TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMVIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌCHọ tên sinh viên: Mai Anh Vũ
Ngành: CNKT Điện – Điện tử
1 Mục tiêu đồ án: Hoàn thành được đề tài được giao theo đúng yêu cầu và thời
gian quy định
2 Nhiệm vụ:Tính toán thiết kế chiếu sáng; Phân bố đèn; kiểm tra lại độ rọi;
Tính toán lựa chọn giây và thiết kế đi dây cho chiếu sáng phân xưởng cơ khí
3 Ngày giao đồ án: 15/05/2024
4 Ngày hoàn thành đồ án: 31/5/2024
5 Người hướng dẫn:PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng
Nghệ An, ngày 30 tháng 05 năm 2024
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
Trang 2LỜI NÓI ĐẦU
Trong môi trường công nghiệp hiện đại, việc đảm bảo điều kiện làm việcan toàn và hiệu quả là vô cùng quan trọng Một yếu tố then chốt trong việc nàylà hệ thống chiếu sáng Đặc biệt, trong các phân xưởng cơ khí, nơi các côngviệc đòi hỏi độ chính xác cao và thường xuyên tiếp xúc với máy móc nặng, ánhsáng đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện năng suất và đảm bảo an toànlao động.
Dự án thiết kế và chế tạo hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng cơ khíkhông chỉ nhằm cung cấp đủ ánh sáng cho các hoạt động sản xuất mà còn phảitối ưu hóa chi phí, tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu tác động đến môi trường.Hơn nữa, hệ thống chiếu sáng cần phải đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuậtvà an toàn nghiêm ngặt, phù hợp với điều kiện làm việc cụ thể của từng phânxưởng.
Trong bản thuyết minh này, chúng tôi sẽ trình bày chi tiết các bước từkhảo sát, phân tích yêu cầu, thiết kế, cho đến lắp đặt và kiểm tra hệ thống chiếusáng cho một phân xưởng cơ khí Chúng tôi cũng sẽ đề cập đến các tiêu chuẩnkỹ thuật liên quan, các loại đèn và công nghệ chiếu sáng hiện đại nhất, cũng nhưcác giải pháp tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.
Hy vọng rằng, qua dự án này, chúng tôi có thể góp phần tạo nên một môitrường làm việc an toàn, hiệu quả và bền vững cho các công nhân trong phânxưởng cơ khí Chúng tôi rất mong nhận được sự phản hồi và góp ý từ cácchuyên gia, đồng nghiệp để hoàn thiện hơn nữa hệ thống chiếu sáng này.
Trang 3MỤC LỤC
Trang
MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1
LỜI NÓI ĐẦU 2
MỤC LỤC 3
CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5
1.1 GIỚI THIỆU PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 5
1.2 Ý NGHĨA CỦA NGHIỆM VỤ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN 6
1.3 TÍNH CHẤT CỦA VIỆC THIẾT KẾ , LẮP ĐẶT 7
1.4.NGHIÊN CỨU VỀ ĐỐI TỰỢNG CHIẾU SÁNG 7
1.5 MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN 8
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG CƠKHÍ 11
2.1 GIỚI THIỆU VỀ PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 11
2.2 TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG ĐÈN 11
2.3 BỐ TRÍ ĐÈN 13
2.4 XÁC ĐỊNH ĐỘ TREO CỦA ĐÈN 16
2.5 XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ PHÒNG 17
2.6 KIỂM TRA LẠI ĐỘ RỌI 18
2.7 LỰA CHỌN ÁP TÔ MÁT CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 19
2.8 LỰA CHỌN DÂY DẪN CHO CÁC DẪY ĐÈN 19
2.9 VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠNG CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG CƠKHÍ 20
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 22
Trang 43.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHỤ TẢI Ổ CẮM 22
3.2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỀU HÒA 22
3.3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI QUẠT VÀ SỐ LƯỢNG QUẠT 23
3.4 PHỤ TẢI CỦA GIẢNG ĐƯỜNG 24
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 26
4.1 KẾT LUẬN 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO 28
Trang 5CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 GIỚI THIỆU PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
Công nghiệp cơ khí nói chung và nhà máy cơ khí nói riêng là một ngànhsản xuất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân của nước ta Với nhiệm vụ sửachữa, sản xuất phụ tùng thay thế chế tạo các máy công cụ, máy móc cơ giới.Ngoài ra nhà máy cơ khí có một vai trò rất quan trọng là tạo ra các sản phẩm đểphục vụ các ngành khác như: Máy khai thác, máy vận chuyển, máy sản xuấthàng tiêu dùng, máy nông nghiệp, máy thực phẩm, máy gia công, máy trongcông trình văn hóa, sinh hoạt, máy điện và các loại máy khác.
