ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN SPKT

Trang 1

Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí GVHD: PGS.TS QUYỀN HUY ÁNH

PHẦN 1

MỞ ĐẦU

1

SVTH: TRỊNH VĂN HƯNG

Trang 2

Do đó, thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí cũng không ngoại

lệ, các giải pháp cung cấp điện tốt sẽ giúp tiết kiệm năng lượng điện tiêu thụ vàđảm bảo an toàn cho phân xưởng Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng bao gồm: thiết kế hệ thống mạng điện động lực, thiết kế hệ thống chiếu sáng, hệ thống chống sét và nối đất an toàn cho phân xưởng

Việc thiết kế phải đảm bảo được yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật, tức là đáp ứng tốt việc tiết kiệm chi phí về mặt kinh tế nhưng vẫn đảm bảo hội tụ đầy

đủ về mặt kỹ thuật

Trên tinh thần đó, sinh viên thực hiện đề tài “ thiết kế cung cấp điện cho

phân xưởng cơ khí”.

2. Mục đích nghiên cứu

_Đề xuất phương án cung cấp điện hợp lý cho phân xưởng đạt các yêu cầu về

kinh tế và kỹ thuật

_Củng cố lại những kiến thức đã được học, áp dụng những điều đã học vào

thực tế, làm quen với công việc thiết kế sau này

_Tiếp thu được những kiến thức quý báu từ giáo viên hướng dẫn trong quá

trình làm đồ án

3. Nội dung nghiên cứu

Đồ án tập trung vào những vấn đề sau:

_Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng

_Tính chọn máy biến áp cho phân xưởng (15-22KV/0,4k V)

_Lựa chọn máy phát điện dự phòng cho phân xưởng (15-22KV/0,4k V)

_Chọn cáp, dây dẫn và các thiết bị đóng cắt bảo vệ hạ thế

_Tính toán và lựa chọn tụ bù, bộ điều khiển bù để nâng cao hệ số công suất chophân xưởng

2

Trang 3

_Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng

_Thiết kế hệ thống nối đất, chống sét cho phân xưởng

Phân xưởng cơ khí chuyên gia công, chế tạo dụng cụ, thiết bị cơ khínhằm phục vụ cho nhu cầu giảng dạy, học tập của giảng viên và sinh viêntrong trường

4.2 Yêu cầu kỹ thuật

Hệ thống điện cho công trình chủ yếu phục vụ cho nhu cầu chiếu sáng,cung cấp nguồn cho các thiết bị điện Hệ thống này cần phải đảm bảo cácyêu cầu như sau:

_Đảm bảo an toàn đúng tiêu chuẩn đúng kỹ thuật

_Đảm bảo tính cung cấp nguồn liên tục và ổn định

_Tiết kiệm nguồn năng lượng điện tiêu thụ

_Dễ dàng kiểm soát bảo trì hệ thống khi hoạt động

_Giảm chi phí cho việc vận hành và bảo trì hệ thống

3

Trang 4

PHẦN 2 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ

4

Trang 5

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

1.1 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

1.1.1 Đặc điểm của phân xưởng

Các đặc điểm của phân xưởng là cơ sở để xác định phương án thiết kế cấpđiện cho phân xưởng

Các đặc điểm chính bao gồm:

1. Kích thước của phân xưởng: chiều rộng, chiều cao, diện tích

2. Kết cấu xây dựng của phân xưởng: đặc điểm về trần, tường, nền

3. Môi trường làm việc trong phân xưởng: bụi nhiều hay ít, khô ráo hay ẩmướt, nhiệt độ trung bình hàng năm nơi đặt phân xưởng, các yêu cầu vềchống cháy nổ

5

Trang 6

4. Chế độ làm việc của phân xưởng: số ca làm việc trong ngày

5. Quy mô sản xuất, sản phẩm của phân xưởng: phân xưởng lớn, nhỏ hay vừa

và sản phẩm chủ yếu của phân xưởng

6. Xác định yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện: loại hộ tiêu thụ, nguồn cấp,nguồn dự phòng

7. Đặc điểm phụ tải tiêu thụ điện trong phân xưởng: số lượng, loại và côngsuất của các động cơ

1.1.2 Thông số và sơ đồ mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng

Với đề tài “Thiết kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí”, thông số

kỹ thuật của thiết bị và sơ đồ mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng là số liệuquan trọng Cũng là đề tài do giảng viên hướng dẫn giao cho sinh viên thựchiện

Sơ đồ mặt bằng phụ tải điện trình bày vị trí của các thiết bị trên toàn bộmặt bằng phân xưởng

Các thông số phụ tải điện của phân xưởng được cho dưới dạng bảng baogồm: tên thiết bị, mã hiệu, số lượng thiết bị, công suất tác dụng định mức Pn(kW) và công suất biểu kiến của từng thiết bị Sn (kVA), hệ số công suất cos φ,

hệ số sử dụng của từng thiết bị ku, hiệu suất sử dụng của máy η…

TT Tên thiết bị lượng Số Pn(kW) cos Sn(kVA) η ku Ghi chú

Bảng 1.1 Thông số phụ tải điện của phân xưởng

1.1.3 Đồ thị phụ tải đặc trưng cho phân xưởng cơ khí

6

Trang 7

1.2 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI

Dựa trên các yếu tố sau:

