Thiết kế cung cấp điện cho xưởng cơ khí

ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XƯỞNG CƠ KHÍ SINH VIÊN : LÊ TRỊNH KỲ MSSV : 15076671 LỚP : DHDI11A GVHD : THS PHẠM QUỐC NGHIỆP TP HCM, NĂM 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài LÊ TRỊNH KỲ - MSSV: 15076671 Tên đề tài khóa luận THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ Nhiệm vụ (Nội dung số liệu ban đầu) Sinh viên thực chương đề tài: - Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài - Chương 2: Thiết kế chiếu sáng nhà xưởng - Chương 3: Thiết kế chiếu sáng cố - Chương 4: Tính tốn phụ tải điện (Các thiết bị tiêu thụ điện, quạt, đèn, máy lạnh, động cơ, …) - Chương 5: Chọn sơ đồ dây, dây dẫn (Cho tất thiết bị) - Chương 6: Lựa chọn thiết bị bảo vệ - Chương 7: Tính tốn ngắn mạch (Tới tất thiết bị) - Chương 8: Kiểm tra phối hợp CB - Chương 9: Kiểm tra dây dẫn thiết bị bảo vệ - Chương 10: Bù công suất chọn máy biến áp - Chương 11: Nối đất chống sét nối đất an toàn Kết dự kiến  Từ tuần thứ đến tuần thứ 10 (25/03/219): Giao nhiệm vụ hướng dẫn cho sinh viên Sinh viên nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu thực chương đề tài i  Tuần thứ 11 (01/04/2019): Kiểm tra tiến độ thực khóa luận  Tuần thứ 12 (08/04/2019) đến tuần thứ 18 (20/05/2019): Sinh viên thực chương lại đề tài  Tuần thứ 19 (27/05/2019): Kểm tra cuối kỳ đề tài  Tuần thứ 20 (03/06/2019): Chuẩn bị bảo vệ đề tài  Tuần thứ 21 (10/06/2019): Bảo vệ khóa luận tốt nghiệp Tp HCM, ngày Giảng viên hướng dẫn tháng năm 2019 Sinh viên Trưởng môn ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN - iii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN - iv LỜI CẢM ƠN Báo cáo khóa luận tốt nghiệp đúc kết kiến thức năm học tập nghiên cứu Trường Đại học Cơng Nghiệp TP HCM, để hồn thành khóa luận, em nhận nhiều bảo giúp đỡ nhiều thầy cô bạn bè Trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp TP HCM, Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ Điện quý thầy cô giảng dạy truyền đạt cho em kiến thức quý báu suốt thời gian học tập trường Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến Th.S Phạm Quốc Nghiệp tận tình hướng dẫn hỗ trợ em suốt q trình thực khóa luận Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn đến tất người theo dõi đồng hành em q trình thực khóa luận Vì thiếu kinh nghiệm thực tế trình độ lý luận nên luận khó tránh khỏi sai sót, em mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô để học hỏi thêm nhiều kinh nghiệm làm hành trang kiến thức cho nghề nghiệp tương lai Em xin chân thành cảm ơn! TP HCM, ngày 13 tháng 06 năm 2019 Sinh viên thực Lê Trịnh Kỳ v MỤC LỤC PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN iii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI CẢM ƠN