Các nhà máy cơ khí chiếm một số lượng lớn và phân bố rộng rãi trênkhắp đất nước ta Ngày nay, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệpkhác, cơ khí chế tạo máy cũng không ngừng phát triển cả về số lượng và chấtlượng.
Trong nhà máy cơ khí có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng,phong phú và phức tạp Các hệ thống máy móc này có tỉnh công nghệ cao vàhiện đại Do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượngvà độ tin cậy cao.
1.1.1 Phân xưởng cơ điện.
Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị máy móc cơ điện của nhàmáy Phân xưởng này cũng trang bị nhiêu máy móc vạn năng có độ chính xáccao nhăm đáp ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp của nhà máy Mât điện sẽ gâylãng phí lao động, ta xêp phân xưởng này vào hộ tiêu thụ loại 2.
1.1.2 Phân xưởng cơ khí 1, 2.
Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm cơ khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹthuật Quá trình thực hiện trên máy cắt gọt kim loại khá hiện đại với dây chuyềntự động cao Nêu điện không ổn định, hoặc mất điện sẽ làm hỏng các chi tiếtđang gia công gây lãng phí lao động Phân xưởng này ta xếp vào hộ tiêu thụ loại
1.1.3 Phân xưởng đúc thép, đúc gang.
Trang 6Đây là hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao nhất.Nếu ngừng cấp điện thì các sản phẩm đang nấu trong lò sẽ trở thành phế phẩmgây ảnh hưởng lớn về mặt kinh tê Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.
1.1.4 Phân xưởng kiểm nghiệm.
Có nhiệm vụ khiểm tra chất lượng sản phẩm và chỉ tiêu kỹ thuật của sảnphẩm trong phân xưởng sử dụng nhiêu thiết bị đo đếm có cao chính xác cao, dovậy mức độ ổn định là quan trọng nhất Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.
1.1.5 Phân xưởng lắp ráp.
Phân xưởng thực hiện khâu cuối cùng của việc chế tạo thiết bị, đó là đồngbộ hóa các chi tiết máy Máy móc có đảm bảo chính xác về mặt kỹ thuật, hoànchỉnh cũng như an toàn về mặt khi vận hành hay không là phụ thuộc vào mứcđộ liên tục cung cấp điện Xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.
1.1.6 Phân xưởng rèn, dập.
Phân xưởng được trang bị các máy móc và lò rèn để chế tạo ra phôi vàcác chi tiết khác đảm bảo độ bên và cứng xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.
1.1.7 Phân xưởng mộc mẫu.
Có nhiệm vụ tạo ra các loại khuôn mẫu, các chi tiêt chủ yêu phục vụ cho sảnxuất Do chức năng như vậy nên phân xưởng này xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.
1.2 Ý NGHĨA CỦA NGHIỆM VỤ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Năng lượng điện hay còn gọi là điện năng , hiện nay là một dạng nănglượng rất phổ biến và quang trọng đối với thế giới nói chung và cả nước nóiriêng Điện năng sản xuất từ các nhà máy được truyền tải và cung cấp cho cáchộ tiêu thụ trong việc truyền tải điện tới các hộ tiêu thụ việc thiết kế cung cấpđiện là một khâu rất quang trọng Với thời đại hiện nay , nền kinh tế nước tađang phát triển mạnh mẽ theo sự hội nhập của thế giới , đời sống xã hội củanhân dân được nâng cao , nên cần những tiện nghi trong cuộc sống nên đòi hỏimức tiêu thụ về điện cũng tăng cao Do đó việc thiết kế cung cấp điện khôngthể thiếu được trong xu thế hiện nay Như vậy một đồ án thiết kế cubg cấp điệncần thõa mãn các yêu cầu sau :
Trang 7 Độ tin cậy cấp điện : mức độ tin cậy cung cấp điện phụ thuộc vào yêu
cầu của phụ tải với công trình quang trọng cấp quốc gia phải đảm bảolien tục cấp điện ở mức cao nhất những dối tượng như nhà máy , xíngiệp , tòa nhà cao tầng tốt nhất là dùng máy phát điện dự phòng khimất điện sẽ dùng máy phát
Chất lượng điện : được đánh giá qua hai tiêu chỉ tiêu tần số và điện áp ,
điện áp trung và hạ chỉ cho phép trong khoảng 5% do thiết kế đảmnhiệm Còn chỉ tiêu tần số do cơ quang điện lực quốc gia điều chỉnh An toàn điện : công trình cấp điện phải có tính an toàn cao cho người
vận hành , người sử dụng thiết bị và cho toàn bộ công trình
Kinh tế : trong quá trình thiết kế ta phải dưa ra nhiều phương án rồi chọn
lọc trong các phương án đó có hiệu quả kinh tế cao
1.3 TÍNH CHẤT CỦA VIỆC THIẾT KẾ , LẮP ĐẶT
Khi thiết kế chiếu sáng cho phòng học , giảng đường , và cácphòng hành chính ngoài ánh sáng tự nhiên còn phải có ánhsáng đèn và yêu cầu cầu đặt ra cho người thiết kế :
Đảm bảo độ rọi đầy đủ trên bề mặt làm việc Phải có sựtương phản giữa các mặt cần chiếu sáng và nền , mức độchiếu sáng và sự tập hợp quang phổ chiếu sáng
Độ rọi phân bố đồng đều , ổn định trong quá trình chiếusáng trên phạm vi bề mặt làmviệc bằng cách hạn chế daođộng của lưới điện.