 Phân nhóm theo chức năng: các thiết bị trong cùng nhóm nên có cùng chứcnăng

 Phân nhóm theo vị trí: các thiết bị cùng nhóm có vị trí gần nhau

 Phân nhóm chú ý phân bố đều các công suất cho các nhóm

 Dòng định mức của nhóm phù hợp với dòng định mức của CB chuẩn

Số nhóm tùy thuộc vào quy mô phân xưởng nhưng không nên quá nhiều,thường số nhóm không lớn hơn 5

1.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

 TCVN 7447-1-2004 (IEC 603642-1-2001): Hệ thống lắp đặt điện của cáctòa nhà – Nguyên tắc cơ bản đánh giá các đặc tính chung và định nghĩa TCVN 7447-2010: Hệ thống lắp đặt điện hạ áp

 TCVN 9206-2012: Lắp đặt thiết bị trong nhà ở và công trình công cộng –tiêu chuẩn thiết kế

 QCVN 12-2014 BBXD : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về hệ thống điện củanhà ở và nhà công cộng

1.3.1 Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm thiết bị

a Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị

Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị chính là thông số phụ tảiđiện của phân xưởng nhưng được trình bày theo từng nhóm riêng biệt

7

Trang 8

Tên nhóm Kí hiệu trên Số Sn η cosϕ

/tgϕ ku

mặt bằng lượng (kVA) Nhóm 1

Máy tiện ren 1 2 13,5 0,8 0,65/1,17 0,8 Máy mài thô 2 1 5,8 0,8 0,6/1,33 0,8 Tổng 3 19,3

Nhóm 2 Máy khoan đứng 4 1 5,8 0,8 0,6/1,33 0,8 Máy bào ngang 6 1 17,9 0,8 0,7/1,02 0,8 Tổng 23,7

Bảng 1.2 Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị

b Các phụ tải tính toán cần xác định cho mỗi nhóm thiết bị

 Công suất tác dụng tính toán của nhóm (kW)

 Công suất biểu kiến tính toán của nhóm ( kVA)

 Dòng điện tính toán của nhóm (A)

Thông thường chỉ cần trình bày trình tự xác định phụ tải tính toán cho mộtnhóm thiết bị điển hình, các nhóm khác tính tương tự kết quả được trình bày ởbảng

c Trình tự xác định phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị điển hình

Tùy theo sự chênh lệch về thay đổi hệ số công suất (cos ) của các thiết bịphụ tải, cần phân chia thành các trường hợp sau:

c.1 Trường hợp cos chênh lệch quá nhiều.

các bước tiến hành như sau:

Bước 1: quy đổi công suất định mức của các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại và thiết bị một pha

+ Nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì công suấtđịnh mức được tính toán phải quy đổi về công suất định mức về chế độ làmviệc dài hạn

Công thức quy đổi như sau:

(1.1)

Ở đây là hệ số đóng điện tính theo phần trăm

8

Trang 9

+ Nếu trong nhóm thiết bị có một pha nối vào điện áp dây hoặc điện áp phacủa mạng điện thì cần phải quy đổi công suất về ba pha trước khi tính toán(TLTK1)

Bước 2 : Xác định công suất tính toán của nhóm

Công suất tác dụng tính toán của nhóm thiết bị thứ j được xác định theocông thức sau:

Ở đây : là hệ số công suất của nhóm thiết bị thứ i

Công suất biểu kiến tính toán của nhóm thiết bị thứ j :

(1.5)Dòng điện tính toán của nhóm thiết bị thứ j:

(1.6)

Bước 3 Thống kê kết quả tính toán cho các nhóm máy

Kết quả xác định phụ tải tính toán được thống kê lại và trình bày ở bảng 1.3

Tên nhóm ksj cosϕj/tgϕj Pcj Scj Icj

Trang 10

trong trường hợp các thiết bị trong nhóm có cos chênh lệch không nhiềuthì công suất tính toán biểu kiến của nhóm thiết bị có thể xác định theo côngthức:

(1.7)

ở đây : hệ số đòng thời của nhóm thiết bị thứ j

là hệ số sử dụng của thiết bị thứ j

là công suất biểu kiến của nhóm thiết bị thứ j (TLTK4)

1.3.2 Xác định công suất tính toán của tủ phân phối thứ

Phụ tải tính toán của tủ phân phối thứ m:

(1.8)(1.9)(1.10)

(1.11)

ở đây : là hệ số đồng thời của tủ phân phối thứ m

và công suất tác dụng tính toán và công suất biểu kiến tính toán củanhóm thiết bị thứ j

m là số nhánh phân phối của tủ phân phối thứ m

1.3.3 Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng

Phụ tải tính toán của phân xưởng được xác định sơ bộ theo phương phápxuất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích

Công suất tác dụng tính toán của hệ thống chiếu sáng:

(1.12)Công suất biểu kiến của hệ thống chiếu sáng:

(1.13)

ở đây : là suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (kW/) , F là diện tíchcủa phân xưởng (), cos là hệ số công suất của đèn

Cos của một số đèn như sau:

_ Đối với đèn nung sáng: Cos = 1

_ Đối với đèn huỳnh quang:

• Cos =0,6 khi không có tụ bù

• Cos = 0,86 nếu có tụ bù cos ( đèn đơn hoặc đôi )

• Cos = 0,96 nếu dùng ballast điện tử

_Đối với đèn phóng điện cos = 0,8

1.3.4 Xác định công suất tính toán của tủ phân phối chính

Phụ tải tính toán của tủ phân phối thứ k:

(1.14)

10

Trang 11

(1.15)(1.16)

(1.17) : hệ số đồng thời tủ phân phối chính thứ k

và là công suất tác dụng tính toán và công suất biểu kiến tính toán cả tủphân phối phụ thứ m, k là số nhánh phân phối của tủ phân phối thứ k

Bảng giá trị hệ số đồng thời của mạch cho những tủ phân phối

Tủ được kiểm nghiệm từng phần trong mỗi trường hợp 1

Bảng1.4 Hệ số đồng thời cho tủ phân phối.

