THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, đất nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoáđất nước , ngành công nghiệp điện năng đóng một vài trò cực kỳ quan trọngbởi nó cung cấp năng lượng cho tất cả các hoạt động lao động sản xuất và sinhhoạt Vì thế yêu cầu về sử dụng điện và các thiết bị ngày càng tăng Cung cấpđiện năng một cách an toàn và ổn định cho khu vực kinh tế, các khu chế xuất,các xí nghiệp, xưởng, nhà máy là rất cần thiết Để đảm bảo được yêu cầu vềchất lượng cung cấp và tiết kiệm điện thì chúng ta phải nắm vững về các thiếtbị tiêu thụ điện, cách vận hành cũng như cách chọn thiết bị, dây dẫn, khí cụbảo vệ và cách bố trí vị trí sao cho tối ưu nhất.

Trường Cao Đẳng Công Thương đã và đang đào tạo một đội ngũ Cử nhânCao Đẳng ngành Điện công nghiệp có chuyên môn cao, để đáp ứng nhu cầu củaxã hội Thiết kế truyền tải phân phối điện năng tới các hộ tiêu thụ phải thực hiệnđồng bộ, đúng quy hoạch theo chiến lược phát triển năng lực của mỗi quốc gia.

Trong nhiệm vụ của đồ án cung cấp điện, chúng em được phân công về đề tài“THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ” Được sựhướng dẫn, giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô khoa Điện – Điện tử, cùng vớisự hướng dẫn tận tình của thầy ĐỖ VĂN ĐIỆN chúng em đã hoàn thành tốtđồ án này Mặc dù đã cố gắng nhưng kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chếnên báo cáo của chúng em có thể có nhiều thiếu sót, chúng em rất mong đượcsự chỉ bảo của các thầy cô.

Chúng em xin chân thành cám ơn!

Tp.HCM, ngày 22 tháng 07 năm 2014

Sinh viên thực hiện

LỜI CÁM ƠN

- -Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trường cùngquí thầy cô trong khoa điện – điện tử Trường Cao Đẳng Công Thương Thành PhốHồ Chí Minh đã giảng dạy và đào tạo cho chúng em hoàn thành tốt chương trìnhhọc tập.

Với đề tài: “ Thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng cơ khí ” phần nào giúpem làm quen với việc thiết kế cung cấp điện sau này Song do thời gian làm bàikhông nhiều , kiến thức còn hạn chế , nên bài làm của em không tránh khỏinhững thiếu sót Do vậy em kính mong nhận được sự góp ý , chỉ bảo của các thầycác cô để em có được những kinh nghiệm chuẩn bị cho công việc sau này.

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ĐỖ VĂN ĐIỆN đã hướng dẫntận tình chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 07 năm 2014Sinh viên thực hiện

TRẦN BẢO ĐIỀU NGUYỄN PHI VŨ

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Đỗ Văn Điện

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG XÉT DUYỆT

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

LỜI CÁM ƠN 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 3

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG XÉT DUYỆT 4

MỤC LỤC 5

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU PHÂN XƯỞNG 12

1 Giới thiệu phân xưởng cơ khí 12

2 Yêu cầu của phân xưởng khi thiết kế 13

3 Các thông số thiết bị trong phân xưởng 14

CHƯƠNG II TÍNH PHỤ TẢI VÀ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 16

I.TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 16

1 Đặt vấn đề khi thiết kế 16

2 Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán 17

3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 17

3.1 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diệntích sản xuất 18

3.2 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu knc .183.3 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (số thiết bị điện cóhiệu quả) .19

3.4 Xác định phụ tải theo phương pháp hệ số sử dụng Ksd , hệ số đồngthời Kđt. 21

4 Tính phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí .22

4.1 Tính toán phụ tải cho nhóm 1 ( Tủ ĐL1 ) 22

4.2.Tính toán phụ tải cho nhóm 2 ( Tủ ĐL2 ) 24

4.3.Tính toán phụ tải cho nhóm 3 (Tủ ĐL3) 26

4.4.Tính toán phụ tải cho nhóm 4 (Tủ ĐL4) 27

II TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 28

1.1 Nguyên tắc và tiêu chuẩn chiếu sáng 28

1.1.1 Các yêu cầu khi thiết kế chiếu sáng 28

1.1.2 Tiêu chuẩn chiếu sáng 29

1.2 Hế thống chiếu sáng 30

1.3 Phương pháp tính toán chiếu sang chi tiết 30

1.4 Sơ đồ nguyên lý chiếu sáng 32

1.5 Tính toán chiếu sáng chi tiết cho phân xưởng 33

1.5.1 Thiết kế chiếu sáng cho khu vực văn phòng 35

1.5.2 Khu vực chiếu sáng làm việc chính 40

1.5.2.1 Tính toán chiếu sáng khu vực nhóm 1 (Tủ TGG2) 40

1.5.2.2 Chiếu sáng khu vực nhóm 2 (Tủ TGG 3) 44

1.5.2.3 Chiếu sáng khu vực nhóm 3 (Tủ TTG 4) 46

1.5.2.4 Chiếu sáng khu vực nhóm 4 (Tủ TGG5) 48

1.5.2.5 Chiếu sáng khu vực lối đi 50

1.5.2.6 Tính toán chiếu sáng cho toàn phân xưởng ( Tủ TGG ) 53

1.6 Phụ tải tính toán của 4 nhóm 54

1.7 Công suất tính toán toàn phân xưởng 55

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG 56

I SƠ LƯỢC 56

1 Công suất của trạm (kW) 56

2 Lựa trọn máy biến áp 56

3 Vị trí đặt trạm 57

4 Hệ thống bảo vệ 57

4.1.Bảo vệ chống điện giật và quá áp 57

4.1.1 Bảo vệ chống điện giật 57

4.1.2 Bảo vệ chống quá điện áp 57

4.2.Bảo vệ điện 58

4.2.1 Bảo vệ quá tải 58

4.2.2 Bảo vệ ngắn mạch 58

5 Chọn thiết bị bảo vệ 58

5.1 Chọn thiết bị bảo vệ phía trước trạm 58

5.2 Chọn thiết bị bảo vệ phía sau MBA 59

5 Xác định tâm phụ tải của toàn phân xưởng 67

III.LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG 71

1.1.Chọn chủng loại máy biến áp (MBA) 72

1.2.Chọn số lượng và dung lượng máy biến áp cho xí nghiệp 72

1.2.1 Chọn số lượng MBA 72

1.2.2 Chọn dung lượng MBA 72

1.2.3 Chọn máy phát điện dự phòng 72

CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP 75

I GIỚI THIỆU CHUNG 75

1 Phân bố phụ tải của phân xưởng 75

2.5 Chọn dây dẫn từ TPP đến TĐL3 80

2.6 Chọn dây dẫn từ TPP đến TĐL4 81

2.7 Chọn dây dẫn từ TĐL1 đến các thiết bị trong nhóm 1 82

2.7.1 Chọn dây cho máy dập, kì hiệu 1A 82

2.7.2 Chọn dây cho máy cưa, kì hiệu 2A 82

2.8 Chọn dây dẫn từ TĐL2 đến các thiết bị trong nhóm 2 85

2.9 Chọn dây dẫn từ TĐL3 đến các thiết bị trong nhóm 3 86

2.10 Chọn dây dẫn từ TĐL4 đến các thiết bị trong nhóm 4 87

IV KIỂM TRA DÂY ĐẪN ĐÃ CHỌN ( TÍNH SỤT ÁP ) 87

1 Những yêu cầu chung 87

2 Công thức tính sụt áp 88

3 Độ sụt áp khi khởi động động cơ 88

4 Tính sụt áp lúc vận hành bình thường 88

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ ĐIỆN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 94

1 Phân bố khu vực chiếu sáng trong phân xưởng 94

6 Sơ đồ đi dây điện chiếu sáng 101

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ.102I KHÁI NIỆM 102

1 NGẮN MẠCH 102

2 CHỌN LỰA CB BẢO VỆ 103

II.TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 104

2.1.Xác định dòng ngắn mạch 3 pha ( Isc ) 104

2.1.1 Dòng ngắn mạch tại phía thứ cấp của máy biến áp 104

2.1.2 Dòng ngắn mạch 3 pha (Isc) tại điểm bất kỳ của mạng điện hạ thế1042.1.3 Xác định tổng trở mỗi bộ phận 104

2.1.3.1 Tổng trở phía sơ cấp của MBA MV/LV 104

2.1.4.7 Dòng sự cố ngắn mạch và chọn CB từ tủ TĐL2 đến từng thiết bị trong nhóm 2 111

2.1.4.8 Dòng sự cố ngắn mạch và chọn CB từ tủ TĐL3 đến từng thiết bị trong nhóm 3 112

II Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosφ 115

1 Khi phân xưởng hoạt động 100% công suất 116

2 Khi phân xưởng hoạt động 80% công suất 116

3 Khi phân xưởng hoạt động 60% công suất 116

2 Tiếp xúc gián tiếp 118

3 Các dạng sơ đồ nối đất bảo vệ 119

II PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN SƠ ĐỒ 122

III THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 122

a) Xác định điện trở yêu cầu 122

b) Chọn hình thức nối đất 123

c) Chọn điện cực nối đất 123

d) Chọn điện trở suất của đất 123

e) Phương án bố trí cọc và thanh 123

f) Xác định điện trở suất tính toán của cáp điện lực 124

g) Xác định điện trở tản của một điện cực 124

h) Xác định sơ bộ số cọc 125

i) Xác định điện trở tản của 1 điện cực nằm ngang 125

j) Tính chính xác điện trở của toàn bộ số điện cực thẳng đứng 126

k) Tính chính xác số điện cực thẳng đứng 126

l) Kiểm tra kết quả tính toán 126

m) Tính điện trở nối đất toàn bộ số thanh 126

n) Tính điện trở nối đất hệ thống (toàn bộ số cọc và thanh ) 127

KẾT LUẬN 128

TÀI LIỆU THAM KHẢO 129

PHỤ LỤC CÁC BẢN VẼ1 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng ( bản vẽ 01) 130

2 Sơ dồ vị trí đặt thiết bị (bản vẽ 02) 131

3 Sơ đồ đặt trạm và các tủ (bản vẽ 03) 132

4 Sơ đồ xác định tâm phụ tải (bản vẽ 04) 133

5 Sơ đồ khu vực chiếu sáng (bản vẽ 05) 134

6 Sơ đồ bố trí đèn (bản vẽ 06) 135

7 Sơ đồ bố trí đường điện cho đèn (bản vẽ 07) 136

8 Sơ đồ đi dây cho phụ tải (bản vẽ 08) 137

9 Sơ đồ nguyên lý đi dây (bản vẽ 09) 138

10 Sơ đồ nguyên lý đi dây đến thiết bị ( bản vẽ 10) 139

11.Sơ đồ nguyên lý sụt áp trên đường dây (bản vẽ 11) 140

12.Sơ đồ mặt cắt hệ thống nối đất ( bản vẽ 12) 141

13.Bản vẽ tủ TPP (bản vẽ 13) 142

14.Sơ đồ đi dây chiếu sang (bản vẽ 14) 143

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ1 Giới thiệu phân xưởng cơ khí:

Phân xưởng hình chữ nhật , Gồm 1 cửa chính, 5 cửa phụ.

