Thiết kế cung cấp điện công ty chế biến gỗ thanh bình

Tuy nhiên, việc tính toán thiết kế cung cấp điện là một công việc hết sức khó khăn, đòi hỏi ở nhà thiết kế ngoài lĩnh vực kỹ thuật chuyên môn còn có sự hiểu biết về mọi mặt như: môi trườ

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay nền kinh tế nước ta đang tăng trưởng nhanh, đời sống xã hội ngày càng được nâng cao vì vậy nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt càng càng tăng Do đó việc thiết kế cung cấp điện nhằm phục vụ cho các nhu cầu trên một cách tốt nhất là một phần quan trọng không thể thiếu trong việc phục vụ cho các nhu cầu trong đời sống cũng như sản xuất kinh doanh

Muốn giải quyết tốt nhất những vấn đề nêu trên, cần có những hiểu biết sâu sắc, toàn diện không những về cung cấp điện, thiết bị điện, mà còn cả về hệ thống năng lượng Tuy nhiên, việc tính toán thiết kế cung cấp điện là một công việc hết sức khó khăn, đòi hỏi ở nhà thiết kế ngoài lĩnh vực kỹ thuật chuyên môn còn có sự hiểu biết về mọi mặt như: môi trường, xã hội, đối tượng cấp điện, trong quá trình thiết kế cấp điện, một phương án được xem là hợp lý và tối ưu khi nó thỏa các yêu cầu sau:

 Vốn đầu tư nhỏ báo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo mức độ tính chất của phụ tải

 Chi phí vận hành hàng năm thấp

 Bảo đảm an toàn cho người và thiết bị

 Thuận tiện cho việc vận hành, bảo quản, và sửa chữa

 Đảm bảo chất lượng điện năng( nhất là đảm bảo độ lệch và độ dao động điện áp

bé nhất và nằm trong giới hạn cho phép so với định mức.) Tuy nhiên, do đây là lần đầu tiên trong thiết kế cung cấp còn hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm thực tế, tài liệu tham khảo thời gian thực hiện nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy em mong nhận được sự thông cảm và tận tình chỉ dẫn của các thầy cô để luận văn được hoàn thành một cách tốt nhất

Em xin chân thành cảm ơn

TpHCM, Ngày 20 Tháng 01 Năm 2013

Sinh viên thực hiện

Đặng Thành Thảo

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được luận văn tốt nghiệp này, lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Quốc Dũng, các thầy cô giảng dạy tại khoa Xây Dựng- Điện và các bạn sinh viên cùng nhóm làm luận văn tốt nghiệp đã luôn quan tâm hướng dẫn, động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại trường cũng như trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp

Sinh viên thực hiện

Đặng Thành Thảo

GIỚI THIỆU CÔNG TY CHẾ BIẾN GỖ THANH BÌNH

Công ty chế biến gỗ Thanh Bình được đặt ở thị trấn Bình Dương huyện Phù Mỹ tỉnh Bình Định Vi trí công ty nằm gần quốc lộ 1A rất thuân tiện cho việc vận chuyển và trao đổi hàng hóa vói các tỉnh thành trong cả nước

Công ty chuyên sản xuất và lắp ráp các vật liệu dân dụng và trang trí nội thất được chế biến từ gỗ

Nhà máy làm việc với tính chất dây chuyền, làm việc theo chế độ một ca với gần 100 thiết bị phụ vụ cho sản suất

Mặt bằng công ty gồm các khu vực sau:

Lời mở đầu

Lời cảm ơn

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Nhận xét của giáo viên phản biện

