QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN
Xí nghiệp Bao bì Xi măng Hải Phòng, thuộc Công ty Xi măng Hải Phòng, được thành lập theo quyết định số 105/XMVN-HĐQT ngày 26/03/1999 của hội đồng quản trị công ty xi măng Việt Nam Nằm trên quốc lộ 5 (số 3 đường Hà Nội), xí nghiệp này là đơn vị tiên phong trong chương trình chuyển đổi sản xuất, thực hiện chủ trương công nghiệp hóa - hiện đại hóa.
Hình 1.1: Công ty bao bì xi măng Hải Phòng
Xí nghiệp được trang bị dây chuyền sản xuất hiện đại từ Đức và Áo, chuyên sản xuất các loại vỏ bao đựng xi măng như bao KPK, PK, với công suất giai đoạn 1 đạt 25 triệu vỏ bao/năm Sản phẩm vỏ bao đựng xi măng của xí nghiệp đã được các công ty thành viên của Tổng Công ty công nghiệp Xi măng Việt Nam và một số công ty xi măng liên doanh đánh giá cao về chất lượng và giá cả.
Tuy mới bước vào hoạt động theo quy mô mới nhưng xí nghiệp bao bì
Xi măng Hải Phòng đã xây dựng được uy tín vững chắc với khách hàng nhờ vào phương thức kinh doanh hiệu quả Đội ngũ cán bộ công nhân viên không ngừng cải thiện mức sống và nâng cao trình độ chuyên môn Với tinh thần đoàn kết và sự nhiệt huyết trong công việc, xí nghiệp Bao bì Xi măng Hải Phòng đang dần ổn định và phát triển bền vững.
SƠ ĐỒ CƠ CẤU TỔ CHỨC
Hình 1.2: Sơ đồ cơ cấu tổ chức của xí nghiệp.
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BAO BÌ
Công nghệ sản xuất bao bì xi măng hiện nay áp dụng quy trình khép kín bán tự động, trong đó vẫn cần sự tham gia của con người ở một số khâu Khi xảy ra sự cố, sự can thiệp của con người là cần thiết để hệ thống hoạt động trở lại.
Phó giám đốc điều hành
Phòng kế toán, thống kê tài chính
Phòng tổ chức hành chính
Phòng kỹ thuật, vật tư
Xưởng sản xuất sử dụng hạt nhựa PP cùng các phụ gia để trộn, định lượng và nạp liệu vào máy đùn trong quá trình tạo sợi Tại đây, hạt nhựa và phụ gia được nấu chảy ở các Zone gia nhiệt khác nhau, sau đó được ép vào khuôn phẳng để tạo thành màng nhựa Màng nhựa sau đó đi qua nước làm mát để giảm nhiệt độ và đông cứng, tiếp theo là hệ thống hút hơi nước Dao cắt sẽ cắt màng nhựa thành từng sợi đồng nhất Để nâng cao tính chất cơ lý, các sợi sau khi cắt sẽ được đưa qua lò ủ, lò tôi và kéo sợi Cuối cùng, các sợi được cuộn thành suối và kiểm tra chất lượng kỹ lưỡng trước khi đưa vào khâu dệt.
Khâu dệt bao gồm 15 máy dệt, sản xuất các tấm vải phẳng hoặc hình ống dài vô tận Sợi được cung cấp cho máy dệt qua hệ thống cấp sợi dọc và ngang Vải sau khi dệt được kéo lên nhờ động cơ kéo vải và sau đó di chuyển ngang qua động cơ cuộn vải thành Rulo cùng hệ thống con lăn Do vải được dệt dưới dạng hình ống, nên nó sẽ được cắt thành 2 tấm phẳng bằng hệ thống dao nhiệt.
Các Rulo được chuyển tới khâu đùn tráng màng, nơi một lớp nhựa mỏng được tráng lên bề mặt giấy xi măng và mành nhựa nhằm tăng cường độ bền và chống ẩm cho bao bì xi măng Sau đó, các cuộn giấy xi măng và vải bao được đưa tới bộ phận tở cuộn và tạo nhám để cải thiện chất lượng dính của màng nhựa Quả lô nóng sẽ làm nóng vải bao và giấy trước khi đưa tới đầu đùn, nơi lớp màng từ hạt PP được tạo ra để kết dính giữa lớp dính và vải bao Cuối cùng, quả lô ép thực hiện ép dính, và qua hệ thống con lăn, các vải và giấy đã được tráng lớp màng đạt yêu cầu sẽ được quấn thành các Rulo.
Khâu in và cắt ống trong quy trình sản xuất bao bì từ sản phẩm tráng màng và giấy xi măng có vai trò quan trọng trong việc in ấn chữ và biểu tượng lên vỏ bao, sau đó tạo thành ống và cắt thành bao Quy trình này bao gồm các thiết bị như tở cuộn, máy tạo nhám, máy in, xâm lỗ, bộ phận tạo ống, máy đùn nhựa dán mép bao, vòi phun hồ dán giấy, máy cắt hai đầu bao kinh tế, bộ phận phân bao hai đường và hệ thống băng vải.