v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ x DANH SÁCH CÁC BẢNG xi CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 2.1 Thiết kế chiếu sáng 2.1.1 Đặt vấn đề 2.1.2 Một số phương pháp tính tốn thiết kế chiếu sáng 2.1.3 Các loại hình chiếu sáng 2.2 Tính tốn thực tế chiếu sáng cho xưởng khí 2.2.1 Tính tốn chiếu sáng cho phân xưởng 1: 2.2.2 Tính tốn chiếu sáng cho phân xưởng 12 2.2.3 Tính tốn chiếu sáng cho nhà kho 13 2.3 Sơ đồ bố trí hệ thống chiếu sáng 17 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG SỰ CỐ 18 3.1 Giới thiệu hệ thống chiếu sáng cố 18 3.1.1 Các loại hệ thống chiếu sáng khẩn cấp 18 3.1.2 Phạm vi áp dụng 18 3.1.3 Các quy định hệ thống chiếu sáng cố 19 3.2 Giải pháp chiếu sáng cố cho xưởng khí 20 3.2.1 Lựa chọn hệ thống chiếu sáng cố 20 vi 3.2.2 Lựa chọn nguồn sáng 21 3.2.3 Chọn loại đèn chiếu sáng 21 3.2.4 Biển báo thoát hiểm 22 3.2.5 Vị trí bố trí đèn chiếu sáng cố, biển báo lối thoát 22 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN PHỤ TẢI 24 4.1 Chia nhóm phụ tải xưởng khí 24 4.1.1 Nguyên tắc chia nhóm thiết bị 24 4.1.2 Chia nhóm thiết bị xưởng khí 25 4.2 Xác định tâm phụ tải xưởng khí 26 4.2.1 Ý nghĩa việc xác định tâm phụ tải 26 4.2.2 Cách xác định tâm phụ tải 27 4.2.3 Xác định tâm phụ tải nhóm xưởng khí 28 4.3 Tính tốn phụ tải xưởng khí 34 4.3.1 Một số phương pháp xác định phụ tải tính tốn 34 4.3.2 Tính tốn Ptt, Stt, Qtt Itt nhóm phụ tải tồn phân xưởng 37 CHƯƠNG 5: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN, DÂY DẪN CHO XƯỞNG CƠ KHÍ 48 5.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện cho xưởng khí 48 5.1.1 Yêu cầu sơ đồ cung cấp điện 48 5.1.2 Chọn điện áp định mức dòng điện 48 5.1.3 Sơ đồ cung cấp điện mạng hạ áp 49 5.2 Tính tốn lựa chọn dây dẫn 52 5.2.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn lựa chọn dây dẫn 52 5.2.2 Thực tính tốn 53 5.3 Lựa chọn 60 5.3.1 Cơ sở lý thuyết việc lựa chọn 60 5.3.2 Lựa chọn cho tủ 61 CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ CB (APTOMAT) 63 6.1 Cơ sở lý thuyết việc lựa chọn CB (Aptomat) 63 vii 6.2 Lựa chọn CB cho xưởng khí 64 6.2.1 Lựa chọn CB bảo vệ cho thiết bị tủ động lực 64 6.2.3 Lựa chọn CB bảo vệ cho đèn chiếu sáng đặt tủ chiếu sáng 66 CHƯƠNG 7: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 67 7.1 Tính tốn ngắn ba pha điểm lưới hạ 67 7.1.1 Phương pháp tính tổng trở ZT 67 7.1.2 Xác định tổng trở phần tử tính tốn ngắn mạch 67 7.2 Tính tốn ngắn mạch cho hệ thống mạng điện xưởng khí 69 7.2.1 Cơ sở liệu xưởng 69 7.2.2 Tính tốn ngắn mạch 70 CHƯƠNG 8: KIỂM TRA PHỐI HỢP CB 75 8.1 Lựa chọn CB theo điều kiện làm việc cố 75 8.1.1 Chọn CB bảo vệ cho thiết bị tủ động lực 75 8.1.2 Chọn CB bảo vệ cho tủ động lực chiếu sáng 77 8.1.3 Chọn CB cho đầu vào tủ phân phối tổng 77 8.2 Kiểm tra phối hợp CB 78 