thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy bay

Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Phần I Thiết kế cung cấp điện Cho Nhà máy chế tạo máy bay Chơng I: Giới thiệu chung Đất nớc ta bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá đại hoá Công nghiệp giữ vai trò đặc biệt quan trọng Điện đợc sản xuất dùng xí nghiệp công nghiệp khoảng 70% Chính việc đảm bảo cung cấp điện cho xí nghiệp quan trọng cần thiết yếu tố quan trọng định đến chất lợng, suất sản phẩm ảnh hởng đến kinh tế quốc dân Nhiệm vụ đặt đồ án tốt nghiệp em thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy bay Công nghiệp khí nói chung nhà máy chế tạo máy bay nói riêng ngành sản xuất quan trọng kinh tế quốc dân Trong nhà máy chế tạo máy bay có nhiều hệ thống phân xởng khác đa dạng, phong phú phức tạp nh hệ thống phân xởng đúc kim loại đen, hệ thống phân xởng Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện gia công thân động Các hệ thống phân xởng có tính công nghệ cao đại mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lợng độ tin cậy cao Tổng thể nhà máy có 10 phân xởng, với tổng công suất đặt Pđặt = 10220(kW) đợc xây dựng diện tích S = 66100(m2) nhà xởng Nhà máy chế tạo máy bay có đặc điểm công nghệ nh sau: - Các phân xởng có công suất đặt lớn - Các máy móc tận dụng mức độ cao, nhà máy tổ chức làm việc ca đồ thị phụ tải tơng đối phẳng, hệ số đồng thời phụ tải cao khoảng 0,85 - 0,9 hệ số nhu cầu cao - Nguồn cung cấp nhà máy đợc lấy từ trạm biến áp trung gian quốc gia có công suất vô lớn - Dung lợng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp khu vực 250MVA - Đờng dây cung cấp điện cho nhà máy dùng loại AC - Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy 15 Km Bảng 1-1: Số liệu phân xởng Số mặt Tên phân xởng Công suất đặt kW Diện tích m2 Phân xởng đúc kim loại đen 2500 4500 Phân xởng đúc kim loại màu 1700 4550 Phân xởng gia công thân động 1220 4550 Phân xởng gia công chi tiết động 950 5250 Phân xởng lắp ráp thử nghiệm động 1100 3900 Phân xởng dập khuôn vỏ máy bay 1000 4500 Phân xởng bọc thân máy bay 750 9900 Phân xởng sửa chữa khí Phân xởng lắp ráp khung máy bay 400 8500 10 Phân xởng lắp ráp máy bay 600 18200 2250 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Sơ đồ mặt nhà máy Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện 10 Bảng 1-2: Danh sách thiết bị phân xởng sửa chữa khí STT Tên thiết bị Số lợng Nhãn hiệu Công suất kW I6I6 4,5 Bộ phận máy Máy tiện ren Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Máy tiện tự động T-IM 5,1 Máy tiện tự động 2A-62 14,0 Máy tiện tự động I615M 5,6 Máy tiện tự động 2,2 Máy tiện rê vôn ve IA-I8 1,7 Máy phay vạn 678M 3,4 Máy phay ngang 1,8 Máy phay đứng 6H82 14,0 10 Máy phay đứng 6H-12 7,0 11 Máy mài 2,2 12 Máy bào ngang 7A35 9,0 13 Máy xọc LII3A 8,4 14 Mỗc xọc 7417 2,8 15 Máy khoan vạn A135 4,5 16 Máy doa ngang 2613 4,5 17 Máy khoan hớng tâm 4522 1,7 18 Máy mài phẳng CK-371 9,0 19 Máy mài tròn 3153M 5,6 20 Máy mài 3A24 2,8 21 Máy mài dao cắt gọt 3628 2,8 22 Máy mài sắc vạn 3A-64 0,65 23 Máy khoan bàn HC-12A 0,65 24 Máy ép kiểu trục khuỷu K113 1,7 25 Tấm cữ 26 Tấm kiểm tra Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện 27 Má mài phá 3M634 3,0 28 Ca tay 1,35 29 Ca máy 872 1,7 30 Bàn thợ nguội 1,7 Bộ phận nhiệt luyện 31 Lò điện kiểu buồng H-30 30,0 32 Lò điện kiểu đứng -25 25,0 33 Lò điện kiểu bể B-20 30,0 34 Bể điện phân 21 10,0 35 Thiết bị phun cát 331 36 Thùng xói rửa 37 Thùng 38 Máy nén 39 Tấm kiểm tra 40 Tủ điều khiển lò điện 41 Bể 42 Bể chứa -C576 Bộ phận sửa chữa 43 Máy tiện ren IX620 10,0 44 Máy tiện ren 1A-62 7,0 45 Máy tiện ren 1616 4,5 46 Máy phay ngang 680 2,8 47 Máy phay vạn 678 48 Máy phay 32 49 Máy xọc 7417 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện 50 Máy bào ngang 7,6 51 Máy mài tròn 7,0 52 Máy khoan đứng 1,8 53 Búa khí nén -412 10,0 54 Quạt 3,2 55 Lò tăng nhiệt 56 Thùng 57 Biến áp hàn CT 24 24 58 Máy mài phá 3T-634 3,2 59 Khoan điện -54 0,6 60 Máy cắt 872 1,7 61 Tấm cữ 62 Thùng xói rửa 63 Bàn thợ nguội 64 Giá kho Bộ phận sửa chữa điện 65 Bàn nguội 0,5 66 Máy dây 0,5 67 