ĐỀTÀI i THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY GIÀY HƯNG PHÚ

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ -o0o - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY GIÀY HƯNG PHÚ GVHD SVTH MSSV LỚP : TS.LÊ MINH PHƯƠNG : NGUYỄN THÀNH MINH : 811176D : 08DD1N TP HCM, Tháng Năm 2009 LỜI MỞ ĐẦU Điện đóng vai trị to lớn sống Nó lĩnh vực tảng cho lĩnh vực khác trình hoạt động Việc điện hay thiếu điện dẫn đến thiệt hại đáng kể kinh tế hộ dùng điện chí nguy hiểm đến tính mạng người Ngày hòa chung ới v với tiến trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, nhiều nhà máy xí nghiệp đời có nhiều đóng góp thiết thực sống Chính lẽ nhu cầu thiết kế cấp điện khơng cho nhà máy mà cịn cho nhiều cơng trình khác ngày tăng cao Trên dịng suy nghĩ đó, với gợi ý thầy Lê Minh Phương, luận văn em chọn đề tài thiết kế cung cấp điện cho nhà máy giày Hưng Phú tìm hiểu, bổ sung hoàn thiện kiến thức thân thiết kế cung cấp điện mạng hạ thế, với niềm hi vọng giản đơn đem kiến thức áp dụng vào sống để góp phần vào việc xây dựng nên cơng trình điện có chất lượng đáp ứng nhu cầu thực tiễn xã hội Tất nhiên, với bước đầu làm quen với cơng tác thiết kế cơng trình điện khơng tránh khỏi thiếu sót hạn chế, vấn địi hỏi phải có kiến thức thực tế nhiều giải xử lý tốt Chính hướng dẫn, bảo người thầy vô cần thiết Sau lời chúc cho người thầy luôn dồi giàu sức khỏe để chấp cánh cho nhiều, nhiều hệ mai sau để chung tay xây dựng đất nước Việt Nam ngày tốt đẹp Tp.HCM – Ngày 06 tháng 07 năm 2009 Sinh viên Nguyễn Thành Minh Chương : Giới Thiệu Chung trang CHƯƠNG MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG 1.1/- TỔNG QUAN VỀ CUNG CẤP ĐIỆN 1.1.1/- Vai trò cung cấp điện Điện ngày đóng vai trị quan trọng đời sống người Chính ưu điểm vượt trội so với nguồn lượng khác như: (dễ chuyển thành dạng lượng khác, dễ truyền tải xa, hiệu suất cao…) mà ngày điện sử dụng rộng rãi lĩnh vực, từ công nghiệp, dịch vụ, … Cho đến phục vụ đời sống sinh hoạt hàng ngày gia đình Có thể nói ngày khơng quốc gia giới không sản xuất tiêu thụ điện năng, tương lai nhu cầu người nguồn lượng đặc biệt tiếp tục tăng cao Trong năm gần đây, nước ta đạt thành tựu to lớn phát triển kinh tế, xã hội Số lượng nhà máy công nghiệp, hoạt động thương mại, dịch vụ,… gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất tiêu dùng nước ta tăng lên đáng kể dự báo tiếp tục tăng nhanh năm tới Do mà cần đội ngũ người am hiểu điện để làm công tác thiết kế vận hành, cải tạo sửa chữa lưới điệnTrên bước đường cơng nghiệp hố, đại hố đất nước Cùng với xu hội nhập quốc tế việc mở rộng quan hệ quốc tế, ngày có thêm nhiều nhà đâu tư nước ngồi đến với Nhu cầu điện lĩnh vực c ông nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, sinh hoạt,… tăng lên không ngừng Kh u công nghiệp ngày nhiều mở rộng, xí nghiệp cải tiến xây dựng thêm Do mà vấn đề đặt cần phải thiết kế hệ thống cung cấp điện cách có quy cách, phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật hành vấn đề quan trọng Có co thể theo kịp với trì nh độ nước GVHD: TS.LÊ MINH PHƯƠNG SVTH:NGUYỄN THÀNH MINH Chương : Giới Thiệu Chung trang 1.1.2/- Những yêu cầu chủ yếu thiết kế hệ thống điện Cung Cấp điện cơng trình điện nhỏ cần có kiến thức tổng hợp từ ngành khác nhau, phải có hiểu biết xã hội, mơi trường đối tượng cấp điện Để từ tính tốn lựa chọn đưa phương án tối ưu Thiết kế hệ thống cung cấp điện tổng thể lựa chọn phần tử hệ thống cho phần tử đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vận hành an toàn kinh tế Trong mục tiêu đảm bảo cho hộ tiêu thụ đủ điện với chất lượng nằm phạm vi cho phép Một phương án cung cấp điện xem hợp lý thỏa mãn đựơc yêu cầu sau: - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện liên tục tùy theo tính chất hộ tiêu thụ Mức độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vào u cầu phụ tải Với cơng trình quan trọng cấp quốc gia phải đảm bảo liên tục cấp điện mức cao nghĩa không điện tình Những đối tượng nhà máy, xí nghiệp, tổ sx … tốt dùng máy điện dự phòng, điện dùng điện máy phát cấp cho phụ tải quan trọng, hệ thống (gồm: thủy điện, nhiệt điện…) liên kết hổ trợ cho gặp cố - Đảm bảo an tồn cao cho người, cơng nhân vận hành thiết bị cho tồn cơng trình Tóm lại người thiết kế ngồi việc tính tốn xác, chọn lựa thiết bị khí cụ cịn phải nắm vững quy định an tồn, qui phạm cần thiết thực cơng trình Hiểu rõ môi trường hệ thống cấp điện đối tượng cấp điện - Đảm bảo chất lượng điện mà chủ yếu đảm bảo độ lệch độ dao động điện phạm vi cho phép Chất lượng điện đánh giá qua tiêu tần số điện áp Chỉ tiêu tần số quan điện hệ thống quốc gia điều chỉnh Như người thiết kế phải đảm bảo vấn đề điện áp Điện áp lưới trung hạ cho phép dao động khoảng ± 5% Các xí nghiệp nhà máy yêu cầu chất lượng điện áp cao phải ± 2.5% - Vốn đầu tư nhỏ, chi phí vận hành hàng năm thấp Trong trình thiết kế thường xuất nhiều phương án, phương án thường có ưu khuyết điểm riêng, lợi kinh tế xét kỹ thuật khơng tốt Một GVHD: TS.LÊ MINH PHƯƠNG SVTH:NGUYỄN THÀNH MINH Chương : Giới Thiệu Chung trang phương án đắt tiền thường có đặc điểm độ tin cậy an toàn cao hơn, để đảm bảo hài hoà vấn đề kinh tế - kĩ thuật cần phải nghiên cứu kĩ lưỡng đạt tối ưu - Thuận tiện cho công tác vận hành sửa chữa…v.v… Những yêu cầu thường mâu thuẫn nhau, nên người thiết kế cần phải cân nhắc, kết hợp hài hoà tùy vào hoàn cảnh cụ thể Ngoài ra, thiết kế cung cấp điện cần ý đến yêu cầu khác như: Có điều kiện thuận lợi có yêu cầu phát triển phụ tải sau này, rút ngắn thời gian lắp đặt tính mỹ quan cơng trình…v.v… Bên cạnh vị trí người tiêu thụ điện, vấn đề đặt phải sử dụng điện cho hiệu quả, chi phí điện thấp mà đảm bảo chất lượng sản phẩm Vì tính chất quan trọng thiết thực nên chọn đề tài làm luận án tốt nghiệp với nội dung là: Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Cong ty Nhựa Tiên Tấn 1.1.3/- Nhiệm vụ thiết kế • Tổng quan nhà máy • Tính tốn phụ tải nhà máy Xác định dịng điện tính tốn dịng điện đỉnh nhọn, thiết kế hệ thống chiếu sáng • Lựa chọn máy biến áp lựa chọn thiết bị bù công suất phản kháng • Lựa chọn dây dẫn, kiểm tra dây dẫn theo điều kiện sụt áp • Lựa chọn CB, kiểm tra CB • Lựa chọn sơ đồ nối đất an tồn • Thiết kế hệ thống chống sét Nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện tính tốn đưa bảng thiết kế cụ thể cho việc