THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÍ NGHIỆP ĐƯỜNG VỊ THANH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÍ NGHIỆP ĐƯỜNG VỊ THANH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Phan Trọng Nghĩa Nguyễn Đăng Khoa Huỳnh Thanh Truyền (MSSV: 11021211) Ngành Kỹ Thuật Điện - Khoá 28 Tháng 12/2005 MỤC LỤC Mở đầu Lời nói đầu Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ XÍ NGHIỆP ĐƯỜNG VỊ THANH VÀ PHỤ TẢI CỦA XÍ NGHIỆP ĐƯỜNG VỊ THANH Trang 1.1 Giới thiệu sơ lược xí nghiệp đường Vị Thanh 1.1.1 Giới thiệu sơ lược xí nghiệp đường Vị Thanh 1.1.2 Đặc điểm sử dụng nguồn điện xí nghiệp đường Vị Thanh 1.2 Giới thiệu phụ tải xí nghiệp đường Vị Thanh 1.2.1 Đặc điểm phụ tải xí nghiệp đường Vị Thanh 1.2.2 Bảng phụ tải động lực xí nghiệp đường Vị Thanh Chương 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA XÍ NGHIỆP ĐƯỜNG VỊ THANH 2.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 2.1.1 Phụ tải tính tốn 2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 2.2 Xác định phụ tải tính tốn xí nghiệp đường Vị Thanh 2.2.1 Đặc điểm chung 2.2.2 Xác định phụ tải xí nghiệp đường Vị Thanh Chương 3: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHO TRẠM BIẾN ÁP CỦA XÍ NGHIỆP ĐƯỜNG VỊ THANH 3.1 Cơ sở lí thuyết 3.1.1 Cơ sở lí thuyết chọn máy biến áp 3.1.2 Sơ đồ nối dây trạm biến áp 3.2 Chọn máy biến áp cụ thể cho trạm biến áp xí nghiệp đường Vị Thanh 45 3.2.1 Đặc điểm trạm biến áp xí nghiệp đường Vị Thanh 3.2.2 Xác định dung lượng số lượng máy biến áp cho trạm biến áp xí nghiệp đường Vị Thanh 3.3 Chọn máy biến áp sau máy phát số 3.4 Chọn sơ đồ dây Chương 4: LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÍ NGHIỆP ĐƯỜNG VỊ THANH 4.1 Cơ sở lý thuyết 4.1.1 Các phương pháp lựa chọn dây dẫn dây cáp mạng điện 4.1.2 Lựa chọn kiểm tra dẫn 4.1.3 Lựa chọn thiết bị bảo vệ đóng cắt 4.2 Lựa chọn phần tử hệ thống cung cấp điện cụ thể cho xí nghiệp đường Vị Thanh 4.2.1 Lựa chọn kiểm tra dây dẫn, cáp 4.2.2 Lựa chọn kiểm tra thiết bị đóng cắt bảo vệ 4.2.3 Lựa chọn kiểm tra dẫn cho tủ phân phối tủ động lực 96 4.2.4 Chọn máy biến dòng, máy biến áp đo lường chống sét van Chương 5: TÍNH TỐN TỔN THẤT CƠNG SUẤT, TỔN THẤT ĐIỆN ÁP VÀ TÍNH TỐN NGẮN MẠCH CHO MẠNG ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP 5.1 Cơ sở lý thuyết 105 5.1.1 Tổn thất công suất mạng điện 5.1.2 Tổn thất điện áp mạng điện 5.1.3 Tính tốn dòng điện ngắn mạch106 5.2 Tính tốn tổn thất cơng suất, tổn thất điện áp tính ngắn mạch cụ thể cho mạng điện xí nghiệp 5.2.1 Tính tốn tổn thất công suất tổn thất điện áp 5.2.2 Tính tốn dòng điện ngắn mạch ba pha vị trí mạng điện xí nghiệp Chương 6: TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO XÍ NGHIỆP 6.1 Cơ sở lý thuyết 6.1.1 Đặt vấn đề 6.1.2 Bù công suất phản kháng 125 6.2 Bù công suất phản kháng cho xí nghiệp đường Vị Thanh 6.2.1 Tính tốn bù cơng suất phản kháng tủ phân phối số 6.2.2 Tính tốn bù cơng suất phản kháng tủ phân phối số 6.2.3 Tính tốn bù cơng suất phản kháng tủ phân phối số Chương 7: TÍNH TỐN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT CHO XÍ NGHIỆP 7.1 Cơ sở lý thuyết 7.1.1 Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp 7.1.2 Nối đất 7.2 Tính tốn chống sét nối đất cho xí nghiệp 7.2.1 Tính tốn chống sét 7.2.2 Tính tốn nối đất 139 Chương 8: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 8.1 Các phương pháp tính tốn chiếu sáng 8.1.1 Phương pháp hệ số sử dụng 8.1.2 Phương pháp đơn vị công suất 8.2 Tính tốn thiết kế chiếu sáng cho xí nghiệp đường Vị Thanh 8.2.1 Tính tốn chiếu sáng cho khu chế luyện 8.2.2 Tính tốn chiếu sáng cho khu hành 8.2.3 Tính tốn chiếu sáng cho kho đường Chương 9: TÍNH TỐN CHI PHÍ ĐẦU TƯ CƠNG TRÌNH 9.1 Bảng liệt kê thiết bị vật liệu sử dụng mạng điện xí nghiệp đường Vị Thanh 9.2 Tính tốn giá thành cơng trình Chương GIỚI THIỆU VỀ XÍ NGHIỆP ĐƯỜNG VỊ THANH 1.1 Giới thiệu sơ lược xí nghiệp đường vị 1.1.1 Giới thiệu sơ lược xí nghiệp đường vị 1.1.2 Đặc điểm sử dụng nguồn điện xí nghiệp đường Vị Thanh Với cơng suất tiêu thụ thiết kế nhà máy trang bị lò để phát điện nhằm tận dụng nguồn bã mía dồi làm chất đốt Vì trình vận hành sản suất nhà máy sử dụng nguồn điện tự phát từ máy phát tua bin mà không sử dụng nguồn điện từ lưới điện Nhà máy sử dụng nguồn điện lưới để chiếu sáng thời gian nhà máy tạm ngưng hoạt động q trình khởi động lò trường hợp máy phát gặp cố Hệ thống máy phát bao gồm máy phát tua bin hơi, : Máy phát số có cơng suất 1,5 MW, điện áp định mức 400 V, Cosφ = 0,8 Máy phát số có cơng suất MW, điện áp định mức 6,3 kV, Cosφ = 0,8 Nhà máy có trạm biến áp đặt nhà gần gian phát điện Tủ phân phối đặt gian phát điện, tủ phân phối ứng với nhóm phụ tải đặt vị trí vận hành thiết bị sản suất, trạm bơm, khu xử lí nước thải,… 1.2 Giới thiệu phụ tải xí nghiệp đường Vị Thanh 1.2.1 Đặc điểm phụ tải xí nghiệp đường Vị Thanh Phụ tải xí nghiệp đường Vị Thanh bao gồm phụ tải động lực phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực chủ yếu động pha có cơng suất từ nhỏ đến lớn, bao gồm 191 động kéo dây chuyền sản suất, bơm nước,….Tất động có điện áp định mức 380 V Phụ tải chiếu sáng bao gồm đèn chiếu sáng cho khu sản suất,văn phòng, khn viên, sân mía, Xí nghiệp hoạt động liên tục ca ngày, thời gian làm việc tối đa năm 8760 nguồn nguyên liệu cung cấp đủ 1.2.2 Số TT (1) Bảng phụ tải động lực xí nghiệp đường Vị Thanh Tên thiết bị (2) Cơng suất KW (3) Số lượng Vị trí lắp đặt (4) (5) Hệ số công suất (6) 10 (1) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 Cẩu mía Motor kéo băng tải bàn lùa mía Motor kéo băng tải bàn tiếp mía Bơm chim hố băng tải Cẩu nhà ép Motor kéo băng tải cao su Motor máy khỏa Bơm áp lực trục đỉnh Máy tiện trục ép Hút sắt điện từ (2) Máy băm sơ Máy băm Motor trống đanh tơi Máy ép Motor kéo băng tải mía Bơm nước mía thẩm thấu Bơm nước nóng thẩm thấu Motor cánh khuấy nồi nấu đường Van xả đáy nồi nấu đường Van xả đáy nồi nấu đường Van xả đáy nồi nấu đường Cánh khuấy thùng giống Cánh khuấy thùng giống Cánh khuấy thùng pha loảng Bơm nước lọc Bơm nước rửa bùn Motor khuấy thiết bị lắng liên tục Hòa vơi Khuấy hóa chất trợ lắng Motor khuấy dịch tàn dư Bơm dịch tàn dư Bơm dịch kiềm Bơm nước mía chè Bơm nước mía hỗn hợp Bơm nước tạo chân không Bơm si rô sau lắng Bơm nước ngưng tụ Bơm nước ngưng tụ Bơm cân mật chè Bơm si rô nguyên Máy lọc chân khơng Máy lọc chân khơng Vít tải đường BC Vít tải đường BC Motor khuấy thùng hồ B 71 7,5 5,5 27,5 7,5 7,5 7,5 30 8,9 (3) 250 220 5,5 400 55 18,5 7.5 75 2,2 3,7 1,5 2,1 3,7 4,4 15 1,1 17 1,85 2,2 7,5 0,75 55 75 30 30 22 15 22 18,5 8,5 54 11 2 1 1 (4) 2 1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 1 Sân mía Sân mía Sân mía Sân mía Tổ cán ép Tổ cán ép Tổ cán ép Tổ cán ép Tổ cán ép Tổ cán ép (5) Tổ cán ép Tổ cán ép Tổ cán ép Tổ cán ép Tổ cán ép Tổ cán ép Tổ cán ép Tổ nấu đường Tổ nấu đường Tổ nấu đường Tổ nấu đường Tổ nấu đường Tổ nấu đường Tổ nấu đường Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ hóa chế Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm 0,8 0,75 0,75 0,85 0,8 0,75 0,8 0,85 0,8 0,8 (6) 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,85 0,85 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,85 0,85 0,8 0,8 0,8 0,8 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 46 47 (1) 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 (1) 81 82 83 84 85 Máy nén khí Máy nén khí (2) Máy nén khí Máy li tâm A Motor cánh khuấy máng phân phối đường non A Motor quạt hút li tâm A Bơm nước nóng li tâm Motor khuấy máng phân phối đường non B-C Motor kéo máy li tâm liên tục Motor kéo máy li tâm liên tục Motor kéo máy li tâm liên tục Motor kéo máy li tâm liên tục Motor cánh khuấy trợ tinh Motor cánh khuấy trợ tinh Motor cánh khuấy trợ tinh Motor cánh khuấy trợ tinh Motor cánh khuấy trợ tinh Bơm tuần hoàn nước lạnh Bơm tuần hồn nước nóng Bơm nước nóng nước lạnh trợ tinh Motor quạt hút bụi đường Motor cánh khuấy trợ tinh đứng Bơm đường non trợ tinh đứng Motor khuấy thùng hồi dung BC Bơm hồi dung C Bơm đường non trợ tinh đứng 150 m3 Motor cánh khuấy trợ tinh đứng 150 m3 Motor kéo sàng rung Quạt thổi gió sàng rung Bơm mật rỉ Bơm nước thô Bơm nước thô Bơm nước Bơm nước Bơm nước (2) Bơm rút chân không Bơm dung dịch phèn Bơm sữa vôi Motor khuấy dung dịch phèn Bơm nước sinh hoạt 22 30 (3) 45 45 5,5 (4) Tổ li tâm Tổ li tâm (5) Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm 0,8 0,8 (6) 0,8 0,8 0,8 7,5 3 1 Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm 0,8 0,85 0,8 22 30 45 55 5,5 3,5 1,5 11 3,7 1,5 3,5 1 1 1 Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,85 0,85 0,85 37,5 22 22 5,5 22 1 2 Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm 0,8 0,8 0,85 0,8 0,85 0,85 22 Tổ li tâm 0,8 11 7,5 30 90 160 30 22 11 (3) 1,5 0,75 0,75 0,37 3,7 4 3 1 (4) 1 1 Tổ li tâm Tổ li tâm Tổ li tâm Trạm bơm Trạm bơm Trạm bơm Trạm bơm Trạm bơm (5) Trạm bơm Trạm bơm Trạm bơm Trạm bơm Trạm bơm 0,8 0,8 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 (6) 0,85 0,85 0,85 0,8 0,85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 Bơm mật rỉ xuống ghe Quạt thơng gió lò Quạt thơng gió lò Quạt hút khói lò Quạt hút khói lò Quạt hút khói lò Bơm cấp nước lò Bơm cấp nước lò Bơm nước khởi động lò Quạt thổi bã lò Bơm dầu Motor kéo băng tải ngang Motor kéo băng tải bã hồi lưu Motor kéo băng tải cao su Bơm gió Bơm nước tro lên tháp khử bụi Máy sục khí Bơm nước thải bể lắng Bơm tro di động Máy tiện Máy khoan Máy mài Máy hàn Tổng cộng 5,5 90 45 280 132 110 132 90 55 18,5 5,5 22 22 5,5 22 11 2,2 3,7 15 10 2,8 4,5 7801,37 1 1 1 2 1 2 2 3 191 Trạm bơm Lò Lò Lò Lò Lò Lò Lò Lò Lò Lò Lò Lò Lò Xử lí nước thải Xử lí nước thải Xử lí nước thải Xử lí nước thải Xử lí nước thải Xưởng khí Xưởng khí Xưởng khí Xưởng khí Ngồi có phụ tải chiếu sáng đề cập tính tốn chương Sơ đồ mặt xí nghiệp cho hình 1.1 0,85 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,85 0,85 0,85 0,8 0,85 0,8 0,8 0,75 0,8 0,85 0,8 0,85 0,85 0,7 0,7 0,7 0,8 Sâ n mía vàbế n ng Hình 1.1- Sơ đồ mặt tổng thể Quố c lộ61 Lòhơi Gian phá t điệ n Khuô n viê n Nhàchếluyệ n Nhàđểxe Đườ ng nộ i Khu hà nh Phò ng họp Xưở ng khí Kho vậ t tư Bả o vệ Khu nh phẩ m Kho đườ ng Trạm bơm Hộ i trườ ng Trạm bơm Khu xửlí nướ c thả i Nhàé p Sô ng xá ng xàno Cổ ng xuố ng hà ng Cổ ng Cổ ng phụ Chương XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG VÀ TỒN XÍ NGHIỆP 2.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 2.1.1 Phụ tải tính tốn Phụ tải tính tốn theo điều kiện phát nóng cho phép gọi tắt phụ tải tính tốn; phụ tải giả thuyết không đổi lâu dài phần tử hệ thống cung cấp điện (máy biến áp, đường dây …), tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề Nói cách khác, phụ tải tính tốn làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây Do vậy, phương diện phát nóng, ta chọn thiết bị điện theo phụ tải tính tốn đảm bảo an tồn cho thiết bị trạng thái vận hành Xác định phụ tải tính toán nhiệm vụ quan trọng việc thiết kế cung cấp điện Xác định phụ tải