0982THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XƯỞNG CÔNG NGHIỆP BASON

TR NG I H C M THÀNH PH H CHÍ MINH KHOA XÂY D NG VÀ I N K S ÁN T T NGHI P NGÀNH CÔNG NGHI P THI T K CUNG C P I N CHO X NG CÔNG NGHI P BASON SVTH : PH M TR NG MSSV : 0951030033 GVHD : PGS.TS PHAN QU C D NG TP H Chí Minh, tháng 02 n m 2014 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng LỜI MỞ ĐẦU Điện dạng lượng phổ biến có tầm quan trọng thiếu lónh vực kinh tế quốc dân , có khoảng 70% điện sản xuất dùng xưởng , xí nghiệp , nhà máy công nghiệp Vì việc cung cấp điện cho nhà máy , xí nghiệp công nghiệp có ý nghóa to lớn kinh tế quốc dân Việc cung cấp điện cách liên tục tin cậy cho ngành công nghiệp tức đảm bảo cho ngành kinh tế quốc gia phát triển liên tục kịp với phát triển giới Khi nhìn phương diện sản xuất tiêu thụ điện công nghiệp ngành tiêu thụ nhiều Vì cung cấp điện sử dụng điện hợp lý lónh vực có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác hiệu công suất nhà máy phát điện sử dụng hiệu lượng điện sản xuất Để cung cấp điện hợp lý , phải kết hợp cách hài hòa yêu cầu kinh tế , độ tin cậy cung cấp điện , độ an toàn cao , đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện , tiện lợi việc vận hành sửa chữa hỏng hóc phải đảm bảo chất lượng điện phạm vi cho phép , phải thuận lợi cho việc mở rộng phát triển tương lai Đặc biệt kinh tế nước ta chuyển dần từ nông nghiệp sang công nghiệp , để thực sách công nghiệp hóa , đại hóa đất nước việc nâng cấp thiết kế cung cấp điện ngày cần thiết Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn , với kiến thức học , em nhận đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng công nghiệp Bason Là sinh viên ngành điện , thông qua việc thiết kế đồ án giúp em bước đầu có kinh nghiệm thiết kế hệ thống cung cấp điện thực tế SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp kiểm tra cuối em trước trường đồng thời đồ án tốt nghiệp sản phẩm đút kết lại toàn trình học tập em trường đại học Những giảng lớp với kỹ mà chúng em thu thập trình học tập đút kết thông qua đồ án Nó kết thúc trình học lý thuyết trường lại khởi đầu trình làm việc ứng dụng thực tế sau Trong thời gian thực đề tài tốt nghiệp em may mắn nhận hướng dẫn , giúp đỡ quý thầy cô bạn bè Đầu tiên , em xin trân trọng chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Phan Quốc Dũng – Người trực tiếp tận tình hướng dẫn bảo em kiến thức quý báu suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Đồng thời em muốn gửi lời cảm ơn đến tập thể thầy cô trường Đại Học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh – Những người dạy dỗ , dìu dắt em trình em ngồi ghế nhà trường để em có kiến thức ngày hôm hoàn thành tốt đồ án Cuối em xin cảm ơn gia đình , bạn bè giúp đỡ em hoàn hành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Phạm Trường SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng MỤC LỤC Lời mở đầu Lời cảm ơn Mục lục Chương : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XƯỞNG 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Đặc điểm công nghệ 1.3 Nguồn điện sử dụng xưởng 1.4 Bảng thống kê số liệu phụ tải Chương : TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 2.1 Phaân chia nhóm thiết bị xác định tọa độ nhóm thiết bị 2.1.1 Các điều kiện để phân chia nhóm thiết bị 2.1.2 Xác định tọa độ phân chia nhóm thiết bò 2.1.3 Xác định tâm phụ tải nhóm vị trí đặt tủ động lực 2.1.4 Tính toán tâm phụ tải xưởng vị trí đặt tủ phân phối 2.2 Tính toán phụ tải 2.2.1 Tính toán thông số 2.2.2 Phụ tải tính toán tủ động lực 12 2.3 Thiết kế chiếu sáng 14 2.3.1 Giới thiệu chung chiếu sáng 14 2.3.2 Nguyên tắc thiết kế 15 2.3.3 Thiết kế hệ thống chiếu sáng 15 2.3.4 Các loại nguồn sáng thông dụng 18 2.3.5 Các loại thiết bị chiếu sáng 20 2.3.6 Các phương pháp tính toán chiếu sáng 22 2.3.7 Tính toán chiếu sáng cho xưởng 26 2.4 Tính toán phụ tải thiết bị khác 36 2.4.1 Bảng tính toán phụ tải chiếu sáng 36 2.4.2 Bảng tính toán phụ tải ổ cắm 37 2.4.3 Bảng tính toán phụ tải quạt 38 2.4.4 Baûng tính toán phụ tải máy lạnh 40 2.5 Tổng hợp phụ tải toàn xí nghiệp 42 Chương : CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ NGUỒN DỰ PHÒNG 43 3.1 Chọn máy biến áp 43 3.1.1 Lý thuyết 43 3.1.2 Chọn vị trí lắp đặt 43 3.1.3 Choïn máy biến áp cho xưởng 3.2 Chọn máy phát dự phòng SVTH : Phạm Trường 43 44 MSSV : 0951030033 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p 3.3 Chọn hệ thống ATS GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng 44 3.4 Chọn thiết bị đóng cắt trung 45 3.4.1 Chọn sứ đỡ dây dẫn lưới trung tới MBA 45 3.4.2 Chọn FCO trung 45 Chương : THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP 46 4.1 Chọn dây dẫn 46 4.1.1 Yêu cầu 46 4.1.2 Phương án dây yêu cầu chọn dây 46 4.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn 48 Chương : SỤT ÁP 57 5.1 Ảnh hưởng sụt áp 57 5.2 Tính toán sụt áp chế độ bình thường 58 5.3 Tính toán sụt áp chế độ khởi động 71 Chương : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 79 6.1 Lý thuyết 79 6.1.1 Mục đích tính toán ngắn mạch 79 6.1.2 Nguyên nhân hậu ngắn mạch 6.2 Ngắn mạch pha 79 80 6.3 Ngắn mạch pha chạm vỏ 85 6.3.1 Lý thuyết 85 6.3.2 Phương pháp tính 85 Chương : CHOÏN CB 90 7.1 Lý thuyết 90 7.2 Chọn CB bảo vệ 91 Chương : THIẾT KẾ BÙ CÔNG SUẤT 98 8.1 Toång quan 98 8.1.1 Các phương pháp bù công suất phản kháng 98 8.1.2 Xác định dung lượng bù cho xưởng 98 8.1.3 Tính toán cụ thể 99 8.2 Chọn CB cho tụ 99 Chương : TÍNH TOÁN AN TOAØN 100 9.1 Các biện pháp bảo vệ an toàn cho người tránh điện giật 100 9.2 Các sơ đồ nối đất 9.2.1 Sơ đồ nối đất IT 101 101 9.2.2 Sơ đồ nối đất TT 102 9.2.3 Sơ đồ nối đất TN 103 9.3 Thiết kế hệ thống nối đất 106 Chương 10 : TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT SVTH : Phạm Trường 110 MSSV : 0951030033 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p 10.1 Đặc tính sét GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng 110 10.2 Bảo vệ sét đánh trực tiếp 111 10.3 Cột chống sét phạm vi bảo vệ 111 10.3.1 Phaïm vi bảo vệ cột chống sét 111 10.3.2 Phaïm vi bảo vệ hai cột thu sét 112 10.3.3 Phạm vi bảo vệ nhiều cột thu sét 112 10.3.4 Các hệ thống chống sét 112 10.4 Tính toán chọn thiết bị cho xưởng 113 KẾT LUẬN 116 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 117 SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XƯỞNG 1.1 Giới thiệu chung * Xưởng Điện thuộc nhà máy Bason, xây dựng Quận I, Thành Phố Hồ Chí Minh * Nhiệm vụ xưởng sửa chữa, bảo dưỡng lắp đặt trang thiết bị điện tàu biển, công trình lắp đặt nhà máy… * Xưởng đ chia làm ba phân xưởng gồm : phân xưởng sửa chữa (phân xưởng B), phân xưởng đóng (phân xưởng A) phân xưởng Nạp bình (phân xưởng C) Diện tích toàn xưởng 5780m2 Chiều cao xây dựng khoảng 10m 1.2 Đặc điểm công nghệ Đặc điểm công nghệ phân xưởng sau : * Phân xưởng lắp đặt đóng (phân xưởng A) : - Là phân xưởng chứa thiết bị để lắp đặt đóng thay thiết bị sửa chữa tàu công trình biển * Phân xưởng sửa chữa (phân xưởng B) : - Là phân xưởng chuyên sửa chữa thiết bị điện phần khí phục vụ cho việc sửa chữa thiết bị điện * Phân xưởng điện bình (phân xưởng C) : - Là phân xưởng nập điện bình thay dung dịch bình điện 1.3 Nguồn điện sử dụng xưởng * Nguồn điện lấy trực tiếp từ mạng điện trung 22KV * Nguồn dự phòng xưởng máy phát MITSUBISHI SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng 1.4 Bảng thống kê số liệu phụ tải Phân xưởng B Số Công suất Cos  lượng (KW) Hệ số STT Tên thiết bị Ký hiệu Máy sấy B.1 144 1,0 1,0 Máy sấy B.2 120 1,0 1,0 Máy ép gió B.3 7,5 0,83 0,75 Máy bơm nước áp lực B.4 5,5 0,83 0,75 Máy sấy B.5 50 1 Máy sấy B.6 30 1 Máy thử Dinamo B.7 10 0,85 0,75 Máy tiện B.8 1,5 0,80 0,75 Máy tiện B.9 0,80 0,75 10 Máy tiện B.10 5,5 0,83 0,75 11 Máy khoan B.11 1,5 0,80 0,75 12 Máy quấn dây B.12 1,1 0,79 0,75 13 Máy ép gió B.13 5,5 0,83 0,75 14 Máy cắt đá B.14 1,5 0,80 0,75 15 Máy hàn B.15 15 0,86 0,75 16 Máy mài hai đá B.16 0,80 0,75 17 Máy khoan B.17 1,1 0,86 0,75 18 Bảng điện B.Đ 100 0,79 0,75 19 Máy biến áp 380/220V M.B 30 0,6 0,75 20 Động cẩu trục B.19 5,5 0,83 0,75 21 Động nâng cẩu trục B.20 0,80 0,75 22 Động cẩu trục B.21 0,82 0,75 sử dụng Phân xưởng C Số Công suất Cos  lượng (KW) Hệ số STT Tên thiết bị Ký hiệu Máy biến áp 380/110V MC 30 0,6 0,7 Động hút gió C.14 0,6 0,75 SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 sử dụng Trang Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng CHƯƠNG : TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 2.1 Phân chia nhóm thiết bị xác định tọa độ nhóm thiết bị 2.1.1 Các điều kiện để phân chia nhóm thiết bị :  Vị trí thiết bị bố trí gần  Tính chất công việc gần  Tổng Pđm thiết bị xấp xỉ 2.1.2 Xác định tọa độ phân chia nhóm thiết bị Dựa vào điều kiện phân nhóm ta phân chia xưởng thành nhóm thiết bị tọa độ thiết bị cụ thể sau :  Nhóm thiết bị STT  KÍ HIỆU B.3 TÊN THIẾT BỊ Máy ép gió Máy bơm nước áp lực B.4 cao B.19.1 Động cẩu trục B.19.2 Động cẩu trục Động nâng cẩu trục B.20.1 Động nâng cẩu trục B.20.2 B.21 Động cẩu trục Tổng công suất định mức Pđm(KW) 7,5 X(m) 15 Y(m) 61 5,5 19 57 5,5 5,5 11,5 81,5 63 54,5 14 63 79 54,5 81,5 ∑Pñm = 34 KW 48,5 Pñm(KW) 10 1,5 5,5 1,5 1,1 5,5 1,5 15 3 1,1 1,1 X(m) 36,5 45 51 55,5 60 72 77,5 61 58 81 76 81 76 ∑Pñm = 52,8 KW Y(m) 57 57 57 57 57 57 57 52,5 52,5 44 44 40 40 Nhóm thiết bị STT 10 11 12 13 KÍ HIỆU TÊN THIẾT BỊ B.7 Máy thử DINAMO B.8 Máy tiện B.9 Máy tiện B.10 Máy tiện B.11 Máy khoan B.12 Máy quấn dây B.13 Máy ép gió B.14 Máy cắt