Bàn thí nghiệm 15,0 68 Bể tẩm có đốt nóng 4,0 69 Tủ sấy 0,85 70 Khoan bàn HC-12A Sơ đồ mặt phân xởng sửa chữa khí 0,65 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện 58 63 64 61 62 57 44 54 Khu lắp ráp 47 Bộ phận rèn 46 56 49 53 55 12 50 45 48 12 13 34 35 67 70 65 17 14 16 10 Bộ phận sửa chữa điện 64 Phòng thử nghiệm Bộ phận máy công cụ 13 69 66 51 30 Bản vẽ mặt số 13 Khu phụ tùng vật liệu 50 43 Bộ phận Sửa chữa 59 43 68 31 18 Kho thành phẩm 31 36 38 19 18 33 41 42 32 40 M 1:10 28 20 30 30 11 38 29 24 15 Phòng kiểm tra kỹ thuật Bộ phận khuôn 28 Bộ phận nhiệt luyện 39 27 25 30 23 Bộ phận mài 30 27 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Đồán tốt nghiệp Chơng II: Thiết kế cung cấp điện Xác định phụ tải tính toán Của phân xởng toàn nhà máy 2.1 Đặt vấn đề Khi bắt tay vào thiết kế hệ thống cung cấp điện nhiệm vụ xác định phụ tải điện công trình Để xác định phụ tải điện cho phân xởng dựa vào máy móc thực tế phân xởng đó, xác định phụ tải toàn xí nghiệp phải xét tới khả mở rộng xí nghiệp tơng lai gần Nh việc xác định phụ tải cho nhà máy giải toán dự báo phụ tải ngắn hạn tức xác định phụ tải công trình sau công trình vào vận hành Phụ tải đợc gọi phụ tải tính toán * Các đại lợng hệ số tính toán: Công suất định mức: Công suất định mức thiết bị điện thờng đợc nhà chế tạo ghi sẵn lý lịch máy nhãn máy Đối với động cơ, công suất định mức công suất trục động Công suất đặt trục động đợc tính nh sau: P Pđ = dm dc Trong đó: - Pđ: Công suất đặt động (kW) - Pđm: Công suất định mức động (kW) - đc: Hiệu suất định mức động Trên thực tế hiệu suất đông tơng đối cao nên coi Pđ Pđm Đối với thiiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại nh: cần trục, máy hàn tính phụ tải điện chúng, phải quy đổi chế độ làm việc dài hạn tức làm việc có hệ số đóng điện tơng đối % = 100% Công thức quy đổi: + Đối với động cơ: Pđm = Pđm + Đối với máy biến áp hàn: Pđm = Sđm.cos Trong đó: + Pđm: Là công suất định mức quy đỗi + %: Hệ số đóng điện tơng đối cho lý lịch máy Phụ tải trung bình (Ptb): Là đặc trng tĩnh phụ tải khoảng thời gian Tổng phụ tải trung bình thiết bị cho ta đánh giá giới hạn phụ tải tính toán Trong thực tế phụ tải trung bình đợc tính theo công thức sau: ptb = P t ; qtb = Q t 10 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Phần ii thiết kế Hệ thống chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa khí thiết kế Hệ thống chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa khí I Khái niệm chung ánh sáng Sóng điện từ: Ta gọi xạ điện từ vật tợng lan truyền đồng thời theo đờng thẳng trờng biểu diễn véctơ cờng độ điện trờng E từ trờng biểu diễn véctơ từ cảm B , chúng có tính chất sau : 118 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện - Sự phân bố trờng theo phơng truyền ký hiệu x xoay chiều hình sin, có bớc sóng tiến hành hai mặt phẳng vuông góc cho x , E , B tạo nên tam diện thuận - Các biên độ trờng điểm tỉ lệ nghịch với khoảng cách từ điểm đến nguồn phát - Sự phân bố trờng điện từ xa nguồn có biên độ suy giảm, có vận tốc phụ thuộc vào môi trờng truyền sóng, gọi vận tốc truyền hay vận tốc pha; thời điểm cho không gian trờng điện từ có tần số dao động v Một nguồn xạ ví dụ mặt trời phát vô số xạ: - Số phơng xung quanh nguồn vô hạn - Với phơng X có vô số mặt phẳng chứa E, B - Trong cặp mặt phẳng chứa E B có vô số sóng điện từ gọi sóng phẳng có bớc sóng Khi đó, vận tốc truyền sóng C = v. (nếu truyền môi trờng chân không hay không khí C = 3.108m/s) Khi có vận tốc truyền sóng, ngời ta chứng minh đợc lợng điện từ truyền tải có quan hệ với tích véctơ E B đợc thể lợng tử hữu hạn tuân theo quy luật học lợng tử Có thể nói cách đơn giản sóng điện từ truyền hạt nhỏ lợng gọi phô-tôn lợng Năng lợng : W = h.v Trong : h số Blank lấy 6,6.10-34J/Hz Bức xạ, ánh sáng, màu sắc: Mọi vật thể nhiệt độ >(0K) không ngừng xạ lợng vào không gian xung quanh dới dạng sóng điện từ Các sóng mang theo hạt lợng lực nhỏ, gọi phôton Tuy nhiên có phần xạ phạm vi bớc sóng hẹp từ 380nm đến 780nm gây mắt cảm giác sáng đợc gọi ánh sáng Mắt ngời cảm thụ ánh sáng, màu sắc: a Mắt ngời: Mắt ngời quan cảm thụ ánh sáng có khả chuyển đổi không tuyến tính thay đổi theo thời gian Các kích thích quang học thành tín hiệu điện để truyền lên não tạo tợng gọi là: Sự nhìn b.Sự nhìn: Trên võng mạc có tế bào thần kinh (các tế bào quang điện) đợc nối lên não qua dây thần kinh thị giác nhờ tín hiệu thần kinh (điện) đợc truyền lên não tơng thích với kích thích thị giác II Thiết kế chiếu sáng 119 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Đặt vấn đề: Trong xí nghiệp nào, chiếu sáng tự nhiên có chiếu sáng nhân tạo Hiện ngời ta thờng dùng điện để chiếu sáng nhân tạo Sở dĩ nh chiếu sáng điện có nhiều u điểm: thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện giá thành rẻ, tạo đợc ánh sáng gần giống ánh sáng tự nhiên Trong phân xởng xí nghiệp ánh sáng không đủ, công nhân phải làm việc trạng thái căng thẳng, hại mắt, hại sức khoẻ, kết gây hàng loạt phế phẩm suất lao động giảm v.v Ngoài có nhiều công việc tiến hành đợc thiếu ánh sáng ánh sáng không gần giống với ánh sáng tự nhiên Trong thiết kế chiếu sáng vấn đề quan trọng phải quan tâm đáp ứng nhu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng thị giác, độ hiệu chiếu sáng phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, lựa chọn hợp lý chao chụp đèn, bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo kinh tế kỹ thuật vừa đảm bảo mỹ quan Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: - Không bị loá mắt: Vì cờng độ ánh sáng làm cho mắt có cảm giác loá, thần kinh căng thẳng, thị giác bị xác - Không loá phản xạ: số vật công tác có tia phản xạ mạnh trực tiếp Do bố trí đèn cần phải ý tránh tợng - Không có bóng tối: nơi sản xuất, phân xởng không nên có bóng tối mà phải sáng đồng đều, quan sát đợc toàn phân xởng Muốn khử bóng tối cục thờng sử dụng bóng mờ treo cao đèn - Phải có độ rọi đều: Để quan sát từ nơi qua nơi khác, mắt không bị điều tiết nhiều, gây mỏi mắt - Phải tạo đợc ánh sáng giống ánh sáng ban ngày: Để thị giác đánh giá đợc xác Phân loại hình thức chiếu sáng 2.1 Chiếu sáng chung, chiếu sáng cục chiếu sáng hỗn hợp a Chiếu sáng chung: Là hình thức chiếu sáng tạo độ rọi đồng toàn diện tích sản xuất phân xởng Trong trờng hợp chiếu sáng bóng đèn đợc treo cao trần nhà theo quy luật để tạo độ rọi đồng phân xởng: Dới trình bày số phơng pháp bố trí đèn: Chiếu sáng chung đợc dùng phân xởng có diện tích làm việc rộng, có yêu cầu độ rọi gần nh tai điểm bề mặt Chiếu sáng chung đợc sử dụng phổ biến nhiều nơi mà trình công nghệ không đòi hỏi mắt phải làm việc căng thẳng nh phân xởng rèn, mộc, hành lang, đờng Chiếu sáng chung, đèn thờng đợc bố trí theo hai cách: 120 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện + Phân bố bóng đèn cách bố trí bóng đèn theo quy luật định để đạt đợc độ rọi toàn diện tích Phơng pháp hay dùng phân xởng có máy giống nhau, máy phân bố toàn diện tích phân xởng + Phân bố chọn lọc bố trí đèn nơi thích hợp để tạo ánh sáng có lợi cho ngời công nhân vận hành cụm máy tập trung Cách thờng dùng phân xởng có máy móc phân bố máy treo cao gây nên khoảng tối phân xởng b Chiếu sáng cục bộ: nơi cần quan sát xác, tỉ mỉ, cần phân biệt rỏ chi tiết v.v cần có độ rọi cao làm việc đợc Muốn phải sử dụng phơng pháp chiếu sáng cục bộ, nghĩa đặt đèn gần nơi quan sát Vì để gần ta cần bóng đèn có công suất bé tạo nên độ rọi lớn bề mặt chi tiết cần quan sát, giảm đợc chi phí vốn đầu t Chiếu sáng cục thờng dùng để chiếu sáng chi tiết gia công máy công cụ, chiếu sáng phận kiểm tra Tại nơi chiếu sáng chung thờng không đủ độ rõi cần thiết nên phải sử dụng thêm chiếu sáng cục Các loại đèn chiếu cục máy công cụ đèn cầm tay di động thờng dùng với điện áp 36V hay 12V c Chiếu sáng hỗn hợp: Là hình thức chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung chiếu sáng cục Chiếu sáng hỗn hợp đợc dùng phân xởng có công việc thuộc cấp I, II, III ghi bảng phân cấp công việc Nó đợc dùng cần phân biệt màu sắc, độ lồi lõm, hớng sáp xếp chi tiết v.vChiếu sáng hỗn hợp thờng đợc dùng phân xởng gia công nguội, phân xởng khuôn mẫu, đúc nhà máy khí 2.2 Chiếu sáng làm việc chiếu sáng cố Ngoài hệ thống chiếu sáng làm việc phải đặt thêm hệ thống