tính tốn hợp lí góp phần mang lại lợi ích kinh tế đồng thời đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, an toàn vận hành tuổi thọ cơng trình Mục đích việc xác định phụ tải tính tốn: -Chọn tiết diện dây dẫn lưới cung cấp phân phối điện áp từ 1000 V -Chọn số lượng công suất máy biến áp trạm biến áp -Chọn tiết diện dẫn thiết bị phân phối -Chọn thiết bị chuyển mạch bảo vệ Hiện có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính tốn Tuy nhiên xác định phụ tải cách xác việc khó khăn Cho đến chưa có phương pháp tính tốn hồn tồn xác tiện lợi Thơng thường phương pháp đơn giản tính tốn thuận tiện thường cho kết thật khơng xác Còn muốn xác định phụ tải có độ xác cao phải sử dụng phương pháp tính tốn phức tạp Trong thực tế thiết kế, xác định phụ tải hộ tiêu thụ cho phép sai số đến ±10% 2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 7m 5m 55 m Hình 7.7- Sơ đồ bố trí kim thu sét khu thành phẩm Gọi: chiều cao hiệu dụng kim thu sét ( m ) Chiều cao cột thu lơi tính từ mặt đất h = + hx = + ( m ) Xét phạm vi bảo vệ cột thu lôi, để bảo vệ phần phía giới hạn cột thu lôi 1, 2, 3, chiều cao hiệu dụng kim thu sét phải thỏa điều kiện sau: D ≤ 8.( h – hx ) = 8.ha Với D đường kính đường tròn ngoại tiếp cột thu lơi Ta có D = + = 8,6 ( m ) Vậy chiều cao hiệu dụng cột thu sét phải thỏa điều kiện 8,6 ≥ = 1,07 ( m ) Ta chọn kim thu sét có chiều cao hiệu dụng = 1,2 ( m ) Chiều cao tổng cột thu lôi tính từ mặt đất h = 10,2 ( m ) Kiểm tra phạm vi bảo vệ cột thu lơi: Bán kính bảo vệ cột thu lơi độ cao hx = ( m ) Rx = 0,75.10,2.(1 − ) = 0,9 ( m ) 10,2 Với cách bố trí cột thu lơi cột thu lơi cạnh ln có ảnh hưởng lẫn Xét phạm vi bảo vệ phía ngồi cột thu lơi a = = 3,5 < nên hai cột thu lơi tồn cột giả tưởng có chiều cao Do tỉ số h ho, với ho = 10,2 − = 9,2 ( m ) > hx = ( m ) Bề ngang bảo vệ hẹp cột thu lôi 7.1,2 − = 0,51 ( m ) 2.bx14 = 4.0,9 14.1,2 − 0,51 ⇒ bxo = = 0,26 ( m ) Vậy với chiều cao hiệu dụng kim thu sét h a = 1,2 ( m ) bố trí bảo vệ an tồn cho dãy nhà 7.2.2 Tính tốn nối đất Đối với xí nghiệp, ta cần tính tốn trang bị nối đất làm việc nối đất chống sét Ta xem nối đất tự nhiên không đảm bảo trị số điện trở nối đất cho phép Để đảm bảo an toàn phải đảm bảo trị số điện trở nối đất nhân tạo không Ω nối đất làm việc không Ω nối đất 7.2.2.1 Tính tốn nối đất làm việc Do xí nghiệp nằm vùng đồng bằng, đất ẩm ướt điện trở suất đất đo vào mùa mưa ρđo = 40 ( Ω.m ) Ta bố trí nối đất theo mạch vòng, điện cực nối đất đóng thẳng đứng chôn sâu đất cách mặt đất khoảng t o = 0,8 ( m ) Dự kiến ta sử dụng điện cực làm thép góc có kích thước L 50x50x5 ( mm ), chiều dài cọc l = m, khoảng cách cọc cạnh ( m ) các cọc nối với ngang chôn đất Dự kiến ngang ta sử dụng thép tròn có đường kính 20 (mm ) - Xác định số lượng cọc nối đất cần dùng Với hệ thống nối đất sử dụng cọc thẳng chon sâu đất, cách mặt đất 0,8 m đất thuộc vùng ẩm ướt theo PL03 [ HVNC ] ta lấy hệ số mùa km = Điện trở suất tính tốn đất ρtt = 40 = 80 ( Ω.m ) Điện trở tản xoay chiều tần số công nghiệp tương ứng cọc ρ 2.l 4t + l RC = tt (ln + ln ) (Ω) 2π l 0,95.b 4t − l Trong l t = to + = 0,8 + 1,5 = 2,3 ( m ) b = 50 ( mm ) = 0,05 ( m ) 80 2.3 4.2,3 + (ln + ln ) = 21,97 ( Ω ) ⇒ RC = 2.π 0,95.0,05 4.2,3 − Sơ ta lấy hệ số sử dụng cọc bố trí theo mạch vòng ηc = 0,5 Số cọc xác định theo biểu thức R 21,97 n= c = = 10,99 (Ω ) 4.η c 4.0,5 Vậy ta chọn 10 cọc đóng thành mạch vòng, khoảng cách cọc a = m Ta a có tỉ số = = , dựa vào PL05 [ HVNC ] ta có hệ số sử dụng cọc ηc = 0,55 l Điện trở tản tổng hợp hệ thống 10 cọc Rc ∑ không kể đến ảnh hưởng R 21,97 Rc ∑ = c = = 4,394 ( Ω ) n.