Giới thiệu công ty chế biến gỗ Thanh Bình

Mục lục

CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1

LÝ THUYẾT 1

TÍNH TOÁN 10

I Xác định tâm phụ tải 10

II Tính toán phụ tải động lực của các nhóm 15

III Tính phụ tải chiếu sáng 27

CHƯƠNG II: TRẠM BIẾN ÁP VÀ MÁY PHÁT DỰ PHÒNG 48

I Khát quát về máy biến áp 48

II Máy phát dự phòng 50

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP 51

I Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ 51

II Tính toán cụ thể 53

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN SỤT ÁP TRÊN ĐƯỜNG DÂY 75

I Lý thuyết 75

II Tính toán xác định sụt áp trên dây dẫn 76

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 91

I Lý thuyết 91

II Tính toán 91

CHƯƠNG VI: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 100

I Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số cosφ 100

II Các biện pháp nâng cao hệ số cosφ 100

III Bù công suất phản kháng cho nhà máy 101

CHƯƠNG VII: AN TOÀN ĐIỆN 105

I Phương pháp lựa chọn 105

II Các dạng sơ đồ nối đất 105

III Chọn sơ đồ nối đất cho nhà máy 108

IV Tính toán nối đất làm việc 108

V Tính dòng ngắn mạch một pha 111

CHƯƠNG VIII: CHỐNG SÉT 117

I Các nguyên tắc thực hiện 117

II Các hệ thống chống sét hiện nay 117

III Tính toán và chọn thiết bị chống sét 118

CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

và vị trí lắp đặt của từng thiết bị hay nhóm thiết bị

Vì vậy vấn đề phụ tải tính toán mang tính chất quyết định cho việc thiết kế được tốt nhất

và để có một phương pháp tính toán phù hợp với tình hình cụ thẻ của công ty, thì người thiết kế cần phải phân tích kỹ càng để chọn được phương pháp tối ưu

2 Mục đích :

Xác định tâm phụ tải là nhằm xắc định vị trí hợp lí để đặt các tủ phân phối(hoặc tủ động lực) Vì khi đặt tủ phân phối (hoặc đông lực) tai vị trí đó thì ta thực hiện được việc cung cấp điện với điện áp tổn thất và tổn thất công suất nhỏ , chi phí vào loại hợp lí nhất Tuy nhiên , việc lựa chọn vị trí cuối cùng còn phụ thuộc vào yếu tố khác như : đảm bảo tính mỹ quan, tính thuậ tiện

và an toàn trong thao tác,v.v

Ta có thể xác định tâm phụ tải cho nhóm thiết bị (để định vị trí đặt tủ động lực của một phân xưởng, vài phân xưởng hoặc toàn bộ nhà máy (để xác định vị trí tủ phân phối) Nhưng để đơn giản công việc tính toán thì ta cần xác định tâm phụ tải cho các vị trí đặt tủ phân phối Còn

vị trí đặt tủ động lực cần xác một vị trí tương đối bằng ước lượng sao cho và đầu tiên gần các động cơ có công suất lớn

Trong đó: X,Y là hoành độ và tung độ của tâm phụ tải nhóm

xi,yilà hoành độ và tung độ của thiết bị thứ i

Pdmi là công suất định mức của thiết bị thứ i

 Tính tâm phụ tải toàn công ty :

Trong đó: Xct,Yct là hoành độ và tung độ của tâm phụ tải công ty

Xi,Yilà hoành độ và tung độ của tâm phụ tải nhóm

Pi là công suất của từng nhóm

II.PHÂN NHÓM PHỤ TẢI :

1 Ý nghĩa :

Việc phân nhóm thiết bị trong một phân xưởng, nhà máy là bước đầu tiên và có ý nghĩa quan trọng trong thiết kế cung cấp điện

Phân nhóm phụ tải là phân bố thiết bj sao cho tiện lợi trong vận hành, dễ dàng xử lý sự

cố và phân bố công suất phụ tải hợp lý trên mặt bằng tổng thể để việc lựa chọn lắp đặt thuận lợi

2 Khái niệm chung:

Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy ,phân xưởng , xí nghiệp , hộ tiêu thụ thì một trong những công việc rất quan trọng mà ta phải làm đó là tiến hành xác định phụ tải tính toán cho nhà máy hay phân xưởng đó

- Phụ tải tính toán(PTTT) : Phụ tải tính toán toán theo điều kiện phát nóng là phụ tải giả thiết(không đổi) lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện tương đương với phụ tải thực tế(biến đổi) theo điều kiện tắc dụng nhiệt nặng nề nhất Nói cách khác phụ tải tính toán cũng làm dây dẫn nóng tới nhiệt độ bằng với nhiệt độ lớn nhất do phụ tải tính toán gây ra Do vậy , về phương diện phát nóng nếu ta chọn thiết bị điện theo điều kiện tính toán có thể đảm bảo

an toàn cho thiết bị đó trong một trạng thái vận hành bình thường

3 Nguyên tắc phân nhóm thiết bị :

Tùy từng trường hợp cụ thể và số thiết bị mà ta có thể phân nhóm các thiết bị như sau :

- Phân nhóm theo mặt bằng

- Phân nhóm theo chế độ làm việc

- Phân nhóm theo dây chuyền sản xuất

- Phân nhóm theo cấp điện áp

Là tỉ số của phụ tải tính toán trung bình với công suất đặt (công sất định mức ) của thiết

bị trong một khoảng thời gian khảo sát(giờ,ca hoặc ngày đêm, )