Vỏ bao được sản xuất qua quy trình in - cắt lồng ống, sau đó trải qua giai đoạn gấp vành bằng tay trước khi đến khâu may Tại đây, hai máy may công nghiệp sẽ may kín một đầu bao, tạo thành vỏ bao hoàn chỉnh Hệ thống băng tải sẽ đưa các vỏ bao đã hoàn thiện đến bộ phận đếm, nơi chương trình đếm được cài đặt sẵn và có thể điều chỉnh Cuối cùng, vỏ bao hoàn chỉnh sẽ được in dấu ép kiện trước khi chuyển xuống kho thành phẩm.
Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất bao bì xi măng
Tạo sợi Máy nén khí
7 máy dêt 8 máy dệt Đùn tráng Máy tráng màng
ĐẶT VẤN ĐỀ
Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một công trình, việc xác định nhu cầu điện là nhiệm vụ đầu tiên và quan trọng nhất Nhu cầu điện có thể được xác định dựa trên phụ tải thực tế hoặc cần tính đến sự phát triển trong tương lai, tùy thuộc vào quy mô của công trình Do đó, việc xác định nhu cầu sử dụng điện năng và tính toán phụ tải là những yếu tố thiết yếu để đảm bảo thiết kế cung cấp điện hiệu quả.
Phụ tải điện là yếu tố quan trọng trong thiết kế hệ thống điện, và việc xác định chính xác phụ tải tính toán là rất khó khăn nhưng cần thiết Nếu phụ tải tính toán nhỏ hơn thực tế, thiết bị sẽ giảm tuổi thọ hoặc có nguy cơ cháy nổ Ngược lại, nếu phụ tải tính toán lớn hơn thực tế, thiết bị sẽ quá lớn và gây lãng phí Do đó, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để phát triển các phương pháp tính toán phụ tải điện Trong thực tế, khi đơn giản hóa công thức xác định phụ tải điện, sai số cho phép là ±10%.
Các phương pháp xác định phụ tải tính toán được chia làm 2 nhóm chính:
Nhóm thứ nhất tập trung vào việc tổng kết và đưa ra các hệ số tính toán dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành Phương pháp này có ưu điểm là tính thuận tiện, tuy nhiên, kết quả thu được chỉ mang tính chất gần đúng.
Nhóm thứ hai bao gồm các phương pháp dựa trên lý thuyết xác suất và thống kê, với đặc điểm nổi bật là xem xét ảnh hưởng của nhiều yếu tố Mặc dù kết quả tính toán từ phương pháp này chính xác hơn, nhưng quá trình tính toán lại khá phức tạp Do đó, trong thực tế, cần lựa chọn phương pháp tính toán phụ tải điện phù hợp theo yêu cầu cụ thể.
PHÂN LOẠI PHỤ TẢI ĐIỆN
Khi xác định phụ tải tính toán, việc phân loại phụ tải theo hộ tiêu thụ là rất quan trọng để có cái nhìn chính xác và ưu tiên hợp lý trong việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện Tùy thuộc vào tầm quan trọng của hộ tiêu thụ trong nền kinh tế và xã hội, mức độ tin cậy cung cấp điện sẽ khác nhau, thường được chia thành ba loại hộ tiêu thụ điện.
Hộ loại 1 là những hộ mà sự cố mất điện có thể gây nguy hiểm đến tính mạng, thiệt hại kinh tế lớn, hư hỏng thiết bị, rối loạn quy trình công nghệ hoặc ảnh hưởng xấu đến chính trị Để đảm bảo an toàn, hộ loại 1 cần được cung cấp điện với độ tin cậy cao, thường sử dụng hai nguồn cấp điện và có nguồn dự phòng, nhằm giảm thiểu tối đa khả năng mất điện Thời gian mất điện được xác định bằng thời gian khôi phục từ nguồn dự trữ.
Hộ loại 2 là những hộ tiêu thụ điện mà việc ngừng cung cấp điện chỉ gây thiệt hại về kinh tế và hư hỏng sản phẩm, dẫn đến sản xuất đình trệ và rối loạn quá trình công nghệ Để cung cấp điện cho hộ loại 2, có thể áp dụng phương pháp sử dụng nguồn dự phòng hoặc không Trong trường hợp này, việc ngừng cung cấp điện được phép thực hiện trong thời gian đóng nguồn dự trữ bằng tay.
Hộ loại 3 là những hộ gia đình hoặc cơ sở được cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cho phép xảy ra mất điện trong quá trình sửa chữa hoặc thay thế khi có sự cố.
Theo cách phân loại này thì xí nghiệp bao bì xi măng được xét vào hộ tiêu thụ điện loại 2
Các hộ tiêu thụ điện xí nghiệp được phân loại theo chế độ làm việc, trong đó có loại hộ có chế độ làm việc dài hạn với phụ tải ít thay đổi hoặc không thay đổi Các thiết bị trong loại này có thể hoạt động lâu dài mà không vượt quá nhiệt độ cho phép Ví dụ, xí nghiệp bao bì xi măng thuộc loại hộ có chế độ làm việc dài hạn.
CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN
2.3.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
1 tt tt tt tt tt tt n i di nc tt
Khi lấy Pd = P đm thì
Pdi , Pđm – công suất đặt và công suất định mức của thiết bị (kW)
Công suất tác dụng (Ptt), công suất phản kháng (Qtt) và công suất toàn phần (Stt) của nhóm thiết bị được tính toán bằng các đơn vị kV, kVAR và kVA Trong đó, n là số lượng thiết bị trong nhóm, và knc là hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị tiêu thụ điện, có thể tra cứu trong sổ tay Thông số tgφ tương ứng với cosφ đặc trưng cho nhóm thiết bị và có thể tìm thấy trong tài liệu tra cứu.
Phương pháp này đơn giản, thuận tiện nhưng kém chính xác vì knc tra trong tài liệu tra cứu
2.3.2 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại k max và P tb (hay còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả)
* Với 1 động cơ: Ptt = P đm
* Với nhóm động cơ n ≤ 3 : P tt n P đmi
* Với n ≥ 4 phụ tải tính toán của nhóm động cơ xác định theo công thức:
P : công suất định mức, (kW)
Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị (Ksd) được tra cứu trong sổ tay, trong khi hệ số cực đại (Kmax) có thể được xác định thông qua đồ thị hoặc bảng dựa trên hai đại lượng Ksd và số thiết bị dùng điện hiệu quả (Nhq).
2.3.3 Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm
Công thức: ca ca ca tt T
Trong đó: Mca - số lượng sản phẩm sản xuất trong 1 ca
Tca - thời gian của phụ tải lớn nhất
Wo - suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm.
2.3.4 Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất
Trong đó : F - diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m 2 )
P0 - suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất
Trong đồ án này, tác giả áp dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán dựa trên hệ số cực đại và công suất trung bình, do phương pháp này mang lại kết quả chính xác hơn so với các phương pháp khác.
XÁC ĐỊNH PTTT CỦA XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT BAO BÌ XI MĂNG
Xí nghiệp bao bì xi măng Hải Phòng sử dụng máy móc hiện đại nhập khẩu từ nước ngoài, với mỗi máy được cấu thành từ nhiều bộ phận phức tạp Sự hoạt động của các bộ phận này liên kết chặt chẽ, được thiết kế và chế tạo theo yêu cầu cụ thể từ đơn đặt hàng.
Bảng 2.1: Danh sách các phụ tải của xí nghiệp và công suất đặt
STT Phụ tải Số lượng P đặt , kW
-Máy in cắt lồng ống 1 87 87
2.4.1.Xác định phụ tải tính toán của xưởng sản xuất chính
Dựa vào mặt bằng bố trí máy móc sản xuất trong nhà xưởng và đặc tính kỹ thuật của từng loại máy, chúng ta phân chia thành các nhóm cụ thể.
Xác định phụ tải tính toán của xưởng sản xuất theo phương pháp số thiết bị hiệu quả
Công thức tính: P tt k max k sd P đm
Bảng 2.2: Bảng các nhóm máy của xưởng sản xuất
STT Phụ tải Số lƣợng Pđặt, kW
4 Máy in cắt lồng ống 1 87 87
Trong đó k sd tra trong sổ tra cứu
đmn đmn hq hq hq hq sd
Số thiết bị có công suất tối thiểu bằng một nửa công suất thiết kế lớn nhất được xác định là n1, từ đó tính được tổng công suất định mức \(\Sigma P_{đmn1}\) Trong đó, n đại diện cho số thiết bị sử dụng điện trong nhóm.
Nhóm 1: Gồm có một máy tạo sợi n =1, Pđm = 237( kW) n1=1 n * =1
P dmn 1 P dmn P * =1 ứng với n * =1 và P * =1 tra bảng 3.1 (sách cung cấp điện) ta được: n hq * = 0,95 n hq = 0,95.1 = 0,95
Vậy với n = 1 1074(A), cáp đã chọn là thỏa mãn
* Chọn cáp từ tủ phân phối điện đến ban quản lý xí nghiệp
Vậy chọn lõi cáp đồng LPE/PVC (3x25+1x16) có I cp = 140A
Kiểm tra: 1.140(A) > 50,51(A), cáp đã chọn thỏa mãn.
VẠCH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN MẠNG HẠ ÁP
Chọn phương án đi dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối của xưởng, sử dụng cáp ngầm với chiều dài 200 mét, phù hợp với điều kiện địa lý của xí nghiệp.
Tất cả máy móc trong xưởng sản xuất được nhập khẩu và sản xuất theo đơn đặt hàng, với tủ động lực và tủ điều khiển được thiết kế riêng cho từng máy Nhiệm vụ chính là cung cấp nguồn điện cho các tủ động lực, trong đó bao gồm 8 bộ động lực và một tủ chiếu sáng.
