và phân biệt chúng

+ Đảm bảo không có sự khác biệt lớn giữa huy độ bề mặt làm việc và không gian chung quanh

- Độ rọi trên bề mặt làm việc không thay đổi theo thời gian

- Không xuất hiện rõ các vệt tới trên bề mặt làm việc, khai chiếu sáng vật nổi cho phép ta phân biệt thể tích và hình dạng của chúng

- Các nguyên tắc sẽ khác nhau với những yêu cầu công việc, những nơi khác nhau:

+ Chiếu sáng các nhà máy công nghiệp

+ Chiếu sáng các đường phố, quảng trường thành phố hay các vùng nông thôn

+ Chiếu sáng nhà ở hay nơi công cộng

2.3.3 Thiết kế hệ thống chiếu sáng

2.3.3.1 Các khái niệm và đại lượng cơ bản:

- Quang thông là thông lượng bức xạ hữu ích trong hệ ánh sáng (là lượng ánh sáng phát ra trong một đơn vị thời gian của các nguồn sáng)

- Quang thông được tính bằng lumen (lm)

- Trong đó: -V(l) : Độ nhạy cảm phổ thông đối

- e(): Mật độ thông lượng bức xạ

2 Quang hiệu H (lm/W): (còn gọi là hiệu suất phát sáng)

- Được xác định bằng tỉ số quang thông phát ra trên công suất của nguồn sáng:

- Cường độ sáng là mật độ phân phối quang thông trong không gian

- Trong đó: d là vi phân quang thông trong, vi phân góc khối d

- Độ rọi là mật độ quang thông rơi trên bề mặt được chiếu sáng:

- Trong đó: d: quang thông rơi trên diện tích dA

Huy độ, hay còn gọi là độ chói, là một yếu tố quan trọng trong cảm thụ thị giác của con người Nó được xác định theo một phương thức nhất định từ nguồn sáng, tính bằng tỉ số cường độ ánh sáng theo hướng  trên diện tích biểu kiến của nguồn sáng.

- Trong đó : - dA: Diện tích biểu kiến (diện tích hình chiếu của nguồn sáng theo phương )

6 Nhiệt độ màu của nguồn sáng T m :

- Đó là nhiệt độ của vật đem tuyệt đối khi phát ra ánh sáng có màu giống như màu của nguồn sáng đó

- Nói lên sự phản ánh trung thực về màu sắc của một nguồn sáng đó, khi chiếu sáng một vật nào đó

+ Ra có giá trị từ 0 100

+ Đèn có màu sắc hoàn toàn bị biến đổi : Ra < 50

+ Đèn sử dụng cho các ngành công nghiệp có sự thể hiện màu sắc là thứ yếu: Ra < 70

+ Đèn sử dụng ở những nơi đòi hỏi sử thể hiện màu quan trọng hàng đầu : Ra > 85

2.3.3.2 Các yếu tố khi thuyết kế hệ thống chiếu sáng:

Thiết kế hệ thống chiếu sáng là một nhiệm vụ phức tạp, yêu cầu người thiết kế phải có kiến thức vững chắc về chiếu sáng và hiểu biết về công trình Quá trình này không chỉ đảm bảo chất lượng ánh sáng mà còn phải chú trọng đến an toàn, tính dễ vận hành và hiệu quả kinh tế.

Để đảm bảo hoạt động liên tục và an toàn cho công việc, cần thiết kế song song hai hệ thống chiếu sáng: chiếu sáng làm việc và chiếu sáng sự cố.

2.3.3.3 Chọn các thông số chiếu sáng:

- nguồn sáng có nhiều loại, ta có thể phân loại nguồn sáng theo công suất tiêu thụ, theo điện áp sử dụng, theo hình dáng

- Các tiêu chuẩn để lựa chọn nguồn sáng:

+ Nhiệt độ màu chọn theo biểu đồ Kruithof

+ Việc sử dụng tăng cường và gián đoạn của các địa điểm

+ Tuổi thọ của bóng đèn

2 Chọn hệ thống chiếu sáng :

* Đối với hệ thống chiếu sáng trong nhà người ta thường chọn các phương thức chiếu sáng sau :

Hệ chiếu sáng chung không chỉ chiếu sáng bề mặt làm việc mà còn cả không gian phòng Phương pháp này bao gồm hai cách đặt đèn: chiếu sáng chung đều và chiếu sáng địa phương.

- Hệ 2 : Hệ chiếu sáng hỗn hợp gồm chiếu sáng chung đều và chiếu sáng địa phương được thưc hieọn cuứng luực

3 Chọn các thiết bị chiếu sáng

- Một trong những vấn đề quan trọng trong thiết kế chiếu sáng là sự lựa chọn thiết bị chiếu sáng

- Điều kiện chọn lựa thiết bị chiếu sáng:

+ Tính chất của môi trường xung quanh

+ Các yêu cầu về phân bố ánh sáng và sự giảm chói

+ Các phương án kinh tế

- Độ rọi được chọn phải đảm bảo nhìn rõ mọi chi tiết mà mắt nhìn không bị mệt mỏi

Chọn độ rọi tiêu chuẩn dựa trên kích thước của vật thể, sự khác biệt giữa vật thể và hậu cảnh, cùng với phẩm phản suất của hậu cảnh.

- Các giá trị độ rọi tiêu chuẩn đối với thiết bị làm việc của đèn phóng điện lớn hơn đèn nung sáng

5 Chọn hệ số bù d (hệ số dự trữ k)

Hệ số dự trữ ánh sáng phụ thuộc vào môi trường làm việc và loại nguồn sáng Trong cùng điều kiện vận hành, giá trị hệ số d đối với đèn phóng điện thường cao hơn so với đèn nung sáng, với d = 1.

- Trong đó : - 1 : hệ số suy giảm quang thông

- 2 : hệ số suy giảm do bề mặt phản xạ bị bẩn

+ Địa điểm sạch (văn phòng, lớp học …) 2 = 0,9

+ Địa điểm công nghiệp (kho, xưởng cơ khí) : 2 = 0,8

+ Địa điểm không khí ô nhiễm (xưởng cưa, nơi có khói bụi,…) : 2 = 0,7

- Hệ số phản xạ trần, tường, sàn phụ thuộc vào màu sơn, vật liệu

7 Các phương pháp phân bố thiết bị chiếu sáng :

- Có hai phương pháp phân bố thiết bị chiếu sáng là hệ chiếu sáng chung đều và hệ chiếu sáng ủũa phửụng

2.3.4 Các loại nguồn sáng thông dụng

- Các tính năng của nguồn sáng công suất điện, tính chất, kích thước, hình dáng, màu sắc …

2.3.4.1 Các loại đèn nung sáng

- Đèn nung sáng phát sáng la do có dòng điện chạy qua dây tóc được nung nóng đến phát sáng

- Nhiều công suất, nhiều kích thước ứng với nhiều cấp điện áp : 36V, 127V, 220V…

- Không cần thiết bị phụ để khởi động, phát sáng tức thời

- Không phụ thuộc nhiệt độ môi trường, màu sắc trung thực

- Quang hiệu thấp < 20 (lm/W), tuổi thọ thấp

- Phổ màu vàng đỏ thay đổi theo điện áp

- Tiêu thụ điện năng nhiều khi độ rọi cao

* Có một số loại đèn như : đèn tráng gương, đèn màu, đèn tráng bạc…

2.3.4.2 các loại đèn phóng điện :

1 Đèn huỳnh quan (Fluorrescent lamps) :

Đèn huỳnh quang là loại đèn sử dụng phóng điện trong hơi thủy ngân áp suất thấp, với lớp bột huỳnh quang bên trong ống đèn giúp chuyển đổi tia cực tím thành ánh sáng nhìn thấy.