Nếu mạch chủ yếu là chiếu sá= thì có thể coi ks gần bằng 1.

Bảng giá trị hệ số đồng thời theo chức năng của mạch

Chức năng mạch Hệ số đồng thời ks

Động cơ và thang máy Motor có công suất lớn thứ nhất 1

Motor có công suất lớn thứ hai 0.75

Trang 12

2.1 VẠCH PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG

1 Xây dựng trạm biến áp riêng cho phân xưởng dựa vào các chỉ dẫn sau.

_ Nếu công suất trạm biến áp của nhà máy đủ cung cấp cho phân xưởng thì khôngcần xây dựng trạm biến áp, chỉ cần kéo đường cáp dẫn điện từ trạm biến áp của nhàmáy về cấp nguồn phân xưởng

_Nếu công suất trạm biến áp của nhà máy không đủ cung cấp cho phân xưởng hoặc

vị trí trạm biến áp xa phân xưởng thì cần phải xây dựng trạm biến áp cấp điện chophân xưởng

2 Sử dụng tủ phân phối chính nhận điện áp từ trạm biến áp phân xưởng và cấp điện

cho các tủ phân phối, tủ chiếu sáng Mỗi tủ phân phối điều khiển cấp điện cho mộtnhóm phụ tải

3 Sử dụng CB ( hoặc cầu chì ) đặt tại các lộ vào và ra của tủ phân phối chính và tủ

phân phối để điều khiển đóng cắt / bảo vệ

4 Phương án nối dây mạng điện phân xưởng.

_ Từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối thường sử dụng phương án đi dây hìnhtia

_ Từ tủ phân phối đến các thiết bị thường dùng sơ đồ hình tia cho các thiết bị có côngsuất lớn và sơ đồ phân nhánh cho các thiết bị công suất nhỏ

_Các nhánh đi từ tủ phân phối không nên quá nhiều (thường nhỏ hơn 10) và tải củanhánh này nên có công suất gần bằng nhau

_ Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý các dòng định mức của các CB chuẩn

2.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN

Chú thích

DT (Distribution Transformer): Máy biến áp phân phối G (Generator): Máy phát

dự phòng

MCCB (Moulded Case Circuit Breaker): Máy cắt loại khối MDB (Main

Distribution Board): Tủ phân phối chính

DB (Distribution Board): Tủ phân phối

DLB (Distribution Lighting Board): Tủ chiếu sáng MCB (Miniature Circuit

Breaker): Máy cắt loại tép

12

Trang 13

13

Trang 14

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA SƠ ĐỒ

CẤP ĐIỆN

14

Trang 15

3.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Tiêu chuẩn áp dụng

 TCVN 6306-1 :2015 (IEC 60076-1: 2011) Máy biến áp chịu lực

 phần 1: quy định chung

 IEC 60076-7: power transformers

 TCVN 8525-2015: Máy biến áp phân phối – mức hiệu suất năng lượng tốithiểu và phương pháp xác định hiệu suất năng lượng

 QCVN 12- 2014 BBXD: quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về hệ thống điện nhà ở

và nhà công cộng

3.1.1 Xác định vị trí trạm biến áp phân xưởng

Khi chọn vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng cần phải xem xét đến các yếu tốsau:

- Đảm bảo tính an toàn

- Thao tác vận hành, sửa chữa, quản lý và lắp đặt dễ dàng

- Đặt nơi thông thoáng phòng chống cháy, nổ, bụi bặm và khí ăn mòn

- Thuận lợi cho đường dây vào ra

Vị trí đặt trạm biến áp có thể bên ngoài, liền kề hoặc bên trong phân xưởng:

- Trạm xây dựng bên ngoài được dùng khi trạm cung cấp cho nhiều phân xưởnghoặc khi cần tránh các nơi bụi bặm có khí ăn mòn hay rung lắc

- Trạm xây dựng liền kề được dùng phổ biến hơn cả vì tiết kiệm về xây dựng và ítảnh hưởng đến các công trình khác

15

Trang 16

1.Xây dựng bên ngoài; 2.Xây dựng liền kề; 3.Xây dựng bên trong

Hình3.1 Vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng.

3.1.2 Xác định số lượng, dung lượng máy biến áp trong trạm

Trình tự tiến hành như sau:

Bước 1 Xác định tổng công suất tính toán toàn phân xưởng

Bước 2 Chọn số lượng máy biến áp đặt trong trạm: n

Vì tổng công suất tiêu thụ của phân xưởng cơ khí không quá lớn nên số lượngmáy biến áp thường không chọn quá hai để đơn giản trong vận hành Trường hợptrạm có nhiều máy biến áp nên chọn cùng chủng loại và dung lượng để đơn giảntrong lắp đặt và dự phòng

Bước 3 Xác định công suất máy biến áp

Công suất định mức máy biến áp được chọn theo điều kiện quá tải bình thườngcho trạm có một máy biến áp và chọn theo điều kiện quá tải lúc sự cố cho trạm nhiềumáy biến áp

16

Trang 17

- Chọn theo điều kiện quá tải bình thường:

_ Chọn theo điều kiện quá tải lúc sự cố khi (n 2 ):

(3.4)