Dựa vào cách bố trí máy móc trong nhà xưởng và công suất của các máy, phương án cấp điện từ tủ phân phối đến tủ động lực được thực hiện qua đường dây cáp ngầm Các dây cáp được đặt trong hầm cáp theo các tuyến riêng biệt, cung cấp điện cho tủ động lực của máy tạo sợi, máy đùn tráng màng, máy in – cắt lồng ống và tủ chiếu sáng Đồng thời, tủ động lực cho máy may và máy ép kiện cũng được cấp điện qua một tuyến chung Tại tủ phân phối, có một áptomat tổng và 7 áptomat nhánh để cấp điện đến các tủ động lực qua đường dây cáp ngầm.
LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP
4.2.1 Chọn cáp từ máy biến áp về đến tủ phân phối đm ttpx lv cp U
Trong đó: S ttpx : công suất tính toán toàn phần của phân xưởng sản xuất
Uđm : điện áp định mức, Uđm = 0,38(kV)
Theo kết quả tính toán ở chương 2 ta có:
Theo (4-1) thay số ta được:
Tra bảng chọn cáp lõi đồng XLPE/PVC (3x300+1x120) có I cp 538(A)
4.2.2 Chọn các thiết bị tủ phân phối
Chọn áptomat tổng cho tủ hạ áp của trạm biến áp xí nghiệp, loại ABS1203 – 3P của LG là sự lựa chọn tối ưu, với các thông số kỹ thuật phù hợp cho nhu cầu sử dụng.
Loại Uđm , V Iđm, A IN, kA
- Nhánh đến tủ động lực của máy tạo sợi
Tra bảng chọn áptomat loại ABE603 – 3P của LG có thông số kỹ thuật như sau:
Loại Uđm , V Iđm, A IN, kA
- Nhánh đến tủ động lực của máy tráng màng:
Tra bảng chọn áptomat loại ABS403 – 3P của LG có thông số kỹ thuật như sau:
Loại Uđm , V Iđm, A IN, kA
- Nhánh đến tủ động lực của máy dệt:
Tra bảng chọn aptomat loại ABS103 – 3P của LG có thông số kỹ thuật như sau:
- Nhánh đến tủ động lực của máy in – cắt lồng ống:
Tra bảng chọn áptomat loại ABS203 – 3P của LG có thông số kỹ thuật như sau:
Loại Uđm , V Iđm, A IN, kA
- Nhánh đến tủ động lực của máy may và máy ép kiện:
Tra bảng chọn aptomat loại ABS103 – 3P của LG có thông số kỹ thuật như sau:
Loại U đm , V I đm , A IN, kA
Bảng 4.1: Các áptomat đƣợc chọn
Các loại aptomat Loại Uđm,V Iđm,A IN,kA
PP-ĐL máy tạo sợi ABS603-3P 500 500 30
PP-ĐL máy tráng màng ABS403-3P 500 400 30
PP-ĐL máy dệt ABS103-3P 500 60 10
PP-ĐL máy in- cắt lồng ống ABS203-3P 500 125 14
PP-ĐL máy lạnh + nén khí ABS203-3P 500 150 14
PP-ĐL máy may + ép kiện ABS103-3P 500 60 10
* Chọn thanh góp hạ áp đặt tại tủ phân phối
Chọn thanh đồng (60x8) có Icp 2(A), mỗi pha 1 thanh, chiều dài l = 1(m)
4.2.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực
Chọn cáp theo điều kiện phát nóng và kết hợp với bảo vệ bằng áptomat:
2 1 đmA kdnh cp tt cp
Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường xung quanh (k1) và hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một hầm cáp hoặc rãnh dưới đất (k2) là hai yếu tố quan trọng trong việc xác định hiệu suất của hệ thống cáp.
* Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy tạo sợi
Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x300 + 1x150) do LG sản xuất có :I cp S5(A ), l = 15(m)
* Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy đùn tráng màng
Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x185 + 1x95) do LG sản xuất có :
* Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy dệt
Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x25 + 1x16) do LG sản xuất có :
* Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy in – cắt lồng ống
Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x50 + 1x25) do LG sản xuất có :
* Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy lạnh và máy nén khí
Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x50 + 1x25) do LG sản xuất có :
Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy lạnh
Chọn k1 = 0,92 ; k2 = 1 vì cáp đặt riêng từng tuyến
Tra bảng chọn cáp đồng XLPE/PVC (3x50 + 35) do LG chế tạo có:
Cáp từ đường trục đến tủ động lực của máy nén khí:
Chọn k1 = 0,92 ; k2 = 1 vì cáp đặt riêng từng tuyến Tra bảng chọn cáp đồng XLPE/PVC (3x50 + 25) do LG chế tạo có: I cp = 195(A), l =2(m)
* Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực của máy may và máy ép kiện
Tra bảng chọn cáp đồng PVC/XLPE (3x25 + 1x16) do LG sản xuất có :
Icp 0(A), l = 20(m) Cáp từ đường trục đến tủ động lực của máy may:
Chọn k 1 = 0,92 ; k2 = 1 vì cáp đặt riêng từng tuyến Tra bảng chọn cáp đồng XLPE/PVC (3x25 + 16) do LG chế tạo có:
Cáp từ đường trục đến tủ động lực của máy ép kiện:
Chọn k 1 = 0,92 ; k2 = 1 vì cáp đặt riêng từng tuyến Tra bảng chọn cáp đồng XLPE/PVC (3x25 + 16) do LG chế tạo có: Icp = 140(A), l =5(m)
Bảng 4.2: Các loại cáp đƣợc chọn
Tuyến cáp Loại Icp, A Chiều dài
Tủ PP-ĐL máy tạo sợi (3x300)+150 535 15
Tủ PP-ĐL máy tráng màng (3x185)+95 410 80
Tủ PP-ĐL máy dệt (3x25)+16 140 45
Tủ PP-ĐL máy in – cắt lồng ống (3x50)+25 195 65
Tủ PP-ĐL máy tạo may và máy ép kiện (3x50)+25 195 100
Từ đường trục đến tủ ĐL máy may (3x50)+16 140 7
Từ đường trục đến tủ ĐL máy ép kiện (3x50)+25 140 5
Tủ PP-ĐL máy nén khí, máy lạnh (3x50)+25 195 20
Từ đường trục đến tủ ĐL máy nén khí (3x50)+25 195 2
Từ đường trục đến tủ ĐL máy lạnh (3x50)+25 195 2
Hình 4.2: Sơ đồ phân phối tủ phân phối
THIÊT KẾ CHIẾU SÁNG
Trong bất kỳ xí nghiệp nào, việc sử dụng chiếu sáng nhân tạo, đặc biệt là chiếu sáng bằng điện, là rất cần thiết bên cạnh ánh sáng tự nhiên Chiếu sáng điện mang lại nhiều ưu điểm như thiết bị đơn giản, dễ sử dụng, chi phí thấp và ánh sáng tương tự như ánh sáng tự nhiên Thiếu ánh sáng trong phân xưởng có thể khiến công nhân làm việc trong trạng thái căng thẳng, ảnh hưởng đến sức khỏe và gây ra nhiều phế phẩm, dẫn đến giảm năng suất lao động Hơn nữa, nhiều công việc không thể thực hiện nếu không có đủ ánh sáng hoặc ánh sáng không đạt tiêu chuẩn Do đó, vấn đề chiếu sáng đã được nghiên cứu sâu rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Có nhiều hình thức chiếu sáng khác nhau như chiếu sáng chung, chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng hỗn hợp
Chiếu sáng chung là phương pháp chiếu sáng nhằm tạo ra độ rọi đồng đều trên toàn bộ diện tích sản xuất của phân xưởng Hình thức chiếu sáng này thường được áp dụng trong các phân xưởng có diện tích làm việc lớn, nơi yêu cầu độ rọi gần như giống nhau tại mọi điểm trên bề mặt.
Chiếu sáng cục bộ là hình thức chiếu sáng kết hợp giữa chiếu sáng tổng thể và chiếu sáng tập trung Phương pháp này rất hiệu quả trong việc phân biệt màu sắc, nhận diện độ lồi lõm và xác định hướng sắp xếp của các chi tiết.
Hệ thống chiếu sáng sự cố cần thiết để đảm bảo an toàn trong trường hợp mất điện Độ rọi của hệ thống này phải lớn hơn 10% so với hệ thống chiếu sáng làm việc Nó phải hoạt động đồng thời với hệ thống chiếu sáng chính hoặc có thiết bị tự động để kích hoạt khi hệ thống chính ngừng hoạt động Các đèn trong hệ thống chiếu sáng sự cố cần được phân biệt rõ ràng với đèn chiếu sáng làm việc để tránh nhầm lẫn.
Hệ thống chiếu sáng ngoài trời, bao gồm các khu vực như sân bãi, đường đi và nơi bốc dỡ hàng hóa, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và tiện lợi Khi thiết kế chiếu sáng ngoài trời, cần lưu ý đến các yếu tố khí hậu như sương mù, mưa và bụi, vì chúng có thể ảnh hưởng đến hiệu quả chiếu sáng Việc xem xét các yếu tố này sẽ giúp tạo ra một hệ thống chiếu sáng hiệu quả và bền vững cho các không gian ngoài trời.
Nhưng dù khi thiết kế chiếu sáng ở hình thức nào cũng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
* Không lóa do phản xạ
* Phải có độ rọi đồng đều
* Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày
4.3.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng làm việc của nhà xưởng sản xuất
Với diện tích tổng thể 2835m² và chiều cao 9m, nhà xưởng được thiết kế với máy móc phân bố đồng đều, phù hợp với yêu cầu công việc không quá tỉ mỉ Do đó, tác giả đã lựa chọn hình thức chiếu sáng chung cho toàn bộ không gian Nhà xưởng sản xuất được chia thành hai gian, tối ưu hóa quy trình làm việc và hiệu suất sản xuất.