+ Đối với thiết bị : Ksd =

n i tbi

P P

1

1 (2.3)

 Hệ số sử dụng nói lên mức sử dụng, mức độ khai thác công suất thiết bị trong khoảng thời gian cho xem xét

b Hệ số đồng thời K đt :

Là tỉ số giữa công suất tác dụng tính toán cực đại tại nơi khảo sát của hệ thống cung cấp điện với tổng công suất tác dụng tính toán cực đại của các nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt(hoặc các nhóm thiết bị) nối vào nút đó :

tt đt P P

Hệ số Kmax phụ thuộc vào thiết bị hiệu quả nhq(hoặc Nhq), vào hệ số sử dụng và hàng loạt các yếu tố khác đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị trong nhóm Trong thực tế khi tính toán thiết kế người ta chọn Kmaxtheo đường cong Kmax=( Ksd nhq),hoặc tra trong bảng cẩm nang tra cứu

d Số thiết bị hiệu quả n hq :

Giả thiết cho một nhóm n thiết bị có công suất làm việc khác nhau khi đó ta định nghĩa

nhq là một quy đổi gồm có n thiết bị có công suất định mức với chế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng với phụ tải tiêu thụ chất mà thiết bị tiêu thụ trên

nhq=

2 1

2 1)(

)(

n i đm

tt đm

tt

P

P P

P P

P

.max

Thông thường những phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện lại cho kết quả không thật chín xác,còn muốn chính xác cao thì phải tính toán phức tạp Do vây tùy theo tùy theo giai đoạn thiết kế thi công và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán cho phù hợp

Nguyên tắc chung để tính PTTT của hệ thống là tính từ thiết bị điện ngược trở về nguồn, tức là được tính từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện , và ta chỉ cần tính toán tại các điểm nút của hệ thống

Mục đích của việc tính toán phụ tải tại các điểm nút nhằm :

- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp từ 1000V trở lên

- Chọn số lượng và công suất của biến áp

- Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối

- Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ

 Phụ tải cực đại P max :

Là phụ tải trung bình được tính trong khaongr thời gian tương đối ngắn Để tính toán lưới điện theo phát nóng, ta thường lấy phụ tải trung bình trong khoảng thời gian 10 phút, 30 phút, 60 phút (lúc ấy ký hiệu là P10, P 30)

Phụ tải cực đại được dùng để tính tổn thất công suất lớn nhất và để chọn các thiết bị điện, chọn dây dẫn và cáp theo mật độ kinh tế

Nếu ta chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán thì có thể đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện trong mọi tình trạng vận hành

Quan hệ giữa phụ tải tính toán và các phụ tải khác:

Ptt = Kmax x Ptb

Ptb = Ksd x Pđm

Ptb ≤ Ptt ≤ Pmax

2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế

về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết

bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn thiết bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ … tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng … phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống … Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, ngược lại nếu phụ tải tính toán xác định được lớn hơn phụ tải thực tế thì gây ra dư thừa công suất, làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất… cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có được phương phương pháp nào thật hoàn thiện Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu về phụ tải lại quá lớn Ngược lại những phương pháp tính đơn giản lại có kết quả có độ chính xác thấp

a Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

knc : là hệ số nhu cầu , tra trong sổ tay kĩ thuật

Pđi , Pđmi: : là công suất đặt và công suất định mức của thiết bị hoặc nhóm thiết bị thứ i (trong tính toán có thể lấy gần đúng Pđ Pdđ (kW))

Nếu hệ số công suất cosφ của các thiết bị trong nhóm khác nhau thi phải tính hệ số trung bình theo công thức:

khd : là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay kĩ thuật khi biết đồ thị phụ tải

Ptb : là công suât trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)

c Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình :

Trong đó :

a0: là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đvsp

M: là số sản phẩm sản suất trong một năm

Tmax: là thời gian sử dụng công suất lớn nhất , (h) Phương pháp này thường dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như quạt gió, máy bơm nước, máy nén khí khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tương đối chính xác

e Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích:

Ptt = p0 F Trong đó :

p0 : là suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích , (W/m2)

F : là diện tích bố trí thiết bị , (m2) Phương pháp này thường dùng trong thiết kế sơ bộ

f Phương pháp tính trực tiếp :

