thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng dệt công ty dệt việt thắng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG DỆT- CÔNG TY DỆT VIỆT Thiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Vi

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG DỆT- CÔNG TY DỆT VIỆT

Thiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet Thang

Thiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet Thang

72Monday, June 10, 20248:43:29 PM8:43:29 PM72Monday, June 10, 20248:43:29 PM8:43:29 PM72Monday, June 10, 20248:43:29 PM8:43:29 PM

Thiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet Thang

72Thiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangMonday, June 10, 2024

Trang 2

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 3

Trang 4

Trang 5

CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1

2.1 5 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI CHO TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH 10

2.2.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu 11

2.2.3 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm 13

2.2.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq) 13

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG 22

3.1 LÝ THUYẾT CHUNG 22

3.2 Tính toán thực tế chiếu sáng cho xưởng Dệt 25

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 27

4.1 Tổng quan về giá trị hệ số công suất và bù công suất: 27

4.2.1Phương pháp nâng cao hệ số công suất tự nhiên: 28

4.2.3Các phương thức bù công suất phản kháng bằng tụ bù: 29

4.2.3.1 Bù tĩnh (bù nền): bố trí bù gồm một hoặc nhiều tụ bù tạo nên lượng bù không đổi Việc điều khiển có thể thực hiện bằng các cách sau: 29

Trang 6

CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN, DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ

BẢO VỆ CHO XƯỞNG DỆT 39

6.1Chọn sơ đồ cung cấp điện cho xưởng dệt 39

6.1.1 Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện 39

6.1.2Chọn điện áp định mức của dòng điện 39

6.1.3Sơ đồ cung cấp điện mạng hạ áp 40

6.2Tính toán lựa chọn dây dẫn 41

6.2.1Cơ sở lý thuyết của tính toán lựa chọn dây dẫn 41

6.2.2Thực hiện tính toán 42

6.3CHỌN CB BẢO VỆ 46

6.3.1Cơ sở lý thuyết của việc lựa chọn CB (Aptomat) 46

6.3.2Lựa chọn CB cho xưởng dệt 47

Trang 7

Đất nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hóa , hiện đại hóa Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp ,nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng lên không ngừng đi cùng với quá trinh phát triển kinh tế Do đó đòi hỏi rất nhiều công trình cung cấp điện Đặc biệt rất cần công trình có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liên tục, phục vụ tốt các nghành kinh tế quốc dân Trong đó , lĩnh vực công nghiệp là một trong các nghành kinh tế trọng điểm của đất nước, được Nhà nước và Chính phủ ưu tiên phát triển vì có vai trò quan trọng trong kế hoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020 Thiết kế cung cấp điện cho nghành này là một công việc khó khăn, đòi hỏi sự cẩn thận cao Phụ tải của nghành phần lớn là phụ tải hộ loại 1, 2 đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao Dưới sự hướng dẫn của thầy Th.S LÂM TẤN CÔNG, em được nhận đè tài Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng dệt Đồ án bao gồm 1 số phần chính như: Tính toán chiếu sang, chọn dây và các phần tử bảo vệ … Đây là một đề tài có tính thực tiễn rất cao, chắc chắn sẽ giúp ích cho em rất nhiều trong công tác sau này

Trong quá trình thực hiện đò án, em đã nhận được sự chỉ bảo rất tận tình của thầy Th.S LÂM TẤN CÔNG cùng các thầy cô trong khoa CÔNG NGHỆ ĐIỆN

Em xin chân thành cảm ơn

Trang 8

CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1 Giới thiệu chung về nhà máy

nước ngoài góp vốn chuyên sản xuất : Sợi, Dệt và In Nhuộm hoàn tất

Tháng 5 năm 1975, Nhà nước tiếp quản, quốc hữu hóa, giao cho Bộ Công nghiệp nhẹ tiếp nhận, quản lý và duy trì các hoạt động sản xuất kinh doanh cho đến ngày nay