ở đây : là hệ số quá tải sự cố

đối với máy biến áp chế tạo theo tiêu chuẩn IEC.[ TLTK]

đối với máy biến áp chế tạo theo tiêu chuẩn LX

Công suất của máy biến áp được chọn theo giá trị định mức theo điều kiện (3.1) hoặc(3.4)

3.2 CHỌN MÁY PHÁT DỰ PHÒNG

Tiêu chuẩn áp dụng

 TCVN 9729-2013 ( ISO 8528-2:2005) Tổ máy phát điện xoay chiều dẫn động

cơ đốt trong bởi động cơ đốt kiểu piston- phần 2: động cơ

 TCVN 6627-1:2004 (IEC 60034-1:200) về máy điện quay- phần 1: thông sốđặc trưng và tính năng

 QCVN 12-2014 BBXD: quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về hệ thông điện nhà ở vànhà công cộng

3.2.1 Phương pháp lựa chọn

Chủng loại: máy phát điện diesel có bình dầu đặt dưới đế máy

17

Trang 18

Khi phụ tải yêu cầu liên tục cung cấp điện, cần xem xét phương án cấp nguồn dựphòng

Nguồn dự phòng có thể là đường dây cấp nguồn từ trạm biến áp lân cận haymáy phát điện dự phòng Trường hợp sử dụng máy phát điện dự phòng công suấtđịnh mức của máy phát phải thỏa điều kiện

(3.5)

Ở đây: là công suất định mức dự phòng của máy phát điện ( kVA), là côngsuất cực đại phụ tải (kVA), Hệ số k% phụ thuộc vào suất đầu tư và hộ tiêu thụ[ TLTK4]

3.2.2 Cách lắp đặt

Phòng máy phát được thiết kế thông thoáng, vị trí lắp đặt ngoài phân xưởngnếu máy phát đặt trong hay liền kề phân xưởng thì phòng máy phát được thiết kếcách âm đảm bảo đạt tiêu chuẩn về độ ồn (cách 4m, độ ồn 75 dB) ống khói máyphát phải được thiết kế đi cao qua khỏi các công trình lân cận đảm bảo đúng yêucầu môi trường

Máy phát điện Diesel dự phòng phải tự động khởi phát trong trường hợp mấtđiện máy biến áp hoặc mạng lưới thành phố ngõ vào các relay kiểm tra mạng điệntại tủ điện chứa bộ phận chuyển đổi nguồn ATS

3.3 CHỌN DÂY DẪN, CÁP VÀ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT BẢO VỆ

3.3.1 Phương pháp xác định kích cỡ của dây dẫn / cáp và thiết bị đóng cắt bảo vệ mạng động lực phân xưởng

Lưu đồ chọn tiết diện dây dẫn, cáp kết hợp với thiết bị đóng cắt bảo vệ đượctrình bày ở hình 3.2

18

Trang 19

19

Trang 20

Hình 3.2 lưu đồ lựa chọn tiết diện dây dẫn, cáp kết hợp với thiết bị bảo vệ

3.3.2 Trình tự chọn dây dẫn/ cáp cho mạng điện động lực phân xưởng

Tiêu chuẩn áp dụng

 TCVN 9207:2012: Đặt đường dây điện trong nhà ở và công trình công cộng –tiêu chuẩn thiết kế

 TCVN 9208:2012: Lắp đặt cáp và dây dẫn trong các công trình công nghiệp

 IEC 60364-5-52-2012: Lắp đặt thiết bị điện – lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện –

_ Tuyến dây từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối: thường dùng cáp đồng đơnlõi hay đa lõi bọc PVC, cách điện PVC, phương án lắp đặt có thể đi nổi trên khay

và máng cáp

_ Tuyến dây từ tủ phân phối đến các động cơ:

• Nếu phụ tải là 3 pha đối xứng (thường là động cơ) công suất nhỏ: thì có thể

sử dụng cáp đồng 3 lõi, cách điện bằng PVC Cáp có thể đi trong ống PVChay ống kim loại chôn ngầm ( nếu vị trí phụ tải là cố định ) hay đi trên khaycáp nếu vị trí phụ tải thay đổi theo quy hoạch của phân xưởng hay đổi mớicông nghệ, dây chuyền sản xuất

• Nếu phụ tải là 3 pha đối xứng công suất lớn: thì có thể sử dụng cáp đồngđơn lõi cách điện bằng XLPE hay PVC cho mỗi pha để thuận lợi cho lắpđặt Cáp có thể đi nỗi trên khay cáp và máng cáp

• Nếu phụ tải là 3 pha không đối xứng hay phụ tải 1 pha thì có thể sử dụngcáp đồng đa lõi cho tải nhỏ và cáp đơn lõi cho tải lớn

Tùy thuộc vào công trình, phụ tải tiêu thụ điện mà việc lựa chọn phươngthức lắp đặt, chủng loại cáp tùy thuộc vào thiết kế, tính toán (TLTK4)

Thông số dạng dây/ cáp dẫn, chủng loại, phương thức lắp đặt được trình bày

ở bảng 3.1, bảng 3.2, bảng 3.3

20

Trang 21

21

Trang 23

2. Xác định các hệ số hiệu chỉnh

_ Đối với dây dẫn / cáp đi nỗi : K=

_ Đối với dây dẫn / cáp đi ngầm : K=

Đặc tính và cách xác định các hệ số hiệu chỉnh trình bày trong bảng 3.4

Bảng 3.4 Đặc tính và cách xác định các hệ số hiệu chỉnh

Hệ số Thể hiện ảnh hưởng của Tra trong

Số mạch cáp đặt kề nhauNhiệt độ tương ứng với dạng cách điện

Cách lắp đặt

Số dây đặt kề nhauĐất chôn cápNhiệt độ của đất

Trang 24

3. Xác định tiết diện dây dẫn /cáp

a. Chọn cáp cho dây pha (P)