CHƯƠNG 9: KIỂM TRA DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ 79 9.1 Tính tốn sụt áp 79 9.2 Tính tốn sụt áp cho thiết bị xưởng khí 80 9.3 Kiểm tra dây kết hợp với thiết bị bảo vệ (CB) 82 CHƯƠNG 10: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 85 10.1 Nâng cao hệ số công suất 85 10.1.1 Cơ sở lý thuyết việc nâng cao hệ số công suất 85 10.1.2 Các phương pháp nâng cao hệ số công suất 85 10.1.3 Tính tốn cơng suất phản kháng cần bù 86 10.1.4 Lựa chọn phương án cần bù công suất phản kháng 86 10.1.5 Vị trí đặt tụ bù 86 10.2 Xác định dung lượng bù tụ bù cho xưởng khí 88 10.2.1 Xác định dung lượng bù 88 viii 10.2.2 Lựa chọn phương án bù 89 10.2.3 Lựa chọn tụ bù 89 10.3 Chọn máy biến áp 89 10.3.1 Cơ sở lý thuyết chọn máy biến áp 89 10.3.2 Lựa chọn máy biến áp cho xưởng khí 92 CHƯƠNG 11: NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT AN TOÀN 93 11.1 Nối đất an toàn 93 11.1.1 Cơ sở lý thuyết nối đất 93 11.1.2 Thiết kế nối đất an tồn cho thiết bị phân xưởng khí 96 11.2 Nối đất chống sét 98 11.2.1 Đặt vấn đề 98 11.2.2 Cơ sở lý thuyết thiết kế hệ thống nối đất chống sét 98 11.2.3 Thiết kế hệ thống chống sét cho xưởng khí 101 11.3 Sơ đồ nối đất an toàn nối đất chống sét 104 TỔNG KẾT 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 PHỤ LỤC 107 ix Khóa luận tốt nghiệp Lê Trịnh Kỳ CHƯƠNG 11: NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT AN TOÀN 11.1 Nối đất an toàn 11.1.1.Cơ sở lý thuyết nối đất 1) Các loại nối đất Có hai loại nối đất: Nối đất tự nhiên nối đất nhân tạo a Nối đất tự nhiên: Là trang thiết bị sử dụng ống dẫn nước chôn ngầm đất hay ống kim loại khác đặt đất (trừ ống nhiên liệu lỏng, khí dễ cháy nổ), kết cấu kim loại cơng trình nhà cửa có nối đất, vỏ bọc kim loại cáp đặt đất b Nối đất nhân tạo: Được sử dụng để đảm bảo giá trị điện trở nối đất nằm giới hạn cho phép ổn định thời gian dài Nối đất nhân tạo thường sử dụng cọc thép, thép dẹp hình chữ nhật hay hình thép góc dài 2-3m đóng sâu xuống đất chơn cách mặt đất 0,5 - 0,8m 2) Các kiểu nối đất Tùy theo cách bố trí điện cực nối đất mà phân biệt nối đất tập trung hay nối đất mạch vòng - Nối đất tập trung: thường dùng nhiều cọc đóng xuống đất nối đất với ngang hay cáp đồng trần Khoảng cách cọc thường hai lần chiều dài dọc để loại trừ hiệu ứng che (hiệu ứng giảm khả tản dòng chạm đất cọc vào vùng đất lân cận cọc) Trong trường hợp khó khăn mặt thi cơng khoảng cách khơng nên nhỏ chiều dài cọc Nối đất tập trung thường chọn nơi đất ẩm, điện trở suất thấp, xa cơng trình 93 Khóa luận tốt nghiệp - Lê Trịnh Kỳ Nối đất mạch vòng: điện cực nối đất đặt theo chu vi cơng trình cần bảo vệ (cách mép từ 1-1,5m) phạm vi cơng trình rộng Nối đất mạch vòng đặt khu vực cơng trình Nối đất mạch vịng nên dùng trang thiết bị có điện áp 1000V 3) Điện