- Tuổi thọ lý thuyết cao (7000h) và kinh tế

- Quang hiệu lớn (H = 4050 lm/w) nên dùng để chiếu sáng những nơi có ánh sáng cao

- Ít cấp công suất, kích thước lớn, chỉ hoạt động với nguồn xoay chiều

- Cần có thiết bị phụ để khởi động, độ rọi suy giảm khi đèn treo cao

- Kích thước của đèn phụ thuộc vào cấp điện áp và công suất

- Khó làm việc ở những nơi quá nóng hoặc quá lạnh

- Quang thông dao động và giảm nhiều theo tuổi thọ

2 Đèn thủy ngân cao áp (Mercury lamps) :

- Trong đèn ngoài khí trơ (Ne, Ar) còn có hơi thủy ngân Khi đèn làm việc hơi thủy ngân đạt áp suất từ 25atm

- Quang hiệu cao, tuổi thọ lớn

- Bền chắc, không chịu ảnh hưởng của môi trường

- Diễm sắc kém do thiếu bức xạ màu đỏ

- Chỉ làm việc với dòng xoay chiều, cần Ballat để khởi động

- Thời gian bắt đầu sáng lâu (57 phút), quang thông dao động lớn hơn đèn huỳnh quang, quang thông giảm nhiều ở cuối tuổi thọ đèn

- Đèn bật sáng trở lại sau khi đã nguội (56 phút)

3 Đèn Halogen Kim loại (Halogenua metal halide lamps):

* Sự phóng điện xẩy ra trong hổn hợp hơi thủy ngân và Halogen áp suất cao

- Chỉ số màu cao: Ra = 6569 ánh sáng trắng

* Quang thông dao động nhỏ, thời gian mỗi sáng nhanh hơn đèn TNCA nhưng có nhược điểm là giảm nhiệt độ màu trong quá trình sử dụng

4 Đèn Natri áp suất thấp (low pressure sodium lamps) :

Đèn sử dụng khí trơ (Ne) với áp suất 3 mmHg Khi phóng điện qua khí trơ, nhiệt độ đạt 250°C sẽ kích hoạt sự phóng điện qua hơi Natri, tạo ra ánh sáng trong khoảng thời gian từ 5 đến 10 phút.

* Đèn có ưu điểm là có nhìn thấy những nơi có sương mù, kinh tế nhưng chỉ số màu thấp

5 Đèn Natri áp suất cao (high pressure sodium lamps) :

+ Ở nhiệt độ trên 1000 0 C, Natri phát sáng nhìn thấy được, do đó cho ánh sáng trắng hơn, có màu trắng ấm

- Chỉ số màu : Ra = 2025 ánh sáng trắng

2.3.5 Các loại thiết bị chiếu sáng

Thiết bị chiếu sáng, hay còn gọi là bộ đèn, bao gồm nguồn sáng và chóa đèn, có chức năng phân bố ánh sáng theo hướng đã định Bộ đèn được sử dụng để chiếu sáng không gian hoặc làm tín hiệu.

- Các thiết bị đèn chiếu sáng được phân làm 3 loại :

- Thiết bị chiếu sáng thuộc loại đèn pha

- Thiết bị chiếu sáng thuộc loại đèn chiếu

- Thiết bị chiếu sáng thuộc loại đèn chiếu sáng

3 Nhiệm vụ chính của thiết bị chiếu sáng

- Phaân boá quang thoâng trong khoâng gia

- Tách nguồn sáng ra khỏi môi trường cháy nổ

- Giảm huy độ của nguồn sáng để bảo vệ mắt người

- Bảo vệ nguồn sáng khỏi bẩn và va chạm

4 Các yếu tố chính để phân chia thiết bị chiếu sáng

- Chiếu sáng trực tiếp (v/tb) > 90%

- Chiếu sáng trực tiếp 60% < (v/tb)90%

- Chiếu sáng bán trực tiếp 40% (v/tb)  60%

- Chiếu sáng trên dưới đều nhau 40% < (v/tb)  40%

- Chiếu sáng bán gián tiếp 10% (v/tb)  40%

- chiếu sáng gián tiếp (v/tb)  90%

Trong đó: - FBĐ : Quang thông của bộ đèn

- FĐ : Quang thông của đèn

- Trong đó: - BĐ : Quang thông của bô đèn phát nửa bán cầu dưới

- BĐ: Quang thông của bộ đèn phát nửa bán cầu trên

- tt: Hiệu suất cấp bộ đèn trực tiếp

- gt : Hiệu suất cấp bộ đèn gián tiếp

- Bộ đèn cấp AJ: Thuộc nhóm bộ đèn chiếu sáng trực tiếp

- Bộ đèn cấp K  N thuộc nhóm bộ đèn chiếu sáng bán trực tiếp

- Bộ đèn cấp O – S thuộc nhóm bộ đèn chiếu sáng hỗn hợp

- Bộ đèn cấp T thuộc nhóm bộ đèn chiếu sáng gián tiếp

2.3.6 Các phương pháp tính toán chiếu sáng

2.3.6.1 Phương pháp công suất riêng:

1 Đặc điểm của phương pháp

- Phương pháp này dùng để tính toán những nơi không quan trọng và có sự phân bố quang thông không đều trên bề mặt làm việc

- Dùng để tính toán công suất của hệ thống chiếu sáng khi các bộ đèn phân bố xuống mặt phaúng naèm ngang

- Phương pháp này được sử dụng rộng rãi, nó đươc tính gần đúng nhưng cho phép ta tính toán công suất hệ thống chiếu sáng một cách dễ dàng

Tùy thuộc vào yêu cầu chiếu sáng, kích thước của đối tượng, độ rọi cần thiết và loại đèn sử dụng, chúng ta cần lựa chọn mật độ công suất phù hợp trên mỗi đơn vị diện tích.

- Công suất tổng của nơi cần chiếu sáng

- Trong đó : + Pt : công suất riêng tra theo bảng tùy theo yêu cầu công việc

+ P: Công suất tổng nơi chiếu sáng

+ S: Diện tích cần chiếu sáng

- Tính toán sơ bộ đèn:

1 Đặc điểm của phương pháp :

Phương pháp này giúp xác định lượng quang thông cần thiết cho bộ đèn, nhằm đạt được độ rọi quy định trên bề mặt làm việc, trong điều kiện ánh sáng phản xạ không phải là yếu tố chính.

Tính toán phụ tải các thiết bị khác

Loại đèn : đèn Huỳnh Quang PHILIPS TMS022 Công suất bộ đèn : P = 36 x 2 = 72 W

Công suất tính toán Ptt = Kđt x Nbộ đèn x Pbộ đèn

Công suất phản kháng : Cho cos = 0,8  tg = 0,75

Qtt = Kủt x Ptt x tg Coõng suaỏt bieồu kieỏn : Stt = P Q

Dòng điện tính toán : Itt Chọn Kđt = 1

Tên TCS Kđt Nbộ đèn Ptt

2.4.2 Bảng tính toán phụ tải của ổ cắm

Chọn loại ổ cắm : ổ cắm 10A , cos = 0,8  tg = 0,75 Phân bố đều trên 3 pha của ổ cắm

Coõng suaỏt bieồu kieỏn cuỷa oồ caộm Stt = n x Kủt x Ksd x Iủm x Uủm

Trong đó : n : số lượng ổ cắm

Kđt : hệ số đồng thời , chọn Kđt = 0,2

Ksd : hệ số sử dụng , chọn Ksd = 0,7

Iđm : dòng điện định mức ổ cắm

Uđm : điện áp định mức Công suất tác dụng : Ptt = cos x Stt

Công suất phản kháng : Qtt = Ptt x tg Dòng điện tính toán : Itt

Teõn TCS Kủt Noồ caộm Ptt

2.4.3 Bảng tính toán phụ tải của Quạt

Mã : J56002 – Quạt Asia Điện áp : 220V – 50Hz Sải cánh : 140 cm Lưu lương gió : 250 cm3/phút Coâng suaát : P = 75W

Công suất tác dụng được tính theo công thức Ptt = n x Ksd x Kđt x P, với Kđt = 1 và Ksd = 0,7 cho các phân xưởng A, B, C, trong đó Ksd được chọn là 0,9 Công suất phản kháng được xác định bằng Qtt = Ptt x tg, với tg = 0,75 Cuối cùng, công suất biểu kiến được tính bằng Stt = P Q Dòng điện tính toán là Itt.

Tên TCS Kđt Nquạt Ptt

2.4.4 Bảng tính toán phụ tải máy lạnh

Chọn máy lạnh 2 HP , 1 HP = 736W  P 1,5 KW Chọn hệ số cos = 0,8  tg = 0,75

Ksd = 0,8 Hiệu suất làm lạnh : = 80%

Tên TCS Kđt Nmáy lạnh Ptt

Tổng hợp phụ tải toàn xí nghiệp 42 Chương 3 : CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ NGUỒN DỰ PHÒNG

Các hệ số đồng thời tùy theo chức năng hoạt động của loại tủ mà ta chọn

Từ công thức tính toán trên ta được bảng sau :

Teõn tuỷ ủieọn Kủt Ptt

CHƯƠNG 3 : CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ NGUỒN DỰ PHÒNG

Chọn máy biến áp

Trạm biến áp là công trình quan trọng dùng để chuyển đổi điện áp giữa các cấp khác nhau Chúng được phân loại dựa trên điện áp và vị trí địa lý Theo điện áp, trạm biến áp có thể là trạm tăng áp, trạm hạ áp hoặc trạm trung gian.

Việc lựa chọn máy biến áp cho hệ thống điện trong xí nghiệp là rất quan trọng, vì sự cố từ máy biến áp có thể ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống điện, dẫn đến ngừng hoạt động của xí nghiệp Do đó, cần phải tính toán và chọn dung lượng máy biến áp một cách hợp lý để đảm bảo hoạt động liên tục và hiệu quả cho xí nghiệp.