- Chiều dài a = 60 (m)- Chiều rộng b = 30 (m)- Chiều cao h = 7 (m)- Diện tích S = 1800 (m2)

- Một nhà kho nguyên liệu có diện tích (7× 30) S = 210 (m2)- Một nhà kho thành phẩm có diện tích (7× 30) S = 210 (m2)- Một văn phòng có diện tích (5 × 10) S = 50 (m2)

- Xưởng được thiết kế bằng tường cách âm, nền chịu lực làm bằng xi măng, mái lộp bằng tôn.

- Phân xưởng chủ yếu là các thiết bị cơ khí.

- Phân xưởng được xây trên nền địa chất tốt.

- Phân xưởng có 4 nhóm chính  Môi trường xung quanh :

- Nhiệt độ trung bình hằng năm vào khoảng 350C.

- Đất khô.

- Ít bụi bẩn

 Phân xưởng cơ khí gồm có 4 nhóm:1.1 Nhóm 1

Có 24 thiết bị với đủ loại công suất nhằm phục vụ cho việc tạo phôi, gia

công các thiết bị cơ khí trong xí nghiệp Tổng công suất là: 100,3 (kW)1.2 Nhóm 2

Có 14 thiết bị, công suất trung bình và nhỏ, chủ yếu để gia công, tạo cấu

trúc chi tiết cho thiết bị Tổng công suất là: 47,87 (kW ).

1.3 Nhóm 3

Có 15 thiết bị, công suất nhỏ, chủ yếu để gia công thiết bị Tổng công

suất là: 23,98 (kW ).1.4 Nhóm 4

Có 12 thiết bị, công suất nhỏ, tạo chi tiết, gia công sản phẩm, kiểm tra

thiết bị Tổng công suất là: 14,27 (kW ).2 Yêu cầu của phân xưởng khi thiết kế:

 Thiết kế đường dây và trạm biến áp đảm bảo cho việc mở rộng xưởng saunày.

 Việc cấp điện cho phụ tải động lực ở các xưởng phải tách riêng khỏimạng điện chiếu sáng để tránh cho việc đóng mở động cơ gây ra daođộng điện áp cao trên cực đèn.

 Đường dây cấp điện đi cáp ngầm để đảm bảo mỹ quan và an toàn. Phương án thiết kế phải đảm bảo các điều kiện sau:

+ Dễ thao tác lúc vận hành.

+ Dễ thay thế, sửa chữa khi có sự cố.

+Đảm bảo sự làm việc liên tục của hệ thống.

3 Các thông số của thiết bị trong phân xưởng.

Bảng 1-1: bảng số liệu các thông số của thiết bị trong phân xưởng:

STT TÊN THIẾTBỊ

SỐLƯỢNG

Pđm(kW)

NHÓM 1

NHÓM 2

8 Máy khoan 2.2 2 0.6 0.75 0.60 3 pha

NHÓM 3

CHƯƠNG II : TÍNH PHỤ TẢI VÀ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNGI TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN:

1.Đặt vấn đề trước khí thiết kế.

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình, hay một phân xưởng nhiệm vụđầu tiên là xác định yêu cầu điện của công trình đó Có khi phải tính đến khả năngphát triển của công trình trong tương lai Như vậy, xác định nhu cầu điện là giảibài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn.

Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngay sau khicông trình đi vào vận hành Phụ tải này được gọi là phụ tải tính toán và được coilà số liệu ban đầu rất quan trọng để thiết kế cung cấp điện

Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố : công suất và số lượng các máy , chếđộ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất … vì vậy xác định phụ tảitính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng Nếu phụ tải tính toánnhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện có khi dẫn tớicháy nổ, gây nguy hiểm cho tính mạng và tài sản ; ngược lại nếu phụ tải tính toánlớn hơn so với yêu cầu thì sẽ gây lẵng phí do các thiết bị được chọn chưa hoạtđộng hết công suất.

Do vậy trong thực tế thiết kế, khi đơn giản công thức để xác định phụ tải điệnthì cho phép sai số ± 10%.

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán được chia làm 2 nhóm chính : Nhóm thứ nhất : Là nhóm vào kinh tế thiết kế và vận hành để tổng kết vàđưa ra các hệ số tính toán Đặc điễm của phương pháp là thuận tiện nhưng chỉcho kết quả gần đúng.

Đặc trưng của phương pháp này là :

- Phương pháp tính theo hệ số yêu cầu

- Phương pháp suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm.- Phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.

 Nhóm thứ hai :Là nhóm các phương pháp dựa trên cơ sở lí thuyết xácsuất và thống kê Đặc điễm của phương pháp này là có kể đến ảnh hưởng củanhiều yếu tố, và cho kết quả chính xác hơn song việc tính toán khá phức tạp.