xây dựng mạng điện lắp ráp thiết bị điện Cung cấp điện trình bày bước cần thiết tính tốn, để lựa chọn phần tử hệ thống điện thích hợp với đối tượng Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng, cơng cộng Tính tốn chọn lựa dây dẫn phù hợp với thiết kế cung cấp điện, đảm bảo sụt áp chấp nhận được, có khả chịu dịng ngắn mạch với thời gian định Tính tốn dung lượng bù cần thiết để giảm điện áp, điện lưới trung, hạ áp… Bên cạnh đó, cịn phải thiết kế lựa chọn nguồn d ự phòng GVHD: TS.LÊ MINH PHƯƠNG SVTH:NGUYỄN THÀNH MINH Chương : Giới Thiệu Chung trang cho nhà máy để lưới điện làm việc ổn định, đồng thời tính đến phương diện kinh tế đảm bảo tính an tồn cao Trong tình hình kinh tế thị trường nay, xí nghiệp lớn nhỏ tổ hợp sản xuất phải tự hoạch toán kinh doanh cạnh tranh liệt chất lượng giá sản phẩm Công nghiệp thương mại dịch vụ chiếm tỉ trọng ngày tăng kinh tế quốc doanh thực khách hàng quan trọng ngành điện lực Sự điện, chất lượng điện xấu hay cố… ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, gây phế phẩm, giảm hiệu suất lao động Đặc biệt ảnh hưởng lớn đến xí nghiệp may, hóa chất điện tử địi hỏi xác liên tục cao Do đảm bảo độ t in cậy cấp điện, nâng cao chất lượng điện mối quan tâm hàng đầu Một xã hội có điện làm cho mức sống tăng nhanh với trang thiết bị nội thất sang trọng lắp đặt cách cẩu thả, thiếu tuân thủ quy tắc an toàn nguy hiểm Vì mục đích việc tính tốn thiết kế cung cấp điện tính tốn để thiết lập lên mạng điện cung cấp đủ điện theo nhu cầu dùng điện, t hoả mãn tiêu chuẩn ngành điện, bảo đảm an toàn cho người sử dụng mang tính kinh tế Tuy nhiên đứng cương vị người kỹ sư thiết kế, điều quan tâm lớn thiết kế tính kỹ thuật Với nhiệm vụ cần tính kỹ thuật trên, công việc cần làm là: tính phụ tải, chọn thiết bị bảo vệ, dây dẫn, kiểm tra sụt áp, ngắn mạch, phối hợp CB, kiểm tra tính chọn lọc, thiết kế chiếu sáng, thiết kế sơ đồ nối đất an tồn điện, bù cơng suất phản kháng chống sét cho xí nghiệp Hộ tiêu thụ điện phân làm ba loại sau: • Hộ loại 1: hộ tiêu thụ mà cố ngừng cung cấp điện gây nên hậu nguy hiểm đến tính mạng người( bênh viện), làm thiệt hại lớn kinh tế, dẫn đến hư hỏng thiết bị, gây rối loạn q trình cơng nghệ phức tạp, làm hỏng hồn loạt sản phẩm, có ảnh hưởng khơng tốt phương diện trị - Đồi với hộ loại phải cung cấp điện với độ tin cao, thường dùng hai ngn đến, có nguồn dự phịng ,v.v… nhằm hạn chế đến mức thấp việc điện, thời gian điện coi thời gian tự động đóng GVHD: TS.LÊ MINH PHƯƠNG SVTH:NGUYỄN THÀNH MINH Chương : Giới Thiệu Chung trang nguồn dự trữ • Hộ loại 2: hộ mà ngừng cung cấp điện liên quan đền hàng loạt sản phẩm không sản xuất được, tức dẫn đến thiệt hại kinh tế ngừng trệ sản xuất,hư hỏng sản phẩm lãng phí sức lao động, tạo nên thời gian chết nhân viên… Các phân xưởng khí, nhà máy chế biển thực phẩm, xí nghiệp công nghiệp nhẹ thường thuộc loại - Để cung cấp điện cho hộ loại ta dùng phương án có khơng có nguồn dự phịng, đường dây lộ hay đường dây kép Việc chọn phương án cần dựa vào kết qua so sanh vốn đầu tư phải tăng thêm giá trị thiệt hại kinh tế ngừng cung cấp điện hộ loại 2, cho phép ngừng cung cấp điện thời gian đóng nguồn