3.1.2 Chọn vị trí lắp đặt

Chọn vị trí lắp đặt cho MBA cần phải thỏa mãn các yêu cầu lắp đặt sau :

- Gần trung tâm phụ tải , thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến

- Thao tác vận hành sửa chữa dễ dàng

- An toàn cho cung cấp điện liên tục

- Đáp ứng đủ công suất của phụ tải và yêu cầu có thể nâng cấp phụ tải trong tương lai

- Tiết kiệm chi phí đầu tư và chi phí vận hành

- Đảm bảo không cản trở không gian khác , tạo tính mỹ quan

3.1.3 Ch n máy bi n áp cho x ng

Xí nghiệm được thực hiện để kiểm tra máy biến áp và chuyển đổi điện áp 3 pha 380/220V cho tủ phân phối chính Tủ này có nhiệm vụ phân phối điện cho toàn bộ hệ thống của tủ phân phối và tủ chiếu sáng Máy biến áp cung cấp điện cho phần tải của xưởng, đảm bảo hoạt động ổn định cho toàn bộ băng tải Điều kiện chọn máy biến áp: kqtscSđmBA Sy/c.

Trong đó : Sy/c : ph t i yêu c u c a phân x ng kqtsc : h s bi u th s quá t i s c c a MBA kqtsc = 1,4 : n u đ t ngoài tr i kqtsc = 1,3 : n u đ t trong nhà

Ta ch n MBA c n l p đ t cho xí nghi p v i SMBA = 630 KVA , máy bi n áp 3 pha 2 dây qu n do Vi t Nam ch t o (THIBIDI)

Lựa chọn máy phát điện dự phòng là cần thiết để đảm bảo hoạt động liên tục cho công ty, vì mất điện có thể gây thiệt hại cho thiết bị và ảnh hưởng đến dây chuyền sản xuất, dẫn đến tổn thất kinh tế Để đáp ứng nhu cầu công suất của xưởng, chúng ta chọn máy phát điện MITSUBISHI (model MGS0600B) với động cơ diesel 4 thì, được trang bị bộ nước lọc, bộ nhiên liệu và bộ lọc tách nước.

 Công suất liên tục từ 625 KVA đến 690 KVA

 Điến áp : 380/220/50Hz , 3 pha 4 dây

 Hoạt động ở 3 chế độ : auto , manual và test

Để đảm bảo xưởng không bị mất điện lâu dài, cần sử dụng hệ thống ATS kết hợp với nguồn dự phòng Hệ thống ATS tự động kiểm tra tín hiệu điện áp và cho phép khởi động hoặc đóng máy phát dự phòng khi nguồn điện chính gặp sự cố.

ATS, hay thiết bị chuyển mạch tự động, là cầu nối giữa máy phát điện và MBA với phụ tải Thiết bị này tự động kích hoạt nguồn dự phòng khi nguồn điện chính từ lưới điện quốc gia gặp sự cố và tự động ngắt nguồn dự phòng khi lưới điện trở lại ATS đảm bảo bảo vệ nguồn chính khỏi các tình huống mất pha, thấp áp, và quá áp, đồng thời duy trì thời gian tác động khi thực hiện chuyển mạch.

 Hãng sản xuất : O-Sung Electric Machinery

 Tần số tác động : 60 lần / giờ

3.4 Chọn thiết bị đóng cắt trung thế

3.4.1 Chọn sứ đỡ dây dẫn từ lưới trung thế tới MBA

Với cấp điện áp trung thế 22KV , chọn sứ cách điện Minh Long 2 có thông số :

 Hãng sản xuất : Công ty gốm sứ Minh Long 2

 Điện áp phóng điện khô : 93 KV

 Điện áp phóng điện ướt : 72 KV

 Điện áp đánh thủng : 160 KV

 Điện áp phòng điện xung – xung dương : 190 KV

 Điện áp phòng điện xung – xung âm : 226 KV

3.4.2 Chọn FCO trung thế Điều kiện bình thường : Icc > Ilvmax

Với Ilvmax x 1,25 x 1,25 = 17,78 A Chọn cầu chì tự rơi do Change (Mỹ) chế tạo

Chọn hệ thống ATS

Để đảm bảo xưởng không bị mất điện trong thời gian dài, cần sử dụng hệ thống ATS kết hợp với nguồn dự phòng Hệ thống ATS sẽ tự động kiểm tra tín hiệu điện áp và cho phép khởi động hoặc đóng máy phát dự phòng khi nguồn điện chính gặp sự cố.

ATS là thiết bị chuyển mạch tự động, đóng vai trò kết nối giữa máy phát điện và MBA với phụ tải Nó tự động kích hoạt nguồn dự phòng khi nguồn điện từ lưới Quốc gia bị mất và ngắt nguồn dự phòng khi điện lưới trở lại Thiết bị này đảm bảo bảo vệ nguồn chính khỏi các sự cố như mất pha, thấp áp và quá áp, đồng thời duy trì thời gian tác động khi chuyển mạch.

 Hãng sản xuất : O-Sung Electric Machinery

 Tần số tác động : 60 lần / giờ

Chọn thiết bị đóng cắt trung thế

3.4.1 Chọn sứ đỡ dây dẫn từ lưới trung thế tới MBA

Với cấp điện áp trung thế 22KV , chọn sứ cách điện Minh Long 2 có thông số :

 Hãng sản xuất : Công ty gốm sứ Minh Long 2

 Điện áp phóng điện khô : 93 KV

 Điện áp phóng điện ướt : 72 KV

 Điện áp đánh thủng : 160 KV

 Điện áp phòng điện xung – xung dương : 190 KV

 Điện áp phòng điện xung – xung âm : 226 KV

3.4.2 Chọn FCO trung thế Điều kiện bình thường : Icc > Ilvmax

Với Ilvmax x 1,25 x 1,25 = 17,78 A Chọn cầu chì tự rơi do Change (Mỹ) chế tạo

THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP

Chọn dây dẫn

Khi lựa chọn dây dẫn, cần xem xét các yêu cầu về cách điện, độ bền cơ, điều kiện lắp đặt và chi phí, nhằm đảm bảo đáp ứng nhu cầu kỹ thuật và an toàn kinh tế.

Những cách xác định tiết kiệm dây dẫn :

- Xác định theo điều kiện phát nóng và độ bền cơ

- Xác định theo điều kiện sụt áp

4.1.2 Phương án đi dây và yêu cầu chọn dây

Lựa chọn phương án đi dây và chọn dây theo lưu đồ sau

Nguồn điện cung cấp cho toàn xưởng được lấy từ lưới điện quốc gia có cấp điện áp 22

KV qua Trạm biến áp nhà máy 22/0,4 KV để cấp cho cả thiết bị một pha và ba pha của toàn xưởng

Lựa chọn các phương án lắp đặt lộ dây từ PPC đến các tủ PPX.B, PPX.C và TCS Từ các tủ phân phối này, xác định lộ dây kết nối đến tủ động lực và tủ chiếu sáng Cuối cùng, chọn dây dẫn phù hợp để cung cấp điện cho từng thiết bị trong các tủ.

4.1.2.1 Đối với cáp không chôn dưới đất

Với mạch không chôn dưới đất , hệ số K thể hiện điều kiện lắp đặt :

Trong đó K1 : thể hiện ảnh hưởng lắp đặt ( theo tiêu chuẩn IEC )

K2 : thể hiện ảnh hưởng tương hồ của 2 mạch kề nhau ( theo tiêu chuẩn IEC )

K3 : Thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện ( theo tieõu chuaồn IEC )

4.1.2.2 Đối với cáp chôn dưới đất

Với mạch cáp chôn dưới đất , hệ số K thể hiện điều kiện lắp đặt :

Trong đó : K4 : thể hiện ảnh hưởng lắp đặt ( theo tiêu chuẩn IEC )

K5 : thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề nhau ( theo tiêu chuẩn IEC )

K6 : thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cát ( theo tiêu chuẩn IEC )

K7 : thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đất ( theo tiêu chuẩn IEC )

Cách lắp đặt K4 Đất trong ống bằng đất nung, ống ngậm hoặc rãnh đúc 0,8

- Bảng K 5 Đơn vị dày đặt kề nhau

K5 Số mạch hoặc cáp nhiều lõi

Nhiệt độ đất ( 0 C) Cách điện

Trong thiết kế cung cấp điện cho xưởng, cần xem xét điều kiện sản xuất, địa hình và kiến trúc để lựa chọn phương án cáp chôn dưới đất trong mương cho đoạn dây từ phía thứ cấp MBA đến tủ phân phối chính Từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối phụ và tủ động lực, cũng áp dụng kiểu đi dây cáp chôn ngầm.