Xác định tiết diện trên các tuyến dây

_ Từ trạm biến áp về tủ phân phối chính

_ Từ tủ phân phối chính đến từng tủ phân phối phụ

_ Từ tủ phân phối phụ đến từng động cơ trong nhóm

Trình tự xác định tiết diện dây dẫn/ cáp được xác định trình bày ở hình3.4

a.1 Từ tủ phân phối phụ đến từng động cơ trong nhóm.

bước 1 Xác định dòng làm việc max đi trong dây dẫn/cáp:

(3.6)

Ở đây: là công suất cụm động cơ trong nhóm (kVA), là điện áp dây địnhmức (kV)

Trang 25

Bước 2 Chọn dòng định mức của CB bảo vệ không nhỏ hơn giá trị dòng

Khi đó lựa chọn dòng cho phép của dây dẫn /cáp mà CB bảo vệ có khả năngbảo vệ:

Bước 3 Xác định dòng cho phép của dây dẫn/tính đến các hệ số hiệu chỉnh:

Xác định các hệ số hiệu chỉnh từ đó tính được hệ số K:

(3.7)

Bước 4 Chọn tiết diện dây dẫn cáp:

Chọn dây dẫn/ cáp có tiết diện F với dòng cho phép tiêu chuẩn:

a.2 Từ tủ phân phối chính đến từng tủ pân phối phụ thứ i

Các bước xác định như trên chọn dây dẫn / cáp có tiết diện F với dòngcho phép tiêu chuẩn:

a.3 Từ trạm biến áp về tủ phân phối chính

Xác định dòng làm việc max đi trong dây dẫn/ cáp:

khi trạm có một máy biến áp (3.8)

khi trạm có hai máy biến áp trở lên (3.9)

Ở đây :là công suất biểu kiến của máy biến áp khi đầy tải (kVA)

là điện áp dây định mức (kV)

Các bước xác định tương tự như trên chọn dây dẫn/ cáp có tiết diện F với dòngcho phép tiêu chuẩn :

Chọn tiết diện của dây dẫn/ cáp cho mạng động lực tham khảo ở (TLTK6)

b. Chọn cáp cho dây trung tính (N)

_ Chủng loại cáp: cùng loại với dây pha tương ứng

_ Tiết diện cáp: cáp được chọn theo điều kiện sau:

Ở đây là tiết diện dây pha, là tiết diện dây trung tính (TLTK4)

c. Chọn cáp cho dây bảo vệ nối đất (PE)

Trang 26

_ Chủng loại cáp: dây PE thường có màu xanh sọc vàng đi cùng với

dây pha trong ống luồn dây hay khay cáp, máng cáp

_ Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện sau:

Ở đây là tiết diện dây pha là tiết diện dây bảo vệ nối đất ( TLTK4)

4. Kiểm tra sụt áp từ nguồn tới phụ tải xa nhất

Kiểm tra dây dẫn cáp chọn theo điều kiện tổn thất điện áp chophép, nếu tổn thất điện áp vượt quá mức cho phép thì tăng tiết diện dâylên một cấp rồi tiến hành kiểm tra lại

Thường độ sụt áp cho phép đối với mạng động lực là 5%

Ở đây là hệ số sử dụng thiết bị thứ i, là công suất biểu kiến thứ i (kVA),

là hiệu suất sử dụng thiết bị thứ i, là hệ số công suất của thiết bị thứ i , là điện

Trang 27

_ Với dây dẫn /cáp từ trạm biến áp về tủ phân phối chính:

(3.12)

Ở đây hệ số quá tải cho phép của máy biến áp quy định bởi nhà chế tạo (,

là công suất đầy tải của máy biến áp phân xưởng (kVA), là điện áp định mứccủa mạng điện (kV)

Nếu trong trường hợp phân xưởng không xây dựng trạm biến áp riêng màdùng dây cáp dẫn điện từ trạm biến áp xí nghiệp về cấp điện cho phân xưởng thìdòng được lấy bằng dòng làm việc cực đại chạy trên tuyến dây đó

b. R, X là trở kháng và điện kháng của đường dây:

R=

X=

Ở đây: L là chiều dài đường dây (km), , là trở kháng và điện khángcủa đường dây trên một km (mΩ/km)

cho dây dẫn / cáp đồng với F là tiết diện dây (

( mΩ/km) cho dây dẫn/ cáp nhôm với F là tiết diện dây

= 0,08 ( mΩ/km) đối với đường dây cáp

= 0,25 ( mΩ/km) đối với đường dây hạ áp trên không

Trong trường hợp không cần độ chính xác cao , được bỏ qua chodây có tiết diện lớn hơn 500 và được bỏ qua cho dây có tiết diện nhỏhơn 50

c. Góc pha giữa điện áp và dòng trong dây :

Hệ số cos trung bình của vài thiết bị phổ biến, tham khảo thêm ở(TLTK4)

_ Đèn chiếu sáng:

+ Đèn dây tóc: cos=1

+ Đèn huỳnh quang ( không có tụ ): cos = 0,5

+ Đèn huỳnh quang có bù: cos = 0,93

+ Đèn phóng điện: cos = 0,4- 0,6

_ Động cơ không đồng bộ mang tải thông thường:

+ Khi khởi động 0%: cos= 0,17

Trang 28

Sơ đồ tính toán ngắn mạch

hình 3.5 sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho phân xưởng

1. Xác định tổng trở của các phần tử trong mạng điện

Biểu thức xác định trở kháng, điện kháng được trình bày như bảng 3.6

Các phần tử Trở kháng R (mΩ)

Điện kháng X (mΩ)

Trang 29

Đường dây (4)

L (m)F( m)

Bước 1 Xác định dòng làm việc cực đại

Bước 2 Tính dòng ngắn mạch ba pha với điểm ngắn mạch ngay sau nơi đặt CB.

Dòng ngắn mạch 3 pha được xác định theo phương pháp tổng trở

Ở đây là dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm tính toán (kA), là điện áp dâyphía thứ cấp máy biến áp khi không tải (V), tổng trở kháng của hệ thống tính tớiđiểm ngắn mạch (mΩ), tổng điện kháng của hệ thống tính tới điểm ngắn mạch(mΩ)

Trang 30

bước 3 Chọn CB thỏa các điều kiện sau:

_ Điện áp định mức

Ở đây là điện áp định mức của CB(V), là điện áp định mức của mạngđiện

_ Dòng điện định mức :

Ở đây là dòng định mức của CB (A), là dòng làm việc cực đại (A)

_ Xác định hệ số hiệu chỉnh phần tử bảo vệ quá tải của CB:

ở đây đối với phần tử bảo vệ quá tải lưỡng kim nhiệt

đối với phần tử bảo vệ quá tải kiểu điện tử

3.3.4 Thống kê kết quả chọn dây dẫn cáp và CB.

Kết quả tính toán chọn dây dẫn, cáp và CB được trình bày ở bảng 3,9

3,7-3,8-Tuyến dây (A) I cp K (A) I z (A) I ’z Dâydẫn

Số sợi-Mã hiệu F(mm 2 ) I’ zcp (A) TBA–MDB

MDB–DB1

MDB–DB2

……

TừDB1đến:

Máy tiện ren

Trang 31

Nhánh Dâypha DâyN DâyPE

Số sợi-Mãhiệu F( mm²) Sốsợi-Mãhiệu F( mm²) Sốsợi–Mãhiệu F( mm²) TừDB1đến

Mã hiệu (V) Un (V) Ui (kV) Uimp (A)In

Icu (kA) cực Số tuyến Đặc

• TCVN 4255-2008: cấp bảo vệ bằng vỏ ngoài ( mã IP)

Trang 32

3.4.1 Phương pháp lựa chọn

Tùy theo yêu cầu của tải, sẽ quyết định loại tủ phân phối được dùng.Thông thường tủ phân phối được phân biệt thành ba loại: tủ đóng cắt chính(EMSB), tủ phân phối chính (MDB) và tủ phân phối (DB)

Tủ phân phối là nơi nguồn cung cấp nguồn đi vào và được chia thành cácmạch nhánh Mỗi mạch được điều khiển và bảo vệ bởi cầu chì hoặc CB Điệnnguồn được nối vào các thanh cái qua một thiết bị đóng cắt chính (CB hoặc bộcầu dao – cầu chì)

Tủ đóng cắt chính nhận điện từ trạm biến áp và cấp điện cho tủ phânphối Tủ phân phối chính nhận điện từ tủ đóng cắt chính Tủ phân phối nhậnđiện từ tủ phân phối chính và cấp điện trực tiếp cho tải Tủ phân phối được dùngcho những ứng dụng đặc thù như: tủ điều khiển động cơ, tủ chiếu sáng…

Các thiết bị điện lực như CB và cầu chì thường nằm trên một giàn khunglui về phía sau các tủ Các thiết bị hiển thị và điều khiển (đồng hồ đo, đèn, nútnhấn….) được lắp đặt ở mặt trước của tủ

Tủ thường được bọc vỏ bằng kim loại nhằm bảo vệ các phần tử bên trongnhư: máy cắt, đồng hồ hiển thị, rơ le, cầu chì, chống va đập cơ học, rung vànhững tác động bên ngoài có thể ảnh hưởng đến hoạt động của hệ (nhiễm điện

từ, bụi, ẩm…) đồng thời bảo vệ người tránh điện giật

Tủ điện được lựa chọn theo các thông số sau (TLTK)

+ Chức năng tủ

+ Sơ đồ bố trí các thiết bị trong tủ

+ Điện áp cách điện

+ Số ngõ ra

+ Điện áp hoạt động của các thiết bị đóng cắt

+ Dòng điện định mức của các thiết bị đóng cắt

+ Khả năng chứa CB

+Phụ kiện kèm theo

+Độ kín của tủ thông qua chỉ số bảo vệ IP

+ Kích thước tủ: chiều dài, chiều rộng, chiều cao

Độ kín của tủ thông qua chỉ số bảo vệ IP đối với môi trường bên ngoàinhư: bảo vệ sự tiếp cận của người đến các phần tử mang điện, bảo vệ sự thâmnhập của các vật cứng, chống bụi, chống thấm, bảo vệ sự thâm nhập của nước

Trang 33

vào các thiết bị bên trong tủ điện Chỉ số bảo vệ IP càng cao thì càng kín(TLTK4).