Tập hợp quang phổ ánh sáng , nhất là lúc cần đảm bảo sựtruyền sáng tốt nhất hạn chế sự lóa mắt , hạn chế sự mệtmỏi khi làm việc, học tập
Hạn chế sự phản xạ chói của nguồn sáng bằng cách dùngánh sáng phản xạ , chọn cách bố trí đèn , chiều cao treođèn sao cho phù hợp với vị trí địa hình.
1.4.NGHIÊN CỨU VỀ ĐỐI TỰỢNG CHIẾU SÁNG
Trang 8Được nghiên cứu theo nhiều góc độ:
Hình dạng ,kích thước , các bề mặt , các hệ số phản xạ ,đặc điểm phân bố các dồ đạc , thiết bị
Mức dộ bụi , ẩm , rung ảnh hưởng của môi trường Các điều kiện về khả năng phân bố và giới hạn. Đặc tính cung cấp điện ( nguồn 3 pha, 1 pha ). Loại công việc tiến hành
Độ căng thẳng công việc Lứa tuổi người sử dụng
Các khả năng và điều kiện bảo trì
1.5 MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN.
Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyểnthành các dạng năng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, cơ năng ), dễ truyềntải và phân phối Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnhvực hoạt động của con người Điện năng nói chung không tích trữ được, trừ mộtvài trường hợp cá biệt và công suất như như pin, ắc quy, vì vậy giữa sản xuất vàtiêu thụ điện năng phải luôn luôn đảm bảo cân bằng.
Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ Đặc điểm của quátrình này xẩy ra rất nhanh Vì vậy để đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấpđiện an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện phápđồng bộ như điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tự động hóa vv
Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điêukiện quan trọng để phát triển các khu đô thị, khu dân cư Vì lý do đó khi lậpkế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trướcmột bước, nhăm thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạntrước mặt
mà còn dự kiên cho sự phát triển trong tương lai 5 năm 10 năm hoặc có khi lâuhơn nữa Khi thiêt kê CCĐ cân phải đảm bảo các yêu câu sau:
1.5.1 Độ tin cậy cung cấp điện.
Trang 9Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào Trong điềukiện cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng caocàng tốt.
Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí thìviệc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hạivề kinh tế do đó ta xếp nhà máy cơ khí vào hộ phụ tải loại 2.
1.5.2 Chất lượng điện.
Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điến áp Chỉ tiêu tần sốdo cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn mớiphải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý để góp phần ổnđịnh tần số của hệ thống lưới điện.
Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chất lượngđiện áp cho khách hàng Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phépdao động quanh giá trị 5% điện áp định mức Đôi với phụ tải có yêu câu cao vềchất lượng điện áp như các máy móc thiêt bị điện từ, cơ khí có độ chính xácvv điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%.
1.5.3 An toàn điện.
Hệ thông cung cấp điện phải được vận hành an toàn đôi với người vàthiêt bị Muốn đạt được yêu câu đó, người thiết kê phải chọn được sơ đồ cungcấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phảiđược chọn đúng loại đúng công suất Công tác xây dựng lắp đặt phải được tiênhành đúng, chính xác cẩn thận Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệ thống điệncó vai trò hết sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành nhữngquy định về an toàn sử dụng điện.
1.5.4 Kinh tế.
Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉđược xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tê đượcđánh giá qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian thuhồi vốn đầu tư Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so
Trang 10sánh giữa các phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp, phương áncung cấp điện tối ưu.
Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồngghép các yêu cầu trên vào nhau để tiết kiệm được thời gian và chi phí trong quátrình thiết kế.
Trang 11CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG PHÂNXƯỞNG CƠ KHÍ
2.1 GIỚI THIỆU VỀ PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
Phân xưởng cơ khí có chiều dài 6m, chiều rộng là 8m, chiều cao là 4,2m Phụ tải gồm 8 ổ cắm đôi, quạt, 2 cái điều hòa.
Hình 1 Hình minh họa phân xưởng cơ khí
2.2 TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG ĐÈN
Độ rọi, hay còn gọi là illuminance, là một khái niệm trong lĩnh vực chiếusáng và quang học Độ rọi đo lường lượng ánh sáng chiếu lên một bề mặt đơnvị, và đơn vị đo lường của nó là lux (lx).