 Chọn dây trung tính N và dây bảo vệ PE

- Neáu Fpha 16 mm 2 thì FN = Fpha

- Neáu 16 mm 2 Fpha 35 mm 2 thì FN = 16 mm 2

- Fpha 35 mm 2 thì FN = 0,5 Fpha

Tính toán lựa chọn dây dẫn

- a) Chọn dây dẫn từ MBA đến tủ PPC

Ta có công suất tính toán SMBA = 630 KVA Dòng tính toán : Itt = Ilvmax

= 957,18A Dây đi trong ống chôn ngầm trong đất

K7 = 0,89 ( dây PVC và nhiệt độ 30 0 C ) Dòng tính toán cho phép trên day

Vì dòng quá lớn ta chọn 3 lộ dây cho 1 pha , tra bảng Thiết kế cung cấp điện bảng 8.7 trang 48 , ta chọn dây cách điện 1 lõi đồng và vỏ PVC

- Tiết diện : 325 mm 2 / lộ dây

SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 49 b) Chọn dây dẫn từ máy phát đến tủ PPC

Ta có công suất tính toán SMBA = 630 KVA Dòng tính toán : Itt = Ilvmax

= 957,18A Dây đi trong ống chôn ngầm trong đất

K7 = 0,89 ( dây PVC và nhiệt độ 30 0 C ) Dòng tính toán cho phép trên dây

Vì dòng quá lớn ta chọn 3 lộ dây cho 1 pha , tra bảng Thiết kế cung cấp điện bảng 8.7 trang 48 , ta chọn day cách điện 1 lõi đồng và vỏ PVC

- Tiết diện : 325 mm 2 / lộ dây

- Điện trở dây : 0,0576 ( /km ) c) Chọn dây dẫn từ tủ PPC đến các phân phối phụ

K7 = 0,89 ( dây PVC và nhiệt độ 30 0 C )

K = K4 x K5 x K6 x K7 = 0,5607 Tra bảng Thiết kế cung cấp điện bảng 8.7 trang 48 Tra bảng Thiết kế cung cấp điện bảng 8.4 trang 45

( /km) PPX.B 0,5607 903 1610,48 PVC 1 lõi đồng 3 x 250 3 x 568 0,073

K = K4 x K5 x K6 x K7 = 0,532 Tra bảng Thiết kế cung cấp điện bảng 8.4 trang 45

Tủ động lực 6 0,532 245,3 461,1 3G240 3x240 501 0,0754 e) Chọn dây dẫn từ TPC đến tủ TS

SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 51 f.1) Chọn dây dẫn từ tủ động lực 1 đến thiết bị

Kí hieọu Teõn tuỷ K Ilvmax

B.20.1 Motor naõng caồu truùc 3 taỏn B.19.2 Motor caồu truùc 3 taán 0,56 14,7 26,25 3G4 3x4 53 4,61

B.20.2 Motor naõng caồu truùc 3 taỏn B.21 Motor caồu truùc 2 taán 0,56 7,4 13,21 3G2,5 3x2,5 41 7,41 f.2) Chọn dây dẫn từ tủ động lực 2 đến thiết bị

Kí hieọu Teõn tuỷ K Ilvmax

B.17.2 Máy khoan f.3) Chọn dây dẫn từ tủ động lực 3 đến thiết bị

Kớ hieọu Teõn tuỷ K Ilvmax

B.1 Máy sấy 0,934 219 234,47 3G70 3x70 254 0,268 f.4) Chọn dây dẫn từ tủ động lực 4 đến thiết bị

SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 53 f.5) Chọn dây dẫn từ tủ động lực 5 đến thiết bị

B.2 Máy sấy 0,9975 182 182,456 3G50 3x50 205 0,387 f.6) Chọn dây dẫn từ tủ động lực 6 đến thiết bị

380/220V 0,747 76 101,74 3G15 3x15 113 1,15 f.7) Chọn dây dẫn từ tủ động lực 7 ( PPX.C ) đến thiết bị

SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 54 hiệu Tên tủ K (A) (A) Mã hiệu (mm 2 ) (A) ( /km)

C4 Động cơ hút gió 0,56 5,7 10,17 3G2,5 3x2,5 41 7,41 g.1) Chọn dây dẫn từ tủ TCS1 đến thiết bị

Phòng bảo vệ 0,607 0,701 1,154 3G1,5 3x1,5 31 12,1 g.2) Chọn dây dẫn từ tủ TCS2 đến thiết bị

SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 55 g.3) Chọn dây dẫn từ tủ TCS3 đến thiết bị

Tra bảng Thiết kế cung cấp điện bảng 8.4 trang 45

SỤT ÁP

Tính toán sụt áp ở chế độ bình thường

Mạch một pha Mạch ba pha Động cơ động lực Chiếu sáng Động cơ động lực Chiếu sáng

Kiểm tra sụt áp từ MBA đến tủ PPC

Với F = 3 x 325 mm 2 , tra bảng ta được K = 0,18 (V/A/km)

Kiểm tra sụt áp từ tủ PPC đến PPX.B

Kiểm tra sụt áp từ tủ PPX.B đến TĐL1

Với F = 3 x 25mm 2 , tra bảng ta được K = 1,3 (V/A/km)

Kiểm tra sụt áp từ TĐL1 đến B.3

Với F = 3 x 2,5mm 2 , tra bảng ta được K = 12 (V/A/km)

Kiểm tra sụt áp từ TĐL1 đến B.19.1

Với F = 3 x 4mm 2 , tra bảng ta được K = 8 (V/A/km)

Kiểm tra sụt áp từ TĐL6 đến B.Đ

Kiểm tra sụt áp từ TĐL6 đến M.B

Kiểm tra sụt áp từ tủ PPC đến PPX.C (TĐL7)

Với F = 3 x 35 mm 2 , tra bảng ta được K = 1 (V/A/km)

Kiểm tra sụt áp từ PPX.C (TĐL7) đến C.1

Kiểm tra sụt áp từ PPX.C (TĐL7) đến M.C

Kiểm tra sụt áp từ tủ PPC đến TPS

Kiểm tra sụt áp từ tủ TPS đến TCS1

Kiểm tra sụt áp từ TCS1 đến PX.A

Kiểm tra sụt áp từ TCS2 đến PX.B

Kiểm tra sụt áp từ TCS4 đến PX.C

Tính toán sụt áp ở chế độ khởi động

Kiểm tra sụt áp từ MBA đến tủ PPC

Kiểm tra sụt áp từ tủ PPC đến PPX.B

Với F = 3 x 2,5 mm 2 , tra bảng ta được K = 5,7 (V/A/km)

Với F = 3 x 2,5mm 2 , tra bảng ta được K = 5,7 (V/A/km)

Kiểm tra sụt áp từ TĐL6 đến B.Đ

Kiểm tra sụt áp từ TĐL6 đến M.B

Kiểm tra sụt áp từ tủ PPC đến PPX.C (TĐL7)

Với F = 3 x 2,5mm 2 , tra bảng ta được K = 5,7 (V/A/km)

Kiểm tra sụt áp từ PPX.C (TĐL7) đến M.C

Kiểm tra sụt áp từ tủ PPC đến TPS

Kiểm tra sụt áp từ TCS1 đến PX.A

Kiểm tra sụt áp từ TCS2 đến PX.B

Kiểm tra sụt áp từ TCS4 đến PX.C

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Lyù thuyeát

6.1.1 Mục đích tính toán ngắn mạch

Khi thiết kế và vận hành hệ thống điện, việc thực hiện các tính toán sơ bộ là rất quan trọng để giải quyết nhiều vấn đề kỹ thuật, đặc biệt là tính toán ngắn mạch.

Tính toán ngắn mạch là quá trình xác định dòng và áp suất khi xảy ra ngắn mạch tại các điểm và nhánh trong sơ đồ điện Tùy thuộc vào mục đích tính toán, các đại lượng này có thể được phân tích tại một thời điểm cụ thể hoặc theo diễn biến trong suốt quá trình quá độ Những tính toán này rất cần thiết để giải quyết các vấn đề liên quan đến an toàn và hiệu suất của hệ thống điện.

- So sánh , đánh giá , lựa chọn sơ đồ nối điện

- Chọn các khí cụ , dây dẫn , thiết bị điện

- Thiết kế và chỉnh định các thiết bị bảo vệ

- Nghiên cứu phụ tải , phân tích sự cố

Trong hệ thống điện phức tạp, việc tính toán ngắn mạch chính xác là một thách thức lớn Do đó, để đáp ứng yêu cầu thực tế, thường áp dụng các phương pháp thực nghiệm và gần đúng với các điều kiện ban đầu khác nhau để thực hiện tính toán ngắn mạch.