chiếu sáng cố Độ rọi hệ thống chiếu sáng cố phải thiết kế lớn 10% độ rọi hệ thống chiếu sáng làm việc nơi hệ thống chiếu sáng làm việc bị điện mà co khả phát sinh cháy nổ, gây nguy hiểm ảnh hởng đến trị, kinh tế cần đặt hệ thống chiếu sáng cố đảm bảo cho công nhân tiếp tục làm việc thời gian chờ sửa chữa Khi chiếu sáng làm việc điện, cần phân tán ngời khỏi phân xởng để tránh tai nạn đèn chiếu sáng cố phải đặt nơi máy quay, hố dầu, cầu nối v.v Độ rọi đèn không đợc nhỏ 0,1 lux Điện cung cấp cho hệ thông chiếu sáng cố phải lấy nguồn dự trữ nguồn ắc quy Hệ thống chiếu sáng cố phải làm việc đồng thời với hệ thống chiếu sáng làm việc phải có thiết bị tự động đóng để đa hệ thống chiếu sáng cố vào làm việc hệ thống chiếu sáng làm việc bình thờng xẩy cố điện Các đèn thuộc hệ thống chiếu sáng cố cần đánh dấu riêng để tiện kiểm tra 2.3 Chiếu sáng nhà, chiếu sáng trời đặc điểm phụ tải chiếu sáng Chiếu sáng nhà trình bày mục Chiếu sáng trời chiếu sáng khu vực làm việc trời nh sân bãi, đờng đi, nơi bốc đỡ hàng hoá vật liệu v.v Chiếu sáng trời chịu ảnh hởng yếu tố khí hậu nh sơng mù, ma, bụi, khói v.vvì thiết kế chiếu sáng trời cần ý đến yếu tố 121 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Đặc điểm phụ tải chiếu sáng phẳng với hệ số nhu cầu (k nc= 0,9-1) gần Phụ tải chiếu sáng phụ thuộc vào mùa vĩ độ địa lý Mùa hè chậm tối chóng sáng nên thời gian dùng đèn ngắn so với mùa đông vùng thuộc vĩ độ cao phải dùng đèn nhiều vùng vĩ độ thấp vùng núi cao nhiều ma, nhiều sơng mù phải dùng đèn nhiều vùng đồng Vì lúc thiết kế chiếu sáng phải ý đến đặc điểm Bóng đèn chao đèn 3.1 Bóng đèn Hiện ngời ta dùng phổ biến loại bóng đèn: bóng đèn dây tóc bóng đèn hình quang a Bóng đèn dây tóc Bóng đèn dây tóc đợc dùng rộng rãi chế tạo đơn giản, lắp ráp đơn giản Đèn dây tóc dựa sở xạ nhiệt Khi dòng điện qua sợi dây tóc, dây tóc phát nóng phát quang Dây tóc thờng dùng dây Vônfram, Tungsten vặn xoắn ốc để thẳng mắc dích dắc cực phụ hai cực đèn Nhiệt độ bóng đèn lên tới 2500 30000C Trong bóng đèn có chứa loại khí trơ khí chân không Thông số đèn gồm: điện áp, công suất, quang thông, hiệu suất quang tuổi thọ đèn Đặc tính đèn phụ thuộc nhiều vào điện áp đặt hai đầu cục bóng đèn Khi điện áp đặt vào đèn tăng cao dòng điện, nhiệt độ, quang thông hiệu suất quang tăng Nhng dây tóc bốc nhiều tuổi thọ đèn giảm nhanh Khi điện áp giảm có tợng ngợc lại Do để đảm bảo tuổi thọ định mức, hiệu suất quang tốt, điện áp đặt lên hai cực đợc dao đọng phạm vi + 2,5% * Ưu điểm đèn dây tóc: + Chế tạo đơn giản + Nối trực tiếp vào lới điện + Kích thớc nhỏ + Bật sáng + Giá thành thấp + Tạo màu sắc ấm áp * Nhợc điểm đèn dây tóc: + Tính đèn thay đổi đáng kể theo biến thiên điện áp + Tiêu thụ nhiều điện + Phát nóng b Bóng đèn hình quang Nguyên lý phát quang đèn hình quang dựa sở phóng điện chất khí Sau rút chân không, ngời ta nạp vào bóng khí Argôn thuỷ ngân Phía ống bôi lớp huỳnh quang Hai điện cực hai đầu ống 122 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Khi điện áp đặt vào hai đầu cực đèn đủ lớn xẩy trình phóng điện Các sóng điện từ tần số cao phóng qua, phóng lại hai điện cực bóng đèn đồng thời sóng đập vào lớp bột hình quang vách bóng đèn làm phát tia xạ thứ cấp bớc sóng mà mắt ngời cảm nhận đợc * Ưu điểm đèn hình quang: + Hiệu suất quang lớn, dùng nơi cần độ rọi lớn + Thành phần quang phổ lớn, diện tích phát quang lớn + Tuổi thọ cao, phát nóng + Khi điện áp thay đổi phạm vi cho phép quang thông thay đổi ít(1%) * Nhợc điểm đèn hình quang: + Chế tạo phức tạp, giá thành cao, Cos thấp + Quang thông phụ thuộc nhiệt độ, phạm vi phát quang phụ thuộc vào nhiệt độ Hiện đèn hình quang đợc sử dụng rộng rãi có mẫu mã phong phú 3.2 Chao đèn Chao đèn phận bọc bọc bóng đèn Nó đợc dùng để phân phối lại quang thông mọt cách hợp lý theo yêu cầu định Chao đèn có tác dụng bảo vệ cho mắt khỏi bị chói, bảo vệ cho bóng khỏi bị va đập, bụi bám phá huỷ khí ăn mòn v.v Chao đèn có tác dụng làm tăng vẻ đẹp hệ thống chiéu sáng Nhờ có loại chao đèn khác nên ngời ta phân bố quang thông đèn theo yêu cầu khác Theo yêu cầu chiếu đều, quang thông đèn đợc phân bố hớng