Gian đặt máy tạo sợi, máy đùn tráng màng, máy in – cắt lồng ống, máy may, máy ép kiện, có diện tích là 1890m 2
Gian đặt 15 máy dệt có diện tích là 945m 2
Chọn đèn chiếu sáng: Đèn huỳnh quang có công suất 40(W), U"0(V,) quang thông là 1720(lm)
* Chiếu sáng cho gian 1 có S = 1890m 2
- Xác định số lượng bóng đèn
Tổng công suất bóng đèn: , ( )
Trong đó: P đèn : công suất của đèn dùng trong thiết kế, Pđèn = 40(W)
Fđèn :quang thông của một đèn dùng trong thiết kế, F đèn = 1720(lm)
E : độ rọi tối thiểu, tra bảng độ rọi tiêu chuẩn của nhà xưởng sản xuất, E0(lx)
S : diện tích được chiếu sáng S = (45x42)m 2
S0 : diện tích được chiếu sáng bởi một đèn ống
Trong đó: a : chiều rộng của nhà xưởng
H0 : chiều cao của nhà xưởng
Chiều cao treo đèn trong nhà xưởng được chọn là 5m, với kích thước phòng là 42m chiều rộng và 45m chiều dài Đèn được bố trí cách tường 2,5m, tạo thành 9 dãy, mỗi dãy gồm 7 cụm đèn, và mỗi cụm có 4 bóng.
* Chiếu sáng gian đặt 15 máy dệt có S = 945m 2
*Tổng công suất bóng đèn được xác định theo công thức (4- 4)
Để tối ưu hóa ánh sáng trong nhà xưởng, chúng ta sẽ treo đèn ở độ cao 5m so với mặt sàn Với chiều rộng 42m và chiều dài 22,5m của phòng, đèn sẽ được bố trí cách tường 2,5m Cụ thể, hệ thống đèn sẽ bao gồm 5 dãy, mỗi dãy có 7 cụm, và mỗi cụm sẽ lắp đặt 4 bóng đèn.
Vậy tổng số bóng đèn trong thực tế lắp đặt là:
* Thiết kế mạng điện chiếu sáng Đặt riêng một tủ chiếu sáng lấy điện từ tủ phân phối Tủ chiếu gồm 1 áptomat tổng 3 pha và 14 áptomat nhánh 1 pha
Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ chiếu sáng:
I P cs cs đm cs cs
Chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC (4x6) do LG sản xuất tiết diện 6mm 2 có Icp = 66(A)
- Chọn áptomat tổng: Chọn áptomat tổng 3 pha loại ABS 103 – 3P của
- Chọn áptomat nhánh: Chọn 14 áptomat nhánh 1 pha cấp điện cho 14 dãy bóng, mỗi dãy 7 cụm, mỗi cụm 4 bóng
Chọn 14 áptomat 1 pha loại BKM của LG có I đm = 20(A)
- Chọn dây dẫn tới các bóng: Chọn cáp đồng 1 lõi cách điện PVC do hãng LG sản xuất có tiết diện (2x2,5)mm 2 có Icp = 48(A)
- Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với aptomat
Chọn hệ số hiệu chỉnh khc = 1
Kiểm tra cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng:
Vậy cáp và dây dẫn đã chọn là thỏa mãn
Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý mạng chiếu sáng
14 DÃY BÓNG, MỖI DÃY 7 CỤM, MỖI CỤM 4 BÓNG
ĐẶT VẤN ĐỀ
Hệ thống cấp điện có vai trò quan trọng trong việc truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ tiêu thụ, với đặc điểm phân bố rộng rãi và thường xuyên có người làm việc với thiết bị điện Tuy nhiên, hệ thống này cũng chịu ảnh hưởng từ các yếu tố khách quan như điều kiện làm việc và thời tiết, cũng như các yếu tố chủ quan như sự không tuân thủ quy tắc an toàn của người vận hành Khi điện trở cách điện của thiết bị bị hư hỏng do những nguyên nhân này, nó có thể gây ra nguy hiểm cho người sử dụng Do đó, việc thực hiện các biện pháp an toàn như nối đất và lắp đặt thiết bị chống sét là cần thiết để bảo đảm an toàn cho hệ thống cung cấp điện.
LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHỐNG SÉT
5.2.1 Sét và nguyên nhân gây sét
Sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển xảy ra giữa các đám mây mang điện tích và mặt đất, hoặc giữa các đám mây có điện tích trái dấu Sự hình thành các đám mây mang điện xảy ra do quá trình phân tích và tập trung các điện tích trái dấu tại các khu vực khác nhau trong đám mây Các đám mây và mặt đất cùng nhau tạo thành tụ điện mây đất, trong đó phần trên của đám mây thường tích lũy điện tích dương.
Cường độ điện trường của tụ điện mây đất tăng dần, và khi đạt tới trị số tới hạn 25-30 kV/cm, không khí sẽ bị ion hóa và trở nên dẫn điện Hiện tượng dẫn điện này được thể hiện qua dòng điện lớn hơn tại vị trí sét đánh, được gọi là dòng điện sét, tạo ra sự lóe mạnh mẽ của các dòng phóng điện Các công trình điện như đường dây, cột vượt sông, quốc lộ, đường sắt, cùng với các trạm biến áp và trạm phân phối, là những địa điểm dễ bị sét đánh trực tiếp.