Đặc trưng của phương pháp này là :

- Phương pháp hệ số cực đại hay còn gọi là phương pháp dùng thiết bị điệnhiệu quả.

2 Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán

Để đảm bảo yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình hay mộtphần công xưởng thì yêu cầu người thiết kế hệ thống cung cấp điện tính toán toànbộ công trình, phân xưởng và tính phụ tải tính toán điện các điễm nút nhằm mụcđích sau :

- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân bố - Chọn số lương và công suất máy biến áp của trạm biến áp.- Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối.

- Chọn thiết bị chuyển mạch và bảo vệ.

- Chọn dây dẫn từ máy biến áp đến tủ phân phối.

- Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực và tủ chiếu sáng.- Tính dung lượng bù và bù cho mạng điện.

3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán Thông thường nhữngphương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện lại cho kết quả không chính xác , cònnếu muốn độ chính xác cao thì phải phương pháp tính toán rất phức tạp Do vậytùy theo giai đoạn thiết kế và yêu cầu cụ thể mà phương pháp tính cho thích hợp.

Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng gồm hai giai đoạn : Giai đoạn thiếtkế và giai đoạn thi công :

- Giai đoạn thiết kế ta tính sơ bộ kết quả gần đúng phụ tải điện dựa trêntổng công suất đã biết của phân xưởng.

- Giai đoạn thi công là ta tiến hành xác định phụ tải điện dựa trên số liệucụ thể của phân xưởng.

3.1.Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tíchsản xuất.

 Phụ tải tính toán là :

Ptt = p0.S Trong đó :

S : diện tích bố trí nhóm sản xuất (m2)

P0: suất phụ tải trên một đơn vị sản xuất (kW/m2)

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

 Tính toán phụ tải của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tínhbằng công suất sau là :

 Công suất tác dụng là : Ptt = ∑n

 Công suất phản kháng là : Qtt = Ptt.tanφ

 Công suất biểu kiến là : Stt = √Ptt2

+Qtt2= Pttcosφφ

Trong đó :

Knc : Hệ số nhu cầu.

Knci : hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị thứ i.Pđmi : công suất định mức của thiết bị thứ i.Với tanφ ứng với cosφ

 Nếu hệ số công suất cosφ của các thiết bị trong nhóm không giống nhauthì phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức sau:

 Hệ số nhu cầu knc :

knc = kmax.ksd

Trong đó :

kmax : hệ số cực đại.ksd : hệ số sử dụng.

3.3 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (số thiết bị điện có hiệu quả).

Giả thiết có một nhóm thiết bị có cùng công suất định mức và chế độ là việckhác nhau Ta gọi nhq là số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả của nhóm đó, đó làmột số quy đổi gồm có nhq thiết bị có công suất định mức và có chế độ làm việcnhư nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêu thụ thực bởi n thiết bị tiêuthụ trên Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả được xác định một cách tương đốichính xác.

Phương pháp xác định phụ tải theo từng nhóm máy i theo số thiết bị dùng điệncó hiệu quả nhq .

nhq= (∑i =1n Pđ mi¿2/ ∑i =1n (Pđ mi)2 điều kiện n nhỏ hơn hoặc bằng

Nếu tất cả các thiết bị tiêu thụ của nhóm đều có công suất định mức như nhauthì Pđ m : nhq = (nPđ mi)2/nPđmi2 =n

Nếu các hộ tiêu thụ của nhóm có công suất định mức khác nhau thì : nhq< n

Nếu số thiết bị trong nhóm n>5 thì ta xác định số thiết bị tiêu thụ điện năng cóhiệu quả như sau :

Số thiết bị hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làmviệc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm thực tế Ta tiến hànhcác bước sau :

- Xác định số thiết bị n trong nhóm.

- Xác định thiết bị có công suất lớn nhất Pmax , đồng thời tính 0,5 Pmax.

- Xác định n1 thiết bị với thiết bị có công suất Pđmi ≥ 0,5 Pmax.- Xác định tổng công suất của các thiết bị trong nhóm ∑i =1n Pđmi

- Xác lập công suất của thiết bị - Lập tỉ số :

n* = n 1n (1) ; P* = ∑i =1n1 Pđmi / ∑i =1n Pđmi (2)

Từ công thức (1) (2) ta tìm được n* P* ( tra bảng 3-1 , trang 36 Cung cấpđiện – Nguyễn xuân phú ) ta sẽ xác định được giá trị n*

hq .- Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả là nhq = n*

Hệ số sử dụng ksd : trong điều kiện vận hành bình thường ,công thức tiêu thụ thực tế của thiết bị thường bé hơn giá trị định mức của nó Do đó hệ số sử dụng dùng để đánh giá công suất tiêu thụ được.

Ksd = ∑i=1n Ksφdi Pđmi∑i=1n Pđmi

 Xác định phụ tải tính toán của nhóm :

Công suất tác dụng : Ptt = kmax ∑i =1n ksdiPđmi.

Hệ số công suất trung bình là :

φ 1+¿P2

cosφ 2+ …… … +¿Pncosφn

P1 +¿P2+… +¿¿¿ ¿¿

Công suất phản kháng : Qtt = Ptt tanφ.Công suất biểu kiến : Stt = √Ptt2

3.4.Xác định phụ tải theo phương pháp hệ số sử dụng Ksd , hệ số đồng thờiKđt.

Tất cả các tải riêng biệt thường không vận hành hết công định mức ở cùngmột thời điểm Hệ số sử dụng Ksd và hệ số đồng thời Kdt cho phép xác định côngsuất và công suất biểu kiến lớn nhất.