đá B.15 Máy hàn B.16.1 Máy mài hai đá B.16.2 Máy mài hai đá B.17.1 Máy khoan B.17.2 Máy khoan Tổng công suất định mức SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p  Nhóm thiết bị STT  X(m) 22 ∑Pđm = 144 KW Y(m) 63,5 KÍ HIỆU TÊN THIẾT BỊ B.5 Máy say B.6 Máy sấy Tổng công suất định mức Pđm(KW) 50 30 X(m) 28 31 ∑Pđm = 80 KW Y(m) 57 57 KÍ HIỆU TÊN THIẾT BỊ B.2 Máy sấy Tổng công suất định mức Pđm(KW) 120 X(m) 19 ∑Pñm = 120 KW Y(m) 63,5 Pñm(KW) 100 30 X(m) 59 73 ∑Pñm = 130 KW Y(m) 78,5 61 Pñm(KW) 30 3 3 X(m) 80 68 77,5 68 77,5 ∑Pñm = 42 KW Y(m) 18 15,5 15,5 8,5 8,5 Nhóm thiết bị STT  Pđm(KW) 144 Nhóm thiết bị STT  KÍ HIỆU TÊN THIẾT BỊ B.1 Máy sấy Tổng công suất định mức Nhóm thiết bị STT  GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng KÍ HIỆU TÊN THIẾT BỊ B.Đ Bảng điện M.B Máy biến áp 380/220 Tổng công suất định mức Nhóm thiết bị STT KÍ HIỆU TÊN THIẾT BỊ M.C Máy biến áp 380/110 C1 Động hút gió C2 Động hút gió C3 Động hút gió C4 Động hút gió Tổng công suất định mức SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng - Bố trí dây PE riêng biệt dây trung tính định cỡ theo dòng cố lớn xảy b) Hệ - Trong điều kiện làm việc bình thường điện vỏ thiết bị cực nối đất nhau, nhiên số trường hợp chúng khác : sét đánh dây trung bình nối đến điện cực nối đất riêng với vỏ thiết bị - Trường hợp điện từ : có hư hỏng cách điện dòng cố thường nhỏ tổng trở mạch vòng cố lớn - Bảo vệ chóng chạm điện gián tiếp sơ đồ TT : + Mạch tự động cắt nguồn hư hỏng cách điện, thực tế RCD đảm bảo chức - Các RCD thường lắp thêm dạng Rơle CB 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 sơ đồ TN nhằm đảm bảo dòng chạm đất đủ lớn để thiết bị bảo vệ dòng tác động * Nguyên lý : tất vỏ kim loại thiết bị phận nối đất tự nhiên nối đến điện cực nối đất nguồn dây bảo vệ Sự kết nối phụ thuộc vào cách nối TN-C, TN-S TN-C-S a) Sơ đồ nối đất TN-C L1 L2 L3 N Rnđht Rnđtb * Đặc điểm : - Dây trung tính dây bảo vệ gọi dây PEN, sơ đồ không sử dụng cho dây có tiết diện nhỏ hôn 10(mm2) cho Cu, 16 (mm2) cho Al SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 103 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng - Sơ đồ đòi hỏi đẳng hiệu nên cần phải nối đất lặp lại * Hiệu : - Trong điều kiện làm việc bình thường điểm trung bình, vỏ thiết bị đất có điện - Do hiệu ứng cục điện điện cực nối đất thay đổi theo khoảng cách - Khi hỏng cách điện hạ áp, điểm trung tính tam giác điện áp dịch chuyển điện áp pha vỏ thiết bị vượt giá trị áp pha – trung bình, thực giá trị 1,45 Upha - Bố trị bảo vệ chống chạm gián tiếp + Ngắt điện trường hợp hỏng cách điện + Ngắn điện thực CB cầu chì RCD không dùng được, cố hỏng cách điện xem ngắn mạch pha trung tính * Lưu ý : - Sơ đồ TN-C không sử dụng nơi có cháy cao - Do tải không đối xứng nên có dòng chạy dây PE tạo nên điện áp rơi vào dòng chạy qua vỏ thiết bị b) Sơ đồ nối đất TN-S * Đặc điểm : - Sơ đồ TN bắt buộc dây nhỏ 10 mm2 cho đồng 16 (mm2) cho dây nhôm - Điểm trung bình nguồn (ở máy biến áp) nối đất lần đầu vào lưới - Các vỏ kim loại vật dẫn tự nhiên nối vào dây bảo vệ (PE), dây nối với trung tính máy biến áp - Dây PE riêng biệt với dây trung tính định