6.1.2 Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch

Ngắn mạch là sự cố xảy ra trong hệ thống điện do hiện tượng chạm chập giữa các pha không thuộc chế độ làm việc bình thường

Trong thực tế , ta thường gặp các dạng ngắn mạch

- Ngắn mạch 2 pha chạm đất

- Ngắn mạch không đối xứng o Ngắn mạch không đối xứng ngang o Ngắn mạch không đối xứng dọc

Nguyên nhân gây ra ngắn mạch

- Do sét đánh , do gió bão làm chạm hoặc đứt dây

- Thao tác nhầm hoặc do được dự tính trước

Hậu quả của ngắn mạch

Dòng ngắn mạch là hiện tượng xảy ra khi dòng điện lớn hơn nhiều so với dòng định mức, dẫn đến việc các phần tử trong mạch bị nóng quá mức cho phép, ngay cả trong thời gian ngắn.

- Tăng lực điện động : ứng lực điện từ giữa các dây dẫn có giá trị lớn ở thời gian đầu của ngắn mạch có thể phá hỏng thiết bị

Điện áp giảm và mất đối xứng có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến phụ tải, với mức giảm từ 30% đến 40% chỉ trong vòng một giây Hiện tượng này có thể làm cho động cơ điện ngừng hoạt động, dẫn đến tình trạng sản xuất đình trệ và có nguy cơ làm hỏng sản phẩm.

- Gây nhiễu với đường day thông tin ở gần do dòng thứ tự không sinh ra khi ngắn mạch chạm đất

Khi không cách ly kịp thời các phần tử bị ngắn mạch, hệ thống có thể mất ổn định và dẫn đến tình trạng tan rã, đây là một hậu quả nghiêm trọng nhất mà người dùng cần lưu ý.

Ngắn mạch 3 pha

Trong đó : Zth : tổng trở của mạch nhìn từ điểm NM về nguồn

Dây dẫn : trỡ kháng của dây dẫn được tính theo công thức :

Điện trở suất của dây dẫn ở nhiệt độ vận hành bình thường là 22,5 mΩmm²/m đối với đồng và 36 mΩmm²/m đối với nhôm Điện trở trên một đơn vị chiều dài được tính bằng Ω/km.

Cảm kháng X của dây dẫn khi không có số liệu có thể lấy trong khoảng 0,07 0,09mΩ

Ngắn mạch 3 pha tại MBA

= 18,32 KA từ MBA đến PPC

Thông số dây dẫn từ PPC đến MBA :

= xo L = x 5 = 0,13 mΩ Tổng trở đến tủ PPC

Thông số dây dẫn từ PPX.B đến PPC :

= xo L = x 21 = 0,56 mΩ Tổng trở đến tủ PPC

Ng n m ch từ PPX.B đến các tủ động lực :

Teân tuû L(m) F(mm2) Rd(mΩ) Xd(mΩ) Zd(mΩ) (KA)

Ng n m ch từ tủ động lực đến thiết bị

Teân thieát bò L(m) F(mm2) Rd(mΩ) Xd(mΩ) Zd(mΩ) (KA)

M.B 8 3x15 9,875 18,73 21,173 10,906 từ PPC đến PPX.C (TĐL7)

Thông số dây dẫn từ PPX.C đến PPC :

= xo L = 0,08 x 75 = 6 mΩ Tổng trở đến tủ PPC

= 8,679 KA từ PPX.C (TĐL7) đến thiết bị

Teân thieát bò L(m) F(mm2) Rd(mΩ) X d (mΩ) Z d (mΩ) (KA)

Thông số dây dẫn từ TPS đến PPC :

= xo L = 0,08 x 5 = 0,4 mΩ Tổng trở đến tủ PPC

= 17,866 KA từ TPS đến các tủ chiếu sáng

Teân tuû L(m) F(mm2) Rd(mΩ) Xd(mΩ) Zd(mΩ) (KA)

Ngắn mạch 1 pha chạm vỏ

Mục đích của việc tính toán ngắn mạch 1 pha chạm đất nhằm kiểm tra độ nhạy của

CB ở cuối đường dây , sao cho dòng đỉnh nhọn của CB nhỏ hơn dòng ngắn mạch 1 pha

Do đó việc tính toán ngắn mạch để CB nhạy nhất , ta tính toán dòng ngắn mạch là nhỏ nhất và tối ưu nhất

= 220V : điện áp pha 0,95 : độ tăng giảm điện áp 5%

 Tổng trở tại điểm ngắn mạch = (mΩ)

= (KA) tại Máy biến áp

L = 5m = 2 x 163 mm 2 Tổng trở tại điểm ngắn mạch

X = x 2 x 5 = 0,27 (mΩ) Ứng dụng phương pháp tổng trở :

= = 15,49 KA từ PPC đến PPX.B

Thông số dây dẫn từ PPX.B đến PPC :

L = 21m = 2 x 125 mm 2 Tổng trở tại điểm ngắn mạch

X = x 2 x 21 = 1,12 (mΩ) Ứng dụng phương pháp tổng trở :

Ng n m ch từ PPX.B đến các tủ động lực

Teân tuû L(m) F(mm 2 ) (mm 2 ) (mΩ) (mΩ) Z(mΩ) (KA)

Ng n m ch từ tủ động lực đến thiết bị

Teân thieát bò L(m) F(mm 2 ) (mm 2 ) (mΩ) (mΩ) Z(mΩ) (KA)

M.B 8 3x15 15 36,768 25,67 44,84 4,66 từ PPC đến PPX.C (TĐL7)

L = 75m = 16 mm 2 Tổng trở tại điểm ngắn mạch

X = 0,08 x 2 x 75 = 12 (mΩ) Ứng dụng phương pháp tổng trở :

= = 1,632 KA từ PPX.C (TĐL7) đến thiết bị

Teân thieát bò L(m) F(mm 2 ) (mm 2 ) (mΩ) (mΩ) Z(mΩ) (KA)

Thông số dây dẫn từ TPS đến PPC :

L = 5m = 35 mm 2 Tổng trở tại điểm ngắn mạch

X = 0,08 x 2 x 5 = 0,8 (mΩ) Ứng dụng phương pháp tổng trở :

= = 13,288 KA từ TPS đến các TCS

Teân tuû L(m) F(mm 2 ) (mm 2 ) (mΩ) (mΩ) Z(mΩ) (KA)

CHỌN CB

Lyù thuyeát

a) Cấu tạo và chức năng của CB

Bộ phận cắt gồm các tiếp điểm cố định , tiếp điểm di động và các buồng dập hồ quang

Cơ cấu chốt không bị khóa bởi các tác động cắt khi có dòng điện bình thường Ngoài ra, cơ cấu này còn được kết nối với cần gạt thao tác đóng cắt của thiết bị.

Kiểu từ nhiệt với hiện tượng quá tải được phát hiện thông qua sự biến dạng của thanh lưỡng kim và hiện tượng ngắn mạch qua cơ cấu điện từ.

Có thể có rờ le điện tử với biến dòng đặt ở mỗi pha

Cách ly và bảo vệ chống quá dòng là những chức năng quan trọng của thiết bị này Ngoài ra, nó còn hỗ trợ điều khiển từ xa và có chỉ thị thông qua thiết kế dạng mô-đun cùng các khối bổ trợ Việc lựa chọn cầu dao (CB) cần dựa trên các điều kiện cụ thể để đảm bảo hiệu suất và an toàn.

Việc chọn CB tùy thuộc vào

- Đặc tính của lưới điện mà nó được đặt vào

- Môi trường sử dụng của thiết bị , nhiệt độ xung quanh , lắp đặt trong tủ , các điều kiện khí hậu

- Khả năng tạo và cắt dòng ngắn mạch

- Điều kiện chọn CB như sau :

Uđmlưới = 380V : đối với CB 3 pha

Uđmlưới = 220V : đối với CB 1 pha

Ilvmax = Itt : dòng làm việc cực đại

Icpdd : dòng điện cho phép của dây

IN-CB : dòng ngắn mạch của CB + Chỉnh định dòng Ir để cáp tránh quá tải

Ilvmax Ir I’cpdd  Ilvmax Kr x IủmCB I’cpdd

+ Kiểm tra khả năng cắt của CB

Chọn CB bảo vệ

a) Chọn CB từ MBA đến tủ PPC

Ta chọn CB do hãng Schneider sản xuất , có thông số sau

IN-CB = 50 KA + Chỉnh định dòng Ir để cáp tránh quá tải

 Kr  0,957 Kr 1,026 Chọn Kr = 1  Ir = 1000 A < I’cpdd = 1076,5 A + Kiểm tra khả năng cắt của CB

IN-CB = 50KA = 18,127 KA  thỏa điều kiện + Kiểm tra dòng Im để kiểm tra dòng cắt nhanh ngắn mạch chạm vỏ

Chọn Km = 10  Im = Km x Ir = 10 x 1000 = 10KA

 IđnPPC = 0,979 KA < Im = 10KA < = 15,49 KA ( thỏa đk cắt nhanh )