Hệ số sử dụng lớn nhất Ksd dung để dánh giá trị công suất tiêu thụ thực tế,áp dụng cho từng tải riêng biệt nhất là động cơ vì chúng hiếm khi chạy đầy tải.

Hệ số đồng thời Kđt được dùng cho một nhóm tải vì sự vận hành đồng thờicủa các tải ít khi xảy ra.

Ta có công thức xác định:

Công suất tác dụng : Ptt = Kđt ∑i =1nKsφdi Pđmi

Công suất phản kháng : Qtt = Ptt tanφtb

Công suất biểu kiến : Stt = Ptt

cosφtb = √Ptt2+Qtt2.

Dòng điện tính toán: Itt = Stt√3 Uđ m

Trong đó:

Ptt : Công suất tác dụng tính toán Qtt: Công suất phản kháng tính toán Stt: Công suất biểu kiến tính toánItt: Dòng điện tính toán

Nếu hệ số Cosφ công suất các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì taphải tính hệ số công suất Cosφtb, từ đó suy ra tgφ tương ứng với Cosφ:

φ 1+¿P2

cosφ 2+ …… … +¿Pncosφn

P1 +¿P2+… +¿¿¿ ¿¿

Trong phạm vi thiết kế công cấp điện của đồ án này tao chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số dồng thời Kđt.

4 Tính phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí.

Ta có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán, trong phạm vi đồ ánnày ta xác định phụ tải tính toán theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số đồng thời Kđt.

Bảng 2-2: bảng hệ số đồng thời cho tủ phân phối ( theo IEC 60439) sáchcung cấp điện của thầy Nguyễn Khoa Đồng Khánh.

Tủ được kiểm nghiệm toàn bộ từ 6 đến 9

4.1 Tính toán phụ tải cho nhóm 1 ( Tủ ĐL1 ):

Bảng 2-3: bảng số liệu thiết bị của nhóm 1:

NHÓM 1

16 Máy mài 1.2 1 1.7 0.80 0.60 3 pha

 Phụ tải tính toán của nhóm 1:

Nhóm 1 có 24 thiết bị, dựa vào bảng 2-3 ta chọn Kđt = 0,6,Công suất tác dụng tính toán:

Ptt1 = Kđt × ∑24n=1Ksφdi × Pđmi = 0,6 × (0,65 × 1,4 + 0,75 × 2,2 × 2 + 0,7 × 5,5

× 2 + 0,65 × 2+ 0,7× 1,4 + 0,73 × 2,2 + 0,7 × 2,2 + 0,65 × 7,5 + 0,6 × 4 +0,6 × 4 × 2 + 0,6 × 4 × 2 + 0,6 × 4 × 2 + 0,6 × 4 ×2 + 0,6 × 5 + 0,6 × 10

 Công suất phản kháng:

Qtt1 =√¿ ¿ = √¿ ¿ = 26,45 ( KVAr)

 Dòng điện tính toán: ta có Uđm = 380 ( V ) = 0,38 ( kV )Itt1 = Stt 1

√3 × Uđm = 46,20

√3 × 0,38 = 70,19 (A)

4.2.Tính toán phụ tải cho nhóm 2 ( Tủ ĐL2 ):

Bảng 2-4: Bảng số liệu thiết bị của nhóm 2:

NHÓM 2

 Phụ tải tính toán của nhóm 2:

Nhóm 2 có 14 thiết bị, dựa vào bảng 2-3 ta chọn Kđt = 0,6Công suất tác dụng tính toán:

√3 × Uđm = 22,6

√3 × 0,38 = 34,34 (A)

4.3 Tính toán phụ tải cho nhóm 3 (Tủ ĐL3) :

Bảng 2-5: bảng số liệu thiết bị của nhóm 3:

BỊLƯỢNG(kW)NHÓM 3

 Phụ tải tính toán của nhóm 3:

Nhóm 3 có 15 thiết bị, dựa vào bảng 2-3 ta chọn Kđt = 0,6Công suất tác dụng tính toán:

Itt3 = Stt 3

√3 × Uđm = 13,7

√3 × 0,38 = 20,81(A)

4.4 Tính toán phụ tải cho nhóm 4 (Tủ ĐL4):

Bảng 2-5: bảng số liệu thiết bị của nhóm 4:

NHÓM 4

 Phụ tải tính toán của nhóm 4:

Nhóm 4 có 11 thiết bị, dựa vào bảng 2-3 ta chọn Kđt = 0,6Công suất tác dụng tính toán:

¿2× 0,4 ×0,73+ 2× 0,6 ×0,75+2,2 ×0,8+1,7 × 0,8+0,8 × 0,75+2,2× 0,8+3 ×0,8+ 2× 1× 0,79+0,37 ×0,732 × 0,4+2 ×0,6+ 2,2+1,7 +0,8+3+2 ×1+0,37

1.1.1 Các yêu cầu khi thiết kế chiếu sáng:

Ở các công trình xây dựng, ngoài chiếu sáng tự nhiên có sẵn, người ta cònchiếu sáng nhân tạo Ngoài tác dụng nâng cao hiệu quả công việc đang diễn ratrong công trình đó, hệ thống chiếu sáng cũng là một phần của công trình kiếntrúc, nâng cao giá trị thẩm mỹ của công trình.