Là phương pháp điều tra phụ tải trực tiếp để xác định PTTT áp dụng cho hai trường hợp:

Phụ tải rất đa dạng không thể áp dụng phương pháp nào để xác định phụ tải tính toán

Phụ tải rất giống nhau và lặp đi lặp lại ở các khu vực khác nhau như phụ tải ở khu chung

cư

g Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị:

Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau:

Iđn = Ikđ (max) + (Itt - ksd Iđm (max))

Trong đó:

Ikđ (max): là dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy

Itt: là dòng điện tính toán của nhóm máy

Iđm (max): là dòng định mức của thiết bị đang khởi động

ksd: là hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp 4,5,6 dựa trên kinh nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần đúng tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi Các phương pháp còn lại được xây dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố do đó có kết quả chính xác hơn, nhưng khối lượng tính toán hơn và phức tạp

h Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại (phương pháp số thiết bị hiệu quả):

Khi không có các số liệu cần thiết ( công suất đặt và hệ số nhu cầu, suất phụ tải trên một diện tích, suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm) và muốn nâng cao độ chính xác của

phụ tải tính toán thì nên dùng phương pháp này

Công thức tính:

Ptt = kmax x ksd x Pđm

Trong đó:

với Pđmi : công suất định mức của thiết bị thứ i

Khi tính theo công thức này trong một số trường hợp có thể dùng công thức gần đúng sau:

Nếu không có số liệ chính xác hệ số phụ tải kpt có thể lấy gần đúng như sau:

kti = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

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

- Nếu nhq ≥ 4 thì tìm Kmax theo nhq và Ksd

Cosϕ /tagϕ

Tọa độ mặt bằng (m) Tâm phụ

tải (m)

1 T.bị ∑T.bị x i y i X i Y i

∑𝑛𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖 = 1355,45

189,125 = 7,1

Y= ∑ 𝑦𝑖

𝑛 𝑖=1 𝑋 𝑃đ𝑚𝑖

KH

MB TÊN THIẾT BỊ SL

Công suất đặt (Kw)

Tọa độ mặt bằng (m) Tâm phụ

tải (m)

1 T.bị ∑T.bị x i y i X i Y i

∑𝑛𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖 = 1465,7

187 = 7,8

Y= ∑ 𝑦𝑖

𝑛 𝑖=1 𝑋 𝑃đ𝑚𝑖

1 T.bị ∑T.bị x i y i X i Y i

∑𝑛𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖 = 1190,5

159,87 = 7,4

Y= ∑ 𝑦𝑖

𝑛 𝑖=1 𝑋 𝑃đ𝑚𝑖

Tâm phụ tải (cm)

∑𝑛𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖 = 386,1

198 = 1,9Y= ∑ 𝑦𝑖

𝑛 𝑖=1 𝑋 𝑃đ𝑚𝑖

Tọa độ mặt bằng (cm)

Tâm phụ tải (cm)

∑𝑛𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖 = 1134,6

184 = 6,1Y= ∑ 𝑦𝑖

𝑛 𝑖=1 𝑋 𝑃đ𝑚𝑖

I mm (A) K sd cosφ/tagϕ

Iđm = 𝑃đ𝑚

√3.𝑈 𝑑 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 11,25

√3.0,38.0,75 = 22,79 (A)

Imm = kmm x Iđm = 5 x 22,79 = 113,9 (A) Máy cưa đĩa:

Iđm = 𝑃đ𝑚

√3.𝑈 𝑑 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 7,5

√3.0,38.0,8 = 14,24 (A)

Imm = kmm x Iđm = 5 x 14,24 = 71,2

Các thiết bị còn lại tính tương tự nên ta có bảng trên.

Số thiết bị hiệu quả

nhq = (∑𝑛𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖)2

∑𝑛𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖2 = (∑ 𝑃đ𝑚𝑖)

2 22

= 189,25

2

2173,53 = 16,47 chọn nhq = 16

Itt = 𝑆𝑡𝑡

√3.𝑈𝑑 = 206,74

√3.0,38 = 314,1 (A)Dòng đỉnh nhọn của nhóm:

Máy bào 4 mặt 4 trục có Immmax = 309,3 (A) và Iđmmax = 61,86 (A), nên ta có:

Iđn = Itt + Immmax – ksdmax Iđmmax = 314,1 + 309,3 - 1,07x61,86 = 557,2 (A)

I mm (A) K sd cos φ/tagϕ

Iđm = 𝑃đ𝑚

√3.𝑈 𝑑 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 4,5

√3.0,38.0,7 = 9,76 (A)

Imm = kmm x Iđm = 5 x 9,76 = 48,8 (A) Máy phai 2 trục

Iđm = 𝑃đ𝑚

√3.𝑈 𝑑 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 11,5

√3.0,38.0,7 = 24,96 (A)

Imm = kmm x Iđm = 5 x 24,96 = 124,8 (A)

Các thiết bị còn lại tính tương tự nên ta có bảng trên.