η c 10.0,55 Sơ đồ bố trí hệ thống cọc nối đất cho hình 7.8 - Xác định điện trở tản xoay chiều tần số công nghiệp nối: Điện trở tản xoay chiều tần số công nghiệp hệ thống ngang: ρ K L2 (Ω) Rt = tt ln 2.π L d t Đối với ngang chơn sâu đất ta có hệ số mùa tương km = ⇒ ρtt = 40 = 120 ( Ω.m ) Theo cách bố trí mạch vòng, ta có chu vi ngang L = 2.( l1 + l2 ) = 2.( + ) = 30 ( m ) l1 = = 1,5 theo Với mạch vòng bố trí theo dạng hình chữ nhật với tỉ số l2 PL19 [ HVNC ] ta lấy hệ số hiệu chỉnh K = 5,81 Vậy điện trở tản xoay chiều chưa tính đến ảnh hưởng tổ hợp cọc 120 5,81.30 Rt = ln = 8,08 ( Ω ) 2.π 30 0,02.0,8 Với hệ số sử dụng với tổ hợp 10 cọc ηt = 0,27 Điện trở tản ngang có tính đến hiệu ứng tổ hợp cọc 8,08 RtΣ = = 29,93 ( Ω ) 0,27 Điện trở tổng hợp hệ thống nối đất mạch vòng R R 4,394.29,93 Rth = cΣ tΣ = = 3,83 ( Ω ) < ( Ω ) RcΣ + RtΣ 4,394 + 29,93 Vậy với hệ thống nối đất làm việc ta sử dụng 10 điện cực làm thép góc L50x50x5 ( mm ) có chiều dài m đóng thành mạch vòng sâu đất cách mặt đất 0,8 m, khoảng cách cọc gần m, cọc nối với ngang làm thép tròn có đường kính 20 mm 0,8 m 3m 3m 3m Hình 7.1- Sơ đồ bố trí mạch vòng điện cực hệ thống nối đất làm việc 7.2.2.2 Tính tốn nối đất chống sét Để đảm bảo cho dòng điện sét tản nhanh vào đất, điện trở nối đất chống sét có giá trị khơng vượt q ( Ω ) Tương tự hệ thống nối đất làm việc, hệ thống nối đất nhân tạo chống sét bố trí theo mạch vòng phức hợp cọc Ta sử dụng điện cưc làm thép góc có kích thước L 50x50x5 với chiều dài l = m chon sâu đất cách mặt đất 0,8 m, khoảng cách điện cực cạnh a = m Ta sử dụng thép tròn đường kính 40 mm làm nối điện cực với Điện trở tản cọc Rc = 21,97 ( Ω ) Dự kiến ta sử dụng 40 cọc nối thành mạch vòng Sơ đồ bố trí mạch vòng cho hình 3m 3m Hình 7.2- Sơ đồ bố trí mạch vòng điện cực hệ thống nối đất chống sét Với sơ đồ bố trí trên, theo PL05 [ HVNC ] ta có hệ số sử dụng cọc ηc = 0,44 Điện trở tản xoay chiều tần số công nghiệp 40 cọc 21,97 RcΣ = = 1,25 ( Ω ) 0,44.40 Theo sơ đồ bố trí mạch vòng, tổng chiều dài ngang L = 2.( 30 + 30 ) = 120 ( m ) Với mạch vòng bao gồm 40 cọc theo cách bố trí ta có ηt = 0,22 K = 0,53 Điện trở tản xoay chiều tần số công nghiệp nối ngang chưa xét tới ảnh hưởng tổ hợp cọc 120 5.53.120 Rt = ln = 2,34 ( Ω ) 2.π 120 0.04.0,8 Điện trở tản tổng hợp nối ngang 2,34 RtΣ = = 10,6 ( Ω ) 0,22 Điện trở tổng hợp hệ thống nối đất nhân tạo 1,25.10,6 Rth = = 1,1 ( Ω ) 1,25 + 10,6 Kết hợp với nối đất tự nhiên cho hệ thống nối đất chống sét, điện trở tổng hợp hệ thống nối đất chống sét thỏa mãn giá trị điện trở nối đất cho phép Vậy với hệ thống nối đất chống sét ta sử dụng 40 điện cực làm thép góc L50x50x5 ( mm ) có chiều dài m đóng thành mạch vòng sâu đất cách mặt đất 0,8 m, khoảng cách cọc gần m, cọc nối với ngang làm thép tròn có đường kính 40 mm Chương THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 8.1 Các phương pháp tính toán chiếu sáng 8.1.1 Phương pháp hệ số sử dụng Phương pháp thường áp dụng để xác định quang thông đèn chiếu sáng chung theo yêu cầu độ rọi cho trước mặt phẳng nằm ngang có kể đến phản xạ ánh sáng trần tường Quang thông tổng đèn xác định theo biểu thức E S d Φ tơng = tc ( lumen ) U Trong đó: Etc – độ rọi tiêu chuẩn bề mặt làm việc ( lux ) U = ηd.ud + ηi.ui hệ số sử dụng đèn ηd, ηi – hiệu suất trực tiếp gián tiếp đèn ud, ui – hệ số có ích đèn theo cấp trực tiếp gián tiếp S – diện tích bề mặt làm việc ( m2 ) d – hệ số bù Biết trước đèn sử dụng tổng quang thông đèn, ta xác định số đèn cần sử dụng Φ tông Nbộ đèn = Φ boden 8.1.2 Phương pháp đơn vị công suất Phương pháp đơn vị công suất chủ yếu dùng bảng tra sẵn mật độ công suất đơn vị diện tích chiếu sáng, dùng chiếu sáng chung đồng Kích thước phòng chiếu