Việc thiết kế chiếu sáng thường sử dụng các thiết bị điện vì các ưu điểm sau: Là nguồn năng lượng rẻ, sạch, dễ sử dụng.

 Thiết bị chiếu sáng thường sử dụng điện đơn giản, dễ lắp đặt, thuậntiện, giá rẻ,….

 Ánh sáng tạo ra gần giống ánh sáng tự nhiên.

 Để đảm bảo về chất lượng, an toàn và thẩm mỹ khi thiết kế chiếu sáng,người thiết kế phải đảm bảo các yêu cầu sau :

Đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của mắt trong thời gian dài,hạn chế tối đa sự loá mắt.

Đảm bảo sự tương phản giữa vật chiếu sỏng với nền độ tương phản.

1.1.2 Tiờu chuẩn chiếu sỏng.

Tiêu chuẩn chiếu sáng quy định độ chiếu sáng tối thiểu cho các nơi, các loạicông tác khác nhau Tiêu chuẩn đợc xây dựng trên cơ sở cân nhắc về kinh tế, kỹthuật nhằm bảo đảm vừa đủ các yêu cầu đã nêu, độ chiếu sáng tối thiểu đợc quyđịnh căn cứ vào các yêu cầu sau:

-Kích thớc của vật nhìn khi làm việc và khoảng cách của nó tới mắt, haiyếutố này đợc thể hiện thông qua hệ số K :

-Hệ số phản xạ của vật nhìn và nền, nếu hệ số phản xạ lớn thì độ chiếu sángcần nhỏ.

-Cờng độ làm việc của mắt, phụ thuộc vào đặc điểm riêng biệt của từngcông tác Nếu công tác đòi hỏi tập trung thị giác thì đòi hỏi độ chiếu sáng cao.

Ngoài các yếu tố trên khi quy định các quy định chiếu sáng còn xét đến cácyếu tố riêng biệt khác nh sự cố mặt của các vật dễ gây nguy hiểm trong điện côngtác, sự có mặt của các thiết bị tự chiếu sáng

1.2.H th ng chi u ệ thống chiếu ống chiếu ếu sỏng.

Có hai hệ thống chiếu sáng chung và chiếu sáng kết hợp giữa chiếu sángchung và chiếu sáng bộ phận.

-Chiếu sáng chung là hệ thống chiếu sáng mà toàn bộ b mặt lề mặt l àm vi c đệc đ ợcchiếu sáng bằng đèn chung.

+ Ưu điểm là mặt công tác đợc chiếu sáng đều hợp với thị giác, mặtkhác có thể dùng công suất đơn vị lớn, hiệu suất sử dụng cao

+ Nhợc điểm là lãng phí điện năng và chỉ chiếu sáng đợc một phía từđèn tới.

-Chiếu sáng kết hợp là hệ thống chiếu sáng trong đó một phần ánh sángchiếu chung, phần còn lại chiếu riêng cho nơi làm vi c.ệc đ

+ Ưu điểm là độ chiếu sáng ở nơi làm vi c đệc đ ợc nâng cao do chiếusáng bộ phận, có thể điều khiển quang thông theo hớng cần thiết vàcó thể tắt các chiếu sáng bộ phận khi không cần thiết do đó tiết kiệmđiện.

1.3 Phương phỏp tớnh toỏn chiếu sang chi tiết:

 Xỏc định cỏc thụng số kỹ thuật của chiếu sỏng.

 Tớnh tỷ số địa điểm: Đặc trưng cho kớch thước hỡnh học của địa điểm.

 Chọn hệ số suy giảm quang thụng δ1: Tựy loại bong đốn.

 Chọn hệ số suy giảm quang thụng do bụi bẩn δ2: Tựy loại mức độ bụi bẩn. Tớnh tỷ số treo: j=h

 h’: Chiều cao từ bề mặt đốn đến trần. Xỏc định hệ số sử dụng:

Dựa trờn cỏc thụng số: Loại bộ đốn, tỷ số treo, chỉ số địa điểm, hệ số phản xạ trần, tường, sàn ta tra giỏ trị hệ số sử dụng U trong cỏc bảng do nhà chế tạo chosẳn.

Trong trường hợp loại bộ đốn khụng cú bảng cỏc giỏ trị hệ số sử dụng, thỡ ta xỏc định cấp độ đốn đú, rồi tra giỏ trị cú ớch trong cỏc bảng, catalogue về chiếu sỏng Từ đú xỏc định hệ số sử dụng U: U = Ƞdud + Ƞiui

Trong đú:

Ƞd , Ƞi : hiệu suất trực tiếp và giỏn tiếp của bộ đốn.ud , ui : Hệ số cú ớch ứng với nhúm trực tiếp và giỏn tiếp. Xỏc định quang thụng tổng yờu cầu:

Φtổng¿ Etc × S × dU

Số bộ đèn được xác định bằng cách chia quang thông tổng các bộ đèn cho số quang thông một bộ đèn Tùy thuộc vào số bộ tính được ta có thể làm cho lớn hơn hoặc bé hơn để tiện phân chia thành các dãy Tuy nhiên không được vượt quá giới

hạn ( -10÷ 20 0/0 ), nếu không số bộ đèn lựa chọn sẽ không đảm bảo đủ độ rọi yêu

 Phân bố các bộ đèn: Dựa trên các yếu tố:

 Phân bố cho độ rọi đồng đều và tránh chói.

 Đặc điểm kiếm trúc của đói tượng, phân bố đồ đạc.