cỡ theo dòng cố lớn xảy L1 L2 L3 N PE Rnđht SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 104 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng - Do dòng cố điện áp tiếp xúc lớn nên : + Tự động cắt điện kho hỏng cách điện + Các CB hay cầu chi đảm nhận vai trò * Hệ : - Trong điển kiện làm việc bình thường trung tính biến áp, vỏ thiết bị có điện - Khi xảy hư hỏng cách điện dòng cố lớn - Dòng PE không nối đất lặp lại để tránh điện áp rơi vào dòng dây bảo vệ vận hành - Khi hỏng cách điện, điện áp xung lớn xuất dọc theo PE tạo nên tượng giống sơ đồ TN-C - Bảo vệ chống chạm điện gián tiếp thiết bị bảo vệ : CB, cầu chì c) Sơ đồ nối đất TN-C-S - Sơ đồ TN-C TN-S sử dụng chung lưới Trong sơ đồ TN-C-S, sơ đồ TNC (4 dây) không sử dụng sau sơ đồng (5 dây ) Điểm phân phối PE khỏi dây PEN thường điểm đầu lưới L1 L2 L3 N PEN PE TB TB Rnđht 9.3 Thiết kế hệ thống nối đất Hệ thống sử dụng tia nối đất nằm ngang độ chôn sâu 0,5  0,8 (m) SVTH : Phạm Trường l tia (m) n= tia n= tia 12 0,75 0,77 0,78 0,8 0,62 0,65 0,68 0,7 MSSV : 0951030033 Trang 105 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng 18 0,81 0,71 Hệ số sử dụng cọc chôn đứng (đ) nằm ngan (ng) Tỷ số a/l Số cọc chôn thẳng đứng đ ng đ ng đ ng 0,69 0,62 0,58 0,55 0,47 0,43 0,4 0,38 0,35 0,45 0,4 0,36 0,34 0,27 0,24 0,21 0,2 0,19 0,78 0,73 0,71 0,69 0,64 0,6 0,56 0,54 0,52 0,55 0,48 0,43 0,4 0,32 0,3 0,28 0,26 0,24 0,85 0,8 0,78 0,76 0,71 0,68 0,66 0,64 0,62 0,7 0,64 0,6 0,56 0,47 0,41 0,37 0,35 0,33 0,78 0,74 0,7 0,63 0,59 0,54 0,49 0,43 0,8 0,77 0,74 0,72 0,62 0,5 0,42 0,31 0,86 0,83 0,81 0,77 0,75 0,7 0,68 0,65 0.92 0.87 0.86 0.83 0.75 0.64 0.56 0.46 0,91 0.88 0.87 0.83 0.81 0.78 0.77 0.75 0,95 0,92 0,9 0,88 0,82 0,74 0,68 0,58 Khi đặt cọc thành mạch vòng 10 20 30 50 70 100 Khi đặt cọc thành dãy 10 15 20 30 -Ta chọn sơ đồ nối đất cho thiết bị sử dụng điện cho xưởng sơ đồ TN-S với lý sau : +Tiết diện dày thiết bị phần lớn nhỏ 10mm2 +Dùng tương đối nhiều thiết bị cầm tay SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 106 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng +Vấn đề an toàn cho người vận hành thiết bị -Đối với sơ đồ cần tính điện trở đất nguồn (Rnđng) giá trị điện trở chọn 4() *Tính toán điện trở nối đất nguồn -Chọn hình thức nối đất gồm cọc hình vẽ sau : lthanh lcọc - Chọn cọc đứng loại thép tròn có chiều cao l =3(m) đường kính d = 20(mm) SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 107 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng - Chọn ngang loại thép dẹt có chiều dài : l = 6(m), có bề rộng b = 4(mm) để tránh ăn mòn Thanh thép dẹt nối cọc đứng Vậy khoảng cách cọc a = 1,5(m) 9.3.1 Tính điện trở cọc đứng 0,8m 2,3m 3m  - Loại đất pha sét : đất ướt trung bình , hình thức nối đất thành dãy Điện trở đất : đ = 100 (Ωm) Chiều dài cọc l = 3m , d = 0,02 m Cọc chôn sâu đất , cách mặt đất khoảng: to = 0,8m Hệ số điện trở suất thẳng đứng : K = 1,2 Điện trở suất tính toán ttđ = K x đ = 1,2 x 100 = 120 (Ωm) Khoảng cách từ đất đến điểm điện cực cọc : t = to + = 0,8 + 1,5 = 2,3 m Điện trở cọc nối đất Rlđ = = x ln x ln ln ln = 38,47 Ω Chọn tỉ số a/l = ½ n = Tra bảng ta có : đ = 0,74  Điện trở khuếch tán điện cực thẳng đứng Rđ = = = 12,995 Ω 9.3.2 Tính điện trở nằm ngang SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 108 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng 0,8m 4mm 6m Hiệu suất điện trở suất nằm ngang K = 1,2  ttng = K x ñ = 1,2 x 100 = 120 Ωm Ta coù : t = 0,8 , l = 6m , b = 0,04 m  Điện trở tản điện cực nằm ngang Rlng = ln =  Giá trị điện trở nằm ngang Rng = = = 31,9 Ω = 24,58 Ω ln  Giá trị điện trở cọc : = = 9,23 Ω R∑ = Điện trở nối đất nguồn có giá trị : Rnđng = = = 3,9Ω < 4Ω (Với l = 6m , n = tia tra baûng ta có Vậy Rnđng = 3,9Ω < 4Ω thỏa giá trị chọn SVTH : Phạm Trường = 0,77 ) MSSV : 0951030033 Trang 109 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng CHƯƠNG 10 : TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT 10.1 Đặc tính sét - Sét tượng phóng điện khia đám mây mang dòng điện tích với đất đám mây dòng mang điện tích trái dấu Sự phóng điện sét chia làm giai đoạn : + Giai đoạn phóng điện tiên đạo bậc : giai đoạn bắt đầu dòng sáng phát triển xuống đất, chuyển động đợt xuống đất với vận tốc 105 106m/s Dòng mang phần lớn điện tích đám mây dòng + Giai đoạn phóng điện chủ yếu sét : giai đoạn điện tích dương đất di chuyển có hướng, từ đất theo dòng điện đạo với vận tốc gấp 10 lần tốc độ tiên đạo + Giai đoạn cuối sét kết thúc di chuyển điện tích đám mây dông, từ bắt đầu phóng điện + Thường phóng điện sét gồm loạt phóng điện dịch chuyển điện tích từ phần khác đám mây dông - Hậu dòng điện sét : +Đối với Người súc Vật bị sét đánh chết Nhiều sét không phóng điện trực tiếp gây nguy hiểm + Dòng điện sét có nhiệt độ cao khoảng 10000oc, phóng vào vật dễ cháy: mái nhà tranh, gỗ Từ điều cần thiết cho bảo vệ kho nhiên liệu + Sét phá huỷ mặt học, có nhiều trường hợp tháp cao, cối cổ thụ bị nổ tung dòng sét qua nung nóng phần lõi làm nước bốc nhanh phá vỡ thân + Chú ý đến điện áp cảm ứng vật dẫn dây dài tạo thành mạch vòng hở cảm ứng điện từ có phóng điện sét gần Điện áp cảm ứng làm đến hàng chục kv nguy hiểm SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 110 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng 10.2 Bảo vệ sét đánh trực tiếp Nguyên tắc : a) Bảo vệ trọng điểm : bảo vệ nơi, điểm, chỗ thường bị sét đánh nhiều - Đối với công trình mái : trọng điểm bốn góc, xung quanh tướng chắn kết cấu nhô cao khỏi mặt mái công trình - Đối với công trình mái dốc: trọng điểm bảo vệ đỉnh, bờ, nóc, góc diềm cạ kết cấu nhô cao khỏi mặt mái công trình b) Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc toàn bộ: la toàn công trình phải nằm phạm vi bảo vệ hệ thống chống sét 10.3 Cột chống sét phạm vi bảo vệ 10.3.1 Phạm vi bảo vệ cột chống sét - Phạm vi cột thu sét hình nón tròn xoay có tiết diện ngang hình tròn Ở độ cao hx có bán kính bảo vệ la Rz + Ở độ cao hz < 2/3 h bán kính bảo vệ Rx h   Rz =1,5h 1  x  P  0,8h  + Ở độ cao hx > 2/3 h bán kính bảo vệ :  h  Rx = 0,75h 1  x  P h  + Trong đó: + hx : Chiều cao vật bảo vệ + : Chiều cao hiệu dụng cột thu sét (ha = h - hx) + P : hệ soá : -khi h  30m  P =1 -khi h > 30m  P = SVTH : Phạm Trường 5,5 h MSSV : 0951030033 Trang 111 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng 10.3.2 Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét : -Phạm vi bảo vệ hai cột thu sét tính theo công thức sau : +Rx : tính +bx : (bán kính bảo vệ cột giả tưởng ho) x bx = x Rx x 7ha-a 14ha-a + Trong : a : khoảng cách cột ho = h - a 10.3.3 Phạm vi bảo vệ nhiều cột thu sét : -Ta kiểm tra phần khu vực bảo vệ kèm theo kiểm tra điều kiện bảo vệ an toàn cho toàn khu vực cần bảo vệ Vật có độ cao hx phạm vi bảo vệ thỏa mãn điều kieän sau : +D  x (h - hx) với h  30m +D > x (h - hx) với h > 30m +Với D đường kính đườg tròn ngoại tiếp đa giác mà đỉnh kim thu sét 10.3.4 Các hệ thống chống sét : -Một hệ thống chống sét gồm : Một hệ thống thu sét đặt không trung nối với hệ thống nối đất dây dẫn có cấu tạo đặc biệt -Trong năm gần xuất nhiều loại đầu thu sét : có hai loại chính: +Loại theo tập quán kinh điển, dạng đầu thu cột thu sét thông thường +Loại không theo tập quán kinh điển hay gọi loại tăng cường : thu sét tích cực hơn, thân đầu thu sét làm phát triển dẫy rơm hay gọi ESE -Những tác hại sét đánh trực tiếp gây ra, gây thiệt hại lớn người tài sản, phải cần bảo vệ kim thu sét -Trong hầu hết trường hợp phải cân nhắc yếu tố sau : +Công trình có nhiều người làm việc SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 112 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng +Dịch vụ công trình hoạt động liên tục +Mật độ sét vùng xây dựng công trình +Chiều cao công trình +Công trình có chứa hay không chứa vật liệu cháy nổ, di sản văn hóa thay -Tùy theo công trình mà chọn phương pháp bảo vệ phù hợp * Cấu tạo đầu thu ESE -Đầu thu : Có hệ thống thông gió nhằm tạo dòng lưu chuyển không khí đỉnh thân ESE Đầu thu làm nhiệm vụ bảo vệ thân kim -Thân Kim : Làm đồng xử lý Inox, phía có nhiều đầu nhọn làm nhiệm vụ phát xạ ion, đầu làm thép không gỉ Các đầu luồn ống cách điện nối tới điệm cực kích thích Thân kim nối đến điện cực nối đất chống sét -Bộ kích thích điện áp : làm Ceramic áp điện đặt phía thân kim ngăn cách điện, kích thích áp điện nối tới đỉnh nhọn phát xạ ion cáp cách điện cao áp 10.4 Tính toán chọn thiết bị cho xưởng -Trong luận văn chọn phương án chống sét đầu thu ESE -Chọn loại đầu thu sét : Loại tia tiên đạo Prevectron – 2, hãng Indelecenes – Pháp chế tạo a) Các ưu điểm đầu thu sét này-Bán kính bảo vệ rộng -Khả bảo vệ công trình mức cao -Tự động hoạt động hoàn toàn, không cầm nguồn cung cấp, không cần bảo trì -Nối đất đơn giản tin cậy -Hoạt động tin cậy, an toàn kiểm tra thử nghiệm phòng thí nghiệm trung tâm nghiên cứu khoa học Pháp *Cấp bảo vệ (I, II III) tùy theo yêu cầu loại công trình xác định theo phụ tải B tiêu chuẩn NFC 17 –102 +Cấp bảo vệ cao (Cấp I) D = 20m SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 113 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng +Cấp bảo vệ trung bình (Cấp II) D = 45m +Cấp bảo vệ tiêu chuẩn (cấp III) D = 60m -Chiều cao thực cột thu lôi tính từ mặt phải bảo vệ h Từ ta có bảng bán kính bảo vệ cho loại đầu thu sét, cấp bảo vệ * Cấp III : D = 60m h(m) 10 15 S6.60 43 64 85 107 107 108 109 113 119 S4.50 38 57 76 95 97 97 98 102 109 S3,40 33 50 67 84 85 85 87 92 99 S3,40 33 50 67 84 85 