Trong quá trình hoạt động, Công ty đã nhiều lần tổ chức lại sản xuất theo nhiều loại hình và tên gọi khác nhau: Nhà máy Dệt Việt Thắng, Nhà máy liên hợp Dệt Việt Thắng, Công ty Dệt Việt Thắng, Công ty TNHH nhà nước một thành viên Dệt Việt

Thắng

Tháng 3 năm 2007, Công ty được cổ phần hóa, chuyển thành Công ty cổ phần Dệt Việt Thắng Đến tháng 8 năm 2009 chuyển đổi thành Tổng Công ty Việt Thắng –

CTCP

Tên giao dịch tiếng Việt:TỔNG CÔNG TY VIỆT THẮNG - CTCP

Tên viết tắt : VICOTEX

Trụ sở chính :127 Lê Văn Chí, P.Linh Trung Q.Thủ Đức, TP HCM

Điện thoại : (+84- 28) 3896 9337 – 3896 0543 Fax : (+84- 28) 38 969 319

Email :vietthang@vietthang.com.vn

Thiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet ThangThiet ke cung cap dien cho phan xuong det Cong ty det Viet Thang722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 9

1 Ngành, nghề kinh doanh:

-Sản xuất, mua bán sản phẩm bông , xơ , sợi vải , sản phẩm may mặc

- Mua bán máy móc thiết bị, phụ tùng, hoá chất, nguyên vật liệu ngành công nghiệp, ngành xây dựng

- Xây dựng dân dụng, công nghiệp Kinh doanh bất động sản - Lắp đặt máy móc thiết bị ngành công nghiệp

- Kinh doanh vận tải hàng hoá bằng ô tô

- Các nhà máy trực thuộc: Nhà máy Sợi , Nhà máy Dệt, Ngành phụ trợ

- Các công ty con: Công ty cổ phần May Việt Thắng, Công ty cổ phần NPL Dệt May Bình An

- Các công ty liên kết: Công ty TNHH Dệt Việt Phú, Công ty TNHH Việt thắng Vicoluch I

- Chủ Tịch Hội Đồng Quản Trị kiêm Tổng Giám Đốc: Ông Nguyễn Đức Khiêm

1.2 Giới thiệu về phân xưởng dệt 1.2.1 Đặc điểm của phân xưởng dệt:

Phân xưởng dệt là một trong những phân xưởng trực thuộc Công Ty dệt Việt Thắng, có nhiệm vụ dệt những sản phẩm vải sợi theo nhu cầu của thị trường và đơn đặt hàng trong và ngoài nước

- Diện tích toàn phân xưởng: 7200m2 - Chiều dài: 120m

- Chiều rộng: 60m

- Nhiệt độ môi trường 250C350C Số ca làm việc trong ngày: 2-3 ca,

Từ 06h -13h và từ 13h-20h (trong hệ thống tính toán này đã tính các ca làm việc liên tục)

+ Phân xưởng này được bố trí thành 4 nhóm: Nhóm 1: 20 máy

722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 10

Nhóm 2: 20 máy Nhóm 3: 5 máy Nhóm 4: 10 máy

2 Các thiết bị sử dụng trong phân xưởng:

BẢNG THÔNG KÊ THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG

S T T

1 Máy dệt 10

T-RAP 110

Trang 11

722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 12

Sơ đồ mặt bằng - bố trí thiết bị phân xưởng

Trang 13

CHƯƠNG 2:PHÂN CHIA NHÓM PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

2 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI 2 2.1 Mục đích:

Ta xác định tâm phụ tải để đặt tủ động lực (hoặc tủ phân phối) ở tâm phụ tải nhằm cung cấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất nhỏ, chi phí hợp lý Tuy

nhiên vị trí đặt tủ còn phụ thuộc vào yếu tố mỹ quan, thuận tiện thao tác…

Trang 14

Trang 15

Trang 16

X=∑ 𝑋𝑖.𝑃𝑑𝑚𝑖𝑛

Trang 17

Xnhóm(m)

Ynhóm(m)