theo chiếu sâu, chiếu rộng chiếu hẹp Khi cần tập trung chiếu sáng vào vùng phải dùng hình thức chiếu sáng sâu hẹp Chao đèn có hai tiêu chủ yếu hiệu suất góc bảo vệ: + Hiệu suất chao đèn: tỷ số quang thông đèn có chao quang thông thân bóng đèn, chao đèn hấp thụ số quang thông nguồn sáng nên hiệu suất chao đèn khoảng 0,5 0,9 + Góc bảo vệ (): Góc bảo vệ lớn tác dụng làm chói mắt nhỏ ngợc lại Góc bảo vệ đợc tính nh sau: tg = h r+R + : góc bảo vệ + h: khoảng cách từ sợi dây tóc đén mép chao đèn + r: bán kinh vòng dây sợi đốt đèn + R: bán kính miệng chao đèn Góc bảo vệ cần lớn bé tuỳ thuộc vào đặc điểm nơi làm việc Theo cách phân bố quang thông nguồn sáng ta chia chao đèn ba loại Chao đèn trực tiếp, chao đèn phản xạ chao đèn khuếch tán Chao đèn trực tiếp tập trung Trong đó: 123 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện 90% quang thôngcủa nguồn sáng phía dới Ngợc lại chao đèn phản xạ tập trung 90% quang thông lên phía phản xạ trở xuống Chao đèn khuếch tán tạo ánh sáng khuếch tán không chiếu sáng trực tiếp Trình tự thiết kế chiếu sáng Trong trình thiết kế, ta thiết kế cho hệ thông chiếu sáng nhân tạo không gian kín Một cách tổng quát thiết kế chiếu sáng thông qua giai đoạn: - Thiết kế sơ giải pháp hình học không gian chiếu sáng vị trí đặt thiết bị chiếu sáng - Kiểm tra độ rọi khác đợc thực cách xác cách sử dụng tiêu chuẩn để kiểm tra mức độ tiện nghi thiết bị * Thiết kế chiếu sáng đợc tiến hành theo trình tự sau: Chọn độ rọi Chọn độ rọi ngang chung bề mặt làm việc, gọi bề mặt hữu ích có độ cao trung bình 0,85m so với mặt sàn Độ rọi phụ thuộc vào chất địa điểm vào tính thị giác liên quan đến tính chất công việc đến độ mỏi mắt ngời lao động liên quan đến môi trờng chiếu sáng, thời gian sử dụng hàng ngày Đối với thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa khí nhà máy chế máy bay ta lấy độ roi trung bình cần thiết là: 200lux Chọn loại đèn Việc lựa chọn đèn thích hợp số loại đèn trình bày phần là: đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang theo tiêu chuẩn sau: - Hiệu suất ánh sáng đèn - Chỉ số màu IRC - Nhiệt độ màu (biểu đồ Kruithof) - Việc sử dụng tăng cờng hay gián đoạn địa điểm - Tuổi thọ đèn Do cần phải loại trừ liên tiếp, tạm thời bỏ qua công nguồn Chọn kiểu sáng đèn Thờng gặp kiểu chiếu sáng trực tiếp (hơn 90% ánh sáng chiếu xuống dới) bán trực tiếp (từ 60% đến 90% ánh sáng chiếu xuống dới) Kiểu chiếu sáng phụ thuộc vào chất địa điểm có tính đến khả phản xạ thành Chọn chiều cao đèn Gọi h chiều cao đèn so với bề mặt hữu ích h khoảng cách từ đèn đến trần nhà ta xác định tỷ số treo J nh sau: J= h' h + h' Với : h 2.h J Thờng nên chọn h cực đại vì: - Các đèn thờng xa với tờng theo chiều ngang, làm giảm nguy loá 124 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện - Các đèn có công suất lớn có hiệu ánh sáng tốt - Các đèn cách xa giảm đợc số đèn Bố trí đèn Sự đồng độ rọi bề mặt hữu ích phụ thuộc vào: Cách chùm tia sáng đèn giao cách khoảng n bề mặt hữu ích Độ đồng ánh sáng (độ rọi) mặt phẳng làm việc tiêu chất lợng quan trọng phụ thuộc: - Loại đèn - Khoảng cách đèn - Hệ số phản xạ tờng bên trần, đóng vai trò nh nguồn sáng thứ cấp Quang thông tổng a Hệ số sử dụng: Hệ số sử dụng kí hiệu k sd tỷ số gữa quang thông nhận đợc bề mặt hữu ích tổng quang thông khỏi đèn Tỷ số phụ thuộc vào: - Cấp đèn, nghĩa phân bố quang thông bề mặt hữu ích tờng, trần - Các hệ số phản xạ đợc đo dụng cụ đo độ rọi đợc ớc lợng bảng màu chuẩn cho giá trị trung bình tờng trần - Kích thớc hình học địa điểm đặc trng tỷ số gọi số phòng: = a.b h (a + b) Trong đó: - a: chiều rộng phòng cần chiếu sáng - b: chiều dài phòng cần chiếu sáng - h: chiều cao hữu ích Do hệ số ksd đợc xác định nhờ bảng hệ số sử dụng b Hệ số suy giảm Sự già hoá đèn nh cáu bẩn chúng làm thay đổi chất lợng quang học đèn dẫn đến việc cần đa vào sử dụng thiết bị có độ rọi thoả mãn năm làm việc thời gian cần thiết để lau chùi thiết bị chiếu sáng Tính đến việc giảm quang thông đèn để bù lại suy giảm cần sử dụng hệ số bù , thờng 1,25 1,6 c Quang thông tổng đèn Tập hợp đèn phát xạ quang thông tổng t: t = E.S d k sd + i k