Số thiết bị hiệu quả

nhq= (∑𝑛𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖)2

∑𝑛𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖2 = (∑ 𝑃đ𝑚𝑖)

2 26

𝑖=1

∑26𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖2 = 187

2

2618,87 = 13,35 chọn nhq = 14

Itt = 𝑆𝑡𝑡

√3.𝑈𝑑 = 183,69

√3.0,38 = 294,28 (A)Dòng đỉnh nhọn của nhóm:

Máy chà nhám 1 trục có Immmax = 329,9 (A) và Iđmmax = 60,77 (A), nên ta có:

Iđn = Itt + Immmax – ksdmax Iđmmax = 294,28 + 329,9 - 1,13 x 60,77 = 555,62 (A)

NHÓM 3

I mm (A) K sd cosφ/tagϕ

Iđm = 𝑃đ𝑚

√3.𝑈 𝑑 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 7,5

√3.0,38.0,75 = 15,19 (A)

Imm = kmm x Iđm = 5 x 15,19 = 75,95 (A) Máy khâu chỉ keo venner

Số thiết bị hiệu quả

nhq= (∑𝑛𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖)2

∑𝑛𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖2 = (∑ 𝑃đ𝑚𝑖)

2 38

𝑖=1

∑38𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖2 = 159,87

2

1707,94 = 14,96 chọn nhq = 16

Itt = 𝑆𝑡𝑡

√3.𝑈𝑑 = 167,09

√3.0,38 = 253,86 (A)Dòng đỉnh nhọn của nhóm:

Máy ép nóng thủy lực có Immmax = 210 (A)và Iđmmax = 42 (A), nên ta có:

Iđn = Itt + Immmax – ksdmax Iđmmax = 253,86+ 210 - 1,12 x 42 = 416,82 (A)

NHÓM 4

I mm (A) K sd cosφ / tagϕ

Iđm = 𝑃đ𝑚

√3.𝑈 𝑑 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 10,5

√3.0,38.0,7 = 22,79 (A)

Imm = kmm x Iđm = 5 x 22,79 = 113,95 (A) Máy nén khí

Iđm = 𝑃đ𝑚

√3.𝑈𝑑.𝑐𝑜𝑠𝜑 = 23,5

√3.0,38.0,75 = 47,6 (A)

Imm = kmm x Iđm = 5 x 47,6 = 238 (A) Máy lọc bụi

𝑖=1

∑6𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖2 = 198

2

9666,75 = 4,05 chọn nhq = 4

Hệ số công suất trung bình của nhóm:

Cosφtbnh = ∑6𝑖=1𝑐𝑜𝑠𝜑𝑖 𝑋 𝑃đ𝑚𝑖

∑6𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖 = 147,45

198 = 0,74Vậy tgφ4 = 0,9

Tính công suất

Với ksdnh = 0,68 và nhq = 4 ta tra bảng A.2 (sách hướng dẫn đồ án thiết kế cung cấp điện –

P.T.T.BÌNH – D.L.HƯƠNG – P.T.T.VÂN ) ta tìm được kmax = 1,29

Itt = 𝑆𝑡𝑡

√3.𝑈𝑑 = 218,92

√3.0,38 = 332,61 (A)Dòng đỉnh nhọn của nhóm:

Máy lọc bụi có Immmax = 658,35 (A)và Iđmmax = 131,67 (A), nên ta có:

Iđn = Itt + Immmax – ksdmax Iđmmax = 332,61+ 658,35 - 1,29 x 131,67 = 821,1(A)

I mm (A) K sd cosφ / tagϕ

Máy sấy chi tiết

Iđm = 𝑃đ𝑚

√3.𝑈 𝑑 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 25,5

√3.0,38.0,75 = 51,65 (A)