tay • Hộ loại 3: tất hộ tiêu thụ điện cịn lại ngồi hộ loại 2, tức hộ cho phép cung cấp điện với mức đô tin thấp, cho phép điện thời gian sửa chữa, thay thiết bị cố, thường không ngày đêm Những hộ thường khu nhà ở, nhà kho trường học, mạng lười cung cấp điện cho nông nghiệp - Để cung cấp điện cho hộ loại ta dùng nguồn điện đường dây lộ, 1.2/- GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY GÌAY HƯNG PHÚ Nhà máy sản xuất giày xây dựng địa hình tương đối phẳng với diện tích nhà máy có : • Chiều dài 78 m • Chiều rộng 42 m • Diện tích mặt 3276 m2 • Cách trung 320c Nhà máy có quy mô sản xuất vừa phải, điện không gây thiệt hại đến tính mạng người mà gây thiệt hại kinh tế, nên thuộc hộ tiêu thụ điện loại Nhà máy có phân xưởng cách trung tâm thị xã Thủ Dầu Một khoảng – km Môi trường xung quanh nhà máy bụi bặm, không ẩm khí ăn mòn Nhiệt độ môi trường xung quanh nhà máy nhiệt độ GVHD: TS.LÊ MINH PHƯƠNG SVTH:NGUYỄN THÀNH MINH Chương : Giới Thiệu Chung trang trung bình khu vực miền Đông Nam Bộ từ 28 - bố trí đồng kế sát Ngoài nhà máy có khu túc xá văn phòng làm việc nằm cạnh phân xưởng sản xuất, nhà máy thiết kế dây chuyền sản xuất với công nghệ Italia, làm việc liên tục ba ca ngày thời gian làm việc nhiều năm T Max = 7000h Sản phẩm giày sản xuất ngày (24h) với sản lượng từ ÷8 ngàn đôi Do sản xuất dây chuyền máy móc, thiết bị tự động nên số lượng công nhân nhà máy (kể nhân viên hành chánh văn phòng) gồm khoảng 350 người - 1.2.2- Đặc điểm thiết bị hệ thống cung cấp điện : Phụ tải xí nghiệp có cơng suất đặt ∑P đm (kW ) Các máy dụng chủ yếu động xoay chiều ba pha, roto lồng sóc kiểu kín để chống bụi phân xưởng máy móc tận dụng mức độ cao làm việc liên động nên bị hỏng hóc phận gây phế phẩm ảnh hưởng tới suất nhà máy Nguồn điện cung cấp cho xí nghiệp lấy từ lưới điện quốc gia 15KV qua máy biện áp chuyển xuông cấp 380v cung cấp cho phân xưởng nhà máy Chiếu sáng phân xưởng dùng hình thức chiếu sáng chung, điệp áp sử dụng 220v Do mạng chiếu sáng động lực phân xưởng sản xuất dùng chung cấp điện áp 380/220v Các dây dẫn từ trạm biến áp, tủ phân phối, tủ động lực phụ tải đặt ống cách điện ngầm đất vừa tạo vẻ mỹ quan đồng thời bảo đảm tính an tồn cho nhà máy -1.2.3- Các thiết bị có nhà máy: SỐ TT TÊN TB QUẠT Máy sấy Mortor băng tải Máy gò mủi Máy gò gót QUẠT KÝ HIỆU M1 M2 M3 M4 M5 M6 GVHD: TS.LÊ MINH PHƯƠNG Pñm kw 1.5 1.5 1.5 2.25 1.5 1.5 Uñm kv 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 cos Ksd 0.8 0.7 0.7 0.7 0.8 0.8 0.7 0.6 0.6 0.6 0.8 SVTH:NGUYỄN THÀNH MINH Chương : Giới Thiệu Chung trang 7 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Máy sấy Mortor băng tải MÁY MÀI MÁY MÀY Máy định vị QUẠT QUẠT Mortor băng tải Máy gò mủi Máy gò gó QUẠT Máy sấy Mortor băng tải MÁY MÀY Máy hút keo Máy định vị Máy hút keo M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 M19 M20 M21 M22 M23 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 2.25 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.7 0.7 0.7 0.7 0.8 0.8 0.7 0.7 0.7 0.8 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.8 0.6 0.6 0.6 0.8 0.7 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 24 25 