sdi Trong đó: - S: Diện tích bề mặt hữu ích (m2) - E: Độ rọi bề mặt hữu ích (lux) - : Hệ số làm việc đèn chiếu sáng trực tiếp gián tiếp Trên ta đa trình tự thiết kế chiếu sáng nhà nhng điều kiện nên ta áp dụng chi tiết bớc cụ thể nh Do ta đa số phơng pháp chiếu sáng sơ nhng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 125 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Các phơng pháp tính toán thiết kế chiếu sáng 5.1 Phơng pháp hệ số sử dụng (phơng pháp quang thông): Phơng pháp dùng để tính chiếu sáng chung, không ý đến hệ số phản xạ tờng, trần nhà vật cản Phơng pháp thờng dùng để tính chiếu sáng cho phân xởng có diện tích lớn 10(m 2), không thích dụng để tính chiếu sáng cục chiếu sáng trời, quang thông đèn đợc xác định theo công thức sau: F= E.S k Z n.k sd Trong : - F: Là quang thông đèn - E: Độ rọi (lux) - S: Diện tích cần chiếu sáng(m2) - k: Hệ số dự trữ - Z = Etb/Emin: Là hệ số tính toán phụ thuộc loại đèn tỉ số L/H L khoảng cách đèn, thờng lấy Z = 0,8 - 1,4 - n: Số bóng đèn - ksd: Hệ số sử dụng đèn phụ thuộc vào loại đèn, kích thớc điều kiện phản xạ phòng, tìm ksd bảng phụ lục ta phải xác định số phòng : = a.b H (a + b ) Nh vậy, theo yêu cầu công nghệ, xác định đợc độ rọi tối thiểu, vào công suất thực tế ta tìm đợc trị số quang thông để xác định công suất đèn Khi chọn công suất đèn tiêu chuẩn, ngời ta cho phép quang thông chênh lệch từ (-10% đến + 20%) 5.2 Phơng pháp tính điểm: Phơng pháp dùng để tính chiếu sáng cho phân xởng quan trọng trình tính không quan tâm đến hệ số phản xạ Để đơn giản trình tính toán ngời ta coi đèn điểm sáng để áp dụng định luật bình phơng khoảng cách Trong phơng pháp ta phải phân biệt để tính độ rọi cho ba trờng hợp điển hình: - Tính độ rọi đèn mặt phẳng nằm ngang Eng - Tính độ rọi mặt phẳng đứng Eđ - Tính độ rọi mặt phẳng nghiêng góc Egh Eng = I cos h Eđ = I cos tg = E ng tg h Eng= Eng.(cos + tg.sin) 126 Đồán tốt nghiệp Trong : Thiết kế cung cấp điện tg = p h I: Tra sổ tay ứng với loại đèn 5.3 Phơng pháp tính gần Phơng pháp thích hợp để tính chiếu sáng cho phòng nhỏ (phòng làm việc) số phòng nhỏ 0,5 Yêu cầu tính toán không cần xác, theo phơng pháp có hai cách tính: a Cách thứ nhất: Cách thích dụng thiết kế tính toán sơ bộ, sử dụng cách cần xác định công suất chiếu sáng dơn vị diện tích (W/m2) theo yêu cầu chiếu sáng khác sau nhân với diện tích mặt cần chiếu sáng thu đợc công suất tổng Từ ta chọn đợc số đèn ,loại đèn Ptỏng= p0.S Trong đó: - p0 : suất chiếu sáng đơn vị diện tích (W/m2) - S: Diện tích cần chiếu sáng (m2) b Cách thứ hai: Cách chủ yếu dựa vào bảng tính sẵn với công suất 10W/m Khi thiết kế lấy độ rọi phù hợp với độ rọi bảng hiệu đính khác độ rọi công suất phải hiệu đính theo biểu thức sau: pO = 10.E k E Trong đó: - p0: Suất ánh sáng đơn vị diện tích (W/m2) - Emin: Độ rọi tối thiểu cần có nơi tính toán chiếu sáng - E: Độ rọi tra bảng tính sẵn với tiêu chuẫn 10(W//m2) - k: Hệ số an toàn Sau tính đợc po ta phải nhân với diện tích phòng mà ta cần thiết kế để đợc công suất đặt Pđặt 5.4 Phơng pháp tính toán với đèn huỳnh quang Đèn huỳnh quang hay dùng để chiếu sáng chung, có u điểm công suất tiêu thụ nhng độ rọi cao, ánh sáng dựu mát Đèn huỳnh quang loại đèn có kích thớc nguồn điểm Giả thiết nguồn quang song song với mặt phẳng khảo sát, nh độ rọi điểm M đợc xác định theo biểu thức sau: I ' cos l.r l E= + arg tg 2 2.h l + r r Trong đó: - I: Cờng độ sáng thớc nguồn sáng - r: Cự ly nguồn sáng tới điểm M - h: Độ cao treo đèn so với bề mặt công tác - : Góc r h 127 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện - l: Chiều dài nguồn quang Tính toán chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa khí 6.1 Lựa chọn số lợng, công suất bóng đèn a Chọn nguồn sáng Phân xởng sửa chữa khí thuộc hộ tiêu thụ loại không yêu cầu cao độ rọi, hiệu chiếu sáng, nơi bụi nớc nên ta định chọnh nguồn sáng bóng đèn dây tóc có u điểm chế tạo đơn giản giá thành rẻ, dùng đèn vạn có chụp thuỷ tinh có tán sắt b Bố trí đèn Chiếu sáng chung sẻ phải dùng nhiều đèn vấn đề đặt phải xác định vị trí hợp lý đèn khoảg cách đèn, trần nhà mặt công tác + Xác định độ cao