 Như vậy CB đã thỏa mãn tất cả yêu cầu bảo vệ

Loại : NS1000N Trip Unit : STR25DE Số cực = 3

 Kr  0,903 Kr 0,955 Chọn Kr = 0,95  Ir = 950 A < I’cpdd = 955,43 A + Kiểm tra khả năng cắt của CB

IN-CB = 50KA = 17,168 KA  thỏa điều kiện + Kiểm tra dòng Im để kiểm tra dòng cắt nhanh ngắn mạch chạm vỏ

Chọn Km = 10  Im = Km x Ir = 10 x 950 = 9,5KA

 IđnPPXB = 0,957 KA < Im = 9,5KA < = 13,53 KA ( thỏa đk cắt nhanh )

 Như vậy CB đã thỏa mãn tất cả yêu cầu bảo vệ c) Chọn CB từ PPC đến tủ PPX.C ( TĐL7 )

Loại : NS100N Trip-Unit : TM100D Số cực = 3

IN-CB = 36 KA = 8,679 KA  thỏa điều kiện

+ Kiểm tra dòng Im để kiểm tra dòng cắt nhanh ngắn mạch chạm vỏ

Chọn Km = 10  Im = Km x Ir = 10 x 90 = 0,9 KA

 IđnPPXC = 0,098 KA < Im = 0,9 KA < = 1,632 KA ( thỏa đk cắt nhanh )

 Như vậy CB đã thỏa mãn tất cả yêu cầu bảo vệ c) Chọn CB từ PPC đến tủ TPS

Loại : NS160N Trip-Unit : STR22SE Số cực = 3

+ Kiểm tra dòng Im để kiểm tra dòng cắt nhanh ngắn mạch chạm vỏ

Chọn Km = 10  Im = Km x Ir = 10 x 136 = 1,360 KA

 Im = 1,360 KA < = 1,632 KA ( thỏa đk cắt nhanh )

 Như vậy CB đã thỏa mãn tất cả yêu cầu bảo vệ

T ng t tính toán , ta có b ng CB cho các t

Thông số lưới Thông số CB

(A) (KA) (KA) Lo i CB Soá cực

S d ng CB c a hãng Schneider chế tạo

Từ MBA đến PPC 0,5233 957,18 1962 1026,7 18,127 15,49 NS1000N 3 690 50 1 1000 10 1000

0 Từ PPC đến PPX.B 0,5607 903 1704 955,43 17,168 13,53 NS1000N

Từ PPC đến PPX.C 0,5607 86,9 174 97,561 8,679 1,632 NS100N

Từ PPC đến TPS 0,5607 131,79 254 142,41 17,866 13,288 NS160N

Chọn CB từ PPX.B đến các tủ động lực( Sử dụng CB của hãng Svhneider chế tạo)

Chọn CB từ các tủ động lực đến các thiết bị ( Sử dụng CB của hãng Schneider chế tạo)

THIEÁT KEÁ BUỉ COÂNG SUAÁT

Toồng quan

Hầu hết các thiết bị điện tiêu thụ công suất tiêu dùng P và công suất phản kháng Q Việc truyền tải công suất phản kháng Q qua đường dây và máy biến áp gây tổn thất lớn cho công suất tác dụng P và điện áp Do đó, để cải thiện hiệu suất, người ta lắp đặt các máy sinh ra Q như tụ bù hoặc máy bù đồng bộ gần các hộ dùng điện, nhằm cung cấp trực tiếp cho phụ tải Quá trình này được gọi là bù công suất phản kháng, giúp giảm góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp, từ đó nâng cao hệ số cos trong mạch Mối quan hệ giữa các yếu tố này được biểu diễn bằng một công thức cụ thể.

Khi hệ số cos được nâng cao thì ta có các kết quả sau :

 Giảm được công suất tổn thất trong mạch

 Giảm tổn thất điện áp trong mạch

 Tăng khả năng truyền tải của máy biến áp và dây dẫn

8.1.1 Các phương pháp bù công suất phản kháng

 Có 2 phương pháp chính : Bù tĩnh và bù ứng động

 Có 3 phương pháp lắp đặt :

- Buứ rieõng Ở đây ta chọn phương pháp bù tập trung vì tải ở xưởng là tải liên tục và cố định với những ưu điểm sau :

 Làm giảm tiền phạt và vấn đề tiêu thụ công suất phán kháng

 Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu

 Làm nhẹ tải cho MBA

8.1.2 Xác định dung lượng bù cho xưởng

Chọn phương pháp bù tập trung , sử dụng bộ bù điều khiển đóng cắt tự động lắp đặt tại thanh cái của tủ phân phối chính của xưởng

Dung lượng bù được xác định theo công thức :

Qbu= Ptttong x ( tg 1 – tg 2 ) Với: 1 ứng với hệ số công suất cos 1 của nhà máy

2 ứng với hệ sống công suất cos 2 của nhà máy

Hệ số cos 2 thường có giá trị từ 0,85 0,95

Stttong = 608,82 KVA Heọ soỏ coõng suaỏt : cos 1 = = = 0,93  tg 1 = 0,395

Hệ số công suất ta chọn : cos 2 = 0,95  tg 2 = 0,328

Tổng dung lượng bù tính toán là :

Coõng suaỏt bieồu kieỏn sau khi buứ

Stttong = = 596,47 KVA Dựa vào kết quả tính toán , ta chọn thiết bị bù có các thông số sau :

- Hãng sản xuất : DEAYEONG chế tạo

Việc lựa chọn bộ tụ 50KVar mang lại sự dư thừa 11,813 KVar so với dung lượng cần bù, điều này sẽ hỗ trợ cho việc phát triển phụ tải trong tương lai của xưởng.

Chọn CB cho bộ tụ

Ta có : tg bu = tg 1 – tg 2 = 0,067  sin bu = 0,066

= 0,994KA = 994A Chọn CB cho bộ tụ

- Hãng sản xuất : Merlin Gerin

TÍNH TOÁN AN TOÀN

Các biện pháp bảo vệ an toàn cho con người tránh điện giật

Khi dòng điện vượt quá 30mA đi qua cơ thể, nó có thể gây nguy hiểm cho con người Để bảo vệ chống điện giật trong mạng hạ thế, cần tuân thủ các tiêu chuẩn quốc gia và quy định cụ thể Các tiêu chuẩn an toàn điện quan trọng bao gồm IEC 364, IEC 4791, IEC 755 và IEC 1008.

1009, IEC 947 b) Các hính thức tiếp xúc với điện

* Chạm trực tiếp : là trực tiếp chạm vào vật mang điện trong tình trạng bình thường

Chạm điện giám tiếp xảy ra khi tiếp xúc với vật dẫn điện không có điện thường, nhưng bất ngờ có điện khi chạm vào Để bảo vệ con người và thiết bị khỏi những rủi ro này, cần thực hiện các biện pháp an toàn nhằm ngăn chặn hiện tượng chạm điện.

* Bảo vệ chống chạm trực tiếp

- Ngăn ngừa, chống chạm điện trực tiếp bằng các rào chắn, bọc cách điện

- Bảo vệ phụ bằng các thiết bị chống dòng rò (RCCB) phương pháp này thường được sử dụng

* Bảo vệ thường được sử dụng

Thiết bị sẽ tự động ngắt nguồn khi xảy ra hiện tượng chạm vỏ, điều này chỉ khả thi khi các vỏ kim loại được nối đất đúng cách.

- Có những kế hoạch đặc biệt như :

+ Sử dụng vật liệu cách điện cấp 2 hoặc cấp 1 tương đương

+ Làm cho các nơi đặt thiếg bị trở lên không dẫn điện

+ Tạo cách ly về điện bằng các biến áp cách ly

- Bảng thời gian cắt an toàn theo giá trị giả định điện áp tiếp xúc trong điều kiện UL 50V

SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 101 Điện áp tiếp xúc

Thời gian cắt lớn nhất của thiết bị bảo vệ (5) Dòng xoay chiều Dòng một chiều

Các sơ đồ nối đất

9.2.1 Sơ đồ nối đất IT

I : Trung bình cách ly hoặc nối đất qua điện trở lớn

T : vỏ thiết bị nối vào điện trở nối đất

- Trong sơ đồ này vỏ của thiêt1 bị và vật dẫn tự nhiên của công trình được nối đến điện cực nối đất riêng

- Dây PE tách biệt với dây trung tính và được định cỡ theo dòng sự cố lớn nhất b) Hệ quả

- Trong điều kiện làm việc bình thường dây trung tính, dây PE Võ thiết bị có cùng điện theá

Tương hợp điện tử là hiện tượng xảy ra khi có chạm đất tại điểm đầu tiên, dẫn đến dòng sự cố nhỏ, do đó không tạo ra điện áp nguy hiểm Khi xảy ra chạm vỏ thiết bị, nó vẫn có thể hoạt động bình thường mà không bị ảnh hưởng.