26 27 28 29 30 Máy sấy Mortor băng tải Máy sấy Máy gò gó QUẠT Máy sấy Mortor băng tải M24 M25 M26 M27 M28 M29 M30 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.7 0.7 0.8 0.7 0.7 0.7 0.6 0.7 0.6 0.8 0.6 0.6 GVHD: TS.LÊ MINH PHƯƠNG SVTH:NGUYỄN THÀNH MINH Chương 2: phân nhóm xác định tâm phụ tải trang CHƯƠNG PHÂN NHÓM VÀ XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI 2.1/- PHÂN NHĨM PHỤ TẢI 2.1.1/- Phương pháp phân nhóm phụ tải Khi bắt tay vào xác định phụ tải tính tốn cơng việc mà ta phải làm phân nhóm phụ tải Thơng thường người ta sử dụng hai phương pháp sau: - Phân nhóm theo dây chuyền sản xuất tính chất cơng việc Phương pháp có ưu điểm đảm bảo tính linh hoạt cao vận hành bảo trì, sửa chữa Chẳng hạn nhà máy sản xuất cơng suất thiết kế cho ngừng làm việc vài dây chuyền mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động dây chuyền khác, bảo trì, sửa chữa cho ngừng hoạt động dây chuyền riêng lẻ,… Nhưng phương án có nhược điểm sơ đồ phức tạp, chi phí lắp đặt cao thiết bị nhóm lại không nằm gần dẫn đến tăng chi phí đầu tư dây dẫn, ngồi địi hỏi người thiết kế cần nắm vững quy trình cơng nghệ nhà máy - Phân nhóm theo vị trí mặt bằng: Phương pháp có ưu điểm dễ thiết kế, thi cơng, chi phí lắp đặt thấp Nhưng có nhược điểm tính linh hoạt vận hành sửa chữa so với phương pháp thứ Do mà tuỳ vào điều kiện thực tế, người thiết kế lựa chọn phương án cho hợp lý Trong luận văn ta phân nhóm thiết bị theo quy trình sản xuất vị trí thiết bị phân xưởng Các thiết bị nhóm cung cấp điện từ tủ phân phối Các thiết bị phân xưởng đượ c phân nhóm theo u ầcu gồm 04 nhóm Các thiết bị xí nghiệp phân thành nhóm sau dựa vào số liệu phụ tải chương GVHD: TS.LÊ MINH PHƯƠNG SVTH :NGUYỄN THÀNH MINH Chƣơng 10: Thiết Kế Bảo Vệ An Tồn Điện trang 179 Tính tốn hệ thống nối đất lặp lại: Ta chọn điện trở suất đất  =100  m sử dụng hình thức nối đất gồm tia cọc, chôn cách mặt đất 0,8 m Với: -Mỗi thép trịn có chiều dài lt = 10m, đƣờng kính ngồi dt=30mm - Cọc thép trịn có chiều dài lc = m, đƣờng kính ngồi dC = 30mm Tra bảng PL 04 PL 06,PL12 KTCA tìm đƣợc:  a/lc 0.95 - Điện trở tản c 0,78 t 0,8 Đƣợc xác định công thức : Rt  t l2 ln t 2. lt ho d t Trong : - t : điện trở suất tính tốn - lt : chiều dài - ho : độ chôn sâu - dt : đƣờng kính Điện trở suất tính toán : t = đo.Kmt = 100.3 = 300 (m) Trong đó:- đo=100 (m) : Điện trở suất đo đất (trang 384[1]) - Kmt = 3: Hệ số mùa tình trạng ẩm ƣớt (bảng PL 03) Và : lt = 10m ; dt = 0,03m ; ho =0,8m t lt 300 10 ln  ln  39,79()  Rt  2. lt ho d t 2.3,14.10 0,8.0,03 => Điện trở : R2t =39,79/2 = 19,9  - Điện trở tản cọc Đƣợc xác định công thức : Rc  c  2lc 4t  lc   ln ln  2. l  d c 4t  lc  GVHD: TS.LÊ MINH PHƢƠNG SVTH: NGUYỄN THÀNH MINH Chƣơng 10: Thiết Kế Bảo Vệ An Tồn Điện trang 180 Độ chơn sâu trung bình cọc: t = t0 + lc/2 = 0,8 +4/2 =2,8(m) Trong : - Độ chơn sâu cọc : to = 0,8 (m) - Chiều dài cọc: lc = (m) Điện trở suất tính tốn cọc: c = đo.Kmc = 100.2 = 200(m) + Điện trở suất đất đo: đo = 100 () (trang 384[1]) + Hệ số mùa cọc, ta có: Kmc = (bảng PL 03)  Rc  c 2lc  2l c 4h  l c  200  2.4 4.2,8    ln  ln ln  ln   47,425()  d c 4h  lc  2.  