 Thỏa mãn ccas yêu cầu về khoảng cách tối đa giữa các dãy và giữa các đèn trong một dãy.

 Dẽ dàng vận hành và bảo trì.

 Kiểm tra đội rọi trung bình trên bề mặt làm việc:

N=Nboden× Φtổng× US ×d

Cần kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc ban đầu và một năm sau ứng với bộ đèn ta lựa chọn.

1.4 Sơ đồ nguyên lý chiếu sáng.

1.5.Tính toán chiếu sáng chi tiết cho phân xưởng.

Tùy thuộc vào đặc điểm của từng loại hình nhà xưởng sản xuất (xưởng may, xưởng sản xuất đồ gỗ, xưởng sản xuất cơ khí, kho lưu hàng…) mức độ và yêu cầu chiếu sáng sẽ khác nhau Vì vậy khi thiết kế cần nghiên cứu kỹ lưỡng đặc điểm, tính chất của nhà xưởng và nhu cầu sử dụng của từng khu vực trong nhà xưởng đó một cách rõ ràng để lựa chọn mức độ chiếu sáng phù hợp cũng như đưa ra giải pháp phù hợp Khi thiết kế chiếu sáng nhà xưởng cơ khí cần lưu ý một số yêu cầu sau:

 Lựa chọn mức độ chiếu sáng phù hợp theo từng khu vực trong nhà xưởng (tham khảo bảng tiêu chuẩn kỹ thuật);

 Nghiên cứu tính chất, đặc điểm của xưởng sản xuất để lựa chọn: nguồn sáng, màu sắc ánh sáng, tuổi thọ phù hợp; thiết bị có khả nănghạn chế chói loá, cấp bảo vệ bụi, nước (IP), khả năng chống va đập, nhiệt độ, độ rung, độ ồn phù hợp.

 Đối với các xưởng thông thường, giải pháp chiếu sáng thông thườnglà chiếu sáng trực tiếp (đèn lắp trên trần, xà, cột, chiếu xuống) Tuy nhiên có một số xưởng có cao độ lớn, không có khả năng lắp đặt đèn hoặc khó khăn trong việc vận hành bảo dưỡng có thể sử

dụng giải pháp chiếu sáng gián tiếp (sử dụng các đèn pha lắp ở cao độ thấp chiếu lên các tấm gương lắp phía trên khu vực cần chiếu); Việc điều khiển: nên điều khiển theo từng vùng, vị trí đóng cắt thuận

tiện, thiết kế thêm các ổ cắm di động phục vụ các thiết bị chiếu sáng cầm tay Ngoài ra, cần lưu ý đến hệ thống chiếu sáng sự cố và chiếu sáng dự phòng.

Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí đạt hiệu quả kinh tế, đúng nhu cầu chiếu sáng, tiết kiệm điện năng, giảm chi phí các thiết bị chiếu sáng, ta chia phân xương ra làm 8 khu vực chiếu sáng theo chức năng:

 Khu vực làm việc chính: Nhóm 1, 2, 3, 4. Khu vực làm việc phụ: Lối đi.

 Khu vực phòng làm việc: Văn phòng.

 Các bảng tra tính toán chiếu sáng

Model Đầuđèn

Màu ánhsáng

Hiệu xuấtquang(Lm/W)

Hệ sốtruyềnmàu

1.5.1 Thiết kế chiếu sáng cho khu vực văn phòng.

 Khu vực chiếu sáng văn phòng ( Tủ chiếu sáng TTG1 ):Bước 1: Kích thước:

Chiều dài: a = 10 (m),Chiều rộng: b = 5 (m),Chiều cao: h = 5 (m) , Diện tích : S = 50 (m2)

Bước 2: chọn màu sơn, hệ số phản xạ : ( tra bảng 3-1 )

Trần : thạch cao hệ số phản xạ trần : ρtr = 0,85Tường : vàng nhạt hệ số phản xạ tường : ρt = 0,5Sàn : gạch hệ số phản xạ sàn : ρs = 0,2

Bước 3: Chọn độ rọi yêu cầu: Tra bảng 10-11 sách cung cấp điện thầy

Nguyễn Khoa Đồng Khánh ta chọn độ rọi yêu cầu : Etc = 300 (lux).

Bước 4 : Chọn hệ số chiếu sáng chung đều: vì tất cả mọi nơi trong phòng đều

được chiếu sáng.

Bước 5: Chọn nhiệt độ màu: tra bảng 3-2 với Etc = 300 lux thì ta chọn

Tm = 2900 ÷ 42000K Ở đây ta chọnTm= 30000K

 Quang thông của bộ : Φb = 6000 (lm) Hiệu xuất quang 1 bóng : 75 (Lm/W).

Tỉ số treo J = h'

+htt = 0+4,20 = 0

Bước 11: Hệ số sử dụng: Dựa vào hệ số phản xạ của tường, nền và chỉ số địa

điểm K, tỉ số treo j Trang bảng 10-6 sách cung cấp điện thầy Nguyễn KhoaĐồng Khánh Ta chọn hệ số sử dụng U = 0.95

Bước 12 : Quang thông tổng

Kết luận: số bộ đèn thỏa ( nằm trong khoảng -10% đến 20%)

Bước 15: Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc

Etb = Nbộ× Φ1 bộ× U

S × d = 4 × 6000× 0,9550 ×1,4 =¿325,7 (lux) (Etb ¿Etc nên thỏa mãn).