Tính cấp điện liên tục và tương hợp điện từ rất quan trọng, vì sự cố điểm thứ hai có thể xảy ra trên pha khác, dẫn đến ngắn mạch và gây nguy hiểm Để đảm bảo an toàn, cần sử dụng sơ đồ phù hợp nhằm tránh những trường hợp rủi ro này.

- Tiêu chuẩn IEC 950 định ra các thiết bị xử lý thông tin nên xử dụng sơ đồ IT

- Bảo vệ gián tiếp trong sơ đồ IT :

+ Khi xảy ra hiện tượng chạm vỏ điểm thứ nất, dòng sự cố thường rất bé nên không gaõy nguy hieồm

Sự cố chạm vỏ hai điểm đồng thời rất hiếm khi xảy ra nếu được lắp đặt thiết bị kiểm soát cách điện Thiết bị chống dòng rò có thể được sử dụng để đảm bảo an toàn và thực hiện nhiệm vụ này hiệu quả.

9.2.2 Sơ đồ nối đất TT :

T : Trung bình nguồn nối đất qua điện trở nối đất

T : Vỏ thiết bị nối đất qua điển trở nối đất

L1 L3 L2 a) Đặc tính của sơ đồ

Vỏ thiết bị và các vật dẫn tự nhiên trong công trình sẽ được kết nối với điện cực nối đất riêng biệt của lưới Điện cực này có thể hoạt động độc lập hoặc liên kết với điện cực nguồn mà không ảnh hưởng đến thiết bị bảo vệ.

- Bố trí dây PE riêng biệt về dây trung tính và được định cỡ theo dòng sự cố lớn nhất có thể xảy ra b) Hệ quả

Trong điều kiện làm việc bình thường, điện thế của vỏ thiết bị và cực nối đất thường bằng nhau Tuy nhiên, trong một số trường hợp, chúng có thể khác nhau, chẳng hạn như khi có sự cố do sét đánh qua dây trung bình nối đến điện cực nối đất riêng với vỏ thiết bị.

- Trường hợp điện từ : khi có hư hỏng cách điện dòng sự cố thường nhỏ vì tổng trở mạch vòng sự cố lớn

- Bảo vệ chóng chạm điện gián tiếp trong sơ đồ TT :

+ Mạch sẽ tự động cắt nguồn khi hư hỏng cách điện, trên thực tế các RCD sẽ đảm bảo chức năng này

- Các RCD thường được lắp thêm ở dạng Rơle và CB và dưới dạng RCCB

9.2.3 Sơ đồ nối đất TN

T : Trung bình nguồn nối đất qua điện trở nối đất

N : Vỏ thiết bị nối với trung tính nguồn

* Nguyên tắc của sơ đồ TN là nhằm đảm bảo dòng chạm đất đủ lớn để các thiết bị bảo vệ quá dòng tác động

Nguyên lý kết nối đất trong hệ thống điện yêu cầu tất cả vỏ kim loại của thiết bị và các bộ phận nối đất tự nhiên phải được liên kết với điện cực nối đất nguồn thông qua dây bảo vệ Sự kết nối này có thể được thực hiện theo các phương pháp TN-C, TN-S hoặc TN-C-S, trong đó sơ đồ nối đất TN-C là một trong những lựa chọn phổ biến.

Dây trung tính, còn được biết đến là dây bảo vệ hay dây PEN, không được sử dụng cho các dây có tiết diện nhỏ hơn 10 mm² đối với đồng (Cu) và 16 mm² đối với nhôm (Al).

- Trong điều kiện làm việc bình thường điểm trung bình, vỏ thiết bị và đất có cùng ủieọn theỏ

- Do hiệu ứng cục bộ điện thế của điện cực nối đất có thể thay đổi theo khoảng cách

Khi xảy ra sự cố hỏng cách điện hạ áp, điểm trung tính của tam giác điện áp sẽ bị dịch chuyển, dẫn đến điện áp giữa pha và vỏ thiết bị vượt quá giá trị áp pha trung bình, cụ thể là đạt khoảng 1,45 lần giá trị Upha.

- Bố trị bảo vệ chống chạm gián tiếp

+ Ngắt điện trong trường hợp hỏng cách điện

+ Ngắn điện được thực hiện bằng các CB hoặc bằng cầu chì RCD không dùng được, vì sự cố hỏng cách điện xem như ngắn mạch pha trung tính

- Sơ đồ TN-C không được sử dụng nơi có cháy nổi cao

- Do tải không đối xứng nên có dòng chạy trong dây PE tạo nên điện áp rơi vào dòng chạy qua vỏ thiết bị b) Sơ đồ nối đất TN-S

- Sơ đồ TN bắt buộc đối với dây nhỏ hơn 10 mm 2 cho đồng và 16 (mm 2 ) cho dây nhôm

- Điểm trung bình của nguồn (ở đây là máy biến áp) được nối đất một lần tại đầu vào của lưới

- Các vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên sẽ được nối vào dây bảo vệ (PE), dây này nối với trung tính của máy biến áp

- Dây PE riêng biệt với dây trung tính và được định cỡ theo dòng sự cố lớn nhất có thể xảy ra

- Do dòng sự cố và điện áp tiếp xúc lớn nên :

+ Tự động cắt điện kho hỏng cách điện

+ Các CB hay cầu chi sẽ đảm nhận vai trò nay

- Trong điển kiện làm việc bình thường trung tính biến áp, vỏ thiết bị có cùng điện thế

- Khi xảy ra hư hỏng cách điện dòng sự cố sẽ lớn

- Dòng PE không được nối đất lặp lại để tránh điện áp rơi vào dòng trong dây bảo vệ khi vận hành

- Khi hỏng cách điện, điện áp xung lớn sẽ xuất hiện dọc theo PE tạo nên hiện tượng giống sơ đồ TN-C

- Bảo vệ chống chạm điện gián tiếp bằng các thiết bị bảo vệ như : CB, cầu chì c) Sơ đồ nối đất TN-C-S

- Sơ đồ TN-C và TN-S có thể sử dụng chung một lưới Trong sơ đồ TN-C-S, sơ đồ TN-

C (4 dây) không được sử dụng sau sơ đồng (5 dây ) Điểm phân phối PE khỏi dây PEN thường là điểm đầu của lưới

Thiết kế hệ thống nối đất

Hệ thống sử dụng của tia nối đất nằm ngang độ chôn sâu 0,5  0,8 (m) l tia (m) n= 3 tia n= 4 tia

Hệ số sử dụng của cọc chôn đứng ( đ ) và thanh nằm ngan ( ng )

Số cọc chôn thẳng đứng

Khi đặt cọc thành mạch vòng

0,7 0,64 0,6 0,56 0,47 0,41 0,37 0,35 0,33 Khi đặt các cọc thành dãy

-Ta chọn sơ đồ nối đất cho các thiết bị sử dụng điện cho xưởng là sơ đồ TN-S với những lyù do sau :

+Tiết diện dày ở các thiết bị phần lớn nhỏ hơn 10mm 2

+Dùng tương đối nhiều thiết bị cầm tay

+Vấn đề an toàn cho người vận hành và thiết bị

-Đối với sơ đồ này thì chỉ cần tính điện trở đất nguồn (Rnđng) giá trị điện trở này chọn là 4()

*Tính toán điện trở nối đất nguồn

-Chọn hình thức nối đất gồm cọc và thanh như hình vẽ sau :

- Chọn cọc đứng là loại thép tròn có chiều cao là l =3(m) đường kính d = 20(mm) lthanh lcọc

SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 108 mòn Thanh thép dẹt này sẽ nối 4 cọc đứng Vậy khoảng cách giữa các cọc là a = 1,5(m)

9.3.1 Tính điện trở của cọc đứng

- Loại đất pha sét : đất ướt trung bình , hình thức nối đất thành dãy

- Cọc chôn sâu trong đất , cách mặt đất khoảng: to = 0,8m

- Hệ số điện trở suất thẳng đứng : K = 1,2

 Điện trở suất tính toán ttủ = K x ủ = 1,2 x 100 = 120 (Ωm)

- Khoảng cách từ đất đến điểm giữa điện cực của cọc : t = to + = 0,8 + 1,5 = 2,3 m

- Điện trở của cọc nối đất

Rlủ = x ln ln x ln ln = 38,47 Ω Chọn tỉ số giữa a/l = ẵ và n = 4

 Điện trở khuếch tán của điện cực thẳng đứng

9.3.2 Tính điện trở của thanh nằm ngang

Hiệu suất điện trở suất nằm ngang K = 1,2

 Điện trở tản của điện cực nằm ngang

 Giá trị điện trở của thanh nằm ngang

 Giá trị điện trở của 1 thanh và 4 cọc :

Điện trở nối đất nguồn có giá trị :

= 3,9Ω < 4Ω (Với l = 6m , n = 3 tia tra bảng ta có = 0,77 )

Vậy Rnđng = 3,9Ω < 4Ω thỏa giá trị đã chọn

TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT

Bảo vệ sét đánh trực tiếp

Nguyeân taéc : a) Bảo vệ trọng điểm : là bảo vệ những nơi, những điểm, những chỗ thường bị sét đánh nhiều

- Đối với công trình mái bằng : trọng điểm là bốn góc, xung quanh tướng chắn và các kết cấu nhô cao khỏi mặt mái của công trình

Đối với công trình mái dốc, cần chú trọng bảo vệ các đỉnh, bờ, nóc, góc diềm và cạ kết cấu nhô cao khỏi mặt mái Hệ thống chống sét phải đảm bảo rằng toàn bộ công trình nằm trong phạm vi bảo vệ, theo nguyên tắc toàn bộ.