∑𝑛1𝑃𝑑𝑚𝑖 = 40,5.240+40,5.180+89,86.191+96,23.169

∑𝑛1𝑃𝑑𝑚𝑖 =0.240+60.180+0.191+60.169

Để thuận tiện thao tác và vẻ mỹ quan ta dời tủ động lực 1 về tọa độ:

2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó, nhiệm vụ đầu tiên của chúng ta là xác định phụ tải điện của công trình ấy Tùy theo quy mô của công trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế, hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển

722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 18

của công trình, trong tương lai 5 năm, 10 năm hoặc lâu hơn nữa Như vậy xác định phụ tải điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải công trình ngay sau khi công trình đi vào vận hành, phụ tải đó thường được gọi là phụ tải tính toán Người thiết kế cần biết phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện như : Máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ vv… để tính tổn thất công suất, điện áp để chon các thiết bị bù v.v… Như vậy phụ tải tính toán là số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện

Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như :Công suất, sô lượng máy,chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất … Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng , vì nếu xác định phụ tải tính toán mà nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến cháy, nổ rất nguy hiểm, còn nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu do đó gây lãng phí

Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện nhưng do tính phức tạp của phụ tải nên chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác Sau đây sẽ trình bày một số phương pháp tính phụ tải thường dung nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện

2.2.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Công thức tính:

Pđi, Pđmi –công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i, kW;

Ptt, Qtt, Stt –công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị kW, kVAr, kVA;

n – số thiết bị trong nhóm

Trang 19

Nếu hệ số cos𝜑 của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo CT sau:

 

  

Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thường cho trong các sổ tay

2.2.2 Xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

Công thức: Ptt=p0.F Trong đó:

P0- suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất, kW/m2;

F- diện tích sản xuất m2 ( diện tích dùng để đặt máy sản xuất )

Giá trị p0 co thể tra được trong sổ tay Giá trị p0 của từng loại hộ tiêu thụ do kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có

722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 20

2.2.3 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Công thức tính:

2.2.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq)

Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn giản đã nêu trên, hoặc khi cần nâng cao trình độ chính xác của phụ tải tính toán thì nên dùng phương pháp tính theo hệ số đại

Công thức tính: Ptt=kmax.ksd.Pđm

Trang 21

Trong đó:

Kpt- hệ số phụ tải của từng máy

Nếu không có số liệu chính xác, có thể tính gần đúng như: Kpt=0,9 Đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

Kpt=0,75 Đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

- nhq > 300 và ksd < 0,5 thì hệ số cực đại kmax được lấy ứng với nhq = 300 Còn khi nhq > 300 và ksd ≥ 0,5 thì:

2.2.5 Tính toán 2.2.5.1 Nhóm 1

S T T

TÊN THIẾT

Trang 22

Ksd=∑ 𝐾𝑠𝑑𝑖.𝑃𝑑𝑚𝑖𝑛1

∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖𝑛1 = 0,7 cos=

∑ cosφi.𝑃𝑑𝑚𝑖𝑛1∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖𝑛1 =0,7

Dựa vào bảng A.2 sách Hướng Dẫn Thiết Kế Cung

Cấp Điện ta sẽ chọn được hệ số Kmax theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số thiết bị hiêu quả nhq

(∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖)𝑛1 2∑ 𝑃𝑛2

1𝑑𝑚𝑖 =20 =>Kmax= 1,11

* Công suất tác dụng trung bình: Ptb = Ksd Pđm =0,7.240=168(Kw) *Công suất tác dụng tính toán:

Ptt = Kmax.Ksd.Pđm=1,11.0,7.240=186,48(Kw) *Công suất phản kháng tính toán:

Qtt = Ptb.tg= 68.1,02=171,36(kVAr) *Công suất biểu kiến tính toán:

Stt=√𝑃𝑡𝑡2+ 𝑄𝑡𝑡2=√186,482+ 171,362= 253,257(KVA) *Dòng tính toán của nhóm:

Itt= Stt/√3.380=253257/√3.380=384,78(A) *Dòng định mức của thiết bị:

Chọn Idmmax= 22,8(A) *Dòng đỉnh nhọn của thiết bị:

Ikdmax=Kmm.Idmmax=5.22,8=114(A) (Chọn Kmm= 5)

=> Iđn = Ikđmax + Itt – Ksd Iđmmax=114+384,78- 0,7.22,8= 482,82(A)

Trang 23

2.2.5.2 Nhóm 2

S T T

3 Máy dệt 10

T-AJ 110

∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖𝑛1 = 0,7 Cos=∑ cosφi.𝑃𝑑𝑚𝑖𝑛

∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖𝑛1 =0,7

Dựa vào bảng A.2 sách Hướng Dẫn Thiết Kế Cung

Cấp Điện ta sẽ chọn được hệ số Kmax theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số thiết bị hiêu quả nhq

Nhq=(∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖)𝑛1 2∑ 𝑃𝑛2

1𝑑𝑚𝑖 =20 =>Kmax= 1,11

* Công suất tác dụng trung bình: Ptb = Ksd Pdm =0,7.180=126(Kw) *Công suất tác dụng tính toán:

Ptt = Ptt = Kmax Ksd Pđm = 1,11.0,7.180=139,86(Kw) *Công suất phản kháng tính toán:

Qtt = Ptb.tg=126.1,02=128,52(kVAr) *Công suất biểu kiến tính toán:

Stt=√𝑃𝑡𝑡2+ 𝑄𝑡𝑡2=√139,862+ 128,522= 189,94(KVA)

722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 24

*Dòng tính toán của nhóm:

Chọn Idmmax= 17,1(A) *Dòng đỉnh nhọn của thiết bị:

Ikdmax=Kmm.Idmmax=5.17,1=85,5(A) (Chọn Kmm= 5)

=> Iđn = Ikđmax + Itt – Ksd Iđmmax=85,5+288,58- 0,7.17,1= 362,11(A)

Trang 25

2.5.2.3 Nhóm 3

S T T

∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖𝑛1 =0,72

Ta có:

n=5;∑𝑃𝑛=191(Kw) n1=2;∑𝑃n1=150(kw) =>n*=𝑛1

5=0,4 P* = ∑ 𝑃𝑛1

722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 26

hq=5.0,57=2,85 =>kmax=1,36

* Công suất tác dụng trung bình:

Ptb = Ksd Pdm =0,69.191=131,79(Kw) *Công suất tác dụng tính toán:

Ptt = Ptt = Kmax Ksd Pđm = 1,36.0,69.191=179,23(Kw) *Công suất phản kháng tính toán:

Qtt = Ptb.tg=131,79.0,96=126,52(kVAr) *Công suất biểu kiến tính toán:

Chọn Idmmax= 163(A) *Dòng đỉnh nhọn của thiết bị:

Ikdmax=Kmm.Idmmax=5.163=815(A) (Chọn Kmm= 5)

=> Iđn = Ikđmax + Itt – Ksd Iđmmax=815+333,33- 0,69.163= 1035,86(A)

2.5.2.4 Nhóm 4

S T T

Trang 27

Ksd=∑ 𝐾𝑠𝑑𝑖.𝑃𝑑𝑚𝑖𝑛

∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖𝑛1 =0,74

Ta có:

n=10;∑𝑃𝑛=169(Kw) n1=10;∑𝑃n1=169(kw) =>n*=𝑛1

10=1 P* = ∑ 𝑃𝑛1

∑ 𝑃𝑛=169

169=1

722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 28

Từ n* và P* tra bảng 3_1 trang 36 sách cung cấp điện của tác giả Nguyễn Xuân Phú tìm n*

hq hay bảng phụ lục =>n*hq =0,95

hq=10.0,95=9,5 =>kmax=1,16

* Công suất tác dụng trung bình: Công suất tác dụng tính toán:

Ptt = kmax.Ksd Pđm = 1,16.0,67.169=131,35(Kw) *Công suất phản kháng tính toán:

Qtt = Ptb.tg=113,23.0,9=101,9(kVAr) *Công suất biểu kiến tính toán:

Itt= Stt/√3.Udm=166160/√3.380=252,45(A) *Dòng định mức của thiết bị:

Chọn Idmmax= 49(A)

*Dòng đỉnh nhọn của thiết bị:

Ikdmax=Kmm.Idmmax=5.49=245(A) (Chọn Kmm= 5)

=> Iđn = Ikđmax + Itt – Ksd Iđmmax=245+252,45- 0,67.49= 464,62(A)

BẢNG TỔNG KẾT TÍNH TOÁN PHỤ TẢI N

hóm

Ksd

Ptt (kW)

Qtt (kVar)

Stt (kVA)

t (A)

Iđn (A)

1 0,7 0,7 186,48 171,36 253,257 384,78 482,82 2 0,7 0,7 139,86 128,52 189,94 288,58 362,11 3 0,69 0,72 179,23 126,521 219,39 333,33 1035,86 4 0,67 0,74 131,35 101,9 166,16 252,45 464,62

Trang 29

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG 3.1 LÝ THUYẾT CHUNG

Ánh sáng là phần không thể thiếu trong quá trình sản xuất ở nhà máy xí nghiệp công nghiệp Trong bất kỳ một xí nghiệp nào ngoài chiếu sáng tự nhiên còn chiếu sáng nhân tạo Sở dĩ như vậy vì chiếu sáng điện có nhiều ưu điểm thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành rẻ và tạo được ánh sáng gần với ánh sáng tự nhiên nhất Để đảm bảo sản xuất, chất lượng sản phẩm được tốt, năng suất lao động cao, đảm bảo an toàn lao động cho công nhân

Trong xưởng dệt nếu ánh sáng không đủ công nhân sẽ làm việc trong trạng thái căng thẳng hại mắt, giảm năng suất lao động, tại nạn lao động,…Ngoài ra còn có nhiều công việc không thể tiến thành nếu thiếu ánh sáng hoặc ánh sáng không gần giống với ánh sáng tự nhiên

Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng là phải đáp ứng đủ nhu cầu độ rọi và hiệu quả chiếu sáng đối với thị giác, ngoài ra còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý các chao chụp đèn, sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo kinh tế vừa – kỹ thuật vừa đảm bảo mỹ quan

Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

 Không bị lóa mắt: Vì cường độ ánh sáng sẽ làm cho mắt có cảm giác lóa, thần kinh căng thẳng, thị giác thiếu chính xác

 Khoa lóa do phản xạ: Ở một số vật, các tia phản xạ khá mạnh và trực, do đó khi thiết kế phải chú ý điều này

 Không có bóng tối: Ở nơi sản xuất các phân xưởng không nên có bóng tối mà phải sáng đồng đều, có thể quan sát được toàn bộ phân xưởng Muốn khử các bóng tối cục bộ thường sử dụng bóng mờ và treo cao

 Phải có độ rọi đều: Để khi quan sát nơi này qua nơi khác mắt không phải điều tiết nhiều

 Phải tạo được sáng giống với ánh sáng ban ngày: Để thị giác được đánh giá chính xác

3.1 1 Phương pháp hệ số sử dụng (Pháp)

 Phương pháp này thường dùng để tính toán chiếu sáng cho các phân xưởng có diện tích lớn hơn 10m2, không thích hợp để tính chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng ngoài trời, khi đó quang thông tổng được xác định theo công thức sau:

722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 30

 U: Hệ số sử dụng (thông thường bộ đèn đã cho theo nhà chế tạo)

 Từ công thức trên ta có thể xác định độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

Etb = Nbộđèn Φcácbóng/1bộđèn.U

Như vậy, theo yêu cầu công nghệ, xác định được độ rọi tối thiểu, căn cứ vào công suất thực tế trên ta tìm được trị số quang thông để xác định công suất của mỗi đèn, khi chọn công suất đèn tiêu chuẩn, người ta có thể cho phép quang thông chênh lệch từ (-10 đến +20%)