0,03 4.2,8   - Điện trở tản hệ thống nối đất lặp lại Rndll  Rc Rt 1 47,425.39,79   7,496() .nt Rc  t  Rt  c nc 0,95.2 47,425.0,78  39,79.0,8.3 Từ kết tính tốn: Rnđll =7,496 (Ω)< 10(Ω) => Thoả điều kiện nối đất lặp lại GVHD: TS.LÊ MINH PHƢƠNG SVTH: NGUYỄN THÀNH MINH Chƣơng 11: Thiết Kế Chống Sét trang 181 CHƯƠNG 11 THIẾT KẾ CHỐNG SÉT 11.1/- CÁC THIỆT HẠI DO SÉT GÂY RA Sét phóng điện khí đám mây đất, hay đám mây mang điện trái dấu Trước có phóng điện sét có phân chia tích luỹ cao đện tích đám mây giơng, tác động nguồn khí nóng bốc lên nước ngưng tụ đám mây, phần đám mây gây trường tích điện âm Giữa đám mây đất hình thành tụ điện khổng lồ Cường độ điện trường tụ điện mây đất không ngừng tăng lên, cường độ điện trường đạt tới giá trị giới hạn (25÷30kV/cm) bắt đầu có phóng điện hay gọi sét Trong thực tế cung cấp điện bị gián đoạn nhiều nguyên nhân gây Một nguyên nhân nguy hiểm sét Khi sét đánh vào khu vực xí nghiệp dịng điện sét gây tác dụng nhiệt, có điện từ mạnh gây hư hại tài sản nguy hiểm cho tính mạng người Do bảo vệ chống sét cần thiết cho xí nghiệp 11.2/- PHÂN CẤP BẢO VỆ CHỐNG SÉT Căn vào đặc tính, tác dụng dịng sét, tầm quan trọng q trình sử dụng theo u cầu cơng nghệ, tồn xí nghiệp cơng trình phân thành cấp bảo vệ sau: 11.2.1/- Bảo vệ cấp Gồm cơng trình có toả khí cháy, bụi sợi cháy dễ dàng chuyển sang trạng thái lơ lửng khả kết hợp với khơng khí chất oxy hố tạo thành hỗn hợp nổ Trong điều kiện làm việc bình thường xảy nổ gây thiệt hại lớn kinh tế gây nguy hiểm cho tính mạng người 11.2.2/- Bảo vệ cấp Gồm cơng trình có toả khí cháy, bụi sợi cháy dễ dàng chuyển sang trạng thái lơ lửng khả kết hợp với khơng khí chất oxy hoá tạo thêm hỗn hợp Tuy nhiên khả xảy GVHD: TS.LÊ MINH PHƢƠNG SVTH :NGUYỄN THÀNH MINH Chƣơng 11: Thiết Kế Chống Sét trang 182 có cố làm sai ngun tắc, khơng thể xảy làm việc bình thường Khi xảy nổ hư hỏng nhỏ không làm chết người 11.2.3/- Bảo vệ cấp Gồm phân xưởng, văn phịng cịn lại ngồi phạm vi hai cấp bảo vệ nêu 11.3/- LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT 11.3.1/- Thiết bị cổ điển Là hệ thống kim sắt, dây dẫn điện trở tản dòng sét Bằng phương pháp thực nghiệm mơ hình xử lý số liệu theo nguyên lý thống kê, ta xác định phạm vi bảo vệ cột thu sét hình nón trịn xoay có tiết diện ngang hình trịn có bán kính rx CTS có độ cao hx sau: 11.3.1.1/- Phạm vi bảo vệ CTS Với độ tin cậy 99% phạm vi bảo vệ CTS có độ cao hx hình chóp trịn xoay có đường sinh dạng Hyperbol (Hình-2) Xác định theo: rx  1,6h h  hx p h  hx h  30 m p = Độ cao vượt lên vật bảo vệ CTS = h – hx độ cao hiêu dụng CTS rx rx hx h Hình-2: Phạm vi bảo vệ CTS 11.3.1.2/- Phạm vi bảo vệ hai CTS  Nếu hai CTS chiều cao h cách a = 2R = 7h điểm mặt đất hai CTS không bị sét đánh GVHD: TS.LÊ MINH PHƢƠNG SVTH :NGUYỄN THÀNH MINH Chƣơng 11: Thiết Kế Chống Sét trang 183  Nếu hai CTS đặt cách a < 7h chúng bảo vệ vật có độ cao h0 xác định theo: h - h0 = a/7p hay h0 = h – a/7p  Bảo vệ vật có độ cao h0 hai CTS khoảng cách a hai CTS phải a  7p(h - h0) thỏa điều kiện:  Phạm vi bảo vệ độ cao hx có bề rộng bé rox xác định: rox = 1,6h0(h0 - hx)p /(h0 + hx) A1 R A2 a/7 p 0,2h 0,2h B h0= h - a / 7p 0,75hp O1 a/2 a/2 M hx