Trang 34

4.1. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

• TCVN 4400-1987: Kỹ thuật chiếu sáng – Thuật ngữ định nghĩa

• TCXDVN 259-2001: Lắp đặt thiết bị chiếu sáng cho các côngtrình công nghiệp – yêu cầu chung

4.1.1 Yêu cầu chung khi thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng

Trong phân xưởng ngoài chiếu sáng tự nhiên cần phải dùng chiếusáng nhân tạo Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cần phải đáp ứng yêucầu về độ rọi và hiệu quả chiếu sáng đối với thị giác

Ngoài ra cần phải quan tâm đến màu sắc, lựa chọn các chao đèn,chụp đèn, bố trí các đèn đảm bảo về tính kinh tế, kỹ thuật và tính mỹquan

Các yêu cầu thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng như sau:

• Độ rọi tại các điểm kiểm tra phải bằng máy đo độ rọi bằng hoặclớn hơn độ rọi yêu cầu

• Không gây chói do các tia sáng chiếu trực tiếp từ đèn đến mắt

• Không gây chói do các tia phản xạ từ các vật xung quanh

Trang 35

• Phân bố độ rọi phải đồng đều để khi quan sát từ vị trí này sang vịtrí khác để mắt người không phải điều tiết quá nhiều gây mỏi mắt.

• Màu sắc phù hợp với tính chất công việc

4.1.2 Trình tự thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng

Hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng được tính toán theo phươngpháp hệ số sử dụng

Các bước trình bày tính toán:

Bước 1 , Xác định số liệu ban đầu

_ Kích thước phân xưởng: dài x rộng x cao (m)

_ Chức năng phân xưởng: sản xuất chế tạo

_ Môi trường làm việc: ít / nhiều bụi

_ Chiều cao mặt phẳng làm việc

_ Các yêu cầu khác: tiết kiệm điện, nhiệt độ màu, chống cháy nổ, điềukhiển tự động …

Các hệ số phản xạ trần, tường, sàn có thể chọn theo bảng sau:

Các hệ số

phản xạ

Thương nghiệp

Công nghiệp nhẹ

Công nghiệp nặng Trần 80% 50% 0%

Tường 50% 30% 30%

Sàn 20% 10% 10%

Bảng 4.1 các hệ số phản xạ

Bước 3 chọn bộ đèn (TLTK1)

Chọn bộ đèn theo các hướng dẫn sau:

1. Nếu khu vực cần chiếu sáng có trần thấp (khoảng cách từ đáy dưới đènđến sàn nhỏ hơn 6m) thì nên chọn các bộ đèn có kiểu sáng rộng và cóchóa đèn giảm chói

_ Đèn Duhal có phân bố ánh sáng rộng giúp cải thiện độ rọi theo hướngdọc và cho phép tăng khoảng cách giũa các đèn đạt đến 2 lần khoảngcách treo đèn

Trang 36

_ Đèn huỳnh quang có thể là một lựa chọn tốt cho chiếu sáng trần thấp do

độ đồng đều của chúng và ánh sáng tập trung.

2. Nếu khu vực chiếu sáng có trần cao ( khoảng cách từ đáy dưới đèn đếnsàn vượt qua 6m ) thì nên chọn các bộ đèn có kiểu phân bố anh sáng tậptrung và bán tập trung có chóa chiếu sâu Trong trường hợp này, thường

sử dụng đèn Duhal và đèn huỳnh quang công suất lớn

Chọn bộ đèn:

_ Kiểu chóa đèn: phụ thuộc vào yêu cầu của đối tượng chiếu sáng, đặcđiểm cấu trúc của nơi chiếu sáng, sự phân bố của các thiết bị

_ Loại bóng đèn, công suất và quang thông của bóng đèn

_ Số bóng trong bộ đèn: tùy thuộc vào yêu cầu chiếu sáng và đặc điểmcủa bộ đèn mà chọn số bóng trong bộ đèn

_ Tính quang thông và công suất của bộ đèn:

( số bóng trong bộ đèn ) (lm)

( số bóng trong bộ đèn) (W)

Bước 4 Chọn độ cao treo đèn (TLTK5)

Độ cao treo đèn được định nghĩa là khoảng cách từ đáy dưới đèn đến mặtphẳng làm việc Tùy theo các loại đèn, công suất đèn, loại chóa đèn thì độ caotreo đèn có thể được chọn theo bảng 4.2

Công suất bóng đèn (W) Độ cao treo đèn (m) Đèn HID

Đèn huỳnh quang

Bảng 4.2 Độ cao treo đèn

Bước 5 Xác định hệ số sử dụng đèn CU

Hệ số sử dụng của đèn phụ thuộc vào:

_ Loại nguồn sáng ( đèn + chóa)

_ Các hệ số phản xạ trần, tường, sàn

_ Chỉ số phòng i, xác định theo công thức sau:

Trang 37

(4.1)Xác định hệ số sử dụng đèn CU (TLTK1)

Bước 6 Xác định hệ số mất ánh sáng LLF( light Loss Factor)

Hệ số LLF phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : loại đèn, môi trường sử dụngnhiều bụi hay ít bụi, chế độ bảo trì đèn ( số lần lau bóng đèn trong tháng ), thờigian sử dụng đèn

Xác định hệ số LLF( TLTK1)

Bước 7 Chọn độ rọi yêu cầu (lux)

Tùy thuộc vào loại công việc, kích thước của vật cần phân biệt, mức độ căngthẳng của công việc, lứa tuổi người lao động mà cần chọn độ rọi phù hợp.Xác định độ rọi yêu cầu ( TLTK5)

Bước 8 Xác định số bộ đèn

Số bộ đèn được xác định theo biểu thức sau:

(4.2)