3.1.2 Phương pháp tính gần đúng

Phương pháp này thích hợp để tính chiếu sáng cho các phòng nhỏ (phòng làm việc) hoặc chỉ số phòng nhỏ hơn 0,5 Yêu cầu tính toán không cần chính xác, theo phương pháp này thì có hai cách tính:

a Cách thứ nhất: Cách này khá thích hợp trong khi thiết kế và tính toán sơ bộ,

sử dụng cách này chỉ cần xác định công suất chiếu sáng trên đơn vị diện tích W/m2 , theo từng yêu cầu chiếu sáng khác nhau đó nhân với diện tích mặt bằng cần chiếu sáng thu được công suất tổng Từ đó ta chọn được số đèn, loại đèn

Ptổng = P0 S Trong đó:

P0: Là suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, W/m2 S: Diện tích cần chiếu sáng, m2

b Cách thứ hai: Cách này chủ yếu dựa vào một bảng đã tính sẵn với công suất

10W/ m2 Khi tính toán nếu lấy độ rọi phù hợp với độ rọi trong bảng thì không phải hiệu đính nếu khác nhau về độ rọi thì công suất phải hiệu đính theo biểu thức sau:

P0 = 10.Emin.k

Trang 31

Trong đó: P0: Suất ánh sáng trên một đơn vị diện tích, W/ m2 Emin: độ rọi tối thiểu cần có đối với nơi tính toán chiếu sáng E: Độ rọi tra trong bảng tính sẵn với tiêu chuẩn 10W/ m2 k: hệ số an toàn

Sau khi tính được P0 ta phải nhân với diện tích của phòng mà ta cần thiết kế để được công suất đặt Pđặt

3.1.3.Các loại hình chiếu sáng

3.1.3.1 Chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng hỗn hợp

a Chiếu sáng chung: Là hình thức chiếu sáng tạo độ rọi đồng đều trên toàn

diện tích sản xuất của phân xưởng Trong trường hợp này chiếu sáng các bóng đèn được trêo cao trên trần nhà theo một quy luật nào đó để tạo độ rọi đồng đều trong phân xưởng

Chiếu sáng chung được dùng trong các phân xưởng có diện tích làm việc rộng, có yêu cầu độ rọi như nhau trên bề mặt nào đó

Chiếu sáng chung các đèn thường được bố trí theo hai cách: Phân bố đều các bóng đèn được bố trí theo quy luật nhất định để đạt được độ rọi trên toàn bộ diện tích Còn phân bố chọn lọc bố trí đèn những nơi có lợi nhất

b Chiếu sáng cục bộ: Ở những nơi cần quan sát chính xác, cần phân biệt rõ

các chi tiết vv… Thì cần có độ rọi cao mới làm việc được Muốn vậy phải sử dụng phương pháp chiếu sáng cục bộ, nghĩa là đặt đèn gần nơi quan sát, do đó giảm được chi phí về vốn đầu tư

c Chiếu sáng hỗn hợp: Là hình thức bao gồm chiếu sáng chung với chiếu sáng

cục bộ

3.1.3.2 Chiếu sáng làm việc và chiếu sáng sự cố:

Ngoài hệ thống chiếu sáng làm việc còn phải đặt thêm hệ thống chiếu sáng sự cố Độ rọi hệ thống chiếu sáng sự cố lớn hơn độ rọi hệ thống làm việc 10% ở những nơi chiếu sáng làm việc bị mất điện mà có khả năng phát sinh cháy nổ, gây nhiễm độc hoặc ảnh hưởng tới chính trị, an ninh thì cần có chiếu sáng sự cố

3.1.3.3 Chiếu sáng trong nhà và chiếu sáng ngoài trời và đặc điểm của phụ tải chiếu sáng:

722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 32

Chiếu sáng ngoài trời là chiếu sáng khu vực làm việc ngoài trời như sân bãi, đường đi, nơi bốc giỡ hàng hóa vật liệu Phụ tải chiếu sáng phụ thuộc vào mùa vị trí địa lý Mùa hè chậm tối và chóng sáng nên thời gian chiếu sáng dài hơn mùa đông