sáng lớn kết xác Khi biết thông số: kiểu đèn, độ rọi yêu cầu E chiều cao treo đèn tính tốn htt diện tích phòng S tra bảng ta chọn mật độ cơng suất đơn vị diện tích Priêng từ xác định cơng suất tổng hệ chiếu sáng Ptông = Priêng S Priêng : mật độ công suất đơn vị diện tích ( W/m2 ) S : diện tích cần chiếu sáng ( m2 ) Dựa vào công suất tiêu chuẩn đèn xác định số đèn: Ptông Nbộ đèn = Pboden Pboden : cơng suất đèn Ngồi hai phương pháp ta sử dụng phương pháp điểm 8.2 Tính tốn thiết kế chiếu sáng cho nhà máy đường Bến Tre Hệ thống chiếu sáng xí nghiệp bao gồm hệ thống chiếu sáng nhà trời Chiếu sáng trời chủ yếu chiếu sáng cho lối sân bãi Ở ta chủ yếu tính tốn đến hệ thống chiếu sáng nhà bao gồm khu vực: phân xưởng sản xuất, nhà kho khu nhà điều hành sản xuất Ứng với khu vực có mức độ rọi yêu cầu khác Các thiết bị sản xuất lắp đặt có kích thước từ nhỏ đến lớn, tùy vị trí ngồi hệ thống chiếu sáng chung ta bố trí thêm chiếu sáng cục thích hợp Ta xét đến hệ thống chiếu sáng chung khu vực xí nghiệp 8.2.1 Tính tốn chiếu sáng cho khu chế luyện Khu chế luyện xây dựng với tầng, kích thước yêu cầu độ rọi tầng ta tính tốn cho tầng Các tầng khác bố trí tương tự - Kích thước khu vực cần chiếu sáng: + Chiều dài: a = 90 ( m ) + Chiều rộng: b = 18 ( m ) + Diện tích cần chiếu sáng: S = 1620 ( m2 ) + Chiều cao từ sàn đến trần: h = 4,2 ( m ) Ta lấy chiều cao bề mặt làm việc: hlv = 0,8 ( m ) Ta bố trí đèn sát trần, ta có h’ = + Chiều cao tính tốn: htt = h – hlv = 3,4 ( m ) - Với xí nghiệp sản xuất đường kết tinh, ta lấy độ rọi tiêu chuẩn Etc = 150 (lux) - Với trần tường trắng nhạt, ta có hệ số phản xạ trần, tường sàn: + Hệ số phản xạ trần: ρtr = 0,7 + Hệ số phản xạ tường: ρtg = 0,7 + Hệ số phản xạ sàn: ρs = 0,1 - Ta chọn hệ chiếu sáng chung đều, sử dụng bóng đèn huỳnh quang - Ta chọn bóng đèn huỳnh quang FL 40S.D cơng ty bóng đèn điện quang sản xuất có thơng số kỹ thuật: + Phổ ánh sáng: ban ngày + Kích thước: f32 mm, dài 1213 mm + Tuổi thọ trung bình: 10000 + Quang thông: 3000 lumen - Ta chọn đèn chiếu sáng trực tiếp ZCM BLR 3036 có đường cong trắc quang thông số kỹ thuật cho phụ luc chiếu sáng, đèn lắp bóng huỳnh quang Dựa vào đường cong trắc quang đèn, ta tính quang thơng vùng góc khối cho bảng 8.1 Bảng 8.1-Bảng tính tốn quang thơng vùng đèn BLR 3036 Vùng khơng gian Hình nón góc khối π Góc dư vĩ γ o 16,6 29 37,6 44,9 Cường độ Quang thông ( cd ) ( lm ) I1 = 425 π I2 = 317 F’1 = (425 + 317 +283) = 536,7 I3 = 283 I4 = 247 Giữa hình nón π π Giữa hình nón π Giữa hình nón π π π 51,3 57,2 62,7 68 73 78 82,8 87,6 I5 = 188 I6 = 141 I7 = 118 I8 = 45 I9 = 32 I10 = 24 I11 = 12 I12 = F’2 = π ( 247+188 +141) = 301,6 F’3 = π ( 118+ 45 +32 ) = 102,1 F’4 = π ( 24 + 12 + ) = 19,9 Hiệu suất đèn F1' + F2' + F3' + F4' 536,7 + 301,6 + 102,1 + 19,9 η= = = 0,96 1000 1000 Xác định cấp đèn, Fi ' Với F”i = ta có η 536,7 F1" = = 559,1 ( lm ) 0,96 536,7 + 301,6 F1" + F2" = = 873,2 ( lm ) 0,96 536,7 + 301,6 + 102,1 F1" + F2" + F3" = = 979,6 ( lm ) 0,96 Dựa theo quy chẩn, ta xác định đèn thuộc cấp D - Xác định số địa điểm K a.b 90.18 K= = = 4,4 htt ( a + b) 3,4.(90 + 18) - Hệ số bù Đối với xí nghiệp, ta lấy hệ số suy giảm quang thông đèn δ = 0,9 hệ số bám bụi δ2 = 0,8 Ta có hệ số bù 1 d= = = 1,39 δ δ 0,9.0,8 - Tỷ số treo h' j= =0 h'+ htt - Hệ số sử dụng Dựa vào thông số đèn, Ứng với hệ số phản xạ: ρtr = 0,7; ρtg = 0,7; ρs = 0,1 Ta có hệ số có ích đèn ứng với giá trị số địa điểm K = ⇒ u = 0,61 K = ⇒ u = 0,57 Vậy ứng với số địa điểm K = 4,4 ta có 4,4 − u = 0,61 + (0,57 − 0,61) = 0,59 5−4 Hệ số sử dụng đèn: U = η u = 0,96.0,59 = 0,57 - Xác định quang thông tổng E S d 150.1620.1,39 Φ tông = tc = = 592579 ( lm ) U 0,57 - Số đèn cần dùng Φ tông 592579 n= = = 66 ( đèn ) Φ boden 9000 Ta chọn 72 đèn bố trí dãy, dãy 18 đèn Khoảng cách từ tường đến tâm đèn đầu dãy m, khoảng cách tâm đèn gần theo chiều dài m theo chiều rộng 3,5 m Sơ đồ tổng quát bố trí đèn cho hình 8.1 90 m 18m m 3,5 m m Hình 8.1- Sơ đồ bố trí đèn khu chế luyện - Kiểm tra sai số quang thông N Φ boden − Φ tông 72.9000 − 592579 ∆Φ% = = 100% = ( % ) < ΔΦcp= Φ tông 592579 m 20(%) - Kiểm tra độ rọi trung bình bề mặt làm việc N Φ boden U 72.9000.0,57 Etb = = = 164 ( lux ) S d 1620.1,39 Vậy với 72 đèn bố trí đèu dãy đáp ứng yêu cầu độ rọi cho trình sản xuất Tính tốn tương tự cho khu vực sản xuất khác bao gồm nhà ép, khu thành phẩm, khu lò gồm tầng giống nhau, gian phát điện trạm bơm Bảng kết tính tốn chiếu sáng cho khu vực cho bảng 8.3 8.2.2 Tính tốn chiếu sáng cho khu nhà điều hành sản xuất - Kích thước khu vực cần chiếu sáng: + Chiều dài: a = 28 ( m ) + Chiều rộng: b = 10 ( m ) + Diện tích cần chiếu sáng: S = 280 ( m2 ) + Chiều cao từ sàn đến trần: h = 3,2 ( m ) Ta lấy chiều cao bề mặt làm việc: hlv = 0,8 ( m ) Ta bố trí đèn sát trần, ta có h’ = + Chiều cao tính tốn: htt = h – hlv = 2,4 ( m ) - Độ rọi yêu cầu: Với khu hành độ rọi tiêu chuẩn Etc = 200 ( lux ) - Với trần màu sáng tường trắng nhạt, ta có hệ số phản xạ trần, tường sàn: + Hệ số phản xạ trần: ρtr = 0,8 + Hệ số phản xạ tường: ρtg = 0,7 + Hệ số phản xạ sàn: ρs = 0,1 - Ta chọn hệ chiếu sáng chung đều, sử dụng bóng đèn huỳnh quang - Ta chọn bóng đèn huỳnh quang FL 40S.D cơng ty bóng đèn điện quang sản xuất có thơng số kỹ thuật: + Phổ ánh sáng: ban ngày + Kích thước: f32 mm, dài 1213 mm + Tuổi thọ trung bình: 10000 + Quang thông: 3000 lumen - Ta chọn đèn chiếu sáng trực tiếp ZCM BLR 2036 có đường cong trắc quang thông số kỹ thuật cho phụ luc chiếu sáng, đèn lắp bóng huỳnh quang Dựa vào đường cong trắc quang đèn, ta tính quang thơng vùng góc khối cho bảng 8.2 Bảng 8.1-Bảng tính tốn quang thơng vùng đèn BLR 2036 Vùng khơng gian Hình nón góc khối Giữa hình nón π π π Giữa hình nón π Giữa hình nón π π π Góc dư vĩ γ o 16,6 29 37,6 44,9 51,3 57,2 62,7 68 73 78 82,8 87,6 Cường độ ( cd ) I1 = 285 I2 = 225 I3 = 190 I4 = 166 I5 = 129 I6 = 101 I7 = 73,5 I8 = 55 I9 = 30 I10 = I11 = I12 = Quang thông vùng ( lm ) F’1 = π (285 + 225 +190) = 366,5 F’2 = π ( 166 + 129 + 101) = 207,3 F’3 = π ( 73,5 + 55 + 30 ) = 83 F’4 = π ( + + ) = 7,3 Hiệu suất đèn F1' + F2' + F3' + F4' 366,5 + 207,3 + 83 + 7,3 η= = = 0,66 1000 1000 Xác định cấp đèn, F' Với F”i = i ta có η 366,5 F1" = = 555,3 ( lm ) 0,66 366,5 + 207,3 F1" + F2" = = 869,4 ( lm ) 0,66 366,5 + 207,3 + 83 = 995,2 ( lm ) 0,66 Dựa theo quy chẩn, ta xác định đèn thuộc cấp C - Xác định số địa điểm K a.b 28.10 K= = = 3,07 htt (a + b) 2,4.(28 + 10) - Hệ số bù Đối với khu văn phòng, ta lấy hệ số suy giảm quang thông đèn δ = 0,9 hệ số bám bụi δ2 = 0,9 Ta có hệ số bù 1 d= = = 1,23 δ δ 0,9.0,9 - Tỷ số treo h' j= =0 h'+ htt - Hệ số sử dụng Dựa vào thông số đèn, Ứng với hệ số phản xạ: ρtr = 0,8; ρtg = 0,7; ρs = 0,1 Ta có hệ số có ích đèn ứng với giá trị số địa điểm K = ⇒ u = 0,48 K = ⇒ u = 0,44 Vậy ứng với số địa điểm K = 3,07 ta có 3,07 − u = 0,48 + (0,44 − 0,48) = 0,48 4−3 Hệ số sử dụng đèn: U = η u = 0,66.0,48 = 0,32 - Xác định quang thông tổng E S d 200.280.1,23 Φ tông = tc = = 215250 ( lm ) U 0,32 - Số đèn cần dùng Φ tông 215250 n= = = 35,88 ( đèn ) Φ boden 6000 Ta chọn 36 đèn bố trí dãy, dãy 12 đèn Khoảng cách từ tường đến tâm đèn đầu dãy 1,5 m, khoảng cách tâm đèn gần theo chiều dài 2,3 m theo chiều rộng 3,5 m Sơ đồ tổng quát bố trí đèn cho hình 8.2 F1" + F2" + F3" = 90 m 1,5 m 10 m 3,5 m 1,5 m 2,3 m Hình 8.2- Sơ đồ bố