O2 rx a 1,5hp r0x rx M rx O1 O2 r0x rx B h0 r0x 1,5h0 0,75h0 M hx 0,75h0 1,5h0 hình-3: Phạm vi bảo vệ hai CTS chiều cao 11.3.1.3/- Phạm vi bảo vệ nhiều CTS Khi cơng trình cần bảo vệ chiếm diện tích rộng lớn người ta thường đặt nhiều cột thu sét để bảo vệ (Hình-4) Bên ngồi diện tích đa giác qua chân CTS (hình tam giác hình chữ nhật) phạm vi bảo vệ xác định đôi CTS với Cịn tất thiết bị có độ cao lớn hx đặt diện tích hình tam giác hay hình chữ nhật bảo vệ an toàn điều kiện sau thỏa mãn: D  8(h - hx)p GVHD: TS.LÊ MINH PHƢƠNG SVTH :NGUYỄN THÀNH MINH Chƣơng 11: Thiết Kế Chống Sét trang 184 Với D đường kính vịng trịn ngoại tiếp hình tam giác hay hình chữ nhật chạy qua đỉnh CTS Nếu số CTS nhiều ba bố trí ta phân nhóm ba cột gần kiểm tra theo điều kiện bảo vệ D  8(h - hx)p rx a3 a2 a1 r0x3 r0x2 D a2 r0x1 rx D r0x2 r0x1 a1 a) b) Hình-4: Mặt phạm vi ba CTS (a) bốn CTS (b) 11.3.2/- Thiết bị chống sét đại 11.3.2.1/- Giới thiệu thiết bị chống sét FRANCE PARATONNERRES Khi có giơng bão, điện trường khí tăng nhanh khoảng vài ngàn (V/m) đầu thu sét FRANCE PARATONNERRES thu lượng điện trường khí hệ điện cực phía dưới, lượng tích luỹ trang thiết bị ion hoá Trước xảy tượng sét (gọi sét đánh), có gia tăng nhanh chóng đột ngột điện trường khí quyển, ảnh hưởng tác động làm thiết bị ion hố giải phóng lượng tích luỹ dạng ion, tạo đường dẫn tiên đạo phía chủ động thu dịng sét Đặc điểm q trình ion Q trình ion hố đặc trưng tính chất sau: Điều khiển giải phóng ion thời điểm: thiết bị ion hoá cho phép phát khoảng thời gian ngắn thời điểm thích hợp đặc biệt, vài phần giây trước có phóng điện sét Do đảm bảo chống sét kịp thời, xác an toàn GVHD: TS.LÊ MINH PHƢƠNG SVTH :NGUYỄN THÀNH MINH Chƣơng 11: Thiết Kế Chống Sét trang 185 Sự hình thành hiệu ứng vầng quang điện Corona: xuất số lượng lớn electron vĩ đạo với gia tăng điện trường có tác dụng rút ngắn thới gian tạo hiệu ứng vầng quang Corona Sự chuẩn bị trước đường dẫn sét phía trên: đầu thu sét FRANCE PARATONNERRES phát đường dẫn sét chủ động phía nhanh đỉnh nhọn gần Do đảm bảo dẫn dịng sét cách chủ động xác 11.3.2.2/- Cấu tạo thiết bị chống sét FRANCE PARATONNERRES Thiết bị gồm: - Kim thu sét trung tâm đồng điện phân hay sét không rỉ, kim có tác dụng tạo đường dẫn dịng sét liên tục từ tia tiên đạo xuống đất theo dây dẫn sét - Hộp bảo vệ đồng hay thép khơng rỉ có tác dụng bảo vệ thiết bị tạo ion hoá bên Hộp gắn vào đầu kim thu sét trung tâm - Thiết bị tạo ion, giải phóng ion phát tia, thiết bị đặc biệt đầu thu sét FRANCE PARATONNERRES Nhờ thiết bị mà đầu thu sét tạo vùng bảo vệ rộng lớn với mức độ an toàn cao - Hệ thống điện cực phía trên: có tác dụng phát tia tiên đạo - Hệ thống điện cực phía dưới: có tác dụng thu lượng điện trường khí giúp cho thiết bị hoạt động Các loại đầu thu sét: - Loại cấu tạo đồng: kim thu sét trung tâm điện cực chế tạo đồng đảm bảo thu sét dẫn dòng sét tốt - Loại kim thu sét trung tâm điện cực chế tạo thép khơng rỉ thích hợp với mơi trường ăn mịn nơi có nhiều bụi bặm Tóm lại: Mỗi đầu thu sét có bán kính bảo vệ khác phù hợp với cấu trúc cơng trình khác Tuỳ theo loại cơng trình, xí nghiệp mà ta lựa chọn cho phù hợp 11.3.2.3/- Bán kính bảo vệ đầu thu sét FRANCE PARATONNERRES Bán kính bảo vệ rộng: Trong đó: h R p  h.