trở nối đất Xác định điện trở nối đất: Hệ thống nối đất đơn giản hệ thống nối đất hỗn hợp a Hệ thống nối đất đơn giản trình bày bảng sau Bao gồm phương pháp phân bố cọc, dẫn, dây dẫn cơng thức tính điện trở tương ứng 94 Khóa luận tốt nghiệp Lê Trịnh Kỳ Hình 11 Cơng thức tính điện trở cọc hệ thống nối đất đơn giản 95 Khóa luận tốt nghiệp Lê Trịnh Kỳ b Hệ thống nối đất hỗn hợp - Hệ thống nối đất gồm n cọc chơn thẳng đứng có điện trở Rc: Rc = 𝑟𝑐 𝑛ղ𝑐 ;Ω Trong đó: rc – điện trở cọc nối đất xác đinh theo công thức bảng; n – số cọc nối đất; ղc – hệ số sử dụng cọc chôn thẳng đứng - Hệ thống nối đất gồm (dây) đặt nằm ngang nối cọc chơn thẳng đứng có điện trở Rth: Rth = 𝑟𝑡 ղ𝑡ℎ ;Ω Trong đó: rt – điện trở (dây) nối đất nằm ngang; ղth – hệ số sử dụng (dây) nằm ngang nối cọc chôn thẳng đứng - Điện trở hệ thống nối đất hỗn hợp xác định: RHT = 𝑅𝑐 ∗𝑅𝑡ℎ 𝑅𝑐 +𝑅𝑡ℎ ;Ω Trong đó: Rc – điện trở hệ thống nối đất cọc chôn thẳng đứng; Rth – điện trở hệ thống nối đất (dây) đặt nằm ngang nối cọc chôn thẳng đứng 11.1.2 Thiết kế nối đất an toàn cho thiết bị phân xưởng khí Với lưới điện áp 1000V để đạt hiệu tốt nối đất an toàn chọn phương án nối đất mạch vòng Phân xưởng 1: - Hệ thống cọc nối đất bao gồm 10 cọc nối đất, dài L = 3m, đường kính d = 16mm chôn sâu đất h = 0.5m đặt cọc góc phân xưởng cọc dọc phân xưởng Hệ thống cáp nối cọc dài 36m chiều ngang 11m chiều dọc 96 Khóa luận tốt nghiệp - Lê Trịnh Kỳ Với giả thiết cơng trình xây dựng địa hình có đặc điểm đất pha cát nên đất có điện trở suất ρ = 400Ωm Khi đó, điện trở nối đất cọc: rc = - 𝜌 [ln ( 2𝜋𝐿 4∗𝐿 1,36∗𝑑 )] 2ℎ+𝐿 4ℎ+𝐿 = 400 2𝜋3 [ln ( 4∗3 )] 1,36∗0.016 2∗0.5+3 4∗0.5+3 = 107,16 Ω Với số cọc n = 12, tra bảng hệ số sử dụng cọc ղc = 0,68 (sử dụng phương pháp nội suy) Điện trở hệ thống 10 cọc là: Rc = - 𝑟𝑐 𝑛∗ղ𝑐 = 107,16 12∗0,68 = 13,13 Ω Đường kính cáp đồng tiết diện 50 mm2 d = 8mm, tổng chiều dài cáp đồng nối cọc Lcab = 2(36+11) = 94m, chôn sâu so mặt đất h = 0,5m Khi đó, điện trở nối đất dây cáp là: Rcab = - 𝜌 𝜋𝐿𝑐𝑎𝑏 [ln ( 4𝐿𝑐𝑎𝑏 √ℎ∗𝑑 ) − 1] = 400 𝜋∗94 [ln ( 4∗94 √0,5∗0.008 ) − 1] =10,41 Ω Tra bảng hệ số sử dụng dây ղth = 0,348 (phương pháp nội suy), điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc xét đến hệ số sử dụng dây là: Rth = - ղ𝑡ℎ = 10,41 0,348 = 29,91 Ω Điện trở nối đất hệ thống nối đất an toàn là: RHT = - 𝑅𝑐𝑎𝑏 𝑅𝑐 𝑅𝑡ℎ 𝑅𝑐 +𝑅𝑡ℎ = 13,13∗29,91 13,13+29,91 = 9,124 Ω Điện trở xung nối đất: Rnđ = α RHT = 9,124 Ω < 10 Ω (Vì tổng chiều dài dây hệ thống dây nối đất 96m < 200m nên α = 1) - Thõa mãn yêu cầu thiết kế - Để thuận tiện cho việc nối đất vỏ thiết bị với hệ thống nối đất, sử dụng bảng đồng nối đất Mỗi đồng có tiết diện 300mm x 50mm, dày 5mm, có đầu nối dây Các đồng nối với hệ thống nối đất cáp đồng trần tiết 97 Khóa luận tốt nghiệp Lê Trịnh Kỳ diện 50mm2 Các vỏ thiết bị nối đất với đồng gần cáp đồng bọc điện có tiết diện trình bày bảng 5.2.3 5.2.4 Phân xưởng 2: Thiết kế tương tự phân xưởng có diện tích Nhà kho: Nối đất an tồn tủ chiếu sáng nhà kho với nối đất an toàn hệ thống phân xưởng nhà kho có thiết bị chủ yếu chiếu sáng công suất nhỏ, gần với phân xưởng nên ta nối đất an toàn cho tủ chiếu sáng nhà kho với hệ thống nối đất an toàn xưởng Tiết diện dây bảo vệ chọn bảng 5.2.4 nối trực tiếp vào tiếp điểm đồng 11.2 Nối đất chống sét 11.2.1 Đặt vấn đề Việt Nam nước nằm khu vực nhiệt đới ẩm, khí hậu Việt Nam thuận lợi cho việc phát sinh, phát triển giông sét Thiệt hại sét lớn, ảnh hưởng đến nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, thâm chí đến tính mạng người Theo thống kê chưa đầy đủ, năm 2016 nước có gần 50 người tử vong sét đánh số người bị thương gấp nhiều lần Trung bình, năm Việt Nam nhận khoảng triệu tia sét Với xưởng khí có diện tích trung bình, nơi tập trung nhiều người thiết bị điện việc đề giải pháp phòng chống sét lựa chọn thiết bị chống sét phù hợp mang tính cấp thiết 11.2.2 Cơ sở lý thuyết thiết kế hệ thống nối đất chống sét Phân loại cơng trình cần bảo vệ Theo tiêu chuẩn chống sét cho cơng trình xây dựng 20TCN46-86, cơng trình cần bảo vệ chia thành cấp: 98 Khóa luận tốt nghiệp - Lê Trịnh Kỳ Cấp I cơng trình có tỏa chất khí cháy, bụi hay sợi cháy, dễ dàng chuyển sang trạng thái lơ lửng khả kết hợp với không khí hay chất oxy hóa khác tạo thành hỗn hợp nổ, xảy điều kiện làm việc bình thường Khi xảy nổ gây phá hoại lớn, nguy hiểm tính mạng người - Cấp II cơng trình, tỏa chất khí cháy, bụi hay sợi cháy dễ dàng chuyển sang trạng thái lơ lửng khả kết hợp với khơng khí hay chất oxy hóa khác tạo thành hỗn hợp nổ, xảy điều kiện làm việc bình thường Khi xảy nổ gây hư hỏng nhỏ, khơng gây nguy hiểm tính mạng người - Cấp III cơng trình cịn lại Tuy nhiên số cơng trình cấp III có tầm quan trọng trị, kinh tế gây nguy hiểm tính mạng người phép nâng lên cơng trình cấp II Giải pháp chống sét toàn diện điểm 1) Thu bắt sét điểm định trước: Mục đích điểm xây dựng điểm chuẩn để sét đánh vào tạo khả kiểm soát đường dẫn sét đánh xuống đất Điểm chuẩn thường điểm có độ cao lớn khu vực cần bảo vệ điểm chuẩn phải phát tia tiên đạo lên đủ mạnh để tự trì sớm điểm khác khu vực cần bảo vệ Điểm chuẩn thường đầu kim cổ điển (kim Franklin) hay đầu kim đại (kim phóng điện sớm – ESE) 2) Dẫn sét xuống đất an toàn: Tản nhanh xuống đất cách an tồn, khơng gây hiệu ứng phóng điện thứ cấp q trình tản sét không gây nhiễu điện từ cho thiết bị vùng bảo vệ Tùy theo yêu cầu bảo vệ cơng trình mà dây dẫn sét cáp đồng trần có tiết diện khơng nhỏ 50mm2 hay 99 Khóa luận tốt nghiệp Lê Trịnh Kỳ cáp sét nhiều lớp có khả chống tượng phóng điện thứ cấp chống nhiễu 3) Tản nhanh lượng sét đánh