Bước 9 Phân bố các bộ đèn

• Dựa trên các yếu tố sau:

_ Đặc điểm kiến trúc của phân xưởng và sự phân bố của thiết bị

_ Đảm bảo độ rọi đồng đều và tránh chói bằng cách phân bố đèn sao chothỏa mãn các yêu cầu về khoảng cách tối đa giữa các đèn và giữa đèn vớitường

• Tiêu chuẩn kiểm tra độ đồng đều:

_ Nếu L là khoảng cách giữa 2 đèn, là chiều cao treo đèn hiệu dụng, làkhoảng cách giữa đèn và tường thì để đảm bảo tính đồng đều, cần kiểmtra các tỉ số sau:

+ tỉ số nên lấy trong phạm vi:

(huỳnh quang không âm tường), ( huỳnh quang âm tường) (HID – trần cao)

(HID - trần thấp )_ Tỉ số nên lấy trong phạm vi

_ Nếu các điều kiện trên không thỏa thì điều chỉnh khoảng cách giữa 2 đèn, độcao treo đèn hay thay đổi công suất đèn để đạt được tính đồng đều

4.2 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

4.2.1 Vạch phương án đi dây mạng điện chiếu sáng

Trang 38

1 Mạng điện chiếu sáng cho phân xưởng được thiết kế theo mạng riêng ( đườngdây riêng, tủ chiếu sáng riêng nếu phân xưởng có diện tích rộng), tránh việc

đóng mở động cơ làm dao động điện áp lớn trên cực đèn

1.Tủ chiếu sáng và các bảng điện điều khiển nên đặt gần cửa ra vào củaphân xưởng, phòng sinh hoạt

2.Trong tủ chiếu sáng đặt một CB tổng 3 pha nhận điện từ tủ phân phốichính và các CB nhánh 1 pha điều khiển cấp điện cho một dãy đèn

3.Sơ đồ nguyên lý mạng điện chiếu sáng điển hình cho phân xưởng được

mô tả ở hình 4.1

Hình 4.1 sơ đồ nguyên lý mạng điện chiếu sáng phân xưởng.

Trang 39

1.2.2 Chọn dây dẫn / cáp và CB bảo vệ cho mạng điện chiếu sáng

Cần chọn dây dẫn / cáp và CB trên các tuyến dây từ tủ phân phối đến tủchiếu sáng và từ tủ chiếu sáng đến các dãy đèn Trình tự chọn dây dẫn / cáp và

CB cho mạng điện chiếu sáng tương tự như chọn dây dẫn / cáp và CB cho mạngđiện động lực phân xưởng

1. Chọn dây dẫn / cáp

Bước 1 Xác định dòng cho phép của dây dẫn cáp:

_ Xác định dòng tính toán

Tuyến dây từ tủ chiếu sáng đến từng dãy đèn:

+ Trường hợp đèn trên một dãy phân bố trên cùng một pha:

(4.3)+ Trường hợp các đèn trên một dãy được phân bố đều trên cả 3 pha:

(4.4)

Ở đây là công suất tính toán của một dãy đèn ( kW), là điện áp pha địnhmức (kV), là điện áp dây định mức (kV) , là hệ số công suất của đèn được sủdụng

Tuyến dây từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng (trường hợp đèn phân bố đềutrên 3 pha ):

Khi đó lựa chọn dòng của dây dẫn / cáp mà CB có khr năng bảo vệ:

Bước 2 chọn loại dây dẫn / cáp , cách lắp dặt dây và hệ số hiệu chỉnh:

Đối với mạng điện chiếu sáng phân xưởng có thể chọn loại dây dẫn / cápdẫn điện và phương pháp lắp đặt dây như sau:

_ Tuyến dây từ tủ phân phối chính đến tủ chiếu sáng: thường dùng cáp đồngđơn lõi, bọc cách điện PVC/PVC, phương pháp lắp đặt có thể đi nổi trên khaycáp và máng cáp

Trang 40

_ Tuyến dây từ tủ chiếu sáng đến các dãy đèn: thường dùng cáp đồng đơn lõibọc cách điện PVC, phương án lắp đặt thường đi nỗi trên khay cáp và máng cáphoặc sử dụng các thanh dẫn cung cấp điện cho các đèn.

Xác định các hệ số hiệu chỉnh từ đó tính được hệ số K

_ Dòng cho phép của dây dẫn / cáp khi tính đến các hệ số hiệu chỉnh K:

Bước 3 Chọn tiết diện dây dẫn / cáp

_ Chọn dây dẫn / cáp có tiết diện F với dòng cho phép tiêu chuẩn : (TLTK6)

Bước 4 Kiểm tra sụt áp đối với dây dẫn/ cáp vừa chọn.

Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp ( bảng 3.6, công thức mạch 1 pha và 3pha ), nếu không thỏa mãn cần tăng tiết diện dây lên một cấp rồi tiến hành kiểmtra lại.( TLTK4)

2. Chọn CB

• Chọn CB tổng điều khiển cấp điện cho tủ chiếu sáng

• Chọn các CB nhánh điều khiển cấp điện cho các dãy đèn

Trình tự chọn CB:

Bước 1 Tính dòng làm việc cực đại của CB được lắp đặt:

Bước 2 Tính dòng ngắn mạch 3 pha với điểm ngắn mạch ngay sau nơi đặt CB( công thức tính toan sem lại Chương 3 mục 3.3.3)

Bước 3 Chọn CB thỏa các điều kiện sau đây:

Định dạng
Số trang	97
Dung lượng	1,22 MB