85 87 92 99 TS2.25 26 39 52 65 67 67 69 75 84 *Caáp II : D = 45m h(m) 10 15 S6.60 39 58 78 97 97 98 99 101 102 S4.50 34 52 69 86 87 87 88 90 92 S3,40 30 45 60 75 76 77 77 80 81 S3,40 30 45 60 75 76 77 77 80 81 TS2.25 23 34 46 57 58 59 61 63 65 *Caáp I : D = 20m h(m) 10 15 S6.60 31 47 63 79 79 79 79 79 80 S4.50 27 41 55 68 69 69 69 69 70 S3,40 23 35 46 58 58 58 58 59 60 SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 114 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng S3,40 23 35 46 58 58 58 58 59 60 TS2.25 17 25 34 42 43 43 43 44 45 b) Tính toán Rp = h(2D - h)+ L(2D + L) -Trong : +h : chiều cao thực đầu kim + L = 10 x T +T : độ lợi thời gian đầu kim PREVECTRON – (s) + D = 20, 45, 60 tùy thuộc cấp bảo vệ + h : Chiều cao thực cột thu sét tính từ mặt phải bảo vệ c) Tính toán cụ thể : -Chiều cao xưởng H = 11m -Kích thước chiều dài xưởng a= 85m -Chiều rộng xưởng b = 68m -Bán kính phải bảo vệ R= = 54 m -Chọn cấp bảo vệ cấp I : D = 20m, h = 4m, Chiều cao thực cột thu sét tính từ mặt 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 phần điện trở nối đất -Giá trị điện trở nối đất chống sét chọn 10 SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 115 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng KẾT LUẬN Việc thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xí nghiệp có quy mô nhỏ hay lớn vấn đề quan trọng , định đến nhiều mặt kinh tế uy tín Đồ án thiết kế theo tiêu chuẩn IEC tiêu chuẩn Việt Nam hành Đề tài dựa lý thuyết học hỏi từ nhà trường , thầy cô bạn bè , kinh nghiệm không nhiều giúp em nắm vững bước tính toán để thiết kế cho công trình , kết hợp với việc học hỏi sau giúp em tiến việc thiết kế công trình Trong đề tài , số liệu em tính toán tay , nhiên có thời gian nghiên cứu học hỏi , việc tính toán dễ dàng áp dụng phần mềm tính toán khác :   Trong thiết kế mạng điện động lực dùng phần mềm Ecodial… Trong thiết kế chiếu sáng dùng thêm phần mềm Lucicon…  Trong tính toán chống sét dùng phần mếm Benjin… Với lý thuyết học từ trường lớp , kèm theo giúp đỡ giáo viên hướng dẫn bạn đồ án em hoàn thành , em chưa có kinh nghiệm nhiều nên việc tính toán xảy sai sót , mong thầy cô giúp đỡ góp ý để giúp em tự tin sau trường Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Quốc Dũng bạn bè giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Sinh viên thực Phạm Trường SVTH : Phạm Trường MSSV : 0951030033 Trang 116 Đồ án tốt nghiệp kó sư cơng nghi p GVHD : PGS.TS Phan Quốc Dũng DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Thị Thanh Bình , Dương Lan Hương , Phan Thị Thu Vân , Hướng dẫn đồ án môn học Thiết Kế Cung Cấp Điện , Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh năm 2010 [2] Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC , Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật năm 2011 [3] Ngô Hồng Quang , Sổ tay lựa chọn Tra cứu thiết bị điện từ 0,4 – 500KV , Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật , Hà Nội năm 2007 [4] Sách hướng dẫn chọn dây cáp điện Công ty Cổ phần TAYA Việt Nam [5] Catalogue v CB Schneider [6] Tham kh o tài li u c a khóa tr SVTH : Phạm Trường c MSSV : 0951030033 Trang 117