(2.D  h)  l.(2.D  l ) : chiều cao thực đầu kim thu sét GVHD: TS.LÊ MINH PHƢƠNG SVTH :NGUYỄN THÀNH MINH Chƣơng 11: Thiết Kế Chống Sét l trang 186 : mặt phải bảo vệ D = 20m, 40m, 60m tuỳ thuộc cấp bảo vệ yêu cầu 11.3.3/- Lựa chọn chống sét cho xí nghiệp Xí nghiệp có đường kính: D  422  782  85,58(m)  R  D  44, 29(m) Để bảo vệ tồn xí nghiệp tính mỹ quan ta chọn phương pháp chống sét thiết bị chống sét đại Chọn loại kim thu sét mã hiệu: TS2.25 Tham khảo Catalogue haõng FRANCE PARATONNERRES GVHD: TS.LÊ MINH PHƢƠNG SVTH :NGUYỄN THÀNH MINH Chƣơng 11: Thiết Kế Chống Sét trang 187 Các thơng số TS2.25 _ FRANCE PARATONNERRES - Đường kính: 150 (mm) - Chiều cao: h = 550 (mm) - Trọng lượng: 2,3 kg Chiều cao kim: hkim = (m) Chiều cao đỉnh kim thu sét mặt bảo vệ: h = 9(m) Cấp bảo vệ: D = 60(m) Bán kính bảo vệ: cấp Rp = 65 (m), cấp Rp = 78 (m), cấp Rp = 86 (m) 11.4/- THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT Tính tốn thiết bị nối đất chủ yếu tính tốn điện cực nối đất, cịn dây dẫn nối đất chọn cho bảo đảm độ bền học độ bền ăn mòn theo quy phạm an tồn điện Khơng tính tốn dây dẫn nối đất cho thiết bị có đặt phận nối đất Trong trường hợp phải tính điện trở mắc nối tiếp dây nối điện cực nối đất cho tổng điện trở chúng không vượt giá trị cho phép Hệ thống nối đất chống sét làm điện cực đứng ngang, theo qui phạm an toàn, điện trở nối đất hệ thống nối đất chống sét phải thoả mãn yêu cầu sau: Hệ thống nối đất an toàn hệ thống nối đất chống sét hai hệ thống hồn tồn độc lập Để tính tốn thiết kế hệ thống nối đất chống sét cho xí nghiệp cách thuận tiện, ta sử dụng điện cực đứng ngang có loại với hệ thống nối đất cho an toàn thiết bị Điện trở nối đất cho hệ thống trang bị nối đất phải thoả điều kiện Rtổng ht ≤ 10 (Ω) [3] Xác định điện trở nối đất cọc: Do đất xí nghiệp đất sét pha ẩm nên điện trở suất đất tra bảng F4 TL HDTKLĐĐ:   100 (m) Sử dụng loại cọc có đường kính d = 0,03 (m), chiều dài L= (m) chơn sâu t0 = 0,8 (m) ta có độ sâu cọc là: GVHD: TS.LÊ MINH PHƢƠNG SVTH :NGUYỄN THÀNH MINH Chƣơng 11: Thiết Kế Chống Sét t  t0  trang 188 L  0,8   2,8 (m) 2 L1 = 19.6 (m) L2 =9.2 (m) Lmv = 2.(L1 + L2) = 2.(19.6+9.2) = 57.6 (m) Tra bảng phụ lục PL03, nhận Km cọc = 1,3 , Km = 1,45  ttthanh  K m   1,45.100  145 (m)  ttcoc  K m   1,3.100  130 (m) Điện trở nối đất cọc là: Rc   ttc 2.L 4.t  L 130 2.4 4.2,8  (ln  ln ) (ln  ln )  30,826 () 2. L d 4.t  L 2.3,14.4 0,03 4.2,8  Ta phân bố cọc theo mạch vòng với khoảng cách cọc là: a = (m) Điện trở mạch vòng: Hệ số hình dạng mạch vịng: K  f ( L1/ L2 K 5,53 1,5 5,81 L1 ) cho bảng sau: L2 6,42 8,17 10,4 Sử dụng loại có đường kính d = 0,03 (m) làm thành mạch vịng, có Lmv = 105.2 (m) chơn sâu t0 = 0,8 (m) Ta có điện trở tản mạch vòng là: Rt  với tt K * Lmv 145 5.53*57.62 (ln ) (ln ) =5.4  2*  * L d * t0 2*3.14*57.6 0.03*0.8 a L 57.6  1 , n =   14, n cọc ta chọn 15 (tra bảng PL 05, 07 l a TLKTCA) ta có: c  0.5,t  0.25 Vậy điện trở tản hệ thống bao gồm cọc mạch vòng là: Rtd  Rc * Rt 30.826*5.4  = 3.45  ( Rt *c * n)  ( Rc *t ) (5.4*0.5*15)  (30.826*0.25) Rtd  3.45 (  )