Trong một phân xưởng cơ khí, việc duy trì độ rọi phù hợp là rất quantrọng để đảm bảo điều kiện làm việc an toàn và hiệu quả cho công nhân Cáctiêu chuẩn về độ rọi cụ thể có thể thay đổi tùy theo quốc gia và quy định ngànhnghề, nhưng dưới đây là một số hướng dẫn chung:
1 Khu vực làm việc chung: Đối với các khu vực làm việc chung trong phân
xưởng cơ khí, độ rọi thường được khuyến nghị là khoảng 300-500 lux Đây làmức đủ để công nhân có thể nhìn rõ và thực hiện các công việc cơ bản màkhông gặp khó khăn.
Trang 122 Khu vực làm việc chi tiết hoặc chính xác: Đối với những khu vực đòi hỏi
công việc chi tiết hoặc có tính chính xác cao, như lắp ráp chi tiết nhỏ hoặc kiểmtra chất lượng sản phẩm, độ rọi thường cần cao hơn, khoảng 750-1000 lux hoặcthậm chí cao hơn.
3 Khu vực lưu trữ và hành lang: Những khu vực không yêu cầu làm việc chi
tiết, như khu vực lưu trữ vật liệu hoặc hành lang, độ rọi có thể thấp hơn, thườngkhoảng 100-200 lux.
Việc thiết kế hệ thống chiếu sáng trong phân xưởng cơ khí cần phải tínhtoán kỹ lưỡng để đạt được các mức độ rọi cần thiết này, sử dụng các loại đèn vàbố trí đèn sao cho ánh sáng phân bố đều và không gây chói lóa Ngoài ra, cầnxem xét việc bảo trì và vệ sinh định kỳ các thiết bị chiếu sáng để đảm bảo chúngluôn hoạt động hiệu quả.
Nếu hiệu suất phát sáng là 36 lumen/W, chúng ta có thể tính toán công suất chiếu sáng cần thiết cho phòng chờ theo cách tương tự.
Công thức chuyển đổi từ lux (lx) sang watt trên mét vuông (W/m²) là:
Công suất (W/m²) = Hiệu suất phát sáng(lm /W )Lux
Vì để dễ dàng tính toán nên ta độ rọi cho phòng đọc là 400lux và hiệu suất phát sáng là 36 lumen/W, ta có:
300 lux: 30036 ≈ 8,3 W/m²500 lux: 50036 ≈ 13,89 W/m²
Vậy ta phòng đọc là 300 lux
Phân xưởng cơ khí yêu cầu mức độ chiều sáng thấp Chọn công suất chiếu sáng ：
P0=12 w /m2
Trang 13Tổng công suất cần cấp cho chiếu sáng Phân xưởng cơ khí :
1 Tăng cường hiệu quả làm việc: Ánh sáng đầy đủ và đúng cách giúp công
nhân có thể làm việc một cách chính xác, nhanh chóng và hiệu quả hơn Điềunày đặc biệt quan trọng trong các công việc đòi hỏi độ chính xác cao như giacông chi tiết cơ khí.
2 Bảo đảm an toàn lao động: Ánh sáng tốt giúp giảm nguy cơ tai nạn lao
động Công nhân có thể dễ dàng nhìn thấy các thiết bị, máy móc và công cụ, từđó tránh được các tình huống nguy hiểm như trượt ngã, va đập hoặc bị kẹt.
3 Cải thiện chất lượng sản phẩm: Khi ánh sáng được bố trí hợp lý, công nhân
có thể kiểm tra và phát hiện các lỗi nhỏ trên sản phẩm, từ đó nâng cao chấtlượng sản phẩm cuối cùng.
4 Giảm mệt mỏi cho công nhân: Ánh sáng đủ và phân bố đều giúp giảm mỏi
mắt và mệt mỏi cho công nhân, từ đó cải thiện sức khỏe và tinh thần làm việccủa họ.
Trang 145 Tiết kiệm năng lượng: Bố trí đèn một cách hợp lý không chỉ giúp tăng
cường hiệu quả chiếu sáng mà còn giúp tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí điệnnăng cho phân xưởng.
6 Đáp ứng tiêu chuẩn và quy định: Bố trí ánh sáng trong phân xưởng cơ khí
cũng cần tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định về ánh sáng công nghiệp, đảm bảomôi trường làm việc an toàn và đạt chuẩn.
Tóm lại, việc bố trí đèn trong phân xưởng cơ khí không chỉ ảnh hưởngtrực tiếp đến năng suất lao động và chất lượng sản phẩm mà còn đóng vai tròquan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe và an toàn cho người lao động.