5.2.2.Các thiết bị chống sét
5.2.2.1.Thiết bị chống sét đường dây tải điện
Sự cố cắt điện do sét đánh vào các đường dây tải điện trên không chiếm tỷ lệ lớn trong hệ thống điện, do đó, việc bảo vệ hệ thống chống sét cho đường dây là cực kỳ quan trọng để đảm bảo an toàn vận hành và cung cấp điện liên tục Để đạt hiệu quả tối ưu, nên lắp đặt dây chống sét dọc theo toàn bộ tuyến đường dây, đặc biệt là cho các đường dây 110kV-220kV với cột sắt và cột bê tông cốt sắt Ngoài ra, để tăng cường hệ thống chống sét, có thể sử dụng chống sét ống hoặc thêm bát sứ ở những khu vực có cách điện yếu, cột cao, nơi giao chéo với các đường dây khác và các đoạn gần trạm.
5.2.2.2 Thiết bị chống sét cho TBA
Thiết bị chống sét đánh trực tiếp
Hệ thống chống sét cơ bản bao gồm một bộ phận thu đón sét trên không, kết nối với dây dẫn đưa xuống, và cuối cùng nối vào mạng lưới trong đất Bộ phận thu đón sét đóng vai trò quan trọng, trở thành điểm đánh thích ứng cho sét Dây dẫn có nhiệm vụ dẫn dòng sét xuống hệ thống lưới kim loại trong lòng đất, giúp tỏa nhanh dòng điện vào đất Hệ thống lưới kim loại này có chức năng khuếch tán dòng điện sét vào đất một cách hiệu quả.
Thiết bị chống sét đường dây truyền vào trạm
Các đường dây trên không, dù có được bảo vệ chống sét hay không, vẫn có thể truyền sóng sét đến các thiết bị điện nối với chúng Biên độ sóng quá điện áp khí quyển có thể vượt quá điện áp cách điện của thiết bị, dẫn đến hiện tượng chọc thủng cách điện và hư hỏng thiết bị điện cũng như mạch điện Do đó, việc sử dụng các thiết bị chống sét là cần thiết để bảo vệ các thiết bị trong trạm biến áp (TBA) khỏi sóng quá điện áp từ đường dây.
Thiết bị chống sét truyền vào trạm chủ yếu là chống sét van (CSV) kết hợp với chống sét ống (CSO) và khe hở phóng điện
Khe hở phóng điện là thiết bị chống sét đơn giản và tiết kiệm, bao gồm hai điện cực, một điện cực nối với mạch điện và một điện cực nối với đất Trong quá trình hoạt động bình thường, khe hở cách ly các phần tử mang điện với đất Khi xảy ra sóng quá điện áp, khe hở sẽ phóng điện và dẫn điện xuống đất Tuy nhiên, do thiết bị này không có bộ phận dập hồ quang, nên khi hoạt động, bộ phận bảo vệ rơle có thể ngắt mạch điện Khe hở phóng điện thường được sử dụng như một thành phần trong các hệ thống chống sét khác.
Chống sét ống (CSO) bao gồm hai khe hở phóng điện, một khe hở được đặt trong ống làm từ vật liệu sinh khí như fibrô hoặc philipơlat Khi dòng điện vượt quá mức cho phép, cả hai khe hở sẽ phóng điện, tạo ra hồ quang Hồ quang này làm nóng chất sinh khí, dẫn đến việc sản sinh khí và tăng áp suất trong ống khí lên hàng chục ata, từ đó thổi tắt hồ quang Tuy nhiên, khả năng dập tắt hồ quang của chống sét ống rất hạn chế; nếu dòng điện quá lớn, hồ quang có thể không bị dập tắt, gây ra ngắt mạch tạm thời và cho phép rơle cắt mạch Chống sét ống chủ yếu được sử dụng để bảo vệ cho các đường dây không có dây chống sét hoặc làm phần tử phụ trong các sơ đồ bảo vệ trạm biến áp (TBA).
Chống sét van (CSV) bao gồm hai thành phần chính: khe hở phóng điện và điện trở làm việc Khe hở phóng điện là chuỗi khe hở nhỏ giúp thực hiện chức năng bảo vệ Điện trở làm việc là điện trở phi tuyến, có vai trò hạn chế việc dập hồ quang trong khe hở phóng điện sau khi chống sét van hoạt động Điện trở này cần đáp ứng hai yêu cầu đối lập: phải có giá trị lớn để hạn chế dòng điện ngắt mạch, đồng thời cũng cần có giá trị nhỏ để giảm thiểu điện áp dư, nhằm bảo vệ cách điện hiệu quả.
5.2.3 Lựa chọn thiết bị chống sét
Do các nhà chế tạo đã tính toán chính xác các thông số chống sét tương ứng với từng cấp điện áp, việc lựa chọn chống sét van chỉ cần dựa vào điều kiện điện áp định mức Trạm BA của xí nghiệp bao bì xi măng sử dụng nguồn điện cao áp.