treo đèn H = h hc hlv Cách bố trí đèn: b L a hc H h hlv - H: khoảng cách từ đèn đến bề mặt công tác chọn H = 3m - Gọi hc khoảng cách từ đèn đến trần hc = 0,7m - hlv: độ cao mặt công tác so với nhà hlv = 0,8m - h: chiều cao trần nhà so với nhà h = H + hc + hlv = 4,5m 128 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện c Tính toán chọn đèn Ta sử dụng phơng pháp hệ số sử dụng phơng pháp dùng để tính toán chiếu sáng chung Ta có công thức sau: F= E.S.k.Z n.k sd Trong đó: - F: Là quang thông tổng đèn (lm) - E: Độ rọi, lx - S: Diện tích cần chiếu sáng, m2 - k: hệ số trữ -Z= E tb phụ thuộc loại đènvà tỷ số L/H E Thờng lấy: Z = 0,8 đến 1,4 - n: Số bóng đèn - ksd: hệ số sử dụng đèn Khi tra tìm ksd phải xác định số phòng: = a.b H (a + b ) Trong đó: a, b: chiều dài chiều, rộng phòng Với phân xởng sửa chữa khí: - Chiều dài: a = 90(m) - Chiều rộng: b = 25(m) + Diện tích phòng S = a.b = 2250(m2) + Xác định hệ số sử dụng: - Xác định số phòng = a.b 90.25 = 3(90 + 25) = 6,52 H (a + b ) - Lấy hệ số phản xạ tờng trần là: tg = 50% ; tr = 30% Tra bảng phụ lục (PL6-7-TL1) tìm đợc hệ số sử dụng ksd = 0,49 + Xác định số bóng đèn n: - Xác định khoảng cách bóng đèn L: Ta có: - L = 1,8 (Tra bảng với chiếu sáng phân xởng dùng chao đèn vạn năng): H L = 1,8.H =1,8.3 =5,4(m) - Với a = 90(m); b = 25(m) Ta chọn L =5(m) Ta bố trí khoảng cách đèn 5(m) Khoảng cách từ bờ tờng đến đèn 2,5(m) - Số đèn bố trí hàng chiều dọc n1 = a 90 = = 18 (bóng) 5 129 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện - Số đèn bố trí hàng chiều ngang n2 = b 25 = = (bóng) 5 - Tổng số đèn là: n = n1.n2 = 18.5 = 90(bóng) + Tra bảng lấy độ rọi E = 30(lux) + Hệ số trữ K = 1,3 + Hệ số tính toán Z = 1,1 Vậy quang thông bóng đèn đợc xác định: F= E.S K Z 30.2250.1,3.1,1 = = 2188,8(lm) n.K sd 90.0,49 Tra bảng (PL6-8-TL1) chọn bóng đèn dây tóc vạn có công suất P = 150(W) điện áp U = 220V có quang thông F = 2200(lm) Tổng công suất chiếu sáng toàn phân xởng: Pcs = 90.150 = 13500(W) = 13,5(kW) 6.2 Mạng chiếu sáng Đặt riêng tủ cạnh cửa vào lấy điện từ tủ PP phân xởng Tủ gồm áptômát pha đặt đầu vào 18 áptômát nhánh pha, áptômát cấp cho bóng đèn sơ đồ cấp điện sơ đồ nguyên lý hình vẽ 130 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Tủ PP 200A ĐL1 ĐL4 ĐL3 ĐL2 ĐL6 ĐL5 PVC (3X6+1.4) C60a_40A Tủ CS EA52-G_10A M (2 M (2 M( (2 M (2 M (2 M (2 (2 (2 M M M M (2 M (2 M (2 M (2 M (2 M (2 M (2 M (2 M (2 a Chọn áptômát tổng đặt tủ phân phối áptômát đặt tủ chiếu sáng: Itt cs = Pcs 3.U dm cos = 13.5 3.0,38.1 = 20.51( A) Chọn áptômát kiểu C60a Merlin Gerin chế tạo có thông số sau: Bảng 2-1: Thông số áptômất tổng Kiểu Iđm(A) Uđm(V) Số cực IđmBV(kV) C60a 40 440 3 b Chọn cáp từ tủ PP đến tủ chiếu sáng Dòng chiếu sáng tổng: Itt cs = Pcs 3.U dm = 13,5 3.0,38 = 20,51( A) 131 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện + Chọn cáp đồng lõi, vỏ bọc PVC hãng CLIPSAL sản xuất có tiết diện 6mm có Icp = 45A, ký hiệu PVC(3.6+1.4) + Kiểm tra điều kiện phát nóng khc.Icp Itt cs Với khc = khc.Icp = 45(A) > 20.51(A) Vậy cáp nh thoả mãn điều kiện phát nóng + Kiểm tra điều kiện kết hợp áptômát: khc.Icp 1,25.I dm 1,25.40 45(A) > = 33.33(A) 1,5 1,5 Vậy cáp chọn thoả mãn điều kiện c Chọn áptômát nhánh Các áptômát nhánh chọn giống nhau, áptômát nhánh cung cấp cho bóng đèn có công suất: Pnh = 5.150 = 750(W) Ittnh = 750 = 3,41(A) 220 Chọn áptômát Nhật chế tạo có thông số: Bảng 2-2: Thông số áptômát nhánh Số lợng Kiểu Số cực Uđm(V) 18 EA52-G 220 Iđm(A) 10 Iđmcát(A) d Chọn dây từ áptômát nhánh đến cụm đèn: Mỗi đờng dây cung cấp cho bóng đèn có công suất: P đd = 750(W) = 0,75(kW) Với Ittnh= 3,41(A) chọn dây đồng bọc nhựa tiết diện 2,5mm2 có Icp = 27(A) M(2ì2,5) + Kiểm trra điều kiện phát nóng: khc.Icp Itt 27(A) > 3,41(A) Dây dẫn thoã mãn điều kiện phát nóng + Do đờng dây đợc bảo vệ áptômát phải kết hợp điều kiện cắt: 1,25.I dm 1,25.10 27(A) > = 8,33(A) 1,5 1,5 Vậy dây chọn thoã mãn yêu cầu kỹ thuật Icp 132 [...]