Imm = kmm x Iđm = 2,5 x 51,65 = 129,12 (A) Máy ép khung

𝑖=1

∑5𝑖=1𝑃đ𝑚𝑖2 = 184

2

8627,5 = 3,92chọn nhq = 4

Tính công suất

Với ksdnh = 0,83 và nhq = 4 ta tra bảng A.2 (sách hướng dẫn đồ án thiết kế cung cấp điện – P.T.T.BÌNH – D.L.HƯƠNG – P.T.T.VÂN ) ta tìm được kmax = 1,14

Itt = 𝑆𝑡𝑡

√3.𝑈𝑑 = 200,33

√3.0,38 = 304,36 (A)Dòng đỉnh nhọn của nhóm:

Lò sấy có Immmax = 316,52 (A)và Iđmmax = 126,6 (A), nên ta có:

Iđn = Itt + Immmax – ksdmax Iđmmax = 304,36+ 316,52 - 1,14 x 126,6 = 476,55 (A)

BẢNG TỔNG HỢP PHỤ TẢI ĐỘNG LỰC CHO NHÀ MÁY

Tên nhóm SL P đ

(KW) K sd

Cosφ tagφ n hq K max

P tt (KW)

Q tt (KW)

S tt (KW)

I tt (KW)

I đn (KW)

III TÍNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG:

LÝ THUYẾT

1 CÁC YÊU CẦU CHUNG CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG:

Trong thiết kế chiếu sáng vấn đề quan trọng nhất ta phải quan tâm là đáp ứng yêu cầu về

độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác Ngoài độ rọi, hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý cho các chao chụp đèn, sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật và mỹ quan Vì vậy khi thiết kế chiếu sáng phải đmả bảo yêu cầu sau:

- Không bị lóa mắt, vì với cường độ ánh sáng mạnh mẽ làm cho mắt có cảm giác lóa, thần kinh bị căng thẳng, thị giác sẽ mất chính xác

- Không bị lóa do phản xạ, ở một số vật có các phản xạ cũng khá mạnh và trực tiếp

do đó khi bố trí đèn phải chú ý hiện tượng này

- Không có bóng tối, nơi sản xuất không nên có bóng tối mà phải sáng đều, có thể quan sát được toàn bộ phân xưởng Để khử các bóng tối cục bộ người ta thường dùng các bóng mờ và treo cao đèn

- Phải có độ rọi đồng đều, để khi quan sát từ nơi này qua nơi khác mắt không điều tiết quá nhiều gây nên mỏi mắt

- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày, điều này quyết định thị giác của

ta đánh giá được chính xác hay sai lầm

- Đảm bảo độ rọi ổn định trong quá trình chiếu sáng bằng cách hạn chế sự dao động

điện áp của lưới điện, cố định đèn chắc chắn, cần hạn chế quang thông bù

- Đảm bảo độ rọi đầy đủ trên bề mặt làm việc

2 CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN TRONG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG:

a Quang thông: (lm) lumen

Là thông lượng bức xạ hữu ích trong hệ thóng chiếu sáng (lượng ánh sáng)

b Cường độ ánh sáng I (cd):

Là tỷ số giữa quang thông phát ra trong một đơn vị góc khối theo một hướng α nào đó

c Quang hiệu: H (lm/w) (hay hiệu suất phát sáng)

Quang hiệu được xác định bằng tỷ số quang thông phát ra trên công suất của ánh sáng:

𝐻 =∅𝑃

Ta có thể tra được giá trị này tại bảng 14-sách kỹ thuật chiếu sáng-Dương Lan Hương

3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN:

a Chọn nguồn sáng:

Nguồn sáng có rất nhiều loại ta có thể phân loại theo:

- Công suất tiêu thụ

- Điện áp sử dụng

- Hình dạng và kích thước

- Tính năng kỹ thuật của nguồn sáng

Trong nhà ở và văn phòng cũng như các gian phòng sản xuất củsa nhà máy, xí nghiệp, nguồn chiếu sáng thường là bóng đèn nung sáng hoặc bóng đèn huỳnh quang

Giữa 2 loại bóng đèn huỳnh quang và bóng đèn nung sáng thì thường được so sánh về độ rọi (bình thường bóng đèn huỳnh quang có độ rọi cao hơn) và định suất năng lượng tiêu thụ

Bóng đèn huỳnh quang có ánh sáng tốt cho việc quang sát, nhìn nhận các vật thể nhất là trong các trường hợp cần phân biệt có kích thước nhỏ, tinh vi,v hoặc cần dùng màu sắc ánh sáng