vào đất: Bất kỳ hệ thống chống sét đánh trực tiếp dù trang bị đầu thu sét đại, cáp thoát sét chống nhiễu không phát huy tác dụng hệ thống nối đất tồi Hệ thống nối đất tốt hệ thống có tổng trở nối đất nhỏ Theo tiêu chuẩn nước, điện trở nối đất hệ thống chống sét phải nhỏ 10Ω 4) Đẳng hệ thống nối đất: Một cơng trình có nhiều hệ thống nối đất khác nhau: hệ thống nối đất công tác, hệ thống nối đất chống sét, hệ thống nối đất điện lực, … Các hệ thống phải nối đẳng với nhằm tạo mặt đẳng Từ ngăn chặn chênh lệch điện hệ thống nối đất trình tản sét, khắc phục tượng phóng điện ngược gây nguy hiểm cho người thiết bị 5) Chống sét lan truyền đường cấp nguồn: Sóng điện áp có dạng sóng xung gia tăng đột ngột (do điện áp khí hay điện áp nội bộ) lan truyền theo đường dây điện lực gây hư hỏng thiết bị nối với chúng Khả cắt giảm biên độ lọc dòng sét đường cấp nguồn thực lắp đặt thiết bị cắt sét thiết bị lọc sét điểm dẫn vào tòa nhà Do giảm phá hoại trang thiết bị, giảm tổn thất vận hành kinh tế 6) Chống sét lan truyền đường tin hiệu: Hầu hết cơng trình có hệ thống trang bị liên lạc như: điện thoại, internet, kết nối điều khiển, … dây dẫn tín hiệu kênh dẫn sét lan truyền từ khoảng cách xa vào cơng trình phá hỏng thiết bị điện tử nhạy cảm Do đó, cần phải trang bị thiết bị chống sét lan truyền đường truyền tín hiệu Kỹ thuật thu sét điểm định trước 100 Khóa luận tốt nghiệp Lê Trịnh Kỳ Có nhiều kỹ thuật thu chống sét trực tiếp như: Hệ thống kim Franklin Hệ thống giải trừ sét DAS Hệ thống kim ESE Hệ thống kim phóng xạ Mỗi kỹ thuật có ưu nhược điểm riêng để đảm bảo an tồn cho cơng trình đơn giản, mức độ tính tốn đơn giản kỹ thuật thi công không phức tạp ta chọn kỹ thuật “Hệ thống kim Franklin” Đặc điểm kỹ thuật hệ thống kim Franklin sau: - Kim thu sét kiểu thụ động - Thường sử dụng nhiều kim cho cơng trình - Chỉ bảo vệ cơng trình khơng bảo vệ vùng lân cận (kim đặt cơng trình) - Khơng đảm bảo mỹ quan cơng trình sử dụng nhiều kim thu sét - Cơng nghệ cổ điển có từ năm 1752 - Phù hợp với cơng trình, tịa nhà đơn lẻ - Mơ hình xác định bán kính bảo vệ khơng tính đến độ cao cơng trình so với mực nước biển - Tổng trở hệ thống nối đất chống sét Rđ < 10Ω 11.2.3 Thiết kế hệ thống chống sét cho xưởng khí Đặt vấn đề: Thiết kế hệ thống chống sét cho xưởng khí bao gồm phân xưởng khí nhà kho Đặc điểm hình học phân xưởng là: chiều dài 35m, chiều 101 Khóa luận tốt nghiệp Lê Trịnh Kỳ rộng 10m chiều cao 7m; đặc điểm hình học nhà kho: chiều dài 15m, chiều rộng 10m chiều cao 5m Ta sử dụng kim Franklin phương án nối đất tập trung để nối đất chống sét cho toàn xưởng Thiết kế hệ thống nối đất chống sét cho xưởng khí: - Sử dụng kim thu sét có chiều cao = 2,2 m, tự đứng gắn đế kim, cố định mái xưởng Dọc theo rìa mái cơng trình, bố trí kim theo chiều dọc