Bước 16: Công suất của các bộ đèn:

 Công suất của đèn huỳnh quang ( tuýp) bao gồm công suất bóng cộng

công suất Ballast ( Pđèn + Pballast )

 Nếu không có công suất của Ballast thì lấy Pballast = 25 0/0 Pđèn.

 Dòng điện được tính theo biểu thức: I = PUđèn+Pballasφt

p× cosφ

- Up = 220 (V) điện áp pha đưa vào bộ đèn.- cos φ = 0,6 khi không có tụ bù cos φ.

- cos φ = 0,86 nếu có tụ bù cos φ

- cos φ = 0,96 nếu dùng Ballast điện tử.Công suất tác dụng:

Ta không có công suất Ballast thì ta lấy Pballast = 25 0/0 Pđèn = 25 0/0× 40 = 10 (W)

Pcs = Nbộ׿Pđèn +Pballast ) = 4 ×2× (40 +10 ) = 400(W) = 0,4 (kW) Công suất phản kháng:

Qcs = Pcsvp × tanφ

Đèn huỳnh quang dùng Ballast điện tử ta chọn cosφ = 0.96 → tanφ = 0.292

→Qcs = Pcs × tanφ = 0,4× 0,292 = 0,12 (kVAr) Công suất biểu kiến:

Scs =√Pcsφ2+Qcsφ2= 0,42 (kVA). Dòng tính toán

Ics = Scsφvp

Up = 0,42× 103

220 = 1,9 (A)

Bước 17: phân bố các bộ đèn:

Gồm 4 bộ đèn, ta chia làm 2 dãy, mỗi dãy 2 bộ.

Khoảng cách từ dãy ngoài cùng đến tường bằng 0.4 lần khoảng cách giữa cácdãy.

Khoảng cách giữa các dãyLngang = 1,810 = 5,56 (m)

→ khoảng cách từ tường đến đèn: 0,4× Lngang = 0,4 × 5,56 = 2,22 (m).

Khoảng cách giữa 2 đèn trong dãyLdọc = 1,85 = 2,78 (m).

→ khoảng cách từ tường đến đèn: 0,4× Ldọc = 0,4 × 2,78 = 1,11 (m).

Ta trang bị 4 ổ cấm loại 10A, với cos φtb = 0,8→ tagφ = 0,75 Hệ số đồng thời của ổ cấm Kđt = (0,1÷ 0,2), chọn Kđt = 0,2.Hệ số sử dụng của ổ cấm Ksd = (0,7÷ 0,8), chọn Kđt = 0,8.

Sttoc = √¿ ¿ = √¿ ¿ = 1,4 kVA

 Tính toán công suất máy điều hòa cho văn phòng

Ta có V(m3) là thể tích phòng, vậy thể tích của phòng là: V = a × b × h = 10 × 5 × 5 = 250 m3

Ta có HP là công suất điện, mà 1HP = 750 W công suất điện bằng 9000 BTU/hcông suất lạnh Mà ta có 1m3 = 200BTU, vậy 1HP = 9000200 = 45m3 Vậy công suấtcủa phòng lạnh của phòng là:

Pl = 250m3 = 5HP = 3,75 (kW).

Vậy ta chọn 3 máy lạnh LG S12EN1 _1.5 HP

 Phụ tải tính toán toàn văn phòng ( Tủ TTG1) :

 Công suất tính toán của văn phòng:

Vì có 3 nhóm phụ tải nên ta chọn Kđt = 0,9 ( theo bảng 2-2 ).

1.5.2 Khu vực chiếu sáng làm việc chính:

1.5.2.1 Tính toán chiếu sáng khu vực nhóm 1 (Tủ TGG2):

Tính toán chiếu sáng khu vực nhóm 1 ta sử dụng phương pháp chiếu sáng cục bộ,chiếu sáng trên từng thiết bị sản xuất.

 Kích thước: Dựa vào sơ đồ phân chia khu vực chiếu sáng.

Chiều dài: a = 21 (m),Chiều rộng: b = 13 (m),Chiều cao: h = 7 (m) , Diện tích : S = 273 (m2)

 Chọn màu sơn, hệ số phản xạ : ( tra bảng 3-1 )

Dùng chóa phản quang Duhal LBB 240: hệ số phản xạ ρ = 0,9Tường : vàng crème hệ số phản xạ tường : ρt = 0,7

Sàn : xi măng hệ số phản xạ sàn : ρs = 0,4

 Chọn độ rọi yêu cầu: Tra bảng 10-11 sách cung cấp điện thầy Nguyễn

Khoa Đồng Khánh: bảng độ rọi yêu cầu trên bề mặt làm việc thì độ rọi yêu cầu của phân xưởng cơ khí là 200lux ÷ 750 lux Ở đây ta chọn: Etc = 400 (lux).

 Chọn hệ số chiếu sáng chung đều và chiếu sáng cục bộ: vì cần tập

chung chiếu sáng cho những nơi làm việc cụ thể, và một số nơi làm việc phụ.

 Chọn nhiệt độ màu: tra bảng 3-2 với Etc = 400 lux thì ta chọn

Tm = 3100 ÷ 51000K Ở đây ta chọnTm= 40000K Chọn bóng đèn :

Ta chọn đèn huỳnh quang ở bảng 3-3

Quang thông của 1 bóng : Φđ = 3000(lm)Công suất của bóng : Pđ = 40 (W)

Chỉ số màu : Ra = 74 Chọn bộ đèn :