... gây ra phát nóng cho các trang thiết bị nhng lại gây ra tác động nhầm cho các bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn th ờng xuất hiện khi khởi động các động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị điện khác b Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán: Một số phơng pháp tính phụ tải thờng đợc dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện: 12 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện - Phơng... tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị thành phẩm: Công thức tính toán: Po = Trong đó: M a 0 T + M: Số đơn vị sản phẩm đợc sản xuất ra trong một năm + ao: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh) +T: Thời gian làm việc trong năm của xí nghiệp 13 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Phơng pháp này thờng đợc dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít... kiểu tr_khuỷu 0,65 1 23 Máy khoan bàn 2,64 0,6/1,33 3 0,15 9 18,90 Cộng theo nhóm 6 35 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Ptt (kW) 7,03 11,72 Phụ tải tính toán Qtt Stt (kVAr) (kVA) 9,35 Itt (A) 17,80 2.4 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xởng khác Để xác định phụ tải tính toán cho phân xởng còn lại ta xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: Ptt = knc.Pđm Trong đó: - knc hệ số nhu cầu... liệu cố định cho trớc, cha xét tới sự sai khác nhau về công suất thời gian và chế độ làm việc của các thiết bị điện 2 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất: Công thức tính: Ptt= po F Trong đó: + po: Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (W/m 2) Giá trị Po tra đợc trong các sổ tay + F: Diện tích sản xuất (m2) Phơng pháp này chỉ cho kết quả... toán là phụ tải không có thực, nó cần thiết cho việc chọn các trang thiết bị CCĐ trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống CCĐ Trong thực tế vận hành ở chế độ dài hạn ngời ta muốn rằng phụ tải thực tế không gây ra những phát nóng các trang thiết bị CCĐ ( dây dẫn máy biến áp, thiết bị đóng cắt v.v ), ngoài ra ở các chế độ ngắn hạn thì nó không đợc gây tác động cho các thiết bị bảo vệ ( ví dụ ở các chế... phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phơng Công thức tính: 15 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Ptt = Ptb . Trong đó: + : Hệ số tán xạ + : Độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình Phơng pháp này thờng đợc dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị của phân xởng hoặc của toàn bộ nhà máy Tuy nhiên phơng pháp này ít đợc dùng trong tính toán thiết kế... lực Căn cứ vào vị trí lắp đặt, vào tính chất và chế độ làm việc của thiết bị có thể chia thành 5 nhóm: 1 Tính toán cho phụ tải nhóm 1 Bảng 2-1: Phụ tải nhóm 1 Tên thiết bị Máy bào ngang Số lợng Kh trên mặt bằng 2 12 16 Pđm(kW) 1máy Toàn bộ 9 18 Iđm(A) 2ì25,07 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Máy xọc 3 13 8,4 25,2 3ì21,65 Máy tiện tự động 2 3 14 28 2ì35,5 Máy tiện tự động 2 4 5,6 11,2 2ì14,17... nghiệp Thiết kế cung cấp điện b/ Xác định công suất tính toán của nhóm 1 + Công suất tính toán của nhóm Ptt = kmax.ksd.Pđm = 1,96*0,15*108,9 = 32,02(kW) + Công suất phản kháng của nhóm: Qtt = Ptt.tg = 32,02.1,33 = 42,58(kVAr) + Công suất tính toán toàn phần Stt = Ptt 32,02 = = 53,37 (kVA) Cos 0,6 c/ Dòng tính toán của nhóm: Ittnh1 = S ttnh1 3.U = 53,37 3.0,38 = 81,08( A) 2 Tính toán cho phụ tải nhóm... kháng của nhóm: Qtt = Ptt.tg = 25,03*1,33 = 33,29(kVAr) + Công suất tính toán toàn phần Stt = P 25,03 = = 41,72 (kVA) Cos 0,6 19 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện c/ Dòng tính toán của nhóm: Ittnh1 = S ttnh1 = 3.U 41,29 3.0,38 = 63,38( A) 3 Tính toán cho phụ tải nhóm 3 Bảng 2-3:Phụ tải nhóm 3 Pđm(kW) 1máy Toàn bộ Số lợng Kh trên mặt bằng Máy phay ngang 1 46 2,8 2,8 7,09 Máy phay vạn năng 1 47 2,8 2,8... Qtt = Ptt.tg = 31,82*1,33 = 42,32(kVAR) + Công suất tính toán toàn phần Stt = P 31,82 = = 53,03 (kVA) Cos 0,6 c/ Dòng tính toán của nhóm: 21 Đồán tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện Ittnh1 = S ttnh1 3.U = 53,03 3.0,38 = 80,57( A) 4 Tính toán cho phụ tải nhóm 4 Bảng 2-4:Phụ tải nhóm 4 Pđm(kW) 1máy Toàn bộ Số lợng Kh trên mặt bằng Tấm kiểm tra 1 39 10 10 25,32 Thùng xói rửa 1 36 10 10 25,32 Máy nén 2 38 10