để nâng cao năng suất công tác Mặt khác, khi làm việc trong môi trường có sử dụng đèn huỳnh quang còn đảm bảo được an toàn lao động Bóng đèn huỳnh quang có sự phát sáng tốt giống với ánh sáng tự nhiên và tạo được độ rọi cao mà công suất tiêu thụ không lớn lắm

Nên dùng nguồn sáng là bóng đèn huỳnh quang ở những vị trí sau:

- Trong các phòng thường xuyên có người nhưng thiếu ánh sáng tự nhiên

- Trong các phòng có yêu cầu trang trọng

- Trong các phòng cần phân biệt chính xác về màu sắc

- Trong các phòng, gian sản xuất có yêu cầu cường độ nhìn cao trong một thời gian lâu hoặc cần tạo điều kiện tốt cho việc quan sát

b Chọn thiết bị chiếu sáng

Sự lựa chọn thiết bị chiếu sáng phải dựa trên các điều kiện sau:

- Tính chất của môi trường xung quanh

- Các yêu cầu về sự phân bố ánh sáng vành sự giảm chói

- Các phương án kinh tế

c Hạn chế sự lóa mắt:

Để đảm bảo hạn chế sự lóa mắt, chiều cao đèn nhỏ nhất cho phép đối với loại đèn nung sáng hoặc đèn huỳnh quang phải phù hợp với yêu cầu chiếu sáng của từng đối tượng Ngoài ra cần chú ý một số điểm sau:

 Chiều cao đèn không hạn chế khi:

- Trong trường hợp đèn không nằm trong trường nhìn tạo một góc nhỏ hơn 45o so với đường thẳng nằm ngang

- Đèn có chụp kính mờ hoặc chụp kính mờ khuếch tán trong vùng từ 0o đến 90o bên trong lắp bóng đèn nung sáng có công suất nhỏ hơn 60W

 Trong các phòng thuộc nhà hoặc công trình công cộng:

- Độ chói bề mặt của đèn không vượt quá 500cd/m2

- Trong các lớp học, phòng họp, phòng bệnh nhân, phòng ngủ trẻ em thì độ chói bề mặt của đèn nhỏ hơn 200cd/m2

- Các phòng khác cho phép độ chói bề mặt của đèn nhỏ hơn 300cd/m2

d Lựa chọn độ rọi theo yêu cầu:

 Độ rọi là độ sáng bề mặt được chiếu sáng Độ rọi được chọn phải đảm bảo nhìn rõ mọi chi tiết cần thiết mà mắt nhìn không bị mệt mỏi

 Khi lựa chọn giá trị độ rọi phải dựa trên thang độ rọi, không được chọn gía trị ngoài thang rọi

 Việc chọn độ rọi theo yêu cầu phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Loại công việc, kích thước các vật, sự sai biệt của vật và hậu cảnh

- Mức độ căng thẳng của công việc

- Lứa tuổi người sủ dụng

- Hệ chiếu sáng, loại nguồn sáng lựa chọn

e Lựa chọn chiếu sáng treo đèn:

Tùy theo đặc điểm đối tượng, loại công việc, loại bóng đèn, sự giảm chói, bề mặt làm việc

Ta có thể phân bố các đèn sát trần có h=0 hoặc cách trần một khoảng cách h nào đó, chiều cao bề mặt làm việc có thể trên độ cao 0,8m so với sàn (mặt bàn) hoặc ngay trên sàn tùy theo công việc Khi đó độ cao treo đèn so với bề mặt làm việc là:

h”= H - h’ - 0,8

H : Độ cao từ mặt sàn đến trần

Cần chú ý rằng chiều cao htt đối với đèn huỳnh quang không vượt quá 4m, nếu không độ sáng trên bề mặt làm việc không đủ cung cấp cho công nhân Còn đối với đèn thủy ngân cao áp, đèn halogen kim loại nên treo đèn ở độ cao 5m trở lên đẻ giảm chói

f Các phương pháp tính toán:

 Phương pháp quang thông:

Phương pháp quang thông các định độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc

 Quang thông tổng:

∅∑= 𝐸𝑇𝐶∗ 𝑆 ∗ 𝐷

𝑈Trong đó:

∅∑ : tổng quang thông rơi trên mặt phẳn làm việc

Etc : độ rọi theo tiêu chuẩn [lx]

xạ Giá trị độ rọi trung bình được xác định bằng tỷ số quang thông tổng rơi trên diện tích bề mặt làm việc Giá trị trung bình này có thể khác giá trị trung bình tính từ các độ roi tại một số điểm

 Phương pháp chỉ số địa điểm:

 Chỉ số địa điểm K:

htt∗ (𝑎 + 𝑏)Trong đó:

htt : chiều cao h tính toán

a,b chiều dài và chiều rộng căn phòng

: chiều cao từ bề mặt đến trần

 Phương pháp điểm:

Phương pháp điểm dùng để xác định lượng quang thông cần thiết của các đèn nhầm tạo được một độ rọi quy định trên bề mặt làm việc với cách bô trí đèn tùy ý, nhưng với điều kiện ánh sáng phản xạ không đóng vai trò chủ yếu

Dùng Phương pháp điểm cũng có thể tính được độ rọi của một điểm khi đã biết cách bố trí đèn, chiều cao treo đèn và công suất bóng lắp trong mỗi đèn

Phương pháp điểm dùng để tính toán các trường hợp chiếu sáng hỗn hợp, chiếu sáng cục

bộ, chiếu sáng bên ngoài và chiếu sáng các mặt phẳng nghiêng

Độ rọi tại một điểm do nguồn sáng dài tạo nên có thể sử dụng công thức sau nếu nguồn sáng là phản xạ và chiều dài ít hơn vài lần chiều cao htt

𝐸 = 𝜋 ∗ 𝐼𝛼

21 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝛼 Hoặc :

𝐸 =𝜋 ∗ 𝐼𝛼2ℎ𝑡𝑡 ∗ 𝑐𝑜𝑠

- Có nhiều loại cong suất và cấp điện áp khác nhau

- Không cần thiết bị hỗ trợ (ballarst, starter)

Cần các thiết bị phụ trợ (ballarst, starter)

Không làm việc nếu độ dao động điện áp lớn

 Đèn thủy ngân cao áp:

Trong đèn ngoài khí trơ (Ne, Ar) còn có hơi thủy ngân Khi đèn làm việc áp suất hơi thủy

ngân đạt tới 2 – 5 at

Thời gian khởi động lâu (5 – 7 phút)

 Đèn halogen kim loại:

Sự phóng điện xảy ra trong hỗn hợp thủy ngân và halogen áp suất cao Sự xung động quang thông nhỏ hơn và thời gian mỗi sáng nhanh hơn đèn TNCA

 Đèn Natri áp suất thấp:

Đầu tiên sự phóng điện xảy ra trong khí trơ (Neon), khi nhiệt độ đạt tới 2500C sự phóng điện sẽ qua hơi Natri Thời gian mỗi sáng đèn là 5 – 10 phút Có ánh sáng màu vàng cam rất gần với độ nhạy cảm cực đại của mắt (555mm), ngoài ra nó còn giúp nhìn rõ ở những nơi có nhiếu sương mù

 Đèn Natri áp suất cao:

ở nhiệt độ trên 10000C, Na phát ra các vạch quang phổ nhìn thấy được, do đó cho ánh sáng trắng hơn, có nhiệt độ màu từ 2000 - 25000K

Do nhiệt độ thấp nên dễ chịu ở mức độ rội thấp

f Chọn bóng đèn: Chọn đèn chiếu sáng công nghiệp EBP Standard 26mm

Ldọc =1,8 htt (khoảng cách tối đa cho phép giữa các bóng trong một dãy)

Lngang =2,2htt (khoảng cách tối đa cho phép giữa các bóng trong một dãy)

chọn Nbđ= 6

o Kiểm tra sai số quang thông:

𝛥∅% =𝑁𝐵ộ đè𝑛𝑋 ∅1 𝑏ộ− ∅∑

∅∑ =6𝑋 2𝑋3000 − 36000

Ta phân bố các đèn hợp lý trong phòng theo yêu cầu

Khoảng cách tối đa giữa các đèn trong một dãy

Ldọcmax = 1,8 x htt = 1,8 x 3,3 = 6 [m]

Khoảng cách tối đa giữa các dãy đèn

Lngangmax= 2,2 x htt = 2,2 x 3,3 = 7,2 [m]

Cách treo: treo thành 2 dãy, mỗi dãy 3 bộ đèn

Khoảng cách giữa các đèn trong một dãy: la = 𝑎

𝑛𝑏ộ =12

3 = 4 m => cách tường 2m Khoảng cách tối đa giữa các dãy đèn lb = 𝑏

𝑛𝑑ã𝑦=8

2= 4 m => cách tường 2m

Công suất chiếu sáng của 6 bộ đèn:

- Công suất tác dụng tính toán của 6 bộ đèn