cách Dd = 10 m – 10m – 10m – 5m bố trí kim theo chiều ngang cách Dng = 10m Các kim nối với cáp đồng trần có tiết diện 50 mm2 - Vì kim thu sét bố trí dọc rìa mái nên khơng cần kiểm tra bán kính bảo vệ mà cần kiểm tra khoảng cách an toàn hai kim lân cận Kiểm tra khoảng cách an toàn kim theo chiều dọc: Dd = 10m < 7ha = 15,4m (Thõa mãn yêu cầu) Kiểm tra khoảng cách an toàn kim theo chiều ngang: Dng = 10m < 7ha = 15,4m (Thõa mãn yêu cầu) Kiểm tra khoảng cách an toàn kim theo đường chéo: Dch = 14,14 < 7ha = 15,4m (Thõa mãn yêu cầu) - Chiều dài phân xưởng 35m, bố trí dây sét phải thõa mãn u cầu khoảng cách khơng q 30m Nhằm đảm bảo an tồn cho người, 3m cuối trước xuống đất, dây thoát sét bọc PVC cách điện ống cách điện - Chiều dài nhà kho 15m, thõa mãn yêu cầu không 30m Ở 3m cuối dây trước xuống đất, dây thoát sét bọc PVC ống cách điện 102 Khóa luận tốt nghiệp - Lê Trịnh Kỳ Hệ thống cọc nối đất bao gồm 15 cọc nối đất, dài L = 3m, đường kính d = 16mm chơn sâu đất h = 0.7m đặt thành hàng ngang chiều dài xưởng, cọc 3m Hệ thống cáp nối cọc dài 42m Thiết kế chống sét cho nhà kho: - Sử dụng kim thu sét có chiều cao = m, tự đứng gắn đế kim, cố định mái xưởng Dọc theo rìa mái, bố trí kim theo chiều dọc cách Dd = 5m bố trí kim theo chiều ngang cách Dng = 10m Các kim nối với cáp đồng trần có tiết diện 50 mm2 - Vì kim thu sét bố trí dọc rìa mái nên khơng cần kiểm tra bán kính bảo vệ mà cần kiểm tra khoảng cách an toàn hai kim lân cận - Kiểm tra khoảng cách an toàn kim theo chiều dọc: Dd = m < 7ha = 14m (Thõa mãn yêu cầu) - Kiểm tra khoảng cách an toàn kim theo chiều ngang: Dng = 10m < 7ha = 14m (Thõa mãn yêu cầu) - Kiểm tra khoảng cách an toàn kim theo đường chéo: Dch = 11,18 < 7ha = 14m (Thõa mãn yêu cầu) Hệ thống tản dịng vào đất: - Với giả thiết cơng trình xây dựng địa hình có đặc điểm đất pha cát nên đất có điện trở suất ρ = 400 Ωm Khi đó, điện trở nối đất cọc: rc = - 𝜌 2𝜋𝐿 [ln ( 4∗𝐿 1,36∗𝑑 )] 2ℎ+𝐿 4ℎ+𝐿 = 400 2𝜋3 [ln ( 4∗3 )] 1,36∗0.016 2∗0.7+3 4∗0.7+3 = 101,62 Ω Với số cọc n = 15, tra bảng hệ số sử dụng cọc ղc = 0,54 Điện trở hệ thống 15 cọc là: 103 Khóa luận tốt nghiệp Rc = - Lê Trịnh Kỳ 𝑟𝑐 𝑛∗ղ𝑐 = 101,62 15∗0,54 = 12,54 Ω Đường kính cáp đồng tiết diện 50 mm2 d = mm, tổng chiều dài cáp đồng nối cọc Lcab = 42 m, chôn sâu so mặt đất h = 0,7m Khi đó, điện trở nối đất dây cáp là: Rcab = - 𝜌 𝜋𝐿𝑐𝑎𝑏 [ln ( 4𝐿𝑐𝑎𝑏 √ℎ∗𝑑 ) − 1] = 400 𝜋∗42 [ln ( 4∗42 √0,7∗0.008 ) − 1] =20,36 Ω Tra bảng hệ số sử dụng dây ղth = 0,50, điện trở nối đất dây cáp đồng nối cọc xét đến hệ số sử dụng dây là: Rth = - ղ𝑡ℎ = 20,36 0,50 = 40,72 Ω Điện trở nối đất hệ thống chống sét là: RHT = - 𝑅𝑐𝑎𝑏 𝑅𝑐 𝑅𝑡ℎ 𝑅𝑐 +𝑅𝑡ℎ = 12,54∗40,72 12,54+40,72 = 9,59 Ω Điện trở xung nối đất: Rnđ = α RHT = 9,59 Ω < 10 Ω (Vì tổng chiều dài dây hệ thống dây nối đất 42 m < 200m nên α = 