Khi lựa chọn thiết bị chống sét cho hệ thống điện 6kV, nên sử dụng chống sét van loại ABBLA 6kV của Mỹ để bảo vệ đường dây truyền vào trạm Tại dàn thanh cái TBA, việc lắp thêm một chống sét van 6kV loại ABBLA cũng rất cần thiết Ngoài ra, có thể lắp thêm một chống sét ống 6kV tại điểm đấu để tăng cường khả năng chống sét cho đường dây.
TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT
Trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn, với điện cực thẳng được chôn sâu vào đất và điện cực ngang được chôn ở độ sâu nhất định Dây nối đất kết nối các bộ phận của thiết bị điện với các điện cực nối đất Khi xảy ra sự cố cách điện, dòng điện ngắn mạch sẽ chạy qua vỏ thiết bị, theo dây dẫn nối đất xuống các điện cực và được tản ra trong đất, giúp bảo vệ an toàn cho thiết bị và người sử dụng.
Có 2 cách thực hiện nối đất đó là nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo
Nối đất tự nhiên là quá trình sử dụng ống dẫn nước hoặc ống kim loại khác được chôn trong đất để kết nối các cấu trúc kim loại của công trình với hệ thống nối đất Các ống này không bao gồm ống dẫn kim loại lỏng và khí dễ cháy Khi thiết lập hệ thống nối đất, cần tận dụng các vật liệu tự nhiên có sẵn Điện trở nối đất có thể được xác định thông qua đo đạc thực tế hoặc tính toán dựa trên tài liệu có sẵn.
Nối đất nhân tạo được thực hiện bằng cọc thép hoặc thanh thép hình chữ nhật, dài từ 2 đến 3 mét, được đóng sâu xuống đất với đầu trên cách mặt đất khoảng 0,5 đến 0,7 mét Dây nối đất cần có tiết diện đủ để đảm bảo độ bền cơ khí và ổn định nhiệt, có khả năng chịu được dòng điện lâu dài Tiết diện dây nối đất không được nhỏ hơn 1/3 tiết diện dây dẫn pha, thường sử dụng thép 120mm², nhôm 35mm² hoặc đồng 25mm² Điện trở nối đất nhân tạo được áp dụng khi điện trở nối đất tự nhiên không đạt yêu cầu cho phép Hệ thống nối đất nhân tạo bao gồm cọc đóng thẳng đứng (điện cực thẳng đứng) và thanh nằm ngang (điện cực ngang).
Theo công thức: ng d ng d nhantao
Dựa trên thiết kế thực tế của công ty xây lắp điện Hải Phòng, chúng tôi đã chọn sử dụng 6 cọc tiếp địa L75x75 dài 2,5 cm cho hệ thống nối đất của trạm biến áp Mặt bằng và mặt cắt của hệ thống này được trình bày như sau:
Qua công tác khảo sát và thiết kế cho thấy đất ở vị trí xây dựng trạm biến áp có điện trở suất 0 , 4 10 4 ( cm ), thuộc loại đất ẩm tự nhiên
* Tính toán nối đất cho trạm biến áp
- Xác định điện trở nối đất của 1 cọc
Điện trở suất của đất được xác định là 0,4 x 10^4 (Ω cm), với hệ số mùa kmax là 1,5 Đường kính ngoài của cọc (d) được tính theo công thức d = 0,95.b, trong đó b là bề rộng của cạnh thép Chiều dài của cọc là 2,5m và độ chôn sâu tính từ mặt đất đến điểm chôn sâu của cọc cũng được xác định là 2,5m Sử dụng thép góc L75.75.7 để chế tạo cọc thẳng đứng cho thiết bị nối đất.
Thay số vào (5-2) ta có:
Các cọc có chiều dài l = 2,5(m); cách nhau khoảng a=7,5(m)
3 l a hệ số sử dụng cọc 0 , 8(tra bảng sách cung cấp điện) Điện trở khuếch tán của 6 cọc:
Điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh nằm ngang được ký hiệu là max Chiều dài mạch vòng do các thanh nối tạo thành được ký hiệu là l Chiều sâu chôn thanh nối là t = 0,8m và chiều rộng thanh nối là b = 0,04m Sau khi thay số vào công thức (5-4), ta có kết quả cụ thể.
R Điện trở của thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh ngang t , tra bảng PL6.6 sách hệ thống cung cấp điện có t 0 , 64
Xác định điện trở khuếch tán của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và các thanh nối nằm ngang
Theo quy định, điện trở nối đất nhân tạo phải nhỏ hơn hoặc bằng 4 Ω, vì vậy việc sử dụng 6 cọc tiếp địa là hợp lý Hệ thống cung cấp điện có đặc điểm thường xuyên có người làm việc với thiết bị điện, và việc cách điện không đảm bảo cũng như người vận hành không tuân thủ quy tắc an toàn có thể dẫn đến tai nạn điện Do đó, tất cả thiết bị điện và dàn trạm đều được nối với dàn tiếp địa bằng sắt có đường kính 12mm, được luồn trong ống gen nilon Đặc biệt, trung tính MBA được nối với dàn tiếp địa bằng dây đồng M50 Mỗi cột cao áp đều được trang bị dây nối đất và cọc tiếp địa T1C-2,5m để đảm bảo an toàn.