3.2 Tính toán thực tế chiếu sáng cho xưởng Dệt 3.2.1 Kích thước phân xưởng

- Chiều dài:120(m) -Chiều rộng:60(m) -Chiều cao:6(m) -Diện tích:7200(m2)

3.2 2.Chọn màu sắc và các hệ số phản xạ:

(Tra bảng phụ lục 2 hệ số phản xạ của trần tường sàn) Trần :màu trắng – hệ số phản xạ trần: ptr = 0,8 Tường :màu vàng creme – hệ số phản xạ tường: ptg = 0,7

Nền xi măng – hệ số phản xạ nền: pn = 0,4, ta quy về 0,3 để dễ tính toán

3.2.3 Độ rọi yêu cầu:

Dựa theo tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia về chiếu sáng, đối với ngành công nghiệp cơ khí nói chung:

Etc = 500 (lux)

3.2.4 Chọn hệ chiếu sáng:

Vì yêu cầu độ rọi và khả năng hoàn màu không cao nên không cần chiếu sáng cục bộ, ngoài ra trần xưởng khá cao và phân bố các thiết bị điện tương đối đồng đều nên ta chọn hệ chiếu sáng chung

3.2.5 Chiều cao treo đèn - Đèn lắp sát trần cách trần 1m (h’=1m)

- Độ cao treo đèn so với bề mặt làm việc(hlv=1m)

Trang 33

- Hiệu suất 0,61 D - Số đèn /1 bộ: 2 đèn

- Quang thông các bóng/1 bộ: 4800(lm) - Công suất : 58(w)

- Ldọcmax = 1.4htt=1,4.4=5,6(m) - Lngangmax=1,75htt=1,75.4=7(m)

3.2.7 Các thông số kĩ thuật ánh sáng - Chỉ số địa điểm

K= 𝑎.𝑏

htt (a+b) = 120.60

4(120+60)=10

- Hệ số bù d:

+ Chọn hệ số suy giảm quang thông ⸹1 =0,8

+ Chọn hệ số suy giảm do bám bụi⸹2 =0,9

3.2.10.Phụ tải tính toán mạch chiếu sáng

Pcs=720.58=83,52(kw)

Qcs=Pcs.tg=83,52.1,33=111,1(kvar) vì cos=0,6 Scs = √𝑃𝑐𝑠2+ Qcs2 = √83,522+ 111,12 = 139(kVA) Ics== Scs

√3.0,38= 139

√3.0,38=212(A

722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 34

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

4.1 Tổng quan về giá trị hệ số công suất và bù công suất:

-Hệ số công suất cosφ là tỉ số giữa công suất tác dụng P(kW) và công suất biểu kiến S(kVA) Hệ số công suất lớn nhất bằng 1 và hệ số công suất càng lớn càng có lợi cho ngành điện lẫn khách hang; vì khi đó P=S, toàn bộ công suất điện phát ra sẽ được tiêu thụ bởi phụ tải điện mà không có bất kỳ tổn thất nào

-Hệ thống điện xoay chiều cung cấp hai dạng năng lượng:

+Năng lượng tác dụng đo theo đơn vị kwh Năng lượng này được chuyển sang công cơ học, nhiệt, ánh sáng, …

+Năng lượng phản kháng Dạng năng lượng này được chia làm hai loại: *Năng lượng yêu cầu bởi mạch có tính cảm (máy biến áp, động cơ điện, …) *Năng lượng yêu cầu bởi mạch có tính dung(điện dung dây cáp, tụ công suất,…)

-Theo thống kê ta có các số liệu sau

+Động cơ không đồng bộ, chúng ta tiêu thụ khoảng 60-65% tổng công suất phản kháng của mạng

+Máy biến áp tiêu thụ khoảng 20-25%

+Đường dây trên không, điện kháng và các thiết bị điện khác tiêu thụ khoảng 10%

-Như vậy động cơ không đồng bộ và máy biến áp là hai loại máy điện tiêu thụ nhiều công suất phản kháng nhất Công suất tác dụng P là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các máy dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hóa trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công

-Vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ tiêu thụ các máy sinh ra Q(tụ điện, máy bù đồng bộ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất cos𝜑 của mạng điện được nâng cao, giữa P và Q và góc 𝜑 có quan hệ sau: 𝜑 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔𝑃

Trang 35

-Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống, do đó góc 𝜑 giảm, kết quả là cos𝜑 tăng lên

-Hệ số công suất cos𝜑 được nâng lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau đây: 1/Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện

2/Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện

3/Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp

4.2Các biện pháp nâng cao hệ số công suất phản kháng: 4.2.1Phương pháp nâng cao hệ số công suất tự nhiên:

-Nâng cao hệ số công suất tự nhiên có nghĩa là tìm các biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng mà chúng cần có ở nguồn cung cấp

-Thay đổi và cải tiến quá trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lí nhất

-Thay thế các động cơ làm việc non tải bằng những động cơ có công suất nhỏ hơn

-Hạn chế động cơ chạy không tải

-Ở những nơi công nghệ cho phép thì dùng động cơ đồng bộ thay cho động cơ không đồng bộ

-Thay biến áp làm việc non tải bằng biến áp có dung lượng nhỏ hơn

4.2.2 Phương pháp nâng cao hệ số công suất nhân tạo:

-Phương pháp này được thực hiện bằng cách đặt các thiết bị bù công suất phản kháng ở các hộ tiêu thụ điện Các thiết bị bù công suất phản kháng bao gồm:

*Máy bù đồng bộ: chính là động cơ đồng bộ làm việc trong chế độ không tải

-Ưu điểm: máy bù đồng bộ vừa có khả năng sản xuất ra công suất phản kháng, đồng thời cũng có khả năng tiêu thụ công suất phản kháng của mạng điện

-Nhược điểm: máy bù đồng bộ có phần quay nên lắp ráp, bảo dưỡng và vận hành phức tạp Máy bù đồng bộ thường để bù tập trung với dung lượng lớn

* Tụ bù điện: làm cho dòng điện sớm pha hơn so với điện áp do đó, có thể sinh

ra công suất phản kháng cung cấp cho mạng điện - Ưu điểm:

+ Công suất nhỏ, không có phần quay nên dễ bảo dưỡng và vận hành

722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM722410068:43:28 PM8:43:28 PM

Trang 36

+ Có thể thay đổi dung lượng bộ tụ bù theo sự phát triển của tải + Giá thành thấp hơn so với máy bù đồng bộ

- Nhược điểm:

+ Nhạy cảm với sự biến động của điện áp và kém chắc chắn, đặc biệt dễ bị phá hỏng khi ngắn mạch hoặc điện áp vượt quá định mức Tuổi thọ tụ bù có giới hạn, sẽ bị hư hỏng sau nhiều năm làm việc

+ Khi đóng tụ bù vào mạng điện sẽ có dòng điện xung, còn lúc cắt tụ điện khỏi mạng trên cực của tụ vẫn còn điện áp dư có thể gây nguy hiểm cho người vận hành

+ Sử dụng tụ bù điện ở các hộ tiêu thụ công suất phản kháng vừa và nhỏ (dưới 5000 kVAr)

4.2.3Các phương thức bù công suất phản kháng bằng tụ bù:

-Có hai phương thức bù công suất phản kháng bằng tụ bù:

4.2.3.1 Bù tĩnh (bù nền): bố trí bù gồm một hoặc nhiều tụ bù tạo nên lượng bù không đổi Việc điều khiển có thể thực hiện bằng các cách sau:

4.2.3.2 Bù động (sử dụng bộ điều khiển tụ bù tự động): có khả năng thay

đổi dung lượng tụ bù để đảm bảo hệ số công suất đạt được giá trị mong muốn

* Ưu điểm: không gây ra hiện tượng bù thừa và đảm bảo được hệ số công suất mong muốn

* Nhược điểm: chi phí lớn hơn so với bù tĩnh > Vì vậy, phương pháp này áp dụng tại các vị trí mà công suất tác dụng và công suất phản kháng thay đổi trong phạm vi rất rộng