trí đèn khu hành - Kiểm tra sai số quang thông N Φ boden − Φ tông 36.6000 − 215250 ∆Φ % = = 100% = 0,35 ( Φ tông 215250 % )< Φcp= 20(%) - Kiểm tra độ rọi trung bình bề mặt làm việc N Φ boden U 36.6000.0,32 Etb = = = 201 ( lux ) S d 280.1,23 Vậy với 36 đèn bố trí đèu dãy đáp ứng yêu cầu độ rọi cho hoạt động khu hành Chương TÍNH TỐN CHI PHÍ ĐẦU TƯ CƠNG TRÌNH 9.1 Bảng liệt kê thiết bị vật liệu sử dụng mạng điện xí nghiệp đường Vị Thanh Dựa vào bảng kết tính toán lựa chọn phần tử hệ thống cung cấp điện ( chương ) kết hợp với tài liệu giá thiết bị điện thu thập ta lập bảng tổng hợp thiết bị sử dụng mạng điện xí nghiệp Bảng tổng hợp thiết bị cần thiết phải tính tốn đến bao gồm máy biến áp ( MBA ), cầu chì tự rơi ( FCO ), chống sét van ( LA ), máy cắt khơng khí hạ áp ( ACB ), áptômát ( AT ), tụ bù công suất phản kháng, dây cáp, cầu chì cầu dao Bảng 9.1- Bảng liệt kê thiết bị vật liệu sử dụng mạng điện STT Thiết bị Quy cách 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 MBA MBA FCO LA ACB ACB ACB AT AT AT AT AT AT AT AT AT AT AT AT AT AT AT AT AT AT 1000 KVA 4000 KVA 100 A 18 kV 630 A 3200 A 6300 A 2000 A 800 A 600 A 500 A 400 A 350 A 300 A 250 A 175 A 150 A 125 A 100A 75 A 60 A 50 A 40 A 30 A 20 A Đơn vị Máy Máy Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái Cái SL 9 2 10 13 11 11 11 11 22 13 10 Đơn giá (103 VNĐ) 226527 652945 1655,3 700,4 32940 108056 231019 71719 22048 9600 8320 5440 5440 3936 2473 2361 2249 1962 1675 1106 1106 1106 975 975 975 Thành tiền ( 103 VNĐ ) 453054 652945 14897,7 6303,6 32940 324168 462038 143438 220480 19200 108160 16320 32640 43296 4946 18888 13494 9810 18425 2212 12166 12166 21450 12675 9750 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 AT AT AT Tụ bù Cáp nhôm 22 kV Cáp đồng 7,2 kV Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp 15 A 10 A 5A 150-175 kVar XLPE ( 3x50 ) XLPE (1x185) PVC (1x1000) PVC ( 1x800 ) PVC ( 1x 400) PVC ( 1x325 ) PVC ( 1x240 ) PVC ( 1x200 ) PVC ( 1x185 ) PVC ( 1x120 ) PVC ( 1x95 ) PVC ( 1x80 ) PVC ( 1x70 ) PVC ( 1x50 ) PVC ( 1x30 ) PVC ( 1x25 ) PVC ( 1x22 ) PVC ( 1x11 ) PVC ( 3x325 ) PVC ( 3x185 ) PVC ( 3x150 ) PVC ( 3x125 ) PVC ( 3x100 ) PVC ( 3x95 ) PVC ( 3x60 ) PVC ( 3x50 ) PVC ( 3x35 ) PVC ( 3x22 ) PVC ( 4x325 ) PVC ( 4x300 ) PVC ( 4x240 ) PVC ( 4x200 ) PVC ( 4x185 ) PVC ( 4x150 ) PVC ( 4x70 ) PVC ( 4x60 ) PVC ( 4x22 ) PVC ( 4x16 ) PVC ( 4x14 ) PVC ( 4x10 ) PVC ( 4x8 ) PVC ( 4x6 ) Cái Cái Cái Bộ m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m 18 40 19 13 100 90 620 1610 650 780 3810 600 1610 1330 540 20 80 160 140 80 140 150 60 40 20 80 20 80 140 80 140 210 450 320 60 300 360 60 100 200 150 30 440 260 40 60 627 627 406 20000 47 300 1462 1170 585 475 351 284 270 168 139 117 102 70 44 36 32 17 1567 891 724 554 458 434 263 225 177 96 1900 1756 1404 1136 1080 965 408 350 128 92 81 69 50 37 11286 25080 7714 260000 4700 27000 906440 1883700 380250 370500 1337310 170400 434700 223440 75060 2340 8160 11200 6160 2880 4480 2550 94020 35640 14480 44320 9160 34720 36820 18000 24780 20160 855000 561920 84240 340800 388800 57900 40800 70000 19200 2760 35640 17940 2000 2220 72 73 74 75 76 77 78 9.2 Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Cáp đồng hạ áp Thanh dẫn PVC ( 4x5,5 ) PVC ( 4x4 ) PVC ( 4x2,5 ) PVC ( 4x2 ) PVC ( 4x1,5 ) PVC ( 4x ) Vât liệu đồng Tổng cộng m m m m m m kg 60 160 410 60 250 1240 172 Tính tốn giá thành cơng trình Tổng giá thành cơng trình VΣ = 12,3 ( tỷ đồng ) Tổng cơng suất đặt tồn nhà máy Sđ = 9950 ( kVA ) Giá thành đơn vị công suất dặt V 1168679200 gđ = Σ = = 1174551 ( đồng ) Sđ 9950 35 26 17 14 11 160 2100 4160 6970 840 2750 9920 27520 11686792