Cột chống sét và phạm vi bảo vệ

10.3.1 Phạm vi bảo vệ của một cột chống sét

Cột thu sét có phạm vi bảo vệ hình nón tròn xoay, với tiết diện ngang là các hình tròn Ở độ cao hx, bán kính bảo vệ được xác định là Rz.

+ Ở độ cao hz < 2/3 h thì bán kính bảo vệ là Rx

+ Ở độ cao hx > 2/3 h thì bán kính bảo vệ là :

+ hx : Chiều cao vật được bảo vệ

+ ha : Chiều cao hiệu dụng của cột thu sét (ha = h - hx)

-Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét bằng nhau được tính theo công thức sau :

+Rx : được tính như trên

+bx : (bán kính bảo vệ của cột giả tưởng ho)

14ha-a + Trong đó : a : khoảng cách giữa 2 cột ho = h - a

10.3.3 Phạm vi bảo vệ của nhiều cột thu sét :

Ta cần kiểm tra các khu vực ngoài phạm vi bảo vệ và đảm bảo điều kiện an toàn cho toàn bộ khu vực cần bảo vệ Nếu vật có độ cao hx nằm trong vùng bảo vệ, nó phải đáp ứng các điều kiện nhất định.

+Với D là đường kính của đườg tròn ngoại tiếp đa giác mà các đỉnh là các kim thu sét

10.3.4 Các hệ thống chống sét hiện nay :

Hệ thống chống sét cơ bản bao gồm một thiết bị thu sét lắp đặt trên cao, kết nối với hệ thống nối đất thông qua một dây dẫn đặc biệt.

-Trong những năm gần đây xuất hiện nhiều loại đầu thu sét mới : có hai loại chính:

+Loại theo tập quán kinh điển, đó là dạng đầu thu của cột thu sét thông thường

Loại thu sét không theo tập quán kinh điển, hay còn gọi là loại tăng cường, là những thiết bị thu sét có khả năng tích cực hơn Những đầu thu sét này được thiết kế để phát triển các dãy rơm, được biết đến với tên gọi ESE.

Sét đánh trực tiếp có thể gây ra những thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản, vì vậy việc sử dụng kim thu sét để bảo vệ là rất cần thiết.

-Trong hầu hết các trường hợp phải cân nhắc các yếu tố sau :

+Công trình có nhiều người làm việc

+Dịch vụ trong công trình hoạt động liên tục

+Mật độ sét tại vùng xây dựng công trình

Công trình cần xem xét việc chứa hay không chứa vật liệu cháy nổ cùng với các di sản văn hóa không thể thay thế Tùy thuộc vào từng loại công trình, việc lựa chọn phương pháp bảo vệ phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và bảo tồn giá trị văn hóa.

* Cấu tạo của đầu thu ESE

-Đầu thu : Có hệ thống thông gió nhằm tạo dòng lưu chuyển không khí giữa đỉnh và thân ESE Đầu thu còn làm nhiệm vụ bảo vệ thân kim

Thân kim được chế tạo từ đồng hoặc inox, với một hoặc nhiều đầu nhọn bằng thép không gỉ có chức năng phát xạ ion Các đầu nhọn này được lắp đặt trong ống cách điện và kết nối đến các điện cực của bộ kích thích Đặc biệt, thân kim luôn được nối với các điện cực nối đất để đảm bảo an toàn chống sét.

Bộ kích thích điện áp được chế tạo từ vật liệu ceramic áp điện, được lắp đặt bên dưới thân kim trong một ngăn cách điện Nó được kết nối với các đỉnh nhọn phát xạ ion thông qua cáp cách điện có độ bền cao.

Tính toán chọn thiết bị cho xưởng

-Trong luận văn này chọn phương án chống sét bằng đầu thu ESE

-Chọn loại đầu thu sét : Loại tia tiên đạo Prevectron – 2, do hãng Indelecenes – Pháp chế tạo a) Các ưu điểm của đầu thu sét này-

-Bán kính bảo vệ rộng

-Khả năng bảo vệ công trình ở mức cao nhất

-Tự động hoạt động hoàn toàn, không cầm nguồn cung cấp, không cần bảo trì

-Nối đất đơn giản và tin cậy

-Hoạt động tin cậy, an toàn và đã được kiểm tra thử nghiệm trong phòng thí nghiệm của trung tâm nghiên cứu khoa học của Pháp

*Cấp bảo vệ (I, II hoặc III) tùy theo yêu cầu của từng loại công trình và được xác định theo phụ tải B của tiêu chuẩn NFC 17 –102

+Cấp bảo vệ cao nhất (Cấp I) D = 20m

+Cấp bảo vệ tiêu chuẩn (cấp III) D = 60m

Chiều cao thực của cột thu lôi từ mặt bằng cần bảo vệ là h, từ đó xác định được bán kính bảo vệ tương ứng cho từng loại đầu thu sét và từng cấp bảo vệ khác nhau.

+h : chiều cao thực của đầu kim

+T : độ lợi thời gian của từng đầu kim

+ D = 20, 45, 60 tùy thuộc cấp bảo vệ

+ h : Chiều cao thực của cột thu sét tính từ mặt bằng phải bảo vệ c) Tính toán cụ thể :

-Chiều cao của xưởng là H = 11m

-Kích thước chiều dài xưởng là a= 85m

-Chiều rộng của xưởng là b = 68m

-Bán kính phải bảo vệ là

-Chọn cấp bảo vệ cấp I : D = 20m, h = 4m, Chiều cao thực của cột thu sét tính từ mặt bằng phải bảo vệ

-Chọn đầu S4.50 có R = 55m, có mã số loại đồng: 1231, có trọng lượng 4kg d) Hệ thống nối đất chống sét :

-Hệ thống nối đất chống sét tính toán như phần điện trở nối đất

-Giá trị điện trở nối đất chống sét chọn là 10

Tiêu đề	Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Xưởng Công Nghiệp Bason
Tác giả	Phạm Trường
Người hướng dẫn	PGS.TS Phan Quốc Dũng
Trường học	Đại học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ sư công nghiệp
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2014
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	123
Dung lượng	3,92 MB

0982THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XƯỞNG CÔNG NGHIỆP BASON

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XƯỞNG

Giới thiệu chung

Đặc điểm công nghệ 1

Nguồn điện sử dụng của xưởng

Bảng thống kê số liệu phụ tải

TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Phân chia nhóm thiết bị và xác định tọa độ của nhóm thiết bị

Tính toán phụ tải

Thiết kế chiếu sáng

Tính toán phụ tải các thiết bị khác

Tổng hợp phụ tải toàn xí nghiệp 42 Chương 3 : CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ NGUỒN DỰ PHÒNG

Chọn máy biến áp

Chọn hệ thống ATS

Chọn thiết bị đóng cắt trung thế

THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP

Chọn dây dẫn

Tính toán lựa chọn dây dẫn

SỤT ÁP

Tính toán sụt áp ở chế độ bình thường

Tính toán sụt áp ở chế độ khởi động

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Lyù thuyeát

Ngắn mạch 3 pha

Ngắn mạch 1 pha chạm vỏ

CHỌN CB

Lyù thuyeát

Chọn CB bảo vệ

THIEÁT KEÁ BUỉ COÂNG SUAÁT

Toồng quan

Chọn CB cho bộ tụ

TÍNH TOÁN AN TOÀN

Các biện pháp bảo vệ an toàn cho con người tránh điện giật

Các sơ đồ nối đất

Thiết kế hệ thống nối đất

TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT

Bảo vệ sét đánh trực tiếp

Cột chống sét và phạm vi bảo vệ

Tính toán chọn thiết bị cho xưởng

Các loại thiết bị chiếu sáng

THIẾT KẾ BÙ CƠNG SUẤT