1) Thõa mãn yêu cầu thiết kế 11.3 Sơ đồ nối đất an toàn nối đất chống sét (Bản vẽ đính kèm) 104 Khóa luận tốt nghiệp Lê Trịnh Kỳ TỔNG KẾT Qua đề tài thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng khí em nhận việc tính tốn thiết kế cung cấp điện cần phải đầu tư kỹ lưỡng, phải đảm bảo tiêu chí an tồn cho người vận hành, cơng nhân…và thiết bị nhà máy phân xưởng, phải kết hợp đảm bảo tối ưu kỹ thuật lẫn kinh tế Hiện nay, thị trường có nhiều chủng loại thiết bị điện, lựa chọn thiết bị điện cần đảm bảo yêu cầu kỹ thuật giải toán kinh tế thiết kế cung cấp điện Khoa học kỹ thuật ngày phát triển nhanh chóng, thiết kế cung cấp điện cần giải vấn đề phụ tải phát triển tương lai đưa phương án nhằm tối ưu hóa q trình thiết kế 105 Khóa luận tốt nghiệp Lê Trịnh Kỳ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình cung cấp điện Đại học Cơng nghiệp TP HCM [2] Giáo trình cung cấp điện, tác giả Nguyễn Xuân Phú [3] Kỹ thuật chiếu sáng (2005), Dương Lan Hương, Trường đại học Bách Khoa TP HCM, Nhà xuất ĐHQG TPHCM [4] Giáo trình an tồn điện, PGS TS Quyền Huy Ánh, Trường ĐH Sư phạm kỹ thuật TP HCM [5] Giáo trình hướng dẫn thiết kế cung cấp điện (2007), Nhà xuất Hà Nội [6] Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC [7] Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV, tác giả Ngô Hồng Quang, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [8] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3890 – 2009 “Phương tiện phòng cháy chữa cháy cho nhà cơng trình – trang bị, bố trí, kiểm tra, bảo dưỡng” [9] Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7722 – – 22: 2013 “Yêu cầu cụ thể - Đèn điện dùng cho chiếu sáng khẩn cấp” [10] “Giải pháp chiếu sáng cố cơng trình dân dụng cơng nghiệp” 06/01/2016, ThS KS Bùi Kiến Hịa, link 106 Khóa luận tốt nghiệp Lê Trịnh Kỳ PHỤ LỤC [1] Catalogue MCB phụ kiện (2016), ABB, [2] Catalogue MCCB phụ kiện (2016), ABB, [3] Catalogue tụ bù Snheider (2012) [4] Các vẽ đính kèm Sơ đồ mặt phân xưởng khí Sơ đồ bố trí thiết bị Sơ đồ tâm phụ tải xưởng Sơ đồ thiết kế chiếu sáng Sơ đồ nguyên lý tủ phân phối Sơ đồ nguyên lý tủ động lực Sơ đồ nối đất 107 ... ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN, DÂY DẪN CHO XƯỞNG CƠ KHÍ 48 5.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện cho xưởng khí 48 5.1.1 Yêu cầu sơ đồ cung cấp điện 48 5.1.2 Chọn điện áp định mức dòng điện. .. tính tốn thiết kế cung cấp điện cho xưởng khí cần thiết, nhờ mà nguồn lượng truyền tải từ nhà máy trạm phân phối điện đến nơi tiêu tụ cách an toàn hiệu Trong xưởng có nhiều thiết bị điện đại... thiết kế cung cấp điện cho cơng trình đó, nhiệm vụ xác định phụ tải điện cơng trình Tùy theo quy mơ cơng trình mà phụ tải điện phải xác định theo phụ tải thực tế, phải kể đến khả phát triển cơng